схема модуляции для среды передачи данных

Формула изобретения

1. Способ передачи данных, который содержит этапы, на которых:

принимают в передатчике сигнал, подлежащий передаче; на основании принятого сигнала создают комбинацию с помощью выбора заранее определенного числа битов из двух или более битовых потоков; определяют символ, соответствующий комбинации из набора символов, содержащего, по меньшей мере, шестнадцать символов; и передают от передатчика к приемнику сигнал, соответствующий символу, при скорости, по меньшей мере, 10 Гигабит в секунду в среде передачи данных.

2. Способ по п.1, в котором первый битовый поток содержит N битов и второй битовый поток содержит N/3 битов, где N>2, N - целое число.

3. Способ по п.2, в котором N битов формируются с помощью кодирования К битов, используя методику кодирования с проверкой на четность с низкой плотностью, где К<N, К - целое число.

4. Способ по п.2, содержащий этапы, на которых в приемнике измеряют величину отношения сигнал-шум среды передачи данных, определяют с помощью приемника допустимую частоту появления ошибочных битов на основании измеренной величины отношения сигнал-шум среды передачи данных; передают измеренную величину отношения сигнал-шум среды передачи данных и допустимую частоту появления ошибочных битов передатчику; где комбинация содержит четыре бита, при этом один бит выбирается из N/3 битов и три бита выбираются из N битов, при этом число битов комбинации основано на допустимой частоте появления ошибочных битов при измеренной величине отношения сигнал-шум среды передачи данных.

5. Способ по п.1, содержащий этап, на котором в передатчике формируют таблицу соответствия бит-к-символу, содержащую записи, устанавливающие соответствие между комбинациями битов и символами, при этом этап определения символа содержит выбор символа на основе таблицы соответствия бит-к-символу.

6. Способ по п.5, в котором выбор содержит поиск совпадающей записи, соответствующей комбинации, и создание символа, соответствующего совпадающей записи.

7. Способ по п.1, дополнительно содержащий этапы, на которых в приемнике принимают сигнал от передатчика; извлекают символ из сигнала; на основании символа формируют кодированный битовый поток и некодированный битовый поток; декодируют кодированный битовый поток для формирования извлекаемого битового потока на основе значений присвоения надежности, назначаемых каждому биту битового потока на основании символа, формируют битовый поток, который представляет данные, и отправляют битовый поток.

8. Способ по п.7, в котором значения присвоения надежности выбираются на основе позиции битов кодированного битового потока, соответствующего декодируемому символу, и одного или более предварительно определенных значений присвоения надежности.

9. Устройство связи, содержащее: передатчик, выполненный с возможностью создания комбинации с помощью выбора предварительно определенного числа битов из одного или более битовых потоков для определения символа, соответствующего комбинации, из набора символов, причем набор символов содержит, по меньшей мере, шестнадцать символов; и передачи символа устройству предварительной обработки; устройство предварительной обработки данных для приема символа от передатчика, преобразования символа в соответствующий сигнал для приемника и передачи приемнику сигнала, соответствующего символу, при скорости, по меньшей мере, 10 Гигабит в секунду по среде передачи данных; приемник, выполненный с возможностью принимать сигнал, извлекать символ из сигнала и осуществлять определение, на основе символа, комбинации на основе значений присвоения надежности, назначаемых каждому биту битового потока на основе символа.

10. Устройство по п.9, в котором передатчик выполнен с возможностью принимать первый битовый поток, содержащий N битов, и второй битовый поток, содержащий N/3 битов, где N>2, N - целое число.

11. Устройство по п.10, дополнительно содержащее кодер для формирования N битов с помощью кодирования К битов, используя методику кодирования с проверкой на четность с низкой плотностью, где К<N, К - целое число.

12. Устройство по п.9, в котором приемник выполнен с возможностью измерять величину отношения сигнал-шум среды передачи данных, определять допустимую частоту появления ошибочных битов на основании измеренной величины отношения сигнал- шум среды передачи данных и передавать измеренную величину отношения сигнал-шум среды передачи данных и допустимую частоту появления ошибочных битов передатчику.

13. Устройство по п.12, в котором передатчик содержит устройство сопоставления, выполненное с возможностью формировать комбинацию с помощью выбора одного бита из N/3 битов и трех битов из N битов, в котором число битов комбинации основано на допустимой частоте появления ошибочных битов при измеряемом значении отношения сигнал-шум среды передачи данных.

14. Устройство по п.9, в котором передатчик выполнен с возможностью хранить таблицу соответствия бит-к-символу, содержащую записи, устанавливающие соответствие между комбинациями битов и символами.

15. Устройство по п.14, в котором передатчик содержит устройство сопоставления для определения символа с помощью выбора символа на основе таблицы соответствия бит-к-символу.

16. Устройство по п.15, в котором устройство сопоставления для выбора символа содержит ассоциативную память для поиска совпадающей записи, соответствующей комбинации, и создания символа, соответствующего совпадающей записи.

17. Устройство по п.9, в котором приемник дополнительно содержит: устройство обратного сопоставления, выполненное с возможностью принимать сигнал, извлекать символ из сигнала и формировать кодированный битовый поток и некодированный битовый поток; декодер для декодирования кодированного битового потока для формирования извлекаемого битового потока на основе значений присвоения надежности, назначаемых каждому биту битового потока на основе символа, и устройство раскадровки для формирования битового потока, представляющего данные.

18. Устройство по п.17, в котором значения присвоения надежности выбираются на основе положения битов кодированного битового потока, соответствующего декодируемому символу и одному или более предварительно определенным значениям присвоения надежности.

19. Приемопередатчик для обмена данными, содержащий устройство по п.9.

20. Система связи, содержащая: машиночитаемый носитель с сохраненными на нем инструкциями; сетевой интерфейс для формирования и передачи сигнала, который представляет битовый поток и который содержит символы, выбираемые из, по меньшей мере, одного из шестнадцати символов, процессор, выполненный с возможностью считывать и исполнять инструкции, хранящиеся на машиночитаемом носителе, и обеспечивать сетевой интерфейс битовым потоком в ответ на исполняемые инструкции.

21. Система по п.20, в которой сетевой интерфейс должен формировать сигнал в виде амплитудно-модулированного сигнала, имеющего скорость, по меньшей мере, 10 Гигабит в секунду.

22. Система по п.21, в которой сетевой интерфейс дополнительно содержит передатчик для формирования комбинации с помощью выбора предварительного определенного числа битов из одного или более битовых потоков для определения символа, соответствующего комбинации из набора символов, в котором набор символов содержит, по меньшей мере, шестнадцать символов; и устройство предварительной обработки данных для приема символа от передатчика, преобразования символа в соответствующий сигнал и передачи сигнала, соответствующего символу, при скорости, по меньшей мере, 10 Гигабит в секунду по среде передачи данных.

23. Система по п.22, в которой передатчик выполнен с возможностью принимать первый битовый поток, содержащий N битов, и второй битовый поток, содержащий N/3 битов, где N>2, N - целое число.

24. Система по п.22, в которой передатчик содержит устройство сопоставления для формирования комбинации с помощью выбора одного бита из N/3 битов и трех битов из N битов, где N>2, N - целое число.

25. Система по п.22, в которой передатчик выполнен с возможностью хранить таблицу соответствия бит-к-символу, содержащую записи, устанавливающие соответствие между комбинациями битов и символами.

26. Система по п.25, в которой передатчик содержит устройство сопоставления для определения символа с помощью выбора символа на основе таблицы соответствия бит-к-символу.

27. Система по п.22, в которой устройство сопоставления для выбора символа содержит ассоциативную память для поиска совпадающей записи, соответствующей комбинации, и формирования символа, соответствующего совпадающей записи.

28. Система по п.21, в которой сетевой интерфейс дополнительно включает приемник, содержащий: устройство обратного сопоставления для приема сигнала, извлечения символа из сигнала формирования кодированного битового потока и некодированного битового потока из принятого сигнала; декодер для декодирования кодированного битового потока для формирования извлекаемого битового потока на основе значений присвоения надежности, назначаемых каждому биту битового потока на основе символа, и устройство раскадровки для формирования битового потока, представляющего данные.

29. Система по п.21, в которой сетевой интерфейс включает в себя карту сетевого интерфейса, причем карта сетевого интерфейса включает в себя логическое средство, допускающее передачу данных, по меньшей мере, в соответствии со стандартом 10 GBase-T.

30. Система по п.20, в которой сетевой интерфейс реализуется с помощью сетевого устройства, представляющего собой, по меньшей мере, одно из компьютера, переключателя, маршрутизатора или сервера.

Описание изобретения к патенту

Предшествующий уровень техники

Среда передачи данных в целом относится к группе взаимосвязанных проводных и/или беспроводных устройств, например, таких как портативные компьютеры, мобильные телефоны, серверы, факсимильные аппараты, принтеры и т.д., которые могут отсылать/принимать данные. Устройства могут передавать данные в форме сигнала по каналу передачи данных, обеспеченного между устройствами. Устройства могут обрабатывать данные для эффективной передачи данных по каналу передачи данных. Подобная обработка может включать в себя, например, кодирование и модуляцию.

Краткое описание чертежей

Изобретение, описанное в данном документе, проиллюстрировано с помощью примера, а не с помощью ограничения, на сопроводительных фигурах. Для простоты и ясности иллюстрирования элементы, показанные на фигурах, не обязательно отображены в масштабе. Например, размерности некоторых элементов могут быть преувеличены относительно других элементов для ясности. Дополнительно, где подразумевались соответствующие, обозначения ссылок воспроизведены среди фигур для отображения соответствующих или аналогичных элементов.

Фиг.1 иллюстрирует вариант осуществления системы передачи данных, которая содержит приемопередатчик и канал передачи данных.

Фиг.2 иллюстрирует вариант осуществления передатчика приемопередатчика по фиг.1.

Фиг.3 иллюстрирует вариант осуществления таблицы соответствия бит-к-символу, используемой устройством сопоставления по фиг.2.

Фиг.4 отображает блок-схему последовательности операций способа, которая иллюстрирует функционирования устройства сопоставления по фиг.2.

Фиг.5А иллюстрирует вариант осуществления приемника по фиг.1.

Фиг.5В отображает присвоение надежности, используемое приемником по фиг.5А.

Фиг.6 иллюстрирует вариант осуществления сетевой системы.

Подробное описание

Последующее описание характеризует среду передачи данных. В последующем описании многочисленные конкретные подробности, например варианты реализации логических средств, варианты реализации декомпозиции/разделения/дублирования ресурсов, типы и взаимосвязи системных компонентов и выборы логического средства по разделению/объединению, изложены, чтобы предоставить более тщательное понимание настоящего изобретения. Однако специалисту в данной области техники будет понятно, что изобретение может быть практически осуществлено без подобных конкретных подробностей. В других примерах управляющие структуры, схемы уровня логических элементов и полные последовательности программных инструкций не показаны подробно для того, чтобы не затруднять понимание изобретения. Специалисты в данной области техники с включенными описаниями будут способны реализовать соответствующие функциональные возможности без излишнего эксперимента.

Ссылки в описании на "один вариант осуществления", "вариант осуществления", "примерный вариант осуществления" и т.д. отображают, что описанный вариант осуществления может включать в себя отличительную черту, структуру или характеристику, но каждый вариант осуществления не обязательно может включать в себя конкретную отличительную черту, структуру или характеристику. Более того, подобные фразы не обязательно ссылаются на тот же вариант осуществления. Дополнительно, когда конкретная отличительная черта, структура или характеристика описывается в связи с вариантом осуществления, утверждается, что в пределах знания специалиста в данной области техники можно осуществлять подобную отличительную черту, структуру или характеристику в связи с другими вариантами осуществления, явно ли или нет описанных.

Варианты осуществления изобретения могут быть реализованы в аппаратном обеспечении, встроенном программном обеспечении, программном обеспечении или любом их сочетании. Варианты осуществления изобретения могут быть также реализованы как инструкции, сохраняемые в машиночитаемом носителе, которые могут быть считаны и выполнены одним или более процессорами. Машиночитаемый носитель может включать в себя любой механизм для хранения или передачи информации в форме, читаемой машиной (например, вычислительным устройством). Например, машиночитаемый носитель может включать в себя постоянное запоминающее устройство (ПЗУ, ROM); оперативное запоминающее устройство (RAM); накопитель на магнитных дисках; оптическое запоминающее устройство; устройства флэш-памяти; электрические, оптические, акустические или иные формы распространяемых сигналов (например, несущие волны, инфракрасные сигналы, цифровые сигналы и т.д.) и другие. Дополнительно встроенное программное обеспечение, программное обеспечение, процедуры, инструкции могут быть описаны в данном документе как выполняющие определенные действия. Однако следует принимать во внимание, что подобные описания находятся в большей части для удобства и что подобные действия на самом деле возникают от вычислительных устройств, процессоров, контроллеров или других устройств, исполняющих встроенное программное обеспечение, программное обеспечение, процедуры, инструкции и т.д.

Вариант осуществления системы передачи данных проиллюстрирован на фиг.1. Система передачи данных может содержать приемопередатчик 100 и среду 150 передачи данных. Приемопередатчик 100 может передавать и принимать сигналы по среде 150 передачи данных. Среда 150 передачи данных может представлять проводную среду, например витую медную пару, оптическое волокно и беспроводную среду, например, воздушную среду. Приемопередатчик 100 может использоваться, например, в картах сетевого интерфейса (NIC), устройствах физического уровня (PHY) и т.д. В одном варианте осуществления приемопередатчик 100 может содержать передатчик 120, приемник 130 и устройство 140 предварительной обработки.

Приемник 130 может обрабатывать принятый сигнал до отправления извлекаемых битов данных для дополнительной обработки, например, в переключатель, маршрутизатор или любое устройство, сконфигурированное для приема битов данных. В одном варианте осуществления приемник 130 может декодировать сигнал и извлекать биты данных. Приемник 130 может принимать, например, амплитудно-импульсный модулированный (PAM-16) символ, обрабатывать символ, используя методики, например, дешифрацию и коррекцию ошибок и затем отправлять извлекаемые биты данных для дополнительной обработки.

Устройство 140 предварительной обработки может содержать один или более блоков интерфейса или порты для соединения передатчика 120 и приемника 130 со средой 150 передачи данных. Устройство 140 предварительной обработки может содержать преобразователи данных, усилители или другие подобные электронные схемы. В одном варианте осуществления устройство 140 предварительной обработки может принимать поток символов от передатчика 120, преобразовывать символы в соответствующий сигнал, например импульс, используя преобразователь данных, и может передавать сигналы по среде 150 передачи данных. Аналогично устройство 140 предварительной обработки может преобразовывать принятый сигнал в соответствующий формат для приемника 130.

Передатчик 120 может принимать поток битов, обрабатывать битовый поток для формирования одного или более символов и затем предоставлять символы устройству 140 предварительной обработки. В одном варианте осуществления передатчик 120 может обрабатывать битовый поток, используя методики, например синхронизацию кадра, скремблирование, шифрование, сопоставление и предварительное кодирование. Передатчик 120 может модулировать битовый поток, например, используя методику амплитудно-импульсной модуляции (PAM) для передачи двух или более битов битового потока в форме символа, соответствующего уровню напряжения импульса. Методики модуляции могут использоваться, например, для эффективного использования ширины полосы пропускания канала. Передатчик 120 может вводить код прямого исправления ошибок для облегчения обнаружения ошибок и исправления в приемном конце до передачи сигнала по среде 150 передачи данных.

В одном варианте осуществления во время запуска приемник, который может, в итоге, принимать сигналы от передатчика 120, может измерять отношение сигнал-шум (SNR), соответствующее среде 150 передачи данных и может затем определять допустимую частоту появления ошибочных битов (BER) при измеряемом SNR. Передатчик 120 может принимать от приемника характеристики среды 150 передачи данных до передачи информационного сигнала. В одном варианте осуществления передатчик 120 может определять уровни PAM или число символов в наборе символов на основании допустимой частоты появления ошибочных битов при измеряемом SNR.

Вариант осуществления передатчика 120 проиллюстрирован на фиг.2. Передатчик 120 может содержать устройство 210 установки кадров, скремблер 220, кодер 240, устройство 250 сопоставления и устройство 280 предварительного кодирования.

Устройство 210 установки кадров может принимать битовый поток и формировать один или более кадров с помощью разделения битового потока на меньшие части заранее определенного размера и добавления контрольных битов. Устройство 210 установки кадров может добавлять контрольные биты, например биты синхронизации, биты циклической проверки избыточности и вставленные биты для запуска цикловой синхронизации, обнаружения ошибок и для отметки границ кадра. В одном варианте осуществления каждый кадр может содержать биты информационного наполнения и контрольные биты.

Скремблер 220 может принимать кадры, скремблировать биты информационного наполнения и формировать один или более скремблированных кадров. Скремблер 220 может отправлять первые К битов скремблированного кадра в кодер 240 и оставшиеся некодированные биты (некодированный битовый поток) скремблированного кадра в устройство 250 сопоставления. В одном варианте осуществления скремблер 220 может формировать скремблированные кадры, используя структуры фильтрования, которые могут сворачивать биты информационного наполнения в скремблированные кадры.

Кодер 240 может кодировать первые К битов, используя методики, например кодирование с проверкой на четность с низкой плотностью (LDPC) или сверточное кодирование или другие подобные методики кодирования. В одном варианте осуществления кодер 240 может принимать К битов от скремблера 220 и формировать кодированный битовый поток, содержащий N битов (N больше, чем К), используя кодирование LDPC. Кодер 240 может отправлять кодированный битовый поток из N битов в устройство 250 сопоставления. Кодер 240 может формировать кодированный битовый поток, содержащий N битов с помощью добавления битов (N-K) к К битам, чтобы сделать возможным прямое исправление ошибок со стороны приемника другого приемопередатчика. Например, кодер 240 может принимать 1020 битов (=К) и формировать 1344 битов (=N) с помощью выполнения действий, например умножение по модулю 2 1020 битов и значений матрицы формирования кода LDPC. LDPC описывается, по меньшей мере, у Р.Г. Галлагера "коды проверки на четность с низкой плотностью ", теория информационного перехода Института радиоинженеров, т.8, стр.21-28, январь, 1962 г.

Устройство 250 сопоставления может формировать комбинацию с помощью объединения битов, выбранных из кодированного битового потока кодера 240 и некодированного битового потока скремблера 220. Устройство 250 сопоставления может формировать символ, соответствующий комбинации, используя методику модуляции, например, амплитудно-импульсную модуляцию (PAM). Каждой комбинации может быть сопоставлен символ, и устройство 250 сопоставления может формировать поток символов, соответствующих комбинациям.

В одном варианте осуществления устройство 250 сопоставления может принимать N/3 битов некодированного битового потока и N битов кодированного битового потока и определять символ, используя, например, схему PAM-16. Например, устройство 250 сопоставления может выбирать один бит из некодированного битового потока, три бита из кодированного битового потока, формировать комбинацию, содержащую четыре бита, и определять символ, соответствующий комбинации. В одном варианте осуществления устройство 250 сопоставления может порождать N/3 комбинаций и сопоставление каждой комбинации может соответствовать одному из 16 символов.

В одном варианте осуществления устройство 250 сопоставления может формировать N/3 символов PAM для каждого скремблированного кадра, содержащего K+N/3 битов. Например, устройство 250 сопоставления может формировать 448 символов, если значение N равняется 1344. Подобная методика модуляции может давать возможность передавать четыре бита данных на каждый символ, по сравнению с тремя битами/символ в случае схемы модуляции PAM-8. Таким образом, использование схемы PAM-16 может уменьшить частоты амплитудно-импульсной модуляции и может таким образом допустить использовать меньшие вычислительные ресурсы в соответствующем приемнике.

В одном варианте осуществления число символов или уровней PAM может быть выбрано на основе допустимой частоты появления ошибочных битов при измеренном отношении сигнал-шум (SNR) канала 150 передачи данных. В одном варианте осуществления устройство 250 сопоставления может формировать комбинации, содержащие некодированные биты и кодированные биты, например, чтобы поддерживать значение частоты появления ошибочных битов ниже допустимого значения частоты появления ошибочных битов, увеличивать скорость передачи и уменьшать частоту амплитудно-импульсной модуляции.

Число некодированных битов и кодированных битов может быть выбрано на основе, например, скорости передачи, допустимых значений минимального уровня ошибки и т.д. В одном варианте осуществления скорость передачи может быть увеличена с помощью увеличения числа информационных битов в каждой комбинации. Число информационных битов может быть увеличено с помощью объединения и некодированных битов, и кодированных битов для порождения комбинации. В одном варианте осуществления, передаваемые информационные биты/символ могут определять, используя уравнение (1), показанное ниже.

Информационные биты/символ=кодированные биты комбинации*скорость R кодирования+некодированные биты комбинации

Уравнение (1)

Скорость R кодирования может равняться отношению битов, предусмотренных для ввода в кодер 240, и битов, принятых как выводные данные от кодера 240. В вышеприведенном примере скорость R кодирования может равняться приблизительно 0,75892 (=1020/1344). Устройство 250 сопоставления может формировать 3,27 (=3х0,75892+1) информационных битов/символ выбором одного некодированного бита и трех кодированных битов. Однако если все четыре бита выбираются из кодированного битового потока, устройство 250 сопоставления может формировать только 3,03 (=4×0,75892) информационных битов/символ. Таким образом, устройство 250 сопоставления может порождать комбинацию выбором одного бита и трех битов соответственно из некодированного битового потока и кодированного битового потока. Однако число некодированных битов, которые должны быть включены в комбинацию, может определяться на основе допустимой частоты появления ошибочных битов (BER) при измеренном SNR среды 150 передачи данных.

Частота амплитудно-импульсной модуляции SR, соответствующая скорости передачи данных передаче в 10 гигабит, может быть вычислена, используя уравнение (2), показанное ниже.

SR=(10x10exp+9)/(4*информационные биты/символ)

Уравнение (2)

'Exp', '+', 'х' и '/' соответственно представляют операторы возведения в степень, сложения, умножения и деления. В вышеприведенном примере частота амплитудно-импульсной модуляции SR может равняться 762 МГц ((10×10 exp+9)/(4*3,27)). Использование модуляции PAM-16 может привести к SR, которая значительно ближе к оптимальной точке частоты амплитудно-импульсной модуляции медной среды на кривой, изображенной с частотой появления ошибочных битов и SNR в качестве параметров. Частота амплитудно-импульсной модуляции, соответствующая другим схемам PAM, например, PAM-8, PAM-12 или PAM-25 может иметь большее отклонение от оптимальной частоты амплитудно-импульсной модуляции. Так как частота амплитудно-импульсной модуляции значительно ближе к оптимальному значению, вычислительные ресурсы, которые могут использоваться для обработки модулированного сигнала PAM-16, могут быть меньше по сравнению с другими схемами PAM.

Устройство 250 сопоставления может хранить, например, таблицу 300 соответствия бит-к-символу, содержащую одну или более записей. Каждая запись, например, может содержать некодированную часть, кодированную часть и соответствующий символ. В одном варианте осуществления устройство 250 сопоставления может содержать ассоциативную память, которая может выполнять сравнения для порождения соответствующего символа.

В одном варианте осуществления устройство 250 сопоставления может использовать схему PAM-16 и число символов может быть равно шестнадцати. Каждый из шестнадцати символов, соответствующих комбинации, содержащих четыре бита (один некодированный бит и три кодированных бита), может соответствовать значению, например, +15, +13, +11 -13 и -15.

В одном примере устройство 250 сопоставления может выбирать три бита из кодированного битового потока в 1344 битов и один бит из некодированного битового потока в 448 битов. Устройство 250 сопоставления может сравнивать первый бит из комбинации, представляющей некодированный бит с соответствующим битом в некодированной части таблицы соответствия бит-к-символу, и второй, третий и четвертый биты комбинации, представляющей кодированные биты с соответствующими битами в кодированной части таблицы соответствия бит-к-символу.

Например, комбинация может равняться 0001, некодированный бит может равняться 0 (первый бит слева), и кодированные биты могут равняться 001 (второй, третий и четвертый биты слева). Устройство 250 сопоставления может использовать комбинацию, равняющуюся 0001, как ключ, искать в таблице соответствия совпадающую запись, которая равняется 0001, и затем порождать символ, соответствующий совпадающей записи. Например, символ, соответствующий комбинации 0001, может равняться значению +13. Устройство 250 сопоставления может затем отправлять символ в устройство 280 предварительного кодирования.

Устройство 280 предварительного кодирования может принимать поток символов от устройства 250 сопоставления и может выполнять действия для существенного снижения нежелательных эффектов среды 150 передачи данных. Устройство 280 предварительного кодирования может использовать допустимую скорость передачи битов и измеряемое SNR среды 150 передачи данных для выполнения действий, например линейной компенсации.

Устройство 280 предварительного кодирования может использовать фильтры предварительного кодирования для выполнения действий, например, линейной компенсации для снижения нежелательного эффекта, который может быть вызван из-за нежелательных характеристик среды 150 передачи данных. Подобный подход может вызвать передачу сигнала с более высокими значениями отношения сигнал-шум (SNR). В одном варианте осуществления устройство 280 предварительного кодирования может использовать устройство предварительного кодирования Томлинсона-Харашимы (THP).

Вариант осуществления таблицы 300 соответствия бит-к-символу проиллюстрирован на фиг.3. Таблица 300 соответствия бит-к-символу может быть сохранена в устройстве 250 сопоставления и таблица 300 может содержать три столбца 301, 304 и 309 соответственно, представляющих некодированную часть, кодированную часть и соответствующий символ, и шестнадцать строк с 310 по 390.

Строка 315 показана, содержащая {0, 000, и +15} соответственно, представляя некодированную часть и кодированную часть, и соответствующий символ. Например, если устройство 250 сопоставления принимает некодированный бит, равняющийся 0, и кодированные биты, равняющиеся 000, устройство 250 сопоставления может порождать комбинацию, равняющуюся 0000, которая может использоваться как ключ для поиска в таблице 300 соответствия бит-к-символу записи, равняющейся 0000. Как можно заметить, комбинация 0000 соответствует входу в строке 315, и соответствующий символ равняется +15. Символ, равняющийся +15, может быть отослан в устройство 280 предварительного кодирования.

Некодированная часть, кодированная часть и символ в строках 320-390 соответственно равняются {0, 001, +13}, {0, 011, +11}, {0, 010, +9}, {0, 110, +7}, {0, 111, +5}, {0, 101, +3}, {0, 100, +1}, {1, 100, -1}, {1, 101, -3}, {0, 111, -5}, {1, 110, -7}, {1, 010, -9}, {0, 011, -11}, {0, 001, -13} и {1, 000, -15}. Устройство 250 сопоставления может использовать записи для формирования соответствующего символа.

Фиг.4 иллюстрирует действие варианта осуществления устройства 250 сопоставления. В блоке 410 устройство 250 сопоставления может принимать некодированный битовый поток и кодированный битовый поток от скремблера 220 и кодера 240. В одном варианте осуществления кодер 240 может формировать кодированный битовый поток, содержащий N битов (=1344) битов после приема 1020 битов от скремблера 220 и скремблер 220 может отправлять некодированный битовый поток, содержащий N/3 битов (=448) в устройство 250 сопоставления.

В блоке 420 устройство 250 сопоставления может выбирать заранее определенное число кодированных битов и некодированных битов соответственно из кодированного битового потока и некодированного битового потока. В одном варианте осуществления устройство 250 сопоставления может выбирать один бит из некодированного битового потока и три бита из кодированного битового потока.

В блоке 440 устройство 250 сопоставления может порождать комбинацию, содержащую некодированные биты и кодированные биты. В одном варианте осуществления устройство 250 сопоставления может порождать комбинацию 0001 после выбора, например, 0 и 001 соответственно из некодированного битового потока и кодированного битового потока.

В блоке 470 устройство 250 сопоставления может определять символ, соответствующий комбинации. В одном варианте осуществления устройство 250 сопоставления может сравнивать комбинацию с каждой записью в таблице 300 соответствия бит-к-символу, пока не будет найдена соответствующая запись, и символ, соответствующий соответствующей записи, может представлять соответствующую комбинацию. В одном варианте осуществления запись (0000), (0001), (0011), (0010), (0110), (0111), (0101), (0100), (1000), (1001), (1011), (1010), (1110), (1111), (1101) и (1100) могут в указанном порядке соответствовать символам +15, +13, +11, +9, +7, +5, +3, +1, -1, -3, -5, -7, -9, -11, -13 и -15.

В блоке 490 устройство 250 сопоставления может отправлять соответствующий символ. В одном варианте осуществления устройство 250 сопоставления может отправлять один или более символов в устройство 280 предварительного кодирования.

Таким образом, передатчик 120 может формировать символ, допускающий передачу информации на более высоких скоростях в средах передачи данных, используя технологии, например, Ethernet в 10 гигабит (10 gBE) или более.

Вариант осуществления приемника 130 проиллюстрирован на фиг.5А. Приемник 130 может содержать устройство 510 раскадровки, обратный скремблер 520 и устройство 530 обратного сопоставления и декодер 540.

Устройство 530 обратного сопоставления может принимать символ из среды 150 передачи данных и формировать поток кодированных битов и некодированных битов. В одном варианте осуществления устройство 530 обратного сопоставления может принимать N/3 символов; формировать некодированный битовый поток, содержащий N/3 битов, и кодированный битовый поток, содержащий N битов. Например, устройство 530 обратного сопоставления может выполнять обратное действие в отношении устройства 250 сопоставления для определения комбинации, соответствующей символу, отправлять некодированный бит каждой комбинации в обратный скремблер 520 и оставшиеся кодированные биты каждой комбинации в декодер 540.

Декодер 540 может принимать кодированные биты, извлекать биты из кодированных битов с помощью удаления лишних битов после выполнения действий, например, обнаружение ошибки и коррекция, и отправлять извлекаемые биты в обратный скремблер 520. В одном варианте осуществления декодер 540 может принимать N кодированных битов, извлекать К битов (K<N) из кодированного битового потока и отправлять К битов в обратный скремблер 520.

Декодер 540 может извлекать К битов из кодированного битового потока на основе присвоения надежности, соответствующей каждому биту кодированного битового потока. Декодер 540 может улучшать эффективность декодирования, например, минимизацией ошибок, используя присвоение надежности. Эффективность декодирования может, например, представлять степень уверенности, что каждый бит может быть извлечен с минимальными ошибками, которые могут удовлетворять допустимым уровням ошибки. Присвоения надежности на основе логарифмических отношений правдоподобия (LLR) позволяют декодеру 540 извлекать биты с минимальными ошибками. Присвоения на основе LLR могут требовать большого объема вычислений. В одном варианте осуществления присвоение надежности может выполняться на основе схемы, описанной ниже со ссылкой на фиг.5В.

Обратный скремблер 520 может принимать некодированные битовые потоки и извлекаемый битовый поток соответственно от устройства 530 обратного сопоставления и декодера 540, проводить обратное скремблирование принятых битов для формирования битов информационного наполнения, формировать кадры и отправлять кадры в устройство 510 раскадровки. В одном варианте осуществления обратный скремблер 520 может формировать биты информационного наполнения, используя структуры фильтрования, которые могут выполнять обратные действия, по сравнению с выполняемыми скремблером 220.

Устройство 510 раскадровки может принимать кадры и формировать битовый поток, представляющий данные. Устройство 510 раскадровки может удалять контрольные биты, например, стартовые биты и конечные биты, биты синхронизации и согласующие биты. Устройство 510 раскадровки может затем отправлять битовый поток, представляющий данные, в смежное устройство, например маршрутизатор, переключатель, компьютерную систему, карманное устройство, мобильное устройство или любое подобное устройство, подразумеваемое принимать битовый поток от приемника 130 приемопередатчика 100.

Вариант осуществления присвоения надежности, используемый приемником 130, отображен на фиг.5В. Граф присвоения надежности показан содержащим самый старший разряд (MSB) или кривую 560 присвоения надежности Бит-2, кривую 570 присвоения надежности Бит-1, самый младший разряд (LSB) или кривая 580 присвоения надежности Бит-0, нанесенную со ссылкой на ось 591 символов и ось 592 надежности.

Ось 592 надежности показана, отображая значения надежности в диапазоне (от +2 до -2), которые могут быть назначены соответствующему биту на основе декодируемого символа. Например, если приемник 130 принимает символ, равняющийся +13 (0001), декодер 540 может декодировать кодированные биты 0, 0 и 1 (MSB, Бит-1 и LSB соответственно) кодированных битов 001 со значениями надежности -1,5, -0,5 и +1 соответственно. Аналогично для символа -11 декодер 540 может декодировать биты 1, 1 и 1 (MSB, Бит-1 и LSB соответственно) кодированных битов 111 со значениями надежности +1,5, +0,5 и +1 соответственно. Присвоение надежности на основе графа присвоения надежности может быть эффективным в терминах использования вычислительных ресурсов.

Вариант осуществления сетевой системы 600 проиллюстрирован на фиг.6. Сетевая система 600 может содержать сетевое устройство 610 и сеть 650. Сетевое устройство 610 может соответствовать маршрутизатору, портативному компьютеру, настольному компьютеру, карманному устройству, карте сетевого интерфейса или любым подобным устройствам, которые могут быть присоединены к сети 650.

Сеть 650 может содержать одно или более промежуточных устройств, например, переключателей и маршрутизаторов, которые могут принимать, обрабатывать и отсылать пакеты в соответствующее промежуточное устройство. Сеть 650 может позволять сетевым устройствам, например сетевому устройству 610, передавать и/или принимать данные. Промежуточные устройства сети 650 могут быть сконфигурированы для поддержки TCP/IP, ATM (режим асинхронной передачи) и любых подобных протоколов передачи данных. Сеть 650 может быть присоединена к сетевым устройствам, например сетевому устройству 610 через среду передачи данных, которая может передавать пакеты, соответствующие технологиям, например, 10G Ethernet.

Сетевое устройство 610 может формировать один или более пакетов и отсылать пакеты в другие сетевые устройства, присоединенные к сети 650. Сетевое устройство 610 может принимать пакеты от других сетевых устройств через сеть 650. В одном варианте осуществления сетевое устройство 610 может содержать процессор 612, запоминающее устройство 614 и сетевой интерфейс 618. Процессор 612 может предоставлять сетевой интерфейс с битовым потоком в ответ на выполняющиеся инструкции, и запоминающее устройство 614 может хранить инструкции, выполняемые процессором. Сетевой интерфейс 618 может содержать, например, карту сетевого интерфейса, реализующую приемопередатчик, например приемопередатчик 100.

В одном варианте осуществления приемопередатчик 100 может взаимодействовать с сетью 650 согласно выделенному стандарту 10Gbase-T, как определено сериями стандартов IEEE 802.3, однако также могут использоваться другие стандарты. В некоторых вариантах осуществления приемопередатчик 100 может взаимодействовать с сетью 650, использующей любой тип среды, например, но не ограниченной, витыми парами медного провода, оптическими каналами, радиоканалами, каналами шины питания, акустическими/звуковыми каналами, платой с печатной схемой (PCB), системной платой, коаксиальным кабелем или любой другой средой. Например, среда 150 передачи данных может быть категорией 5, 6, 6а или 7 кабельных сетей и/или любым другим экранированным или неэкранированным кабелем.

Приемопередатчик 100 может обрабатывать битовый поток, принятый от приложений, например, e-mail (электронной почты) или от приложения по передаче файлов, выполняемого в процессоре 612. Передатчик, например передатчик 120 приемопередатчика 100, может принимать битовый поток и формировать символы на основе методики модуляции PAM-16, как описано выше. Передатчик 120 может отсылать символы в устройства предварительной обработки данных, которые могут преобразовывать символ в соответствующий сигнал, например амплитудно-модулированные импульсы, и сигнал может затем быть послан в среду передачи данных, например среду Ethernet.

Определенные отличительные черты изобретения описаны со ссылкой на примерные варианты осуществления. Однако описание не подразумевает толкование в ограничительном смысле. Различные модификации примерных вариантов осуществления, а также другие варианты осуществления изобретения, которые очевидны специалистам в данной области техники, к которым имеет отношение изобретение, полагаются находящимися в пределах сущности и объема изобретения.