码字同步方法、接收器、网络设备及网络系统与流程
本技术涉及通信领域，尤其涉及一种码字同步方法、接收器、网络设备及网络系统。
背景技术：
1、随着生产工艺水平的提高，信道的损耗和噪声已成为限制数据传输速率和距离的关键因素。前向纠错(forward error correction)的出现，为传输中的数据提供了纠错保护，从而提高了信道的数据传输速率以及传输距离。fec按照对信息序列的处理方式不同可分为分组码(block code)和卷积码(convolutional code)。对于分组码，可再细分为线性分组码(linear block code)与非线性分组码(non-linear block code)。线性分组码由于其编译码实现较为简单而在以太网的开放式系统互联模型(open systeminterconnection model,osi)中的物理层(physical layer)以及数据链路层(data linklayer)的介质访问控制(media access control)子层中得到广泛应用。
2、线性分组码的检错及纠错功能实现必须基于完整的码字(codeword)进行，因而需要在数据流中确定码字边界，即找到一个完整码字的开始和结尾，这一过程称为码字同步(codeword synchronization)或者帧同步(frame synchronization)。
3、目前业界已经有适用于线性分组码的同步方案。以802.3标准内200/400ge中使用的对齐标志(alignment marker,am)同步方案为例，该方案中每间隔一定长度的码字均须插入一段固定的am序列，接收端识别该am序列即可进行码字同步。然而，am序列的存在相当于在发送端数据流中插入了额外数据，增加了冗余信息。
技术实现思路
1、本技术提供了一种自同步的码字同步方法、接收器及网络设备，用于解决am同步方案中增加额外数据的技术问题。
2、第一方面，本技术提供了一种码字同步方法。所述方法包括：步骤一，接收数据序列，所述数据序列包括多个比特；步骤二，确定所述数据序列中的备选比特，所述备选比特包括在所述多个比特中；步骤三，根据所述备选比特确定同步位置，所述同步位置用于指示所述数据序列中码字的起始位置。
3、该方法由网络中的接收设备执行。通过该方法无须在发送端数据流中插入额外数据，即可实现接收端数据流高精度码字同步的技术效果，其同步性能达到较高的可靠性。
4、在一种可能的实现方式中，所述步骤三包括：对所述备选比特进行验证，当验证成功时，确定所述备选比特的位置为所述同步位置。
5、在一种可能的实现方式中，根据所述备选比特在所述数据序列中划分出至少一个第二测试数据块，所述备选比特的位置为所述至少一个第二测试数据块的起始位置；对所述至少一个第二测试数据块的特性值进行验证，当验证成功时，确定所述备选比特的位置为所述同步位置。
6、在一种可能的实现方式中，对所述至少一个第二测试数据块的特性值进行验证，包括：依次累计所述至少一个第二测试数据块中各个第二测试数据块的特性值以获得累计值，直至所述累计值满足同步条件时，验证成功。
7、在一种可能的实现方式中，所述特性值为校验序列中全零序列的数量，所述同步条件为所述累计值大于或等于同步阈值；或者，所述特性值为校验序列中零元素的数量，所述同步条件为所述累计值大于或等于同步阈值；或者，所述特性值为可纠错测试数据块的数量，所述同步条件为所述累计值大于或等于同步阈值；或者，所述特性值为重检验位与原始校验位相同的测试数据块的数量，所述同步条件为所述累计值大于或等于同步阈值；其中，所述测试数据块的长度为n比特，所述测试数据块的前k比特为信息位，所述测试数据块的后n-k比特为所述原始校验位，所述重检验位是根据所述信息位获得的，所述重校验位的长度为n-k比特，所述n和所述k为整数。
8、在一种可能的实现方式中，对所述至少一个第二测试数据块的特性值进行验证，包括：将所述至少一个第二测试数据块中所有第二测试数据块的特性值相加以获得总值，当所述总值满足同步条件时，验证成功。
9、在一种可能的实现方式中，所述特性值为校验序列中全零序列的数量，所述同步条件为所述总值大于或等于同步阈值；或者，所述特性值为校验序列中非全零序列的数量，所述同步条件为所述总值小于或等于同步阈值；或者，所述特性值为校验序列中零元素的数量，所述同步条件为所述总值大于或等于同步阈值；或者，所述特性值为校验序列中非零元素的数量，所述同步条件为所述总值小于或等于同步阈值；或者，所述特性值为可纠错测试数据块的数量，所述同步条件为所述总值大于或等于同步阈值；或者，所述特性值为不可纠错测试数据块的数量，所述同步条件为所述总值小于或等于同步阈值；或者，所述特性值为重检验位与原始校验位相同的测试数据块的数量，所述同步条件为所述总值大于或等于同步阈值；或者，所述特性值为重检验位与原始校验位不相同的测试数据块的数量，所述同步条件为所述总值小于或等于同步阈值；其中，所述测试数据块的长度为n比特，所述测试数据块的前k比特为信息位，所述测试数据块的后n-k比特为所述原始校验位，所述重检验位是根据所述信息位获得的，所述重校验位的长度为n-k比特，所述n和所述k为整数。
10、在一种可能的实现方式中，将所述备选比特的位置作为所述同步位置。
11、在一种可能的实现方式中，从所述数据序列中选取多个观察比特；从所述多个观察比特中选取所述备选比特。
12、在一种可能的实现方式中，所述从所述多个观察比特中选取所述备选比特，包括：根据所述多个观察比特从所述数据序列中确定多组第一测试数据块，其中，所述多组第一测试数据块中的每组第一测试数据块包括至少一个第一测试数据块，所述多个观察比特中的每一个观察比特的位置为所述多组第一测试数据块中的每组第一测试数据块的起始位置；根据所述多组第一测试数据块的特性值，从所述多个观察比特中选取一个观察比特作为所述备选比特。
13、在一种可能的实现方式中，所述根据所述多组第一测试数据块的特性值，从所述多个观察比特中选取一个观察比特作为所述备选比特，包括：依次判断所述多组第一测试数据块中各组第一测试数据块的特性值是否满足备选条件，直至确定出一组第一测试数据块的特性值满足所述备选条件；将满足所述备选条件的所述一组第一测试数据块对应的观察比特作为所述备选比特。
14、在一种可能的实现方式中，所述一组第一测试数据块的特性值为所述一组第一测试数据块中所有第一测试数据块的校验序列中全零序列的数量总值，所述备选条件为所述总值大于或等于同步阈值；或者，所述一组第一测试数据块的特性值为所述一组第一测试数据块中所有第一测试数据块的校验序列中非全零序列的数量总值，所述备选条件为所述总值小于或等于同步阈值；或者，所述一组第一测试数据块的特性值为所述一组第一测试数据块中所有第一测试数据块的校验序列中零元素的数量总值，所述备选条件为所述总值大于或等于同步阈值；或者，所述一组第一测试数据块的特性值为所述一组第一测试数据块中所有第一测试数据块的校验序列中非零元素的数量总值，所述备选条件为所述总值小于或等于同步阈值；或者，所述一组第一测试数据块的特性值为所述一组第一测试数据块中所有第一测试数据块中可纠错测试数据块的数量总值，所述备选条件为所述总值大于或等于同步阈值；或者，所述一组第一测试数据块的特性值为所述一组第一测试数据块中所有第一测试数据块中不可纠错测试数据块的数量总值，所述备选条件为所述总值小于或等于同步阈值；或者，所述一组第一测试数据块的特性值为所述一组第一测试数据块中所有第一测试数据块中重检验位与原始校验位相同的测试数据块的数量总值，所述备选条件为所述总值大于或等于同步阈值；或者，所述一组第一测试数据块的特性值为所述一组第一测试数据块中所有第一测试数据块中重检验位与原始校验位不相同的测试数据块的数量总值，所述备选条件为所述总值小于或等于同步阈值；或者，所述一组第一测试数据块的特性值为所述一组第一测试数据块中前x个第一测试数据块的校验序列中全零序列的数量累计值，所述备选条件为所述累计值大于或等于同步阈值；或者，所述一组第一测试数据块的特性值为所述一组第一测试数据块中前x个第一测试数据块的校验序列中零元素的数量累计值，所述备选条件为所述累计值大于或等于同步阈值；或者，所述一组第一测试数据块的特性值为所述一组第一测试数据块中前x个第一测试数据块中可纠错测试数据块的数量累计值，所述备选条件为所述累计值大于或等于同步阈值；或者，所述一组第一测试数据块的特性值为所述一组第一测试数据块中前x个第一测试数据块中重检验位与原始校验位相同的测试数据块的数量累计值，所述备选条件为所述累计值大于或等于同步阈值；其中，所述测试数据块的长度为n比特，所述测试数据块的前k比特为信息位，所述测试数据块的后n-k比特为所述原始校验位，所述重检验位是根据所述信息位获得的，所述重校验位的长度为n-k比特，所述n，所述k和所述x为整数。
15、在一种可能的实现方式中，所述根据所述多组第一测试数据块的特性值，从所述多个观察比特中选取一个观察比特作为所述备选比特，包括：比较所述多组第一测试数据块中每组第一测试数据块的特性值，将所述特性值为极值的一组第一测试数据块对应的观察比特作为所述备选比特。
16、在一种可能的实现方式中，所述特性值为校验序列中全零序列的数量，所述极值为最大值；或者，所述特性值为校验序列中非全零序列的数量，所述极值为最小值；或者，所述特性值为校验序列中零元素的数量，所述极值为最大值；或者，所述特性值为校验序列中非零元素的数量，所述极值为最小值；或者，所述特性值为可纠错测试数据块的数量，所述极值为最大值；或者，所述特性值为不可纠错测试数据块的数量，所述极值为最小值；或者，所述特性值为重检验位与原始校验位相同的测试数据块的数量，所述极值为最大值；或者，所述特性值为重检验位与原始校验位不相同的测试数据块的数量，所述极值为最小值；其中，所述测试数据块的长度为n比特，所述测试数据块的前k比特为信息位，所述测试数据块的后n-k比特为所述原始校验位，所述重检验位是根据所述信息位获得的，所述重校验位的长度为n-k比特，所述n和所述k为整数。
17、在一种可能的实现方式中，所述从所述数据序列中选取多个观察比特，包括：从所述数据序列中每间隔t个比特选取一个比特，作为所述观察比特，所述t为大于零的整数；或者，从所述数据序列中每间隔l*n+t个比特选取一个比特，作为所述观察比特，所述l为间隔的测试数据块的数量，所述测试数据块的长度为所述n个比特，所述l和所述t为大于零的整数。
18、在一种可能的实现方式中，所述数据序列为调制信号，所述数据序列包括多个调制码元，其中，所述从所述第一数据中选取多个观察比特，包括：从所述数据序列中每间隔t个调制码元，选取调制码元的起始比特，作为所述观察比特，所述t为大于零的整数；或者，从所述数据序列中每间隔l*m+t个调制码元，选取调制码元的起始比特，作为所述观察比特，所述l为间隔的测试数据块的数量，所述测试数据块的长度为所述m个调制码元，所述l和所述t为大于零的整数。
19、在一种可能的实现方式中，所述观察比特的数量为p，所述p为正整数，所述码字的长度为所述p个比特。
20、在一种可能的实现方式中，所述步骤二中，所述确定所述数据序列中的备选比特包括，确定第一子序列中的备选比特，所述步骤三中，所述根据所述备选比特在所述数据序列中划分出至少一个第二测试数据块包括，根据所述备选比特在第二子序列中划分出至少一个第二测试数据块，所述第一子序列和所述第二子序列包括在所述数据序列中，所述第二子序列与所述第一子序列相同、部分相同或不同。
21、在一种可能的实现方式中，在所述步骤三之后，所述方法还包括：步骤四，响应于所述数据序列为失锁状态，确定所述数据序列的更新同步位置。
22、在一种可能的实现方式中，所述确定所述数据序列的更新同步位置，包括：重新执行所述步骤二和所述步骤三，将重新执行的步骤三所确定的同步位置作为所述更新同步位置。
23、在一种可能的实现方式中，在所述步骤三之后、所述步骤四之前，所述方法还包括：根据所述同步位置从所述数据序列中划分出多个同步码字，所述同步位置为所述多个同步码字的起始位置；对所述多个同步码字的特性值进行验证，当验证失败时，确定所述数据序列为所述失锁状态。
24、在一种可能的实现方式中，对所述多个同步码字的特性值进行验证，包括：依次累计所述多个同步码字中各个同步码字的特性值以获得累计值，直至所述累计值满足失锁条件时，验证失败。
25、在一种可能的实现方式中，所述特性值为校验序列中非全零序列的数量，所述失锁条件为所述累计值大于或等于同步阈值；或者，所述特性值为校验序列中非零元素的数量，所述失锁条件为所述累计值大于或等于同步阈值；或者，所述特性值为不可纠错码字的数量，所述失锁条件为所述累计值大于或等于同步阈值；或者，所述特性值为重检验位与原始校验位不相同的码字的数量，所述失锁条件为所述累计值大于或等于同步阈值；其中，所述码字的长度为n比特，所述码字的前k比特为信息位，所述码字的后n-k比特为所述原始校验位，所述重检验位是根据所述信息位获得的，所述重校验位的长度为n-k比特，所述n和所述k为整数。
26、在一种可能的实现方式中，对所述多个同步码字的特性值进行验证，包括：将所述多个同步码字中所有同步码字的特性值相加以获得总值，当所述总值满足失锁条件时，验证失败。
27、在一种可能的实现方式中，所述特性值为校验序列中全零序列的数量，所述失锁条件为所述总值小于或等于同步阈值；或者，所述特性值为校验序列中非全零序列的数量，所述失锁条件为所述总值大于或等于同步阈值；或者，所述特性值为校验序列中零元素的数量，所述失锁条件为所述总值小于或等于同步阈值；或者，所述特性值为校验序列中非零元素的数量，所述失锁条件为所述总值大于或等于同步阈值；或者，所述特性值为可纠错码字的数量，所述失锁条件为所述总值小于或等于同步阈值；或者，所述特性值为不可纠错码字的数量，所述失锁条件为所述总值大于或等于同步阈值；或者，所述特性值为重检验位与原始校验位相同的码字的数量，所述失锁条件为所述总值小于或等于同步阈值；或者，所述特性值为重检验位与原始校验位不相同的码字的数量，所述失锁条件为所述总值大于或等于同步阈值；其中，所述码字的长度为n比特，所述码字的前k比特为信息位，所述码字的后n-k比特为所述原始校验位，所述重检验位是根据所述信息位获得的，所述重校验位的长度为n-k比特，所述n和所述k为整数。
28、在一种可能的实现方式中，所述数据序列为线性分组码。
29、第二方面，本技术提供了一种通信设备，执行第一方面或第一方面的任意一种可能的实现方式中的方法。具体地，该网络设备包括用于执行第一方面或第一方面的任意一种可能的实现方式中的方法的单元。
30、第三方面，本技术提供了一种通信设备，该通信设备包括：处理器、通信接口和存储器。通信接口可以是收发器。存储器可以用于存储程序代码，处理器用于调用存储器中的程序代码执行前述第一方面或第一方面的任意一种可能的实现方式中的方法，此处不再赘述。
31、第四方面，本技术提供了一种网络系统，该网络系统包括发送设备和接收设备，所述接收设备为前述第二或第三方面提供的通信设备，所述接收设备用于接收所述发送设备发送的数据序列。
32、第五方面，本技术提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。
33、第六方面，本技术提供了一种包括计算机程序指令的计算机程序产品，当该计算机程序产品在网络设备上运行时，使得网络设备执行第一方面或第一方面的任意一种可能的实现方式中提供的方法。
34、第七方面，本技术提供了一种芯片，包括存储器和处理器，存储器用于存储计算机程序，处理器用于从存储器中调用并运行该计算机程序，以执行上述第一方面及其第一方面任意可能的实现方式中的方法。
35、可选地，上述芯片仅包括处理器，处理器用于读取并执行存储器中存储的计算机程序，当计算机程序被执行时，处理器执行第一方面或第一方面任意可能的实现方式中的方法。
36、第八方面，本技术提供了一种网络节点，该网络节点包括：主控板和接口板。主控板包括：第一处理器和第一存储器。接口板包括：第二处理器、第二存储器和接口卡。主控板和接口板耦合。
37、第一存储器可以用于存储程序代码，第一处理器用于调用第一存储器中的程序代码执行如下操作：确定所述数据序列中的备选比特，所述备选比特包括在所述多个比特中；根据所述备选比特确定同步位置，所述同步位置用于指示所述数据序列中码字的起始位置。
38、第二存储器可以用于存储程序代码，第二处理器用于调用第二存储器中的程序代码，触发接口卡执行如下操作：接收数据序列，所述数据序列包括多个比特。
39、在一种可能的实现方式中，主控板和接口板之间建立进程间通信协议(inter-process communication，ipc)通道，主控板和接口板之间通过ipc通道进行通信。
技术特征：
1.一种码字同步方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述多个第二测试数据块的特性值进行验证，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述特性值为校验序列的特性值。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述对所述多个第二测试数据块的特性值进行验证，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述特性值为校验序列中全零序列的数量，所述同步条件为所述总值大于或等于同步阈值。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述确定所述数据序列中的备选比特包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，其中，
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，其中，
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述特性值为校验序列中全零序列的数量，所述极值为最大值。
13.根据权利要求4，6，9或10所述的方法，其特征在于，所述同步阈值小于所述多个第二测试数据块的数量值。
14.根据权利要求7-13任一项所述的方法，其特征在于，其中，
15.根据权利要求7-13任一项所述的方法，其特征在于，所述数据序列为调制信号，所述数据序列包括多个调制码元，其中，
16.根据权利要求1-15任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个观察比特包括多个观察比特。
17.根据权利要求1-16任一项所述的方法，其特征在于，其中，
18.根据权利要求1-17任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，其中，所述确定所述数据序列的更新同步位置，包括：
20.根据权利要求17或18所述的方法，其特征在于，其中，所述方法还包括：
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述对所述多个同步码字的特性值进行验证，包括：
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，
23.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述对所述多个同步码字的特性值进行验证，包括：
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述特性值为校验序列中非全零序列的数量，所述失锁条件为所述总值大于或等于同步阈值。
25.根据权利要求1-24任一项所述的方法，其特征在于，所述数据序列为线性分组码。
26.根据权利要求1-25任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
27.根据权利要求1-26任一项所述的方法，其特征在于，所述测试数据块的长度与所述码字的长度相同。
28.根据权利要求1-27任一项所述的方法，其特征在于，所述若干数据块中每个数据块的长度与所述码字的长度相同。
29.一种通信设备，其特征在于，所述通信设备用于执行权利要求1-28任一项所述的方法。
30.一种芯片，其特征在于，所述芯片用于执行权利要求1-28任一项所述的方法。
31.一种芯片系统，其特征在于，所述芯片系统包括至少一个芯片，所述至少一个芯片用于执行权利要求1-28任一项所述的方法。
32.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序在处理器上运行时，实现权利要求1-28任一项所述的方法。
33.一种网络系统，其特征在于，所述网络系统包括发送设备和接收设备，所述接收设备用于执行权利要求1-28任一项所述的方法。
技术总结
一种码字同步方法、接收器及网络设备。该方法在接收端接收数据序列的多个比特中确定备选比特，根据备选比特确定同步位置，所述同步位置用于指示所述数据序列中码字的起始位置。该方法为自同步方法，无需在发送端数据流中插入额外数据，即可实现接收端数据流高精度码字同步的技术效果，其同步性能达到较高的可靠性。
技术研发人员：任浩,何向,王心远
受保护的技术使用者：华为技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23