近(jin)期(qi)，188bet足球宋克柱教授團隊(dui)在高速串(chuan)行通信誤碼率(lv)理(li)論建模的研究中(zhong)取(qu)得重要進展，提出了(le)一種新型的誤碼率(lv)建模方法。該成果近(jin)日(ri)以“Statistical Post-FEC BER Estimation of High-Speed Serial Links Subject to DFE Error Propagation”為(wei)題發(fa)表(biao)于電子工程領域知名期(qi)刊(kan)IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers。博士(shi)研究生陳(chen)卓為(wei)第一作(zuo)者(zhe)；宋克柱教授為(wei)通訊作(zuo)者(zhe)。

高(gao)速(su)串(chuan)行通(tong)信技術是有(you)線網絡通(tong)信的基石，在數據中心(xin)、GPU集群計(ji)(ji)(ji)算(suan)等場景中具有(you)重(zhong)要應用(yong)。隨著通(tong)信數據率提(ti)升到數百(bai)Gbps的量級(ji)，判決反饋均衡器（decision-feedback equalizer, DFE）和前向糾(jiu)(jiu)錯(cuo)（forward error correction, FEC）已成為高(gao)速(su)串(chuan)行通(tong)信系(xi)(xi)(xi)統(tong)的標配。然而，DFE和FEC除(chu)了提(ti)高(gao)信號質量、降低(di)誤碼(ma)(ma)(ma)率外，也使得系(xi)(xi)(xi)統(tong)的結構更(geng)加復雜(za)、誤碼(ma)(ma)(ma)率更(geng)難以(yi)通(tong)過理論方法準(zhun)確(que)預(yu)測。在系(xi)(xi)(xi)統(tong)設計(ji)(ji)(ji)過程中，工(gong)程師通(tong)常(chang)需要借助理論模(mo)型(xing)推導FEC糾(jiu)(jiu)前-糾(jiu)(jiu)后(hou)誤碼(ma)(ma)(ma)率關系(xi)(xi)(xi)，以(yi)確(que)保系(xi)(xi)(xi)統(tong)滿足主流通(tong)信協議對FEC糾(jiu)(jiu)后(hou)誤碼(ma)(ma)(ma)率的要求。然而，現有(you)理論模(mo)型(xing)研究存在計(ji)(ji)(ji)算(suan)效率低(di)、對復雜(za)系(xi)(xi)(xi)統(tong)適(shi)用(yong)性(xing)不足等問題，限制了其(qi)對設計(ji)(ji)(ji)過程的指導作用(yong)。

為了解決(jue)這一(yi)問(wen)題，該(gai)團隊提出了一(yi)種新型(xing)誤(wu)(wu)碼(ma)(ma)(ma)率(lv)理論模(mo)型(xing)——Multi-Burst模(mo)型(xing)。傳統方法(fa)通常采用(yong)馬(ma)爾(er)可夫模(mo)型(xing)對DFE引起的(de)(de)(de)(de)(de)誤(wu)(wu)碼(ma)(ma)(ma)傳遞（error propagation）現(xian)象進行建模(mo)，并(bing)基于網格圖（trellis）的(de)(de)(de)(de)(de)動態規劃(hua)算法(fa)推導單(dan)(dan)個FEC幀(zhen)(zhen)內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)錯誤(wu)(wu)分布，從而(er)計(ji)算FEC糾后(hou)誤(wu)(wu)碼(ma)(ma)(ma)率(lv)。與此不同，Multi-Burst模(mo)型(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)創(chuang)新性在于：將單(dan)(dan)個FEC幀(zhen)(zhen)內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)多段(duan)突(tu)(tu)發(fa)誤(wu)(wu)碼(ma)(ma)(ma)（burst error）視(shi)為近似相互(hu)獨立的(de)(de)(de)(de)(de)事件，而(er)非馬(ma)爾(er)可夫模(mo)型(xing)中彼此關(guan)聯(lian)的(de)(de)(de)(de)(de)狀態。具(ju)體(ti)(ti)而(er)言(yan)，該(gai)模(mo)型(xing)首先通過突(tu)(tu)發(fa)誤(wu)(wu)碼(ma)(ma)(ma)表（burst table）描述單(dan)(dan)段(duan)突(tu)(tu)發(fa)誤(wu)(wu)碼(ma)(ma)(ma)的(de)(de)(de)(de)(de)統計(ji)規律(lv)，再結合多段(duan)突(tu)(tu)發(fa)誤(wu)(wu)碼(ma)(ma)(ma)表的(de)(de)(de)(de)(de)統計(ji)學關(guan)聯(lian)，綜(zong)合評估其對系統誤(wu)(wu)碼(ma)(ma)(ma)率(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)整體(ti)(ti)影(ying)響。

該(gai)(gai)團隊提(ti)(ti)出的(de)(de)新建(jian)模(mo)(mo)(mo)方(fang)法(fa)帶來了(le)(le)顯(xian)(xian)著的(de)(de)效率提(ti)(ti)升。在針對KP-FEC碼型的(de)(de)建(jian)模(mo)(mo)(mo)測(ce)試中(zhong)，對于DFE的(de)(de)抽頭數為1、2、3、4的(de)(de)情(qing)況，Multi-Burst模(mo)(mo)(mo)型分別(bie)只用了(le)(le)3.270%、1.648%、1.022%、0.780%的(de)(de)計(ji)算(suan)時間，就和(he)先前模(mo)(mo)(mo)型取得一致的(de)(de)計(ji)算(suan)結(jie)果。對于抽頭數越(yue)(yue)高(gao)(gao)，即復雜程度越(yue)(yue)高(gao)(gao)的(de)(de)系(xi)(xi)統(tong)，該(gai)(gai)建(jian)模(mo)(mo)(mo)方(fang)法(fa)的(de)(de)計(ji)算(suan)效率優勢(shi)也越(yue)(yue)明(ming)顯(xian)(xian)。該(gai)(gai)建(jian)模(mo)(mo)(mo)方(fang)法(fa)為高(gao)(gao)速串行通信系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)誤碼率建(jian)模(mo)(mo)(mo)提(ti)(ti)供(gong)了(le)(le)新的(de)(de)思路，為高(gao)(gao)速串行通信系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)設計(ji)和(he)驗證提(ti)(ti)供(gong)了(le)(le)有力的(de)(de)支持。

圖 1 Multi-Burst模型(xing)（M.）和先(xian)前(qian)模型(xing)（T.）針對KP-FEC碼型(xing)和1/2/3/4抽頭DFE的FEC糾前(qian)-糾后誤碼率計算結果(guo)對比

圖 2 Multi-Burst模(mo)型的實驗(yan)驗(yan)證

該項研究工作得(de)到了國家重點研發計劃項目(mu)的支(zhi)持。

論文鏈接：//ieeexplore.ieee.org/document/10765078

（物理(li)學院、核探測與核電子學國家(jia)重點(dian)實驗室、科研部）