專(zhuān)利名稱(chēng)：高位速率二進(jìn)制信號(hào)接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電信領(lǐng)域，特別涉及一種高位速率二進(jìn)制信號(hào)接收機(jī)。
數(shù)據(jù)判定通常由判定器進(jìn)行，判定器將每個(gè)連續(xù)位的信號(hào)電平與一個(gè)閾值進(jìn)行比較。如果信號(hào)電平超過(guò)閾值，則此位包含邏輯“1”，否則位包含邏輯“0”。存在的一個(gè)問(wèn)題是閾值附近的數(shù)據(jù)判定可能存在缺陷。
從歐洲專(zhuān)利EP0923204可以獲得一種改進(jìn)型判定器電路，該電路還包含偽差錯(cuò)監(jiān)視器，能控制判定器的閾值。
從歐洲專(zhuān)利EP0912020可以獲得另一種判定器電路，該電路包含耦合至多路復(fù)用器的三個(gè)并行判定器。多路復(fù)用器的輸出輸送至數(shù)個(gè)延遲元件，延遲元件反饋耦合至多路復(fù)用器。此判定器電路的作用是對(duì)在接收到的光學(xué)信號(hào)的不同偏振模式的不同信號(hào)成分的傳播時(shí)延中的差異進(jìn)行補(bǔ)償，這種差異是由偏振模式色散造成的。
從歐洲專(zhuān)利EP0 656 700可以獲得一種用于四電平光學(xué)信號(hào)的專(zhuān)用接收機(jī)。四電平光學(xué)信號(hào)在不同的振幅電平包含數(shù)據(jù)符號(hào)，每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)代表兩個(gè)數(shù)據(jù)位。經(jīng)過(guò)光/電轉(zhuǎn)換的信號(hào)被并行輸送至三個(gè)判定器，每個(gè)判定器具有不同的閾值。三個(gè)判定器的輸出被輸送至多路復(fù)用器，多路復(fù)用器將四個(gè)電位狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘谄渲械膬蓚€(gè)位。因此判定器和多路復(fù)用器的作用是將多電平信號(hào)重新轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制信號(hào)。轉(zhuǎn)換后的二進(jìn)制信號(hào)的位速率是接收到的光學(xué)信號(hào)符號(hào)速率的兩倍。在ECOC1996中也公布了這種接收機(jī)和相關(guān)方法(請(qǐng)參看B.Wedding等人所著《Multi-Level Dispersion Supported Transmission at 20Gbit/sover 46km Installed Standard Single Mode Fiber》，發(fā)表在ECOC1996會(huì)刊中，奧斯陸，MoB.4.4，pp.1.91-1.94)。
在位速率為10Gbit/s甚至40Gbit/s的高位速率傳輸系統(tǒng)中，增加光學(xué)接收機(jī)的靈敏度非常重要。對(duì)于水下傳輸系統(tǒng)和在信號(hào)路徑上具有較少數(shù)量再生器的傳輸系統(tǒng)尤其是這樣。
本發(fā)明目的是通過(guò)接收機(jī)和軟判定電路實(shí)現(xiàn)的，軟判定電路具有三個(gè)耦合至2∶1多路復(fù)用器的并行判定器。三個(gè)判定器具有不同的閾值，并生成四個(gè)電位狀態(tài)。2∶1多路復(fù)用器將四個(gè)不同的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為恢復(fù)的數(shù)據(jù)信號(hào)和表示判定可靠性的可靠性信號(hào)。
在本發(fā)明的有益發(fā)展中，設(shè)置了第四判定電路，其輸出信號(hào)使用EXOR函數(shù)與恢復(fù)的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行比較，以產(chǎn)生偽差錯(cuò)信號(hào)，使用此偽差錯(cuò)信號(hào)調(diào)整閾值和/或判定器的時(shí)鐘相位。
本發(fā)明的其他有益發(fā)展限定在從屬權(quán)利要求中。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，判定電路可以完全集成為應(yīng)用于10Gbit/s的數(shù)據(jù)傳輸?shù)腟iGe芯片。
圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的第二判定電路的方框圖；圖3顯示了可以在圖2的判定電路中使用的已知的2∶1多路復(fù)用器。
三個(gè)判定器中的每個(gè)判定器具有不同的閾值，用于在每個(gè)時(shí)鐘周期與接收信號(hào)的信號(hào)電平進(jìn)行比較。第二判定器D2的閾值低于第一判定器D1的閾值，但高于第三判定器D3的閾值，因此能產(chǎn)生四個(gè)電位狀態(tài)(1)低于D3的閾值(000)；(2)低于D2的閾值但高于D3的閾值(001)；(3)低于D1的閾值但高于D2的閾值(011)；或者(4)高于D1的閾值(111)2∶1多路復(fù)用器將這四個(gè)電位狀態(tài)解碼為下面相應(yīng)的兩位表示法(1)000＝01；(2)001＝00；(3)011＝10；或者(4)111＝11最有效的位被用作恢復(fù)的數(shù)據(jù)信號(hào)DO，而最無(wú)效的位代表可靠性信號(hào)DR。
圖2說(shuō)明了本發(fā)明的第二實(shí)施例的電路方框圖。相同元件使用與

圖1相同的標(biāo)號(hào)表示。
2∶1多路復(fù)用器M具有兩個(gè)數(shù)據(jù)輸入D1in和D2in、時(shí)鐘輸入Clin，以及數(shù)據(jù)輸出Dout。判定器D1的輸出耦合至D1in，判定器D3的輸出耦合至D2in，判定器D2的輸出耦合至Clin。Dout表示可靠性信號(hào)DR，D2的輸出為數(shù)據(jù)輸出DO。
圖3說(shuō)明了非常適于在圖2所示的判定器電路中使用的多路復(fù)用器。這種多路復(fù)用器電路可以從J.Hauenschild等人在1991年5月第23期《Electronics Letters》vol.27，No.11，pp.978-979上發(fā)表的《Demonstration of Retiming Capability of Silicon BipolarTime-Division Multiplexer Operating to 24 Gbit/s》一文中獲得，此論文在此已經(jīng)被引作參考文獻(xiàn)。這種多路復(fù)用器具有的優(yōu)勢(shì)是，它可以完全集成在SiGe雙極型芯片中，用于20Gbit或以上的高位速率傳輸中。但是，本發(fā)明并不限于使用這種特定多路復(fù)用器，也可以使用本技術(shù)領(lǐng)域中已知的其他2∶1多路復(fù)用器。
但是，多路復(fù)用器M由對(duì)三個(gè)判定器D1-D3的輸出信號(hào)的邏輯操作所限定，并因而可以由EXOR等邏輯電路組成，EXOR將三個(gè)判定器的輸出信號(hào)進(jìn)行邏輯組合，在某種程度上獲得與上述相同的邏輯操作。
可靠性信號(hào)DR是一個(gè)用來(lái)對(duì)判定電路的判定可靠性進(jìn)行判斷的裝置?？梢允褂媚承┻壿嬰娐愤M(jìn)行估計(jì)，例如用計(jì)數(shù)器或可編程處理器(未示出)，確定傳輸路徑上是否發(fā)生線(xiàn)路故障或者設(shè)備故障。如果可靠性信號(hào)DR的值為“1”，則判定可靠性為高，如果可靠性信號(hào)DR的值為“0”，則判定可靠性為低。將在限定時(shí)間間隔內(nèi)出現(xiàn)的“0”的數(shù)量計(jì)算出來(lái)，如果這個(gè)數(shù)量超過(guò)預(yù)先確定的閾值，則將產(chǎn)生“信號(hào)丟失”或者AIS等警報(bào)。當(dāng)每次的時(shí)間間隔過(guò)去之后，計(jì)數(shù)器復(fù)位并重新開(kāi)始計(jì)數(shù)。可靠性信號(hào)中偶然出現(xiàn)的“0”可以忽略不計(jì)。
DR中“0”的計(jì)數(shù)值最好與性能監(jiān)視數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，性能監(jiān)視數(shù)據(jù)由在接收機(jī)后繼部分的信號(hào)處理過(guò)程中所進(jìn)行的差錯(cuò)檢驗(yàn)來(lái)計(jì)算。這種性能監(jiān)視數(shù)據(jù)表示在信號(hào)中檢測(cè)到的校驗(yàn)和差錯(cuò)，并且如果這些差錯(cuò)與判定過(guò)程的低可靠性相關(guān)，這表示在傳輸路徑上前面的設(shè)備出現(xiàn)故障。
圖2還說(shuō)明了本發(fā)明的另外的有益發(fā)展。這種改進(jìn)裝置由偽差錯(cuò)監(jiān)視器組成，偽差錯(cuò)監(jiān)視器用于對(duì)判定器D1-D3的閾值或者為判定器提供時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)鐘相位進(jìn)行調(diào)整，或者對(duì)二者都進(jìn)行調(diào)整。例如從歐洲專(zhuān)利EP0923204可以獲得偽差錯(cuò)監(jiān)視器，此處將該專(zhuān)利列為參考文獻(xiàn)。
對(duì)于偽差錯(cuò)發(fā)生，第四判定器PED耦合至數(shù)據(jù)輸入DI。第四判定器的閾值最好或者處于判定器D2與D1的閾值之間，或者處于判定器D2與D3的閾值之間。還為判定器PED提供了恢復(fù)的時(shí)鐘信號(hào)。判定器PED的輸出輸送至邏輯EXOR門(mén)C的第一輸入。EXOR門(mén)C的第二輸入耦合至數(shù)據(jù)輸出DO。EXOR門(mén)C的輸出表示偽差錯(cuò)信號(hào)，此偽差錯(cuò)信號(hào)是根據(jù)預(yù)先確定的規(guī)則通過(guò)例如可編程處理器(未示出)這樣的邏輯電路進(jìn)行估計(jì)。這種規(guī)則可以以信號(hào)和傳輸性質(zhì)為基礎(chǔ)確定，或者可以依靠經(jīng)驗(yàn)確定。但是，對(duì)偽差錯(cuò)的估計(jì)用于對(duì)四個(gè)判定器D1-D3、PED中的某幾個(gè)或全部的閾值進(jìn)行調(diào)整，或者對(duì)提供給四個(gè)判定器D1-D3、PED的時(shí)鐘信號(hào)中的某幾個(gè)或全部的相位進(jìn)行調(diào)整，或者對(duì)二者都進(jìn)行調(diào)整。使用傳統(tǒng)的移相器PS1-4可以實(shí)現(xiàn)相位調(diào)整。
對(duì)閾值和相位的調(diào)整可以根據(jù)速率和可靠性使檢測(cè)得到改進(jìn)。因而規(guī)則可以在訓(xùn)練相位中確定，以使檢測(cè)質(zhì)量最優(yōu)化。對(duì)于這種訓(xùn)練相位特別適合的邏輯電路是神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)型邏輯處理器。
此判定電路是高位速率二進(jìn)制信號(hào)接收機(jī)的一部分。從現(xiàn)有技術(shù)可以知道，接收機(jī)還可以在判定電路上添加其他元件，例如光/電轉(zhuǎn)換器、線(xiàn)路終端和信號(hào)估計(jì)設(shè)備等。
權(quán)利要求
1.一種高位速率二進(jìn)制信號(hào)接收機(jī)，所述接收機(jī)包括并行耦合至數(shù)據(jù)輸入的三個(gè)判定器，每個(gè)判定器具有不同的閾值，用于判斷接收信號(hào)是否大于各自的閾值，并包括耦合至所述三個(gè)判定器的2∶1多路復(fù)用器，用于從所述判定器的輸出信號(hào)產(chǎn)生二進(jìn)制輸出信號(hào)和可靠性信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，還包括耦合至數(shù)據(jù)輸入的時(shí)鐘發(fā)生器，用于從所述輸入信號(hào)產(chǎn)生恢復(fù)的時(shí)鐘信號(hào)，所述恢復(fù)的時(shí)鐘信號(hào)輸送至所述判定器的時(shí)鐘輸入。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，還包括偽差錯(cuò)監(jiān)視器，用于對(duì)一個(gè)或多個(gè)判定器閾值進(jìn)行調(diào)整。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的接收機(jī)，其中偽差錯(cuò)監(jiān)視器包括輸入至EXOR門(mén)的第四判定器，所述二進(jìn)制輸出信號(hào)也提供至所述EXOR門(mén)，用于產(chǎn)生偽差錯(cuò)，使用邏輯電路對(duì)所述偽差錯(cuò)進(jìn)行估計(jì)，以調(diào)整所述閾值。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接收機(jī)，還包括偽差錯(cuò)監(jiān)視器，用于對(duì)一個(gè)或多個(gè)判定器的時(shí)鐘輸入的時(shí)鐘相位進(jìn)行調(diào)整。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的接收機(jī)，其中偽差錯(cuò)監(jiān)視器包括輸入至EXOR門(mén)的第四判定器，所述二進(jìn)制輸出信號(hào)也提供至所述EXOR門(mén)，用于產(chǎn)生偽差錯(cuò)，使用邏輯電路對(duì)所述偽差錯(cuò)進(jìn)行估計(jì)，以調(diào)整所述時(shí)鐘相位。
7.一種高位速率二進(jìn)制信號(hào)判定器電路，所述判定器電路包括-并行耦合至數(shù)據(jù)輸入的三個(gè)判定器，每個(gè)判定器具有不同的閾值，用于判斷接收信號(hào)是否大于各自的閾值；和-耦合至所述三個(gè)判定器的2∶1多路復(fù)用器，用于從所述判定器的輸出信號(hào)產(chǎn)生二進(jìn)制輸出信號(hào)和可靠性信號(hào)。
8.一種恢復(fù)高位速率二進(jìn)制信號(hào)的方法，包括以下步驟-將接收信號(hào)與三個(gè)不同閾值進(jìn)行比較，從而獲得四個(gè)可能的狀態(tài)；-將四個(gè)可能狀態(tài)解碼為兩位信號(hào)，最有效的位代表恢復(fù)的信號(hào)，最無(wú)效的位為可靠性信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及電信領(lǐng)域。公開(kāi)了一種高位速率二進(jìn)制信號(hào)接收機(jī)，包含具有耦合至2∶1多路復(fù)用器的三個(gè)并行判定器的軟判定電路。三個(gè)判定器具有不同閾值并產(chǎn)生四個(gè)電位狀態(tài)。2∶1多路復(fù)用器將四個(gè)不同狀態(tài)轉(zhuǎn)換為恢復(fù)的數(shù)據(jù)信號(hào)和表示判定可靠性的可靠性信號(hào)。
文檔編號(hào)H04L25/06GK1407730SQ0214229
公開(kāi)日2003年4月2日 申請(qǐng)日期2002年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月10日
發(fā)明者伯特霍爾德·威丁 申請(qǐng)人:阿爾卡塔爾公司