專利名稱：用于提高sfp限幅放大信號中的抖動容限的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于處理通信系統(tǒng)中的接收信號的技術(shù)，尤其是涉及 用于提高接收信號中的抖動容限的技術(shù)。
背景技術(shù)：
數(shù)字通信接收機(jī)典型地必須采樣輸入波形然后可靠地檢測所采 樣的數(shù)據(jù)。經(jīng)過色散^(某介傳播的信號通常將遭受群延遲和衰減。群延 遲造成脈沖展寬、符號間干擾以及其它噪聲。為了補(bǔ)償這種信道失真， 通信接收機(jī)通常采用眾所周知的過濾、放大和均衡技術(shù)。例如，通常 采用零均衡或判決反饋均衡(DEF)技術(shù)(或二者)。這種均衡技術(shù) 被廣泛用于消除符號間干擾以及提高噪聲容限。參見例如R. Gitlin等 人的Digital Communication Principles, (Plenum Press, 1992)以 及E.A. Lee和D.G. Messerschmitt, Digital Communications, ( Kluwer Academic Press, 1988)，上述參考文獻(xiàn)在此通過引用而并入。
通信接收機(jī)還經(jīng)常通過小波形因數(shù)可插(SFP, small form factor pluggable)限幅放大器來放大接收信號。然而，當(dāng)色散信號經(jīng)過SFP 限幅放大器時，SFP限幅放大器的輸出顯示出脈寬收縮，從而導(dǎo)致抖 動容限的損失。因此，存在對用于提高SFP限幅放大信號中的抖動容 限的方法和裝置的需求。

發(fā)明內(nèi)容
一般而言，本發(fā)明提供一種用于提高SFP限幅放大信號中的抖 動容限的方法和裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，通過對SFP限幅放大 器施加接收信號來提高通信接收機(jī)中的抖動容限，以及對低通濾波器施加SFP限幅放大器的輸出來提高抖動容限。低通濾波器可選地對輸 出的高頻分量施加可編程的衰減量?？梢杂赏ㄐ沤邮諜C(jī)中的前置放大 器可選地應(yīng)用該低通濾波器。
低通濾波器的回轉(zhuǎn)率(slew rate)控制(即，旋轉(zhuǎn))接收信號的 數(shù)據(jù)眼表示，以便沿時間軸增大數(shù)據(jù)眼表示。以這種方式，接收信號 的時間余量和抖動容限得以提高。可以通過對全通濾波器施加低通濾 波器的輸出來可選地提高接收信號的噪聲余量。在一個實(shí)施例中，數(shù) 據(jù)眼表示是單側(cè)數(shù)據(jù)眼表示。該單側(cè)數(shù)據(jù)眼表示僅包含從第一個二元 值到0或1的二元值的轉(zhuǎn)變?；剞D(zhuǎn)率控制器可以評估數(shù)據(jù)眼統(tǒng)計(jì)以便 確定用于該低通濾波器的設(shè)置。
通過參考下面的詳細(xì)描述以及附圖將獲得對本發(fā)明、以及本發(fā)明 的進(jìn)一步的特征和優(yōu)點(diǎn)的更為完整的理解。


圖i是本發(fā)明能夠在其中運(yùn)行的通信系統(tǒng)的方框圖2A和2B分別示意了圖1的前置放大器的第一和第二級的傳
輸特性；
圖3A和3B示意了施加到圖1的SFP限幅放大器的接收信號；
圖4A和4B示意了圖1的SFP限幅放大器的輸出；以及
圖5A示意了圖1的SFP限幅放大器的輸出端處的縮減的(未校
正的)抖動容限，以及圖5B-5C分別示意了根據(jù)本發(fā)明的中度抖動容
限校正和重度抖動容限校正。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供了用于改進(jìn)SFP限幅放大信號中的抖動容限的方法 和裝置。圖1是通信系統(tǒng)100的方框圖。如圖1所示，發(fā)射機(jī)110通 過信道120傳輸數(shù)據(jù)以便由接收機(jī)130接收。信道120可以是任何色 散信道，如背板、光鏈路或電連接、或者上述的組合。在通過信道120 傳輸信號之前，在發(fā)射機(jī)210可選地應(yīng)用預(yù)加重技術(shù)(未示出)。另外，在接收機(jī)130中可選地應(yīng)用諸如零均衡和/或判決反饋均衡(DFE) 的均衡技術(shù)(未示出)。
如圖1所示，接收機(jī)130包括已知方式的SFP限幅放大器150 和前置放大器160。下面結(jié)合圖2A和2B進(jìn)一步說明前置放大器160 的傳輸特性。下面結(jié)合圖3A和3B進(jìn)一步說明施加到SFP限幅放大 器150的接收信號。下面結(jié)合圖4A和4B進(jìn)一步說明SFP限幅放大 器150的輸出。
本發(fā)明認(rèn)識到，當(dāng)色散信號通過SFP限幅放大器150時，SFP 限幅放大器150的輸出顯示出脈寬收縮(PWS),由此導(dǎo)致抖動容限 的損失。因此，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供用于提高SFP限幅放大信 號中的抖動容限的技術(shù)。尤其是，前置放大器160過濾SFP限幅放大 器150的輸出以提高抖動容限，這將在下面結(jié)合圖5A、 5B和5C進(jìn) 一步說明。下面將說明，前置放大器160的第一級應(yīng)用低通濾波器， 而前置放大器160的第二級可選地應(yīng)用高頻提升。
接收機(jī)130還包括數(shù)據(jù)和眼檢測器170,用于恢復(fù)所發(fā)射的信息。 數(shù)據(jù)和眼檢測器170可以利用例如數(shù)據(jù)眼監(jiān)測技術(shù)來體現(xiàn)，例如在 2006年9月 29曰提出的標(biāo)題為"Method And Apparatus For Determining Latch Position For Decision-Feedback Equalization Using Single-Sided Eye，，的美國專利申請序列號No. 11/540,946中描述 了這種技術(shù)，其在此通過引用而并入。
在一個示例性實(shí)施例中，由數(shù)據(jù)和眼檢測器170生成的數(shù)據(jù)眼統(tǒng) 計(jì)由回轉(zhuǎn)率控制器175處理，以評估PWS并確定一個適當(dāng)?shù)牧憧刂?校正值。該零控制校正值將使用適當(dāng)量的低通濾波來偏移測量的 PWS。回轉(zhuǎn)率控制器175可以利用例如回轉(zhuǎn)率控制4支術(shù)來體現(xiàn)，在2006 年3月3日提出的標(biāo)題為"Method and Apparatus for Slew Rate Control，，的美國專利申請序列號No. 11/367,946中描述了這種技術(shù)， 其在此通過引用而并入，在此修改以利用低通濾波來提供回轉(zhuǎn)率控制。
圖2A和2B分別示意了第一和第二級的傳輸特性200、 250 (幅 度作為頻率的函數(shù))。如圖2A所示，在第一級中，前置放大器160
6在高頻和低頻傳輸特性之間取折衷。如果使用高頻提升，則低頻提升
丟失，反之亦然。示例性的前置放大器160在第一級中提供了濾波器 選項(xiàng)(0-15)的16個"設(shè)置"。設(shè)置O使用最低通濾波(相對于其它 設(shè)置)以衰減所施加信號的高頻分量。設(shè)置15使用高通濾波來衰減低 頻分量。如圖2B所示，在第二級中，前置放大器160提供高頻提升。 在一種常規(guī)實(shí)現(xiàn)中，前置放大器160采用低頻衰減和高頻增益用于均 衡。如下面結(jié)合圖5A-5C進(jìn)行的說明，本發(fā)明在前置放大器160的第 一級中使用中度到重度低通濾波來衰減高頻分量并維持低頻分量，以 便提高抖動容限。
圖3A和3B示意了施加到SFP限幅放大器150的接收信號。圖 3A示意了接收信號的經(jīng)典數(shù)據(jù)眼圖300，而圖3B示意了接收信號的 DFE數(shù)據(jù)眼圖350。數(shù)據(jù)眼圖300、 350都可以從例如數(shù)據(jù)眼監(jiān)測器獲 得，如2006年9月29曰提出的標(biāo)題為"Method And Apparatus For
Determining Latch Position For Decision-Feedback Equalization Using Single-Sided Eye，，的美國專利申請序列號No. 11/540,946中描述 的那些監(jiān)測器，其在此通過引用而并入。雖然經(jīng)典的數(shù)據(jù)眼圖300包 含所有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變，同樣稱為單側(cè)眼圖的DFE數(shù)據(jù)眼圖通過僅包含從一 個二元值的轉(zhuǎn)變而展開數(shù)據(jù)眼(即，僅有1—x或0—x的轉(zhuǎn)變)。DFE 數(shù)據(jù)眼圖通過將數(shù)據(jù)限制于僅包含從例如二元值1到二元值0或l(稱 為1—x)的信號轉(zhuǎn)變，以及通過禁止任何從二元值O的信號轉(zhuǎn)變，來 提取較大的DFE眼。
圖4A和4B示意了 SFP限幅放大器150的輸出。圖4A示意了 SFP限幅信號的經(jīng)典數(shù)據(jù)眼圖400，而圖4B示意了 SFP限幅信號的 DFE數(shù)據(jù)眼圖450。如圖4A和4B所示，SFP限幅放大器150的輸出 400、 450顯示出脈寬收縮，從而導(dǎo)致抖動容限的損失。因此，如從圖 4A中可以看出的，例如，脈寬將近似對應(yīng)于沒有脈沖收縮的線410, 但是來自SFP限幅i文大器150的收縮^f吏脈寬近似對應(yīng)于線420。
低通濾波以提高抖動容限
圖5A示意了 SFP限幅放大器150的輸出端處的縮減的(未校正的)抖動容限。而圖5B和5C分別示意了根據(jù)本發(fā)明的中度抖動容限 校正和重度抖動容限校正。如圖5A所示，SFP限幅放大器150的輸 出端處的示例性數(shù)據(jù)眼500顯示出脈寬收縮，并且具有與數(shù)據(jù)眼500 的寬度相對應(yīng)的抖動容限510。
如同上面所指出的那樣，前置放大器160對SFP限幅放大器150 的輸出進(jìn)行低通濾波以提高抖動容限。圖5B通過在前置放大器160 的第一級中應(yīng)用中度低通濾波來對應(yīng)于中度抖動容限校正，如圖2A 中的設(shè)置5。通過這種方式，低通濾波將通過旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)眼520而在時 域擴(kuò)展數(shù)據(jù)眼520，如圖5B所示(以垂直分隔(噪聲余量)為代價， 下面將進(jìn)一步說明)。當(dāng)數(shù)據(jù)眼520旋轉(zhuǎn)至左側(cè)時，如圖5B所示， 水平間隔增加并且受對角線長度的限制。抖動容限530的提高對應(yīng)于 水平(時間)方向上的增大間隔。圖5B中所示的旋轉(zhuǎn)可被認(rèn)為降低 了奈奎斯特信號幅度響應(yīng)，并由此回轉(zhuǎn)率限制了奈奎斯特信號，引起 NRZ信號DFE眼的旋轉(zhuǎn)和抖動余量的增大。
圖5C通過在前置放大器160的第一級中應(yīng)用重度低通濾波而對 應(yīng)于更為重度的抖動容限校正，如圖2A中的設(shè)置0。以這種方式，通 過進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)眼550，低通濾波將在時域進(jìn)一步擴(kuò)展數(shù)據(jù)眼550， 如圖5C所示(仍以垂直分隔(噪聲余量)為代價，下面將進(jìn)一步說 明)。當(dāng)數(shù)據(jù)眼550旋轉(zhuǎn)至左側(cè)時，如圖5C所示，水平間隔進(jìn)一步 增加并且受對角長度的限制。抖動容限560的提高對應(yīng)于水平(時間) 方向上的增大間隔。
全通DC增益以提高噪聲余量
如同上面所指出的那樣，當(dāng)旋轉(zhuǎn)眼時，通過衰減數(shù)據(jù)眼520、 550 的幅度，前置放大器160的第一級中的低通濾波降低了噪聲余量。因 此，根據(jù)分發(fā)明的另一方面，前置放大器160的第二級可選地應(yīng)用高 頻提升以便斷言全通DC增益并且展開垂直分隔。
雖然已經(jīng)就數(shù)字邏輯塊描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，但如本領(lǐng) 域的技術(shù)人員所知道的，可以在數(shù)字域內(nèi)實(shí)現(xiàn)各種功能作為軟件程序 中的處理步驟，可以通過電路元件或狀態(tài)機(jī)以硬件實(shí)現(xiàn)，或者以軟件和硬件二者的組合來實(shí)現(xiàn)。這種軟件可以在例如數(shù)字信號處理器、微 控制器和通用計(jì)算機(jī)中被采用。這種硬件和軟件可以在集成電路內(nèi)實(shí) 現(xiàn)的電路內(nèi)被采用。
因此，本發(fā)明的功能可以以方法和實(shí)踐這些方法的裝置的形式來 體現(xiàn)。本發(fā)明的一個或多個方面可以以程序代碼的形式體現(xiàn)，例如是 存儲在存儲介質(zhì)中、裝入機(jī)器和/或由機(jī)器執(zhí)行、或者通過某一傳輸介 質(zhì)傳輸，其中當(dāng)程序代碼被裝入諸如計(jì)算機(jī)的機(jī)器中并由該機(jī)器執(zhí)行 時，該機(jī)器變成實(shí)踐本發(fā)明的裝置。當(dāng)在通用處理器上實(shí)現(xiàn)時，程序 代碼段與處理器相結(jié)合以便提供類似于專用邏輯電路操作的裝置。
應(yīng)理解的是，在此示意并描述的實(shí)施例和變化僅僅示意了本發(fā)明 的原理，而且這些修正可以在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下由 本領(lǐng)域的技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1. 一種用于提高通信接收機(jī)中的抖動容限的方法，包括向SFP限幅放大器施加接收信號；以及向低通濾波器施加所述SFP限幅放大器的輸出以提高所述抖動容限。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述低通濾波器向所述輸出 的高頻分量應(yīng)用可編程衰減量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述低通濾波器基本上維持 所述輸出的低頻分量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述低通濾波器旋轉(zhuǎn)所述接 收信號的數(shù)據(jù)眼表示以便沿時間軸增大所述數(shù)據(jù)眼表示。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述低通濾波器回轉(zhuǎn)率控制 所述接收信號的數(shù)據(jù)眼表示以便沿時間軸增大所述數(shù)據(jù)眼表示。
6. —種通信4妄收機(jī)，包括用于處理接收信號的SFP限幅放大器；以及用于過濾所述SFP限幅放大器的輸出以提高抖動容限的低通濾波器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的裝置，其中，所述低通濾波器旋轉(zhuǎn)所述接 收信號的數(shù)據(jù)眼表示以便沿時間軸增大所述數(shù)據(jù)眼表示。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6的裝置，還包括全通濾波器，用于處理所述 低通濾波器的輸出以提高所述接收信號的噪聲余量。
9. 一種用于提高通信接收機(jī)中的抖動容限的回轉(zhuǎn)率控制方法， 該通信接收機(jī)使用SFP限幅放大器來處理接收信號，包括基于數(shù)據(jù)眼監(jiān)測器來確定施加到所述SFP限幅放大器的輸出的 高頻衰減程度；以及利用低通濾波器向所述SFP限幅放大器的輸出施加所述確定的 高頻衰減以提高所述抖動容限。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的回轉(zhuǎn)率控制方法，其中，所述低通濾波器回轉(zhuǎn)率控制所述接收信號的數(shù)據(jù)眼表示以便沿時間軸增大所述數(shù)據(jù)眼 表示。
全文摘要
本發(fā)明提供用于提高SFP限幅放大信號中的抖動容限的方法。通過向SFP限幅放大器施加接收信號來提高通信接收機(jī)中的抖動容限；以及向低通濾波器施加SFP限幅放大器的輸出來提高抖動容限。低通濾波器可選地向該輸出的高頻分量應(yīng)用可編程衰減量。低通濾波器回轉(zhuǎn)率控制(即，旋轉(zhuǎn))接收信號的數(shù)據(jù)眼表示以便沿時間軸增大數(shù)據(jù)眼表示?？梢酝ㄟ^向全通濾波器施加低通濾波器的輸出來可選地提高接收信號的噪聲余量?；剞D(zhuǎn)率控制器可以評估數(shù)據(jù)眼統(tǒng)計(jì)以確定低通濾波器的設(shè)置。
文檔編號H04B1/12GK101478323SQ200810190290
公開日2009年7月8日 申請日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月31日
發(fā)明者A·B·希利, G·E·席斯勒, G·W·希茨, G·張, M·S·莫賓, P·H·特蕾西, P·M·阿齊茲, 萊恩·A·史密斯 申請人:艾格瑞系統(tǒng)有限公司