專利名稱：信道識(shí)別系統(tǒng)和方法及電子色散補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字集成電路和信號(hào)處理，更具體地說，涉及執(zhí)行電子色散補(bǔ)
償(dispersion compensation),采用交錯(cuò)式架構(gòu)，以及利用信道識(shí)別信息來執(zhí) 行定時(shí)恢復(fù)。
背景技術(shù)：
無線電通信系統(tǒng)包括有發(fā)射機(jī)，用于將待發(fā)射信息編碼為電磁波；傳輸媒 介，為電磁波的傳輸提供渠道；以及接收機(jī)，用于接收和處理承載信息的電磁 波。無線電通信系統(tǒng)可利用波導(dǎo)(waveguide)作為傳輸媒介。波導(dǎo)是一種導(dǎo) 引或約束電磁輻射的傳播的結(jié)構(gòu)。波導(dǎo)可包括固體電介質(zhì)形式的材料邊界 (material boundary)系統(tǒng)。在無線電通信系統(tǒng)中，光纖通常用作波導(dǎo)。
由于多種原因，人們希望增加無線電通信系統(tǒng)的帶寬或傳輸速率。首先， 需要更大的帶寬來支持現(xiàn)在的無線電通信設(shè)備，例如，在數(shù)據(jù)中心使用的那些 設(shè)備，或者用于現(xiàn)場(chǎng)視頻和音頻的設(shè)備，以及其它超帶寬設(shè)備。其次，出于效 率和成本的原因，需要增加無線電通信系統(tǒng)的帶寬。因此，解決波導(dǎo)的物理?xiàng)l 件限制對(duì)傳輸高帶寬電磁信號(hào)來說是非常重要的。
色散是限制通過通信信道成功發(fā)射和恢復(fù)承載信息的電磁波的能力的重 要物理現(xiàn)象。傳輸媒介中任何波譜分量的相位速度都會(huì)取決于物理媒介的折射 系數(shù)。通常，傳輸媒介的折射系數(shù)取決于頻率。當(dāng)光纖之類的波導(dǎo)中的波速取 決于其頻率時(shí)，就會(huì)發(fā)生波導(dǎo)色散。被波導(dǎo)限制的波的橫模(transverse mode)
通常有取決于頻率的不同速度。類似的現(xiàn)象有因在給定頻率具有多個(gè)模式的波 導(dǎo)所引起的模式色散(modal dispersion),該波導(dǎo)的每個(gè)模式以不同的速度傳
波導(dǎo)色散導(dǎo)致無線電通信系統(tǒng)中的信號(hào)衰減，因?yàn)楦淖冃盘?hào)的不同分量之
間到達(dá)時(shí)間中的延遲顯著降低了通過波導(dǎo)發(fā)射的脈沖的脈沖特征。這種現(xiàn)象通 常被稱為符號(hào)間干擾(ISI)。表示為脈沖的相鄰符號(hào)明顯地彼此"滲入"，在 一個(gè)符號(hào)的特定取樣時(shí)刻可能存在能量，該符號(hào)實(shí)際包括有與相鄰符號(hào)相關(guān)的
因此，必須校正誤差源，例如接收到的通過通信信道發(fā)射的信號(hào)中引入的 色散和相關(guān)的ISI。通常，接收機(jī)會(huì)配備信號(hào)處理系統(tǒng)，來校正通信信道引入 的色散影響。這些信號(hào)處理系統(tǒng)經(jīng)常分析通信信道的統(tǒng)計(jì)特性，以消除ISI。 信號(hào)處理系統(tǒng)通常利用一個(gè)或者多個(gè)均衡器來執(zhí)行這些校正。一種常用的均衡 器是前饋均衡器(FFE)，用于校正前達(dá)(pre-cursor) ISI (其中當(dāng)前符號(hào)受到 下一個(gè)符號(hào)的影響)。FFE通常與判決反饋均衡器(DFE)組合，判決反饋均 衡器用于校正后達(dá)(post-cursor) ISI (其中當(dāng)前符號(hào)受到前一個(gè)符號(hào)的影響)。
在構(gòu)造信號(hào)處理系統(tǒng)以校正色散和ISI的過程中可能會(huì)出現(xiàn)多種技術(shù)挑 戰(zhàn)，在使用高波特率或符號(hào)率的通信系統(tǒng)中，這些挑戰(zhàn)變得尤為艱巨。首先， 需要在數(shù)字域中執(zhí)行信號(hào)處理操作，因?yàn)樗ǔ１韧鹊哪M系統(tǒng)更容易實(shí)現(xiàn) 更高的SNR。其次，數(shù)字系統(tǒng)具有在信號(hào)布局和設(shè)計(jì)方面復(fù)雜度更低的優(yōu)點(diǎn)， 并提供了可很容易修改所使用的信號(hào)處理程序的機(jī)會(huì)。
數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)必須將所接收的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。 一般而言， 使一系列ADC以超過1.5-2GHz的波特率工作是很困難和昂貴的。這是有問題 的，因?yàn)榻?jīng)常需要構(gòu)造在至少10GHz左右工作的通信系統(tǒng)。對(duì)于設(shè)計(jì)和構(gòu)造 在高數(shù)據(jù)率工作的均衡器來說，也存在類似的問題。
第二個(gè)技術(shù)問題與通信信道的時(shí)變特性有關(guān)，這對(duì)接收機(jī)的定時(shí)恢復(fù)操作 的性能產(chǎn)生影響。發(fā)射機(jī)通常包括有時(shí)鐘，用于將數(shù)據(jù)信號(hào)編碼為載波信號(hào)， 以通過信道傳輸。發(fā)射機(jī)時(shí)鐘將會(huì)確定通過通信信道傳輸符號(hào)的速率。
接收機(jī)通常也需要時(shí)鐘，它的相位最好是與發(fā)射機(jī)時(shí)鐘鎖定，以準(zhǔn)確地恢 復(fù)發(fā)射機(jī)通過通信信道發(fā)射的符號(hào)。但是，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)時(shí)鐘通常會(huì)相對(duì)于 彼此漂移，這導(dǎo)致兩者之間頻率偏移。相位是頻率的一部分，因此發(fā)射機(jī)和接 收機(jī)時(shí)鐘之間的相位會(huì)發(fā)生偏移。因此，通信系統(tǒng)中的接收機(jī)通常包括有定時(shí) 恢復(fù)電路，用于使發(fā)射機(jī)時(shí)鐘與接收機(jī)時(shí)鐘同步。
數(shù)字通信系統(tǒng)可使用被稱為波特率或符號(hào)率采樣的方法，其中以波特率對(duì) 所接收的信號(hào)采樣。由于不必在通信系統(tǒng)中恢復(fù)全部模擬信號(hào)，因此不必在尼
奎斯特率(Nyquistrate)采樣。但是，波特率采樣顯著約束了在接收機(jī)中執(zhí)行' 定時(shí)恢復(fù)操作從而使接收機(jī)對(duì)有效穩(wěn)定信號(hào)采樣的準(zhǔn)確性。
如上所述，通信系統(tǒng)需要物理媒介來傳輸通信信號(hào)。通信系統(tǒng)中的物理媒 介的特性經(jīng)常隨時(shí)間變化。與波特率相比，通常這種時(shí)間依賴性位于相對(duì)較長 的時(shí)標(biāo)(time scale)上。在通信信道被其第一階活動(dòng)逼近時(shí)，更高階的作用很 小，信道特征不隨時(shí)間變化且最初狀態(tài)為已知的情況下，信道對(duì)發(fā)射的信號(hào)的 影響可由脈沖響應(yīng)或格林函數(shù)(Green's function)來表征，它描述了信道對(duì)脈. 沖信號(hào)的響應(yīng)。在利用常規(guī)算法的常規(guī)定時(shí)恢復(fù)系統(tǒng)中，信道特征的時(shí)變特性 未能解決，這降低了信號(hào)處理系統(tǒng)執(zhí)行準(zhǔn)確的波特率采樣從而有效地消除不期 望的ISI影響的能力。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)總的方面，本發(fā)明實(shí)施例包括一種對(duì)通過通信信道發(fā)射 的信息承載信號(hào)執(zhí)行電子色散補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)。所述系統(tǒng)包括信道識(shí)別模塊，用于 接收信息承載信號(hào)的第一數(shù)字化形式和信息承載信號(hào)的均衡化形式，并用于據(jù) 此確定所述通信信道的脈沖響應(yīng)。所述系統(tǒng)包括時(shí)變相位檢測(cè)器，用于接收所 述信息承載信號(hào)的均衡化形式、所述信息承載信號(hào)的第二數(shù)字化形式、以及所 述脈沖響應(yīng)，且還用于根據(jù)脈沖響應(yīng)和信息承載信號(hào)的均衡化形式生成參考波 形。所述時(shí)變相位檢測(cè)器用于根據(jù)參考波形和誤差信號(hào)生成相位信號(hào)，所述誤 差信號(hào)是根據(jù)參考波形以及信息承載信號(hào)的第二數(shù)字化形式確定的。 .
根據(jù)另一個(gè)總的方面，本發(fā)明提供一種信道識(shí)別(CID)系統(tǒng)，用于識(shí)別 發(fā)射信息承載信號(hào)的通信信道的特征。所述CID系統(tǒng)包括濾波計(jì)算模塊， 所述濾波計(jì)算模塊計(jì)算通信信道的多個(gè)脈沖響應(yīng)信號(hào)，其中多個(gè)脈沖響應(yīng)信號(hào) 的每一個(gè)都與不同的相位相關(guān)；最佳相位計(jì)算模塊，所述最佳相位計(jì)算模塊確 定通信信道的多個(gè)脈沖響應(yīng)信號(hào)中的最佳脈沖響應(yīng)信號(hào)；參考波形生成器，用 于根據(jù)最佳脈沖響應(yīng)信號(hào)生成參考波形；以及時(shí)變相位檢測(cè)器，用于根據(jù)參考
波形和信息承載信號(hào)的數(shù)字化形式確定誤差信號(hào)，并根據(jù)誤差信號(hào)和參考波形 生成相位信號(hào)以控制信息承載信號(hào)的定時(shí)恢復(fù)。
根據(jù)另一個(gè)總的方面，本發(fā)明提供一種執(zhí)行通信信道的信道識(shí)別的方法， 包括計(jì)算通信信道的多個(gè)脈沖響應(yīng)，其中多個(gè)脈沖響應(yīng)信號(hào)的每一個(gè)都與不同 的相位相關(guān)；確定通信信道的多個(gè)脈沖響應(yīng)信號(hào)中的最佳脈沖響應(yīng)信號(hào)；根據(jù) 最佳脈沖響應(yīng)信號(hào)，確定參考波形與通過通信信道傳輸?shù)男畔⒊休d信號(hào)的對(duì)應(yīng) 部分之間的誤差信號(hào)；以及根據(jù)參考波形和誤差信號(hào)確定用于控制定時(shí)恢復(fù)電 路的相位信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種信道識(shí)別(CID)系統(tǒng)，用于 識(shí)別發(fā)射信息承載信號(hào)的通信信道的特征，所述信道識(shí)別系統(tǒng)包括
濾波計(jì)算模塊，所述濾波計(jì)算模塊計(jì)算所述通信信道的多個(gè)脈沖響應(yīng)信 號(hào)，其中所述多個(gè)脈沖響應(yīng)信號(hào)的每一個(gè)都與不同的相位相關(guān)；
最佳相位計(jì)算模塊，所述最佳相位計(jì)算模塊確定所述通信信道的多個(gè)脈沖 響應(yīng)信號(hào)中的最佳脈沖響應(yīng)信號(hào)；
參考波形生成器，用于根據(jù)所述最佳脈沖響應(yīng)信號(hào)生成參考波形；以及
時(shí)變相位檢測(cè)器，用于根據(jù)所述參考波形和所述信息承載信號(hào)的數(shù)字化形 式確定誤差信號(hào)，并根據(jù)所述誤差信號(hào)和所述參考波形生成相位信號(hào)以控制所 述信息承載信號(hào)的定時(shí)恢復(fù)。
優(yōu)選地，所述信道識(shí)別系統(tǒng)接收以下信號(hào)作為輸入信息承載信號(hào)、代表 信息承載信號(hào)的特征的至少一個(gè)判決信號(hào)、以及相位信息信號(hào)。
優(yōu)選地，每個(gè)脈沖響應(yīng)信號(hào)的特征在于多個(gè)系數(shù)。
優(yōu)選地，所述濾波計(jì)算模塊計(jì)算當(dāng)前脈沖響應(yīng)信號(hào)的各系數(shù)，所述系數(shù)是 所述信息承載信號(hào)與所述判決信號(hào)之間的誤差信號(hào)的函數(shù)。 優(yōu)選地，根據(jù)以下關(guān)系式計(jì)算當(dāng)前脈沖響應(yīng)系數(shù)
優(yōu)選地，所述相位信號(hào)包括dc偏移參數(shù)。
優(yōu)選地，所述dc偏移參數(shù)利用Mueller Muller定時(shí)恢復(fù)過程來控制定時(shí) 恢復(fù)電路。 優(yōu)選地，所述相位信息信號(hào)用于設(shè)置當(dāng)前相位以用于估計(jì)所述多個(gè)脈沖響 應(yīng)信號(hào)中的一個(gè)。
優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
優(yōu)選地，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器低于在信道上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的臨界采樣率的采樣率 工作。
優(yōu)選地，所述最佳脈沖響應(yīng)通過計(jì)算每個(gè)脈沖響應(yīng)的度量尺并選擇將所述 度量尺最小化和最大化的脈沖響應(yīng)來確定。
優(yōu)選地，所述時(shí)變相位檢測(cè)器根據(jù)所述誤差信號(hào)和所述參考波形的斜率確 定所述相位信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種執(zhí)行通信信道的信道識(shí)別的方 法，包括
計(jì)算所述通信信道的多個(gè)脈沖響應(yīng)，其中所述多個(gè)脈沖響應(yīng)信號(hào)的每一個(gè) 都與不同的相位相關(guān)；
確定所述通信信道的多個(gè)脈沖響應(yīng)信號(hào)中的最佳脈沖響應(yīng)信號(hào)； 根據(jù)所述最佳脈沖響應(yīng)信號(hào)，判定參考波形；
確定所述參考波形與通過所述通信信道傳輸?shù)男畔⒊休d信號(hào)的對(duì)應(yīng)部分 之間的誤差信號(hào)；以及
根據(jù)所述參考波形和所述誤差信號(hào)確定用于控制定時(shí)恢復(fù)電路的相位信號(hào)。
優(yōu)選地，所述方法還包括接收以下信號(hào)作為輸入通過所述通信信道發(fā)射 的信息承載信號(hào)、代表所述信息承載信號(hào)的特征的至少一個(gè)判決信號(hào)、以及相 位信息信號(hào)。
優(yōu)選地，所述方法還包括計(jì)算當(dāng)前脈沖響應(yīng)信號(hào)的各系數(shù)，所述系數(shù)是信 息承載信號(hào)與被前一脈沖響應(yīng)信號(hào)濾波的判決信號(hào)之間的誤差信號(hào)的函數(shù)。 優(yōu)選地，利用以下關(guān)系式計(jì)算當(dāng)前脈沖響應(yīng)信號(hào)的系數(shù)
<formula>formula see original document page 8</formula>
優(yōu)選地，所述輸出信號(hào)包括dc偏移參數(shù)，其中所述dc偏移參數(shù)利用 Mueller Muller定時(shí)恢復(fù)過程來控制定時(shí)恢復(fù)電路。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種對(duì)通過通信信道發(fā)射的信息承 載信號(hào)執(zhí)行電子色散補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)，所述系統(tǒng)包括
信道識(shí)別模塊，用于接收信息承載信號(hào)的第一數(shù)字化形式和信息承載信號(hào) 的均衡化形式，并據(jù)此確定所述通信信道的脈沖響應(yīng)；
時(shí)變相位檢測(cè)器，用于接收所述信息承載信號(hào)的均衡化形式、所述信息承 載信號(hào)的第二數(shù)字化形式、以及所述脈沖響應(yīng)，并根據(jù)所述脈沖響應(yīng)和所述信 息承載信號(hào)的均衡化形式生成參考波形；
其中所述時(shí)變相位檢測(cè)器根據(jù)所述參考波形和誤差信號(hào)生成相位信號(hào)，所 述誤差信號(hào)是根據(jù)所述參考波形以及所述信息承載信號(hào)的第二數(shù)字化形式確 定的。
優(yōu)選地，所述第一數(shù)字化形式是以低于信息承載信號(hào)的波特率的速率進(jìn)行 釆樣的，而所述第二數(shù)字化形式是所述波特率進(jìn)行采樣的。
優(yōu)選地，所述時(shí)變相位檢測(cè)器根據(jù)所速滑誤差信號(hào)和所述參考波形的斜率 來確定所述相位信號(hào)。
在附圖和具體實(shí)施方式
部分列出了一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)。從具體實(shí)施 方式、附圖以及權(quán)利要求中,其它特征是顯而易見的。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中 圖l是無線電通信系統(tǒng)的框圖2a-2c是時(shí)序圖，示出了通過通信信道傳輸?shù)碾姶判盘?hào)的色散效應(yīng)； 圖3a是信號(hào)處理系統(tǒng)的框圖，所述信號(hào)處理系統(tǒng)用于校正通信系統(tǒng)的接 收機(jī)所接收信號(hào)中的信號(hào)失真；
圖3b是信號(hào)處理系統(tǒng)的詳細(xì)示意圖4是流過信號(hào)處理系統(tǒng)的信號(hào)流的示意圖，所述信號(hào)處理系統(tǒng)用于校正 通信信道引入的信號(hào)失真；
圖5a是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的交錯(cuò)式ADC的工作示意圖； 圖5b是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的ADC架構(gòu)的更詳細(xì)的示意圖5C是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的交錯(cuò)式ADC的整體工作示意圖6a是交錯(cuò)式FFE的信號(hào)路徑的示意圖6b是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的串行DFE單元的示意圖7a是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的信道識(shí)別濾波更新模塊的工作示意圖7b是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的信道識(shí)別模塊確定信道特征信息以輔助定時(shí)恢
復(fù)操作的工作示意圖7c是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的最佳相位計(jì)算模塊的工作示意圖8是波特率相位檢測(cè)器的工作示意圖9是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的信號(hào)處理系統(tǒng)的工作流程圖10是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的信號(hào)處理系統(tǒng)所執(zhí)行的工作流程圖11是一個(gè)實(shí)施例的啟動(dòng)狀態(tài)機(jī)(start-up state machine)的工作流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是無線電通信系統(tǒng)的框圖。通信系統(tǒng)100包括任意數(shù)量的站點(diǎn)，可通 過任意數(shù)量的通信信道182在其中交互信息。圖1示出了兩個(gè)站點(diǎn)102 (1)、 102 (2)，其中的一個(gè)包括發(fā)射機(jī)108,并用作發(fā)射站點(diǎn)，另一個(gè)包括接收機(jī) 116并用作接收站點(diǎn)。這僅僅是示例性的，可以理解，該通信系統(tǒng)可包括任意 數(shù)量的站點(diǎn)102，其中的每一個(gè)都可以提供單獨(dú)的發(fā)射能力、單獨(dú)的接收能力 或者發(fā)射和接收能力的組合。
無線電通信系統(tǒng)100內(nèi)的站點(diǎn)102 (1)、 102 (2)可以是例如數(shù)據(jù)中心。 或者，每個(gè)站點(diǎn)102可以是數(shù)據(jù)中心內(nèi)的特殊結(jié)構(gòu)，例如數(shù)據(jù)檔案系統(tǒng)或者大 容量存儲(chǔ)設(shè)備(例如，磁盤存儲(chǔ)陣列)、服務(wù)器或者其它前端系統(tǒng)。在數(shù)據(jù)中 心應(yīng)用中，以高數(shù)據(jù)率存取和傳送大量數(shù)據(jù)是非常重要的。
每個(gè)發(fā)射站點(diǎn)102 (1)包括數(shù)據(jù)源104，數(shù)據(jù)源104可以是用于存檔或生 成即將發(fā)送到接收站點(diǎn)102 (2)的數(shù)據(jù)的任何系統(tǒng)。在發(fā)射站點(diǎn)102 (1)和 接收站點(diǎn)102 (2)之間傳輸?shù)男畔⒖砂ㄈ魏晤愋偷臄?shù)據(jù)，例如包括音頻和 視頻信息的多媒體信息、文本信息，可以以任何合適的格式存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)源104
可存檔數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)用于從發(fā)射站點(diǎn)102 (1)發(fā)射到接收站點(diǎn)102 (2)?；?者，數(shù)據(jù)源104可提供實(shí)時(shí)或者近實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)用于傳輸。例如，數(shù)據(jù)源104可以 是多媒體設(shè)備，例如視頻攝像機(jī)或者麥克風(fēng)，它們分別生成視頻和音頻信號(hào)。 或者，數(shù)據(jù)源104可以是存檔的多媒體文件，例如MPEG文件。數(shù)據(jù)源104可 包括任何組合的模擬和數(shù)字信息。數(shù)據(jù)源104可包括以任何格式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)， 包括原始數(shù)據(jù)或者壓縮的數(shù)據(jù)。
發(fā)射站點(diǎn)102 (1)可通過使用電磁信號(hào)的通信信道182將信息從數(shù)據(jù)源 101發(fā)射到接收站點(diǎn)102 (2)。通過通信信道182發(fā)射的電磁信號(hào)可利用光波 長或者必要的其他波長來實(shí)現(xiàn)期望的符號(hào)率。因此，通信信道182可以是例如 光導(dǎo)纖維電纜或適于傳輸光波長電磁信號(hào)的其它物理媒介。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例， 通信信道182可以是多模式光導(dǎo)纖維電纜，通過它可以在發(fā)射站點(diǎn)102 (1) 與接收站點(diǎn)102 (2)之間實(shí)現(xiàn)10吉比特/秒(gbps)的比特率。在更具體的 示范實(shí)施例中，比特率是10.3125 gbps。
發(fā)射站點(diǎn)102也可包括發(fā)射機(jī)108。發(fā)射機(jī)108進(jìn)一步包括光發(fā)射次模塊 (transmitter optical sub assembly,簡稱TOSA) 106， TOSA 106提供了至 光學(xué)物理層(例如，光學(xué)通信信道)的接口。 TOSA 106可包括激光器(laser, 未圖示)。特別地，TOSA 106可調(diào)制激光器使用數(shù)據(jù)源104提供的信息而生成 的電磁載波信號(hào)，并將該調(diào)制信號(hào)提供給通信信道182。由于發(fā)射站點(diǎn)102(1) 和接收站點(diǎn)102 (2)可交換數(shù)字信息，TOSA 106可執(zhí)行光載波信號(hào)的數(shù)字調(diào) 制。因此，TOSA 106可提供大量電磁信號(hào)，以通過通信信道180傳輸，所述 電磁信號(hào)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)源104提供的數(shù)據(jù)。
在發(fā)射站點(diǎn)102 (1)和接收站點(diǎn)102 (2)之間進(jìn)行數(shù)字通信的情況下， 數(shù)據(jù)源107可提供多個(gè)數(shù)字，這些數(shù)字表示即將在發(fā)射站點(diǎn)102 (1)與接收 站點(diǎn)102 (2)之間發(fā)射的信息。這些數(shù)字可以用二進(jìn)制或者以2為基數(shù)表示 為比特流(0或1)。對(duì)于每個(gè)即將被發(fā)射的比特，發(fā)射機(jī)108可生成第一脈沖 電磁信號(hào)來表示數(shù)字1，生成第二脈沖電磁信號(hào)來表示數(shù)字0。
發(fā)射機(jī)108也可配備有發(fā)射時(shí)鐘110，發(fā)射時(shí)鐘110控制發(fā)射機(jī)108通過 通信信道182發(fā)射信息的符號(hào)率。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，發(fā)射時(shí)鐘110可以以
10Gbps工作。
接收站點(diǎn)102 (2)包括連接到通信信道182的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備112，它提供了用 于接收和處理由發(fā)射站點(diǎn)102 (1)通過通信信道182發(fā)射的信號(hào)的系統(tǒng)。特 別地，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備112可包括接收機(jī)116，接收機(jī)116包括各種功能模塊，用于 接收和處理由發(fā)射站點(diǎn)102 (1)通過通信信道182發(fā)射的信號(hào)。
接收機(jī)116可包括有光接收次模塊(receiver optical sub assembly, 簡稱R0SA)。該ROSA包括光電二極管(未圖示)，該光電二極管將光信號(hào)轉(zhuǎn)換 為電信號(hào)。特別地，光電二級(jí)管可將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流。ROSA中的跨阻抗放 大器(transimpedance amplifier)(未圖示)可進(jìn)一步將電流轉(zhuǎn)換為電壓， 電壓可被進(jìn)一步處理。接收機(jī)116可包括有接收機(jī)時(shí)鐘142，接收機(jī)時(shí)鐘142 被設(shè)計(jì)為與發(fā)射機(jī)時(shí)鐘110以相同的頻率工作。但是，通常接收機(jī)時(shí)鐘142 不會(huì)與發(fā)射機(jī)時(shí)鐘110完全同步(也就是，將會(huì)有漂移或相位偏移)，這必須 由接收機(jī)進(jìn)行校正。為了校正發(fā)射機(jī)時(shí)鐘110與接收機(jī)時(shí)鐘142之間的漂移， 接收機(jī)116設(shè)有定時(shí)恢復(fù)模塊134。
接收機(jī)116還可包括可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 120、均 衡器模塊132、信道識(shí)別模塊124、定時(shí)恢復(fù)模塊134、狀態(tài)機(jī)126和微控制 器138。接收機(jī)116的全部操作由微控制器138控制，微控制器138可協(xié)調(diào)接 收機(jī)116上的各種功能模塊之間的交互。狀態(tài)機(jī)126控制接收機(jī)的啟動(dòng)和匯聚 動(dòng)作。EDC系統(tǒng)410的其它實(shí)施例，包括以上提到的各部件的操作，將在后續(xù) 部分給出詳細(xì)介紹。
圖2a-2c示出了通過物理媒介上的通信信道傳輸?shù)碾姶判盘?hào)的色散效應(yīng)， 所述物理媒介是例如多模式光導(dǎo)纖維電纜。圖2a示出了包括多個(gè)脈沖206(1) --206 (6)的理想化脈沖串。每個(gè)脈沖都排序?yàn)樘卣鳛轭l率和相位(^(ifp)) 的發(fā)射機(jī)時(shí)鐘信號(hào)202。如圖2a所示，每個(gè)脈沖都對(duì)應(yīng)于a+l或者a-l，這取 決于脈沖是正還是負(fù)。因此，脈沖206 (1)、 206 (3)和206 (5)對(duì)應(yīng)a+l， 而脈沖206 (2)、 206 (4)和206 (6)對(duì)應(yīng)a-l。 +1/-1脈沖可在接收機(jī)處分 別被轉(zhuǎn)換為0或1。
在圖2a所示的理想情形下，在頻率和相位上完全追隨發(fā)射機(jī)時(shí)鐘信號(hào)202
的接收機(jī)時(shí)鐘(圖2a-2c中未示出)可在接收機(jī)中實(shí)現(xiàn)。此外，在這種理想情 形下，可將在發(fā)射機(jī)處生成的脈沖串210發(fā)射給接收機(jī)，而沒有任何的信號(hào)失 真或者衰退。接收機(jī)可利用接收機(jī)時(shí)鐘信號(hào)208對(duì)從發(fā)射機(jī)接收的信號(hào)的采樣 進(jìn)行計(jì)時(shí)。特別地，接收機(jī)可對(duì)所接收信號(hào)執(zhí)行波特率采樣，以恢復(fù)在發(fā)射機(jī) 處編碼的比特。
但是這些理想狀況實(shí)際是不能達(dá)到的。圖2b示出了在電磁信號(hào)在發(fā)射機(jī) 和接收機(jī)之間傳輸?shù)倪^程中可能發(fā)生的某種不理想情形。特別地，圖2b示出 了特征為頻率和相位一^^:;的接收機(jī)時(shí)鐘信號(hào)208。接收機(jī)時(shí)鐘信號(hào)208可 相對(duì)于發(fā)射機(jī)時(shí)鐘信號(hào)210有相位偏移和頻率偏移。這種頻率和相關(guān)相位偏移 的發(fā)生可歸根于這兩個(gè)時(shí)鐘之間的漂移。
限制數(shù)字通信系統(tǒng)工作的第二種狀況與傳輸媒介本身的不理想相關(guān)，包括 色散效應(yīng)和相關(guān)的符號(hào)間干擾。圖2b還示出了接收機(jī)通過光導(dǎo)纖維電纜之類 的通信信道發(fā)射的多個(gè)脈沖的脈沖特征。特別地，所接收的脈沖204 (1) -204 (6)分別對(duì)應(yīng)于所發(fā)射的脈沖206 (1) -206 (6)。由于通信信道的特征，每 個(gè)所發(fā)射的脈沖206 (1) -206 (6)都遭受色散。特別地，通信信道的折射指 數(shù)與頻率相關(guān)，這導(dǎo)致每個(gè)脈沖的不同頻率分量以不同的速度傳播。在通信信 道182為多模式光纖的情況下，所發(fā)射的脈沖可能發(fā)生色散。如圖2b所示， 所接收的脈沖204 (1) -204 (6)在時(shí)間方向上散開或者有拖尾。
圖2c示出了脈沖204 (1) -204 (6)的線性疊加的復(fù)合信號(hào)。這種復(fù)合 信號(hào)可表示接收機(jī)接收的實(shí)際通信信號(hào)。所發(fā)射的脈沖串210的特征傳輸信號(hào) 由接收機(jī)接收。由于這種線性疊加，每個(gè)單獨(dú)的脈沖信號(hào)(例如，206 (1)-206 (6))都會(huì)失真。這種現(xiàn)象通常被稱為符號(hào)間干擾(ISI)。為了恢復(fù)所發(fā)射的 信號(hào)和/或執(zhí)行有效的波特率釆樣，必須顯著減小通信信道引入的工SI。
圖3a是一個(gè)信號(hào)處理系統(tǒng)的框圖，所述信號(hào)處理系統(tǒng)用于校正通信系統(tǒng) 的接收機(jī)所接收信號(hào)中的信號(hào)失真，例如波導(dǎo)色散和相關(guān)的ISI。在發(fā)射機(jī)108 處生成脈沖信號(hào)206，發(fā)射機(jī)108以波特率將數(shù)據(jù)編碼，該波特率為生成發(fā)射 機(jī)時(shí)鐘信號(hào)202的發(fā)射機(jī)時(shí)鐘110的函數(shù)。該脈沖信號(hào)通過發(fā)射機(jī)108處的 TOSA 106提供給通信信道。通信信道可使用多模式光導(dǎo)纖維電纜實(shí)施。
發(fā)射機(jī)108可生成信息承載信號(hào)396，信息承載信號(hào)396包括與發(fā)射機(jī)時(shí) 鐘110同步的多個(gè)脈沖，發(fā)射機(jī)時(shí)鐘110生成發(fā)射機(jī)時(shí)鐘信號(hào)202。發(fā)射機(jī)時(shí) 鐘信號(hào)202可定義比特率或符號(hào)率，比特率或符號(hào)率定義了每秒提供給通信信 道182的不同信號(hào)變化的數(shù)量。發(fā)射機(jī)時(shí)鐘可以以任何波特率編碼數(shù)據(jù)。例如， 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，波特率為10Gbps。
發(fā)射機(jī)108處的TOSA可引起通過通信信道182傳輸信息承載信號(hào)396， 通信信道182可以是多模式光導(dǎo)纖維電纜通信信道。由于通信信道182的信道 特征，信息承載信號(hào)396可能經(jīng)歷各種變換和/或者失真。這些失真和變換可 導(dǎo)致ROSA 107處接收的信號(hào)304與發(fā)射機(jī)108處生成的信息承載信號(hào)396明 顯不同。這些失真包括ISI和色散。信道特征在于通信信道182的脈沖響應(yīng)。 這些失真可導(dǎo)致很難恢復(fù)信息承載信號(hào)396中最初編碼的信息。
所接收的信號(hào)304可提供給信號(hào)處理系統(tǒng)140，以補(bǔ)償通信信道182引入 的信號(hào)失真。特別地，信號(hào)處理系統(tǒng)140可對(duì)所接收的信號(hào)執(zhí)行信號(hào)調(diào)節(jié)，以 校正通信信道182引入的信號(hào)失真。通常，信號(hào)處理系統(tǒng)140可對(duì)所接收的信 號(hào)304進(jìn)行模擬和數(shù)字域的處理。為了執(zhí)行數(shù)字處理，信號(hào)處理系統(tǒng)140可對(duì) 從所接收信號(hào)304得到的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。
由于信息承載信號(hào)396可以以高波特率編碼數(shù)據(jù)，信號(hào)處理系統(tǒng)140可包 括有以低于該波特率的時(shí)鐘率單獨(dú)工作的一個(gè)或多個(gè)交錯(cuò)式結(jié)構(gòu)。這有利于在 數(shù)字域中執(zhí)行處理。因此，如圖3a所示，信號(hào)處理系統(tǒng)140可包括交錯(cuò)式ADC 模塊118和交錯(cuò)式均衡器模塊132。如以下將更詳細(xì)描述的，交錯(cuò)式ADC模塊 118可包括多個(gè)ADC，每個(gè)都以低于該波特率的時(shí)鐘率工作。類似地，交錯(cuò)式 均衡器模塊132包括多個(gè)均衡器結(jié)構(gòu)，每個(gè)都以低于該波特率的吋鐘率工作。 交錯(cuò)式ADC模塊118和交錯(cuò)式均衡器模塊132可以相對(duì)于彼此以相同的時(shí)鐘率
或不同的時(shí)鐘率運(yùn)行。
交錯(cuò)式ADC模塊118可利用波特率采樣，使得包括交錯(cuò)式ADC模塊118 的多個(gè)ADC的組合工作能以該波特率對(duì)所接收信號(hào)396進(jìn)行有效采樣。接收機(jī) 可包括生成接收機(jī)時(shí)鐘信號(hào)208的接收機(jī)時(shí)鐘142。理想地，接收機(jī)時(shí)鐘142 可以與發(fā)射機(jī)時(shí)鐘110在頻率上精確鎖定，以允許在該波特率對(duì)所接收信號(hào)
396精確采樣。但是，實(shí)際上接收機(jī)模塊142通常會(huì)相對(duì)于發(fā)射機(jī)模塊110在 頻率上漂移，這導(dǎo)致發(fā)射機(jī)模塊110與接收機(jī)模塊142之間的相位偏移。為了 補(bǔ)償這種頻率漂移，信號(hào)處理系統(tǒng)140可包括波特率相位檢測(cè)器198。波特率 相位檢測(cè)器198可工作以恢復(fù)與所接收信號(hào)396相關(guān)的定時(shí)信息。該定時(shí)信息 可用于強(qiáng)制使每個(gè)采樣時(shí)刻(此時(shí)交錯(cuò)式ADC對(duì)所接收信號(hào)396進(jìn)行采樣)的 狀況對(duì)應(yīng)于在發(fā)射機(jī)108處進(jìn)行編碼時(shí)的有效、穩(wěn)定的符號(hào)狀況。波特率相位 檢測(cè)器198執(zhí)行的定時(shí)恢復(fù)操作有利于交錯(cuò)式ADC模塊118使用波特率采樣， 并幫助確保在該波特率獲得的樣本與有效的符號(hào)對(duì)應(yīng)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，波特 率相位檢測(cè)器198可利用從Mudler-Muller算法衍生得到的算法。交錯(cuò)式ADC 模塊118可利用接收機(jī)時(shí)鐘信號(hào)208來觸發(fā)采樣操作。
如上所述，波特率相位檢測(cè)器198可執(zhí)行各種Mueller-MuUer算法，以執(zhí) 行定時(shí)恢復(fù)操作。為了執(zhí)行這種算法，波特率相位檢測(cè)器可假定通信信道182 有特定的信道特征，該信道特征可表示為通信信道182的脈沖響應(yīng)。但是，由 于變動(dòng)的物理?xiàng)l件，通信信道182的信道特征實(shí)際上隨時(shí)間變化。通常，信道 特征的時(shí)變速率明顯慢于波特率。例如，在多模式光纖中，由于光纖的物理運(yùn) 動(dòng)或者振動(dòng)(相對(duì)于波特率，很少發(fā)生)，信道特征可能會(huì)發(fā)生時(shí)變。
為了解決信道特征的時(shí)變特性，信號(hào)處理系統(tǒng)140可包括時(shí)變相位檢測(cè)器 (TVPD) 196。 TVPD196可周期性地確定時(shí)變通信信道182的信道特征。該 信道特征可以是通信信道182的估計(jì)脈沖響應(yīng)。如下所述，TVPD 196或者CID 模塊102內(nèi)的相關(guān)電路可以針對(duì)多個(gè)采樣相位中的每一個(gè)計(jì)算通信信道182 的估計(jì)脈沖響應(yīng)。這多個(gè)采樣相位可被用于提供與波特率相比被過度采樣的脈 沖響應(yīng)的估計(jì)值。TVPD 196或者CID模塊102內(nèi)的相關(guān)電路可使用度量尺 (metric)周期性地計(jì)算多個(gè)相位中的最佳相位。然后，TVPD 196或者CID 模塊102內(nèi)的相關(guān)電路可計(jì)算定時(shí)信息數(shù)據(jù)372，提供給鎖相環(huán)(PLL)(圖 3a中未示出)，用于控制交錯(cuò)式ADC模塊118的采樣操作。
參照?qǐng)D3a，所接收信號(hào)304在被接收機(jī)116上的ROSA }07接收后，被提 供給包括有分離器134、模擬處理模塊、交錯(cuò)式ADC模塊18、交錯(cuò)式均衡器 模塊132以及多路復(fù)用器(MUX) 150的數(shù)據(jù)路徑712。分離器134將所接收信號(hào)分離為包括多個(gè)模擬信號(hào)的并行模擬信號(hào)348。然后并行模擬信號(hào)348被 提供給模擬處理模塊398。模擬處理模塊398對(duì)并行模擬信號(hào)348執(zhí)行各種信 號(hào)調(diào)節(jié)，生成處理后的模擬信號(hào)384。模擬處理模塊398執(zhí)行的信號(hào)調(diào)節(jié)的特 性將在下文詳細(xì)描述。但是，通常信號(hào)調(diào)節(jié)包括增益調(diào)節(jié)或模擬濾波。然后， 模擬處理模塊398生成處理后的模擬信號(hào)384，該信號(hào)可被提供給交錯(cuò)式ADC 模塊118。交錯(cuò)式ADC模塊118可以以該波特率對(duì)處理后的模擬信號(hào)384有 效執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。如下文將更詳細(xì)描述的，交錯(cuò)式ADC模塊118可包括多個(gè) ADC，每個(gè)都以低于波特率的時(shí)鐘率工作，使得多個(gè)ADC的組合操作以該波 特率對(duì)處理后的模擬信號(hào)384采樣。
交錯(cuò)式ADC模塊118可輸出數(shù)字信號(hào)386，該數(shù)字信號(hào)386接下來被提 供給交錯(cuò)式均衡器模塊132。如下文將更詳細(xì)描述的，交錯(cuò)式ADC模塊118 提供給交錯(cuò)式均衡器模塊132的數(shù)字信號(hào)386可包括多個(gè)數(shù)字信號(hào)，每個(gè)對(duì)應(yīng) 交錯(cuò)式ADC模塊118上單獨(dú)的ADC。交錯(cuò)式均衡器模塊132可對(duì)數(shù)字信號(hào) 386執(zhí)行數(shù)字化均衡處理。如下文即將描述的，交錯(cuò)式均衡器模塊132執(zhí)行的 均衡可校正通信信道182引入的色散和ISI。交錯(cuò)式均衡器模塊132可包括前 饋均衡器(FFE)、判決反饋均衡器(DFE)、順序DFE以及三者的各種組合， 將在后續(xù)給出介紹。
交錯(cuò)式均衡器模塊132可生成判決信號(hào)388，提供給多路復(fù)用器(MUX) 150。 MUX150可生成多路轉(zhuǎn)換后的輸出，如圖所示。
判決信號(hào)388也可被提供給TVPD 196。處理后的模擬信號(hào)384被提供給 輔助ADC 394，輔助ADC 394可對(duì)處理后的模擬信號(hào)384進(jìn)行采樣，生成數(shù) 字信號(hào)374，供TVPD196對(duì)之與判決信號(hào)388 —起進(jìn)行處理。輔助ADC 394 可以以明顯低于波特率的采樣率工作。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，輔助ADC可以以 lOMHz工作。
如下文所述，CID模塊102可以針對(duì)多個(gè)采樣相位中的每一個(gè)計(jì)算通信信 道182的估計(jì)脈沖響應(yīng)，并使用度量尺周期性地計(jì)算多個(gè)相位中的最佳相位。 因此TVPD196可使用所計(jì)算出的最佳相位信息，確定再生或者參考波形，這 樣可基于誤差計(jì)算執(zhí)行(例如，由圖7b所示的PLL 804)定時(shí)恢復(fù)，其中所
述誤差計(jì)算在該再生或者參考波形與交錯(cuò)式ADC模塊118的實(shí)際輸出386之 間執(zhí)行的。
圖3b是信號(hào)處理系統(tǒng)140的詳細(xì)示意圖。如圖1所示，信號(hào)處理系統(tǒng)140 可包括微控制器138，用于配合包括信號(hào)處理系統(tǒng)140在內(nèi)的各組件的操作和 內(nèi)部操作。例如，微控制器138可在不同的時(shí)間點(diǎn)觸發(fā)信號(hào)處理系統(tǒng)140上的 各功能模塊。
為了處理高數(shù)據(jù)率，信號(hào)處理系統(tǒng)140可利用一個(gè)或多個(gè)交錯(cuò)式組件。交 錯(cuò)式架構(gòu)允許特定的組件以低于符號(hào)率的時(shí)鐘率工作。例如，就信號(hào)處理系統(tǒng) 在數(shù)字域內(nèi)執(zhí)行一部分信號(hào)處理來說，信號(hào)處理系統(tǒng)140可包括交錯(cuò)式模數(shù)轉(zhuǎn) 換器(ADC)模塊118。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，信號(hào)處理系統(tǒng)140可利用波特率采 樣，其中以符號(hào)率對(duì)所接收信號(hào)采樣。因此，例如，如果符號(hào)率為10Gbps， 信號(hào)處理系統(tǒng)140可利用交錯(cuò)式ADC模塊118來實(shí)現(xiàn)10 Gbps的期望波特率采 樣，其中交錯(cuò)式ADC模塊118可使用ADC并行陣列(圖3中未示出)，每個(gè)ADC 都以1. 25 Gbps的采樣率工作。ADC并行陣列中的每個(gè)ADC的帶寬可設(shè)置為接 近5GHz。
此外，信號(hào)處理系統(tǒng)140可包括交錯(cuò)式均衡器模塊132，以矯正各種信號(hào) 失真，包括色散和ISI。交錯(cuò)式均衡器模塊132和交錯(cuò)式ADC 118都利用相同 或不同數(shù)量的并行子結(jié)構(gòu)。例如，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，交錯(cuò)式ADC118包括八個(gè) 并行ADC，每個(gè)都以約為1.25GHz的采樣率工作。交錯(cuò)式均衡器模塊132可包 括16個(gè)均衡器片段(slice)組成的并行陣列，其中每個(gè)均衡器片段都以約為 625MHz的時(shí)鐘率工作。總之，交錯(cuò)式ADC模塊118和交錯(cuò)式均衡器模塊132 可分別利用任意數(shù)量的并行子結(jié)構(gòu)，并以任意合適的時(shí)鐘率單獨(dú)工作。此外， 上述值僅僅用作示例性的目的，必要時(shí)可進(jìn)行調(diào)整，例如，如果實(shí)際數(shù)據(jù)率偏 離10Gbps的情況下(例如，是10.3125Gbps或某些其它的期望值)，便可進(jìn) 行調(diào)整。
信號(hào)處理系統(tǒng)140還可包括定時(shí)恢復(fù)模塊105，以執(zhí)行符號(hào)同步或定時(shí)恢 復(fù)。接收機(jī)時(shí)鐘(圖3中未示出)可連續(xù)調(diào)節(jié)其頻率和相位，以優(yōu)化所接收信 號(hào)304的采樣時(shí)亥U，并補(bǔ)償發(fā)射機(jī)時(shí)鐘和接收機(jī)時(shí)鐘電路(圖3中未示出)中
使用的振蕩器之間的頻率漂移。定時(shí)恢復(fù)模塊105可將定時(shí)信息提供給交錯(cuò)式
ADC模塊，以確保交錯(cuò)式ADC模塊118精確地執(zhí)行其采樣操作。實(shí)際上，例如， 如果信號(hào)處理系統(tǒng)1410執(zhí)行波特率采樣，定時(shí)恢復(fù)模塊105促使交錯(cuò)式ADC 模塊118以符號(hào)率執(zhí)行采樣。
更具體地，定時(shí)恢復(fù)模塊105可輸出定時(shí)信息給分離器134，以促使分離 器134來自粗調(diào)PGA 130的入站信號(hào)分離成彼此分開合適距離(例如，分開 100ps)的多個(gè)信號(hào)。此外，定時(shí)恢復(fù)模塊105可經(jīng)由多個(gè)插補(bǔ)器輸出至交錯(cuò) 式ADC模塊，這樣交錯(cuò)式ADC可以以非常精調(diào)的步驟(例如，1.5ps， 10ps波 特間隔，64個(gè)相位插補(bǔ)器)對(duì)波特采樣。以下參照?qǐng)D5a提供了關(guān)于定時(shí)恢復(fù) 模塊105的示范性實(shí)施例的附加細(xì)節(jié)。
定時(shí)恢復(fù)模塊105可包括粗調(diào)定時(shí)恢復(fù)模塊142和精調(diào)定時(shí)恢復(fù)模塊 144。這兩個(gè)結(jié)構(gòu)的目的將會(huì)在下文詳細(xì)描述。但是，通常粗調(diào)定時(shí)恢復(fù)模塊 142可控制信道的最佳采樣率，而精調(diào)定時(shí)恢復(fù)模塊144可校正定時(shí)錯(cuò)配，所 述定時(shí)錯(cuò)配由交錯(cuò)式ADC模塊118中存在多個(gè)ADC而引起，禾n/或由于在將來 自粗調(diào)PGA 130的所接收放大信號(hào)分離成與該多個(gè)交錯(cuò)式ADC對(duì)應(yīng)的多個(gè)信號(hào) 的過程中出現(xiàn)和操作分離器134而引起。
信號(hào)處理系統(tǒng)140可包括有信道識(shí)別(信道ID)模塊102，如圖所示，信 道識(shí)別模塊102可輸出至圖3a的TVPD。信道ID模塊102的結(jié)構(gòu)和功能將在 下文詳細(xì)描述。但是，通常，信道ID模塊102可確定通信信道特征在不同時(shí) 刻的實(shí)時(shí)表示。信道特征可包括例如，通信信道的脈沖響應(yīng)。如圖3b所示， 信道ID模塊102可將信息提供給定時(shí)恢復(fù)模塊105，以實(shí)現(xiàn)允許更有效和更 準(zhǔn)確的定時(shí)恢復(fù)操作。特別地，如圖3b所示，信道ID模塊102可將此處稱為 DC偏移的參數(shù)312提供給定時(shí)恢復(fù)模塊105。
可以為信道ID模塊102提供信道ID ADC 104 (與圖3a中的ADC 394類 似或者相關(guān))，以對(duì)提供給信道ID 102的輸入信號(hào)采樣。由于信道ID 102的 作用是用于確定以明顯低于符號(hào)率的速率改變的信道特征，，因此信道ID ADC 104以與包括交錯(cuò)式ADC 11的ADC不同的采樣率工作。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，信 道ID ADC 104可以以10MHz的采樣率工作。
如下文將更詳細(xì)描述的，信道ID 102可建立信道特征在任意數(shù)量的不同
階段的表示形式。每個(gè)階段的表示可存儲(chǔ)在信道ID模塊102中，并且可周期
性地確定一個(gè)最佳相位。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，信道的最佳表示選擇為在解決色散
和ISI后將信號(hào)能量最大化的那個(gè)。
現(xiàn)在將描述信號(hào)處理系統(tǒng)140的數(shù)據(jù)路徑。所接收的模擬信號(hào)304首先被 粗調(diào)可編程增益放大器(PGA)模塊130接收。PGA可以是可變?cè)鲆娣糯笃鳌?粗調(diào)PGA模塊130可以對(duì)所接收的信號(hào)304進(jìn)行放大，以實(shí)現(xiàn)所接收信號(hào)304 的預(yù)期一致幅度級(jí)。數(shù)字控制電路(圖3中未示出)可接收一個(gè)或多個(gè)數(shù)值， 用于控制粗略PGA電路130的全部增益。PGA電路130可利用無源和有源電路 元件的任意組合來實(shí)現(xiàn)增益校正。
接下來，己經(jīng)經(jīng)PGA模塊130處理的接收信號(hào)304可被提供給分離器134， 分離器134針對(duì)從PGA模塊130接收的信號(hào)生成合適數(shù)量的副本。分離器134 可用于為交錯(cuò)式ADC模塊118準(zhǔn)備必需數(shù)量的輸入。例如，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例， 交錯(cuò)式ADC模塊118包括八個(gè)并行ADC。在這種情況下，分離器根據(jù)從PGA模 塊130接收的信號(hào)生成八個(gè)副本。由于分離器134電路中的組件失配，分離器 134生成的這組信號(hào)沒有一致的振幅。為了校正這種不一致，分離器134生成 的每個(gè)信號(hào)都被傳遞給精調(diào)PGA模塊114。精調(diào)PGA模塊114可包括多個(gè)精調(diào) PGA (圖3中未圖示)，每個(gè)分別為分離器134生成的每個(gè)信號(hào)提供單獨(dú)的振幅 放大。
然后，并行信號(hào)的集合被傳遞至交錯(cuò)式ADC模塊118。特別地，包括精調(diào) PGA模塊114的每個(gè)精調(diào)PGA將各自的信號(hào)傳遞給交錯(cuò)式ADC模塊118中各個(gè) ADC。交錯(cuò)式ADC模塊118可利用來自精調(diào)PGA 114的該組接收的信號(hào)，執(zhí)行 波特率采樣。交錯(cuò)式ADC模塊118的結(jié)構(gòu)和功能將在下文詳細(xì)描述。通常，ADC 模塊118可包括多個(gè)ADC，每個(gè)ADC以明顯低于無線電通信系統(tǒng)的總符號(hào)率的 采樣率工作。例如，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，信道的符號(hào)率可以是10Gbps，交錯(cuò)式 ADC 118包括8個(gè)并行的ADC，每個(gè)都以1. 25 Gbps的采樣率工作。
如上文提及并將在下文更詳細(xì)介紹的，CID模塊102可使用判決信號(hào)310 和CID ADC 104的輸出來確定與通信信道的最優(yōu)相位信息相關(guān)的信息。接下來，
例如，粗略定時(shí)恢復(fù)模塊142中的TVPD 196根據(jù)該最優(yōu)相位信息提供再生或 參考波形，粗調(diào)定時(shí)恢復(fù)模塊142將參考波形與交錯(cuò)式ADC模塊118的實(shí)際輸 出相比較，以確定它們之間的誤差信息，然后通過例如(以傳統(tǒng)方式)輸出供 鎖相環(huán)使用的相位信號(hào)來控制分離器134處和交錯(cuò)式ADC 118處的被放大接收 信號(hào)的采樣，從而用于輔助執(zhí)行定時(shí)恢復(fù)。
圖4是流過信號(hào)處理系統(tǒng)的信號(hào)流的示意圖，所述信號(hào)處理系統(tǒng)用于校正 通信信道引入的信號(hào)失真。所接收信號(hào)304被提供給粗調(diào)可編程增益放大器 (PGA) 130。粗調(diào)PGA130為所接收的信號(hào)304提供整體增益調(diào)節(jié)。然后，將 粗調(diào)PGA 130的輸出提供給分離器電路134。分離器電路134可生成經(jīng)增益調(diào) 節(jié)的信號(hào)的多個(gè)副本，每個(gè)副本分別提供給精調(diào)PGA模塊114。特別地，分離 器模塊134的各輸出分別提供給并行精調(diào)PGA電路116 (1) -116 (N)。在數(shù) 字控制電路例如精調(diào)PGA控制器134的控制下，每一個(gè)并行精PGA電路116(1) -116 (N)都可對(duì)所接收信號(hào)304執(zhí)行單獨(dú)的增益調(diào)節(jié)。并行精調(diào)PGA電路116 (1) -116 (N)實(shí)現(xiàn)增益調(diào)節(jié)，所述增益調(diào)節(jié)對(duì)校正包括信號(hào)處理系統(tǒng)140 的交錯(cuò)式結(jié)構(gòu)中的不一致信號(hào)電平來說是必須的。
每個(gè)并行精調(diào)PGA電路116 (1) -116 (N)可以向包括交錯(cuò)式ADC 118在 內(nèi)的各ADC 120 (1) -120 (N)提供輸出。每個(gè)ADC 120 (1) -120 (N)可以 將對(duì)應(yīng)的精調(diào)PGA電路116 (1) -116 (N)提供的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。 交錯(cuò)式ADC 118的結(jié)構(gòu)和功能將在下文詳細(xì)描述。但是，通常，每個(gè)ADC 120 (1) -120 (N)可以以比波特率低的時(shí)鐘率對(duì)來自精調(diào)PGA模塊14的輸入信 號(hào)進(jìn)行采樣。這樣，組合ADC 120 (1) -120 (N)的有效采樣率是波特率。如 下文所述，這可通過對(duì)每個(gè)ADC 120 (1) -120 (N)相對(duì)彼此引入相位偏移來 實(shí)現(xiàn)。例如，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，波特率是10Gbps，而交錯(cuò)式ADC模塊118包 括8個(gè)ADC，每個(gè)都以1. 25 Gbps的采樣率工作，這獲得10 Gbps的有效采樣 率。每個(gè)ADC 120 (1) -120 (N)也可以以特定的比特解析度工作。根據(jù)一個(gè) 實(shí)施例，每個(gè)ADC 120 (1) -120 (N)提供6比特解析度。
交錯(cuò)式ADC模塊118的輸出可提供給交錯(cuò)式均衡器模塊132，交錯(cuò)式均衡 器模塊132包括交錯(cuò)式FFE 424、交錯(cuò)式并行判決反饋均衡器428 (1)、 428
(2)以及順序DFE模塊142。交錯(cuò)式FFE模塊424可執(zhí)行信號(hào)處理操作，以 校正前達(dá)ISI。交錯(cuò)式FFE模塊424可包括多個(gè)FFE單元124 (1) -124 (M)。 FFE單元(M)的數(shù)量對(duì)應(yīng)于并行ADC 120 (1) -120 (N)的數(shù)量或者與之不同。 因此，每個(gè)交錯(cuò)式FFE單元124 (1) -124 (M)可以以與每個(gè)ADC 120 (1) -120
(N)的時(shí)鐘率不同的時(shí)鐘率工作。緩沖電路(圖4中未圖示)可實(shí)現(xiàn)交錯(cuò)式 ADC模塊118 (120 (1) -120 (N))的N個(gè)輸出流與提供給交錯(cuò)式FFE模塊424
(124 (1) -124 (M))的M個(gè)輸入之間的協(xié)調(diào)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，交錯(cuò)式FFE 模塊424包括16個(gè)FFE單元124 (1) -124 (M)，每個(gè)都以625MHz的時(shí)鐘率 運(yùn)行。每個(gè)FFE單元124 (1) -124 (M)的結(jié)構(gòu)和功能將會(huì)在以下詳細(xì)描述。 交錯(cuò)式PDFE模塊428 (1)和428 (2)可工作以校正前達(dá)ISI。每個(gè)PDFE 模塊428 (1)和428 (2)可包括多個(gè)求和模塊，每個(gè)求和模塊分別計(jì)算各交 錯(cuò)式FFE單元124 (1) -124 (M)的輸出信號(hào)與PDFE單元128 (1) -128 (M) 以及132 (1) -132 (M)的輸出的總和。
每個(gè)求和模塊的輸出可提供給順序DFE模塊144中的各限幅器 (slicer)142 (1) -142 (M)、 144 (1) -144 (M)。每個(gè)限幅器(slicer) 142 (1) -142 (M)、 144 (1) -144 (M)可接收來自各PDFE單元128 (1) -128 (M)以 及132 (1) -132 (M)的輸入信號(hào)，將該輸入信號(hào)與閾值相比較，并輸出判決 信號(hào)a(k)，指示信號(hào)值是否低于或高于閾值。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)判決信 號(hào)S (k)可以是表示+1或-l值的一個(gè)比特的信號(hào)。每個(gè)判決信號(hào)S (k)可被 路由回各PDEF單元128 (1) -128 (M)、 132 (1) -132 (M)。各PDFE單元128
(1) -128 (M)、 132 (1) -132 (M)可接收來自各限幅器142 (1) -142 (M)、 144 (1) -144 (M)的判決信號(hào)a (k)，并向各求和模塊輸出值。根據(jù)一個(gè)實(shí) 施例，每個(gè)PDFE單元128 (1) -128 (M)、 132 (1) -132 (M)的輸出值都可 以是16比特值。
順序DFE模塊142中的判決邏輯模塊480可以從PDFE 428 (1)和428 (2) 中選擇一個(gè)當(dāng)前有效的PDFE，作為提供的有效和正確的數(shù)據(jù)。更具體地，例 如，當(dāng)FFE 424的輸出落入不確定的范圍內(nèi)時(shí)，交錯(cuò)式PDFE 428 (1)和428
(2) 被強(qiáng)制賦予不同的值(例如，l和-l)，判決邏輯模塊可匯集每個(gè)PDFE428
(1)和428 (2)在多個(gè)接下來(例如，隨后)的比特周期內(nèi)的誤差測(cè)量值， 然后選擇在這多個(gè)比特周期內(nèi)具有較低誤差的PDFE。
來自當(dāng)前有效PDFE (例如，142 (1) -142 (M)或144 (1) -144 (M))的 各限幅器的任意數(shù)量的多個(gè)判決信號(hào)都可被路由到CID模塊102禾B/或定時(shí)恢 復(fù)模塊105。如參照?qǐng)D3b所述，C工D模塊102可以提供最佳相位信息用于TVPD 功能，且定時(shí)恢復(fù)模塊105也可提供波特率相位監(jiān)測(cè)器功能。
CID模塊可包括CID ADC 104， CID ADC 104可對(duì)被接收信號(hào)304采樣(在 被粗調(diào)PGA130處理之后)。由于信道特征以比波特率低的速率發(fā)生改變，CID ADC 104以遠(yuǎn)低于波特率的時(shí)鐘率工作。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，例如，CIDADC104 可以以10腿z工作。由于CID模塊102以顯著低于波特率的速率工作，根據(jù)一 個(gè)實(shí)施例，只有一個(gè)子集的判決信號(hào)S (k)被路由到CID模塊102和定時(shí)恢 復(fù)模塊105。這可使用多路復(fù)用器或緩沖器497來完成，多路復(fù)用器或緩沖器 497選擇一個(gè)或多個(gè)判決信號(hào)a (k)并路由到CID模塊102和/或定時(shí)恢復(fù)模 塊105。
CID模塊102也可包括CID濾波更新模塊106、 CID濾波器701、更新電路 729、高速緩存474以及CID最佳相位計(jì)算模塊108。 CID濾波器更新模塊106 可從當(dāng)前有效PDFE接收判決信號(hào)a (k)的子集，基于該信息以及采樣接收信 號(hào)304， CD濾波器701可更新信道的當(dāng)前信道特征，該信道特征參數(shù)化為相位， 以下將參照?qǐng)D7a和7b詳細(xì)描述。通常，如上所述，CID模塊102可計(jì)算多個(gè) 相位的信道特征。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，CID模塊計(jì)算16個(gè)不同相位的信道特征。 定時(shí)恢復(fù)模塊105可將CID相位更新信號(hào)112發(fā)送到CID ADC 104,以控制多 個(gè)信道特征相位計(jì)算操作的采樣相位。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，CID相位更新信號(hào)112 可定期更新，以促使CID模塊開始生成新相位的信道特征。
可使用高速緩存474將各相位的信道特征高速緩存在CID模塊102中。CID 最佳相位計(jì)算模塊108可定期計(jì)算己存儲(chǔ)在高速緩存中的多個(gè)不同信道特征 中的最佳相位，并將這個(gè)信道特征提供給更新電路729 (以下將參照?qǐng)D7c更 詳細(xì)地描述)，因此更新電路729將與該信道特征相關(guān)的最佳相位信息提供給 TVPD模塊196。 TVPD模塊196可利用CID最佳相位計(jì)算模塊108提供的信道
特征來執(zhí)行TVPD操作。TVPD模塊196也可接收多個(gè)判決信號(hào)310，并據(jù)此(以 及最佳相位信息/信道特征)生成參考波形(例如，利用圖7b的參考波形生成 器703)，參考波形與交錯(cuò)式ADC 118的輸出相比較，從而獲得它們之間的誤 差信息，用于確定控制PLL (例如，圖7b中的PLL 804)的相位信號(hào)。
精調(diào)定時(shí)恢復(fù)模塊138可接收交錯(cuò)式ADC 120 (1) -120 (N)的輸出。由 于存在處理偏差，多個(gè)ADC 120 (1) -120 (N)以及與驅(qū)動(dòng)ADC和/或分離器 134相關(guān)的電路可能會(huì)遇到時(shí)鐘差異?；诮诲e(cuò)式ADC 120 (1) -120 (N)提 供的輸入，精調(diào)定時(shí)恢復(fù)可提供多個(gè)輸出信號(hào)，以校正ADC 120 (1) -120 (N) 的時(shí)變。
最后在圖4中，示出了信噪比(SNR)監(jiān)測(cè)器498，它表示用于檢測(cè)EDC 系統(tǒng)140的性能級(jí)別或特征的任何合適的技術(shù)。例如，可要求EDC系統(tǒng)140 維持在某級(jí)別的誤碼率或者其它性能特征，以保持在恒穩(wěn)態(tài)操作模式，如果超 出了某個(gè)誤差閾值，則EDC系統(tǒng)140會(huì)返回啟動(dòng)狀態(tài)，以重新校準(zhǔn)EDC系統(tǒng)的 各種設(shè)置，如在此更詳細(xì)描述的(例如，參照啟動(dòng)狀態(tài)機(jī)126和參照?qǐng)D11)。
雖然圖4示出了與特殊結(jié)構(gòu)相關(guān)的特定功能操作，但這僅僅是示例性的， 本技術(shù)領(lǐng)域的人員將會(huì)理解，特殊操作和功能的組織和執(zhí)行可以由圖4中結(jié)構(gòu) 的任意組合來實(shí)施。例如，雖然圖4示出了與定時(shí)恢復(fù)模塊105相關(guān)的TVPD， 但是TVPD操作或者其中的一部分實(shí)際上可以在CID模塊102中實(shí)施。
圖5a是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的交錯(cuò)式ADC的工作示意圖。如參照?qǐng)D3a、 3b 和4所述，可在數(shù)據(jù)路徑172中設(shè)置交錯(cuò)式ADC，用于校正波導(dǎo)色散和ISI。 該數(shù)據(jù)路徑可包括有粗調(diào)PGA 130、分離器134、精調(diào)PGA 114、交錯(cuò)式ADC 118 以及DE隨X電路512和其它之類的組件中。
交錯(cuò)式ADC 118可用于實(shí)現(xiàn)與所接收信號(hào)304的波特率或符號(hào)率相當(dāng)?shù)牟?樣率。例如，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所接收信號(hào)304的波特率可以是10Gbps。如 參照?qǐng)D4所述，交錯(cuò)式ADC 118可包括多個(gè)ADC120 (1) -120 (n)。每個(gè)ADC 120 (1) -120 (n)都可由共同的采樣時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)，該采樣時(shí)鐘信號(hào)可由定時(shí)恢 復(fù)模塊105進(jìn)行調(diào)節(jié)，以校正接收機(jī)和發(fā)射機(jī)時(shí)鐘之間的時(shí)鐘漂移，使得ADC 120 (1) -120 (n)有自己的采樣時(shí)鐘。
特別地，定時(shí)恢復(fù)模塊105可生成相位信號(hào)p(n)，如參照?qǐng)D7a-7c所述， 相位信號(hào)p (n)被提供給PLL 804。PLL 804可生成輸出信號(hào)，以控制多個(gè)ADC 120
(1) -120 (n)的采樣相位。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，PLL 804控制單個(gè)時(shí)鐘相位， 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該單個(gè)時(shí)鐘相位可以以2.5GHz工作。通過多個(gè)相位插補(bǔ)器 514 (1) -514 (n)可復(fù)制該單個(gè)時(shí)鐘。每個(gè)相位插補(bǔ)器可生成該單個(gè)時(shí)鐘信 號(hào)的插補(bǔ)形式，并可分別控制特定的ADC 120 (1) -120 (n)。此外，如圖所 示，每個(gè)相位插補(bǔ)器514 (1) -514 (n)可控制分離器134中的對(duì)應(yīng)電路(例 如，采樣操持電路，如圖5所示)。在每個(gè)相位插補(bǔ)器514 (1) -514 (n)之 間，對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路530 (1) -530 (n)可用于驅(qū)動(dòng)或者操作分離器134。例 如，該驅(qū)動(dòng)電路可包括由分離器134和/或ADC 118使用的緩沖、放大或定時(shí) 電路(例如，時(shí)鐘)。此外，由于分離器134包括有數(shù)字電路，該驅(qū)動(dòng)電路將 包括有模數(shù)轉(zhuǎn)換器。此外，插補(bǔ)器與分離器134/ADC118之間的芯片上，可能 有相對(duì)較長的信號(hào)路徑。因此，這些所提及的因素或者其它因素可導(dǎo)致分離器 134的操作不理想，因此導(dǎo)致交錯(cuò)式ADC 118的操作不理想。定時(shí)恢復(fù)模塊105 中的精調(diào)定時(shí)恢復(fù)模塊144可用于單獨(dú)調(diào)節(jié)每個(gè)相位插補(bǔ)器514(l)-514(n)， 以解決與這些不理想相關(guān)的時(shí)變問題，這樣，由于特殊的目的，交錯(cuò)式ADC118
可以作為單個(gè)ADC以波特率工作。例如，可選擇第一相位插補(bǔ)器/ADC對(duì)作為 參考，剩余的相位插補(bǔ)器/ADC對(duì)都相對(duì)于這個(gè)參考對(duì)進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此，第一 相位插補(bǔ)器/ADC對(duì)514 (1) /120 (1)可基于p(n)工作，除參考對(duì)外的其它 每個(gè)相位插補(bǔ)器/ADC對(duì)基于p(n)與用于保持每對(duì)的相對(duì)定時(shí)所需的相位之間 的對(duì)應(yīng)差值或德爾塔(也就是，[pA(n)](2)-[pA(n)](N))工作。
圖5b是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的ADC架構(gòu)的更詳細(xì)的示意圖。在圖5b中，分離 器134包括多個(gè)采樣保持電路522 (1) -522 (N)，這些電路單獨(dú)驅(qū)動(dòng)PGA 116 (1) -116 (N)，如圖所示。電路532提供了增益電路的例子，其中使用可變 阻抗來改變PGA 116 (N)的整體增益。同時(shí)，電路534提供了使用快閃ADC 的ADC電路的例子。電路532和534僅僅是示例性的，也可使用其他合適的電 路。如圖5b所示，采樣保持電路522 (1) -522 (N)被設(shè)計(jì)用于接收1. 25GHz 的時(shí)鐘信號(hào)(例如，采樣保持電路可接收2個(gè)非疊加時(shí)鐘信號(hào))，從而以100ps
的間隔對(duì)輸入信號(hào)采樣。如上所述，精調(diào)定時(shí)恢復(fù)模塊144調(diào)節(jié)提供給圖5a 中的相位插補(bǔ)器的定時(shí)信息，這樣可保持100ps的間隔，不管各驅(qū)動(dòng)電路530 (1) -530 (N)中是否有相對(duì)不理想狀況(例如，由于溫度、工藝、或者其設(shè) 計(jì)和制造過程中的其他失配)。
圖5c是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的交錯(cuò)式ADC的整體工作示意圖。如上所述，交 錯(cuò)式ADC 118可包括多個(gè)ADC 120 (1) -120 (n)。每個(gè)ADC 120 (1) -120 (n) 可被特定周期上的接收機(jī)時(shí)鐘208觸發(fā)。接收機(jī)時(shí)鐘208的有效率是所發(fā)射信 號(hào)的波特率。但是，特定ADC 120 (1) -120 (n)的時(shí)鐘率可顯著低于波特率。
圖6a是交錯(cuò)式FFE的信號(hào)路徑的示意圖。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，交錯(cuò)式FFE 利用并行結(jié)構(gòu)來接收16個(gè)輸入信號(hào)X(n)-X(n+15)，并生成16個(gè)輸出信號(hào) Y(n)-Y(n+15)。這僅僅是示例性的，交錯(cuò)式ADC可包括任意數(shù)量的輸入信號(hào)和 任意數(shù)量的輸出信號(hào)。例如，具有8分接頭(tap)的串行FFE可實(shí)現(xiàn)為輸入 信號(hào)與FIR的巻積。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，交錯(cuò)式FFE 118生成16個(gè)輸出y(n)-y(n+15)，該輸出 是16個(gè)輸入x(n)-x(n+15)的函數(shù)，存在以下關(guān)系
y(n)=c(0)x(n)+c(l)x(n-2)+c(2)x(n-2)+c3x(n-3)+.. .+c(7)x(n-7) y(n+l)=c(0)x(n+l)+c(l)x(n)+c2x(n-l)+c3x(n-2)+. .+c(6)x(n-6)
y(n+15)=c(0)x(n+15)+c(l)x(n+i4)+c2x(n+13)+c3x(n+12)+...+c(7)x(n+8)
參照?qǐng)D6a，交錯(cuò)式FFE 424可接收多個(gè)單獨(dú)輸入線615 (1) -615 (16) 上的多個(gè)輸入x(n)-x(n+15)。 FFE 424可在多個(gè)輸出線617 (1) -617 (16) 上生成多個(gè)輸出y(n)-y(n+15)。每個(gè)輸入線615 (1) -615 (16)可包括多個(gè) 乘法和累加(MAC)模塊623 (1) -623 (n)。每個(gè)MAC模塊623 (1) -623 (n) 可包括各自的乘法模塊533和求和模塊534。每個(gè)MAC模塊623 (1) -623 (n) 通過其乘法模塊533連接到各自的輸入線615 (1) -615 (16)，乘法模塊533
為MAC模塊提供了輸入端口 。每個(gè)MAC模塊623都可通過各自的求和模塊534 連接到不同的輸出線617 (1) -617 (16)，求和模塊534用作MAC模塊623的 輸出端口。
特定輸入線615 (1) -615 (16)的輸入(x(n)-x(n+15))可被提供給通 過其乘法模塊533連接到輸入線的多個(gè)MAC模塊，其中該輸入被分別乘以系數(shù) CX，然后被提供給該MAC模塊623各自的求和模塊534。各求和模塊534的輸 出與連接到不同輸入線的其它MAC模塊623的輸出合并。
圖6b是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的串行DFE單元的示意圖。圖6所示的設(shè)置表示 交錯(cuò)式PDEF 428 (1)、 428 (2)的并行陣列中的一個(gè)信道。輸入信號(hào)x(n)被 提供給求和模塊542，在此輸入信號(hào)x (n)與PDFE單元128的輸出相加合并。 接下來求和模塊542的輸出被提供給限幅器142。限幅器142根據(jù)給它的輸入 是小于還是大于零，生成二進(jìn)制信號(hào)(例如，+1， -1)。限幅器142的輸出被 提供給多個(gè)延時(shí)單元，例如548 (1) -548 (4)，延時(shí)單元生成各自的延時(shí)信 號(hào)y(n)-y(n-4)。延時(shí)輸出信號(hào)y (n)-y (n_4)被提供給PDFE單元128， PDFE 單元128生成輸出信號(hào)F(y(n)、 y(n-l)、 y(n-2)、 y(n-3)、 y(n-4))。輸出信 號(hào)F(y(n)、 y(n-l)、 y(n-2)、 y(n-3)、 y(n-4))可以是延遲信號(hào)y(n)-y(n-4) 的線性組合。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)二進(jìn)制信號(hào)y(n)-y(n-4)都可以乘以16 比特的系數(shù)，以生成16比特的數(shù)值。然后這些16比特的值通過PDFE單元128 進(jìn)行線性合并。
圖7a是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的CID濾波更新模塊106的部分工作示意圖。定 時(shí)恢復(fù)和信道識(shí)別操作的更詳細(xì)的例子在以下參照?qǐng)D7b和7c給出。在圖7a 中，CID濾波更新模塊106可包含在TVPD 196或CID 102內(nèi)，可更新通信信 道182的估計(jì)信道特征。如上所述，信道特征可以是通信信道182的脈沖響應(yīng)。 CID濾波更新模塊106可計(jì)算通信信道182的多個(gè)不同釆樣相位的多個(gè)信道特 征。因此，例如，在信道特征是脈沖響應(yīng)的情況下，CID濾波器更新模塊106 可計(jì)算多個(gè)估計(jì)信道脈沖響應(yīng)，該多個(gè)估計(jì)信道脈沖響應(yīng)通過相位參數(shù)(p)和 迭代參數(shù)(n)參數(shù)化表示為《(幻。如下文所述，CID最佳相位計(jì)算模塊108 可根據(jù)多個(gè)信道特征計(jì)算最佳相位信道特征，該最佳相位信道特征被用于向定
時(shí)恢復(fù)模塊105提供定時(shí)恢復(fù)輔助信號(hào)，以輔助定時(shí)恢復(fù)(圖7中未示出)。
CID濾波更新模塊106可通過計(jì)算誤差信號(hào)e(n)來更新給定相位力二(幻的 估計(jì)信道脈沖響應(yīng)的下一次迭代。通過取被采樣接收信號(hào)304與被CID濾波 器701處理后的判決信號(hào)a(n)之間的差值，可計(jì)算出誤差信號(hào)e(n)。例如， CID濾波更新模塊106可將每個(gè)相位力二(幻的系數(shù)"h"提供給CID濾波器701， 用于由此生成與CID ADC 104的延時(shí)輸出相比較的波形，如圖所示，并接下 來確定e(n)。
再參照?qǐng)D7a，所接收的信號(hào)304被提供給數(shù)據(jù)路徑172 (以上參照?qǐng)D3a、 3b和4所述)。經(jīng)數(shù)據(jù)路徑172處理之后，可生成判決信號(hào)a(n)。如以上參照 圖4所述，數(shù)據(jù)路徑172可生成(render)多個(gè)判決信號(hào)，其中只有判決信號(hào) 的子集被選擇用來通過多路復(fù)用器或者路由器路由至CID模塊102。這是極有 可能的，因?yàn)镃ID模塊可以以低于波特率的時(shí)鐘率工作。然后判決信號(hào)310 被提供給CID模塊102處的CID濾波器更新模塊106。
如圖7a所示，所接收信號(hào)304也被提供給CID ADC 104， CID ADC 104 對(duì)所接收信號(hào)執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。CID ADC 104可以以足夠跟蹤信道特征的時(shí)變特 性的時(shí)鐘率工作。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，例如，CID ADC 104可以在lOMHz工作。 定時(shí)恢復(fù)模塊105可將CID相位更新信號(hào)112提供給CID ADC 104，以控制CID ADC 104的采樣相位。定時(shí)恢復(fù)模塊105可定期更新CID相位更新信號(hào)112。 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，CID模塊102可計(jì)算16個(gè)不同相位力二(i)的估計(jì)信道脈沖響 應(yīng)。
在經(jīng)CID ADC 104采樣后，所接收信號(hào)的采樣形式被提供給延時(shí)模塊502。 延時(shí)模塊對(duì)于補(bǔ)償通過數(shù)據(jù)路徑172所接收的信號(hào)304的延時(shí)是必需的。然后 所接收信號(hào)304的采樣形式的延時(shí)形式被提供給求和模塊702，求和模塊702 計(jì)算采樣和延時(shí)接收信號(hào)304與CID濾波器701的輸出之間的差值，以生成誤 差信號(hào)e(n)。誤差信號(hào)e(n)被提供給CID濾波更新模塊106，以處理估計(jì)信 道脈沖響應(yīng)的下 一次迭代。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，CID濾波更新模塊106可利用判決信號(hào)a(n)、誤差信號(hào) e (n)、估計(jì)信道脈沖響應(yīng)《(勾的前一次迭代和參數(shù)y來計(jì)算估計(jì)信道脈沖響
應(yīng)的下一次迭代《,(幻。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，CID濾波器更新模塊106可利用以 下關(guān)系式來計(jì)算估計(jì)信道脈沖響應(yīng)的下一次迭代
^f十AXW+盧("械"-^
圖7b是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的CID模塊確定信道特征信息以輔助定時(shí)恢復(fù)操 作的工作示意圖。通常，最佳估計(jì)脈沖響應(yīng)力^(")和判決信號(hào)可被參考波形生 成器703用來再生接收信號(hào)y(n)的估計(jì)值，用作定時(shí)恢復(fù)輔助信號(hào)X")。定 時(shí)恢復(fù)輔助信號(hào)^^312可提供用于輔助定時(shí)恢復(fù)操作。特別地，定時(shí)恢復(fù)模 塊105中的粗調(diào)定時(shí)恢復(fù)模塊142可接收定時(shí)恢復(fù)輔助信號(hào)X")312，并在 Mueller-Muller算法中利用定時(shí)恢復(fù)輔助信號(hào)312來執(zhí)行定時(shí)恢復(fù)操作，這樣 可生成相位信號(hào)p(n)，以驅(qū)動(dòng)PLL 804控制交錯(cuò)式ADC 118的采樣相位。
雖然圖7b描述了執(zhí)行某些功能和/或操作的特定功能模塊，但是本技術(shù)領(lǐng) 域的人員將會(huì)理解，這僅僅是示例性的。利用信道特征(例如，通信信道的估 計(jì)脈沖響應(yīng))來輔助和/或執(zhí)行通信系統(tǒng)的定時(shí)恢復(fù)操作也可由單個(gè)功能單元 或多個(gè)功能單元來執(zhí)行。此外，歸于TVPD 196的操作實(shí)際上也可由CID模塊 102而不是定時(shí)恢復(fù)模塊105來執(zhí)行。如另一個(gè)例子，CID濾波器701可由與 參考波形生成器703相同或類似的模塊來執(zhí)行。
根據(jù)示例性的實(shí)施例，CID模塊102可包括CID ADC 104、延時(shí)模塊502、 求和模塊702、 CID濾波器更新模塊106、高速緩存474和更新電路729。所 接收信號(hào)304被提供給數(shù)據(jù)路徑172，數(shù)據(jù)路徑172包括信號(hào)處理系統(tǒng)中的模 擬前端739、交錯(cuò)式ADC118、 FFE424、 DFE 428和序列DFE 142。模擬前端 739可對(duì)所接收信號(hào)304執(zhí)行模擬處理，包括對(duì)所接收信號(hào)的振幅調(diào)整。模擬 前端739的輸出可被提供給CID 102中的CID ADC 104。CID ADC 104可對(duì)模 擬前端739的輸出執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。CIDADC 104可以以顯著低于波特率的數(shù)據(jù) 率工作。
模擬前端739的輸出也可被提供給交錯(cuò)式ADC 118，交錯(cuò)式ADC 118之 后是交錯(cuò)式FFE 424、交錯(cuò)式DFE 428、以及順序DFE 142。順序DFE 142可 輸出判決信號(hào)310，提供給CID 102中的CID濾波更新模塊106以及參考波形 生成器703。 CID濾波更新模塊106的操作已經(jīng)參照?qǐng)D7a進(jìn)行了描述。也就
是，在CID ADC 104完成模數(shù)轉(zhuǎn)換之后，CID ADC 104的輸出被提供給延時(shí) 模塊502。延時(shí)模塊502的輸出提供給求和模塊702，在此使用CID濾波更新 模塊106的輸出計(jì)算差值信號(hào)(e(n))，然后將差值信號(hào)(e(n))返回給CID濾波更 新模塊106，從而提供給CID濾波器701 。
CID 102還可包括有高速緩存474。 CID濾波更新模塊106計(jì)算出的更新 的估計(jì)信道脈沖響應(yīng)被提供并存儲(chǔ)在高速緩存474中。如以下將更詳細(xì)描述 的，高速緩存的估計(jì)信道響應(yīng)可參數(shù)化為相位參數(shù)(p)，由最佳相位計(jì)算模塊 108對(duì)其進(jìn)行定期分析，最佳相位計(jì)算模塊108利用預(yù)定的度量尺計(jì)算出最佳 估計(jì)信道脈沖響應(yīng)(也就是，最佳相位)。
最佳估計(jì)信道脈沖響應(yīng)(力'。""))可提供給更新電路729 (以下參照?qǐng)D7c 詳細(xì)描述)，并進(jìn)而提供給TVPD 196中的參考波形生成器，如圖所示。因此 TVPD 196可利用最佳估計(jì)信道脈沖響應(yīng)A^(")來執(zhí)行TVPD操作，以生成定 時(shí)恢復(fù)輔助信號(hào)(X")) 312，定時(shí)恢復(fù)輔助信號(hào)(興/2)) 312可用于輔助定時(shí) 恢復(fù)操作。特別地，TVPD196也可接收判決信號(hào)310，并采用判決信號(hào)310， 利用當(dāng)前估計(jì)的最佳脈沖響應(yīng)力，(/7)來生成所接收信號(hào)y(n)的重新構(gòu)造或再生
形式。所接收信號(hào)y(n)的再生形式X刀)可用作定時(shí)恢復(fù)輔助信號(hào)，提供給定時(shí)
恢復(fù)模塊105，用于定時(shí)恢復(fù)操作。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，根據(jù)下式，定時(shí)恢復(fù)輔
助信號(hào)興")312是當(dāng)前最佳估計(jì)脈沖響應(yīng)力。"")和判決信號(hào)310的巻積(以下
等式的賦值是而不是h(n)) jp(") = ^>，C/)5("-/)
一旦接收到定時(shí)恢復(fù)輔助信號(hào)310，定時(shí)恢復(fù)模塊105可利用 Mueller-Muller算法執(zhí)行定時(shí)恢復(fù)操作。特別地，定時(shí)恢復(fù)操作105可計(jì)算再 生波形X")的斜率(sl叩e)，并將該斜率乘以數(shù)據(jù)ADCy(n)所接收的實(shí)際數(shù)據(jù) 與再生波形X勸之間的誤差。為了執(zhí)行該操作，定時(shí)恢復(fù)模塊可包括多個(gè)延時(shí) 單元，以排列實(shí)際數(shù)據(jù)信號(hào)和再生信號(hào)。參照?qǐng)D7b，定時(shí)恢復(fù)模塊105可包 括粗調(diào)定時(shí)恢復(fù)模塊142。粗調(diào)定時(shí)恢復(fù)模塊142生成相位信號(hào)p(n)，以控制 包括交錯(cuò)式ADC118 (以下將詳細(xì)描述)在內(nèi)的各個(gè)ADC的全部采樣相位。
粗調(diào)定時(shí)恢復(fù)模塊可包括延時(shí)模塊502、求和模塊711、第一延時(shí)單元715、
第二延時(shí)單元717和乘法模塊719。包括交錯(cuò)式ADC 118的多個(gè)ADC的至少 一個(gè)輸出被提供給粗調(diào)定時(shí)恢復(fù)模塊140中的延時(shí)模塊502，使其與重新構(gòu)建 信號(hào)興")結(jié)合。延時(shí)模塊502的輸出提供給求和模塊711，在此該輸出與定時(shí) 恢復(fù)輔助信號(hào)J^)312合并，生成差值信號(hào)e，(n)。差值信號(hào)e'(n)可用下式計(jì)算 e，(n)- y(n-k)-夕(")
差值信號(hào)e'(n)被提供給延時(shí)單元715，延時(shí)單元715生成誤差信號(hào)的采樣 延時(shí)形式e(n-l)，該采樣延時(shí)形式被提供給乘法模塊719。定時(shí)恢復(fù)輔助信號(hào) _K")312也可提供給第二延時(shí)單元717，第二延時(shí)單元717生成定時(shí)恢復(fù)輔助 信號(hào)X")的副本以及被兩次采樣延時(shí)的定時(shí)恢復(fù)輔助信號(hào)K")312的延時(shí)形 式。第一和第二延時(shí)單元715和717的輸出提供給乘法模塊719，乘法模塊719 將兩個(gè)信號(hào)相乘，生成相位信號(hào)p(n)作為輸出。因此，相位信號(hào)p(n)是誤差信 號(hào)e'(n)與(再生)波形的斜率的乘積
換句話說，從以上解釋可以知道，K")表示所計(jì)算的DFE (或順序DFE) 判決的脈沖響應(yīng)的巻積，因此假定脈沖響應(yīng)的期望值y(n)是有效的。因此誤差 信號(hào)e，(n)乘以再生波形X")的斜率(表示為[X力-l)-興力+1)])，且根據(jù) Mueller-Muller算法，得到相位信號(hào)p(n)。相位信號(hào)p(n)提供給PLL 804，用于 控制包括交錯(cuò)式ADC模塊118的交錯(cuò)式ADC的采樣相位。
圖7c是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的最佳相位計(jì)算模塊的工作示意圖。最佳相位計(jì) 算模塊108可被包括在CID模塊102中，可確定參數(shù)化為相位的多個(gè)信道特 征的最佳估計(jì)脈沖信道特征力'。J/2)312。如上所述，CID濾波更新模塊106可 在高速緩存474中存儲(chǔ)多個(gè)估計(jì)脈沖響應(yīng)力°
-^
，其中的每一個(gè)都參 數(shù)化為從O-i的不同相位。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，存儲(chǔ)在高速緩存中的每個(gè)估計(jì)脈 沖響應(yīng)力。
-力'
都與多個(gè)分接頭(tap)相關(guān)，例如i可以是6。
CID最佳相位計(jì)算模塊108可從多個(gè)脈沖響應(yīng)力°
-W
中定期確定 出最佳脈沖響應(yīng)力'。"")，其中每個(gè)估計(jì)脈沖響應(yīng)力°
-W
都與各相位相關(guān) 并存儲(chǔ)在高速緩存474中。CID最佳相位計(jì)算模塊108可試圖將特定的度量尺 最小化或最大化，以確定力'。"")。也就是，CID最佳相位計(jì)算模塊108定期將
度量尺應(yīng)用于存儲(chǔ)在高速緩存474中的多個(gè)脈沖響應(yīng)信號(hào)力。
-力'
。例 如，CID可包括定時(shí)器798。根據(jù)定時(shí)器798的運(yùn)行，將信號(hào)發(fā)送到CID最佳 相位計(jì)算模塊108，以根據(jù)力。
-力0:/]確定力V(")。 一旦確定了 A'。p,(")，便 重置定時(shí)器，該過程重新初始化。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，CID最佳相位計(jì)算模塊 108利用度量尺將相對(duì)于主分接頭(main tap)的估計(jì)信道脈沖響應(yīng)信號(hào)的ISI 能量最小化。例如，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，被最大化的度量尺是(其中第一項(xiàng)h(3) 是針對(duì)主分接頭的，其它項(xiàng)是ISI項(xiàng))2 —[hp(2)]2 —[F(1)]2 -[V(O)]2 -[V(4)]2 —[V(5)]2
一旦利用上述的最小ISI能量度量尺確定了力V(")312，就可提供給 TVPD196,用于與定時(shí)恢復(fù)模塊105結(jié)合進(jìn)行定時(shí)恢復(fù)輔助操作(也就是，生 成相位信號(hào)P(n))。但是，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在將力'。"")提供給TVPD 196之前， 由更新電路729對(duì)力。"")進(jìn)行處理。這是需要的，因?yàn)楦櫿`差不會(huì)太快更新 TVPD 196的相位。更新電路729促使緩慢更新提供給TVPD 196的iV(力，其
中所提供的更新參數(shù)在此表示為。
更新電路729可包括高速緩存752、斜坡電路754、多路復(fù)用器756以及 乘法模塊758。力V(刀)可被提供給高速緩存752，在CID最佳相位計(jì)算模塊108 提供多個(gè)力；(/2)時(shí)，高速緩存752存儲(chǔ)這多個(gè)力；(")。閾值電路756可以在每 個(gè)時(shí)鐘時(shí)刻判定當(dāng)前最佳相位力'。"/2)與存儲(chǔ)在高速緩存752中的/^(")之間的 差值。特別地，只有在力'。,(")的變化超過某個(gè)可編程閾值時(shí)，更新電路才會(huì)起 作用，以更新高速緩存。該誤差可以除以一個(gè)較大的值，被除后得到的值可緩 慢更新提供給TVPD 196的力V(")。
圖8描述了波特率相位檢測(cè)器的操作。在CID 102確定估計(jì)信道脈沖響應(yīng) 之前(也就是，當(dāng)信號(hào)處理系統(tǒng)140處于啟動(dòng)模式時(shí))，圖8所示的信號(hào)路徑 可以處于工作中。如圖8所示，定吋恢復(fù)模塊105可包括粗調(diào)定時(shí)恢復(fù)模塊 142和精調(diào)定時(shí)恢復(fù)模塊138。粗調(diào)定時(shí)恢復(fù)模塊142可包括波特率相位檢測(cè) 器198。波特率相位檢測(cè)器又包括延時(shí)模塊802、第一乘法模塊804、第二乘 法模塊806、延時(shí)單元810和求和模塊808。
所接收信號(hào)304可提供給數(shù)據(jù)路徑172，數(shù)據(jù)路徑172包括模擬前端739、
交錯(cuò)式ADC 118、交錯(cuò)式FFE 424、交錯(cuò)式DFE 428和順序DFE 142。所接收 的信號(hào)304可以提供給模擬前端739，模擬前端739可對(duì)所接收信號(hào)執(zhí)行模擬 信號(hào)處理。被模擬前端739處理后的輸出提供給交錯(cuò)式ADC 118, ADC 118可 對(duì)處理后的模擬信號(hào)執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。交錯(cuò)式ADC 118的輸出提供給交錯(cuò)式FFE 424。交錯(cuò)式FFE 424的輸出提供給交錯(cuò)式DFE 428。交錯(cuò)式DFE 428的輸出 提供給順序DFE 142。順序DFE 142生成判決信號(hào)&(k) 310。判決信號(hào)a(k) 310 還可提供給信道ID模塊102，信道ID模塊102可生成定時(shí)恢復(fù)輔助信號(hào)312, 此處被稱為dc一offset信號(hào)(也就是，啟動(dòng)模式下的輔助信號(hào)312，至少包括 dc—offset值)。
交錯(cuò)式ADC 118的至少一個(gè)數(shù)字輸出被提供給波特率相位檢測(cè)器198中的 延時(shí)模塊802。順序DFE 140生成的判決信號(hào)各(k) 310被提供給第一乘法模塊 804和波特率相位檢測(cè)器198中的延時(shí)單元810。延時(shí)模塊802的輸出還被提 供給第一乘法單元804，在第一乘法單元804中，該輸出乘以判決信號(hào)a (k) 310。 延時(shí)單元810可生成判決信號(hào)S(k)310的兩種采樣延時(shí)形式，并提供給第二乘 法模塊806，在第二乘法模塊806中延時(shí)的判決信號(hào)S(k)310與延時(shí)模塊802 的輸出相乘。接下來第二乘法模塊的輸出被提供給求和模塊806，在求和模塊 806中該輸出與信道ID模塊102提供的定時(shí)恢復(fù)輔助信號(hào)312 (dc—offset) 合并。
求和模塊808可利用以下關(guān)系式將第一乘法模塊804的輸出與第二乘法模 塊806的輸出合并，生成相位信號(hào)p(n),其中A&B是標(biāo)量常數(shù)，這種關(guān)系式 在此可被稱為dc相位檢測(cè)器關(guān)系
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圖9是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的信號(hào)處理系統(tǒng)的工作流程圖。該過程從步驟902 開始。在步驟909接收電磁信號(hào)。該電磁信號(hào)可由接收器通過通信信道182 接收。在步驟904中，更新交錯(cuò)式ADC的采樣相位。如在此所述，交錯(cuò)式ADC 可以由波特率相位檢測(cè)器、TVPD或者兩者的組合所執(zhí)行的定時(shí)恢復(fù)操作來控 帝ij。如前所述，相位檢測(cè)器(TVPD或波特率)可生成相位信號(hào)p(n)，提供給 PLL，以控制交錯(cuò)式ADC的釆樣時(shí)鐘。雖然圖9表明該步驟是順序發(fā)生的，但 是ADC采樣相位904的更新可以與圖9中所述的其他步驟并行進(jìn)行。
在步驟906中，對(duì)所接收信號(hào)執(zhí)行模擬信號(hào)處理。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，模擬 信號(hào)處理可包括可變?cè)鲆娣糯蠡蚱渌幚?。在步驟907中，對(duì)處理后的模擬信 號(hào)執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，可使用交錯(cuò)式ADC以交錯(cuò)的方式執(zhí)行模數(shù) 轉(zhuǎn)換。在步驟908中，對(duì)ADC的輸出執(zhí)行數(shù)字均衡化。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，可使 用交錯(cuò)式均衡器模塊以交錯(cuò)的方式執(zhí)行均衡處理。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，交錯(cuò)式均 衡器可包括交錯(cuò)式FFE、交錯(cuò)式DFE以及順序DFE。在步驟910中，將交錯(cuò)式 結(jié)構(gòu)(ADC和均衡器)提供的交錯(cuò)式信號(hào)合并，生成復(fù)合信號(hào)。該過程在步驟 912結(jié)束。
圖IO是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的信號(hào)處理系統(tǒng)所執(zhí)行的工作流程圖?？稍谛盘?hào) 處理系統(tǒng)的恒穩(wěn)態(tài)操作中(也就是，在啟動(dòng)操作完成后)執(zhí)行圖IO所示的過 程。因此，假設(shè)h—opt(n)巳經(jīng)確定，系統(tǒng)已經(jīng)穩(wěn)定(也就是，濾波程序已匯 聚)。在步驟1002中該流程開始。在步驟1007中，初始化計(jì)時(shí)器。在步驟1004 中，進(jìn)行測(cè)試，以判定計(jì)時(shí)器是否在運(yùn)行。如果沒有(步驟1004的"否"支 路)，在步驟1010中，執(zhí)行濾波器更新。濾波器更新可以是估計(jì)通信信道的脈 沖響應(yīng)的程序。
在步驟1012中，將所接收信號(hào)304提供給信號(hào)處理系統(tǒng)140的數(shù)據(jù)路徑 和CID模塊。在步驟1014中，數(shù)據(jù)路徑可處理EM信號(hào)，生成判決信號(hào)310。
在步驟1016中，使用判決信號(hào)310生成再生信號(hào)興刀)，以確定通信信道的最 佳脈沖響應(yīng)h—opt(n)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，可通過TVPD生成再生信號(hào)。在步驟 1018中，可使用再生信號(hào)興/7)執(zhí)行定時(shí)恢復(fù)操作。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，定時(shí)恢復(fù) 操作可使用Mueller-Muller算法的變形算法。然后流程繼續(xù)至步驟1004。
如果定時(shí)器己經(jīng)運(yùn)行(步驟1004中的"是"支路)，在步驟1006中執(zhí)行 最佳相位計(jì)算操作。最佳相位計(jì)算操作可使用預(yù)定的度量尺確定出通信信道的 最佳估計(jì)脈沖響應(yīng)。在步驟1011中，將最佳估計(jì)脈沖響應(yīng)提供給TVPD。接 下來流程繼續(xù)至步驟1012。
圖11是一個(gè)實(shí)施例的啟動(dòng)狀態(tài)機(jī)的工作流程圖，例如圖1中的啟動(dòng)狀態(tài) 機(jī)?？偟膩碚f，圖11描述了圖1中的EDC系統(tǒng)140狀態(tài)的啟動(dòng)、執(zhí)行或其它
管理。同樣，圖11用于描述圖1中啟動(dòng)狀態(tài)機(jī)126，但是并非窮盡或全面的
描述。例如，可以由啟動(dòng)狀態(tài)機(jī)126執(zhí)行的啟動(dòng)狀態(tài)機(jī)的常規(guī)功能或技術(shù)沒有
在此詳細(xì)描述。例如，可采用多個(gè)寄存器或計(jì)時(shí)器(圖11中沒有出給明確顯
示或描述)，用于存儲(chǔ)和控制EDC系統(tǒng)140的各種狀態(tài)。此外，啟動(dòng)狀態(tài)機(jī)126 可完成參照?qǐng)Di-io描述的某些或全部功能，或相當(dāng)?shù)墓δ埽m然圖11中并未 完全描述所有這些功能。
在圖11中，通常啟動(dòng)狀態(tài)機(jī)126尋找各模塊的最佳設(shè)置，包括ADC 120、 均衡器132、粗調(diào)和細(xì)調(diào)PGA 132/134、 CID 102以及定時(shí)恢復(fù)模塊105。這樣， 啟動(dòng)狀態(tài)機(jī)126可實(shí)施許多己知的設(shè)置，從這些設(shè)置中選擇最合適的值，以獲 得EDC系統(tǒng)140的期望性能。 一旦達(dá)到期望的性能級(jí)，接下來啟動(dòng)狀態(tài)機(jī)126 負(fù)責(zé)監(jiān)視該性能級(jí)別，并在必須保持和恢復(fù)這種性能級(jí)別時(shí)，啟動(dòng)狀態(tài)機(jī)126 負(fù)責(zé)重新校準(zhǔn)和重新啟動(dòng)。
因此，在圖11中，在初始狀態(tài)，可使用來自波特率相位檢測(cè)器198 (步 驟1102)的dc—offset值的默認(rèn)初始值(例如，1)匯聚PLL 804。接下來， 粗調(diào)PGA 130穩(wěn)定(步驟1104)，例如穩(wěn)定于可得到的增益范圍內(nèi)的預(yù)設(shè)值。 信號(hào)丟失(L0S)模塊(未圖示)可被啟動(dòng)(步驟1106)，用于檢測(cè)信號(hào)的丟 失或缺少(例如，通過監(jiān)視ADC信號(hào)相對(duì)于參考閾值的狀況)。
接下來，選擇dc—off(步驟1108)，并針對(duì)三個(gè)可用相位檢測(cè)器執(zhí)行dc—off (步驟1110)。例如，參照?qǐng)D8，可選擇dc—off的某些初始值，波特率相位檢 測(cè)器198可實(shí)施為dc相位檢測(cè)器，例如，作為一個(gè)或多個(gè)前達(dá)相位檢測(cè)器、 后達(dá)相位檢測(cè)器、和/或?qū)ΨQ相位檢測(cè)器。也就是，可對(duì)信道特征做出設(shè)定， 并據(jù)此確定信道脈沖響應(yīng)。接下來選擇信道脈沖響應(yīng)，當(dāng)定時(shí)恢復(fù)匯集時(shí)，該 信道脈沖響應(yīng)相對(duì)接近實(shí)際的信道脈沖響應(yīng)。
在一個(gè)例子中，波特率相位檢測(cè)器198可設(shè)定dc_off值位于某些范圍內(nèi) (例如，_5—-5)，可以以預(yù)定的增量經(jīng)過這些值。對(duì)于每個(gè)增量值，某些或 所有的dc相位檢測(cè)器可被執(zhí)行，直至發(fā)生定時(shí)恢復(fù)匯聚和/或到達(dá)某些性能閾 值，和/或直至所有的值都被用盡(從中選擇最佳值的那些值)。例如，在如上 所述的相位檢測(cè)器關(guān)系中，某些關(guān)于信道特征的設(shè)定(例如，有前達(dá)、后達(dá)或
對(duì)稱ISI)允許一項(xiàng)或多項(xiàng)為已知或已設(shè)定，并可據(jù)此計(jì)算出相位信號(hào)。
在圖ll的例子中，有些類似，可通過從可用數(shù)值庫中選擇tap值，將均 衡器132初始化(步驟1112)。適當(dāng)使用所選擇的值，粗調(diào)TR 142、 FFE 124 (1) -124 (n)、以及DFE 128 (1) -128 (M)可被開啟，并根據(jù)預(yù)設(shè)的定時(shí) 器值保持穩(wěn)態(tài)，粗調(diào)PGA也可(重新)保持穩(wěn)態(tài)(1114)。這些操作(步驟1112、 1114)可以重復(fù)直至確定了可接受的tap值，根據(jù)該tap值，細(xì)調(diào)TR和細(xì)調(diào) PGA環(huán)路被開啟，并允許保持穩(wěn)態(tài)(步驟1116)。
在圖ll中，外部環(huán)路可繼續(xù)dc—off的下一個(gè)值(步驟1118)，或者，如 果已經(jīng)確定了合適的dc—off，接下來信道ID和定時(shí)恢復(fù)開始(步驟1120)， 例如如參照?qǐng)D10所述。在該操作中如果SNR監(jiān)測(cè)器498確定當(dāng)前SNR值是不 可接受的(步驟1122)，則開啟順序DFE 142，用于附加的性能增益。在其它 實(shí)施例中，順序DFE142可持續(xù)開啟。如果性能增益不足以將SNR保持在可接 受的水平，則重新初始化dc相位檢測(cè)器、均衡器、以及其它組件(步驟 1108-1118)。當(dāng)然，也可另外或選擇性地監(jiān)測(cè)除SNR之外的其他度量尺，以確 定是否重新初始化。只要獲得可接受的SNR水平，時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)(CDR)就 會(huì)鎖定，CID和定時(shí)恢復(fù)可繼續(xù)(步驟1120)。
在此描述的各種技術(shù)的實(shí)施例可以用數(shù)字電路實(shí)施，或者用計(jì)算機(jī)硬件、 固件、軟件及其組合來實(shí)施。實(shí)施例可作為計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品來實(shí)施，也就是， 可嵌入在信息載體中(例如，機(jī)器可讀存儲(chǔ)設(shè)備或者傳播的信號(hào)內(nèi))，用于由 數(shù)據(jù)處理設(shè)備執(zhí)行或者控制數(shù)據(jù)處理設(shè)備的操作，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備是例如可 編程處理器、計(jì)算機(jī)、或者多個(gè)計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)程序，如上所述的計(jì)算機(jī)程序， 可以以任何形式的編程語言編寫，包括編譯或解釋語言，且可以以任何形式使 用，包括例如獨(dú)立程序，或者模塊、組件、子程序或適于在計(jì)算環(huán)境中使用的 其它單元。計(jì)算機(jī)程序可用于在一個(gè)計(jì)算機(jī)或者多個(gè)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，所述多個(gè) 計(jì)算機(jī)可以位于同一地點(diǎn)或者分布在多個(gè)地點(diǎn)并通過通信網(wǎng)絡(luò)交互。
方法步驟可以由一個(gè)或多個(gè)可編程處理器執(zhí)行，該可編程處理器運(yùn)行計(jì)算 機(jī)程序，以通過對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行操作并生成輸出數(shù)據(jù)來執(zhí)行功能.方法步驟也 可以由專用邏輯電路來執(zhí)行，設(shè)備也可實(shí)施為專用邏輯電路，例如FPGA(現(xiàn)場(chǎng)
可編程門陣列)或者ASIC (專用集成電路)。
適于執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序的處理器包括，例如通用和專用微處理器，以及任何 種類的數(shù)字計(jì)算機(jī)的任何一個(gè)或多個(gè)處理器。通常，處理器會(huì)從只讀存儲(chǔ)器或 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器或兩者中接收指令和數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)的元件包括用于執(zhí)行指令的 至少一個(gè)處理器以及用于存儲(chǔ)指令和數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備。通常，計(jì)算 機(jī)也可包括一個(gè)或多個(gè)用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的大容量存儲(chǔ)設(shè)備，或者可操作地連接到 一個(gè)或多個(gè)用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的大容量存儲(chǔ)設(shè)備，以從中接收數(shù)據(jù)或向其發(fā)射數(shù) 據(jù)，所述大容量存儲(chǔ)設(shè)備是例如，磁盤、磁光盤、或者光盤。適于包含計(jì)算機(jī)
程序指令和數(shù)據(jù)的信息載體包括所有形式的非易失存儲(chǔ)器，包括例如EPR0M、 EEPR0M和閃存之類的半導(dǎo)體存儲(chǔ)設(shè)備，內(nèi)部硬盤或可移動(dòng)磁盤之類的磁盤， 磁光盤，以及CD-ROM和DVD-R0M光盤。處理器和存儲(chǔ)器可以由專用邏輯電路 來實(shí)施，或者結(jié)合到專用邏輯電路中。
雖然在此己經(jīng)描述了所述實(shí)施例的某些特征，本技術(shù)領(lǐng)域的人員可以做出 很多修改、替換、更改和等同。因此，可以理解，權(quán)利要求用于覆蓋落入本發(fā) 明的實(shí)施例的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)的所有這些修改和更改。
權(quán)利要求
1、一種信道識(shí)別系統(tǒng)，用于識(shí)別發(fā)射信息承載信號(hào)的通信信道特征，其特征在于，所述信道識(shí)別系統(tǒng)包括濾波計(jì)算模塊，所述濾波計(jì)算模塊計(jì)算所述通信信道的多個(gè)脈沖響應(yīng)信號(hào)，其中所述多個(gè)脈沖響應(yīng)信號(hào)的每一個(gè)都與不同的相位相關(guān)；最佳相位計(jì)算模塊，所述最佳相位計(jì)算模塊確定所述通信信道的多個(gè)脈沖響應(yīng)信號(hào)中的最佳脈沖響應(yīng)信號(hào)；參考波形生成器，用于根據(jù)所述最佳脈沖響應(yīng)信號(hào)生成參考波形；以及時(shí)變相位檢測(cè)器，用于根據(jù)所述參考波形和所述信息承載信號(hào)的數(shù)字化形式確定誤差信號(hào)，并根據(jù)所述誤差信號(hào)和所述參考波形生成相位信號(hào)以控制所述信息承載信號(hào)的定時(shí)恢復(fù)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述信道識(shí)別系統(tǒng)接收以 下信號(hào)作為輸入信息承載信號(hào)、代表信息承載信號(hào)的特征的至少一個(gè)判決信號(hào)、以及相位信息信號(hào)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)脈沖響應(yīng)信號(hào)的特征 在于多個(gè)系數(shù)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述濾波計(jì)算模塊計(jì)算當(dāng) 前脈沖響應(yīng)信號(hào)的各系數(shù)，所述系數(shù)是所述信息承載信號(hào)與所述判決信號(hào)之間 的誤差信號(hào)的函數(shù)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)以下關(guān)系式計(jì)算當(dāng)前 脈沖響應(yīng)系數(shù)
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述相位信號(hào)包括dc偏移 參數(shù)。
7、 一種執(zhí)行通信信道的信道識(shí)別的方法，其特征在于，包括計(jì)算所述通信信道的多個(gè)脈沖響應(yīng)，其中所述多個(gè)脈沖響應(yīng)信號(hào)的每一個(gè)都與不同的相位相關(guān)；確定所述通信信道的多個(gè)脈沖響應(yīng)信號(hào)中的最佳脈沖響應(yīng)信號(hào)； 根據(jù)所述最佳脈沖響應(yīng)信號(hào)，判定參考波形；確定所述參考波形與通過所述通信信道傳輸?shù)男畔⒊休d信號(hào)的對(duì)應(yīng)部分 之間的誤差信號(hào)；以及根據(jù)所述參考波形和所述誤差信號(hào)確定用于控制定時(shí)恢復(fù)電路的相位信號(hào)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法還包括接收以下 信號(hào)作為輸入通過所述通信信道發(fā)射的信息承載信號(hào)、代表所述信息承載信 號(hào)的特征的至少一個(gè)判決信號(hào)、以及相位信息信號(hào)。
9、 一種對(duì)通過通信信道發(fā)射的信息承載信號(hào)執(zhí)行電子色散補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)， 其特征在于，所述系統(tǒng)包括信道識(shí)別模塊，用于接收信息承載信號(hào)的第一數(shù)字化形式和信息承載信號(hào)的均衡化形式，并據(jù)此確定所述通信信道的脈沖響應(yīng)；時(shí)變相位檢測(cè)器，用于接收所述信息承載信號(hào)的均衡化形式、所述信息承 載信號(hào)的第二數(shù)字化形式、以及所述脈沖響應(yīng)，并根據(jù)所述脈沖響應(yīng)和所述信 息承載信號(hào)的均衡化形式生成參考波形；其中所述時(shí)變相位檢測(cè)器根據(jù)所述參考波形和誤差信號(hào)生成相位信號(hào)，所 述誤差信號(hào)是根據(jù)所述參考波形以及所述信息承載信號(hào)的第二數(shù)字化形式確 定的。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一數(shù)字化形式是以 低于信息承載信號(hào)的波特率的速率進(jìn)行采樣的，而所述第二數(shù)字化形式是所述 波特率進(jìn)行采樣的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種信道識(shí)別系統(tǒng)和方法以及一種對(duì)通過通信信道發(fā)射的信息承載信號(hào)執(zhí)行電子色散補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)。所述系統(tǒng)包括信道識(shí)別模塊，用于接收信息承載信號(hào)的第一數(shù)字化形式和信息承載信號(hào)的均衡化形式，并用于據(jù)此判定通信信道的脈沖響應(yīng)。所述系統(tǒng)包括時(shí)變相位檢測(cè)器，用于接收信息承載信號(hào)的均衡化形式、信息承載信號(hào)的第二數(shù)字化形式、以及脈沖響應(yīng)，并根據(jù)脈沖響應(yīng)和信息承載信號(hào)的均衡化形式生成參考波形。所述時(shí)變相位檢測(cè)器用于根據(jù)參考波形和誤差信號(hào)生成相位信號(hào)，所述誤差信號(hào)根據(jù)參考波形以及信息承載信號(hào)的第二數(shù)字化形式來確定。
文檔編號(hào)H04B17/00GK101179341SQ200710148228
公開日2008年5月14日 申請(qǐng)日期2007年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月25日
發(fā)明者瓦蘇·帕薩薩拉斯, 維韋克·特蘭, 蘇迪普·布霍賈 申請(qǐng)人:美國博通公司