[发明专利]通过数字传输链路接收数据的方法和装置

说明书

本申请是2005年12月15日向中国专利局递交的题为“通过数字传输链路接收数据的方法和装置”的发明专利申请200510121564.1的分案申请。

技术领域

本发明一般涉及通过模拟或者数字传输链路进行的数据接收，特别涉及在存在确定性和非确定性的抖动时提供鲁棒操作的接收机。

背景技术

高速数字通信代表一种日益重要的技术。越来越多数量的模拟通信链路被提供可靠性、链路质量(例如，低误码率(BER))、对终端用户来说使用简单和低成本的高速串行链路所取代。

例如，现代计算机显示器和高清晰度电视(HDTV)显示器常常采用根据诸如数字可视界面(DVI)和高清晰度多媒体界面(HDMI)这样的工业标准的高速串行链路。这种链路总的数字速率通常在吉比特/秒的范围。例如，DVI链路波特率接近5吉波特，有很多厂商能提供超出这个限制很大余量的产品。

另一个实例是用于连接计算机系统中的存储设备的串行高级技术附件(ATA)接口。这个应用也要求大约2吉比特/秒和更高的数据速率。

其它的实例是诸如吉比特以太网(例如1000Base-T)以及新兴的10-吉比特的以太网(10GBASE-T)标准的高速局域网(LAN)应用。

支承这些和相似实例的链路有许多共同的要求。它们要求高速运行，有容许大的确定性和/或非确定性的数据抖动的能力，容许大的频率偏移和/或频率调制(FM)的能力，较有效的BER，可在小的水平眼图张开度下运行(例如，0.4单位间隔(UI)的眼图宽度(eye width)规格是很难得的)的能力，高跟踪带宽、快速相位捕获和良好的跟踪范围，这仅仅是举出的几个例子。

关于这种高速串行链路接收机的一个普遍的实施是基于结合所谓的“相位拾取”的数据过采样(over-sampling)来选择“好的”采样流的接收机。常见的DVI链路实施方式使用一个过采样因子L＝3，数据采样常在没有任何相位跟踪的情况下进行。一旦过采样数据流是可用的，相位拾取器通过使用一些类型的相位跟踪方法(例如传输相位平均)保留L个采样中的一个采样，以便选择最佳的采样。

尽管这种技术实施起来相对简单和廉价，但也经受着各种问题。例如，今天所使用的一些线路码有非常宽的频谱(即，差的游程长度(d，k)-约束constraint)。这个问题对可以具有从1到14个符号的游程的DVI/HDMI链路尤为尖锐。因为稳定性和鲁棒性，相位拾取器必须在相对窄的跟踪带宽下运行。这种方法的不利方面是不能跟踪在过采样数据中出现的确定性抖动。窄的跟踪带宽还限制稳定速度(即，相位捕获时间)，引起差的瞬变性能，有时使捕捉范围变窄。

相位拾取方法中的一个基本问题是它不能在检测处理中使用全部可用的过采样数据。常见的相位拾取器实施方式简单地丢弃每个符号的L-1个采样，仅保留L个接收采样中的一个采样。因此，过采样数据仅被用于相位跟踪，不用于数据检测。因此，相位拾取器丢弃许多携带关于正在被解码的符号的有用信息的数据采样。在常见的DVI/HDMI实施方式中，大约2/3的对接收机可用的信息被简单地丢弃。

如果数据速率适度并且眼图张开度足够，例如当链路采用短的高质量屏蔽双绞线(STP)电缆时，可以容许由这种相位拾取方式引起的损失，并有助于廉价的接收机实施。然而，一旦数据速率增加和/或使用更高或者更低质量的电缆，例如非屏蔽双绞线(UTP)电缆，那么可用的眼图宽度变得更小，接收机性能开始迅速下降。

例如，可见这种传统的取相位-平均的相位拾取器要求眼图张开度大于2个采样间隔，以便可靠地检测数据符号。在使用L＝3个采样的常见实施方式的情况中，这意味着如果可避免由相位拾取引起的数据误差，那么眼图宽度应当至少是0.7UI。在低速和/或短传输距离的情况中完全可以接受这种限制，但是在更高数据速率的情况下这种限制变得花费昂贵，并且常常需要相对昂贵的良好均衡和预加重技术。

此外，因为高速和/或高过采样因子通常不提供平行处理采样的简单方式，所以在上述情况中许多传统的相位拾取方法都难于实施。从接收机实施方式的立场看，常希望接收机的复杂性线性地依赖过采样因子，由此规定更窄的眼图规范(eye specification)。许多现有的相位拾取方法都不显示这种复杂度的线性增加，而是代替随过采样因子的平方或者甚至更多地增长。