[发明专利]用于提供高速均衡的方法和装置

说明书

用于降低预补偿单元的复杂性和功率要求的技术，以及采用该技术的均衡器、设备以及系统。在用于提供高速均衡的说明性方法中，该方法包括：获取信道响应，该信道响应在具有来自符号集的符号序列的信号中呈现拖尾符号间干扰；对应于具有所述信号集的所述信道响应，确定对于预补偿单元的阈值的分布；从所述分布中导出阈值缩减集；以及利用采用阈值缩减集的复杂性降低预补偿单元来实现判定反馈均衡器。

背景技术

数字通信在发送设备与接收设备之间通过中间通信介质或“信道”(例如，光纤电缆或绝缘铜线)发生。每个发送设备通常以固定的符号率传输符号，而每个接收设备检测(可能损坏的)符号序列并且试图重构所传输的数据。“符号”是持续了被称为“符号间隔”的固定时间段的信道的状态或有效条件。符号可以是例如电压或电流电平、光学功率水平、相位值或者特定频率或波长。从一个信道状态到另一个信道状态的变化被称为符号转变。每个符号可以表示(即，编码)数据的一个或多个二进制位。可替代地，可以由符号转变或用两个或多个符号的序列来表示数据。

许多数字通信链路对每一符号只使用一个比特；二进制“0”由一个符号(例如，第一范围内的电压或电流信号)来表示，而二进制“1”由另一符号(例如，第二范围内的电压或电流信号)来表示，但是高阶信号星座是已知的并且被频繁使用。在4电平脉冲幅度调制(PAM4)中，每个符号间隔可以承载表示为-3、-1、+1和+3的四个符号中的任何一个。因此，两个二进制位可以由每个符号表示。

信道非理想性产生可以造成每个符号扰乱其邻近符号的分散，造成符号间干扰(ISI)。ISI可使接收设备难以确定在每个间隔中发送了哪些符号，特别是当这种ISI与加性噪声相组合时。

为了对抗噪声和ISI，接收设备可以采用多种均衡技术。线性均衡器一般必须在降低ISI与避免噪声放大之间进行平衡。经常优选判定反馈均衡器(DFE)，因为它们能够对抗ISI而不固有地要求噪声放大。顾名思义，DFE采用反馈路径来消除从之前决定的符号中导出的ISI影响。

DFE的标准的教科书式实现采用了大量的级联电路元件来生成反馈信号并将其施加到接收的输入信号，所有这些必须在一个符号间隔之内完成它们的操作。在100皮秒的符号间隔(10千兆符号/秒符号率)，利用目前可用的硅半导体处理技术，该实现是非常具有挑战性的。归因于硅基集成电路的性能极限，即使是每秒几个千兆比特的数据率也会难以达到。

相应地，某些被提出的设计(诸如在美国专利8,301,036(高速自适应反馈均衡器，High-speed adaptive decision feedback equalizer)以及美国专利9,071,479(高速并行判定反馈均衡器，High-speed parallel decision feedback equalizer))采用了利用开发预计算模块的使用的替代实现。发明者已发现在许多情况中这样的模块的复杂性和功率要求是过多的，其构成了接收设备的面积要求和功率要求的主要部分(80％)。

发明内容

相应地，在本文中公开了用于降低预补偿单元的复杂性和功率需求的技术，以及采用该技术的均衡器、设备以及系统。在用于提供高速均衡的说明性方法中，所述方法包括：获取信道响应，该信道响应在具有来自符号集的符号序列的信号中呈现拖尾符号间干扰；对应于具有所述符号集的所述信道响应，为预补偿单元确定阈值的分布；从所述分布中导出阈值的缩减集；以及利用采用阈值的缩减集的复杂性降低预补偿单元来实现判定反馈均衡器。在用于提供高速均衡的相关说明性方法中，该方法包括：获取信道响应，该信道响应在具有来自符号集的符号序列的信号中呈现拖尾符号间干扰，信道响应和符号集对应于预补偿单元的阈值的初始分布；导出滤波器，该滤波器将信道响应转换成修改的信道响应，该修改的信道响应和符号集对应于阈值的改良分布，其中改良分布包括较少的不同的阈值或在至少一些相邻值之间的减小的间隔；以及使用采用阈值的改良分布的复杂性降低预补偿单元来实现判定反馈均衡器。