[发明专利]用于高速串行链路的并行混合信号均衡的设备及方法

说明书

接收器实施例具有均衡器，该均衡器包括：采样和保持元件的阵列，线性均衡器的阵列，以及判决元件的阵列。阵列中的每一个采样和保持元件利用相应的相位对模拟接收信号进行周期性地采样，以提供相关联的保持信号。阵列中的每一个线性均衡器形成来自采样和保持元件的阵列的保持信号的周期性更新的加权和。阵列中的每一个判决元件基于周期性更新的加权和中的至少一个导出码元判决的至少一个序列。所得的码元判决的序列被并行地输出。

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，光纤光缆或绝缘铜线)发生。每一个发送设备通常以固定的码元速率传输码元，同时每一个接收设备检测(可能损坏的)码元的序列并且试图重构所传输的数据。“码元(symbol)”是持续达固定时间段的信道的状态或重要条件，该固定时间段被称为“码元区间(interval)”。码元可以是例如电压或电流电平、光功率水平、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码元转变。每一个码元可以表示(即，编码)数据的一个或多个二进制位。替代地，数据可以由码元转变来表示，或由两个码元或更多个码元的序列来表示。

许多数字通信链路对于每码元只使用一个位；二进制“0”由一个码元(例如，第一范围内的电压或电流信号)来表示，并且二进制“1”由另一个码元(例如，第二范围内的电压或电流信号)来表示，但是高阶信号星座图(constellation)是已知的并且被频繁使用。在4级脉冲幅度调制(PAM4)中，每一个码元区间可以承载被表示为-3、-1、+1和+3的四个码元中的任何一个。两个二进制位因而可以由每一个码元表示。

信道非理想性产生分散，这可以导致每一个码元干扰其邻近码元，这一结果称为“码元间干扰(ISI)”。ISI会使接收设备难以确定在每一个区间中发送了哪些码元，特别是当此类ISI与加性噪声相组合时。

为了对抗噪声和ISI，接收设备可以采用各种均衡技术。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。通常优选判决反馈均衡器(DFE)，因为它们能够在不固有地放大噪声的情况下对抗ISI。顾名思义，DFE采用反馈路径来去除从先前判决的码元导出的ISI影响。无论使用哪种均衡器，都必须应对不断增加的ISI水平，并且必须在不断减小的码元区间中完成它们的处理。随着码元速率在长距离信道上达到数十千兆波特(gigabaud)，现有的接收器设计无法充分应对该挑战。

发明内容

因此，本文提供了具有均衡器的接收器实施例，该均衡器包括：采样和保持元件的阵列，线性均衡器的阵列，以及判决元件的阵列。阵列中的每一个采样和保持元件利用相应的相位对模拟接收信号进行周期性地采样，以提供相关联的保持信号。阵列中的每一个线性均衡器形成来自采样和保持元件的阵列的保持信号的周期性更新的加权和。阵列中的每一个判决元件基于周期性更新的加权和中的至少一个导出码元判决的至少一个序列。所得的码元判决的序列被并行地输出。

均衡方法的一个实施例包括：提供采样和保持元件的阵列，以每个采样和保持元件利用相应的相位对模拟接收信号进行周期性地采样，以产生保持信号；将该保持信号耦合到线性均衡器的阵列，每一个线性均衡器组合该保持信号以形成周期性更新的加权和；以及提供判决元件的阵列，以每一个判决元件基于该周期性更新的加权和中的至少一个导出码元判决的至少一个序列，所得的码元判决的序列被布置为并行地输出。

另一个均衡方法实施例包括：利用采样和保持元件的阵列对模拟接收信号进行周期性地采样，每一个采样和保持元件提供具有相应相位的保持信号；利用线性均衡器的阵列中的每一个线性均衡器形成该保持信号的加权和；将该加权和中的每一个与相应的反馈信号组合以形成组合信号；以及使用判决元件的阵列从该组合信号中的每一个导出码元判定的序列。