用于脉冲幅度调制信号的接收器设备制造技术

技术编号：44962950 阅读：9 留言：0更新日期：2025-04-12 01:33

本公开内容涉及一种用于脉冲幅度调制(PAM)信号的接收器设备。该接收器设备计算发射色散眼图闭合四相(TDECQ)。该接收器设备首先获取信号，其中信号基于由发送器设备通过信道向接收器设备发送的PAM信号，并且对所获取的信号进行滤波。此外，发送器设备使用具有多个抽头的FFE对经滤波的信号进行均衡，并且使用2抽头后置滤波器对由FFE输出的经均衡的信号进行滤波，其中由FFE引起的高频噪声被压缩。该接收器设备将最大对数映射(MLM)算法应用于由2抽头后置滤波器输出的经滤波的信号，基于MLM算法的结果来重构PAM信号的信号星座，并且基于重构的信号星座来计算TDECQ。

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【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本公开内容涉及一种接收器设备和一种用于接收发送器设备通过信道发送的脉冲幅度调制(pulse amplitude modulation，pam)信号的接收方法。本公开内容的接收器设备和接收方法被配置成获取发射色散眼图闭合四相(transmitter dispersion eyeclosure quaternary，tdecq)，该tdecq表示发送器设备通过信道传输pam信号的质量。

技术介绍

1、数据通信中使用的最新一代高性能光互连采用4电平pam格式(pam4)。主要的系统级信号质量指标之一是tdecq。在没有色散(chromatic dispersion，cd)的信道中，也使用发射眼图闭合四相(transmitter eye closure quaternary，tecq)。这两个值之间的差值提供cd代价。

2、tdecq利用参考接收器量化损伤带来的代价，这些损伤可以被均衡或无法被均衡。tdecq是光发送器在通过最坏情况的光信道传输pam信号时的垂直眼图闭合的度量。可以通过光电转换器(optical to electrical converter，o/e)和具有组合频率响应的示波器测量tdecq，并且可以用参考均衡器均衡tdecq。参考接收器和参考均衡器可以在软件中实现，或者可以是示波器或其它接收器设备的一部分。

技术实现思路

1、在图1(a)中示出了示例性光互连，通过该光互连，方向图(pattern)从光发送器通过最坏情况的光信道被发送到tdecq测试器。

2、所tdecq测试器包括参考接收器和tdecq算法。参考接收器将接收到的光信号转换为电信号，并且通过四阶贝塞尔-汤姆逊(fourth-order bessel-thomson，bt4)滤波器对电信号进行滤波。然后，在给定bt4整形的接收器噪声的情况下，tdecq算法找到最优的5抽头前馈均衡器(feed-forward equalizer，ffe)。图1(a)还描绘了用于添加噪声σg和σeq以及噪声增强因子ceq的参考点。连接到参考接收器的tdecq算法找到最大的输入参考接收器噪声σg，其使信号增强比(signal enhancement ratio，ser)等于4.8x 10-4的目标ser(targetser，tser)(kp4前向纠错(forward error correction，fec)限值)。

3、如图1(b)所示，均衡器在距离为0.1ui的两个采样点处进行采样，并且最佳采样相位(tdecq在此最小)被找到。有两个采样相位，值最差的tdecq被选择。tedcq通过以下公式来计算：

4、

5、其中r是接收器可添加的均方根(root mean square，rms)噪声，qt为3.414，与格雷编码的pam4的误码率(bit error rate，ber)和tser一致。整个过程是在盲模式下进行的，使得tdecq只用于量化发送器的质量，而不用于量化ber或ser。例如，在以太网的ieee标准(ieee std.802.3,2018)中，描述了r的计算。光调制幅度(optical modulationamplitude，oma)是最高的幅度水平。

6、然而，上述过程带来了挑战。例如，高速光互连需要非常强大的数字信号处理(digital signal processing，dsp)，其包括最大似然序列估计器(maximum likelihoodsequence estimator，mlse)。作为另一示例，对于新一代的更高速的收发器，需要更先进和更复杂的tdecq计算。

7、有鉴于此，本公开内容的目的是提供一种改进的tdecq计算。

8、这些和其它目的通过本公开内容来实现，如所附独立权利要求中所述。有利的实现方式在从属权利要求中进一步被定义。

9、公开内容的第一方面提供了一种用于pam信号的接收器设备，该接收器设备被配置成：获取信号，其中，信号基于由发送器设备通过信道向接收器设备发送的pam信号；对所获取的信号进行滤波；使用具有多个抽头的ffe对经滤波的信号进行均衡；使用2抽头后置滤波器对由ffe输出的经均衡的信号进行滤波，其中由ffe引起的高频噪声被压缩；将最大对数映射(max-log-map，mlm)算法应用于由2抽头后置滤波器输出的经滤波的信号；基于应用mlm算法的结果来重构pam信号的信号星座；以及基于pam信号的重构的信号星座来计算tdecq。

10、根据第一方面所述的接收器设备提供了改进的tdecq计算。例如，接收器设备可以计算准确的tdecq。根据第一方面所述的接收器设备不是使用ffe的输出来计算tdecq，而是使用信号(星座)重构的输出来计算tdecq。

11、在第一方面的一种实现方式中，发送器设备发送的pam信号是光信号，其中所获取的信号是电信号，并且其中，接收器设备包括用于将光信号转换为电信号的光电检测器。

12、例如，pam信号可以是pam4信号。光信道可以是光纤。

13、在第一方面的一种实现方式中，接收器设备被配置成使用低通滤波器对所获取的信号进行滤波。

14、所滤波器可以是h-bt4滤波器，也可以是任何种类的低通滤波器。

15、在第一方面的一种实现方式中，ffe被配置成：通过对经滤波的信号进行均衡来恢复pam信号中包括的pam电平。

16、这减少了所获取的信号和经滤波的信号中的失真，从而提高了接收器设备的性能。

17、在第一方面的一种实现方式中，ffe被配置成执行盲ffe算法以对经滤波的信号进行均衡。

18、盲ffe算法可以导致在接收器设备处的改进的决策。例如，ffe可以在盲模式下找到抽头。例如，在盲模式下可以使用决策导向最小均方(decision-directed least-meansquare，dd-lms)模式，但也可以使用任何其它盲法。

19、在第一方面的一种实现方式中，对经均衡的信号进行滤波包括：利用2抽头后置滤波器基于滤波系数对经均衡的信号进行线性滤波，其中滤波系数是以迭代方式确定的。

20、在第一方面的一种实现方式中，将最大对数映射算法应用于由2抽头后置滤波器输出的经滤波的信号的结果包括pam信号的每个pam电平的对数概率。

21、在第一方面的一种实现方式中，接收器设备被配置成基于对数概率来重构pam信号的信号星座。

22、在第一方面的一种实现方式中，对pam信号的信号星座进行重构包括：生成表示pam信号的pam电平的pam直方图。

23、在第一方面的一种实现方式中，接收器设备被配置成基于pam直方图来计算tdecq。

24、在第一方面的一种实现方式中，接收器设备被配置成进一步基于噪声来计算tdecq，噪声被添加到pam信号的重构的信号星座中。

25、添加噪声使得能够扫描依赖于噪声的ser并找到实现目标ser本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于脉冲幅度调制PAM信号的接收器设备(200)，所述接收器设备(200)被配置成：

2.根据权利要求1所述的接收器设备(200)，其中，由所述发送器设备(209)发送的PAM信号(211)是光信号，其中，所获取的信号(201，x1)是电信号，并且其中，所述接收器设备(200)包括用于将光信号转换为电信号的光电检测器(210)。

3.根据权利要求1或2所述的接收器设备(200)，被配置成使用低通滤波器(202)对所获取的信号(201，x1)进行滤波。

4.根据权利要求1至3中的一项所述的接收器设备(200)，其中，所述FFE(203)被配置成：通过对所述经滤波的信号(x2)进行均衡，恢复所述PAM信号(211)中包括的PAM电平(400)。

5.根据权利要求1至4中的一项所述的接收器设备(200)，其中，所述FFE(203)被配置成：执行盲FFE算法以对所述经滤波的信号进行均衡。

6.根据权利要求1至5中的一项所述的接收器设备(200)，其中，对所述经均衡的信号(x3)进行滤波包括：利用所述2抽头后置滤波器(20

7.根据权利要求1至6中的一项所述的接收器设备(200)，其中，将所述MLM算法(205)应用于由所述2抽头后置滤波器(204)输出的经滤波的信号(x4)的结果(x5)包括所述PAM信号(211)的每个PAM电平(400)的对数概率。

8.根据权利要求7所述的接收器设备(200)，被配置成基于所述对数概率来重构所述PAM信号(211)的信号星座(x6，206)。

9.根据权利要求7或8所述的接收器设备(200)，其中，所述PAM信号(211)的信号星座(x6，206)的重构包括：生成表示所述PAM信号(211)的PAM电平(400)的PAM直方图。

10.根据权利要求9所述的接收器设备(200)，被配置成基于所述PAM直方图来计算所述TDECQ(207)。

11.根据权利要求1至10中的一项所述的接收器设备(200)，被配置成进一步基于噪声(x7，212)来计算所述TDECQ(207)，所述噪声(x7，212)被添加到所述PAM信号(211)的重构的信号星座(x6)中。

12.根据权利要求1至11中的一项所述的接收器设备(200)，其中，所述TDECQ(207)被计算包括2抽头后置滤波器参数CeqPF，所述CeqPF等于sqrt(1+α2)/(1+α)。

13.根据权利要求1至12中的一项所述的接收器设备(200)，其中，所述TDECQ(207)指示由所述发送器设备(209)传输所述PAM信号(211)的质量。

14.根据权利要求1至13中的一项所述的接收器设备(200)，包括采样示波器(300)，所述采样示波器(300)被配置成：执行对所述经滤波的信号(x2)进行均衡、对所述经均衡的信号(x3)进行滤波、应用所述最大对数映射算法(205)、重构所述信号星座(x6，206)以及计算所述TDECQ(207)。

15.一种用于脉冲幅度调制PAM信号的接收方法(1300)，所述接收方法(1300)包括：

16.一种包括指令的计算机程序，当所述程序由计算机执行时，所述指令使所述计算机执行根据权利要求14所述的方法(1300)。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种用于脉冲幅度调制pam信号的接收器设备(200)，所述接收器设备(200)被配置成：

2.根据权利要求1所述的接收器设备(200)，其中，由所述发送器设备(209)发送的pam信号(211)是光信号，其中，所获取的信号(201，x1)是电信号，并且其中，所述接收器设备(200)包括用于将光信号转换为电信号的光电检测器(210)。

3.根据权利要求1或2所述的接收器设备(200)，被配置成使用低通滤波器(202)对所获取的信号(201，x1)进行滤波。

4.根据权利要求1至3中的一项所述的接收器设备(200)，其中，所述ffe(203)被配置成：通过对所述经滤波的信号(x2)进行均衡，恢复所述pam信号(211)中包括的pam电平(400)。

5.根据权利要求1至4中的一项所述的接收器设备(200)，其中，所述ffe(203)被配置成：执行盲ffe算法以对所述经滤波的信号进行均衡。

6.根据权利要求1至5中的一项所述的接收器设备(200)，其中，对所述经均衡的信号(x3)进行滤波包括：利用所述2抽头后置滤波器(204)基于滤波系数(α)对所述经均衡的信号(x3)进行线性滤波，其中，所述滤波系数(α)是以迭代方式确定的。

7.根据权利要求1至6中的一项所述的接收器设备(200)，其中，将所述mlm算法(205)应用于由所述2抽头后置滤波器(204)输出的经滤波的信号(x4)的结果(x5)包括所述pam信号(211)的每个pam电平(400)的对数概率。

8.根据权利要求7所述的接收器设备(200)，被配置成基于所述对数概率来重构所述pam信号(211)的信号星座(x6，206...

【专利技术属性】
技术研发人员：内博伊沙·斯托亚诺维奇，林友熙，马克西姆·库什内罗夫，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人