专利名称：用于提高sfp限幅放大信号中的抖动容限的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于处理通信系统中的接收信号的技术，尤其是涉及 用于提高接收信号中的抖动容限的技术。
背景技术：
数字通信接收机典型地必须采样输入波形然后可靠地检测所采 样的数据。经过色散^(某介传播的信号通常将遭受群延迟和衰减。群延 迟造成脉沖展宽、符号间干扰以及其它噪声。为了补偿这种信道失真， 通信接收机通常采用众所周知的过滤、放大和均衡技术。例如，通常 采用零均衡或判决反馈均衡(DEF)技术(或二者)。这种均衡技术 被广泛用于消除符号间干扰以及提高噪声容限。参见例如R. Gitlin等 人的Digital Communication Principles, (Plenum Press, 1992)以 及E.A. Lee和D.G. Messerschmitt, Digital Communications, ( Kluwer Academic Press, 1988)，上述参考文献在此通过引用而并入。
通信接收机还经常通过小波形因数可插(SFP, small form factor pluggable)限幅放大器来放大接收信号。然而，当色散信号经过SFP 限幅放大器时，SFP限幅放大器的输出显示出脉宽收缩，从而导致抖 动容限的损失。因此，存在对用于提高SFP限幅放大信号中的抖动容 限的方法和装置的需求。
发明内容
一般而言，本发明提供一种用于提高SFP限幅放大信号中的抖 动容限的方法和装置。根据本发明的一个方面，通过对SFP限幅放大 器施加接收信号来提高通信接收机中的抖动容限，以及对低通滤波器施加SFP限幅放大器的输出来提高抖动容限。低通滤波器可选地对输 出的高频分量施加可编程的衰减量。可以由通信接收机中的前置放大 器可选地应用该低通滤波器。
低通滤波器的回转率(slew rate)控制(即，旋转)接收信号的 数据眼表示，以便沿时间轴增大数据眼表示。以这种方式，接收信号 的时间余量和抖动容限得以提高。可以通过对全通滤波器施加低通滤 波器的输出来可选地提高接收信号的噪声余量。在一个实施例中，数 据眼表示是单侧数据眼表示。该单侧数据眼表示仅包含从第一个二元 值到0或1的二元值的转变。回转率控制器可以评估数据眼统计以便 确定用于该低通滤波器的设置。
通过参考下面的详细描述以及附图将获得对本发明、以及本发明 的进一步的特征和优点的更为完整的理解。
图i是本发明能够在其中运行的通信系统的方框图2A和2B分别示意了图1的前置放大器的第一和第二级的传
输特性；
图3A和3B示意了施加到图1的SFP限幅放大器的接收信号；
图4A和4B示意了图1的SFP限幅放大器的输出；以及
图5A示意了图1的SFP限幅放大器的输出端处的缩减的(未校
正的)抖动容限，以及图5B-5C分别示意了根据本发明的中度抖动容
限校正和重度抖动容限校正。
具体实施例方式
本发明提供了用于改进SFP限幅放大信号中的抖动容限的方法 和装置。图1是通信系统100的方框图。如图1所示，发射机110通 过信道120传输数据以便由接收机130接收。信道120可以是任何色 散信道，如背板、光链路或电连接、或者上述的组合。在通过信道120 传输信号之前，在发射机210可选地应用预加重技术(未示出)。另外，在接收机130中可选地应用诸如零均衡和/或判决反馈均衡(DFE) 的均衡技术(未示出)。
如图1所示，接收机130包括已知方式的SFP限幅放大器150 和前置放大器160。下面结合图2A和2B进一步说明前置放大器160 的传输特性。下面结合图3A和3B进一步说明施加到SFP限幅放大 器150的接收信号。下面结合图4A和4B进一步说明SFP限幅放大 器150的输出。
本发明认识到，当色散信号通过SFP限幅放大器150时，SFP 限幅放大器150的输出显示出脉宽收缩(PWS),由此导致抖动容限 的损失。因此，根据本发明的一方面，提供用于提高SFP限幅放大信 号中的抖动容限的技术。尤其是，前置放大器160过滤SFP限幅放大 器150的输出以提高抖动容限，这将在下面结合图5A、 5B和5C进 一步说明。下面将说明，前置放大器160的第一级应用低通滤波器， 而前置放大器160的第二级可选地应用高频提升。
接收机130还包括数据和眼检测器170,用于恢复所发射的信息。 数据和眼检测器170可以利用例如数据眼监测技术来体现，例如在 2006年9月 29曰提出的标题为"Method And Apparatus For Determining Latch Position For Decision-Feedback Equalization Using Single-Sided Eye，，的美国专利申请序列号No. 11/540,946中描述 了这种技术，其在此通过引用而并入。
在一个示例性实施例中，由数据和眼检测器170生成的数据眼统 计由回转率控制器175处理，以评估PWS并确定一个适当的零控制 校正值。该零控制校正值将使用适当量的低通滤波来偏移测量的 PWS。回转率控制器175可以利用例如回转率控制4支术来体现，在2006 年3月3日提出的标题为"Method and Apparatus for Slew Rate Control，，的美国专利申请序列号No. 11/367,946中描述了这种技术， 其在此通过引用而并入，在此修改以利用低通滤波来提供回转率控制。
图2A和2B分别示意了第一和第二级的传输特性200、 250 (幅 度作为频率的函数)。如图2A所示，在第一级中，前置放大器160
6在高频和低频传输特性之间取折衷。如果使用高频提升，则低频提升
丟失，反之亦然。示例性的前置放大器160在第一级中提供了滤波器 选项(0-15)的16个"设置"。设置O使用最低通滤波(相对于其它 设置)以衰减所施加信号的高频分量。设置15使用高通滤波来衰减低 频分量。如图2B所示，在第二级中，前置放大器160提供高频提升。 在一种常规实现中，前置放大器160采用低频衰减和高频增益用于均 衡。如下面结合图5A-5C进行的说明，本发明在前置放大器160的第 一级中使用中度到重度低通滤波来衰减高频分量并维持低频分量，以 便提高抖动容限。
图3A和3B示意了施加到SFP限幅放大器150的接收信号。图 3A示意了接收信号的经典数据眼图300，而图3B示意了接收信号的 DFE数据眼图350。数据眼图300、 350都可以从例如数据眼监测器获 得，如2006年9月29曰提出的标题为"Method And Apparatus For
Determining Latch Position For Decision-Feedback Equalization Using Single-Sided Eye，，的美国专利申请序列号No. 11/540,946中描述 的那些监测器，其在此通过引用而并入。虽然经典的数据眼图300包 含所有数据转变，同样称为单侧眼图的DFE数据眼图通过仅包含从一 个二元值的转变而展开数据眼(即，仅有1—x或0—x的转变)。DFE 数据眼图通过将数据限制于仅包含从例如二元值1到二元值0或l(称 为1—x)的信号转变，以及通过禁止任何从二元值O的信号转变，来 提取较大的DFE眼。
图4A和4B示意了 SFP限幅放大器150的输出。图4A示意了 SFP限幅信号的经典数据眼图400，而图4B示意了 SFP限幅信号的 DFE数据眼图450。如图4A和4B所示，SFP限幅放大器150的输出 400、 450显示出脉宽收缩，从而导致抖动容限的损失。因此，如从图 4A中可以看出的，例如，脉宽将近似对应于没有脉冲收缩的线410, 但是来自SFP限幅i文大器150的收缩^f吏脉宽近似对应于线420。
低通滤波以提高抖动容限
图5A示意了 SFP限幅放大器150的输出端处的缩减的(未校正的)抖动容限。而图5B和5C分别示意了根据本发明的中度抖动容限 校正和重度抖动容限校正。如图5A所示，SFP限幅放大器150的输 出端处的示例性数据眼500显示出脉宽收缩，并且具有与数据眼500 的宽度相对应的抖动容限510。
如同上面所指出的那样，前置放大器160对SFP限幅放大器150 的输出进行低通滤波以提高抖动容限。图5B通过在前置放大器160 的第一级中应用中度低通滤波来对应于中度抖动容限校正，如图2A 中的设置5。通过这种方式，低通滤波将通过旋转数据眼520而在时 域扩展数据眼520，如图5B所示(以垂直分隔(噪声余量)为代价， 下面将进一步说明)。当数据眼520旋转至左侧时，如图5B所示， 水平间隔增加并且受对角线长度的限制。抖动容限530的提高对应于 水平(时间)方向上的增大间隔。图5B中所示的旋转可被认为降低 了奈奎斯特信号幅度响应，并由此回转率限制了奈奎斯特信号，引起 NRZ信号DFE眼的旋转和抖动余量的增大。
图5C通过在前置放大器160的第一级中应用重度低通滤波而对 应于更为重度的抖动容限校正，如图2A中的设置0。以这种方式，通 过进一步旋转数据眼550，低通滤波将在时域进一步扩展数据眼550， 如图5C所示(仍以垂直分隔(噪声余量)为代价，下面将进一步说 明)。当数据眼550旋转至左侧时，如图5C所示，水平间隔进一步 增加并且受对角长度的限制。抖动容限560的提高对应于水平(时间) 方向上的增大间隔。
全通DC增益以提高噪声余量
如同上面所指出的那样，当旋转眼时，通过衰减数据眼520、 550 的幅度，前置放大器160的第一级中的低通滤波降低了噪声余量。因 此，根据分发明的另一方面，前置放大器160的第二级可选地应用高 频提升以便断言全通DC增益并且展开垂直分隔。
虽然已经就数字逻辑块描述了本发明的示例性实施例，但如本领 域的技术人员所知道的，可以在数字域内实现各种功能作为软件程序 中的处理步骤，可以通过电路元件或状态机以硬件实现，或者以软件和硬件二者的组合来实现。这种软件可以在例如数字信号处理器、微 控制器和通用计算机中被采用。这种硬件和软件可以在集成电路内实 现的电路内被采用。
因此，本发明的功能可以以方法和实践这些方法的装置的形式来 体现。本发明的一个或多个方面可以以程序代码的形式体现，例如是 存储在存储介质中、装入机器和/或由机器执行、或者通过某一传输介 质传输，其中当程序代码被装入诸如计算机的机器中并由该机器执行 时，该机器变成实践本发明的装置。当在通用处理器上实现时，程序 代码段与处理器相结合以便提供类似于专用逻辑电路操作的装置。
应理解的是，在此示意并描述的实施例和变化仅仅示意了本发明 的原理，而且这些修正可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下由 本领域的技术人员实现。
权利要求
1. 一种用于提高通信接收机中的抖动容限的方法，包括向SFP限幅放大器施加接收信号；以及向低通滤波器施加所述SFP限幅放大器的输出以提高所述抖动容限。
2. 根据权利要求1的方法，其中，所述低通滤波器向所述输出 的高频分量应用可编程衰减量。
3. 根据权利要求1的方法，其中，所述低通滤波器基本上维持 所述输出的低频分量。
4. 根据权利要求1的方法，其中，所述低通滤波器旋转所述接 收信号的数据眼表示以便沿时间轴增大所述数据眼表示。
5. 根据权利要求1的方法，其中，所述低通滤波器回转率控制 所述接收信号的数据眼表示以便沿时间轴增大所述数据眼表示。
6. —种通信4妄收机，包括用于处理接收信号的SFP限幅放大器；以及用于过滤所述SFP限幅放大器的输出以提高抖动容限的低通滤波器。
7. 根据权利要求6的装置，其中，所述低通滤波器旋转所述接 收信号的数据眼表示以便沿时间轴增大所述数据眼表示。
8. 根据权利要求6的装置，还包括全通滤波器，用于处理所述 低通滤波器的输出以提高所述接收信号的噪声余量。
9. 一种用于提高通信接收机中的抖动容限的回转率控制方法， 该通信接收机使用SFP限幅放大器来处理接收信号，包括基于数据眼监测器来确定施加到所述SFP限幅放大器的输出的 高频衰减程度；以及利用低通滤波器向所述SFP限幅放大器的输出施加所述确定的 高频衰减以提高所述抖动容限。
10. 根据权利要求9的回转率控制方法，其中，所述低通滤波器回转率控制所述接收信号的数据眼表示以便沿时间轴增大所述数据眼 表示。
全文摘要
本发明提供用于提高SFP限幅放大信号中的抖动容限的方法。通过向SFP限幅放大器施加接收信号来提高通信接收机中的抖动容限；以及向低通滤波器施加SFP限幅放大器的输出来提高抖动容限。低通滤波器可选地向该输出的高频分量应用可编程衰减量。低通滤波器回转率控制(即，旋转)接收信号的数据眼表示以便沿时间轴增大数据眼表示。可以通过向全通滤波器施加低通滤波器的输出来可选地提高接收信号的噪声余量。回转率控制器可以评估数据眼统计以确定低通滤波器的设置。
文档编号H04B1/12GK101478323SQ200810190290
公开日2009年7月8日 申请日期2008年12月30日 优先权日2007年12月31日
发明者A·B·希利, G·E·席斯勒, G·W·希茨, G·张, M·S·莫宾, P·H·特蕾西, P·M·阿齐兹, 莱恩·A·史密斯 申请人:艾格瑞系统有限公司