[发明专利]具有基于扰动影响的自适应的均衡器

说明书

采用离散时间滤波器的均衡方法和均衡器被提供有基于动态扰动影响的自适应功能。在均衡过程期间可以单独地扰动抽头系数值，并且监视对残余ISI的影响以估计梯度分量或差矩阵的行。可以对梯度或差矩阵分量进行组装和滤波，以获得适于计算具有减小的自适应噪声的抽头系数更新的分量。基于动态扰动影响的更新可以与基于预先计算的扰动影响的更新进行内插，以实现更快的收敛，并更好地适应可归因于过程、电源电压和温度的变化的模拟组件性能变化。

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。每一个发送设备通常以固定的码元速率传送码元，同时每一个接收设备检测(可能损毁的)码元序列并且试图重构所传送的数据。“码元”是持续达固定时间段的信道的状态或显著状况，该固定时间段被称为“码元间隔”。例如，码元可以是电压或电流电平、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改变被称为码元转换。每个码元可以表示(即，编码)数据的一个或多个二进制位。替代地，数据可以通过码元转换来表示，或通过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，但是更高阶信号星座图(constellation)是已知的并且被频繁使用。在4电平脉冲幅度调制(“PAM4”)中，每个码元间隔可以承载被标注为-3、-1、+1和+3的四个码元中的任何一个。因而可以由每一个码元表示两个二进制位。

信道非理想性产生分散，这可以导致每一个码元扰动其相邻码元，这一结果称为“码元间干扰”(“ISI”)。ISI可以使接收设备难以确定在每一个间隔中发送了哪些码元，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。线性均衡器通常必须在降低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先前判决的码元导出的ISI影响。其他均衡器设计也是已知的。随着码元速率的不断提高，无论使用哪种均衡器，都必须对付不断增加的ISI水平，并且必须在不断减小的码元间隔中完成它们的处理。为了使情况更具挑战性，所选择的均衡器设计必须应对由于过程变化、电源电压变化和温度变化(统称为“PVT变化”)而导致的其组件性能的潜在改变。

发明内容

因此，本文公开了采用离散时间滤波器的、具有基于扰动影响的自适应功能的均衡方法和均衡器。一种说明性的均衡器至少包括：离散时间有限脉冲响应(“FIR”)滤波器，用于将输入信号转换成经滤波的信号；判决元件，用于确定由经滤波的信号表示的信道码元；误差模块，用于部分地基于信道码元来测量与经滤波的信号相关联的残余码元间干扰(“ISI”)；以及自适应模块，用于确定滤波器抽头系数扰动对残余ISI的动态影响，并用于基于该动态影响来确定针对滤波器的抽头系数的更新。

相关联的均衡方法至少包括：使用离散时间有限脉冲响应(“FIR”)滤波器将输入信号转换成经滤波的信号；使用判决元件确定由经滤波的信号表示的信道码元；部分地基于信道码元来测量与经滤波的信号相关联的残余码元间干扰(“ISI”)；对滤波器的抽头系数进行扰动以确定对残余ISI的动态影响；以及基于该动态影响来更新抽头系数。

针对设备制造商，均衡方法可包括：提供离散时间有限脉冲响应(“FIR”)滤波器，以将输入信号转换成经滤波的信号；配置判决元件用于确定由经滤波的信号表示的信道码元；将信道码元耦合至误差模块，以测量与经滤波的信号相关联的残余码元间干扰(“ISI”)；以及提供自适应模块，以确定滤波器抽头系数扰动对残余ISI的动态影响，并从该动态影响导出针对滤波器的抽头系数的更新。