對信號進行編碼的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種對信號進行編碼的方法和裝置。所述裝置包括：發(fā)送器，其被配置為在通信通道上編碼和發(fā)送數(shù)據(jù)信號，所述發(fā)送器包括預(yù)編碼器；信號整形器，其被配置為通過將均衡設(shè)置應(yīng)用于所述數(shù)據(jù)信號來調(diào)整所述數(shù)據(jù)信號，所述均衡設(shè)置包括振幅和偏移，以及將調(diào)整后的數(shù)據(jù)信號發(fā)送到所述預(yù)編碼器；以及處理單元。所述處理單元被配置為執(zhí)行以下操作：接收與所述通信通道關(guān)聯(lián)的通道系數(shù)；針對多個振幅設(shè)置和多個偏移設(shè)置中的每一個，使用取模運算計算在接收器處是否將出現(xiàn)取模振幅電平；基于所述計算，從所述多個振幅設(shè)置和所述多個偏移設(shè)置中選擇所述均衡設(shè)置；以及將指定所述均衡設(shè)置的控制信號發(fā)送到所述信號整形器。
【專利說明】對信號進行編碼的方法和裝置

【背景技術(shù)】
[0001] 在有線通道上的數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘柾暾裕⊿I)受以下項的影響：通道損耗產(chǎn)生 的符號間干擾（ISI)以及阻抗失配產(chǎn)生的反射。ISI引起的眼閉合（eyeclosure)可 通過前饋均衡（FFE)或連續(xù)時間線性均衡（CTLE)減輕，這兩種均衡均基于有限脈沖響 應(yīng)（FIR)濾波?？梢酝ㄟ^決策反饋均衡器（DFE)解決由于反射導(dǎo)致的SI降級。在諸如 數(shù)字訂戶線路OSL)通信和存儲鏈路之類的某些應(yīng)用中，僅可訪問發(fā)送側(cè)以便實現(xiàn)通道 均衡。與DFE具有類似性能但應(yīng)用于發(fā)送側(cè)的基于無限脈沖響應(yīng)（IIR)的均衡器被稱為 Tomlinson-Harashima預(yù)編碼（THP)均衡器。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0002] 示例性實施例包括一種用于對數(shù)據(jù)信號進行編碼的裝置。所述裝置包括：發(fā)送器， 其被配置為在通信通道上編碼和發(fā)送數(shù)據(jù)信號，所述發(fā)送器包括預(yù)編碼器；信號整形器，其 被配置為通過將均衡設(shè)置應(yīng)用于所述數(shù)據(jù)信號來調(diào)整所述數(shù)據(jù)信號，所述均衡設(shè)置包括振 幅和偏移，以及將調(diào)整后的數(shù)據(jù)信號發(fā)送到所述預(yù)編碼器；以及處理單元。所述處理單元被 配置為執(zhí)行以下操作：接收與所述通信通道關(guān)聯(lián)的通道系數(shù)；針對多個振幅設(shè)置和多個偏 移設(shè)置中的每一個，使用取模運算計算在接收器處是否將出現(xiàn)取模振幅電平；基于所述計 算，從所述多個振幅設(shè)置和所述多個偏移設(shè)置中選擇所述均衡設(shè)置；以及將指定所述均衡 設(shè)置的控制信號發(fā)送到所述信號整形器。
[0003] 其他示例性實施例包括一種對數(shù)據(jù)信號進行編碼的方法。所述方法包括：在發(fā)送 器處接收數(shù)據(jù)信號和通道系數(shù)，所述發(fā)送器被配置為在通信通道上編碼和發(fā)送所述數(shù)據(jù)信 號，所述發(fā)送器包括預(yù)編碼器；針對多個振幅設(shè)置和多個偏移設(shè)置中的每一個，基于所述通 道系數(shù)和測試信號并使用取模運算，計算在接收器處是否將出現(xiàn)取模振幅電平；基于所述 計算，從所述多個振幅設(shè)置和所述多個偏移設(shè)置中選擇包括振幅和偏移的均衡設(shè)置；通過 將所選擇的均衡設(shè)置應(yīng)用于所述數(shù)據(jù)信號來調(diào)整所述數(shù)據(jù)信號；以及由所述預(yù)編碼器對調(diào) 整后的信號進行濾波以生成濾波后的信號，并且在所述通信通道上將所述濾波后的信號發(fā) 送到接收器。
[0004] 其他示例性實施例包括一種用于對數(shù)據(jù)信號進行編碼的計算機程序產(chǎn)品。所述計 算機程序產(chǎn)品包括有形存儲介質(zhì)，其可由處理電路讀取并且存儲指令以便由所述處理電路 執(zhí)行以執(zhí)行一種方法，所述方法包括：在發(fā)送器處接收數(shù)據(jù)信號和通道系數(shù)，所述發(fā)送器被 配置為在通信通道上編碼和發(fā)送所述數(shù)據(jù)信號，所述發(fā)送器包括預(yù)編碼器；針對多個振幅 設(shè)置和多個偏移設(shè)置中的每一個，基于所述通道系數(shù)和測試信號并使用取模運算，計算在 接收器處是否將出現(xiàn)取模振幅電平；基于所述計算，從所述多個振幅設(shè)置和所述多個偏移 設(shè)置中選擇包括振幅和偏移的均衡設(shè)置；通過將所選擇的均衡設(shè)置應(yīng)用于所述數(shù)據(jù)信號來 調(diào)整所述數(shù)據(jù)信號；以及由所述預(yù)編碼器對調(diào)整后的信號進行濾波以生成濾波后的信號， 并且在所述通信通道上將所述濾波后的信號發(fā)送到接收器。
[0005] 通過本發(fā)明的技術(shù)實現(xiàn)其他特性和優(yōu)點。在此詳細描述了本發(fā)明的其他實施例和 方面，并且它們被視為要求保護的本發(fā)明的一部分。為了更好地理解本發(fā)明以及優(yōu)點和特 性，請參考說明書和附圖。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006] 在說明書結(jié)尾處的權(quán)利要求中具體指出并明確要求保護了被視為本發(fā)明的主題。 從下面結(jié)合附圖的詳細描述，本發(fā)明的上述和其他特性和優(yōu)點將變得顯而易見，這些附圖 是：
[0007] 圖1示出通信通道發(fā)送布置的一個實例的框圖；
[0008] 圖2A-圖2C(統(tǒng)稱為圖2)示出示例性存儲通道的脈沖響應(yīng)和與經(jīng)由THP預(yù)編碼 器生成的信號對應(yīng)的接收器眼圖；
[0009] 圖3示出通信通道發(fā)送布置的一個實施例的框圖；
[0010]圖4是示出在通信通道上編碼和發(fā)送數(shù)據(jù)或通信信號的方法的流程圖；
[0011] 圖5示出一個示例性存儲通道的脈沖響應(yīng)和抽頭權(quán)重；以及
[0012] 圖6是由圖4的方法生成的信號振幅和偏移范圍的圖。

【具體實施方式】
[0013] 在此描述的實施例包括用于對發(fā)送信號進行預(yù)編碼以防止在發(fā)送通道上發(fā)送取 模振幅電平（例如，當應(yīng)用THP均衡時）的系統(tǒng)和方法。在一個實施例中，掃描器可操作以 便與例如信號發(fā)送器中的信號預(yù)編碼器通信。掃描器被配置為確定要應(yīng)用于所發(fā)送的信號 的縮放振幅和偏移值組合，這些組合防止接收器接收取模振幅電平。一種方法的一個實施 例在接收器眼圖中防止此類取模振幅電平，以便發(fā)送器預(yù)編碼變得符合例如DDR存儲鏈路 中的現(xiàn)有DRAM接收器。注意，術(shù)語"發(fā)送器預(yù)編碼"指使用數(shù)學(xué)運算預(yù)編碼（例如，以便最 大化接收器處的信號功率，與諸如8b/10b編碼之類的專用線路碼完全不同）。
[0014] 在一個實施例中，由取模掃描器確定適當?shù)钠坪蛦与娖?，該取模掃描器以測 試模式離線運行并掃描偏移和啟動電平?？梢詫⑦m當或最佳偏移和振幅電平輸入為信號形 狀以便經(jīng)由均衡器濾波。
[0015] 圖1示出包括發(fā)送器12的存儲鏈路布置10的一個實例，發(fā)送器12被配置為通過 通道16對通信信號進行編碼并將其發(fā)送到接收器14。發(fā)送器12包括預(yù)編碼器18,預(yù)編碼 器18具有的組件被配置為均衡輸出信號以便減少或抵消符號間干擾（ISI)和反射。接收 器14包括用于接收和解碼信號的組件。在該實例中，此類組件包括包含取模（MOD)運算器 22的多電平限幅器20。
[0016] 在一個實施例中，預(yù)編碼器18是Tomlinson-Harashima(TH)預(yù)編碼器。 Tomlinson-Harashima預(yù)編碼（THP)是一種發(fā)送器均衡技術(shù)，其中借助具有基于取模的振 幅限制的無限脈沖響應(yīng)（IIR)濾波器來抵消后標記（post-cursor)符號間干擾（ISI)。它 的工作原理與決策反饋均衡器（DFE)非常類似，但與DFE相比，它不會遭受錯誤傳播，因為 要發(fā)送的數(shù)據(jù)序列在發(fā)送器中事先已知。與諸如基于有限脈沖響應(yīng)（FIR)濾波的前饋均衡 器（FFE)之類的線性均衡器相比，基于非線性IIR濾波器的均衡器能夠針對給定數(shù)量的抽 頭更高效地消除ISI。發(fā)送器預(yù)編碼在其中發(fā)送器和接收器由不同供應(yīng)商提供的鏈路中也 是有利的。典型的實例包括xDSL調(diào)制解調(diào)器和千兆以太網(wǎng)。
[0017] 例如，預(yù)編碼器18包括IIR濾波器24以便減少ISI。取模（MOD)運算器26包括 在預(yù)編碼器18中以便限制信號振幅。
[0018] 在一個實施例中，存儲鏈路布置10是非對稱發(fā)送布置，其中正向通道中的發(fā)送速 率或速度不同于反向通道中的速率和速度。例如，如圖1中所示，發(fā)送器12是DDR存儲鏈 路發(fā)送器，其中發(fā)送器12中的存儲控制器單元（MCU)以快速過程實現(xiàn)并且包括鏈路的均衡 能力，而接收器14包括相對簡單和相對緩慢的DRAM實現(xiàn)。
[0019] 在這些存儲鏈路中實現(xiàn)THP的一個挑戰(zhàn)一盡管具有出色的均衡和功率性能一是 以下事實：常規(guī)THP消除后標記ISI，同時在接收側(cè)眼圖中引入額外振幅電平，這是由于THP 反向通道濾波器中的后標記符號間干擾（ISI)減法中的非線性取模運算所致。這些額外振 幅電平（它們是超出通道限制的振幅）在此稱為"取模振幅電平"或"取模電平"。因此， THP信號的解調(diào)通常需要多電平限幅器（例如，圖1中所示的多電平限幅器20)。
[0020] 例如，如上面討論的，THP均衡器包括基于IIR的均衡器，其應(yīng)用于發(fā)送側(cè)并且用 于去除ISI和反射。由于應(yīng)用取模（MOD)運算以便穩(wěn)定IIR濾波器，因此可以在接收器（Rx) 眼圖中出現(xiàn)額外取模振幅電平，其將向后兼容性限于常規(guī)NRZ接收器，這些常規(guī)NRZ接收器 通常用于不使用THP均衡的I/O鏈路。
[0021] 下面結(jié)合圖1中的布置10描述有關(guān)使用全速率TH均衡器的THP過程，以便抵消 發(fā)送器12中的后標記ISI，從而降低接收器模擬前端的復(fù)雜性。為了避免反向濾波器的不 穩(wěn)定性，使用MOD加法器代替常規(guī)加法器。除了MOD加法器之外，TH均衡器中的反向濾波 器與DFE的反向濾波器密切相關(guān)，但具有以下優(yōu)點：它不遭受錯誤傳播，因為它位于其中事 先知道發(fā)送的數(shù)據(jù)的發(fā)送器中。
[0022] 從提供給預(yù)編碼器的輸入信號I[k]生成發(fā)送器輸出信號a[k]，該預(yù)編碼器包括 具有基于取模的振幅限制的IIR濾波器24。預(yù)編碼器輸出a[k]可以表示為：

【權(quán)利要求】
1. 一種用于對數(shù)據(jù)信號進行編碼的裝置，所述裝置包括： 發(fā)送器，其被配置為在通信通道上編碼和發(fā)送數(shù)據(jù)信號，所述發(fā)送器包括預(yù)編碼器； 信號整形器，其被配置為通過將均衡設(shè)置應(yīng)用于所述數(shù)據(jù)信號來調(diào)整所述數(shù)據(jù)信號， 所述均衡設(shè)置包括振幅和偏移，W及將調(diào)整后的數(shù)據(jù)信號發(fā)送到所述預(yù)編碼器；W及 處理單元，其被配置為執(zhí)行W下操作： 接收與所述通信通道關(guān)聯(lián)的通道系數(shù)； 針對多個振幅設(shè)置和多個偏移設(shè)置中的每一個，使用取模運算計算在接收器處是否將 出現(xiàn)取模振幅電平； 基于所述計算，從所述多個振幅設(shè)置和所述多個偏移設(shè)置中選擇所述均衡設(shè)置；W及 將指定所述均衡設(shè)置的控制信號發(fā)送到所述信號整形器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述均衡設(shè)置包括不會在所述接收器處出現(xiàn)所述取模 振幅電平的振幅設(shè)置和關(guān)聯(lián)偏移設(shè)置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述處理單元被配置為接收測試信號，并基于所述測 試信號和所述通道系數(shù)來選擇所述均衡設(shè)置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其中所述處理單元包括： 偏移和縮放單元，其被配置為將所述多個振幅設(shè)置和所述多個偏移設(shè)置中的每個可能 振幅和偏移設(shè)置對應(yīng)用于所述測試信號，W便產(chǎn)生用于每個可能對的輸入信號； 取模運算器，其被配置為接收所述用于每個可能對的輸入信號，并且通過針對所述輸 入信號執(zhí)行所述取模運算而生成用于每個可能對的輸出信號；W及 比較器，其被配置為將所述輸入信號與所述輸出信號相比較，并且判定每個可能對是 否將在所述接收器處導(dǎo)致取模振幅電平。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其中針對每個可能對，所述比較器被配置為： 如果所述輸入信號與所述輸出信號相同，則存儲指示關(guān)聯(lián)的振幅和偏移設(shè)置對將不會 導(dǎo)致所述取模振幅電平的第一值；W及 如果所述輸入信號與所述輸出信號不同，則存儲指示關(guān)聯(lián)的振幅和偏移設(shè)置對將導(dǎo)致 所述取模振幅電平的第二值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的裝置，其中所述均衡設(shè)置包括與所述第一值關(guān)聯(lián)的振幅和偏移設(shè) 置對。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的裝置，其中所述均衡設(shè)置包括與最大振幅關(guān)聯(lián)的所述振幅和偏移 設(shè)置對。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其中所述巧IJ試信號是偽隨機位序列PRBS。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述預(yù)編碼器包括無限脈沖響應(yīng)IIR濾波器。
10. -種對數(shù)據(jù)信號進行編碼的方法，所述方法包括： 在發(fā)送器處接收數(shù)據(jù)信號和通道系數(shù)，所述發(fā)送器被配置為在通信通道上編碼和發(fā)送 所述數(shù)據(jù)信號，所述發(fā)送器包括預(yù)編碼器； 針對多個振幅設(shè)置和多個偏移設(shè)置中的每一個，基于所述通道系數(shù)和測試信號并使用 取模運算，計算在接收器處是否將出現(xiàn)取模振幅電平； 基于所述計算，從所述多個振幅設(shè)置和所述多個偏移設(shè)置中選擇包括振幅和偏移的均 衡設(shè)置； 通過將所選擇的均衡設(shè)置應(yīng)用于所述數(shù)據(jù)信號來調(diào)整所述數(shù)據(jù)信號；w及 由所述預(yù)編碼器對調(diào)整后的信號進行濾波W生成濾波后的信號，并且在所述通信通道 上將所述濾波后的信號發(fā)送到接收器。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中所述均衡設(shè)置包括不會在所述接收器處出現(xiàn)所述取 模振幅電平的振幅設(shè)置和關(guān)聯(lián)偏移設(shè)置。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中選擇所述均衡設(shè)置包括： 將所述多個振幅設(shè)置和所述多個偏移設(shè)置中的每個可能振幅和偏移設(shè)置對應(yīng)用于所 述測試信號，W便產(chǎn)生用于每個可能對的輸入信號； 針對每個可能對執(zhí)行所述取模運算，并且生成用于每個可能對的輸出信號；W及 將所述輸入信號與所述輸出信號相比較，并且判定每個可能對是否將在所述接收器處 導(dǎo)致取模振幅電平。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中選擇所述均衡設(shè)置包括： 如果所述輸入信號與所述輸出信號相同，則存儲指示關(guān)聯(lián)的振幅和偏移設(shè)置對將不會 導(dǎo)致所述取模振幅電平的第一值；W及 如果所述輸入信號與所述輸出信號不同，則存儲指示關(guān)聯(lián)的振幅和偏移設(shè)置對將導(dǎo)致 所述取模振幅電平的第二值。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中選擇所述均衡設(shè)置包括選擇與所述第一值關(guān)聯(lián)的振 幅和偏移設(shè)置對，W及將所選擇的均衡設(shè)置發(fā)送到被配置為調(diào)整所述數(shù)據(jù)信號的信號整形 器。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中所述均衡設(shè)置包括與最大振幅關(guān)聯(lián)的所述振幅和偏 移設(shè)置對。
【文檔編號】H04L5/00GK104348771SQ201410355710
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月29日
【發(fā)明者】M·A·科塞爾, 林大鉉, P·蒂亞加拉詹 申請人:國際商業(yè)機器公司