限幅器的动态星座适应制造技术

用于基于接收到的数据符号的统计分布进行星座选择的适应阈值的系统和方法。接收到的符号与特定范围内的值的期望比率基于跨多个星座的数据符号的期望统计分布进行预设。然后基于期望比率获得适应的阈值。进一步，星座值可以是基于接收到的数据符号的统计分布。将落入第一范围的接收符号与在设置中的所有符号的计数比率与期望比率进行比较。重复调整第一值以调整第一范围直到计数比率等于预期比率。最终的第一值用于确定最优适应的星座。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】限幅器的动态星座适应
本公开总体上涉及通信系统中的信号处理领域，并且更具体地涉及接收器中的解调机制领域。
技术介绍
无论是在印刷电路板(PrintedCircuitBoard，PCB)上的芯片之间，还是从长距离光纤的一端到另一端，多级脉冲幅度调制(Multi-levelPulseAmplitudeModulation，PAM)都已成为信号传输中的首选调制机制。在发射机侧，载波脉冲的幅度根据消息信号的采样值并基于特定PAM-N方案的星座(constellation)级别(level)而变化。相应地，在接收器侧，通过在每个周期检测载波的幅度水平，基于星座级别来执行解调。作为从发射机发送到接收器的信号，通信信道中的多种因素会导致信号的形状和幅度发生变化，例如由于噪声和相位干扰而导致的非线性变化。当使用眼图进行表征时，非线性或幅度压缩会改变不同过渡眼的眼高，从而由于较低的信噪比率(Signal-Noise-Ratio，SNR)而导致错误。在接收器端，将受噪声影响的信号转换为数字信号并进行解调时，它很可能映射到一个星座点，该星座点与信号星座级别不完全相同。限幅器(sheer)用于基于通常定义为均匀间隔的阈值集来确定哪个信号星座级别最接近接收到的符号。不幸的是，非线性可能导致接收到的符号比发射的符号更靠近另一星座。由于限幅器中使用的标定(nominal)阈值不考虑非线性，因此倾向于发生不正确的调制。在现有技术中，已经开发出各种计算量大的计算来识别实际最接近的信号星座级别。这些计算消耗了接收器中大量的有价值的计算资源。r>
技术实现思路
本公开的实施例提供了成本效益好的机制，该机制动态地使星座选择阈值和星座级别适应信号非线性失真，从而在接收器处的解调期间促进准确的数据恢复。本公开的实施例使用阈值适应逻辑，以基于数据符号的统计分布来动态地使限幅器的阈值适应接收信号中的非线性或其他失真。在一些实施例中，将限幅器配置为用于使用N-1个阈值来将接收到的符号映射到N个星座的N级脉冲幅度调制(PAM-N)方案。总体而言，调制和发送的数据符号基本上以某些已知的百分比率或比率分布在N个标定星座上。通常，当它们被发送时，大量符号基本上均匀地分布在N个标定星座上。因此，在接收器的限幅器处，由最佳适应的阈值(例如，低于特定阈值)定义的特定范围内的输入期望将构成总输入的相应特定比率(期望比率)，而不管信号非线性。为了发现偏离标定阈值的最佳适应的阈值，阈值适应逻辑(1)标识第一值，该第一值使落入第一范围的限幅器输入构成总限幅器输入的第一比率，其中第一比率是期望比率减去误差比率，该比率大大小于期望比率；以及(2)标识第二值，该第二值使第二范围内的限幅器输入构成总限幅器输入的第二比率，其中第二比率是期望比率加上相同的误差比率。然后，基于第一和第二值来导出适应的阈值。在一些实施例中，阈值的适应逻辑使用比较器将限幅器输入与第一或第二值进行比较，并因此使用计数器来保持低于第一或第二值(第一或第二范围)的限幅器输入的计数。因此，可以基于计数来计算第一或第二范围内的输入与总输入的比率。调节第一或第二值，直到达到第一或第二比率。然后，将最终的第一或第二值用于通过简单的算术运算来计算最佳适应的阈值。根据本公开的实施例，可以动态地确定限幅器的一组阈值并使其适于以统计方法来发信号通知非线性和幅度压缩。结果，可以以显着降低的错误率有利地执行接收器处的数据解调和数据恢复。阈值适应过程不涉及复杂的处理或计算量大的计算，并且可以通过使用简单的电路来实现，例如，包括比较器和计数器。因此，与常规方法相比率，本公开提供了降低的设计和开发成本以及操作功耗。根据本公开的另一方面，星座适应逻辑用于基于数据符号的统计分布使星座的值动态地适应信号非线性和其他失真。在一些实施例中，为了发现偏离标定星座的最优适应星座，星座适应逻辑将第一值与一组限幅器输入进行比较，并基于比较结果保持落入由第一值定义的特定范围内的限幅器输入的计数(例如，低于第一值)。还得出在一定范围内(例如，低于第一值)的输入数量与输入集合的数量的计数比率。调整第一值，直到计数比率达到与标定星座相关的计数比率。然后，将第一值指定为限幅器要使用的适应的星座。根据本公开的实施例，可以以统计方法动态地确定限幅器星座级别并且使其适应于信号非线性和幅度压缩。结果，可以在接收器处以进一步降低的错误率来有利地执行数据解调和数据恢复。类似地，星座适应不涉及计算量大的计算或复杂的电路设计。因此，与常规方法相比率，可以有利地进一步降低设计和开发成本以及操作功耗。前述内容是概述，因此必然包含简化、概括和细节省略；因此，本领域技术人员将理解，该概述仅是说明性的，而绝非旨在进行限制。仅由权利要求书限定的本专利技术的其他方面、专利技术特征和优点在以下阐述的非限制性详细描述中将变得显而易见。具体实施例现在将详细参考本专利技术的优选实施例，其示例在附图中示出。尽管将结合优选实施例描述本专利技术，但是应当理解，它们并不旨在将本专利技术限制于这些实施例。相反，本专利技术旨在覆盖替代、修改和等同方案，其可以包括在由所附权利要求限定的本专利技术的精神和范围之内。此外，在本专利技术的实施例的以下详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本专利技术的透彻理解。然而，本领域普通技术人员将认识到，可以在没有这些具体细节的情况下实践本专利技术。在其他情况下，未详细描述公知的方法、过程、组件和电路，以免不必要地使本专利技术的实施例的各方面不清楚。尽管为清楚起见，可将一种方法描述为一系列编号的步骤，但是编号不一定指示步骤的顺序。应当理解，一些步骤可以被跳过，并行执行或在不要求严格顺序的情况下执行。示出本专利技术的实施例的附图是半示意性的并且没有按比率绘制，并且特别地，一些尺寸是为了清楚显示，并且在附图中被夸大地示出。类似地，尽管为了便于描述，附图中的视图通常示出相似的方向，但是在附图中的这种描述在大多数情况下是任意的。通常，本专利技术可以在任何方向上进行操作。附图的简要说明通过结合附图阅读下面的详细描述，将会更好地理解本专利技术的实施例，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。图1示出了根据本公开实施例的用于基于跨多个星座的数据符号的期望统计分布来确定星座选择的最佳适应阈值的示例性数据范围。图2示出了根据本公开的实施例的示例性阈值适应单元的配置，该示例性阈值适应单元能够动态地适应限幅器所使用的星座选择阈值。图3A是描绘根据本公开的实施例的确定用于星座选择的适应阈值的示例性过程的流程图。图3B是描绘根据本公开的实施例的确定与阈值相关联的第一值或第二值的示例性过程的流程图。图4示出了根据本公开的实施例的用于基于跨多个星座的数据符号的期望统计分布来确定最佳适应的星座的示例性数据范围。图5示出了根据本公开的实施例的能够动态确定最佳适应星座的示例性星座适应单元的配置。图6是描绘根据本公开的实施例的确定用于解调的最佳适应的星座的示例性过程的流程图。图7示出了根据本公开实施例的网络信号传输系统，该网络信号传输系统在接收器处包括星座适应逻辑和星座选本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动态确定限幅器的阈值的方法，所述方法包括：/n访问用于提供给所述限幅器的第一多个输入；/n将所述第一多个输入中的每一个与第一值进行比较；/n基于与所述第一值进行所述比较，确定第一输入与所述第一多个输入的第一计数比率，其中，每个所述第一输入包括在所述第一多个输入中，并且具有包含在由所述第一值定义的第一范围内的值；以及/n基于所述第一值和所述第一计数比率，确定所述限幅器的第一阈值。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180518 US 15/984,034;20180518 US 15/984,1171.一种动态确定限幅器的阈值的方法，所述方法包括：
访问用于提供给所述限幅器的第一多个输入；
将所述第一多个输入中的每一个与第一值进行比较；
基于与所述第一值进行所述比较，确定第一输入与所述第一多个输入的第一计数比率，其中，每个所述第一输入包括在所述第一多个输入中，并且具有包含在由所述第一值定义的第一范围内的值；以及
基于所述第一值和所述第一计数比率，确定所述限幅器的第一阈值。


2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
访问用于提供给所述限幅器的第二多个输入；
将所述第二多个输入中的每个与第二值进行比较；
基于与所述第二值进行所述比较，确定第二输入与所述第二多个输入的第二计数比率，其中，每个所述第二输入包括在所述第二多个输入中，并且具有包含在由所述第二值定义的第二范围内的值，以及
其中，所述确定所述第一阈值还基于所述第二值和所述第二计数比率。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述确定所述第一阈值包括对所述第一值和所述第二值求平均。


4.根据权利要求2所述的方法，还包括：确定所述第一值和所述第二值，其中所述确定所述第一值包括：调整所述第一值，直到所述第一计数比率等于第一标定比率减去预设值，并且其中所述确定所述第二值包括：调整所述第二值，直到所述第二计数比率等于所述第一标定比率加上所述预设值。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述限幅器被配置为使用包括N个星座级别的脉冲幅度调制(PAM)，其中，所述第一标定比率等于其中，i是大于0且小于N的整数，并且其中所述预设值等于或小于5％。


6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述限幅器被配置为使用包括2×N个星座级别的正交幅度调制(QAM)，其中，所述第一标定比率等于其中，i是大于0且小于N的整数，并且其中所述预设值等于或小于5％。


7.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一多个输入和所述第二多个输入是来自接收器中的均衡器的输出。


8.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一范围包括低于所述第一值的任何值，并且其中所述第二范围包括低于所述第二值的任何值。


9.一种设备，包括：
限幅器决策单元，被配置为：
响应于大于阈值的输入产生第一输出值；以及
响应于小于所述阈值的输入而产生第二输出值；以及
耦合至所述限幅器决策单元的阈值适应单元，所述阈值适应单元包括：
比较器，被配置为将第一多个输入中的每一个与第一值进行比较，其中，所述第一多个输入被提供给所述限幅器决策单元；
第一计数器，被配置为响应于来自所述比较器的比较决策输出，产生包括在所述第一多个输入中的一数量的第一输入，以及每个第一输入具有包含在第一范围内的值，其中，所述第一范围由所述第一值定义；以及
逻辑，被配置为：
确定所述第一输入的所述数量与所述第一多个输入的总数量的第一计数比率；以及
基于所述第一值和所述第一计数比率，确定所述限幅器决策单元的第一阈值。


10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述阈值适应单元还被配置为：
访问提供给所述限幅器决策单元的第二多个输入；
将所述第二多个输入中的每一个与第二值进行比较；
基于与所述第二值的所述比较，确定第二输入与所述第二多个输入的第二计数比率，其中，所述第二输入中的每一个包含在所述第二多个输入中，并且具有包含在由所述第二值定义的第二范围内的值，以及
所述第一阈值还基于所述第二值和所述第二计数比率来确定。


11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述阈值适应单元还被配置为：对所述第一值和所述第二值求平均，以生成用于所述限幅器决策单元的所述第一阈值。


12.根据权利要求10所述的设备，其中，所述阈值适应单元还被配置为：
通过改变所述第一值直到所述第一计数比率等于第一标定比率减去预设值，来确定所述第一值；和
通过改变所述第二值直到所述第二计数比率等于所述第一标定比率加上所述预设值，来确定所述第二值。


13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述限幅器决策单元还被配置为：使用包括N个星座级别的脉冲幅度调制(PAM)，其中，所述第一输出值和所述第二输出值是从所述N个星座级别中选择的，并且其中所述第一标定比率等于其中i是大于0且小于N的整数，并且其中所述预设值等于或小于5％。


14.根据权利要求12所述的设备，其中，所述限幅器还被配置为：使用包括2×N个星座级别的正交幅度调制(QAM)，其中，所述第一标定比率等于其中，i是大于0且小于N的整数，并且其中所述预设值等于或小于5％。


15.根据权利要求10所述的设备，其中，所述第一范围包括低于所述第一值的任何值，并且其中，所述第二范围包括低于所述第二值的任何值。


16.一种接收器，包括：
模数转换器(ADC)，被配置为将接收到的模拟信号转换为数字信号；
均衡器，耦合到所述ADC并被配置为：响应于数字信号产生均衡信号；以及将所述均衡信号作为输入发送给限幅器决策单元；
所述限幅器决策单元耦合到所述均衡器并被配置为：
响应于大于阈值的输入产生第一输出值；以及
响应于小于所述阈值的输入而产生第二输出值；以及
阈值适应单元，耦合至所述限幅器决策单元，并被配置为：
访问用于提供给所述限幅器决策单元的第一多个输入；
将所述第一多个输入中的每一个与第一值进行比较；
基于与所述第一值的所述比较，确定第一输入与所述第一多个输入的第一计数比率，其中，每个所述第一输入包括在所述第一多个输入中，并且具有包含在由所述第一值定义的第一范围内的值；
访问用于提供给所述限幅器的第二多个输入，
将所述第二多个输入中的每个输入与第二值进行比较；
基于与所述第二值的所述比较，确定第二输入与所述第二多个输入的第二计数比率，其中，每个所述第二输入包括在所述第二多个输入中，并且具有包含在由所述第二值定义的第二范围内的值；
基于所述第一值、所述第二值、所述第一计数比率和所述第二计数比率确定适应的阈值；以及
将所述适应的阈值发送给所述限幅器决策单元。


17.根据权利要求16所述的接收器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y·阿藏科，
申请(专利权)人：麦克姆技术解决方案控股有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US