本发明涉及高速通信领域,具体涉及一种自适应通道间的串扰对消方法及电路。
背景技术:
1、串行器和解串器(serializer and deserializer, serdes)是常用的高速通信技术。serdes技术通常需要链路均衡,而去加重技术、预加重技术是常用于实现反馈判决均衡器(decision feedback equalizer, dfe)和前向反馈均衡器(feed forward equalizer,ffe)的链路均衡方法。进一步地,加重技术可以分为:前向去加重、前向预加重、后向去加重、后向预加重,分别用于解决通信链路中的前向串扰、后向串扰问题。本发明关注于serdes系统中两条或多条链路通道之间的串扰问题。
2、数据在网络中,信息处理器以及大规模存储设备中的快速交换都需要高速互连通信技术。随着传输速率的逐渐提升,传统的并行总线架构受到限制:单芯片的集成度提升但是管脚数目有限,数据传输速率提升需要更严格的时序要求。
3、serdes技术常用于光纤通信,逐渐成为了一种主流的高速点对点的串行通信技术,其传输介质也由光纤发展到铜线或者背板。图1为高速serdes系统通信链路的典型架构,它在发送器将多路低速并行的数据通过串并转换得到高速串行数据,随后经过不同的传输媒体,在接收机接收到串行数据后,恢复出数据时钟,再完成高速串行数据到低速并行数据的串并转换。
4、现有技术中的serdes系统,通常将通道间的串扰当作一种随机噪声,由于对数据通信的影响不大,通常不对其进行处理。但随着传输信号的速率越来越高,传输过程中通道间的串扰和延迟加大,尤其是存在多条通道的情况下,这种常常被忽视的通道间串扰对serdes系统的数据通信质量的影响逐渐变得越来越严重。现有技术中,尚还没有针对serdes系统如何消除通道串扰的技术披露。
5、在高速serdes系统的应用中,尤其是通道损伤较大、对噪声比较敏感的场景,如采用四电平脉冲幅度调制(four pulse amplitude modulation,fpam4)及更高阶调制等对噪声比较敏感的场景,通道间的串扰会造成较高的噪声功率,导致信噪比较低,从而引起较大的误码率。
6、针对高速serdes系统,如何消除传输过程中通道间的串扰、降低误码率,是当前该领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、为了缓解或部分缓解上述技术问题,本发明的解决方案如下所述:
2、一种自适应通道间的串扰对消方法,包括如下步骤:
3、步骤s1:初始化自适应通道间的串扰对消电路中的滤波器系数;
4、步骤s2:接收机中当前通道对应的均衡器进行均衡系数收敛,完成锁定;
5、步骤s3:启动自适应通道间的串扰对消电路,进行串扰对消及滤波器系数的自适应更新,直到滤波器系数收敛;
6、步骤s4:滤波器系数收敛后,降低滤波器系数的更新频率,接收机正常工作。
7、进一步地,所述串扰对消电路包括:
8、滤波器,所述滤波器对与当前通道邻近的相邻通道的数字信号进行滤波;
9、对消模块,所述对消模块的第一输入端与接收机当前通道对应的均衡器的输出端耦接,所述对消模块的第二输入端与所述滤波器的输出端耦接,进行通道间的串扰对消;
10、判决器,所述判决器的输入端与对消模块的输出端耦接,将接收到的串扰对消后的信号判决为理想信号;
11、自适应系数更新模块,所述自适应系数更新模块基于相邻通道的数字信号、对消模块的输出和判决器的输出,对滤波器系数进行更新。
12、进一步地,步骤s3中,采用最小均方误差算法对滤波器系数进行自适应更新,使滤波器系数逐渐收敛到当前最小均方误差算法准则下的最优解。
13、进一步地,将滤波器系数的初始值全部配置为0。
14、一种自适应通道间的串扰对消方法,用于选择性地消除与至少两个并行通道对当前通道的串扰影响,包括如下步骤:
15、步骤s10:接收机当前通道对应的均衡器进行均衡系数收敛,完成锁定;
16、步骤s20:启动串扰检测,检测与当前通道并行的l个并行通道的串扰大小,并选出串扰最大的m个通道,其中,l为大于或等于2的整数,m为大于1且小于l的整数;
17、步骤s30:初始化被选择的并行通道对应的自适应通道间的串扰对消电路中的滤波器系数;
18、步骤s40:按照串扰检测结果从大到小的顺序逐个启动被选择的并行通道对应的自适应通道间的串扰对消电路,进行串扰对消及滤波器系数的自适应更新,直到滤波器系数收敛;
19、步骤s50:降低滤波器系数的更新频率,接收机正常工作;
20、步骤s60:等待一定时间,再次启动串扰检测电路,检测与当前通道并行的l个并行通道的串扰大小,并选出m个最大的通道;
21、步骤s70:如果被选择的通道没有改变,则转到步骤s60,如果被选择的通道有改变,则转到步骤s30重新进行对消滤波器初始化及系数收敛。
22、一种自适应通道间的串扰对消电路,应用于接收机,包括:
23、滤波器,所述滤波器对与当前通道邻近的相邻通道的数字信号进行滤波;
24、对消模块,所述对消模块的第一输入端与接收机当前通道对应的均衡器的输出端耦接,所述对消模块的第二输入端与所述滤波器的输出端耦接,进行通道间的串扰对消;
25、判决器,所述判决器的输入端与对消模块的输出端耦接,将接收到的串扰对消后的信号判决为理想信号;
26、自适应系数更新模块,所述自适应系数更新模块基于相邻通道的数字信号、对消模块的输出和判决器的输出,对滤波器系数进行更新;
27、所述理想信号为理想情况下,接收机当前通道对应的均衡器均衡后的输出信号值。
28、进一步地,所述对消模块将接收机当前通道对应的均衡后的信号与滤波器滤波后的信号作差。
29、进一步地,所述自适应系数更新模块采用最小均方误差算法对滤波器系数进行更新。
30、进一步地,采用如下公式更新滤波器系数:
31、y(k) = x(k) -w(k)ct(k) (1),
32、e(k) = d(k) - y(k) (2),
33、w(k+δt) = w(k) - μe(k)c(k) (3),
34、其中,x(k)指第k时刻当前通道对应的均衡器均衡后的输出信号,y(k)为第k时刻串扰对消后的信号,d(k)为第k时刻判决器判决输出的理想信号,e(k)指第k时刻判决输出的理想信号与串扰对消后的信号之间的误差,k为自然数;μ指收敛步长;w(k)= [w1, w2,…, wn],其中,w1,w2……wn为滤波器系数,n为滤波器抽头数;c(k)=[c(k), c(k-1), …,c(k-n+1)],其中,c(k)指第k时刻相邻通道的数字信号,ct(k)为c(k)的转置;δt为滤波器系数更新的间隔。
35、进一步地,当滤波器系数收敛到当前最小均方误差算法准则下的最优解后,增加滤波器系数更新的间隔。
36、进一步地,自适应通道间的串扰对消电路还包括:
37、串扰检测电路,用于检测与当前通道并行的l个通道的串扰大小,l为大于或等于2的整数;通道选择电路,用于选出串扰最大的m个通道,m为大于1且小于l的整数。
38、进一步地,初始阶段δt为1,滤波器系数收敛后δt为一个大于1的整数,此时,滤波器系数保持。
39、本发明技术方案,具有如下有益的技术效果之一或多个:
40、(1)本发明通过自适应通道间的串扰对消电路,消除了serdes系统在传输信号时,相邻通道间的串扰噪声,减小了噪声功率,降低误码率。
41、(2)本发明利用最小均方误差算法自适应地更新滤波器系数,在有效消除通道间串扰的同时,可以极大地降低系统稳定工作时的功耗。
42、此外,本发明还具有的其它有益效果将在具体实施例中提及。
1.一种自适应通道间的串扰对消方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的自适应通道间的串扰对消方法,其特征在于:
3.根据权利要求1所述的自适应通道间的串扰对消方法,其特征在于:
4.一种自适应通道间的串扰对消方法,其特征在于,用于选择性地消除与至少两个并行通道对当前通道的串扰影响,包括如下步骤:
5.一种自适应通道间的串扰对消电路,应用于接收机,其特征在于,包括:
6.根据权利要求5所述的自适应通道间的串扰对消电路,其特征在于:
7.根据权利要求6所述的自适应通道间的串扰对消电路,其特征在于:
8.根据权利要求7所述的自适应通道间的串扰对消电路,其特征在于,采用如下公式更新滤波器系数:
9.根据权利要求8所述的自适应通道间的串扰对消电路,其特征在于:
10.根据权利要求5至9任一项所述的自适应通道间的串扰对消电路,其特征在于,自适应通道间的串扰对消电路还包括: