CN104104449B - 通过非线性器件处理数字信号的方法和使用该方法的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通过非线性器件处理数字信号的方法。数字信号进行从第一电平到第二电平的第一跃迁。所述方法包括预加重数字信号的步骤；和由非线性器件处理预加重的数字信号的步骤。预加重数字信号的步骤包括：当第一电平低于第二电平时，通过在第一跃迁之前对第一电平施加负尖峰来预加重数字信号；和/或当第一电平高于第二电平时，通过在所述第一跃迁之前对第一电平施加正尖峰来预加重数字信号。本发明还涉及使用上述方法的设备。

Description

通过非线性器件处理数字信号的方法和使用该方法的设备
技术领域
本发明涉及用于改进被高速传输通过非线性电气和/或光学器件的信号的品质的方法。本发明还涉及使用这一方法的设备。
背景技术
由于在近来开发出的具有例如25Gbps的数据传输速率的通信系统中的高速率数据，信号完整性已经成为主要关注点。
信号品质降级的原因之一是信号通过带宽受限通道的传输，即在该通道中，传输在某一频率(截止频率)之上明显降低。将信号传送通过这种通道导致高频成分的衰减。对于传输信号的这种过滤影响到达接收器的脉冲的形状。不仅脉冲在其码元周期内的形状被改变，而且其还扩大到随后的码元周期。当信号传输通过这种通道时，各个体码元的扩展脉冲将干扰随后的码元。
带宽限制能够起因于有源部件或介质的物理性质；例如，在25Gbps的比特率下，在电气链路中使用的铜电缆可具有截止频率，在该截止频率之上，实际上无传输信号会被传送。因此，为提供用于高速数据传输应用(例如，25Gbps的比特率)的足够带宽，光链路是倡议的。但是，数据经过光链路的传输涉及电数字信号到光信号的变换。
激光二极管，诸如垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface EmittingLaser，VCSEL)惯常地用于电信号到光信号的转变。但是，激光二极管是非线性器件，因此激光二极管影响其输出脉冲的形状。具体的，脉冲失真能够导致码间干扰。
图1示出了用于将电数字信号转变为光信号且将光信号输出到光纤的常规发送器的示意图。常规的发送器100包括预加重(pre-emphasis)驱动器101(使信号预失真)和与所述预加重驱动器101相连的激光二极管102。预加重驱动器101适合于在其输入端接收电信号，预加重接受的信号，并且输出预失真的电脉冲。激光二极管102适合于在其输入端接收来自预加重驱动器101的这种电脉冲，将接收的电脉冲转变为光信号，并且将光信号输出到光纤(图1未示出)。
常规发送器100的由预加重驱动器101执行的脉冲整形借助于图2来说明。曲线201表示输入到预加重驱动器101的数字(二进制)信号的脉冲的形状。该脉冲进行从低电平(“0”-电平)到高电平(“1”-电平)的第一正跃迁，在脉冲长度期间在高电平处保持大致恒定，之后进行从高电平到低电平的第二负跃迁。为清楚起见，“1”-电平定义为高电平，“0”-电平定义为低电平，正跃迁定义为从低电平到高电平的跃迁，并且负跃迁定义为从信号的高电平到低电平的跃迁。曲线202表示在矩形脉冲201被应用到预加重电路101的输入端时预加重电路101输出的信号的形状。该曲线展现紧邻地在从“0”-电平到“1”-电平的跃迁(正跃迁)之后的正尖峰(overshoot)和紧邻地在从“1”-电平到“0”-电平的跃迁(负跃迁)之后的负尖峰(undershoot)。具体的，曲线202进行从“0”-电平到“1”-电平的跃迁，过冲“1”-电平，弛豫到“1”-电平，进行从“1”-电平到“0”-电平的跃迁，下冲“0”-电平，然后弛豫到“0”-电平。
因此，常规发送器100的预加重驱动器101适合于在从一个二进制信号电平到另一二进制信号电平的跃迁期间和/或之后马上使电数字信号加重/达到尖峰。
图2还示出了被无该预失真的信号激发的带宽受限制的部件输出的信号的形状以及被具有该预失真的信号激发的带宽受限制的部件输出的信号的形状。曲线212展现了与曲线211相比在低电平和高电平之间的更陡峭的跃迁。对于在脉冲201和202施加在其输入端时表示出正尖峰和跳动(ringing)的非线性器件的情形，将会观察到输出信号的形状分别类似于曲线221和222。在此，与脉冲221相比，脉冲222展现出短的跃迁时间(更快的边沿)。换句话说，在从一个二进制信号电平至另一个二进制信号电平的跃迁期间和/或之后马上预加重电脉冲/使电脉冲达到尖峰缩短了脉冲边沿处的跃迁时间。图3详细描述了非线性部件的该特性。
图3示出了在由预加重驱动器101驱动时由激光二极管102输出的光信号(按照光强度)。曲线302表示当与图2中的曲线202相对应的电脉冲，即示出在从一个二进制电平到另一个二进制电平的跃迁期间/之后的预加重的电脉冲，被施加在激光二极管102的输入端时，激光二极管102输出的光脉冲的形状。曲线301表示当与图2的曲线201对应的电脉冲，即无预加重的电脉冲，被施加在激光二极管102的输入端时，激光二极管102输出的光脉冲的形状。
曲线301展现了在从“0”-电平到“1”-电平的跃迁之后的正尖峰和从“0”-电平到“1”-电平的跃迁之后的负尖峰。该正尖峰/负尖峰起因于激光二极管102的自谐振(弛豫振荡)，因此是激光二极管102输出的光脉冲固有的。具体的，曲线301进行从“0”-电平到“1”-电平的跃迁，因固有的正尖峰而过冲“1”-电平，停留到“1”-电平，进行从“1”-电平到“0”-电平的跃迁，因固有的负尖峰而下冲“0”-电平，然后停留到“0”-电平。
图3的曲线302还展现了在从“0”-电平到“1”-电平的跃迁后的正尖峰和在从“1”-电平到“0”-电平的跃迁后的负尖峰。曲线302的正尖峰由于在激光二极管102的输入端施加的预加重的电脉冲引起的正尖峰而超过激光二极管102的固有的正尖峰。曲线302的负尖峰由于在激光二极管102的输入端施加的预加重的电脉冲引起的负尖峰而超过激光二极管102的固有的负尖峰。具体的，曲线302进行从“0”-电平到“1”-电平的跃迁，以由激光二极管102的固有正尖峰和预加重的电气输入脉冲的正尖峰两者引起的合成正尖峰过冲“1”-电平，然后弛豫到“1”-电平，进行从“1”-电平到“0”-电平的跃迁，以由激光二极管102的固有负尖峰和预加重的电气输入脉冲的负尖峰两者引起的合成负尖峰下冲“0”-电平，然后弛豫到“0”-电平。
当彼此比较图3的曲线302和301时，预加重驱动器101对于激光二极管102输出的光信号的影响变得明显。这一比较显示曲线302中从一个光能级到另一光能级的跃迁时间较短。在从一个二进制电平到另一个二进制电平的跃迁期间和/或之后立即预加重激光二极管102的输入脉冲/使该输入脉冲达到尖峰使得激光二极管输出的光信号的边沿变陡峭。
但是，光脉冲的大正尖峰增大了到“1”-电平的弛豫期间的振荡可能性。另外，光脉冲的大负尖峰增大了到“0”-电平的弛豫期间的振荡可能性。这些弛豫振荡延长了围绕光能级的光信号稳定所需的时间。但是，如果脉冲持续时间太短而不能确保光信号的稳定性(定形)，可能发生码间干扰。这对于光信号的信号完整性是不利的。
发明内容
因此本发明的目的在于提供一种改进被传输通过非线性器件和/或带宽受限的通道的数字信号的信号品质/完整性的方法。本发明的另一目的在于提供一种使用该方法的设备。这些目的通过如在独立权利要求中提出的特征来实现。本发明的进一步有利实施例在从属权利要求中提出。
本发明基于这样的构思，即在脉冲的跃迁/边沿之前预加重数字(二进制)信号的脉冲有效地缩短了脉冲的上升时间和下降时间。
本发明还认识到，与激光二极管响应于在跃迁之后具有预加重的电脉冲输出的光脉冲相比，激光二极管响应于在跃迁之前具有预加重的电脉冲输出的光脉冲具有更短的跃迁时间。另外，与响应于在跃迁之后/期间具有预加重的脉冲输出的光脉冲相比，响应于在跃迁之前具有预加重的脉冲的光脉冲具有更好的信号品质。
附图说明
图1示出了用于将电数字信号转换为光信号的常规发送器的示意图；
图2示出了由常规发送器的预加重驱动器执行的脉冲整形；由带宽受限的部件过滤之后的脉冲形状；以及在传送过非线性部件之后的脉冲形状；
图3更详细地示出了由常规发送器的激光二极管输出的光脉冲的形状；
图4示出了根据本发明的发送器的示意图；
图5a示出了输入到本发明的发送器的预加重驱动器的正二进制脉冲的形状和由预加重驱动器响应于正二进制输入脉冲而输出的脉冲的形状；
图5b示出了输入到本发明的发送器的预加重驱动器的负二进制脉冲的形状和由预加重驱动器响应于负二进制输入脉冲而输出的脉冲的形状；
图5c示出了输入到本发明的发送器的预加重驱动器的正四电平脉冲的形状和由预加重驱动器响应于正四电平输入脉冲而输出的脉冲的形状；
图5d示出了输入到本发明的发送器的预加重驱动器的负四电平脉冲的形状和由预加重驱动器响应于负四电平输入脉冲而输出的脉冲的形状；
图6示出了由激光二极管响应于由本发明的发送器的预加重驱动器输出的脉冲而输出的光脉冲的形状。
具体实施方式
现在参考图4，示出了根据本发明的发送器的有利实施例。根据本发明的发送器400包括预加重驱动器401和连接到预加重驱动器401的非线性器件402。预加重驱动器401适合于在其输入端接收包括至少一个(二进制)脉冲的电数字信号，使接收的电数字信号预加重/达到尖峰，并且输出预加重的电数字信号。非线性器件402适合于在其输入端接收由预加重驱动器401输出的预加重的电数字信号，处理接收的信号，并且将数字信号输出到传输媒质(图4未示出)中。非线性器件402是激光二极管、发光二极管、光电二极管、晶体管和放大器中的任何一种。依据使用的非线性器件402，非线性器件402输出的数字信号是电信号或者光信号中任一种。
现在参考图5a到5d，说明预加重驱动器401对于接收的电数字信号的影响。
在图5a中，曲线501表示输入到预加重驱动器401的数字(二进制)信号的脉冲的形状。该脉冲进行从低电平(“0”-电平)到高电平(“1”-电平)的第一正跃迁，在脉冲的持续时间上以高电平保持大致恒定，之后进行从高电平到低电平的第二负跃迁。曲线502表示预加重电路401响应于脉冲501输出的信号的形状。该曲线展现紧邻地在从低电平到高电平的正跃迁之前(或紧接于该正跃迁)的负尖峰和紧邻地在从高电平到低电平的负跃迁之前(或紧接于该负跃迁)的正尖峰。具体的，曲线502以负尖峰503下冲低电平，进行从低电平到高电平的第一跃迁，以高电平保持大致恒定，以正尖峰504过冲高电平，进行从高电平到低电平的第二跃迁，然后保持大致恒定至低电平。
图5a所示的脉冲501是为清楚起见选取的具体示例。但是，本发明不局限于该示例，而还可应用于图5b所示的倒脉冲511。这一脉冲以高电平(“0”-电平)开始，进行从高电平到低电平("-1"-电平)的第一负跃迁，在脉冲宽度期间以低电平保持近似恒定，之后进行从低电平到高电平的第二正跃迁。图5b中的曲线512表示根据本发明的预加重电路响应于脉冲511输出的信号的形状。该曲线展现紧邻地在从高电平到低电平的负跃迁之前(或紧接于该正跃迁)的正尖峰和紧邻地在从低电平到高电平的正跃迁之前(或紧接于该负跃迁)的负尖峰。具体的，曲线512以正尖峰513过冲高电平(“0”-电平)，进行从高电平到低电平("-1”-电平)的第一跃迁，以低电平保持大致恒定，以负尖峰514下冲低电平("-1"-电平)，进行从低电平到高电平的第二跃迁，然后以高电平保持大致恒定。另外，脉冲并不需要是脉冲序列的一部分。本发明还应用于单个脉冲信号，也称作单脉冲。
发送器400的预加重驱动器401适合于紧邻地在从一个二进制信号电平到另一个二进制信号电平的跃迁之前使电数字信号的(二进制)信号电平加重/达到尖峰。
参数 无预加重 跃迁之后预加重 跃迁之前预加重
过冲[％] 6.0 16.9 6.4
上升时间[ps] 14.7 13.4 12.8
下降时间[ps] 15.7 14.3 13.3
眼图张开度因子 0.84 0.64 0.59
表格1
根据表格1，预加重驱动器401的影响变得明显。该表格指示：非线性器件响应于矩形脉冲201(无预加重)输出的脉冲203的参数，由常规预加重驱动器101(跃迁之后预加重)响应于输入脉冲201输出的脉冲202的参数，和由预加重驱动器401(跃迁之前预加重)响应于输入脉冲501输出的脉冲502的参数。以下参数也被指示：超过“1”-电平的过冲；从“0”-电平到“1”-电平的跃迁的上升时间；从“1”-电平到“0”-电平的跃迁的下降时间；和眼图张开度因子(eye opening factor)。眼图张开度因子涉及包括相应脉冲的数字信号的眼图并且等于内部眼图张开度(眼高度)和眼幅度之间的比率。
表格1示出了预加重驱动器401的输出脉冲502具有最短的上升时间和最短的下降时间。该性能利用比常规预加重驱动器引起的过冲明显更低的过冲实现。因为预加重驱动器401的输出脉冲502的过冲比常规预加重驱动器101的输出脉冲202的过冲低得多，与常规预加重驱动器201的输出脉冲202中相比，在预加重驱动器401的输出脉冲502中发生弛豫振荡的不希望增强的可能性低得多。此外，表格1示出预加重驱动器401输出的数字信号和常规预加重驱动器201输出的数字信号具有可比较的眼图张开度因子，即预加重驱动器401的输出脉冲的短跃迁时间的实现并非以信号品质变差为代价。
在图5a中，示出了在根据本发明第一优选实施例的发送器中包括的预加重驱动器的输出信号，施加于“0”-电平的负尖峰紧邻地在脉冲502的第一(正)跃迁之前(或紧接该跃迁)，并且施加于“1”-电平的正尖峰紧邻地在脉冲502的第二(负)跃迁之前。但是，本发明不局限于这一实施例。另外，以下实施例是可以想到的：i)仅负尖峰紧邻地在脉冲502的第一跃迁之前被施加到“0”-电平，但紧邻地在脉冲502的第二跃迁之前无正尖峰施加到“1”-电平；和ii)仅正尖峰紧邻地在脉冲502的第二跃迁之前被施加到“1”-电平，但无负尖峰紧邻地在脉冲502的第一跃迁之前被施加到“0”-电平。
此外，本发明并不强制要求紧邻地在脉冲502的第一跃迁之前将负尖峰施加于低电平以及紧邻地在脉冲502的第二跃迁之前将正尖峰施加于高电平。确切地，在脉冲502的第一跃迁之前施加于低电平的负尖峰与接近脉冲前置脉冲502的第二跃迁相比更接近脉冲502的第一跃迁，和/或在脉冲502的第二跃迁之前施加于高电平的正尖峰与接近脉冲502的第一跃迁相比更接近脉冲502的第二跃迁，是足够的。
在图5b中，示出了在根据本发明第二优选实施例的发送器中包括的预加重驱动器的输出信号，施加于高电平(“0”-电平)的正尖峰紧邻地在脉冲512的第一(负)跃迁之前(或紧接该跃迁)，并且施加于低电平(“-1”-电平)的负尖峰紧邻地在脉冲512的第二(正)跃迁之前。但是，本发明不局限于这一实施例。另外，以下实施例是可以想到的：i)仅正尖峰紧邻地在脉冲512的第一跃迁之前被施加到高电平(“0”-电平)，但紧邻地在脉冲512的第二跃迁之前无负尖峰施加到低电平(“-1”-电平)；和ii)仅负尖峰紧邻地在脉冲512的第二跃迁之前被施加到低电平(“-1”-电平)，但无正尖峰紧邻地在脉冲512的第一跃迁之前被施加到高电平(“0”-电平)。
此外，本发明并不强制要求紧邻地在脉冲512的第一跃迁之前将正尖峰施加于高电平以及紧邻地在脉冲512的第二跃迁之前将负尖峰施加于低电平。确切地，在脉冲512的第一跃迁之前施加于高电平的正尖峰与接近脉冲前置脉冲512的第二跃迁相比更接近脉冲512的第一跃迁，和/或在脉冲512的第二跃迁之前施加于低电平的负尖峰与接近脉冲512的第一跃迁相比更接近脉冲512的第二跃迁，是足够的。
在图5a和5b中，仅示出了形成从第一电平到第二电平的跃迁或相反的脉冲。但是，本发明不局限于二进制(双电平)数字信号，而还适用于具有多于两个电平的数字信号，也称为多电平信号。
图5c的曲线521示出了输入到包括在根据本发明第三实施例的发送器中的预加重驱动器的四电平数字信号的四个脉冲的形状。该信号进行从第一电平(“0”-电平)到比第一电平高的第二电平(“1”-电平)的第一跃迁，在脉冲的持续时间内以第二电平保持大致恒定，之后进行从第二电平到比第二电平高的第三电平(“2”-电平)的第二跃迁，在脉冲的持续时间上以第三电平保持大致恒定，之后进行从第三电平到比第三电平高的第四电平(“3”-电平)的第三跃迁，在脉冲的持续时间上以第四电平保持大致恒定，之后进行从第四电平到第三电平的第四跃迁，在脉冲的持续时间上以第三电平保持大致恒定，并且之后进行从第三电平到第一电平的第五跃迁。曲线522表示由包括在根据本发明第三实施例的发送器中的预加重电路响应于第四电平数字信号521输出的信号的形状。这一曲线显示了紧邻地在正跃迁，即从低电平到高电平的跃迁之前(或紧接于该正跃迁)的负尖峰，以及紧邻地在负跃迁，即从高电平到低电平的跃迁之前(或紧接于该负跃迁)的正尖峰。具体的，曲线522以负尖峰523-1下冲第一电平(“0”-电平)，进行从第一电平到第二电平(“1”-电平)的第一跃迁，以第二电平保持大致恒定，之后以负尖峰523-2下冲第二电平，进行从第二电平到第三电平(“2”-电平)的第二跃迁，以第三电平保持大致恒定，之后以负尖峰523-3下冲第三电平，进行从第三电平到第四电平(“3”-电平)的第三跃迁，以第四电平保持大致恒定，以正尖峰524-1过冲第四电平，进行从第四电平到第三电平的第四跃迁，保持大致恒定至第三电平，之后以正尖峰524-2过冲第三电平，并且进行从第三电平到第一电平的第五跃迁。
图5c所示的四电平数字信号的四个电平具有正极性。但是，本发明不局限于电平为正的四电平数字信号。另外，本发明同样适用于电平具有负极性的四电平数字信号。
例如，图5d的曲线531示出了输入到包括在根据本发明第四实施例的发送器中的预加重驱动器的四电平数字信号的四个脉冲的形状。该信号在第一电平(“0”-电平)、比第一电平低的第二电平(“-1”-电平)、比第二电平低的第三电平(“-2”-电平)以及比第三电平低的第四电平(“-3”-电平)之间进行跃迁。第一、第二、第三和第四电平具有负极性。曲线532表示由包括在根据本发明第四实施例的发送器中的预加重电路响应于第四电平数字信号531输出的信号的形状。这一曲线显示紧邻地在正跃迁，即从低电平到高电平的跃迁之前(或紧接于该正跃迁)的负尖峰534-1和534-2，以及紧邻地在负跃迁，即从高电平到低电平的跃迁之前(或紧接于该负跃迁)的正尖峰533-1、533-2和533-3。
图5c和5d所示的四电平数字信号的四个电平具有相同极性。但是，本发明不局限于电平具有相同极性的四电平数字信号。另外，本发明同样适用于电平具有不同极性的四电平数字信号。图5c和5d所示的四电平数字信号仅是应用了本发明的多电平数字信号的示例，本发明范围不局限于此。另外，本发明适用于具有任意数目的电平的任意多电平数字信号，其在数字信号的任意两个电平之间进行跃迁，并且在数字信号的两个电平之间进行任意数目的(正和/或负)跃迁。
因此，根据本发明的发送器适合于处理具有多个电平m并且进行在多个电平中的任意两个电平之间的一个或多个跃迁n的数字信号。m和n是自然数，m大于或相等2，n大于或相等1。根据本发明的发送器包括预加重驱动器，该预加重驱动器适合于(紧邻地)在从多个电平中的一个第一电平至另一第二电平的跃迁之前加重数字信号的电平/使电平达到尖峰。具体地，预加重驱动器适合于：当第一电平低于第二电平(即，处于正跃迁)时，通过(紧邻地)在跃迁之前将负尖峰施加到第一电平来预加重数字信号；以及当第一电平高于第二电平(即，处于负跃迁)时，通过(紧邻地)在第一跃迁之前将正尖峰施加到第一电平来预加重数字信号。
本发明第五优选实施例不同于第一优选实施例之外在于，非线性器件是激光二极管(例如VCSEL)。第五优选实施例将电气输入脉冲转换为光学输出脉冲。当输入脉冲的上升时间和下降时间过大时，激光二极管会将光学输出脉冲扩大到随后的码元周期上，这导致码间(intersymbol)失真。预加重电气输入脉冲的常规方法缩短了输入脉冲的上升时间和下降时间。但是，所述常规方法导致光学输出脉冲中的高正尖峰和负尖峰(见图3)，这也会导致码间干扰。考虑到这一缺陷，缩短光学输出脉冲的上升时间和下降时间但又不明显增大光学输出脉冲的正尖峰和负尖峰的用于预加重电气输入脉冲的方法是优选的。
图6和表格2显示本发明实现了这一目的。
图6的曲线602表示由激光二极管响应于图5所示的电脉冲502放射的光功率。曲线602显示在从“0”-电平到“1”-电平的跃迁之前的第一负尖峰610，在从“0”-电平到“1”-电平的跃迁之后的第一正尖峰611，在从“1”-电平到“0”-电平的跃迁之前的第二正尖峰612，以及在从“1”-电平到“0”-电平的跃迁之后的第二负尖峰613。第一负尖峰610起因于输入脉冲502的负尖峰503。第一正尖峰611主要归因于激光二极管的固有正尖峰(弛豫振荡)。第二正尖峰612归因于输入脉冲502的正尖峰504。第二负尖峰613主要归因于激光二极管的固有负尖峰(弛豫振荡)。具体的，曲线602以第一负尖峰610下冲“0”-电平，进行从“0”-电平到“1”-电平的跃迁，以第一正尖峰611过冲“1”-电平，弛豫到“1”-电平，再次以第二正尖峰612过冲“1”-电平，进行从“1”-电平到“0”-电平的跃迁，以第二负尖峰613下冲“0”-电平，然后弛豫到“0”-电平。
参数 无预加重 跃迁之后预加重 跃迁之前预加重
过冲[％] 11.4 19.0 15.5
上升时间[ps] 23.6 21.1 19.4
下降时间[ps] 30.0 27.3 26.5
眼图张开度因子 0.26 0.30 0.45
遮光件冲击数 27 45 4
表格2
表格2指示:由激光二极管响应于图2所示的脉冲203(无预加重)而输出的光脉冲的参数,由激光二极管响应于图2的脉冲202(在跃迁期间/之后预加重)而输出的光脉冲的参数，和由激光二极管响应于图5的脉冲502(在跃迁之前预加重)而输出的光脉冲的参数。以下参数也被指示：超过“1”-电平的光信号正尖峰；从“0”-电平到“1”-电平的跃迁的上升时间；从“1”-电平到“0”-电平的跃迁的下降时间；眼图张开度因子；遮光件冲击数(maskhit)。
表格2示出了本发明第五优选实施例输出的光脉冲具有最短的上升时间和最短的下降时间。这些跃迁时间通过超过“1”-电平的与由激光二极管响应于图2的脉冲202输出的光脉冲(示出为跃迁之后预加重)的超过“1”-电平的正尖峰相比低得多的正尖峰实现。由于具有较小的超过“1”-电平的正尖峰，所以由本发明第五优选实施例输出光脉冲的与由图1所示的由常规发送器输出的光脉冲相比不易于受到弛豫振荡影响。
此外，表格2示出了由本发明第五优选实施例的激光二极管输出的光脉冲实现了最高的眼图张开度因子和最低的遮光件冲击数。由此，本发明第五优选实施例不仅缩短了光学输出脉冲602的上升时间和下降时间，而且提高它的信号品质。
由于本发明提高了信号品质，特别地有助于降低码间干扰，其特别适合于具有诸如25Gbps的高数据传输速率的通信系统。
附图标记

Claims (21)

1.一种用于通过非线性器件处理数字信号的方法，所述数字信号进行从第一电平到第二电平的第一跃迁，所述方法包括：
预加重所述数字信号的步骤；和
通过所述非线性器件处理所述预加重的数字信号的步骤；
其特征在于，预加重所述数字信号的步骤包括:
当所述第一电平低于所述第二电平时，通过在所述第一跃迁之前对所述第一电平施加负尖峰来预加重所述数字信号；和/或
当所述第一电平高于所述第二电平时，通过在所述第一跃迁之前对所述第一电平施加正尖峰来预加重所述数字信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第一跃迁之后，所述数字信号进一步进行从所述第二电平到第三电平的第二跃迁,并且
预加重所述数字信号的步骤进一步包括：
当所述第二电平高于所述第三电平时，通过在所述第二跃迁之前对所述第二电平施加正尖峰来预加重所述数字信号；和/或
当所述第二电平低于所述第三电平时，通过在所述第二跃迁之前对所述第二电平施加负尖峰来预加重所述数字信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一电平不同于所述第三电平。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一电平与所述第三电平一致。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，在所述第一跃迁之前，所述数字信号进一步进行从第四电平到所述第一电平的第三跃迁，
当所述第一电平低于所述第二电平时，在所述第一跃迁之前施加于所述第一电平的负尖峰与接近所述第三跃迁相比更接近所述第一跃迁，
当所述第一电平低于所述第二电平时，在所述第二跃迁之前施加于所述第二电平的正尖峰与接近所述第一跃迁相比更接近所述第二跃迁，
当所述第一电平高于所述第二电平时，在所述第一跃迁之前施加于所述第一电平的正尖峰与接近所述第三跃迁相比更接近所述第一跃迁，并且
当所述第一电平高于所述第二电平时，在所述第二跃迁之前施加于所述第二电平的负尖峰与接近所述第一跃迁相比更接近所述第二跃迁。
6.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中，施加于所述第一电平的所述负尖峰紧邻地在所述第一跃迁之前，或者
施加于所述第二电平的所述负尖峰紧邻地在所述第二跃迁之前，或者
施加于所述第二电平的所述正尖峰紧邻地在所述第二跃迁之前，或者
施加于所述第一电平的所述正尖峰紧邻地在所述第一跃迁之前。
7.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中，所述第一电平、所述第二电平和所述第三电平均具有相同的极性。
8.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中，所述第一电平、所述第二电平和所述第三电平中的一个电平具有第一极性，并且所述第一电平、所述第二电平和所述第三电平中的另一电平具有不同于所述第一极性的第二极性。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述非线性器件是激光二极管、发光二极管、光电二极管、晶体管或者放大器中的任一种。
10.用于通过非线性器件处理数字信号的设备，所述数字信号进行从第一电平到第二电平的第一跃迁，所述设备包括：
预加重驱动器(401)，所述预加重驱动器用于预加重所述数字信号；和
非线性器件(402)，所述非线性器件用于处理由所述预加重驱动器(401)输出的所述预加重的数字信号；
其特征在于，
所述预加重驱动器(401)适合于在所述第一电平低于所述第二电平时通过在所述第一跃迁之前将负尖峰施加到所述第一电平来预加重所述数字信号；和/或
适合于当所述第一电平高于所述第二电平时，通过在所述第一跃迁之前对所述第一电平施加正尖峰来预加重所述数字信号。
11.根据权利要求10所述的设备，其中，在所述第一跃迁之后，所述数字信号进一步进行从所述第二电平到第三电平的第二跃迁,并且
所述预加重驱动器(401)进一步适合于在所述第二电平高于所述第三电平时通过在所述第二跃迁之前将正尖峰施加到所述第二电平来预加重所述数字信号；和/或
适合于当所述第二电平低于所述第三电平时，通过在所述第二跃迁之前对所述第二电平施加负尖峰来预加重所述数字信号。
12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述第一电平不同于所述第三电平。
13.根据权利要求11所述的设备，其中，所述第一电平与所述第三电平一致。
14.根据权利要求12或13所述的设备，其中，在所述第一跃迁之前，所述数字信号进一步进行从第四电平到所述第一电平的第三跃迁，
当所述第一电平低于所述第二电平时，在所述第一跃迁之前施加于所述第一电平的负尖峰与接近所述第三跃迁相比更接近所述第一跃迁，
当所述第一电平低于所述第二电平时，在所述第二跃迁之前施加于所述第二电平的正尖峰与接近所述第一跃迁相比更接近所述第二跃迁，
当所述第一电平高于所述第二电平时，在所述第一跃迁之前施加于所述第一电平的正尖峰与接近所述第三跃迁相比更接近所述第一跃迁，并且
当所述第一电平高于所述第二电平时，在所述第二跃迁之前施加于所述第二电平的负尖峰与接近所述第一跃迁相比更接近所述第二跃迁。
15.根据权利要求11至13中任一项所述的设备，其中，施加于所述第一电平的所述负尖峰紧邻地在所述第一跃迁之前，或者
施加于所述第二电平的所述负尖峰紧邻地在所述第二跃迁之前，或者
施加于所述第二电平的所述正尖峰紧邻地在所述第二跃迁之前，或者
施加于所述第一电平的所述正尖峰紧邻地在所述第一跃迁之前。
16.根据权利要求11至13中任一项所述的设备，其中，所述第一电平、所述第二电平和所述第三电平均具有相同的极性。
17.根据权利要求11至13中任一项所述的设备，其中，所述第一电平、所述第二电平和所述第三电平中的一个电平具有第一极性，并且所述第一电平、所述第二电平和所述第三电平中的另一电平具有不同于所述第一极性的第二极性。
18.根据权利要求10至13中任一项所述的设备，其中，所述非线性器件(402)是激光二极管、发光二极管、光电二极管、晶体管或者放大器中的任一种。
19.用于将数字信号传输过传输媒质的发送器(400)，包括根据权利要求10至18中任一项所述的设备。
20.根据权利要求19所述的发送器，其中，所述非线性器件(402)是激光二极管，而所述传输媒质是光纤。
21.包括根据权利要求19或20所述的发送器的通信系统。
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