CN107070480A - 数字码恢复电路 - Google Patents

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CN107070480A CN201610964283.0A CN201610964283A CN107070480A CN 107070480 A CN107070480 A CN 107070480A CN 201610964283 A CN201610964283 A CN 201610964283A CN 107070480 A CN107070480 A CN 107070480A
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薛福隆
沈武
卓聊洲
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Abstract

一种数字码恢复电路包含数据发射器，所述数据发射器输出输入数据或前导码作为发射器数据。射频互连件RFI发射器基于所述发射器数据而调制载波信号并在信道上将所述经调制载波信号发射到RFI接收器，所述RFI接收器解调所述载波信号以获得经恢复发射器数据。校准存储装置存储前导数据，且校准电路接收所述经恢复发射器数据。如果所述经恢复发射器数据源于所述前导码，那么所述校准电路根据所述经恢复发射器数据及所述前导数据而确定一组数字校准调整。如果所述经恢复发射器数据源于所述输入数据，那么所述校准电路对所述经恢复发射器数据应用所述组数字校准调整以获得经调整数字码并输出所述经调整数字码。

Description

数字码恢复电路
技术领域
本发明涉及数字通信领域，更具体的，涉及数字码恢复电路。
背景技术
数字通信可包含数字数据在射频互连件(RFI)上的调制、传输及解调。信噪比(SNR)对于RFI性能来说是重要的，重要程度取决于用于对所发射信号进行调制及解调的方案。由于信号幅度是SNR的关键组成部分，因而关于信号幅度的信息对于改善RFI性能来说是有用的。
发明内容
根据本发明一实施例，一种数字码恢复电路包括：数据发射器、射频互连件RFI发射器、RFI接收器、校准存储装置以及校准电路。数据发射器接收输入数据及前导码并输出输入数据及前导码中的一者或两者作为发射器数据；射频互连件RFI发射器基于发射器数据而产生多个经调制载波信号并在信道上发射多个经调制载波信号；RFI接收器从信道接收多个经调制载波信号、解调多个经调制载波信号以获得经恢复发射器数据并输出经恢复发射器数据；校准存储装置存储前导数据；及校准电路接收经恢复发射器数据；如果经恢复发射器数据源于前导码，那么根据经恢复发射器数据及前导数据而确定一组数字校准调整；及如果经恢复发射器数据源于输入数据，那么对经恢复发射器数据应用组数字校准调整以获得经调整数字码并输出经调整数字码。
附图说明
依据结合附图阅读的以下详细说明，会最佳地理解本发明的各方面。应注意，根据业内标准惯例，各种特征并非是按比例绘制。事实上，为使论述清晰起见，可任意地增加或减小各种特征的尺寸。
图1是根据一些实施例的数字码恢复电路的示意图。
图2是根据一些实施例的发射器的示意图。
图3是根据一些实施例的接收器的示意图。
图4是根据一些实施例的数字码传输序列的图。
图5是根据一些实施例的应用一组数字校准调整的方法的流程图。
图6是根据一些实施例的发射数据的方法的流程图。
具体实施方式
以下揭示内容提供不同的实施例或实例，以用于实施所提供标的物的特征。下文描述组件及布置的特定实例以简化本发明。当然，这些仅为实例且并非是限制性。举例来说，在以下说明中在第二特征上方或上形成第一特征可包含其中第一特征与第二特征是直接接触地形成的实施例，且也可包含其中可在第一特征与第二特征之间形成额外特征使得第一特征与第二特征可不直接接触的实施例。另外，本发明可在各种实例中重复参考编号及/或字母。此重复是用于简化及清晰目的，且本身并不决定所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。
前导码由数字码恢复电路用于识别并补偿影响信号幅度的传输损耗。在第一步骤中，从数据发射器发射并由校准电路接收前导码，所述校准电路基于经恢复前导码及所存储前导数据而确定一组数字校准调整。在第二步骤中，所述校准电路对随后由所述数据发射器所发射的数据应用所述组数字校准调整，借此产生补偿所述传输损耗的经调整数字码。
图1是根据一些实施例的数字码恢复电路100的示意图。数字码恢复电路100包含发射器110，发射器110经配置以通过信道130将多个经调制载波信号131A/B发射到接收器120。数据发射器140经配置以将发射器数据141输出到接收器120。校准电路150经配置以从接收器120接收经恢复发射器数据121并基于一组数字校准调整157而输出经调整数字码151。数据发射器140经配置以接收输入数据143。在一些实施例中，数据发射器140经配置以连同前导码145一起而接收输入数据143。在一些实施例中，数字码恢复电路100包含发射器存储装置147，发射器存储装置147连接到数据发射器140且经配置以存储前导码145。校准存储装置153连接到校准电路150且经配置以存储前导数据155。
发射器110经配置以产生多个载波信号(未展示)、调制所述多个载波信号中的每一信号并在信道130上发射所得的多个经调制载波信号131A。发射器110经配置以基于从数据发射器140所接收的发射器数据141而调制所述多个载波信号中的每一信号。在一些实施例中，所述多个载波信号中载波信号的数目等于从数据发射器140所接收的发射器数据141的数据位的数目。
接收器120经配置以从信道130接收多个经调制载波信号131B、解调所述多个经调制载波信号131B中的每一信号以获得经恢复发射器数据121并输出经恢复发射器数据121。接收器120经配置以产生多个载波信号(未展示)，所述多个载波信号用于解调所述多个经调制载波信号131B中的每一信号。所述多个载波信号中载波信号的数目等于多个经调制载波信号131B中经调制载波信号的数目。
信道130经配置以将多个经调制信号131A/B从发射器110传播到接收器120。信道130包含传输线路。在一些实施例中，信道130包含具有差分传输线路配置的两个传输线路。
在一些实施例中，发射器110、接收器120及信道130被配置为其中发射器110是射频互连件(RFI)发射器且接收器120是RFI接收器的RFI。在一些实施例中，发射器110、接收器120及信道130被配置为其中多个经调制信号131A/B是在具有差分传输线路配置的信道130上传播的RFI。
数据发射器140经配置以接收输入数据143及前导码145并输出发射器数据141。输入数据143、前导码145及发射器数据141中的每一者是具有N个数据位的数字码。在一些实施例中，数字码恢复电路100包含经配置以存储前导码145的发射器存储装置147，且数据发射器140经配置以从发射器存储装置147接收前导码145。在一些实施例中，数据发射器140经配置以连同输入数据143一起接收前导码145。
在一些实施例中，数据发射器140经配置以在操作中输出包含输入数据143及前导码145两者的发射器数据141的单个实例。在一些实施例中，数据发射器140经配置以在操作中输出发射器数据141的第一实例及发射器数据141的第二实例，发射器数据141的第二实例与发射器数据141的第一实例分开，第一实例仅包含前导码145且第二实例包含输入数据143而不包含前导码145。
校准电路150经配置以从接收器120接收经恢复发射器数据121、确定所述组数字校准调整157并基于所述组数字校准调整157而输出经调整数字码151。经恢复发射器数据121包含源于前导码145或输入数据143的数据。校准电路150经配置以使用源于前导码145的经恢复发射器数据121来确定所述组数字校准调整157并对源于输入数据143的经恢复发射器数据121应用所述组数字校准调整157。在一些实施例中，所述组数字校准调整157包括多个调整值。在一些实施例中，所述组数字校准调整157包括单个调整值。
图2是根据一些实施例的发射器200的示意图，发射器200可用作数字码恢复电路100的发射器110。发射器200包含调制器TX1..TXN，调制器TX1..TXN经配置以接收数字码210及载波信号TC1..TCN，并输出经调制信号TXO1..TXON。发射器200还包含：载波信号产生器220，其经配置以产生载波信号TC1..TCN；及放大器230，其经配置以接收经调制信号TXO1..TXON并输出经放大信号231。在一些实施例中，数字码210是发射器数据141且经放大信号231是多个经调制信号131A。
调制器TX1..TXN中的第N调制器经配置以从载波信号产生器220接收数字码210的第n位及载波信号TC1..TCN中的第N载波信号。调制器的数目N等于数字码210中数据位的数目及载波信号TC1..TCN的数目。在图2中所描绘的实例中，N＝3。在各种实施例中，N小于3或大于3。
调制器TX1..TXN中的每一调制器经配置以用数字码210中的对应位调制载波信号TC1..TCN中的对应载波信号，以产生经调制信号TXO1..TXON。在一些实施例中，调制器TX1..TXN中的每一调制器经配置以使用正交幅度调制(QAM)方案来调制载波信号TC1..TCN中的对应载波信号。在一些实施例中，调制器TX1..TXN中的每一调制器经配置以使用256点QAM(256-QAM)方案来调制载波信号TC1..TCN中的对应载波信号。
放大器230经配置以接收并放大经调制信号TXO1..TXON并输出经放大差分信号作为经放大信号231。在一些实施例中，放大器230经配置以在数字码恢复电路100的信道130上输出经放大信号231。
图3是根据一些实施例的接收器300的示意图，接收器300可用作数字码恢复电路100的接收器120。接收器300包含放大器310，所述放大器310经配置以接收输入信号311并输出经放大信号312。载波信号产生器320经配置以产生载波信号RC1..RCN，且解调器RX1..RXN经配置以接收经放大信号312及载波信号RC1..RCN并输出经解调信号RXO1..RXON。模/数转换器ADC1..ADCN经配置以接收经解调信号RXO1..RXON并输出经恢复码330。在一些实施例中，输入信号311是多个经调制信号131B，且经恢复码330是经恢复发射器数据121。
输入信号311包含使用原始数字码而调制的N个载波信号。在一些实施例中，输入信号311包含使用发射器200的数字码210而调制的载波信号。
放大器310经配置以接收并放大输入信号311，且输出经放大信号作为经放大信号312。在一些实施例中，放大器310经配置以从数字码恢复电路100的信道130接收输入信号311。
解调器RX1..RXN中的第N解调器经配置以接收经放大信号312并从载波信号产生器320接收载波信号RC1..RCN中的第N载波信号。解调器的数目N等于载波信号RC1..RCN的数目。在图3中所描绘的实例中，N＝3。在各种实施例中，N小于3或大于3。
解调器RX1..RXN中的每一解调器经配置以解调经放大信号312中的对应经调制载波信号并将经解调信号RXO1..RXON中的对应模拟经解调信号输出到模/数转换器(ADC)ADC1..ADCN中的对应ADC。在一些实施例中，解调器RX1..RXN中的每一解调器经配置以使用正交幅度解调(QAM)方案来解调经放大信号312的对应经调制载波信号。在一些实施例中，解调器RX1..RXN中的每一解调器经配置以使用256点QAM(256-QAM)方案来解调经放大信号312的对应载波信号。
ADC ADC1..ADCN经配置以将对应模拟经解调信号RXO1..RXON转换成数字经恢复码330。基于解调器RX1..RXN及ADC ADC1..ADCN的配置，数字经恢复码330是用于调制输入信号311的N个载波信号的原始数字码的经恢复版本。在一些实施例中，ADC ADC1..ADCN经配置以将经恢复码330提供到数字码恢复电路100的校准电路150。
图4是根据一些实施例的数字码传输序列的图。数字码410具有从第一低码CL1到第一高码CH1的值范围。在图4中所描绘的传输序列中，第一高码CH1由所发射信号420中的第一最高电压电平VH1、所接收信号440中的第二最高电压电平VH2表示，并被转换成经恢复码450中的第二高码CH2。第一低码CL1由所发射信号420中的第一最低电压电平VL1、所接收信号440中的第二最低电压电平VL2表示，并被转换成经恢复码450中的第二低码CL2。所发射信号420传播穿过传输介质430并作为所接收信号440而被接收。
第一低码CL1对应于具有N个位的数字码410，其中所有N个位均具有值0。第一高码CH1对应于具有N个位的数字码410，其中所有N个位均具有值1。具有N个位的数字码410具有2N个可能值，包含第一低码CL1及第一高码CH1。
在一些实施例中，数字码410是数字码恢复电路100的发射器数据141。在一些实施例中，数字码410是数字码恢复电路100的前导码145。
具有第一最低电压电平VL1及第一最高电压电平VH1的所发射信号420被发射穿过传输介质430并作为所接收信号440而被接收，所接收信号440具有第二最低电压电平VL2及第二最高电压电平VH2。在一些实施例中，所发射信号420是数字码恢复电路100的多个经调制载波信号131A，所接收信号440是数字码恢复电路100的多个经调制载波信号131B，且传输介质430是数字码恢复电路100的信道130。
经恢复码450的第二低码CL2是从第二最低电压电平VL2数字化而成，且经恢复码450的第二高码CH2是从第二最高电压VH2数字化而成。在一些实施例中，经恢复码450是数字码恢复电路100的经恢复发射器数据121。
由于传播穿过传输介质430，因而所发射信号420在作为所接收信号440被接收之前会失真。传输介质430具有会影响信号失真的频率响应。在一些实施例中，传输介质430充当信号衰减器且具有频率响应，使得高频率比低频率被衰减得更多。
在一些实施例中，由于信号失真，第二最低电压电平VL2高于第一最低电压电平VL1。在一些实施例中，由于信号失真，第二最高电压电平VH2低于第一最高电压电平VH1。
由于第二低码CL2是从第二最低电压电平VL2数字化而成，因而如果第二最低电压电平VL2不等于第一最低电压电平VL1，那么第二低码CL2不同于对应于第一最低电压电平VL1的第一低码CL1。由于第二高码CH2是从第二最高电压VH2数字化而成，因而如果第二最高电压电平VH2不等于第一最高电压电平VH1，那么第二高码CH2不同于对应于第一最高电压电平VH1的第一高码CH1。
在一些实施例中，数字码410是数字码恢复电路100的前导码145，且根据经恢复码450及前导码145而确定一组数字校准调整。在一些实施例中，数字码恢复电路100的校准电路150经配置以根据经恢复码450及前导码145而确定所述组数字校准调整157。
偏移值被定义为第一低码CL1与第二低码CL2之间的差，由下式给出
偏移值＝CL2-CL1 (1)
在一些实施例中，CL1等于0，且偏移值等于CL2。
对于具有N个数据位的数字码410，数字按比例缩放因数(DSF)被定义为数字码410的跨度对经恢复码450的跨度的比率，由下式给出
DSF＝2N/(CH2-CL2) (2)
在一些实施例中，CL2等于0，且DSF简化为2N/CH2。
在一些实施例中，偏移值及DSF是数字码恢复电路100的所述组数字校准调整157，且校准电路150经配置以确定偏移值及DSF。
在一些实施例中，数字码410是数字码恢复电路100的输入数据143，偏移值及DSF是所述组数字校准调整157，且校准电路150经配置以在两个步骤中对经恢复码450应用所述组数字校准调整157。在第一步骤中，在一些实施例中，从经恢复码450减去偏移值以获得经偏移校正的数据。在第二步骤中，在一些实施例中，将经偏移校正的数据与DSF相乘以获得经调整数字码。
通过对经恢复码450应用上文关于方程式(1)及(2)所述的所述组实例性数字校准调整，所得经调整数字码补偿所发射信号420的失真。
图5是根据一些实施例的应用一组数字校准调整的方法500的流程图。方法500可结合校准电路(例如，校准电路150)而使用。
方法500以操作510开始，在操作510中，根据经恢复前导码的最低码值而确定偏移值。在一些实施例中，所述偏移值是使用方程式(1)而确定。在一些实施例中，经恢复前导码是基于前导码145。在一些实施例中，所述前导码具有最低码值0，且偏移值等于经恢复前导码的最低码值。
方法500以操作520继续，在操作520中，根据经恢复前导码及数据位的数目N而计算数字按比例缩放因数。在一些实施例中，所述数字按比例缩放因数是使用方程式(2)而确定。在一些实施例中，所述经恢复前导码是数字码恢复电路100的源于前导码145的经恢复数据121。
方法500以操作530继续，在操作530中，通过从经恢复数据减去偏移值以获得经偏移校正的数据来执行偏移校正。在一些实施例中，经恢复数据是数字码恢复电路100的源于输入数据143的经恢复数据121。在一些实施例中，偏移值是0，且经偏移校正的数据等同于经恢复数据。
方法500以操作540继续，在操作540中，将经偏移校正的数据与数字按比例缩放因数相乘以获得经调整数字码。在一些实施例中，经调整数字码是数字码恢复电路100的经调整数字码151。
图6是根据一些实施例的发射数据的方法600的流程图。方法600可结合数字码恢复电路(例如，数字码恢复电路100)而使用。
方法600以操作610开始，在操作610中，在RFI上发射前导码以获得经恢复前导码。在一些实施例中，前导码是数字码恢复电路100的前导码145。在一些实施例中，发射前导码是将前导码与额外传输数据一起连续地发射的一部分。在一些实施例中，发射前导码与发射额外传输数据是分开的。
在一些实施例中，操作610包含产生多个载波信号、基于前导码而调制所述多个载波信号中的每一载波信号并解调每一经调制载波信号。在一些实施例中，调制每一载波信号及解调每一经调制载波信号是使用QAM方案而执行。在一些实施例中，调制每一载波信号及解调每一经调制载波信号是使用256点QAM方案而执行。
在一些实施例中，前导码是使用上文关于图2所述的发射器200而发射。在一些实施例中，前导码由上文关于图3所述的接收器300接收并恢复。
方法600以操作620继续，在操作620中，由校准电路接收经恢复前导码。在一些实施例中，所述校准电路是数字码恢复电路100的校准电路150。
方法600以操作630继续，在操作630中，由校准电路根据经恢复前导码及所存储前导数据而计算一组数字校准调整。在一些实施例中，所述组数字校准调整是数字码恢复电路100的所述组数字校准调整157。在一些实施例中，操作630是作为上文关于图5所述的方法500的操作510及520而执行。
方法600以操作640继续，在操作640中，在RFI上发射数据。在一些实施例中，所述数据是数字码恢复电路100的源于输入数据143的发射器数据141。在一些实施例中，发射数据是将前导码与数据一起连续地发射的一部分。在一些实施例中，发射所述数据与发射所述前导码是分开的。
在一些实施例中，操作640包含产生多个载波信号、基于数据而调制所述多个载波信号中的每一载波信号并解调每一经调制载波信号。在一些实施例中，调制每一载波信号及解调每一经调制载波信号是使用QAM方案而执行。在一些实施例中，调制每一载波信号及解调每一经调制载波信号是使用256点QAM方案而执行。
在一些实施例中，数据是使用上文关于图2所述的发射器200而发射。在一些实施例中，数据由上文关于图3所述的接收器300接收并恢复。
方法600以操作650继续，在操作650中，由校准电路接收经恢复数据。在一些实施例中，经恢复数据是数字码恢复电路100的经恢复数据121。
方法600以操作660继续，在操作660中，对经恢复数据应用所述组数字校准调整以获得经调整数字码。在一些实施例中，经调整数字码是数字码恢复电路100的经调整数字码151。在一些实施例中，操作660是作为上文关于图5所述的方法500的操作530及540而执行。
方法600以操作670结束，在操作670中，输出经调整数字码。
本说明的一个方面涉及一种数字码恢复电路。数字码恢复电路包含数据发射器，所述数据发射器经配置以接收输入数据及前导码并输出所述输入数据及所述前导码中的一者或两者作为发射器数据。射频互连件(RFI)发射器经配置以基于所述发射器数据而产生多个经调制载波信号并经由信道发射所述多个经调制载波信号，且RFI接收器经配置以从所述信道接收所述多个经调制载波信号、解调所述多个经调制载波信号以获得经恢复发射器数据并输出所述经恢复发射器数据。校准存储装置存储前导数据，且校准电路经配置以接收所述经恢复发射器数据。如果所述经恢复发射器数据源于所述前导码，那么所述校准电路经配置以根据所述经恢复发射器数据及所述前导数据而确定一组数字校准调整。如果所述经恢复发射器数据源于所述输入数据，那么所述校准电路经配置以对所述经恢复发射器数据应用所述组数字校准调整以获得经调整数字码并输出所述经调整数字码。
本说明的另一方面涉及一种在射频互连件(RFI)上发射数据(包括发射前导码)并由校准电路接收所述前导码的经恢复版本的方法。所述校准电路根据所述前导码的所述经恢复版本及所存储前导数据而确定一组数字校准调整。所述方法进一步包括在所述RFI上发射数据、由所述校准电路接收所述数据的经恢复版本并由所述校准电路对所述数据的所述经恢复版本应用所述组数字校准调整以获得经调整数字码。
本说明的又一方面涉及一种在射频互连件(RFI)上发射前导码并由校准电路接收所述前导码的经恢复版本的方法。所述校准电路根据所述前导码的所述经恢复版本及所存储前导数据而确定偏移值并根据所述前导码的所述经恢复版本及所述所存储前导数据而计算数字按比例缩放因数。所述方法进一步包括在所述RFI上发射数据、由所述校准电路接收所述数据的经恢复版本、由所述校准电路从所述数据的所述经恢复版本减去所述偏移值以获得经偏移校正的数据并由所述校准电路将所述经偏移校正的数据与所述数字按比例缩放因数相乘以获得经调整数字码。
上文概述了数个实施例的特征，使得所属领域的技术人员可较佳地理解本发明的方面。所属领域的技术人员应了解，其可容易地使用本发明作为设计或修改用于实施相同目的的其它过程及结构及/或实现本文所介绍实施例的相同优点的基础。所属领域的技术人员还应认识到，此类等效构造并不背离本发明的精神及范围，且其可对本文作出各种改变、替代及更改，此并不背离本发明的精神及范围。

Claims (1)

1.一种数字码恢复电路，其包括：
数据发射器，其经配置以接收输入数据及前导码并输出所述输入数据及所述前导码中的一者或两者作为发射器数据；
射频互连件RFI发射器，其经配置以基于所述发射器数据而产生多个经调制载波信号并在信道上发射所述多个经调制载波信号；
RFI接收器，其经配置以从所述信道接收所述多个经调制载波信号、解调所述多个经调制载波信号以获得经恢复发射器数据并输出所述经恢复发射器数据；
校准存储装置，其存储前导数据；及
校准电路，其经配置以：
接收所述经恢复发射器数据；
如果所述经恢复发射器数据源于所述前导码，那么根据所述经恢复发射器数据及所述前导数据而确定一组数字校准调整；及
如果所述经恢复发射器数据源于所述输入数据，那么对所述经恢复发射器数据应用所述组数字校准调整以获得经调整数字码并输出所述经调整数字码。
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