CN107733821A - 信道补偿方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信道补偿方法和装置。其中，该方法包括：接收通过信道发送的数据；从接收到的数据中检测信道的单位脉冲响应数据，其中，单位脉冲响应数据用于标识数据通过信道进行发送时，信道对发送的数据的影响；根据检测到的单位脉冲响应数据，控制用于对信道进行补偿的判决反馈均衡器的输入，完成对信道的补偿。本发明解决了由于信道衰减幅度的不确定性和补偿均衡器存在工艺偏差的影响，造成的信道补偿不精准的技术问题。

Description

信道补偿方法和装置

技术领域

本发明涉及信号通信领域，具体而言，涉及一种信道补偿方法和装置。

背景技术

在相关技术中，数据通信中的基带通信方式是目前远距离宽带数据通信的主流，同时由于节约成本，作为基带通信中的主要方式之一的串行数据通信应用较普遍。图1是相关技术中高速串行数据通信链路中数据处理的流程图，如图1所示，高速串行数据通信链路中数据处理流程为：发送端低速并行数据通过并串转换器变成高速串行数据，发送器发送高速串行数据，串行数据通过信道到达接收端，接收端对数据进行恢复，恢复的高速数据通过串并转换器变成并行数据供数字处理。

实际数据传输过程中，数据传输信道包括芯片与芯片之间的印刷电路板走线、板级芯片之间连线、传输电缆等。这些信道在高速数据传输中表现出很强的衰减特性，这是由信道的材料特质所决定的，高速信号通过信道后会有很强的符号间干扰。所以在高速串行数据通信中，由于受信道衰减和趋肤效应等影响，接收端数据会受到严重的符号间干扰。故在串行数据接收端一般都需要通过均衡器补偿信道衰减，但由于信道衰减幅度的不确定性和补偿均衡器受工艺的偏差等，补偿会存在欠补偿或者过度补偿。现有的补偿模式包括但不限于：1.上电后发送端和接收端的协议补偿调节；2.基于最小二乘法的自适应信道补偿。但以上补偿模式实现方式复杂，且不能实现精准补偿。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种信道补偿方法和装置，以至少解决由于信道衰减幅度的不确定性和补偿均衡器存在工艺偏差的影响，造成的信道补偿不精准的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种信道补偿方法，该方法包括：接收通过所述信道发送的数据；从接收到的所述数据中检测所述信道的单位脉冲响应数据，其中，所述单位脉冲响应数据用于标识所述数据通过所述信道进行发送时，所述信道对发送的所述数据的影响；根据检测到的所述单位脉冲响应数据，控制用于对所述信道进行补偿的判决反馈均衡器的输入，完成对所述信道的补偿。

可选的，根据检测到的所述单位脉冲响应数据，控制用于对所述信道进行补偿的判决反馈均衡器的输入，完成对所述信道的补偿包括：从检测到的所述单位脉冲响应数据进行处理获得单位脉冲响应系数，其中，所述单位脉冲响应系数用于所述数据通过所述信道进行发送时，所述信道对发送的所述数据的符号间干扰的强度；将获得的所述单位脉冲响应系数作为判决反馈均衡器的输入，完成对所述信道的补偿。

可选的，从检测到的所述单位脉冲响应数据进行处理获得单位脉冲响应系数包括：对接收的所述数据进行采样，获得采样数据；对获得的所述采样数据进行量化，获得量化数据；对所述量化数据进行噪声滤波，获得噪声滤波数据；根据获得的所述噪声滤波数据进行检测，获得所述单位脉冲响应系数。

可选的，将获得的所述单位脉冲响应系数作为判决反馈均衡器的输入，完成对所述信道的补偿，包括：根据获取的所述单位脉冲响应系数调节所述判决反馈均衡器的抽头系数；根据调节后的所述抽头系数，控制所述判决反馈均衡器完成信道补偿。

可选的，在从接收到的所述数据中检测所述信道的所述单位脉冲响应数据之前，还包括：对接收到的所述数据进行预处理，其中，所述预处理包括如下处理方式中至少之一：对所述数据进行放大处理、对所述数据进行连续时间线性均衡处理。

可选的，根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种信道补偿装置，包括：接收模块，用于接收通过所述信道发送的数据；检测模块，用于从接收到的所述数据中检测所述信道的单位脉冲响应数据，其中，所述单位脉冲响应数据用于标识所述数据通过所述信道进行发送时，所述信道对发送的所述数据的影响；控制模块，用于根据检测到的所述单位脉冲响应数据，控制用于对所述信道进行补偿的判决反馈均衡器的输入，完成对所述信道的补偿。

可选的，所述控制模块包括：获得单元，用于从检测到的所述单位脉冲响应数据进行处理获得单位脉冲响应系数，其中，所述单位脉冲响应系数用于所述数据通过所述信道进行发送时，所述信道对发送的所述数据的符号间干扰的强度；补偿单元，用于将获得的所述单位脉冲响应系数作为判决反馈均衡器的输入，完成对所述信道的补偿。

可选的，所述获得单元包括：采样子单元，用于对接收的所述数据进行采样，获得采样数据；量化子单元，用于对获得的所述采样数据进行量化，获得量化数据；滤波子单元，用于对获得的所述量化数据进行噪声滤波，获得噪声滤波数据；检测子单元，用于根据获得的所述噪声滤波数据进行检测，获得所述单位脉冲响应系数。

可选的，所述补偿单元包括：调节子单元，用于根据获取的所述单位脉冲响应系数调节所述判决反馈均衡器的抽头系数；控制子单元，用于根据调节后的所述抽头系数，控制所述判决反馈均衡器完成信道补偿。

可选的，所述信道补偿装置还包括：预处理模块，用于在从接收到的所述数据中检测所述信道的所述单位脉冲响应数据之前，对接收到的所述数据进行预处理，其中，所述预处理包括如下处理方式中至少之一：对所述数据进行放大处理、对所述数据进行连续时间线性均衡处理。

在本发明实施例中，采用一种快速信道检测和补偿的方式，通过接收信道发送的数据，从接收到的数据中检测信道的单位脉冲响应数据，根据检测到的单位脉冲响应数据，控制用于对信道进行补偿的判决反馈均衡器的输入，达到了信道补偿的目的。进而实现了快速获得信道单位脉冲响应、准确消除符号间干扰的技术效果。进而解决了由于信道衰减幅度的不确定性和补偿均衡器存在工艺偏差的影响，造成的信道补偿不精准的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是相关技术中高速串行数据通信链路中数据处理的流程图；

图2是根据本发明实施例的信道补偿方法的流程图；

图3是根据本发明实施例的高速串行数据经过信道衰减后在接收端的眼图；

图4是根据本发明实施例的接收端眼图闭合的示意图；

图5是根据本发明实施例的单位脉冲响应系数获取过程的示意图；

图6是根据本发明实施例的信道补偿装置的结构框图；

图7是根据本发明实施例的信道补偿装置中控制模块66的结构框图；

图8是根据本发明实施例的信道补偿装置中控制模块66中获得单元72的结构框图；

图9是根据本发明实施例的信道补偿装置中控制模块66中补偿单元74的结构框图；

图10是根据本发明实施例的信道补偿装置的优化结构框图；

图11是根据本发明实施例构建的信道补偿系统的优化系统结构图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本发明实施例，提供了一种信道补偿的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图2是根据本发明实施例的信道补偿方法的流程图，如图2所示，该方法包括如下步骤：

步骤S202，接收通过信道发送的数据；

步骤S204，从接收到的数据中检测信道的单位脉冲响应数据，其中，该单位脉冲响应数据用于标识数据通过信道进行发送时，信道对发送的数据的影响；

步骤S206，根据检测到的单位脉冲响应数据，控制用于对信道进行补偿的判决反馈均衡器的输入，完成对信道的补偿。

通过上述步骤，依据接收到的信道数据，通过检测模块快速检测信道的单位脉冲响应数据，因单位脉冲响应可以体现信道对发送数据的影响(例如，包括衰减、阻抗不匹配)，故将该单位脉冲响应数据输入对信道进行补偿的判决反馈均衡器，对反馈均衡器进行调节，以达到信道补偿的目的。从而实现了快速获得信道单位脉冲响应、准确消除符号间干扰的技术效果。进而解决了由于信道衰减幅度的不确定性和补偿均衡器存在工艺偏差的影响，造成的信道补偿不精准的技术问题。

根据检测到的单位脉冲响应数据，控制用于对信道进行补偿的判决反馈均衡器的输入，完成对信道的补偿包括：从检测到的单位脉冲响应数据进行处理获得单位脉冲响应系数，其中，单位脉冲响应系数用于数据通过信道进行发送时，信道对发送的数据的符号间干扰的强度；将获得的单位脉冲响应系数作为判决反馈均衡器的输入，完成对信道的补偿。

需要说明的是，如图1所示，高速串行数据通信链路中，发送端低速并行数据通过并串转换器变成高速串行数据，发送器发送高速串行数据，串行数据通过信道到达接收端，接收端对数据进行恢复，恢复的高速数据通过串并转换器变成并行数据供数字处理。

数据传输信道包括芯片与芯片之间的印刷电路板走线、板级芯片之间连线、传输电缆等。这些信道在高速数据传输中表现出很强的衰减特性，这是由信道的材料特质所决定的，高速信号通过信道后会有很强的符号间干扰，图3是根据本发明实施例的高速串行数据经过信道衰减后在接收端的眼图，如图3所示，高速串行数据经过信道后在接收端的眼图，眼睛已经完全闭合，在接收端必须经过信道补偿才能恢复出发送端数据。

图4是根据本发明实施例的接收端眼图闭合的示意图，图4所示，401所示为信道的单位脉冲响应曲线，402为发送端发送的良好波形，接收端接收到的数据是信道单位脉冲响应与发送端脉冲数据波形的卷积结果，其表现为很强的符号间干扰。本发明在接收端检测获取信道的单位脉冲响应系数(即曲线系数)，通过判决反馈均衡器消除实现准确的符号间干扰消除，从而实现信道补偿。

优选的，从检测到的单位脉冲响应数据进行处理获得单位脉冲响应系数包括：对接收的数据进行采样，获得采样数据；对获得的采样数据进行量化，获得量化数据；对量化数据进行噪声滤波，获得噪声滤波数据；根据获得的噪声滤波数据进行检测，获得单位脉冲响应系数。

此为一种获得单位脉冲响应系数的优选方式，图5是根据本发明实施例的单位脉冲响应系数获取过程的示意图，如图5所示，单位脉冲响应系数获取过程中，发送端等间隔发送单位脉冲数据，接收端的数据是经过信道以后的等间隔单位脉冲响应波形，通过相移时钟采样接收端数据，后续模数转换器对采样数据进行量化，量化后的数据可以通过可选的低通滤波器对量化系数进行噪声滤波，通过获取模块获得单位脉冲响应系数，需要说明的是，此获取模块可以为系数判决和存储模块。

优选的，将获得的单位脉冲响应系数作为判决反馈均衡器的输入，完成对信道的补偿，包括：根据获取的单位脉冲响应系数调节判决反馈均衡器的抽头系数；根据调节后的抽头系数，控制判决反馈均衡器完成信道补偿。

该步骤利用以上步骤获取的单位脉冲响应系数，通过均衡器抽头系数调节器，调节反馈均衡器抽头系数，进而调节反馈均衡器自身补偿特性，实现精确的数据通信符号间消除。

优选的，在从接收到的数据中检测信道的单位脉冲响应数据之前，还包括：对接收到的数据进行预处理，其中，预处理包括如下处理方式中至少之一：对数据进行放大处理、对数据进行连续时间线性均衡处理。

即根据接收的数据情况和系统要求，可在接收到需补偿的信道数据之后，接入信号放大装置或均衡装置，以便于将信号放大之后或均衡调整之后能更精准或更直观的进行后续处理。

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种信道补偿装置，图6是根据本发明实施例的信道补偿装置的结构框图，如图6所示，该信道补偿装置包括：接收模块62，检测模块64，控制模块66。下面对信道补偿装置进行详细说明。

接收模块62，用于接收通过信道发送的数据；

检测模块64，连接于接收模块62，用于从接收到的数据中检测信道的单位脉冲响应数据，其中，单位脉冲响应数据用于标识数据通过信道进行发送时，信道对发送的数据的影响；

控制模块66，连接于接收模块62和检测模块64，用于根据检测到的单位脉冲响应数据，控制用于对信道进行补偿的判决反馈均衡器的输入，完成对信道的补偿。

图7是根据本发明实施例的信道补偿装置中控制模块66的结构框图，如图7所示，该控制模块66包括：获得单元72和补偿单元74，下面对该控制模块66进行说明。

获得单元72，用于从检测到的单位脉冲响应数据进行处理获得单位脉冲响应系数，其中，单位脉冲响应系数用于数据通过信道进行发送时，信道对发送的数据的符号间干扰的强度；

补偿单元74，连接至上述获得单元72，用于将获得的单位脉冲响应系数作为判决反馈均衡器的输入，完成对信道的补偿。

图8是根据本发明实施例的信道补偿装置中控制模块66的获得单元72的结构框图，如图8所示，该获得单元72包括：采样子单元82、量化子单元84、滤波子单元86和检测子单元88，下面对该获得单元72进行说明。

采样子单元82，用于对接收的数据进行采样，获得采样数据；

量化子单元84，连接至上述采样子单元82，用于对获得的采样数据进行量化，获得量化数据；

滤波子单元86，连接至上述量化子单元84，用于对获得的量化数据进行噪声滤波，获得噪声滤波数据；

检测子单元88，连接至上述滤波子单元86，用于根据获得的噪声滤波数据进行检测，获得单位脉冲响应系数。

图9是根据本发明实施例的信道补偿装置中控制模块66中补偿单元74的结构框图，如图9所示，该补偿单元74包括：调节子单元92、控制子单元94，下面对该补偿单元74进行说明。

调节子单元92，用于根据获取的单位脉冲响应系数调节判决反馈均衡器的抽头系数；

控制子单元94，连接至上述调节子单元92，用于根据调节后的抽头系数，控制判决反馈均衡器完成信道补偿。

图10是根据本发明实施例的信道补偿装置的优化结构框图，如图10所示，该信道补偿装置除包括图6的所有结构外，还包括：预处理模块100。下面对该信道补偿优化装置进行说明。

预处理模块100，连接至上述接收模块62和检测模块64，用于在从接收到的数据中检测信道的单位脉冲响应数据之前，还包括：对接收到的数据进行预处理，其中，预处理包括如下处理方式中至少之一：对数据进行放大处理、对数据进行连续时间线性均衡处理。

图11是根据本发明实施例构建的信道补偿系统的优化系统结构图，如图11所示，该信道补偿系统包括：放大器120(功能同上述预处理模块100)、信道特性检测模块140、判决反馈均衡器模块160。

其中，信道特性检测模块140包括：跟踪保持电路142(功能同上述采样子单元82)、模数转换器144(功能同上述量化子单元84)、低通滤波器146(功能同上述量化子单元86)、系统判决及存储器148(功能同上述检测子单元88)；判决反馈均衡器模块160包括(功能同上述补偿单元74)：第一相加器161、第二相加器162、比较器164、触发器链166、均衡器抽头系数调节器168(功能同上述调节子单元92)。下面对该信道补偿系统进行说明。

放大器120，用于在从接收到的数据中检测信道的单位脉冲响应数据之前，对接收到的数据放大。

信道特性检测模块140，连接至上述放大器120，用于从接收到的数据中检测信道单位脉冲响应系数，其中：跟踪保持电路142，连接至放大器120，用于采样接收的信道数据；模数转换器144，连接至跟踪保持电路142，用于对采样数据进行量化；低通滤波器146，连接至模数转换器144，用于对量化后的数据进行噪声滤波；系数判决及存储器148，连接至低通滤波器146，用于检测获得单位脉冲响应系数。

判决反馈均衡器模块160，连接至上述放大器120和信道特性检测模块140，用于通过获取的单位脉冲响应系数调节判决反馈均衡器抽头系数，完成信道补偿。其中，均衡器抽头系数调节器168，连接信道特性检测模块140，用于根据获取的信道单位脉冲响应系数调节判决反馈均衡抽头系数；比较器164及触发器链166，用于消除信道数据中的符号间干扰；第一相加器161及第二相加器162，用于完成信道补偿。

需要说明的是，该优选实施例通过检测数据通信信道特性，通过信道特性检测模块得到信道的单位脉冲响应系数，从而调节判决反馈均衡器抽头系数，实现准确的数据传输符号间干扰消除。该系统技术实现包括3个步骤：步骤1，通过模块140检测信道特性、获得信道的单位脉冲响应系数；步骤2，由步骤1的系数设置模块160判决反馈均衡器抽头系数；步骤3，发送端发送正常通信数据，通过均衡器消除符号间干扰实现信道补偿。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种信道补偿方法，其特征在于，包括：

接收通过所述信道发送的数据；

从接收到的所述数据中检测所述信道的单位脉冲响应数据，其中，所述单位脉冲响应数据用于标识所述数据通过所述信道进行发送时，所述信道对发送的所述数据的影响；

根据检测到的所述单位脉冲响应数据，控制用于对所述信道进行补偿的判决反馈均衡器的输入，完成对所述信道的补偿。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据检测到的所述单位脉冲响应数据，控制用于对所述信道进行补偿的判决反馈均衡器的输入，完成对所述信道的补偿包括：

从检测到的所述单位脉冲响应数据进行处理获得单位脉冲响应系数，其中，所述单位脉冲响应系数用于所述数据通过所述信道进行发送时，所述信道对发送的所述数据的符号间干扰的强度；

将获得的所述单位脉冲响应系数作为判决反馈均衡器的输入，完成对所述信道的补偿。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，从检测到的所述单位脉冲响应数据进行处理获得单位脉冲响应系数包括：

对接收的所述数据进行采样，获得采样数据；

对获得的所述采样数据进行量化，获得量化数据；

对获得的所述量化数据进行噪声滤波，获得噪声滤波数据；

根据获得的所述噪声滤波数据进行检测，获得所述单位脉冲响应系数。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将获得的所述单位脉冲响应系数作为判决反馈均衡器的输入，完成对所述信道的补偿，包括：

根据获取的所述单位脉冲响应系数调节所述判决反馈均衡器的抽头系数；

根据调节后的所述抽头系数，控制所述判决反馈均衡器完成信道补偿。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在从接收到的所述数据中检测所述信道的所述单位脉冲响应数据之前，还包括：

对接收到的所述数据进行预处理，其中，所述预处理包括如下处理方式中至少之一：对所述数据进行放大处理、对所述数据进行连续时间线性均衡处理。

6.一种信道补偿装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收通过所述信道发送的数据；

检测模块，用于从接收到的所述数据中检测所述信道的单位脉冲响应数据，其中，所述单位脉冲响应数据用于标识所述数据通过所述信道进行发送时，所述信道对发送的所述数据的影响；

控制模块，用于根据检测到的所述单位脉冲响应数据，控制用于对所述信道进行补偿的判决反馈均衡器的输入，完成对所述信道的补偿。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制模块包括：

获得单元，用于从检测到的所述单位脉冲响应数据进行处理获得单位脉冲响应系数，其中，所述单位脉冲响应系数用于所述数据通过所述信道进行发送时，所述信道对发送的所述数据的符号间干扰的强度；

补偿单元，用于将获得的所述单位脉冲响应系数作为判决反馈均衡器的输入，完成对所述信道的补偿。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述获得单元包括：

采样子单元，用于对接收的所述数据进行采样，获得采样数据；

量化子单元，用于对获得的所述采样数据进行量化，获得量化数据；

滤波子单元，用于对获得的所述量化数据进行噪声滤波，获得噪声滤波数据；

检测子单元，用于根据获得的所述噪声滤波数据进行检测，获得所述单位脉冲响应系数。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述补偿单元包括：

调节子单元，用于根据获取的所述单位脉冲响应系数调节所述判决反馈均衡器的抽头系数；

控制子单元，用于根据调节后的所述抽头系数，控制所述判决反馈均衡器完成信道补偿。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的装置，其特征在于，还包括：

预处理模块，用于在从接收到的所述数据中检测所述信道的所述单位脉冲响应数据之前，对接收到的所述数据进行预处理，其中，所述预处理包括如下处理方式中至少之一：对所述数据进行放大处理、对所述数据进行连续时间线性均衡处理。