CN112422132A - 误码率估计和误码校正以及相关系统、方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“误码率估计和误码校正以及相关系统、方法和装置”。本发明公开了用于确定通过无线局域网的共享传输介质接收的信号中的误码率(BER)并校正其中的错误的物理层装置和相关方法。物理层装置被配置为识别接收到的信号中的编码违规，确定该信号中的编码违规的比率，并将该信号的BER估计为等于该编码违规的所确定的比率。物理层装置被配置为至少部分地基于稍早于编码违规的半符号和稍晚于编码违规的半符号的信号完整性来反转稍早于或稍晚于编码违规的半符号以校正误码。

Description

误码率估计和误码校正以及相关系统、方法和装置
技术领域
本公开内容总体上涉及信号的误码率(BER)检测和误码校正，并且更具体地涉及通过有线局域网的共享传输介质接收的信号的BER检测和误码校正。
背景技术
IEEE 802.3cg定义了用于汽车传感器、音频、其他装置及其组合的10BASE—T1S(也称为“cg”)。cg的其他目标市场部分包括背板和物联网(IoT)网络。cg规范针对的是每秒十兆位(10Mbps)的多点总线，该总线使用具有物理层冲突抑制(PLCA)的载波监听多址(CSMA)。
附图说明
虽然本公开内容前面的权利要求书特别指出并清楚地要求了要保护的具体实施方案，但当结合附图阅读时，通过以下描述可更容易地确定本公开内容范围内的实施方案的各种特征和优点，其中：
图1是根据一些实施方案的网段的功能框图；
图2是示出差分曼彻斯特编码(DME)违规的信号时序图；
图3是示出另一个DME违规的信号时序图；
图4是根据一些实施方案的示出确定信号的BER的方法的流程图；
图5是根据一些实施方案的示出不同信号完整性缺陷的信号时序图；
图6是根据一些实施方案的示出基于信号振幅的误码校正的信号时序图；
图7是根据一些实施方案的示出基于信号质量的误码校正的信号时序图；
图8是根据一些实施方案的示出校正信号中的误码的方法的流程图；
图9是根据一些实施方案的示出相对于抖动增益绘制的所估计的BER和所测量的BER的实例的BER曲线图；
图10是根据一些实施方案的物理层装置的框图；并且
图11是可用于一些实施方案的计算装置的框图。
具体实施方式
在以下具体实施方式中，参考了形成本公开内容的一部分的附图，并且在附图中以图示的方式示出了可实施本公开内容的实施方案的具体实例。充分详细地描述了这些实施方案，以使本领域的普通技术人员能够实践本公开内容。然而，可利用本文已启用的其他实施方案，并且可在不脱离本公开内容的范围的情况下进行结构、材料和流程变化。
本文所呈现的图示并不旨在作为任何特定方法、系统、装置或结构的实际视图，而仅仅是用于描述本公开内容的实施方案的理想化表示。在一些情况下，为了读者的方便，各附图中的类似结构或部件可保持相同或相似的编号；然而，编号的相似性并不一定意味着结构或部件在尺寸、组成、构造或任何其它属性方面是相同的。
以下描述可能包括实例以帮助本领域的普通技术人员之一以使其能够实践所公开的实施方案。术语“示例性的”、“比如”和“例如”的使用意味着相关描述是说明性的，虽然本公开内容的范围旨在涵盖实例和法律等同形式，但使用此类术语并不旨在将实施方案或本公开内容的范围限制于指定的部件、步骤、特征、功能等。
应当容易理解，如本文一般所述并且在附图中示出的实施方案的部件可以许多种不同的配置来布置和设计。因此，以下对各种实施方案的描述并不旨在限制本公开内容的范围，而是仅表示各种实施方案。虽然这些实施方案的各个方面可在附图中给出，但附图未必按比例绘制，除非特别指明。
此外，所示出和描述的具体实施方案仅为实例，并且不应被理解为实施本公开内容的唯一方式，除非本文另外指明。元件、电路和功能可以框图形式示出，以便不以不必要的细节使本公开内容模糊不清。相反，所示出和描述的具体实施方案仅为示例性的，并且不应被理解为实施本公开内容的唯一方式，除非本文另外指明。另外，块定义和各个块之间逻辑的分区是特定实施方案的示例。对于本领域的普通技术人员之一将显而易见的是，本公开内容可通过许多其他分区解决方案来实践。通常，省略了关于时序考虑等的细节，其条件是在不需要此类细节来完全理解本公开内容并且此类细节在相关领域的普通技术人员的能力范围之内时。
本领域的那些普通技术人员将会理解，可使用多种不同技术和技法中的任何一种来表示信息和信号。为了清晰地呈现和描述，一些附图可能将信号示出为单个信号。本领域的普通技术人员应当理解，信号可表示信号总线，其中总线可具有多种位宽度，并且本公开内容可在包括单个数据信号在内的任意数量的数据信号基础上实现。
结合本文所公开的实施方案描述的各种示例性逻辑块、模块和电路可以用被设计用来执行本文所描述的功能的通用处理器、专用处理器、数字信号处理器(DSP)、集成电路(IC)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑装置、分立栅极或晶体管逻辑、分立硬件部件或其任意组合来实现或执行。通用处理器(在本文中也可称为“主机处理器”或简称“主机”)可以是微处理器，但在替代方案中，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可实现为计算装置的组合，如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心结合的一个或多个微处理器，或任何其他此类配置。包括处理器的通用计算机被认为是专用计算机，而通用计算机被配置为执行与本公开内容的实施方案相关的计算指令(例如，软件代码)。
这些实施方案可按照被描绘为流程图、流程示意图、结构图或框图的过程来描述。虽然流程图可将操作动作描述为顺序过程，但这些动作中的许多可以另一顺序、并行地或大体上并发地执行。此外，可重新安排这些动作的顺序。本文中的过程可对应于方法、线程、函数、过程(procedure)、子例程、子程序、其他结构或它们的组合。此外，本文所公开的方法可以通过硬件、软件或这两者来实现。如果通过软件实现，功能可作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，这又包括有利于将计算机程序从一个位置转移到另一个位置的任何介质。
本文中使用诸如“第一”、“第二”等称呼的对元件的任何引用并不限制那些元件的数量或顺序，除非明确说明了这种限制。相反，这些称呼可在本文中用作区分两个或更多个元件或元件的实例的便利方法。因此，提及第一和第二元件并不意味着在那里只能使用两个元件，或者第一元件必须以某种方式优先于第二元件。此外，除非另外指明，否则一组元件可包括一个或多个元件。
如本文所用，提及给定参数、属性或条件时的术语“大体上”是指并且包括在一定程度上本领域的普通技术人员之一将理解在具有较小差异的情况下(例如在可接受的制造公差内)达到给定的参数、属性或条件。比如，取决于大体上达到的具体参数、属性或条件，可至少90％达到、至少95％达到或者甚至至少99％达到该参数、属性或条件。
诸如汽车、卡车、公共汽车、船舶和/或飞机的交通工具可包括交通工具通信网络。根据交通工具通信网络内电子装置的数量，该网络的复杂性可能有所不同。例如，高级的交通工具通信网络可包括用于例如发动机控制、传输控制、安全控制(例如，防抱死制动)和排放控制的各种控制模块。为了支持这些模块，汽车行业依靠各种通信协议。
用于有线局域网(如以太网)的10BASE T1S物理层电路有时可使用两级差分曼彻斯特编码(DME)。DME编码规则规定在时钟周期之间的转换(本文有时称为“时钟转换”)时应始终有信号转换。如果在时钟转换时错过信号转换，则违反DME编码规则(DME编码违规)，可能对解码的数据造成平均每个DME编码违规约一个误码。因此，DME编码违规的数目应该与解码的数据错误(例如，误码)数接近相同。因此，本文所公开的实施方案使用DME编码违规率来与解码数据的误码率(BER)相关联。此类BER可用于(例如)信号质量指数(SQI)报告中。
本文公开了用于连接至有线局域网的物理层的装置，该装置可用于10BASE-T1端点和交换机中，以监测通过通信总线接收的信号的信号质量指数(SQI)。本文所公开的实施方案可依赖于相对接近于解码的数据错误数的DME编码违规数。因此，DME编码违规率可用于估计解码数据的BER。例如，可对在特定时间段内的DME违规数进行计数，以计算DME违规率，而该违规率可用于估计解码的BER。出于功能安全的目的，可报告此BER。
可使用正交时钟来更好地识别缺失的转换。可使用带有正交时钟的过采样来识别由于随机抖动而在时钟边缘处缺失的信号转换。基于过采样的数据集，可校正此类误码，从而产生较低的BER。
与在点对点链路中使用的更复杂的数字信号处理(DSP)技法相比，由于所公开的实施方案基于DME违规来确定BER，所以相比于本公开内容的发明人先前已知的系统，可使用更少的电力和芯片不动产来实施本文所公开的实施方案。
在一些实施方案中，本文公开了用DME来有效估计BER的改进方法。可基于DME违规校正来应用误码校正。可比较缺失的时钟转换之前和之后的符号(例如，半符号)，以确定哪些符号最可能造成了DME违规(例如，被噪声反转)。可反转被确定为最可能造成了DME违规的符号(例如，半符号)，以尝试校正DME违规，这可以相应地校正误码(平均来说)。此类误码校正可改善BER表现。尤其是在噪声和/或干扰丰富的环境(例如，汽车环境)中的网络可靠性也可使用本文所述的误码校正技法来改善。可在不使用用于DSP算法的复杂模拟支持电路的情况下估计BER并执行误码校正。虽然本文所公开的实施方案具体讨论了在有线局域网(例如，以太网)的上下文中的BER估计和误码校正，但这些实施方案在其中使用DME的任何应用中具有相关性并且可使用。
图1是根据一些实施方案的包括链路层装置MAC 104和物理层(PHY)装置PHY 102的网段100的功能框图。作为非限制性实例，网段100可以是多点网络的片段、多点子网络的片段、混合介质网络的片段或它们的组合或它们的子组合。作为非限制性实例，网段100可为微控制器类型嵌入式系统、用户类型计算机、计算机服务器、笔记本计算机、平板电脑、手持装置、移动装置、无线耳塞装置或耳机装置、有线耳塞或耳机装置或用于电器、照明、声音、建筑物控制、住所监控(例如，为了安全或公用设施使用，无限制)、电梯、公共交通管制(例如，用于地上的火车、地下的地铁、电车或公共汽车，无限制)、汽车或工业控制的系统或子系统(无限制)中的一个或多个，或者为其一部分，或者包括这一个或多个设备或系统或子系统。
PHY 102可被配置为与MAC 104连接。作为非限制性实例，PHY 102和/或MAC 104可为包括被配置用于执行本文所述实施方案的全部或部分的存储器和/或逻辑的芯片封装。作为非限制性实例，PHY 102和MAC 104可分别实现为单个芯片封装(例如，系统级封装(SIP))中的单独芯片封装或电路(例如，集成电路)。
PHY 102还与共享传输介质106连接，共享传输介质106是作为用于节点的通信路径的物理介质，这里的节点是网段100或网段100所属网络的一部分，包括包括PHY 102和MAC 104的相应实例的节点。作为非限制性实例，共享传输介质106可以是例如用于单对以太网的单一双绞线。
通过共享传输介质106接收的信号可能带有噪声，尤其是在特别容易产生噪声的环境(例如，汽车或建筑物环境)中。在一些情况下，报告SQI以启用对所接收信号的信号质量的监测可能很有用。在一些实施方案中，PHY 102可被配置为确定并报告SQI。
图2是示出DME违规208的信号时序图200。信号时序图200包括信号202，该信号在不同时间点处在逻辑电平高电压电平和逻辑电平低电压电平之间转换。在信号时序图200中，从稍早到稍晚的时间推移对应于沿着信号202的从左到右的方向。
信号时序图200还包括数据转换204和时钟转换206，数据转换204和时钟转换206两者中每一个都以规则的时间间隔间隔开。数据转换204大约在时钟转换206到一半时发生。根据DME，信号202应在时钟转换206处从一个逻辑电压电平转换到另一个逻辑电压电平。另外，根据DME，信号202被配置为在数据转换204处保持恒定，以发送信号“0”，并在数据转换204处从一个逻辑电压电平转换为另一逻辑电压电平，以发送信号“1”。因此，DME下的“符号”是指信号202在时钟转换206之间的周期。另外，“半符号”是指在时钟转换206和数据转换204之间的信号202的周期。“符号”包括两个“半符号”，它们一起发送信号“0”或“1”。此外，校正“半符号”(例如，通过反转“半符号”)也校正了“半符号”所属的“符号”。应当指出的是，在数据转换204处保持恒定可同样用来发送信号“1”，并且在数据转换204处从一个逻辑电压电平到另一个逻辑电压电平的转换可用来发送信号“0”。
信号202包括DME违规208，其中信号202在时钟转换处不从一个逻辑电压电平转换到另一个逻辑电压电平。在信号202中，稍早于DME违规208的时钟转换的半符号210和稍晚于DME违规208的时钟转换的半符号212均处于逻辑电平高电压电平。因此，可确定出现了误码。更具体地讲，可以假定半符号210或半符号212中的一个已被反转。因此，DME违规208之前的位和DME违规208之后的位的正确值未知(在图2中用“？”标记)。
图3是示出另一DME违规308的信号时序图300。信号时序图300包括原始波形302、接收到的波形304和已校正的波形306，并且示出了时钟转换310和数据转换312。原始波形302包括第一编码位314(当逻辑电压电平之间的转换在相应的数据转换312处(即在时钟转换310之间)没有发生时为“0”)和第二编码位316(例如，当逻辑电平低和逻辑电平高之间的转换发生在相应的数据转换312处(即在时钟转换310之间)时为“1”)。
接收到的波形304可为原始波形302的接收到的版本，其通过有线局域网(例如，以太网)的共享传输介质106(图1)来接收。如图3所示，接收到的波形304包括DME违规308，因为不存在接收到的波形304在时钟转换310处的逻辑电压电平之间的转换。当发生诸如图3的DME违规308的DME违规时，解码器将猜测是稍先于DME违规308的先前半符号322还是稍后于DME违规308的后来半符号324已被反转。在不存在任何额外信息的情况下，正确猜测应反转先前的半符号322还是后来的半符号324的概率为50％(正确猜测占50％且猜测错误占50％，造成误码)。
已校正的波形306反映了当解码器不正确地猜测所接收的波形304的先前半符号322应被反转的情况下将产生的波形。因此，已校正的波形306包括为“1”的第一解码位318和为“0”的第二解码位320，与具有为“0”的第一编码位314和为“1”的第二编码位316的原始波形302相比，这相当于两个误码。因此，当解码器错误地猜测应该反转错误的半符号时，错误的猜测会导致产生两个误码。在随着时间的推移发生大量DME违规的情况下，每个DME违规造成两个误码，以50％的几率正确校正DME违规，则平均每个DME违规产生约一个误码。因此，本文的一些实施方案涉及将BER估计为与检测到的DME违规率相同。
图4是根据一些实施方案的示出确定信号的BER的方法400的流程图。在操作402中，方法400识别经由有线局域网的共享传输介质接收的信号中的编码违规。在一些实施方案中，识别信号中的编码违规包括识别信号中的DME违规。
在操作404中，方法400确定每单位时间的信号中的DME编码违规的比率。在操作406中，方法400估计信号的BER等于每单位时间的信号中的DME编码违规的所确定的比率。
图5是根据一些实施方案的示出不同信号完整性缺陷的信号时序图500。信号时序图500包括信号波形502、接收到的信号波形504和另一接收到的信号波形506。信号时序图500还指示时钟转换508和数据转换510。接收到的信号波形504和接收到的信号波形506可为信号波形502的接收到的版本，其可通过有线局域网(例如，以太网)的共享传输介质106(图1)来接收。
如图5中可见，信号波形502在以下两个逻辑电压电平之间交替：逻辑高电压电平VHIGH和逻辑低电压电平VLOW。信号波形502还具有干净的方波形状。因此，信号波形502在图5所示的其符号(例如，半符号)处具有高水平的信号完整性。
接收到的信号波形504包括未能达到逻辑高电压电平VHIGH的半符号。因此，接收到的信号波形504的这个半符号具有降低的信号完整性，因为与信号波形502的振幅相比，该半符号的振幅不足。
接收到的信号波形506包括未能显现干净的方波波形的半符号。例如，在分段512处，接收到的信号波形506在接收到的信号波形506的半符号期间偏离干净的波形。因此，与信号波形502相比，接收到的信号波形506由于信号质量降低而具有降低的信号完整性。
如果每个半符号的信号完整性是已知的，则可应用改进的误码校正。信号完整性可包括信号振幅、信号质量(例如波形形状)、其他因素或它们的组合。与另一半符号相比，具有较差信号完整性(例如，进一步偏离预期信号完整性)的半符号已被反转的可能性更高。因此，如果具有迥异的信号完整性的相邻半符号伴随DME违规，则可能通过校正具有较差信号完整性的半符号来校正所得的解码误码。可通过校正具有较差信号完整性(例如，更多偏离预期信号完整性的信号完整性)的半符号来降低最终BER。当然，如果存在邻近DME违规的半符号的信号完整性且其大致相同，则可能很难或不可能仅基于信号完整性来确定哪个半符号已被反转。
图6是根据一些实施方案的示出了基于信号振幅的误码校正的信号时序图600。信号时序图600包括接收到的信号602和已校正的信号604，并且示出了数据转换614和时钟转换616。在时钟转换616处，接收到的信号602包括DME违规606，因为在时钟转换616处接收到的信号602中不存在转换。
接收到的信号602还包括稍早于DME违规606的先前的半符号610和稍晚于DME违规606的后来的半符号612。接收到的信号602在逻辑电平高电压电平VHIGH和逻辑电平低电压电平VLOW之间交替，除了在后来的半符号612期间在分段608处该信号不完全处于VHIGH。解码器可考虑先前的半符号610和后来的半符号612的振幅，而不是随机选择先前的半符号610或后来的半符号612中的一个来进行反转以尝试校正接收到的信号602。例如，解码器可检测到在分段608处接收到的信号602的振幅未处于VHIGH或VLOW，并因此确定应反转后来的半符号612。
已校正的信号604示出校正之后的接收到的信号602。例如，由于检测到在后来的半符号612期间在分段608处接收到的信号602的信号振幅不在期望的水平，因此解码器可确定应反转后来的半符号612。在已校正的信号604中，后来的半符号612被示出为已反转。
图7是根据一些实施方案的示出了基于信号质量的误码校正的信号时序图700。信号时序图700包括接收到的信号702和已校正的信号704，并且示出了数据转换710和时钟转换716。在时钟转换716处，接收到的信号702包括DME违规706，因为在时钟转换702处接收到的信号702中不存在转换。
接收到的信号702还包括稍早于DME违规706的先前的半符号712和稍晚于DME违规706的后来的半符号714。接收到的信号702保持方波形状，除了在后来的半符号714期间在分段708处示出一些失真而不是保持在恒定水平。解码器可考虑先前的半符号712和后来的半符号714的信号质量，而不是随机选择先前的半符号712或后来的半符号714中的一个来进行反转以尝试校正接收到的信号702。例如，解码器可检测到在分段708处接收到的信号702的波形形状不符合方波，即具有不正确的形状完整性，并且因此确定应反转后来的半符号714。
已校正的信号704示出校正之后的接收到的信号702。例如，由于检测到在后来的半符号714期间在分段708处接收到的信号702的信号质量偏离期望的方波，因此解码器可确定应反转后来的半符号714。在已校正的信号704中，后来的半符号714被示出为已反转。
图8是根据一些实施方案的示出校正信号中的误码的方法800的流程图。在操作802中，方法800识别接收到的信号中的编码违规，接收到的信号是通过有线局域网的共享传输介质来接收的。在一些实施方案中，识别编码违规包括识别DME违规。
在操作804中，方法800确定稍早于编码违规的先前的半符号的先前信号完整性。在操作806中，方法800确定稍晚于编码违规的后来的半符号的后来信号完整性。在一些实施方案中，确定先前信号完整性和确定后来信号完整性包括确定先前的半符号和后来的半符号的信号振幅完整性。在一些实施方案中，确定先前信号完整性和确定后来信号完整性包括确定先前的半符号和后来的半符号的信号波形形状完整性。
在操作808中，方法800基于先前信号完整性和后来信号完整性来选择先前的半符号或后来的半符号中的一者。在一些实施方案中，选择先前的半符号或后来的半符号中的一者包括选择具有距预期振幅最远的振幅的先前的半符号或后来的半符号中的一者。在一些实施方案中，选择先前的半符号或后来的半符号中的一个包括选择具有距预期信号波形形状最远的信号波形形状的先前的半符号或后来的半符号中的一者。在操作810中，方法800将选择的先前的半符号或后来的半符号中的一者进行反转以校正接收到的信号。
当信号的实际BER较低时并且/或者如果从不同源接收到连续的包，则直接测量BER可能是不切实际的。在此类情况下，可使用将BER维护为信号噪声的函数的查找表来获得BER。
图9是根据一些实施方案的示出了基于高斯噪声标准偏差绘制的估计的BER和测量的BER示例的BER曲线图900。因此，该曲线图可示出噪声水平的增加如何影响BER。BER曲线图900包括实际的BER 902和估计的BER 904(在不使用本文所公开的误码校正实施方案的情况下获取的)。实际BER 902基于真实误码来计算。如上文所述，基于DME违规在PHY(例如，图1的PHY 102)中计算估计的BER 904。如通过观察BER曲线图900中的实际BER 902和估计的BER 904可看出的，估计的BER 904非常接近于实际的BER 902。
BER曲线图900还包括实际的BER 906和估计的BER 908(使用本文所公开的误码校正实施方案获取的)。如分别与实际的BER 902和估计的BER 904相比通过观察实际的BER906和估计的BER 908可看出的，本文所公开的误码校正实施方案改善了表现(即，降低BER)。
根据本文所公开的实施方案，可报告BER状态。例如，10SPE PHY(例如，图1的PHY102)可被配置为确定并报告BER状态。如果PHY未检测到DME违规，则可确定BER为零。如果检测到DME违规，则会出现误码，并且误码将导致产生可被估计的BER，尽管可以校正误码。在一些情况下，可基于检测到的DME来检测误码，但可能无法校正误码(例如，先前的半符号和后来的半符号的信号完整性大致相同)。可计算未校正的DME违规数以确定已校正的信号的BER。
虽然图9示出了估计的BER 904与实际的BER 902相似并且估计的BER 908与实际的BER 906相似，但估计的BER 904和实际的BER 902之间以及估计的BER 908和实际的BER906之间存在差异(即，不同的BER水平)。
图10是根据一些实施方案的物理层装置1000的框图。在一些实施方案中，PHY 102可包括物理层装置1000。物理层装置1000包括被配置为从共享传输介质(例如，图1的共享传输介质106)接收信号1002的输入1006(例如，包括物理层装置1000的半导体装置封装的引脚)。物理层装置1000被配置为响应半符号信号完整性来估计信号1002的BER并且校正信号1002中的误码。
物理层装置1000包括编码违规检测器1004，该检测器被配置为接收信号1002、检测信号1002中的编码违规(例如，DME编码违规)并向编码违规率检测器1008指示检测到的编码违规1020。编码违规率检测器1008被配置为接收检测到的编码违规1020并且至少部分地基于检测到的编码违规1020来确定编码违规率1022。
编码违规检测器1004还被配置为向信号完整性检测器1010提供检测到的编码违规1020。信号完整性检测器1010被配置为接收检测到的编码违规1020，并且识别稍早于检测到的编码违规的信号1002的先前的半符号的先前信号完整性1016和稍晚于检测到的编码违规的后来的半符号的后来信号完整性1018。信号完整性检测器1010被配置为向符号选择器1012提供先前信号完整性1016和后来信号完整性1018。
符号选择器1012被配置为接收先前信号完整性1016和后来信号完整性1018，并且至少部分地基于先前信号完整性1016和后来信号完整性1018来选择先前的半符号或后来的半符号中的一者。符号选择器1012被配置为提供选择的符号1026，该选择的符号1026向符号反转器1014指示选择了先前的半符号或后来的半符号中的哪一者。
符号反转器1014被配置为接收选择的符号1026，并且反转先前的半符号或后来的半符号中所选择的的一个，如由选择的符号1026所指示的那样。在反转了半符号的情况下，符号反转器1014被配置成提供包括已反转的半符号的已校正的信号1024。
在一些实施方案中，物理层装置1000包括被配置为执行物理层装置1000的操作的一个或多个处理器。在一些实施方案中，物理层装置1000中的一些或全部可使用由一个或多个数据存储装置存储并由处理电路执行的软件或固件来实现(参见图11的计算装置1100)。在一些实施方案中，物理层装置1000中的一些或全部可使用诸如组合逻辑的电气硬件部件来实现。作为非限制性实例，物理层装置1000中的一些或全部可使用现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑控制器(PLC)、其他逻辑装置或它们的组合来实现。
图11是可用于一些实施方案中的计算装置1100的框图。计算装置1100包括可操作地耦接到一个或多个数据存储装置1104(在本文中有时称为“存储器”1104)的一个或多个处理器1102(在本文中有时称为“处理器”1102)。存储器1104包括存储在其上的计算机可读指令。计算机可读指令被配置为指示处理器1102执行本文所公开的实施方案的操作。例如，计算机可读指令可被配置为指示处理器1102执行图4的方法400和/或图8的方法800的至少一部分或全部。又比如，计算机可读指令可被配置为指示处理器1102执行针对图1的PHY102所讨论的操作的至少一部分或全部。又比如，计算机可读指令可被配置为指示处理器1102执行针对图10的物理层装置1000所讨论的操作的至少一部分或全部。作为具体的非限制性实例，计算机可读指令可被配置为指示处理器1102基于信号中检测到的DME违规的比率来估计从有线局域网的共享传输介质106接收到的信号的BER。作为另一具体的非限制性实例，计算机可读指令可被配置为指示处理器1102通过基于先前的半符号和后来的半符号的信号完整性来反转早于检测到的DME违规的先前的半符号或晚于检测到的DME违规的后来的半符号中的一者以校正接收到的信号中的误码。
如本公开内容所用，术语“模块”或“部件”可指被配置为执行模块或部件的操作的特定硬件实现和/或可存储在计算系统的通用硬件(例如，计算机可读介质、处理装置等)上和/或可由此类通用硬件执行的软件对象或软件例程。在一些实施方案中，本公开内容中描述的不同部件、模块、引擎和服务可被实现为在计算系统上执行的对象或进程(例如，作为单独的线程)。虽然本公开内容所述的一些系统和方法总体上被描述为用软件(存储在通用硬件上和/或由通用硬件来执行)来实现，但特定的硬件实现或软件和特定硬件实现的组合也是可能的且可以考虑的。
如本公开内容所用，涉及多个元件的术语“组合”可包括所有元件的组合或某些元件的各种不同子组合中的任何一种组合。例如，短语“A、B、C、D或它们的组合”可指A、B、C或D中的任一个；A、B、C和D中的每一个的组合；以及A、B、C或D的任何子组合，如A、B和C；A、B和D；A、C和D；B、C和D；A和B；A和C；A和D；B和C；B和D；或C和D。
本公开内容中所使用的且尤其是权利要求书(例如，权利要求书的正文)中的术语通常旨在作为“开放”术语(例如，术语“包括”应被解释为“包括但不限于”，术语“具有”应被解释为“具有至少”，术语“包括”应被解释为“包括但不限于”等)。
此外，如果想要引入权利要求详述的特定数目，则该意图将在权利要求中明确叙述，如无此类表述，则不存在此类意图。例如，作为对理解的帮助，权利要求书可包含使用介绍性短语“至少一个”和“一个或多个”来引入权利要求详述。然而，使用此类短语不应理解为暗示通过不定冠词“一个”或“一种”引入的权利要求详述将包含此类引入的权利要求详述的任何特定权利要求限定于仅包含一个此类表述的实施方案，即使当同一权利要求包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”以及诸如“一个”或“一种”的不定冠词时(例如，“一个”和/或“一种”应被解释为指“至少一个”或“一个或多个”)；对于用于引入权利要求详述的定冠词的使用也同样如此。
此外，即使明确叙述了所引入的权利要求详述的特定数目，本领域的技术人员将能够理解，此类叙述应被理解为是指至少所叙述的数目(例如，在没有其它修饰符的情况下，“两个叙述”的不加修饰的叙述是指至少两个叙述，或两个或更多个叙述)。此外，在使用类似于“A、B和C等中的至少一个”或“A、B和C等中的一个或多个”的惯例的那些情况下，通常此类构造旨在仅包括A、仅包括B、仅包括C、包括A和B两者、包括A和C两者、包括B和C两者或包括A、B和C三者等等。
此外，无论是在说明书、权利要求书还是附图中，呈现两个或更多个可供选择的术语的任何析取词或短语应当理解为考虑了包括术语之一、术语中任一个或全部两个术语的可能性。例如，短语“A或B”应理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。
实施例
以下是示例性实施方案的非穷举、非限制性列表。并非以下列出的示例性实施方案中的每一个均被单独地指示为可与下面列出的示例性实施方案以及上述实施方案中的所有其他实施方案组合。然而，意图是这些示例性实施方案可与所有其他示例性实施方案和上述实施方案组合，除非对于本领域的普通技术人员来说显而易见这些实施方案不可组合。
实施例1：一种物理层装置，所述装置包括：被配置为从有线局域网的共享传输介质接收信号的输入；以及被配置为执行以下操作的一个或多个处理器：识别经由有线局域网的共享传输介质接收的信号中的编码违规；确定所述信号中的所述编码违规的比率；并将所述信号的误码率估计为所述编码违规的所确定的比率。
实施例2：根据实施例1所述的物理层装置，其中所述编码违规包括差分曼彻斯特编码违规。
实施例3：根据实施例1和2中任一项所述的物理层装置，其中所述一个或多个处理器进一步被配置为校正所述信号中与已识别的编码违规相邻的一个或多个符号。
实施例3A：根据实施例3所述的物理层装置，其中所述一个或多个处理器被配置为通过将与所述已识别的编码违规相邻的所述一个或多个符号的半符号进行反转来校正与所识别的编码违规相邻的所述一个或多个符号。
实施例4：根据实施例3所述的物理层装置，其中所述一个或多个处理器进一步被配置为基于早于所述编码违规的先前的符号和晚于所述编码违规的后来的符号的信号完整性来校正所述一个或多个符号。
实施例5：一种物理层装置，所述装置包括：被配置为从有线局域网的共享传输介质接收信号的输入；以及被配置为执行以下操作的一个或多个处理器：识别接收到的信号中的编码违规；确定稍早于所述编码违规的先前的半符号的先前信号完整性；确定稍晚于所述编码违规的后来的半符号的后来信号完整性；至少部分地基于所述先前信号完整性和所述后来信号完整性来选择所述先前的半符号或所述后来的半符号中的一者；并反转所述先前的半符号或所述后来的半符号中所选择的一个以校正所述接收到的信号。
实施例6：根据实施例5所述的物理层装置，其中所述编码违规包括差分曼彻斯特编码违规。
实施例7：根据实施例5和6中任一项所述的物理层装置，其中所述信号完整性为所述先前的半符号和所述后来的半符号的信号振幅。
实施例8：根据实施例7所述的物理层装置，其中所述信号完整性为测量的振幅和预期的振幅之间的差值。
实施例9：根据实施例5和6中任一项所述的物理层装置，其中所述信号完整性是所述先前的半符号和所述后来的半符号的信号波形形状完整性。
实施例10：根据实施例9所述的物理层装置，其中所述信号波形形状完整性包括所述信号的已确定的信号波形形状和预期的信号波形形状之间的差值。
实施例11：一种估计信号的误码率(BER)的方法，所述方法包括：识别经由有线局域网的共享传输介质接收的信号中的编码违规；确定所述信号中的所述编码违规的比率；并将所述信号的BER估计为所述信号中的所述编码违规的所确定的比率。
实施例12：根据实施例11所述的方法，其还包括识别编码违规之前的半符号和编码违规之后的半符号的信号完整性。
实施例13：根据实施例12所述的方法，其中识别编码违规之前的半符号和编码违规之后的半符号的信号完整性包括识别所述编码违规之前的所述半符号和所述编码违规之后的所述半符号的信号振幅完整性。
实施例14：根据实施例12所述的方法，其中识别编码违规之前的半符号和编码违规之后的半符号的信号完整性包括识别所述编码违规之前的所述半符号和所述编码违规之后的所述半符号的信号波形形状完整性。
实施例15：根据实施例12-14中任一项所述的方法，所述方法还包括：确定所述编码违规之前的所述半符号或所述编码违规之后的所述半符号中的一个具有比所述之前的半符号或所述之后的半符号中的另一个更不同于预期信号完整性的信号完整性；以及校正比另一个具有更多不同的所述信号完整性的所述所述之前的半符号或所述之后的半符号中的一个。
实施例16：根据实施例15所述的方法，其中校正所述所述之前的半符号或所述之后的半符号中的一个包括反转所述所述之前的半符号或所述之后的半符号中的一个。
实施例17：一种对接收到的信号执行纠错的方法，所述方法包括：识别接收到的信号中的编码违规，所述接收到的信号是通过有线局域网的共享传输介质接收的；确定稍早于所述编码违规的先前的符号的先前信号完整性；确定稍晚于所述编码违规的后来的符号的后来信号完整性；至少部分地基于所述先前信号完整性和所述后来信号完整性来选择所述先前的符号或所述后来的符号中的一个；以及反转所述先前的符号或所述后来的符号中所选择的一个以校正所述接收到的信号。
实施例18：根据实施例17所述的方法，其中确定所述先前信号完整性和确定所述后来信号完整性包括确定所述先前的符号和所述后来的符号的信号振幅完整性。
实施例19：根据实施例17和18中任一项所述的方法，其中至少部分地基于所述先前信号完整性和所述后来信号完整性来选择所述先前的符号或所述后来的符号中的一个包括选择具有距预期振幅最远的振幅的所述所述先前的符号或所述后来的符号中的一个。
实施例20：根据实施例17和19中任一项所述的方法，其中确定所述先前信号完整性和确定所述后来信号完整性包括确定所述先前的符号和所述后来的符号的信号波形形状完整性。
结语
虽然本文结合某些图示实施方案描述了本公开内容，但本领域的那些普通技术人员将认识到并理解本发明不受此限制。相反，在不背离如权利要求书中所述的本发明的范围及其法律等同形式的情况下，可对图示和所述实施方案进行许多添加、删除和修改。此外，一个实施方案的特征可与另一个实施方案的特征组合，这仍然被发明人所设想的本发明的范围所涵盖。

Claims (20)

1.一种物理层装置，包括：
输入件，所述输入件被配置为从有线局域网的共享传输介质接收信号；和
一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为执行以下操作：
识别经由有线局域网的共享传输介质接收的信号中的编码违规；
确定所述信号中的所述编码违规的比率；以及
将所述信号的误码率估计为所述编码违规的所确定的比率。
2.根据权利要求1所述的物理层装置，其中所述编码违规包括差分曼彻斯特编码违规。
3.根据权利要求1所述的物理层装置，其中所述一个或多个处理器进一步被配置为校正所述信号中与已识别的编码违规相邻的一个或多个半符号。
4.根据权利要求3所述的物理层装置，其中所述一个或多个处理器进一步被配置为基于早于所述编码违规的先前的符号和晚于所述编码违规的后来的符号的信号完整性来校正所述一个或多个符号。
5.一种物理层装置，包括：
输入件，所述输入件被配置为从有线局域网的共享传输介质接收信号；和
一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为执行以下操作：
识别接收到的信号中的编码违规；
确定稍早于所述编码违规的先前的半符号的先前信号完整性；
确定稍晚于所述编码违规的后来的半符号的后来信号完整性；
至少部分地基于所述先前信号完整性和所述后来信号完整性来选择所述先前的半符号或所述后来的半符号中的一者；以及
反转所述先前的半符号或所述后来的半符号中所选择的一者以校正所述接收到的信号。
6.根据权利要求5所述的物理层装置，其中所述编码违规包括差分曼彻斯特编码违规。
7.根据权利要求5所述的物理层装置，其中所述信号完整性为所述先前的半符号和所述后来的半符号的信号振幅。
8.根据权利要求7所述的物理层装置，其中所述信号完整性为测量的振幅和预期的振幅之间的差值。
9.根据权利要求5所述的物理层装置，其中所述信号完整性是所述先前的半符号和所述后来的半符号的信号波形形状完整性。
10.根据权利要求9所述的物理层装置，其中所述信号波形形状完整性包括所述信号的已确定的信号波形形状和预期的信号波形形状之间的差值。
11.一种估计信号的误码率(BER)的方法，所述方法包括：
识别经由有线局域网的共享传输介质接收的信号中的编码违规；
确定所述信号中的所述编码违规的比率；以及
将所述信号的BER估计为所述信号中的所述编码违规的所确定的比率。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括识别编码违规之前的半符号和编码违规之后的半符号的信号完整性。
13.根据权利要求12所述的方法，其中识别编码违规之前的半符号和编码违规之后的半符号的信号完整性包括识别所述编码违规之前的所述半符号和所述编码违规之后的所述半符号的信号振幅完整性。
14.根据权利要求12所述的方法，其中识别编码违规之前的半符号和编码违规之后的半符号的信号完整性包括识别所述编码违规之前的所述半符号和所述编码违规之后的所述半符号的信号波形形状完整性。
15.根据权利要求12所述的方法，还包括：
确定所述编码违规之前的所述半符号或所述编码违规之后的所述半符号中的一者具有比所述之前的半符号或所述之后的半符号中的另一者更不同于预期信号完整性的信号完整性；以及
校正比另一者具有更多不同的所述信号完整性的所述之前的半符号或所述之后的半符号中的所述一者。
16.根据权利要求15所述的方法，其中校正所述之前的半符号或所述之后的半符号中的所述一者包括反转所述之前的半符号或所述之后的半符号中的所述一者。
17.一种对接收到的信号执行纠错的方法，所述方法包括：
识别接收到的信号中的编码违规，所述接收到的信号是通过有线局域网的共享传输介质接收的；
确定稍早于所述编码违规的先前的符号的先前信号完整性；
确定稍晚于所述编码违规的后来的符号的后来信号完整性；
至少部分地基于所述先前信号完整性和所述后来信号完整性来选择所述先前的符号或所述后来的符号中的一者；以及
反转所述先前的符号或所述后来的符号中所选择一者以校正所述接收到的信号。
18.根据权利要求17所述的方法，其中确定所述先前信号完整性和确定所述后来信号完整性包括确定所述先前的符号和所述后来的符号的信号振幅完整性。
19.根据权利要求17所述的方法，其中至少部分地基于所述先前信号完整性和所述后来信号完整性来选择所述先前的符号或所述后来的符号中的一者包括选择具有距预期振幅最远的振幅的所述先前的符号或所述后来的符号中的所述一者。
20.根据权利要求17所述的方法，其中确定所述先前信号完整性和确定所述后来信号完整性包括确定所述先前的符号和所述后来的符号的信号波形形状完整性。
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