JP6131771B2

JP6131771B2 - 高速ブロードバンド信号用の低周波数等化器回路

Info

Publication number: JP6131771B2
Application number: JP2013171084A
Authority: JP
Inventors: 康雄日高
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2012-08-31
Filing date: 2013-08-21
Publication date: 2017-05-24
Anticipated expiration: 2033-08-21
Also published as: US8937990B2; JP2014050104A; US20140062622A1

Description

本稿で論じる実施形態は高速ブロードバンド信号用の低周波数等化器回路に関する。

電子システムは、信号を送受信することによって互いと通信する多くの集積回路（IC）を含むことがある。信号は、シンボル間干渉（ISI: inter-symbol interference）のような信号歪みの形の信号劣化を経験することがある。そのような劣化を補償する一つの一般的な方法は、等化器回路を実装することである。

本願で特許請求される主題は、何らかの不都合な点を解決したり上記のような環境のみで動作したりする実施形態に限定されるものではない。むしろ、この背景は、本稿に記載されるいくつかの実施形態が実施されうる一つの例示的な技術領域を示すためにのみ与えられている。

ある実施形態のある側面によれば、高速ブロードバンド信号の損失を補償する方法は、高速ブロードバンド信号を受信することを含む。本方法はまた、高速ブロードバンド信号の低周波数成分に関連付けられた低周波損を少なくとも部分的に補償することをも含んでいてもよい。低周波損の補償は、高速ブロードバンド信号の低周波数成分に関連付けられた極周波数をもつ極を含む伝達関数に基づいていてもよい。

諸実施形態の目的および利点は、請求項において具体的に指摘される要素、特徴および組み合わせによって少なくとも実現され、達成される。以上の概括的な記述および以下の詳細な記述はいずれも例示的および説明的なものであり、特許請求される開示を制約するものではないことは理解しておくものとする。

例示的な実施形態について、付属の図面を使いながらさらに具体的かつ詳細に記述し、説明する。
電子システムのあるチャネルに関連付けられた高周波損を補償するよう構成された通常の線形等化器回路の周波数応答の例示的なグラフである。高速ブロードバンド信号が通常の高周波数等化器回路によって実行される高周波損補償をもちうる比較的短い時間期間についての高速ブロードバンド信号のパルス応答の例示的なグラフである。比較的長い時間期間についての図２Ａのパルス応答およびISIの大きさの累積和の例示的なグラフである。高速ブロードバンド信号が本開示に従って実行される低周波損補償をもちうる高速ブロードバンド信号のパルス応答の例示的なグラフである。Ａは、高速ブロードバンド信号の低周波損を少なくとも部分的に補償するよう構成された例示的なISI補償システムを示し、Ｂは、高速ブロードバンド信号の低周波損を少なくとも部分的に補償するよう構成されたもう一つの例示的なISI補償システムを示す図である。高速ブロードバンド信号の低周波損を少なくとも部分的に補償するよう構成された例示的な低周波数等化器回路を示す図である。高速ブロードバンド信号の低周波損を少なくとも部分的に補償するよう構成されたもう一つの例示的な低周波数等化器回路を示す図である。高速ブロードバンド信号の低周波損を少なくとも部分的に補償するよう構成されたもう一つの例示的な低周波数等化器回路を示す図である。高速ブロードバンド信号の低周波損を少なくとも部分的に補償するよう構成されたもう一つの例示的な低周波数等化器回路を示す図である。高速ブロードバンド信号の損失を補償する例示的な方法のフローチャートである。

電子システムは、高速ブロードバンド信号（たとえば、幅広い範囲の周波数成分をもち、1ギガビット毎秒（1Gb/s）より大きなデータ・レートをもつ信号）をそれらの電子システムのチャネルを通じて送受信することによって互いと通信する多くの集積回路（IC）を含むことがある。高速ブロードバンド信号は、シンボル間干渉（ISI: inter-symbol interference）の形の信号劣化を経験することがある。ISIは、高速ブロードバンド信号の高周波数成分が該高速ブロードバンド信号の低周波数成分より大きく減衰されうる周波数依存性の損失から帰結しうる。周波数依存性の損失は、表皮効果および誘電損のようないくつもの因子によって引き起こされることがある。のちにさらに論じるように、通常の補償は、高速ブロードバンド信号の高周波数成分に関連付けられた損失について実行されてきたが、高速ブロードバンド信号の低周波数成分については実行されてこなかった。

ISIについて補償する一つの一般的な方法は、等化器回路を実装することである。高速ブロードバンド信号のISI補償のための等化器回路の通常の実装は、主として、高速ブロードバンド信号の高周波数成分に関連付けられた損失を補償する。しかしながら、これらの等化器回路は、高速ブロードバンド信号の低周波数成分に関連付けられた損失についてはたいして補償を提供しない。高速ブロードバンド信号の高周波数成分に関連付けられた損失は、以下では「高周波損」と称されることがある。低速信号の低周波数成分に関連付けられた損失は以下では「低周波損」と称されることがある。さらに、「低周波数成分」という用語が指すのは、高速ブロードバンド信号の、高周波数成分より周波数において実質的に低くてもよいが、高速ブロードバンド信号のDC成分のような高速ブロードバンド信号のさらに低い周波数成分よりは周波数において高くてもよい周波数成分であってもよい。

図１は、電子システムのあるチャネルに関連付けられた高周波損を補償するよう構成された通常の等化器回路の周波数応答（「LE」とラベル付けされたプロットとして描かれている）の例示的なグラフである。高周波損を補償するよう構成された通常の等化器回路は、以下では、「通常の高速等化器回路」と称されることがある。のちにより詳細に論じるように、図１は、通常の等化器回路が高速ブロードバンド信号の低周波損についてはたいした補償を提供しないことがあることを示している。

図１のグラフはまた、チャネルの周波数応答（「チャネル」とラベル付けされたプロットとして描かれている）および高速等化器回路によって補償されたチャネルの周波数応答（「チャネル＋LE」とラベル付けされたプロット）をも描いている。図１に示した例では、通常の高速線形等化器回路によって補償されたチャネルは、該チャネルを通じて伝搬する高速ブロードバンド信号のサンプリング周波数の約1000分の1（0.001）から50分の1（0.02）までの間でありうる規格化された周波数について10倍当たり約−2.3デシベル（dB/dec）の利得傾きをもつ低周波損を経験することがある。他方、通常の高速等化器回路は、高速ブロードバンド信号のこの低周波数範囲において比較的平坦な利得傾き（0dB/dec）をもつことがある。したがって、図１に対応する高速線形等化器回路は、高速ブロードバンド信号のサンプリング周波数の0.001および0.02に対応する高速ブロードバンド信号の低周波数成分の損失を補償しないことがある。通常の高速等化器回路は低周波数成分において比較的平坦な利得傾きをもつことがある。というのも、通常の高速等化器回路は、極に起因する追加的な高周波損を避けるため、サンプリング周波数の4分の1（0.25）または2分の1（0.5）より低い極を全くもたないことがあるからである。したがって、通常の高速等化器回路は低周波損を補償しないことがある。

対照的に、高速ブロードバンド信号のサンプリング周波数の0.02周辺でひとたび利得が増大しはじめると、利得傾きはじきに10倍当たり20デシベル（dB/dec）に達する。したがって、通常の高速等化器回路は、高速ブロードバンド信号の高周波数成分に関連する損失は実質的に補償することがあるが、上述したように、低周波損は補償しないことがある。

比較的小さな低周波損は、問題として認識されてこなかったため、当技術分野において無視されてきた。通常の高速等化器回路によって実行されるISI補償をもつ高速ブロードバンド信号は、通常、比較的少数の単位区間（UI: Unit Interval）（たとえば20個未満のUI）内の時間領域において解析されうるので、高速ブロードバンド信号のパルス応答が解析されうる。「単位区間」は、高速ブロードバンド信号のシンボル期間（symbol period）に関係していてもよい。この比較的短い時間期間における高速ブロードバンド信号に対する低周波損の効果は、無視できることがありうる。そのため、低周波損は、高速ブロードバンド信号の通常の解析に基づいて無視されることがありうる。しかしながら、高速ブロードバンド信号に対する低周波損の効果は、時間とともに累積することがあり、そのため、低周波損によって引き起こされるISIの累積和が、比較的多数のUI（たとえば50個より多くのUI）を含みうる比較的長い時間期間にわたって増大し続けることがある。したがって、低周波損は、高速ブロードバンド信号のパルス応答の通常の解析によって認識されないことがある仕方で、高速ブロードバンド信号に悪影響を与えることがありうる。

図２Ａは、高速ブロードバンド信号が、通常の高速等化器回路によって実行される高周波損補償をもちうる20UIまでの時間期間についての高速ブロードバンド信号（図２Ａでは「パルス応答」と称されている）のパルス応答の例示的なグラフである。図２Ａはまた、パルス応答に関連付けられた高速ブロードバンド信号のターゲット応答（図２Ａでは「ターゲット応答」と称されている）をも示している。ターゲット応答とパルス応答との間の差は、パルス応答に付随するISIを示しうる。これは、高速ブロードバンド信号に付随するISIを決定する通常の方法でありうる。図２Ａに示されるように、ターゲット応答とパルス応答の差は十分に小さいことがあり、そのため高速ブロードバンド信号に付随するISIを決定する通常の方法は、ISIが十分低下したことを示しうる。よって、高速ブロードバンド信号に付随するISIを決定する通常の方法は、高速ブロードバンド信号の低周波損が高速ブロードバンド信号に悪影響を与えうることを認識しないことがありうる。

しかしながら、高速ブロードバンド信号のISIの絶対値の累積和の解析――これは通常のISI解析では実行されないことがある――は、高速ブロードバンド信号の低周波損が高速ブロードバンド信号に悪影響を与えうることを示すことがある。たとえば、図２Ａは、高速ブロードバンド信号の低周波損に関係しうる高速ブロードバンド信号のISI絶対値の累積和をも示している。図２Ａに示されるように、パルス応答に関連付けられた時間期間にわたるISI絶対値の累積和は比較的低いことがある（たとえば、パルス応答の絶対値の約0.2）。だが、図２Ａは、ISI絶対値の累積和が時間とともに増大し続けることがあることをも示している。

図２Ｂは、0UIから1000UIまでの間の時間期間にわたる図２Ａのパルス応答およびISI絶対値の累積和の例示的なグラフである。図２Ｂは、ISI絶対値の累積和が比較的長い時間期間にわたって実質的に増大しうることを示している。ISI絶対値の累積和の増大は、ISI絶対値の累積和が比較的長い時間期間（たとえば1000UI）後には比較的高くなりうる（たとえばパルス応答の絶対値の約0.8）ほどでありうる。したがって、比較的長い時間期間後には、低周波損に関連するISI絶対値の累積和は、高速ブロードバンド信号が実質的な劣化を経験しうるほどになりうる。

結果として、本開示の少なくともある実施形態によれば、ISI補償システムは、高速ブロードバンド信号の低周波損を少なくとも部分的に補償するよう構成されていてもよい等化器回路を含んでいてもよい。よって、低周波損に関連する高速ブロードバンド信号の累積ISIが低減されうる。対照的に、上記のように、高速ブロードバンド信号に関するISI補償の通常の実装は低周波損を補償しないことがあり、低周波損のため、高速ブロードバンド信号のISIの累積和が増大しうる。

たとえば、図２Ｃは、高速ブロードバンド信号が本開示に従って実行される低周波損補償をもちうる高速ブロードバンド信号のパルス応答およびISI絶対値の累積和の例示的なグラフである。図２Ｂと図２Ｃの比較から、低周波損補償が高速ブロードバンド信号のISIの累積和を低減させうることが示される。

本開示の諸実施形態について、付属の図面を参照して説明する。

図３のＡは、本稿に記載される少なくともいくつかの実施形態に従って構成された、高速ブロードバンド信号の低周波損を少なくとも部分的に補償するよう構成された例示的なISI補償システム３００ａを示している。ISI補償システム３００ａは、低周波数等化器回路３０２および高周波数等化器回路３０４を含んでいてもよい。低周波数等化器回路３０２は入力信号として高速ブロードバンド信号を受信するよう構成されていてもよい。低周波数等化器回路３０２は、高速ブロードバンド信号の低周波損を少なくとも部分的に補償して、低周波損に関連する高速ブロードバンド信号のISIが低減されうるようにするよう構成された任意の好適なシステム、装置またはデバイスでありうる。低周波数等化器回路３０２について使用されうる例示的な実施形態は、図４〜図７に関してのちにさらに詳細に論じる。高速ブロードバンド信号の低周波損を低減したのち、低周波数等化器回路３０２が高速ブロードバンド信号を高周波数等化器回路３０４に伝えてもよい。

高周波数等化器回路３０４は、高速ブロードバンド信号の高周波損を少なくとも部分的に補償するよう構成された任意の好適なシステム、装置またはデバイスでありうる。たとえば、高周波数等化器回路３０４は通常の高速等化器回路を含んでいてもよい。高周波損低減の実行後、高周波数等化器回路３０４は高速ブロードバンド信号を出力信号として出力してもよい。

高周波数等化器回路３０４と低周波数等化器回路３０２との組み合わせは、高速ブロードバンド信号が経験することがありうる高周波損および低周波損両方を少なくとも部分的に補償するよう構成されていてもよい。したがって、高速ブロードバンド信号の低周波損および高周波損両方に関連するISIが低減されうる。対照的に、図１〜２Ｂに関して上述したように、高速ブロードバンド信号のISI補償の通常の実装は、高速ブロードバンド信号の高周波損に焦点を当てることがあり、高速ブロードバンド信号の低周波損を十分に補償しないことがある。

本開示の範囲から外れることなく、図３のＡに対して修正、追加または省略がなされてもよい。たとえば、ISI補償システム３００ａは、低周波数等化器回路３０２および高周波数等化器回路３０４の前、後および／または両者の間にあってもよい他の構成要素を含んでいてもよい。さらに、低周波数等化器回路３０２および／または高周波数等化器回路３０４は、電子システムの送信回路、受信回路またはそれらの任意の好適な組み合わせとともに含まれてもよい。

さらに、高周波数等化器回路３０４および低周波数等化器回路３０２が高速ブロードバンド信号を受け取る順序は変わってもよい。図３のＢは、図３のＡに描かれたように低周波数等化器回路３０２が高速ブロードバンド信号を入力信号として受信するのではなく、高周波数等化器回路３０４が高速ブロードバンド信号を入力信号として受信するよう構成されている例示的なISI補償システム３００ｂを示している。ISI補償システム３００ｂの高周波数等化器回路３０４は、高速ブロードバンド信号の高周波損を低減したのち、高速ブロードバンド信号を低周波数等化器回路３０２に伝えてもよい。ISI補償システム３００ｂの低周波数等化器回路３０２は低周波損を少なくとも部分的に補償し、高速ブロードバンド信号を出力として出力してもよい。

図４は、本稿に記載される少なくともいくつかの実施形態に従って構成された、高速ブロードバンド信号の低周波損を少なくとも部分的に補償するよう構成された例示的な低周波数等化器回路４０２を示している。低周波数等化器回路４０２は、いかなる好適なISI補償システム内に実装されてもよい。たとえば、低周波数等化器回路４０２は、それぞれ図３のＡおよび３ＢのISI補償システム３００ａおよび／または３００ｂの低周波数等化器回路３０２として使用されてもよい。

低周波数等化器回路４０２は入力信号（図４では「I(s)」として描かれる）として高速ブロードバンド信号を受信し、伝達関数（図４では「G(s)」として描かれる）に基づいて高速ブロードバンド信号に対して処理を実行してもよい。伝達関数は、高速ブロードバンド信号の低周波損が少なくとも部分的に補償されうるよう構成されてもよい。高速ブロードバンド信号に伝達関数を適用したのち、低周波数等化器回路４０２は高速ブロードバンド信号を出力信号（図４では「O(s)」として描かれる）として出力してもよい。

低周波数等化器回路４０２の伝達関数は、それぞれ極周波数（f_pole）および零点周波数（f_zero）を有していてもよい極‐零点対を含んでいてもよく、次の表式によって表されてもよい。

上記の表式において、「k」は高速ブロードバンド信号に適用される直流（DC: direct current）利得を示していてもよく、「s」は高速ブロードバンド信号の複素周波数値を示していてもよい。

極および零点は、極周波数および零点周波数が比較的近接してもよくかつ極周波数が零点周波数より大きいよう構成されていてもよい。たとえば、零点周波数に対する極周波数の比は、次式に表されるように、1より大きいが2より小さくてもよい。

いくつかの実施形態では、零点周波数に対する極周波数の比は、約1.5に等しくてもよい。

さらに、低周波損を少なくとも部分的に補償するために、極周波数が（よって零点周波数も）、次式に表されるように、高速ブロードバンド信号の低周波数成分に関連付けられた低周波数範囲内でありうるよう、極および零点が構成されてもよい。

ここで、f_sは、高速ブロードバンド信号のサンプリング周波数である。

例として、極周波数は、高速ブロードバンド信号のサンプリング周波数より2桁または3桁低くてもよく、いくつかの実施形態では、高速ブロードバンド信号のサンプリング周波数の約1000分の1（0.001）から50分の1（0.02）の間であってもよい。

上記のような極周波数および零点周波数を含む伝達関数をもって構成された低周波数等化器回路４０２は、高速ブロードバンド信号の低周波損を少なくとも部分的に補償しうる。よって、低周波数等化器回路４０２は、高速ブロードバンド信号の低周波損に関連付けられていてもよい高速ブロードバンド信号のISIを低減しうる。

図５は、本稿に記載される少なくともいくつかの実施形態に従って構成された、高速ブロードバンド信号の低周波損を少なくとも部分的に補償するよう構成された例示的な低周波数等化器回路５０２を示している。低周波数等化器回路５０２は、いかなる好適なISI補償システム内に実装されてもよい。たとえば、低周波数等化器回路５０２は、それぞれ図３のＡおよび３ＢのISI補償システム３００ａおよび／または３００ｂの低周波数等化器回路３０２として使用されてもよい。

低周波数等化器回路５０２は、加算器５０８と、ブロードバンド増幅器５０６と、低域通過フィルタ（LPF: low-pass filter）５０４とを含んでいてもよい。加算器５０８は、入力信号（図５では「I(s)」として描かれる）として高速ブロードバンド信号を受信するよう構成されていてもよい。加算器５０８はまた、低周波数等化器回路５０２の低周波数フィードバック・ループに含まれていてもよいLPF ５０４から低周波数フィードバック信号を受信するようにも構成されていてもよい。加算器５０８は、図５に描かれるように高速ブロードバンド信号を低周波数フィードバック信号と組み合わせて合成信号を生成するよう構成されていてもよい。ブロードバンド増幅器５０６は、加算器５０８から合成信号を受信するよう構成されていてもよい。ブロードバンド増幅器５０６は、合成信号にブロードバンド利得「g」を適用してもよい。このブロードバンド利得「g」は、高速ブロードバンド信号の高周波数利得として現れてもよい。ブロードバンド増幅器５０６は増幅されたブロードバンド信号を、低周波数等化器回路５０２の出力信号（図５では「O(s)」として描かれる）として出力してもよい。出力信号「O(s)」は、低周波数フィードバック・ループをなすよう、LPF ５０４によっても受領されてもよい。

ブロードバンド増幅器５０６およびLPF ５０４は、低周波数等化器回路５０２が極周波数および零点周波数をもつ極‐零点対を含む伝達関数（G(s)）をもちうるよう構成されていてもよい。低周波数等化器回路５０２の伝達関数の極周波数および零点周波数は、図４の低周波数等化器回路４０２の極周波数および零点周波数と同様の高速ブロードバンド信号の低周波数成分に関連付けられていてもよい。さらに、低周波数等化器回路５０２の極周波数および零点周波数は、図４の低周波数等化器回路４０２の極‐零点対に関して上記したように、実質的に互いに近くてもよい。

たとえば、LPF ５０４は、次式によって表されてもよい伝達関数（図５では「H(s)」として描かれている）を有していてもよい。

上記の表式において、「h」はLPF ５０４の直流（DC）利得を表していてもよく、「f_c」はLPF ５０４のカットオフ周波数を表していてもよい。

低周波数フィードバック経路、LPF ５０４の伝達関数「H(s)」、ブロードバンド増幅器５０６のブロードバンド利得「g」および加算器５０８の処理に基づいて、低周波数等化器回路５０２の全体的な伝達関数「G(s)」は次式によって表されてもよい。

低周波数等化器回路５０２の伝達関数の上記の表式に基づいて、伝達関数の零点周波数（f_zero）および極周波数（f_pole）は次式
f_zero＝f_c
f_pole＝(1+gh)f_c
によって表されてもよい。

したがって、LPF ５０４は、カットオフ周波数「f_c」が零点周波数について所望される周波数に実質的に等しくなるよう、構成されてもよい。さらに、LPF ５０４およびブロードバンド増幅器５０６は、カットオフ周波数「f_c」、DC利得「h」およびブロードバンド利得「g」が高速ブロードバンド信号の低周波損を少なくとも部分的に補償することに関連付けられた所望される値をほぼもつ極周波数を与えるよう、構成されてもよい。

上述したように、高速ブロードバンド信号の低周波損を少なくとも部分的に補償するために、極周波数は高速ブロードバンド信号のサンプリング周波数の0.001から0.02の間であるよう構成されてもよい。さらに、零点周波数に対する極周波数の比は、低周波損を少なくとも部分的に補償するために、1以上2以下であってもよい。したがって、LPF ５０４およびブロードバンド増幅器５０６は、カットオフ周波数「f_c」、DC利得「h」およびブロードバンド利得「g」が上述したパラメータを満足する極周波数および零点周波数を与えるよう構成されてもよい。よって、低周波数等化器回路５０２は、加算器５０８、ブロードバンド増幅器５０６およびLPF ５０４を含む低周波数フィードバック・ループを介して高速ブロードバンド信号の低周波損を少なくとも部分的に補償するよう構成されていてもよい。

図６は、本稿に記載される少なくともいくつかの実施形態に従って構成された、高速ブロードバンド信号の低周波損を少なくとも部分的に補償するよう構成されたもう一つの例示的な低周波数等化器回路６０２を示している。低周波数等化器回路６０２は、いかなる好適なISI補償システム内に実装されてもよい。たとえば、低周波数等化器回路６０２は、それぞれ図３のＡおよびＢのISI補償システム３００ａおよび／または３００ｂの低周波数等化器回路３０２として使用されてもよい。

低周波数等化器回路６０２は、加算器６０８と、ブロードバンド増幅器６０６と、LPF ６０４とを含んでいてもよい。ブロードバンド増幅器６０６は、入力信号（図６では「I(s)」として描かれる）として高速ブロードバンド信号を受信するよう構成されていてもよい。増幅器６０６はまた、高速ブロードバンド信号にブロードバンド利得「g」を適用してもよい。このブロードバンド利得「g」は、高速ブロードバンド信号の高周波数利得として現れてもよい。

加算器６０８は、ブロードバンド増幅器６０６から増幅されたブロードバンド信号を受信するよう構成されていてもよい。加算器６０８はまた、低周波数等化器回路６０２の低周波数フィードフォワード経路に含まれていてもよいLPF ６０４から低周波数のフィードフォワード信号を受信するようにも構成されていてもよい。加算器６０８は、図６に描かれるように、増幅された高速ブロードバンド信号を低周波数フィードフォワード信号と組み合わせて低周波数等化器回路６０２の出力信号（図６では「O(s)」として描かれている）を生成するよう構成されていてもよい。

ブロードバンド増幅器６０６およびLPF ６０４は、低周波数等化器回路６０２が極周波数および零点周波数をもつ極‐零点対を含む伝達関数（G(s)）をもちうるよう構成されていてもよい。低周波数等化器回路６０２の伝達関数の極周波数および零点周波数は、図４の低周波数等化器回路４０２の極周波数および零点周波数と同様の高速ブロードバンド信号の低周波数成分に関連付けられていてもよい。さらに、低周波数等化器回路６０２の極周波数および零点周波数は、図４の低周波数等化器回路４０２の極‐零点対に関して上記したように、実質的に互いに近くてもよい。

たとえば、LPF ６０４は、図５のLPF ５０４の伝達関数と実質的に同様であってもよく、次式によって表されてもよい伝達関数（図６では「H(s)」として描かれている）を有していてもよい。

上記の表式において、「h」はLPF ６０４の直流（DC）利得を表していてもよく、「f_c」はLPF ６０４のカットオフ周波数を表していてもよい。

低周波数フィードフォワード経路、LPF ６０４の伝達関数「H(s)」、ブロードバンド増幅器６０６のブロードバンド利得「g」および加算器６０８の処理に基づいて、低周波数等化器回路６０２の全体的な伝達関数「G(s)」は次式によって表されてもよい。

低周波数等化器回路６０２の伝達関数の上記の表式に基づいて、伝達関数の零点周波数（f_zero）および極周波数（f_pole）は次式
f_zero＝f_c(1−h/g)
f_pole＝f_c
によって表されてもよい。

したがって、LPF ６０４は、カットオフ周波数「f_c」が極周波数について所望される周波数に実質的に等しくなるよう、構成されてもよい。さらに、LPF ６０４およびブロードバンド増幅器６０６は、カットオフ周波数「f_c」、DC利得「h」およびブロードバンド利得「g」が低周波損を少なくとも部分的に補償することに関連付けられた所望される値をほぼもつ零点周波数を与えるよう、構成されてもよい。

上述したように、高速ブロードバンド信号の低周波損を少なくとも部分的に補償するために、極周波数は高速ブロードバンド信号のサンプリング周波数の0.001から0.02の間であるよう構成されてもよい。さらに、零点周波数に対する極周波数の比は、1以上2以下であってもよい。したがって、LPF ６０４およびブロードバンド増幅器６０６は、カットオフ周波数「f_c」、DC利得「h」およびブロードバンド利得「g」が上述したパラメータを満足する極周波数および零点周波数を与えるよう構成されてもよい。よって、低周波数等化器回路６０２は、加算器６０８、ブロードバンド増幅器６０６およびLPF ６０４を含む低周波数フィードフォワード経路を介して高速ブロードバンド信号の低周波損を少なくとも部分的に補償するよう構成されていてもよい。

図７は、本稿に記載される少なくともいくつかの実施形態に従って構成された、高速ブロードバンド信号の低周波損を少なくとも部分的に補償するよう構成されたもう一つの例示的な低周波数等化器回路７０２を示している。低周波数等化器回路７０２は、いかなる好適なISI補償システム内に実装されてもよい。たとえば、低周波数等化器回路７０２は、それぞれ図３Ａおよび３ＢのISI補償システム３００ａおよび／または３００ｂの低周波数等化器回路３０２として使用されてもよい。

低周波数等化器回路７０２は、無限インパルス応答（IIR: infinite impulse response）をもつ判定帰還等化器（DFE: decision feedback equalizer）として構成されてもよく、加算器７０８と、判定回路７０６と、LPF ７０４とを含んでいてもよい。加算器７０８は、入力信号（図７では「i(s)」として描かれる）として高速ブロードバンド信号を受信するよう構成されていてもよい。加算器７０８はまた、低周波数等化器回路７０２のフィードバック・ループに含まれるLPF ７０４から低周波数フィードバック信号を受信するようにも構成されていてもよい。加算器７０８は、図７に描かれるように高速ブロードバンド信号を低周波数フィードバック信号と組み合わせて合成ブロードバンド信号を生成するよう構成されていてもよい。

判定回路７０６は、加算器７０８から合成ブロードバンド信号を受信するよう構成されていてもよい。判定回路７０６は、入力が閾値レベルより高いか低いかのデジタル判定をするよう構成されていてもよい。判定回路７０６はデジタル判定を低周波数等化器回路７０６の出力信号（図７では「o(t)」として描かれている）として出力してもよい。低周波数等化器回路７０２の出力信号――これは合成ブロードバンド信号のデジタル判定値にも関連してもよい――は、低周波数フィードバック・ループをなすよう、LPF ７０４によっても受領されてもよい。よって、LPF ７０４は、DFE実装によれば、高速ブロードバンド信号の以前の諸デジタル判定値に基づいて処理を実行してもよい。これは、IIRフィルタを与えることになりうる。IIRフィルタが与えられるのは、LPF ７０４が無限の長さのインパルス応答をもちうるからである。さらに、判定回路７０６は、合成ブロードバンド信号をサンプリングするためにクロック信号（図７には示さず）を使ってもよく、クロック信号レートでデジタル判定を行ってもよい。

LPF ７０４は、ぞれぞれ図５および図６のLPF ５０４およびLPF ６０４の伝達関数と実質的に同様の伝達関数をもつよう構成されていてもよい。LPF ７０４のカットオフ周波数はLPF ７０４の伝達関数の極周波数のはたらきをしてもよい。LPF ７０４は、LPF ７０４のカットオフ周波数が高速ブロードバンド信号のサンプリング周波数より実質的に小さくなりうるよう（たとえば高速ブロードバンド信号のサンプリング周波数の0.001から0.02の間）構成されてもよい。それにより、低周波数等化器回路７０２によって受領される高速ブロードバンド信号の低周波損が少なくとも部分的に補償されうる。よって、（DFE IIRとして構成された低周波数等化器回路７０２に付随していてもよい）LPF ７０４の伝達関数は、高速ブロードバンド信号の低周波数成分に関連付けられた極周波数（たとえばLPF ７０４のカットオフ周波数）をもつ極を含んでいてもよい。

図８は、本稿に記載される少なくともいくつかの実施形態に基づいて構成された、高速ブロードバンド信号の損失を補償する例示的な方法８００のフローチャートである。方法８００は、いくつかの実施形態では、それぞれ図３、図４、図５、図６および図７の低周波数等化器回路３０２、４０２、５０２、６０２または７０２によって実装されてもよい。離散的なブロックとして図示されてはいるが、所望される実装に依存して、さまざまなブロックはさらなるブロックに分割されたり、より少数のブロックに組み合わされたり、またはなくされたりしてもよい。

方法８００は、高速ブロードバンド信号が受領されうるブロック８０２で開始されてもよい。ブロック８０４では、高速ブロードバンド信号の低周波数成分に関連する低周波損が、伝達関数に基づいて少なくとも部分的に補償されてもよい。伝達関数は、高速ブロードバンド信号の低周波数成分に関連付けられた極周波数をもつ極を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、低周波損は、極周波数に関連付けられていてもよいカットオフ周波数をもつLPFを含んでいてもよい低周波数フィードバック・ループを介して少なくとも部分的に補償されてもよい。いくつかの実施形態では、低周波損は、極周波数に関連付けられていてもよいカットオフ周波数をもつLPFを含む低周波数フィードフォワード経路を介して少なくとも部分的に補償されてもよい。いくつかの実施形態では、低周波損は、極周波数に関連付けられていてもよいカットオフ周波数をもつLPFを含んでいてもよいDFE IIRを介して少なくとも部分的に補償されてもよい。

当業者は、本稿に開示されたこのおよびその他のプロセスおよび方法について、該プロセスおよび方法において実行される機能が異なる順序で実装されてもよいことを認識するであろう。さらに、概説されたステップおよび処理は単に例として与えられているのであって、これらのステップおよび処理の一部は任意的であることがあり、開示される実施形態の本質を損なうことなく、より少数のステップおよび処理に組み合わされたり、あるいは追加的なステップおよび処理に拡張されたりしてもよい。たとえば、方法８００はさらに、高速ブロードバンド信号の高周波損を少なくとも部分的に補償することに関連するステップおよび処理を含んでいてもよい。

本稿に記載されるあらゆる例および条件付きの言辞は、本開示および発明者によって当該技術の進歩に貢献される概念を読者が理解するのを助けるという教育目的のために意図されているのであって、そのような具体的に記載されている例および条件に限定することなく解釈される。本開示の諸実施形態について詳細に記載してきたが、本開示の精神および範囲から外れることなく、それにさまざまな変更、置換および改変ができることは理解しておくべきである。
以上の実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
高速ブロードバンド信号の損失を補償するシステムであって：
高速ブロードバンド信号を受領するよう構成された入力と；
前記高速ブロードバンド信号の低周波数成分に関連する低周波損を少なくとも部分的に補償するよう構成された、前記入力に通信上結合された低周波数等化器回路とを有しており、前記低周波数等化器回路に伝達関数が関連付けられており、前記伝達関数は、前記高速ブロードバンド信号の低周波数成分に関連付けられた極周波数をもつ極を含む、
システム。
（付記２）
前記極周波数が、前記高速ブロードバンド信号のサンプリング周波数より少なくとも一桁低い、付記１記載のシステム。
（付記３）
前記高速ブロードバンド信号が少なくとも1ギガビット毎秒（1Gbps）であるデータ・レートを有する、付記１記載のシステム。
（付記４）
前記極周波数が、前記高速ブロードバンド信号のサンプリング周波数の約1000分の1（0.001）から50分の1（0.02）の間である、付記１記載のシステム。
（付記５）
前記伝達関数がさらに、前記高速ブロードバンド信号の低周波数成分に関連付けられた零点周波数をもつ零点を含む、付記１記載のシステム。
（付記６）
前記極周波数の前記零点周波数に対する比が約1から2の間である、付記５記載のシステム。
（付記７）
前記低周波数等化器回路が、前記極周波数に関連付けられたカットオフ周波数をもつ低域通過フィルタ（LPF）を含むフィードバック・ループを有する、付記１記載のシステム。
（付記８）
前記低周波数等化器回路が、前記極周波数に関連付けられたカットオフ周波数をもつ低域通過フィルタ（LPF）を含むフィードフォワード経路を有する、付記１記載のシステム。
（付記９）
前記低周波数等化器回路が、前記極周波数に関連付けられたカットオフ周波数をもつ低域通過フィルタ（LPF）を無限インパルス応答（IIR）フィードバック・フィルタとして含む判定帰還等化器を有する、付記１記載のシステム。
（付記１０）
前記入力および前記低周波数等化器回路の少なくとも一方に通信上結合され、前記高速ブロードバンド信号の高周波数成分に関連する高周波損を補償するよう構成された高周波数等化器回路をさらに有する、付記１記載のシステム。
（付記１１）
高速ブロードバンド信号の損失を補償する方法であって：
高速ブロードバンド信号を受領する段階と；
前記高速ブロードバンド信号の低周波数成分に関連する低周波損を、前記高速ブロードバンド信号の低周波数成分に関連付けられた極周波数をもつ極を含む伝達関数に基づいて少なくとも部分的に補償する段階とを含む、
方法。
（付記１２）
前記極周波数が、前記高速ブロードバンド信号のサンプリング周波数より少なくとも一桁低い、付記１１記載の方法。
（付記１３）
前記高速ブロードバンド信号が少なくとも1ギガビット毎秒（1Gbps）であるデータ・レートを有する、付記１１記載の方法。
（付記１４）
前記極周波数が、前記高速ブロードバンド信号のサンプリング周波数の約1000分の1（0.001）から50分の1（0.02）の間である、付記１１記載の方法。
（付記１５）
前記伝達関数がさらに、前記高速ブロードバンド信号の低周波数成分に関連付けられた零点周波数をもつ零点を含む、付記１１記載の方法。
（付記１６）
前記極周波数の前記零点周波数に対する比が約1から2の間である、付記１５記載の方法。
（付記１７）
前記極周波数に関連付けられたカットオフ周波数をもつ低域通過フィルタ（LPF）を含むフィードバック・ループを介して低周波損を少なくとも部分的に補償することをさらに含む、付記１１記載の方法。
（付記１８）
前記極周波数に関連付けられたカットオフ周波数をもつ低域通過フィルタ（LPF）を含むフィードフォワード経路を介して低周波損を少なくとも部分的に補償することをさらに含む、付記１１記載の方法。
（付記１９）
前記極周波数に関連付けられたカットオフ周波数をもつ低域通過フィルタ（LPF）を無限インパルス応答（IIR）フィードバック・フィルタとして含む判定帰還等化器を介して低周波損を少なくとも部分的に補償することをさらに含む、付記１１記載の方法。
（付記２０）
前記高速ブロードバンド信号の高周波数成分に関連する高周波損を少なくとも部分的に補償する段階をさらに含む、付記１１記載の方法。

Claims

高速ブロードバンド信号の損失を補償するシステムであって：
高速ブロードバンド信号を受領するよう構成された入力と；
前記高速ブロードバンド信号の低周波数成分に関連する、一定の利得傾きをもつ低周波損を少なくとも部分的に補償するよう構成された、前記入力に通信上結合された低周波数等化器回路とを有しており、前記低周波数等化器回路に伝達関数が関連付けられており、前記伝達関数は、前記高速ブロードバンド信号の低周波数成分に関連付けられた極周波数をもつ極を含む、
システム。
前記極周波数が、前記高速ブロードバンド信号のサンプリング周波数より少なくとも一桁低い、請求項１記載のシステム。
前記高速ブロードバンド信号が少なくとも1ギガビット毎秒（1Gbps）であるデータ・レートを有する、請求項１記載のシステム。
前記極周波数が、前記高速ブロードバンド信号のサンプリング周波数の約1000分の1（0.001）から50分の1（0.02）の間である、請求項１記載のシステム。
前記伝達関数がさらに、前記高速ブロードバンド信号の低周波数成分に関連付けられた零点周波数をもつ零点を含む、請求項１記載のシステム。
前記極周波数の前記零点周波数に対する比が約1から2の間である、請求項５記載のシステム。
前記低周波数等化器回路が、前記極周波数に関連付けられたカットオフ周波数をもつ低域通過フィルタ（LPF）を含むフィードバック・ループを有する、請求項１記載のシステム。
前記低周波数等化器回路が、前記極周波数に関連付けられたカットオフ周波数をもつ低域通過フィルタ（LPF）を含むフィードフォワード経路を有する、請求項１記載のシステム。
前記低周波数等化器回路が、前記極周波数に関連付けられたカットオフ周波数をもつ低域通過フィルタ（LPF）を無限インパルス応答（IIR）フィードバック・フィルタとして含む判定帰還等化器を有する、請求項１記載のシステム。
前記入力および前記低周波数等化器回路の少なくとも一方に通信上結合され、前記高速ブロードバンド信号の高周波数成分に関連する高周波損を補償するよう構成された高周波数等化器回路をさらに有する、請求項１記載のシステム。
高速ブロードバンド信号の損失を補償する方法であって：
高速ブロードバンド信号を受領する段階と；
前記高速ブロードバンド信号の低周波数成分に関連する、一定の利得傾きをもつ低周波損を、前記高速ブロードバンド信号の低周波数成分に関連付けられた極周波数をもつ極を含む伝達関数に基づいて少なくとも部分的に補償する段階とを含む、
方法。
前記極周波数が、前記高速ブロードバンド信号のサンプリング周波数より少なくとも一桁低い、請求項１１記載の方法。
前記高速ブロードバンド信号が少なくとも1ギガビット毎秒（1Gbps）であるデータ・レートを有する、請求項１１記載の方法。
前記極周波数が、前記高速ブロードバンド信号のサンプリング周波数の約1000分の1（0.001）から50分の1（0.02）の間である、請求項１１記載の方法。
前記伝達関数がさらに、前記高速ブロードバンド信号の低周波数成分に関連付けられた零点周波数をもつ零点を含む、請求項１１記載の方法。
前記極周波数の前記零点周波数に対する比が約1から2の間である、請求項１５記載の方法。
前記極周波数に関連付けられたカットオフ周波数をもつ低域通過フィルタ（LPF）を含むフィードバック・ループを介して前記低周波損を少なくとも部分的に補償することをさらに含む、請求項１１記載の方法。
前記極周波数に関連付けられたカットオフ周波数をもつ低域通過フィルタ（LPF）を含むフィードフォワード経路を介して前記低周波損を少なくとも部分的に補償することをさらに含む、請求項１１記載の方法。
前記極周波数に関連付けられたカットオフ周波数をもつ低域通過フィルタ（LPF）を無限インパルス応答（IIR）フィードバック・フィルタとして含む判定帰還等化器を介して前記低周波損を少なくとも部分的に補償することをさらに含む、請求項１１記載の方法。
前記高速ブロードバンド信号の高周波数成分に関連する高周波損を少なくとも部分的に補償する段階をさらに含む、請求項１１記載の方法。