时域预失真方法基础上提出了余弦信号的传输通道

文摘

的概念基于提出了余弦信号的时域预失真方法应用于真实的传导渠道。拟议中的PWM-RC方法使用raised-cosine代替传统的矩形脉冲整形数字信号和脉冲宽度调制(PWM)计划,以实现更好的输出通道的数据响应在恶劣的信道环境。传统的基于脉冲幅度的预失真方法调整不符合现代低功耗CMOS设计。目前现有的时域预失真方法只是基于PWM方案显示,许多高频信号的谐波分量的快和慢信号转换。它可以导致更多系统串扰易感性如果相声传输通道的主导因素。在这种情况下,额外的预加重了不受欢迎的高频成分。最后,真正的信道传输函数与广告安捷伦development studio使用比较方法的性能与其他预失真方法。

1。介绍

今天的高速多核微处理器和内存接口需要互连带宽不断增加。严格要求降低板空间,微型连接器,高效的印刷电路板(PCB)设计,和低易受噪声与串行通信链路结构相关联。许多现有的串行I / O标准操作速度multi-Gbps如著名的PCI Express(作为PCIe)。下一代的标准作为PCIe创3是Gbps 8点能操作在一个车道。随着数据率正在增加,他们易受伤害更重要。它是由输电线路的不理想的方面,比如相声和损失以及反射所导致的能量耗散和辐射1]。所有这些问题可能导致重大问题在信号完整性和时机。在如此严重的环境中,复杂的脉冲整形技术如均衡或预加重(均衡发射机通常被称为发射机预修正以反映过滤操作)的效果需要用来增加数据速率(2]。本文首次PWM-RC (cos)预失真方法应用于真正的传导渠道;参见图1。

提出了信号的概念方法简要描述(3]。表明PWM-RC方法显著减少了高频内容pre-distorted高速信号。PWM信号的概念方案提出了(4),应用于同轴电缆损耗均衡和简单的单一PCB跟踪均衡。表明PWM预修正提供了最大损失赔偿(dB) 24日高于常用的2-tap冷杉过滤器(18 dB)。脉宽调制传递函数的方法是能够提供一个更好的适应铜通道;看到结果在安捷伦广告(5]。然而,基于脉冲幅度的预失真方法的实现形成可以显著限制噪声容限,因为现代低压CMOS设备使用电源电压,这将减少根据CMOS缩放(6]。然而,相声传统PWM方案基于矩形脉冲整形的易感性可能导致额外的高频含量平衡的数据流。因此,损失补偿可以显著减少。结合PWM预失真技术和适当的脉冲整形方法(PWM-RC方法)可以提供一个有效的减少高频脉冲的组件。(所示3],平衡的信道传输函数,PWM-RC法时,有更好的性能在更高频率由于额外的变化调整高频损失赔偿。它可以扮演关键角色最佳预加重的设计。实验结果本文提出了通过使用安捷伦E5071C之间的交互网络分析仪和安捷伦广告工作室。因此,真正的信道传输函数可以使用一起提出PWM-RC信号方案。

2。信道特性

在这种情况下,两个实验30厘米长背板使用传递函数分析。这些底板内毕业论文(7];参见图2。

第一个底板原型设计与传输线之间相对较大的距离,d= 6毫米。在这种情况下,微带导体和介质损失占主导地位的因素必须考虑。第二底板原型设计重要的输电线路之间的距离减少,d= 0.5毫米。在这种情况下,一个重要的串扰效应应该考虑在实际通信系统。这种情况显然是如图3传递函数(S21参数)对渠道所示。很明显,相声时可能出现显著高的斜坡通道进行了分析。此外,第二个底板故意干扰接地层。因此,可以通过影响模仿的效果。

一些最后的通道输出眼图的测量通道如图4。很明显,数据信号通过相声通道几乎相同的性能数据信号与双通道数据率没有相声和接地干扰。总结了实验测量数据表1之间的显著差异分析渠道都是明显的。电压幅值设置为200 mV。

在这种情况下有必要使用一个复杂的信号调节的方法。模拟结果发现MathCAD显示显著增加串扰耦合长度相对较长(这符合实现底板原型测量)和减少在侵略者的距离;参见[8]。侵略者代表分离单端电路与随机比特序列和相同的数据率作为受害者电路。

3所示。预加重的表现

在[3]显示重要的高频成分减少了PWM-RC预失真方法。功率谱密度(PSD)分析结果如图5和6。在这两种情况下,传统的PWM方法提出了相同的直流PWM-RC方法相比(频宽比)的设置。在第一种情况下信号频谱分析在发射机的输出没有额外的输电线路的影响。尤其是近端串扰(下)连接器可以通过额外的高频放大内容。在图5设置最大预加重效果。该方法可以显著减少高频谐波分量pre-emphasized数据信号。在这种情况下在10 GHz频率谐波被认为是第二个信号。比较两眼图形成一个随机比特序列进行了分析。

描述的常规预修正方法的主要缺点是(3]。强对相声是显而易见的(4,6]。在[6傅里叶级数)通过使用一个简单的计算结果表明,传统滤波器的输出频谱展品更高频组件如果低频(LF)模式(传输许多连续1)传播。它可能导致并发症如果通道已平衡的倾向于相声形成。在图6频谱分析带限信道输出的脉宽调制方法。在这种情况下最优预加重设置被选中。真正的随机高速5 Gbps数据流组成。提出PWM-RC方法仍然降低了高频谐波分量通道输出但许多高频组件吸收通道本身。模拟低频模式是带限信道上传输。显著减少高频组件室;每个数据显示一些阶段,x轴位时期。它可以得出结论,提出PWM-RC方案能够充分补偿额外的高频组件也较低的开关频率。这种行为已接近传统冷杉过滤器的过滤器展品少功率降低开关频率。高频模式之间的区别冷杉和PWM方案只有在阶段(时移)4]。

最后,PWM-RC安捷伦广告仿真环境中信号方案实施。测量通道传递函数作为通道环境对PWM和PWM-RC方法测试。两个主要眼图参数在图分析7。很明显,PWM-RC方法改善眼图。显著高的斜坡发生大约在奈奎斯特频率为3,4,5,等等,Gbps数据速率。分析了数据率从1 Gbps与步骤1 Gbps 10 Gbps。然而主要的决定性因素是损失的平均价值在奈奎斯特频率。在这种情况下,额外的6 dB损失足以完全闭上眼睛。注意,6 dB规则独立于电压摆幅和频率。这可以在奈奎斯特频率2.5 GHz (5 Gbps数据速率),大约6 dB通道发生损失。重要的眼睛关闭是显而易见的;参见图7。什么取决于频率是6 dB点实际发生损失的地方。系统可靠性的一个决定性的参数是一个接收机灵敏度,可用于计算电压摆幅传播。信号功率可以表示为(4]。表达式表明,最低swing取决于接收机灵敏度和信号传输通道的频率响应9]。在我们的例子中,信号波动要求假定码间干扰(ISI)均衡补偿的技术,如预加重发射机,理想情况下的最小误比特率(BER)一般。

4所示。结论

摘要角度数字时域预失真技术基于脉宽调制方案和使用提出了余弦信号(PWM-RC)分析了真正的传导渠道。论文的主要部分,提出PWM-RC法和传统的PWM法进行了比较。结果表明,拟议中的PWM-RC方案能够打开眼睛超过传统PWM信号方案如果信道串扰发生。信号频谱分析结果表明高频PWM方案特别是频道内容效果不考虑。频域分析(3)显示了均衡的方法更好的性能衰减的传播渠道不是单调递增。额外的变化调整高频损失补偿可以扮演关键角色最佳预加重设置;参见图7在眼睛高度显著提高PWM-RC方案是否启用。

该方法的主要缺点在于一个有问题的电路实现。在[10,11]可以找到解决方案raised-cosine,只有传统的NRZ信号脉冲。未来的工作将集中在实际测试提出了脉冲整形的预失真技术在真正的有限带宽传输通道来验证方法的性能越好。创建提议PWM-RC信号方案,将使用software-implemented信号实现。

引用

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