面向高速PAM4有线收发机的自适应和低复杂度最大似然序列检测器

高速串行收发机是中央处理器、网卡和交换机等高性能芯片的关键部件.判决反馈均衡器(decision feedback equalization,DFE)是高速串行收发机的主要判决电路.针对传统DFE在高码间干扰(intersymbol interference,ISI)信道下的高误码率制约串行收发机速率提升的问题,提出一种面向4电平调制(4 pulse amplitude modulation,PAM4)串行收发机的自适应、低复杂度的减状态序列检测器(adaptive reduced-state sequence detector,ARSSD).ARSSD基于最大似然序列检测结构降低检测误码率;结合Viterbi算法和分区算法降低运算复杂度;采用基于迫零算法的ISI参数获取方式实现检测器参数的自适应更新.所提结构最终完成了行为仿真、电路设计以及系统验证.基于模拟前端芯片和现场可编程门阵列电路的实验结果表明,与传统DFE相比,当12~64 Gbps PAM4信号经过−8~−18 dB@16 GHz衰减信道时,32×4路并行ARSSD检测误码率降低2个数量级,与行为仿真结果一致.

56 Gbit/s低功耗分数间隔FFE PAM4 SerDes发射机设计

采用65 nm CMOS工艺设计了一款用于高速芯片互联的四电平脉冲幅度调制(PAM4) SerDes发射机。该发射机主要由最高有效位通道和最低有效位通道、时钟产生路径、前馈均衡模块、接口驱动电路等构成。采用一种无锁存的并串转换技术,以降低功耗;采用一种分数型前馈均衡技术,获得了超出奈奎斯特频率点的频率补偿峰值,从而扩展频率补偿范围,使输出信号能更好地适应信道。此外,采用带预充电结构的4∶1并串转换器,减小电荷共享效应对电路的影响。仿真结果表明,在1 V电源电压下,整体电路能实现56 Gbit/s PAM4输出信号,输出眼图清晰,且获得电平失配率为93.1%的高线性度,输出摆幅达到480 mV,功耗为75 mW。

基于频域预补偿的PAM可见光通信系统

在可见光通信(VLC)系统中,脉冲幅度调制(PAM)由于其原理简单、功率损耗率较低等优势而受到了人们的广泛关注。然而,光电器件的带宽受限以及非线性效应会导致信号的高频功率衰减,从而降低信号传输的有效带宽和系统性能。因此,提出了一种基于频域预补偿的PAM8-VLC系统,通过对PAM8信号的S21响应曲线进行频域预补偿,以抑制高频功率衰减对信号传输性能的影响。实验结果表明,经过3.5 m的自由空间可见光链路传输,相比于未补偿的PAM8信号,采用所提出的预补偿PAM8信号,在误码率低于硬判决前向纠错(HD-FEC)门限下,可以提高2 dB的接收灵敏度,同时,实现了1.8 Gbit/s的系统传输速率。

基于多普勒效应的伪码调相及其与PAM复合引信的抗噪声性能分析

该文研究基于多普勒效应的伪码调相及其与脉冲幅度调制(PAM)复合引信的抗噪声性能。首先介绍了其工作原理;然后,推导了其接收机的总调制制度增益,分析了多普勒频率、伪码周期和脉冲宽度对抗噪声性能的影响。结果表明伪码调相与PAM复合引信的抗噪声性能强于伪码调相引信,并且通过对脉冲宽度、伪码序列周期和工作频率的设计可以保证两种引信良好的抗噪声性能。

O波段硅基二氧化硅密集波分复用AWG设计及制备

O波段波分复用器是数据中心高速互连关键器件,采用相对折射率差为0.75%的硅基二氧化硅光波导材料,设计并制备了O波段48通道平顶型密集波分复用阵列波导光栅芯片,采用金属合金架固定阵列波导光栅芯片,金属螺杆随温度变化收缩或伸张,可补偿阵列波导光栅芯片响应谱波长随温度产生的飘移,实现-5℃到65℃温度范围内响应谱稳定输出,采用非归零和4电平信号两种调制方式进行高速信号传输。测试结果表明,封装后的阵列波导光栅的插入损耗在-5.31~-6.59 dB之间,通道间隔0.676 nm,1 dB、3 dB带宽分别为0.41 nm、0.55 nm,相邻串扰、非相邻串扰分别为29.4 dB、29.2 dB,偏振相关损耗小于0.67 dB,-5℃到65℃变温下中心波长漂移由7 pm/℃减小到0.6 pm/℃,26.56 Gbps非归零及53.12 Gbps 4电平信号调制传输眼图消光比分别大于5.5 dB和3.6 dB。

PAM方式下DBD型臭氧发生器负载特性研究

通过结合介质阻挡放电(DBD)型臭氧发生器的线性化模型,对脉冲幅值调制(PAM)这种典型调节方式下DBD型臭氧发生器的负载调节特性进行了研究。理论分析和实验结果表明,在PAM方式下,DBD型臭氧发生器的放电功率与谐振逆变供电电源的直流电压有良好的线性相关性。由此可知PAM是一种比较适合DBD型臭氧发生器这类负载的调节方式。

TH-PPM与TH-PAM超宽带系统的性能分析和比较

采用基于软判决和硬判决的方法,对跳时脉冲位置调制(time hopping-pulse position modulation,TH-PPM)和跳时脉冲幅度调制(time hopping-pulse amplitude modulation,TH-PAM)超宽带系统的误比特率性能进行了分析和比较.在加性高斯白噪声(additive white Gausses noise,AWGN)信道下,研究了TH-PPM和TH-PAM超宽带单用户系统接收端信号进行软判决和硬判决时的性能,同时分析比较系统在两种调制方式下采用不同脉冲重复次数时的性能差异.仿真结果表明,在AWGN信道下,TH-PPM和TH-PAM的系统性能均随脉冲重复次数的增加而明显改善,并且后者优于前者.此外,采用软判决时的系统性能优于采用硬判决时的系统性能.

伪码调相与PAM复合测距系统研究

介绍了PAM伪随机码的构成原理,推导了PAM伪随机码的自相关函数和功率谱密度,结合图形分析了它们的性质特点。设计了伪码调相与PAM复合测距系统,并分析了在加性高斯白噪声信道中的各个阶段的信号形式。研究了复合测距系统的性能,详细推导了复合测距系统的信噪比增益。结果表明,与单纯的伪码测距系统相比,复合测距系统有更强的抗干扰性能和测距能力。

基于4-PAM和DB调制的全双工光接入网系统研究

以四进制脉冲幅度调制(4-PAM)作为下行调制技术,贝塞尔光滤波器抑制下行载波,双二进制(DB)作为上行链路传输的再调制方案为核心,提出一种基于4-PAM和DB调制的无色全双工光接入系统。分析了上/下行信号传输的光谱、误码率和眼图,并对实验结果进行了仿真。

基于脉幅调制的超高速无刷直流电机过零点检测补偿策略

超高速无刷直流电机广泛应用于超高速空压机、晶圆切割、飞轮储能等系统。针对超高速无刷直流电机控制中的三相绕组不完全对称和参考零点不确定偏移导致的失步问题,该文以脉幅调制控制器为基础,通过对非理想电机的研究,建立过零点抗扰动的模型,提出一种综合考虑不平衡过零点和不对称过零点补偿的改进控制策略,建立适用于三种非理想过零点模型的基础延迟时间择优策略的数学模型和换向时间补偿函数。同时,在不平衡不对称过零点扰动存在的前提下,考虑负载变化等因素引起的换相误差并提出相应的变速误差补偿策略。实验结果表明,改进控制策略可以有效减小无刷直流电机的换相误差,显著地提高电机换相的精度进而提高其运行速度上限,为无速度传感器超高速无刷直流电机稳定运行提供了一定的理论基础。

基于偏移量的PAM-TH-UWB信号的研究

提出了基于偏移量的PAM-TH-UWB通信系统,给出了采用联合检测算法RAKE接收机的构成,详细分析了其性能.仿真结果表明:该系统稳定可靠,理想RAKE接收机(A-RAKE)优于选择性RAKE接收机(S-RAKE),选择性RAKE接收机优于部分RAKE接收机(P-RAKE),可以降低系统的误码率,提高系统抗干扰能力.

适用于电动汽车的PMSM宽转速最优PAM控制

脉宽调制电压型逆变器(PWM-VSI)主要用于变速永磁同步电机(PMSM)驱动中。然而,当PMSM端电压超出直流母线电压时将无法工作。这里提出一种优化的脉冲幅度调制(PAM)控制方法,利用Buck-Boost DC/DC变换器来调整逆变器直流母线电压。考虑到电动汽车上应用需求,该变换器还可实现功率的双向流动。在低速范围内,该系统能减小电压指令的总谐波失真,使电枢电流波形得到改善,转速范围得到扩展。为验证所提出的方法,最后给出了实验结果。

基于DP-BPSK调制器的四级光信号生成方案

面对短距离光通信中不断增长的数据流量需求,以及高昂的高速数据中心互连成本,文章提出了一种基于双偏振二进制相移键控(DP-BPSK)调制器的四级光信号生成方案。所提方案的实验架构包括激光二极管(LD)、由二进制数据驱动的DP-BPSK调制器、偏振控制器(PC)和偏振器,无需数字模拟转换器,结构简单易于实现。为验证所提方案的可行性,采用方案生成了四级脉冲振幅调制(PAM-4)信号,并将生成的PAM-4信号以不同的数据速率在65km标准单模光纤(SSMF)上传输,传输信号的眼图和误码率实验结果表明信号具有较高质量。因此,所提方案在未来短距离光通信中具有良好的应用潜力。

基于SOA中XGM效应的超宽带PAM技术的研究

文中提出了一种基于半导体光放大器(SOA)中交叉增益调制(XGM)效应的超宽带(UWB)脉冲振幅调制(PAM)方案。并利用Optisystem7.0软件对其进行仿真。首先研究了超宽带PAM信号对光源功率、调制速率、光源波长的敏感度,结果表明该方案可以通过设置合适的光源功率和调制速率产生较好的PAM信号,并且对光源波长变化不敏感;另外分析了在光纤中PAM信号的传输特性,结果表明PAM格式的调制信号受色散和衰减影响较大,传输距离较短。

PAM TH-UWB信号对窄带系统的干扰分析

以通用的窄带接收机结构为基础,分析了采用脉冲幅度调制(PAM)的时跳超宽带(TH-UWB)信号对窄带系统的干扰问题,推导出了计算干扰功率的一般闭合公式.分析闭合公式,得到超宽带信号的基本参数对干扰功率的影响.在超宽带脉冲和信号平均功率固定时,给出了降低超宽带信号干扰功率的信号设计方案.通过仿真实验证明了计算公式的精确性和信号设计方案的适用性.

GTR-PAM型三相中频逆变电源的研制

轴承内外套抛光是轴承生产过程中一道重要的工艺。轴承套抛光机由中频超高速异步电动机驱动,迄今中频异步电动机使用的三相中频电源一直由中频发电机组提供,但这种发电机组占地面积大,噪声高,效率低,轴承制造厂为提高抛光质量和速度,迫切需要一种三相中频电源,来取代旋转变频机组。

DS-PAM UWB系统多址性能研究

在加性高斯白噪声信道和多用户干扰条件下,介绍了DS-PAM UWB信号及基于高斯近似法的DS-PAM UWB系统的多址接入误比特率公式,然后分析了影响DS-PAM UWB系统多址接入性能的因素。结果表明,随着用户比特速率和接入用户数的增加,系统的误比特率也增加,而增大重复码长度可降低系统误比特率。

基于PAM4制的高速垂直腔面发射激光器研究进展

短距离光互联技术在云计算、5G通信、物联网技术等方面有重要的商业应用价值。基于高速垂直腔面发射激光器(Vertical-cavity surface-emitting laser,VCSEL)与多模光纤组成链路、采用直接调制检测、并使用如四电平脉冲幅度调制(Four-level pulse amplitude modulation,PAM4)等的高阶调制模式是现阶段短距离光互联链路方案的首选。本文首先介绍了短距离光互联应用的研究现状;第二部分介绍了VCSEL的发展、结构以及动态参数;第三部分介绍了PAM4调制方法及伴随使用的各种电子技术(均衡,前向纠错,脉冲整形);第四部分介绍了提高单链路速率的波分复用(Wavelength division multiplexing,WDM)技术;最后对以高速VCSEL、多模光纤、直接调制检测、PAM4调制以及波分复用技术的短距离光互联方案应用前景做了总结和展望。

多径信道PAM-TH-MA系统性能分析

超宽带(UWB)通信具有数据速率高、功率谱密度低、定位精度高以及抗多径能力强等优点,通过重复利用频谱,可解决频谱拥挤不堪的问题,已成为无线通信领域研究的热点。本文针对PAM-TH-MA系统在多径信道下的抗噪性能进行研究,并比较了分别采用S-Rake和P-Rake接收机时的性能。仿真结果表明,采用S-Rake接收机时的系统性能优于P-Rake接收机。

基于高阶PAM室内可见光通信系统设计与实现

高阶脉冲幅度调制(Pulse Amplitude Modulation,PAM)方式在相同码元内可以传输更多比特信息,进一步提升了通信系统的调制效率和频带利用率。但高阶PAM调制系统的抗噪声性能较差,信号振幅在传输过程中易受信道衰减的影响。为了提升高阶PAM系统的可靠性,提出一种改进的PAM码元波形结构,改进方案使系统在相同信噪和调制阶数下误码率降低。将TMS32C6748浮点型数字信号处理器(Digital Signal Processing,DSP)作为光通信系统的控制芯片,设计并实现了基于高阶PAM室内的可见光通信系统。通过搭建实验平台验证了该方案下的系统通信性能,实验结果表明该通信系统具有误码率低、调制效率高等优点,满足高性能室内可见光通信系统的要求。