脈沖幅度調制（pam）比特錯誤測試和測量的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開涉及測試和測量以及尤其涉及多級和脈沖幅度調制(PAM)的信號的測試和測量。
【背景技術】
[0002]錯誤檢測器(ED)儀器可以測量和表征通信信號中的錯誤。大多數ED設備是針對被編碼成兩個(二進制)穩定幅度的脈沖的數據而設計的。大多數H)設備被設計為在給定瞬間將采樣信號與僅一個閾值進行比特比較(bit-compare )。相比之下，脈沖幅度調制(PAM)將數據編碼成M+1個穩定幅度的脈沖，其中M+1可以大于2。在PAM信號中的錯誤檢測因此使新測試儀器和新測試方法成為必要。
【發明內容】
[0003]本文公開了使用ED儀器來測試和測量PAM被測信號(SUT)的閾值錯誤、符號錯誤和比特錯誤的方法。在一個實施例中，一種方法包括定義從數位測試序列到M個二進制參考序列的無損映射，其中M是大于一的整數。例如，在數位測試序列被脈沖幅度調制編碼之前該數位測試序列可以是測試模式，以及M個二進制參考序列可以定義PAM編碼的測試模式的每個脈沖與將PAM調制的M+1個穩定幅度分離的M個電壓閾值的關系。該方法的另一個步驟可以包括利用第一電壓閾值和M個二進制參考序列的第一二進制參考序列來配置ED儀器的第一錯誤檢測信道。例如，第一電壓閾值可以是將PAM調制的M+1個穩定幅度分離的M個電壓閾值中的第一個，以及第一二進制參考序列可以定義PAM調制的測試模式與第一閾值的關系。該方法的另一個步驟可以包括通信地耦合第一信道以接收被測信號。進一步的步驟可以包括將數位測試序列至少傳送到第一信道，接收第一接收幅度，基于接收幅度的與第一電壓閾值的比特比較關系來將第一接收幅度解析為第一接收等級，以及如果第一接收等級與由映射定義的第一二進制參考序列的對應數位不匹配，則對閾值錯誤進行計數。
[0004]本文還公開了一種用于測試和測量多級或PAM被測信號的閾值錯誤、符號錯誤和比特錯誤的H)儀器。在一個實施例中，ED儀器在一個采樣時間或利用一個采樣來將接收脈沖與多個閾值同時進行比較。
【附圖說明】
[0005]當連同附圖一起閱讀時前述概要以及下面的詳細描述會被更好地理解。附圖圖示了本公開，然而，本發明并不限于所繪制或公開的具體方法和儀器。在附圖中:
圖1示出了重復采樣的PAM-4信號。
[0006]圖2示出了對于PAM-4信號的三個二進制參考序列的比特誤碼率相對相位延遲的曲線圖，其中三角形符號表示第一二進制參考序列，菱形符號表示第二二進制參考序列，以及正方形符號表示第三二進制參考序列。
【具體實施方式】
[0007]多級信號或脈沖幅度調制可以用于將數位數據轉化成用于傳輸的連續時間信號。PAM調制的數據包括脈沖，其中脈沖幅度攜帶數位數據的信息。PAM調制可以與其他編碼、調制、錯誤檢測和錯誤糾正方案相結合。
[0008]可以使用簡單或復雜的算法來將數位數據映射到M個二進制數位序列中，其中M大于一以及映射是無損的。數位數據的PAM編碼可以包括將數位符號的序列映射到M+1個幅度，以使得與將M+1個幅度分離的M個閾值相比，每個數位符號可以由它在連續時間傳輸中的時間位置和它的幅度來唯一定義。在一個實施例中，多級信號包括連續時間信號，其包括變化幅度的脈沖，其中脈沖幅度被定義為:當脈沖幅度既小于阿爾法(alpha)閾值又小于貝塔(beta)閾值時表示第一數位符號，當脈沖幅度小于阿爾法閾值且大于貝塔閾值時表示第二數位符號，以及當脈沖幅度既大于阿爾法閾值又大于貝塔閾值時表示第三數位符號。附加的閾值可以用于定義附加的數位符號。
[0009]例如，由符號a、b、c和d組成的數位數據可以通過由第一、第二和第三電壓閾值(例如_5V、0V、+5V)定義的4級PAM (PAM-4)編碼來表示，其中a被定義為例如小于第一閾值、第二閾值和第三閾值的幅度；b被定義為例如大于第一閾值且小于第二閾值和第三閾值的幅度；c被定義為例如大于第一閾值和第二閾值且小于第三閾值的幅度；以及d被定義為例如大于第一閾值、第二閾值和第三閾值的幅度。圖1圖示了已經使用數據速率觸發水平掃描所重復采樣的接收到的PAM4信號。在這個示例中，如果“小于”被表示為O以及“大于”被表示為1，那么由“aabbccdd”組成的數位測試序列可以被映射到三個二進制參考序列，其列舉了數位測試序列的每個符號與三個閾值的關系:“00111111”針對第一閾值，“ 00001111”針對第二閾值，以及“ 00000011 ”針對第三閾值。在這個示例中，從數位測試序列到三個二進制參考序列的映射是無損的，因為當數位測試序列被映射到三個二進制閾值時沒有信息損失。在這個示例中，在數位測試序列“aabbccdd”的八個符號和每個二進制參考序列的八個數位之間存在一對一映射，以及在二進制參考序列中數位的順序與在數位測試序列中符號的順序相同。因此，在這個示例中，映射是退化的以及在一些實施例中映射可以利用無效的、隱含的或默認的映射來實施。
[0010]在一個實施例中，二進制參考序列的一些數位可以是冗余的。在PAM-4示例中，如果脈沖幅度被確定為小于最低電壓閾值(例如第一電壓閾值)，則測試幅度是否小于其他電壓閾值是多余的。此外，如果二進制參考序列揭示出數位測試序列的一個符號中的錯誤，則在相同符號中在找到附加錯誤方面可能存在有限的價值，除非符號錯誤的大小是有價值的。在一個實施例中，二進制參考序列可以包括用以指示比特比較在何時可能不必要的手段。例如，在二進制參考序列中的X可以指示不必要的比特比較(例如，針對第一閾值的“00IIXXXX”)。
[0011]在另一個示例中，由符號00、01和10組成的數位數據可以通過由第一電壓閾值和第二電壓閾值(例如ov、+3.3V)定義的3級PAM (PAM-3)編碼來表示，其中例如00被定義為例如小于第一閾值和第二閾值的幅度；01被定義為例如大于第一閾值且小于第二閾值的幅度；以及10被定義為例如大于第一閾值和第二閾值的幅度。在這個示例中，如果“小于”再次被表示為O以及“大于”再次被表示為1，那么由“00010110”組成的數位測試序列可以被映射到兩個二進制參考序列，其列舉了數位測試序列的每個符號與兩個閾值的關系:“0111”針對第一閾值，以及“0001”針對第二閾值。在這個示例中，從數位測試序列到三個二進制參考序列的映射是無損的，因為當數位測試序列被映射到三個二進制閾值時沒有信息損失。然而，如果符號11是數位數據的元素以及數位測試序列是“11001100”，那么從數位測試序列到二進制參考序列的映射將不是無損的，因為數位測試序列在沒有進一步的映射指令的情況下不能被映射。此外，在這個示例中，在數位測試序列“00010110”的四個符號和每個一.進制參考序列的四個數位之間存在一對一映射以及在一.進制參考序列中數位的順序與在數位測試序列中符號的順序相同。因此，在這個示例中，映射是退化的以及在一些實施例中映射可以利用無效的、隱含的或默認的映射來實施。
[0012]在又一個實例中，由八進制符號0、1、2、3、4、5、6和7組成的數位數據可以通過由第一到第七電壓閾值定義的8級PAM (PAM-8)編碼來表示，其中每個符號被編碼為僅大于直到具有與該符號相同的八進制名稱的一個閾值為止的所有閾值的幅度(例如O被編碼為小于所有閾值的幅度，例如2被編碼為僅大于第一閾值和第二閾值的幅度，以及6被編碼為僅大于第一閾值到第六閾值的幅度)。在這個示例中，盡管如此，使用了前向糾錯方案，因此八進制數據未按符號的順序來調制。在這個示例中，從左到右移動經過數位測試序列，每四個符號字(symbol word)被調制三次，首先以從左到右的順序，然后以從右到左的順序，然后以第一 /第三/第二 /第四的順序。因此，如果“小于”再次被表示為O以及“大于”再次被表示為1，那么由“024613