5G通信中高速PAM4信号的时钟与数据恢复技术

"面向5G通信的高速PAM4信号时钟与数据恢复技术.pdf" 5G通信技术的快速发展推动了高速数据传输的需求，其中PAM4（4级脉幅调制）编码方案因其能有效提高信道带宽利用率而成为关键。PAM4编码将每个信号周期划分为四个相等的部分，用两个电平表示二进制的00、01、10和11，从而在相同的频率下实现了双倍的数据传输速率。然而，这种高密度的信号调制方式也带来了更高的信号噪声和更复杂的接收端处理挑战。 本文着重讨论了面向5G通信的高速PAM4信号时钟与数据恢复技术，这是5G通信中至关重要的环节。时钟恢复技术的主要目标是同步接收机的时钟到发送端的时钟，确保数据能够正确地被解码。数据恢复则是在同步时钟的指导下，从噪声中提取出原始数据。 文章提到了几种关键技术： 1. **波特率采样**：这是一种根据信号速率进行采样的方法，以确定数据边缘，确保采样点落在每个符号的中心，从而减少误码率。 2. **边沿选择**：通过对多个时钟相位的采样结果比较，选择最佳的时钟边沿，以最大程度地减小由时钟偏移引起的误码。 3. **最优采样**：在已同步的时钟相位下进行采样，可以达到最高的输入信噪比，从而提高数据恢复的准确性。 4. **阈值调节**：根据信号质量和环境条件动态调整判决阈值，以适应不同的信噪环境，进一步提高解码的可靠性。 在65nm CMOS工艺下实现的芯片设计和流片验证了这些技术的有效性。测试结果显示，该芯片具有1.08ps RMS的时域抖动性能，意味着时钟恢复的精度非常高。此外，数据恢复的最高速率达到了51Gbit/s，且在该速率下PAM4信号的误码率低至3.4×10^-9，体现了良好的信号质量。同时，芯片的能耗效率仅为6.27pJ/bit，这在高速通信领域是一个显著的成就，因为它降低了系统的整体功耗。 面向5G通信的高速PAM4信号时钟与数据恢复技术是5G网络高效运行的基础，通过优化的关键技术可以实现高速、低误码率的数据传输，同时兼顾能效。这些技术的创新与实现对于推动5G通信技术的发展至关重要。