用于发送和接收辅助数据的系统和方法与流程

1.本公开涉及电子电路系统，更具体地，涉及用于发送和接收辅助数据的系统和方法。

背景技术：

2.现代电子设备，例如，计算机、手机、计算机服务器，甚至车辆，都以多种方式进行通信。有线通信历来使用脉冲幅度调制(pulse-amplitude modulation，pam)来实现高速传输。pam通信使用不同幅度的脉冲，这些脉冲定义每脉冲多个位。pam常被称为pam-n，其中n可以是整数值，该整数值是2的幂(例如，pam-2、pam-4和pam-8)，它指的是每个脉冲都可能具有的不同可能幅度的数目。无线通信系统常使用不同形式的信号调制来对用于高速通带无线传输(例如，空中、相干光纤通信)的消息信息进行编码。无线通信历来使用正交幅度调制(quadrature amplitude modulation，qam)来实现高速无线传输。虽然对可以支持远高于所需数据传输率的频率的各种媒介有效，但qam涉及额外的处理开销。

技术实现要素：

3.本公开的一方面提供了一种数据传输系统。该系统包括：发送器电路，该发送器电路接收常规数据位和辅助数据位，并且对常规数据位的第一子集进行编码以生成经编码数据的第一子集，经编码数据的第一子集包括在正交幅度调制中使用的符号对，其中发送器电路对辅助数据位以及常规数据位的第二子集进行编码，以生成经编码数据的第二子集，经编码数据的第二子集包括至少一对未被正交幅度调制用于编码的符号，并且其中，发送器电路使用脉冲幅度调制生成经调制的输出信号，经调制的输出信号指示经编码数据的第一子集和第二子集。
4.本公开的另一方面提供了一种数据传输系统。该系统包括：接收器电路，该接收器电路接收经调制的数据信号，并使用脉冲幅度调制对经调制的数据信号进行解调以生成经编码数据，其中接收器电路使用在正交幅度调制中用于编码的符号对经编码数据的第一子集进行解码，以生成常规数据位的第一子集，并且其中，接收器电路使用至少一对未被正交幅度调制用于编码的符号对经编码数据的第二子集进行解码，以生成辅助数据位和常规数据位的第二子集。
5.本公开的另一方面提供了一种在数据传输系统中发送数据的方法。该方法包括：在发送器电路处接收常规数据位和辅助数据位；
6.用发送器电路对常规数据位的第一子集进行编码，以生成经编码数据的第一子集，经编码数据的第一子集包括用于在正交幅度调制中进行编码的符号对；
7.用发送器电路对辅助数据位以及常规数据位的第二子集进行编码，以生成经编码数据的第二子集，编码数据的第二子集包括至少一对未被正交幅度调制用于编码的符号；以及
8.用发送器电路使用脉冲幅度调制生成指示经编码数据的第一子集和第二子集的
经调制的输出信号。
附图说明
9.图1图示了qam-32的星座图。
10.图2图示了根据实施例的用于qam-32的星座图的示例，该星座图具有被用于对辅助数据进行编码的图1的星座图的四个未使用的角。
11.图3是根据实施例的图示了操作的示例的流程图，可以执行这些操作以编码辅助数据来使用pam-6和qam-32进行传输。
12.图4图示了根据本文公开的实施例的数据传输系统中发送辅助数据的数据信道的示例。
具体实施方式
13.脉冲幅度调制(pam)通信使用不同幅度的脉冲来定义每脉冲多个位。pam常被称为pam-n，其中n可以是2的幂的整数值(例如，pam-2、pam-4、以及pam-8)或者可以是不是2的幂的整数值(例如，pam-3以及pam-6)。pam-n中的n是指每个脉冲可能具有的不同可能幅度的数目。因此，pam-n使用n个不同的符号来实现高速信号传输。pam-2，作为pam的一种变体，常用于信号传输中高达50千兆比特/秒的传输的调制，其中一位信息以两种可能的信号电平承载。pam-4，作为pam的一种变体，用于50千兆比特/秒(gbps)以上的传输的调制，其中两位信息以四种可能的信号电平承载。当n是2的整数幂时，信息位和pam-n符号之间的编码和解码相对简单。然而，当n不是2的整数幂时，编码和解码可能不是唯一确定的，涉及延迟和编码率之间的权衡。随着数据速率的增加，当有线传输接近200gbps时，需要介于pam-4和pam-8之间的pam-n，pam-n(其中n是2的整数幂)可能会吃力。
14.正交幅度调制(qam)可以被用于实现有线通信或无线通信(例如，空中(ota)、光纤)。qam涉及iq调制，其中i分量符号代表同相，而q分量符号代表正交相位。i分量符号和q分量符号可以是通过根据qam星座图对输入位进行编码以产生包括i分量和q分量的iq数据而生成的基带信号。当根据典型的qam格式使用iq数据时，i分量符号和q分量符号调制正交通带载波信号(例如，正弦信号)的幅度以生成经调制信号。经调制信号通过通信信道(例如，空中、光纤)传播，并由接收器接收和解调。载波信号的正交特性被用来在接收器处解调经调制信号。然后检测iq数据的i分量符号和q分量符号并将其解码为接收位。
15.iq数据可以基于二维qam星座图，该星座图除了表示qam-n编码之外，还可以表示一个维度中的第一pam编码和第二个维度中的第二pam编码。本文关于图1进一步讨论了可以用于产生可以在qam或pam中使用的iq数据的qam-n星座图的示例。
16.此外，本文公开的一些实施例通过建立qam通信并利用qam和pam-n之间的关系，来实现对pam-n的一个版本的利用，在该版本中n不是2的整数次幂。例如，当n不是2的整数幂时提供pam-n功能、以及提供波形电平调制背后的逻辑功能的现场可编程门阵列(fpga)和/或可配置集成电路可能与qam兼容。如本公开中所描述的pam/qam通信可以使具有高速串行器-解串器(serdes)的设备能够充分地被用于无线通信和有线通信中的任一者或两者。
17.此外，可以将一个qam符号解释为由两个连续符号表示：i符号和q符号。对于pam/qam通信，每个qam符号可以被视为一个pam符号。在一些实施例中，两个符号的顺序可以相
反。因此，可以由连续的pam符号调制来形成基带qam调制。这种类型的基带qam在本文中也被称为pam/qam。
18.对于每个符号(例如，i符号和q符号)，使用1个单位间隔(unit interval，ui)的时间间隔(time separation)来形成qam符号。也就是说，当对1个ui的i符号进行采样时，没有对q符号进行采样。此外，当在另1个ui处对q符号进行采样时，不会对i符号进行采样。实际上，这种采样技术可以使为qam开发的技术能够被用于pam-n，其中n不是2的整数幂。例如，对于传统定义的pam-6，信息位和调制符号之间没有自然和唯一的映射。但是，有可能使用为qam-32编码而开发的映射，并用两个连续的pam-6符号(i-pam-6和q-pam-6)来发送该信息。虽然这里以示例的方式描述了qam-32，但任何合适的qam-n星座都可以被用于对iq数据进行编码或解码。
19.图1图示了qam-32的星座图100。常用星座图来描述qam的符号(i，q)。星座图100是通过正交幅度调制(qam)进行编码的信号的表示，可以使用脉冲幅度调制(pam)来调制通过qam进行编码的信号。星座图100在符号采样数据点102处将信号显示为复平面中的二维平面散射图。
20.图1显示了用于qam-32的32个5位数据点102。图1中所示的32个5位数据点102中的每一个数据点102都是可以由发送器接收以使用pam-6进行传输的5个输入数据位的可能序列。根据星座图100的示例性实施例，i轴对应于具有6个可能值(
–
1、
–
3/5、
–
1/5、+1/5、+3/5、+1)的i符号，q轴对应于具有6个可能值(
–
1、
–
3/5、
–
1/5、+1/5、+3/5、+1)的q符号。32个5位数据点102中的每一个对应于i符号的值和q符号的值。
21.在星座图100中的32个数据点102中的每一个处的2个qam i和q符号对应于2个连续的pam-6符号。图1通过利用两个连续的pam-6符号i和q有效地形成qam-32星座图。利用图1的这两个pam-6符号(i和q)，使用qam-32的36种可能组合中的32种中的一者传输总共5位数据。例如，serdes电路可以使用qam-32/pam-6以224gbps发送数据。
22.发送器电路将输入数据中接收的每个5位序列编码为i符号和q符号，该i符号和q符号对应于输入数据中的该5位序列在星座图100中的数据点102，如图1所示。发送器电路然后使用pam-6生成具有从图100中选择的经编码的i符号和q符号的经调制的数据信号。例如，发送器电路使用用于qam-32的图100将具有5位值01101的输入数据序列分别编码为+3/5和
–
3/5的i符号值和q符号值，然后发送器电路使用pam-6生成i符号值和q符号值分别为+3/5和
–
3/5的经调制的数据信号。作为另一个示例，发送器电路使用用于qam-32的图100将具有5位值10011的输入数据序列编码为分别为
–
1/5和+1的i符号值和q符号值，然后发送器电路使用pam-6生成i符号值和q符号值分别为
–
1/5和+1的经调制的数据信号。
23.当在serdes中使用pam-6进行数据传输时，两个符号i和q提供36个可能的值，其中32个i/q值被映射到32个唯一的5位输入序列，并且4个5位序列未使用，如图1所示。在图1所示出的图表100中，qam-36的四个(i，q)角104被去除以用于qam-32。未被使用的右上角、右下角、左上角和左下角104分别对应于经编码的i/q符号值(+1，+1)、(+1，
–
1)、(
–
1，+1)和(
–
1，
–
1)。
24.根据本文所公开的一些实施例，在编码期间，将所提供的要通过数据信道传输的辅助数据映射到qam-32符号中的四个，或映射到用于qam-32的星座图的4个未使用的角符号值104。4个未使用的角符号值104可以被用于对(被提供以用于通过数据信道进行的传输
的)辅助数据以及对常规数据的子集进行编码。作为示例，辅助数据可以包括反向信道发送器均衡设定更新而不影响被发送的数据。一些动态环境条件(例如，温度变化或湿度变化)会影响正通过数据信道(例如，集成电路之间的有线数据信道、或无线数据信道)传输的数据的质量。因此，有利的是提供一种系统，用于对通过数据信道发送数据的发送器的均衡设定进行动态改变而不必重置该发送器。根据一些实施例，提供了一种用于改变发送器的均衡设定而不干扰数据信道的系统，该系统通过使用(用先前未使用的用于qam的符号值进行编码的)辅助数据来向发送器发送数据。
25.根据其他实施例，辅助数据可以被编码以使用先前未使用的用于qam的符号值、通过数据信道发送，来增加数据信道中的数据吞吐量(例如，高概率增加大约1％)。这些实施例还可以将数据信道中的数据编码效率提高大约1％。对于其他非时间紧急的辅助通信而言，也可以使用先前未使用的用于qam的符号值、通过数据信道发送数据。根据一些实施例，可以使用先前未使用的用于qam的i符号和q符号作为pam-6或pam-3符号、通过数据信道来发送数据。
26.图2图示了根据实施例的用于qam-32编码的星座图200的示例，其中星座图100的四个角符号对i/q被用于对辅助数据进行编码。星座图200包括32个5位数据点211(每个象限8个)。32个数据点211中的每一个对应于图2所示的5位输入数据序列，发送器使用qam-32将该5位输入数据序列编码为独一无二的一对i和q符号值，如关于图1所描述的。图200的i轴对应于具有6个可能值(
–
1、
–
3/5、
–
1/5、+1/5、+3/5和+1)的i符号。图200的q轴对应于具有6个可能值(
–
1、
–
3/5、
–
1/5、+1/5、+3/5和+1)的q符号。
27.图2显示可以通过利用qam-32星座图中先前未使用的i、q角符号对(+1，+1)、(+1，
–
1)、(
–
1，+1)和(
–
1，
–
1)来对辅助(aux)数据进行编码。图2中的点201-204对应于先前未使用的角符号对。在图2的实施例中，将输入数据序列(00101、01101、11101、以及10101)编码为在4个对应数据点211处的i、q符号对(3/5，3/5)、(3/5，
–
3/5)、(
–
3/5，
–
3/5)、以及(
–
3/5，3/5)，或编码为分别对应于点201-204的i、q符号对(+1，+1)、(+1，
–
1)、(
–
1，
–
1)、以及(
–
1，+1)，如图2中的箭头所示，这取决于辅助数据位aux的值。
28.图3的流程图图示了根据实施例的操作的示例，这些操作可以被执行以使用pam-6和qam-32对辅助数据进行编码用于传输。最初，发送器电路例如从与发送器电路在同一集成电路(ic)中的电路系统接收输入数据。发送器电路分析输入数据以使用qam-32进行编码。输入数据可以包括常规数据(例如，用户数据)和辅助(aux)数据。
29.在操作301中，发送器电路确定输入数据中的每组5位常规数据是否具有值00101。如果发送器电路在操作301中确定常规数据具有值00101，则发送器在操作302中确定1位相应的辅助数据(aux)是否具有值0。如果发送器在操作302中确定辅助数据(aux)位的值为0，则发送器在操作303中将6位输入数据(包括5位常规数据和1位aux数据)编码为i、q符号值(+3/5，+3/5)，该i、q符号值(+3/5，+3/5)对应于星座图200中针对00101的数据点211。如果发送器在操作302中确定辅助数据(aux)位的值为1，则发送器在操作304中将6位输入数据(包括5位常规数据和1位aux数据)编码为i、q符号值(+1，+1)，该i、q符号值(+1，+1)对应于星座图200右上角中先前未使用的点201。
30.如果发送器在操作301中确定输入数据中的5位常规数据不具有值00101，则发送器在操作305中确定输入数据中的5位常规数据是否具有值01101。如果发送器在操作305确
定常规数据具有值01101，则发送器在操作306中确定1位相应的辅助数据(aux)是否具有值0。如果发送器在操作306中确定辅助数据(aux)位具有值0，则发送器在操作307中将5位常规数据和1位aux数据编码为i、q符号值(+3/5，
–
3/5)，该i、q符号值(+3/5，
–
3/5)对应于星座图200中针对01101的数据点211。如果发送器在操作306中确定辅助数据(aux)位具有值1，则发送器在操作308中将5位常规数据和1位aux数据编码为i、q符号值(+1，
–
1)，该i、q符号值(+1，
–
1)对应于星座图200的右下角中的先前未使用的点202。
31.如果发送器在操作305中确定输入数据中的5位常规数据不具有值01101，则发送器在操作309中确定5位常规数据是否具有值11101。如果发送器在操作309中确定5位常规数据具有值11101，则发送器在操作310中确定1位相应的辅助数据(aux)是否具有值0。如果发送器在操作310中确定辅助数据(aux)位的值为0，则发送器在操作311中将5位常规数据和1位aux数据编码为i、q符号值(
–
3/5，
–
3/5)，该i、q符号值(
–
3/5，
–
3/5)对应于星座图200中针对11101的数据点211。如果发送器在操作310中确定辅助数据(aux)位的值为1，则发送器在操作312中将5位常规数据和1位aux数据编码为i、q符号值(
–
1，
–
1)，该i、q符号值(
–
1，
–
1)对应于星座图200左下角中先前未使用的点203。
32.如果发送器在操作309中确定输入数据中的5位常规数据不具有值11101，则发送器在操作313中确定5位常规数据是否具有值10101。如果发送器在操作313中确定5位常规数据具有值10101，则发送器在操作314中确定1位相应的辅助数据(aux)是否具有值0。如果发送器在操作314中确定辅助数据(aux)位具有值0，则发送器在操作315中将5位常规数据和1位aux数据编码为i、q符号值(
–
3/5，+3/5)，该i、q符号值(
–
3/5，+3/5)对应于星座图200中针对10101的数据点211。如果发送器在操作314中确定辅助数据(aux)位具有值1，则发送器在操作316中将5位常规数据和1位aux数据编码为i、q符号值(
–
1，+1)，该i、q符号值(
–
1，+1)对应于在星座图200的左上角的先前未使用的点204。如果发送器在操作313中确定输入数据中的5位常规数据不具有值10101，则发送器在操作317中使用qam-32编码对输入数据中的5位常规数据进行编码，即通过使用星座图200将剩余的28个可能的5位值映射到相应的i符号值和q符号值。接收使用图3的操作301-317进行编码的数据的接收器执行这些操作的逆操作以对接收到的数据进行解调和解码。
33.在任何伪随机输入数据流中，针对平均每八个5位值(即，40位)常规数据发送1位辅助数据aux。然而，可能存在由于随机变化而导致的时间段，在这些时间段中，对于图2到图3的实施例中所使用的常规数据，那4个5位数据模式(00101、01101、11101、10101)的出现率非常低(低于八分之一的平均值)。因此，不能对于输入数据流的任何特定子集都保证辅助数据aux的吞吐量。
34.在许多系统中，通过错误检测和校正方案(例如，前向纠错(fec))保护输入数据。错误检测和校正方案可能会或可能不会保护辅助数据aux。作为示例，如果辅助数据aux被用于补充输入数据流中的常规数据，则错误检测和校正方案可以保护辅助数据aux。用于执行辅助数据aux的错误检测和校正的错误校正码可以例如被单独地在辅助数据aux流中提供。
35.根据各种实施例，辅助数据aux可以在一个辅助输入数据流中或在四个单独的辅助输入数据流中被提供给发送器。在辅助数据被在4个单独的辅助输入数据流中发送的实施例中，4个辅助输入数据流中的每一个发送针对常规数据的四个5位序列(00101、01101、
11101或10101)中的一个的辅助数据。
36.在其他实施例中，可以使用相对于图2所示的qam-32编码的替代编码来编码输入数据。作为示例，可以使用替代的qam-32编码来对输入数据(包括辅助数据)进行编码，以生成i和q符号值，该i和q符号值将星座图200中的32个5位值211在i轴两侧的上半部和下半部翻转。作为另一示例，可以使用替代的qam-32编码来对输入数据和辅助数据进行编码，以生成经编码的i和q符号值，该i和q符号值将星座图200中的32个5位值211在q轴两侧的左半部和右半部翻转。
37.根据其他实施例，pam-3信令可以被用于使用来自qam-8的先前未使用的符号值对包括辅助数据的输入数据进行编码。pam-3是一种例如随100base-t以太网(ieee 802.3-2018第97条)一起使用的调制方案。作为示例，下面的表1显示了用于以太网中的pam-3的编码。
38.表1
[0039][0040][0041]
表1的第一列显示了可以在输入数据流中被接收的3位值的每种可能的数字组合。3位输入值的每种组合中的三位在表1中被称为b[2]、b[1]、b[0]。在此示例中，发送器通过以下方式对输入数据流进行编码：将输入数据流中接收的常规数据的每个3位值(如表1的第一列所示)映射到针对t[1]和t[0](在表1的第二列中显示)的相应经编码值，这些经编码值与输入数据流中的相应3位值在表1的同一行中。例如，发送器将3位输入数据值100编码为符号(+1，0)。针对t[1]和t[0]的符号值表示两个相邻的经编码的pam-3符号。发送器然后使用例如pam-3调制来生成经调制的数据信号，该经调制的数据信号具有与表1的相应行中的3位输入数据值相对应的针对t[1]和t[0]的符号值。
[0042]
在表1所示的pam-3编码方案中，针对t[1]和t[0]的符号组合(0，0)不用于对输入数据进行编码。根据一实施例，具有3位值011的常规输入数据被编码为符号值t[1]和t[0]：如表1中所示的(
–
1，+1)或(0，0)，这取决于对应于3位输入数据值011的辅助数据位的值。例如，如果辅助数据位为0，则输入数据流中常规数据的对应3位值011被编码为针对t[1]和t[0]的符号值(
–
1，+1)。在此示例中，如果对应的辅助数据位为1，则常规数据的3位值011被编码为针对t[1]和t[0]的符号值(0，0)。在此实施例中，平均针对每8位所发送的常规数据
额外发送一位作为辅助数据，并且维持直流(dc)平衡。
[0043]
根据pam-3编码的替代实施例，具有3位值101的常规输入数据被编码为针对t[1]和t[0]的符号值：如表1中所示的(
–
1，+1)或(0，0)，这取决于对应于常规数据的3位值的辅助数据位的值。例如，如果辅助数据位为0，则常规输入数据的对应3位值101被编码为针对t[1]和t[0]的符号值(+1，
–
1)。在此示例中，如果对应的辅助数据位为1，则常规数据的3位值101被编码为针对t[1]和t[0]的符号值(0，0)。在该实施例中，平均针对每8位所发送的常规数据额外发送一位作为辅助数据，并且维持直流(dc)平衡。
[0044]
使用本文所公开的实施例提供的辅助数据能够被用于提供连续机制以改进数据信道的性能。许多serdes协议(包括快速外围组件互连(pcie)和以太网)都具有允许接收器向发送器提供关于发送器发送和接收器接收的数据的质量的初始反馈的机制。这些机制可以允许接收器请求发送器进行更改，以改进在接收器处接收到的数据的质量。例如，接收器可以请求发送器增加数据传输的增益或改变传输均衡设定。这些变化常常是一次性事件。例如，即使数据信道的条件(例如，温度或湿度)发生变化，传输均衡也应正常起作用。serdes使用一次性传输适配，这使得实现在宽温度范围内稳定的数据信道更具挑战性。使用本文公开的任何实施例，serdes接收器可以使用辅助数据aux将请求发送回serdes发送器，以改变传输均衡设定，而不占用在主数据流中传输的常规数据的任何带宽，并且不会破坏成熟的协议(例如，以太网或pcie)的上层。
[0045]
如上所述，在pam-6/qam-32编码中使用辅助数据，对于平均每5位常规数据有1/8位作为辅助数据发送。实际上，在数据信道中发送的数据位在传输过程中可能会发生错误。因此，通常使用诸如fec之类的错误检测和校正方案来校正通过数据信道发送的数据中发生的大部分错误。使用fec校正的数据错误率的典型目标是在1
×
10-12
和1
×
10-15
之间，延伸目标为1
×
10-18
。作为具体示例，fec编码器可以一次分析通过单个数据信道或多个数据信道发送的输入数据流中的5440位输入数据。每组5440位输入数据的5390位包括总共1078个5位组。使用p＝1/8和n＝5390/5＝1078的二项式分布，发送器将无法在每组5440位输入数据中发送至少50位辅助数据aux的概率为1.1
×
10-18
。
[0046]
根据一些实施例，发送器可以在数据信道中将辅助数据作为常规数据发送，以便增加主数据流的吞吐量。使用上面讨论的示例性值，对于在主数据流中发送的5440位的总吞吐量，可以将50位辅助数据aux分配为在主数据流中接收的每5390位常规数据的之外的常规数据。因此，根据该示例，所有5440位输入数据都在主数据流中作为常规数据发送。如果数据信道中的发送器不能够发送作为辅助数据aux接收的50位(例如，1.1
×
10-18
的可能性)，则数据信道中的接收器不能检测到错误并宣告所发送数据的5440位fec帧是非法的。因此，5
×
10-17
的数据信道上的错误率翻倍，而1
×
10-15
的数据信道上的错误率仅增加0.1％。在该示例中，在主数据流中发送常规数据的效率提高了0.9％。
[0047]
作为另一示例，可以在主数据流中接收的每5400位常规数据之外，将40位辅助数据作为常规数据分配给主数据流，以达到总共5440位。在此示例中，主数据流中发送的常规数据位增加0.7％，在接收器处发生失败的可能性降低到6
×
10-24
。
[0048]
使用本文公开的用于编码辅助数据的实施例，发送器可以平均针对主数据流中的每组大约5400个常规数据位编码135个辅助数据位。例如，如果仅将40位或50位辅助数据作为主数据流中的常规数据发送，则数据信道平均剩余大量带宽，留给一些要被用于其他目
的(例如，更改发送器均衡设定)的辅助数据。
[0049]
在使用pam-3/qam-8编码的实施例中，以太网中所使用的每个fec帧的示例有效载荷是450个9位符号，总共4050位。在此示例中，如果除在主数据流中接收的每4020位常规数据之外分配30位辅助数据作为常规数据，则常规数据的数据传输在除1
×
10-17
情况之外均是成功的，并且数据信道可以实现主数据流吞吐量0.7％的提升。
[0050]
图4图示了根据本文公开的实施例的发送辅助数据的数据传输系统中的数据信道的示例。图4的数据信道包括两个集成电路(ic)401和411的多个部分。ic 401和411可以是任何类型的ic，例如，可编程逻辑ic(例如，fpga)、微处理器、图形处理单元等。图4中仅示出了每个集成电路401和411的一部分。集成电路(ic)401具有数据信道的发送部分，该发送部分包括主先进先出(fifo)缓冲器电路402、辅助(aux)fifo缓冲器电路403、多路复用器电路404和发送器电路405。ic 411包括数据信道的接收部分，该接收部分包括主fifo缓冲器电路412、辅助(aux)fifo缓冲器电路413、解多路复用器电路414和接收器电路415。
[0051]
在图4中，输入数据流rdin中的常规数据位被提供给主fifo缓冲器电路402的输入。常规数据位被存储在主fifo缓冲器电路402中，然后以先进先出的方式作为数据rdm被提供给多路复用器电路404的第一数据输入。辅助数据位adin被提供给aux fifo缓冲器电路403的输入。辅助数据位被存储在aux fifo缓冲器电路403中，然后以先进先出的方式作为数据adm被提供给多路复用器电路404的第二数据输入。多路复用器电路404响应于一个或多个选择信号seltx，将常规数据位和辅助数据位(例如，串行地或并行地)作为数据流dtx提供给发送器电路405的一个或多个输入。发送器电路405使用本文公开的pam/qam编码技术中的一者(例如关于图2到图3或表1)对数据流dtx中的常规和辅助数据位进行编码，以生成经编码符号。发送器电路405然后使用经编码符号来生成经调制数据流dlk，该经调制数据流dlk被通过ic 401和411之间的外部链路410发送。例如，链路410可以是包括一根或多根电线的有线连接，或者是用于无线信号的无线数据链路。
[0052]
数据流dlk被通过链路410提供给接收器电路415的一个或多个输入。接收器电路415使用本文公开的pam/qam解码技术中的一者(例如，关于图2到图3或表1)对在数据流dlk中接收到的数据进行解调和解码，以在输出数据流drx中重新生成常规数据位和辅助数据位。接收器电路415的输出数据流drx被提供给解多路复用器电路414的输入。解多路复用器电路414将来自数据流drx的常规数据位作为数据流mdx提供给主fifo缓冲器电路412。主fifo缓冲器电路412在输出数据流mdout中输出常规数据位。解多路复用器电路414将来自数据流drx的辅助数据位作为数据流adx提供给aux fifo缓冲器电路413。aux fifo缓冲器电路413在输出数据流adout中输出辅助数据位。
[0053]
下面的示例涉及进一步的实施例。示例1是一种数据传输系统，包括：发送器电路，该发送器电路接收常规数据位和辅助数据位，并且对常规数据位的第一子集进行编码以生成经编码数据的第一子集，该经编码数据的第一子集包括在正交幅度调制中使用的符号对，其中发送器电路对辅助数据位以及常规数据位的第二子集进行编码，以生成经编码数据的第二子集，该经编码数据的第二子集包括至少一对未被正交幅度调制用于编码的符号，并且其中，发送器电路使用脉冲幅度调制生成经调制的输出信号，该经调制的输出信号指示经编码数据的第一子集和第二子集。
[0054]
在示例2中，示例1的数据传输系统可以可选地包括：其中，发送器电路通过以下方
式对每个辅助数据位进行编码：基于辅助数据位的值将常规数据位序列中的预定义值映射到用于正交幅度调制的星座图中的一对符号或该星座图中的一对角符号。
[0055]
在实施例3中，示例1-2中任一项的数据传输系统可选地还可以包括：第一先进先出(fifo)缓冲器电路，该第一fifo缓冲器电路存储常规数据位并将常规数据位提供给发送器电路；以及第二fifo缓冲器电路，该第二fifo缓冲器电路存储辅助数据位并供辅助数据位提供给发送器电路。
[0056]
在示例4中，示例1或3中任一项的数据传输系统可以可选地包括：其中，发送器电路使用脉冲幅度调制来为经调制的输出信号中的每个脉冲生成n个不同的可能幅度中的一者，并且其中n不是2的幂。
[0057]
在示例5中，示例4的数据传输系统可以可选地包括：其中n等于6，并且其中，发送器电路使用一对符号(+1，+1)，(+1，-1)，(
–
1，+1)或(
–
1，
–
1)对具有预定义值的辅助数据位中的每一者进行编码，以生成经编码数据的第二子集。
[0058]
在示例6中，示例4的数据传输系统可以可选地包括：其中，n等于3，并且其中，发送器电路使用符号(0，0)对具有预定义值的辅助数据位中的每一者进行编码，以生成经编码数据的第二子集。
[0059]
在示例7中，示例1-5中任一项的数据传输系统可以可选地包括：其中，用于正交幅度调制的星座图中与常规数据位中的每个5位序列的独一无二的值相对应的点的数目是32。
[0060]
在示例8中，示例1或3-4中任一示例的数据传输系统可以可选地包括：其中，用于正交幅度调制的8个符号对与常规数据位的序列中的独一无二的3位值相对应。
[0061]
在示例9中，示例1-8中任一项的数据传输系统可选地还可以包括：接收器电路，该接收器电路接收来自发送器电路的经调制的输出信号，其中接收器电路向发送器电路发送信息，该信息请求改变发送器电路用来生成经调制的输出信号的模拟系数或均衡设定，并且其中，接收器电路在发送器电路将经调制的输出信号发送到接收器电路的同时，将信息发送到发送器电路。
[0062]
在示例10中，示例1-9中任一项的数据传输系统可以可选地包括：其中，发送器电路使用辅助数据位的至少一个子集来扩充包括常规数据位的主数据流。
[0063]
示例11是一种数据传输系统，包括：接收器电路，该接收器电路接收经调制的数据信号，并使用脉冲幅度调制对经调制的数据信号进行解调，以生成经编码数据，其中接收器电路使用在正交幅度调制中用于编码的符号对经编码数据的第一子集进行解码，以生成常规数据位的第一子集，并且其中，接收器电路使用至少一对未被正交幅度调制用于编码的符号对经编码数据的第二子集进行解码，以生成辅助数据位和常规数据位的第二子集。
[0064]
在示例12中，示例11的数据传输系统可以可选地包括：其中，接收器电路至少部分地通过以下方式对经编码数据的第二子集进行解码：将用于正交幅度调制的星座图中的一对角符号映射到常规数据位的第二子集中的预定义位序列并映射到辅助数据位中的一者。
[0065]
在示例13中，示例11的数据传输系统可以可选地包括：其中，接收器电路基于经调制的数据信号中的每个脉冲的n个不同可能幅度中的一者，使用脉冲幅度调制对经调制的数据信号进行解调，并且其中n不是2的幂。
[0066]
在示例14中，示例13的数据传输系统可以可选地包括：其中，n等于6，并且其中，用
于正交幅度调制的星座图仅具有对应于常规数据位的每个5位序列的独一无二的值的32个点。
[0067]
在示例15中，示例13的数据传输系统可以可选地包括：其中，n等于3，并且其中，用于正交幅度调制的星座图仅具有对应于常规数据位的每个3位序列的独一无二的值的8个点。
[0068]
示例16是一种在数据传输系统中发送数据的方法，该方法包括：在发送器电路处接收常规数据位和辅助数据位；用发送器电路对常规数据位的第一子集进行编码，以生成经编码数据的第一子集，该经编码数据的第一子集包括用于在正交幅度调制中进行编码的符号对；用发送器电路对辅助数据位以及对常规数据位的第二子集进行编码，以生成经编码数据的第二子集，该编码数据的第二子集包括至少一对未被正交幅度调制用于进行编码的符号；以及用发送器电路使用脉冲幅度调制(pam)生成指示经编码数据的第一子集和第二子集的经调制的输出信号。
[0069]
在示例17中，示例16的方法可以可选地包括：其中，用发送器电路对辅助数据位以及常规数据位的第二子集进行编码包括通过以下方式对每个辅助数据位进行编码：基于辅助数据位的值，将常规数据位的序列中的预定义值映射到用于正交幅度调制的星座图中的一对符号或星座图中未被正交幅度调制使用的一对角符号。
[0070]
在示例18中，示例16-17中的任一项的方法可以可选地包括：其中，使用脉冲幅度调制(pam)生成指示经编码数据的第一子集和第二子集的经调制的输出信号还包括：使用pam-6生成经调制的输出信号。
[0071]
在示例19中，示例16的方法可以可选地包括：其中，使用脉冲幅度调制(pam)生成指示经编码数据的第一子集和第二子集的经调制的输出信号还包括：使用pam-3生成经调制的输出信号。
[0072]
在示例20中，示例16-18中任一项的方法可以可选地包括：其中，用发送器电路对常规数据位的第一子集进行编码包括：使用用于正交幅度调制的星座图中对应于常规数据位中的32个独一无二的5位值的32个点来对常规数据位的第一子集进行编码。
[0073]
为了说明的目的而呈现前述对示例性实施例的描述。前述描述并不旨在是详尽无遗的或者限制到本文所公开的示例。在一些情况下，可以采用各种特征，而无需相应地使用所阐述的其他特征。在不脱离本文实施例的范围的情况下，根据上述教导，很多修改、替换和变化是可能的。

技术特征：

1.一种数据传输系统，包括：发送器电路，该发送器电路接收常规数据位和辅助数据位，并且对所述常规数据位的第一子集进行编码以生成经编码数据的第一子集，所述经编码数据的第一子集包括在正交幅度调制中使用的符号对，其中所述发送器电路对所述辅助数据位以及所述常规数据位的第二子集进行编码，以生成所述经编码数据的第二子集，所述经编码数据的第二子集包括至少一对未被所述正交幅度调制用于编码的符号，并且其中，所述发送器电路使用脉冲幅度调制生成经调制的输出信号，所述经调制的输出信号指示所述经编码数据的所述第一子集和所述第二子集。2.根据权利要求1所述的数据传输系统，其中，所述发送器电路通过以下方式对每个辅助数据位进行编码：基于所述辅助数据位的值，将所述常规数据位的序列中的预定义值映射到用于所述正交幅度调制的星座图中的一对符号或所述星座图中的一对角符号。3.根据权利要求1-2中任一项所述的数据传输系统，还包括：第一先进先出(fifo)缓冲器电路，该第一fifo缓冲器电路存储所述常规数据位并将所述常规数据位提供给所述发送器电路；以及第二fifo缓冲器电路，该第二fifo缓冲器电路存储所述辅助数据位并将所述辅助数据位提供给所述发送器电路。4.根据权利要求1所述的数据传输系统，其中，所述发送器电路使用所述脉冲幅度调制来为所述经调制的输出信号中的每个脉冲生成n个不同的可能幅度中的一者，并且其中n不是2的幂。5.根据权利要求4所述的数据传输系统，其中n等于6，并且其中，所述发送器电路使用一对符号(+1，+1)，(+1，-1)，(
–
1，+1)或(
–
1，
–
1)对具有预定义值的每个辅助数据位进行编码，以生成所述经编码数据的所述第二子集。6.根据权利要求4所述的数据传输系统，其中，n等于3，并且其中，所述发送器电路使用符号(0，0)对具有预定义值的每个辅助数据位进行编码，以生成所述经编码数据的所述第二子集。7.根据权利要求1-2或4-5中任一项所述的数据传输系统，其中，用于所述正交幅度调制的星座图中与所述常规数据位中的每个5位序列的独一无二的值相对应的点的数目是32。8.根据权利要求1或4中任一项所述的数据传输系统，其中，用于所述正交幅度调制的8个符号对与所述常规数据位的序列中的独一无二的3位值相对应。9.根据权利要求1-2或4-6中任一项所述的数据传输系统，还包括：接收器电路，该接收器电路接收来自所述发送器电路的所述经调制的输出信号，其中所述接收器电路向所述发送器电路发送信息，该信息请求改变所述发送器电路用来生成所述经调制的输出信号的模拟系数或均衡设定，并且其中，所述接收器电路在所述发送器电路将所述经调制的输出信号发送到所述接收器电路的同时，将所述信息发送到所述发送器电路。10.根据权利要求1-2或4-6中任一项所述的数据传输系统，其中，所述发送器电路使用所述辅助数据位的至少一个子集来扩充包括所述常规数据位的主数据流。11.一种数据传输系统，包括：
接收器电路，该接收器电路接收经调制的数据信号，并使用脉冲幅度调制对所述经调制的数据信号进行解调以生成经编码数据，其中所述接收器电路使用在正交幅度调制中用于编码的符号对所述经编码数据的第一子集进行解码，以生成常规数据位的第一子集，并且其中，所述接收器电路使用至少一对未被所述正交幅度调制用于编码的符号对所述经编码数据的第二子集进行解码，以生成辅助数据位和所述常规数据位的第二子集。12.根据权利要求11所述的数据传输系统，其中，所述接收器电路至少部分地通过以下方式对所述经编码数据的所述第二子集进行解码：将用于所述正交幅度调制的星座图中的一对角符号映射到所述常规数据位的所述第二子集中的预定义位序列并映射到所述辅助数据位中的一者。13.根据权利要求11所述的数据传输系统，其中，所述接收器电路基于所述经调制的数据信号中的每个脉冲的n个不同可能幅度中的一者，使用所述脉冲幅度调制对所述经调制的数据信号进行解调，并且其中n不是2的幂。14.根据权利要求13所述的数据传输系统，其中，n等于6，并且其中，用于所述正交幅度调制的星座图仅具有32个点，这32个点与所述常规数据位的每个5位序列的独一无二的值相对应。15.根据权利要求13所述的数据传输系统，其中，n等于3，并且其中，用于所述正交幅度调制的星座图仅具有8个点，这8个点与所述常规数据位的每个3位序列的独一无二的值相对应。16.一种在数据传输系统中发送数据的方法，所述方法包括：在发送器电路处接收常规数据位和辅助数据位；用所述发送器电路对所述常规数据位的第一子集进行编码，以生成经编码数据的第一子集，所述经编码数据的第一子集包括用于在正交幅度调制中进行编码的符号对；用所述发送器电路对所述辅助数据位以及所述常规数据位的第二子集进行编码，以生成所述经编码数据的第二子集，所述编码数据的第二子集包括至少一对未被所述正交幅度调制用于编码的符号；以及用所述发送器电路使用脉冲幅度调制(pam)生成指示所述经编码数据的所述第一子集和所述第二子集的经调制的输出信号。17.根据权利要求16所述的方法，其中，用所述发送器电路对所述辅助数据位以及所述常规数据位的所述第二子集进行编码包括通过以下方式对每个辅助数据位进行编码：基于所述辅助数据位的值，将所述常规数据位的序列中的预定义值映射到用于所述正交幅度调制的星座图中的一对符号或所述星座图中未被所述正交幅度调制使用的一对角符号。18.根据权利要求16-17中任一项所述的方法，其中，使用脉冲幅度调制(pam)生成指示所述经编码数据的所述第一子集和所述第二子集的所述经调制的输出信号还包括：使用pam-6生成所述经调制的输出信号。19.根据权利要求16所述的方法，其中，使用脉冲幅度调制(pam)生成指示所述经编码数据的所述第一子集和所述第二子集的所述经调制的输出信号还包括：使用pam-3生成所述经调制的输出信号。20.根据权利要求16-17中任一项所述的方法，其中，用所述发送器电路对所述常规数据位的所述第一子集进行编码包括：使用用于所述正交幅度调制的星座图中的32个点来对
所述常规数据位的所述第一子集进行编码，所述星座图中的32个点与所述常规数据位中的32个独一无二的5位值相对应。

技术总结

本公开提供了用于发送和接收辅助数据的系统和方法。一种数据传输系统包括发送器电路。该发送器电路接收常规数据位和辅助数据位。该发送器电路对常规数据位的第一子集进行编码以生成经编码数据的第一子集，该编码数据的第一子集包括在正交幅度调制中使用的符号对，该发送器电路对辅助数据位以及常规数据位的第二子集进行编码，以生成经编码数据的第二子集，该经编码数据的第二子集包括至少一对未用于通过正交幅度调制进行编码的符号。该发送器电路使用脉冲幅度调制生成经调制的输出信号，该经调制的输出信号指示经编码数据的第一子集和第二子集。子集和第二子集。子集和第二子集。