Powered by OpenAIRE graph
Found an issue? Give us feedback
image/svg+xml art designer at PLoS, modified by Wikipedia users Nina, Beao, JakobVoss, and AnonMoos Open Access logo, converted into svg, designed by PLoS. This version with transparent background. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Open_Access_logo_PLoS_white.svg art designer at PLoS, modified by Wikipedia users Nina, Beao, JakobVoss, and AnonMoos http://www.plos.org/ IEEE Accessarrow_drop_down
image/svg+xml art designer at PLoS, modified by Wikipedia users Nina, Beao, JakobVoss, and AnonMoos Open Access logo, converted into svg, designed by PLoS. This version with transparent background. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Open_Access_logo_PLoS_white.svg art designer at PLoS, modified by Wikipedia users Nina, Beao, JakobVoss, and AnonMoos http://www.plos.org/
IEEE Access
Article . 2022 . Peer-reviewed
License: CC BY
Data sources: Crossref
image/svg+xml art designer at PLoS, modified by Wikipedia users Nina, Beao, JakobVoss, and AnonMoos Open Access logo, converted into svg, designed by PLoS. This version with transparent background. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Open_Access_logo_PLoS_white.svg art designer at PLoS, modified by Wikipedia users Nina, Beao, JakobVoss, and AnonMoos http://www.plos.org/
IEEE Access
Article . 2022
Data sources: DOAJ
https://dx.doi.org/10.60692/k6...
Other literature type . 2022
Data sources: Datacite
https://dx.doi.org/10.60692/3c...
Other literature type . 2022
Data sources: Datacite
versions View all 4 versions
addClaim

This Research product is the result of merged Research products in OpenAIRE.

You have already added 0 works in your ORCID record related to the merged Research product.

Error-Backpropagation-Based Background Calibration of TI-ADC for Adaptively Equalized Digital Communication Receivers

معايرة الخلفية القائمة على الانتشار الخلفي لـ TI - ADC لأجهزة استقبال الاتصالات الرقمية المتساوية بشكل تكيفي
Authors: Fredy Solis; Benjamín T. Reyes; Damián A. Morero; Mario R. Hueda;

Error-Backpropagation-Based Background Calibration of TI-ADC for Adaptively Equalized Digital Communication Receivers

Abstract

Une nouvelle technique d'étalonnage d'arrière-plan pour les convertisseurs analogique-numérique entrelacés dans le temps (TI-ADC) est présentée dans cet article. Cette technique est applicable aux récepteurs de communication numérique égalisés. Comme le montre la littérature, dans un récepteur numérique, il est possible de traiter les erreurs TI-ADC dans le cadre du canal de communication et de tirer parti de l'égaliseur adaptatif pour les compenser. Par conséquent, l'étalonnage devient une partie intégrante de l'égalisation du canal. Aucun bloc ou algorithme d'étalonnage analogique ou numérique à usage spécial n'est nécessaire. Cependant, il existe une grande classe de récepteurs où la technique d'égalisation ne peut pas être appliquée directement parce que d'autres blocs de traitement du signal sont situés entre le TI-ADC et l'égaliseur.La technique présentée ici généralise les travaux antérieurs à cette classe de récepteurs.L' algorithme de rétropropagation des erreurs, traditionnellement utilisé dans l'apprentissage automatique, est appliqué à l'erreur calculée au niveau de l'éminceur du récepteur et utilisé pour adapter un égaliseur auxiliaire adjacent au TI-ADC, appelé égaliseur de compensation (CE) .Les simulations utilisant un modèle de récepteur cohérent optique à double polarisation démontrent une compensation d'inadéquation précise et robuste dans différents scénarios d'application.Plusieurs schémas de modulation d'amplitude en quadrature (MAQ) sont testés dans des simulations et expérimentalement. Les mesures sur une plate-forme d'émulation qui comprend une puce prototype TI-ADC 8 bits, 4 GS/s fabriquée en technologie CMOS 130 nm, montrent une atténuation presque idéale de l'impact des mésappariements sur les performances du récepteur lorsque des schémas 64-QAM et 256-QAM sont testés.

En este documento se presenta una nueva técnica de calibración de fondo para convertidores analógico-digital intercalados en el tiempo (TI-ADC). Esta técnica es aplicable a receptores de comunicación digital ecualizados. Como se muestra en la literatura, en un receptor digital es posible tratar los errores TI-ADC como parte del canal de comunicación y aprovechar el ecualizador adaptativo para compensarlos. Por lo tanto, la calibración se convierte en una parte integral de la ecualización del canal. No se requieren bloques o algoritmos de calibración analógicos o digitales de propósito especial. Sin embargo, hay una gran clase de receptores donde la técnica de ecualización no se puede aplicar directamente porque otros bloques de procesamiento de señales se encuentran entre el TI-ADC y el ecualizador. La técnica presentada aquí generaliza trabajos anteriores a esta clase de receptores. El algoritmo de retropropagación de errores, tradicionalmente utilizado en el aprendizaje automático, se aplica al error calculado en la segmentación del receptor y se utiliza para adaptar un ecualizador auxiliar adyacente al TI-ADC, llamado ecualizador de compensación (CE). Las simulaciones que utilizan un modelo de receptor coherente óptico de polarización dual demuestran una compensación de desajuste precisa y robusta en diferentes escenarios de aplicación. Esquemas de modulación de amplitud en cuadratura (QAM) se prueban en simulaciones y experimentalmente. Las mediciones en una plataforma de emulación que incluye un chip prototipo TI-ADC de 8 bits y 4 GS/s fabricado con tecnología CMOS de 130 nm, muestran una mitigación casi ideal del impacto de los desajustes en el rendimiento del receptor cuando se prueban los esquemas 64-QAM y 256-QAM.

A novel background calibration technique for Time-Interleaved Analog-to-Digital Converters (TI-ADCs) is presented in this paper.This technique is applicable to equalized digital communication receivers.As shown in the literature, in a digital receiver it is possible to treat the TI-ADC errors as part of the communication channel and take advantage of the adaptive equalizer to compensate them.Therefore calibration becomes an integral part of channel equalization.No special purpose analog or digital calibration blocks or algorithms are required.However, there is a large class of receivers where the equalization technique cannot be directly applied because other signal processing blocks are located between the TI-ADC and the equalizer.The technique presented here generalizes earlier works to this class of receivers.The error backpropagation algorithm, traditionally used in machine learning, is applied to the error computed at the receiver slicer and used to adapt an auxiliary equalizer adjacent to the TI-ADC, called the Compensation Equalizer (CE).Simulations using a dual polarization optical coherent receiver model demonstrate accurate and robust mismatch compensation across different application scenarios.Several Quadrature Amplitude Modulation (QAM) schemes are tested in simulations and experimentally.Measurements on an emulation platform which includes an 8 bit, 4 GS/s TI-ADC prototype chip fabricated in 130nm CMOS technology, show an almost ideal mitigation of the impact of the mismatches on the receiver performance when 64-QAM and 256-QAM schemes are tested.

يتم تقديم تقنية معايرة خلفية جديدة للمحولات التناظرية إلى الرقمية المتشابكة (TI - ADCs) في هذه الورقة. تنطبق هذه التقنية على مستقبلات الاتصالات الرقمية المتساوية. كما هو موضح في الأدبيات، في جهاز استقبال رقمي، من الممكن التعامل مع أخطاء TI - ADC كجزء من قناة الاتصال والاستفادة من المعادل التكيفي لتعويضها. لذلك تصبح المعايرة جزءًا لا يتجزأ من معادلة القناة. لا يلزم وجود كتل أو خوارزميات معايرة تناظرية أو رقمية لأغراض خاصة. ومع ذلك، هناك فئة كبيرة من أجهزة الاستقبال حيث لا يمكن تطبيق تقنية المعادلة مباشرة لأن كتل معالجة الإشارات الأخرى تقع بين TI - ADC والمعادل. تعمم التقنية المعروضة هنا الأعمال السابقة على هذه الفئة من أجهزة الاستقبال. يتم تطبيق خوارزمية الانتشار العكسي للخطأ، المستخدمة تقليديًا في التعلم الآلي، على الخطأ المحسوب في جهاز تقطيع المستقبل ويستخدم لتكييف معادل مساعد مجاور لـ TI - ADC، يسمى معادل التعويض (CE). تُظهر المحاكاة باستخدام نموذج جهاز استقبال متماسك بصري ثنائي الاستقطاب تعويضًا دقيقًا وقويًا عن عدم التطابق عبر سيناريوهات التطبيق المختلفة. العديد من مخططات تعديل السعة التربيعية (QAM) يتم اختبارها في عمليات المحاكاة والتجربة. تُظهر القياسات على منصة محاكاة تتضمن رقاقة نموذج أولي TI - ADC 8 بت، 4 جي إس/ثانية مصنعة بتقنية CMOS 130 نانومتر، تخفيفًا مثاليًا تقريبًا لتأثير عدم التطابق على أداء جهاز الاستقبال عند اختبار مخططات 64 - QAM و 256 - QAM.

Keywords

error backpropagation, Temporal Noise Analysis, TI-ADC mismatch calibration, Phase-Locked Loops in High-Speed Circuits, Biomedical Engineering, FOS: Medical engineering, Engineering, FOS: Electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Electrical and Electronic Engineering, Quadrature amplitude modulation, Equalization (audio), Adaptive equalizer, Electronic engineering, Analog Circuit Design for Biomedical Applications, CMOS, Silicon Photonics Technology, optical coherent receiver, Computer science, TK1-9971, QAM, Bit error rate, Channel (broadcasting), Physical Sciences, Background calibration, Telecommunications, TI-ADC, Electrical engineering. Electronics. Nuclear engineering, Time-to-Digital Converter

  • BIP!
    Impact byBIP!
    selected citations
    These citations are derived from selected sources.
    This is an alternative to the "Influence" indicator, which also reflects the overall/total impact of an article in the research community at large, based on the underlying citation network (diachronically).
    5
    popularity
    This indicator reflects the "current" impact/attention (the "hype") of an article in the research community at large, based on the underlying citation network.
    Top 10%
    influence
    This indicator reflects the overall/total impact of an article in the research community at large, based on the underlying citation network (diachronically).
    Average
    impulse
    This indicator reflects the initial momentum of an article directly after its publication, based on the underlying citation network.
    Top 10%
Powered by OpenAIRE graph
Found an issue? Give us feedback
selected citations
These citations are derived from selected sources.
This is an alternative to the "Influence" indicator, which also reflects the overall/total impact of an article in the research community at large, based on the underlying citation network (diachronically).
BIP!Citations provided by BIP!
popularity
This indicator reflects the "current" impact/attention (the "hype") of an article in the research community at large, based on the underlying citation network.
BIP!Popularity provided by BIP!
influence
This indicator reflects the overall/total impact of an article in the research community at large, based on the underlying citation network (diachronically).
BIP!Influence provided by BIP!
impulse
This indicator reflects the initial momentum of an article directly after its publication, based on the underlying citation network.
BIP!Impulse provided by BIP!
5
Top 10%
Average
Top 10%
gold