專利名稱：脈沖信號解調(diào)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于傳輸脈沖信號并解調(diào)所接收的脈沖信號的系統(tǒng)中的解調(diào)設(shè)備，尤其涉及一種用于在傳輸前將脈沖信號轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號的系統(tǒng)中的解調(diào)設(shè)備。
背景技術(shù)：
近年來，使用短脈沖信號的超寬頻帶(UWB)類通信已引起了關(guān)注。在這種技術(shù)中，短寬度脈沖被用來獲取擴展頻譜，從而抑制每單位頻率的傳輸功率并使之能與其它信號共存。UWB技術(shù)主要在短距離無線傳輸領(lǐng)域中得到了有力的研究和開發(fā)，在有線或光學(xué)傳輸領(lǐng)域中開始了部分的研究。
專利文件1描述了用于UWB技術(shù)中的解調(diào)短脈沖信號的解調(diào)設(shè)備。圖14示出專利文件1中所述的常規(guī)解調(diào)設(shè)備的一種配置。圖15示出從圖14解調(diào)設(shè)備的主要部分中輸出的信號的波形。注意圖14所示的(a)到(c)和(e)表示圖15的(a)到(c)和(e)所示的信號分別以箭頭所示的方向輸出。
圖14的解調(diào)設(shè)備300與傳輸設(shè)備(未示出)無線連接，并解調(diào)從傳輸設(shè)備傳輸?shù)臒o線信號。解調(diào)設(shè)備300包括一關(guān)聯(lián)部分320、模板信號生成部分340、同步部分350。
解調(diào)設(shè)備300將所接收的無線信號作為接收信號輸入到關(guān)聯(lián)部分320。圖15(a)示出輸入到關(guān)聯(lián)部分320的接收信號(短脈沖信號)的波形。
模板信號生成部分340基于從同步部分350(如下所述)輸出的同步信號和跳頻圖產(chǎn)生模板信號，并將該模板信號輸出給關(guān)聯(lián)部分320。跳頻圖是如圖15(b)所示的圖，它表示呈現(xiàn)要接收的脈沖的定時。
圖15(c)示出從模板信號生成部分340輸出的模板信號的波形。該模板信號是具有與所接收信號相似波形的信號，并與所接收信號同步。
關(guān)聯(lián)部分320獲得所接收信號的波形與模板信號的波形之間的關(guān)聯(lián)值以解調(diào)所接收的信號，并將所接收的信號輸出為接收數(shù)據(jù)。圖15(d)示出由關(guān)聯(lián)部分320獲得的關(guān)聯(lián)值。圖15(e)示出從關(guān)聯(lián)部分320輸出的接收數(shù)據(jù)。
當所獲關(guān)聯(lián)值等于或等于正閾值(例如0.5)時，關(guān)聯(lián)部分320標識數(shù)據(jù)“1”。另一方面，當所獲關(guān)聯(lián)值小于或等于負閾值(例如-0.5)時，關(guān)聯(lián)部分320標識數(shù)據(jù)“0”。當所獲關(guān)聯(lián)值既不大于或等于正閾值、也不小于或等于負閾值時，關(guān)聯(lián)部分320標識無脈沖。例如，當所接收信號的波形與模板信號的波形完全匹配時，關(guān)聯(lián)部分320獲得的關(guān)聯(lián)值為+1。另一方面，所接收信號的波形與模板信號的波形具有彼此完全相反的相位時，關(guān)聯(lián)部分320獲得的關(guān)聯(lián)值為-1。
同步部分350向模板信號生成部分340輸出與所接收信號同步的同步信號。此外，同步部分350調(diào)節(jié)同步信號的相位使數(shù)據(jù)“1”情形中的關(guān)聯(lián)值最大。
注意，通常為了有效地獲取擴展頻譜執(zhí)行跳時，其中位周期內(nèi)的脈沖位置基于偽隨機模式逐位改變。然而，在圖15中，為簡單起見，假設(shè)位周期內(nèi)的脈沖位置是固定的。
如上所述，解調(diào)設(shè)備通過獲得接收信號和模板信號之間的關(guān)聯(lián)值可解調(diào)無線接收的短脈沖信號。
專利文件1日本國家階段PCT公開No.11-504480發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問題常規(guī)解調(diào)設(shè)備中產(chǎn)生的模板信號具有與從傳輸設(shè)備所傳輸信號相同的波形。然而，當傳輸信號時，在傳輸通道內(nèi)信號波形中會發(fā)生失真，所接收的信號不能正確解調(diào)。例如，應(yīng)解調(diào)為數(shù)據(jù)“1”的信號應(yīng)當完全與模板信號的波形相匹配。但是，當所接收信號的波形中發(fā)生失真時，接收信號和模板信號之間獲得的關(guān)聯(lián)值的絕對值變小。
結(jié)果，因為由關(guān)聯(lián)部分獲得的關(guān)聯(lián)值的絕對值變小，所以解調(diào)數(shù)據(jù)的出錯率增大。因而，常規(guī)解調(diào)設(shè)備不能正確地調(diào)制其中發(fā)生波形失真的短脈沖信號。不能正確解調(diào)具有波形失真的信號的問題并不限于解調(diào)短脈沖信號的情形，且在解調(diào)諸如RZ信號等的其它脈沖信號時會發(fā)生。
因此，例如，當要傳輸?shù)拿}沖信號在傳輸前被轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號時需要解調(diào)脈沖信號，其中考慮光學(xué)傳輸通道特有的波形衰變在光學(xué)傳輸通道中發(fā)生。然而，因為當由常規(guī)解調(diào)設(shè)備產(chǎn)生模板信號時并不考慮光學(xué)信號中發(fā)生的波形失真，所以當常規(guī)解調(diào)設(shè)備應(yīng)用于光學(xué)傳輸系統(tǒng)時不能正確解調(diào)脈沖信號。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供能正確解調(diào)光學(xué)傳輸系統(tǒng)中的脈沖信號的脈沖信號解調(diào)設(shè)備，其中脈沖信號在傳輸之前被轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號。
問題的解決方案本發(fā)明提供一種脈沖信號解調(diào)設(shè)備，用于經(jīng)由光學(xué)傳輸通道接收轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號的脈沖信號并解調(diào)該脈沖信號。該設(shè)備包括光電轉(zhuǎn)換部分，用于將所接收的光學(xué)信號轉(zhuǎn)換成電信號，并將該電信號作為接收信號輸出；接收波形信息計算部分，用于將有關(guān)脈沖信號的波形形狀的信息輸出為接收波形信息，在該脈沖信號上反映了在從脈沖信號轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號時到光學(xué)信號由光電轉(zhuǎn)換部分轉(zhuǎn)換成接收信號時期間所發(fā)生的失真；模板信號生成部分，用于基于從接收波形信息計算部分輸出的接收波形信息和與接收信號同步的同步信號而產(chǎn)生模板信號，該模板信號具有反映與接收信號中發(fā)生的失真相似的失真的波形，并與接收信號同步；以及關(guān)聯(lián)部分，用于通過獲得從光電轉(zhuǎn)換部分輸出的接收信號和由模板信號生成部分產(chǎn)生的模板信號的波形之間的關(guān)聯(lián)來解調(diào)脈沖信號。
由此，在光學(xué)傳輸脈沖信號的情形中，即使在光學(xué)信號的波形中發(fā)生了失真，也能產(chǎn)生具有反映與接收信號中發(fā)生的失真相似的失真的波形的模板信號。從而，當基于接收信號和模板信號獲得關(guān)聯(lián)值時，關(guān)聯(lián)值的絕對值并不變小。因此，脈沖信號能正確解調(diào)。
較佳地，接收波形信息計算部分可基于傳輸時脈沖信號的波形來產(chǎn)生接收波形信息，以及有關(guān)光學(xué)傳輸通道的信息。
由此，有可能基于傳輸時光學(xué)信號的波形產(chǎn)生一模板信號，其上在光學(xué)傳輸通道內(nèi)發(fā)生光學(xué)信號中的失真。因此，有可能取決于光學(xué)信號的波形或光學(xué)傳輸通道的屬性產(chǎn)生一模板信號。
脈沖信號是占據(jù)比在比特率轉(zhuǎn)換成赫茲時的頻帶寬的頻帶的短脈沖信號。
作為示例，接收波形信息計算部分將在發(fā)生于脈沖信號中的與脈沖信號頻譜的峰值頻率的整數(shù)倍相對應(yīng)的頻率分量的幅值和相位、以及峰值頻率分量輸出為接收波形信息。模板信號生成部分包括多個正弦波生成部分，用于產(chǎn)生具有峰值頻率的正弦波信號以及具有是峰值頻率整數(shù)倍的頻率的正弦波信號；多個幅值/相位調(diào)節(jié)部分，用于根據(jù)接收波形信息來調(diào)節(jié)由多個正弦波生成部分產(chǎn)生的正弦波信號的幅值和相位；以及波組合部分，用于組合其幅值和相位由多個幅值/相位調(diào)節(jié)部分調(diào)節(jié)的正弦波信號。
由此，可能生成反映在所接收信號中發(fā)生的諧波失真的模板信號。因此，脈沖信號能正確地解調(diào)，而不降低關(guān)聯(lián)值的絕對值。此外，因為模板信號基于信號的峰值頻率分量及其整數(shù)倍頻率分量生成，所以與使用任意波形發(fā)生器來生成模板信號時相比，模板信號生成部分可由低價部件組成。因此，脈沖信號解調(diào)設(shè)備可低成本地構(gòu)建。
模板信號生成部分還可包括一掩模部分，用于傳送波組合部分基于指示要接收脈沖的定時的跳頻圖獲取的組合信號，以生成模板信號。
由此，解調(diào)多倍傳輸信號是可能的。
該脈沖信號可以是RZ信號。
作為示例，接收波形信息計算部分將在發(fā)生于脈沖信號中的與脈沖信號頻譜的峰值頻率的整數(shù)倍相對應(yīng)的頻率分量的幅值和相位、以及峰值頻率分量輸出為接收波形信息。模板信號生成部分包括多個正弦波生成部分，用于產(chǎn)生具有峰值頻率的正弦波信號以及具有是峰值頻率整數(shù)倍的頻率的正弦波信號；多個幅值/相位調(diào)節(jié)部分，用于根據(jù)接收波形信息來調(diào)節(jié)由多個正弦波生成部分產(chǎn)生的正弦波信號的幅值和相位；波組合部分，用于組合由多個幅值/相位調(diào)節(jié)部分輸出的正弦波信號；以及配置部分，用于向由波組合部分獲得的組合正弦波信號添加一偏差，使組合正弦波信號的最小值為“0”，并將結(jié)果信號輸出為模板信號。
由此，可能生成反映在所接收信號中發(fā)生的諧波失真的模板信號。因此，脈沖信號能正確地解調(diào)，而不降低關(guān)聯(lián)值的絕對值。此外，因為模板信號基于信號的峰值頻率分量及其整數(shù)倍頻率分量生成，所以與使用任意波形發(fā)生器來生成模板信號時相比，模板信號生成部分可由低價部件組成。因此，脈沖信號解調(diào)設(shè)備可低成本地構(gòu)建。
有關(guān)光學(xué)傳輸通道的信息可包括用作用于傳輸光學(xué)信號的傳輸器的半導(dǎo)體激光器或光學(xué)調(diào)制器的啁啾(chirp)參數(shù)，以及光學(xué)信號波長中的光學(xué)傳輸通道的總色散量。接收波長信息計算部分可基于脈沖信號傳送時的波形和啁啾參數(shù)計算所傳送的頻譜、基于所傳送的頻譜和光學(xué)傳輸通道的總色散量計算所接收的頻譜、基于所接收的頻譜計算轉(zhuǎn)換成電信號的所接收信號頻譜，并將有關(guān)所接收信號頻譜的信息輸出為接收波形信息。
由此，可能產(chǎn)生反映了光學(xué)信號中啁啾的影響和光學(xué)傳輸通道中波長色散的影響的模板信號。因此，即使因為波長色散發(fā)生了波長失真，脈沖信號也可準確解調(diào)。
關(guān)聯(lián)部分可將所計算的關(guān)聯(lián)值輸出給接收波形信息計算部分。接收波形信息計算部分可改變有關(guān)光學(xué)傳輸通道的信息以產(chǎn)生波形信息，并將有關(guān)光學(xué)傳輸通道的信息設(shè)置成由關(guān)聯(lián)部分獲得的關(guān)聯(lián)值最大化時的值。
由此，有關(guān)光學(xué)傳輸通道的信息可被設(shè)置成最大化關(guān)聯(lián)值時的值。因此，即使在有關(guān)光學(xué)傳輸通道的信息不清晰時，也有可能估計有關(guān)光學(xué)傳輸通道的信息，并將其設(shè)置成最佳值。
關(guān)聯(lián)部分可包括乘法部分，用于將所接收的信號乘以模板信號；積分部分，在與一比特相對應(yīng)的手段內(nèi)計算由乘法部分相乘的信號的積分；以及用于標識由積分部分積分的信號并輸出所標識的值的標識部分。
由此，可能構(gòu)建不帶高速數(shù)字電路的關(guān)聯(lián)部分。因此，可低成本地構(gòu)建脈沖信號解調(diào)設(shè)備。
作為示例，轉(zhuǎn)換成信號的測試脈沖信號被傳送給脈沖信號解調(diào)設(shè)備，且接收波形信息計算部分基于從光電轉(zhuǎn)換部分輸出的測試脈沖信號的波形，產(chǎn)生接收波形信息。
由此，基于實際接收信號的波形，可能產(chǎn)生反映所接收信號中失真的模板信號。從而，不必預(yù)先將用于計算波形信息的信息存儲到存儲器中。此外，例如，當因為多個波形劣化因子而在信號波形中出現(xiàn)失真時，不必為了計算接收波形信息而執(zhí)行復(fù)雜計算。
可提供用于存儲脈沖信號傳送時的波形、以及有關(guān)光學(xué)傳輸通道的信息的存儲部分。此外，可提供用于輸入脈沖信號傳送時的波形、以及有關(guān)光學(xué)傳輸通道的信息的輸入部分。該存儲部分可存儲從輸入部分輸入的脈沖信號傳送時的波形、以及有關(guān)光學(xué)傳輸通道的信息。
由此，簡便地改變接收波形信息計算部分計算接收波形信息時使用的脈沖信號傳送時的波形、以及有關(guān)光學(xué)傳輸通道的信息是可能的。因此，可能靈活地支持單獨條件的差異，諸如傳輸距離等。
本發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，在脈沖信號與傳送前轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號的光學(xué)傳輸系統(tǒng)中，提供能準確解調(diào)脈沖信號的脈沖信號解調(diào)設(shè)備。


圖1是示出應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的脈沖信號解調(diào)設(shè)備30的光學(xué)傳輸系統(tǒng)的配置的框圖。
圖2是示出關(guān)聯(lián)部分32的詳細示例性配置的框圖。
圖3是具體地說明用于計算接收波形信息的方法的示圖。
圖4是示出應(yīng)用了第一實施例的變體的脈沖信號解調(diào)設(shè)備30a的光學(xué)傳輸系統(tǒng)的配置的框圖。
圖5是示出圖4的接收波形信息計算部分33a的操作的流程圖。
圖6是示出應(yīng)用了本發(fā)明第二實施例的脈沖信號解調(diào)設(shè)備30b的光學(xué)傳輸系統(tǒng)的配置的框圖。
圖7是示出應(yīng)用了第二實施例的變體的脈沖信號解調(diào)設(shè)備30c的光學(xué)傳輸系統(tǒng)的配置的框圖。
圖8是示出應(yīng)用了本發(fā)明第三實施例的脈沖信號解調(diào)設(shè)備30d的光學(xué)傳輸系統(tǒng)的配置的框圖。
圖9是示出從圖8的脈沖信號解調(diào)設(shè)備30d的主要部分輸出的信號的示例性波形的示圖，這些波形是通過模擬獲得的結(jié)果。
圖10是示出應(yīng)用了本發(fā)明第四實施例的脈沖信號解調(diào)設(shè)備30的光學(xué)傳輸系統(tǒng)的配置的框圖。
圖11是示出應(yīng)用了第四實施例的變體的脈沖信號解調(diào)設(shè)備30e的光學(xué)傳輸系統(tǒng)的配置的框圖。
圖12是示出從圖11的脈沖信號解調(diào)設(shè)備30e的主要部分輸出的信號的波形的示圖。
圖13是示出應(yīng)用了本發(fā)明第五實施例的脈沖信號解調(diào)設(shè)備30f的光學(xué)傳輸系統(tǒng)的配置的框圖。
圖14是示出用于超寬頻帶通信方案的常規(guī)解調(diào)設(shè)備的配置的框圖。
圖15是示出從圖14的常規(guī)解調(diào)設(shè)備的主要部分輸出的信號的波形的示圖。
標號釋義10傳輸設(shè)備11傳輸脈沖生成部分12電光轉(zhuǎn)換部分13RZ調(diào)制部分20光學(xué)傳輸通道30，300脈沖信號解調(diào)設(shè)備31光電轉(zhuǎn)換部分32，320關(guān)聯(lián)部分
33接收波形信息計算部分34，340模板信號生成部分35存儲部分36輸入部分411，412，413正弦波生成部分421，422，423幅值/相位設(shè)置部分43波組合部分44掩模部分45偏置部分51乘法部分52積分部分53標識部分350同步部分具體實施方式
下文中，本發(fā)明的各個實施例將參照附圖描述。
(第一實施例)圖1是示出應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的脈沖信號解調(diào)設(shè)備30的光學(xué)傳輸系統(tǒng)的配置的框圖。該光學(xué)傳輸系統(tǒng)包括傳輸設(shè)備10和脈沖信號解調(diào)設(shè)備30。該傳輸設(shè)備10和脈沖信號解調(diào)設(shè)備30經(jīng)由光學(xué)傳輸通道20相連。
傳輸設(shè)備10將用于超寬頻帶(UWB)通信方案的短脈沖信號轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號，并經(jīng)由光學(xué)傳輸通道20將光學(xué)信號傳送給脈沖信號解調(diào)設(shè)備30。UWB通信方案中使用的短脈沖信號占據(jù)了寬度比將比特率轉(zhuǎn)換成赫茲時的頻帶大的頻帶。當接收經(jīng)由光學(xué)傳輸通道20傳送的光學(xué)信號時，脈沖信號解調(diào)設(shè)備30將光學(xué)信號轉(zhuǎn)換成電信號，并解調(diào)該電信號。
在圖1中，傳輸設(shè)備10包括傳輸脈沖生成部分11和電光轉(zhuǎn)換部分12。脈沖信號解調(diào)設(shè)備30包括光電轉(zhuǎn)換部分31、關(guān)聯(lián)部分32、接收波形信息計算部分33、以及模板信號生成部分34。
傳輸脈沖生成部分11調(diào)制要傳送給脈沖信號解調(diào)設(shè)備30的傳輸數(shù)據(jù)、將該傳輸數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成短脈沖信號、并向電光轉(zhuǎn)換部分(E/O)12輸出短脈沖信號作為傳輸信號。電光轉(zhuǎn)換部分12將從傳輸脈沖生成部分11輸出的傳輸信號轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號，并將該光學(xué)信號輸出給光學(xué)傳輸通道20。由電光轉(zhuǎn)換部分12轉(zhuǎn)換的光學(xué)信號通過光學(xué)傳輸通道20傳送，并被輸入到脈沖信號解調(diào)設(shè)備30的光電轉(zhuǎn)換部分(O/E)31。
光電轉(zhuǎn)換部分31將經(jīng)由光學(xué)傳輸通道20傳送給傳輸設(shè)備10的光學(xué)信號轉(zhuǎn)換成電信號，并向關(guān)聯(lián)部分32輸出該電信號作為接收信號。
接收波形信息計算部分33基于傳輸波形信息和光學(xué)傳輸通道的規(guī)格，計算反映可在接收信號中發(fā)生的失真的傳輸信號的波形，并向模板信號生成部分34輸出有關(guān)所計算波形的形狀的信息，作為接收波形信息。傳輸波形信息是有關(guān)從傳輸脈沖生成部分11輸出的傳輸信號中脈沖的形狀的信息。傳輸波形信息由例如脈沖的寬度或幅度表示。例如，光學(xué)傳輸通道的規(guī)格是表示光學(xué)傳輸通道的屬性的信息。例如，光學(xué)傳輸通道的規(guī)格是表示在傳輸設(shè)備10和脈沖信號解調(diào)設(shè)備30之間連接的光學(xué)傳輸通道20的長度、或光學(xué)傳輸通道20的屬性(材料屬性、結(jié)構(gòu)等)的信息。傳輸波形信息和光學(xué)傳輸通道的規(guī)格被輸入到接收波形信息計算部分33。
在傳輸信號被轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號期間，光學(xué)信號通過光學(xué)傳輸通道20傳輸，且光學(xué)信號由脈沖解調(diào)設(shè)備的光電轉(zhuǎn)換部分31轉(zhuǎn)換成接收信號，失真在信號的波形中出現(xiàn)。接收波形信息是有關(guān)反映在接收信號中出現(xiàn)的失真的傳輸信號的波形形狀的信息。接收波形信息由例如脈沖的寬度或幅值表示。然后，將詳細描述失真出現(xiàn)在光學(xué)信號中的原因、以及由接收波形信息計算部分33產(chǎn)生的接收波形信息。
當由傳輸設(shè)備10的電光轉(zhuǎn)換部分12轉(zhuǎn)換的光學(xué)信號受經(jīng)由光學(xué)傳輸通道20傳輸期間的波長色散影響時，失真可在光學(xué)信號的波形中出現(xiàn)。波長色散是指這樣的一種現(xiàn)象當脈沖信號通過光學(xué)傳輸通道傳播時，延遲時間隨脈沖信號中所包括的不同光頻分量而改變，從而導(dǎo)致擴展在其波形中的出現(xiàn)。在該情形中，失真在從脈沖信號解調(diào)設(shè)備30的光電轉(zhuǎn)換部分31輸出的接收信號的波形中出現(xiàn)。
在光學(xué)信號輸入到光電轉(zhuǎn)換部分31之前，不僅在半導(dǎo)體激光器或光學(xué)調(diào)制器中調(diào)制其強度而且還在其中調(diào)制其相位，該半導(dǎo)體激光器或光學(xué)調(diào)制器用來在電光轉(zhuǎn)換部分12中將電信號轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號。對光學(xué)信號的附加相位調(diào)制的程度取決于半導(dǎo)體激光器或光學(xué)調(diào)制器的啁啾參數(shù)確定。啁啾參數(shù)指表示半導(dǎo)體激光器或光學(xué)調(diào)制中發(fā)生的相位調(diào)制的程度和強度調(diào)制的程度之比的參數(shù)。因為附加相位調(diào)制，光學(xué)信號的頻譜得以擴展，使得因波長色散在接收信號的波形中出現(xiàn)的失真變得更為重要。
因此，當失真因波長色散而出現(xiàn)在光學(xué)信號時，輸入到接收波形信息計算部分33的光學(xué)傳輸通道的規(guī)格包括光學(xué)傳輸通道20在光學(xué)信號的波長中的總色散量，以及半導(dǎo)體激光器的啁啾參數(shù)。注意，總色散量從光學(xué)傳輸通道20在光學(xué)信號的波長中的波長色散和傳輸距離的乘積獲得，并且因此，光學(xué)傳輸通道的規(guī)格可包括有關(guān)波長色散和傳輸距離而非總色散量的信息。接收波形信息計算部分33基于所輸入的傳輸波形信息、作為波長色散和傳輸距離的乘積獲得的輸入的總色散量以及所輸入的啁啾參數(shù)來產(chǎn)生接收波形信息。注意，光學(xué)傳輸通道的規(guī)格最好可包括半導(dǎo)體激光器的斜度效率和光電轉(zhuǎn)換部分31的轉(zhuǎn)換效率。由此，所獲得的接收波形信息的準確率得到改進。
圖3是具體說明用于計算接收波形信息的方法的示圖。下文中，將參照圖3描述根據(jù)該實施例的用于計算接收波形信息的方法。注意，在圖3中，描述這樣的一個示例，傳輸波形信息61包括有關(guān)傳輸信號(電信號)的波形的信息，且光學(xué)傳輸通道的規(guī)格62包括光電轉(zhuǎn)換部分31的斜度效率、啁啾參數(shù)、波長色散、傳輸距離、以及轉(zhuǎn)換效率(O/E轉(zhuǎn)換效率)。
開始時，所傳送的光強波形63從由傳輸波形信息61所指示的傳輸信號的波形I(t)與斜度效率的乘積獲得。此外，在該情形中，所傳輸?shù)墓庀辔徊ㄐ桅?t)64根據(jù)以下表達式1從傳輸信號的波形I(t)和啁啾參數(shù)α計算。
φ(t)=-α2ln(I(t))]]>接著，傳輸光線波形65的實部和虛部從所傳輸?shù)墓饩€強度波形63和所傳輸?shù)墓饩€相位波形64獲得。然后，基于所獲得傳輸光線波形65的實部和虛部，所傳輸?shù)墓庾V66通過傅立葉變換獲得。然后，基于所傳送的頻譜66和從波長色散和傳輸距離的乘積獲得的總色散量67，獲得每個光線頻率分量的延遲量以計算所接收的光譜68。然后，所接收的光線強度波形70通過逆傅立葉變換獲得。最后，從所接收的光線強度波形70和轉(zhuǎn)換效率的乘積獲得的接收信號波形(電)被輸出到模板信號生成部分34，作為接收波形信息71。
模板信號生成部分34產(chǎn)生用于解調(diào)所接收信號的模板信號，并將該模板信號輸出給關(guān)聯(lián)部分32。模板信號生成部分34接收由跳頻圖生成部分(未示出)生成的跳頻圖、以及由同步信號生成部分(未示出)生成的同步信號。跳頻圖指示出現(xiàn)要接收的脈沖的定時。同步信號是與所接收信號同步的信號。模板信號生成部分34基于從接收波形信息計算部分33輸出的接收波形信息、跳頻圖和同步信號產(chǎn)生模板信號。
開始時，模板信號生成部分34基于接收波形信息產(chǎn)生信號。在該情形中，所產(chǎn)生的信號具有反映與接收信號中發(fā)生的失真相似的失真的波形。然后，模板信號生成部分34基于同步信號，與輸入給關(guān)聯(lián)部分32的接收信號同步地將所產(chǎn)生的信號輸出給關(guān)聯(lián)部分32。在該情形中，模板信號生成部分34按與跳頻圖相匹配的圖輸出所生成的信號。例如，當跳頻圖為“1”時，模板信號生成部分34輸出該信號，相反當跳頻圖為“0”時，模板信號生成部分34不輸出該信號。由此，具有反映了與所接收信號中發(fā)生的失真相似的失真的波形、并與所接收信號同步的模板信號被輸入到關(guān)聯(lián)部分32。
注意，在本發(fā)明中，用于生成同步信號的裝置并不受限制，只要該同步信號是與所接收信號同步的信號。例如，同步信號可使用任何波形發(fā)生器產(chǎn)生。
關(guān)聯(lián)部分32獲得從光電轉(zhuǎn)換部分31輸出的接收信號和從模板信號生成部分輸出的模板信號之間的關(guān)聯(lián)值以解調(diào)所接收的信號，并將該結(jié)果信號輸出到外面，作為接收數(shù)據(jù)。開始時，關(guān)聯(lián)部分32通過以下表達式2從接收信號波形A(t)和模板信號波形B(t)計算關(guān)聯(lián)值R。
R=1T∫-2/T2/TA(t)B(t)dt]]>注意所接收的信號波形A(t)和模板信號波形B(t)假設(shè)被標準化以滿足以下表達式3。
1T∫-2/T2/T{A(t)}2dt=1T∫-2/T2/T{B(t)}2dt=1]]>當根據(jù)表達式2計算的關(guān)聯(lián)值大于或等于預(yù)定正值(例如0.5)時，關(guān)聯(lián)部分32標識“1”。當根據(jù)表達式2計算的關(guān)聯(lián)值小于或等于預(yù)定負值(例如-0.5)時，關(guān)聯(lián)部分32標識“0”。當根據(jù)表達式2計算的關(guān)聯(lián)值既不大于或等于預(yù)定正值也不小于或等于預(yù)定負值時，關(guān)聯(lián)部分32標識并無脈沖。
圖2是示出關(guān)聯(lián)部分32的詳細示例性配置的框圖。在圖2中，關(guān)聯(lián)部分32具有乘法部分51、積分部分52以及標識部分53。
乘法部分51將接收信號乘以模板信號，并將結(jié)果乘積值輸出給積分值52。
積分部分52計算從乘法部分51輸出的乘積在與1比特(位周期)相對應(yīng)的時段上的積分，并將該結(jié)果積分值輸出給標識部分53。從積分部分52輸出的積分值對應(yīng)于根據(jù)表達式2獲得的關(guān)聯(lián)值。
標識部分53標識從積分部分52輸出的關(guān)聯(lián)值，確定該關(guān)聯(lián)值是大于或等于預(yù)定正值、還是小于或等于預(yù)定負值。
注意圖2的關(guān)聯(lián)部分32的配置僅是說明性的。關(guān)聯(lián)部分32的配置并不僅限于上述配置，只要該關(guān)聯(lián)值是可獲得的。例如，關(guān)聯(lián)部分32可被配置成通過數(shù)字計算執(zhí)行表達式2的計算。
如上所述，根據(jù)該實施例，在短脈沖信號進行光學(xué)傳輸?shù)那樾沃校词巩斒д嬖诓ㄐ沃谐霈F(xiàn)時，也可產(chǎn)生具有反映了與接收信號中所發(fā)生失真相似的失真的波形的模板信號。由此，當基于接收信號和模板信號獲得關(guān)聯(lián)值時，關(guān)聯(lián)值的絕對值并不減少。因此，短脈沖信號可正確解調(diào)。
注意，在該實施例中，光學(xué)傳輸通道的規(guī)格經(jīng)由未示出的輸入部分輸入到接收波形信息計算部分。在此，接收波形信息計算部分可預(yù)先地存儲有關(guān)光學(xué)傳輸通道的規(guī)格的信息?；蛘?，接收波形信息計算部分可通過監(jiān)視該光學(xué)傳輸通道獲得光學(xué)傳輸通道的規(guī)格。例如，可從傳輸設(shè)備10傳送測試脈沖信號，并在脈沖信號解調(diào)設(shè)備中檢測所接收的測試脈沖信號的幅值或頻率分量與傳送時的脈沖信號相比如何改變，從而使計算光學(xué)傳輸信號的規(guī)格成為可能。注意，光學(xué)傳輸通道可通過其它方法監(jiān)視，這些方法并不直接涉及本發(fā)明的實質(zhì)，并且將不作詳細描述。
(第一實施例的變體)接著，將描述第一實施例的變體。根據(jù)該變體的脈沖信號解調(diào)設(shè)備與第一實施例的脈沖信號解調(diào)設(shè)備的不同之處在于，在第一實施例中預(yù)先設(shè)置光學(xué)傳輸通道的規(guī)格，而在該變體中則計算光學(xué)傳輸通道的規(guī)格。
圖4是示出應(yīng)用該變體的脈沖信號解調(diào)設(shè)備30a的光學(xué)傳輸系統(tǒng)的配置的示圖。該光學(xué)傳輸系統(tǒng)包括傳輸設(shè)備10和脈沖信號解調(diào)設(shè)備30a。傳輸設(shè)備10和脈沖信號解調(diào)設(shè)備30a通過光學(xué)傳輸通道20相連。
脈沖信號解調(diào)設(shè)備30a包括光電轉(zhuǎn)換部分31、關(guān)聯(lián)部分32a、接收波形信息計算部分33a、以及模板信號生成部分34。該變體的脈沖信號解調(diào)設(shè)備30a與第一實施例的脈沖信號解調(diào)設(shè)備30的不同之處在于接收波形信息計算部分33a和關(guān)聯(lián)部分32a的操作。其它組件都與第一實施例的相似，且因此，與圖1組件相似的組件用相同標號表示，并將不再贅述。傳輸脈沖生成部分11和電光轉(zhuǎn)換部分12具有與第一實施例相似的功能，并將不再贅述。
關(guān)聯(lián)部分32a獲得從光電轉(zhuǎn)換部分31輸出的接收信號和從模板信號生成部分輸出的模板信號之間的關(guān)聯(lián)值。關(guān)聯(lián)部分32a將所獲得的關(guān)聯(lián)值輸出給接收波形信息計算部分33a。此外，關(guān)聯(lián)部分32a將經(jīng)解調(diào)的接收數(shù)據(jù)輸出到外部。
接收波形信息計算部分33a改變要輸出到模板信號生成部分34的接收波形信息，以確定光學(xué)傳輸通道的規(guī)格，使從關(guān)聯(lián)部分32a輸出的關(guān)聯(lián)值最大化。然后，接收波形信息計算部分33a基于傳輸波形信息和所確定的光學(xué)傳輸通道的規(guī)格，產(chǎn)生接收波形信息，并將該接收波形信息輸出給模板信號生成部分34。
當光學(xué)傳輸通道的規(guī)格接近最佳值時，從模板信號生成部分34輸出的模板信號的波形接近接收信號的波形，因此關(guān)聯(lián)部分獲得的關(guān)聯(lián)值增大。因此，例如，當失真因為波長色散在光學(xué)信號中出現(xiàn)時，啁啾參數(shù)的值和總色散量可被設(shè)置成使關(guān)聯(lián)值最大的值。然后，因為波長色散而在光學(xué)信號中出現(xiàn)失真的情形將描述為一示例。
圖5是示出圖4的接收波形信息計算部分33a的操作的流程圖。然后，用于估算光學(xué)傳輸通道的規(guī)格的過程將參照圖5描述，其中光學(xué)傳輸通道的規(guī)格例如由啁啾參數(shù)和總色散量組成。
開始時，接收波形信息計算部分33a在啁啾參數(shù)可取值的范圍內(nèi)為啁啾參數(shù)準備N個設(shè)置值i，即啁啾參數(shù)α1(i＝0，1，…，N-1)。類似地，接收波形信息計算部分33a在總色散量可取值的范圍內(nèi)準備M個設(shè)置值k，即總色散量Dk(k＝0，1，…，M-1)。
然后，接收波形信息計算部分33a將啁啾參數(shù)設(shè)置值i設(shè)置為0，并將關(guān)聯(lián)值RX設(shè)置為0(步驟S101)。然后，接收波形信息計算部分33a將啁啾參數(shù)的值設(shè)置為α1(步驟S102)。
接收波形信息計算部分33a將總色散量設(shè)置值k設(shè)置為0，并將啁啾參數(shù)αi處的關(guān)聯(lián)值RRi設(shè)置為0(步驟S103)。然后，接收波形信息計算部分33a將總色散量的值設(shè)置為Dk(步驟S104)，并使關(guān)聯(lián)部分32a測量此時的關(guān)聯(lián)值Rk(步驟S105)。
然后，接收波形信息計算部分33a確定由關(guān)聯(lián)部分32a計算的關(guān)聯(lián)值Rk是否大于啁啾參數(shù)設(shè)置值i處的關(guān)聯(lián)值RR1(步驟S106)。當關(guān)聯(lián)值Rk大于啁啾參數(shù)設(shè)置值i處的關(guān)聯(lián)值RRi時，接收波形信息計算部分33a使總色散量Dk處的關(guān)聯(lián)值Rk替換啁啾參數(shù)設(shè)置值i處的關(guān)聯(lián)值RRi(步驟S107)。此外，接收波形信息計算部分33a將此時的k值替換到設(shè)置值a中，并存儲該設(shè)置值a。
另一方面，當關(guān)聯(lián)值Rk小于啁啾參數(shù)設(shè)置值i處的關(guān)聯(lián)值RRi時，接收波形信息計算部分33a對總色散量設(shè)置值k加1(步驟S108)，并確定總色散量設(shè)置值k是否小于總色散量設(shè)置值的數(shù)量M(步驟S109)。當總色散量設(shè)置值k小于總色散量設(shè)置值的數(shù)量M時，接收波形信息計算部分33a返回到步驟S104的操作，并使關(guān)聯(lián)部分32a測量總色散量Dk處的關(guān)聯(lián)值Rk。
另一方面，當總色散量設(shè)置值k等于總色散量設(shè)置值的數(shù)量M時，接收波形信息計算部分33a將所存儲設(shè)置值處的總色散量Da替換到E1中，并存儲Ei。因而，接收波形信息計算部分33a將總色散量值變成D1到DM-1，并使關(guān)聯(lián)部分32a測量此時的關(guān)聯(lián)值R1到RM-1。然后，當對所有值D0到DM-1完成關(guān)聯(lián)值的測量時，獲得該范圍內(nèi)的最大關(guān)聯(lián)值RRi，且此時的總色散量被存儲為Ei。
接著，接收波形信息計算部分33a確定啁啾參數(shù)設(shè)置值i處的關(guān)聯(lián)值RRi是否大于關(guān)聯(lián)值RX(步驟S111)。當啁啾參數(shù)設(shè)置值i處的關(guān)聯(lián)值RRi大于關(guān)聯(lián)值RX時，啁啾參數(shù)設(shè)置值i處的關(guān)聯(lián)值RRi被替換到關(guān)聯(lián)值RX(步驟S112)。此外，接收波形信息計算部分33a將此時的i值替換到設(shè)置值b，并存儲該設(shè)置值b。然后，接收波形信息計算部分33a進入步驟S113的操作。
另一方面，當在步驟S111啁啾參數(shù)設(shè)置值i處的關(guān)聯(lián)值RRi小于關(guān)聯(lián)值RX時，接收波形信息計算部分33a進入步驟S113的操作。
在步驟S113，接收波形信息計算部分33a對i值加1，并確定i的值是否小于啁啾參數(shù)設(shè)置值的數(shù)量N(步驟S114)。當i的值小于啁啾參數(shù)設(shè)置值的數(shù)量N時，接收波形信息計算部分33a返回到步驟S102的操作。
另一方面，當i的值等于啁啾參數(shù)設(shè)置值的數(shù)量N時，接收波形信息計算部分33a將啁啾參數(shù)設(shè)置為αb，并將總色散量設(shè)置為Eb(步驟S115)。
如上所述，接收波形信息計算部分33a對所有的啁啾參數(shù)設(shè)置值i＝1到N-1將啁啾參數(shù)設(shè)置為αi，并重復(fù)步驟S102到S114的操作，并且對于每個情形，獲取此時的最大關(guān)聯(lián)值RR1和總色散量E1。最后，接收波形信息計算部分33a獲得RRi的最大值RRb，以及對應(yīng)于RRb的啁啾參數(shù)αb和總色散量Eb。然后，接收波形信息計算部分33a將用于計算的啁啾參數(shù)和總色散量設(shè)置成αb和Eb，并結(jié)束對光學(xué)傳輸通道的規(guī)格的估算。
注意，當已知引導(dǎo)啁啾參數(shù)和總色散量的粗略值，且僅需細微調(diào)節(jié)這些粗略值時，啁啾參數(shù)和總色散量的設(shè)置值范圍可變窄。相反，當啁啾參數(shù)和總色散量的值并未已知時，可放寬啁啾參數(shù)和總色散量的設(shè)置值范圍。當啁啾參數(shù)或總色散量的值為已知時，該已知值可固定而另一個值可改變和估算。
盡管已在本文中描述了波長色散的影響，但在其它波形劣化因素(半導(dǎo)體激光器或光學(xué)調(diào)制器等的輸入/輸出特征的非線性等)不可忽視時，這些因素的影響可作適當?shù)目紤]以計算接收波形。
此外，在本變體中，將基于總色散量和啁啾參數(shù)計算接收波形信息的情形描述為一個示例。在此，當光電轉(zhuǎn)換部分的斜度效率和轉(zhuǎn)換效率被包括在光學(xué)傳輸通道的規(guī)格中時，引導(dǎo)這些值的粗略值可預(yù)先獲得，并因此可預(yù)先輸入到接收波形信息計算部分。
如上所述，根據(jù)該變體，即使在光學(xué)傳輸通道的規(guī)格不明確時，也可確定光學(xué)傳輸通道的規(guī)格使關(guān)聯(lián)值最大。由此，即使當失真在脈沖信號解調(diào)設(shè)備所接收的光學(xué)信號中出現(xiàn)時，可產(chǎn)生導(dǎo)致出現(xiàn)與光學(xué)信號的失真相似的失真的模板信號。因此，因為關(guān)聯(lián)值的絕對值可保持為較高，所以可正確地解調(diào)脈沖信號。
(第二實施例)圖6是示出應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的脈沖信號解調(diào)設(shè)備30b的光學(xué)傳輸系統(tǒng)的配置的示圖。圖6的光學(xué)傳輸系統(tǒng)包括傳輸設(shè)備10和脈沖信號解調(diào)設(shè)備30b。該傳輸設(shè)備10和脈沖信號解調(diào)設(shè)備30b經(jīng)由光學(xué)傳輸通道20相連。
在圖6中，該實施例的脈沖信號解調(diào)設(shè)備30b與圖1第一實施例的脈沖信號解調(diào)設(shè)備30的不同之處在于還提供了存儲部分35。在圖6中，與圖1相似的組件用相同標號表示，并將不再贅述。
存儲部分35存儲光學(xué)傳輸通道傳輸波形信息和光學(xué)傳輸通道的規(guī)格。接收波形信息計算部分33從存儲部分35中讀出這些信息，并計算接收波形信息。因而，根據(jù)該實施例，光學(xué)傳輸通道傳輸波形信息和光學(xué)傳輸通道的規(guī)格可在制造過程期間預(yù)先存儲在該存儲部分中。
脈沖信號解調(diào)設(shè)備還可包括用于輸入傳輸波形信息和光學(xué)傳輸通道的規(guī)格的輸入部分。圖7是示出本實施例的脈沖信號解調(diào)設(shè)備的另一示例性配置的示圖。圖7的脈沖信號解調(diào)設(shè)備30c與圖6的脈沖信號解調(diào)設(shè)備30b的不同之處在于還提供了輸入部分36。在圖7中，與圖1相似的組件用相同標號表示，并將不再贅述。
輸入部分36是諸如鍵盤、觸摸屏等的輸入設(shè)備，它接受諸如傳輸波形信息、光學(xué)傳輸通道的規(guī)格等的信息的輸入。此外，輸入部分36可以是用于使用與外部設(shè)備相連的接口將信息輸入到脈沖信號解調(diào)設(shè)備的輸入裝置，這些接口諸如USB(通用串行總線)、GPIB(通用接口總線)等。存儲部分35存儲從輸入部分36輸入的信息。由此，可重寫存儲在存儲部分35中的信息，諸如傳輸波形信息、光學(xué)傳輸通道的規(guī)格等。
在光學(xué)傳輸?shù)那樾沃校鳛橛糜谘a償波長色散的常規(guī)方法，有插入具有與光學(xué)傳輸通道相反的波長色散特征的色散補償光學(xué)部件(色散補償光纖等)的方法。但是，一般而言，光學(xué)部件的波長色散量常常具有固定值。因此，在使用該方法的情形中，如果諸如傳輸距離等的安裝條件變化，則有必要獨立地最佳設(shè)計色散補償光學(xué)部件。與之相反，在圖7的配置中，通過使用輸入部分36，當安裝脈沖信號解調(diào)設(shè)備30c時，可輸入適用于每種使用條件的光學(xué)傳輸通道的傳輸波形信息和規(guī)格。換言之，僅改變要輸入的光學(xué)傳輸通道的規(guī)格而不必改變其它部分，從而使得使用同一配置來支持不同安裝條件成為可能。此外，即使當光學(xué)傳輸通道(半導(dǎo)體激光器等)的特征因為操作開始之后隨時間等的劣化而改變時，也可能再次輸入光學(xué)傳輸通道的適當規(guī)格。
如上所述，因為脈沖信號解調(diào)設(shè)備還包括存儲部分和輸入部分，可獲得與第一實施例相似的效果，并可對應(yīng)于不同的使用條件執(zhí)行更靈活的操作。
(第三實施例)圖8是示出應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的脈沖信號解調(diào)設(shè)備30d的光學(xué)傳輸系統(tǒng)的配置的示圖。圖8的光學(xué)傳輸系統(tǒng)包括傳輸設(shè)備10和脈沖信號解調(diào)設(shè)備30d。該傳輸設(shè)備10和脈沖信號解調(diào)設(shè)備30d經(jīng)由光學(xué)傳輸通道20相連。
在圖8中，該實施例的脈沖信號解調(diào)設(shè)備30d包括光電轉(zhuǎn)換部分31、關(guān)聯(lián)部分32、接收波形信息計算部分33d、以及模板信號生成部分34d。本實施例的脈沖信號解調(diào)設(shè)備30d中所包括的模板信號生成部分34d具有第一實施例的模板信號生成部分34的特定示例性配置。在圖8中，與圖1相似的組件用相同標號表示，并將不再贅述。傳輸脈沖生成部分11和電光轉(zhuǎn)換部分12的功能與第一實施例的那些相似，并將不再贅述。注意，圖8中所示的(a)到(h)表示用圖9的(a)到(h)(如下所述)示出的信號在用箭頭示出的方向上輸出。
模板信號生成部分34d具有多個正弦波生成部分411到413、多個幅值/相位設(shè)置部分421到423、波組合部分43、以及掩模部分44。
接收波形信息計算部分33d基于光學(xué)傳輸通道的規(guī)格和從輸入部分(未示出)輸入的傳輸波形信息產(chǎn)生接收波形信息。在本實施例中，接收波形信息計算部分33d用基本上與第一實施例相似的方式計算接收波形信息，但該方式與第一實施例的不同之處在于接收波形信息計算部分33d僅處理接收信號的計算頻譜的峰值頻率分量，以及具有峰值頻率分量的整數(shù)倍的頻率分量。接收波形信息計算部分33d向第一到第三幅值/相位設(shè)置部分421到423輸出具有所計算接收信號頻譜中的峰值頻率f1的分量的幅值和相位、以及具有峰值頻率f1的整數(shù)倍的頻率分量，作為接收波形信息。
圖9是示出從圖8光學(xué)傳輸系統(tǒng)的主要部分輸出的信號的示例性波形的示圖，這些信號通過模擬獲得。注意，計算條件假設(shè)如下光學(xué)信號的波長為1.55μm；電光轉(zhuǎn)換部分12的啁啾參數(shù)為2.5；以及光學(xué)傳輸在40km的距離上通過單模光纖執(zhí)行。然后，每個部分的功能將參照圖8和9描述。
圖9(a)是示出從傳輸脈沖生成部分11輸出的傳輸信號的脈沖的示圖。圖9(b)是從光電轉(zhuǎn)換部分31輸出的接收信號的波形。在傳輸信號由電光轉(zhuǎn)換部分12轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號期間失真在圖9(a)的傳輸信號中發(fā)生，且傳輸信號通過光學(xué)傳輸通道20傳送，如圖9(b)所示。
圖8的正弦波生成部分411到413產(chǎn)生峰值頻率f1和峰值頻率f1的整數(shù)倍的正弦波，并分別向第一到第三幅值/相位設(shè)置部分421到423輸出。在此，將描述正弦波生成部分411到413產(chǎn)生峰值頻率f1以及兩倍和三倍頻率的情形，作為一個示例。由正弦波生成部分411到413產(chǎn)生的正弦波都各自與同步信號同步。如在第一實施例中，同步信號需要與接收信號同步，且發(fā)生裝置并不特別受限。
圖9(c)是示出由第一幅值/相位設(shè)置部分421產(chǎn)生的信號的波形的示圖。正弦波生成部分411產(chǎn)生具有圖9(a)的傳輸信號的峰值頻率f1的正弦波，并將其輸出給第一幅值/相位設(shè)置部分421。第一幅值/相位設(shè)置部分421基于從接收波形信息計算部分33d輸出的接收波形信息，調(diào)節(jié)從正弦波生成部分411輸出的頻率f1的正弦波的幅值和相位。
具體地，第一幅值/相位設(shè)置部分421將從正弦波生成部分411輸出的頻率f1的幅值和相位的值設(shè)置為等于從接收波形信息計算部分33d輸出為接收波形信息的頻率f1的幅值和相位的值。
圖9(d)是示出由第二幅值/相位設(shè)置部分422輸出的信號的波形的示圖。正弦波生成部分412產(chǎn)生具有頻率為圖9(a)傳輸信號的峰值頻率f1的兩倍的正弦波，并將其輸出給第二幅值/相位設(shè)置部分422。該第二幅值/相位設(shè)置部分422將從正弦波生成部分412輸出的頻率2×f1的幅值和相位的值設(shè)置為等于從接收波形信息計算部分33d輸出為接收波形信息的頻率2×f1的幅值和相位的值。
圖9(e)是示出由第三幅值/相位設(shè)置部分423輸出的信號的波形的示圖。正弦波生成部分413產(chǎn)生具有頻率為圖9(a)傳輸信號的峰值頻率f1的三倍的正弦波，并將其輸出給第三幅值/相位設(shè)置部分423。該第三幅值/相位設(shè)置部分423將從正弦波生成部分413輸出的頻率3×f1的幅值和相位的值設(shè)置為等于從接收波形信息計算部分33d輸出為接收波形信息的頻率3×f1的幅值和相位的值。
然后，幅值/相位設(shè)置部分421到423向波組合部分43輸出正弦波信號，其幅值和相位已被調(diào)節(jié)。
波組合部分43組合從幅值/相位設(shè)置部分421到423輸出的正弦波信號，并將組合后的波輸出到掩模部分44。圖9(f)是示出由波組合部分43輸出的信號的波形的示圖。如圖9(f)所示，由波組合部分43輸出的信號是具有一系列與圖9(b)接收信號相似的波形的信號。
掩模部分44調(diào)節(jié)脈沖在從波組合部分43輸出的信號中的定時，并將結(jié)果信號輸出給關(guān)聯(lián)部分32作為模板信號。具體地，掩模部分44基于表示呈現(xiàn)脈沖的定時的跳頻圖、以及從波組合部分43輸出的信號產(chǎn)生模板信號。
圖9(g)是示出輸入到掩模部分44的跳頻圖的波形的示圖。因而，該跳頻圖具有這樣的波形在有脈沖時變成“1”，而在沒有脈沖時變成“0”。
掩模部分44在跳頻圖為“1”時傳送從波組合部分43接收的信號，并在跳頻圖為“0”時不傳送從波組合部分43接收的信號。圖9(h)是示出從掩模部分44輸出的模板信號的波形的示圖。如圖9(h)所示，從掩模部分輸出的模板信號具有與跳頻圖相同的圖案。掩模部分44向關(guān)聯(lián)部分32輸出所生成的模板信號。因而，可獲得接近接收信號波形的模板信號。
如上所述，根據(jù)本實施例，脈沖信號解調(diào)設(shè)備使用傳輸信號頻譜的峰值頻率及其整數(shù)倍分量產(chǎn)生一模板信號。例如，當使用任一任意波形發(fā)生器來產(chǎn)生模板信號時，需要至少為比模板信號中所包含的頻率分量高約若干倍的采樣率。然而，根據(jù)該實施例，用來產(chǎn)生模板信號的頻率僅是傳輸信號頻譜的峰值頻率及其整數(shù)倍頻率分量。因此，可使用與使用任意波形發(fā)生器時相比具有相對較低速率的部件。
此外，根據(jù)本實施例，與模板信號生成部分由任意波形發(fā)生器組成時相比，產(chǎn)生模板信號所需的時間可減少。因此，當解調(diào)具有較小脈沖寬度的傳輸信號時，即，傳輸速率增大時，本實施例是特別有效的。
注意，當傳輸設(shè)備和脈沖信號解調(diào)設(shè)備一一對應(yīng)地而非多重地相連時，僅需檢測接收信號，因此，從波組合部分43輸出的信號可直接用作模板信號。因此，在該情形中，掩模部分44可從脈沖信號解調(diào)設(shè)備中移除。
此外，根據(jù)本實施例，已描述了使用傳輸信號的波形的峰值頻率f1及其兩倍和三倍頻率的情形?？扇Q于傳輸設(shè)備和傳輸信道的規(guī)格，按需確定所使用的最高頻率分量比峰值頻率f1高多少倍。
(第四實施例)圖10是應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明第四實施例的脈沖信號解調(diào)設(shè)備30的光學(xué)傳輸系統(tǒng)的配置的框圖。圖10的光學(xué)傳輸系統(tǒng)包括傳輸設(shè)備10a和脈沖信號解調(diào)設(shè)備30。傳輸設(shè)備10a和脈沖信號解調(diào)設(shè)備30經(jīng)由光學(xué)傳輸通道20相連。
傳輸設(shè)備10a包括RZ調(diào)制部分13和電光轉(zhuǎn)換部分12。脈沖信號解調(diào)設(shè)備30包括光電轉(zhuǎn)換部分31、關(guān)聯(lián)部分32、接收波形信息計算部分33、以及模板信號生成部分34。
圖10的光學(xué)傳輸系統(tǒng)與圖1的光學(xué)傳輸系統(tǒng)的不同之處在于產(chǎn)生RZ(歸零)信號的RZ調(diào)制部分13被包括在傳輸設(shè)備10而非傳輸脈沖生成部分11中。其它組件與第一實施例的相似，因此，與圖1相似的組件用相同標號表示，并將不再贅述。
RZ調(diào)制部分13將傳輸數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成RZ信號，并向電光轉(zhuǎn)換部分12輸出該RZ信號，作為傳輸信號。
在接收波形信息計算部分33中，輸入傳輸波形信息是表示從RZ調(diào)制部分13輸出的RZ信號的脈沖波形的信息。
基于從模板信號生成部分34輸出的模板信號以及從光電轉(zhuǎn)換部分31輸出的接收信號，關(guān)聯(lián)部分32將RZ信號解調(diào)成接收數(shù)據(jù)。
如上所述，根據(jù)本實施例，在傳輸之前RZ信號被轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號的情形中，即使當失真出現(xiàn)在RZ信號的波形中時，RZ信號也可被正確解調(diào)。
(第四實施例的變體)接著，將描述第四實施例的變體。圖11是示出應(yīng)用了本變體的脈沖信號解調(diào)設(shè)備30e的光學(xué)傳輸系統(tǒng)的配置的框圖。圖11的光學(xué)傳輸系統(tǒng)包括傳輸設(shè)備10a和脈沖信號解調(diào)設(shè)備30e。傳輸設(shè)備10a和脈沖信號解調(diào)設(shè)備30e經(jīng)由光學(xué)傳輸通道20相連。
傳輸設(shè)備10a包括RZ調(diào)制部分13和電光轉(zhuǎn)換部分12。脈沖信號解調(diào)設(shè)備30e包括光電轉(zhuǎn)換部分31、關(guān)聯(lián)部分32、接收波形信息計算部分33e、以及模板信號生成部分34e。模板信號生成部分34e具有多個正弦波生成部分411到413、多個幅值/相位設(shè)置部分421到423、波組合部分43、以及偏置部分45。幅值/相位設(shè)置部分421到423、波組合部分43、以及偏置部分45。
圖11的傳輸設(shè)備10a的配置與圖10的傳輸設(shè)備10a的相似，且不作贅述。圖11的脈沖信號解調(diào)設(shè)備30e的配置與圖8的第三實施例的脈沖信號解調(diào)設(shè)備30e的不同之處在于，模板信號生成部分34e具有偏置部分45代替掩模部分44。其它組件與第三實施例的相似，因此，與圖8相似的組件用相同標號表示，且將不作贅述。此外，本實施例的接收波形信息計算部分33e與圖8的第三實施例的接收波形信息計算部分33d相對應(yīng)。注意，圖11中所示的(a)到(h)表示圖12的(a)到(h)所示的信號(如下所述)以箭頭所示的方向輸出。
圖12是示出從圖11的光學(xué)傳輸系統(tǒng)的主要部分輸出的信號的波形的示圖。然后，將參照圖11和12描述每個部分的功能。
圖12(a)是示出從RZ調(diào)制部分13輸出的傳輸信號的波形的示圖。如圖12(a)所示，傳輸信號是RZ信號。當有脈沖時，從RZ調(diào)制部分13中輸出數(shù)據(jù)“1”。當沒有脈沖時，從RZ調(diào)制部分13中輸出數(shù)據(jù)“0”。
圖12(b)是從光電轉(zhuǎn)換部分31輸出的接收信號的波形。在傳輸信號由電光轉(zhuǎn)換部分12轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號期間失真在圖12(a)的傳輸信號中產(chǎn)生，并且傳輸信號通過光學(xué)傳輸通道20傳輸，如圖12(b)所示。
圖12(c)是示出從第一幅值/相位設(shè)置部分421中輸出的信號的波形的示圖。圖12(d)是示出從第二幅值/相位設(shè)置部分422中輸出的信號的波形的示圖。圖12(e)是示出從第三幅值/相位設(shè)置部分421中輸出的信號的波形的示圖。正弦波生成部分411到413、幅值/相位設(shè)置部分421到423、以及波組合部分43的功能與第三實施例的相似，并且將不再贅述。
圖12(f)是示出從波組合部分43輸出的信號的波形的示圖。波組合部分43組合從幅值/相位設(shè)置部分421到423輸出的正弦波信號，并將組合后的波輸出到偏置部分45。如圖12(f)所示，從波組合部分43輸出的信號具有與接收信號相似的波形，并具有平均水平“0”。另一方面，因為接收信號為RZ信號，所以最小值為“0”。
偏置部分45將一偏置加入從波組合部分43輸出的信號中，使該信號的最小值為“0”，并向關(guān)聯(lián)部分32輸出結(jié)果信號作為模板信號。
基于從偏置部分45輸出的模板信號和從光電轉(zhuǎn)換部分31輸出的接收信號，關(guān)聯(lián)部分32獲得關(guān)聯(lián)值并解調(diào)接收信號。
因而，通過將一偏置加入從波組合部分43輸出的信號中使信號的最小值為“0”，可重現(xiàn)其中出現(xiàn)失真的RZ信號的接收信號波形。通過將其用作模板信號，
如上所述，根據(jù)本實施例，在RZ信號于傳輸前被轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號的光學(xué)傳輸系統(tǒng)中，脈沖信號解調(diào)設(shè)備可產(chǎn)生反映了在光學(xué)信號中出現(xiàn)失真的模板信號。因此，可正確解調(diào)RZ信號。
此外，在第三和第四實施例中，接收波形信息計算部分基于光學(xué)傳輸通道輸入傳輸波形信息和光學(xué)傳輸通道的輸入規(guī)格產(chǎn)生接收波形信息。在此，如在第一實施例中，接收波形信息計算部分可預(yù)先存儲光學(xué)傳輸通道的規(guī)格和傳輸波形信息，或者，可通過監(jiān)視光學(xué)傳輸通道獲得光學(xué)傳輸通道的規(guī)格。此外，如在第一實施例的變體中，當光學(xué)傳輸通道的規(guī)格不清楚時，可改變接收波形信息以確定光學(xué)傳輸通道的規(guī)格使關(guān)聯(lián)值最大。
(第五實施例)圖13是示出應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明第五實施例的脈沖信號解調(diào)設(shè)備30f的光學(xué)傳輸系統(tǒng)的配置的框圖。圖13的光學(xué)傳輸系統(tǒng)包括傳輸設(shè)備10和脈沖信號解調(diào)設(shè)備30f。該傳輸設(shè)備10和脈沖信號解調(diào)設(shè)備30f經(jīng)由光學(xué)傳輸通道20相連。
在圖13中，該實施例的脈沖信號解調(diào)設(shè)備30f包括光電轉(zhuǎn)換部分31、關(guān)聯(lián)部分32a、接收波形信息計算部分33f、以及模板信號生成部分34f。模板信號生成部分34f包括正弦波生成部分411到413、多個幅值/相位設(shè)置部分421到423、波組合部分43、以及掩模部分44。
本實施例的脈沖信號解調(diào)設(shè)備30f與圖8第三實施例的脈沖信號解調(diào)設(shè)備30d的不同之處在于計算接收波形信息計算部分33f中的接收波形信息的方法。其它組件與第三實施例的那些的相似，且因此，與圖8相似的組件用相同標號表示，并將不再贅述。傳輸脈沖生成部分11和電光轉(zhuǎn)換部分12的功能與第三實施例的相似，并將不再贅述。
在本實施例中，傳輸設(shè)備10將與代碼“1”相對應(yīng)的測試信號轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號，并在真正傳送傳輸數(shù)據(jù)之前向光學(xué)傳輸通道20輸出該光學(xué)信號。
在脈沖信號解調(diào)設(shè)備30f中，由光電轉(zhuǎn)換部分31轉(zhuǎn)換的電信號被拆分并輸入到接收波形信息計算部分33f。
接收波形信息計算部分33f基于從光電轉(zhuǎn)換部分31輸出的測試接收信號生成接收波形信息。具體地，接收波形信息計算部分33f從測試電信號的波形中提取具有峰值頻率f1的分量和具有傳輸信號頻譜的整數(shù)倍頻率的分量，并向模板信號生成部分34f的第一到第三幅值/相位設(shè)置部分421到423輸出其幅值和相位。
注意，模板信號生成部分34f的操作與第三實施例的模板信號生成部分34d相似，且將不再贅述。
如上所述，根據(jù)本實施例，脈沖信號解調(diào)設(shè)備基于實際接收信號的波形產(chǎn)生模板信號。由此，簡便地產(chǎn)生具有與接收波形接近的波形的模板信號是可能的。此外，例如，當需要復(fù)雜計算來計算光學(xué)傳輸通道中波形的劣化時(例如當因為多個波形劣化因素在信號波形中出現(xiàn)失真時)，該實施例特別有效。
注意，在本實施例中，已描述了在接收信號的頻譜中使用接收信號的峰值頻率f1及其兩倍和三倍頻率的情形。在此，如在第三實施例中，可取決于傳輸設(shè)備和傳輸信道的規(guī)格，按需確定所使用的頻率成分比峰值頻率f1高多少倍。
工業(yè)實用性本發(fā)明可用作可正確地解調(diào)光學(xué)傳輸系統(tǒng)中的脈沖信號的脈沖信號解調(diào)設(shè)備等，在光學(xué)傳輸系統(tǒng)中脈沖信號在傳輸前被轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號。本發(fā)明也可用作用于通信設(shè)備的解調(diào)電路。
權(quán)利要求
1.一種脈沖信號解調(diào)設(shè)備，用于經(jīng)由光學(xué)傳輸通道接收轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號的脈沖信號并解調(diào)所述脈沖信號，包括光電轉(zhuǎn)換部分，用于將所接收的光學(xué)信號轉(zhuǎn)換成電信號，并將所述電信號作為接收信號輸出；接收波形信息計算部分，用于將有關(guān)脈沖信號的波形形狀的信息輸出為接收波形信息，在所述脈沖信號上反映了在從脈沖信號轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號時到光學(xué)信號由光電轉(zhuǎn)換部分轉(zhuǎn)換成接收信號時的期間所發(fā)生的失真；模板信號生成部分，用于基于從接收波形信息計算部分輸出的接收波形信息和與接收信號同步的同步信號而產(chǎn)生模板信號，所述模板信號具有反映與接收信號中發(fā)生的失真相似的失真的波形，并與接收信號同步；以及關(guān)聯(lián)部分，用于通過獲得從光電轉(zhuǎn)換部分輸出的接收信號和由模板信號生成部分產(chǎn)生的模板信號的波形之間的關(guān)聯(lián)來解調(diào)脈沖信號。
2.如權(quán)利要求1所述的脈沖信號解調(diào)設(shè)備，其特征在于，所述接收波形信息計算部分基于傳輸時脈沖信號的波形來產(chǎn)生接收波形信息，以及有關(guān)光學(xué)傳輸通道的信息。
3.如權(quán)利要求2所述的脈沖信號解調(diào)設(shè)備，其特征在于，所述脈沖信號是占據(jù)比在比特率轉(zhuǎn)換成赫茲時的頻帶寬的頻帶的短脈沖信號。
4.如權(quán)利要求2所述的脈沖信號解調(diào)設(shè)備，其特征在于，所述接收波形信息計算部分將在發(fā)生于脈沖信號中的失真中的與脈沖信號頻譜的峰值頻率的整數(shù)倍相對應(yīng)的頻率分量以及峰值頻率分量的幅值和相位輸出為接收波形信息，且所述模板信號生成部分包括多個正弦波生成部分，用于產(chǎn)生具有峰值頻率的正弦波信號以及具有是峰值頻率整數(shù)倍的頻率的正弦波信號；多個幅值/相位調(diào)節(jié)部分，用于根據(jù)接收波形信息來調(diào)節(jié)由多個正弦波生成部分產(chǎn)生的正弦波信號的幅值和相位；以及波組合部分，用于組合其幅值和相位由多個幅值/相位調(diào)節(jié)部分調(diào)節(jié)的正弦波信號。
5.如權(quán)利要求4所述的脈沖信號解調(diào)設(shè)備，其特征在于，所述模板信號生成部分還包括一掩模部分，用于傳送波組合部分基于指示要接收脈沖的定時的跳頻圖獲取的組合信號，以生成模板信號。
6.如權(quán)利要求1所述的脈沖信號解調(diào)設(shè)備，其特征在于，所述脈沖信號是RZ信號。
7.如權(quán)利要求6所述的脈沖信號解調(diào)設(shè)備，其特征在于，所述接收波形信息計算部分將在發(fā)生于脈沖信號中的失真中的與脈沖信號頻譜的峰值頻率的整數(shù)倍相對應(yīng)的頻率分量以及峰值頻率分量的幅值和相位輸出為接收波形信息；所述模板信號生成部分包括多個正弦波生成部分，用于產(chǎn)生具有峰值頻率的正弦波信號以及具有是峰值頻率整數(shù)倍的頻率的正弦波信號；多個幅值/相位調(diào)節(jié)部分，用于根據(jù)接收波形信息來調(diào)節(jié)由多個正弦波生成部分產(chǎn)生的正弦波信號的幅值和相位；波組合部分，用于組合由多個幅值/相位調(diào)節(jié)部分輸出的正弦波信號；以及偏置部分，用于向由波組合部分獲得的組合正弦波信號添加一偏置，使組合正弦波信號的最小值為“0”，并將結(jié)果信號輸出為模板信號。
8.如權(quán)利要求2所述的脈沖信號解調(diào)設(shè)備，其特征在于，所述有關(guān)光學(xué)傳輸通道的信息包括用作用于傳輸光學(xué)信號的傳輸器的半導(dǎo)體激光器或光學(xué)調(diào)制器的啁啾參數(shù)，以及光學(xué)信號波長中的光學(xué)傳輸通道的總色散量，且所述接收波形信息計算部分基于脈沖信號傳送時的波形和啁啾參數(shù)計算所傳送的光譜、基于所傳送的光譜和光學(xué)傳輸通道的總色散量計算所接收的光譜、基于所接收的光譜計算轉(zhuǎn)換成電信號的所接收信號頻譜，并將有關(guān)所接收信號頻譜的信息輸出為接收波形信息。
9.如權(quán)利要求2所述的脈沖信號解調(diào)設(shè)備，其特征在于，所述關(guān)聯(lián)部分將所計算的關(guān)聯(lián)值輸出給接收波形信息計算部分，且所述接收波形信息計算部分改變有關(guān)光學(xué)傳輸通道的信息以產(chǎn)生接收波形信息，并將有關(guān)光學(xué)傳輸通道的信息設(shè)置成由關(guān)聯(lián)部分獲得的關(guān)聯(lián)值最大化時的值。
10.如權(quán)利要求1所述的脈沖信號解調(diào)設(shè)備，其特征在于，所述關(guān)聯(lián)部分包括乘法部分，用于將所接收的信號乘以模板信號；積分部分，在與一比特相對應(yīng)的時段上計算由乘法部分相乘的信號的積分；以及用于標識由積分部分積分的信號并輸出所標識的值的標識部分。
11.如權(quán)利要求1所述的脈沖信號解調(diào)設(shè)備，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號的測試脈沖信號被傳送給脈沖信號解調(diào)設(shè)備，且所述接收波形信息計算部分基于從光電轉(zhuǎn)換部分輸出的測試脈沖信號的波形，產(chǎn)生接收波形信息。
12.如權(quán)利要求2所述的脈沖信號解調(diào)設(shè)備，其特征在于，還包括用于存儲脈沖信號傳送時的波形、以及有關(guān)光學(xué)傳輸通道的信息的存儲部分。
13.如權(quán)利要求12所述的脈沖信號解調(diào)設(shè)備，其特征在于，還包括用于輸入脈沖信號傳送時的波形、以及有關(guān)光學(xué)傳輸通道的信息的輸入部分，其中所述存儲部分存儲從輸入部分輸入的脈沖信號傳送時的波形、以及有關(guān)光學(xué)傳輸通道的信息。
全文摘要
在脈沖信號于傳輸前被轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號的光學(xué)傳輸系統(tǒng)中，提供了一種能正確解調(diào)脈沖信號的脈沖信號解調(diào)設(shè)備。光電轉(zhuǎn)換部分(31)將所接收的光學(xué)信號轉(zhuǎn)換成電信號，并將該電信號轉(zhuǎn)換成接收信號。接收波形信息計算部分(33)將有關(guān)脈沖信號的波形形狀的信息輸出為接收波形信息，在該脈沖信號上反映了在從脈沖信號轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號時到光學(xué)信號由光電轉(zhuǎn)換部分(31)轉(zhuǎn)換成接收信號時期間所發(fā)生的失真。模板信號生成部分(34)基于從接收波形信息計算部分輸出的接收波形信息和與接收信號同步的同步信號而產(chǎn)生模板信號，該模板信號具有反映與接收信號中發(fā)生的失真相似的失真的波形，并與接收信號同步。關(guān)聯(lián)部分(32)獲得由光電轉(zhuǎn)換部分轉(zhuǎn)換的接收信號和模板信號的波形之間的關(guān)聯(lián)來解調(diào)脈沖信號。
文檔編號H04B10/02GK1910842SQ20058000302
公開日2007年2月7日 申請日期2005年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月5日
發(fā)明者生島剛, 布施優(yōu) 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社