專利名稱：無線光通信系統(tǒng)中語音跟蹤的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明廣泛涉及通信系統(tǒng)，尤其涉及無線光通信系統(tǒng)中的語音跟蹤。
現(xiàn)有硬件或光纖網(wǎng)絡的另一種解決方案是使用無線光通信技術。無線光通信使用光束(如激光)作為光通信信號，不需要位置之間的電纜或光纜路由。數(shù)據(jù)或信息被編碼成為一個光束，然后經(jīng)過自由空間從發(fā)射機傳輸?shù)浇邮諜C。
對于點對點的自由空間激光通信，使用窄的光束有如下幾項優(yōu)點數(shù)據(jù)安全性高、用戶密度高、方向性強。方向性強可以更方便獲取高的數(shù)據(jù)速率和高的鏈路可用性，這是因為接收機端有更高的信號電平。為了充分利用此方向性，經(jīng)常會需要某些形式的跟蹤使發(fā)射機和接收機的天線保持互相對齊。例如，束發(fā)散角為1mrad的發(fā)射光束在1km范圍處的接收機處的點直徑約為1米。這樣，如果不采用主動跟蹤，那么即使是很小一部分的發(fā)散范圍(或視度范圍)所引起的發(fā)射機和接收機的移動都會損害鏈接。由于高速通信信道使用極度靈敏的檢測器，因此這樣的系統(tǒng)需要同樣靈敏的跟蹤系統(tǒng)。
在跟蹤系統(tǒng)中，電荷耦合設備(CCD)陣列或四象限單元光檢測器(有時稱作象限單元)都可以用作跟蹤檢測器。在這兩種情況下，都可以使用一個電控轉(zhuǎn)向鏡、平衡環(huán)或其他轉(zhuǎn)向設備，根據(jù)跟蹤檢測器提供的信息，使射向高速通信檢測器的光信號(例如光線)最大化。這樣是可行的，這是因為用于跟蹤和通信的光路徑都是預先對齊的，而一個完全對齊的系統(tǒng)的跟蹤信號在本質(zhì)上是已知的。CCD跟蹤是一種廣泛應用的跟蹤方法，它非常靈敏，可以更好地抵抗太陽光線閃爍，其原因是它能夠忽略CCD陣列上的閃爍“特征”。但是，由于CCD檢測系統(tǒng)的限制，在某些波長上經(jīng)常需要一個單獨的較短波長的跟蹤信號。
對于已對齊的光學系統(tǒng)，在象限單元的所有四個象限的相等信號通常表示轉(zhuǎn)向鏡已經(jīng)盡可能地使光通信信號射到高速通信檢測器上-如果存在任何偏差，轉(zhuǎn)向鏡會使光學信號射回該最佳平衡位置上。
象限單元上的信號可以是直流(DC)信號。DC跟蹤可以使用來自各個象限單元的跟蹤信號的平均信號的內(nèi)容。DC的一個問題是象限單元電子器件無法分辨真正的光信號和由于日光背景照射產(chǎn)生或不精確的發(fā)送/接收隔離產(chǎn)生的信號。因此，跟蹤系統(tǒng)在出現(xiàn)背景光時，可能會沒有對齊發(fā)射機和接收機?，F(xiàn)有跟蹤系統(tǒng)的共有缺點是結(jié)構復雜、體積笨重、價格昂貴，并且有時候可靠性低。
因此，需要對無線光通信系統(tǒng)中的跟蹤技術進行改進。
圖1是依據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例使用語音信號進行跟蹤的信號圖。
圖2是可以使用圖1的語音信號進行跟蹤的無線光通信系統(tǒng)的優(yōu)選實施例的功能框圖。
圖3是圖2中系統(tǒng)的光檢測器中可以處理語音信號的信號處理電路的優(yōu)選實施例框圖。
圖4是圖2中系統(tǒng)的通信檢測器中可以處理語音信號的信號處理電路的優(yōu)選實施例的框圖。
圖5是用于改進語音信號處理的可調(diào)增益控制電路的優(yōu)選實施例的框圖。
具體實施例方式
下面詳細描述在無線光通信系統(tǒng)中語音跟蹤的系統(tǒng)與方法的優(yōu)選實施例。在下面的描述中，提供了很多特定的細節(jié)，這樣可以更好地理解本發(fā)明的優(yōu)選實施例。不過，本發(fā)明所屬相關領域的技術人員都應該知道，本發(fā)明的實施并不限于一個或多個特定細節(jié)，也可以用其他方法、部件、材料等實施。對于眾所周知的結(jié)構、材料或操作，本發(fā)明沒有再做詳細介紹，避免影響對本發(fā)明各個優(yōu)選實施例的描述。
本說明書中所指的“一個優(yōu)選實施例”表示在本發(fā)明至少一個優(yōu)選實施例中包括與優(yōu)選實施例一起描述的特定特點、結(jié)構或特征。因此，本說明書各處出現(xiàn)的語句“在一個優(yōu)選實施例中”并不一定都表示相同的優(yōu)選實施例。此外，特定的特點、結(jié)構或特征可以在一個或多個優(yōu)選實施例中以任何合適的方式結(jié)合起來。
這里使用的術語“跟蹤”的含義與本發(fā)明所屬領域的技術人員理解的含義相似。也就是說，術語“跟蹤”或多或少地包括監(jiān)控處理以及光接收機關于接收到的光信號的方向(與/或其部件部分方向)的調(diào)整。在這種情況下，跟蹤可以使光接收機保持與接收到的光信號基本對齊，從而保證光接收機處的最佳接收性能。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，為了獲取交流(AC)跟蹤信號而使用語音跟蹤，這樣AC跟蹤信號可以用于調(diào)整光接收機關于接收到的光數(shù)據(jù)通信信號的方向。數(shù)據(jù)通信信號可以包括例如1548.51nm的激光等。數(shù)據(jù)通信信號并不限于單頻或特定的波長或顏色，而是可以包括波譜的可見光以及紫外線或紅外線(IR)部分。發(fā)射機端的數(shù)據(jù)通信信號在一些音頻處部分被調(diào)制，例如在100kHz處。該100kHz的調(diào)制深度可以只是整個數(shù)據(jù)通信信號峰峰功率的5％，或其他最小值。該調(diào)制深度通常不會大幅度增加，否則通信信道的靈敏度將受到負面影響或者數(shù)據(jù)可能丟失與/或失真。
首先參考圖1中的10，表示的是描述本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的一個時域信號圖。圖中出現(xiàn)的光數(shù)據(jù)通信信號12具有“開”部分14和“關”部分16，對應于時間段。數(shù)據(jù)通信信號12可以表示例如一個二進制脈沖序列1和0，其中1表示“開”部分14，而0表示“關”部分16。數(shù)據(jù)通信信號12可以通過用二進制脈沖序列幅度調(diào)制一個高頻載波產(chǎn)生。也可以使用幅移鍵控、開關鍵控(OOK)或其他調(diào)制方式，例如調(diào)頻或調(diào)相完成。
依據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，一個低頻跟蹤或語音信號18直接插入數(shù)據(jù)通信信號12中。也就是，語音信號18用于進一步調(diào)制數(shù)據(jù)通信信號12，從而產(chǎn)生圖1的“輪廓”。
語音信號18的調(diào)制深度可以變化。在一個優(yōu)選實施例中，語音信號18以5％-10％的深度調(diào)制數(shù)據(jù)通信信號12。這樣，數(shù)據(jù)通信信號12丟失最多5％-10％的峰值信號。盡管該優(yōu)選實施例提供的是5％-10％的調(diào)制深度，但是應該知道，可以使用更高或更低的調(diào)制深度，這將根據(jù)特定的應用、光通信系統(tǒng)對峰值幅度變化的靈敏度及/或可容許的數(shù)據(jù)丟失或數(shù)據(jù)失真量而定。此外，應該明白，信號圖1只是示例性的，并不表示幅度、頻率、相位等的實際規(guī)模。
語音信號18可以在任何可以從數(shù)據(jù)通信信號12的頻率區(qū)分開的合適低頻上。在一個優(yōu)選實施例中，語音信號18的頻率為例如1kHz-100kHz，而數(shù)據(jù)通信信號12的頻率可以在例如MHz或GHZ的范圍內(nèi)。此外，盡管為簡化起見，此處描述的語音信號18為正弦信號，應該明白的是，也可以使用其他類型的信號，例如方形波形、三角形波形等。
圖2中的20顯示的是可以發(fā)送/接收圖1的信號框圖10表示的信號的無線光系統(tǒng)的優(yōu)選實施例。在一個優(yōu)選實施例中，系統(tǒng)20可以包括一個獨立的發(fā)射機22和一個接收機24，而在另一個優(yōu)選實施例中，發(fā)射機22和接收機24可以包括一個收發(fā)機單元，能夠與其他收發(fā)機單元、發(fā)射機、接收機或其他系統(tǒng)部件進行通信。
從系統(tǒng)20的發(fā)射機端開始，表示待發(fā)送數(shù)據(jù)的一個二進制脈沖序列26被提供給一個激光驅(qū)動單元28。激光驅(qū)動單元28可以包括硬件、軟件、調(diào)制器、控制單元、處理器等，對激光器30的輸入和輸出進行控制。激光驅(qū)動單元28使用二進制脈沖序列26對高頻載波進行調(diào)制，這樣激光器30可以輸出圖1的數(shù)據(jù)通信信號12。
為了給數(shù)據(jù)通信信號12提供用于跟蹤的語音信號18，一個語音生成器32被耦合到激光驅(qū)動器單元28。例如，語音生成器32可以提供1kHz處的語音信號18，這樣激光驅(qū)動單元28可以進一步調(diào)制數(shù)據(jù)通信信號12。最終結(jié)果是激光器30可以輸出圖1的信號圖10所表示的信號，其中二進制脈沖序列26和語音生成器32產(chǎn)生的語音信號18對高頻載波進行調(diào)制。
激光器30將圖1的信號框圖10所表示的調(diào)制后的激光信號通過光纖鏈路34輸出到發(fā)射機22。光纖鏈路34可以由偏振保持光纖和其他合適的用于激光器方面的商用光纖組成。發(fā)射機22可以包括一個摻鉺光纖放大器或其他合適的放大器及相關部件，它們能夠?qū)⒄{(diào)制后的激光通過自由空間發(fā)射給接收機24。
在系統(tǒng)20的接收機端，接收機24接收發(fā)射機22發(fā)送的調(diào)制激光信號，并將激光導向分光片36。分光片36將激光分開，將其第一部分發(fā)送給光檢測器38，例如在一個優(yōu)選實施例中的象限單元檢測器，并將第二部分發(fā)送給通信檢測器40。在一個優(yōu)選實施例中，分光片36將多數(shù)激光發(fā)送給通信檢測器40，而將少量發(fā)送給光檢測器38。如下所述，沿著處理路徑A的有關光檢測器38的電路可以執(zhí)行跟蹤，而有關通信檢測器40的電路可以執(zhí)行各種信號處理操作，從調(diào)制后的激光信號中恢復最初的二進制脈沖序列26。在一個優(yōu)選實施例中，除了沿著處理路徑A的電路執(zhí)行的跟蹤之外，可以在通信檢測器40之后，由沿著處理路徑B的電路執(zhí)行更細一層的跟蹤。
圖3是信號處理電路42的優(yōu)選實施例的框圖，信號處理單元42可以耦合到光檢測器38執(zhí)行沿著處理路徑A的有關跟蹤的處理。在一個優(yōu)選實施例中，一個單獨的處理電路42可以耦合到光檢測器38的每個單元上，提供單獨的處理信道，而在另一個優(yōu)選實施例中，處理單元42的一些部件可以被一個或多個光檢測器38的單元共享。
在操作時，光檢測器38的單元將接收到的光信號(例如調(diào)制后的激光信號)轉(zhuǎn)換為電信號，例如圖1的信號圖10所表示的電信號。然后產(chǎn)生的電信號可以被電路(圖中沒有顯示)解調(diào)，將調(diào)制信號的高頻部分轉(zhuǎn)化回它們的初始低頻部分(例如，將最初的語音信號18轉(zhuǎn)化回1kHz，類似于將二進制脈沖序列26從高頻載波轉(zhuǎn)化回基帶低頻)。然后，解調(diào)后的信號傳遞給低通濾波器/放大器44。
在一個優(yōu)選實施例中，低通濾波器/放大器44將解調(diào)信號放大并濾出高于語音信號18的頻率的高頻信號與噪聲。在另一個優(yōu)選實施例中，處理電路42不使用/不包括低通濾波器與/或放大器44。
然后，一個窄帶濾波器46(其通帶的中央頻率為語音信號18的頻率)用于恢復語音信號18并過濾掉其他頻率。在另一個優(yōu)選實施例中，只用窄帶濾波器46可以恢復語音信號18，而不使用低通濾波器/放大器44。
然后恢復的語音信號18被導向一個電路單元48。電路單元48可以決定語音信號18的強度(例如功率、幅度等)。因此，通過了解入射在光檢測器38的各個單元上的調(diào)制激光的相對強度(或者更詳細的講，語音信號18的相對強度)，相對發(fā)射的激光及/或相對發(fā)射機22的接收機24的方向可以確定并進行調(diào)整(如有必要)。
為了在各個光檢測器38的單元上確定語音信號18的強度，電路單元48可以包含絕對值電路、平方律電路和其他電路，來確定語音信號18的幅度或功率。
在另一個優(yōu)選實施例中，電路單元48可以包括一個鎖入檢測電路。在操作時，鎖入檢測電路將正弦語音信號18(可以是Acosωt的形式，其中ω是角頻率)與另一個正弦信號Bcosωt(其角頻率也為ω)相乘。如果兩個正弦信號的相位相同，那么有下列數(shù)學等式成立(Acosωt)(Bcosωt)＝AB-ABsin2ωt(1).
如果兩個正弦信號的相位差為Φ，那么可以得到下列等式[Acosωt][Bcos(ωt+Φ)]＝ABcosΦ-ABcosΦsin2ωt-ABsinΦcosωtsinωt(2).
從公式(1)和(2)中可以知道，這兩個正弦信號的乘積分別產(chǎn)生AB和ABcosΦ的直流DC分量。因此，乘法與過濾耦合起來可以分離DC分量，使鎖入檢測電路獲取表示語音信號18的幅度的DC分量。只要在光檢測器38中獲取并比較各個單元的語音信號18的強度，那么接收機24的對準就可以確定并調(diào)整，方便跟蹤與接收。
電路42可以包括一個模擬-數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器50，將表示語音信號18幅度的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。然后數(shù)字信號在必要時可以被控制電路52處理，改變接收機24的位置，便于光學對準。
圖4顯示的是可以耦合到通信檢測器40的信號處理電路54的一個優(yōu)選實施例，信號處理電路54執(zhí)行沿處理路徑B的更細一級的有關跟蹤的處理，作為上述沿處理路徑A的有關跟蹤的處理的補充。在另一個優(yōu)選實施例中，有關跟蹤的處理只沿著處理路徑A執(zhí)行，而不必執(zhí)行沿處理路徑B的有關跟蹤的處理。
處理電路54包括數(shù)據(jù)通信電路56和其他電路，用來從調(diào)制后的激光中恢復并/或處理數(shù)據(jù)(例如二進制脈沖序列26)。與它們在圖3中的處理電路42中的相應部件類似，圖4的處理電路54包括一個低通濾波器/放大器58，窄帶濾波器60、電路單元62，A/D轉(zhuǎn)換器64以及控制電路66。與電路單元48一樣，電路單元62可以使用一個鎖入檢測電路或整流器、絕對值電路等，確定語音信號18的幅度或功率。A/D轉(zhuǎn)換器64將表示該幅度/功率的語音信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，并將數(shù)字信號提供給控制電路66。在一個優(yōu)選實施例中控制電路66可以與圖3的控制電路52相同，在另一個優(yōu)選實施例中，可以是不同的電路。
在操作中，電路42的控制電路52可以首先觸發(fā)接收機24的基本對準調(diào)整，這是根據(jù)光檢測器28的各個單元上檢測的語音信號18的相對幅度/功率進行的。然后，電路54的控制電路66可以觸發(fā)更細的對準調(diào)整，這是根據(jù)通信檢測器40接收并由處理電路54處理的一個語音信號18的強度進行的。例如，控制電路66可以與硬件和軟件一起工作，將語音信號18的功率/幅度的確定值與存儲在參照表中的值進行相關，參照表中的值表示接收機24用于光學對準的遞增值/遞減值。
如上所述，光檢測器38接收調(diào)制后的帶有語音信號18的激光。調(diào)整深度可以改動，而且，輸入信號功率可以根據(jù)自由空間光環(huán)境中的大氣衰減及其他元素在一段大范圍內(nèi)變動。圖5是闡述此問題的一個可調(diào)整控制增益(AGC)電路92的框圖90。使用AGC電路92，可以為光接收系統(tǒng)提供大的動態(tài)范圍，適用于語音信號18與/或激光大幅度衰減的情況。
一個單獨的AGC電路92可以耦合到光檢測器38的各個單元的下方。在操作時，光檢測器38的各個單元檢測/接收語音信號91，語音信號91可能有噪聲和DC分量。光檢測器38將語音信號91從光信號轉(zhuǎn)化為電語音信號93。電語音信號93可以包括噪聲，可以相對于語音信號91進行放大并且去除DC分量。然后此電語音信號93可以輸入AGC放大器94。
AGC放大器94將電語音信號93放大，獲取放大的電語音信號95，這可以包括噪聲。AGC放大器94將放大的語音信號95輸出給峰值檢測器96。峰值檢測器96檢測放大的語音信號95的幅度并根據(jù)此檢測的幅度觸發(fā)AGC放大器94的增益調(diào)整。在一個優(yōu)選實施例中，AGC放大器94可以通過調(diào)整其增益進行控制，保證其最大輸出值小于它能夠輸出的最大值。這保證接收機系統(tǒng)在噪聲電平很高時也不會丟失信號信息。
AGC放大器94也將放大的語音信號95輸出給相位/頻率鎖定乘法濾波器98。乘法濾波器98提取出放大的語音信號95并將其與一個基本干凈而相位鎖定的正弦信號99相乘，正弦信號99的頻率相同并有本地的振蕩器100產(chǎn)生。而相乘的結(jié)果是，噪聲被去除，而“干凈”的信號101從乘法濾波器98輸出。在一個優(yōu)選實施例中，信號101可以是一個絕對值正弦信號。
信號101輸入到一個電路單元，如整流器102或其他類似電路，來獲取一個主要是DC的信號103，其信號電平表示光檢測器38處的接收語音信號91的強度。然后控制電路52使用的DC信號103的電平通過比較對應與光檢測器38的各個單元的各個DC信號103的電平來執(zhí)行跟蹤控制。
在AGC電路92的另一個優(yōu)選實施例中，AGC放大器94將放大的語音信號95輸出給窄帶帶通濾波器(而不是輸出給乘法濾波器98)，其帶通濾波器的通帶中心頻率為放大的語音信號95的頻率。在此優(yōu)選實施例中，沒有使用本地振蕩器100與相位鎖定正弦信號99。帶通濾波器從放大的語音信號95中過濾出噪聲并輸出信號101，在這種情況中它是一個標準的正弦信號(而不是一個絕對值正弦信號)。然后正弦信號101將提供給整流器102中，用于依據(jù)上述方法進行進一步處理。
在一個優(yōu)選實施例中，本地振蕩器100可以為對應耦合到光檢測器38的各個單元的各個AGC電路92所公用。此外，在一個優(yōu)選實施例中，增益控制電路(例如，峰值檢測器96或其他電路)可以使用各個光檢測器38的各個單元獲取的信息(例如各個DC信號103的電平)設置各個AGC放大器94的增益，令增益電平的設置可以產(chǎn)生接收語音信號91最強單元上的最大信號電平。應該說明的是在一個優(yōu)選實施例中，所有的AGC放大器94將有相同的增益，這樣從各個AGC放大器94的輸出得到的DC信號103的不同電平可以進行相互比較。
在一個優(yōu)選實施例中，AGC放大器94能夠把電信號93在0dB(x1)和+96dB(x63000)之間放大。這樣，AGC放大器94的增益有一個寬動態(tài)范圍。如果沒有AGC電路92，接收機系統(tǒng)的動態(tài)范圍要小一些，可以約為42dB(x200)。
總之，本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例用數(shù)據(jù)信號和跟蹤信號對載波進行有利的調(diào)制。由于跟蹤信號的調(diào)制深度與峰峰幅度或調(diào)制/未調(diào)制的載波功率相比較小，因此與數(shù)據(jù)信號相關的數(shù)據(jù)不會丟失或失真。此外，由于跟蹤信號(例如語音信號18)與數(shù)據(jù)信號在同一個載波上傳輸，因此不需要另一個載波上的單獨跟蹤信號。跟蹤信號的AC特性比其他基于DC的系統(tǒng)要有優(yōu)勢，這是因為它在很大程度上不受太陽光閃爍影響。上述處理電路42和54的優(yōu)選實施例提供很強的靈敏度性能并且可以同時使噪聲影響最小化。
本發(fā)明上述優(yōu)選實施例的描述，包括摘要中的描述，都不是完全或限定本發(fā)明的形式的。本發(fā)明所屬領域的技術人員都知道，這里描述的本發(fā)明的特定優(yōu)選實施例或例子僅作為示例，可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)進行各種修改。
可以依據(jù)上述描述對本發(fā)明進行這些修改。在權利要求中使用的術語不應將本發(fā)明限定在本文本及權利要求的特定優(yōu)選實施例上。本發(fā)明的適用范圍完全由權利要求限定，而權利要求是根據(jù)現(xiàn)有的權利要求的規(guī)則制定的。
權利要求
1.一種方法，包括用數(shù)據(jù)信號調(diào)制一個光信號；用一個跟蹤信號調(diào)制光信號，該跟蹤信號的調(diào)制深度基本小于光信號的峰峰幅度；發(fā)射并接收數(shù)據(jù)信號及跟蹤信號調(diào)制的光信號；以及從接收的調(diào)制光信號中恢復跟蹤信號并使用跟蹤信號確定關于接收到的調(diào)制光信號的接收機的方向。
2.如權利要求1所述的方法，其中跟蹤信號包括一個基本上為正弦的信號，其頻率比數(shù)據(jù)信號的頻率要小很多。
3.如權利要求1所述的方法，其中用跟蹤信號調(diào)制光信號包括為跟蹤信號提供的調(diào)制深度在光信號的峰峰幅度的5％到10％之間。
4.如權利要求1所述的方法，其中從接收的光信號恢復跟蹤信號包括使用一個濾波器，該濾波器的通帶范圍包括跟蹤信號的一個頻率。
5.如權利要求4所述的方法，進一步包括使用一個鎖入檢測電路獲取一個表示跟蹤信號幅度的直流值。
6.如權利要求4所述的方法，進一步包括使用整流器電路、絕對值電路和平方律電路之一來獲取表示跟蹤信號強度的值。
7.如權利要求1所述的方法，進一步包括將接收的光信號分為第一部分和第二部分；從第一部分恢復跟蹤信號，觸發(fā)第一個跟蹤調(diào)整；以及從第二部分恢復跟蹤信號，觸發(fā)第二個跟蹤調(diào)整。
8.如權利要求1所述的方法，進一步包括將跟蹤信號從光信號轉(zhuǎn)換為電信號；將電信號導向放大器電路；以及可調(diào)整地控制放大器電路的增益，來獲取表示電信號幅度的值并使用該值調(diào)整關于接收到的調(diào)制光信號的接收機的方向。
9.如權利要求1所述的方法，進一步包括從接收的調(diào)制光信號中恢復數(shù)據(jù)信號。
10.一個光信號，包括一個載波信號，同時被數(shù)據(jù)信號和跟蹤信號調(diào)制，跟蹤信號的頻率比載波信號的頻率小很多，跟蹤信號的調(diào)制深度比載波信號的峰峰幅度小很多，跟蹤信號可用于確定能夠接收調(diào)制的載波信號的接收機關于調(diào)制的載波信號的的方向。
11.如權利要求10所述的光信號，其中跟蹤信號包括一個基本上為正弦的信號。
12.如權利要求10所述的光信號，其中載波信號是跟蹤信號調(diào)制的幅度。
13.如權利要求10所述的光信號，其中載波信號是數(shù)據(jù)信號調(diào)制的幅度。
14.如權利要求10所述的光信號，其中跟蹤信號的調(diào)制深度是載波信號峰峰幅度的5％到10％之間。
15.一種設備，包括一個驅(qū)動單元，用于接收數(shù)據(jù)信號和跟蹤信號，并用數(shù)據(jù)和跟蹤信號調(diào)制光信號；以及一個發(fā)射機，用于發(fā)射數(shù)據(jù)和跟蹤信號調(diào)制的光信號。
16.如權利要求15所述的設備，進一步包括一個激光器，耦合到并響應驅(qū)動單元，產(chǎn)生數(shù)據(jù)和跟蹤信號調(diào)制的光信號。
17.如權利要求15所述的設備，進一步包括一個信號發(fā)生器，耦合到驅(qū)動單元上，用于產(chǎn)生跟蹤信號。
18.如權利要求15所述的設備，其中發(fā)射機包括一個摻鉺光纖放大器。
19.一種設備，包括一個接收機，用于接收數(shù)據(jù)信號和跟蹤信號調(diào)制的光信號；一個光檢測器，用于提供一個表示接收到的光信號的電信號；以及一個處理電路，耦合到光檢測器，用于從電信號中恢復跟蹤信號并根據(jù)恢復的跟蹤信號確定關于接收到的光信號的接收機方向。
20.如權利要求19所述的設備，其中處理電路包括一個鎖入檢測電路，用于獲取一個表示跟蹤信號幅度的直流值。
21.如權利要求19所述的設備，其中處理單元包括一個整流器電路或一個絕對值電路或一個平方律電路，獲取一個表示跟蹤信號強度的值。
22.如權利要求19所述的設備，進一步包括一個光耦合到接收機的分光片，將接收光信號分成第一部分和第二部分，并將第一部分導向光檢測器。
23.如權利要求22所述的設備，其中耦合的分光片可以將第二部分導向通信檢測器。
24.如權利要求23所述的設備，進一步包括另一個耦合到通信檢測器的處理電路，用于恢復跟蹤信號并觸發(fā)根據(jù)恢復的跟蹤信號進行的跟蹤調(diào)整，此外，耦合到光檢測器的處理電路觸發(fā)另一個跟蹤調(diào)整。
25.如權利要求19所述的設備，其中處理電路進一步包括一個控制電路，用于根據(jù)恢復的跟蹤信號調(diào)整接收機關于接收的光信號的方向。
26.一個系統(tǒng)，包括一個發(fā)射機單元，擁有一個驅(qū)動單元，用于用數(shù)據(jù)信號和跟蹤信號調(diào)制光信號；以及一個發(fā)射機，用于發(fā)射數(shù)據(jù)信號和跟蹤信號調(diào)制的光信號；以及一個接收機單元，擁有一個接收機，用于接收數(shù)據(jù)信號和跟蹤信號調(diào)制的發(fā)送光信號；一個光檢測器，用于提供表示接收的光信號的電信號；以及一個耦合到光檢測器的處理電路，用于從電信號中恢復跟蹤信號并根據(jù)恢復的跟蹤信號確定接收機關于接收的光信號的方向。
27.如權利要求26所述的系統(tǒng)，其中處理電路包括一個鎖入檢測電路，用于獲取表示跟蹤信號幅度的直流值。
28.如權利要求26所述的系統(tǒng)，進一步包括一個光耦合到接收機的分光片，用于將接收的光信號分成第一部分和第二部分，并將第一部分導入光檢測器。
29.如權利要求28所述的系統(tǒng)，進一步包括另一個耦合到通信檢測器的處理電路，用于從第一部分恢復跟蹤信號并觸發(fā)根據(jù)恢復的跟蹤信號進行的跟蹤調(diào)整，此外，耦合到光檢測器的處理電路觸發(fā)另一個跟蹤調(diào)整。
30.一種設備，包括一個發(fā)射機單元，用于產(chǎn)生并發(fā)送第一個數(shù)據(jù)信號和第一個跟蹤信號調(diào)制的第一個光信號；以及一個接收機單元，用于接收第二個數(shù)據(jù)信號和第二個跟蹤信號調(diào)制的第二個光信號，接收機單元有一個處理電路用于從接收的第二個光信號中恢復第二個跟蹤信號并確定接收機單元關于接收的第二個光信號的方向。
31.如權利要求30所述的設備，其中處理電路包括一個鎖入檢測電路，用于獲取表示第二個跟蹤信號幅度的直流值。
32.如權利要求30所述的設備，其中接收機單元包括一個分光片，用于將接收的第二個光信號分成第一部分和第二部分，并將第一部分導入光檢測器。
33.如權利要求32所述的設備，其中接收機單元進一步包括另一個耦合到通信檢測器的處理電路，將第二個跟蹤信號從第二部分中恢復出來，并觸發(fā)根據(jù)恢復的第二個跟蹤信號進行的跟蹤調(diào)整，此外，耦合到光檢測器的處理電路觸發(fā)另一個跟蹤調(diào)整。
34.如權利要求30所述的設備，其中接收機單元包括一個光檢測器，將接收的第二個光信號轉(zhuǎn)換為電信號，處理電路包括一個可調(diào)增益放大器，用于放大電信號；一個耦合到放大器的乘法濾波器，用于接收放大的電信號并將放大的電信號與本地的振蕩器信號相乘；一個耦合到乘法濾波器的電路單元，用于從乘法濾波器中獲取表示被乘信號幅度的值；以及一個耦合到放大器的控制單元，用于根據(jù)電路單元獲取的值，可調(diào)地控制放大器的增益。
全文摘要
一個發(fā)送的光信號，例如激光，被數(shù)據(jù)信號(12)與跟蹤信號(18)調(diào)制。跟蹤信號(18)的調(diào)制深度比光信號的峰峰幅度基本要小。在接收時，跟蹤信號從調(diào)制后的光信號中恢復出來，并用于確定接收機(24)相對于所發(fā)射的光信號的方向。
文檔編號H04B10/10GK1466827SQ01816417
公開日2004年1月7日 申請日期2001年6月26日 優(yōu)先權日2000年7月28日
發(fā)明者J·C·亞當斯, M·普拉特, M·J·巴克萊, J C 亞當斯, 巴克萊 申請人:特拉比姆公司