[发明专利]脉位调制解调设备

说明书

本发明涉及一种PPM解调设备。更具体地说，本发明涉及一种用来在光通信领域中解调经过将一个脉冲信号插入到预定符号位置的脉冲位置调制(PPM)的接收到的数据。

PPM制根据脉冲位置发射信息。通常，为了方便起见采用4-PPM，16-PPM等方式。

图18示出了4-PPM和16-PPM的调制波形的例子。参阅图18，在4-PPM制中，信息是以每2比特，而不是1比特来发送的。2比特的信息有4中可能的组合，即，00，01，10，和11。该信息被转换成为四个类型的脉冲位置(0，1，2，3)被发送。脉冲可以出现的四个位置每个位置称之为“脉冲槽”。由四个脉冲槽组成的表示1比特信息的单元称之为“符号”。

在16-PPM调制制中，四比特的16种类型的信息(0000-1111)被转换成16脉冲位置0-15予以发送。在这种情况下，每个由16个脉冲槽组成的单元就是“符号”。

PPM调制制有许多常规的解调方法。其中最简单的解调方法是将一个脉冲看成一个脉冲槽位置，用与PPM脉冲相同步的再现时钟取样检测出在该脉冲槽位置上的H电平(高逻辑)。

图19是此种获得符号同步的PPM解调设备典型时序图。由图19可知，在PPM信号中加有一个标题部分以获得同步。这里，用来获得脉冲同步的前序部分和为了获得符号同步的起始标志部分加在PPM数据部分作为一个标题。在图中起始标志部分以阴影区表示。由接收机接收的并经放大的PPM信号21与刚刚传送后的PPM信号波形相比有轻微的失真。这是因为当PPM信号经过空间传输到达接收机端时有了失真。波形失真的程度取决于传输的距离和数据的速率。根据组成接收机的元件的时常数，当传输距离大时，接收到脉冲的脉冲宽度变得较小而失真，而当传输距离短时，则接收到的脉冲的脉冲宽度变得较大而失真。此外，考虑到当数据速率与设备的高频响应速率相比较高时失真的速率相对增加。

图19示出了通过短距离进行传输时的情形。此时波形因脉冲宽度加大而失真。在图19中，接收PPM信号21有一个与发送的PPM波形可比较的阴影表示的失真部分。

PPM解调设备从外部接收的PPM信号21中产生一个再现的时钟信号。再现的时钟信号22通常大约在接收的PPM脉冲的中心处上升从而提供接收的PPM脉冲的取样定时。再现的时钟信号22可以由称为PLL的反馈电路形成。从图19可知，再现的时钟信号22的相位被校正得在相位调节区域(阴影部分)处的PPM脉冲的中央附近上升。

取样结果23是通过用再现的时钟信号22取样PPM信号21得到的。PPM解调设备根据再现时钟信号22的信息和取样结果23解调PPM数据。如可从图19见到的，当接收的PPM信号21的时钟不太大时，PPM解调可以适当地影响解调，因为在再现的时钟信号22获得稳态之后的取样结果23的波形是与发射的PPM波形一样的。

如上所述，在通过空间产生传送PPM波形的情况下，当对由在接收机端接收到的PPM信号进行放大时PPM信号会有轻微的失真。波形失真的程度因传输距离而异，这是因为当发射机与接收机之间的距离大小不一样时输入到放大器的信号会有巨大的差异。一般说来，当传输距离大时，PPM脉冲宽度变小，而传输距离小时，脉冲宽度变大。当PPM脉冲比正常宽度扩展1.5倍时，在对PPM信号的取样过程中，取样结果23将在原来的脉冲槽和也在邻近的脉冲槽获得一个H电平。在采用红外线发射的情形下，在低频范围附近存在着日光灯等的噪声。许多接收放大设备(放大器)都设计得使其不受这种低频范围噪声的影响。这也是在脉冲中引入失真的原因之一。

图20和21示出了脉冲的宽度被大大地扩展的情形。参阅图20，一个脉冲以在符号(B)的脉冲槽位置1被传送。在接收端，取样结果23在相应于1和2的脉冲槽位置均获得一个H电平。此时不能判定是1还是2被发送了。

在符号(D)，取样结果23在0脉冲槽位置上升到H电平，因为紧前面的符号(C)的脉冲被扩展了。

参阅图21，因为每个脉冲宽度被扩展了，所以虽然发送的波形不同，但是取样的结果在符号(B)和(D)是相同的。因此在接收端不能判定是0或1的位置被发送。

常规的PPM解调设备不能在上述情形下适当地解调。数据误差的产生被接收或由于数据误差而丢弃包。换言之，常规的PPM解调设备的问题是，当接收的脉冲宽度比发送的脉冲宽度近似大1.5倍时就不能适当地进行解调。与此相反，一个连接到一个常规PPM解调设备的PPM信号接收放大设备(放大器)必须通过加上一个诸如AGC的电路来避免PPM信号的失真，使脉冲宽度能够与PPM解调设备可适当执行解调的规格范围内相适应。