JP2001077762A - 光空間通信装置 - Google Patents
光空間通信装置Info
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- JP2001077762A JP2001077762A JP25354799A JP25354799A JP2001077762A JP 2001077762 A JP2001077762 A JP 2001077762A JP 25354799 A JP25354799 A JP 25354799A JP 25354799 A JP25354799 A JP 25354799A JP 2001077762 A JP2001077762 A JP 2001077762A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 主信号に含まれるパイロット信号による受信
デジタル信号の符号誤り防止特性を向上し、安定したデ
ジタル信号の識別を実現する。 【解決手段】 ＶＣＯ６１からの出力信号はレベル調整
回路５７において、パイロット信号再生回路４６の出力
レベルが主信号に含まれるパイロット信号とほぼ同一レ
ベルになるように調整される。このレベル調整された信
号は位相を調整する位置調整回路５８において、主信号
に含まれるパイロット信号と位相を１８０゜ずらして逆
位相にして合波器に出力される。合波器では、パイロッ
ト信号再生回路４６からのパイロット信号だけが逆位相
で、かつ同一レベルである信号とパイロット信号を含む
主信号と、合波されて加算される。この結果、主信号か
らパイロット信号成分がキャンセルされ、デジタル信号
だけが残って識別回路に入力される。識別回路４８にお
いては、包絡線で変動が安定したデジタル信号に対し
て、ＨレベルとＬレベルの識別を行うことができるよう
になり、符号誤り特性が大幅に改善される。
デジタル信号の符号誤り防止特性を向上し、安定したデ
ジタル信号の識別を実現する。 【解決手段】 ＶＣＯ６１からの出力信号はレベル調整
回路５７において、パイロット信号再生回路４６の出力
レベルが主信号に含まれるパイロット信号とほぼ同一レ
ベルになるように調整される。このレベル調整された信
号は位相を調整する位置調整回路５８において、主信号
に含まれるパイロット信号と位相を１８０゜ずらして逆
位相にして合波器に出力される。合波器では、パイロッ
ト信号再生回路４６からのパイロット信号だけが逆位相
で、かつ同一レベルである信号とパイロット信号を含む
主信号と、合波されて加算される。この結果、主信号か
らパイロット信号成分がキャンセルされ、デジタル信号
だけが残って識別回路に入力される。識別回路４８にお
いては、包絡線で変動が安定したデジタル信号に対し
て、ＨレベルとＬレベルの識別を行うことができるよう
になり、符号誤り特性が大幅に改善される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、送信信号で変調し
た光信号をビーム状にして大気中を伝搬し、離れた２地
点間で通信を行う光空間通信装置に関するものである。
た光信号をビーム状にして大気中を伝搬し、離れた２地
点間で通信を行う光空間通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に光信号を利用した通信は、高速で
大容量の情報の伝達が可能であり、特に伝送路を自由空
間とする光空間通信は、光ファイバ等の有線通信に比べ
て可搬性に富み、簡便に通信路を開設することができる
という利点がある。従来の通信装置では、光空間通信の
信頼性を向上するために、光信号が装置から外れないよ
うに、光ビームの出射方向の角度補正を行う自動追尾
（オートトラッキング）が行われている。
大容量の情報の伝達が可能であり、特に伝送路を自由空
間とする光空間通信は、光ファイバ等の有線通信に比べ
て可搬性に富み、簡便に通信路を開設することができる
という利点がある。従来の通信装置では、光空間通信の
信頼性を向上するために、光信号が装置から外れないよ
うに、光ビームの出射方向の角度補正を行う自動追尾
（オートトラッキング）が行われている。
【０００３】図８は従来例のトラッキング機能を有する
光空間通信装置の構成図を示す。この光空間通信装置を
使用してデジタル信号を伝送する場合には、送信時に送
信信号を送信信号入力端子１から入力すると、増幅器２
により増幅され、更に発振器３からのパイロット信号が
合波器４で合波された後に、発光素子５に出力される。
発光素子５は発振光を入力信号に従って強度変調して光
信号に変換する。発光素子５からの光束はレンズ６を経
て偏光ビームスプリッタ７に至り、この光束は紙面と平
行に偏光しているので、そのまま偏光ビームスプリッタ
７を透過し、可動ミラー８で左方に反射され、レンズ
９、１０を経て相手側装置の方向に出射される。
光空間通信装置の構成図を示す。この光空間通信装置を
使用してデジタル信号を伝送する場合には、送信時に送
信信号を送信信号入力端子１から入力すると、増幅器２
により増幅され、更に発振器３からのパイロット信号が
合波器４で合波された後に、発光素子５に出力される。
発光素子５は発振光を入力信号に従って強度変調して光
信号に変換する。発光素子５からの光束はレンズ６を経
て偏光ビームスプリッタ７に至り、この光束は紙面と平
行に偏光しているので、そのまま偏光ビームスプリッタ
７を透過し、可動ミラー８で左方に反射され、レンズ
９、１０を経て相手側装置の方向に出射される。
【０００４】受信時には、相手側装置からの光ビームは
左方からレンズ１０に入射し、レンズ９を通って可動ミ
ラー８で下方に反射され、偏光ビームスプリッタ７に至
る。この光束は紙面と垂直に偏光しているために、偏光
ビームスプリッタ７の貼り合わせ面で右方に反射され、
光束分割ミラー１１において２方向に分割される。光束
分割ミラー１１で反射された光束は、レンズ１２を通っ
て受光素子１３で受信されて電気信号に変換された後
に、増幅器１４で適当なレベルに増幅され、更に識別回
路１５でデジタル信号に再生され、受信信号出力端子１
６から出力される。
左方からレンズ１０に入射し、レンズ９を通って可動ミ
ラー８で下方に反射され、偏光ビームスプリッタ７に至
る。この光束は紙面と垂直に偏光しているために、偏光
ビームスプリッタ７の貼り合わせ面で右方に反射され、
光束分割ミラー１１において２方向に分割される。光束
分割ミラー１１で反射された光束は、レンズ１２を通っ
て受光素子１３で受信されて電気信号に変換された後
に、増幅器１４で適当なレベルに増幅され、更に識別回
路１５でデジタル信号に再生され、受信信号出力端子１
６から出力される。
【０００５】一方、光束分割ミラー１１を透過した光束
はレンズ１７により集光し、スポット像Ｓとして位置検
出素子１８で受光される。位置検出素子１８ではスポッ
ト像Ｓの位置を求め、位置信号としてトラッキング制御
回路１９に出力する。トラッキング制御回路１９はこの
位置信号に基づいて、相手側装置からの光ビームが自装
置の光路となす角度を算出し、アクチュエータ２０ａ、
２０ｂの駆動信号を作成する。アクチュエータ２０ａ、
２０ｂは可動ミラー８の角度を調節して、スポット像Ｓ
が位置検出素子１８の中心で受光されるようにする。
はレンズ１７により集光し、スポット像Ｓとして位置検
出素子１８で受光される。位置検出素子１８ではスポッ
ト像Ｓの位置を求め、位置信号としてトラッキング制御
回路１９に出力する。トラッキング制御回路１９はこの
位置信号に基づいて、相手側装置からの光ビームが自装
置の光路となす角度を算出し、アクチュエータ２０ａ、
２０ｂの駆動信号を作成する。アクチュエータ２０ａ、
２０ｂは可動ミラー８の角度を調節して、スポット像Ｓ
が位置検出素子１８の中心で受光されるようにする。
【０００６】これに伴って、発光素子５の位置も調節さ
れることになるために、出射ビームと入射ビームの光路
が一致し、光ビームは相手側装置に向けて正確に出射さ
れる。通信時に装置が傾いたりして受信光の光路がず
れ、位置検出素子１８のスポット像Ｓの位置が中心から
ずれると、直ちに可動ミラー８が移動し、スポット像Ｓ
を位置検出素子１８の中心で受光するように、光ビーム
の入射光路が逐次に修正されて、入射してくる光ビーム
が装置から外れないようにしている。
れることになるために、出射ビームと入射ビームの光路
が一致し、光ビームは相手側装置に向けて正確に出射さ
れる。通信時に装置が傾いたりして受信光の光路がず
れ、位置検出素子１８のスポット像Ｓの位置が中心から
ずれると、直ちに可動ミラー８が移動し、スポット像Ｓ
を位置検出素子１８の中心で受光するように、光ビーム
の入射光路が逐次に修正されて、入射してくる光ビーム
が装置から外れないようにしている。
【０００７】このとき、位置検出素子１８は相手側装置
の周囲の背景光の影響により、背景光の強い方向に位置
検出信号が引き寄せられて誤差を生ずる。これを防ぐた
めに、発振器３から発生して合波器４で送信信号に合波
されて相手側装置に送られる特定の周波数の交流パイロ
ット信号のみを選択して検出する。
の周囲の背景光の影響により、背景光の強い方向に位置
検出信号が引き寄せられて誤差を生ずる。これを防ぐた
めに、発振器３から発生して合波器４で送信信号に合波
されて相手側装置に送られる特定の周波数の交流パイロ
ット信号のみを選択して検出する。
【０００８】図９は４つに分割された位置検出素子１８
の正面図を示し、分割された４つ光検出素子１８ａ〜１
８ｄのそれぞれの出力を比較することによって、スポッ
ト像Ｓの位置を求める。位置検出素子１８ａ〜１８ｄに
はスポット像Ｓ以外に背景光が入射するが、パイロット
信号の周波数成分以外は後段のフィルタや周波数選択性
増幅器等の電気回路で除去されて検出されることはな
い。
の正面図を示し、分割された４つ光検出素子１８ａ〜１
８ｄのそれぞれの出力を比較することによって、スポッ
ト像Ｓの位置を求める。位置検出素子１８ａ〜１８ｄに
はスポット像Ｓ以外に背景光が入射するが、パイロット
信号の周波数成分以外は後段のフィルタや周波数選択性
増幅器等の電気回路で除去されて検出されることはな
い。
【０００９】上述のトラッキング機能は、相手側装置か
らの光ビームが受信可能なレベルで到達し、かつ位置検
出素子１８の一部にスポット像Ｓが受光されていないと
作動しない。このために、装置設置時における初期調節
では、操作者は可動ミラー８を中点付近の初期位置で固
定し、視準スコープ２１により相手側装置を観察しなが
ら、手動で装置の方向調節を行っている。
らの光ビームが受信可能なレベルで到達し、かつ位置検
出素子１８の一部にスポット像Ｓが受光されていないと
作動しない。このために、装置設置時における初期調節
では、操作者は可動ミラー８を中点付近の初期位置で固
定し、視準スコープ２１により相手側装置を観察しなが
ら、手動で装置の方向調節を行っている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従
来例においては、位置検出素子１８は多少の角度ずれが
あっても、スポット像Ｓが受光面から外れないようにす
るためには、受光面積の広い素子が必要である。しか
し、受光面積が広いと応答速度が遅くなるために、パイ
ロット信号の周波数を高くすることができない。
来例においては、位置検出素子１８は多少の角度ずれが
あっても、スポット像Ｓが受光面から外れないようにす
るためには、受光面積の広い素子が必要である。しか
し、受光面積が広いと応答速度が遅くなるために、パイ
ロット信号の周波数を高くすることができない。
【００１１】送受信を行う主信号としてデジタル信号を
伝送する場合には、デジタル信号を直接光の強弱の信号
に変換した光信号として伝送する直接強度変調（ＩＭＤ
Ｄ）方式が最も効率が良いが、一般のデジタル信号は周
波数成分が図１０（ａ）に示すように低周波から高周波
まで広く分布しており、これに周波数ｆｐｓのパイロッ
ト信号を合波すると周波数成分が重なり、これを時間領
域で見ると図１０（ｂ）に示すようなデジタル信号が周
波数ｆｐｓの包絡線でうねる信号波形となる。この信号
を受信して識別回路１５で元のデジタル信号に再生する
際に、ＨレベルとＬレベルとの点線で示す識別レベルＬ
ｏを設定すると、Ａの部分ではＨレベルに対する余裕が
小さくなり、またＢの部分ではＬレベルに対する余裕が
小さくなる。従って、悪天候等で伝送路の減衰が大きく
なり、受信電力が小さくなって受信信号のＳＮ比が悪く
なった場合には、符号誤りを起こす確率が増えるという
問題点がある。
伝送する場合には、デジタル信号を直接光の強弱の信号
に変換した光信号として伝送する直接強度変調（ＩＭＤ
Ｄ）方式が最も効率が良いが、一般のデジタル信号は周
波数成分が図１０（ａ）に示すように低周波から高周波
まで広く分布しており、これに周波数ｆｐｓのパイロッ
ト信号を合波すると周波数成分が重なり、これを時間領
域で見ると図１０（ｂ）に示すようなデジタル信号が周
波数ｆｐｓの包絡線でうねる信号波形となる。この信号
を受信して識別回路１５で元のデジタル信号に再生する
際に、ＨレベルとＬレベルとの点線で示す識別レベルＬ
ｏを設定すると、Ａの部分ではＨレベルに対する余裕が
小さくなり、またＢの部分ではＬレベルに対する余裕が
小さくなる。従って、悪天候等で伝送路の減衰が大きく
なり、受信電力が小さくなって受信信号のＳＮ比が悪く
なった場合には、符号誤りを起こす確率が増えるという
問題点がある。
【００１２】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
主信号に含まれるパイロット信号による受信デジタル信
号の符号誤り防止特性を向上して、安定したデジタル信
号の識別を可能とする光空間通信装置を提供することに
ある。
主信号に含まれるパイロット信号による受信デジタル信
号の符号誤り防止特性を向上して、安定したデジタル信
号の識別を可能とする光空間通信装置を提供することに
ある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る光空間通信装置は、離れた２地点間に対
向設置して自由空間中に光信号を伝送して通信を行う光
空間通信装置であって、送信部においては、自動追尾の
ための角度検出用のパイロット信号を発生する手段と、
該パイロット信号を通信信号である主信号に合波する手
段と、該合波された信号を光信号に変換する手段とを有
し、受信部においては、到来した信号光を受信して電気
信号に変換する手段と、該電気信号に変換された前記パ
イロット信号を含む前記主信号から前記パイロット信号
を抽出して再生する手段と、該再生した前記パイロット
信号を受信した前記主信号に含まれる前記パイロット信
号とレベルがほぼ等しくかつ位相がほぼ１８０゜ずれた
状態で、主信号に合波する手段とを有することを特徴と
する。
の本発明に係る光空間通信装置は、離れた２地点間に対
向設置して自由空間中に光信号を伝送して通信を行う光
空間通信装置であって、送信部においては、自動追尾の
ための角度検出用のパイロット信号を発生する手段と、
該パイロット信号を通信信号である主信号に合波する手
段と、該合波された信号を光信号に変換する手段とを有
し、受信部においては、到来した信号光を受信して電気
信号に変換する手段と、該電気信号に変換された前記パ
イロット信号を含む前記主信号から前記パイロット信号
を抽出して再生する手段と、該再生した前記パイロット
信号を受信した前記主信号に含まれる前記パイロット信
号とレベルがほぼ等しくかつ位相がほぼ１８０゜ずれた
状態で、主信号に合波する手段とを有することを特徴と
する。
【００１４】また、本発明に係る光空間通信装置は、離
れた２地点間に対向設置して自由空間中に光信号を伝送
して通信を行う光空間通信装置であって、送信部におい
ては、自動追尾のための角度検出用のパイロット信号を
発生する手段と、該パイロット信号を通信信号である主
信号に合波する手段と、該合波された信号を光信号に変
換する手段とを有し、受信部においては、到来した信号
光を受信して電気信号に変換する手段と、該電気信号に
変換された前記パイロット信号を含む前記主信号から前
記パイロット信号を抽出して再生する手段と、デジタル
信号のＨレベルとＬレベルを識別する閾値を前記主信号
から再生した前記パイロット信号に同期して変化させる
手段とを有することを特徴とする。
れた２地点間に対向設置して自由空間中に光信号を伝送
して通信を行う光空間通信装置であって、送信部におい
ては、自動追尾のための角度検出用のパイロット信号を
発生する手段と、該パイロット信号を通信信号である主
信号に合波する手段と、該合波された信号を光信号に変
換する手段とを有し、受信部においては、到来した信号
光を受信して電気信号に変換する手段と、該電気信号に
変換された前記パイロット信号を含む前記主信号から前
記パイロット信号を抽出して再生する手段と、デジタル
信号のＨレベルとＬレベルを識別する閾値を前記主信号
から再生した前記パイロット信号に同期して変化させる
手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明を図１〜図７に図示の実施
例に基づいて詳細に説明する。図１は第１の実施例のト
ラッキング機能を有する光空間通信装置の構成図を示
し、相手側装置と対向する位置に送受信用のレンズ３０
が配置され、レンズ３０の背後の光路上にはレンズ３
１、可動ミラー３２が配列されている。可動ミラー３２
の入射方向には、偏光ビームスプリッタ３３、レンズ３
４、半導体レーザー光源等から成る発光素子３５が配列
されている。偏光ビームスプリッタ３３の反射方向に
は、光束分割ミラー３６、レンズ３７、位置検出素子３
８が配列され、光束分割ミラー３６の反射方向には、レ
ンズ３９、受光素子４０が配列されている。
例に基づいて詳細に説明する。図１は第１の実施例のト
ラッキング機能を有する光空間通信装置の構成図を示
し、相手側装置と対向する位置に送受信用のレンズ３０
が配置され、レンズ３０の背後の光路上にはレンズ３
１、可動ミラー３２が配列されている。可動ミラー３２
の入射方向には、偏光ビームスプリッタ３３、レンズ３
４、半導体レーザー光源等から成る発光素子３５が配列
されている。偏光ビームスプリッタ３３の反射方向に
は、光束分割ミラー３６、レンズ３７、位置検出素子３
８が配列され、光束分割ミラー３６の反射方向には、レ
ンズ３９、受光素子４０が配列されている。
【００１６】発光素子３５には合波器４１の出力が接続
されており、合波器４１には送信信号入力端子４２の出
力が増幅器４３を介して接続され、また合波器４１には
位置検出用のパイロット信号発振器４４の出力が接続さ
れている。そして、受光素子４０の出力は増幅器４５、
パイロット信号再生回路４６に接続され、増幅器４５の
出力とパイロット信号再生回路４６の出力は合波器４７
に接続され、順次に識別回路４８、受信信号出力端子４
９に接続されている。
されており、合波器４１には送信信号入力端子４２の出
力が増幅器４３を介して接続され、また合波器４１には
位置検出用のパイロット信号発振器４４の出力が接続さ
れている。そして、受光素子４０の出力は増幅器４５、
パイロット信号再生回路４６に接続され、増幅器４５の
出力とパイロット信号再生回路４６の出力は合波器４７
に接続され、順次に識別回路４８、受信信号出力端子４
９に接続されている。
【００１７】位置検出素子３８の出力はトラッキング制
御回路５０に接続され、トラッキング制御回路５０の可
動ミラー３２の角度を変更するための出力は、２個のア
クチュエータ５１ａ、５１ｂを介して可動ミラー３２に
接続されている。また、検者が視覚により確認するため
の視準スコープ５２が、可動ミラー３２の光軸とほぼ平
行に設けられている。
御回路５０に接続され、トラッキング制御回路５０の可
動ミラー３２の角度を変更するための出力は、２個のア
クチュエータ５１ａ、５１ｂを介して可動ミラー３２に
接続されている。また、検者が視覚により確認するため
の視準スコープ５２が、可動ミラー３２の光軸とほぼ平
行に設けられている。
【００１８】この光空間通信装置を使用してデジタル信
号を伝送する場合には、送信時に送信信号を送信信号入
力端子４２から入力すると、増幅器４３により増幅さ
れ、更に発振器４４からのパイロット信号が合波器４１
で合波された後に、発光素子３５に出力される。発光素
子３５は発振光を入力信号に従って強度変調して光信号
に変換する。発光素子３５からの光束はレンズ３４を経
て偏光ビームスプリッタ３３に至り、この光束は紙面と
平行に偏光しているので、そのまま偏光ビームスプリッ
タ３３を透過し、可動ミラー３２で左方に反射され、レ
ンズ９、１０を経て相手側装置の方向に出射される。
号を伝送する場合には、送信時に送信信号を送信信号入
力端子４２から入力すると、増幅器４３により増幅さ
れ、更に発振器４４からのパイロット信号が合波器４１
で合波された後に、発光素子３５に出力される。発光素
子３５は発振光を入力信号に従って強度変調して光信号
に変換する。発光素子３５からの光束はレンズ３４を経
て偏光ビームスプリッタ３３に至り、この光束は紙面と
平行に偏光しているので、そのまま偏光ビームスプリッ
タ３３を透過し、可動ミラー３２で左方に反射され、レ
ンズ９、１０を経て相手側装置の方向に出射される。
【００１９】受信時には、相手側装置からの光ビームは
左方からレンズ３０に入射し、レンズ３１を通って可動
ミラー３２で下方に反射され、偏光ビームスプリッタ３
３に至る。この光束は紙面と垂直に偏光しているので、
偏光ビームスプリッタ３３の貼り合わせ面で右方に反射
され、光束分割ミラー３６において２方向に分割され
る。光束分割ミラー３６で反射された光束は、レンズ３
９を通って受光素子４０で受信されて電気信号に変換さ
れた後に、増幅器４５で適当なレベルに増幅され、パイ
ロット信号成分はパイロット信号再生回路４６で抽出、
再生されて、合波器４７で合波された後に、更に識別回
路４８でデジタル信号に再生されて受信信号出力端子４
９から出力される。
左方からレンズ３０に入射し、レンズ３１を通って可動
ミラー３２で下方に反射され、偏光ビームスプリッタ３
３に至る。この光束は紙面と垂直に偏光しているので、
偏光ビームスプリッタ３３の貼り合わせ面で右方に反射
され、光束分割ミラー３６において２方向に分割され
る。光束分割ミラー３６で反射された光束は、レンズ３
９を通って受光素子４０で受信されて電気信号に変換さ
れた後に、増幅器４５で適当なレベルに増幅され、パイ
ロット信号成分はパイロット信号再生回路４６で抽出、
再生されて、合波器４７で合波された後に、更に識別回
路４８でデジタル信号に再生されて受信信号出力端子４
９から出力される。
【００２０】一方、光束分割ミラー３６を透過した光束
はレンズ３７により集光し、スポット像Ｓとして位置検
出素子３８で受光される。位置検出素子３８ではスポッ
ト像Ｓの位置を求めて、位置信号としてトラッキング制
御回路５０に出力される。トラッキング制御回路５０は
この位置信号に基づいて、相手側装置からの光ビームが
自装置の光路となす角度を算出し、アクチュエータ５１
ａ、５１ｂの駆動信号を作成する。そして、アクチュエ
ータ５１ａ、５１ｂは可動ミラー３２の角度を調節し
て、スポット像Ｓが位置検出素子３８の中心で受光され
るようにする。
はレンズ３７により集光し、スポット像Ｓとして位置検
出素子３８で受光される。位置検出素子３８ではスポッ
ト像Ｓの位置を求めて、位置信号としてトラッキング制
御回路５０に出力される。トラッキング制御回路５０は
この位置信号に基づいて、相手側装置からの光ビームが
自装置の光路となす角度を算出し、アクチュエータ５１
ａ、５１ｂの駆動信号を作成する。そして、アクチュエ
ータ５１ａ、５１ｂは可動ミラー３２の角度を調節し
て、スポット像Ｓが位置検出素子３８の中心で受光され
るようにする。
【００２１】図２はパイロット信号再生回路４６の構成
図を示す。パイロット信号再生回路４６は、デジタル信
号付近の周波数成分を通過するローパスフィルタ又はバ
ンドパスフィルタ５５、ＰＬＬ（位相同期ループ）５
６、レベル調整回路５７、遅延素子等の位置調整回路５
８が順次に接続されており、位相同期ループ５６は位相
比較器５９、ループフィルタ６０、ＶＣＯ（電圧制御発
振器）６１が順次に接続され、ＶＣＯ６１の出力は位相
比較器５９にフィードバックされている。そして、レベ
ル調整回路５７はＶＣＯ６１の出力が大きいときは可変
ゲイン減衰器であり、ＶＣＯ６１の出力が小さいときは
可変ゲイン増幅器、又は固定ゲイン増幅器と可変減衰器
が組み合わされている。
図を示す。パイロット信号再生回路４６は、デジタル信
号付近の周波数成分を通過するローパスフィルタ又はバ
ンドパスフィルタ５５、ＰＬＬ（位相同期ループ）５
６、レベル調整回路５７、遅延素子等の位置調整回路５
８が順次に接続されており、位相同期ループ５６は位相
比較器５９、ループフィルタ６０、ＶＣＯ（電圧制御発
振器）６１が順次に接続され、ＶＣＯ６１の出力は位相
比較器５９にフィードバックされている。そして、レベ
ル調整回路５７はＶＣＯ６１の出力が大きいときは可変
ゲイン減衰器であり、ＶＣＯ６１の出力が小さいときは
可変ゲイン増幅器、又は固定ゲイン増幅器と可変減衰器
が組み合わされている。
【００２２】ＶＣＯ６１からはパイロット信号に同期し
た信号が出力され、パイロット信号が再生される。この
ＶＣＯ６１からの出力信号は、レベル調整回路５７にお
いて、パイロット信号再生回路４６の出力レベルが主信
号に含まれるパイロット信号とほぼ同一レベルになるよ
うに調整される。このレベル調整された信号は位相を調
整する位置調整回路５８において、主信号に含まれるパ
イロット信号と位相を１８０゜ずらして逆位相にして合
波器４７に出力される。合波器４７では、パイロット信
号再生回路４６からのパイロット信号だけが逆位相でか
つ同一レベルである信号と、パイロット信号を含む主信
号とが合波されて加算される。この結果として図３に示
すように主信号からパイロット信号成分がキャンセルさ
れ、デジタル信号だけが残って識別回路４８に入力され
る。
た信号が出力され、パイロット信号が再生される。この
ＶＣＯ６１からの出力信号は、レベル調整回路５７にお
いて、パイロット信号再生回路４６の出力レベルが主信
号に含まれるパイロット信号とほぼ同一レベルになるよ
うに調整される。このレベル調整された信号は位相を調
整する位置調整回路５８において、主信号に含まれるパ
イロット信号と位相を１８０゜ずらして逆位相にして合
波器４７に出力される。合波器４７では、パイロット信
号再生回路４６からのパイロット信号だけが逆位相でか
つ同一レベルである信号と、パイロット信号を含む主信
号とが合波されて加算される。この結果として図３に示
すように主信号からパイロット信号成分がキャンセルさ
れ、デジタル信号だけが残って識別回路４８に入力され
る。
【００２３】このようにして識別回路４８では、包絡線
で変動が安定した図４に示すようなデジタル信号に対し
て、識別レベルＬｏを閾値としてＨレベルとＬレベルの
識別を行うことができるようになり、符号誤り特性が大
幅に改善される。なお、増幅器４５は通常の増幅器でも
よいが、受信レベルの変動を考えると自動利得制御（Ａ
ＧＣ）機能のある増幅器の方が、合波、識別の動作を安
定化させる上でより好適である。
で変動が安定した図４に示すようなデジタル信号に対し
て、識別レベルＬｏを閾値としてＨレベルとＬレベルの
識別を行うことができるようになり、符号誤り特性が大
幅に改善される。なお、増幅器４５は通常の増幅器でも
よいが、受信レベルの変動を考えると自動利得制御（Ａ
ＧＣ）機能のある増幅器の方が、合波、識別の動作を安
定化させる上でより好適である。
【００２４】図５は第２の実施例の構成図を示し、パイ
ロット信号を含んだデジタル信号の符号誤り特性の劣化
を防ぐ他の手段として、デジタル信号内のパイロット信
号はそのままにして、図６に示すような識別レベルＬｏ
をパイロット信号による変動に同期して適切な値になる
ように変化している。図５においては増幅器４５からの
主信号と、パイロット信号再生回路４６で再生されたパ
イロット信号とを、識別回路６５に入力している。
ロット信号を含んだデジタル信号の符号誤り特性の劣化
を防ぐ他の手段として、デジタル信号内のパイロット信
号はそのままにして、図６に示すような識別レベルＬｏ
をパイロット信号による変動に同期して適切な値になる
ように変化している。図５においては増幅器４５からの
主信号と、パイロット信号再生回路４６で再生されたパ
イロット信号とを、識別回路６５に入力している。
【００２５】図７は識別回路６５の構成図を示し、入力
端子６６の出力はレベル調整回路６７を介して比較器６
８の一方の入力端に接続され、入力端子６９の出力はコ
ンデンサ、抵抗器を介して比較器６８の他方の入力端に
接続されている。そして、比較器６８の出力は出力端子
７０に接続されている。
端子６６の出力はレベル調整回路６７を介して比較器６
８の一方の入力端に接続され、入力端子６９の出力はコ
ンデンサ、抵抗器を介して比較器６８の他方の入力端に
接続されている。そして、比較器６８の出力は出力端子
７０に接続されている。
【００２６】入力端子６９からは、再生されてレベルが
主信号に含まれるパイロット信号とほぼ同じで、かつ位
相が同位相となるように調整された同位相のパイロット
信号が入力される。また、入力端子６６からは主信号で
あるデジタル信号が入力され、再生されたパイロット信
号は０Ｖを中心に振れていることから、主信号も０Ｖを
中心に振れるようにレベル調整回路６７により中心レベ
ルが調整される。この２つの信号が比較器６８に入力さ
れて比較されることにより、再生されたデジタル信号と
なって出力端子７０から出力される。これによって、図
６で示したような変動のあるデジタル信号が、変動に同
期した適切な識別レベルで再生されたことになり、良好
な符号誤り防止特性を得ることができる。
主信号に含まれるパイロット信号とほぼ同じで、かつ位
相が同位相となるように調整された同位相のパイロット
信号が入力される。また、入力端子６６からは主信号で
あるデジタル信号が入力され、再生されたパイロット信
号は０Ｖを中心に振れていることから、主信号も０Ｖを
中心に振れるようにレベル調整回路６７により中心レベ
ルが調整される。この２つの信号が比較器６８に入力さ
れて比較されることにより、再生されたデジタル信号と
なって出力端子７０から出力される。これによって、図
６で示したような変動のあるデジタル信号が、変動に同
期した適切な識別レベルで再生されたことになり、良好
な符号誤り防止特性を得ることができる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る光空間
通信装置は、トラッキングのための位置検出用のパイロ
ット信号を含む受信信号から、パイロット信号成分のみ
を抽出、再生し、その再生したパイロット信号を逆位相
で合波することにより、主信号に含まれるパイロット信
号による受信デジタル信号の符号誤り防止特性を向上
し、安定したデジタル信号の識別を実現する。
通信装置は、トラッキングのための位置検出用のパイロ
ット信号を含む受信信号から、パイロット信号成分のみ
を抽出、再生し、その再生したパイロット信号を逆位相
で合波することにより、主信号に含まれるパイロット信
号による受信デジタル信号の符号誤り防止特性を向上
し、安定したデジタル信号の識別を実現する。
【００２８】また、本発明に係る光空間通信装置は、受
信デジタル信号からパイロット信号を抽出、再生した後
に、その再生したパイロット信号によって識別レベルを
最適な値になるように変化させることにより、主信号に
含まれるパイロット信号による受信デジタル信号の符号
誤り防止特性を向上し、安定したデジタル信号の識別を
実現する。
信デジタル信号からパイロット信号を抽出、再生した後
に、その再生したパイロット信号によって識別レベルを
最適な値になるように変化させることにより、主信号に
含まれるパイロット信号による受信デジタル信号の符号
誤り防止特性を向上し、安定したデジタル信号の識別を
実現する。
【図１】第１の実施例の光空間通信装置の構成図であ
る。
る。
【図２】パイロット信号再生回路の構成図である。
【図３】デジタル信号生成の説明図である。
【図４】デジタル信号の周波数成分と時間軸波形のグラ
フ図である。
フ図である。
【図５】第２の実施例の構成図である。
【図６】パイロット信号による識別閾値の説明図であ
る。
る。
【図７】識別回路の構成図である。
【図８】従来例の構成図である。
【図９】位置検出素子の正面図である。
【図１０】デジタル信号の周波数成分と時間軸波形のグ
ラフ図である。
ラフ図である。
３０ 送受信用レンズ ３２ 可動ミラー ３３ 偏向ビームスプリッタ ３５ 発光素子 ３６ 光分割ミラー ３８ 位置検出素子 ４０ 受光素子 ４４ パイロット信号発振器 ４６ パイロット信号再生回路 ４８、６５ 識別回路 ４１、４７ 合波器 ５０ トラッキング制御回路 ５１ａ、５１ｂ アクチュエータ ５５、６０ フィルタ ５６ 位相同期ループ ５７、６７ レベル調整回路 ５８ 位相調整回路 ５９、６８ 比較器 ６１ 電圧制御発振器
Claims (5)
- 【請求項１】 離れた２地点間に対向設置して自由空間
中に光信号を伝送して通信を行う光空間通信装置であっ
て、送信部においては、自動追尾のための角度検出用の
パイロット信号を発生する手段と、該パイロット信号を
通信信号である主信号に合波する手段と、該合波された
信号を光信号に変換する手段とを有し、受信部において
は、到来した信号光を受信して電気信号に変換する手段
と、該電気信号に変換された前記パイロット信号を含む
前記主信号から前記パイロット信号を抽出して再生する
手段と、該再生した前記パイロット信号を受信した前記
主信号に含まれる前記パイロット信号とレベルがほぼ等
しくかつ位相がほぼ１８０゜ずれた状態で、主信号に合
波する手段とを有することを特徴とする光空間通信装
置。 - 【請求項２】 前記パイロット信号を前記主信号から抽
出して再生する手段は位相同期ループとした請求項１に
記載の光空間通信装置。 - 【請求項３】 離れた２地点間に対向設置して自由空間
中に光信号を伝送して通信を行う光空間通信装置であっ
て、送信部においては、自動追尾のための角度検出用の
パイロット信号を発生する手段と、該パイロット信号を
通信信号である主信号に合波する手段と、該合波された
信号を光信号に変換する手段とを有し、受信部において
は、到来した信号光を受信して電気信号に変換する手段
と、該電気信号に変換された前記パイロット信号を含む
前記主信号から前記パイロット信号を抽出して再生する
手段と、デジタル信号のＨレベルとＬレベルを識別する
閾値を前記主信号から再生した前記パイロット信号に同
期して変化させる手段とを有することを特徴とする光空
間通信装置。 - 【請求項４】 前記パイロット信号を前記主信号から抽
出して再生する手段は位相同期ループとした請求項３に
記載の光空間通信装置。 - 【請求項５】 前記閾値を再生したパイロット信号に同
期して変化させる手段は、前記主信号のレベルと前記再
生したパイロット信号のレベルを比較する比較器とした
請求項３に記載の光空間通信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25354799A JP2001077762A (ja) | 1999-09-07 | 1999-09-07 | 光空間通信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25354799A JP2001077762A (ja) | 1999-09-07 | 1999-09-07 | 光空間通信装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001077762A true JP2001077762A (ja) | 2001-03-23 |
Family
ID=17252896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25354799A Pending JP2001077762A (ja) | 1999-09-07 | 1999-09-07 | 光空間通信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001077762A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019506080A (ja) * | 2016-02-04 | 2019-02-28 | フィリップス ライティング ホールディング ビー ヴィ | 符号化光送信機、符号化光受信機、符号化光送信方法、及び符号化光受信方法 |
-
1999
- 1999-09-07 JP JP25354799A patent/JP2001077762A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019506080A (ja) * | 2016-02-04 | 2019-02-28 | フィリップス ライティング ホールディング ビー ヴィ | 符号化光送信機、符号化光受信機、符号化光送信方法、及び符号化光受信方法 |
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