JP2002521958A - サブバンドコーディングを使用した光学ｃｄｍａシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 光ファイバー通信システムは、効率良く帯域幅を利用するためにスプレッドスペクトル符号分割多重アクセス技術を使用する。システム内の転送ユーザーは、ファーストコーディングマスクを用いることによって光学シグナルを符号化する。また、受信ユーザーは２つのデコーディングマスクを用いることによって受信したシグナルを解読する。ここで、全てのマスクは長さＮを有する。ファーストマスクは、それぞれＮ／２の長さを有する２つのセクションに分けられ、そのうちの一つは長さＮ／２の第一サブコードを定義づけ、他方は光をブロックする。さらに、セカンド及びサードマスクも、それぞれファーストマスクの２つのセクションに対応する２つのセクションに分けられる。ファーストマスクにおける符号化されたセクションに対応しているセカンドマスクのセクションは、セカンドコードを有している。このセカンドコードは、ファーストコードと同一であり、ファーストマスクにおけるブロックセクションに対応しているセカンドマスクのセクションもブロックされる。ファーストマスクにおける符号化されたセクションに対応しているサードマスクのセクションは、サードコードを有している。このサードコードは、ファーストコードを補足し、ファーストマスクのブロックセクションに対応しているサードマスクのセクションもブロックされる。システムにおける複数のユーザーは、２つのセクション中ファーストがブロックされセカンドは符号化される中でマスクを有する。一方、他のユーザーは、２つのセクション中セカンドがブロックされファーストが符号化される中でマスクを有する。エンコーディングマスクを符号化するために用いられるファーストコードは、安定した両極直交式コードから導かれた単極コードのセットから選択される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

この発明は、光通信システム及び、特に光ファイバー上でデータを送信する光
学符号分割多重アクセス通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年、衛星通信のような技術、ケーブルテレビのようなビデオプログラムの流
通経路、及び符号分割多重アクセス電話通信等を含むスプレッドスペクトル電話
技術等の発達によって、急速なコミュニケーション帯域幅への需要の拡大を見た
。これらの技術は、一般に普及し日常のコミュニケーション内へと統合されるよ
うになった。コミュニケーション帯域幅への需要拡大は、新しいコミュニケーシ
ョン技術及び新しいコミュニケーション・インフラストラクチュアへの著しい投
資をもたらした。例えば、ケーブルテレビ産業、電話会社、インターネット・プ
ロバイダー及び様々な政府機関は、長距離光ファイバーネットワーク及びファイ
バー・ネットワーク用設備へと投資した。このインフラストラクチュアの付加は
、帯域幅使用の需要に拍車をかけ、新技術及びインフラストラクチュアへの追加
出資の需要へと結びついた。

【０００３】 長距離にわたる光ファイバーのインストールは高価である。さらに、従来の光
ファイバーあるいは他の光通信ネットワークは、コミュニケーション・システム
において利用可能な帯域幅の小さい領域だけを利用している。そこで、ファイバ
ー・ネットワークにおいて、より高い利用率を得るか、そうでなければ光ファイ
バーシステムの帯域幅を増加させることで相当な利益がある。技術は、光ファイ
バーコミュニケーション・システムの帯域幅を増加させて、かつファイバー・シ
ステムに関する複数のソースからの情報を伝えるために開発されている。一般に
、これらの技術は、そのようなシステムによって慣例通りに使用される比較的単
純にコード化するスキームの補足によって、光ファイバーの容易に利用できる光
学帯域幅の使用を追求している。いくつかの改善された帯域幅ファイバー・シス
テムでは、光ファイバーが、単一で狭い波長バンドから成る光学のキャリアーシ
グナル上で光学チャンネルを運ぶ。また、多数のユーザは時間区分多重化(ＴＤ
Ｍ)あるいは時分割多元接続(ＴＤＮ４Ａ)を使用して、ファイバーにアクセスす
る。時間区分技術は、構造内の連続放映時間を割り当てることによりデータの構
造を特別の通信チャンネルに送信する。光学のＴＤＭＡ(Ｏｐｔｉｃａｌ ＴＤ
ＡＭ)は短いパルス・ダイオード・レーザーを必要とし、帯域幅利用内で適度な
改良だけを提供する。さらに、ＴＤＭネットワーク上の送信割合の改善は、ネッ
トワークに付けられた全てのトランシーバーがより高い送信割合にアップグレー
ドされることを必要とする。部分的なネットワーク・アップグレードは可能では
なく、それはＴＤＭシステムを望んだより柔軟でなくする。一方、ＴＤＭシステ
ムは「ｂｕｒｓｔｙ」使用法を経験するマルチユーザーシステムにおいて非常に
望ましい予測可能で均一なデータ・フローを提供する。したがって、ＴＤＭ技術
は、光通信システムにおいて重要性を維持しているが、全面的なシステムにとっ
て望ましいコミュニケーション帯域幅獲得のために他の技術を使用しなければな
らない。従って、ＴＤＭコミュニケーション技術と互換性をもつ、光学システム
内の増加した帯域幅が提供されるのが好ましい。

【０００４】 光通信ネットワークの利用を改善するための１つの戦略は、システム帯域幅を
増加させて、かつＴＤＭによって許容されるよりも多くのマルチユーザーアクセ
スの独立形式を支援するために波長区分多重化(ＷＤＭ)あるいは波長区分多重ア
クセス(ＷＤＭＡ)を使用することが上げられる。ＷＤＭシステムは、拡張した帯
域幅を提供するために１セットのオーバーラップしない波長バンドのうちの１つ
を各々使用して、複数の光学チャンネルを提供する。情報は、割り当てられた波
長バンド内の光ビームを使用して、光学のチャンネルの各々の内で独立して送信
し、特に狭い波長バンドによってレーザーまたは発光ダイオードのような光学の
ソースを生成する。各々の光源はデータで調整され、全ての異なる波長バンドへ
と調整された光学の出力は、多重化され、光ファイバーへ連結され、ファイバー
上に送信される。各チャンネルに対応する狭い波長バンド光の調整は、単純なデ
ィジタル・データの流れ、あるいはＴＤＭによって定義された一層多くの通信チ
ャンネルをエンコードする可能性もある。異なる波長バンド内で定義されたチャ
ンネル間に、ほとんど妨害は生じない。受信目的地では、ＷＤＭチャンネルの各
々が、そのＷＤＭチャンネル上のデータの送信のために使用された、波長バンド
に割り当てられたレシーバで終了する。これは、異なる波長に、調整可能なフィ
ルタのようなデマルチプレクサーを使用し、特にそのチャンネルの波長に割り当
てられたレシーバに分離された狭い波長バンドの光シグナルを向けて、完全な受
信光シグナルを分けることによりシステム内で遂行されるかもしれない。少なく
とも理論上、適切に合わせられた光学のソースの有効性、温度を操作する機能と
してＷＤＭシステムによって支援できるユーザの数、及び波長安定を制限する。
さらにＷＤＭシステムの運用上の特性に影響するかもしれない。

【０００５】 実際問題として、ＷＤＭシステムの費用は、この技術のアプリケーションを制
限する。ＷＤＭファイバー、光学のコミュニケーション・システムの１つの実施
例は１２８本の異なるチャンネルを備えたビデオ流通経路として米国のパテント
５,５７９,１４３番に記述される。緊密な間隔だが別個の波長上で操作している
１２８の異なるレーザー使用し、１２８本の異なるチャンネルが定義される。こ
れらのレーザーは正確に波長を選択しており、通信システムのために十分に定義
されたモード構造及び利得特性をさらに要求する。望ましい運用上の特性がある
１２８のレーザー用の必要条件が全面的なシステムを非常に高価にするように、
ＷＤＭのビデオ分配システムに適切なレーザーは個々に高価である。システムの
費用はローカルのエリア・コンピューター・ネットワークのようなアプリケーシ
ョン内での使用には不適当にし、そうでなければ技術のアプリケーションを制限
する。下に記述するように、そのようなシステムを両方ともより柔軟でより経済
的にして、Ｕ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ ５，５７９，１４３番の記述、及び発明の実
施例が、他のタイプのミディアムと広域ネットワークのアプリケーションを提供
できるように、現在の発明の実施例はビデオ流通経路を提供できる。ＷＤＭと異
なり米国のパテント５,５７９,１４３番の多くのレーザー・システム、現在の発
明の実施例は十分に柔軟かもしれない。また、少なくともいくつかのタイプのロ
ーカル・エリア・ネットワーク内でコスト効率良く使用した。

【０００６】 現在の発明の実施例は、下に記述されるとともに、既知のＷＤＭシステムより
コスト効率の良いやり方に光ファイバーコミュニケーション・システムの帯域幅
の改善されたロードすることを得るためにスペクトラム拡散通信方式技術を使用
する。スペクトラム拡散通信方式技術は著しい長所及び相当な実際的なユーティ
リィティを安全な軍事のアプリケーション及びモバイルの電話術内で最も顕著に
持つと知られている。結果的に、符号分割多重アクセス(ＣＤＭＡ)のようなスプ
レッドスペクトル技術を光学通信技術に適用することができるかもしれないとい
う提案があった。光ファイバーに基づいたもののような光通信システムの帯域幅
が十分に大きいので、スプレッドスペクトル技術は、光通信システムにおいて望
ましい。また、多次元のコード化技術は光通信システムへ現在入力できるすべて
の電気的に生成されたシグナルのデータ割合に影響せずに、使用できる。データ
の異なるチャンネルは周波数領域で定義でき、どのチャンネル内のデータ割合も
制限せずに、異なるチャンネル上に独立しているデータの流れを供給できる。極
度に単純化した視点から、上記ＷＤＭシステムは、複数のデータ・チャネルが異
なる波長のために定義される際に制限するスプレッドスペクトル・システムの制
限された場合に考慮されるかもしれない。異なる波長チャンネルは光学の周波数
領域に定義され、波長チャンネルの各々上に時間領域シグナルを送信できる。Ｃ
ＤＭ展望から、上に記述されたＷＤＭコミュニケーション・システムの別個の波
長チャンネルは、重要でなく単一の位置コードを提供する。そこでは、コード・
ベクトル間にオーバーラップがないので、個々のコード・ベクトルは直角である
。

【０００７】 無線周波数ＣＤＭＡの従来の形式に一般に似ている光学のＣＤＭＡシステムの
ための提案がある。例えばＫａｖｅｈｒａｄ, ｅｔ ａｌ., "Ｏｐｔｉｃａｌ
Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ−Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｂ
ａｓｅｄ ｏｎ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｅｎｃｏｄｉｎｇ ｏｆ Ｎｏｎｃｏｈｅ
ｒｅｎｔ Ｓｏｕｒｃｅｓ," Ｊ Ｌｉｉｚｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈ., Ｖｏｌ
. １３, Ｎｏ. ３, ｐｐ. ５３４−５４５ （１９９５）である。上に記
述されたＷＤＭシステムに対立するものとして、示唆された光学のＣＤＭＡシス
テムは広域スペクトルのソースを使用し、時間領域コーディングに加えてコード
化する周波数(均等波長)を組み合わせる。Ｋａｖｅｈｒａｄ記事内で示唆された
理論的な光学のＣＤＭＡ概要の実例は、図１で示される。示唆された光学のＣＤ
ＭＡシステムは広いスペクトル、端を放射するＬＥＤのような一貫性がないソー
ス１２、最高の発光ダイオードあるいはエルビウムにドープしたファイバー・ア
ンプを使用する。図に示されるＣＤＭＡシステムでは、広帯域のソースが時間領
域データの流れ１０で調整される。時間領域は広域スペクトルの光１４を調整し
た光学を操縦するミラー１８あるいは他のビームによって空間光変調器１６に向
けられる。

【０００８】 空間光変調器１６内では、光ビーム２０はきしみ２２に付随し、スペースの領
域に様々な構成要素の波長を広げる光２４のビームを生産する光のスペクトルを
空間に広げる。そして、空間スプレッドスペクトル・ビーム２４は、球状のレン
ズ２６に付随する。球状のレンズ２６は、付帯的な光をフィルターする空間パタ
ーンマスク２８上にビームを形作り監視する。マスク２８によって空間的にフィ
ルターされた光は、光を再結合するに第２の球状レンズ３０を通過し、第２の回
折性のきしみ３４上で光を再結合する。マスク２８は、ペアの焦点を共有するレ
ンズ２６、３０の間で内途に位置する。及び、回析格子２２、３４は、焦点を共
有するレンズ・ペア２６、３０のそれぞれの焦点面に位置する。一貫性がないソ
ースの広い光学スペクトルは、空間パターンマスク２８において空間的に拡張す
る。そして、マスクはスプレッドスペクトル光を空間調整する。光のスペクトル
が空間に拡張するので、空間調整は光の波長内あるいは等しい光の周波数内の調
整に影響を及ぼす。調整された光は、このようにマスクを調整するために使用さ
れる特別のマスクの周波数パターンの特徴を持っている。その後、この周波数パ
ターンは光学ネットワーク内の特定ユーザを識別するかあるいはマルチチャンネ
ル送信システム内の特別のチャンネルを識別するために使用できる。

【０００９】 マスク２８を通り抜けた後、空間調整された光はレンズ３０を通過し、波長に
調整された光ビーム３２は第２のきしみ３４によってスペクトルで圧縮される。
光ビーム３６を調整しスペクトルで圧縮した波長は、空間光変調器１６から通過
し、光を操縦するミラー３８あるいは他のビームによってファイバー・ネットワ
ークあるいは送信システム４２に向けられる。このポイントに記述されたＣＤＭ
Ａシステムの部分は、システムの発信機部分である。また、ファイバー・ネット
ワーク４２からの光のパスを下った、図に示されるＣＤＭＡシステムのその部分
は、図に示されるシステム用のレシーバを構成する。レシーバは多くのユーザを
含むネットワーク内の特別の発信機を識別するために適応される。これは、発信
機内特有の空間マスク２８を提供し、光ネットワーク内の多くの送信されたシグ
ナル内から送信の空間エンコード特性が覆うレシーバに検知することにより遂行
される。Ｋａｖｅｈｒａｄ記事内で述べられるように、発信機がネットワーク上
の多種多様な可能レシーバから選択できるように、可変マスク２８が多様性を有
することは重要である。言いかえれば、図に示される発信機を使用する特定のの
ユーザは、空間パターンマスク２８が変更し、それによって送信されたビーム４
０をコード化する周波数によって送信されたデータの流れを受信するために特定
のレシーバ若しくはユーザーを選択する。その結果、発信機マスク２８は意図し
たレシーバの空間コード化する特徴に一致する。

【００１０】 図１に示されるレシーバは、発信機マスク２８の周波数か波長調整特性を検知
し、異なる特有の周波数変調パターンを持っているシグナルを拒絶することによ
って、特定の発信機から送信されたデータを検知する。光ファイバーネットワー
ク４２から受信した光は、カプラー４４によって２本の異なる受信チャンネルへ
連結される。第１のレシーバ・チャンネルは、空間光変調器１６と同一の空間光
変調器４６を有している。また、第二のレシーバ・チャンネルは、発信機の空間
光変調器１６に類似した構成を有する空間光変調器４８を有している。しかし発
信機マスク２８に"対向した"マスクを有する。空間光変調器４６、４８は、それ
ぞれ受信光学シグナル上でフィルターする機能を実行する。また、それぞれが関
連する光検出器５０、５２によってフィルターされた光を分配する。光検出器５
０、５２はフィルターされた光シグナルを検知し、差異のアンプ５４に出力シグ
ナルを供給する。差異のアンプの出力は低域フィルター５６へと供給される。ま
た、元来送信されたデータ５８が検索される。

【００１１】 図２は、レシーバ回路類の実例を示している。この実例では、空間光変調器４
６及び４８は図中に示される空間光変調器１６に類似している。そのため、ここ
ではシステムにおける個々のコンポネンツは別々に記述されてない。受信光６０
は、レシーバへ入力され、ミラー６４によって空間光変調器４６に向けられた光
の部分及び他の空間光変調器４８に向けられた光の別の部分と共に、カプラー６
２を用いて分割される。空間光変調器４６は、発信機の空間光変調機１６で使用
されるのと同様の空間調節(周波数、波長)機能を用いることにより、受信光６０
をフィルターする。また、フィルターされた光を、光検出器５０に提供する。空
間光変調器４８は、補足的な空間フィルター機能を用いることによって受信光を
フィルターし、検知器５２に出力を供給する。アンプ５４は２つの光検出器から
出力シグナル控除を提供する。発信機の空間光変調器１６と同様のフィルター機
能を達成するために、空間光変調器４６は、発信機マスク２８と同一のマスク６
６を有している。空間光変調器４８は、マスク６８を有しており、このマスク６
８は空間光変調器４８が、空間光変調器１６、４６のフィルター機能に補足的な
フィルター機能を実行するようにマスク２８及び６６に補足的なフィルター機能
を実行するマスク６８を有している。Ｋａｖｅｈｒａｄ記事では、マスクが完全
にプログラム可能なように、これらのマスク１６、６６、６８の各々が液晶要素
である。

【００１２】 マスクによって具体化された特定のコードは、提案された光学アプリケーショ
ンに適切でなければならない。ＣＤＭＡは無線周波数(ＲＦ)領域コミュニケーシ
ョン・システム内で広く用いられているが、光学システム内の周波数(波長)領域
符号内のアプリケーションは制限されている。これはＲＦＣＤＭＡシステムの成
功がよい相関性特性がある良く設計されたバイポーラコード・シーケンス(すな
わち、シーケンス+１、及び-１の値)の使用に決定的に依存するからである。そ
のようなコードはＭシーケンス、ゴールドシーケンス、カサミシーケンス及び直
角のウォルシュコードを有している。電磁気のシグナルが検知できる過程情報を
有しているので、これらのバイポーラコードはＲＦ領域内で使用できる。ＲＦＣ
ＤＭＡ技術の光学システムへの適用は、光学システムが過程情報を検知できない
ので、一貫性のない光源及び直接的な検知（例えば光検出器を用いた二乗検波）
を用いている中においては、容易ではない。否定シンボル値を定義するコード・
シーケンスは、そのような光学システム内で使用できない。その結果、単極のコ
ード(つまり０及び１価値のコード・シーケンス)だけは直接の検知光学システム
内でＣＤＭＡのために使用できる。

【００１３】 Ｋａｖｅｈｒａｄ記事は、単極の（０及び１のだけ）Ｍ−シーケンスあるいは
アダマールコードの単極の形式と共に提供されるマスクを含めて、図１及び２に
示されるシステム内のマスクのための様々なバイポーラコードの脚色を示唆する
。これらの種のバイポーラコードについては、Ｋａｖｅｈｒａｄ記事が、長さＮ
のバイポーラコードが長さ２Ｎの単極のコード・シーケンスに変換されなければ
ならないし、そのようなコードを含むシステムがＮ-１ユーザの合計を支援する
かもしれないことを示す。Ｋａｖｅｈｒａｄ記事は、そのようなシステムのイン
プリメンテーションにおける小さな議論と共に、ＣＤＭＡシステムの理論的なア
プリケーションだけに取り組む。

【００１４】 変換されたバイポーラコード・シーケンスを含む、光学のＣＤＭＡシステムの
より実際的な例は、単極システム内のバイポーラコード・シーケンスの送信及び
検知のために提案された。このシステムは、「スペクトルエンコード（Ｓｐｅｃ
ｔｒａｌ Ｅｎｃｏｄｉｎｇ）及びバイポーラコードを備えた光学のＣＤＭＡ(
Ｏｐｔｉｃａｌ ＣＤＭＡ)」を含み、Ｌ. Ｎｇｕｙｅｎ, Ｂ. Ａａｚｈａｎ
ｇ及びＪ. Ｆ. Ｙｏｕｎｇによって一連の書類、Ｐｒｏｃ. ２９ｔｈ Ａｎ
ｎｕａｌ Ｃｏｎｆ. Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ Ａｎｄ
Ｓｙｓｔｅｍｓ (Ｊｏｈｎｓ Ｈｏｐｋｉｎｓ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ, Ｍａ
ｒｃｈ ２２−２４, １９９５), Ａｎｄ "Ａｌｌ−Ｏｐｔｉｃａｌ ＣＤＭ
Ａ ｗｉｔｈ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｃｏｄｅｓ", Ｅｌｅｃ. Ｌｅｔｔ., １６
ｔｈ Ｍａｒｃｈ １９９５, Ｖｏｌ. ３, Ｎｏ. ６.ｐｐ. ４６９−４７
０に記述される。この作品は、さらに、ヤングらへの米国のパテント５,７６０,
９４１番内で要約される。また、参照はヤング特許として集団的にこの作品に付
けられる。図３内で概略的に示されるこのシステムでは、発信機８０が広いスペ
クトラム光源８２を用いる。このスペクトラム光源８２は、ビームスプリッター
８４によって、２つの空間光変調器９０及び９２によって処理される２本のビー
ム８６及び８８へ分割される。第１の空間光変調器９０は、スペクトルで最初の
空間符号づけ上へ分散した光が、光ビームのスペクトルのコンポーネントを選択
的に渡すか閉鎖する９８を覆うことを指示する、光ビーム８６、及び１０年代９
６を分散させるために９４をきしませる分散を包含する。レンズ１００は、空間
調整された光ビームのスペクトルのコンポーネントを集める。また、１０２をき
しませる組換えは、コード化されたビーム１０４へスプレッドビームを再結合す
る。「パス」、及びコード化するマスクの「ブロック」状態は、０及び１の(つ
まり２進法かつ単極のコード)のシーケンスを表わす。Ｕが長さＮの単極コード
である場合、第１のマスク９８のためのコード１０６はコードＵｏＵ*を持って
いる。Ｕ*はその補足である。また、「０」は、２本のコードの連結を表示する
。その符号づけマスクがコードＵ*８Ｕを持つという点を除いて、第２のエンコ
ーダ９２(詳細は示さない)が第１のエンコーダ９０に構造的に類似している。シ
ンボルソース１０８はシーケンス０、及び１を表しているパルスを最初のＯＮ/
ＯＦＦ変調器１１０、そして別のＯＮ/ＯＦＦ変調器１１４の内へのインバータ
ー１１２によって出力する。２つの変調器１１０及び１１４は、光の空間に調整
された２本のビームを調整する。また、２本のビームは、２本のコード化された
光ビーム１１８及び１２０を組み合わせるためにビームスプリッター１１６を使
用して、組み合わせられる。調整された光ビームは、ソースからのビットが０ま
たは１かどうかに依存し、出力ポートに交互につながれる。

【００１５】 その後、図２のレシーバ内で例証されるように、このシステムは補足的な２本
のチャンネルの差異の検知を備えたレシーバを使用できる。受信チャンネルは、
コードＵ*ｏＵ及びＵｏＵ*を運ぶマスクをそれぞれ装備している。また、Oと１
のシーケンスは、チャンネルのマスクに関連するシグナルを受信するチャンネル
にしたがって検知される。ヤング特許内で提案されたシステムは、光学ＣＤＭＡ
システム内で使用されるＲＦＣＤＭＡ技術のために開発されていたバイポーラコ
ードの使用を認める。しかしながら、長さ２Ｎのマスクについては、マスク上で
コードＵ及びその補足Ｕ*を連結しなければならないのでＮコードだけは定義で
きる。

【００１６】 したがって、それは周波数領域ＣＤＭＡ暗号化／復調スキーム、及び妨害を過
度に上げずに、ユーザの数が最大限にされる場合にそのようなスキームを具体化
する光通信システムを提供する発明のオブジェクトである。それは光をコード化
し、解読するために比較的単純なシステムを提供するシステムを提供する発明の
別のオブジェクトだが、効率的に利用可能なスペクトル全体を使用することであ
る。

【００１７】 通信システムをベースとした光ファイバーのスループットは、各ユーザデータ
率にユーザペアの数を掛けたものとして定義される。光ファイバー通信システム
のスループットは、ユーザの光源パワー、光源帯域、ユーザデータ率、ユーザの
数、そして望ましいビットエラー率（ＢＥＲ）の機能である。このようなシステ
ム内において、限られたファクターはユーザ同士の妨害であり、これは光源パワ
ーから独立している。このような妨害は、ユーザが転送するであろう情報の最大
データ率を賦課する。スプレッドスペクトラムＣＤＭＡ通信システムのシステム
スループットを増大する現在の開発目的である。

【００１８】

【課題を解決するための手段】

これらおよび他の目的は、バイナリエンコーディングかアナログエンコーディ
ングを備えた空間エンコーダ、およびエンコーダに対応するレシーバを使用する
ことにより実現される。広帯域スペクトルの光源は、特に送信されるデータで変
調される。その後、変調された光ビームは、例えば回折格子を使用しかつ、空間
的に型のあるスペクトルエンコーディングマスクを通して渡され、分散する。空
間的に型のあるマスクは、１セットのバランスのとれた二極性の直交するコード
に由来する可能性がある、１セットの単極のコードに属している単極のコードを
供給することが好ましい。エンコーディングマスクは、光が分散する方向（選択
されたコードによる分散した光の異なるスペクトルのコンポーネントを減ずるセ
ル）へ多くのＮ個のセルを整えることが望ましい。マスクはバイナリマスク（各
セルは透明か不透明）である可能性がある。また、マスクのコードは０と１のシ
ーケンスを包含するバイナリコードである。マスクは、交互に少なくとも３レベ
ルで変調可能なマスクの各セルの不透明と共にアナログ可能性がある。また、マ
スクのコードはセルの不透明を表わすアナログ関数である。その後、空間的に拡
散された光ビームが空間的に変調された後、コード化され変調された光ビームの
拡散されたスペクトルは再結合され、光ファイバあるいは別の光通信システムへ
入射される、変調およびエンコードされた拡散スペクトル光信号を提供する。

【００１９】 送信された信号の回収は、特別にマッチされたフィルタの使用によって行われ
る。任意のレシーバでは、空間的にファイバ中の光のスペクトルを分離するため
にビームスプリッタが、ファイバから回折格子までビームの一部を分割する。多
くの拡散されたスペクトル光通信を潜在的に包含する、空間的に拡散された信号
は、信号の回収を提供するレシーバに渡される。レシーバは多くの方法で実施す
ることが可能であるが、１つはエンコーディングマスクと同じで、別の受信マス
クはエンコーディングマスクのコンプリメントである、１ペアの受信マスクを含
めることが好ましい。受信光学の信号は、受信マスク両方を通じてフィルタされ
る。また、送信されたデータは、２つの補完的にフィルタされた受信信号上で差
異のデータ検知を実行することにより回収される。

【００２０】 本発明の特に好ましい実施例では、システム上の異なるユーザ間の干渉を低減
するサブバンドコーディング方法を提供する。この方法では、任意の１人のユー
ザ用コードによる、任意の空間スペクトルの消費が制限される。例えば、Ｎ人の
ユーザのシステムでは、ユーザを、各々Ｎ／２ユーザを含む２つのグループに分
割することができる。グループの第１ユーザは、利用可能な空間のスペクトルの
２分の１にまたがるコード空間を使用することもありうる。このグループの他の
ユーザは１秒（利用可能な空間のスペクトルの他方の半分にまたがる別個のコー
ド空間）を使用するかもしれない。

【００２１】 この例によれば、エンコーディングマスク（Ｎ個のセル（Ｎは偶数）を持って
いる）が、Ｎ／２セルの２つの部分へ細分される。第１部は閉鎖される、すなわ
ち、その部分中のセルはすべて不透明である（閉じた部分）。第２部は、長さＮ
／２（コード化された部分）のコードｕでコード化されている。各々が一致する
ように、対応するデコーダ中の各デコーディングマスクは、それぞれがエンコー
ディングマスクの閉じた部分およびコード化された部分に対応するよう、さらに
Ｎ／２セルの２つの部分へ細分される。各デコーディングマスクでは、エンコー
ディングマスク中の閉じた部分に相当する部分が、さらに閉鎖される。デコーデ
ィングマスクの１つでは、エンコーディングマスクのコード化された部分に相当
する部分が、エンコーディングマスクのコード化された部分のコードと同一のコ
ードｕでコード化される。別のデコーディングマスクでは、エンコーディングマ
スクのコード化された部分に相当する部分が、エンコーディングマスクのコード
化された部分のコードに補完的なコードｕ＊でコード化される。

【００２２】 システムの中で使用される各エンコーディングマスクは、閉じた２つの部分の
１つ、および長さＮ／２のコードｕでコード化された別の部分を持つ可能性があ
る。コードｕは、バランスのとれた二極性の直交するコードのセットを含むＮ／
２コードから来る、１セットの単極のコードから選ばれる。

【００２３】 この一般的な戦略では、全面的なユーザ人口でユーザを様々にグループ化する
ために使用することが可能である。例えば、もしＮ人のユーザが４つのグループ
に分割されれば、４つのグループの各々は、利用可能なスペクトルの４分の１を
測ったコードによって識別されることが可能になる。

【００２４】

【発明の実施の形態】 次の適用は現在の適用と関係があり、それらの全体内の参照によってこの適用
に各々組み入れられる: "Ｈｉｇｈ Ｃａｐａｃｉｔｙ Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｏｐｔｉｃ
ａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ ,"Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏ
ｎ Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ． Ｕ．Ｓ. ０８／７５２,２１１, Ｆｉｌｅｄ Ｎ
ｏｖｅｍｂｅｒ １９, １９９６. "Ｏｐｔｉｃａｌ ＣＤＭＡ Ｓｙｓｔｅ
ｍ Ｕｓｉｎｇ Ｓｕｂ−Ｂａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ," Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ.Ｕ.Ｓ. ０９／１２６,２１７, ｆｉｌｅｄ Ｊｕｌｙ
３０, １９９８. "Ｍｅｔｈｏｄ Ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ
Ｒｅｄｕｃｅｄ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ ＣＤＭＡ
," Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ.Ｕ.Ｓ. ０９／１２７,３４
３, ｆｉｌｅｄ Ｊｕｌｙ ３０, １９９８.

【００２５】 現在の発明の特に好ましい実施例はよりよい帯域幅の活用を達成するために広
げられたスペクトル符号分割多重接合技術を使用して、光ファイバー通信にシス
テムを供給する。現在の発明の中で最も好ましい実施例の中で使用される特別の
コードは、システム上の異なるユーザ間のオーバーラップおよび妨害を縮小する
ためにチャンネルの各々のために除外されている、コード化されたスペクトルの
部分と共に、波長領域のサブバンド符号化を利用する。システム中の送信するユ
ーザは最初のコード化するマスクを使用して、光学の信号をコード化する。また
、受信ユーザは、解読する２つのマスク(名目上の長さNがあるマスクのすべて)
を使用して、受信信号を解読する。システムのユーザが２つのグループに分割さ
れれば、グループ内のユーザの各々が、空間に利用可能なスペクトルの２分の１
にまたがる１セットのコードから選ばれたコードによって識別される。

【００２６】 この例によるエンコーダでは、第１のマスクが長さN/２の２つのセクションに
この例によるエンコーダでは、第１のマスクが長さ N/２の２つのセクションに
各々分割される、他のセクションがつき、そのチャンネル上のデータをコード化
するために長さ N/２の最初のサブコードを提供するセクションのうちの１つコ
ード化された情報を伝えない。第２と第３の解読するマスクの各々は、さらに、
第１のマスクの２つのセクションに対応する解読する２つのマスクについてのセ
クションと共に、２つのセクションに分割される。第１のマスクのコード化され
たセクションに対応する第２の解読するマスクのセクションは、第１のコードと
同一の別のコードを持っている。また、第１のエンコーディングマスクの塞がっ
たセクションに対応する第２の解読するマスクのセクションは、さらに閉鎖され
る。第１のエンコーディングマスクのコード化されたセクションに対応する第３
の解読するマスクのセクションは、第１のコードに補足的な３番めのコードを持
っている。また、第１のエンコーディングマスクの塞がったセクションに対応す
る第３の解読するマスクのセクションは、さらに閉鎖される。他のユーザが２つ
のセクションの２番めが閉鎖されるマスクを持ち、２つのセクションの１番めが
コード化される一方、システム上の何人かのユーザは２つのセクションの１番め
が閉鎖されるマスクを持っている。また、２つのセクションの２番めがコード化
される。コード化するマスクをコード化するために使用される第１のコードは、
１セットのバランスのとれたバイポーラの直角のコードに由来する、１セットの
単極のコードから最もむしろ選ばれる。

【００２７】 この典型的なシステムは合成の改善された実行と共に、１グループのユーザが
システム上のユーザの２分の１に対する干渉を経験するということを保証するた
めに形成される。コミニケーションシステムのユーザの全体内の独立しているグ
ルーピングの数を増加させることは、この戦略を拡張するかもしれない。この種
の拡張は電力状況によって制限されている。

【００２８】 ＣＤＭＡ暗号化／復調スキームは現在の発明によってテレコミュニケーション
・システムのように光通信システム内で適用されるかもしれない、ケーブルテレ
ビ・システム、ローカル・エリア・ネットワーク(ＬＡＮ)、通信ネットワーク内
のファイバー・バックボーン・リンクおよび他の高い帯域幅アプリケーションと
して。図４は、現在の発明が適用されるかもしれない典型的な光通信システムの
アーキテクチャーを例証する。多くのペアのユーザＳ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ
２２１、、、、ＳＮ１、ＳＮ２は光ファイバーミディアム１３０に接続される。
ユーザＳ１１、Ｓ２１、、、ＳＮ１の第１のグループはほぼ捜し出されるかもし
れない。そして、S１１、S２２、、、、ＳＮ２はスター配置内のファイバー１３
０につながれるかもしれない、および、ユーザS２、S、-ＳＮ２の第２のグルー
プはほぼ捜し出されるかもしれない。しかし、S２、S、-ＳＮ２は第１のグルー
プとは関係が薄いかもしれないし、スター配置内のファイバー１３０につながれ
た。二者択一で、図５の内で示されるように、第１のグループあるいは第２のグ
ループ内のユーザあるいは両方は、個別のポイントおよび分配されたポイントで
ファイバー１３０につながれるかもしれない。図４のアーキテクチャーは、ファ
イバー・バックボーンのために、例えばより適切かもしれない。しかし、図５の
アーキテクチャーは電話システムに、より適切かもしれない。

【００２９】 ペアのユーザＳｊ１、Ｓｊ２は光ファイバーのチャンネルを使用して、互いと
通信する。また、異なるペアのユーザは同時に同じ光ファイバー上に通信しても
よい。各ペアのユーザ(Ｓｊ１、Ｓｊ２)は、２人のユーザ間のデータを送信し受
け取るためにコードＵｊを割り当てられる。また、異なるペアのユーザは異なる
コードをむしろ割り当てられる。ユーザ・ペア(例えばＳｊ１)内の送信するユー
ザはユーザ・ペア(Ｓｊ１、Ｓｊ２)に割り当てられたコードＵｊを使用して、光
学のシグナルおよび受信ユーザーＳｊ２をエンコードする、２は同じコードＵｊ
を使用して、ペア内で光学のシグナルをデコードする。このアーキテクチャーは
、コミュニケーション・ネットワークのファイバーの光学のバックボーンのため
に、例えば使用されるかもしれない。それらがこのネットワーク環境内で適用さ
れるかもしれないと、現在の発明の実施例が記述される。発明がさらに適用可能
な他のシステム・アーキテクチャーはその後記述される。

【００３０】 図６は、ＣＤＭＡ変調器／エンコーダの最初の具体化１４０を示す。最高の発
光ダイオード(ＳＬＤ)かエルビウムにドープしたファイバー出所(ＥＤＦＳ)のよ
うな広帯域の光源１４２は、光変調素子１４４につながれる。光変調素子は、例
えば使用して、データ出所１４６からのデータあるいは他の情報に基づいた、光
学の出所１４２からの光、施錠すること、あるいはパルス符号変調を調整する。
エンコーダ１５０(それはマスクを例外として図１の内で示され、スキームをコ
ード化する、空間の光変調器１６に似ていて、次に、空間に調整された広域スペ
クトルの光ビームをコード化する)。エンコーダ１５０は、軸に沿った調整され
た光ビームのスペクトルを空間に広げる回析格子１５２を含んでいる。空間にス
プレッド光ビームは、平行にするレンズ１５４によって平行にされる。次に、平
行にされたビームは、符号づけマスク１５６を通して渡される。暗号化マスク、
レンズ１５８を平行にすることにより集められ、広いスペクトルに組み合わせら
れる光の空間にコード化され調整されたビームを提供するファイバー１６２(そ
れはシングルモード光ファイバかもしれない)へ注入用の回析格子１６０によっ
てビームを放つ。スター・カプラーのような光学のカプラー１６４、Ｙカプラー
または同種のものは、ファイバー１６２へエンコードされたビームを連結するた
めに使用される。二者択一で、光ビームは、エンコーダ１５０で最初にエンコー
ドされ、次に、変調器１４４によって調整されるかもしれない。

【００３１】 図７は互換性をもつデコーダ（それは２つのチャンネル１７０および１７２を
持っている）を示す。潜在的に多くのスプレッドスペクトルシグナルを含んでい
る光シグナルは、光学のカプラー(示されていない)を使用して、ファイバー１６
２から転換され、ビーム・セパレーター１７４によって２本のビームへ分割する
。ビーム・セパレーターは最もむしろ図１５の内で絵入りで、その図に関して下
に議論されるそのような極性化無感覚な要素である。入って来る１本のビームは
、回析格子１７６によって軸に沿って空間に広げられ、次に、検知を通して渡さ
れるか、マスク１８４をデコードする前に平行にするレンズ１８０によって平行
にされる。復調マスク１８４は、この絵入りの好ましい実施例(暗号化マスク１
５６と同一)の内に、ある。デコードするマスク１８４を通して渡された光は、
平行にするレンズ１８８を通して渡される。また、回析格子１９２は広いスペク
トル・ビームへ空間にスプレッド光を再結合する。別のチャンネルでは、分離し
て受け取られたビームの第２のコンポーネントが、回析格子１７８によって空間
に広げられ、次に、別のデコードするマスク１８６を通して渡される前に平行に
するレンズ１８２によって平行にされる。むしろ、この変換された二進法アダマ
ールコード(デコーダの単極の具体化)では、この第２のデコードするマスク１８
８はそのビットワイズエンコーダ・マスク１８４の補足。ビームは第２のデコー
ドするマスク１８６を通して渡された後に、空間に広がることを削除するために
、平行にするレンズ１９０および回析格子１９４を通して渡される。その後、第
１のデコーダ・チャンネル１７０の出力は光を電気的シグナルに変換するために
光検出器１９６に供給されるかもしれない。同様に、デコーダ・チャンネル１７
２からの出力は光を電気的シグナルに変換するために写真検知器１９８に供給さ
れる。その後、２つの電気的シグナルは、２つの検知器ダイオード、データおよ
び時計回復ハードウェアに供給されるための、１９６、および１９８ソフトウェ
ア２００のに後部配置によって引かれる。２つの電気的シグナルは、さらに違い
計算が実行される前に、２つの検知器チャンネル１７０および１７２の異なる損
害のために調節するために２つの利得コントロール回路によって別々にそれぞれ
処理されるかもしれない。その後、差異の電気的シグナルはデータ回復のために
検知される。ディジタル・データ流れのためのデータ回復は含んでいてもよい。
例えば統合することおよび違いシグナルを検知する正方形の法則。発明のアナロ
グ・コード・マスク実施例によって提供される、アナログシグナルのためのデー
タ回復は、例えば、違いシグナルをフィルターする低いパスを含んでいるかもし
れない。

【００３２】 図８は、デコーダ２１０の別の具体化を示す。この具体化では、ファイバーか
ら受け取られた光のビームが２つのマスクを備えた２本のチャンネルへ分割され
ないが、代わりに、きしる２１２までに広げられ、レンズ２１４によって平行に
される。その後、平行にされた光は、多くの検知器２１６によって遮られる。配
列内の検知器の数は、エンコーダ・マスク内のビットの数と等しい。各検知器位
置はエンコーダ・マスク・ビット位置に相当する。対応するエンコーダ・マスク
・ビットが「透明な」、あるいは「不透明な。」かどうかに依存する一方の"１"
若しくは"−１"を配列内の各検知器からの検知器シグナルに掛ける。その後、す
べての乗数出力の結果は合計される。その後、合計はデータ回復用のしきい値２
１８と比較される。このディジタル処理はソフトウェアを使用して、個別のロジ
ック・ハードウェア内で、あるいはＤＳＰ２２０内で実行できる。アナログ・マ
スクが暗号化のために使用される場合、さらに"１"若しくは"−１"以外に検知器
の出力に数を掛けてもよい。図６および７の両方の具体化では、１つのエンコー
ダ・マスクだけがデータの送信のために使用されることは注目されるのがよい。
また、連結したコードは、先行技術設計に対照して要求されない。

【００３３】 好ましいコード化及び復調スキームは、現在の発明によって次に説明される。
この明細、２進法のコードの場合のIのおよびOを包含する「単極のコード」手段
コード・シーケンスあるいは０の間の値があるコード機能の内で使用されたとと
もにそして私アナログ・コードの場合には。「バイポーラ・コード」手段コード
・シーケンスを包含する―I、およびIは、２進法のコードの場合にはある、ある
いはアナログ・コードの場合の-IとIの間の値があるコード機能。単極の２進法
のコードuの補足はそうである(１-u)、つまりOがIによって代用されるおよびIの
はOによって代用されるbit-wiseな補足。単極のアナログコードｆ(１-０.)の補
足。単極の２進法のコードは次の記述の内で例として使用される。ＣＤＭＡシス
テムの内で、スペクトルの暗号化／復調スキームのための基礎的な要求に、他の
すべてのユーザからのシグナルからの妨害を縮小するか除去する間に、対応する
送信するユーザから受信ユーザの復調装置がデータシグナルを取り戻すことが可
能であるということである。いくつかのシステムについては、特別のレシーバが
データの同じチャンネルを常に受信するとともに、受信マスクが固定する。他の
システムについては、多くの可能な出所から異なるシグナル出所を選ぶことが可
能であるように、受信マスクがプログラム可能である。スプレッドスペクトルＣ
ＤＭＡシステムでは、一貫性がない光学のシステムが肯定的なシグナル(光強度)
を単に送信でき、過程情報が利用可能ではないので、単極のコードだけが一貫性
がない光源を使用して、エンコードのために使用されるかもしれない。添字iがi
を指定するところで、単極の２進法のコードはｕ,= I １００ １１１１０ １０
１０ １１のような二進数字のシーケンスによって表わされるかもしれない」ユ
ーザ・ペア(あるいはチャンネル)。シーケンス(Ｎ)の数字の数はコードの長さと
呼ばれる。実際上、特に好ましい２進法の単極のコード・マスクについては、コ
ード価値の各々は、光の空間に調整された広いスペクトル・ビーム内の固定周波
数か波長間隔に次には相当する、空間に型のあるマスク上で、透明かあるいは不
透明である固定間隔スロットに相当する。

【００３４】 単一のマスクがコード化のために使用され、解読して、コードが、それらが直
角のようなものにむしろ選ばれる場合、あるいは

【００３５】

【数１】

【００３６】 「・」はビットワイズな２本のコードの内積、およびＭは定数である。直角の
コードが使用される場合、各送信するユーザは単一の符号づけマスクを使用して
、シグナルを送信するかもしれない。また、対応する受信ユーザは、他のすべて
のユーザからの妨げるシグナルを拒絶する間に対応する送信するユーザ１６から
シグナルを取り戻すために符号づけマスクと同一の単一のデコードするマスクを
使用するかもしれない。しかしながら、コードが２進法の基礎ベクトルに選ばれ
る場合に限り、この望ましい結果は生じる

【００３７】

【数２】

【００３８】 コードのこのセットは、全コードの１つの数字だけが１であるので、非常に大
多数のビンが閉鎖されている一方、マスクの１つの周波数ビンだけがそれを通し
て力を渡すという点で不適当である。そのようなシステムは、一貫性がない波区
分複合アクセス(ＷＤＭＡ)システムとして見ることが可能である。そのようなコ
ードは出所力のIINでののみように不適当に送信される。また、その残りは浪費
される。

【００３９】 図６および７に記述された暗号化および復調システムでは、単一のマスクがど
れのために使用されるかに、コード化および２つのマスクが復調のために使用さ
れる、１セットの単極のコードは使用されるかもしれないそのようなセット内の
コードＵｉは上に述べられた直角の定義によるセット内の他のコードＵｊに直角
ではないが。(むしろ)コードｕ、他のコードＵｊとその補足Ｕｊ*の間の差に直
角のために選択されている、つまり

【００４０】

【数３】

【００４１】 ここでＭ'は定数である。

【００４２】 図７と８の実施例のデコーダが数式３の原理をインプリメントして参照しても
良い。図７の実施例では、ユーザｊの受信光ビームが、コードｔｉ〜でコード化
された、すべての送信するユーザｉからのシグナルを含んでいる―。マスク５６
がある第１のチャンネル１７０は、補足的なマスク１７２がある第２のチャンネ
ルがＵを表わす光ビームを生成する間にＵ(*Ｕｊ)を表わす光ビームを生成する
、Ｏｕ、*、差別的に整えられた検知器６２および６３は、違いシグナルＵ〜を
生成する。*(Ｕｊ Ｕｊ*)。図８の実施例では、ｕを表わす検知器７３出力シグ
ナルの配列、およびＤＳＰ７４が、検知器配列７３の出力に基づいたｕｉ*(ｕ、
-Ｕｊ*)を計算する。数式３によれば、違いシグナルｕ１(Ｕｊ-Ｕｊ*)は、コー
ドＵ１があるマスクを使用するユーザからのシグナルにのみ０でない。従って、
そのようなデコーダは送信するユーザｉからシグナルを回復し、他のすべてのユ
ーザからのシグナルを拒絶することが可能である、同等物を満たす単極のコード
のセット。

【００４３】 下記条件を満たすバランスのとれたバイポーラの２進法の直角のコードｖｉの
セットに由来するしてもよい。

【００４４】

【数４】

【００４５】

【数５】

【００４６】 ここで、「I」はどの数字も１であるコードを意味する。単極のコードｕは両
極コードｖｉに由来し、０’Ｓのｖｉ中の−１’Ｓの代用によるか、

【００４７】

【数６】

【００４８】 バイポーラのコードvは、それらがIおよび、数式４の等しい数を持っている際に
「平衡を保たれる。」特に好ましい単極のコードｕは、したがってIとOの等しい
数を持っている。その結果、光力の半分はシグナルとして送信されるかもしれな
いし、そのために、出所力の効率的な利用を促進する。

【００４９】 バランスのとれたバイポーラの直角のコード・セットの例はＨａｄｍａｒｄマ
トリックスに基づいたコード・セットである。アダマールマトリックスは要素が
Iのあるいは列がすべて互いに直角の―Iのようなものである正方行列である。ま
た、カラムはすべて互いに直角である。例えば、４x４アダマールマトリックス
は次のとおりかもしれない。

【００５０】

【数７】

【００５１】 アダマールマトリックスの第１のカラム(あるいは列)以外のカラム(あるいは
列)ベクトルは、１セットのバランスのとれたバイポーラの２進法の直角のコー
ドに満足な数式４、５を供給する。したがって、現在の発明に従って好ましい、
uni-バイポーラのスプレッドスペクトルＣＤＭＡシステムの内で使用される１セ
ットの単極のコードｕ、Ｕ２１、、、ｕｎは、サイズn+１のアダマールマトリッ
クスを最初に構築することにより構築されるかもしれないしあるいはより大きい
かもしれない。第１のカラム(あるいは列)以外は、このアダマールマトリックス
のすべてのカラム(あるいは列)がすべての交換により、Oを備えたIの単極のコー
ドuを生成するために使用されるても良い。

【００５２】 例えば、３人ユーザシステムについては、上記の４ｘ４アダマールマトリック
スは次のコードを生成するために使用されるかもしれない。

【００５３】

【数８】

【００５４】 一般的なアダマールを構築するための規則任意のサイズのマトリックスは存在
しないが、あるサイズのアダマールマトリックスを構築する方法が知られている
。 例えば、２の累乗であるサイズNがあるアダマールマトリックスは、再帰的なア
ルゴリズムＨ２を使用して、Ｈ２から構築されるかもしれない。

【００５５】 ４の因数であるサイズＮがあるマトリックスを構築するためのルールは、さら
に知られている。

【００５６】

【数９】

【００５７】 セットがあるの近くで直角、あるいはの近くで平衡を保たれたを使用するとは
望まれなかったがコード・セットu〜-Ouj(jである)がuouより本質的に小さい場
合、直角、コードは例えば、 u,９１がNより本質的に小さいとき平衡を保たれて
、近くある。例えば、コードの長さNが大きい場合、セット内のあるコードの少
数の数字の変更は生じるかもしれない。の内で１つの近い直角あるいはバランス
のとれたコード・セットの近くで。を保たれない場合しかしの近くで(のみ)直角
ある近くで平衡を保たれた、他のユーザからの妨害は増加するかもしれない。そ
して、システム実行は下がるかもしれない。しかし、全面的なシステム実行が受
理可能な限り、そのような悪化は受理可能かもしれない。したがって直角かある
いは近いバランスのとれたコードの近くのそのようなもの。上述は、直角か現在
の発明のために平衡を保たれたかもしれない、と考えられるかもしれないし、そ
れの範囲内にある。

【００５８】 コード化するマスク１５６、１８４、１８６は、図６および７の内に伝達する
かもしれないしあるいは反射するかもしれない。しかしながら、実際問題として
、現在の発明者は、反射するマスクが作り、かつ通常望ましいように大きな消滅
比率を持たないのにより困難であると言った。いくつかの実施例では、マスクが
多くのセルに分割された図９の内で示されるような液晶資料で作られている。「
ａ」、「Ｌ」において、コード最大許容長Ｌは、任意の整数および最大である。
そのようなＬＣＤマスクは営利上利用可能か、あるいは既知の技術を使用して、
容易に作られる。セルは、広がる、その結果回析格子１５２によって引き起こさ
れる、空間のスペクトルの軸２３０に沿って整えられた一次元の配列を形成する
。１つの実施例では、セルのコントロールがアナログである、各セルの不透明が
無限にどちらかであることを意味する。Ａｄｊｕｓｔ Ａｂｌｅｏｒは少なくと
も３つ以上の別々に制御可能なステージにおいて調整可能である。むしろ有限の
ステージの多くは、不透明の６４レベル以上は使用されなくてはならない。別の
具体化では、コントロールが２進法である。また、ウォルシュコード(単極のア
ダマール)は使用されている。ＬＣＤピクセル配列あるいは固体物理アンプ配列
のような光子の集積回路によってはこれらのマスクをインプリメントできる。交
互に、ファイバー上へのシグナルの多重化が最も望ましいところで、システムの
ためにまもなく好まれて、マスクはグラス・ブランクに固定され(そして)形成さ
れるかもしれない。そのような固定マスクは単極のＨａｄｅｍａｒｄコードを具
体化する最もむしろ２進法のマスクである。反射するマスクについては、グラス
がBK７またはクオーツかもしれない。また、反射する地方は金になりうる。最も
好ましい固定した、２進法の送信マスクでは、グラスはまだＢＫ７またはクオー
ツかもしれない。そして、閉鎖する地方はクロムでありうる。一般に、現在の発
明のＯＣ１２適用のために現在熟考されるとともにマスクの上に１２８の異なり
等しい分類された位置および接触する位置を持っているマスクを定義するために
容易に利用可能な技術を使用できるように、マスクは横切って約１から２インチ
である。２５６あるいは５１２の位置を備えたより素晴らしい粒状を備えたマス
クは利用可能な技術を使用して、容易に定義される。

【００５９】 アナログ・コード化の好ましい形式は、ｆｉ＝（ｇｉ＋１）／２を使用して、
バランスのとれたバイポーラの直交関数、小波関数ｇｉに由来した１セットの単
極の小波関数ｆｉを使用している。(２)(４)(それは２進法のコード内で示めさ
れる)、‥‥等しくアナログ・コードに当てはまる。言いかえれば、バイポーラ
の小波機能が数式(３)また(４)を満たす場合、その後、派生した単極の小波機能
は同等物(２)を満たす。１つの具体化では、小波機能が図５の内で示されるよう
な個別の和声の空間の正弦波(実例の目的のために連続関数として表わされた)で
ある。縦座標軸はビームの周波数が広げられる軸である。また、横座標はセルを
通り抜けるビームの相対的な透明である。Lがセルの数である場合、図IOＡの内
で示される最初のエンコーダ・マスク透明機能は特にI/Lの空間の周波数を持っ
ているかもしれない。その第１のエンコーダのマスクはLの周波数スペクトル上
に１つのサイクルを持っている透明では個別の(連続的に対立するものとして)余
弦波である、その最も低くそしてコード化されたスペクトルの最も高い周波数部
分、最大の強度およびスペクトルの周波数が持っている内央の範囲を持っている
最低の強度等である。別のエンコーダ・マスクは例えば図１０ＢのエンコーダL
の長さを横切って十分な２つのサイクルの第１のエンコーダの周波数の２倍の空
間の周波数強度マスクを持っていてもよい。さらに３番めのエンコーダは、図１
０Ｃの内で示されるような第１のエンコーダの周波数の３倍の周波数を有しても
よい。他のより高い和声学が好ましくは使用される、および、好ましくは、シス
テム処理能力を最大限にするために、コードの最大の数はより高い使用法のシス
テムのために１００以上、および好ましくは数百以上あるのがよい。

【００６０】 和声学またはウォルシュのコード・ビット(したがってコードの最大の数)の最
大の数は、マスク内のセルの数によってのみ制限されている。アナログ・マスク
(マスクの内で許された不透明の異なるレベルの数)については、エンコーダ内の
量子化雑音に帰着する。二者択一で、余弦の使用が揺れるのではなく、それらが
互いに関して直角のように、さらにＣｈｅｂｙｓｈｅｖ多項式を使用することが
できるかもしれない。

【００６１】 符号づけ機能のために余弦波を使用することはさらにより容易なデコーダ設計
を許す。１つが受信シグナルの空間のフーリエ変換をとる場合、受信シグナルは
特に、希望のシグナルの周波数用の空間のフィルタを通って分離でき、次に、そ
のシグナルを回復できる。単純な例(図１１)が個別のコード化されたシグナルが
IIL、２/L、４１ポンドおよび８/Lを含んでいるところでファイバーから受け取
られたシグナルのフーリエ変換を示すとともに。これらのシグナルのうちのいか
なる１つも、受信シグナル内のその特別の空間の周波数のためにろ過することに
より容易に得られるかもしれない。

【００６２】 パルス・コードではなく、示されたエンコーダの好ましい３番目の実施例の内
でデータを調整する、候補の方法は図１２Ａの内で示されるように、２つのコー
ドを使用して、シグナルを調整するために使用されるかもしれない。エンコーダ
２３Ｂのこの具体化では、空間にスプレッド光源２４０用の光学のパスが１位の
間で切り替えられるデータ出所２４８、ディジタルに「１」シグナルを供給する
光をコード化する第１のマスク、および同じコード・チャンネルのためにディジ
タルに「０」シグナルを供給する光をコード化する第２のマスクからのデータに
反応するスイッチャー２４６によって２４２、および別のマスク２４４(それは
第１のマスク２４２に補足的である)を覆う。変調器は、２進法のマスク・レシ
ーバ具体化に似ているやり方の内で１つの液晶を使用して、２つの異なるエンコ
ーダ・マスク間の光パスを切り替える。その後、両方のマスクからの光は夏２５
０によって合計され、次に、光ファイバー(示されていない)のような光通信チャ
ンネルに供給される。

【００６３】 データを受け取ることは、図１２Ｂの内で示されるような反対の方法で進む。
それぞれ、デコーダ２６０は通信チャンネルから光を受け取り、マスク２４２お
よびマスク２４４と同一のマスク２６４、２６６を通って受信入力光学２６２を
備えた受信光の空間にスプレッドスペクトルを生成する。その後、マスク２６４
および２６６からの光は、２進法のレシーバ具体化に上に記述された方法で差異
のレシーバ２６８に供給される。その後、レシーバ２６８からのシグナルは、デ
ータの回復用のデジタルシグナルプロセサ２７０によって処理されるかもしれな
い。

【００６４】 図１３Ａは、異なる２つのマスクがいくつかのものと０の送信のために使用さ
れる場合コード化するのに適切なマスクの候補の１つの具体化を示す。最初のバ
ージョンでは、液晶マスク２８０のLセルから作られたマスクが、２８２、２８
４、２８６および２８８の４部に分割される。部分２８２および２８４は特にこ
のコード・チャンネルのために、および別のカラムで「１つ」をコード化する第
１列の上で、スペクトルの広がる軸に沿って整えられた、最初のリニア・アレイ
に沿ってL/２セルを各々包含する、セル２８６および２８８は、さらにこの同じ
チャンネル用の「０」のコード化のために同じ軸に沿って整えられたL/２セルを
包含する。むしろ、部分２８２、２８４のための個別の透明機能は互いの補足の
ように図１３Ｂの内で示されて、縦座標が空間の周波数および横座標を表わす場
所は強度を表わす。別の可能性(つまり０)の送信のために、図１３Cの内で示さ
れるように、部分２８６および２８８のための個別の強度機能の補足は、逆にさ
れる。言いかえれば、セクション２８２のマスクの部分は、２８８のマスクの部
分と同一である。また、２８４のマスクの部分は２８６のマスクの部分と同一で
ある。

【００６５】 コード化が補足的なところで、マスクを持っていることに加えて、マスクの最
初の部分２８２が直角の波動関数で、後半が「０」２８４および第２のレベルに
はすべて不透明な場合に、コード化することを提供することはさらに可能である
。前半２８６はすべて不透明である。また、後半は、「１つ」を作る前半２８２
と同じパターンである。二者択一で、前半２８２、２８６は正弦波のような最初
の多項式でありうる。また、後半２ ８４と２つ８ ８つはＣｈｅｂｙｓｈｅｖ機
能のような別の多項式でありうる。

【００６６】 発明の実施例によるエンコーダおよびデコーダの特定の実施例は示されるが、
発明の他の実施例はさらに可能である。例えば、個別の小波機能が符号づけのた
めに使用されている一方、コード化のために連続関数を許すマスクを持っている
ことは可能である。例えば、マスクは写真のように形成されるかもしれない。

【００６７】 図６および図７のデコーダのエンコーダ内の光学のシステム１５０、１７０お
よび１７２は、一般に光学の部屋と呼ばれるかもしれない。光学チャンバ(それ
は１セットの個別の光学あるいは統合された光学の装置でも良い)は、スペクト
ルで入力をコードする。「コード」によるシグナルのスペクトルのコンポーネン
トを選択的に減ずることにより広いバンドの光学のシグナル。コード(それは２
進法でも良い)あるいはアナログ、決定された程度で各々入力シグナルのスペク
トルのコンポーネント。図説つきの実施例では、光学チャンバがレンズおよびコ
ードがある光学のマスクを平行にして、回析格子でインプリメントされる。しか
し、他のインプリメンテーションはさらに可能である。

【００６８】 更に、光学のシグナルのアナログ調整にエンコーダとデコーダの示された具体
化をすべてさらに適用できることはさらに理解されるのがよい。 同様に、ＣＤＭＡ技術だけが上に記述されていた一方、分野における通常の熟練
のものはシステム・パラメーターによって、波長(周波数)区分多重化および時間
区分多重化と共にシステムがさらに使用されるかもしれないと容易に理解する。
例えば、波長区分多重化が使用されたように、異なるコード化するスキームは、
光学のスペクトルの異なる部分のために使用されるかもしれない。さらに、コー
ドは、時間区分多重化に供給するタイム・シェアリング方式で共有されるかもし
れない。― さらに、光学の空間の(周波数領域)CDNIＡは時間領域と結合できる
。コードの数およびネットワーク内のユーザを増加させる、光学のＣＤＭＡ。時
間領域にスプレッドスペクトルの実施例では、数人のユーザが、データが光学の
エンコーダに供給される前に、データをコード化するために異なる時間領域にス
プレッドスペクトル・コードを供給される。しかしながら、これらのユーザは、
上に議論されたスキームをコード化する同じ波長を共有できる。もちろん、デコ
ーダでは、一度受信光学の情報が後ろに電気的なディジタル領域に変換されれば
、ディジタルシグナルを希望の送信された情報を回復するために時間領域にスプ
レッドスペクトル・コードによれば処理しなければならない。

【００６９】 可能なスキームを多重化する様々な異なる可能なタイプのコンビネーションに
加えて、様々なネットワーク・アルゴリズムはさらにインプリメントされるかも
しれない。例えば、現在の発明は、図５(多くのユーザs, S２., SNはそれの内で
光ファイバーミディアム１３０に接続される)の内で示される、ネットワーク環
境のような様々なファイバー・コミュニケーション・システム・アーキテクチャ
ーに適用されてもよい。および、各ユーザsjは光ファイバー上の他のユーザsiと
通信するかもしれない。各ユーザあるいはノードsjはコードuを割り当てられる
。というのは、他のユーザからデータを受け取ることおよび異なるユーザは異な
るコードをむしろ割り当てられるからである。ユーザsiがユーザsjにデータを送
信する場合、送信するユーザsiは受信ユーザsjに割り当てられたコードを使用し
て、光学のシグナルをコード化する。また、受信ユーザはその割り当てられたコ
ードを使用して、シグナルを解読する。これは、送信するユーザが意図した受取
人ユーザのコードに依存するデータを送信するために、それが使用するコードを
ダイナミックに変えることが可能であることを必要とするかもしれない。任意の
１つのノードのためのコードは、ネットワークの全体にわたって分配された１つ
以上のマスター・ノードから割り当て可能かもしれない。従って、ネットワーク
内のノードがオン・ラインで来る場合、それは、通信する可能な普及スペクトル
・チャンネルのうちの１つの選択のためにコード化するためにコード(複数可)を
要求する。そのノードがネットワークを残す場合、特にそのノードによって使用
されたコードはネットワーク内の異なるノードに再び委託されるかもしれない。
様々なスキームは、永久に割り当てられたチャンネル上のＣＤＭＡ／ＣＤ技術あ
るいはトークン・パッシングにそのように要求するために使用されるかもしれな
い。二者択一で、トークン・パッシング技術は、コード区分チャンネルのうちの
１つを安全にするためのコードの獲得のために使用されるかもしれない。

【００７０】 さらに、示された具体化は、同時のユーザの数の増加を許す。上に議論された
人々のような先行技術スキームでは、Nがコードの最大の数である場合、同数の
コードに許される同時のユーザの最大の数は特に２｀１である。しかしながら、
示された具体化では、ほかに一定のすべての保持を備えたコードの最大の数は２
'である。したがって、システム処理能力の合計は劇的に増加させられ、そのた
めに、同時のユーザの最大の数によって決定されている、システム処理能力およ
びユーザ・データ割合の合計と共に、テラビットの少なくとも２分の１のシステ
ム処理能力を許す。

【００７１】 現在の発明に従う全面的な光ファイバーコミュニケーション・システムの特に
好ましいインプリメンテーションは、今記述され例証した。この全面的なシステ
ムは加えるキャパシティーのために使用されるかもしれない。すなわち、拡張フ
ァイバーの複数のユーザを接続する光通信システムに、帯域幅を増加させる光学
の接続。図１４は、多くの広いスペクトルを生成するための好ましい装置が単一
のエルビウムにドープしたファイバー出所を使用して、コストの内で有効な方法
を部品外注ことを例証する。そして、エルビウムの階層は出所の十分なチャンネ
ルを提供するために各々光通信システムのチャンネルを運転するための十分な強
度と共に、ファイバー・アンプをドープした。示されるように、単一のエルビウ
ムにドープしたファイバー出所３００は、出所の強度が約５ｄB未満によって変
わる波長の内で約２８ナノメーターの帯域幅を一般に提供して、気に入られるよ
うに広いスペクトルを備えた光を出力する。２８ナノメーターの帯域幅は、約３
.５のTHzのシステム帯域幅に相当する。最高の発光ファイバー出所としてさらに
名高いエルビウムにドープしたファイバー出所の出力は、ファイバー上に、入力
出所シグナルを分割し、出力に多くの４台のファイバー・アンプ３０４への４つ
以上のファイバーを供給するスター・カプラー３０２のような割る人に供給され
る。

【００７２】 ファイバー出所３００の出力が異なる４つの出所へ分離しているように、強度
は予期された方法に落ちる。４つの各々は出所から分割する。４本の広域スペク
トルの光ビームをむしろ各々提供するために４台のファイバー・アンプによって
したがって増幅される。オリジナルの出所３００強度とほぼ等しい強度を持って
いること絵入りの１２８のチャンネル・システムのために、このプロセスはいく
つかのさらに階層的ステージにより繰り返される。したがって、４台のファイバ
ー・アンプ３０４からの出力はファイバー上に、４つの割る人３０６(それらは
さらにスター・カプラーかもしれない)の対応するセットに供給される。スプリ
ッター３０６は、同縮小された強度の多くの出力へファイバー・アンプからの出
力を分割した。スプリッター３０６からの出力から分裂後、ファイバー・アンプ
３０８(それらは出所光の次のセットを提供する、広いスペクトル光の複数のチ
ャンネルの強度をむしろ増幅する)の一層の配列に供給され適切な強度を持って
いる３１０を発する。適切な強度を持っている広域スペクトルの出所の十分な数
が、実例となる１２８のチャンネル・ファイバー・コミュニケーション・システ
ムのための例１２８無所属派出所のために、生成されるまで、このプロセスが繰
り返される。広いスペクトル光源の希望のセット(ファイバー出所と比較して、
それらは有利にファイバー・アンプの低価格を利用する)を得るために単一の親
出所および多くのファイバー・アンプを使用するように、この階層的アレンジが
好まれる。

【００７３】 出所光の十分なチャンネルが生成された後、出所光のチャンネルは、図６中で
示されるそのような、多くの空間の光変調器あるいはエンコーダに供給される。
１２７台の異なるエンコーダは空間に入力光シグナルをコード化するために、上
に議論された方法で生成されて、異なる単極のアダマールコード・ベクトルを示
す１２７のマスクの各々と共に、１２８ビンマスクを使用する。むしろ、マスク
の各々は、線形のマスクの使用可能な幅を測るビンと共に、１２８の等しい分類
されたビンの合計があるマスクと共に、送信モードにおける使用用の固定マスク
である。したがって、１２８のビンは、帯域幅の内で、帯域幅を約２５ギガヘル
ツ提供する後の周波数間隔を定義する、個々の隣接したビンを、約３.５のＴＨ
ｚ(２８ナノメーター)の合計にかける。１つあるいは２進法の２つの値の他方を
持つために固定マスクの等しい分類されたビンの各々はコード・ベクトルによれ
ば割り当てられる。２進法の２つの値のうちの１つは、マスクのグラス基板上の
ブロッキング・クロム縞によって識別される。また、別の２進法の値はグラス基
板上の障害物を取り除かれ透明な縞によって識別される。その後例えば、コミュ
ニケーション・システムの１２８本のチャンネルの各々は別個の空間の符号づけ
機能によって定義される。また、チャンネルの各々はさらに図６の内で示される
そのような変調器１４４を使用して、時間領域シグナルで調整される。様々なチ
ャンネルが空間に一時的にの両方(等しく周波数)調整された後、１２８本のチャ
ンネルは組み合わせられ、ファイバーに注入される。

【００７４】 このファイバー・コミュニケーション・システムのための長距離送信は方法に
似ているやり方で管理される。他の従来のファイバー・コミュニケーション・シ
ステムが管理される。従来のように、シングルモード・ファイバを使用すること
は典型的である。さらに、ファイバー上のシグナルは分散と損失を経験する。フ
ァイバー上のシグナルが、規則的な間隔(例えば４０〜８０キロメーターごと)で
従来のファイバーにドープしたアンプを使用して、増幅されることは望ましい。

【００７５】 送信ファイバーの一方の終わりに、増幅されかつ、多くの１２８のレシーバ（
ファイバーへつながれた１２８台の発信機によって定義された、固定マスク・チ
ャンネルのうちの１つに各々対応する）に供給されて、結合した光シグナルは分
離している。絵入りの具体化の主要な目的は使用法を拡張することか、あるいは
ファイバー上でロードしている。したがって、各レシーバが１２８本のチャンネ
ルの一つの１つに供されるように、レシーバはさらに固定マスクを含む。レシー
バ(それらは図７の内で構造を示してもよい)は各々発信機マスクおよび別のマス
クと同一のレシーバ１マスク内に含めることにより特別の発信機によって定義さ
れた、特別のチャンネルに供される。そしてプログラム可能なＬＣＤ要素を使用
して、レシーバあるいは発信機のいずれかに１のような可変マスクを供給するの
に望ましい他の実施例でビットワイズ発信機マスクの補足は可能である。しかし
ながら、図説つきの実施例については、両方とも送信することにおいて固定マス
クの使用、およびコミュニケーション・システムの捕手の守備位置が、高いボリ
ューム・ファイバー・リンクに著しく改善された帯域幅を供給する、縮小された
原価計算システムを提供する。

【００７６】 上記で議論されているように、特に好ましい実施形態、固定マスク、ここに説
明されている１２８のチャンネルシステムは、サブバンドコーディング方法と共
に使用されている。図１５の中で示されたとともにコーディング、サブバンド符
号化(エンコーディングマスク１５６あるいはデコードのいずれかは１７0または
１７２をマスク)なしで３２0をマスクをCNによって、多くのセル Cで作られてお
り、マスクの使用可能な幅を測る。むしろ、マスクは、一次元の配列を形成する
多くのセルに分割された、液晶材料で作られている。交互に、マスクは固定マス
クでもよく、ブロッキング・クロム縞で覆われていた、ガラス基板および選択的
なセルから成るトランスミッションマスク。各セルはそれを通り抜ける軽いビー
ムの強度を減ずるために選択することが可能である。２進法のマスクについては
、セルが不透明かあるいは透明である。アナログマスクについては、セルの不透
明を少なくとも３段階に分かれる。２進法のマスクは、２進法のコード(それはO
(不透明なセル)およびI(透明なセル)のシーケンスである)によって表わされる。
アナログマスクは、アナログコード(それは0と１の間の値がある機能である)に
よって表わされる。２進法のマスクは例として図１0と１３の中で例証される。

【００７７】 図１６Aは現在の発明の実施例によってマスクを示す。マスクはN/２セル(Nは
偶数である)を各々包含して、２つのセクション３２２および３２４に分割され
る。セクション３２４のような２つのセクションのうちの１つが閉鎖される。言
いかえれば、セクション３２４中のすべてのセルは不透明である。他のセクショ
ン３２２中のセルは他方では、不透明か(0までに図１６Aの中で表わされた)、あ
るいは透明な(１ずつ表わされた)。セクション３２２中のセルの配列は、長さN/
２の２進法のコードuを表わす。コードuは、上に議論された条件を満たす１セッ
トの単極のコードから選ばれる。総数長さN/２の単極のコード・セットuiの中で
コード化するとN/２-１である。したがって、システムは、N/２-１ ユーザの最
初のグループを支援するかもしれない、図の中で示されるようにセクション３２
４が閉鎖されるマスクを持っている各ユーザは１６A、及びその中でセクション
３２２は特殊ななコードujによって表わされる。さらに、システムは、N/２-１
ユーザの別のグループを支援しても良く、図１６Bの中で示されるようにセクシ
ョン３２２が閉鎖され、その中でセクション３２４が各々が特殊なコードujによ
って表わされるマスクを持っている各ユーザシステムによって支援されたユーザ
の総数はしたがってN-２である。

【００７８】 これは、図１５(それの中で、マスクの半分を持っていることが閉鎖したので
はなく、コード化するために、長さNの全マスクは使用される)の中で示されるよ
うなシステムに匹敵するかもしれない。全マスクを表わす単極のコードが長さN
であるので、システムはN-特殊なコードを持ったIつのユーザの合計を支援する
ことが可能である。したがって、Nが多数である場合、２つのシステムによって
支援されたユーザの比較的総数は大きい。

【００７９】 互いに干渉する信号の関係によって各ユーザの最大のデータ割合は同じスペク
トルの範囲の中で送信するユーザの総数に反比例する。したがって、図１６Aと
１６Bのシステムでは、各ユーザはN/２-２を単に妨げる。異なるグループ中のユ
ーザとして、同じスペクトルの範囲の中で送信するユーザは、互いに邪魔をしな
い。図１５のシステムでは、他方では、各ユーザには、同じスペクトルの範囲中
で送信する、N-２妨げるユーザがいる。したがって、図１６Aおよび１６Bのシス
テム中の各ユーザは、図１５のシステムの中でユーザによって使用することが可
能であるデータレートよりおよそ２倍高いデータレートで信号を送信することが
可能である。その結果、マスクの全長さがコード化のために使用される場合、図
１５のシステムと比較して、マスクが２つのセクションに分割される場合、シス
テムスループット(それは各ユーザのデータ割合の製品、およびシステムによっ
て支援されたユーザの総数である)は、図１６Aのシステムおよび１６Bにおいて
およそ２度、同じくらい高い。

【００８０】 図１６Aおよび１６Bのシステムは、他方では、ソースパワー利用では図１５の
システムとおよそ半分効率的である。マスクの半分が閉鎖されるので、ソースパ
ワーのスペクトルの範囲の半分でデータ通信のために利用される。

【００８１】 概して言えば、長さNのマスクは、コード化された１つのセクションを備え
た等しい長さのMセクションに分割されるかもしれない。また、他のすべてのセ
クションは閉鎖されている。システムスループットは、Mの要因だけ高められた
パワー効率のコストで、ほぼMの要因だけ増加させられる。

【００８２】 さらに、図１６Aおよび１６Bの中で示されるマスク、コード化されたセクショ
ン３２２および塞がったセクション３２４では、各々は接触するセルを包含する
が、これらのセクションは、図中で示されるもののようなセルの接触しないサブ
セクションで作られているかもしれない。１７Aと１７Bは図中の長さ Nのマスク
。６Aは、l長さ N/４の４つのサブセクションに分割される。サブセクション ３
２６および３２８はサブセクション３３0および３３２がコード化されたセクシ
ョンを形成するために結合している一方、塞がったセクションを形成するために
結合する。他のサブセクションアレンジメントはさらに、全面的なシステム内の
ユーザが分割されるグループの異なる数を備えたものを含めて、使用されるかも
しれない。

【００８３】 現在の発明の実施例はシステムに記述されたが使用その符号図６および７のス
キームをデコードして、発明は、さらに他のCDNIAを使用するシステム中で適用
してもよい。さらに符号づけ及びスキームのデコードも行われる。

【００８４】 現在の発明が、ある好ましい具体化、現在発明に対する特別の強調で記述され
ていた一方、現在の発明はここに記述された特別の具体化に制限されていない。
通常の技術のものは、現在の発明の教えの内に残る間に、現在の発明の特別の実
施例にある修正および変化がなされるかもしれないことを認識する。例えば、上
記の実施例がファイバー上に解決した通信システムでは示されていた一方、現在
の発明の様相は、直ちに大気上光学システムに使用される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の光ファイバーがＣＤＭＡコミュニケーション・システムソリューション
を示す。

【図２】 図１のシステムの内で使用されるかもしれない１つのレシーバ配置の内でさら
に詳細な視界を提供する。

【図３】 光学のＣＤＭＡシステムの内でバイポーラのコードを使用するためにエンコー
ダ示す。

【図４】 現在の発明による光ファイバーネットワークの異なる配置を示す。

【図５】 図４と同じく現在の発明による光ファイバーネットワークの異なる配置を示す
。

【図６】 現在の発明によるエンコーダの最初の実施例のブロックダイヤグラムである。

【図７】 現在の発明によるデコーダの最初の実施例のブロックダイヤグラムである。

【図８】 現在の発明によるデコーダの別の実施例のブロックダイヤグラムである。

【図９】 現在の発明によるエンコーダの３番めの実施例内の使用用の液晶マスクのスケ
ッチである。

【図１０】 Ａ、ＢおよびＣは図９のマスクのための個別の透明機能の連続的な表示である
。

【図１１】 はファイバーから受け取られた光のフーリエ変換のグラフ式である。

【図１２】 ＡおよびＢは、概略的に発明の３番めの実施例によってエンコーダおよびデコ
ーダを示す。

【図１３】 １３Ａ、ＢおよびＣは、発明の３番めの実施例によるマスクおよびマスク機能
のグラフ式を示す。

【図１４】 本発明による方法を使用したファイバーによる通信のＮチャンネルのための光
ビームを生成するために十分な強度を持っているＮブロードスペクトル光学ソー
スを発生する装置の概略図。

【図１５】 本発明の好ましい実施例による極性化無感覚なビーム・セパレーターを概略的
に図示する。

【図１６】 図７の内で概略的に図に示した光学の検知回路類をより非常に詳しく図示して
いる。

【図１７】 図７の内で概略的に図に示した光学の検知回路類をより非常に詳しく図示して
いる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ ，ＫＧ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ， ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ナラギー、 マノウアー アメリカ合衆国 90230−6608 カリフォ ルニア州 カルヴァー シティー アップ ランダー ウェイ 5800 (72)発明者 チャン、 ジェームス ケー アメリカ合衆国 90230−6608 カリフォ ルニア州 カルヴァー シティー アップ ランダー ウェイ 5800 Ｆターム(参考） 2K002 AA02 AB22 BA01 EA07 EA14 5K002 CA14 DA01 DA05 5K022 EE01 EE21 EE31 【要約の続き】 ンに対応しているサードマスクのセクションは、サード コードを有している。このサードコードは、ファースト コードを補足し、ファーストマスクのブロックセクショ ンに対応しているサードマスクのセクションもブロック される。システムにおける複数のユーザーは、２つのセ クション中ファーストがブロックされセカンドは符号化 される中でマスクを有する。一方、他のユーザーは、２ つのセクション中セカンドがブロックされファーストが 符号化される中でマスクを有する。エンコーディングマ スクを符号化するために用いられるファーストコード は、安定した両極直交式コードから導かれた単極コード のセットから選択される。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学的コード分割多重アクセス通信システムにおいて、複数の
   ユーザが光ファイバに接続され、少なくとも1人のユーザが光ファイバを通じて
   光信号を送信し、少なくとも1人のユーザが光ファイバから光信号を受信し、送
   信ユーザ側のエンコーディング装置は、データ信号を含む変調およびエンコード
   された光ビームを生成するためのものであり、前記エンコーディング装置は、 光ビームを提供するための広帯域光源と、 データ信号に応じて光ビームの強度を変調するための光変調器と、 それぞれが少なくとも２値のうち１つである数字のシーケンスを有する第１
   コードを有する第１光チャンバであって、この第１光チャンバは、それぞれ前記
   第１コードの１桁の数字に対応する複数のスペクトル成分を光ビーム中に定義し
   、前記第１光チャンバは、第１コードの対応する桁の数字に応じて光ビームの各
   スペクトル成分の強度を減衰することにより、エンコードされた光ビームを生成
   し、スペクトル成分は、コードの対応する桁の数字が第１値である場合、実質的
   に完全に除去され、 前記第１コードは同一長の第１部と第２部とを有し、第１部は第１サブコー
   ドを定義し、第２部の各桁は第１値を有し、 第１サブコードは単偏光コードのセットから選択され、この単偏光コードの
   セットにおいてセットに含まれる各コードはセット中の任意の他のコードとその
   コンプリメント（補数）との差に直交する第１光チャンバと、 変調およびエンコードされた光ビームを光ファイバへ入射する光カプラと を有する。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光通信システムにおいて、前記受信ユーザ側の
   前記デコーディング装置は、光ファイバにより送信される光信号をデコードし、
   送信ユーザにより送信されるデータ信号を回収するためのものであり、このデコ
   ード装置は、 光ファイバにより送信される光信号の一部を分割する光パワースプリッタと
   、 分割された光信号を第１光ビームと第２光ビームとに分離するビームスプリ
   ッタと、 第２コードを有する第２光チャンバであって、第２コードはそれぞれが少な
   くとも２値のうち１つを持つ数字のシーケンスを有し、この第２光チャンバは、
   それぞれが第２コードの各桁に対応する複数のスペクトル成分を第１光ビーム中
   に定義し、またこの第２光チャンバは、第２コードの対応する桁の数字に応じて
   第１光ビームの各スペクトル成分の強度を減衰することにより、第１エンコード
   された光ビームを生成し、 前記第２コードは、第１コードの第１部と第２部とに対応する同一長の第１
   部と第２部とを有し、第２コードの第１部は、第１サブコードと同一な第２サブ
   コードを定義し、第２コードの第２部の各桁は第１値を持つ、第２光チャンバと
   、 第３コードを有する第３光チャンバであって、第３コードはそれぞれが少な
   くとも２値のうち１つを持つ数字のシーケンスを有し、この第３光チャンバは、
   それぞれが第３コードの各桁に対応する複数のスペクトル成分を第２光ビーム中
   に定義し、またこの第３光チャンバは、第３コードの対応する桁の数字に応じて
   第２光ビームの各スペクトル成分の強度を減衰することにより、第１エンコード
   された光ビームを生成し、 前記第３コードは、第１コードのコンプリメントであり、 前記第３コードは、第１コードの第１部と第２部とに対応する同一長の第１
   部と第２部とを有し、第３コードの第１部は、第１サブコードのコンプリメント
   である第３サブコードを定義し、第３コードの第２部の各桁は第１値を持つ、第
   ３光チャンバと、 第１のデコードされた光ビームと第２のデコードされた光ビームを検出し、
   第１のデコードされた光ビームと第２のデコードされた光ビームとの強度差を表
   わす出力信号であって、回収すべきデータ信号を表わす出力信号を生成する光検
   出器と を有する。
3. 【請求項３】 複数のユーザが光ファイバに接続され、少なくとも1人のユー
   ザが光ファイバを通じて光信号を送信し、少なくとも1人のユーザが光ファイバ
   から光信号を受信する、光学的コード分割多重アクセス通信システムにおける、
   データ信号をエンコードおよびデコードする方法であって、エンコード方法は、 複数のスペクトル成分を有する広帯域光ビームを提供する工程と、 データ信号に応じて光ビームの強度を変調する工程と、 第1コードに基づいてスペクトル的に光ビームをエンコードする工程であっ
   て、第１コードは、それぞれが光ビームのスペクトル成分に対応する数字のシー
   ケンスを有し、この各桁の数字はそれぞれが少なくとも２値のうち１つを有し、
   スペクトルエンコーディングは、第１コードの対応する桁の数字に応じて光ビー
   ムの各スペクトル成分の強度を減衰して、エンコードされた光ビームを生成する
   ことにより実行され、スペクトル成分は、コードの対応する桁の数字が第１値で
   ある場合、実質的に完全に除去され、 前記第１コードは同一長の第１部と第２部とを有し、第１部は第１サブコー
   ドを定義し、第２部の各桁は第１値を有し、 第１サブコードは単偏光コードのセットから選択され、この単偏光コードの
   セットにおいてセットに含まれる各コードはセット中の任意の他のコードとその
   コンプリメントとの差に直交する、第1コードに基づいてスペクトル的に光ビー
   ムをエンコードする工程と、 光ファイバからの光信号の一部を分割する工程と、 分割された光信号を第１光ビームと第２光ビームとに分離する工程であって
   、第３コードは、それぞれが光ビームのスペクトル成分に対応する数字のシーケ
   ンスを有し、この各桁の数字はそれぞれが少なくとも２値のうち１つを有し、ス
   ペクトルエンコーディングは、第３コードの対応する桁の数字に応じて光ビーム
   の各スペクトル成分の強度を減衰して、エンコードされた光ビームを生成するこ
   とにより実行され、 前記第３コードは第1コードの第１部と第２部とに対応する同一長の第１部
   と第２部とを有し、第３コードの第１部は、第１サブコードのコンプリメントで
   ある第３サブコードを定義し、第３コードの第２部の各桁は第１値を持つ、分割
   された光信号を第１光ビームと第２光ビームとに分離する工程と、 第１のスペクトル的にデコードされた光ビームと第２のスペクトル的にデコ
   ードされた光ビームを区別的に検出して、回収すべきデータ信号を表わす出力信
   号を生成する、分割された光信号を第１光ビームと第２光ビームとに分離する工
   程と を有する。