JP2010522493A - 高電力効率の光無線送信器 - Google Patents

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Abstract

低電力効率、出力の非線形性による信号歪曲、多くの接続端子、光源の光電力強度の不均一性の問題を解決することができる高電力効率光無線送信器が提供される。高電力効率光無線送信器は、電気信号に対応する光出力電力を生成するために基底帯域変調器から入力された電気信号の振幅を光源制御信号に変換する振幅−配列変換器と、振幅−配列変換器の光源制御信号に基づいて光源を駆動する光源ドライバ群と、光源ドライバ群によって駆動される、様々な光電力強度を生成するMMRS(Modified Mixed Radix System:変形された多進)又はMMRR(Modified Mixed Radix system with Redundancy:追加要素を有する変形された多進)光源群とを備える。

Description

本発明は、光通信装置に係り、特に高効率で光信号を送信できる高効率光無線送信器に関する。
近年、IT技術の進歩は、時間及び場所に関わらず任意のタイプの装置の間で様々なサービスを提供することができるユビキタス通信環境の発展をもたらした。加えて、ユビキタス通信ネットワークにおいて、異なる端末を接続するための無線通信の使用は、コードレスの操作性及び移動性によって益々増えている。
現在用いられる無線通信技術において、RF/MW周波数帯域は、数MHzから数十GHzに変わり、有線通信技術に比べて相対的に低いサービス速度で用いられる。加えて、無線通信技術において、周波数共用がユーザー端末ネットワーク、衛星ネットワーク/軍事ネットワークの間で必要とされる。また、情報セキュリティ及び人体への電磁妨害(EMI:electromagnetic interference)の危害性などの問題も、解決する必要がある。
従来の無線通信の問題を解決する見込みがある技術として、空間を介して伝播する光を用いて情報を通信する光無線通信技術が提案された。
現在の研究結果によると、輝度変調(IM)/直接観測(DD:Direct Detection)光無線通信技術が、屋内用光無線通信に関して安価の実用的な光変調方式を提供することができる。
図1は、従来のIM/DD光無線通信装置を例示する概念図である。
従来の光無線通信装置の動作は、図1を参照して簡単に説明される。入力電気信号は、変調器10によって光チャンネルに適した線符号(line code)に変換され、増幅器によって適切な電流信号に増幅される。レーザーダイオード(LD)又は発光ダイオード(LED)などの光放出デバイス20は、電流信号を用いることによって光信号(光チャンネル)を出力する。光信号は、光検出器(PD)30によって検出され、光電流信号に変換される。光電流信号は、復調器40によって復調され、受信器に出力される。
変調器10によって実行される変調は、時間領域変調と周波数領域変調とに大別される。時間領域変調において、信号強度のオン−オフ特性を利用することによって送信信号を変調するノン・リターン−トゥ−ゼロ(NRZ:Non Return to Zero)又はリターン−トゥ−ゼロ(RZ:Return to Zero)符号オン−オフ・キーイング方式及びパルス間の時間差を利用することによって送信信号を変調するパルス位置変調方式が用いられる。周波数領域変調方式は、1つまたは複数の副搬送波を利用することによって実行される。
周波数領域変調方式として、直交周波数分割多重(OFDM)が用いられる。OFDMは、多重経路による信号干渉を解決しなければならないx−デジタル加入者線(xDSL:X−Digital Subcriber Line)、無線ローカルエリアネットワーク(LAN)、無線インターネットなどの有線/無線通信のために広く用いられる。OFDMは、容易な実装及び容易な周波数帯域管理の利点を有する。
OFDMにおいて、出力信号は、大きなピーク対平均電力比(PAPR)を有する。それ故に、出力段階での電力増幅器の動作効率が低下され、通信性能は電力増幅器の非線形性によって引き起こされる信号歪曲によって劣化される。従って、OFDMを利用するIM光無線通信において、高いPAPRによって、光無線送信器の電力効率が低下され、非線形信号歪曲が生じる。
これらの問題点を、以下の図2を参照して詳細に説明する。
図2は、従来のIM光無線送信器を例示する概略的なブロック図である。
図2を参照して光無線送信器の動作を説明する。入力された電気信号は、基底帯域変調器201によって変調される。基底帯域変調器201の出力信号は、デジタル信号である。デジタル信号は、デジタル・アナログ(DA)変換器202によってアナログ信号に変換される。アナログ信号は、出力増幅器203によって増幅される。LD又はLED204は、増幅された信号によって駆動され、出力増幅器203の出力信号に比例する光電力信号を生成する。
上述したように、基底帯域変調器201に関してOFDM方式を用いる場合において、基底帯域変調器201の出力信号は、高いPAPR特性を有する。それ故に、出力信号を線形的に増幅するために、電力増幅器203は、A級バイアス状態(class−A bias state)で実装される必要がある。一般に、A級増幅器の最大電力効率は、50%又はそれ未満に制限される。増幅器の電力効率は、入力信号のPAPRに反比例する。例えば、PAPRが10dBである場合、電力増幅器203の電力効率は、約5%である。
高いPAPR特性を有する信号は、増幅器の非線形性によって引き起こされる信号歪曲を被る。信号歪曲を妨げるために、電力増幅器203は、平均システム電力より10dB〜20dB大きい出力電力容量を有する必要がある。我々の研究の結果によると、1Gb/s〜3Gb/s屋内用光無線通信のための光無線送信器は、1Wの平均光電力を有する必要がある。そのような高電力光無線送信器は、超広域増幅(UWB)通信に関して、典型的な0.1mW光無線送信器よりも40dB高い値である。
従って、1W光無線送信器が従来技術を利用することによって実装される場合、電力増幅器203は、LD/LEDの50%の光電変換効率を仮定する20Wから40Wの最大出力電力を有して実装される必要がある。言い換えると、競争力のある1W光無線送信器を、従来技術を利用することによって実装することはできない。
このような出力増幅器203の高い電力消費の問題は、UWB技術又は802.11n技術に関する光無線通信技術の競争力のために解決しなければならない。実用的な方法として、高い変調速度を維持しながら、非常に多くのLD又はLEDを用いて1W光信号を生成することができる。しかしながら、面発光レーザー(VCSEL)ダイオードなどのLDを高い電流で駆動する場合、LDの光電力強度の不均一性がLDアレイの冷却構造の差によって生じる。従って、非常に多くのLDを用いる光無線送信器は、LDの光電力強度の不均一性に対処する必要がある。
複数のLD/LEDを使用する場合において、複数のドライバがLD/LEDを駆動する必要がある。一般に、ドライバは、光学素子とは異なる素材で作られている。それ故に、分離されて形成された2つの素子は、互いに接続されなければならない。しかしながら、2つの素子の間の接続に関して、多くの接続ワイヤが必要とされる。従って、安価な光無線送信器を実装するために、ドライバとLDもしくはLEDとの間の接続ワイヤの数を少なくすべきである。
本発明は、低電力効率、出力の非線形性による信号歪曲、非常に多くの接続端子、光源の光強度の不均一性の問題を解決する高電力効率光無線送信器を提供する。
本発明の態様によると、基底帯域変調器から入力された電気信号に対応する光出力を生成するために、電気信号の振幅を光源制御信号に変換する振幅−配列変換器と、振幅−配列変換器の光源制御信号に基づいて光源を駆動する光源ドライバ群と、光源ドライバ群により駆動され、様々な光電力強度を生成するMMRS(Modified Mixed Radix System:変形された多進数)又はMMRR(Modified Mixed Radix system with Redundancy:追加要素を有する変形された多進数)光源群とを備える高電力効率光無線送信器を提供する。
本発明の上記の態様において、MMRS光源群は、n個の光源群を含むことができ、n個の光源群のうちの1番目の光源群は、(m1−1)個の1番目の単位光源を含み、1番目の単位光源の相対的光電力強度は1であり、n個の光源群のうちの2番目の光源群は、(m2−1)個の2番目の単位光源を含み、2番目の単位光源の相対的光電力強度はm1であり、n個の光源群のうちのk番目の光源群は、(mk−1)個のk番目の単位光源を含み、k番目の単位光源の相対的光電力強度は
Figure 2010522493
であり、n個の光源群のうちのn番目の光源群は、(mn−1)個のn番目の単位光源を含み、n番目の単位光源の相対的光電力強度は
Figure 2010522493
であり、n、m1、m2、mk、及びmnは任意の整数であり、MMRS光源群は、単位光源のオン−オフを制御することによって、
Figure 2010522493
の範囲の任意の整数を有する光電力強度を生成する。
加えて、MMRR光源群は、n個の光源群を含むことができ、n個の光源群のうちの1番目の光源群は、(m1+α1−1)個の1番目の単位光源を含み、1番目の単位光源の相対的光電力強度は1であり、n個の光源群のうちの2番目の光源群は、(m2+α2−1)個の2番目の単位光源を含み、2番目の単位光源の相対的光電力強度はm1であり、n個の光源群のうちのk番目の光源群は、(mk+αk−1)個のk番目の単位光源を含み、k番目の単位光源の相対的光電力強度は
Figure 2010522493
であり、n個の光源群のうちのn番目の光源群は、(mn+αn−1)個のn番目の単位光源を含み、n番目の単位光源の相対的光電力強度は
Figure 2010522493
であり、n、m1、m2、mk、mn、α1、α2、αk、及びαnは任意の整数であり、MMRR光源群は、単位光源のオン−オフを制御することによって、
Figure 2010522493
の範囲の任意の整数を有する光電力強度を生成する。
また、MMRS又はMMRR光源群とMMRS又はMMRR光源群を駆動するドライバとの間の接続線の数を、単独駆動の光源を用いる光無線送信器と比較して指数関数的に減少することができる。加えて、各光源群の各単位光源は、複数のLD又はLEDを並列に、もしくは直列に、又は直並列の両方で接続することによって構成することができる。
また、MMRS又はMMRR光源群を駆動するために用いられる光源制御信号(Dn,…,D1)を生成する振幅−配列変換器301又は400は、電気信号307をMMRR/MMRS表記法の電気信号(Qn,…,Q2,R1)に変換する(n−1)個の入力変換器と、桁数情報(Qn,…,Q2,R1)及び最終周期の最終ターン−オン境界位置情報(S'n,…,S'1)に基づいて現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(Sn,…,S1)を計算するn個のモジュロ加算器と、現在周期の最終ターン−オン境界位置情報を格納するn個のレジスタと、現在周期の最終ターン−オン境界位置情報及び最終周期の最終ターン−オン境界位置情報に基づいて単位光源のオン−オフを制御するために用いられる光源制御信号を生成するn個のデコーダとを備えることができる。
加えて、モジュロ加算器402(k)は、最終周期の最終ターン−オン境界位置情報(S'k)をモジュロ(mk+αk−1)加算で電気信号307のMMRR/MMRSのk番目の桁数情報(Qk又はR1)に加算することによって現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(Sk)を計算することができる。
また、MMRS又はMMRR光源群を駆動するために用いられる光源制御信号を生成する振幅−配列変換器は、電気信号をMMRS表記法の電気信号に変換する(n−1)個の入力変換器と、桁数情報(Qn,…,Q2,R1)及び現在周期の開始ターン−オン境界位置情報(S'n,…,S'1)に基づいて現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(Sn,…,S1)を計算するn個のモジュロ加算器と、現在周期の開始ターン−オン境界位置情報を生成するn個の乱数発生器と、現在周期の最終ターン−オン境界位置情報及び現在周期の開始ターン−オン境界位置情報に基づいて単位光源のオン−オフを制御するために用いられる光源制御信号を生成するn個のデコーダとを備えることができる。
また、各モジュロ加算器は、モジュロ加算方法を用いることによって現在周期の最終ターン−オン境界位置情報を計算することができ、モジュロ加算方法は、現在周期の開始ターン−オン境界位置情報(S'k)を電気信号の桁数情報(Qk又はR1)に加算し、余りを得るために各桁数の単位光源の個数(mk+αk−1)で結果を割り算し、余りに現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(Sk)を入力する方法とすることができる。
さらに、MMRS又はMMRR光源群を駆動するために用いられる光源制御信号を生成する振幅−配列変換器は、電気信号及び最終周期の最終ターン−オン境界位置情報(S'n,…,S'1)によって指定された情報ストレージに予め格納された現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(Sn,…,S1)を出力するルックアップ装置と、現在周期の最終ターン−オン境界位置情報を格納するn個のレジスタと、現在周期の最終ターン−オン境界位置情報及び最終周期の最終ターン−オン境界位置情報に基づいて単位光源のオン−オフを制御するために用いられる光源制御信号を生成するn個のデコーダとを備えることもできる。
また、ルックアップ装置のルックアップメモリページの数は、電気信号及び光源の数によって決定することができ、各ルックアップメモリページのメモリ空間は電気信号のダイナミックレンジによって決定され、各ルックアップメモリページは、
Figure 2010522493
行を有し、各行は、現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(Sn,…,S1)を格納する。加えて、ルックアップ装置は、光源ドライバの駆動電源電圧情報及び光源群の温度情報を管理する最適な現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(Sn,…,S1)を出力する。さらに、高電力効率光無線送信器を起動するとき、駆動電源電圧情報は固定され、光源群の温度情報は、補助メモリ装置に格納することができ、動作温度を変化するときにルックアップ装置上にロードされる。
さらに、MMRS又はMMRR光源群を駆動するために用いられる光源制御信号を生成する振幅−配列変換器は、ルックアップ開始位置を決定する信号(0〜T−1)を生成する乱数発生器と、現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(Sn,…,S1)及び電気信号とルックアップ開始位置を決定する信号(0〜T−1)とによって指定された情報ストレージに予め格納された現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(S''n,…,S''1)を出力するルックアップ装置と、現在周期の最終ターン−オン境界位置情報及び現在周期の開始ターン−オン境界位置情報に基づいて単位光源のオン−オフを制御するために用いられる光源制御信号を生成するn個のデコーダとを備えることができる。
また、ルックアップ装置のルックアップページの数はTとすることができ、各ルックアップメモリページのメモリ空間は、電気信号のダイナミックレンジによって決定され、各ルックアップメモリページは、
Figure 2010522493
行を有し、各行は、現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(Sn,…,S1)及び現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(S''n,…,S''1)を格納する。
また、乱数発生器は、ルックアップ開始位置を決定する信号(0〜T−1)を生成し、0〜T−1の間の整数を均等に出力するカウンターなどの装置で置換することができる。
本発明の高電力効率光無線送信器によると、従来の光無線送信器と比較して、ドライバ及び光源の間に少ない数の接続端子及び接続線を備え、任意のレベルの光出力電力を高効率で得ることができる。加えて、不均一の光電力強度を有する光源を用いる場合でさえ、線形動作特性を有する光無線を実装することができる。
本発明に係る光無線送信器において、複数の光源及びドライバは、少ない数の接続端子及び接続線を用いることによって接続することができ、簡単な構造を有する安価の光無線送信器を実装することが可能となる。
加えて、本発明に係る光無線送信器において、任意のアナログ光電力は、様々な光電力強度を有する光源をオン−オフに切り替えることだけによって生成することができ、高電力効率光無線送信器を実装することが可能となる。
さらに、本発明によると、不均一な光電力特性を有する複数の光源を用いる場合でさえも、線形動作特性を有する光無線送信器を実装することが可能となる。
本発明の上述の及び他の特徴及び利点は、添付の図面を参照してそれらの例示的な実施形態をより詳細に説明することによってより明らかになるであろう。
従来の輝度変調(IM)/直接観測(DD)の光無線通信装置を例示する概念図である。 従来のIM光無線送信器を例示する概略的なブロック図である。 本発明の一実施形態に係る高電力効率光無線送信器の構造を例示する図である。 本発明の一実施形態に係る、図3の振幅−配列変換器として利用される様々な振幅−配列変換器の構造を例示する図である。 本発明の一実施形態に係る、図3の振幅−配列変換器として利用される様々な振幅−配列変換器の構造を例示する図である。 本発明の一実施形態に係る、図3の振幅−配列変換器として利用される様々な振幅−配列変換器の構造を例示する図である。 本発明の一実施形態に係る、図3の振幅−配列変換器として利用される様々な振幅−配列変換器の構造を例示する図である。 本発明の一実施形態に係る、図4C及び図4Dのルックアップ装置のメモリマップの構成を例示する図である。 本発明の一実施形態に係る、図4C及び図4Dのルックアップ装置トのメモリマップの構成を例示する図である。
以下では、本発明は、添付の図面を参照して本発明の例示的な実施形態を説明することによってより詳細に記載される。図面中の同一符号は、同じ要素を示す。明細書において、様々な言葉が本発明を説明する目的で用いられ、特許請求の範囲によって定義されるように本発明の範囲を制限することを意図したものではない。
[MMRS表記法]
図2の図2の基底帯域変調器201の出力、すなわち、図3の入力信号307は、任意の自然数Xによって示すことができ、Xは(式1)で表記することができる。(式1)において、akはk番目の桁数(k−th digit)、bk-1はk番目の級数(weight number)を意味する。一般的な混合基数(MR)表記法では、級数より”1”が小さい数字までの桁数のみを用いることができる。しかしながら、k+1番目の級数が(式1)の
Figure 2010522493
の条件を満たす場合、すなわち、(k+1)番目の級数にk番目の最大桁数に基づいて設定される場合、条件を満たす任意の自然数を任意の桁数に使用することができる。それ故に、(式1)によって表記される基数表記法を変形された多進数(MMRS:Modified Mixed Radix System)表記法と呼ぶ。
ここで、MMRS表記法の特性を詳細に説明する。全てのkに関して、mk=2の場合、(式1)は、自然数に対する2進数表記法となる。全てのkに関して、mk=10の場合、自然数に対する10進数表記法となる。m1=10、m2=2の場合、最初の項は、1の級数を有する10進数表記を表記し、2番目の項は、10の級数を有する2進数表記を表記する。
X=a1+a21+a32+…+ann-1 (式1)
ここで、0≦ak≦mk
Figure 2010522493
、mkは任意の自然数であり、k=1,2,3,…nである。
図3の入力電気信号307のダイナミックレンジ、すなわち、(式1)によって表記することができる自然数範囲は、(式2)によって表示される。ダイナミックレンジ内のあらゆる自然数は、(式1)において一意に決定される。すなわち、同じ振幅を有する入力電気信号307は、(式1)において一意に表記することができる。
Figure 2010522493
[MMRS光源群]
入力電気信号307に対応する光出力電力を生成する動作は、入力電気信号307をMMRS表記法の入力電気信号Xに変換する動作と同一である。すなわち、入力電気信号X 307に関する光電変換動作は、入力電気信号Xを(式1)のMMRS表記法の入力信号に変換する動作と同一であり、変換されたMMRS表記法の入力電気信号Xの級数1,b1,b2,…,bn-1が光源の相対的な光出力強度
Figure 2010522493
に対応し、MMRS表記法の入力電気信号Xの桁数a1,a2,…,ak,…anは、級数毎の光源の数に対応し、対応する光源をオンにする。
入力電気信号X 307のダイナミックレンジが(式1)を満たす場合、入力信号Xの全ての値に関する光電変換のために必要とされる光源の最少個数は、桁数当たり(m1−1)、(m2−1)、…、(mk−1),…,(mn−1)である。MMRS表記法によって構成された光源群は、MMRS光源群と呼ぶ。すなわち、MMRS光源群は、MMRS表記法の入力信号Xの級数である相対的な光電力強度(optical power intensity)
Figure 2010522493
を有する光源で構成され、光電力強度に対応する光源の数は、(m1−1)、(m2−1)、…、(mk−1),…,(mn−1)である。
MMRS光源群とMMRS光源群に関するドライバは、
Figure 2010522493
の接続線と接続される。しかしながら、MMRS光源群が同じ光電力強度、すなわち、相対的光電力強度1を有する単位光源で構成される場合において、必要な接続線の数は、
Figure 2010522493
である。例えば、m1=16、m2=16、m3=16の場合、MMRS光源群は0〜4095のダイナミックレンジを有する光源を用いることによって構成され、ドライバの接続線の総数は45本であり、相対的光電力強度1を有する単位光源で構成される光源群に関する接続線の総数は4095本である。
MMRS光源群は、大幅に少なくした数の光源−ドライバ接続線で接続することができる。加えて、(式2)の範囲内の全ての光電力強度は、MMRS光源群の単位光源のオン−オフを制御することのみによって生成することができる。すなわち、MMRS光源群は、アナログ出力増幅器を使用せずに単位光源をオン及びオフにすることによってアナログ電力強度を有する光を生成することができる。従って、安価の高電力効率光無線送信器がMMRS光源群を利用することによって実装することができる。
[MMRR光源群]
MMRS光源群の単位光源の光電力強度は、MMRS表記法において級数
Figure 2010522493
を有する必要がある。しかしながら、単位光源を製造するための工程の不均一性によって、均一な単位光源の光電力強度を得ることは非常に困難である。単位光源の不均一性に関する対応策として、(k+1)番目の級数に対応する単位光源の光電力強度が特定の値
Figure 2010522493
より小さい場合において、光無線送信器の光電力強度の減少量がk番目の桁数に対応する余分な単位光源をさらにオンにすることによって補正することができる。一方、(k+1)番目の級数に対応する単位光源の光電力強度が特定の値
Figure 2010522493
より大きい場合において、光無線送信器の光電力強度の増加量がk番目の桁数に対応する余分な単位光源をさらにオフにすることによって補正することができる。
加えて、MMRS光源群の単位光源がピーク値駆動方式を用いて駆動する場合において、一度オンにされた単位光源は、熱放出及び光電変換効率の観点から所定の時間間隔の間ターン−オフ状態を維持される必要があることに利点がある。所定のターン−オフ時間間隔を確保するために、MMRS光源群に関する単位光源の数よりも多い単位光源が必要とされる。
単位光源の光電力強度の不均一性に対処するために、及び単位光源のピーク値操作性を確保するために、MMRR光源群のために必要とされる単位光源の数は、MMRS光源群の桁数あたりに必要とされる最少数(m1−1),(m2−1),…,(mk−1),…,(mn−1)より多い。
この理由のため、MMRS表記法の入力信号のk番目の最大桁数(mk−1)よりもαk大きい整数が用いられ、入力電気信号307は(式3)によって表記される。(式3)によって表記される基数表記法は、追加要素を有する変形された多進数(MMRR:Modified Mixed Radix system with Redundancy)表記法と呼ぶ。
X=a1+a21+a32+…+ann-1 (式3)
ここで、0≦ak≦mk+αk
Figure 2010522493
,mk及びαkは任意の自然数であり、k=1,2,3,…nである。
MMRS光源群と同様に、MMRR表記法にしたがって実装される光源群は、MMRR光源群と呼ばれる。すなわち、MMRR光源群は、MMRR表記法の入力信号Xの級数である相対的光電力強度
Figure 2010522493
を有する光源で構成され、光電力強度に対応する光源の数は、(m1+α1−1),(m2+α2−1),…,(mk+αk−1),…,(mn+αn−1)である。MMRR光源群は、単位光源の光電力強度の不均一性を避ける機能及びMMRS光源群の全ての特性と同様の単位光源のピーク値操作性を有する。
[実施例]
図3は、本発明の一実施形態に係る高電力効率光無線送信器の構造を例示する図である。
図3を参照すれば、高電力効率光無線送信器300は、入力電気信号307の振幅を駆動される光源の配列に対応する光源制御信号に変換する振幅−配列変換器301と、様々な駆動力を有する光源ドライバ群302と、様々な光電力強度を有するMMRR光源群303〜306とを備える。
より詳細には、光無線送信器300は、基底帯域変調器からの電気信号入力307を光源オン−オフ制御信号D1(1:m1+α1−1)〜Dn(1:mn+αn−1)に変換する振幅−配列変換器301と、
Figure 2010522493
の相対的駆動力を有し、MMRR光源群303〜306のオン−オフを駆動し、振幅−配列変換器301のD1(1:m1+α1−1)からDn(1:mn+αn−1)の出力信号によって制御される光源ドライバ群302(1)〜302(n)と、
Figure 2010522493
の相対的光電力強度を有し、光源ドライバ群302(1)〜302(n)によって駆動され、0(最小値)〜
Figure 2010522493
(最小値)の範囲の光電力強度を生成するMMRR光源群303〜306とを含む。
1番目の光源ドライバ302(1)は、m1+α1−1の光源オン−オフ制御信号D1(1:m1+α1−1)に基づいて、相対的駆動力1で光源303(1)〜303(m1+α1−1)のオン−オフを駆動するm1+α1−1個のドライバで構成される。2番目の光源ドライバ(2)は、m2+α2−1の光源オン−オフ制御信号D2(1:m2+α2−1)に基づいて、相対的駆動力m1で光源304(1)〜304(m2+α2−1)のオン−オフを駆動するm2+α2−1個のドライバで構成される。3〜(n−1)のうちの任意の整数kに関して、k番目の光源ドライバ302(k)は、mk+αk−1の光源オン−オフ制御信号Dk(1:mk+αk−1)に基づいて、相対的駆動力
Figure 2010522493
で光源305(1)〜305(mk+αk−1)のオン−オフを駆動するmk+αk−1個のドライバで構成される。最後に、n番目の光源ドライバ302(n)は、mn+αn−1の光源オン−オフ制御信号Dn(1:mn+αn−1)に基づいて、相対的駆動力
Figure 2010522493
で光源305(1)〜305(mn+αn−1)のオン−オフを駆動するmn+αn−1個のドライバで構成される。
各々のMMRR光源群303〜306は、並列に、もしくは直列に、又は直並列にLD及びLEDなどの適当な数の発光素子によって構成することができる。
本発明によると、無線通信のための光信号は、様々な光電力強度を有する単位光源のオン−オフ駆動のみを制御することによって生成することができる。この場合、光無線送信器の寄生コンデンサにおける充電及び放電に関する電力消費は、光源ドライバ群302(1)〜302(n)の主な電力損失となる。
加えて、本発明によると、様々な光電力強度を有する単位光源を組み合わせて用いることによって、MMRR光源群303(1)〜306(mn+αn−1)と光源ドライバ群302(1)〜302(n)との間の接続端子及び接続線の数を、単一の光電力強度を有する光源を用いる従来の光無線送信器と比較して、指数関数的に減少することができる。
図3の振幅−配列変換器として利用される様々な振幅−配列変換器の構造及び動作が詳細に記載される。
図4Aは、図3の振幅−配列変換器として利用される第1方式の振幅−配列変換器の構成を例示する図である。
図4Aを参照すると、第1方式の振幅−配列変換器400(A)は、(n−1)個の入力変換器401(n−1)〜401(1)、n個のモジュロ加算器402(n)〜402(1)、n個のレジスタ403(n)〜403(1)、及びn個のデコーダ404(n)〜404(1)を備える。
(n−1)番目の入力変換器401(n−1)は、入力電気信号307 Xを(式1)のn番目の級数
Figure 2010522493
で割り算して、商と余りとをそれぞれQn、Rn-1として出力する。商Qnは、n番目のモジュロ加算器402(n)に入力されて、余りRn-1は、(n−2)番目の入力変換器401(n−2)に入力される。同様に、2〜(n−3)個のうちのk番目の入力変換器は、(k+1)番目の入力変換器401(k+1)から入力された余りRk+1を(式1)の(k+1)番目の級数
Figure 2010522493
で割り算して、商と余りとをそれぞれQk+1、Rkとして出力する。商Qk+1は、(k+1)番目のモジュロ加算器402(k+1)に入力され、余りRkは、次の(k−1)番目の入力変換器401(k−1)に入力される。
最後に、1番目の入力変換器401(1)は、2番目の入力変換器401(2)から入力された余りR2を(式1)の2番目の級数m1で割り算して、商Q2と余りR1とをそれぞれ2番目のモジュロ加算器402(2)と1番目のモジュロ加算器402(1)とに入力する。
1〜(n−1)のうちの任意の整数をkに関して、結果のk番目の商Qk+1は、(n−1)個の入力変換器401(n−1)〜401(1)のうちのk番目の入力変換器から出力されるk番目の桁数(k digit)のakに対応し、1番目の入力変換器401(1)の余りR1は、1番目の桁数a1に対応する。その結果、入力電気信号307は、(n−1)個の入力変換器401(n−1)〜401(1)によってMMRS表記法の入力電気信号に変換される。MMRS表記法の入力電気信号の桁数は、n個のモジュロ加算器402(n)〜402(1)に入力される。
n番目のモジュロ加算器402(n)は、モジュロ(mn+αn−1)加算によって、(n−1)番目の入力変換器401(n−1)の商Qnと、相対的光電力強度
Figure 2010522493
、級数
Figure 2010522493
を有する光源群306の最終周期の最終ターン−オン境界位置情報(the last−period last turn−on boundary position information)S'nとに基づいて、新たな現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(the current−period last turn−on boundary position information)Snを生成する。
現在周期の最終ターン−オン境界位置情報Snと、レジスタ403(n)に格納された最終周期の最終ターン−オン境界位置情報S'nは、級数
Figure 2010522493
を有する光源群306の光源オン−オフ制御信号Dn(1:mn+αn−1)を生成するためにデコーダ404(n)に入力される。
モジュロ(mn+αn−1)加算は、(Qn+S'n)を(mn+αn−1)で割り算し、余りを得て、余りを出力する過程である。(mn+αn−1)という数は、相対的光電力強度
Figure 2010522493
を有する光源の数を示す。すなわち、入力電気信号307のMMRS表記法に関して、光源の数は、n番目の桁数に必要な光源の数の(mn−1)個よりαn個多い。同様に、1〜(n−2)のうちの任意の整数kに関して、k番目のモジュロ加算器402(k)は、モジュロ(mn+αn−1)加算によって、(k−1)番目の入力変換器の401(k−1)の商Qkと、相対的光電力強度
Figure 2010522493
、級数
Figure 2010522493
を有する光源群の最終周期の最終ターン−オン境界位置情報S'kとに基づいて、現在周期の最終ターン−オン境界位置情報Skを生成する。
新たに生成された現在周期の最終ターン−オン境界位置情報Skと、レジスタ403(k)に格納された最終周期の最終ターン−オン境界位置情報S'kは、級数
Figure 2010522493
を有する光源群の光源オン−オフ制御信号Dk(1:mk+αk−1)を生成するために、デコーダ404(k)に入力される。
最後に、1番目のモジュロ加算器402(1)の現在周期の最終ターン−オン境界位置情報S1及び最終周期の最終ターン−オン境界位置情報S'1は、級数1を有する光源群の光源オン−オフ制御信号D1(1:m1+α1−1)を生成するためにデコーダ404(1)に入力される。
k番目のデコーダ404(k)は、次のように動作する。
まず、S'k及びSkを、1増加する。すなわち、S'k←S'k+1及びSk←Sk+1の動作を行う。ここで、1の増加を選択する理由は、最初のS'kが”0”である状態を考慮したものである。
動作は、次の3つに大別して行われる。
S'k=Sk、すなわち、Qk=0である第1の場合、光源オン−オフ制御信号Dk(1:mk+αk−1)はオフ状態として出力される。
S'k<Skである第2の場合、光源オン−オフ制御信号Dk(1:mk+αk−1)の間で、信号Dk(S'k)〜Dk(Sk−1)は、オン状態として出力され、他の信号は、オフ状態として出力される。
S'k>Skである第3の場合、光源オン−オフ制御信号Dk(1:mk+αk−1)の間で、信号Dk(S'k)〜Dk(mk+αk−1)及びDk(1)〜Dk(Sk−1)は、オン状態として出力され、他の信号は、オフ状態として出力される。
その結果、1〜nのうちの任意の整数kに関して、現在周期の最終ターン−オン境界位置情報Skを生成するモジュロ加算器402(k)と、最終周期の最終ターン−オン境界位置情報S'kを生成するレジスタ405(k)と、Sk及びS'kに対応する光源オン−オフ制御信号を生成するデコーダ404(k)とを用いることによって、MMRS入力電気信号307のk番目の桁数情報Qkに対応する光源の数を循環的にオンにするために用いられる信号Dk(1:mk+αk−1)を生成する。
図4Bは、図3の振幅−配列変換器として利用される第2方式の振幅−配列変換器の構造を例示する図である。図4Bを参照すると、第2方式の振幅−配列変換器400(B)は、(n−1)個の入力変換器401(n−1)〜401(1)、n個のモジュロ加算器402(n)〜402(1)、n個の乱数発生器405(n)〜405(1)及びn個のデコーダ404(n)〜404(1)を含む。
上述の第1方式の振幅−配列変換器400(A)に比べると、第2方式の振幅−配列変換器400(B)は、n個のレジスタ403(n)〜403(1)の代わりにn個の乱数発生器405(n)〜405(1)を含んでいる。それ故に、2方式の振幅−配列変換器400(B)において、現在周期の開始ターン−オン境界位置情報(the current−period first turn−on boundary position information)S'kをランダムに選択する。それらの名称は異なるが、最終周期の最終ターン−オン境界位置情報S'k及び現在周期の開始ターン−オン境界位置情報S'kは、実質的に互いに同一である。
n個の乱数発生器405(n)〜405(1)のうちの任意のk番目の乱数発生器405(k)は、周期ごとに均等な確率で0〜(mk+αk−2)の間の整数のうちの1つの整数を生成する。
第2方式の振幅−配列変換器400(B)において、1〜nのうちの任意の整数kに関して、現在周期の最終ターン−オン境界位置情報Skを生成するモジュロ加算器402(k)と、現在周期の開始ターン−オン境界位置情報S'kを生成する乱数発生器405(k)と、Sk及びS'kに対応する光源群点滅情報を生成するデコーダ404(k)とを用いることによって、MMRS表記法の入力電気信号307のk番目の桁数情報Qkに対応する数である光電力強度
Figure 2010522493
を有する光源をオンにするために用いられる信号Dk(1:mk+αk−1)を、周期ごとに任意の第1のターン−オンポジションを有する状態において生成する。
光源の光電力強度が
Figure 2010522493
の特定の値で正確に維持される場合のみ、上述の第1方式及び第2方式の振幅−配列変換器400(A)及び400(B)は、正常の状態で動作する。すなわち、第1方式及び第2方式の振幅−配列変換器400(A)又は400(B)は、光源の光電力強度の不均一性を回避する機能を有さない。
図4Cは、図3の振幅−配列変換器として利用される第3方式の振幅−配列変換器の構造を例示する図である。第1又は第2方式の振幅−配列変換器400(A)又は400(B)とは異なり、第3方式の振幅−配列変換器400(C)は、光源の光電力強度の不均一性を回避する機能を有する。
図4Cを参照すると、第3方式の振幅−配列変換器400(C)は、n個の最終周期の最終ターン−オン境界位置情報(S'n,…,S'1)と、入力電気信号307によって指定されたアドレスに予め格納されたn個の現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(Sn,…,S1)とを出力するルックアップ装置406、n個のレジスタ403(n)〜403(1)、及びn個のデコーダ404(n)〜404(1)を含む。
第3方式の振幅−配列変換器400(C)において、n個のレジスタ403(n)〜403(1)、及びn個のデコーダ404(n)〜404(1)の動作は、図4Aのこれらの第1方式の振幅−配列変換器400(A)と同一である。
図3のMMRR光源群のうちの1番目の光源群303(1)〜303(m1+α1−1)の単位光源の各々は、相対的光電力強度1を有する必要がある。MMRR光源群のうちの2番目の光源群304(1)〜304(m2+α2−1)の単位光源の各々は、相対的光電力強度m1を有する必要がある。3〜(n−1)のうちの任意の整数kに関して、MMRR光源群のうちのk番目の光源群305(1)〜305(mk+αk−1)の単位光源の各々は、相対的光電力強度
Figure 2010522493
を有する必要がある。最後に、MMRR光源群のうちのn番目の光源群306(1)〜306(mn+αn−1)の単位光源の各々は、相対的光電力強度
Figure 2010522493
を有する必要がある。異なる光電力強度の条件を満たすとき、図4A又は図4Bの第1又は第2方式の振幅−配列変換器400(A)又は400(B)を利用する光無線送信器は、正常に動作する。
しかしながら、半導体材料及び工程の不均一性並びに光源の構造及び位置による冷却能力の差に起因して、光源の光電力強度の間にわずかな差がある。
それ故に、ルックアップ装置406は、光源の光電力強度の事前の測定に基づいて、光無線送信器の現在状態情報に従って、入力電気信号に対応する光電力強度を調整するために、最適な現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(Sn,…,S1)を格納する。
光無線送信器の現在状態情報は、n個のレジスタ403(n)〜403(1)に格納された最終周期の最終ターン−オン境界位置情報(S'n,…,S'1)と、光源ドライバ302の駆動電源電圧と、光源群303〜306の動作温度などを含む。加えて、より正確な現在状態情報のために、他の情報を含むことができる。状態情報は、状態持続時間の単位で分類されて、特定の状態の適用時点で、現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(Sn,…,S1)がルックアップ装置上にロードされる。
最終周期の最終ターン−オン境界位置情報(S'n,…,S'1)を周期ごとに変化するので、ルックアップ装置406は、最終周期の最終ターン−オン境界位置情報(S'n,…,S'1)の状態に対応する現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(Sn,…,S1)を格納する必要がある。一方で、本発明に係る光無線送信器を指定するとき、光源ドライバ402の駆動電源電圧情報が固定されるため、駆動電源電圧の変化に従って、最適な現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(Sn,…,S1)を選択することができ、光無線送信器が指定される時点でルックアップ装置406上にロードをすることができる。
本発明に係る光無線送信器のMMRR光源群303〜306の動作温度情報に従うルックアップ装置406の構成情報が環境に影響されるため、動作温度を変化するとき、ルックアップ装置406の構成情報は、補助的なメモリ装置に事前に格納され、ルックアップ装置406上に格納される。
第3方式の振幅−配列変換器400(C)において、n個のデコーダ404(n)〜404(1)は、現在状態情報と入力電気信号307とに従ってルックアップ装置406から出力された最終周期の最終ターン−オン境界位置情報(S'n,…,S'1)及び最適な現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(Sn,…,S1)を復号し、光源オン−オフ信号D1(1:m1+α1−1)〜Dn(1:mn+αn−1)を生成する。
この手法において、第3方式の振幅−配列変換器400(C)は、光電力強度の不均一性、動作電力の不均一性、及び光源の動作温度の不均一性を回避する機能を有する。
図4Dは図3の振幅−配列変換器として利用される第4方式の振幅−配列変換器の構造を例示する図である。第4方式の振幅−配列変換器400(D)は、光源の光電力強度の不均一性を回避する機能を有する。加えて、第4方式の振幅−配列変換器400(D)は、簡単なルックアップ装置を含む。
図4Dを参照すると、第4方式の振幅−配列変換器400(D)は、周期ごとに均等な確率で0〜(T−1)の間の任意の整数を生成する乱数発生器407と、乱数発生器407の出力及び入力電気信号307によって指定されたアドレスに予め格納されたn個の現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(Sn,…,S1)とn個の現在周期の開始ターン−オン境界位置情報(S''n,…,S''1)とを出力するルックアップ装置408と、n個のデコーダ404(n)〜404(1)とを含む。第4方式の振幅−配列変換器400(D)において、n個のデコーダ404(n)〜404(1)の動作は、これらの第1方式の振幅−配列変換器400(A)と同一である。
乱数発生器407の出力範囲Tは、本発明に係る光無線送信器に関する技術的パラメータに従って常に決定される。第4方式の振幅−配列変換器400(D)において、乱数発生器407は、最終周期の最終ターン−オン境界位置情報(S'n,…,S'1)を出力する第3方式の振幅−配列変換器400(C)のn個のレジスタ403(n)〜403(1)の動作に対応する動作を実行する。すなわち、乱数発生器407は、0〜(T−1)の間の整数を均等に出力することができる任意の装置で置換可能である。例えば、乱数発生器は、モジュロTカウンター(modulo−T counter)で置換可能である。
第3方式の振幅−配列変換器400(C)において、様々な状態情報を格納するために
大規模なストレージ装置をルックアップ装置用に用いる。しかしながら、第4方式の振幅−配列変換器400(D)において、変数Tのアドレッシングサイズを有する情報ストレージ装置をルックアップ装置用に用いて、変数Tは一意的に決定される。
第4方式の振幅−配列変換器400(D)において、ルックアップ装置408のルックアップ構成方法は、第3方式の振幅−配列変換器のルックアップ装置406のその方法と同一であるが、現在周期の開始ターン−オン境界位置情報(S''n,…,S''1)及び現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(Sn,…,S1)は同時に構成される必要がある。
図5Aは、本発明の一実施形態に係る、図4Cのルックアップ装置のメモリマップの構成を示す図である。
図5を参照すると、ルックアップメモリ500(A)は、L枚のルックアップメモリページ501(0)〜501(L−1)を含む。最終周期の最終ターン−オン境界位置情報(S'n,…,S'1)をルックアップ用の状態情報として用いる場合、Lは、入力電気信号X及び光源の数に基づいて
Figure 2010522493
として決定される。
1枚のページに関するメモリ空間は、入力電気信号Xのダイナミックレンジに従って決定される。1番目のルックアップメモリページ501(0)は、
Figure 2010522493
行を有し、各行は、特定の入力電気信号に対応する現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(Sn,…,S1)を格納する。例えば、1番目のルックアップメモリページ501(0)の0番目の行に格納される情報に関して、最終周期の最終ターン−オン境界位置情報(S'n,…,S'1)が(0,…,0)であり、入力電気信号のサイズが0である場合において、現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(Sn,…,S1)は(0,…,0)となり、これは最終周期の最終ターン−オン境界位置情報(S'n,…,S'1)と同一である。
1番目のルックアップメモリページ501(0)の最後の行のアドレスは、
Figure 2010522493
であり、入力電気信号の最大値
Figure 2010522493
に最も近い光電力強度を提供するために用いられる現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(Sn,…,S1)が格納される。
2番目〜最後のルックアップメモリページ501(1)〜501(L−1)の各々は、
Figure 2010522493
行を有し、各行は、1番目のルックアップメモリページ501(0)と同じ原理に従って、現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(Sn,…,S1)を格納する。
図5Bは、本発明の一実施形態に係る、図4Dのルックアップ装置のメモリマップの構成を例示する図である。
図5Bを参照すると、ルックアップメモリ500(B)は、T枚のルックアップメモリページ502(0)〜501(T−1)を含む。Tは、本発明に係る光無線送信器の実装時点で光源の駆動負荷に基づいて決定される変数である。ルックアップメモリ500(B)のページ構成方法は、ルックアップされる及び出力される情報が現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(Sn,…,S1)及び現在周期の開始ターン−オン境界位置情報(S''n,…,S''1)で構成されることを除いて、図5Bのルックアップメモリ500(A)のその方法と同一である。
ルックアップメモリページのTを任意に選択することができ、ルックアップメモリ500(B)は、図5Aのルックアップメモリ500(A)と比較して比較的少ないルックアップページで構成することができる。
本発明に係る光無線送信器において、多数の光源及びドライバが少ない数の接続端子及び接続線を用いることによって接続することができるため、簡単な構造を有する安価の光無線送信器を実装することが可能である。
加えて、本発明に係る光無線送信器において、任意のアナログ光学電力を、様々な光電力強度を有する光源をオン及びオフにすることのみによって生成することができるため、高電力効率光無線送信器を実装することが可能でなる。
加えて、本発明によると、不均一な光電力特性を有する複数の電源を使用する場合でさえ、線形動作特性を有する光無線送信器を実装することが可能である。
本発明は特に、それらの例示的な実施形態に関して示され、記載される一方で、添付の特許請求の範囲によって定められるように、形態及び細部の様々な変形が本発明の概念及び範囲から逸脱せずになされ得ることが当業者によって理解されるであろう。
本発明は、光通信装置に関し、より詳細には、高電力効率で光信号を送信することができる光無線送信器に関する。本発明に係る光無線送信器において、多数の光源及びドライバが、少ない数の接続端子及び接続線を用いることによって接続することができるため、簡単な構造を有する安価の光無線送信器を実装することが可能である。

Claims (16)

  1. 電気信号に対応する光出力電力を生成するために基底帯域変調器から入力された前記電気信号の振幅を光源制御信号に変換する振幅−配列変換器と、
    前記振幅−配列変換器の前記光源制御信号に基づいて光源を駆動する光源ドライバ群と、
    前記光源ドライバ群によって駆動される、様々な光電力強度を生成するMMRS(Modified Mixed Radix System:変形された多進)又はMMRR(Modified Mixed Radix system with Redundancy:追加要素を有する変形された多進)光源群と
    を備えることを特徴とする高電力効率光無線送信器。
  2. 前記MMRS光源群は、n個の光源群を含み、前記n個の光源群のうちの1番目の光源群は、(m1−1)個の1番目の単位光源を含み、前記1番目の単位光源の相対的光電力強度は1であり、前記n個の光源群のうちの2番目の光源群は、(m2−1)個の2番目の単位光源を含み、前記2番目の単位光源の相対的光電力強度はm1であり、前記n個の光源群のうちのk番目の光源群は、(mk−1)個のk番目の単位光源を含み、前記k番目の単位光源の相対的光電力強度は
    Figure 2010522493
    であり、前記n個の光源群のうちのn番目の光源群は、(mn−1)個のn番目の単位光源を含み、前記n番目の単位光源の相対的光電力強度は
    Figure 2010522493
    であり、n、m1、m2、mk、及びmnは任意の整数であり、前記MMRS光源群は、前記単位光源のオン−オフを制御することによって、
    Figure 2010522493
    の範囲の任意の整数を有する前記光電力強度を生成することを特徴とする請求項1に記載の高電力効率光無線送信器。
  3. 前記MMRS光源群は、n個の光源群を含むことができ、前記n個の光源群のうちの1番目の光源群は、(m1+α1−1)個の1番目の単位光源を含み、前記1番目の単位光源の相対的光電力強度は1であり、前記n個の光源群のうちの2番目の光源群は、(m2+α2−1)個の2番目の単位光源を含み、前記2番目の単位光源の相対的光電力強度はm1であり、前記n個の光源群のうちのk番目の光源群は、(mk+αk−1)個のk番目の単位光源を含み、前記k番目の単位光源の相対的光電力強度は
    Figure 2010522493
    であり、前記n個の光源群のうちのn番目の光源群は、(mn+αn−1)個のn番目の単位光源を含み、前記n番目の単位光源の相対的光電力強度は
    Figure 2010522493
    であり、n、m1、m2、mk、mn、α1、α2、αk、及びαnは任意の整数であり、前記MMRR光源群は、前記単位光源のオン−オフを制御することによって、
    Figure 2010522493
    の範囲の任意の整数を有する前記光電力強度を生成することを特徴とする請求項1に記載の高電力効率光無線送信器。
  4. 前記MMRS又は前記MMRR光源群と前記MMRS又は前記MMRR光源群を駆動するドライバとの間の接続線の数を、単独駆動の光源を用いる光無線送信器と比較して指数関数的に減少することを特徴とする請求項3に記載の高電力効率光無線送信器。
  5. 各光源群の各単位光源は、複数の単位光源を並列に、もしくは直列に、又は直並列の両方で接続することによって構成することを特徴とする請求項3に記載の高電力効率光無線送信器。
  6. 前記MMRS又は前記MMRR光源群を駆動するために用いられる前記光源制御信号を生成する前記振幅−配列変換器は、
    前記電気信号307をMMRR/MMRS表記法の電気信号(Qn,…,Q2,R1)に変換する(n−1)個の入力変換器と、
    桁数情報(Qn,…,Q2,R1)及び最終周期の最終ターン−オン境界位置情報(S'n,…,S'1)に基づいて現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(Sn,…,S1)を計算するn個のモジュロ加算器と、
    前記現在周期の最終ターン−オン境界位置情報を格納するn個のレジスタと、
    前記現在周期の最終ターン−オン境界位置情報及び前記最終周期の最終ターン−オン境界位置情報に基づいて前記単位光源のオン−オフを制御するために用いられる前記光源制御信号を生成するn個のデコーダとを備えることを特徴とする請求項3に記載の高電力効率光無線送信器。
  7. 各モジュロ加算器は、モジュロ加算方法を用いることによって前記現在周期の最終ターン−オン境界位置情報を計算し、
    前記モジュロ加算方法は、前記最終周期の最終ターン−オン境界位置情報(S'k)を前記電気信号の前記桁数情報(Qk又はR1)に加算し、余りを得るために各桁数の単位光源の個数(mk+αk−1)で結果を割り算し、前記余りに前記現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(Sk)を入力する方法であることを特徴とする請求項6に記載の高電力効率光無線送信器。
  8. 前記MMRS又は前記MMRR光源群を駆動するために用いられる前記光源制御信号を生成する前記振幅−配列変換器は、前記電気信号をMMRS表記法の電気信号に変換する(n−1)個の入力変換器と、
    桁数情報(Qn,…,Q2,R1)及び前記MMRS表記法の電気信号の現在周期の開始ターン−オン境界位置情報(S''n,…,S''1)に基づいて前記MMRS表記法の電気信号の現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(Sn,…,S1)を計算するn個のモジュロ加算器と、
    前記現在周期の開始ターン−オン境界位置情報を生成するn個の乱数発生器と、
    前記現在周期の最終ターン−オン境界位置情報及び前記現在周期の開始ターン−オン境界位置情報に基づいて前記単位光源のオン−オフを制御するために用いられる前記光源制御信号を生成するn個のデコーダと
    を備えることを特徴とする請求項3に記載の高電力効率光無線送信器。
  9. 各モジュロ加算器は、モジュロ加算方法を用いることによって前記現在周期の最終ターン−オン境界位置情報を計算することができ、前記モジュロ加算方法は、前記現在周期の開始ターン−オン境界位置情報(S''k)を前記電気信号の前記桁数情報(Qk又はR1)に加算し、余りを得るために各桁数の単位光源の個数(mk+αk−1)で結果を割り算し、前記余りに前記現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(Sk)を入力する方法であることを特徴とする請求項8に記載の高電力効率光無線送信器。
  10. 前記MMRS又は前記MMRR光源群を駆動するために用いられる前記光源制御信号を生成する前記振幅−配列変換器は、
    前記電気信号及び最終周期の最終ターン−オン境界位置情報(S'n,…,S'1)によって指定された情報ストレージに予め格納された現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(Sn,…,S1)を出力するルックアップ装置と、
    前記現在周期の最終ターン−オン境界位置情報を格納するn個のレジスタと、
    前記現在周期の最終ターン−オン境界位置情報及び前記最終周期の最終ターン−オン境界位置情報に基づいて前記単位光源のオン−オフを制御するために用いられる前記光源制御信号を生成するn個のデコーダと
    を備えることを特徴とする請求項3に記載の高電力効率光無線送信器。
  11. 前記ルックアップ装置のルックアップメモリページの数は、前記電気信号及び前記光源の数によって決定することができ、
    各ルックアップメモリページのメモリ空間は前記電気信号のダイナミックレンジによって決定され、
    各ルックアップメモリページは、
    Figure 2010522493
    行を有し、各行は、前記現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(Sn,…,S1)を格納することを特徴とする請求項10に記載の高電力効率光無線送信器。
  12. 前記ルックアップ装置は、前記光源ドライバの駆動電源電圧情報及び前記光源群の温度情報を用いることによって最適な現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(Sn,…,S1)を出力することを特徴とする請求項10に記載の高電力効率光無線送信器。
  13. 前記高電力効率光無線送信器がセットされるとき、前記駆動電源電圧情報は固定され、
    前記光源群の前記温度情報は、補助メモリ装置に格納され、動作温度を変化するときに前記ルックアップ装置上にロードされることを特徴とする請求項12に記載の高電力効率光無線送信器。
  14. 前記MMRS又は前記MMRR光源群を駆動するために用いられる前記光源制御信号を生成する前記振幅−配列変換器は、
    ルックアップ開始位置を決定する信号(0〜T−1)を生成する乱数発生器と、
    現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(Sn,…,S1)及び前記電気信号と前記ルックアップ開始位置を決定する信号(0〜T−1)とによって指定された情報ストレージに予め格納された現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(S''n,…,S''1)を出力するルックアップ装置と、
    前記現在周期の最終ターン−オン境界位置情報及び前記現在周期の開始ターン−オン境界位置情報に基づいて前記単位光源のオン−オフを制御するために用いられる前記光源制御信号を生成するn個のデコーダと
    を備えることを特徴とする請求項3に記載の高電力効率光無線送信器。
  15. 前記ルックアップ装置のルックアップページの数はTであり、
    各ルックアップメモリページのメモリ空間は、前記電気信号のダイナミックレンジによって決定され、各ルックアップメモリページは、
    Figure 2010522493
    行を有し、各行は、前記現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(Sn,…,S1)及び前記現在周期の最終ターン−オン境界位置情報(S''n,…,S''1)を格納することを特徴とする請求項14に記載の高電力効率光無線送信器。
  16. 前記乱数発生器は、0〜T−1の間の整数を均等に出力する装置であることを特徴とする請求項3に記載の高電力効率光無線送信器。
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