JP6233820B2 - 位相生成搬送波の感知データ搬送能力 - Google Patents
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Description
(1) V=A+Bcos(Mcosωt+Φ(t))
ここで、vは、信号の電圧
Aは、電圧のDCオフセット成分
Bは、電圧の時変部分のピーク振幅
Mは、位相生成搬送波の変調の深さ
ωは、変調周波数
tは、時間
Φ(t)は、復元すべき目的の信号
を表す。
周波数分割多重(FDM)システムにおいては、上記の式に同時に満たす導電体上に存在する1つより多い搬送波信号が存在し得る。したがって、上記式(1)を複数搬送波システムに対して一般化すると、次のようになる:
(2) Vn=An+Bncos(Mncosωnt+Φn(t))
ここで、Vnは、n番目の搬送波信号の電圧
Anは、n番目の搬送波電圧のDCオフセット成分
Bnは、n番目の搬送波電圧の時変部分のピーク振幅
Mnは、n番目の位相生成搬送波の変調の深さ
ωnは、n番目の搬送波の変調周波数
tは、時間
Φn(t)は、n番目の搬送波上の復元すべき目的の信号
を表す。
(3)V’n=A’n+B’ncos(M’ncos(ωnt−θ)+Φ’n(t))
ここで、
V’nは、n番目の搬送波信号の電圧‐第2のセンサ
A’nは、n番目の搬送波電圧のDCオフセット成分‐第2のセンサ
B’nは、n番目の搬送波電圧の時変部分のピーク振幅‐第2のセンサ
M’nは、n番目の位相生成搬送波の変調の深さ‐第2のセンサ
ωnは、n番目の搬送波の変調周波数
tは、時間
Φ’n(t)は、n番目の搬送波上の復元すべき目的の信号‐第2のセンサ
θは、第1のセンサに対する第2のセンサの変調搬送波の位相遅れ
を表す。
ここで、
Sは、すべての対をなすセンサからのすべての搬送波の合成信号
Nは、搬送波の総数
Vnは、cosωntで変調されたn番目の搬送波の誘起電圧
V’nは、cos(ωnt−θ)で変調されたn番目の搬送波の誘起電圧
を表す。
Vnは、n番目の搬送波信号の電圧‐第1のセンサ
Anは、n番目の搬送波電圧のDCオフセット成分‐第1のセンサ
Bnは、n番目の搬送波電圧の時変部分のピーク振幅‐第1のセンサ
Mnは、n番目の位相生成搬送波の変調の深さ‐第1のセンサ
ωnは、n番目の搬送波の変調周波数
tは、時間
Φn(t)は、n番目の搬送波上の復元すべき目的の信号‐第1のセンサ
Jkは、k次の第1種ベッセル関数
を表す。
ここで、対の第2のセンサについて
V’nは、n番目の搬送波信号の電圧‐第2のセンサ
A’nは、n番目の搬送波電圧のDCオフセット成分‐第2のセンサ
B’nは、n番目の搬送波電圧の時変部分のピーク振幅‐第2のセンサ
M’nは、n番目の位相生成搬送波の変調の深さ‐第2のセンサ
ωnは、n番目の搬送波の変調周波数
tは、時間
Φ’n(t)は、n番目の搬送波上の復元すべき目的の信号‐第2のセンサ
Jkは、k次の第1種ベッセル関数
θは、第1のセンサに対する第2のセンサの変調搬送波の位相遅れ
を表す。
(7) Φn(t)=arctan(sinΦn(t)/cosΦn(t))
(8) Φ’n(t)=arctan(sinΦ’n(t)/cosΦ’n(t))
(9) In=−2Bn[J2(Mn)cos2ωnt]cosΦn(t) (式(5)から、第2の高調波について、k=1)
(10) Qn=−2Bn[J1(Mn)cosωnt]sinΦn(t) (式(5)から、第1の高調波について、k=0)および:
(11) I’n=−2B’n[J2(M’n)cos(2(ωnt−θ))]cosΦ’n(t) (式(6)から、第2の高調波について、k=1)
(12) Q’n=−2B’n[J1(M’n)cos(ωnt−θ))]sinΦ’n(t) (式(6)から、第1の高調波について、k=0)
(13) Cn=−2BnJ2(Mn)cosΦn(t)
(14) Dn=−2BnJ1(Mn)sinΦn(t)
(15) C’n=−2B’nJ2(M’n)cosΦ’n(t)
(16) D’n=−2B’nJ1(M’n)sinΦ’n(t)
(17) In=Cncos2ωnt
(18) Qn=Dncosωnt
および:
(19) I’n=C’ncos(2(ωnt−θ))
(20) Q’n=D’ncos(ωnt−θ)
(21) In ⇒ Cne2j(ωnt+Ψn)
(22) Qn ⇒ Dnej(ωnt+Ψn)
(23) I’n ⇒ C’ne2j(ωnt−θ+Ψ’n)
(24) Q’n ⇒ D’nej(ωnt−θ+Ψ’n)
(25) In ⇒ Cne2jΨn
(26) Qn ⇒ DnejΨn
(27) I’n ⇒ C’ne2j(Ψ’n−θ)
(28) Q’n ⇒ D’nej(Ψ’n−θ)
(29) h(t)+g(t) ⇒ H(f)+G(f)
(30) (In+I’n) ⇒ Cne2jΨn+C’ne2j(Ψ’n−θ)
(31) (Qn+Q’n) ⇒ DnejΨn+D’nej(Ψ’n−θ)
(32) ejx=cos(x)+jsin(x) (オイラーの公式)
(33) (In+I’n) ⇒ Cn+C’ne−2j(ΔΨn+θ)
(34) (Qn+Q’n) ⇒ Dn+D’ne−j(ΔΨn+θ)
(35) (In+I’n) ⇒ Cn+C’n(cos2(ΔΨn+θ)−j2sin(ΔΨn+θ))
(36) (Qn+Q’n) ⇒ Dn+D’n(cos(ΔΨn+θ)−jsin(ΔΨn+θ))
を得る
(37) u=cos2(ΔΨn+θ)
(38) v=sin2(ΔΨn+θ)
(39) w=cos(ΔΨn+θ)
(40) x=sin(ΔΨn+θ)
(41) (In+I’n) ⇒ (Cn+uC’n)−jvC’n
(42) (Qn+Q’n) ⇒ (Dn+wD’n)−jxD’n
203 センサ
205 送信機
219 周波数ビンセレクタ
221 I&Q分離 I’&Q’分離
225 I&Qサイン化 I’&Q’サイン化
226 較正経路
227 逆正接Q/I 逆正接Q’/I’
Claims (14)
- 第1および第2のセンサそれぞれから第1および第2の感知信号を生成する工程と、
第1の光ファイバ内の光で搬送され第1の周波数および第1の位相を有する第1の搬送波信号を第1のセンサに伝達するとともに、第2の光ファイバ内の光で搬送され第1の周波数および第2の位相を有する第2の搬送波信号を第2のセンサに伝達する工程と、
前記第1および第2の搬送波信号上で、前記第1および第2の感知信号をそれぞれ変調する工程であって、前記第1および第2の感知信号によって表される情報を、周波数が同一の前記第1および第2の搬送波信号から、前記第1および第2の位相に基づいて、それぞれ別々に復元する工程と、
前記第1および第2の搬送波信号の同時処理から第1および第2の感知情報を復元する工程であって、第1の搬送波周波数のデジタル時間領域サンプルを、第1および第2の位相と関連する成分を含む第2および第3の周波数信号を有する周波数領域に変換する工程と、2つのセンサに関連する情報を復元するために、単一周波数領域の変換のみを用いて第2および第3の周波数信号から第1および第2の感知情報を復元する工程、
を含むことを特徴とする方法。 - 第1の搬送波信号上で変調される第1の感知信号を、第2の搬送波信号上で変調される第2の感知信号と同時に、光ファイバによって単一波長で、感知情報の復元用の復調器へ伝送する工程をさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記感知信号は、光センサから生成される、請求項1に記載の方法。
- 前記感知信号の各々を表す電圧は、ベッセル関数によって表される、請求項1に記載の方法。
- 2つのセンサから同時に受信した情報を復元するための復調器であるとともに、第1および第2のセンサによって感知された位相化および符号化された情報を含む第1の搬送波周波数の入力信号を受信する復調器であって、当該復調器は、
単一の信号変換のみを用いて、第1および第2のセンサで位相化および符号化された情報を搬送する第1の搬送波周波数を、時間領域から、周波数領域、第1の搬送波位相上の第1の搬送波周波数によって搬送される第1の感知情報、および、第2の搬送波位相上の第1の搬送波周波数によって搬送される第2の感知情報に変換するフーリエ変換器であって、周波数領域は少なくとも第1および第2の高調波を有し、第1の高調波は第1の搬送波周波数の奇数周波数または偶数周波数の一方であり、第2の高調波は第1の搬送波周波数の奇数周波数または偶数周波数のもう一方であるフーリエ変換器と、
第1および第2のセンサの第1および第2の位相によって搬送される符号化された情報に対応する、第1および第2の高調波として、同相成分(I)および直交成分(Q)の信号を分離する位相分離器と、
第1および第2のセンサの第1および第2の高調波のI成分信号およびQ成分信号それぞれの部分の逆正接に基づいて、第1および第2のセンサの符号化された情報を復元する逆正接演算器とを含み、1以上のセンサによって生成される情報の搬送に単一搬送波周波数が使用されることを特徴とする、復調器。 - 前記逆正接演算器は、I成分信号およびQ成分信号の正弦部分および余弦部分それぞれの逆正接に基づいて、第1および第2のセンサの符号化された情報に対応する値を決定する、請求項5に記載の復調器。
- 前記フーリエ変換器は、第1の搬送波周波数を、時間領域から周波数領域へ変換する離散フーリエ変換手段を含み、
第1および第2の感知情報が、同一の第1の搬送波周波数上の第1および第2の搬送波位相によって搬送されることによって、第1および第2のセンサの符号化された情報の復元の際に、第1の搬送波周波数を変換する単一のフーリエ変換が用いられる、請求項5に記載の復調器。 - 第1の搬送波周波数は、光ファイバによって搬送される光の波長上で増幅変調され、増幅変調は、第1の搬送波周波数を規定する周波数を含む、請求項5に記載の復調器。
- 第1の搬送波周波数は、第1および第2のセンサに異なる位相角度で到達し、
第1および第2のセンサは、第1の搬送波周波数を、第1および第2のセンサからの符号化された感知情報が、第1の搬送波周波数上で異なる位相角度を有して搬送されるように変調する、請求項5に記載の復調器。 - センサから受信した情報を復元する方法であって、
第1および第2のセンサの各々によって感知された符号化された情報を含む第1の搬送波周波数の入力信号を受信する工程であって、第1および第2のセンサの符号化された情報が、第1の搬送波周波数の第1および第2の位相上でそれぞれ搬送される工程と、
時間領域の変換のために単一の周波数のみを用いて、第1の搬送波周波数を時間領域から周波数領域へ変換する工程と、
第1の搬送波周波数の周波数領域を、第1の搬送波周波数の第1および第2の高調波に分離する工程であって、第1の高調波は第1の搬送波周波数の奇数周波数または偶数周波数の一方であり、第2の高調波は第1の搬送波周波数の奇数周波数または偶数周波数のもう一方である工程と、
第1および第2のセンサの第1および第2の位相によって搬送される符号化された情報に対応する、第1および第2の高調波として、同相成分(I)および直交成分(Q)の信号を分離する工程と、
第1および第2のセンサの第1および第2の高調波のI成分信号およびQ成分信号それぞれに基づいて、第1および第2のセンサの符号化された情報を復元する工程であって、1以上のセンサによって生成される情報の搬送に単一搬送波周波数が使用されることを特徴とする、方法。 - I成分信号およびQ成分信号の正弦部分および余弦部分それぞれの逆正接に基づいて、第1および第2のセンサの符号化された情報に対応する値を決定する工程をさらに含む、請求項10に記載の方法。
- 前記変換工程は、第1の搬送波周波数を、時間領域から周波数領域へ変換する離散フーリエ変換工程を含み、
第1および第2の感知情報が、同一の第1の搬送波周波数上の第1および第2の搬送波位相によって搬送されることによって、第1および第2のセンサの符号化された情報の復元の際に、第1の搬送波周波数を変換する単一のフーリエ変換が用いられる、請求項10に記載の方法。 - 第1の搬送波周波数は、光ファイバによって搬送される光の波長上で増幅変調され、増幅変調は、第1の搬送波周波数を規定する周波数を含む、請求項10に記載の方法。
- 第1の搬送波周波数は、第1および第2のセンサに異なる位相角度で到達し、
第1および第2のセンサは、第1の搬送波周波数を、第1および第2のセンサからの符号化された感知情報が、第1の搬送波周波数上で異なる位相角度を有して搬送されるように変調する、請求項10に記載の方法。
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