[发明专利]光自由空间信令系统

说明书

本发明涉及信令系统。本发明的一个方面涉及光自由空间信令方法和设备。

通信的自由空间点对点传输和点对多点传输或广播在传统上是通过使用射频或微波技术达到的。然而，这些频率在带宽方面是受限制的，因此不能达到想要的性能。也有一些对于射频系统的常规要求不能满足的情形。而且，规定常常随不同的国家而改变，所以很难制造全球的产品。

光数据传输可以达到非常高的带宽(每个载波每秒几千兆比特)，但当前它的使用主要限制于通过光纤的导波传输。本申请人在其早先的国际专利申请WO98/35328中提出一种点对多点数据传输系统，它使用一种折回反射器，以便从多个用户终端接收准直激光束、调制接收的激光束、和把它们反射回各个用户终端。对于在这个早先的国际专利申请中描述的折回反射系统的一个问题是，激光行进路程必须是通信系统的调制端与用户终端之间的距离的两倍。在这个早先的国际专利申请中描述的系统的另一个缺点是，每个源必须精确地对准折回反射器内的一个相应调制器单元，以便达到成功的通信，用户终端的移动会中断与调制端的通信链路。

按照一个方面，本发明提供包括第一和第二信令装置的信令系统，其中第一信令装置包括多个光发射器，它们被安排来在第一信令装置的视场内各个相应方向上进行光发射，以及其中第二信令装置包括用于检测第一信令装置发射的光的光检测器和用于从被检测的光中检索信息的装置。

在这个方面的优选的形式中，信令系统包括第一和第二信令装置，第一信令装置包括：(i)多个光发射器，每个用于发射各个相应的载送信息的光束；以及(ii)透镜系统，用于聚集从多个光发射器发射的光以及用于把光束引导到透镜系统的视场内的各个相应方向；以及第二信令装置包括：(i)透镜系统，用于聚集从第一信令装置的光发射器发射的光；(ii)光检测器，用于接收聚集的光以及用于把接收的光变换成相应的电信号；以及(iii)处理电路，用于处理来自光检测器的电信号，以便检索信息。

本系统比现有技术提供这样的优点：在两个信令装置之间的精确的对准并不重要，因为第一信令装置的不同的发射器可被使用于通信链路。优选地，在两个信令装置之间的链路是双工链路，其链路的每一端包括发射器阵列和检测器阵列，因为这样的安排允许每个信令装置跟踪另一个信令装置的位置以及选择用于两个信令装置之间的通信链路的不同的发射器和检测器对。

按照另一个方面，本发明也提供包括第一和第二信令装置的信令系统，其中第一信令装置包括多个光发射器，用于在第一信令装置的视场内各个相应方向上进行光发射；光检测器，用于检测从第二信令装置反射回来的、被调制的光和用于把接收的光变换成相应的电信号；以及处理电路，用于处理电信号，以便检索调制数据；以及其中第二信令装置包括光反射器，用于把从第一信令装置接收的光反射回第一信令装置；和调制器，用于用第一信令装置的调制数据来调制接收的光和/或反射的光。这样的系统提供以下优点：对于能够建立通信链路来说并不需要在两个信令装置之间的精确的对准，因为由第一信令装置发射的光的方向可以通过简单地改变用来发射光的光束而被改变。

现在参照附图描述本发明的示例性实施例，其中：

图1是数据分布系统的示意图；

图2是构成图1所示的数据分布系统的一部分的本地分布节点和用户终端的示意性方框图；

图3是在图2所示的本地分布节点中利用的发射器阵列和透镜系统的示意性方框图；

图4是构成图3所示的系统的并列发射器阵列的示意性方框图；

图5是视频数据点对多点通信系统的示意性方框图；

图6是构成图5所示的点对多点通信系统的一部分的本地分布节点和用户终端的示意性方框图；

图7是在图6所示的本地分布节点中利用的象素化的(pixelleted)发射器和检测器阵列的示意图；

图8是在图6所示的本地分布节点中可被使用的发射器和检测器阵列的另一种形式的示意图；

图9是多点对点数据分布系统的示意图；

图10是在构成图9所示的分布系统的一部分的本地分布节点中利用的发射器阵列和远心透镜系统的示意图；

图11是在构成图9所示的分布系统的一部分的用户终端中利用的检测器阵列和透镜系统的示意图；

图12是构成图11所示的系统的一部分的象素化的检测器阵列的示意图；

图13是显示在图5所示的视频数据通信系统中可被使用的另一个本地分布节点和用户终端的形式的示意性方框图；

图14是显示在图5所示的视频数据通信系统中可被使用的另一个本地分布节点和用户终端的形式的示意性方框图；