位邊界An+1結(jié)合，其中在兩個相鄰脈沖重疊的情況下信號的高度被求和。在圖6中示出時域中的結(jié)果得到的信道符號序列的示例。
[0030]在兩個相鄰數(shù)據(jù)位為值I的情況下，這意味著高度為-?的兩個重疊基本信道周期相加得到-1的高度。在兩個相鄰數(shù)據(jù)位為值O的情況下，高度為+?的兩個重疊基本信道周期相加得到高度+1。在兩個相鄰數(shù)據(jù)位為不同的值的情況下，高度為+?和-?的兩個重疊的基本信道周期相加得到O。因此在編碼流中，每一個用戶位周期(或每一個信道符號或單位脈沖)采取在值I的用戶位夾在值I的兩個相鄰用戶位之間時的矩形波的正脈沖或者在值O的用戶位夾在值O的兩個相鄰用戶位之間時的矩形波的負脈沖或者在相鄰用戶位中的至少一個不同時具有直邊緣的一個或四個可能配置的非均勻脈沖的形式。
[0031]在等同變型中，數(shù)據(jù)位值O和I到正和負帽函數(shù)的映射可以是逆向的。
[0032]然后將結(jié)果得到的信號(例如圖6的信號)轉(zhuǎn)換成由傳送光源2輸出的信號強度的變化(無論是在振幅方面還是功率方面表示)。例如，基本信道符號-1可以通過低光輸出水平(例如燈關(guān)斷)來表示，基本信道符號+1可以由高輸出光水平(例如燈接通)來表示，并且基本信道符號O可以由高與低之間的中間光水平(例如燈處于輸出功率或振幅的一半處)來表不。
[0033]三進制曼徹斯特代碼可能是有利的，因為它在數(shù)據(jù)位改變值時提供了比常規(guī)曼徹斯特代碼更平滑的過渡，并且導致在其中可能發(fā)生諸如電源哼聲(mains hum)之類的干擾的低頻周圍更加被抑制的頻域中的頻譜。然而，本公開的適用性不限于三進制曼徹斯特并且在其他實施例中可以使用合適的編碼方案的其它示例，諸如常規(guī)(二進制)曼徹斯特代碼，或者其它常規(guī)的二進制或三進制行代碼。
[0034]無論使用什么方案，接收器4處的光傳感器12都檢測光并且生成表示作為時間的函數(shù)的接收的光水平(例如振幅或功率)的電子信號。光傳感器通過模擬LPF 14向ADC 16輸出該電子信號，ADC 16例如以64kHz對該電子信號米樣以產(chǎn)生信號的數(shù)字表不。
[0035]ADC 14向匹配濾波器18輸出信號的數(shù)字版本。匹配濾波器18起作用以將模板脈沖與所接收的信號相關(guān)聯(lián)。模板是所檢測的編碼方案的一個單位脈沖，例如在三進制曼徹斯特代碼的情況中，模板可以是在圖5的左手側(cè)上示出的正帽函數(shù)(或者在可替換的實現(xiàn)方式中它可以是負帽函數(shù))。通過使模板與所接收的事物相關(guān)聯(lián)，這使得匹配濾波器18能夠以最小化信噪比的方式基于與該模板相關(guān)聯(lián)的編碼方案檢測信號的存在。
[0036]匹配濾波器18將其輸出傳遞到數(shù)字LPF 20，其中應用另外的低通濾波，例如利用4kHz通帶，并且數(shù)字LPF 20將該輸出傳遞到基帶接收器32以用于基帶處理?；鶐幚戆ㄖT如電涌檢測的載波偵聽、時鐘生成、幀同步檢測以及聯(lián)合時鐘和數(shù)據(jù)恢復27之類的功會K。
[0037]圖3給出依照本文所公開的實施例的可以實現(xiàn)為基帶模塊32的一部分的時序和數(shù)據(jù)恢復模塊27的示意性框圖。時序和數(shù)據(jù)恢復模塊27包括數(shù)字鎖相環(huán)(DPLL) 29，其包括圖案分離器33、過零檢測模塊35和時鐘恢復模塊37。時序和數(shù)據(jù)恢復模塊27還包括數(shù)據(jù)檢測模塊39。圖案分離器33布置在DPLL 29的輸入處，具有耦合成接收數(shù)字LPF 20的輸出(經(jīng)由其供給來自匹配濾波器18的信號)的輸入。圖案分離器33具有耦合到過零檢測模塊35的輸入的輸出，并且進而過零檢測模塊35具有耦合到時鐘恢復模塊37的輸入的輸出，并且時鐘恢復模塊37具有耦合到數(shù)據(jù)檢測模塊39的輸入的輸出。數(shù)據(jù)檢測模塊39還具有耦合成將所檢測的數(shù)據(jù)位的值反饋到圖案分離器33的第二輸入的輸出。
[0038]在操作中，圖案分離器33從匹配濾波器18 (經(jīng)由數(shù)字LPF 20)取得經(jīng)濾波的波形輸出并且取決于從信號檢測到的數(shù)據(jù)而將這些分離成至少兩個不同的子圖案，如不久之后將更加詳細討論的那樣。過零檢測模塊35單獨在這些子圖案中的每一個上操作以檢測每一個子圖案的波形中的過零。也就是說，它檢測排除來自其它子圖案的波形的貢獻的一個子圖案中的過零，并且獨立或單獨地檢測排除來自第一子圖案的波形的貢獻的其它子圖案中的過零。時鐘恢復模塊37然后通過使用由在前模塊35檢測的過零來恢復時序，即嵌入在接收的信號中的時鐘?；謴偷臅r鐘被輸出到數(shù)據(jù)檢測模塊39，其將它用于尋找要檢測的另外的數(shù)據(jù)位的數(shù)據(jù)檢測點。不僅作為用在數(shù)據(jù)被用于的無論什么應用中的輸出，該新檢測到的數(shù)據(jù)也被反饋到圖案分離器33以通知另外的數(shù)據(jù)相關(guān)圖案分離和時序檢測。
[0039]圖7圖示了在沒有噪聲的情況下的三進制曼徹斯特數(shù)據(jù)流的理論示例，以及使該數(shù)據(jù)流經(jīng)過匹配濾波器18以用于時序和數(shù)據(jù)恢復的效果。圖7a示出如在編碼光信道之上傳送的信號示例，并且圖7b示出如由編碼光接收器4接收的信號。每一個用戶位周期包括如以上關(guān)于圖6討論的三進制曼徹斯特代碼的脈沖(以它們在被求和成編碼位流時所采取的形式)的離散集合之一。每一個單位脈沖表示包括與時序和數(shù)據(jù)二者相關(guān)的信息的相應信道符號。
[0040]當經(jīng)過匹配濾波器18時，這生成均由于使模板脈沖與響應的一個用戶位周期的實際脈沖相關(guān)聯(lián)引起的經(jīng)濾波的脈沖序列。這在圖7c中圖示。時序和數(shù)據(jù)恢復模塊27基于這些經(jīng)濾波的脈沖的峰值來檢測數(shù)據(jù)(用戶位)。正峰值由于在原始編碼方案中表示I的模板脈沖(在該情況中，正帽函數(shù))與表示值I的用戶位的接收的信號中的脈沖的相關(guān)聯(lián)引起。負峰值(也稱為波谷)由于在原始編碼方案中表示I的模板脈沖(再次為正帽函數(shù))與表示值O的用戶位的接收的信號中的脈沖的相關(guān)聯(lián)引起。因而，時序和數(shù)據(jù)恢復模塊27將正峰值解釋為值I的用戶位并且將負峰值解釋為值O的用戶位。
[0041 ] 要指出的是，為了獲得數(shù)據(jù)檢測點的初始時序，時序和數(shù)據(jù)恢復模塊可以使用接收的信號中的已知前同步碼。這然后允許執(zhí)行數(shù)據(jù)相關(guān)時序檢測以繼續(xù)追蹤時序，這進而允許基于所追蹤的時序?qū)α硗獾臄?shù)據(jù)的檢測，等等。
[0042]可以使用被稱為“眼孔圖案”的方案來恢復時序。這是指基于所接收的信號的多個窗口的表示，每一個窗口由一個或多個單位脈沖形成，即每一個對應于一個或多個用戶位周期。典型地，窗口包括至少兩個單位脈沖的連續(xù)序列，即至少兩個連續(xù)用戶位周期。這些窗口中的若干個然后在時間上重疊，就像是與彼此同時發(fā)生。每一個窗口可以包括整數(shù)數(shù)目的位周期。窗口根據(jù)數(shù)據(jù)周期在時間上對準，使得一個窗口的一個或多個周期與每一個其它窗口的一個或多個對應周期對準。即，因此每一個窗口的用戶位周期的開始被表示為就像與被考慮的每一個其他的窗口的對應位周期的開始同時開始。換句話說，用戶數(shù)據(jù)周期用于觸發(fā)水平掃描，或者窗口在公共時基上表示。眼孔圖的概念本身對本領域技術(shù)人員而g將是熟悉的。
[0043]圖7d示出針對圖7b的接收的信號的眼孔圖案的示例，并且圖7e示出針對在已經(jīng)經(jīng)過匹配濾波器18之后的圖7c的經(jīng)濾波信號的示例眼孔圖案。
[0044]圖8示出針對常規(guī)(二進制)曼徹斯特編碼數(shù)據(jù)流的理論圖線的類似集合。
[0045]如從圖7e和Se將看到的，眼孔圖案之所以如此稱謂是因為對應于不同用戶位的重疊波形形成打開“眼睛”的圖案。峰值對應于可以從其執(zhí)行用戶位檢測的點，并且這些用戶位檢測點之間的過零的圖案可以用于恢復時序，即嵌入在信號中的時鐘。這就其本身而言將被本領域技術(shù)人員理解。
[0046]為了最小化由于噪聲和干擾所致的擾動，可以在匹配濾波器18之后從所接收的信號恢復嵌入時鐘的時序。同樣，通過使用過零，可以實現(xiàn)以下附加益處:消除信號振幅對PL的環(huán)路增益的影響，通過使用軟決策信息和ISI校正來減少相位噪聲(時序抖動)和/或通過讓PLL僅作用在過零上而不是計算所接收的信號與正弦波的內(nèi)積來最小化計算復雜度。
[0047]對于三進制曼徹斯特，結(jié)果是過零不在規(guī)則網(wǎng)格上。過零形成過零的數(shù)據(jù)相關(guān)序列。在嚴重噪聲條件之下，從過零唯一地