专利名称：光学数据总线和方法
光学数据总线和方法
相关申请的交叉引用
无
关于联邦资助的研究或开发的声明
无背景技术
在许多系统中，数据总线用于将系统的模块和各个相关子系统互连，并在系统的模块和各个相关子系统之间提供通信。例如，计算机系统可以采用数据总线以将处理器、存储器、图形处理器和各种其他外围模块以及系统元件互连。通过数据总线在各个互连的模块和系统元件之间的通信一般包括数据通道或者数据总线的通道的协作共享，使得在给定模块传输数据的任何情况下，另一模块或另一些模块能够接收所传输的数据并对其解码。 在一些实施方式中，数据总线数据通道使用例如时分多址(TDMA)模式的时域复用方案被共享。例如，TDMA数据总线控制器可以分配或指派时隙给特定模块，允许这些模块仅在被指派的时隙期间传输。通过使用TDMA模式分配时隙，由不同模块传输的信号之间的干扰可以在很大程度上地被避免。具体来说，将数据总线上的通信限制为每时隙单个模块避免了由于信号干扰对所传输的数据造成的潜在模糊，其中该信号干扰另外由试图同时传输的多个模块所引起。
不幸地，使用TDMA模式最终可能将给定时隙内数据总线的吞吐量限制为指派给该时隙的单个模块的数据速率。当例如光学数据总线的数据总线具有高于特定单个模块所需的带宽时，在最终利用率和吞吐量方面的数据总线性能可能遭受损害。提高的利用率和吞吐量可以通过在数据总线上增加特定模块的数据速率来实现，但这一般会导致与这些增加的数据速率相关联的更高的部件成本。类似地，在一些情况下，可以采用复杂的调制方案和各种更高级别的编码方法来增加数据总线吞吐量和利用率。然而，在一些情况下，这种用于提高数据总线吞吐量和利用率的复杂调制方案和更高级别的编码方法可能不易实现。例如，光学数据总线可能不易适应这种方案，在部件成本被考虑为关键因素的情况下尤其如此。
通过参照以下结合附图的详细描述，本发明实施例的各种特征可以更加容易理解，其中相同的附图标记指代相同的结构元件，并且附图中
图1示出根据本发明实施例的光学数据总线系统的框图。
图2A示出根据本发明实施例的表示在光学数据总线上传输的信号的波形图。
图2B示出根据本发明实施例的表示图2A中示出的和信号的解模糊信号的波形。
图2C示出根据本发明另一实施例的表示解模糊信号的波形。
图3示出根据本发明实施例的去除在光学总线上传输的数据中的位模糊的方法的流程图。
本发明的某些实施例具有其它特征，这些特征为除了在以上所述附图中示出的特征之外并代替该特征的特征。下面参照前面的附图详细描述本发明的这些特征和其它特征。
具体实施方式
本发明的实施例提供一种数据总线，并且更具体地提供一种具有增强的吞吐量的光学数据总线。具体地，根据本发明的各种实施例，一对独立且分离的数据信号在光学数据总线上传输作为和信号和解模糊信号的结合。和信号表示分离的数据信号的和，而解模糊信号(disambiguation signal)包括用于去除可能存在于和信号中的位模糊(bit ambiguity)的信息。由于据统计仅和信号的符号周期的一部分(例如，约50% )可能实际含有或表示位模糊，因此如果分离的数据信号在光学数据总线上顺序传输，则和信号和解模糊信号的组合长度(或总时间)一般小于分离的数据信号的总组合长度。结果，根据本发明的一些实施例，光学数据总线的总数据吞吐率可能被增加大约1. 5倍或更多。在不伴随需要增加光学数据总线硬件(例如，更高的数据速率能力)的性能和改进可能不利地影响系统成本的相关系统的情况下，这种未预料的吞吐量的增加可能有助于数据速率测量以及对于各种光学数据总线架构的数据总线复杂度改进。
在本发明的各种实施例中，光学数据总线上的数据传输在两个相位或间隔中发生或被执行。在第一间隔期间，一对独立发射机在光学数据总线上发送或发射数据信号。具体地，该对发射机中的每个发射机发射其自己的独立数据信号。被传输的独立数据信号各自包括可以由数据“位”序列表示的数据流或者数据包，该数据“位”名义上由“0”或“ 1”标识或者具有任意表示为“0”或“1”的二进制值。例如，由该对中的第一发射机传输的第一独立数据信号和由该对中的第二发射机传输的第二独立数据信号可能各自包含Ill个数据位。注意，虽然根据二进制数据和等同地二进制位描述，但本发明可以应用于各种较高级别的数据传输方法中的任何一个，因而明确地包括各种较高级别的数据传输方法中的任何一个，其中该方法采用不同于所传输数据的二进制表示(例如，十六进制表示)。第一和第二独立数据信号的Ill个数据位在光学数据总线的类似数目的符号周期中被传输。
当在第一间隔期间在光学数据总线上被传输时，第一和第二独立数据信号结合起来以形成和信号。也就是说，一旦第一和第二独立数据信号在光学数据总线上传输，这些信号就不保持独立，而是结合或相加起来作为和信号。结合或求和的本质导致和信号部分依赖于由光学数据总线限定或采用的调制。在这里，和信号是光学数据总线的数据信号，而独立数据信号是在光学数据总线上传输之前各个发射机的数据信号。
例如，采用开关键控(OOK)调制以产生第一和第二独立数据信号可能导致信号幅度或信号电平在光学数据总线上彼此相加。具体地，当经过OOK调制的第一和第二独立数据信号被相加在一起时，在每个符号周期(例如，三电平信号)期间具有三个预定幅度电平之一的光学信号可能产生。在另一示例中，当使用频移键控(FSK)调制时，在和信号的符号周期期间，和信号可能以两个频率和f2的存在与否的各种组合为特征。特别地，第一频率、第二频率f2以及表示为(f\，f2)的一对第一和第二频率，可能全部存在于各种符号周期中。类似地，脉冲位置调制可能在第一位置、第二位置或者第一位置和第二位置两者中的任意一个中呈现出脉冲。在又一示例中，二进制相移键控(BPSK)调制可能产生和信6号，该和信号在单个符号周期期间呈现出以下信号之一具有非零幅度和第一相位(例如， 识尸0度)的信号、具有非零幅度和第二相位(例如，化=180度)的信号以及空信号(例如，零幅度和未定相位)。根据各种实施例，在第一间隔期间光学数据总线上的独立数据信号的求和或者组合可能导致在和信号的至少一些符号周期中在第一和第二独立数据信号的数据位之间相互干扰。具体地，当由接收机接收时，相互干扰可能引起模糊结果。模糊结果这里被称为“位模糊”。具体地，位模糊被定义为和信号的信号值或者在和信号的符号周期中被定义，根据和信号不能确定独立数据信号中相对应数据位的每个数据位的值，其中这些独立数据信号被结合以产生和信号。换言之，位模糊主要由于独立发射机源对的数据位的传输而产生，其中数据位的值不能通过在符号周期中检查信号电平、频率或者其他信号特征来直接确定。 在一些实施例中，当第一独立数据信号中的数据位的二进制值不同于第二独立数据信号中相应数据位的二进制值时，无法确定哪个发射机负责传输不同二进制值的哪些二进制值， 因此产生了位模糊。例如，假设在没有噪音的情况下，一对发射机采用OOK调制以在光学数据总线上传输其各自的独立数据信号。为了作进一步讨论，假定由发射机中的相对应发射机传输时， 值为“1”的二进制数据位由所传输信号的幅度或电平1.0表示，而值为“0”的二进制数据位表示所传输的电平0.0。如果在给定的符号周期期间，该对发射机中的两个发射机传输 “1”，则经过OOK调制的两个独立数据信号的信号电平之和将在符号周期期间产生电平为 2.0的和信号。类似地，如果在符号周期期间两个发射机传输“0”，则在符号周期期间和信号将具有等于0.0的电平。同样地，在符号周期期间观测或等同地接收电平2.0表示两个发射机传输“1”。同样地，接收电平0.0表明两个发射机发出“0”。换言之，在不存在模糊的情况下，接收到的电平2. 0映射为每一发射机所发射的“1”，而接收到的电平0. 0映射为每一发射机的“0”。然而，如果在符号周期期间一个示例发射机传输“1”，而另一示例性发射机传输 “0”，则和信号的符号周期可能包含约等于1. 0的信号电平。根据接收等于约1. 0的信号电平可以推导出“1”和“0”在符号周期期间被传输。然而，只根据接收到的信号电平通常无法确定两个示例性发射机中的哪个发射机传输“1”以及哪个发射机传输“0” (例如，1+0 = 1并且0+1 = 1)。这就是位模糊。在另一实施例中，一对示例性发射机采用BPSK调制。当在符号周期期间传输两个 “1”或者两个“0”时，该对发射机的两个独立数据信号结合以产生和信号，该和信号的幅度是独立数据信号的幅度的两倍，并且其具有两个可能相位中的一个。例如，如果位间隔中和信号呈现出第一相位(例如，P=O度)，可以推断两个“1”被传输。类似地，第二相位(例如，0=180度)在和信号位间隔中的存在表明两个“0”被传输。然而，当一对示例性发射机传输“ ι，，和“0”，或者“0”和“ 1 ”时，BPSK调制信号基本上彼此抵消，从而在符号周期期间产生幅度约为零且相位不确定的和信号。虽然在符号周期期间接收零幅度信号可以被解释为该对发射机传输了相异的、不相等或者反码的数据信号，但无法知道两个示例性发射机中的哪个传输了 “1”和哪个传输了 “0”。因此，当“1”和“0”均被传输，结果是和信号中的位模糊。
各种其他调制产生类似结果，其中在符号周期期间被传输的二进制值的一些组合产生不模糊结果，而其他组合产生位模糊。例如，由一对频率f\和f2表示的FSK调制以与上述OOK和BPSK调制示例相似的方式产生位模糊。具体地，当和信号仅包括两个频率中的一个时，可以推断出两个发射机传输了相同的二进制值(例如，两个“1”或两个“0”)。而且，所传输的数据位的实际二进制值由在符号周期期间存在的特定频率或f2毫无疑义地确定。然而，由于无法知道哪个发射机传输“1”(例如，f)和哪个传输“0”(例如，f2)，因此在符号周期中和信号包括和f2两者时，位模糊产生。与上述组合相比，其他调制类型可以针对独立数据信号中所传输的二进制值的不同组合来产生位模糊，并且在本发明实施例的范围内。根据本发明的各种实施例，可以使用解模糊信号来去除第一间隔的和信号中的位模糊。根据一些实施例，在第二间隔期间传输解模糊信号。具体地，解模糊信号包含一信息， 该信息可以针对和信号的呈现出位模糊的符号周期在独立数据信号中生成数据位的值。在一些实施例中，解模糊信号可以包括信号电平、相位、频率或者其他信号特性，其针对和信号的包含位模糊的符号周期，表示第一发射机和第二发射机中之一的独立数据信号的数据位，或来自第一发射机和第二发射机中之一的独立数据信号的数据位。在这些实施例中，第二发射机的独立数据信号的在相应符号周期中的位值，例如可以被计算为解模糊信号中各个位值的二进制反码(例如，1 — 0和0 — 1)。在其他实施例中，解模糊信号包括信号电平、相位、频率或者其他信号特性，其表示在和信号的包含位模糊的符号周期中独立数据信号的组合的数据位。例如，如果第一发射机的独立数据信号的数据位序列由{1011010}给出，而第二发射机的独立数据信号的数据位序列由{1001100}给出，则示例性和信号可以由数据位序列{10*1**0}表示，其中“*”表示位模糊。在示例中，位模糊由具有相异值(例如，“1”和 “0”或者“0”和“1”)的数据位的传输所引起。提供用于去除位模糊的信息的解模糊信号可能包括数据位序列{101}。在该示例中，示例性解模糊信号的数据位是第一发射机的独立数据信号的数据位，其与和信号的具有位模糊的符号周期相对应。给定和信号的数据位序列和解模糊信号的数据位序列，可以简单地通过将来自解模糊信号的相对应数据位插入和信号的数据位序列的适当符号周期中，来恢复第一发射机的独立数据信号的数据位。在上述示例中，当解模糊信号数据位序列的位被插入和信号数据位序列的相对应符号周期中时，第一发射机的独立数据信号的数据位序列被恢复(即 {10*1**0} — {101} = {1011010})。类似地，如果二进制反码由解模糊信号的数据位序列形成(即{101}C= {010})，则第二发射机的独立数据信号的数据位序列可以以相似的方式被恢复(即{10*1**0} — {010} = {1001100}) O在一些实施例中，解模糊信号被形成，然后仅由独立操作的该对发射机之一传输。 例如，第一发射机可从光学数据总线(例如，从相关联的接收机)接收和信号，确定位模糊的位置并且然后传输解模糊信号。具体地，(第一发射机完全可知的)第一独立数据信号可以由第一发射机使用，以从和信号中提取和恢复第二独立数据信号或者其估计。提取和恢复可以采用将第一独立数据信号的数据位值从根据和信号确定的数据符号值中减去的减法。例如，可以通过映射(例如，(1，电平2.0) —“1”，(0，电平0.0) — “0”，等等)从和信号和第一独立数据信号中恢复第二独立数据信号的数据位值。换言之，例如，可以使用和信号和第一独立数据信号中每个的数据符号序列来执行减法，以产生第二独立数据信号的数据位序列。在一些实施例中，可以通过将所恢复的第二独立数据信号与第一独立数据信号比较，或者等同地通过对这两个信号的相对应数据位序列进行比较，来确定位模糊的位置。例如，当和信号中的位模糊是由于在符号周期期间传输相异位而导致时，例如，可以通过标记相异点的位置来确定和信号中位模糊的位置。对于其他形式的位模糊，可以使用其他标准以识别位模糊。例如，当采用如上所述的示例性OOK调制实施例时，接收大约1.0电平的信号可以是位模糊的指示。在定位了位模糊之后，通过从第一独立数据信号或所恢复的第二独立数据信号中简单地选择和传输合适的数据位，第一发射机形成并且传输解模糊信号。在其他实施例中，通过协作的一对发射机的组合生成解模糊信号。例如，第一发射机和第二发射机两者均可接收和信号、确定位模糊的位置，并且然后协作地传输在光学数据总线中结合以形成解模糊信号的信号。在一些实施例中，第一和第二发射机可以在光学数据总线上产生采用三元符号的组合信号。具体地，当光学数据总线采用诸如OOK的调制时，可以采用可用于这对发射机的三个信号电平(即0. 0，1. 0和2. 0)，以利用映射在可利用的三电平信号上的三元符号对解模糊信号进行编码。在一些实施例中，采用这种三元符号映射可以进一步提高吞吐量。具体来说，长度为n2的解模糊信号可以利用三元符号和相关联的映射被编码为长度大约为n2/lo&3的序列。在其它实施例中，确定位模糊的位置和传输解模糊信号中的一个或多个可以通过除了第一发射机和第二发射机之外的发射机来执行。例如，独立的收发机可以从该对发射机中的相对应发射机接收和信号以及第一独立数据信号和第二独立数据信号中的一者或两者。然后，独立的收发机可以形成解模糊信号并将其发射。以上任意一个的各种组合也是可以的。这里，根据各种实施例，光学数据总线包括传输光学信号的光学通道。具体来说， 光学通道将光学数据总线上(即连接至光学数据总线)的模块或元件互连。光学数据总线上的模块可以包括但不限于产生数据信号并通过光学数据总线的光学通道传输数据信号的发射机，和接收数据信号的接收机。发射机可以与接收机结合以产生收发机。一般来说， 模块可以通过将光学信号传输至连接到光学数据总线的一个其它模块或多于一个其它模块而彼此通信。因此，此处描述的光学数据总线包括但不限于点对点、多点和星型网络总线架构。进一步，光学数据总线包括可以采用自由空间光学信号(即，基本上是未引导的光学信号)和基本上由物理通道引导或被引导在物理通道内的光学信号中的一者或两者的光学通道。例如，被引导的光学信号可以在光学波导上或内被传导或引导。在一些实施例中，光学数据总线可以包括上行链路通道或上游光学波导以及下行链路通道或下游光学波导。例如，上游光学波导可以通过中继器互连至下游光学波导。在这样的示例性多点架构中，发射机通常连接至上游波导，而接收机通常连接至下游光学波导。如这里所使用的，采用数据位或数据符号形式的数据与光学数据总线的符号周期相关联或占据该符号周期，或者等同地与光学数据总线上的信号的符号周期相关联或占据该符号周期。一般来说，符号周期被限定为在光学数据总线上传输数据位或符号或等同地接收数据的时间段或时间周期。在一些实施例中，数据符号由二进制数据位来表示，而在其它实施例中，数据符号可以由表示多个数据位的更高级别的符号(例如，三元符号)来表示。根据一些实施例，符号周期可以与光学数据总线的时钟信号相关联或由该时钟信号确定。例如，符号周期可以在时钟信号的转换时开始。在另一示例中，符号周期可以是包括时钟转换(例如，以时钟转换为中心)的周期。在一些实施例中，时钟信号为独立的信号，而在其它实施例中，时钟信号被嵌入光学数据总线的数据信号中(例如，时钟信号可以从光学数据总线的数据信号中恢复)。符号周期还可以针对由光学总线上的发射机传输的数据信号来限定。然而，在发射机数据信号符号周期与光学总线的符号周期之间不进行区分，因为发射机数据信号在限定光学总线的机制的时钟或其它符号周期上发射，因而符合该时钟或其它符号周期。这里，间隔明确被限定为时间间隔。例如，间隔可以是光学数据总线的时分多址 (TDMA)模式的时隙。进一步，如这里所使用的，第一间隔和第二间隔不需要是按顺序的。然而，通常第一间隔在时间上在第二间隔之前。第一间隔和第二间隔中的每个包含多个符号周期。在一些实施例中，第二间隔比第一间隔短，并且包括比第一间隔少的符号周期。进一步，如这里所使用的，在专利技术中量词“一个”旨在具有其普遍的含义，即 “一个或多个”。例如“一个位模糊”意味着一个或多个位模糊，并且同样地，“所述位模糊” 明确地意味着“所述位模糊或所述这些位模糊”。而且，这里对“顶”、“底”、“上部”、“下部”、 “上”、“下”、“前”、“后”、“左”或“右”的引用并不旨在是限制。这里，术语“大约”在应用于值时通常意味着加上或减去10%，除非另外明确地进行了规定。而且，这里的示例旨在仅仅是示例性的，并且为了讨论的目的而非通过限制的方法来呈现。图1示出根据本发明实施例的光学数据总线系统100的框图。光学数据总线系统 100包括多个元件或模块，这些元件或模块使用通过光学总线104在模块间传输的光学信号102而相互通信。例如，光学总线104可以包括自由空间，使得光学信号102通过一视距， 即自由空间光学数据链路从一模块传送到另一模块。在另一示例中，光学总线104可以包括光纤互连(例如，光纤电缆或线路)。光纤互连可以包括例如多个光学耦合器106。在一些实施例中，光学耦合器106可以基本上彼此相似，而在其他实施例中，光学耦合器106可以在一个或多个操作特性方面彼此不同。在又一示例中，光学总线104可以包括光学星形華禹合器。光学数据总线系统100包括光学数据总线收发机110。光学数据总线收发机110 包括连接到光学总线104的发射机112。发射机112被配置为与另一发射机联合，以在光学总线104上在第一间隔期间产生和信号并且在第二间隔期间产生解模糊信号。在一些实施例中，其他的发射机是另一光学总线收发机110’的发射机112’。例如，其他收发机110’ 可以基本上与光学数据总线收发机110相似。在这些实施例的一些中，可以有多个其他光学总线收发机110’，如图1中省略号所示。在其他实施例中，其他发射机是连接到光学总线 104上而不作为另一收发机的部分的独立发射机120。在这里，其他发射机被称之为其他发射机112’、120，从而意味着发射机112’或者发射机120。和信号包括发射机112和其他发射机112’、120中每个的独立数据信号的求和。 解模糊信号包括用于去除和信号中的位模糊的信息。具体来说，该信息有助于去除由于在第一间隔的符号周期期间对相应独立数据信号中的每个信号的数据位求和而导致的和信号中的位模糊。在一些实施例中，光学数据总线收发机110的发射机112连同其他发射机 112M20 一起被配置为在第二间隔期间协作产生解模糊信号。
例如，当采用OOK调制时，发射机112和其他发射机112’、120可以协作以生成三电平信号，并且使用可用的三电平对解模糊信号编码。例如，为了传输三电平信号中的第一电平或0电平，例如，发射机112和其他发射机112’、120可以协作传输“0”。类似地，第二或者2电平可以由发射机112和其他各个发射机112’、120协作传输“ 1”，使得被传输的信号加起来以产生具有由各个发射机112、112’、120传输的信号的两倍幅度的信号电平(例如，2电平)。例如，当其他发射机112’、120协作地传输“0”或者“1”时，第三或者中间电平(例如，1电平)可以由传输“1”或者“0”的发射机112传输“1”或者“0”生成。发射机112 (并且通过扩展为其他发射机112’、120)可以包括例如激光器。在另一示例中，发射机112可以包括发光二极管(LED)。在一些实施例中，发射机112的光学信号可以通过光学耦合器106被耦合到光学总线。如所示出的，发射机112和其他发射机112’、 120均使用单独的光学耦合器106连接到光学数据总线104的上游部分107。在一些实施例中，光学耦合器106可以包括束分离器，其沿光学总线104的上游部分107将发射机的输出信号引导在特定方向上。如上所述，光学耦合器106中的各个光学耦合器可以具有不同的性能特性。例如，沿光学总线104在不同位置的光学耦合器106可以具有不同的耦合值， 使得到达光学总线104上的接收机的信号具有基本相同的功率电平，而不管总线上的哪个发射机实际产生信号。在一些实施例中，和信号的接收由接收机提供。具体来说，在一些实施例中，光学数据总线收发机110进一步包括被配置为接收和信号的接收机114。根据一些实施例，接收机114进一步被配置为将所接收的和信号或者所接收的和信号的二进制表示传送到发射机112。如所示出的，数据路径115表示接收机114和发射机112间的通信。例如，接收机 114可以包括光学探测器(例如，光学二极管)。根据一些实施例，其他收发机110’可以类似地包括基本上分别类似于收发机110的接收机114和数据路径115的接收机114’和数据路径115’。在一些实施例中，光学数据总线收发机110也被配置为接收(例如，使用接收机 114)和信号并从和信号中减去光学数据总线收发机的发射机112的独立数据信号。具体来说，可以使用表示和信号和光学数据总线收发机110的独立数据信号的数据的数据序列来执行减法。根据一些实施例，减法再产生其他发射机112’、120的独立数据信号，以使能够产生解模糊信号。在一些实施例中，解模糊信号包括独立数据信号之一的数据位，该数据位与第一间隔的位模糊位于其中的符号周期相对应。例如，解模糊信号可以包括光学数据总线收发机110的独立数据信号的数据位。在一些实施例中，其他收发机110’也可以被配置为执行从所接收的和信号中减去发射机112’的独立数据信号的减法，以确定发射机112的独立数据信号。如所示出的，接收机114通过光学数据总线104的下游部分109中的另一光学耦合器106而连接到光学数据总线，并且被配置为接收和信号。进一步如所示出的，中继器 130将光学数据总线的上游部分107连接至下游部分109。在一些实施例中，光学数据总线系统100进一步包括接收机140，该接收机是发射机112和其他发射机112’、120的独立数据信号中的一者或两者的指定接收器。在一些实施例中，如所示出的，接收机140与收发机110、110’分离。在其他实施例中，接收机140可以是另一收发机110’的接收机114’。例如，接收机140可以是不传输独立数据信号之一的另一收发机110’的接收机140’。如所示出的，接收机140可以利用连接到下游部分109的另一光学耦合器106连接到光学数据总线104。接收机140被配置为在第一间隔期间接收和信号并在第二间隔期间接收解模糊信号。在一些实施例中，接收机140进一步被配置为使用由解模糊信号提供的信息来去除存在于和信号中的位模糊。去除位模糊可以有助于使用所提供的信息从和信号中恢复第一数据信号和第二数据信号中的一者或两者。图2A示出根据本发明实施例的表示在光学数据总线上传输的信号的波形图。具体来说，图2A中所示的两个波形210、220表示具有根据不归零(NRZ)编码而被编码的开关键控(OOK)调制的信号。图2A中所示的NRZ编码有时被称之为NRZ电平编码或等同地为 NRZ-L编码。图2A中所示的第一波形210表示在第一信号的多个符号周期中的任意数据位序列，即序列{1011011}。例如，第一波形210可以表示由第一发射机发射的第一独立数据信号。图2A中所示的第二波形220表示在第二信号的多个相对应符号周期中的任意位序列，即序列{1001101}。例如，第二波形220可以表示由光学数据总线上的第二发射机发射的第二独立数据信号。在图2A中，符号周期通过垂直虚线指示或分离，并且被标识为Pl、
P2、P3，· · · P70图2A进一步示出波形230，该波形230表示对由一对波形210、220表示的第一信号和第二信号求和所产生的和信号。如图所示，由波形210、220表示的信号电平一起线性相加，以产生由和信号波形230表示的信号电平。具体地，在第一符号周期P1 (以及周期P4 和P7)期间，相对应波形210和220中的两个“1” 一起相加，以生成和信号波形230中的电平2. 0。如图所示，符号周期p3、P5和P6包含由波形电平1. 0表示的位模糊。根据本发明的实施例，图2B示出波形M0，该波形240表示用于图2A所示的和信号的解模糊信号。具体地，图2B所示的波形240可以通过选择由第一波形210中与符号周期p3、P5和P6相对应的电平，即位序列{101}表示的数据位而生成。解模糊信号的符号周期Pi、P2和P3与图2B中由括弧“[.]，，示出的符号周期p3、P5和P6相对应。解模糊信号去除了在符号周期p3、P5和P6处的和信号的位模糊。图2C示出根据本发明另一实施例的表示解模糊信号的波形M0’。具体地，图2C 中所示出的是由一对协作以发射解模糊信号的发射机而生成的三电平信号的波形。图2C 中示出的波形Mo，包括数据序列{101100000011110}，其中来自数据序列的3元组数据符号被映射为由三电平波形对0’中的三电平对表示的三元符号。采用下面列出的任意映射， 其中符号{2，1}未使用。{000} — {0,0}{001} — {0，1}{010} — {0,2}{011} — {1,0}{100} — {1，1}{101} — {1,2}{110} — {2,0}{111} — {2,2}根据三电平，给出在应用映射后相对应的三电平解模糊信号为序列{1，2，1，1，0，
120，1，0，2，0}(例如，参见图2C中示出的波形MO’)。注意，与根据二进制位而原始定义解模糊信号的数据位序列相比，波形M0’和等同地与三电平解模糊信号相对应的序列需要较少的符号周期(即更短)(即序列{1，2，1，1，0，0，1，0，2，0}仅需要10个符号周期来对具有 15个符号周期的解模糊信号进行编码)。同样地，使用三电平解模糊信号可以进一步提高
吞吐量。图3示出根据本发明实施例的去除在光学数据总线上传输的数据的位模糊的方法300的流程图。例如，可以采用去除位模糊的方法300以增加光学数据总线上的数据吞吐量。具体地，去除位模糊的方法300可以便于由连接至光学数据总线上的一对发射机进行的通信。一对发射机中的一个或两个可以是收发机的部分，该收发机进一步包括也连接到光学总线上的接收机。可替代地，发射机和接收机中的一个或两个可以是光学数据总线的独立(stand-alone)元件。在一些实施例中，发射机、接收机和光学总线的其他元件可以由软件控制，并且方法可以被实施为在执行时提供对光学总线元件的软件控制的计算机程序。去除位模糊的方法300包括在第一间隔期间从光学总线接收310和信号。所接收的和信号包括加到第二数据信号的第一数据信号。在一些实施例中，第一发射机和第二发射机分别独立地提供第一信号和第二信号。例如，第一发射机可以是如上所述的光学数据总线收发机Iio的发射机112。类似地，例如，第二发射机可以是另一光学数据总线收发机 110的另一发射机112或是以上针对光学数据总线系统100所述的其他发射机120。去除位模糊的方法300进一步包括识别320和信号中的位模糊。如上所述，根据一些实施例，位模糊可能由在第一间隔的符号周期期间第一和第二信号中的各自数据位之间的干扰所产生。例如，位模糊可以是在相同的符号周期期间与第二信号的数据位相比具有不同值的第一信号的数据位的结果。去除模糊的方法300进一步包括在第二间隔期间发射330解模糊信号。所发射的解模糊信号包括用于去除在和信号中被识别320的位模糊的信息。在一些实施例中，解模糊信号330由第一和第二发射机的组合来协作地发射。例如，解模糊信号可以使用如上所述的三电平信号来协作地发射330。在一些实施例中，去除位模糊的方法300进一步包括发射340第一信号。在这些实施例的一些中，发射340第一信号采用连接到光学总线的第一发射机。在一些实施例中， 第一发射机可以采用二进制开关键控(OOK)、不归零(NRZ)调制。在一些实施例中，去除位模糊的方法300进一步包括发射350第二信号。在这些实施例的一些中，发射350第二信号采用连接到光学总线的第二发射机。在一些实施例中，第二发射机也使用二进制00K、NRZ 调制。在这些实施例中，和信号包括在第一间隔的相对应符号周期中的数据符号，其中数据符号由通过在第一间隔的符号周期内分别对光学总线上的第一信号和第二信号的二进制信号电平求和而生成的三电平信号来表示。所发射340的第一信号和所发射350的第二信号在光学总线中一起相加360以形成所接收310的和信号。在其他实施例中，第一发射机和第二发射机可以使用多个其他调制中的任意之一，包括但不限于其他OOK调制、二进制相移键控(BPSK)调制和频移键控(FSK)调制。在这些实施例中，和信号可以由三电平信号表示或者不由三电平信号表示。例如，在FSK调制的情况下，信号可以具有三个不同频谱中的任何一个而不是三个信号电平。
在一些实施例中，例如当采用二进制OOK NRZ调制时，识别320位模糊包括接收三电平信号中的电平之一。在一些实施例中，与第一发射机和第二发射机中的一个或两个相关联的接收机接收电平中的预定电平。例如，识别位模糊的预定电平可以是通过对第一发射机所传输的“ 1，，和第二发射机所传输的“0”求和以形成和信号所产生的中间电平。例如，中间电平可以具有任意幅度值1.0，其中三电平信号中的两个其他电平可以具有相应的任意幅度电平0. 0和2. 0。在其他实施例中，例如当采用FSK调制时，在一符号周期期间接收具有两个频率的和信号可以识别位模糊。在一些实施例中(未示出)，去除位模糊的方法300进一步包括将所接收到的和信号与第一信号和第二信号中的一个或两个比较，以从该和信号中再产生第二信号和第一信号中相应的另一个或两个。通过比较从所接收到的和信号中恢复第二信号和第一信号中的再产生的一个。在这些实施例中，传输330解模糊信号采用在符号周期期间再产生的与一个或多个被识别的位模糊相对应的信号的位值。在一些实施例中(未示出)，去除位模糊的方法300进一步包括使用连接到光学数据总线的接收机接收第一间隔期间的和信号和第二间隔期间的解模糊信号中的两者。在一些实施例中，接收和信号和解模糊信号的接收机是第一信号和第二信号中一个或两个的指定接收器的模块。应当注意的是，此处忽略接收机上的噪声和噪声对接收机上的信号完整性的影响。除了此处描述的和信号和解模糊信号之外，例如，还可以采用额外的编码(例如，各种重发技术、循环冗余校验或者“CRC”编码，和各种其他的误差检测和校正编码)以处理噪声和噪声的影响。因此，这里已经描述了光学数据总线收发机和光学数据总线系统以及采用解模糊信号以去除光学数据总线上和信号中的位模糊的方法的实施例。应当理解的是，上述实施例仅示出表示本发明原理的诸多特定实施例中的一些。很明显，本领域那些技术人员在不背离如所附权利要求所限定的本发明的范围下可以容易地设计出许多其他布置。
权利要求
1.一种光学数据总线收发机(110)，包括发射机(112)，连接到光学总线(104)并且被配置为与另一发射机(112’，120)联合，以在所述光学总线(104)上在第一间隔期间产生和信号并且在第二间隔期间产生解模糊信号；和接收机(114)，被配置为接收所述和信号，其中，所述和信号包括来自所述收发机的发射机(11 和所述另一发射机(112’，120) 中每个发射机的独立数据信号的和，并且其中所述解模糊信号包括用于去除所述和信号中的位模糊的信息，位模糊由在所述第一间隔的符号周期期间对相应数据信号中各个数据信号的数据位求和而产生。
2.根据权利要求1所述的光学数据总线收发机(110)，其中所述收发机的发射机(112) 和所述另一发射机(112’，120)被配置为在所述第二间隔期间协作产生所述解模糊信号。
3.根据权利要求1所述的光学数据总线收发机(110)，其中所述光学数据总线收发机 (110)被配置为从所述和信号中减去所述光学数据总线收发机的发射机(11 的所述独立数据信号，该减法再生成所述另一发射机(112’，120)的所述独立数据信号以使能够产生所述解模糊信号。
4.根据权利要求1所述的光学数据总线收发机(110)，其中所述解模糊信号包括所述独立数据信号中一个独立数据信号的数据位，该数据位与所述第一间隔的所述位模糊位于其中的符号周期相对应。
5.根据权利要求1所述的光学数据总线收发机(110)，其中所述和信号是三电平信号， 包括所述三电平信号中的第一电平，表示在符号周期期间所述独立数据信号中两个独立数据信号的二进制0的传输；所述三电平信号中的第二电平，表示在所述符号周期期间所述独立数据信号中两个独立数据信号的二进制1的传输；并且所述第三电平信号中的第三电平，表示在所述符号周期期间或者(a)所述收发机的发射机(112)的数据信号中的二进制1和所述另一发射机(112’，120)的数据信号中的二进制0的传输，或者(b)所述收发机的发射机(112)的数据信号中的二进制0和所述另一发射机(112’，120)的数据信号中的二进制1的传输。
6.根据权利要求5所述的光学数据总线收发机(110)，其中所述解模糊信号是三电平信号，所述解模糊信号的信息使用采用所述三电平信号中的所有三个电平的三元符号被编码，并且其中所述三电平信号是所述收发机的发射机(11 与所述另一发射机(112’，120) 协作的产物。
7.根据权利要求1所述的光学数据总线收发机(110)，其中所述光学总线(104)被配置为以时分多址(TDMA)模式操作，所述第一间隔是第一 TDMA间隙而所述第二间隔是第二 TDMA间隙，并且其中所述独立数据信号包括具有分别由所述收发机的发射机(11 和所述另一发射机(112’，120)产生并且被提供至所述光学总线(104)的不归零编码信号的二进制开关键控调制。
8.一种光学数据总线系统(100)，包括第一发射机(112)，被配置为在第一间隔期间向数据通道提供第一数据信号；第二发射机(112’，120)，被配置为在所述第一间隔期间向所述数据通道提供第二数据信号，所述第一数据信号和所述第二数据信号在所述数据通道中通过彼此按位相加而产生和信号；并且用于在第二间隔期间在所述数据通道上提供解模糊信号的装置，所述解模糊信号提供用于去除存在于接收机(114，114’，140)的所述和信号中的位模糊的信息。
9.根据权利要求8所述的光学数据总线系统(100)，其中用于提供解模糊信号的所述装置包括被配置为从所述数据通道接收所述第一数据信号和所述第二数据信号之和的所述第一发射机(11 和所述第二发射机(112’，120)中的一者或两者，所述解模糊信号由所接收的和信号与所述第一数据信号和所述第二数据信号中之一的差产生。
10.根据权利要求8所述的光学数据总线系统(100)，进一步包括被配置为在所述第一间隔期间接收所述和信号并且在所述第二间隔期间接收所述解模糊信号的所述接收机 (114，114’，140)，其中所述接收机(114，114，，140)进一步被配置为使用由所述解模糊信号提供的信息去除存在于所述和信号中的位模糊，其中所去除的位模糊有助于使用所提供的信息从所述和信号中恢复所述第一数据信号和所述第二数据信号中的一者或两者。
11.根据权利要求8所述的光学数据总线系统(100)，进一步包括具有上游(107)光学波导和下游(109)光学波导的光学数据总线(104)，所述第一发射机(11 和所述第二发射机(112’，120)被连接到所述上游(107)光学波导，并且所述接收机(114，114’，140)被连接到所述下游(109)光学波导。
12.—种去除在光学总线上传输的数据中的位模糊的方法(300)，所述方法包括在第一间隔期间从所述光学总线接收(310)和信号，所接收的和信号包括来自各个独立发射机的与第二信号相加的第一信号；识别(320)所述和信号中的位模糊，位模糊由在所述第一间隔的符号周期期间所述第一信号和第二信号的各个数据位之间的干扰而产生；并且在第二间隔期间发射(330)解模糊信号，所述解模糊信号包括用于去除所述和信号中被识别的位模糊的信息。
13.根据权利要求12所述的去除位模糊的方法(300)，进一步包括从连接到所述光学总线的第一发射机发射(340)所述第一信号，所述第一发射机使用二进制开关键控(OOK)、不归零(NRZ)调制；并且从连接到所述光学总线的第二发射机发射(350)所述第二信号，所述第二发射机使用所述二进制00K、NRZ调制，其中所述和信号包括在所述第一间隔的各个符号周期中的数据符号，所述数据符号由通过在所述第一间隔的符号周期中对所述光学总线上的所述第一信号和第二信号的二进制信号电平分别求和而产生的三电平信号来表示，并且其中识别(320)位模糊包括接收所述三电平信号中的预定一个电平。
14.根据权利要求12所述的去除位模糊的方法(300)，所述方法进一步包括将所接收的和信号与所述第一信号和所述第二信号之一相比较，以分别再生成所述第二信号或所述第一信号，其中发射(330)所述解模糊信号采用在与一个或多个被识别的位模糊相对应的符号周期中所再生成的第二信号和所再生成的第一信号中的一者或两者的位值。
15.根据权利要求12所述的去除位模糊的方法(300)，进一步包括 利用接收机在所述第一间隔期间接收所述和信号以及在所述第二间隔期间接收所述解模糊信号，其中所述解模糊信号用于校正所述和信号中的位模糊，并有助于从所述和信号中恢复所述第一信号和所述第二信号中的一者或两者。
全文摘要
一种联合图像压缩系统(200，300)和方法(100)，根据所选择的变换来压缩目标图像和参考图像以产生压缩后的差分图像。该联合图像压缩系统包括计算机可读介质(210)和存储在该计算机可读介质上的计算机程序(220)。计算机程序包括执行从多个变换中选择(110)一变换的指令，其中该多个变换包括子集确定的投影(SDP)变换，其中所选择的变换针对目标图像(302)和参考图像(304)的每个中的相对应特征点来最小化累积映射误差(CME)。指令进一步执行如下步骤将所选择的变换应用(120)于目标图像和参考图像中之一；根据所选择的变换形成(130)差分图像，以及压缩(140)差分信号以产生压缩后的差分信号。
文档编号H04B10/02GK102484533SQ200980161185
公开日2012年5月30日 申请日期2009年10月29日 优先权日2009年10月29日
发明者劳尔·H·埃特金, 埃瑞克·奥登蒂利奇, 迈克尔·瑞恩·泰·谭 申请人:惠普发展公司，有限责任合伙企业