(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置であって、前記光コヒーレント受信機は、光信号をベースバンド・デジタル電気信号に変換するフロントエンド処理部を有し、前記周波数オフセット推定装置は、
前記ベースバンド・デジタル電気信号のデータ情報を位相角から減算し、結果として得た差を位相オフセットとして出力する位相オフセット計算部、
前記位相オフセットの変化である位相オフセット変化を前記位相オフセット計算部により計算された前記位相オフセットに従い計算する位相オフセット変化計算部、
前記位相オフセット変化計算部により計算された前記位相オフセット変化の絶対値を所定の閾値と比較することにより、前記位相オフセット変化に曖昧さがあるか否かを決定し、曖昧さを有さないと決定した位相オフセット変化を出力する曖昧さ決定部、
前記位相オフセット変化の加重平均を得るループ・フィルタリング部、
を有する周波数オフセット推定装置。
【請求項２】
前記所定の閾値はπ／４又はπ／２又はπである、請求項１記載の光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置。
【請求項３】
前記光コヒーレント受信機はＱＰＳＫ変調方式を用いる、請求項１記載の光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置。
【請求項４】
前記位相オフセット計算部は、位相角計算機、前置決定器、及び位相オフセット計算機、を有し、前記位相角計算機は前記ベースバンド・デジタル電気信号の位相角を取得し、前記前置決定器は前記ベースバンド・デジタル電気信号のデータ情報を前記位相角計算機により取得された前記位相角、前記位相オフセット計算部により計算された前の位相オフセット、及び前記ループ・フィルタリング部の前の出力に従い決定し、及び前記位相オフセット計算機は前記ベースバンド・デジタル電気信号の前記位相オフセットを前記前置決定器の決定結果及び前記位相角計算機により取得された位相角に従い計算し、
前記位相オフセット変化計算部は、位相オフセット・レジスタ部及び減算部を有し、前記位相オフセット・レジスタ部は前記位相オフセット計算部により計算された前記位相オフセットを記録し、前記減算部は前記位相オフセット・レジスタ部に記録された前の位相オフセットを前記位相オフセット計算部により計算された現在の位相オフセットから減算し、前記位相オフセット変化を得る、請求項１乃至３の何れか一項記載の光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置。
【請求項５】
前記位相オフセット計算部は、データ間引き回路、第１の位相オフセット計算部、及び第２の位相オフセット計算部、を有し、前記データ間引き回路は前記ベースバンド・デジタル電気信号の隣接するシンボルにより形成される第１の信号及び第２の信号である２つの信号を取得し、前記第１の位相オフセット計算部は前記第１の信号の位相オフセットを計算し、及び前記第２の位相オフセット計算部は前記第２の信号の位相オフセットを計算し、
前記位相オフセット変化計算部は、前記第２の位相オフセット計算部により計算された前記第２の信号の位相オフセットを、前記第１の位相オフセット計算部により計算された前記第１の信号の位相オフセットから減算し、前記位相オフセット変化を得る、請求項１乃至３の何れか一項記載の光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置。
【請求項６】
前記第１の位相オフセット計算部は、第１の位相角計算機、第１の前置決定器、及び第１のオフセット計算機、を有し、前記第１の位相角計算機は前記第１の信号の位相角を取得し、前記第１の前置決定器は前記第１の信号のデータ情報を前記第１の位相角計算機により取得した前記位相角に従い決定し、及び前記第１のオフセット計算機は前記第１の信号の前記位相オフセットを前記第１の前置決定器の決定結果及び前記第１の位相角計算機により取得された位相角に従い計算し、
前記第２の位相オフセット計算部は、第２の位相角計算機、第２の前置決定器、及び第２のオフセット計算機、を有し、前記第２の位相角計算機は前記第２の信号の位相角を取得し、前記第２の前置決定器は前記第２の信号のデータ情報を前記第２の位相角計算機により取得した前記位相角、前記第１の位相オフセット計算部により計算された前記第１の信号の前記位相オフセット、及び前記ループ・フィルタリング部から帰還される出力に従い決定し、及び前記第２のオフセット計算機は前記第２の信号の前記位相オフセットを前記第２の前置決定器の決定結果及び前記第２の位相角計算機により取得された位相角に従い計算する、請求項５記載の光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置。
【請求項７】
光コヒーレント受信機であって、請求項１乃至６の何れか一項記載の光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置を有する光コヒーレント受信機。
【請求項８】
粗周波数オフセット監視装置、デジタル等化器、及びセレクタを更に有し、前記粗周波数オフセット監視装置は、前記デジタル等化器より前に信号を受信し、前記光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置は前記デジタル等化器から出力された信号を受信し、及び前記セレクタは前記粗周波数オフセット監視装置及び前記光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置の１つの出力を、前記デジタル等化器から出力された信号の残留波長分散及び偏波モード分散に従い選択する、請求項７記載の光コヒーレント受信機。
【請求項９】
光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定方法であって、前記光コヒーレント受信機は、光信号をベースバンド・デジタル電気信号に変換するフロントエンド処理部を有し、前記周波数オフセット推定方法は、
前記ベースバンド・デジタル電気信号のデータ情報を位相角から減算し、結果として得た差を位相オフセットとして出力する位相オフセット計算段階、
前記位相オフセットの変化である位相オフセット変化を前記位相オフセット計算段階で計算された前記位相オフセットに従い計算する位相オフセット変化計算段階、及び
前記位相オフセット変化の加重平均を得るループ・フィルタリング段階、
前記位相オフセット変化計算段階で計算された前記位相オフセット変化の絶対値を所定の閾値と比較することにより、前記位相オフセット変化に曖昧さがあるか否かを決定する曖昧さ決定段階であって、曖昧さを有さないと決定した位相オフセット変化を出力する、曖昧さ決定段階、
を有する周波数オフセット推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信、より詳細には光通信のための光コヒーレント受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムの能力及び柔軟性の要求が高まると共に、コヒーレント光通信技術は益々重要性を増している。非コヒーレント技術（オンオフ変調、ＯＫＫなど）又は自動コヒーレント技術（差動４値位相変調、ＤＱＰＳＫなど）と比べて、コヒーレント技術は以下の利点を有する。つまり、約３ｄＢの光信号対雑音比（ＯＳＮＲ）利得、より効率的な変調技術（直交変調、ＱＡＭなど）を用い伝送能力を向上する能力、及びチャネルの変化に応じて電気的等価技術を利用する能力、及びより低い製造価格、等である。電気コヒーレント技術の場合と同様に、光コヒーレント受信機も、局発光の周波数を制御し、当該周波数と搬送波周波数との差（つまり、周波数オフセット）をゼロにする装置を必要とする。
【０００３】
しかしながら、光通信システムでは、無線通信システムにおけるパイロットのような、直接に搬送波周波数を抽出するための情報がないので、光コヒーレント受信機の周波数オフセットを制御する最初の段階は、受信信号から周波数オフセットを推定することである。光通信システムの特性により、光コヒーレント受信機の周波数オフセット推定装置は次のことを要求される。第一に、温度安定性及び経年変化等のようなレーザーの問題により、周波数オフセットは実際のシステムでは−５ＧＨｚ乃至＋５ＧＨｚ高い。第二に、光通信システムの無停止伝送特性により、周波数オフセットの推定は極めて正確且つ安定したものでなければならない。最後に、光通信による非常に高い信号送信レートのため、対応するＡＤレート及びデジタル信号レートも非常に高く、従って周波数オフセット推定方法の計算の複雑性が低いことが要求される。纏めると、光コヒーレント受信機は、周波数オフセット推定を実行するために、推定レンジが広く及び計算の複雑性が低い安定した方法及び装置を必要とする。
【０００４】
図１は、周波数オフセット推定装置１１０の光コヒーレント受信機内の位置を示す。図では、コヒーレント受信機のフロントエンド処理部１１８は、光周波数混合器１０２、局発光１０３、受光器１０４、１０５、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）１０６、１０７、及び制御部１１２を有する。フロントエンド処理部１１８は、光信号１０１をベースバンド・デジタル電気信号Ｉ＋ｊＱ１０８に変換する。ここで、Ｉは同相成分であり、Ｑは直交成分である。周波数オフセット推定装置１１０は、ベースバンド・デジタル電気信号Ｉ＋ｊＱ１０８に従って周波数オフセットの数値１１１を推定し、当該電気信号を制御モジュール１１２へ送信し、周波数オフセットがゼロになるように局発光の周波数を制御する。データ復元器１０９はデータを復元し、復元されたデータを出力する。
【０００５】
図２は、非特許文献１に提案された周波数オフセット推定装置を実現する方法を示す。図２では、レジスタ２０１及び共役計算機２０２は、入力されたベースバンド電気信号を１シンボル時間だけ遅延させ、当該電気信号の共役を得て、信号２０７を得る。信号２０７は次に乗算器２０３で入力されたベースバンド電気信号を乗算され、信号２０８を得る。上述の遅延、共役、及び乗算の計算は、位相雑音を除去する（局発光及び搬送波の位相はランダムに変化し、隣接する数シンボル以内で一定であると考えられる）。信号２０８の位相は、２つの隣接するシンボルのデータ情報の間の差、及び周波数オフセットにより導入された１シンボル時間以内の位相オフセットを有する。従って、四乗計算機２０４はデータ情報を除去し、複素加算器２０５は信号２０９のＮ個のデータを加算して雑音の影響を除去する。最後に、１シンボル時間以内の周波数オフセットにより導入された位相変化１１１が１／４計算機２０６により得られる。シンボル時間（つまり、１／シンボル・レート）は光伝送システムで不変量なので、位相変化１１１は推定されるべき周波数オフセットを直接表す。例えば、位相変化１１１の値がθならば、対応する周波数オフセットは（θ／２π）×Ｂｒである（ここで、Ｂｒはシンボル・レートを表す）。
【０００６】
上述の従来の方法には２つの問題がある。第一に、１／４位相角計算機２０６の出力範囲は［−π／４，＋π／４］なので、この方法により推定可能な周波数オフセットの範囲は［−Ｂｒ／８，＋Ｂｒ／８］である。現在利用可能な光伝送で達成可能な最高シンボル・レートは２０Ｇシンボル／秒であり、このようなシステムを例に取ると、この方法により推定可能な周波数オフセットの範囲は［−２．５ＧＨｚ，＋２．５ＧＨｚ］だけであり、要求される［−５ＧＨｚ，５ＧＨｚ］より遙かに狭い。第二に、この方法は複素数の乗算計算だけでなく複素数の４乗計算も含むので、このような計算の複雑性は、実数に対して実行される加算若しくは減算の計算又は論理計算と比べて遙かに負担が大きい。現在のデジタル信号処理技術が関連する範囲で、このような複素数計算を光伝送システム内の１０Ｇ又は２０Ｇシンボル／秒のような高レートのシンボルに対して実行することは殆ど不可能である。
【非特許文献１】アンドリアス・リーベン他（Andreas  Leven  ｅｔ．ａｌ）、Frequency  Estimation  in  Intradyne  Reception、IEEE  Photonics  Technology  Letters、２００７年３月１５日、１９巻、６号、ｐ．３６６−３６８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述の従来技術の問題の観点から提案される。本発明の目的は、光コヒーレント受信機で周波数オフセットを推定する方法及び装置を提供する。当該方法及び装置は、実際のシステムで生じ得る周波数オフセットの安定した正確且つ高速な推定を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的を達成するために、本発明の第１の態様によると、光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置が提供される。当該周波数オフセット推定装置は、光信号をベースバンド・デジタル電気信号に変換するフロントエンド処理部を有する。周波数オフセット推定装置は、前記ベースバンド・デジタル電気信号の位相オフセットを計算する位相オフセット計算部、前記位相オフセットの変化、つまり位相オフセット変化を前記位相オフセット計算部により計算された位相オフセットに従い計算する位相オフセット変化計算部、及び位相オフセット変化の加重平均を得るループ・フィルタリング部、を有する。
【０００９】
本発明の第２の態様によると、本発明の第１の態様に従った光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置が提供される。前記光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置は、前記位相オフセット変化計算部により計算された前記位相オフセット変化に曖昧さがあるか否かを決定し、曖昧さを有さない位相オフセット変化を出力する曖昧さ決定部、を更に有する。
【００１０】
本発明の第３の態様によると、本発明の第２の態様に従った光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置が提供される。前記曖昧さ決定部は、前記位相オフセット変化の絶対値を所定の閾値と比較することにより、前記位相オフセット変化に曖昧さがあるか否かを決定する。
【００１１】
本発明の第４の態様によると、本発明の第３の態様に従った光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置が提供される。前記所定の閾値はπ／４又はπ／２又はπである。
【００１２】
本発明の第５の態様によると、本発明の第１の態様に従った光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置が提供される。前記光コヒーレント受信機はＱＰＳＫ、８ＰＳＫ等のような位相変調方式を用いる。
【００１３】
本発明の第６の態様によると、本発明の第１乃至５の態様の何れか一に従った光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置が提供される。前記位相オフセット計算部は、位相角計算機、前置決定器、及び位相オフセット計算機、を有し；前記位相角計算機は前記ベースバンド・デジタル電気信号の位相角を取得し；前記前置決定器は前記ベースバンド・デジタル電気信号のデータ情報を前記位相角計算機により取得された前記位相角、前記位相オフセット計算部により計算された前の位相オフセット、及び前記ループ・フィルタリング部の前の出力に従い決定し；及び前記位相オフセット計算機は前記ベースバンド・デジタル電気信号の前記位相オフセットを前記前置決定器の決定結果に従い計算し；前記位相オフセット変化計算部は、位相オフセット・レジスタ部及び減算部を有し；前記位相オフセット・レジスタ部は前記位相オフセット計算部により計算された前記位相オフセットを記録し；前記減算部は前記位相オフセット・レジスタ部に記録された前の位相オフセットを前記位相オフセット計算部により計算された現在の位相オフセットから減算し、前記位相オフセット変化を得る。
【００１４】
本発明の第７の態様によると、本発明の第１乃至第５の態様の何れか一に従った光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置が提供される。前記位相オフセット計算部は、データ間引き回路、第１の位相オフセット計算部、及び第２の位相オフセット計算部、を有し；前記データ間引き回路は前記ベースバンド・デジタル電気信号の隣接するシンボルにより形成される第１の信号及び第２の信号である２つの信号を取得し；前記第１の位相オフセット計算部は前記第１の信号の位相オフセットを計算し；及び前記第２の位相オフセット計算部は前記第２の信号の位相オフセットを計算し；前記位相オフセット変化計算部は、前記第２の位相オフセット計算部により計算された前記第２の信号の位相オフセットを、前記第１の位相オフセット計算部により計算された前記第１の信号の位相オフセットから減算し、前記位相オフセット変化を得る。
【００１５】
本発明の第８の態様によると、本発明の第７の態様に従った光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置が提供される。前記第１の位相オフセット計算部は、第１の位相角計算機、第１の前置決定器、及び第１のオフセット計算機、を有し；前記第１の位相角計算機は前記第１の信号の位相角を取得し；前記第１の前置決定器は前記第１の信号のデータ情報を前記第１の位相角計算機により取得した前記位相角に従い決定し；及び前記第１のオフセット計算機は前記第１の信号の前記位相オフセットを前記第１の前置決定器の決定結果に従い計算し；前記第２の位相オフセット計算部は、第２の位相角計算機、第２の前置決定器、及び第２のオフセット計算機、を有し；前記第２の位相角計算機は前記第２の信号の位相角を取得し；前記第２の前置決定器は前記第２の信号のデータ情報を前記第２の位相角計算機により取得した前記位相角、前記第１の位相オフセット計算部により計算された前記第１の信号の前記位相オフセット、及び前記ループ・フィルタリング部から帰還される出力に従い決定し；及び前記第２のオフセット計算機は前記第２の信号の前記位相オフセットを前記第２の前置決定器の決定結果に従い計算する。
【００１６】
本発明の第９の態様によると、本発明の第７の態様に従った光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置が提供される。前記データ間引き回路は以下の２つの構造のうちの１つにより実現される。つまり、第１の構造では：データ間引き回路は、第１のダウン・サンプラー、遅延部、及び第２のダウン・サンプラー、を有する。前記第１のダウン・サンプラーは第１のＮ対１ダウンサンプリングを前記ベースバンド・デジタル電気信号に対して実行し、サンプルされた信号を前記第１の信号として取り込む。前記遅延部は、前記ベースバンド・デジタル電気信号を１シンボルだけ遅延させる。前記第２のダウン・サンプラーは、第２のＮ対１ダウンサンプリングを前記ベースバンド・デジタル電気信号に対して実行し、前記サンプルされた信号を前記第２の信号として取り込む。ここで、Ｎは１より大きい整数である。第２の構造では：データ間引き回路は、シリアル−パラレル変換器を有する。シリアル−パラレル変換器は、シリアル−パラレル変換を前記ベースバンド・デジタル電気信号に対して実行し、複数の変換されたパラレル信号の中の２つの隣接する信号を前記第１の信号及び前記第２の信号として出力し、複数の変換されたパラレル信号の中の他の信号を接地する。
【００１７】
本発明の第１０の態様によると、光コヒーレント受信機が提供される。前記光コヒーレント受信機は、第１乃至第９の態様の何れか一に従った光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置を有する。
【００１８】
本発明の第１１の態様によると、本発明の第１０の態様に従った光コヒーレント受信機が提供される。前記光コヒーレント受信機は、粗周波数オフセット監視装置、デジタル等化器、及びセレクタを更に有し、前記粗周波数オフセット監視装置は、前記デジタル等化器より前に信号を受信し；前記光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置は前記デジタル等化器から出力された信号を受信し；及び前記セレクタは前記粗周波数オフセット監視装置及び前記光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置の１つの出力を、前記デジタル等化器から出力された信号の残留波長分散及び偏波モード波長分散に従い選択する。
【００１９】
本発明の第１２の態様によると、光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定方法が提供される。前記光コヒーレント受信機は、光信号をベースバンド・デジタル電気信号に変換するフロントエンド処理部を有する。前記周波数オフセット推定方法は：前記ベースバンド・デジタル電気信号の位相オフセットを計算する位相オフセット計算段階；前記位相オフセットの変化である位相オフセット変化を前記位相オフセット計算段階で計算された前記位相オフセットに従い計算する位相オフセット変化計算段階；及び前記位相オフセット変化の加重平均を得るループ・フィルタリング段階、を有する。
本発明の第１３の態様によると、第１２の態様に従った周波数オフセット推定方法が提供される。前記周波数オフセット推定方法は：前記位相オフセット変化計算段階で計算された前記位相オフセット変化に曖昧さがあるか否かを決定し、曖昧さを有さない位相オフセット変化を出力する曖昧さ決定段階；を更に有する。
【００２０】
本発明の第１４の態様によると、本発明の第６乃至第９の態様の何れか一に従った光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置が提供される。前記前置決定器は、減算器、２πモジュラ計算機、及びπ／２係数ラウンダーを有する。前記減算器は帰還位相オフセットを前記位相角計算により得られた位相角から除去する。前記２πモジュラ計算機は２πモジュラ計算を、前記位相オフセット除去部により帰還位相オフセットを除去された信号に対して実行し、前記信号を０乃至２πの間に制限する。π／２係数ラウンダーは、前記２πモジュラ計算機により０乃至２πの間に制限された信号を所定値で割り、商の整数部分を得る。
【００２１】
本発明の第１５の態様によると、本発明の第６乃至第９の態様の何れか一に従った光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置が提供される。前記前置決定器は、第１の減算器、２πモジュラ計算機、第１の決定部、第２の減算器、第２の決定部、及び検索テーブル決定部、を有する。前記第１の減算器は、帰還位相オフセットを前記モジュラ計算機により得た係数から減算する。２πモジュラ計算機は、２πモジュラ計算を前記帰還位相オフセットを除去された信号に対して実行し、前記信号を０乃至２πの間に制限する。前記第１の決定部は、前記２πモジュラ計算機の出力を第１の閾値と比較する。前記第２の減算器は、前記２πモジュラ計算機の出力が前記第１の閾値より大きい場合、前記第１の閾値を前記２πモジュラ計算機の出力から減算する。前記第２の決定部は、前記第２の減算器の出力を第２の閾値と比較する。検索テーブル決定部は前記ベースバンド・デジタル電気信号のデータ位相を、検索テーブルを通じ、前記第１の決定部と前記第２の決定部の出力に従い決定する。
【００２２】
本発明の更に別の態様によると、コンピューター又は論理構成要素により実行されると、前記コンピューター又は前記論理構成要素に前述の第１２の態様に従った方法、又は前述の第１乃至第９の何れか一に従った周波数オフセット推定装置を実施させるコンピューター・プログラムが提供される。
【００２３】
本発明の更に別の態様によると、前記コンピューター・プログラムを格納するコンピューター可読媒体が提供される。
【００２４】
本発明の光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置及び方法によると、複素数の乗算は免除され、計算の複雑性は有意に低減され、信頼性が高く正確且つ高速な周波数オフセット推定装置が達成される。
【００２５】
添付の図面は、本出願の一部であり、発明の詳細な説明と共に本発明の好適な実施形態を説明する。本発明の前述の及び他の目的、特徴、及び利点は、添付の図面を参照した詳細な説明を通じて明らかになるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
好適な実施例は、添付の図面を参照して以下に詳細に説明される。説明は本発明を限定するものというより、むしろ例である。図中、同一の参照符号は同一の又は対応する構成要素を示す。
【００２７】
図３は、本発明のある実施例による周波数オフセット推定装置を図示する。周波数オフセット推定装置の入力は、光コヒーレント受信機のフロントエンド処理部１１８により出力されたベースバンド電気信号１０８、つまりＩ＋ｊＱｅｘｐ（ｊφｄ＋ｊφ０＋ｊΔωｔ）である。一般に、ベースバンド電気信号１０８の位相角は、データ情報φｄだけでなく、搬送波と局発光との間の位相オフセットも含む。ここで、位相オフセットは２つの部分、つまり１つは位相雑音φ０、もう１つは周波数オフセットにより導入された位相オフセットΔωｔを含む（ここでｔは時間を表す）。レーザーの特性によると、φ０は隣接する数シンボル以内で不変であると考えられるので、Δωｔは時間と共に変動することが明らかである。本発明の目的は、周波数オフセットΔωを推定する方法である。以下の説明はＱＰＳＫ変調方式に基づく。つまり例としてφｄ∈π／４、３π／４、５π／４、７π／４である。
【００２８】
ベースバンド電気信号１０８は、先ず位相角計算機３０１に入力され、ベースバンド電気信号１０８の位相角３０２を得る。前置決定器３０３は、位相角３０２に従い送信情報、及び前のシンボルの位相オフセット３０７、周波数オフセットにより導入された１シンボル時間後の位相オフセット変化１１１（つまり、周波数オフセット値Δωｔ、ここでｔはシンボル時間を示す）の全体を判断し、そして選択スイッチ３０５を制御するスイッチ制御信号として所定値３０４を出力する。前置決定の目的は、一般的に、ベースバンド電気信号１０８のデータ情報φｄを得るためである。前置決定値３０４は、それぞれφｄ＝π／４、３π／４、５π／４、７π／４を示す０、１、２、３であってよい。選択スイッチ３０５は、ベースバンド電気信号の位相角３０２を、スイッチ制御信号３０４に従い、位相オフセット計算機３０６の入力ポート３１４、３１５、３１６、３１７と結合する。位相オフセット計算機３０６は、所定データ情報φｄを位相角３０２から減算する。それにより得られる差はシンボルの位相オフセット３０７である。例えば、スイッチ制御信号３０４が０のとき、選択スイッチ３０５は位相角３０２をポート３１４に結合し、それにより得られる位相オフセット３０７はπ／４を位相角３０２から減算した結果である。同様に、スイッチ制御信号３０４が１のとき、選択スイッチ３０５は位相角３０２をポート３１５に結合し、それにより得られる位相オフセット３０７は３π／４を位相角３０２から減算した結果である。スイッチ制御信号３０４が２のとき、選択スイッチ３０５は位相角３０２をポート３１６に結合し、それにより得られる位相オフセット３０７は５π／４を位相角３０２から減算した結果である。スイッチ制御信号３０４が３のとき、選択スイッチ３０５は位相角３０２をポート３１７に結合し、それにより得られる位相オフセット３０７は７π／４を位相角３０２から減算した結果である。
【００２９】
レジスタ３０８に格納された前のシンボルの位相オフセットは、減算器３２９により位相オフセット３０７から減算され、１シンボル時間の位相オフセット変化３０９、つまりΔωＴ＋ｎ（ここで、ｎはチャネルの白色雑音により生じる位相雑音、又は受信機の電気雑音、等を表す）を出力する。位相角３０２の範囲は[０，２π]なので、計算される位相オフセットは３６０°の曖昧さを有する。一方で、２つのシンボルの位相オフセットが角度差３６０°の曖昧さを有する場合、位相オフセット変化３０９にも３６０°の曖昧さが現れ、位相オフセット変化３０９の値はこの時点でもはやΔωＴ＋ｎではない。
【００３０】
以下の例は、３６０°の曖昧さ及び決定器の動作原理を説明する。２つの隣接するシンボルの位相オフセットをθ１及びθ２（−∞＜θ１，θ２＜＋∞）、位相オフセット計算部３０６により計算された２つのシンボルの位相オフセットの出力値を~θ１及び~θ２とする。位相角３０２の出力範囲は［０，２π］なので、~θ１及び~θ２は３６０°の曖昧さを有する。つまり~θ１＝θ１＋ｍ×２π、~θ２＝θ２＋ｋ×２πである（ここで、ｍとｋは整数である）。従って、位相オフセット変化３０９の値は、~θ２−~θ１＝θ２−θ１＋（ｋ−ｍ）×２πであり、ｋがｍに等しくないとき、位相オフセット変化３０９に３６０°の曖昧さが現れる。決定器３１０は、まさにこのような３６０°の曖昧さを除去するために存在する。決定器の閾値をπに設定することは次の理由に基づく。つまり、｜θ２−θ１｜＜πとすると、ｋがｍに等しくないとき、｜~θ２−~θ１｜＞πである。従って、位相オフセット変化３０９に３６０°の曖昧さが現れるか否かを、単に位相オフセット変化３０９の絶対値がπより大きいか否かを決定することにより決定することができる。別の観点から、決定器の閾値も周波数オフセット推定装置の動作範囲を（｜θ２−θ１｜＜πを利用して）［−Ｂｒ／２，Ｂｒ／２］に制限する。シンボル・レートが２０Ｇシンボル／秒のとき、本発明の周波数オフセット推定装置の動作範囲は［−１０ＧＨｚ，１０ＧＨｚ］であり、実際のシステムで生じる可能性のある周波数オフセットの範囲を包含する。実際の要求により、決定器３１０は他の閾値、例えばπ／２を用いてもよい。この場合、周波数オフセット推定装置の動作範囲は［−Ｂｒ／４，Ｂｒ／４］である、閾値π／４が用いられる場合、周波数オフセット推定装置の動作範囲は［−Ｂｒ／８，Ｂｒ／８］に制限される。この場合には、推定可能な周波数オフセット範囲は従来技術と等しい。しかしながら本発明は、複素数を含む複雑な計算を含まないので、安定性、正確性、及び堅牢性という利点を有する。換言すると、当業者は特定の用途に従い異なる閾値を用いてよい。決定器３１０は前述の動作原理に従い曖昧さを有するこれらの値を棄却し、如何なる３６０°の曖昧さも含まない位相オフセット変化３１２をループ・フィルター３１１に入力する。ループ・フィルター３１１は、重み付けされた移動平均により雑音を除去し、同時に周波数オフセットの変化を追跡する。ループ・フィルター３１１の出力（つまり、周波数オフセット１１１、つまりΔωＴ）は、加算器３１２によりシンボルの位相オフセット３０７と加算される。そしてその和は次のシンボルの推定された位相オフセットである。この推定値は、レジスタ３１４に予め決定された次のシンボルの基準として格納される。同時に、周波数オフセット１１１は周波数オフセット推定装置の全体の出力としても用いられる。
【００３１】
前置決定器３０３は、例えば、減算器３１８、Ｍｏｄ２π計算機（２πモジュラ計算機）３１９、及び切り捨て（ｆｌｏｏｒ）π／２計算機３２０を有する。減算器３１８は、入力されたシンボルの推定位相オフセット３１３をシンボルの位相角３０２から減算する。従って、減算器３１８の出力３２１は、実質的に入力されたシンボルのデータ情報である。Ｍｏｄ２π計算機３１９は、出力３２１に対し２πモジュラ計算を実行し、出力を０乃至２πの間に制限し、出力３２２を得る。Ｆｌｏｏｒπ／２計算機（π／２商ラウンダー）３２０は、先ず、データ位相をπ／２で割り（留意すべき点は、ここで用いられるπ／２が簡単のための単なる例であることである。スイッチ制御信号が丸め込みの後に得られる限り、２π／５のような別の値が用いられてもよい。）、次に商の整数部分を丸めて出力し、スイッチ制御信号３０４を得る。従って、θｄ＝π／４、３π／４、５π／４、７π／４、のとき、前置決定器の出力はそれぞれ０、１、２、３である。
【００３２】
図３は別の前置決定器を更に示す。図３の下部分に示されるように、前置決定器３０３は、減算器３１８、Ｍｏｄ２π計算機３１９、第１の決定部３４１、減算器３４２、第２の決定部３４３、及び検索テーブル決定部３４５、を有する。第１の決定部３４１は、Ｍｏｄ２π計算機３１９の出力（つまり、制限されたデータ位相）がπより小さいか否かを決定する。出力がπより小さい場合、当該出力は検索テーブル決定部３４５へ入力する。出力がπより小さくない場合、減算器３４２でπを減算した後に、当該出力は第２の決定部３４３へ入力する。第２の決定部３４３は、その入力がπ／２より小さいか否かを決定し、決定した値を出力する。検索テーブル決定部３４５は、決定部３４１及び３４３が決定する結果に従い、スイッチ制御信号３０４を出力する。この変換の関係は図３に示される。留意すべき点は、ここで用いられるπ／２及びπの両方が例であり、本発明を限定しないことである。
【００３３】
ループ・フィルター３１１は、乗算器３２３、３２５、加算器３２４、及びレジスタ３２６を有する。乗算器３２３は、入力された位相オフセット変化３１２に不変の係数（１−α）を乗算し、出力３２７を得る（αは０より大きく１より小さい実数である）。加算器３２４は、出力３２７を信号３２８に加算し（後述されるように、信号３２８は前のシンボルの重み付けされた位相オフセットである）、周波数オフセット１１１を出力する。周波数オフセット１１１は、同時にレジスタ３２６へ入力される。乗算器３２５によりレジスタ３２６内のデータに不変係数αが乗算された後、出力３２８が得られ、次の入力の処理のために加算器３２４へ入力される。
【００３４】
ループ・フィルター３１１は、推定値の雑音を抑制し安定した正確な推定値を得るために用いられる。上述の実施例では、ループ・フィルター３１１は１つのスライディングのみを実行している。つまり、加重平均は前の周波数オフセットだけで実行される。当業者に明らかなように、複数レベルのスライディングが実行されて良い。つまり、加重平均は複数の前のシンボルの推定された周波数オフセットに実行される。この場合、複数のシンボルの係数の和は１のままである。係数はスライディングのレートを決定し、従って雑音の抑制及び変化の追跡の間の妥協（つまり応答時間）を決定する。係数の値は所望の応答時間に従い選択されるべきである。
【００３５】
図３に示される周波数オフセット推定装置は、到来するデータ・シンボルのそれぞれを処理する必要がある。換言すると、図３の全ての計算は１つのシンボル時間内で完了されるべきである。従って、伝送システムのデータ・レートが非常に高い（例えば、数１０Ｇｂｉｔ／秒のレート）場合、図３に示される周波数オフセット推定装置は、ハードウェアで実施することが困難であるという問題を含む。このような問題に関し、本発明は、図４に周波数オフセット推定装置の低レートの実施の方法を提案する。
【００３６】
図４Ａに示されるように、低レートで実施される周波数オフセット推定装置は、データ間引き回路４０１、位相オフセット及び変化計算機４０４、曖昧さ決定器３１０、及びループ・フィルター３１１を有する。図３と比較すると、図４の低レートでの実施は、主に、データ間引き回路４０１及び位相オフセット計算部が追加され、位相オフセット変化計算部は位相オフセット及び変化計算機４０６として統合されている。データ間引き回路は、図４Ｂ又は図４Ｃに示される構造により実施されてよい。
【００３７】
図４Ｂに示されるデータ間引き回路は、レジスタ４０４及び２つのＮ対１ダウン・サンプラー４０５及び４０６を有する。ベースバンド・デジタル信号１０８は、２つの枝路へされる。１つはダウン・サンプラー４０５へ直接入力され、もう１つはレジスタ４０４により１シンボルだけ遅延された後にダウン・サンプラー４０６へ入力される。ダウン・サンプラー４０５及び４０６は、入力されたベースバンド・デジタル信号にＮ対１抽出を実行し、それぞれ出力デジタル信号４０２及び４０３を得る。図４Ｃは、シリアル−パラレル変換器により実施されるデータ間引き回路を示す。ベースバンド・デジタル信号１０８は、シリアル−パラレル変換器４１８へ入力される。シリアル−パラレル変換器４１８のＮ個の出力ポートの最初の２つのポートの出力は、所望の信号４０２及び４０３である。一方で、シリアル−パラレル変換器４１８の残りの出力ポートは、接地される。勿論、シリアル−パラレル変換器４１８のＮ個の出力ポートのうちの最初の２つのポート以外の２つの隣接するポートを、出力ポートとして用いることも可能である。
【００３８】
図４Ａに示される例は、抽出比（Ｎ：１）が４の場合の信号４０２／４０３とベースバンド・デジタル信号１０８との間の関係を示す。データ間引き回路を通過した後、ベースバンド・デジタル信号の１番目から１０番目のシンボルのうちの１、５、及び９番目のシンボルは出力４０２として用いられ、２，６，及び１０番目のシンボルは出力４０３として用いられる。この例から分かるように、出力４０３は常に出力４０２の次のシンボルである。上述の例では抽出分比４とした。しかしながら当業者には、抽出比に拘わらず、出力４０３が常に出力４０２の次のシンボルであることが明らかである。出力４０２及び４０３は、位相オフセット及び変化計算部に入力される。
【００３９】
図４Ｄに示されるように、シンボルの位相角４０９は、位相角計算機４０７を用いて出力４０２から得られる。また、丸め込みπ／２計算機４１１は入力された位相角４０９をπ／２で割り、商の整数部分を丸め、そして結果を出力する。スイッチ制御信号としての出力４１２は、入力された位相角４０９を位相オフセット計算部３０６へ入力する。スイッチ制御信号４１２及び位相オフセット計算部３０６の動作は、図３の対応する構成要素の動作と同じである。位相オフセット計算部３０６の位相の出力４１４は、加算器４１５により推定周波数オフセット１１１に加算され、出力４０３のシンボルの位相オフセットに関する推定値４１９を得る。この推定値４１９は、前置決定器３０３へ入力される。前置決定器３０３は、推定値４１９と出力４０３のシンボルの位相角４１０に従いスイッチ制御信号４１３を生成し出力する。スイッチ制御信号４１３による制御下で、位相角４１０は別の位相オフセット計算機３０６へ入力され、出力４０３のシンボルの位相オフセット４１７を得る。位相オフセット４１７及び４１４は、減算器４１６により減算され、隣接するシンボルの位相オフセット変化３０９を得る。位相オフセット変化３０９に追従する処理（曖昧さ判断及びループ・フィルタリング等）は、図３に示された実施例の処理と同じである。
【００４０】
しかしながら留意すべき点は、図４の実施例では、丸め込みπ／２計算機４１１は、位相オフセットに０を用いる前置決定器により実施されてもよい（つまり、図３に示される前置決定器の入力３１３は０と考えられる）。従って、構成要素４１１及び３０３は同一の構成要素により実施することが可能である。
【００４１】
更に留意すべき点は、図４では加算器４１５が用いられたが、加算器４１５は省かれてもよいことである。この場合、周波数オフセット１１１及び位相オフセット４１４は、減算のために前置決定器に直接入力される。
【００４２】
纏めると、データ間引き回路を用い、図４に示された実施例は１シンボル時間内の全ての計算を必ず完了するという要件を、構造の観点からＮシンボル時間内で完了するに緩和する（ここで、Ｎは抽出比を示す）。性能への影響は、単に応答時間を増大するだけである（一方で、推定の精度及び範囲は影響されない）。特定のハードウェアの実施の観点から、処理能力及びハードウェアにより要求される応答時間に従い適切な抽出比を選択することが可能である。
【００４３】
本発明による周波数オフセット推定装置は、図１に示す光コヒーレント受信機で直接用いられ、従来の推定器１１０を置き換えてよい。
【００４４】
図５は、本発明による周波数オフセット推定装置を用いる別の光コヒーレント受信機を示す。周波数オフセットの粗推定及び補償は、この光コヒーレント受信機で既に実行されている。この受信機は、参照されることにより本願明細書に組み込まれる中国特許出願２００７１０１３９７６９．１号、Ｚｈｅｎｎｉｎｇ  Ｔａｏ他に提案されている。このような光コヒーレント受信機に関し、本発明による周波数オフセット推定装置は、高精度周波数オフセット推定装置５０９として用いられてよい。
【００４５】
Ｚｈｅｎｎｉｎｇ  Ｔａｏ他による特許出願では、周波数オフセット監視装置の出力の極性は、周波数オフセットの正及び負の変化と共に変化する。従って、監視装置の出力は局発光の周波数を制御する帰還信号として用いられてよい。監視装置は、非常に強靱な堅牢性を有するので、深刻な残留波長分散及び偏波モード分散を許容すると共に、及び送信データと受信データとの間の同期クロックの如何なる問題も有さない。しかし、この監視装置には、周波数オフセットが特定の範囲（例えば、１ＧＨｚ）より小さい場合、監視装置が誤った検出信号を送信するという問題がある。しかしながら、このような範囲内の周波数オフセットは、依然として光コヒーレント受信機で許容できないほど大きい。図１と比較して、図５には、周波数オフセット推定装置に専用の、デジタル等化器５０７、粗周波数オフセット監視装置５０１、選択制御装置５０３、及びセレクタ５０４、が追加されている。デジタル等化器５０７の機能は、ベースバンド・デジタル信号１０８を均一にし、波長分散及び偏波モード分散の影響を除去することである。デジタル等化器５０７は、一般に知られた技術により実施されてよい（例えば、「Adaptive  digital  equalization  in  the  presence  of  chromatic  dispersion,  PMD,  and  phase  noise  in  coherent  fiber  optic  systems」、Crivelli  D.E、Global  Telecommunications  Conference、２００４年、ｐ．２５４５−２５５１、ｖｌｏ．４）。図５の粗周波数オフセット監視装置５０１の入力１０８は、デジタル等化器５０７の前の信号である。一方で、高精度周波数オフセット推定装置の入力５０８は、デジタル等化器５０７を通過した信号である。図５に示されるセレクタ５０４は、粗周波数オフセット監視装置の出力５０２又は高精度周波数オフセット推定装置の出力を、局発光の周波数制御装置１１２の入力へ、制御信号５０３に従い切り替えるスイッチ５０６を有する。
【００４６】
図６は、図５に示した光コヒーレント受信機の周波数オフセット推定装置の動作フローを示す。
【００４７】
図６に示されるように、受信機の開始／再開、又はチャネル切り替えの間（段階６０１）、セレクタ５０４は出力５０５を切り替え入力５０２と接続する（段階６０２）。この時点で、粗周波数監視装置５０１は、局発光を制御し始める。従って、粗周波数オフセット監視装置５０１が周波数オフセットをある程度まで制御する場合、デジタル等化器５０７は通常動作を開始し、波長分散及び偏波モード分散の影響を除去する（段階６０３）。続いて、波長分散及び偏波モード分散が除去されたか否かが決定される（段階６０４）。除去された場合（段階６０４で「ＹＥＳ」）、セレクタ５０４は出力５０５を入力１１１に接続し、高精度周波数オフセット推定装置５０９は局発光を制御し始める（段階６０５）。
【００４８】
上述の動作フローから分かるように、高精度周波数オフセット推定装置が局発光を制御し始めることを決定する基準は、波長分散及び偏波モード分散の影響が既に実質的に除去されているという事実である（図６の段階６０４で「ＹＥＳ」）。従って、セレクタの制御信号５０３は、デジタル等化器のエラー信号により決定されてよく、監視信号５０８の残留波長分散及び偏波モード分散を検出する方法を介し得られてもよい。波長分散及び偏波モード分散の検出は、Fiber  chromatic  dispersion  and  polarization-mode  dispersion  monitoring  using  coherentdetection、Biao  Fu他、Photonics  Technology  Letters、IEEE、Volume  １７、Issue  ７、２００５年７月、ｐ．１５６１−１５６３のような一般に知られた技術を介し実行されてよい。
【００４９】
図７は、本発明による光コヒーレント受信機を用いた光通信システムを示す。このシステムは、送信機７０１、光ファイバ回線７０６、及び受信機７０５を有する。光ファイバ回線は、１又は複数のノード７０２、光ファイバ７０３、及び増幅器７０４を有してもよい。本発明の光コヒーレント受信機７０５を除き、上述の残りの部分は、Optical  Differential  Quadrature  Phase-Shift  Key(oDQPSK)  for  High  Capacity  Optical  Transmission、R.A.Griffin他、OFC、２００２年に記載の送信機技術のような一般に知られた技術に従い構成されてよい。
【００５０】
図８は、本発明による周波数オフセット推定方法を示すフローチャートである。この周波数オフセット推定方法は、上述の本発明によるコヒーレント受信機に適用される。図８に示されるように、周波数オフセット推定方法は、前記ベースバンド・デジタル電気信号の位相オフセットを計算する位相オフセット計算段階、前記位相オフセットの変化、つまり位相オフセット変化を前記位相オフセット計算段階で計算された位相オフセットに従い計算する位相オフセット変化計算段階、前記位相オフセット変化計算段階で計算された前記位相オフセット変化に曖昧さがあるか否かを決定し、曖昧さを有さない位相オフセット変化を出力する曖昧さ決定段階、及び前記曖昧さ決定段階から出力された位相オフセット変化の加重平均を得るループ・フィルタリング段階、を有する。
【００５１】
勿論、位相オフセット計算段階は、例えば前述の位相角計算機３０１、前置決定器３０３、及び位相オフセット計算機３０６により実行されてよい。位相オフセット変化計算段階は、例えば、前述のレジスタ３０８及び減算器３０９により実行されてよい。曖昧さ決定段階は、例えば、前述の決定器３０３により実行されてよい。また、ループ・フィルタリング段階は、例えば、前述のループ・フィルター３１１により実行されてよい。これらの構成要素は全て先に詳細に説明されているので、当業者は本願明細書を参照しこれらの段階を容易に理解し実行できる。従って、これらの段階は以下に詳細に説明されない。
【００５２】
本発明による装置は、コンピューターに上述の装置の機能を実行させるか又はコンピューターに前述の方法の段階を実行させるコンピューター・ソフトウェアにより実施されてよい。コンピューターは、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、入出力手段、ハードディスク、及びＲＡＭ等を有する汎用目的コンピューター、及び専用コンピューターであってもよい。コンピューター・プログラムは、単一のコンピューター・プログラム、又は複数のコンピューター・プログラムを有する一式のプログラムであってよい。
コンピューター・プログラム又は一式のプログラムは、コンピューター可読記憶媒体に格納されてよい。コンピューター可読記憶媒体は、例えばＣＤ，ＤＶＤ、フロッピー(登録商標)・ディスク、フラッシュ・メモリー、磁気ディスク、又は当業者に知られている如何なる他の媒体であってもよい。
【００５３】
本発明の前述の説明は説明のための例であり、本発明を限定するものではない。本発明の範囲は、しかしながら特許請求の範囲によってのみ限定される。当業者は、本発明に対する種々の変形及び修正をなし得るだろう。また、本発明はこれら全ての変形及び修正を包含する。
【００５４】
以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）  光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置であって、前記光コヒーレント受信機は、光信号をベースバンド・デジタル電気信号に変換するフロントエンド処理部を有し、前記周波数オフセット推定装置は：
前記ベースバンド・デジタル電気信号の位相オフセットを計算する位相オフセット計算部；
前記位相オフセットの変化である位相オフセット変化を前記位相オフセット計算部により計算された前記位相オフセットに従い計算する位相オフセット変化計算部；及び
前記曖昧さ決定部により出力された前記位相オフセット変化の加重平均を得るループ・フィルタリング部、を有する周波数オフセット推定装置。
（付記２）  前記位相オフセット変化計算部により計算された前記位相オフセット変化に曖昧さがあるか否かを決定し、曖昧さを有さない位相オフセット変化を出力する曖昧さ決定部；を更に有する付記１記載の光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置。
（付記３）  前記曖昧さ決定部は、前記位相オフセット変化の絶対値を所定の閾値と比較することにより、前記位相オフセット変化に曖昧さがあるか否かを決定する、付記２記載の光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置。
（付記４）  前記所定の閾値はπ／４又はπ／２又はπである、付記３記載の光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置。
（付記５）  前記光コヒーレント受信機はＱＰＳＫ変調方式を用いる、付記１記載の光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置。
（付記６）  前記位相オフセット計算部は、位相角計算機、前置決定器、及び位相オフセット計算機、を有し；前記位相角計算機は前記ベースバンド・デジタル電気信号の位相角を取得し；前記前置決定器は前記ベースバンド・デジタル電気信号のデータ情報を前記位相角計算機により取得された前記位相角、前記位相オフセット計算部により計算された前の位相オフセット、及び前記ループ・フィルタリング部の前の出力に従い決定し；及び前記位相オフセット計算機は前記ベースバンド・デジタル電気信号の前記位相オフセットを前記前置決定器の決定結果に従い計算し；
前記位相オフセット変化計算部は、位相オフセット・レジスタ部及び減算部を有し；前記位相オフセット・レジスタ部は前記位相オフセット計算部により計算された前記位相オフセットを記録し；前記減算部は前記位相オフセット・レジスタ部に記録された前の位相オフセットを前記位相オフセット計算部により計算された現在の位相オフセットから減算し、前記位相オフセット変化を得る、付記１乃至５の何れか一項記載の光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置。
（付記７）  前記位相オフセット計算部は、データ間引き回路、第１の位相オフセット計算部、及び第２の位相オフセット計算部、を有し；前記データ間引き回路は前記ベースバンド・デジタル電気信号の隣接するシンボルにより形成される第１の信号及び第２の信号である２つの信号を取得し；前記第１の位相オフセット計算部は前記第１の信号の位相オフセットを計算し；及び前記第２の位相オフセット計算部は前記第２の信号の位相オフセットを計算し；
前記位相オフセット変化計算部は、前記第２の位相オフセット計算部により計算された前記第２の信号の位相オフセットを、前記第１の位相オフセット計算部により計算された前記第１の信号の位相オフセットから減算し、前記位相オフセット変化を得る、付記１乃至５の何れか一項記載の光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置。
（付記８）  前記第１の位相オフセット計算部は、第１の位相角計算機、第１の前置決定器、及び第１のオフセット計算機、を有し；前記第１の位相角計算機は前記第１の信号の位相角を取得し；前記第１の前置決定器は前記第１の信号のデータ情報を前記第１の位相角計算機により取得した前記位相角に従い決定し；及び前記第１のオフセット計算機は前記第１の信号の前記位相オフセットを前記第１の前置決定器の決定結果に従い計算し；
前記第２の位相オフセット計算部は、第２の位相角計算機、第２の前置決定器、及び第２のオフセット計算機、を有し；前記第２の位相角計算機は前記第２の信号の位相角を取得し；前記第２の前置決定器は前記第２の信号のデータ情報を前記第２の位相角計算機により取得した前記位相角、前記第１の位相オフセット計算部により計算された前記第１の信号の前記位相オフセット、及び前記ループ・フィルタリング部から帰還される出力に従い決定し；及び前記第２のオフセット計算機は前記第２の信号の前記位相オフセットを前記第２の前置決定器の決定結果に従い計算する、付記７記載の光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置。
（付記９）  光コヒーレント受信機であって、付記１乃至８の何れか一項記載の光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置を有する光コヒーレント受信機。
（付記１０）  粗周波数オフセット監視装置、デジタル等化器、及びセレクタを更に有し、前記粗周波数オフセット監視装置は、前記デジタル等化器より前に信号を受信し；前記光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置は前記デジタル等化器から出力された信号を受信し；及び前記セレクタは前記粗周波数オフセット監視装置及び前記光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定装置の１つの出力を、前記デジタル等化器から出力された信号の残留波長分散及び偏波モード分散に従い選択する、付記９記載の光コヒーレント受信機。
（付記１１）  光コヒーレント受信機のための周波数オフセット推定方法であって、前記光コヒーレント受信機は、光信号をベースバンド・デジタル電気信号に変換するフロントエンド処理部を有し、前記周波数オフセット推定方法は：
前記ベースバンド・デジタル電気信号の位相オフセットを計算する位相オフセット計算段階；
前記位相オフセットの変化である位相オフセット変化を前記位相オフセット計算段階で計算された前記位相オフセットに従い計算する位相オフセット変化計算段階；及び
前記位相オフセット変化の加重平均を得るループ・フィルタリング段階、を有する周波数オフセット推定方法。
（付記１２）  前記位相オフセット変化計算段階で計算された前記位相オフセット変化に曖昧さがあるか否かを決定し、曖昧さを有さない位相オフセット変化を出力する曖昧さ決定段階；を更に有する付記１１記載の周波数オフセット推定方法。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】従来の周波数オフセット推定装置の光コヒーレント受信機内の位置を示す。
【図２】従来の周波数オフセット推定装置を示す。
【図３】本発明のある実施例による周波数オフセット推定装置を示す。
【図４】本発明の別の実施例による周波数オフセット推定装置を示す。
【図５】本発明のある実施例による光コヒーレント受信機を示す。
【図６】周波数オフセット推定装置により出力される周波数オフセットを用いることにより、局発光の周波数を制御する手順を示す。
【図７】本発明によるコヒーレント受信機を用いた光通信システムを示す。
【図８】本発明による周波数オフセット推定方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５６】
１０１  光入力
１０２  光周波数混合器
１０３  局発光
１０４、１０５  受光器
１０６、１０７  アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）
１０８  ベースバンド・デジタル電気信号Ｉ＋ｊＱ
１０９  データ復元器
１１０  周波数オフセット推定装置
１１２  制御部
２０１  レジスタ
２０２  共役計算機
２０３  乗算器
２０５  複素加算器
２０６  １／４計算機
３０３  前置決定器
３１１  ループ・フィルター
３４５  論理テーブル
４０１  データ間引き回路
４０４  位相オフセット及び変化計算
４０５、４０６  Ｎ：１ダウン・サンプリング
４１８  シリアル−パラレル変換器
５０１  粗周波数オフセット監視装置
５０４  セレクタ
５０９  高精度周波数オフセット推定装置
７０１  送信機
７０２  ノード
７０３  光ファイバ
７０４  増幅器
７０５  コヒーレント受信機
【図１】
0005391660.tif 000002
【図２】
0005391660.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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