(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイロット・シンボルおよび複数のデータ・シンボルを有する光信号を受信するステップと、
前記パイロット・シンボルのキャリア位相を検出するステップと、
前記パイロット・シンボルに隣接する前記複数のデータ・シンボルのうちの少なくとも１つのキャリア位相を検出するステップと、
前記パイロット・シンボルに隣接する前記複数のデータ・シンボルのうちの少なくとも１つの位相と前記パイロット・シンボルの位相との間の位相差を判定するステップと、
前記位相差を定義済みの位相許容差と比較するステップと、
前記判定された位相差が前記位相許容差を超えたとき、前記データ・シンボルの位相を、線形補間によって推定するステップと、
を備える、方法。
【請求項２】
前記複数のデータ・シンボルのうちの少なくとも１つのキャリア位相を検出するステップの前に、それらの複数のデータ・シンボルのキャリア位相を推定するステップをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記データ・シンボルのキャリア位相を推定するステップが、共同偏波キャリア位相推定を用いたＭ乗方式を使用し、キャリア位相を推定するステップをさらに備える、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記位相許容差がπ／３ラジアンである、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
受信された光変調信号を処理するための方法であって、
データ・シンボルと第１のおよび第２のパイロット・シンボルとを有する光信号を受信するステップであって、前記データ・シンボルが前記第１のパイロット・シンボルと第２のパイロット・シンボルの間に配置され、前記データ・シンボルのそれぞれおよびそれらのパイロット・シンボルが関連位相を有する、ステップと、
前記受信されたパイロット・シンボルの位相を検出するステップと、
前記第２のパイロット・シンボルに隣接する前記データ・シンボルのうちの少なくとも１つの位相を検出するステップと、
前記受信されたパイロット・シンボルの検出された位相と第２のパイロット・シンボルに隣接する前記データ・シンボルのうちの少なくとも１つの位相との間の位相差を判定するステップと、
前記位相差を定義済みの位相許容差と比較するステップと、
前記判定された位相差が前記定義済みの位相許容差を超えたとき、前記データ・シンボルの位相を、線形補間によって推定するステップと
を備える、方法。
【請求項６】
位相差を判定する前に前記データ・シンボルのキャリア位相を推定するステップがさらに、Ｍ乗方式を前記データ・シンボルに適用するステップを備える、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
共同偏波キャリア位相推定を使用して前記データ・シンボルの位相を推定するステップをさらに備える、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
第１のパイロット・シンボルが、少なくとも２つの隣接パイロット・シンボルを備える第１のセットのパイロット・シンボルである、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
第２のパイロット・シンボルが、少なくとも２つの隣接パイロット・シンボルを備える第２のセットのパイロット・シンボルである、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
前記データ・シンボルが５０の連続データ・シンボルを備える、請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
前記位相許容差がπ／３ラジアンである、請求項５に記載の方法。
【請求項１２】
前記受信されたパイロット・シンボルの位相を検出するステップの後に、前記データ・シンボルの位相を推定するステップをさらに備える、請求項５に記載の方法。
【請求項１３】
各々がパイロット・シンボルおよびデータ・シンボルを含む複数のチャネルを有する受信される光信号に比例して電気信号を生成するように各々構成された、複数の光検出器と、
前記電気信号の各々をデジタル信号に変換するように構成された、アナログ・デジタル変換器と、
前記アナログ・デジタル変換器と通信するデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）であって、
前記パイロット・シンボルのキャリア位相を検出し、
前記パイロット・シンボルに隣接する前記データ・シンボルのうちの１つのキャリア位相を検出し、
前記パイロット・シンボルに隣接する前記データ・シンボルのうちの１つと前記パイロット・シンボルとの間の位相差を判定し、
前記位相差を定義済みの位相許容差と比較し、
前記判定された位相差が前記位相許容差を超えたとき、前記データ・シンボルの位相を、線形補間によって推定する
ように構成されたキャリア位相推定モジュールを備える、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）と
を備える、光受信機。
【請求項１４】
ローカル発振器回路と、
前記ローカル発振器回路と通信する複数のハイブリッド干渉計であって、各干渉計が複数の光信号チャネルを受信し、受信された光チャネルと前記ローカル発振器から受信された信号との間の位相および振幅を表す信号を抽出し、前記複数の光検出器のうちの対応する１つに前記位相および振幅信号を供給するように構成された、ハイブリッド干渉計と
をさらに備える、請求項１３に記載の光受信機。
【請求項１５】
前記複数のハイブリッド干渉計の各々に前記複数の光信号チャネルを供給するように構成された偏波ビーム・スプリッタをさらに備える、請求項１４に記載の光受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、光通信システムの分野に関する。より詳細には、本開示は、コヒーレント光受信機における共同偏波位相推定（joint  polarization  phase  estimation）に役立つ、変調された光信号内のパイロット・シンボルの追加に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムにおいて、それぞれ特定の波長にある複数の光チャネルが光ファイバ・ケーブルを介して伝播する高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）を使用して光信号を送信するために、様々な変調方式が使用される。しかし、たとえば自己位相変調（ＳＰＭ）および相互位相変調（ＣＰＭ）を含む、様々な非線形性は、これらの送信信号の信号受信および復号を引き起こす非線形位相シフトを生じさせ得る。長距離の伝播の後、これらの非線形性の影響は、送信された情報の完全性を損なうおそれがある、受信機での処理および復号上の問題を生み出す。
【０００３】
コヒーレント復号は、光信号の振幅のみでなく位相および偏波も同様に検出する。言い換えれば、それは、スペクトルにわたる受信信号の特性全体を検出する。これは、受信機が線形チャネル転送機能を補償することを可能にする。さらに、４位相偏移変調（ＱＰＳＫ）および偏波分割多重（ＰＤＭ）方式が実装可能であり、それによって検出能力およびスペクトル効率を増やすことができる。
【０００４】
コヒーレント位相変調された光通信システムで、送信機のキャリア位相は、送信された情報信号を復号するために、受信機で推定およびトラッキングされなければならない。しかし、位相変調された光通信システムにおけるコヒーレント受信機に関連する固有の問題は、受信機での位相検出に関連する位相アンビギュイティの問題である。これは、位相検出におけるデータ変調の存在に起因する。位相エラーがＱＰＳＫについてπ／４または２位相偏移変調（ＢＰＳＫ）についてπ／２に達するとき、その中でシンボルが隣接象限内にあるものとして誤って解釈されることがある「サイクル・スリップ」が生じ得る。これらのタイプの変調技法を使用するシステムについて、これは、そのサイクル・スリップに続くシンボルの間違った解釈をもたらす。したがって、エラー伝播を避けるために、データを差動プリコーディングすることが重要である。しかし、単一シンボル・エラーが一対の連続するシンボル・エラーになるので、差動プリコーディングにより、低い光信号対雑音比で約１ｄＢのＱが犠牲になる。したがって、本開示の目的は、これらの問題を克服し、光通信システムにおいてより低い光信号対雑音比でよりよいシステム性能を提供することである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ＥＣＯＣ‘２００８、ｐａｐｅｒ  Ｎｏ．４、Ｄ．２、Ｍ．Ｋｕｓｃｈｎｅｒｏｖら、Ｂｒｕｓｓｅｌｓ、２００８年９月
【発明の概要】
【０００６】
本開示の例示的な実施形態は、変調された光信号のキャリア位相を推定するための方法を対象とする。例示的な方法では、事前定義のデータ変調を有するデータ・シンボルおよびパイロット・シンボルを有する光信号が受信される。受信されたパイロット・シンボルのキャリア位相が検出される。データ・シンボルのキャリア位相は、Ｍ乗方式（Ｍｔｈ  ｐｏｗｅｒ  ｓｃｈｅｍｅ）によって推定される。パイロット・シンボルとその隣接データ・シンボルの間の位相差（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｐｈａｓｅ）が、判定される。その位相差は、データ・シンボルのサイクル・スリップまたは位相エラーがパイロット・シンボルの前に生じたかを判断するために、定義済みの位相許容差と比較される。サイクル・スリップが生じた場合、次いでデータ・シンボルのキャリア位相が、一対のパイロット・シンボルの間の位相の線形補間によって推定される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本開示による光通信システムの簡略化したブロック図である。
【図１Ａ】本開示による図１の通信システムの光受信機の簡略化したブロック図である。
【図２】本開示によるパイロット・シンボル挿入方式の図である。
【図３】本開示による位相トラッキングの訂正の図である。
【図４】本開示によるプロセスを示す流れ図である。
【図５】本開示によるキャリア位相推定の性能を示すグラフである。
【図６Ａ】本開示によるパイロット・シンボルなしのトラッキングの損失を示すグラフである。
【図６Ｂ】本開示によるパイロット・シンボル支援の共同偏波推定なしのトラッキングの損失を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明はここで、本発明の好ましい実施形態が示された添付の図面を参照して以下にさらに十分に説明される。しかし、本発明は多数の異なる形で実施可能であり、本明細書に記載の実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が完全になり完結し、当業者に本発明の範囲を十分に伝えるように、提供される。図面では、始めから終わりまで同様の番号は同様の要素を指す。
【０００９】
ここで開示される実施形態は、さらに高いトラッキング能力を有する改良されたキャリア位相推定を介して非線形位相ノイズの影響を緩和する。キャリア位相推定と関連する位相アンビギュイティは、変調された光信号の知られている場所に挿入された、参照シンボルである、１つまたは複数のパイロット・シンボルを挿入することによって、取り除くことができる。その１つまたは複数のパイロット・シンボルは、知られているデータ情報を表し、変調された信号内のデータ・シンボル間に周期的に挿入される。１つまたは複数のパイロット・シンボルのキャリア位相は、１つまたは複数のパイロット・シンボルと隣接するまたは前のデータ・シンボルのキャリア位相との間の位相差を判定することによって、推定される。変調された信号でパイロット・シンボルを使用することによって、プリコーディングなしのコヒーレントＰＳＫが利用可能であり、以前に実現されたものよりも低い光信号対雑音比でよりよいシステム性能を提供する。
【００１０】
図１は概して、例示的な送信端末１１、受信端末１２、および、その間に配置された光伝送媒体１５を含む簡略化した光通信システム１０を示す。光伝送媒体は、端末１１と端末１２の間で通信信号を伝播するように構成された複数のファイバ対を有する光ファイバ・ケーブルでもよい。端末１１は、マルチプレクサ３０に複数の波長のうちの特定の１つを有する変調された光信号２５を供給する複数の送信機２０を含む。マルチプレクサ３０は、送信機２０からの変調された光チャネルを結合させ、光ファイバ・ケーブル１５を介する伝播のために高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）信号内でそれらを結合させる。例示的な送信機２０はまた、双方向伝送のための端末１２に含まれ得ることを理解されたい。端末１２は、受信されたＤＷＤＭ光信号を個々の波長またはチャネル５０に分けるために使用されるデマルチプレクサ４０を含む。分けられた後、各チャネルは、それぞれの受信機６０に供給され、処理されて復調された光データ信号を提供する。例示的な受信機６０はまた、双方向伝送のための端末エンド１１に含まれ得ることを理解されたい。
【００１１】
前述のように、これらの光信号を長距離で送信および受信するために、様々な変調技法が使用されて受信機６０で検出可能な光信号を提供する。これらの変調技法は、たとえば、ＱＰＳＫ（４位相偏移変調）、ＤＰ−ＱＰＳＫ（二重偏波４位相偏移変調）などを含み、その中でデータが光キャリアの位相によって識別される。しかし、様々な知られている非線形効果は、ケーブル１５を介する伝播の後に受信機６０によって受信される光信号の完全性に影響を及ぼす。送信機２０で光信号を提供するために使用される光源は通常は、１００ＫＨｚの範囲の線幅を提供する能力のある外部キャビティ・レーザである。しかし、ケーブル１５を介する伝播の後、その光の受信される線幅は、４波混合、相互位相変調（ＣＰＭ）、自己位相変調（ＳＰＭ）などの非線形効果により数十ＭＨｚに広がっていることがある。これらの非線形効果のため、受信機６０で受信される光信号の位相は、復号されるシンボルが送信機２０によって生成されたものと一致しないように、循環していることがある。これはシンボルまたはデータ・エラーを引き起こす。
【００１２】
図１Ａは、本開示による図１に示す受信機６０の簡略化したブロック図である。送信されたＤＷＤＭチャネル５０は、受信され、偏波ビーム・スプリッタ（ＰＢＳ）６１に供給される。偏波分割信号は、受信信号とローカル発振器６３の間の位相および振幅を抽出する一対の９０°光ハイブリッド干渉計６２Ａおよび６２Ｂに提供される。全体として６４として示される複数の光検出器が、ハイブリッド干渉計６２Ａおよび６２Ｂから受信された光信号に比例してそれぞれの電気信号を生成する。それぞれの光検出器６４に接続された複数のアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器６５が、電気信号を受信し、対応するデジタル信号をデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）７０に供給する。ＤＳＰ７０は、分散補償回路７１、クロック修復回路７２、同期化データ再サンプリング・モジュール７３、偏波トラッキングおよび偏波モード分散補償モジュール７４、キャリア位相推定モジュール７５、ならびに決定モジュール７６を含む様々なモジュール／回路を含み得る。受信機６０は、受信される変調されたデータ・シンボルを復号するように構成される。
【００１３】
ＱＰＳＫ変調された信号の復号に関連するキャリア位相推定は、変調されたデータが受信される光信号内に存在するので、困難である。受信信号を復号するために、変調されたデータは、キャリア位相を判定するために、信号から取り除かれて、それによって、そのキャリアの位相に基づいてデータ・シンボルの復調を同期させる必要がある。しかし、典型的なコヒーレントＱＰＳＫシステムに関連する固有の問題は、受信機での位相アンビギュイティの問題である。この位相アンビギュイティは、関連受信機内のキャリア回復回路が一般的に受信されるキャリアの他の１つまたは複数の位相と参照位相を区別することができないことに起因する。
【００１４】
キャリアの位相アンビギュイティを取り除くために、知られているデータ情報を有するパイロット・シンボルが、本開示にしたがって、変調された光信号内に周期的に挿入される。図２は、例示的な光通信システム１０内の送信機２０によって生成される変調された光信号２５内にシンボル１１０Ｎおよび周期長を有する例示的な送信される一連のデータ１００を示す。第１のセットの１つまたは複数のパイロット・シンボル１１０−０、１１０−１が、搬送波で変調されることになるデータ・シーケンス１００に挿入される。第２のセットの１つまたは複数のパイロット・シンボル１１０−５０、１１０−５１が、データ・シンボル１１０−２・・・１１０−４９の後にデータ・シーケンス１００に挿入される。データ・シンボル１１０−２・・・１１０−４９は、たとえば、データ情報値１、−１、ｉ、または−ｉを有し得る。
【００１５】
パイロット・シンボルのセットの各々は、一対の隣接パイロット・シンボルを備え得る。たとえば、第１のセットのパイロット・シンボルは、第１のパイロット・シンボル１１０−０および隣接パイロット・シンボル１１０−１を含み得る。第２のセットのパイロット・シンボルは、第１のパイロット・シンボル１１０−５０および隣接パイロット・シンボル１１０−５１を含み得る。したがって、シンボル１１０−１から１１０−５０までの５０のシンボル周期（すなわちＮ＝５０）は、第１のパイロット・シンボル１１０−１と第２のパイロット・シンボル１１０−５０との間に配置されたデータ・シンボル１１０−２・・・１１０−４９によって定義される。もちろん、代替数のパイロット・シンボルおよび対応するデータ・シンボルの順序付けもまた、使用され得る。データ・シンボル１１０−２はパイロット・シンボル１１０−１に隣接し、データ・シンボル１１０−４９はパイロット・シンボル１１０−５０に隣接し、それぞれ、パイロット・シンボルの第１のおよび第２のセットを形成する。結果として生じるストリーム１００は、光ケーブル１５を介して受信機６０に送信される。５０シンボル周期ごとの２つのパイロット・シンボル（１１０−１、１１０−５０）の挿入の前述の例は、送信信号のシンボル率を４％増やし、それにより約０．１７ｄＢの光信号対雑音比（ＯＳＮＲ）が犠牲になる。しかし、パイロット・シンボルの挿入は、有利なことに、位相トラッキングエラーを軽減し、シンボル・プリコーディングの必要なしにコヒーレントＰＳＫの使用を可能にし、全体的システム性能は、低いＯＳＮＲで約１ｄＢ改善する。
【００１６】
変調された光信号２５は、受信機６０によって受信され、そこでデータ・シンボル（たとえば１１０−２・・・１１０−４９）およびパイロット・シンボル（１１０−０、１１０−１、１１０−５０、１１０−５１）の各々は、たとえば送信機２０によって供給されるＱＰＳＫなどの変調フォーマットと一致する関連位相を有する。受信機６０は、受信されたパイロット・シンボルを検出し、以下の方程式を使用して、これらのパイロット・シンボルのキャリア位相を推定する：
【数１】
0005860036.tif 000002
但し、Φｎは第１のパイロット・シンボルのキャリア位相を表し、Φｎ＋１は隣接パイロット・シンボルのキャリア位相を表し、Φｎ−１は第１のパイロット・シンボルに隣接するデータ・シンボルのキャリア位相を表し、ｒｎは受信されたデータ・シンボルを表す。たとえば、Φｎはパイロット・シンボル１１０−５０の位相を表し、Φｎ＋１はパイロット・シンボル１１０−５１（すなわち、それぞれ、ｎおよびｎ＋１）のキャリア位相を表し、Φｎ−１はデータ・シンボル１１０−４９のキャリア位相を表し、それらのすべては図２に示される。
【００１７】
方程式（１）の末項は、パイロット・シンボルと前の（直前の）データ・シンボルとの間の位相差を表す。前述の例では、データ・シンボル１１０−４９はパイロット・シンボル１１０−５０の直前にあるので、これは、パイロット・シンボル１１０−５０のキャリア位相とデータ・シンボル１１０−４９のキャリア位相との間の位相差の判定に相当する。この位相差は、定義済みの位相許容差と比較され、その位相差がこの許容差を超えた場合には、これは受信機６０での信号の位相トラッキングが失われたことを示す。この位相許容差は、たとえばπ／３ラジアンよりも大きいなど、比較的大きい。前述の例で、位相差動がπ／３ラジアンよりも大きい場合には、パイロット・シンボル１１０−５０とパイロット・シンボル１１０−１との間のキャリア位相の位相トラッキングは失われた。もちろん、π／３ラジアンの位相許容差は、本明細書で一例として使用され、他の許容差が、変調方式、伝送の長さなどに基づいて適用可能であり得る。
【００１８】
位相差が位相許容差外にあり、位相トラッキングがそのパイロット・シンボル間で失われたという判定が行われた後は、位相は直線的に傾くと仮定されるので、位相トラッキングのこの損失は線形補間を介して訂正され得る。以下の方程式（２）は、この線形補間に基づく訂正に使用され、その周期は図２を参照して説明されるように５０シンボルの長さを有すると仮定する。
【数２】
0005860036.tif 000003
但し、Φ（ｎ）およびΦ（ｎ−５０）は、パイロット・シンボル１１０−５０および１１０−１の推定キャリア位相であり、さらにΦは関連データ・シンボルの位相である。もちろん、周期長は、特定のアプリケーションに基づいて修正され得る。
【００１９】
図３は、前述の方程式（２）を使用する線形補間を介した位相トラッキング訂正の概念図（原寸に比例して描かれていない）である。位相２００は、たとえばＰ１にあるパイロット・シンボル１１０−１に、対応する第１のパイロット・シンボルと、たとえばＰ２にあるパイロット・シンボル１１０−５０に、対応する第２のパイロット・シンボルとの間に示される。位相差（グラフでは２１０に示される）は、Ｐ２にあるパイロット・シンボルとＰ２にあるパイロット・シンボルに先行するデータ・シンボルの位相の間で判定される。位相差がπ／３ラジアンよりも大きくない場合には、パイロット・シンボルの間のデータ・シンボルの位相トラッキングは進行する。さらに、作動位相２１０が、たとえばπ／３ラジアンよりも大きいなど、十分に大きい場合、訂正が次いで破線２２０によって示されるような線形補間に基づいてデータ・シンボルのキャリア位相に適用されて、訂正された位相トラック２３０をもたらす。
【００２０】
パイロット・シンボル（１１０−１および１１０−５０）の間のデータ・シンボルのキャリア位相（Φｎ）が、推定される。これは、共同偏波キャリア位相推定を用いたまたは用いないＭ乗方式を使用し、行うことができる。Ｍ＝４（すなわち４乗）のＭ乗方式の方程式は以下のとおりである：
【数３】
0005860036.tif 000004
但し、μはカルマンフィルタ係数である。前記で参照されたＭ乗方式に関連する欠点（すなわち位相推定エラー）は、キャリア位相を推定するためにパイロット・シンボルの使用なしで信号からデータ変調を取り除くことに関連することに留意することが重要である。方程式（３）のＭ乗方式の使用は、パイロット・シンボルの対の間のデータ・シンボルのキャリア位相に関する。
【００２１】
別法として、パイロット・シンボルの対の間のデータ・シンボルのキャリア位相は、その内容を参照により本明細書に組み込む、ＥＣＯＣ‘２００８、ｐａｐｅｒ  Ｎｏ．４、Ｄ．２、Ｍ．Ｋｕｓｃｈｎｅｒｏｖら、Ｂｒｕｓｓｅｌｓ、２００８年９月に記載されるような共同偏波キャリア位相推定でＭ乗方式を使用することによって推定することができる。変調されたデータ・シンボルに関連するＸおよびＹ偏波従属の位相は、以下の方程式を使用し、別個に計算される：
【数４】
0005860036.tif 000005
および
【数５】
0005860036.tif 000006
但し、ＣはＸ偏波とＹ偏波従属の間の結合係数である。共同偏波位相推定は、平均ウィンドウ・サイズを効果的に増やすことによって、キャリア位相推定の性能を向上させる。最適結合係数Ｃ∈［０，１］は、ＱＰＳＫ偏波従属のキャリア位相間の相関の低下をもたらす非線形ＸＰＭ効果に応じて変わり得る。しかし、パイロット・シンボルの使用は最適化されていないＣ値を許容するのに大いに役立つ。これは、パイロット・シンボルの位相が、曖昧さなしに、高い精度で推定され得るためである。結合係数の値は、デフォルト（たとえば、０．７）で選択可能であり、非最適Ｃ値によるデータ・シンボルの累積された位相エラーは、パイロット・シンボルで周期的に訂正される。この方式で、受信されたシンボル・シーケンス内のパイロット・シンボル間のデータ・シンボルのキャリア位相が推定可能であり、ＱＰＳＫを使用するコヒーレント復号が、よりよいシステム性能を実現するために、使用され得る。
【００２２】
図４は、パイロット・シンボル支援のキャリア位相推定４００の前述の方法を図で説明する流れ図である。特に、ステップ４０１で、知られているデータ情報を有するパイロット・シンボルが、光送信機で変調された光信号の一連のデータ・シンボル内に周期的に挿入される。そのデータ・シンボルおよびパイロット・シンボルは各々、光信号伝送のための事前定義のデータ変調と一致する関連位相を有する。各々のパイロット・シンボルの位相は、受信機においてステップ４０２で検出される。パイロット・シンボル間のデータ・シンボルのキャリア位相が、推定される。これは、ステップ４０３で、共同偏波キャリア位相推定を用いたＭ乗方式を使用して行われる。パイロット・シンボル（たとえば図２のパイロット・シンボル１１０−５０）の直前のまたはそれと隣接するデータ・シンボル（たとえば図２のデータ・シンボル１１０−４９）の位相が、ステップ４０４で、推定される。そのパイロット・シンボルのキャリア位相とそのパイロット・シンボルの直前のデータ・シンボルのキャリア位相との間の位相差が、ステップ４０５で、判定される。この位相差は、ステップ４０６で位相許容差（たとえばπ／３ラジアン）と比較されて、そのデータ・シンボルのサイクル・スリップまたは位相エラーがパイロット・シンボル（たとえばパイロット・シンボル１１０−５０）の前に生じたかを判定する。
【００２３】
位相差が位相許容差よりも大きくない場合、本プロセスはステップ４０８に進み、位相トラッキングの損失は検出されず、そのデータは復号される。位相差が位相許容差よりも大きい場合、本プロセスは次いでステップ４０７に進み、線形補間を使用し、パイロット・シンボルの間のデータ・シンボルの位相トラッキングに訂正が適用される。そのプロセスはステップ４０８に進み、位相トラッキングの損失は存在せず、データは復号され得る。
【００２４】
前述のキャリア位相推定方法は、パイロット・シンボルを有する直交的に放たれた独立したＱＰＳＫ変調信号を使用してテストされ、受信機で復号された。本受信機は、パイロット・シンボルの支援なしのキャリア周波数推定（ＣＦＥ）方法を使用し、パイロット・シンボルを有するキャリア位相推定（ＣＰＥ）方法と比較された。理想的性能とともにこれらの２つの方法を比較するために、ビット・エラー率（ＢＥＲ）が図５に曲線で表される。パイロット・シンボルは本開示にしたがって送信信号に追加されたので、そのシンボルを復号するために差動復号（ＤＣ−ＱＰＳＫ）のみを使用することができる従来のＭ乗ＣＰＥを使用するのではなくて、コヒーレントＱＰＳＫがシンボル情報を復号するために使用され得ることに留意することが重要である。その復号結果は、低ＳＮＲで１ｄＢのＱ値（Ｑ−ｆａｃｔｏｒ）の改善、そして高ＳＮＲで０．６ｄＢの改善を示す。当業者には知られているように、「Ｑ値」という用語は、所与の受信信号について特定のＢＥＲを取得する必要がある最低ＳＮＲを意味する。
【００２５】
図６Ａおよび６Ｂは、それぞれ、パイロット・シンボルを使用しない位相トラッキング結果とパイロット・シンボルを使用した位相トラッキング結果をグラフに示す。特に、図６Ａは、データ位相が知られていると仮定した推定キャリア位相のプロット６００を示し、プロット６０１は、従来の４乗推定方法（すなわち、本明細書で開示される実施形態でのようなパイロット・シンボル支援の共同偏波推定を使用しない）によって取得される推定キャリア位相である。プロット６００および６０１の相違からわかるように、トラック損失は訂正されなかった。対照的に、図６Ｂは、データ位相が知られていると仮定した推定キャリア位相のプロット６０２と、コヒーレントＱＰＳＫとともにパイロット・シンボル支援の共同偏波ＣＰＥを使用して取得される推定キャリア位相のプロット６０３とを示す。パイロット・シンボルは、それらの間のデータ・シンボルのトラッキングでポイント６０５Ａおよび６０５Ｂに指示される。プロット６０２および６０３によって指示されるように、位相トラッキングは、有利なことに、維持され、それによってシンボル復号のためのコヒーレントＰＳＫの使用を可能にする。
【００２６】
パイロット・シンボル支援の共同偏波ＣＰＥでは、位相アンビギュイティが存在しないので、位相トラッキングは保証される。トラッキングの損失はパイロット・シンボルの間でやはり生じることがあるが、そのようなトラック損失は有利なことに検出および修正され、これは先行技術に比べた改善である。
【００２７】
本開示の実施形態は、光通信システムの送信機および受信機で実装され得る。当業者には知られているように、プロセッサが、通信システムに関連する動作をもたらすために使用され得る。本明細書では、プロセッサは、タスクを実施するために、記憶された機械可読命令を実行するためのデバイスであり、ハードウェア、ソフトウェア、およびファームウェアのうちの任意の１つまたは組合せを含み得る。プロセッサはまた、タスクを実施するために実行可能な機械可読命令を記憶するメモリも含み得る。プロセッサは、実行可能手順もしくは情報デバイスによって使用するために情報を操作、分析、修正、変換もしくは送信することによって、および／または、出力デバイスにその情報を経路指定することによって、情報に作用する。プロセッサは、たとえばコントローラまたはマイクロプロセッサの能力を使用する、または備えることができる。プロセッサは、任意の他のプロセッサと電気的に結合可能であり、それらの間の対話および／または通信を可能にする。実行可能命令を備えるプロセッサは、別のプロセッサを備える実行可能命令との対話および／または通信を可能にする記憶された実行可能命令内にあることによって電気的に結合可能である。ユーザ・インターフェース・プロセッサまたはジェネレータは、表示画像またはその部分を形成するための電子回路もしくはソフトウェアまたはその両方の組合せを備える知られている要素である。
【００２８】
実行可能アプリケーションは、たとえばユーザコマンドまたは入力に応答して、オペレーティング・システム、コンテキスト・データ収集システム、または他の情報処理システムのものなど所定の機能を実装するために本プロセッサを条件付けるための符号または機械可読命令を備える。実行可能手順は、符号もしくは機械可読命令のセグメント、サブルーチン、または、１つもしくは複数の特定のプロセスを実行するための実行可能アプリケーションの符号の他の明確なセクションもしくは部分である。これらのプロセスは、入力データおよび／またはパラメータを受信すること、受信された入力データに対して演算を実施することおよび／または受信された入力パラメータに応答して機能を実施すること、ならびに、結果として生じる出力データおよび／またはパラメータを提供することを含み得る。
【００２９】
本開示は、本明細書に記載の特定の実施形態による範囲に限定されない。実際に、本明細書に記載のそれらに加えて、本開示の他の様々な実施形態およびその修正が、前述の説明および添付の図面から、当業者には明らかとなろう。したがって、そのような他の実施形態および修正形態は本開示の範囲内にあるものとする。さらに、本開示は特定の目的で特定の環境における特定の実装との関連で本明細書で説明されているが、その有用性はそれらに限定されず、本開示は任意の数の目的で任意の数の環境において有益に実装され得ることが当業者には理解されよう。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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