(57)【要約】  変調光信号を受信して、同相成分および直交成分を生成するように構成されたコヒーレント光受信機が開示される。コヒーレント光受信機は、第１のデジタル回路、および第１のデジタル回路の出力と制御入力の間に遡及的に接続された第２の回路とを備える位相スキュー補正器を備える。第１のデジタル回路は、第１のゲインを乗算した同相成分および第２のゲインを乗算した直交成分の和としての補正同相成分と、第３のゲインを乗算した同相成分および第４のゲインを乗算した直交成分の和としての補正直交成分とを提供する。第２のデジタル回路は、補正同相成分と補正直交成分の推定相互相関に応じて、第１、第２、第３、および第４のゲインを計算する。
2013528995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光通信ネットワークのコヒーレント光受信機（ＲＸ）であって、変調光信号（ｓ（ｔ））を受信し、同相成分（Ｉ’）および直交成分（Ｑ’）を生成するために前記変調光信号（ｓ（ｔ））を処理するように構成され、
第１のゲイン（Ｇ１１）を乗算した前記同相成分（Ｉ’）および第２のゲイン（Ｇ１２）を乗算した前記直交成分（Ｑ’）の和としての位相スキュー補正同相成分（Ｉｋ＊）と、
第３のゲイン（Ｇ２１）を乗算した前記同相成分（Ｉ’）および第４のゲイン（Ｇ２２）を乗算した前記直交成分（Ｑ’）の和としての位相スキュー補正直交成分（Ｑｋ＊）と
を提供するように構成された、第１のデジタル回路（Ａ１１、Ａ１２、Ａ２１、Ａ２２、Ｓ１、Ｓ２）と、
前記第１のデジタル回路（Ａ１１、Ａ１２、Ａ２１、Ａ２２、Ｓ１、Ｓ２）の出力と制御入力の間に遡及的に接続され、前記第１のゲイン（Ｇ１１）、前記第２のゲイン（Ｇ１２）、前記第３のゲイン（Ｇ２１）、および前記第４のゲイン（Ｇ２２）を、前記位相スキュー補正同相成分（Ｉｋ＊）と前記位相スキュー補正直交成分（Ｑｋ＊）の間の推定相互相関（Ｒ［ｍ］）に応じて計算するように構成された、第２のデジタル回路（ＭＡ、Ｍ、ＡＣＣ、ＬＴ１、ＬＴ２；ＭＡ、Ｍ、ＡＣＣ、ＬＴ、Ｃ）と
を備える、位相スキュー補正器（ＰＳＣ、ＰＳＣ’）を備える、コヒーレント光受信機（ＲＸ）。
【請求項２】
前記第２のデジタル回路（ＭＡ、Ｍ、ＡＣＣ、ＬＴ１、ＬＴ２；ＭＡ、Ｍ、ＡＣＣ、ＬＴ、Ｃ）が、前記第１のゲイン（Ｇ１１）および前記第４のゲイン（Ｇ２２）を、以下の式により、前記推定相互相関（Ｒ［ｍ］）に応じて計算するように構成され、
【数１】
2013528995.tif 000033
Ｇ１１は前記第１のゲインであり、Ｇ２２は前記第４のゲインであり、Ｒ［ｍ］は前記推定相互相関である、請求項１に記載のコヒーレント光受信機（ＲＸ）。
【請求項３】
前記第２のデジタル回路（ＭＡ、Ｍ、ＡＣＣ、ＬＴ１、ＬＴ２；ＭＡ、Ｍ、ＡＣＣ、ＬＴ、Ｃ）が、前記第２のゲイン（Ｇ１２）および前記第３のゲイン（Ｇ２１）を、以下の式により、前記推定相互相関（Ｒ［ｍ］）に応じて計算するように構成され、
【数２】
2013528995.tif 000034
Ｇ１２は前記第２のゲインであり、Ｇ２１は前記第３のゲインであり、Ｒ［ｍ］は前記推定相互相関である、請求項１または２に記載のコヒーレント光受信機（ＲＸ）。
【請求項４】
前記第２のデジタル回路（ＭＡ、Ｍ、ＡＣＣ、ＬＴ１、ＬＴ２；ＭＡ、Ｍ、ＡＣＣ、ＬＴ、Ｃ）が、乗算および加算モジュール（ＭＡ）、および前記第１のデジタル回路（Ａ１１、Ａ１２、Ａ２１、Ａ２２、Ｓ１、Ｓ２）の出力において接続された累算器（ＡＣＣ）を備え：
前記乗算および加算モジュール（ＭＡ）が、Ｎを１と等しいかまたは１より大きい整数として、前記位相スキュー補正同相成分（Ｉｋ＊）のＮ個のサンプル、および前記位相スキュー補正直交成分（Ｑｋ＊）のＮ個のサンプルを前記第１のデジタル回路（Ａ１１、Ａ１２、Ａ２１、Ａ２２、Ｓ１、Ｓ２）から受信して、以下の式により、和（Ｓ）を計算するように構成され、
【数３】
2013528995.tif 000035
Ｓは前記和であり、Ｉｋ＊は位相スキュー補正同相成分の前記Ｎ個のサンプルであり、Ｑｋ＊は前記位相スキュー補正直交成分の前記Ｎ個のサンプルであり、
前記累算器（ＡＣＣ）が、前記和（Ｓ）を加算することによりその内容（Ｒ［ｍ−１］）を更新し、それにより前記推定相互相関（Ｒ［ｍ］）を得るように構成される、請求項１から３のいずれか一項に記載のコヒーレント光受信機（ＲＸ）。
【請求項５】
前記第２のデジタル回路（ＭＡ、Ｍ、ＡＣＣ、ＬＴ１、ＬＴ２；ＭＡ、Ｍ、ＡＣＣ、ＬＴ、Ｃ）が、前記乗算および加算モジュール（ＭＡ）と前記累算器（ＡＣＣ）の間に配置された乗算器（Ｍ）をさらに備え、前記乗算器（Ｍ）は、前記和（Ｓ）を前記累算器（ＡＣＣ）に転送する前に、適合係数（Ｋ）を前記和（Ｓ）に乗算するように構成される、請求項４に記載のコヒーレント光受信機（ＲＸ）。
【請求項６】
前記乗算および加算モジュール（ＭＡ）が、前記位相スキュー補正同相成分（Ｉｋ＊）の前記Ｎ個のサンプル、および前記位相スキュー補正直交成分（Ｑｋ＊）の前記Ｎ個のサンプルのサブセットを選択して、前記選択されたサブセットにより前記和（Ｓ）を計算するように構成される、請求項４または５に記載のコヒーレント光受信機（ＲＸ）。
【請求項７】
前記第２のデジタル回路（ＭＡ、Ｍ、ＡＣＣ、ＬＴ１、ＬＴ２；ＭＡ、Ｍ、ＡＣＣ、ＬＴ、Ｃ）が、第１のルックアップテーブル（ＬＴ１）および第２のルックアップテーブル（ＬＴ２）をさらに備え、
前記第１のルックアップテーブル（ＬＴ１）が、複数の取りうる相互相関値（Ｒｉ）、および以下の式により計算される前記第１のゲイン（Ｇ１１）の同数の対応する取りうる値（Ｇ１１ｉ）を格納し、
【数４】
2013528995.tif 000036
Ｒｉは前記複数の取りうる相互相関値であり、Ｇ１１ｉは前記第１のゲインの前記複数と同数の対応する取りうる値であり、
前記第２のルックアップテーブル（ＬＴ２）が、前記複数の取りうる相互相関値（Ｒｉ）、および以下の式により計算される前記第２のゲイン（Ｇ１２）の前記複数と同数の対応する取りうる値（Ｇ１２ｉ）を備え、
【数５】
2013528995.tif 000037
Ｒｉは前記複数の取りうる相互相関値であり、Ｇ１２ｉは前記第２のゲインの前記複数と同数の対応する取りうる値である、請求項１から６のいずれか一項に記載のコヒーレント光受信機（ＲＸ）。
【請求項８】
前記第１のルックアップテーブル（ＬＴ１）が、前記推定相互相関（Ｒ［ｍ］）を受信して、前記複数の取りうる相互相関値（Ｒｉ）から、前記推定相互相関（Ｒ［ｍ］）に最も近い取りうる相互相関値を決定し、前記第１のゲイン（Ｇ１１）および前記第４のゲイン（Ｇ２２）を、前記最も近い取りうる相互相関値に対応する前記第１のゲイン（Ｇ１１）の前記複数と同数の対応する取りうる値（Ｇ１１ｉ）のうちの１つと等しく設定するように構成され、
前記第２のルックアップテーブル（ＬＴ２）が、前記推定相互相関（Ｒ［ｍ］）を受信して、前記複数の取りうる相互相関値（Ｒｉ）から、前記推定相互相関（Ｒ［ｍ］）に最も近い取りうる相互相関値を決定し、前記第２のゲイン（Ｇ１２）および前記第３のゲイン（Ｇ２１）を、前記最も近い取りうる相互相関値に対応する前記第２のゲイン（Ｇ１２）の前記複数と同数の対応する取りうる値（Ｇ１２ｉ）のうちの１つと等しく設定するように構成される、請求項７に記載のコヒーレント光受信機（ＲＸ）。
【請求項９】
前記第２のデジタル回路（ＭＡ、Ｍ、ＡＣＣ、ＬＴ１、ＬＴ２；ＭＡ、Ｍ、ＡＣＣ、ＬＴ、Ｃ）が、ルックアップテーブル（ＬＴ）および計算モジュール（Ｃ）をさらに備え、
前記計算モジュール（Ｃ）が、前記推定相互相関（Ｒ［ｍ」）を受信して、前記第２のゲイン（Ｇ１２）および前記第３のゲイン（Ｇ２１）を、以下の式により計算するように構成され、
【数６】
2013528995.tif 000038
Ｇ１１は前記第１のゲインであり、Ｇ２２は前記第４のゲインであり、Ｒ［ｍ］は前記推定相互相関であり、
前記ルックアップテーブル（ＬＴ）が、前記第２のゲイン（Ｇ１２）の複数の取りうる値（Ｇ１２ｉ）、および以下の式により計算される前記第１のゲイン（Ｇ１１）の同数の対応する取りうる値（Ｇ１１ｉ）を格納し、
【数７】
2013528995.tif 000039
Ｇ１２ｉは前記第２のゲインの前記複数の取りうる値であり、Ｇ１１ｉは前記第１のゲインの前記複数と同数の対応する取りうる値である、請求項１から６のいずれか一項に記載のコヒーレント光受信機（ＲＸ）。
【請求項１０】
前記ルックアップテーブル（ＬＴ）が、前記計算された第２のゲイン（Ｇ１２）を前記計算モジュール（Ｃ）から受信して、前記第２のゲイン（Ｇ１２）の前記複数の取りうる値（Ｇ１２ｉ）から、前記計算された第２のゲイン（Ｇ１２）に最も近い取りうる第２のゲイン値を決定し、前記第１のゲイン（Ｇ１１）および前記第４のゲイン（Ｇ２２）を、前記最も近い取りうる第２のゲイン値に対応する前記第１のゲイン（Ｇ１１）の前記複数と同数の対応する取りうる値（Ｇ１１ｉ）のうちの１つと等しく設定するように構成される、請求項９に記載のコヒーレント光受信機（ＲＸ）。
【請求項１１】
前記位相スキュー補正器（ＰＳＣ、ＰＳＣ’）が、ＡＳＩＣモジュールまたはＦＰＧＡモジュールである、請求項１から１０のいずれか一項に記載のコヒーレント光受信機（ＲＸ）。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載のコヒーレント光受信機（ＲＸ）を備える、光通信ネットワークのノード。
【請求項１３】
請求項１２に記載のノードを備える光通信ネットワーク。
【請求項１４】
光通信ネットワークコヒーレント光受信機（ＲＸ）において受信された変調光信号（ｓ（ｔ））の同相成分（Ｉ’）と直交成分（Ｑ’）の間の位相スキュー（ε）を補正するための方法であって、
第１のゲイン（Ｇ１１）を乗算した前記同相成分（Ｉ’）および第２のゲイン（Ｇ１２）を乗算した前記直交成分（Ｑ’）を加算し、それにより位相スキュー補正同相成分（Ｉｋ＊）を提供するステップと、
第３のゲイン（Ｇ２１）を乗算した前記同相成分（Ｉ’）および第４のゲイン（Ｇ２２）を乗算した前記直交成分（Ｑ’）を加算し、それにより位相スキュー補正直交成分（Ｑｋ＊）を提供するステップと、
前記位相スキュー補正同相成分（Ｉｋ＊）と前記位相スキュー補正直交成分（Ｑｋ＊）の間の相互相関（Ｒ［ｍ］）を推定するステップと、
前記推定相互相関（Ｒ［ｍ］）に応じて、前記第１のゲイン（Ｇ１１）、前記第２のゲイン（Ｇ１２）、前記第３のゲイン（Ｇ２１）、および前記第４のゲイン（Ｇ２２）を遡及的に計算するステップとを備える、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信の分野に関し、詳細には、光通信ネットワークのコヒーレント光受信機に関する。さらにより詳細には、本発明は、光通信ネットワークコヒーレント光受信機における同相成分と直交成分の間の位相スキューの補正に関する。
【背景技術】
【０００２】
知られている光通信ネットワークにおいて、デジタルデータは通常、変調光信号の形態で伝送される。特に、伝送されるデジタルデータは、光キャリアをデジタル変調するために使用される、すなわち光キャリアの１つまたは複数のパラメータ（振幅および／または位相）がデジタルデータに応じて変わるので、それにより変調光信号を生成する。変調光信号は、以下の式により表されてもよい：
ｓ（ｔ）＝Ａｃｏｓ（２πｆｔ−θ）＝［Ａｃｏｓθ］ｃｏｓ（２πｆｔ）＋［Ａｓｉｎθ］ｓｉｎ（２πｆｔ）    ［１］
ここで、Ａは変調光信号の振幅であり、ｆは変調光信号の周波数であり、θは変調光信号の位相である。たとえば、θが伝送されるデジタルデータによって変わる位相変調（ＰＳＫ、ＤＰＳＫ、ＱＰＳＫなど）、ならびにＡおよびθのいずれも伝送されるデジタルデータによって変わる振幅−位相変調（ＱＡＭなど）のような、さまざまなタイプのデジタル変調が知られている。
【０００３】
さらに詳細には、伝送されるデジタルデータは通常、シンボルのシーケンスを備え、各シンボルは事前定義されたビット数Ｍを備える。したがって、２Ｍ個の取りうるシンボルＳｉ（ｉ＝１、．．．２Ｍ）が伝送されてもよい。一例として、ＱＰＳＫ変調が使用される場合、Ｍ＝２であり、したがって取りうるシンボルＳｉは２２＝４個、すなわちＳ１＝００、Ｓ２＝０１、Ｓ３＝１０、Ｓ４＝１１である。
【０００４】
デジタル位相変調により、取りうるシンボルＳｉは各々、位相θのそれぞれの値θｉに関連付けられる。したがって、位相θの取りうる値θｉの数は２Ｍである。たとえば、前述のＱＰＳＫ変調によれば、位相θの取りうる値θｉは、たとえばπ／４、３／４π、５／４π、および７／４πの４つである。
【０００５】
変調光信号は、さらに、以下の式により表されてもよい：
ｓ（ｔ）＝Ｉｃｏｓ（２πｆｔ）＋Ｑｓｉｎ（２πｆｔ）    ［２］
ここで、Ｉ＝Ａｃｏｓθは通常、同相成分と称され、Ｑ＝Ａｓｉｎθは通常、直交成分と称される。同相成分Ｉおよび直交成分Ｑは、理想的には直交である、すなわち期間１／ｆにわたるそれらの積Ｉ・Ｑの積分はゼロである。
【０００６】
したがって、デジタル位相変調により、取りうるシンボルＳｉは各々、同相成分Ｉの値Ｉｉ＝Ａｃｏｓθｉ、および直交成分Ｑの値Ｑｉ＝Ａｓｉｎθｉに、一対一で関連付けられる。取りうるシンボルＳｉは、デカルト平面（これ以降Ｉ−Ｑ平面と呼ぶ）においてデカルト座標がＩｉ＝ＡｃｏｓθｉおよびＱｉ＝Ａｓｉｎθｉである点（Ｉｉ，Ｑｉ）として表されてもよい。次いで、取りうるシンボルＳｉは、Ｉ−Ｑ平面の円周上にある。たとえば、前述のＱＰＳＫ変調によれば、Ａ＝１であって、位相θの取りうる値θｉがπ／４、４／３π、５／４π、および７／４πである場合、取りうるシンボルＳ１、Ｓ２、Ｓ３、およびＳ４はそれぞれ、点
【０００７】
【数１】
2013528995.tif 000003
および
【０００８】
【数２】
2013528995.tif 000004
として表されてもよい。
【０００９】
受信側において、変調光信号ｓ（ｔ）は通常、元のデジタルデータを取り出すために復調される。変調光信号の復調に適した知られている受信機は、いわゆる「コヒーレント光受信機」である。
【００１０】
コヒーレント光受信機は通常、変調光信号ｓ（ｔ）の周波数ｆとほぼ等しい周波数を有するローカル光キャリアｃｏｓ（２πｆｔ）を生成するローカル発振器を備える。次いで、ローカル光キャリアｃｏｓ（２πｆｔ）は２つに分割され、その一部がπ／２だけ位相偏移されて、それにより第１の変調光キャリアｃｏｓ（２πｆｔ）および第２の変調光キャリアｓｉｎ（２πｆｔ）をもたらす。
【００１１】
次いで、コヒーレント光受信機は通常、受信した変調光信号ｓ（ｔ）を、第１の復調光キャリアｃｏｓ（２πｆｔ）および第２の復調光キャリアｓｉｎ（２πｆｔ）と結合し、通例は結果として得られる光信号の光電変換を実行し、それにより受信した変調光信号の同相成分Ｉ’および直交成分Ｑ’を電気信号の形態で導き出す。同相成分Ｉ’および直交成分Ｑ’は、光リンクに沿った変調光信号ｓ（ｔ）の伝搬、および／または受信機のアナログ部分において受信した変調光信号の処理により生じたノイズおよび／または歪みの場合を除いて、基本的に、変調光信号ｓ（ｔ）の同相成分Ｉおよび直交成分Ｑに対応する。
【００１２】
次いで、コヒーレント光受信機は通常、同相成分Ｉ’および直交成分Ｑ’のアナログ−デジタル変換を実行し、続いて伝送された本来のデジタルデータを取り出すためにそれらをデジタル処理する。特に、デジタル処理するステップは通常、同相成分Ｉ’および直交成分Ｑ’をサンプリングし、それによりそれぞれ成分Ｉ’および成分Ｑ’のサンプルＩ’ｋおよびＱ’ｋの対をもたらすステップを備える。サンプリングレートは通常、シンボルレートよりも高い（たとえば、シンボルレートの２倍）。サンプリングレートがシンボルレートと等しい場合、各対はそれぞれ、受信したシンボルＳ’ｋに関連付けられる。受信したシンボルＳ’ｋは各々、Ｉ−Ｑ平面においてデカルト座標がＩ’ｋおよびＱ’Ｋである点（Ｉ’ｋ，Ｑ’Ｋ）として表されてもよい。各点（Ｉ’ｋ，Ｑ’Ｋ）は通常、最も近い点（つまり、Ｉ−Ｑ平面で最小距離を有する点）を決定するため、取りうるシンボルＳｉに関連付けられていたすべての点（Ｉｉ，Ｑｉ）と比較される。次いで、点（Ｉｉ，Ｑｉ）の中で最も近い点に対応する取りうるシンボルＳｉは、実際に伝送されたシンボルであると仮定される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
コヒーレント光受信機において生成されたローカル光キャリアｃｏｓ（２πｆｔ）上で搬送される前述の分割および偏移オペレーションは、第１の復調光キャリアｃｏｓ（２πｆｔ）と第２の復調光キャリアｓｉｎ（２πｆｔ）の間の「位相スキュー」εの源となりうる、すなわち、第１の復調光キャリアｃｏｓ（２πｆｔ）と第２の復調光キャリアｓｉｎ（２πｆｔ）との位相差は正確にはπ／２ではない。言い換えれば、第１の変調光キャリアはｃｏｓ（２πｆｔ＋ε）である。
【００１４】
変調光信号ｓ（ｔ）が第１の復調光キャリアｃｏｓ（２πｆｔ＋ε）および第２の復調光キャリアｓｉｎ（２πｆｔ）と結合される場合、この結合の結果得られる同相成分Ｉ’および直交成分Ｑ’は、不利なことに直交ではなく、相互相関である、すなわち期間１／ｆにわたるそれらの積の積分はｓｉｎ（ε）と等しい。したがって、不利なことに、コヒーレント光受信機が同相成分Ｉ’および直交成分Ｑ’のアナログ−デジタル変換を実行し、続いてそれらをデジタル処理する場合、本来のデジタルデータは十分に正確に取り出されない可能性がある。
【００１５】
一例として、デジタル位相変調の場合、位相スキューε（簡単にするために、ノイズ、減衰、および歪みのようなさらなる効果は考慮されない）の存在下で、点（Ｉ’ｋ，Ｑ’ｋ）は座標Ｉ’ｋ＝Ａｃｏｓ（θｋ−ε）およびＱ’ｉ＝Ａｓｉｎ（θｋ）を有する。したがって、Ｉ−Ｑ平面において、点（Ｉ’ｋ，Ｑ’ｋ）は、｜ε｜＜π／２である場合に楕円上にあるか、または｜ε｜＝π／２である場合に円弧上にある。
【００１６】
たとえば、前述のＱＰＳＫ変調が使用され、位相スキューがε＝π／２である場合、受信したシンボルＳ’ｋは各々、Ｉ−Ｑ平面の円弧上にある２つの点（Ｉ’ｋ，Ｑ’Ｋ）のうちの１つとして表されてもよく、２つの点（Ｉ’ｋ，Ｑ’Ｋ）は、実際に伝送されるシンボルとは無関係に
【００１７】
【数３】
2013528995.tif 000005
および
【００１８】
【数４】
2013528995.tif 000006
である。このように、各点（Ｉ’ｋ，Ｑ’Ｋ）について、最も近い点に関連付けられている取りうるシンボルはＳ１またはＳ３である。したがって、Ｓ２またはＳ４が本来伝送されたものである場合、そのシンボルは正しく取り出されない可能性がある。
【００１９】
原則的に、位相スキューは、直交項を同相成分Ｉ’に追加すること、および同相項を直交成分Ｑ’に追加することにより補正されてもよい。それらの直交および同相項は、それぞれ直交成分Ｑ’および同相成分Ｉ’に、同相成分Ｉ’と直交成分Ｑ’の間の相互相関に応じた共通相互ゲイン係数Ｇを乗算することにより計算される。
【００２０】
しかし、不利なことに、同相成分Ｉ’および直交成分Ｑ’に直交および同相項を追加することで、２つの成分の電力を変える。これは、伝送された本来のデジタルデータの適正な取り出しを可能にするために、デジタル部分により受信される、同相成分Ｉ’および直交成分Ｑ’のいずれもその電力を常に公称値と等しくする必要があるという点で不利である。
【００２１】
したがって、発明者は、前述の欠点を克服する、同相成分と直交成分の間の位相スキューを補正することができるコヒーレント光通信を提供する問題に対処した。
【００２２】
特に、発明者は、同相成分と直交成分の間の位相スキューを補正することができ、その一方で、同相成分および直交成分の電力を変えることのない、コヒーレント光通信を提供する問題に対処した。
【００２３】
第１の態様によれば、本発明は、光通信ネットワークのコヒーレント光受信機であって、変調光信号を受信し、同相成分および直交成分を生成するために変調光信号を処理するように構成され：
−  以下の成分を提供するように構成された第１のデジタル回路であって：
−  第１のゲインを乗算した同相成分および第２のゲインを乗算した直交成分の和としての位相スキュー補正同相成分と、
−  第３のゲインを乗算した同相成分および第４のゲインを乗算した直交成分の和としての位相スキュー補正直交成分と、を提供するように構成された第１のデジタル回路と、
−  第１のデジタル回路の出力と制御入力の間に遡及的に接続され、第１のゲイン、第２のゲイン、第３のゲイン、および第４のゲインを、位相スキュー補正同相成分と位相スキュー補正直交成分の間の推定相互相関に応じて計算するように構成された、第２のデジタル回路と、を備える位相スキュー補正器を備える、コヒーレント光受信機を提供する。
【００２４】
好ましくは、第２のデジタル回路は、第１のゲインおよび第４のゲインを、以下の式により、推定相互相関に応じて計算するように構成され：
【００２５】
【数５】
2013528995.tif 000007
Ｇ１１は第１のゲインであり、Ｇ２２は第４のゲインであり、Ｒ［ｍ］は推定相互相関である。
【００２６】
好ましくは、第２のデジタル回路は、第２のゲインおよび第３のゲインを、以下の式により、推定相互相関に応じて計算するように構成され：
【００２７】
【数６】
2013528995.tif 000008
Ｇ１２は第２のゲインであり、Ｇ２１は第３のゲインであり、Ｒ［ｍ］は推定相互相関である。
【００２８】
好ましくは、第２のデジタル回路は、乗算および加算モジュール、および第１のデジタル回路の出力において接続された累算器を備え：
−  乗算および加算モジュールは、Ｎを１と等しいかまたは１より大きい整数として、第１のデジタル回路から、位相スキュー補正同相成分のＮ個のサンプル、および位相スキュー補正直交成分のＮ個のサンプルを受信して、以下の式により、和を計算するように構成され：
【００２９】
【数７】
2013528995.tif 000009
Ｓは和であり、Ｉｋ＊は位相スキュー補正同相成分のＮ個のサンプルであり、Ｑｋ＊は位相スキュー補正直交成分のＮ個のサンプルであり、
−  累算器は、和を加算することによりその内容を更新し、それにより推定相互相関を得るように構成される。
【００３０】
好ましくは、第２のデジタル回路は、乗算および加算モジュールと累算器の間に配置された乗算器をさらに備え、乗算器は、和を累算器に転送する前に、適合係数を和に乗算するように構成される。
【００３１】
好ましくは、乗算および加算モジュールは、位相スキュー補正同相成分のＮ個のサンプル、および位相スキュー補正直交成分のＮ個のサンプルのサブセットを選択して、選択されたサブセットにより和を計算するように構成される。
【００３２】
好ましくは、第２のデジタル回路は、第１のルックアップテーブルおよび第２のルックアップテーブルをさらに備え：
−  第１のルックアップテーブルは、複数の取りうる相互相関値、および以下の式により計算される第１のゲインの同数の対応する取りうる値を格納し：
【００３３】
【数８】
2013528995.tif 000010
Ｒｉは複数の取りうる相互相関値であり、Ｇ１１ｉは第１のゲインの同数の対応する取りうる値であり、
−  第２のルックアップテーブルは、複数の取りうる相互相関値、および以下の式により計算される第２のゲインの同数の対応する取りうる値を格納し：
【００３４】
【数９】
2013528995.tif 000011
Ｒｉは複数の取りうる相互相関値であり、Ｇ１２ｉは第２のゲインの同数の対応する取りうる値である。
【００３５】
好ましくは、第１のルックアップテーブルは、推定相互相関を受信して、複数の取りうる相互相関値から、推定相互相関に最も近い取りうる相互相関値を決定し、第１のゲインおよび第４のゲインを、最も近い取りうる相互相関値に対応する第１のゲインの同数の対応する取りうる値のうちの１つと等しく設定するように構成され、第２のルックアップテーブルは、推定相互相関を受信して、複数の取りうる相互相関値から、推定相互相関に最も近い取りうる相互相関値を決定し、第２のゲインおよび第３のゲインを、最も近い取りうる相互相関値に対応する第２のゲインの同数の対応する取りうる値のうちの１つと等しく設定するように構成される。
【００３６】
あるいは、好ましくは、第２のデジタル回路は、ルックアップテーブルおよび計算モジュールをさらに備え：
−  計算モジュールは、推定相互相関を受信して、第２のゲインおよび第３のゲインを、以下の式により計算するように構成され：
【００３７】
【数１０】
2013528995.tif 000012
Ｇ１１は第１のゲインであり、Ｇ２２は第４のゲインであり、Ｒ［ｍ］は推定相互相関であり、
−  ルックアップテーブルは、第２のゲインの複数の取りうる値、および以下の式により計算される第１のゲインの同数の対応する取りうる値を格納し：
【００３８】
【数１１】
2013528995.tif 000013
Ｇ１２ｉは第２のゲインの複数の取りうる値であり、Ｇ１１ｉは第１のゲインの同数の対応する取りうる値である。
【００３９】
この場合、好ましくは、ルックアップテーブルは、計算された第２のゲインを計算モジュールから受信して、第２のゲインの複数の取りうる値から、計算された第２のゲインに最も近い取りうる第２のゲイン値を決定し、第１のゲインおよび第４のゲインを、最も近い取りうる第２のゲイン値に対応する第１のゲインの同数の対応する取りうる値のうちの１つと等しく設定するように構成される。
【００４０】
好ましくは、位相スキュー補正器は、ＡＳＩＣモジュールまたはＦＰＧＡモジュールである。
【００４１】
本発明の第２の態様によれば、本発明は光通信ネットワークのノードを提供し、ノードは上記で説明されるコヒーレント光受信機を備える。
【００４２】
本発明の第３の態様によれば、本発明は、上記で説明されるノードを備える光通信ネットワークを提供する。
【００４３】
本発明の第４の態様によれば、本発明は、光通信ネットワークコヒーレント光受信機において受信された変調光信号の同相成分と直交成分の間の位相スキューを補正するための方法を提供し、方法は：
−  第１のゲインを乗算した同相成分および第２のゲインを乗算した直交成分を加算し、それにより位相スキュー補正同相成分を提供するステップと、
−  第３のゲインを乗算した同相成分および第４のゲインを乗算した直交成分を加算し、それにより位相スキュー補正直交成分を提供するステップと、
−  位相スキュー補正同相成分と位相スキュー補正直交成分の間の相互相関を推定するステップと、
−  推定相互相関に応じて、第１のゲイン、第２のゲイン、第３のゲイン、および第４のゲインを遡及的に計算するステップとを備える。
【００４４】
本発明の実施形態は、添付の図面を参照して読まれる、例示により示され限定的ではない以下の詳細な説明を読むことにより、より深く理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態によるコヒーレント光受信機を概略的に示すブロック図である。
【図２】図１のコヒーレント光受信機内に備えられた位相スキュー補正器を概略的に示すブロック図である。
【図３】有利な変形により、図１のコヒーレント光受信機内に備えられた位相スキュー補正器を概略的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
図１は、本発明の好ましい実施形態による、光通信ネットワークのノード（図面には図示されず）のコヒーレント光受信機ＲＸを示すブロック図である。
【００４７】
コヒーレント光受信機ＲＸは、好ましくは、キャリア発生器ＣＧ、アナログ部分ＡＰ、同相アナログ−デジタル変換器Ａ／ＤＩ、直交アナログ−デジタル変換器Ａ／ＤＱ、電力調節器ＰＡ、位相スキュー補正器ＰＳＣ、およびデジタル部分ＤＰを備える。コヒーレント光受信機ＲＸは、本発明の説明に関連しないため図面には示されていないその他のモジュールを備えることができる。
【００４８】
アナログ部分ＡＰは、好ましくは、２つの入力および２つの出力を有する。アナログ部分ＡＰの入力のうちの１つは、キャリア発生器ＣＧの出力に接続され、もう一方の入力はコヒーレント光受信機ＲＸの入力に実質的に対応する。
【００４９】
アナログ部分ＡＰの出力のうちの１つは、好ましくは、同相アナログ−デジタル変換器Ａ／ＤＩに接続され、アナログ部分ＡＰのもう一方の出力は、好ましくは、直交アナログ−デジタル変換器Ａ／ＤＱに接続される。
【００５０】
電力調節器ＰＡは、好ましくは、２つの入力および２つの出力を有する。同相アナログ−デジタル変換器Ａ／ＤＩおよび直交アナログ−デジタル変換器Ａ／ＤＱの出力は、好ましくは、電力調節器ＰＡの入力に接続される。
【００５１】
位相スキュー補正器ＰＳＣは、好ましくは、２つの入力および２つの出力を有する。電力調節器ＰＡの出力は、好ましくは、位相スキュー補正器ＰＳＣの入力に接続される。
【００５２】
デジタル部分ＤＰは２つの入力を有し、それらの入力は、好ましくは、位相スキュー補正器ＰＳＣの出力に接続される。
【００５３】
変調光信号ｓ（ｔ）＝Ａｃｏｓ（２πｆｔ−θ）がコヒーレント光受信機ＲＸの入力において受信される場合、これはアナログ部分ＡＰの入力において提供される。一方、キャリア発生器ＣＧは、好ましくは、変調光信号ｓ（ｔ）の周波数ｆとほぼ等しい周波数を有する第１の変調光キャリアｃｏｓ（２πｆｔ＋ε）を生成する。第１の変調キャリアｃｏｓ（２πｆｔ）は、アナログ部分ＡＰの入力において提供され、これが第２の変調光キャリアｓｉｎ（２πｆｔ）を生成し、その変調光キャリアの周波数もまた変調光信号ｓ（ｔ）の周波数ｆとほぼ等しい。εは、第１変調キャリアと第２の変調キャリアの間の位相スキューである。したがって、アナログ部分ＡＰは、変調光信号ｓ（ｔ）を第１の変調キャリアｃｏｓ（２πｆｔ＋ε）と結合し、その結果を光電気的に変換して、それにより同相成分Ｉ’を提供する。ほぼ同時に、アナログ部分ＡＰは、変調光信号ｓ（ｔ）を第２の変調光キャリアｓｉｎ（２πｆｔ）と結合し、その結果を光電気的に変換して、それにより直交成分Ｑ’を提供する。アナログ部分ＡＰの出力において提供された成分Ｉ’およびＱ’は、好ましくは、アナログ電気信号の形態をとる。
【００５４】
同相アナログ−デジタル変換器Ａ／ＤＩは、好ましくは、同相成分Ｉ’を受信して、その出力において同相サンプルＩ’ｋのシーケンスを提供するために同相成分Ｉ’をサンプリングする。ほぼ同時に、直交アナログ−デジタル変換器Ａ／ＤＱは、好ましくは、直交成分Ｑ’を受信して、その出力において直交サンプルＱ’ｋのシーケンスを提供するために直交成分Ｑ’をサンプリングする。次いで、電力調節器ＰＡは、好ましくは、同相成分サンプルＩ’ｋおよび直交成分サンプルＱ’ｋの電力を、それらの電力が同じ公称値を有するように調整する。電力調節器ＰＡのオペレーションは、本発明の説明に関連しないので、さらに詳細には説明されない。
【００５５】
好ましくは、位相スキュー補正器ＰＳＣは、同相サンプルＩ’ｋおよび直交サンプルＱ’ｋを受信し、位相スキューεによって成分Ｉ’およびＱ’に引き起こされる効果を補正して、それによりその出力において、本明細書の後段において詳細に説明されるように、位相スキュー補正同相サンプルＩ’ｋ＊および位相スキュー補正直交サンプルＱ’ｋ＊を提供する。
【００５６】
次いで、位相スキュー補正器ＰＳＣは、好ましくは、位相スキュー補正同相サンプルＩ’ｋ＊および位相スキュー補正直交サンプルＱｋ＊をデジタル部分ＤＰに転送し、デジタル部分ＤＰは伝送された本来のデジタルデータを取り出すためにそれらを処理する。デジタル部分ＤＰのオペレーションは、変調光信号ｓ（ｔ）に適用されるデジタル変調のタイプによって異なり、本発明の説明に関連しないので、さらに詳細には説明されない。
【００５７】
図２を参照して、これ以降、本発明の好ましい実施形態による位相スキュー補正器ＰＳＣが詳細に説明される。
【００５８】
前述のように、位相スキューεの存在下で、位相スキュー補正器ＰＳＣによって受信された同相サンプルＩ’ｋおよび直交サンプルＱ’ｋは、Ｉ’ｋ＝Ａｃｏｓ（θｋ−ε）およびＱ’ｋ＝Ａｓｉｎ（θｋ）である。したがって、Ｉ−Ｑ平面において、点（Ｉ’ｋ，Ｑ’ｋ）は、一般に、Ｉ−Ｑ平面のデカルト座標に関して４５°傾いた楕円上にある。Ｉ’ｋ＝Ｑ’ＫであるようにＩ−Ｑ平面の２つの点Ｐ’１、Ｐ’２に対応し、Ｉ’ｋ＝−Ｑ’Ｋであるように２つの点Ｐ’３、Ｐ’４に対応して、楕円がその軸を交差する（つまり、Ｉ−Ｑ平面の第１および第３の四分円の二等分線、および第２および第４の四分円の二等分線）ということになる。条件Ｉ’ｋ＝Ｑ’Ｋは、以下の場合に満たされ：
θｋ＝１／４・（２ε＋π）    ［３ａ］
一方、条件Ｉｋ＝−Ｑ’Ｋは、以下の場合に満たされる：
θｋ＝１／４・（２ε＋３π）    ［３ｂ］
したがって、点Ｐ’１、Ｐ’２、Ｐ’３、およびＰ’４は以下の座標を有する：
−  Ｉ（Ｐ’１）＝Ａｓｉｎ（１／４・（２ε＋π））かつＱ（Ｐ’１）＝Ａｓｉｎ（１／４・（２ε＋π））、
−  Ｉ（Ｐ’２）＝Ａｓｉｎ（１／４・（２ε＋π））かつＱ（Ｐ’２）＝−Ａｓｉｎ（１／４・（２ε＋π））、
−  Ｉ（Ｐ’３）＝Ａｓｉｎ（１／４・（２ε＋３π））かつＱ（Ｐ’３）＝Ａｓｉｎ（１／４・（２ε＋３π））、および
−  Ｉ（Ｐ’４）＝Ａｓｉｎ（１／４・（２ε＋３π））かつＱ（Ｐ’４）＝−Ａｓｉｎ（１／４・（２ε＋３π））
位相スキューεが存在しない場合、点（Ｉｋ，Ｑ’ｋ）は、以下の座標を有する４つの点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、およびＰ４に対応するＩ−Ｑ平面の二等分線を交差する円周上にある：
【００５９】
【数１２】
2013528995.tif 000014
【００６０】
【数１３】
2013528995.tif 000015
【００６１】
【数１４】
2013528995.tif 000016
および
【００６２】
【数１５】
2013528995.tif 000017
したがって、位相スキューεは、それぞれ点Ｐ’１、Ｐ’２、Ｐ’３、およびＰ’４の座標を点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、およびＰ４の座標に変換する変換と同等の変換を点（Ｉ’ｋ，Ｑ’ｋ）に適用することにより補正されてもよい。有利なことに、この変換は、振幅Ａが変化しないので、同相成分Ｉ’ｋおよび直交成分Ｑ’ｋの電力を変えることはない。この変換は、以下のステップを各点（Ｉ’ｋ，Ｑ’Ｋ）に適用するステップを備える：
−  点（Ｉ’ｋ，Ｑ’Ｋ）を−４５°回転する、
【００６３】
【数１６】
2013528995.tif 000018
【００６４】
【数１７】
2013528995.tif 000019
および
−  点（ＦＩ・Ｉ’ｋ，ＦＱ・Ｑ’Ｋ）を４５°逆回転する
したがって、行列表記において、位相スキュー補正同相成分サンプルＩｋ＊および位相スキュー補正直交成分サンプルＱｋ＊は、以下の式を実施することにより得られてもよい：
【００６５】
【数１８】
2013528995.tif 000020
または、同等に：
【００６６】
【数１９】
2013528995.tif 000021
ここで：
【００６７】
【数２０】
2013528995.tif 000022
および
【００６８】
【数２１】
2013528995.tif 000023
さらに、発明者は、相互相関Ｒが以下のとおりであるため、位相スキューεが、同相成分Ｉ’と直交成分Ｑ’の間の相互相関Ｒから推定されてもよいことに注目した：
【００６９】
【数２２】
2013528995.tif 000024
したがって：
ε＝ａｓｉｎ（Ｒ）    ［８］
好ましくは、図２の位相スキュー補正器ＰＳＣは、上記の式［５］を実質的に実施する。
【００７０】
特に、図２の位相スキュー補正器ＰＳＣは、好ましくは、第１の増幅器Ａ１１、第２の増幅器Ａ１２、第３の増幅器Ａ２１、第４の増幅器Ａ２２、第１の加算器Ｓ１、第２の加算器Ｓ２、乗算および加算モジュールＭＡ、乗算器Ｍ、累算器ＡＣＣ、第１のルックアップテーブルＬＴ１、および第２のルックアップテーブルＬＴ２を備える。
【００７１】
特に、第１の増幅器Ａ１１および第３の増幅器Ａ２１の入力は、位相スキュー補正器ＰＳＣの入力の１つに接続される。同様に、第２の増幅器Ａ１２および第４の増幅器Ａ２２の入力は、位相スキュー補正器ＰＳＣのその他の入力に接続される。第１の増幅器Ａ１１の出力および第２の増幅器Ａ１２の出力は、第１の加算器Ｓ１の入力に接続され、第３の増幅器Ａ２１の出力および第４の増幅器Ａ２２の出力は、第２の加算器Ｓ２の入力に接続される。増幅器Ａ１１、Ａ１２、Ａ２１、およびＡ２２は、好ましくは、デジタル増幅器である。第１の加算器Ｓ１の出力および第２の加算器Ｓ２の出力は、乗算および加算モジュールＭＡの入力に接続される。乗算および加算モジュールＭＡの出力は、乗算器Ｍの入力の１つに接続され、乗算器Ｍの出力は、累算器ＡＣＣの入力に接続される。累算器ＡＣＣの出力は、第１のルックアップテーブルＬＴ１および第２のルックアップテーブルＬＴ２の入力に接続される。第１のルックアップテーブルＬＴ１の出力は、第１の増幅器Ａ１１および第４の増幅器Ａ２２の制御入力に接続され、第２のルックアップテーブルＬＴ２の出力は、第２の増幅器Ａ１２および第３の増幅器Ａ２１の制御入力に接続される。
【００７２】
第１のルックアップテーブルＬＴ１は、好ましくは、複数（たとえば２５６）の取りうる相互相関値Ｒｉ、および上記の式［６ａ］および［８］により以下のように計算される第１のゲインＧ１１の複数の対応する取りうる値Ｇ１１ｉを備える：
【００７３】
【数２３】
2013528995.tif 000025
同様に、第２のルックアップテーブルＬＴ２は、複数の取りうる相互相関値Ｒｉ、および上記の式［６ｂ］および［８］により以下のように計算される第２のゲインＧ１２の複数の対応する取りうる値Ｇ１２ｉを備える：
【００７４】
【数２４】
2013528995.tif 000026
好ましくは、第１のルックアップテーブルＬＴ１および第２のルックアップテーブルＬＴ２は、ＲＯＭ（「読み取り専用メモリ」）モジュールである。たとえば、第１および第２のルックアップテーブルＬＴ１、ＬＴ２が２５６のメモリロケーションを備える場合、取りうる相互相関値Ｒｉは、−１２８／１２８、−１２７／１２８、−１２６／１２８、．．．１２４／１２８、１２５／１２８、１２６／１２８、および１２７／１２８であってもよい。したがって、取りうる相互相関値の分解能は１／１２８である。したがって、一般に、第１および第２のルックアップテーブルＬＴ１、ＬＴ２がＭ箇所のメモリロケーションを備える場合、最大達成可能分解能は１／（Ｍ／２）である。
【００７５】
位相スキュー補正器ＰＳＣは、好ましくは、コヒーレント光受信機ＲＸに位置するクロックユニット（図示せず）からクロック信号を受信して、そのクロック信号をオペレーションを同期するために位相スキュー補正器ＰＳＣのすべてのコンポーネントに提供するように構成されたクロック入力（図示せず）をさらに備える。
【００７６】
これ以降、図２の位相スキュー補正器ＰＳＣのオペレーションが詳細に説明される。以下の説明は、前述のクロック信号のクロックサイクルにおける位相スキュー補正器ＰＳＣのオペレーションに言及する。好ましくは、以下で説明されるオペレーションは、クロックサイクルごとに定期的に繰り返される。
【００７７】
好ましくは、各クロックサイクル中に、位相スキュー補正器ＰＳＣは、電力調節器Ｐから、Ｎ個の同相サンプルＩ’ｋおよびＮ個の対応する直交サンプルＱ’ｋを受信する。数Ｎは、好ましくは、１と等しいかまたは１よりも大きい整数である。
【００７８】
Ｎ個の同相サンプルＩ’ｋは、好ましくは、第１の増幅器Ａ１１および第３の増幅器Ａ２１によって受信される。第１の増幅器Ａ１１は、好ましくは、Ｎ個の同相サンプルＩ’ｋの各々に、第１のルックアップテーブルＬＴ１により現在出力されている第１のゲインＧ１１を乗算し、それを第１の加算器Ｓ１に転送する。ほぼ同時に、第３の増幅器Ａ２１は、好ましくは、Ｎ個の同相サンプルＩ’ｋの各々に、第３のゲインＧ２１を乗算し、それを第２の加算器Ｓ２に転送する。第３のゲインＧ２１は、好ましくは、第２のルックアップテーブルＬＴ２により現在出力されている第２のゲインＧ１２と等しい。
【００７９】
上記のオペレーションに関してほぼ並行して、Ｎ個の直交サンプルＱ’ｋは、好ましくは、第２の増幅器Ａ１２および第４の増幅器Ａ２２によって受信される。第２の増幅器Ａ１２は、好ましくは、Ｎ個の直交サンプルＱ’ｋの各々に、第２のルックアップテーブルＬＴ２により現在出力されている第２のゲインＧ１２を乗算し、それを第１の加算器Ｓ１に転送する。ほぼ同時に、第４の増幅器Ａ２２は、好ましくは、Ｎ個の直交サンプルＱ’ｋの各々に、第４のゲインＧ２２を乗算し、それを第２の加算器Ｓ２に転送する。第４のゲインＧ２２は、好ましくは、第１のルックアップテーブルＬＴ１により現在出力されている第１のゲインＧ１１と等しい。
【００８０】
第１の加算器Ｓ１は、好ましくは、第１の増幅器Ａ１１からＮ個の積Ｇ１１Ｉ’ｋおよび第２の増幅器Ａ１２からＮ個の積Ｇ１２Ｑ’ｋを受信し、以下の式によりそれらを加算して、その出力においてＮ個の位相スキュー補正同相サンプルＩｋ＊を提供する：
Ｉｋ＊＝Ｇ１１Ｉ’ｋ＋Ｇ１２Ｑ’ｋ    ［１０ａ］
次いで、Ｎ個の位相スキュー補正同相サンプルＩｋ＊は、好ましくは、位相スキュー補正器ＰＳＣの出力において提供される。
【００８１】
同様に、第２の加算器Ｓ２は、好ましくは、第３の増幅器Ａ２１からＮ個の積Ｇ２１Ｉ’ｋおよび第４の増幅器Ａ２２からＮ個の積Ｇ２２Ｑ’ｋを受信し、以下の式によりそれらを加算して、その出力においてＮ個の位相スキュー補正直交サンプルＱｋ＊を提供する：
Ｑｋ＊＝Ｇ２１Ｉ’ｋ＋Ｇ２２Ｑ’ｋ    ［１０ｂ］
次いで、Ｎ個の位相スキュー補正直交サンプルＱｋ＊は、好ましくは、位相スキュー補正器ＰＳＣの出力において提供される。
【００８２】
さらに、好ましくは、第１の加算器Ｓ１の出力において提供されたＮ個の位相スキュー補正同相サンプルＩｋ＊および第２の加算器Ｓ２の出力において提供されたＮ個の位相スキュー補正直交サンプルＱｋ＊は、乗算および加算モジュールＭＡにより受信される。乗算および加算モジュールＭＡは、好ましくは、Ｎ個の乗算器、ならびにＮ個の入力および単一の出力を持つ加算機を備える。Ｎ個の乗算器の各々は、好ましくは、Ｎ個の位相スキュー補正同相サンプルＩｋ＊に、Ｎ個の位相スキュー補正直交サンプルＱｋ＊のうちの対応する１つを乗算して、その結果を加算器に提供する。加算器は、好ましくは、以下の式により、Ｎ個の乗算器から受信したすべてのＮ個の積Ｉｋ＊・Ｑｋ＊の和Ｓを計算する：
【００８３】
【数２５】
2013528995.tif 000027
乗算および加算モジュールＭＡは、Ｌ個のサンプルＩｋ＊およびＱｋ＊（Ｌ＜Ｎ）のサブセットを選択して、上記の式［１１］を選択されたサンプルのみに適用し、それにより統計的ダウンサンプリングを実施するように構成されてもよい。この場合、乗算および加算モジュールＭＡは、有利なことに、Ｌ個の乗算器のみを備える。
【００８４】
乗算および加算モジュールＭＡは、好ましくは和Ｓを乗算器Ｍに転送し、好ましくは乗算器Ｍは、和Ｓに適合係数Ｋを乗算して、その結果Ｋ・Ｓを累算器ＡＣＣに転送する。
【００８５】
累積器ＡＣＣは、好ましくは、以下の式により結果Ｋ・Ｓをその内容に加算する：
Ｒ［ｍ］＝Ｒ［ｍ−１］＋Ｋ・Ｓ    ［１２］
ここで、Ｒ［ｍ−１］は、以前のクロックサイクルの終わりにおける累積器ＡＣＣの内容であり、Ｒ［ｍ］は、現在のクロックサイクル中に更新された累積器ＡＣＣの内容である。次いで、基本的に、累積器ＡＣＣは、連続するクロックサイクルにわたりＫ・Ｓの積分を計算する積分器としての役割を果たす。次いで、累積器ＡＣＣの内容Ｒ［ｍ］は、基本的に、位相スキュー補正同相サンプルＩｋ＊と位相スキュー補正直交サンプルＱｋ＊の間の推定された相互相関である。
【００８６】
累算器ＡＣＣは、好ましくは、その更新された内容Ｒ［ｍ］を、第１のルックアップテーブルＬＴ１および第２のルックアップテーブルＬＴ２に転送する。
【００８７】
第１のルックアップテーブルＬＴ１は、好ましくは、推定された相互相関Ｒ［ｍ］を受信し、その相互相関Ｒ［ｍ］はそこに格納されている取りうる相互相関値Ｒｉと比較される。次いで、第１のルックアップテーブルＬＴ１は、好ましくは、第１のゲインＧ１１および第４のゲインＧ２２を、推定された相互相関Ｒ［ｍ］に最も近い、取りうる相互相関値Ｒｉに対応する、取りうる値Ｇ１１ｉとほぼ等しく設定する。次いで、結果として得られる第１のゲインＧ１１および第４のゲインＧ２２は、以下の式により実質的に提供される：
【００８８】
【数２６】
2013528995.tif 000028
最後に、第１のルックアップテーブルＬＴ１は、第１のゲインＧ１１を第１の増幅器Ａ１１に、第４のゲインＧ２２を第４の増幅器Ａ２２に転送する。第１の増幅器Ａ１１および第４の増幅器Ａ２２は、好ましくは、次のクロックサイクル中に受信されるそれぞれＮ個のサンプルＩ’ｋおよびＱ’ｋを乗算するために、第１のゲインＧ１１および第４のゲインＧ２２のそれらの値を使用する。
【００８９】
ほぼ同時に、第２のルックアップテーブルＬＴ２は、好ましくは、推定された相互相関Ｒ［ｍ］を受信し、その相互相関Ｒ［ｍ］はそこに格納されている取りうる相互相関値Ｒｉと比較される。次いで、第２のルックアップテーブルＬＴ２は、好ましくは、第２のゲインＧ１２および第３のゲインＧ２１を、推定された相互相関Ｒ［ｍ］に最も近い、取りうる相互相関値Ｒｉに対応する、取りうる値Ｇ１２ｉとほぼ等しく設定する。次いで、結果として得られる第２のゲインＧ１２および第３のゲインＧ２１は、以下の式により実質的に提供される：
【００９０】
【数２７】
2013528995.tif 000029
最後に、第２のルックアップテーブルＬＴ２は、第２のゲインＧ１２を第２の増幅器Ａ１２に、第３のゲインＧ２１を第３の増幅器Ａ２１に転送する。第２の増幅器Ａ１２および第３の増幅器Ａ２１は、好ましくは、次のクロックサイクル中に受信されるそれぞれＮ個のサンプルＱ’ｋおよびＩ’ｋを乗算するために、第２のゲインＧ１２および第３のゲインＧ２１のそれらの値を使用する。
【００９１】
あるいは、第１および第２のルックアップテーブルＬＴ１およびＬＴ２を使用するのではなく、式［１３ａ］および［１３ｂ］の計算は、累積器ＡＣＣの下流に配置され、式［１３ａ］および［１３ｂ］を累積器ＡＣＣにより出力される推定相互相関Ｒ［ｍ］に直接適用するのに適した適切なデジタル回路によって実行されてもよい。この代替の解決策は、取りうる相互相関値Ｒｉの必要な解決策が大幅に縮小され、したがって非常に多数のメモリロケーションを持つルックアップテーブルを必要とする場合に、ルックアップテーブルの解決策よりも好ましい。
【００９２】
有利なことに、上記で説明される位相スキュー補正器ＰＳＣは、同相成分Ｉ’と直交成分Ｑ’の間の位相スキューεを補正することができ、しかもそれらの電力を変えることはない。実際に、上記で詳細に説明されるように、増幅器のゲインは、位相スキュー補正同相サンプルＩｋ＊および位相スキュー補正直交サンプルＱｋ＊の電力を変えることなく、位相スキューを補正するために特に選択される。したがって、それらの電力は、電力調節器ＰＡにより設定された公称値と等しい。
【００９３】
図３を参照して、これ以降、有利な変形による位相スキュー補正器ＰＳＣ’が詳細に説明される。
【００９４】
図３の位相スキュー補正器ＰＳＣ’は、図２の位相スキュー補正器ＰＳＣと類似する。したがって、その構造の詳細な説明は省略される。しかし、図２の位相スキュー補正器ＰＳＣとは異なり、位相スキュー補正器ＰＳＣ’は、１つだけのルックアップテーブルＬＴ、および計算モジュールＣを備える。計算モジュールＣは、好ましくは、累積器ＡＣＣの出力で接続された入力と、ルックアップテーブルＬＴならびに第２の増幅器Ａ１２および第３の増幅器Ａ２１の制御入力に接続された出力とを有する。
【００９５】
ルックアップテーブルＬＴは、好ましくは、第２のゲインＧ１２の複数の取りうる値Ｇ１２ｉ、および以下の式により計算される第１のゲインＧ１１の同数の対応する取りうる値Ｇ１１ｉを格納する：
【００９６】
【数２８】
2013528995.tif 000030
好ましくは、ルックアップテーブルＬＴは、ＲＯＭモジュールである。
【００９７】
後段において、図３の位相スキュー補正器ＰＳＣ’のオペレーションが詳細に説明される。この場合も同様に、以下の説明は、コヒーレント光受信機ＲＸにおいて生成されたクロック信号のクロックサイクルにおける位相スキュー補正器ＰＳＣ’のオペレーションに言及する。好ましくは、以下で説明されるオペレーションは、クロックサイクルごとに定期的に繰り返される。
【００９８】
各クロックサイクルにおいて、位相スキュー補正器ＰＳＣ’は、Ｎ個の同相サンプルＩ’ｋおよびＮ個の直交サンプルＱ’ｋを受信する。増幅器Ａ１１、Ａ１２、Ａ２１、Ａ２２、加算器Ｓ１、Ｓ２、乗算および加算モジュールＭＡ、乗算器Ｍ、および累積器ＡＣＣを用いたＮ個のサンプルＩ’ｋおよびＱ’ｋの処理は、図２を参照して上記で説明される処理とほぼ同じである。したがって、詳細な説明が繰り返されることはない。累積器ＡＣＣが、好ましくは、上記の式［１２］により推定相互相関Ｒ［ｍ］を出力することを想起するだけでよい。
【００９９】
この有利な変形により、推定相互相関Ｒ［ｍ］は、好ましくは、計算モジュールＣに転送され、計算モジュールＣは第２のゲインＧ１２および第３のゲインＧ２１を上記で説明される式［１３ｂ］により計算する：
【０１００】
【数２９】
2013528995.tif 000031
計算モジュールＣは、好ましくは、第２のゲインＧ１２および第３のゲインＧ２１を、それぞれ第２の増幅器Ａ１２および第３の増幅器Ａ２１に転送する。第２の増幅器Ａ１２および第３の増幅器Ａ２１は、好ましくは、次のクロックサイクル中に受信されるそれぞれＮ個のサンプルＱ’ｋおよびＩ’ｋを乗算するために、第２のゲインＧ１２および第３のゲインＧ２１のそれらの値を使用する。
【０１０１】
さらに、ほぼ同時に、計算モジュールＣは、好ましくは、第２のゲインＧ１２をルックアップテーブルＬＴに転送する。
【０１０２】
ルックアップテーブルＬＴは、好ましくは、第２のゲインＧ１２を受信し、第２のゲインＧ１２はそこに格納されている取りうる値Ｇ１２ｉと比較される。次いで、ルックアップテーブルＬＴは、好ましくは、第１のゲインＧ１１および第４のゲインＧ２２を、計算モジュールＣにより計算された第２のゲインＧ１２に最も近い、取りうる値Ｇ１２ｉに対応する、取りうる値Ｇ１１ｉとほぼ等しく設定する。次いで、結果として得られる第１のゲインＧ１１および第４のゲインＧ２２は、以下の式により実質的に提供される：
【０１０３】
【数３０】
2013528995.tif 000032
最後に、ルックアップテーブルＬＴは、第１のゲインＧ１１を第１の増幅器Ａ１１に、第４のゲインＧ２２を第４の増幅器Ａ２２に転送する。第１の増幅器Ａ１１および第４の増幅器Ａ２２は、好ましくは、次のクロックサイクル中に受信されるそれぞれＮ個のサンプルＩ’ｋおよびＱ’ｋを乗算するために、第１のゲインＧ１１および第４のゲインＧ２２のそれらの値を使用する。
【０１０４】
有利なことに、また、この有利な変形による位相スキュー補正器ＰＳＣ’は、同相成分Ｉ’と直交成分Ｑ’の間の位相スキューεを補正することができ、しかも同相成分Ｉ’と直交成分Ｑ’の電力は位相スキュー補正器ＰＳＣ’により変更されることはないので、電力調節器ＰＡにより確立された公称値と等しい。実際に、Ｇ１１およびＧ２２をＧ１２に応じて表す式［１５］は、基本的に、上記の式［１３ａ］および［１３ｂ］を結合することにより得られる。
【０１０５】
さらに、有利なことに、この有利な変形による位相スキュー補正器ＰＳＣ’は、図２の位相スキュー補正器ＰＳＣよりも簡素である。実際に、この有利な変形による位相スキュー補正器ＰＳＣ’は、有利なことに、単一のルックアップテーブルを備えるので、計算リソースおよびコストを節約できるようにする。
【０１０６】
図２または図３に示されるさまざまな要素の機能は、専用ハードウェア、プログラマブルハードウェア、または適切なソフトウェアと関連してソフトウェアを実行することができるハードウェアの使用を通じて提供されてもよい。特に、図２または図３に示されるさまざまな要素の機能は、好ましくは、１つまたは複数の特殊用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）および／または１つまたは複数のフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）の使用を通じて提供されてもよい。好ましくは、図２または図３に示されるさまざまな要素の機能は、単一のＡＳＩＣまたは単一のＦＰＧＡの使用を通じて提供されてもよい。したがって、特許請求の範囲において言及される「第１のデジタル回路」および「第２のデジタル回路」という表現は、単に、位相スキュー補正器の要素の機能的集約として理解されるべきであり、必ずしも別個のハードウェアデバイスで実施される物理的に別個の回路として解釈されるべきものではない。
【図１】
2013528995.tif 000040
【図２】
2013528995.tif 000041
【図３】
2013528995.tif 000042
【国際調査報告】
2013528995.tif 000043
2013528995.tif 000044
2013528995.tif 000045