(57)【要約】  本発明は周波数ガードバンドを使わずDD-OFDMシステムの受信器の感度を向上させるシステムと方法を開示する。該方法は、DD-OFDMシステムの入力データをインターリーブさせることによってインターリーブされたデータを生成し、第1再帰的系統的畳み込み符号を用いて入力データを符号化することにより、第1再帰的システム畳み込み符号化のデータを生成し、第2再帰的系統的畳み込み符号を用いてインターリーブされたデータを符号化することにより、第2再帰的系統的畳み込み符号化のデータを生成し、第1再帰的系統的畳み込み符号化のデータ及び第2再帰的系統的畳み込み符号化のデータをパンクチャし、これによってパリティシーケンスを生成し、及び入力データとパリティシーケンスを組み合わせ、符号化のDD-OFDMデータを生成する。ここで、異なるOFDM副搬送波に対して異なるパンクチャ率を用いてパリティシーケンスを生成し、これによってより高いスペクトル効率を実現する。該システムと方法はDD-OFDMシステムにおいてACEとインターリーブ技術を用いることにより、周波数ガードバンドを使わず受信機の感度とスペクトル効率を向上させることができる。【選択図】図２
2014502105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数ガードバンドを使わずに光学直接検出-直交周波数分割変調DD-OFDMシステムの受信機の感度を向上させるシステムであって、
前記DD-OFDMシステムの入力データをインターリーブさせることによってインターリーブされたデータを生成するように配置されるインターリーバと、
第1再帰的系統的畳み込み符号を用いて前記入力データを符号化することにより、第1再帰的系統的畳み込み符号化のデータを生成するように配置される第1再帰的系統的畳み込みエンコーダと、
第2再帰的系統的畳み込み符号を用いて前記インターリーブされたデータを符号化することにより、第2再帰的系統的畳み込み符号化のデータを生成するように配置される第2再帰的系統的畳み込みエンコーダと、
前記第1再帰的系統的畳み込み符号化のデータと前記第2再帰的系統的畳み込み符号化のデータをパンクチャすることにより、パリティシーケンスを生成するように配置されるパンクチャ装置と、
前記入力データと前記パリティシーケンスを組み合わせることにより、符号化のDD-OFDMデータを生成するように配置される結合器と、を有し、
前記パンクチャ装置は、より高いスペクトル効率を実現するために、異なるOFDM副搬送波に対して異なるパンクチャ率を用いて前記パリティシーケンスを生成するように構成される、システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記パンクチャ装置はさらにより高いビットエラーレートを有するOFDM副搬送波に対してより高いパンクチャ率を用い、そしてより低いビットエラーレートを備えるOFDM副搬送波に対して比較的低いパンクチャ率を用いるように配置される、システム。
【請求項３】
請求項２において、
前記より高いパンクチャ率は0.5である及び、前記より低いパンクチャ率は0.25である、システム。
【請求項４】
請求項２又は３において、
前記より高いビットエラーレートを有するOFDM副搬送波は、OFDM搬送波により近いOFDM副搬送波の20％である、システム。
【請求項５】
請求項１において、
前記第1再帰的系統的畳み込み符号は1011であり、前記第2再帰的系統的畳み込み符号は1101である、システム。
【請求項６】
周波数ガードバンドを使わず光学直接検出-直交周波数分割変調DD-OFDMシステムの受信器の感度を向上させる方法であって、
前記DD-OFDMシステムの入力データをインターリーブさせることによってインターリーブされたデータを生成することと、
第1再帰的系統的畳み込み符号を用いて前記入力データを符号化することにより、第1再帰的系統的畳み込み符号化のデータを生成することと、
第2再帰的系統的畳み込み符号を用いて前記インターリーブされたデータを符号化することにより、第2再帰的系統的畳み込み符号化のデータを生成することと、
前記第1再帰的系統的畳み込み符号化のデータと前記第2再帰的系統的畳み込み符号化のデータをパンクチャすることにより、パリティシーケンスを生成することと、
前記入力データと前記パリティシーケンスを組み合わせ、符号化のDD-OFDMデータを生成することと、を含み、
前記第1再帰的系統的畳み込み符号化のデータと前記第2再帰的系統的畳み込み符号化のデータをパンクチャするとき、より高いスペクトル効率を実現するために、異なるOFDM副搬送波に対して異なるパンクチャ率を用いて前記パリティシーケンスを生成する、方法。
【請求項７】
請求項６において、
前記第1再帰的系統的畳み込み符号化のデータと前記第2再帰的系統的畳み込み符号化のデータをパンクチャするとき、より高いビットエラーレートを有するOFDM副搬送波に対してより高いパンクチャ率を用い、そしてより低いビットエラーレートを有するOFDM副搬送波に対してより低いパンクチャ率を用いる、方法。
【請求項８】
請求項７において、
前記より高いパンクチャ率は0.5であり、前記より低いパンクチャ率は0.25である、方法。
【請求項９】
請求項７又は８において、
前記より高いビットエラーレートを有するOFDM副搬送波は、OFDM搬送波により近いOFDM副搬送波の20％である、方法。
【請求項１０】
請求項６において、
前記第1再帰的系統的畳み込み符号は1011であり、前記第2再帰的系統的畳み込み符号は1101である、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信技術に関し、かつ特に周波数ガードバンドを使わず光学直接検出-直交周波数分割変調（DD-OFDM）システムの受信器の感度の改善に用いられるシステムと方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
その高スペクトル効率、色分散（CD）防止と偏波モード分散（PMD）の機能及びデジタル信号処理における柔軟性のため、直交周波数分割変調（OFDM）は光ファイバ通信においては有望な技術である。（Jean Armstrong を参考にし、[OFDM for Optical Communications（光ファイバ通信に用いられるOFDM）], JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 27, NO. 3, 2009年2月1日、 Dayou Qian, Neda Cvijetic, Junqiang Hu, Ting Wang[Optical OFDM Transmission in Metro/Access Networks（メトロ/アクセスネットワークにおける光学OFDM伝送）]、 OSA/OFC/NFOEC 2009、OMV1、 A. J. Lowery とJ. Armstrong, “Orthogonal-frequency-division multiplexing for dispersion compensation of long-haul optical systems（長距離光学システムの分散補償に用いられる直交周波数分割多重）、]Opt. Express, vol. 14, no. 6, pp. 2079-2084, 2006; Sander L. Jansen, Itsuro Morita, Kamyar Forozesh, Sebastian Randel, Dirk van den Borne1and Hideaki Tanaka, “Optical OFDM, a hype or is it for real?（光学OFDM、拡大広告或は真実的であるか？）”ECOC 2008, Mo.3.E.3; D. Qian, N. Cvijetic , Junqiang HuとTing Wang,“108 Gb/s OFDMA-PON with Polarization Multiplexing and Direct Detection（偏波多重と直接検出を用いるOFDMA-PON）]）。
【０００３】
近年以来、コヒーレント検出OFDM（CD-OFDM）に集中する研究は数多く、それはより高いスペクトル効率と高い受信器の感度の利点を備える。しかし、その構造の複雑さと高帯域幅のハードウェアの要求のため、それは非常に高い。（Hidenori Takahashi、“Coherent OFDM Transmission with High Spectral Efficiency（高スペクトル効率を備えるコヒーレントOFDM伝送）]、ECOC 2009、 paper 1.3.3;、W. Shieh, H. Bao、及び Y. Tang 、[Coherent optical OFDM: theory and design]をご参考）
【０００４】
光学CD-OFDMと比べ、光学直接検出（DD）OFDMは簡単な受信機のため、より経済的な方法である。しかし、光搬送波とOFDM信号の間の干渉を避けるため、従来の光学DD-OFDMにおいて、光搬送波とOFDM副搬送波の間にスペクトル非効率的な周波数ガードバンド（FGB）を需要し、かつ光学DD-OFDMのスペクトル効率を改善するためにたくさんの研究がなされている。（Wei-Ren Peng1、Xiaoxia Wu,Vahid R. Arbab,Bishara Shamee, Jeng-Yuan Yang, Louis C. Christen1,Kai-Ming Feng,Alan E. Willner 及び Sien Chi, [Experimental Demonstration of 340 km SSMF Transmission Using a Virtual Single Sideband OFDM Signal that Employs Carrier Suppressed and Iterative Detection Techniques（搬送波抑圧と反復検出技術を採用する仮想のシグナルサイドバンドOFDM信号の340 km SSMFを使って伝送する実験実証である）], OFC/NFOEC 2008、OMU1、Abdulamir Ali, Jochen Leibrich とWerner Rosenkranz,、[Spectral Efficiency and Receiver Sensitivity in Direct Detection Optical-OFDM（直接-検出光学OFDMシステムにおけるスペクトル効率と受信器の感度）]、 OSA/OFC/NFOEC 2009、OMT7、 Arthur James Lowery、[Improving Sensitivity and Spectral Efficiency in Direct-Detection Optical OFDM Systems（直接-検出光学OFDMシステムにおける感度とスペクトル効率を改善する）] OFC/NFOEC 2008、OMM4、 Zhenbo Xu、 Maurice O’Sullivan と Rongqing Hui、[Spectral-efficient OOFDM 
system using compatible SSB modulation with a simple dual-electrode MZM（簡単なデュアル電極MZMを利用する互換性のあるSSB変調のスペクトルが効率的なOOFDMシステムを使う）] OSA / OFC/NFOEC 2010、OMR2、Zizheng Cao、 Jianjun Yu,、Wenpei Wang,、Lin Chen,、and Ze Dong、]Direct-Detection Optical OFDM Transmission System Without Frequency Guard Band（周波数ガードバンドは必要しない直接検出光学OFDM伝送システム）]、 IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL. 22,、NO. 11、 2010年6月1日を参照)
【０００５】
また、Turboコードはさらに受信器の感度を向上させるのに用いられ、かつ無線システムにおいて広く使われている。（Lajos Hanzo、 Jason P. Woodard、及びPatrick Robertson、[Turbo Decoding and Detection for Wireless Applications（無線応用に用いられるTurboデコードと検出）]をご参考）
【発明の概要】
【０００６】
従って、簡単なアークテクチャで光学DD-OFDMシステムの受信器の感度を向上させ、同時に高スペクトル効率を実現する必要がある。
【０００７】
本発明において、光学DD-OFDMシステムに自己適応コード效率（ACE）とインターリーブ技術を使ってFGBは必要がなく、これによって受信器の感度を向上させると同時に、高スペクトル効率を得ている。
【０００８】
本発明は、周波数ガードバンドを使わずDD-OFDMシステムの受信の感度を向上させるシステムを提供することを目的としている。
該システムは、前記DD-OFDMシステムの入力データをインターリーブさせることによってインターリーブされたデータを生成するのに配置されるインターリーバ、第1再帰的系統的畳み込み符号（first recursive systematic convolutional code）を用いて前記入力データを符号化することにより、第1再帰的系統的畳み込み符号化のデータ（first recursive systematic convolutional encoded data）を生成するのに配置される第1再帰的系統的畳み込みエンコーダ、第2再帰的系統的畳み込み符号を用いて前記インターリーブのデータを符号化することにより、第2再帰的系統的畳み込み符号化のデータを生成するのに配置される第2再帰的系統的畳み込みエンコーダ、前記第1再帰的系統的畳み込み符号化のデータと前記第2再帰的系統的畳み込み符号化のデータをパンクチャ（puncture）することにより、パリティシーケンスを生成するのに配置されるパンクチャ装置、及び、前記入力データと前記パリティシーケンスを組み合わせ、これによって符号化されたDD-OFDMデータを生成するのに配置される結合器（combiner）を含み、その中、前記パンクチャ装置は異なるOFDM副搬送波に対して異なるパンクチャ率を用いて前記パリティシーケンスを生成し、これによってより高いスペクトル効率を取得する。
【０００９】
本発明のある実施形態によれば、パンクチャ装置はさらにより高いビットエラーレートを備えるOFDM副搬送波に対してより高いパンクチャ率を使い、かつより低いビットエラーレートを具えるOFDM副搬送波に対してより低いパンクチャ率を使う。
【００１０】
本発明によるもう1つの実施形態によれば、前記より高いパンクチャ率は0.5である及び前記より低いパンクチャ率は0.25である。
【００１１】
本発明によるまたの実施例によれば、前記より高いビットエラーレートを備えるOFDM副搬送波はOFDM搬送波により近いOFDM副搬送波の20％である。
【００１２】
本発明によるさらに1つの実施形態によれば、前記第1再帰的系統的畳み込み符号は1011であり、前記第2再帰的系統的畳み込み符号は1101である。
【００１３】
本発明は、周波数ガードバンドを使わずDD-OFDMシステムの受信の感度を向上させる方法を提供することも目的としている。該方法は、前記DD-OFDMシステムの入力データをインターリーブさせることによってインターリーブされたデータを生成し、第1再帰的系統的畳み込み符号を用いて前記入力データを符号化し、これによって第1再帰的系統的畳み込み符号化のデータを生成し、第2再帰的系統的畳み込み符号を用いて前記インターリーブされたデータを生成し、これによって第2再帰的系統的畳み込み符号化のデータを生成し、 前記第1再帰的系統的畳み込み符号化のデータと前記第2再帰的系統的畳み込み符号化のデータをパンクチャし、これによってパリティシーケンスを生成し、及び前記入力データと前記パリティシーケンスを組み合わせ、これによって符号化されたDD-OFDMデータを生成し、その中、前記第1再帰的系統的畳み込み符号化のデータと前記第2再帰的系統的畳み込み符号化のデータをパンクチャする場合、異なるOFDM副搬送波に対して異なるパンクチャ率を使って前記パリティシーケンスを生成し、これによってより高いスペクトル効率を取得する。
【００１４】
本発明のある実施形態によれば、前記第1再帰的系統的畳み込み符号化のデータと前記第2再帰的系統的畳み込み符号化のデータをパンクチャする場合、より高いビットエラーレートを備えるOFDM副搬送波に対してより高いパンクチャ率を使い、かつより低いビットエラーレートを備えるOFDM副搬送波に対してより低いパンクチャ率を使う。
【００１５】
本発明のもう1つの実施形態によれば、前記より高いパンクチャ率は0.5であり、及び前記より低いパンクチャ率は0.25である。
【００１６】
本発明のもう1つの実施形態によれば、前記より高いビットエラーレートを備えるOFDM副搬送波はOFDM搬送波により近いOFDM副搬送波の20％である。
【００１７】
本発明のまた1つの実施形態によれば、前記第1再帰的系統的畳み込み符号は1011である及び、前記第2再帰的系統的畳み込み符号は1101である。
【００１８】
ACEとインターリーブ技術を使うシステム及び方法を利用する場合、受信の感度は明確に向上させる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図1に示されたのは周波数ガードバンドがない光学DD OFDMシステムにおける副搬送波間干渉（ISI）である。
【図２】図2に示されたのはFGBがない光学DD OFDMシステムのインターリーブとACE技術の原理である。
【図３】図3に示されたのはACEとインターリーブ技術を使う光学DD-OFDMシステムの実験装置であり、その中に4種のタイプのOFDM信号を使い、5.18Gb/sのOFDM、5.18Gb/sのturboコードのOFDM、ACEを使う5.18Gb/sのOFDM及びACEとインターリーバを使う5.18Gb/s のOFDMである。
【図４】図4に示されたのは4つのタイプのOFDM信号の受信信号のビットエラーレート（BER）の曲線である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明において、FGBはない情況で、自己適応コード效率（ACE）とインターリーブ技術は光学DD-OFDMシステムに使われ、これによってスペクトル効率を向上させると同時に、高スペクトル効率を取得する。FBGを用いない光学DD-OFDM信号の副搬送波間干渉が理論的に、かつ実験的に研究されている。当該実験によれば、ACE及びインターリーブ技術を利用すると、受信の感度が明確に向上することが分かった。
【００２１】
以下、自己適応コード效率（ACE）とインターリーブ技術の理論について述べる。まず、副搬送波間干渉の数学理論分析に対して討論をする。
【００２２】
FGBはない状況で、光学DD-OFDM信号の副搬送波間干渉：
時間領域の電気学OFDM信号は式１のように表すことができる。
[式１]
2014502105.tif 000003
【００２３】
ここで、NはOFDM信号のIFFTの大きさであり、kはOFDM信号の副搬送波の数であり、
2014502105.tif 000004
はOFDM信号の第k個の副搬送波であり、ａｋ、bｋはそれぞれ第k個の副搬送波の位相成分と直交成分である。
【００２４】
強度変調された後、FGBはない情況での光学OFDM信号は更に、式２のようにあらわすことができる。
[式２]
2014502105.tif 000005
【００２５】
ここで、Ｅout(ｔ)はFGBがない光学OFDM信号であり、γは強度変調器の光学変調インデックスであり、及びｃｏｓ(ω0t)は光学搬送波に対し、ω0は光搬送波の周波数である。伝送の後で、光検出器は受信器で光学OFDM信号を電気信号に転換させるのに用いられる。
【００２６】
その後、光検出器を経た電気信号Iは、式３のように表される。
[式３]
2014502105.tif 000006
【００２７】
スクエア検出器の性質のため、出力はOFDM信号を含むだけでなく、図１にしめされるような、大幅にシステムの性能を低下させる副搬送波間干渉（ISI）によるビートノイズを含んでいる。注意するべきことは、強烈なISIの故、光搬送波により近い副搬送波は差の性能を備える。副搬送波は光搬送波により近ければ近いほど、ISIによる引き起こされるノイズはより大きい。
【００２８】
従って、システムの性能は、FGBを用いないと、光学DD-OFDM信号の副搬送波間干渉によって低下してしまう可能性がある。
【００２９】
自己適応コード效率（ACE）とインターリーブ技術：
本発明では、FGBがない状況で、自己適応コード効率（ACE）とインターリーブ技術が光学DD-OFDMシステムに用いられている。
【００３０】
図2はFGBを有さない光学DD-OFDMシステムにおけるACEとインターリーブ技術の原理を示している。図2（a）における個体矩形はエラービットを表示する。ISIのため、FGBを用いないと光学DD OFDMの性能は低下する可能がある。光搬送波により近い副搬送波はISIの影響を受けやすい。これらの隣接するエラーを分散させるため、副搬送波に対して変調をさせ、これらのビットが行になって書いた或は列になって読み取ることができる。OFDM信号を受信する場合、ビットは行で読み出される。この方式で、隣接するエラーを分散させることができる。このようなデジタル信号処理はインターリーブ技術に関し、これは通信分野の当業者には周知のものである。
【００３１】
ビットエラーは通常、光搬送波により近いOFDM副搬送波の中に集中するため、ほかの副搬送波においてあまりビットエラーはない。従って、ビットエラーレート（BER）に従ってOFDM副搬送波は2つの部分に分けられる。つまり、１つは、より強いコード（低コード效率）を必要する高BERであり、もう１つは、それほど強くないコード（高コード效率）を用いることができる低BERである。
【００３２】
副搬送波の異なるBERを考慮することにより、本発明のTurboエンコーダは、受信器の感度を向上させ、高スペクトル効率を実現することができる。本発明のTurboエンコーダは図2（b）に示される通りである。図2（b）の本発明のturboエンコーダは、ACEとインターリーブ技術を用いている。以下、ACEとインターリーブ技術を使うturboエンコーダについて詳細な説明をする。
【００３３】
Turboエンコーダは、インターリーバと、2つの再帰的系統的畳み込み（RSC：Recursive Systematic Convolutional）エンコーダと、パンクチャ装置と、結合器（Combiner）と、を有する。入力データはRSCインターリーバに入力され、同時に入力データもインターリーバに入力される。隣接するエラーの分散について、インターリーバの処理が前述されている。インターリーバに出力されたデータはRSCエンコーダ2に入力される。2つのRSCエンコーダはそれぞれ2つのRSCコードを使って入力データのパリティシーケンスを生成する。1つのRSCコードはオリジナル入力ビットを符号化することに用いられ、かつもう1つのRSCコードはインターリーブされた後のビットを符号化することに用いられる。2つのRSCコードを使ってオリジナル入力ビットとインターリーブされたビットに対して符号化をする方法は無線システムの既存技術であり、ここでは詳細には説明しない。その後、2つのRSCエンコーダによって生成された2つのRSCコードのデータによってパンクチャ装置でパンクチャをして入力データのパリティシーケンスを生成する。オリジナル入力データとパンクチャ装置に生成したパリティ系列の組合によってturboコードのビットを生成する。
【００３４】
本発明の実施形態において、RSCコード1011と1101はオリジナル入力ビットとインターリーブのビットを符号化するのに用いられる。具体的にはRSCコード1011はオリジナル入力ビットを符号化するのに用いられ、かつRSCコード1101はインターリーブされたビットを符号化するのに用いられる。
【００３５】
注意すべきことは、図2（b）におけるパンクチャ装置はOFDM副搬送波の上記2つの部分に対して異なるパンクチャ率を使うように構成されている。つまり、１つのパンクチャ率はより高いBERであり、もう１つのパンクチャ率はより低いBERである。より高いBERを有するOFDM副搬送波の部分はより低いBERを有するOFDM副搬送波の部分より光搬送波に近い。より高いBERを有するOFDM副搬送波の部分に対しては、より高いパンクチャ率を使うべきである。より低いBERを備えるOFDM副搬送波の部分に対しては、より低いパンクチャ率を使うべきである。より高いパンクチャ率はより長いパリティ系列があることを意味する。従って、より高いパンクチャ率を使う場合にはコード效率はより低くなり、一方、より低いパンクチャ率を使う場合にはコード效率はより高くなる。
【００３６】
本発明のある実施形態において、パンクチャ率は最適に0.25と0.5である。パンクチャ率は0.25である場合、コード效率は0.66（50％の支出）であり、及びパンクチャ率は0.5である場合、コード效率は0.5（100％の支出）である。本発明のある実施形態においては、DD OFDMシステムにおける約20％の副搬送波は0.5のコード效率を適用し、ほかの副搬送波は0.66を適用する。異なる状況では、「20％」のパーセントは変更することが可能である。
【００３７】
本発明によれば、周波数ガードバンドを使わずにDD-OFDMシステムの受信器の感度を向上させる方法が適宜提供される。当該方法は、
前記DD-OFDMシステムの入力データをインターリーブしてインターリーブされたデータを生成し、
第1再帰的系統的畳み込み符号を用いて前記入力データを符号化し、これによって第1再帰的系統的畳み込み符号化のデータを生成し、
第2再帰的系統的畳み込み符号を用いて前記インターリーブされたデータをコーディングし、これによって第2再帰的系統的畳み込み符号化のデータを生成し、
前記第1再帰的系統的畳み込み符号化のデータと前記第2再帰のシステムの畳み込み符号化のデータをパンクチャし、これによってパリティ系列を生成し、及び、
前記入力データと前記パリティ系列を組み合わせ、これによって符号化されたDD-OFDMデータを生成する。
ここで、第1再帰的系統的畳み込み符号化のデータと第2再帰的系統的畳み込み符号化のデータをパンクチャする場合、異なるOFDM副搬送波に対して異なるパンクチャ率を使ってパリティ系列を生成し、これによってより高いスペクトル効率を取得するようにしている。
【００３８】
具体的には、本発明による方法において、より高いビットエラーレートを有するOFDM副搬送波に対してより高いパンクチャ率を使い、かつより低いビットエラーレートを有するOFDM副搬送波に対してより低いパンクチャ率を使う。より高いパンクチャ率は0.5であってもよく、及びより低いパンクチャ率は0.25であってよい。より高いビットエラーレートを有するOFDM副搬送波はOFDM搬送波により近いOFDM副搬送波の20％であってもよい。より具体的には、第1再帰的系統的畳み込み符号は1011であり、及び第2再帰的系統的畳み込み符号は1101である。
【００３９】
本実施形態において、本発明には、自己適応コード效率を使う技術とインターリーブ技術は共に用いられ、FGBを使わずに、受信器の感度を向上させるとともに、高スペクトル効率を実現する。具体的には、異なるパンクチャ率を有するパンクチャ装置とインターリーバを含むturboエンコーダは、本発明のACEとインターリーブ技術を実装する。隣接するエラーを分散させるためのインターリーバと共に異なるパンクチャ率を有するパンクチャ装置を用いることにより、FGBを使わずに、受信器の感度を向上させると同時に高スペクトル効率を取得するという利点を実現させることができる。なお、本発明のTurboエンコーダのアーキテクチャはシンプルである。
まとめると、本発明のACEとインターリーブ技術を用いることにより、全体OFDM信号の総計のBERは減少することになる。従って、本発明のACEとインターリーブ技術を用いることにより、FGBを用いずに、スペクトル効率が向上する。
【００４０】
ACEとインターリーブ技術を用いた実験の結果：
図3はACEとインターリーブ技術を用いる光学DD-OFDMシステムの実験装置（手順）を示している。電気64QAM-OFDM信号は1つの市販の任意波形発生器（AWG）によって生成される。OFDM信号のIFFTの大きさは256であり、8つの副搬送波がパイロットに用いられ、56個の副搬送波がガードインターバルに用いられ、192個の副搬送波がデータに用いられる。
【００４１】
実験においては、4つのタイプのOFDM信号が使われている。つまり、5.18Gb/sのOFDM、5.18Gb/sのturboコードのOFDM、ACEを使う5.18Gb/sのOFDM、及びACE及びインターリーブの5.18Gb/sを使うOFDMである。5.18Gb/sのOFDMとACE及びインターリーブされた信号を使う場合、光搬送波により近い副搬送波のTurboコード率又は効率は0.5であり、ほかの副搬送波のTurboコード率又は効率は0.66である。
【００４２】
分布式フィードバック（DFB）レーザーからの光波は、強度変調器（IM）において、生成された電気OFDM信号によって駆動されたマッハツェンダー型変調器（MZM）により変調され、これによって4つの光学OFDM信号を生成する。光学OFDM信号は、エルビウムドープファイバー増幅器（EDFA）1の後で、標準シングルモード光ファイバ（SSMF）で100kmに亘って伝送され、その後、EDFA2の後SSMFでもう1つの100kmに亘って伝送される。受信機においては、光学OFDM信号はフォトダイオード（PD）に伝送する前に、EDFA3と光学バンドパスフィルター（OBF）がそれぞれ用いられ、信号を増幅させ、かつノイズをフィルタリングする。そして、光学OFDM信号はリアルタイムのデジタル信号オシロスコープ（TDS）に伝送され、その後、光学OFDM信号に対してオフライン処理が実行される。
【００４３】
図3に示すように、4つのグラフはそれぞれIM、EDFA1、EDFA2、及びEDFA3の前に測定される。
【００４４】
図4は、実験によって4つのタイプOFDM信号に対する測定されたBER曲線を示している。図4における曲線は、図3のDFA3の前に測定される。図4において、4つの曲線はそれぞれ4つのタイプのOFDM信号を表わしている。注意すべきことは、図4において、VCは可変コード率を意味し、及びVC-ILは可変コード率-インターリーバを意味している。200キロメートルに亘ってSSMFで伝送した後には、ACE及びインターリーバを用いた場合、1×10-4のBERでは、光学DD-OFDM信号の受信感度は、turbo符号化された光学DD-OFDM信号の受信感度と比べて１dB以上改善し、光学DD-OFDM信号の受信機感度に比べて5dB以上改善している。
【００４５】
図4からは、本発明のACEとインターリーブ技術は、FGBを用いずに、光学DD OFDM信号の性能を向上させることが分かる。例えば、200キロメートルのSSMFで伝送した後、ACEとインターリーブを有するDD-OFDMシステムの受信の感度は、1×10 -4のBERで5dB以上向上する。
【００４６】
本発明の実施形態において、4つの非FGBのOFDM信号、つまり、5.18Gb/sのOFDM信号、5.18Gb/sのturboコードのOFDM信号、ACEを使う5.18Gb/sのOFDM信号、及びACEとインターリーブを用いる5.18Gb/sのOFDM信号の性能が評価されている。ACEとインターリーブ用いる5.18Gb/sのOFDM信号の性能は、ほかの3つの性能より好ましい。従って、本発明のACEとインターリーブ技術を使えば、FGBを用いなくてもスペクトル効率を向上させることができる。
【００４７】
本発明のACEとインターリーブ技術の主な利点は、デジタル信号処理を用いて非常にシンプルなアーキテクチャで受信機の感度を向上させ、かつFGBを使わずに高スペクトル効率を取得することである。
【００４８】
本発明の実施形態を示して記述したが、これらの実施形態は本発明の全ての可能性ある形態を示すことを意図したものではない。むしろ、本明細書において用いられる文言は制限的なものとして用いるのではなく、単に記述的なものとして用いている。また、本発明の精神と範囲を離脱しななければ、各種の変化と修正が可能であることを理解すべきである。
【図１】
2014502105.tif 000007
【図２】
2014502105.tif 000008
【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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