(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数分割多重システムに適用する信号処理装置であって、
受信信号におけるパイロット信号を抽出する抽出手段と、
前記パイロット信号の位相に基づいて周波数分割多重システムにおけるレーザ位相雑音を計算する計算手段と、
前記受信信号及び前記レーザ位相雑音に基づいて、前記受信信号に対してレーザのキャリア位相の回復を行う回復手段と、
前記回復手段が前記受信信号に対してキャリア位相の回復を行った後に、前記受信信号に対してダウンサンプリング及び等化処理を行う処理手段と、を含み、
前記周波数分割多重システムはデュアル偏光の周波数分割多重システムであり、
前記計算手段は、
２つの偏光状態における２つのパイロット信号の周波数ポイントにおける複素振幅に基づいて、前記受信信号の２つの偏光状態におけるパイロット成分行列を計算する第１の計算手段と、
前記受信信号の時間領域信号に前記パイロット成分行列の逆行列を乗算し、偏光逆多重後の信号を取得する第２の計算手段と、
前記偏光逆多重後の信号から前記２つのパイロット信号の位相を抽出し、前記２つのパイロット信号の位相に基づいて前記レーザ位相雑音を計算する第３の計算手段と、を含む、装置。
【請求項２】
前記抽出手段は、
前記パイロット信号を送信する時に周波数領域において前記パイロット信号に隣接する２つのサブキャリア間の周波数間隔に基づいて、フィルタリングするための帯域幅を決定する決定手段と、
前記フィルタリングするための帯域幅に基づいて前記パイロット信号の周波数ポイントの近傍において前記受信信号をフィルタリングし、前記パイロット信号を抽出するフィルタリング手段と、を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置を含む、受信機。
【請求項４】
送信機と、請求項３に記載の受信機と、を含む通信システムであって、
前記送信機は、周波数分割多重システムに適用する信号送信装置を含み、
前記信号送信装置は、
周波数領域において、隣接するサブキャリアの間にパイロット信号を挿入する挿入手段と、
パイロット信号が挿入された後のサブキャリア信号を送信する送信手段と、を含む、通信システム。
【請求項５】
デュアル偏光の周波数分割多重システムにおいて、前記挿入手段は、周波数領域において、異なる偏光状態それぞれについて少なくとも一対の隣接するサブキャリアの間に１つのパイロット信号を挿入し、或いは周波数領域において、少なくとも一対の隣接するサブキャリアの間に１つのパイロット信号を挿入する、請求項４に記載の通信システム。
【請求項６】
１つのパイロット信号が挿入される前記隣接するサブフレームの間の周波数間隔は、前記周波数分割多重システムのレーザ線幅に基づいて決定される、請求項４に記載の通信システム。
【請求項７】
前記パイロット信号の電力は、前記周波数分割多重システムの変調フォーマットの次数、レーザ線幅、及びリンクの光信号対雑音比のうち少なくとも１つに基づいて決定される、請求項４に記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信技術分野に関し、特に信号処理装置、信号送信装置及び受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信技術の発展、コヒーレント受信機及び光速デジタル信号処理（ＤＳＰ：Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）技術の出現に伴い、光通信システムの容量の増大が進められており、従来のオンオフキーイング（ＯＯＫ：Ｏｎ−Ｏｆｆ  Ｋｅｙｉｎｇ）の変調フォーマットが改善されており、直交位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）及び更なる高次のＱＡＭフォーマットが出現している。
【０００３】
一方、柔軟な光ネットワークはネットワークのリソース構成を最大化できるため、リソース割り当てをサポートできる変調フォーマットもさらに注目されている。従来は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）の変調方式が多く研究されている。シングルキャリアシステムに比べると、ＯＦＤＭシステムはより小さいスケジューリング粒度を有するが、その固有の欠点も有し、例えば隣接するチャネルに大きく干渉し、周波数スペクトルの利用率の更なる向上が制限されている。より広義の周波数分割多重（ＦＤＭ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）フォーマットは、その周波数スペクトルが厳しく制限されると、周波数スペクトル拡散の問題を回避できると共に、各サブキャリアの幅を柔軟に調整できる。このため、ＦＤＭ技術はより広い応用幅を有する。
【０００４】
ＦＤＭシステムでは、各サブキャリアの変調フォーマットの次数が高く、同一のビット誤り率を達成する場合に、高次の変調フォーマットは、リンクにおける光信号対雑音比に対する要求が高く、レーザ位相雑音に対する許容度が低下している。このため、キャリア位相を回復するように、レーザ位相雑音を補償する必要がある。従来は、ＦＤＭシステムにおけるレーザ位相雑音を補償し、キャリア位相を回復する有効な方法がまだない。一方、ＯＦＤＭシステムについては、時間領域で受信信号のマルチフレーム信号を取得し、マルチフレーム信号の位相変化を解析する必要があるため、予め受信信号に対してダウンサンプリング及び等化処理を行う必要がある。
【０００５】
なお、背景技術に関する上記の説明は、単なる本発明の技術案をより明確、完全に説明するためのものであり、当業者を理解させるために説明するものであり。これら技術案が本発明の背景技術の部分に説明されているから当業者にとって周知の技術であると解釈してはならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の方法は高次の変調フォーマットの周波数分割多重（ＦＤＭ）システムに適用できず、上記のＯＦＤＭシステムに適用する従来方法を用いて受信側で受信信号に対してキャリア位相回復を行う場合に、予め受信信号に対してダウンサンプリング及び等化処理を行う必要があるため、高倍数のサンプリングレートの受信機に適用できない。
【０００７】
本発明の実施例は、高次の変調フォーマットを有する周波数分割多重システム及び高倍数のサンプリングレートを有する受信機に適用でき、広帯域を有するレーザ位相雑音を正確に補償でき、キャリア位相の回復能力が強い信号処理装置、信号送信装置及び受信機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施例の第１の態様では、周波数分割多重システムに適用する信号処理装置であって、受信信号におけるパイロット信号を抽出する抽出手段と、前記パイロット信号の位相に基づいて周波数分割多重システムにおけるレーザ位相雑音を計算する計算手段と、前記受信信号及び前記レーザ位相雑音に基づいて、前記受信信号に対してキャリア位相の回復を行う回復手段と、前記回復手段が前記受信信号に対してキャリア位相の回復を行った後に、前記受信信号に対してダウンサンプリング及び等化処理を行う処理手段と、を含む装置を提供する。
【０００９】
本発明の実施例の第２の態様では、周波数分割多重システムに適用する信号送信装置であって、周波数領域において、隣接するサブキャリアの間にパイロット信号を挿入する挿入手段と、パイロット信号が挿入された後のサブキャリア信号を送信する送信手段と、を含む、装置を提供する。
【００１０】
本発明の実施例の第３の態様では、本発明の実施例の第１の態様に記載の信号処理装置を含む、受信機を提供する。
【００１１】
本発明の実施例の有益な効果としては、送信側で隣接するサブキャリアの間にパイロット信号を挿入し、受信側で直接にパイロット信号の位相に基づいてレーザ位相雑音を計算し、且つ該レーザ位相雑音に基づいてキャリア位相の回復を行った後でダウンサンプリング及び等化処理を行うことで、高次の変調フォーマットを有する周波数分割多重システム及び高倍数のサンプリングレートを有する受信機に適用でき、広帯域を有するレーザ位相雑音を正確に補償でき、キャリア位相の回復能力が強い。
【００１２】
下記の説明及び図面に示すように、本発明の特定の実施形態が詳細に開示され、本発明の原理を採用できる方式が示される。なお、本発明の実施形態の範囲はこれらに限定されない。本発明の実施形態は、添付される特許請求の範囲の要旨及び項目の範囲内において、変更されたもの、修正されたもの及び均等的なものを含む。
【００１３】
１つの実施形態に記載された特徴及び／又は示された特徴は、同一又は類似の方式で１つ又はさらに多くの他の実施形態で用いられてもよいし、他の実施形態における特徴と組み合わせてもよいし、他の実施形態における特徴に代わってもよい。
【００１４】
なお、本文では、用語「包括／含む」は、特徴、部材、ステップ又はコンポーネントが存在することを指し、一つ又は複数の他の特徴、部材、ステップ又はコンポーネントの存在又は付加を排除しない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
含まれる図面は、本発明の実施例をさらに理解するために用いられ、明細書の一部を構成し、本発明の実施形態を例示するために用いられ、文言の記載と共に本発明の原理を説明する。なお、以下に説明される図面は、単なる本発明の一部の実施例であり、当業者にとっては、これらの図面に基づいて他の図面を容易に想到できる。
【図１】本発明の実施例１に係る信号送信装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例１に係るパイロット信号が挿入された送信信号の周波数スペクトログラムである。
【図３】本発明の実施例２に係る信号処理装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施例２に係る抽出部３０１の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施例２に係る計算部３０２の構成を示す図である。
【図６】本発明の実施例３に係る送信機の構成を示す図である。
【図７】本発明の実施例３に係る受信機のシステム構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施例４に係る受信機の構成を示す図である。
【図９】本発明の実施例４に係る受信機のシステム構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施例５に係る通信システムの構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施例６に係る信号送信方法のフローチャートである。
【図１２】本発明の実施例７に係る信号処理方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の上記及びその他の特徴は、図面及び下記の説明により理解できるものである。明細書及び図面では、本発明の特定の実施形態、即ち本発明の原則に従う一部の実施形態を表すものを公開している。なお、本発明は説明される実施形態に限定されず、本発明は、特許請求の範囲内の全ての修正、変更されたもの、及び均等なものを含む。
【００１７】
＜実施例１＞
本発明の実施例は、ＦＤＭシステムに適用する信号送信装置を提供し、該信号送信装置はＦＤＭシステムの送信側に適用してもよい。図１は本発明の実施例１に係る信号送信装置の構成を示す図である。図１に示すように、該装置１００は、挿入部１０１及び送信部１０２を含む。
【００１８】
挿入部１０１は、周波数領域において、隣接するサブキャリアの間にパイロット信号を挿入する。
【００１９】
送信部１０２は、パイロット信号が挿入された後のサブキャリア信号を送信する。
【００２０】
上記の実施例によれば、送信側で隣接するサブキャリアの間にパイロット信号を挿入し、受信側で直接にパイロット信号の位相に基づいてレーザ位相雑音を計算することで、高次の変調フォーマットを有するＦＤＭシステム及び高倍数のサンプリングレートを有する受信機に適用でき、広帯域を有するレーザ位相雑音を正確に補償でき、キャリア位相の回復能力が強い。
【００２１】
本実施例では、挿入部１０１は、ＦＤＭシステムが単一偏光システムであるか、それともデュアル偏光システムであるかに基づいて、異なる方法を用いてパイロット信号を挿入してもよい。
【００２２】
例えば、単一偏光のＦＤＭシステムについて、挿入部１０１は、周波数領域において、少なくとも一対の隣接するサブキャリアの間に１つのパイロット信号を挿入する。
【００２３】
デュアル偏光のＦＤＭシステムにおいて、挿入部１０１は、周波数領域において、異なる偏光状態それぞれについて少なくとも一対の隣接するサブキャリアの間に１つのパイロット信号を挿入し、或いは周波数領域において、少なくとも一対の隣接するサブキャリアの間に１つのパイロット信号を挿入する。
【００２４】
本実施例では、挿入部１０１は、一対の隣接するサブキャリアの間に１つのパイロット信号を挿入してもよいし、二対以上の隣接するサブキャリアの間に１つのパイロット信号をそれぞれ挿入してもよい。
【００２５】
本実施例では、挿入部１０１が周波数領域において異なる偏光状態それぞれについて一対の隣接するサブキャリアの間に１つのパイロット信号を挿入することを例にして説明するが、本発明の実施例は該挿入方式に限定されない。
【００２６】
本実施例では、ＦＤＭシステムの信号を送信するサブキャリアは各種のサブキャリアであってもよく、例えば、各サブキャリアの変調の周波数スペクトルは矩形であってもよく、即ちロールオフ（ｒｏｌｌ−ｏｆｆ）因子の小さいナイキスト（Ｎｙｑｕｉｓｔ）時間領域整形パルスを用いてもよい。これによって、高周波数スペクトルの利用率を向上できる。
【００２７】
図２は本発明の実施例１に係るパイロット信号が挿入された送信信号の周波数スペクトログラムである。図２に示すように、送信信号は帯域幅Ｄ全体において複数のサブキャリアを有し、Ｈ偏光状態について、一対の隣接するサブキャリアの間に１つのパイロット信号Ｐ１を挿入し、Ｖ偏光状態について、もう一対の隣接するサブキャリアの間にもう１つのパイロット信号Ｐ２を挿入する。
【００２８】
本実施例では、ＦＤＭシステムのレーザ位相雑音が信号の周波数スペクトルの広がりに繋がり、通常レーザ位相雑音がレーザ線幅の増大に伴って増大するため、１つのパイロット信号が挿入される隣接するサブフレームの間の周波数間隔は、該ＦＤＭシステムのレーザ線幅に基づいて決定されてもよい。例えば、レーザ線幅が大きい場合に、それに応じて、周波数間隔を大きく設定する。
【００２９】
これによって、１つのパイロット信号が挿入される隣接するサブフレームの間に、レーザ線幅に基づいて決定された周波数間隔を設定することで、レーザ位相雑音をより正確に推定、補償できる。
【００３０】
例えば、図２に示すように、パイロット信号Ｐ１の挿入される２つの隣接するサブキャリアの間の周波数間隔はＧ１であり、パイロット信号Ｐ２の挿入される２つの隣接するサブキャリアの間の周波数間隔はＧ２であり、Ｇ１及びＧ２はＦＤＭシステムのレーザ線幅に基づいて決定されてもよく、Ｇ１とＧ２は同一であってもよいし、異なってもよい。
【００３１】
本実施例では、該パイロット信号の電力は、ＦＤＭシステムの変調フォーマットの次数、レーザ線幅、及びリンクの光信号対雑音比のうち少なくとも１つに基づいて決定されてもよい。
【００３２】
例えば、変調フォーマットの次数が高いほど、変調信号がより複雑であることを表し、パイロット信号の電力を大きくする必要がある。パイロット信号の電力が大きいほど、レーザ位相雑音をより正確に推定できるが、信号対雑音比への影響も大きくなる。このため、ＦＤＭシステムの変調フォーマットの次数、レーザ線幅、及びリンクの光信号対雑音比に基づいてパイロット信号の電力を決定してもよい。
【００３３】
また、本実施例では、受信側でパイロット信号を抽出し、解析するように、該パイロット信号の電力を、各サブキャリアの電力よりも大きい電力に設定してもよい。
【００３４】
本実施例では、送信部１０２は、パイロット信号が挿入された後のサブキャリア信号を送信する。ここで、従来の方法を用いて、パイロット信号が挿入された後のサブキャリア信号を送信してもよい。例えば、信号を変調した後でＦＤＭシステムの伝送リンクに入力してもよい。
【００３５】
上記の実施例によれば、送信側で隣接するサブキャリアの間にパイロット信号を挿入し、受信側で直接にパイロット信号の位相に基づいてレーザ位相雑音を計算することで、高次の変調フォーマットを有するＦＤＭシステム及び高倍数のサンプリングレートを有する受信機に適用でき、広帯域を有するレーザ位相雑音を正確に補償でき、キャリア位相の回復能力が強い。
【００３６】
＜実施例２＞
本発明の実施例はＦＤＭシステムに適用する信号処理装置をさらに提供し、該信号処理装置はＦＤＭシステムの受信側に適用してもよい。図３本発明の実施例２に係る信号処理装置の構成を示す図である。図３に示すように、該装置３００は、抽出部３０１、計算部３０２、回復部３０３、及び処理部３０４を含む。
【００３７】
抽出部３０１は、受信信号におけるパイロット信号を抽出する。
【００３８】
計算部３０２は、該パイロット信号の位相に基づいてＦＤＭシステムにおけるレーザ位相雑音を計算する。
【００３９】
回復部３０３は、該受信信号及び該レーザ位相雑音に基づいて、受信信号に対してキャリア位相の回復を行う。
【００４０】
処理部３０４は、回復部３０３が受信信号に対してキャリア位相の回復を行った後に、該受信信号に対してダウンサンプリング及び等化処理を行う。
【００４１】
上記の実施例によれば、送信側で隣接するサブキャリアの間にパイロット信号を挿入し、受信側で直接にパイロット信号の位相に基づいてレーザ位相雑音を計算し、且つ該レーザ位相雑音に基づいてキャリア位相の回復を行った後でダウンサンプリング及び等化処理を行うことで、高次の変調フォーマットを有するＦＤＭシステム及び高倍数のサンプリングレートを有する受信機に適用でき、広帯域を有するレーザ位相雑音を正確に補償でき、キャリア位相の回復能力が強い。
【００４２】
本実施例では、該受信信号は、ＦＤＭシステムにおいて、送信側から送信された送信信号が伝送リンクを経て、受信側で受信された信号を指す。ここで、該送信信号は、実施例１に記載の信号送信装置により送信される。例えば、該送信信号は図２に示す周波数スペクトログラムを有し、ここでその説明が省略される。
【００４３】
本実施例では、抽出部３０１は受信信号におけるパイロット信号を抽出し、以下は、抽出部３０１の構成及びパイロット信号の抽出方法を例示的に説明する。
【００４４】
図４は本発明の実施例２に係る抽出部３０１の構成を示す図である。図４に示すように、抽出部３０１は、決定部４０１及びフィルタリング部４０２を含む。
【００４５】
決定部４０１は、該パイロット信号を送信する時に周波数領域において該パイロット信号に隣接する２つのサブキャリア間の周波数間隔に基づいて、フィルタリングするための帯域幅を決定する。
【００４６】
フィルタリング部４０２は、該フィルタリングするための帯域幅に基づいてパイロット信号の周波数ポイントの近傍において受信信号をフィルタリングし、該パイロット信号を抽出する。
【００４７】
本実施例では、決定部４０１は、パイロット信号を送信する時に周波数領域において該パイロット信号に隣接する２つのサブキャリア間の周波数間隔に基づいて、フィルタリングするための帯域幅を決定する。例えば、該フィルタリングするための帯域幅は、該周波数間隔の増大に伴って増大する。
【００４８】
本実施例では、パイロット信号を送信する時に周波数領域において該パイロット信号に隣接する２つのサブキャリア間の周波数間隔は、実施例１に記載の方法を用いて決定されてもよく、ここでその説明が省略される。
【００４９】
本実施例では、フィルタリング部４０２は、該フィルタリングするための帯域幅に基づいてパイロット信号の周波数ポイントの近傍において受信信号をフィルタリングし、該パイロット信号を抽出する。ここで、送信信号において、パイロット信号の電力を各サブキャリアの電力よりも大きい電力に設定することで、該パイロット信号の周波数ポイントは、受信信号の周波数スペクトルにおける電力スペクトル密度の最大値を検索することでパイロット信号の周波数ポイントを決定してもよい。
【００５０】
本実施例では、受信信号の周波数スペクトルは従来方法により取得されてもよい。例えば、受信信号に対してインバランス効果を補償して、受信信号に対してフーリエ変換を行って、受信信号の周波数スペクトルを取得する。ここで、デュアル偏光状態のＦＤＭシステムでは、Ｈ偏光状態及びＶ偏光状態それぞれの受信信号に対してフーリエ変換を行い、２つの偏光状態の受信信号の周波数スペクトルを取得してもよい。
【００５１】
本実施例では、フィルタリング部４０２は、従来の構成及び方法を用いてフィルタリングしてもよい。例えば、フィルタリング部４０２は狭帯域フィルタであってもよく、該狭帯域フィルタの帯域幅は、該パイロット信号を送信する時に周波数領域において該パイロット信号に隣接する２つのサブキャリア間の周波数間隔よりもやや小さい帯域幅であってもよい。
【００５２】
本実施例では、抽出部３０１が受信信号におけるパイロット信号を抽出した後に、計算部３０２は、該パイロット信号の位相に基づいてＦＤＭシステムにおけるレーザ位相雑音を計算する。以下は、計算部３０２の構成及びレーザ位相雑音の計算方法を例示的に説明する。
【００５３】
図５は本発明の実施例２に係る計算部３０２の構成を示す図である。図５に示すように、計算部３０２は、第１の計算部５０１、第２の計算部５０２、及び第３の計算部５０３を含む。
【００５４】
第１の計算部５０１は、２つの偏光状態における２つのパイロット信号の周波数ポイントにおける複素振幅に基づいて、該受信信号の２つの偏光状態におけるパイロット成分行列を計算する。
【００５５】
第２の計算部５０２は、該受信信号の時間領域信号に該パイロット成分行列の逆行列を乗算し、偏光逆多重後の信号を取得する。
【００５６】
第３の計算部５０３は、該偏光逆多重後の信号から２つのパイロット信号の位相を抽出し、２つのパイロット信号の位相に基づいてレーザ位相雑音を計算する。
【００５７】
本実施例では、２つの偏光状態における２つのパイロット信号の周波数ポイントにおける複素振幅は、受信された時間領域信号に対してフーリエ変換を行うことで取得されてもよく、ここで、従来のフーリエ変換方法を用いてもよく、例えば、スライディングウィンドウを有するフーリエ変換方法を用いてもよい。
【００５８】
本実施例では、例えば、送信側では、２つの偏光状態はＨ偏光状態及びＶ偏光状態であり、２つの偏光状態におけるパイロット信号それぞれはＰｉｌｏｔＨ及びＰｉｌｏｔＶで示され、受信側では、２つの偏光状態はＸ偏光状態及びＹ偏光状態であり、該受信信号の２つの偏光状態におけるパイロット成分行列Ｈは下記の式（１）で示される。
【数１】
0006682985.tif 000002
【００５９】
ここで、ｈ１１はＸ偏光状態におけるＰｉｌｏｔＨの成分を表し、ｈ１２はＸ偏光状態におけるＰｉｌｏｔＶの成分を表し、ｈ２１はＹ偏光状態におけるＰｉｌｏｔＨの成分を表し、ｈ２２はＹ偏光状態におけるＰｉｌｏｔＶの成分を表す。
【００６０】
本実施例では、第２の計算部５０２は、該受信信号の時間領域信号に該パイロット成分行列の逆行列Ｈ−１を乗算し、偏光逆多重後の信号を取得する。
【００６１】
本実施例では、第３の計算部５０３は、該偏光逆多重後の信号から２つのパイロット信号の位相を抽出し、２つのパイロット信号の位相に基づいてレーザ位相雑音を計算する。例えば、第３の計算部５０３は、抽出された２つのパイロット信号の位相から周波数差を除去し、平均値を求めて該レーザ位相雑音を取得する。
【００６２】
本実施例では、送信側では、一対の隣接するサブキャリアの間に１つのパイロット信号を挿入してもよいし、二対以上の隣接するサブキャリアの間に１つのパイロット信号をそれぞれ挿入してもよい。二対以上の隣接するサブキャリアの間に１つのパイロット信号をそれぞれ挿入する場合に、受信側では、抽出部３０１及び計算部３０２は、各パイロット信号について抽出及び計算をそれぞれ行い、複数のレーザ位相雑音を取得し、複数のレーザ位相雑音について平均値を求め、ＦＤＭシステムのレーザ位相雑音としてもよい。
【００６３】
本実施例では、回復部３０３は、該受信信号及び該レーザ位相雑音に基づいて、受信信号に対してキャリア位相の回復を行う。例えば、回復部３０３は、受信された時間領域信号から該レーザ位相雑音を減算し、キャリア位相の回復を行ってもよい。
【００６４】
本実施例では、処理部３０４は、回復部３０３が受信信号に対してキャリア位相の回復を行った後に、該受信信号に対してダウンサンプリング及び等化処理を行う。ここで、従来の方法を用いて、受信信号に対してダウンサンプリング及び等化処理を行ってもよい。
【００６５】
このように、キャリア位相回復の後でダウンサンプリング及び等化処理を行うことで、高倍数のサンプリングレートを有する受信機に適用でき、広帯域を有するレーザ位相雑音を補償できる。
【００６６】
上記の実施例によれば、送信側で隣接するサブキャリアの間にパイロット信号を挿入し、受信側で直接にパイロット信号の位相に基づいてレーザ位相雑音を計算し、且つ該レーザ位相雑音に基づいてキャリア位相の回復を行った後でダウンサンプリング及び等化処理を行うことで、高次の変調フォーマットを有するＦＤＭシステム及び高倍数のサンプリングレートを有する受信機に適用でき、広帯域を有するレーザ位相雑音を正確に補償でき、キャリア位相の回復能力が強い。
【００６７】
＜実施例３＞
本発明の実施例は送信機をさらに提供し、図６は本発明の実施例３に係る送信機の構成を示す図である。図６に示すように、該送信機６００は信号送信装置６０１を含み、該信号送信装置６０１の構成及び機能は実施例に記載のものと同じであり、ここでその説明が省略される。
【００６８】
図７は本発明の実施例３に係る受信機のシステム構成を示すブロック図である。図７に示すように、送信機７００は、信号生成器７０１、信号設定部７０２、Ｄ／Ａ変換部７０３、及び光変調器部７０４を含む。
【００６９】
信号生成器７０１は送信データに基づいてデジタル信号を生成する。信号設定部７０２は生成されたデジタル信号に、実施例１に記載の方式に従ってパイロット信号を挿入し、即ち周波数領域において隣接するサブキャリアの間にパイロット信号を挿入する。Ｄ／Ａ変換部７０３は該デジタル信号に対してＤ／Ａ変換を行う。光変調器部７０４は、該Ｄ／Ａ変換部７０３により変換された信号を変調信号とし、光を変調する。また、送信機７００は選択部７０５をさらに含んでもよく、光変調器部７０４は、異なる偏光状態におけるパイロット信号の周波数を異ならせるように、選択部７０５により選択されたコードワードに基づいて信号変調を行う。
【００７０】
上記の実施例によれば、送信側で隣接するサブキャリアの間にパイロット信号を挿入し、受信側で直接にパイロット信号の位相に基づいてレーザ位相雑音を計算することで、高次の変調フォーマットを有するＦＤＭシステム及び高倍数のサンプリングレートを有する受信機に適用でき、広帯域を有するレーザ位相雑音を正確に補償でき、キャリア位相の回復能力が強い。
【００７１】
＜実施例４＞
本発明の実施例は受信機をさらに提供し、図８は本発明の実施例４に係る受信機の構成を示す図である。図８に示すように、該受信機８００は信号処理装置８０１を含み、該信号処理装置８０１の構成及び機能は実施例２に記載のものと同じであり、ここでその説明が省略される。
【００７２】
図９は本発明の実施例４に係る受信機のシステム構成を示すブロック図である。図９に示すように、受信機９００はフロントエンドを含む。
【００７３】
フロントエンドの作用は、入力された光信号を２つの偏光状態におけるベースバンド信号に変換することであり、本発明の実施例では、該２つの偏光状態はＨ偏光状態及びＶ偏光状態を含んでもよい。
【００７４】
図９に示すように、該フロントエンドは、局部レーザ発振器９１０、光混合器（Ｏｐｔｉｃａｌ  ９０ｄｅｇ  ｈｙｂｉｒｄ）９０１、光電検出器（Ｏ／Ｅ）９０２、９０４、９０６及び９０８、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）９０３、９０５、９０７及び９０９、計算部９１１、回復部９１２、ダウンサンプリング器９１３、並びに等化器９１４を含む。ここで、光混合器（Ｏｐｔｉｃａｌ  ９０ｄｅｇ  ｈｙｂｉｒｄ）９０１、光電検出器（Ｏ／Ｅ）９０２、９０４、９０６及び９０８、並びにＡ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）９０３、９０５、９０７及び９０９により構成されたモジュールは、実施例２における抽出部３０１に対応してもよく、計算部９１１及び回復部９１２は、実施例２における計算部３０２及び回復部３０３にそれぞれ対応してもよく、ダウンサンプリング器９１３及び等化器９１４は、実施例２における処理部３０４に対応してもよく、それらの構成及び機能は実施例２に記載のものと同じであり、ここでその説明が省略される。局部レーザ発振器９１０はローカル光源を提供し、光信号は、光混合器（Ｏｐｔｉｃａｌ  ９０ｄｅｇ  ｈｙｂｉｒｄ）９０１、光電検出器（Ｏ／Ｅ）９０２、９０４、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）９０３、９０５によりＸ偏光状態におけるベースバンド信号に変換される。該光信号は、光混合器（Ｏｐｔｉｃａｌ  ９０ｄｅｇ  ｈｙｂｉｒｄ）９０１、光電検出器（Ｏ／Ｅ）９０６、９０８、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）９０７、９０９によりＹ偏光状態におけるベースバンド信号に変換される。その具体的なプロセスは従来技術と類似し、ここでその説明が省略される。
【００７５】
上記の実施例によれば、送信側で隣接するサブキャリアの間にパイロット信号を挿入し、受信側で直接にパイロット信号の位相に基づいてレーザ位相雑音を計算し、且つ該レーザ位相雑音に基づいてキャリア位相の回復を行った後でダウンサンプリング及び等化処理を行うことで、高次の変調フォーマットを有するＦＤＭシステム及び高倍数のサンプリングレートを有する受信機に適用でき、広帯域を有するレーザ位相雑音を正確に補償でき、キャリア位相の回復能力が強い。
【００７６】
＜実施例５＞
本発明の実施例は通信システムをさらに提供する。図１０は本実施例５に係る通信システムの構成を示す図である。図１０に示すように、通信システム１０００は、送信機１００１、伝送リンク１００２、及び受信機１００３を含む。ここで、送信機１００１の構成及び機能は実施例３に記載のものと同じであり、受信機１００３の構成及び機能は実施例４に記載のものと同じであり、ここでその説明が省略される。伝送リンク１００２は従来の伝送リンクの構成及び機能を有してもよく、本発明の実施例は伝送リンクの構成及び機能に限定されない。
【００７７】
上記の実施例によれば、送信側で隣接するサブキャリアの間にパイロット信号を挿入し、受信側で直接にパイロット信号の位相に基づいてレーザ位相雑音を計算し、且つ該レーザ位相雑音に基づいてキャリア位相の回復を行った後でダウンサンプリング及び等化処理を行うことで、高次の変調フォーマットを有するＦＤＭシステム及び高倍数のサンプリングレートを有する受信機に適用でき、広帯域を有するレーザ位相雑音を正確に補償でき、キャリア位相の回復能力が強い。
【００７８】
＜実施例６＞
本発明の実施例はＦＤＭシステムに提供する信号送信方法をさらに提供し、該方法は実施例１における信号送信装置に対応する。図１１は本発明の実施例６に係る信号送信方法のフローチャートである。図１１に示すように、該方法は下記のステップを含む。
【００７９】
ステップ１１０１：周波数領域において、隣接するサブキャリアの間にパイロット信号を挿入する。
【００８０】
ステップ１１０２：パイロット信号が挿入された後のサブキャリア信号を送信する。
【００８１】
本実施例では、パイロット信号の挿入方法及びサブキャリア信号の送信方法は実施例１に記載のものと同じであり、ここでその説明が省略される。
【００８２】
上記の実施例によれば、送信側で隣接するサブキャリアの間にパイロット信号を挿入し、受信側で直接にパイロット信号の位相に基づいてレーザ位相雑音を計算することで、高次の変調フォーマットを有するＦＤＭシステム及び高倍数のサンプリングレートを有する受信機に適用でき、広帯域を有するレーザ位相雑音を正確に補償でき、キャリア位相の回復能力が強い。
【００８３】
＜実施例７＞
本発明の実施例はＦＤＭシステムに提供する信号処理方法をさらに提供し、該方法は実施例２における信号処理装置に対応する。図１２は本発明の実施例７に係る信号処理方法のフローチャートである。図１２に示すように、該方法は下記のステップを含む。
【００８４】
ステップ１２０１：受信信号におけるパイロット信号を抽出する。
【００８５】
ステップ１２０２：該パイロット信号の位相に基づいて周波数分割多重システムにおけるレーザ位相雑音を計算する。
【００８６】
ステップ１２０３：該受信信号及び該レーザ位相雑音に基づいて、該受信信号に対してキャリア位相の回復を行う。
【００８７】
ステップ１２０４：該受信信号に対してキャリア位相の回復を行った後に、該受信信号に対してダウンサンプリング及び等化処理を行う。
【００８８】
本実施例では、パイロット信号の抽出方法、レーザ位相雑音の計算方法、キャリア位相の回復方法、及びダウンサンプリング及び等化処理を行う方法は実施例２に記載のものと同じであり、ここでその説明が省略される。
【００８９】
上記の実施例によれば、送信側で隣接するサブキャリアの間にパイロット信号を挿入し、受信側で直接にパイロット信号の位相に基づいてレーザ位相雑音を計算し、且つ該レーザ位相雑音に基づいてキャリア位相の回復を行った後でダウンサンプリング及び等化処理を行うことで、高次の変調フォーマットを有するＦＤＭシステム及び高倍数のサンプリングレートを有する受信機に適用でき、広帯域を有するレーザ位相雑音を正確に補償でき、キャリア位相の回復能力が強い。
【００９０】
本発明の実施例は、信号送信装置又は送信機においてプログラムを実行する際に、コンピュータに、該信号送信装置又は送信機において実施例６に記載の信号送信方法を実行させる、コンピュータ読み取り可能なプログラムをさらに提供する。
【００９１】
本発明の実施例は、信号処理装置又は受信機においてプログラムを実行する際に、コンピュータに、該信号処理装置又は受信機において実施例７に記載の信号処理方法を実行させる、コンピュータ読み取り可能なプログラムをさらに提供する。
【００９２】
本発明の実施例は、コンピュータに、信号送信装置又は送信機において実施例６に記載の信号送信方法を実行させるためのコンピュータ読み取り可能なプログラムを記憶する、記憶媒体をさらに提供する。
【００９３】
本発明の実施例は、コンピュータに、信号処理装置又は受信機において実施例７に記載の信号処理方法を実行させるためのコンピュータ読み取り可能なプログラムを記憶する、記憶媒体をさらに提供する。
【００９４】
本発明の以上の装置及び方法は、ハードウェアにより実現されてもよく、ハードウェアとソフトウェアを結合して実現されてもよい。本発明はコンピュータが読み取り可能なプログラムに関し、該プログラムはロジック部により実行される時に、該ロジック部に上述した装置又は構成要件を実現させる、或いは該ロジック部に上述した各種の方法又はステップを実現させることができる。本発明は上記のプログラムを記憶するための記憶媒体、例えばハードディスク、磁気ディスク、光ディスク、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等に関する。
【００９５】
以上、具体的な実施形態を参照しながら本発明を説明しているが、上記の説明は、例示的なものに過ぎず、本発明の保護の範囲を限定するものではない。本発明の趣旨及び原理を離脱しない限り、本発明に対して各種の変形及び修正を行ってもよく、これらの変形及び修正も本発明の範囲に属する。
【００９６】
また、上述の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
周波数分割多重システムに適用する信号処理装置であって、
受信信号におけるパイロット信号を抽出する抽出手段と、
前記パイロット信号の位相に基づいて周波数分割多重システムにおけるレーザ位相雑音を計算する計算手段と、
前記受信信号及び前記レーザ位相雑音に基づいて、前記受信信号に対してキャリア位相の回復を行う回復手段と、
前記回復手段が前記受信信号に対してキャリア位相の回復を行った後に、前記受信信号に対してダウンサンプリング及び等化処理を行う処理手段と、を含む装置。
（付記２）
前記抽出手段は、
前記パイロット信号を送信する時に周波数領域において前記パイロット信号に隣接する２つのサブキャリア間の周波数間隔に基づいて、フィルタリングするための帯域幅を決定する決定手段と、
前記フィルタリングするための帯域幅に基づいて前記パイロット信号の周波数ポイントの近傍において前記受信信号をフィルタリングし、前記パイロット信号を抽出するフィルタリング手段と、を含む、付記１に記載の装置。
（付記３）
前記周波数分割多重システムはデュアル偏光の周波数分割多重システムであり、
前記計算手段は、
２つの偏光状態における２つのパイロット信号の周波数ポイントにおける複素振幅に基づいて、前記受信信号の２つの偏光状態におけるパイロット成分行列を計算する第１の計算手段と、
前記受信信号の時間領域信号に前記パイロット成分行列の逆行列を乗算し、偏光逆多重後の信号を取得する第２の計算手段と、
前記偏光逆多重後の信号から前記２つのパイロット信号の位相を抽出し、前記２つのパイロット信号の位相に基づいて前記レーザ位相雑音を計算する第３の計算手段と、を含む、付記１に記載の装置。
（付記４）
周波数分割多重システムに適用する信号送信装置であって、
周波数領域において、隣接するサブキャリアの間にパイロット信号を挿入する挿入手段と、
パイロット信号が挿入された後のサブキャリア信号を送信する送信手段と、を含む、装置。
（付記５）
単一偏光の周波数分割多重システムについて、前記挿入手段は、周波数領域において、少なくとも一対の隣接するサブキャリアの間に１つのパイロット信号を挿入し、
デュアル偏光の周波数分割多重システムにおいて、前記挿入手段は、周波数領域において、異なる偏光状態それぞれについて少なくとも一対の隣接するサブキャリアの間に１つのパイロット信号を挿入し、或いは周波数領域において、少なくとも一対の隣接するサブキャリアの間に１つのパイロット信号を挿入する、付記４に記載の装置。
（付記６）
１つのパイロット信号が挿入される前記隣接するサブフレームの間の周波数間隔は、前記周波数分割多重システムのレーザ線幅に基づいて決定される、付記４に記載の装置。
（付記７）
前記パイロット信号の電力は、前記周波数分割多重システムの変調フォーマットの次数、レーザ線幅、及びリンクの光信号対雑音比のうち少なくとも１つに基づいて決定される、付記４に記載の装置。
（付記８）
付記１〜３のいずれかに記載の装置を含む、受信機。
（付記９）
付記４〜７のいずれかに記載の装置を含む、送信機。
（付記１０）
付記８に記載の受信機と、付記９に記載の送信機とを含む、通信システム。
（付記１１）
周波数分割多重システムに適用する信号処理方法であって、
受信信号におけるパイロット信号を抽出するステップと、
前記パイロット信号の位相に基づいて周波数分割多重システムにおけるレーザ位相雑音を計算するステップと、
前記受信信号及び前記レーザ位相雑音に基づいて、前記受信信号に対してキャリア位相の回復を行うステップと、
前記受信信号に対してキャリア位相の回復を行った後に、前記受信信号に対してダウンサンプリング及び等化処理を行うステップと、を含む方法。
（付記１２）
前記受信信号におけるパイロット信号を抽出するステップは、
前記パイロット信号を送信する時に周波数領域において前記パイロット信号に隣接する２つのサブキャリア間の周波数間隔に基づいて、フィルタリングするための帯域幅を決定するステップと、
前記フィルタリングするための帯域幅に基づいて前記パイロット信号の周波数ポイントの近傍において前記受信信号をフィルタリングし、前記パイロット信号を抽出するステップと、を含む、付記１１に記載の方法。
（付記１３）
前記周波数分割多重システムはデュアル偏光の周波数分割多重システムであり、
前記パイロット信号の位相に基づいて周波数分割多重システムにおけるレーザ位相雑音を計算するステップは、
２つの偏光状態における２つのパイロット信号の周波数ポイントにおける複素振幅に基づいて、前記受信信号の２つの偏光状態におけるパイロット成分行列を計算するステップと、
前記受信信号の時間領域信号に前記パイロット成分行列の逆行列を乗算し、偏光逆多重後の信号を取得するステップと、
前記偏光逆多重後の信号から前記２つのパイロット信号の位相を抽出し、前記２つのパイロット信号の位相に基づいて前記レーザ位相雑音を計算するステップと、を含む、付記１１に記載の方法。
（付記１４）
周波数分割多重システムに適用する信号送信方法であって、
周波数領域において、隣接するサブキャリアの間にパイロット信号を挿入するステップと、
パイロット信号が挿入された後のサブキャリア信号を送信するステップと、を含む、方法。
（付記１５）
前記周波数領域において隣接するサブキャリアの間にパイロット信号を挿入するステップは、
単一偏光の周波数分割多重システムについて、周波数領域において、少なくとも一対の隣接するサブキャリアの間に１つのパイロット信号を挿入し、
デュアル偏光の周波数分割多重システムにおいて、周波数領域において、異なる偏光状態それぞれについて少なくとも一対の隣接するサブキャリアの間に１つのパイロット信号を挿入し、或いは周波数領域において、少なくとも一対の隣接するサブキャリアの間に１つのパイロット信号を挿入する、付記１４に記載の方法。
（付記１６）
１つのパイロット信号が挿入される前記隣接するサブフレームの間の周波数間隔は、前記周波数分割多重システムのレーザ線幅に基づいて決定される、付記１４に記載の方法。
（付記１７）
前記パイロット信号の電力は、前記周波数分割多重システムの変調フォーマットの次数、レーザ線幅、及びリンクの光信号対雑音比のうち少なくとも１つに基づいて決定される、付記１４に記載の方法。
【図１】
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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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0006682985.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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