(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数オフセット推定装置であって、
周期性訓練シーケンスを含む受信シーケンスに対して訓練シーケンス同期抽出を行い、訓練シーケンスを得るための同期抽出ユニット；
前記訓練シーケンスに対して異なる遅延量の自己相関処理を並列に行い、複数の並列の相関シーケンスを得るための遅延相関処理ユニット；
前記複数の並列の相関シーケンスに対して重畳処理を行い、単一シーケンスを得るための重畳処理ユニット；及び
前記単一シーケンスの、前記訓練シーケンスにおける同期位置での位相に基づいて、周波数オフセットを確定するための周波数オフセット推定ユニットを含む、装置。
【請求項２】
請求項1に記載の装置であって、
前記異なる遅延量は、それぞれ、前記訓練シーケンスの周期の整数倍である、装置。
【請求項３】
請求項1に記載の装置であって、
前記重畳処理ユニットは、前記複数の並列の相関シーケンスのうちの隣接する２つの相関シーケンスに対して複素共役の乗算を行い、そして、全ての値の和を求めることにより、前記単一シーケンスを得る、装置。
【請求項４】
請求項3に記載の装置であって、前記単一シーケンスは、
【数１】
0006794885.tif 000012
と表され、
Cni+1及びCniは、前記複数の並列の相関シーケンスのうちの隣接する２つの相関シーケンスであり、kは、前記周期性訓練シーケンスの周期数であり、Tは、シンボルの周期であり、mは、前記周期性訓練シーケンスのうちのサブシーケンスの周期であり、Δfは、周波数オフセットであり、TSは、抽出された訓練シーケンスであり、()*は、複素共役処理を表す、装置。
【請求項５】
請求項4に記載の装置であって、
前記周波数オフセット推定ユニットは、前記単一シーケンスの、前記訓練シーケンスにおける同期位置での位相をサブシーケンス時間周期で除算することにより、前記周波数オフセットを取得し、前記周波数オフセットは、
【数２】
0006794885.tif 000013
と表され、
angle(Csync)は、前記単一シーケンスCnの、前記訓練シーケンスにおける同期位置syncでの位相であり、2πは、定数であり、mTは、サブシーケンス時間周期である、装置。
【請求項６】
請求項1に記載の装置であって、
前処理ユニットをさらに含み、
前記前処理ユニットは、周期性訓練シーケンスを含む受信シーケンスに対して前処理を施し、前処理後の受信シーケンスを得て前記抽出ユニットに提供する、装置。
【請求項７】
チャネル間隔推定装置であって、
受信機のバンド幅範囲内での中心チャネルの周波数オフセット及び隣接チャネルの周波数オフセットを推定し、前記中心チャネルの周波数オフセット及び前記隣接チャネルの周波数オフセットを得るための周波数オフセット推定ユニット；及び
前記中心チャネルの周波数オフセット及び前記隣接チャネルの周波数オフセットを用いてチャネル間隔を推定するためのチャネル間隔推定ユニットを含み、
前記受信機のバンド幅範囲内での前記中心チャネルの周波数オフセットについて、前記周波数オフセット推定ユニットは、周期性訓練シーケンスを含む前記中心チャネルの受信シーケンスに対して訓練シーケンス同期抽出を行い、訓練シーケンスを取得し、前記訓練シーケンスに対して異なる遅延量の自己相関処理を並列に行い、複数の並列の相関シーケンスを取得し、前記複数の並列の相関シーケンスに対して重畳処理を行い、単一シーケンスを取得し、前記単一シーケンスの、前記訓練シーケンスにおける同期位置での位相に基づいて、前記中心チャネルの周波数オフセットを確定し、
前記受信機のバンド幅範囲内での前記隣接チャネルの周波数オフセットについて、前記周波数オフセット推定ユニットは、周期性訓練シーケンスを含む前記隣接チャネルの受信シーケンスに対して訓練シーケンス同期抽出を行い、訓練シーケンスを取得し、前記訓練シーケンスに対して異なる遅延量の自己相関処理を並列に行い、複数の並列の相関シーケンスを取得し、前記複数の並列の相関シーケンスに対して重畳処理を行い、単一シーケンスを取得し、前記単一シーケンスの、前記訓練シーケンスにおける同期位置での位相に基づいて前記隣接チャネルの周波数オフセットを確定する、装置。
【請求項８】
受信機であって、
周波数オフセット推定装置を含み、
前記周波数オフセット推定装置は、
周期性訓練シーケンスを含む受信シーケンスに対して訓練シーケンス同期抽出を行い、訓練シーケンスを取得し；
前記訓練シーケンスに対して異なる遅延量の自己相関処理を並列に行い、複数の並列の相関シーケンスを取得し；
前記複数の並列の相関シーケンスに対して重畳処理を行い、単一シーケンスを取得し；及び
前記単一シーケンスの、前記訓練シーケンスにおける同期位置での位相に基づいて周波数オフセットを確定するように構成される、受信機。
【請求項９】
請求項8に記載の受信機であって、
前記異なる遅延量は、それぞれ、前記訓練シーケンスの周期の整数倍である、受信機。
【請求項１０】
請求項8に記載の受信機であって、
前記複数の並列の相関シーケンスに対しての重畳処理は、
前記複数の並列の相関シーケンスのうちの隣接する２つの相関シーケンスに対して複素共役の乗算を施し、そして、全ての値の和を求めることにより、前記単一シーケンスを得ることを含む、受信機。
【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、周波数オフセット推定装置、チャネル間隔推定装置、方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバー通信システムでは、キャリアデータが光キャリアに変調される。理想的な条件下でレーザーの波長が安定であるため、キャリアの波長は固定不変である。しかし、実際のシステムでは、レーザーの波長が駆動電流の変化、温度の変動、共振空胴の劣化などの要因の影響を受け得るため、出力キャリアの波長が一定範囲内でドリフト（drift）し、これは、キャリアの周波数オフセット（周波数差）と表される。このような周波数オフセットの不安定な変化は、光通信システムに大きく影響することができ、このような影響は、主に、（1）キャリアデータの復調が難しくなり；（2）隣接チャネルによるクロストークがマルチキャリアシステムに導入され得ると表される。有効な周波数オフセット推定方法は、システム固有の周波数オフセット問題を解決する有効な手段である。
【０００３】
今のところ、訓練（トレーニング）シーケンスは、高速光ファイバー通信システム中で重要な役割を果たしている。先ず、光ファイバーのチャネルが理想的でないから、訓練シーケンスを導入し、受信機がチャネル均衡化（equalization）を行うことを助ける必要があり、より重要なのは、訓練シーケンスは、さらに、固有の周波数オフセットによる影響を無くすように周波数オフセット推定及び補償を助けるために用いることもできる。訓練シーケンスが周波数オフセットへの対抗において演じる重要な役割に鑑みて、有効な訓練シーケンス設計及び周波数オフセット推定方法は、伝送システムのパフォーマンスを向上させるキーとなっている。非理想的な条件下で、システムのノイズが訓練シーケンスの周波数オフセット推定のパフォーマンスに影響する重要な要因である。有効な訓練シーケンス設計及び処理方法は、訓練シーケンスの耐ノイズ特性を向上させることができる。耐ノイズ特性の向上は、周波数オフセット推定のために有利であるのみならず、訓練シーケンスの若干の機能を強化することもできる。これにより、システム全体に良好な通信パフォーマンスを持たせることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の発明者は、次のようなことを発見した。即ち、訓練シーケンスの耐ノイズ問題を解決することは、訓練シーケンス設計及び周波数オフセット推定の基礎であり、光ファイバー通信システムをさらに最適化する有効な手段でもある。訓練シーケンスの周波数オフセット推定の耐ノイズの強化を実現する過程において、余分なハードウェア・コストを導入することが望ましくないので、光受信機が有効なデジタル信号処理を行う時に、過大な複雑度を導入せず、訓練シーケンスの耐ノイズ特性を強化し、訓練シーケンスの周波数オフセット推定のためのパフォーマンスを改善することは、本出願の出発点である。
【０００５】
本発明の実施例は、周波数オフセット推定装置、チャネル間隔推定装置、方法及びシステムを提供し、該周波数オフセット推定装置は、まず、光受信機の情報を用いて、周期性のある訓練シーケンスに対して同期抽出を行い、そして、マルチ周期相関シーケンスの差分特性（differentiation  characteristic  of  multi-period  correlation  sequence）を用いて、訓練シーケンスの耐ノイズのパフォーマンスを強化することにより、周波数オフセット推定の耐ノイズのパフォーマンスを顕著に改善することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施例の第一側面によれば、周波数オフセット推定装置が提供され、そのうち、該装置は、
周期性訓練シーケンスを含む受信シーケンスに対して訓練シーケンス同期抽出を行い、訓練シーケンスを得るための同期抽出ユニット；
前記訓練シーケンスに対して異なる遅延量の自己相関処理を並列に行い、複数の並列の相関シーケンスを得るための遅延相関処理ユニット；
前記複数の並列の相関シーケンスに対して重畳（superimposition）処理を行い、単一シーケンスを得るための重畳処理ユニット；及び
前記単一シーケンスの、前記訓練シーケンスにおける同期位置の位相に基づいて、周波数オフセットを確定するための周波数オフセット推定ユニットを含む。
【０００７】
本発明の実施例の第二側面によれば、チャネル間隔推定装置が提供され、そのうち、該装置は、
受信機のバンド幅範囲内での中心チャネルの周波数オフセット及び隣接チャネルの周波数オフセットに対して推定を行い、中心チャネルの周波数オフセット及び隣接チャネルの周波数オフセットを得るための周波数オフセット推定ユニット；及び
中心チャネルの周波数オフセット及び隣接チャネルの周波数オフセットを用いてチャネル間隔を推定するためのチャネル間隔推定ユニットを含み、
そのうち、受信機のバンド幅範囲内での中心チャネルの周波数オフセットについて、前記周波数オフセット推定ユニットは、周期性訓練シーケンスを含む中心チャネルの受信シーケンスに対して訓練シーケンス同期抽出を行って、訓練シーケンスを取得し、前記訓練シーケンスに対して異なる遅延量の自己相関処理を並列に行って、複数の並列の相関シーケンスを取得し、前記複数の並列の相関シーケンスに対して重畳処理を行って、単一シーケンスを所得し、前記単一シーケンスの、前記訓練シーケンスにおける同期位置の位相に基づいて、前記中心チャネルの周波数オフセットを確定し、
そのうち、受信機のバンド幅範囲内での隣接チャネルの周波数オフセットについて、前記周波数オフセット推定ユニットは、周期性訓練シーケンスを含む隣接チャネルの受信シーケンスに対して訓練シーケンス同期抽出を行って、訓練シーケンスを取得し、前記訓練シーケンスに対して異なる遅延量の自己相関処理を並列に行って、複数の並列の相関シーケンスを所得し、前記複数の並列の相関シーケンスに対して重畳処理を行って、単一シーケンスを取得し、前記単一シーケンスの、前記訓練シーケンスにおける同期位置の位相に基づいて、前記隣接チャネルの周波数オフセットを確定する。
【０００８】
本発明の実施例の第三側面によれば、受信機が提供され、そのうち、前記受信機は、前述の第一側面又は第二側面に記載の装置を含む。
【０００９】
本発明の実施例の第四側面によれば、通信システムが提供され、そのうち、前記通信システムは、送信機及び前述の第三側面に記載の受信機を含む。
【００１０】
本発明の実施例の第五側面によれば、周波数オフセット推定方法が提供され、そのうち、該方法は、
周期性訓練シーケンスを含む受信シーケンスに対して訓練シーケンス同期抽出を行い、訓練シーケンスを取得し；
前記訓練シーケンスに対して異なる遅延量の自己相関処理を並列に行い、複数の並列の相関シーケンスを取得し；
前記複数の並列の相関シーケンスに対して重畳処理を行い、単一シーケンスを所得し；及び
前記単一シーケンスの、前記訓練シーケンスにおける同期位置の位相に基づいて、周波数オフセットを確定することを含む。
【００１１】
本発明の実施例の第六側面によれば、チャネル間隔推定方法が提供され、そのうち、前記方法は、
受信機のバンド幅範囲内での中心チャネルの周波数オフセット及び隣接チャネルの周波数オフセットに対して推定を行い、中心チャネルの周波数オフセット及び隣接チャネルの周波数オフセットを取得し；及び
中心チャネルの周波数オフセット及び隣接チャネルの周波数オフセットを用いてチャネル間隔を推定することを含み、
そのうち、受信機のバンド幅範囲内での中心チャネルの周波数オフセットについて、周期性訓練シーケンスを含む中心チャネルの受信シーケンスに対して訓練シーケンス同期抽出を行って、訓練シーケンスを取得し、前記訓練シーケンスに対して異なる遅延量の自己相関処理を並列に行って、複数の並列の相関シーケンスを取得し、前記複数の並列の相関シーケンスに対して重畳処理を行って、単一シーケンスを取得し、前記単一シーケンスの、前記訓練シーケンスにおける同期位置の位相に基づいて前記中心チャネルの周波数オフセットを確定し、
そのうち、受信機のバンド幅範囲内での隣接チャネルの周波数オフセットについて、周期性訓練シーケンスを含む隣接チャネルの受信シーケンスに対して訓練シーケンス同期抽出を行って、訓練シーケンスを取得し、前記訓練シーケンスに対して異なる遅延量の自己相関処理を並列に行って、複数の並列の相関シーケンスを取得し、前記複数の並列の相関シーケンスに対して重畳処理を行って、単一シーケンスを取得し、前記単一シーケンスの、前記訓練シーケンスにおける同期位置の位相に基づいて、前記隣接チャネルの周波数オフセットを確定する。
【００１２】
本発明の有益な効果は、本発明の実施例により、マルチ周期相関シーケンスを用いて差分を求めることで、周波数オフセット推定の耐ノイズのパフォーマンスを強化することができ、このような有効な処理は、光受信機の伝送パフォーマンスの向上のために有利であり、光受信機のモジュールの製品化に指導を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例1における送信シーケンス生成装置を示す図である。
【図２】周期性訓練シーケンスの構造を示す図である。
【図３】実施例2における周波数オフセット推定装置を示す図である。
【図４】受信シーケンスの構造を示す図である。
【図５】前処理ユニットの一実施方式を示す図である。
【図６】前処理ユニットの他の実施方式を示す図である。
【図７】実施例3におけるチャネル間隔推定装置を示す図である。
【図８】中心チャネル及び隣接チャネルのフィルタリングを示す図である。
【図９】実施例4における送信機を示す図である。
【図１０】実施例4における送信機のシステム構成を示す図である。
【図１１】実施例5における受信機を示す図である。
【図１２】実施例5における受信機のシステム構成を示す図である。
【図１３】実施例6における通信システムを示す図である。
【図１４】実施例7における送信シーケンス生成方法を示す図である。
【図１５】実施例8における周波数オフセット推定方法を示す図である。
【図１６】実施例9におけるチャネル間隔推定方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付した図面を参照しながら、本発明を実施するための好適な形態を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
本発明の実施例は、送信シーケンス生成装置を提供し、該装置は、通信システムの送信機に構成され、周期性訓練シーケンスを含む送信シーケンスを、訓練シーケンスの耐ノイズのパフォーマンスを向上させるために生成するために用いられる。
【００１６】
図1は、該送信シーケンス生成装置100を示す図である。図1に示すように、該装置100は、生成ユニット101を含み、該ユニットは、周期性訓練シーケンスを送信データに插入し、送信シーケンスを得るために用いられる。本実施例では、該周期性訓練シーケンスは、複数の重複の（repeated／繰り返した）サブシーケンスを含み、各サブシーケンスは、首尾で接続し、該周期性訓練シーケンスを構成する。
【００１７】
図2は、該周期性訓練シーケンスの一実施方式の構造図である。図2に示すように、本実施方式では、該訓練シーケンスは、N個の重複のサブシーケンスを含み、これらのサブシーケンスは、首尾で接続し、周期性訓練シーケンスを構成し、また、各サブシーケンスには、m個のデータシンボルが含まれる。なお、本実施例では、Nの値が限定されず、1に等しくても良く、好ましくは、10よりも大きい。また、本実施例では、mの値も限定されない。これにより、周期がmである周期性訓練シーケンスを構成することができる。
【００１８】
本実施方式では、各サブシーケンスの間には、データが挿入されても良く、データが無くても良い。データが挿入される場合、サブシーケンスの周期性を保証する必要があり、即ち、插入されるデータも周期性を有する必要がある。また、本実施例では、各サブシーケンスの構造も限定されず、従来のシーケンスの構造であっても良く、独立して設計されるものであっても良い。
【００１９】
本実施方式では、該周期性訓練シーケンスは、全ての訓練シーケンスの全部であって、も良く、全ての訓練シーケンスの一部であって良い。該周期性訓練シーケンスが全ての訓練シーケンスの一部であれば、本実施例では、他の位置の訓練シーケンスの構造について限定せず、例えば、該他の位置の訓練シーケンスは、周期的なものであって良く、非周期性的なものであって良い。
【００２０】
本実施例の装置により送信シーケンスを生成した後に、送信機は、通常の方法で該送信シーケンスを送信しても良く、これにより、受信機が受信した受信シーケンスにも、該周期性訓練シーケンスが含まれ、該周期性訓練シーケンスは、抽出されることで、後続のチャネル間隔推定、チャネル均衡化などの処理に用いることができる。
【００２１】
本実施例における、送信データに挿入される訓練シーケンスの設計により、周期的に重複する特性を用いて、システムの耐ノイズのパフォーマンスを向上させることができる。また、周期的に重複するという制約（constraint）のみを導入するため、訓練シーケンス（サブシーケンス）の構造に大きい設計自由度を持たせ、他の機能を実現することもできる。よって、柔軟な応用の観点から、このような構造の訓練シーケンスは、十分な設計自由度を有する。
【実施例２】
【００２２】
本発明の実施例は、周波数オフセット推定装置を提供し、該装置は、受信機に構成され、受信機の情報を用いて周期性のある訓練シーケンスに対して同期抽出を行い、そして、マルチ周期相関シーケンスの差分特性（differentiation  characteristic  of  multi-period  correlation  sequence）を用いて、訓練シーケンスの耐ノイズのパフォーマンスを強化することができる。
【００２３】
図3は、該周波数オフセット推定装置300を示す図である。図3に示すように、該装置300は、同期抽出ユニット301、遅延相関処理ユニット302、重畳処理ユニット303、及び周波数オフセット推定ユニット304を含む。該抽出ユニット301は、周期性訓練シーケンスを含む受信シーケンスに対して訓練シーケンス同期抽出を行って、訓練シーケンスを得る。該遅延相関処理ユニット302は、前記訓練シーケンスに対して異なる遅延量の自己相関処理を並列に行って、複数の並列の相関シーケンスを得る。該重畳処理ユニット303は、該複数の並列の相関シーケンスに対して重畳処理を行って、単一シーケンスを得る。該周波数オフセット推定ユニット304は、該単一シーケンスの、上述の訓練シーケンスにおける同期位置の位相に基づいて、上述の受信シーケンスの周波数オフセットを確定する。
【００２４】
本実施例では、受信機が受信した信号（受信シーケンスと略称する）は、図4に示すようであり、そのうち、訓練シーケンスは、受信シーケンスの小さい一部を占める。訓練シーケンスの位置が未知であるので、本発明の実施例における装置は、まず、訓練シーケンスを見つけて訓練シーケンスを抽出し（即ち、同期）、その後に、抽出された訓練シーケンスに対して周波数オフセット推定の処理を行う必要がある。本実施例では、該受信シーケンス全体は、実施例1に記載の周期性訓練シーケンスを含む。なお、実施例1に記載の周期性訓練シーケンスの構造は、ここに合併されるため、ここではその詳しい説明を省略する。
【００２５】
本実施例では、図3に示すように、オプションとして、該装置300は、さらに、前処理ユニット305を含んでも良く、それは、図3において点線で示されている。該前処理ユニット305は、該周期性訓練シーケンスを含む受信シーケンスに対して前処理を行い、前処理後の受信シーケンスを得て該同期抽出ユニット301に提供するために用いられる。本実施例では、受信シーケンス全体を得た後に、まず、該前処理ユニット305を用いて該受信シーケンスに対して前処理を行うことにより、ノイズ除去、逆多重化（demultiplexing）、プレイコライゼーションなどの処理を選択的に行っても良い。
【００２６】
本実施例では、受信シーケンスに対しての前処理は、既存のIQ不均衡除去、偏波逆多重化（polarization  demultiplexing）、バンド外（out-of-band）ノイズ除去、及びプレイコライゼーションなどの操作を考慮しても良いが、本実施例では、これについて限定しない。以下、２つの例を挙げて、該前処理ユニット305の前処理方法について説明する。
【００２７】
図5は、該前処理ユニット305の一実施方式を示す図である。図5に示すように、受信機の受信信号は、２つのブランチ（branch）の信号、即ち、H、Vブランチ信号である。同期情報が１つのブランチの信号のみから抽出され得るので、H、Vブランチ信号のうちの１つを捨てても良い。残された１つのブランチの信号は、バンド外（out-of-band）ノイズ除去及びIQ不均衡除去の処理を経て、該前処理ユニット305の出力とされる。
【００２８】
図6は、該前処理ユニット305の他の実施方式を示す図である。図6に示すように、受信機の受信信号は、H、Vの２つのブランチの信号である。受信機では、例えば、順にバンド外（out-of-band）ノイズ除去、IQ不均衡除去、偏波逆多重化及びプレイコライゼーション処理を行い、その後に、H、Vのうちの１つのブランチの信号を捨てても良い。残された１つのブランチの信号は、該前処理ユニット305の出力とされる。
【００２９】
以上、２つの例のみに基づいて該前処理ユニット305について簡単に説明したが、本実施例では、受信シーケンスに対しての他の前処理方法を排除しない。また、上述のように、本実施例では、該前処理ユニット305は、オプションであるので、具体的な実施に当たっては、受信シーケンスに対して前処理を行わず、該受信シーケンスに対して上述の同期処理を直接行っても良い。
【００３０】
本実施例では、前処理（オプション）後の信号又は受信機により直接受信された信号を同期抽出ユニット301に入力した後に、それに対して同期操作を行い、即ち、全体の受信シーケンスのうちから訓練シーケンスの部分を見つけて抽出し、そして、抽出されたものを後続の遅延相関処理ユニット302に入力する。
【００３１】
本実施例では、同期の方法について限定せず、次のような方法を採用しても良い。
【００３２】
例えば、受信信号を
【数１】
0006794885.tif 000002
と仮定する。そのうち、Tは、シンボルの周期であり、
（外１）
0006794885.tif 000003
は、周波数オフセット及び位相ノイズを考慮しないシンボルシーケンスであり、Δfは、周波数オフセットであり、
（外２）
0006794885.tif 000004
は、位相ノイズ（一定時間内で定値と見なされる）である。
【００３３】
これにより、該同期抽出ユニット301は、該受信信号の遅延自己相関を計算することで、該訓練シーケンスの位置を得ることができ、即ち、
【数２】
0006794885.tif 000005
である。
【００３４】
そのうち、＜・＞は、平均値の計算を表し、（・）*は、複素共役を表す。この式により、受信シーケンスのm個のシンボルの遅延自己相関を計算している。訓練シーケンスの周期がmであるため、Cｎは、訓練シーケンスの位置で相関ピーク値を蓄積（accumulate）することができ、これにより、訓練シーケンスの位置を確定することができる。訓練シーケンスの位置を得た後に、この位置から、m×N個のシンボルを訓練シーケンスTSｎとして抽出し、後続の遅延相関処理ユニット302に入力することができる。
【００３５】
本実施例では、抽出された訓練シーケンスが該遅延相関処理ユニット302に入力された後に、該遅延相関処理ユニット302は、該訓練シーケンスに対して異なる遅延量の自己相関処理を並列に行っても良い。遅延量は、それぞれ、該周期性訓練シーケンスの周期mの整数倍を取っても良い。図3に示すように、該遅延相関処理ユニット302は、それぞれ、該訓練シーケンスに対して、1周期、2周期、…、k周期の遅延自己相関を行っても良い。
【００３６】
本実施例では、抽出される訓練シーケンスが、
【数３】
0006794885.tif 000006
と表されれば、そのk個の周期の遅延自己相関シーケンスは、
【数４】
0006794885.tif 000007
と表することができる。そのうち、Tは、シンボルの周期であり、＜・＞は、平均値の計算を表し、（・）*は、複素共役を表し、kは、遅延周期数である。なお、総周期数がNであるため、kは、[1,N-1]の区間内での任意の値を取っても良いが、本実施例は、kの値について限定しない。
【００３７】
このように並列に計算されたk個の遅延相関シーケンスのノイズ項は、互いの間に相関性がない。このような特性により、k個の相関シーケンスを用いて計算された周波数オフセットは、1つの相関シーケンスのみを用いて計算された周波数オフセットに比べ、より高い信号対ノイズ比を有するため、耐ノイズのパフォーマンスがより良い。
【００３８】
該遅延相関処理ユニット302により訓練シーケンスに対して異なる遅延量の自己相関処理を並列に行うことで、訓練シーケンスのマルチ周期重複の特性を最大限に利用し、耐ノイズのパフォーマンスを改善することができる。
【００３９】
本実施例では、マルチ周期の遅延相関処理の後に、並列の相関シーケンスが重畳処理ユニット303に入力され、該重畳処理ユニット303は、これらの相関シーケンスに対して重畳処理を行うことができ、例えば、複数の相関シーケンスに対して、二つごとの差分処理を行ることにより、周波数オフセットによる定（constant）位相差を抽出することができる。一方、複数のシーケンスを用いて処理を行うことにより、ノイズを相殺し、耐ノイズのパフォーマンスを改善することもできる。
【００４０】
本実施例では、該重畳処理ユニット303は、k個の相関シーケンスの情報を総合し、周波数オフセットを推定するための単一シーケンスを計算するために用いられる。
【００４１】
一実施方式では、該重畳処理ユニット303は、複素重畳法を使用しても良く、例えば、上述の複数の並列の相関シーケンスのうちの隣接する２つの相関シーケンスに対して複素共役の乗算を行い、そして、全ての値の和を求めることで、上述の単一シーケンスを得ても良い。
【００４２】
本実施方式では、理論上でCniとCni-1との間の位相差が不変であるという原理を利用して複素の同相重畳を行い、該単一シーケンスCnを取得することができる。Cnは、
【数５】
0006794885.tif 000008
と表される。そのうち、Cni+1及びCniは、前記複数の並列の相関シーケンスのうちの隣接する２つの相関シーケンスであり、kは、前記周期性訓練シーケンスの周期数であり、Tは、シンボルの周期であり、mは、前記周期性訓練シーケンスのうちのサブシーケンスの周期であり、Δfは、周波数オフセットであり、TSは、抽出された訓練シーケンスであり、（・）*は、複素共役処理を表す。
【００４３】
このような同相重畳の方法により、周波数オフセットによる位相オフセット（位相差）を抽出することもでき、複素Cnの位相と表される。Cnは、複数の相関シーケンスの重畳により得られたものであるため、ノイズ項を相殺し、信号対ノイズ比を向上させ、周波数オフセット推定の耐ノイズのパフォーマンスを強化することができる。
【００４４】
本実施例では、重畳処理ユニット303が出力した複素相関シーケンスに基づいて、周波数オフセット推定ユニット304に入力されると、周波数オフセットによる位相差を抽出し、システムの周波数差（周波数オフセット）を計算することができる。
【００４５】
本実施例では、該周波数オフセット推定ユニット304は、重畳処理ユニット303の出力に基づいて周波数オフセット値を取得することができる。該周波数オフセット値は、
【数６】
0006794885.tif 000009
と表される。そのうち、angle(Csync)は、前記単一シーケンスCnの、前記訓練シーケンスの同期位置syncにおける位相であり、mTは、サブシーケンスの時間周期であり、2πは、定数である。
【００４６】
本実施例の装置により、周期性訓練シーケンスを用いることで、システムの耐ノイズのパフォーマンスを顕著に改善し、訓練シーケンスの周波数オフセット推定のパフォーマンスを保証することができるのみならず、非理性的要因による推定値への影響を減少させることもできる。
【実施例３】
【００４７】
本発明の実施例は、チャネル間隔推定装置を提供する。
【００４８】
一つの受信機のバンド幅範囲内では、復調する必要のある中心チャネル以外に、同時に受信した左右部分の隣接チャネルの情報も含まれる。受信するバンド幅が限られるため、左右の２つの隣接チャネルの情報は、一部のみが受信され得る。隣接チャネルの周波数スペクトルが不完全であるため、２つのチャネルの中心波長の間隔、即ち、チャネル間隔を直接判断することができない。本実施例では、中心チャネル及び隣接チャネルの訓練シーケンスの情報を用いて、２つのチャネルの周波数オフセットをそれぞれ推定し、これにより、２つのチャネルの周波数オフセットの差に基づいて、チャネル間隔を推定することができる。
【００４９】
図7は、該チャネル間隔推定装置700を示す図である。図7に示すように、該装置700は、周波数オフセット推定ユニット701及びチャネル間隔推定ユニット702を含む。
【００５０】
該周波数オフセット推定ユニット701は、受信機のバンド幅範囲内での中心チャネル及び隣接チャネルの周波数オフセットを推定し、中心チャネルの周波数オフセット及び隣接チャネルの周波数オフセットを得るために用いられる。本実施例では、該周波数オフセット推定ユニット701は、実施例2の周波数オフセット推定装置300により実現することができる。
【００５１】
例えば、受信機のバンド幅範囲内での中心チャネルの周波数オフセットについて、該周波数オフセット推定ユニット701は、周期性訓練シーケンスを含む中心チャネルの受信シーケンスに対して訓練シーケンス同期抽出を行って、訓練シーケンスを取得し、前記訓練シーケンスに対して異なる遅延量の自己相関処理を並列に行って、複数の並列の相関シーケンスを取得し、前記複数の並列の相関シーケンスに対して重畳処理を行って、単一シーケンスを取得し、前記単一シーケンスの、前記訓練シーケンスにおける同期位置での位相に基づいて、前記中心チャネルの周波数オフセットを確定することができる。
【００５２】
また、例えば、受信機のバンド幅範囲内での隣接チャネルの周波数オフセットについて、該周波数オフセット推定ユニット701は、周期性訓練シーケンスを含む隣接チャネルの受信シーケンスに対して訓練シーケンス同期抽出を行って、訓練シーケンスを取得し、前記訓練シーケンスに対して異なる遅延量の自己相関処理を並列に行って、複数の並列の相関シーケンスを取得し、前記複数の並列の相関シーケンスに対して重畳処理を行って、単一シーケンスを取得し、前記単一シーケンスの、前記訓練シーケンスにおける同期位置での位相に基づいて、前記隣接チャネルの周波数オフセットを確定することができる。
【００５３】
実施例2において該周波数オフセット推定装置300について詳細に説明したため、その内容をここに合併し、ここでの詳しい説明を省略する。
【００５４】
本実施例では、周波数オフセット推定ユニット701が使用する方法により、図8に示すように、前処理ユニット305でそれぞれ中心チャネル及び隣接チャネルに対してフィルタリング処理を行ってバンド外ノイズを除去することで、中心チャネルの受信シーケンス及び隣接チャネルの受信シーケンスを取得し、その後に、中心チャネルの受信シーケンス及び隣接チャネルの受信シーケンスに対してそれぞれ同期抽出及び周波数オフセット推定の処理を行って、中心チャネルの周波数オフセット及び隣接チャネルの周波数オフセットを得ることができる。本実施例による周波数オフセット推定方法は、より強い耐ノイズのパフォーマンスを有する。そのため、信号パワーが小さい隣接チャネルに関し、本実施例による周波数オフセット推定方法は、従来の方法に比べ、より良いノイズ忍容性を有する。これにより、隣接チャネルの訓練シーケンスの処理に利益を持たせることができ、これは、本実施例による周波数オフセット推定方法の耐ノイズのパフォーマンスの強化の応用例の１つである。
【００５５】
本実施例では、該チャネル間隔推定ユニット702は、上述の中心チャネルの周波数オフセット及び上述の隣接チャネルの周波数オフセットを用いて、チャネル間隔を推定することができる。例えば、両者の差を計算することにより、該中心チャネル及び該隣接チャネル間のチャネル間隔を得ることができる。
【００５６】
本実施例の装置により、周期性訓練シーケンスを用いてシステムの耐ノイズのパフォーマンスを顕著に改善し、訓練シーケンスの周波数オフセット推定のパフォーマンスを保証することができるだけでなく、非理性的要因による推定値へ影響を減少させることもできる。
【実施例４】
【００５７】
本実施例は、送信機を提供する。図9は、該送信機を示す図である。図9に示すように、該送信機900は、実施例1に記載の送信シーケンス生成装置を含む。実施例1において該送信シーケンス生成装置について詳細に説明したため、その内容をここに合併し、ここでの詳しい説明を省略する。
【００５８】
図10は、該送信機のシステム構成図である。図10に示すように、該送信機1000は、信号生成器1001、信号設置ユニット1002、DAC（デジタルアナログ変換）ユニット1003、及び変調器1004を含む。
【００５９】
信号生成器1001は、送信データに基づいてデジタル信号を生成し；信号設置ユニット1002は、生成されたデジタル信号に周期性訓練シーケンスを設置（挿入）し；DACユニット1003は、該デジタル信号に対してDACを行い；変調器1004は、該DACユニット1003の変換後の信号を変調信号として変調を行う。
【００６０】
本実施例では、該信号設置ユニット1002は、実施例1の送信訓練生成装置100により実現することができる。なお、上述の周期性訓練シーケンスについては、実施例1において詳細に説明したため、その内容をここに合併し、ここでの詳しい説明を省略する。
【００６１】
図10に示す該送信機のシステム構成例は、例示のみであり、具体的な実施に当たっては、ニーズに応じて部品の増減を行っても良い。
【００６２】
本実施例の送信機により、周期性訓練シーケンスを送信データに挿入することで、システムの耐ノイズのパフォーマンスを顕著に改善し、訓練シーケンスの周波数オフセット推定のパフォーマンスを保証することができるのみならず、非理性的要因による推定値への影響を減少させることもできる。
【実施例５】
【００６３】
本実施例は、さらに、受信機を提供する。図11は、該受信機を示す図である。図11に示すように、該受信機1100は、実施例2に記載の周波数オフセット推定装置及び／又は実施例3に記載のチャネル間隔推定装置を含む。実施例2及び実施例3において該周波数オフセット推定装置300及び該チャネル間隔推定装置700について詳細に説明したため、その内容をここに合併し、ここでの詳しい説明を省略する。
【００６４】
図12は、本発明の実施例における受信機のシステム構成図である。図12に示すうように、受信機1200は、次のようなものを含む。
【００６５】
フロントエンド：入力される光信号を、２つの偏波状態上でのベースバンド信号に変換し、本発明の実施例では、該２つの偏波状態は、H偏波状態及びV偏波状態を含んでも良い。
【００６６】
図12に示すように、該フロントエンドは、ローカル発振レーザー1210、光混合器（Optical  90deg  hybrid）1201、光電検出器（O／E）1202、1204、1206、1208、ADC（アナログデジタル変換器）1203、1205、1207、1209、分散補償器1211、イコライザー1212、周波数オフセット推定装置1213及び／又はチャネル間隔推定装置1214を含み、そのうち、周波数オフセット推定装置1213及びチャネル間隔推定装置1214の構造及び機能は、実施例2及び実施例3の記載と同じであるため、ここでは、その詳しい説明を省略する。ローカル発振レーザー1210は、ローカル光源を提供し、光信号は、光混合器（Optical  90deg  hybrid）1201、光電検出器（O／E）1202、1204、及びADC  1203、1205を経て、一つの偏波状態上でのベースバンド信号に変換され；また、該光信号は、光混合器（Optical  90deg  hybrid）1201、光電検出器（O／E）1206、1208、及びADC  1207、1209を経て、もう一つの偏波状態上での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、従来技術に類似したため、ここでの詳しい説明が省略される。
【００６７】
また、周波数オフセット及び位相ノイズがOSNRの推定に影響を与えれば、受信機1200には、周波数オフセット補償器及び位相ノイズ補償器（図示せず）が含まれても良い。
【００６８】
本実施例の受信機により、周期性訓練シーケンスの特性を用いてシステムの耐ノイズのパフォーマンスを顕著に改善し、訓練シーケンスの周波数オフセット推定のパフォーマンスを保証することができるだけでなく、非理性的要因の推定値への影響を減少させることもできる。
【実施例６】
【００６９】
本発明の実施例は、さらに、通信システムを提供する。図13は、本実施例の通信システムの構造図である。図13に示すように、通信システム1300は、送信機1301、伝送リンク1302及び受信機1303を含む。そのうち、送信機1301の構造及び機能は、実施例4の記載と同じであり、受信機1303の構造及び機能は、実施例5の記載と同じであるため、ここでは、その詳しい説明を省略する。伝送リンク1302は、従来の伝送リンクの構造及び機能を有しても良いが、本発明の実施例では、伝送リンクの構造及び機能について限定しない。
【００７０】
本発明の実施例における通信システムにより、周期性訓練シーケンスの特性を用いてシステムの耐ノイズのパフォーマンスを顕著に改善し、訓練シーケンスの周波数オフセット推定のパフォーマンスを保証することができるのみならず、非理性的要因の推定値への影響を減少させることもできる。
【実施例７】
【００７１】
本発明の実施例は、さらに、送信シーケンス生成方法を提供する。該方法は、通信システムの送信機に用いられ、該方法が問題を解決する原理は、実施例1の装置に類似したので、その具体的な実施については、実施例1の装置の実施を参照することができるため、内容が同じである記載は、省略される。
【００７２】
図14は、本実施例の送信シーケンス生成方法のフローチャートである。図14に示すように、該方法は、次のようなステップを含む。
【００７３】
ステップ1401：周期性訓練シーケンスを送信データに挿入して送信シーケンスを取得し、そのうち、前記周期性訓練シーケンスは、複数の繰り返したサブシーケンスを含み、各サブシーケンスは、首尾で接続し、前記周期性訓練シーケンスを構成する。
【００７４】
本実施例では、該周期性訓練シーケンスは、訓練シーケンス全体の一部であっても良く、訓練シーケンス全体の全部であっても良く、訓練シーケンスに周期的な幾つかのサブシーケンスが含まれることを保証できれば良い。
【００７５】
本実施例では、送信データに挿入される訓練シーケンスは、周期性訓練シーケンスを含み、これにより、システムの耐ノイズのパフォーマンスを顕著に改善し、訓練シーケンスの周波数オフセット推定のパフォーマンスを保証することができるだけでなく、非理性的要因による推定値への影響を減少させることもできる。
【実施例８】
【００７６】
本発明の実施例は、さらに、周波数オフセット推定方法を提供する。該方法は、通信システムの受信機に用いられ、該方法が問題を解決する原理は、実施例2の装置に類似したため、その具体的な実施については、実施例2の装置の実施を参照することができ、ここでは、内容が同じである記載を省略する。
【００７７】
図15は、本実施例の周波数オフセット推定方法のフローチャートである。図15に示すように、該方法は、次のようなステップを含む。
【００７８】
ステップ1501：周期性訓練シーケンスを含む受信シーケンスに対して訓練シーケンス同期抽出を行い、訓練シーケンスを取得し；
ステップ1502：前記訓練シーケンスに対して異なる遅延量の自己相関処理を並列に行い、複数の並列の相関シーケンスを取得し；
ステップ1503：前記複数の並列の相関シーケンスに対して重畳処理を行い、単一シーケンスを取得し；
ステップ1504：前記単一シーケンスの、前記訓練シーケンスの同期位置での位相に基づいて、周波数オフセットを確定する。
【００７９】
ステップ1501では、上述の異なる遅延量は、それぞれ、上述の訓練シーケンスの周期の整数倍である。
【００８０】
ステップ1502では、前記複数の並列の相関シーケンスのうちの２つの隣接する相関シーケンスに対して複素共役の乗算を行い、そして、全ての値の和を求めることにより、上述の単一シーケンスを得ることができる。
【００８１】
ステップ1503では、前記単一シーケンスは、
【数７】
0006794885.tif 000010
と表することができる。
【００８２】
ステップ1504では、前記周波数オフセットは、
【数８】
0006794885.tif 000011
と表することができる。
【００８３】
本実施例では、ステップ1501の前に、該方法は、さらに、次のようなステップを含んでも良い。
【００８４】
ステップ1500：前記周期性訓練シーケンスを含む受信シーケンスに対して前処理を行い、前処理された受信シーケンスを得る。
【００８５】
本実施例の方法により、周期性訓練シーケンスの特性を用いてシステムの耐ノイズのパフォーマンスを顕著に改善し、訓練シーケンスの周波数オフセット推定のパフォーマンスを保証することができるとともに、非理性的要因による推定値への影響を減少させることもできる。
【実施例９】
【００８６】
本発明の実施例は、さらに、チャネル間隔推定方法を提供する。該方法は、通信システムの受信機に用いられ、該方法が問題を解決する原理は、実施例3の装置に類似したので、その具体的な実施については、実施例3の装置の実施を参照することができ、ここでは、内容が同じである記載を省略する。
【００８７】
図16は、実施例のチャネル間隔推定方法のフローチャートである。図16に示すように、該方法は、次のようなステップを含む。
【００８８】
ステップ1601：受信機のバンド幅範囲内での中心チャネルの周波数オフセット及び隣接チャネルの周波数オフセットを推定し、中心チャネルの周波数オフセット及び隣接チャネルの周波数オフセットを取得し；
ステップ1602：中心チャネルの周波数オフセット及び隣接チャネルの周波数オフセットを用いてチャネル間隔を推定する。
【００８９】
本実施例では、ステップ1601は、実施例8の方法により実現することができるため、その内容がここに合併され、ここでの記載が省略される。
【００９０】
本実施例における方法により、周期性訓練シーケンスの特性を用いてシステムの耐ノイズのパフォーマンスを顕著に改善し、訓練シーケンスの周波数オフセット推定のパフォーマンスを保証することができるだけでなく、非理性的要因による推定値べの影響を減少させることもできる。
【００９１】
本発明の実施例は、さらに、コンピュータ可読プログラムを提供し、そのうち、送信機中で前記プログラムを実行する時に、前記プログラムは、コンピュータに、前記送信機中で実施例7に記載の方法を実行させる。
【００９２】
本発明の実施例は、さらに、コンピュータ可読プログラムを記憶した記憶媒体を提供し、そのうち、前記コンピュータ可読プログラムは、コンピュータに、送信機中で実施例7に記載の方法を実行させる。
【００９３】
本発明の実施例は、さらに、コンピュータ可読プログラムを提供し、そのうち、受信機中で前記プログラムを実行する時に、前記プログラムは、コンピュータに、前記受信機中で実施例8又は実施例9に記載の方法を実行させる。
【００９４】
本発明の実施例は、さらに、コンピュータ可読プログラムを記憶した記憶媒体を提供し、そのうち、前記コンピュータ可読プログラムは、コンピュータに、受信機中で実施例8又は実施例9に記載の方法を実行させる。
【００９５】
また、本発明の実施例による装置及び方法は、ソフトウェアにより実現されても良く、ハードウェアにより実現されてもよく、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせにより実現されても良い。また、本発明は、このようなコンピュータ可読プログラムにも関し、即ち、前記プログラムは、ロジック部品により実行される時に、前記ロジック部品に、上述の装置又は構成要素を実現させることができ、又は、前記ロジック部品に、上述の方法又はそのステップを実現させることができる。さらに、本発明は、上述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、flashメモリなどにも関する。
【００９６】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されず、本発明の趣旨を離脱しない限り、本発明に対するあらゆる変更は本発明の技術的範囲に属する。
【図１】
0006794885.tif 000014
【図２】
0006794885.tif 000015
【図３】
0006794885.tif 000016
【図４】
0006794885.tif 000017
【図５】
0006794885.tif 000018
【図６】
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【図７】
0006794885.tif 000020
【図８】
0006794885.tif 000021
【図９】
0006794885.tif 000022
【図１０】
0006794885.tif 000023
【図１１】
0006794885.tif 000024
【図１２】
0006794885.tif 000025
【図１３】
0006794885.tif 000026
【図１４】
0006794885.tif 000027
【図１５】
0006794885.tif 000028
【図１６】
0006794885.tif 000029