(57)【要約】【課題】本発明は、信号処理装置、チャネル間隔検出装置、方法及びシステムを提供する。【解決手段】送信機に構成される信号処理装置は、送信信号にパイロット信号をロードするためのロードユニットであって、予め設定された信頼確率の下で、前記パイロット信号のパワーは、予め設定された周波数範囲内での全ての周波数点のパワー値よりも第一閾値大きい、ロードユニットを含む。【選択図】図１４
2017195599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信機に構成される信号処理装置であって、
送信信号にパイロット信号をロードするためのロードユニットであって、予め設定された信頼確率の下で、前記パイロット信号のパワーは、予め設定された周波数範囲内での全ての周波数点のパワー値よりも第一閾値大きい、ロードユニットを含む、装置。
【請求項２】
請求項1に記載の装置であって、さらに、
受信機のレスポンス、前記送信信号の分散（variance）、前記予め設定された周波数範囲、及び前記予め設定された信頼確率に基づいて、前記パイロット信号の参考パワーを確定し、前記パイロット信号の参考パワーと前記第一閾値との和を前記パイロット信号のパワーとするための確定ユニットを含む、装置。
【請求項３】
受信機に構成されるチャネル間隔検出装置であって、
受信信号を用いて、中間チャネルのパイロット周波数範囲及び隣接チャネルのパイロット周波数範囲を確定するための第一確定ユニット；
前記中間チャネルのパイロット周波数範囲に基づいて、前記中間チャネルのパイロット周波数オフセットを確定し、前記隣接チャネルのパイロット周波数範囲に基づいて、前記隣接チャネルのパイロット周波数オフセットを確定するための第二確定ユニット；及び
前記中間チャネルのパイロット周波数オフセット、前記隣接チャネルのパイロット周波数オフセット、及び送信端でロードされたパイロット信号の周波数に基づいて、前記中間チャネルと前記隣接チャネルとの間のチャネル間隔を確定するための第三確定ユニットを含む、装置。
【請求項４】
請求項3に記載の装置であって、
中間チャネルのパイロット周波数オフセットについて、前記第二確定ユニットは、前記中間チャネルのパイロット周波数範囲内で次の条件を満足する周波数点を見つけ、該条件は、該周波数点に対応するパワー値がその周囲の所定数量の周波数点の各々のパワー値よりも第一閾値大きいということであり、そして、前記周波数点に対応する周波数を前記中間チャネルのパイロット周波数オフセットとする、装置。
【請求項５】
請求項3に記載の装置であって、
隣接チャネルのパイロット周波数オフセットについて、前記第二確定ユニットは、前記隣接チャネルのパイロット周波数範囲内で次の条件を満足する周波数点を見つけ、該条件は、該周波数点に対応するパワー値がその周囲の所定数量の周波数点の各々のパワー値よりも第一閾値大きいということであり、そして、前記周波数点に対応する周波数を前記隣接チャネルのパイロット周波数オフセットとする、装置。
【請求項６】
請求項3に記載の装置であって、
予め設定された信頼確率の下で、前記パイロット信号のパワー値は、予め設定された周波数範囲内での全ての周波数点のパワー値よりも第一閾値大きい、装置。
【請求項７】
請求項3に記載の装置であって、
中間チャネルのパイロット周波数範囲について、前記第一確定ユニットは、レーザーにより指定された波長ドリフト範囲に基づいて、中間チャネルに対して周波数オフセット粗推定を行い、前記中間チャネルのパイロット周波数範囲を得る、装置。
【請求項８】
請求項3に記載の装置であって、
隣接チャネルのパイロット周波数範囲について、前記第一確定ユニットは、送信端の入力信号のバンド幅及びロールオフ係数に基づいて、成形フィルターを経た後の信号バンド幅を隣接チャネルの開始周波数として確定し、前記隣接チャネルの開始周波数から受信機バンド幅の最大値までの周波数範囲を隣接チャネルのパイロット周波数範囲とする、装置。
【請求項９】
請求項3に記載の装置であって、
隣接チャネルのパイロット周波数範囲について、前記第一確定ユニットは、受信信号のパワースペクトルに対して包絡抽出を行い、中間チャネルのパイロット周波数オフセットよりも大きい周波数範囲内での１番目の谷底位置に対応する周波数を隣接チャネルの開始周波数とし、前記隣接チャネルの開始周波数から受信機バンド幅の最大値までの周波数範囲を隣接チャネルのパイロット周波数範囲とする、装置。
【請求項１０】
送信機及び受信機を含む通信システムであって、
前記送信機は、送信信号にパイロット信号をロードするように構成され、予め設定された信頼確率の下で、前記パイロット信号のパワーは、予め設定された周波数範囲内の全ての周波数点のパワー値よりも第一閾値大きく、
前記受信機は、受信信号を用いて、中間チャネルのパイロット周波数範囲及び隣接チャネルのパイロット周波数範囲を確定し；前記中間チャネルのパイロット周波数範囲に基づいて、前記中間チャネルのパイロット周波数オフセットを確定し；前記隣接チャネルのパイロット周波数範囲に基づいて、前記隣接チャネルのパイロット周波数オフセットを確定し；前記中間チャネルのパイロット周波数オフセット、前記隣接チャネルのパイロット周波数オフセット、及び送信端でロードされたパイロット信号の周波数に基づいて、前記中間チャネルと前記隣接チャネルとの間のチャネル間隔を確定するように構成される、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、チャネル間隔検出装置、方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
WDM（Wavelength  Division  Multiplexing）光ファイバー通信システムでは、各サブキャリアのデータが若干個の互いに独立した光キャリアに変調される。理想的条件の下では、レーザーの波長が安定であり、各サブキャリアのチャネル間隔が固定不変である。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、共振空洞の劣化などの影響を受けるため、出力されたキャリアの波長は、一定の範囲内でドリフト（drift）することがある。このような波長の不確定な変化は、WDM光ファイバー通信システムに比較的大きな影響を与えることがあり、例えば、主に、1）各サブキャリアのチャネル間には、隣接チャネルクロストークが生じ；2）エッジチャネル信号には、より酷いディストーションがあるという２つの影響がある。
【０００３】
有効なチャネル間隔モニターリング方法は、レーザーの波長がドリフトする問題を解決する重要な手段である。チャネル間隔モニターリングを行うことをもとに、各レーザーの波長に対してフィードバック調節を行い、波長の大幅な変化を避け、これにより、チャネル間隔に対してのロック（locking）を実現することができる。各サブキャリアの安定なチャネル間隔は、隣接チャネルのクロストークを避けることができるだけでなく、周波数スペクトルのリソースをより有効に利用し、周波数スペクトルの利用率を増加させることもできる。
【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、チャネル間隔モニターリングは、WDM光ファイバー通信システムをさらに最適化し得る有効な手段であることを発見した。チャネル間隔モニターリングの実現過程では、余分なハードウェアオーバーヘッドの導入が望ましくないから、受信機中でデジタル信号処理に基づく波長モニターリングを行うスキームが重要視されている。
【０００５】
本発明の目的は、受信機端で行われた信号処理に基づいて、過大な複雑度を導入することなくサブキャリアチャネル間隔を得ることができる、信号処理装置、チャネル間隔検出装置、方法及びシステムを提供することにある。
【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、信号処理装置が提供され、該装置は、送信機に構成され、そのうち、前記装置は、
送信信号にパイロット信号をロードするためのロードユニットであって、予め設定された信頼レベルの下で、前記パイロット信号のパワーは、予め設定された周波数範囲内での全ての周波数点のパワー値よりも第一閾値大きいロードユニットを含む。
【０００７】
本発明の実施例の第二側面によれば、送信機が提供され、該送信機は、前述の第一側面に記載の装置を含む。
【０００８】
本発明の実施例の第三側面によれば、チャネル間隔検出装置が提供され、該装置は、受信機に構成され、そのうち、該装置は、
第一確定ユニットであって、受信信号を用いて中間チャネルのパイロット周波数範囲及び隣接チャネルのパイロット周波数範囲を確定するためのもの；
第二確定ユニットであって、前記中間チャネルのパイロット周波数範囲に基づいて前記中間チャネルのパイロット周波数オフセットを確定し、前記隣接チャネルのパイロット周波数範囲に基づいて前記隣接チャネルのパイロット周波数オフセットを確定するためのもの；及び
第三確定ユニットであって、前記中間チャネルのパイロット周波数オフセット、前記隣接チャネルのパイロット周波数オフセット、及び送信端でロードされたパイロット信号の周波数に基づいて、前記中間チャネルと前記隣接チャネルとの間のチャネル間隔を確定するためのものを含む。
【０００９】
本発明の実施例の第四側面によれば、受信機が提供され、該受信機は、前述の第三側面に記載の装置を含む。
【００１０】
本発明の実施例の第五側面によれば、通信システムが提供され、前記通信システムは、送信機及び受信機を含み、そのうち、
前記送信機は、送信信号にパイロット信号をロードし、且つ、予め設定された信頼レベルの下で、前記パイロット信号のパワーは、予め設定された周波数範囲内での全ての周波数点のパワー値よりも第一閾値大きいように構成され、
前記受信機は、受信信号を用いて中間チャネルのパイロット周波数範囲及び隣接チャネルのパイロット周波数範囲を確定し、前記中間チャネルのパイロット周波数範囲に基づいて前記中間チャネルのパイロット周波数オフセットを確定し、前記隣接チャネルのパイロット周波数範囲に基づいて前記隣接チャネルのパイロット周波数オフセットを確定し、前記中間チャネルのパイロット周波数オフセット、前記隣接チャネルのパイロット周波数オフセット、及び送信端でロードされたパイロット信号の周波数に基づいて、前記中間チャネルと前記隣接チャネルとの間のチャネル間隔を確定するように構成される。
【００１１】
本発明の実施例の第六側面によれば、信号処理方法が提供され、該方法は、送信機に用いられ、そのうち、該方法は、
送信信号にパイロット信号をロードすることであって、予め設定された信頼レベルの下で、前記パイロット信号のパワーは、予め設定された周波数範囲内での全ての周波数点のパワー値よりも第一閾値大きい、ことを含む。
【００１２】
本発明の実施例の第七側面によれば、チャネル間隔検出方法が提供され、該方法は、受信機に用いられ、そのうち、該方法は、
受信信号を用いて、中間チャネルのパイロット周波数範囲及び隣接チャネルのパイロット周波数範囲を確定し；
前記中間チャネルのパイロット周波数範囲に基づいて、前記中間チャネルのパイロット周波数オフセットを確定し、前記隣接チャネルのパイロット周波数範囲に基づいて、前記隣接チャネルのパイロット周波数オフセットを確定し；及び
前記中間チャネルのパイロット周波数オフセット、前記隣接チャネルのパイロット周波数オフセット、及び送信端でロードされたパイロット信号の周波数に基づいて、前記中間チャネルと前記隣接チャネルとの間のチャネル間隔を確定することを含む。
【００１３】
本発明の有益な効果は、本発明の実施例により、送信端で追加されたパイロット信号の特徴を用いて、受信端で、周波数領域での信号処理に基づく方法を採用してパイロット周波数オフセットを推定することにより、各チャネル間隔に対しての判断を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】パイロットに基づくチャネル間隔モニターリングの原理を示す図である。
【図２】実施例1の信号処理装置を示す図である。
【図３】送信信号にパイロット信号をロードする一実施方式を示す図である。
【図４】実施例2のチャネル間隔検出装置を示す図である。
【図５】受信信号の周波数スペクトルを示す図である。
【図６】受信信号のパワースペクトルを示す図である。
【図７】パワースペクトル包絡を示す図である。
【図８】実施例3の送信機を示す図である。
【図９】実施例3の送信機のシステム構成を示す図である。
【図１０】実施例4の受信機を示す図である。
【図１１】実施例4の受信機のシステム構成を示す図である。
【図１２】実施例5の通信システムを示す図である。
【図１３】実施例6の信号処理方法を示す図である。
【図１４】実施例7のチャネル間隔モニターリング方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
図1は、パイロットに基づくチャネル間隔モニターリングの原理図である。図1に示すように、陰影部分が示すのは、光受信機フィルターのレスポンスである。図1から分かるように、光受信機のバンド幅範囲内では、復調する必要のある中間チャネル以外に、同時に受信された左右部分の隣接チャネル情報も含まれ、この左右部分の隣接チャネル情報は、周波数スペクトル上で図1中の太い実線で示す範囲として表され、該範囲内では、隣接チャネルの周波数スペクトルが不完全であるため、両チャネル間の間隔を直接判断することができない。本実施例では、パイロット周波数の変化がチャネル間隔の変化を反映し得るという特徴を用いて、中間チャネルのパイロット及び隣接チャネルのパイロットの周波数オフセットをそれぞれ推定することにより、チャネル間の間隔を得る。
【００１７】
図1に示すように、送信端でロードされるパイロット周波数がfpであり、受信端での周波数領域での信号処理後に、中間チャネルのパイロットの周波数オフセットfEst1及び隣接チャネルのパイロットの周波数オフセットfEst2を推定することができるとすると、パイロット周波数オフセットと、隣接する両チャネルの間隔（spacing）との間の関係は、
【数１】
2017195599.tif 000003
（1）
のように表することができる。
【００１８】
式1から分かるように、中間チャネルのパイロット及び隣接チャネルのパイロットの周波数オフセットを推定することができれば、隣接する両チャネル間のチャネル間隔を計算することがでる。
【００１９】
以下の説明では、WDM光ファイバー通信システムを例としているが、本発明の実施例は、これに限定されない。言い換えると、本発明の実施例による方法は、チャネル間隔モニターリングを行う必要のある任意の通信システムに適用することもできる。
【実施例１】
【００２０】
本発明の実施例は、信号処理装置を提供し、該装置は、WDM光ファイバー通信システムの送信機に構成することができる。図2は、該装置の構成図であり、図2に示すように、該装置200は、ロードユニット201を含み、それは、送信信号にパイロット信号をロード（load）し、且つ、予め設定された信頼確率（confidence  probability）の下で、該パイロット信号のパワーは、予め設定された周波数範囲内の全ての周波数点のパワーよりも第一閾値大きい。
【００２１】
本実施例の一実施方式では、該パイロット信号のパワーは、確定ユニット202により確定されても良く、本実施方式では、該確定ユニット202は、受信機のレスポンス、該送信信号の分散（variance）、予め設定された周波数範囲、及び予め設定された信頼確率に基づいて、該パイロット信号の参考パワーを確定し、そして、該パイロット信号の参考パワーと上述の第一閾値との和を該パイロット信号のパワーとすることができる。
【００２２】
図3は、ロードユニット201が送信信号にパイロット信号をロードする一実施方式を示す図である。図3に示すように、該実施方式では、送信信号は、H偏波状態の入力データ及びV偏波状態の入力データを含み、そのうち、H偏波状態の入力データは、それぞれ、シンボルマッピング、パルス形成、パイロットシーケンス1のロード（追加）を経た後に、デジタルアナログ変換モジュール（図示せず）に送られ、同様に、V偏波状態の入力データも、シンボルマッピング、パルス形成、パイロットシーケンス2のロッドを経た後に、アナログデジタル変換モジュール（図示せず）に送られる。本実施方式では、該パイロットシーケンス1及び該パイロットシーケンス2は、同じ信号であっても良く、異なる信号であっても良い。
【００２３】
本実施方式では、ロードされるパイロット信号のパイロット類型が時間領域連続型パイロットであり、ロードユニット201が２つの偏波状態の入力データに異なるパイロット信号をロードするケースを例として説明する。
【００２４】
H偏波状態の入力データにロードされるパイロット信号は、
【数２】
2017195599.tif 000004
（2）
のように表することができる。
【００２５】
V偏波状態の入力データにロードされるパイロット信号は、
【数３】
2017195599.tif 000005
（3）
のように表することができる。
【００２６】
この２つの式では、Aは、パイロット信号のピーク電圧を表し、fpは、パイロット信号の周波数を表す。本実施方式では、H、Vの２つの偏波状態上でロードされるパイロット信号のピーク電圧が同じであり、このようにして、２つの偏波状態のパワーが同じであるように保証することができるため、特殊のパイロット信号が生じたことにより、システムの性能に影響することがない。
【００２７】
本実施方式では、パイロット信号の周波数について限定しないが、パイロット信号のパワーが一定の周波数範囲内で最大であることを要する。パイロット信号のパワー値がピーク電圧により決定されるため、本実施方式では、パイロット信号のピーク電圧の選択についてルールを与える。本実施方式では、確定ユニット202は、パイロット信号のパワースペクトル密度に対してモデル化を行い、そして、その統計的特性に基づいてパイロット信号のパワーを設定することができる。以下、詳細に説明する。
【００２８】
周波数範囲[f1  f2]内で、受信信号のパワースペクトル密度のジョイント累積分布関数は、
【数４】
2017195599.tif 000006
（4）
のように表すことができる。
【００２９】
そのうち、｜H(f｜は、システムのレスポンスであり、σ2は、送信信号の分散であり、Pは、それ相応の周波数点に対応するパワー値（単位は、dBである）である。よって、[f1  f2]中の各周波数点に対応する信号パワー値がすべてTよりも小さい確率は、
【数５】
2017195599.tif 000007
（5）
のように表することができる。
【００３０】
式5に基づいて、ある信頼確率pの下で対応するパワー値Tを得ることができ、即ち、周波数範囲[f1  f2]内の各周波数点に対応する信号パワー値がすべてTよりも小さい確率は、pである。
【００３１】
本実施方式では、パイロット信号のパワー値が周波数範囲[f1  f2]で最大であることを確保するために、保護用パワー値X（第一閾値）を導入する。該保護用パワー値の大小は、パイロット信号のパワー値を決定する。本実施方式では、確定ユニット202は、式4及び式5に基づいて該パイロット信号の参考パワーTを確定し、そして、T+Xを該パイロット信号のパワーとし、これにより、理論上でパイロットパワー値の大小を指導することができる。
【００３２】
本実施例では、上述のロードユニット201及び確定ユニット202以外に、該信号処理装置200は、他の信号処理ユニット、例えば、シンボルマッピングユニット、パルス形成フィルター、アナログデジタル変換器、変調器などをさらに含んでも良く、その具体的な実施方式は、送信機又は送信端の信号処理に関する従来技術を参照することができるため、ここではその詳しい説明を省略する。
【００３３】
本実施例の装置により、送信端で追加されたパイロット信号の特徴を用いて、受信端で、周波数領域での信号処理に基づく方法を採用して、パイロット周波数オフセットを推定し、これにより、各チャネル間隔に対しての判断を実現することができる。
【実施例２】
【００３４】
本発明の実施例は、チャネル間隔検出装置を提供し、該装置は、WDM光ファイバー通信システムの受信機に構成することができる。図4は、該装置の構成図であり、図4に示すうに、該装置400は、第一確定ユニット401、第二確定ユニット402及び第三確定ユニット403を含む。そのうち、第一確定ユニット401は、受信信号を用いて、中間チャネルのパイロット周波数範囲及び隣接チャネルのパイロット周波数範囲を確定し；第二確定ユニット402は、前記中間チャネルのパイロット周波数範囲に基づいて、前記中間チャネルのパイロット周波数オフセットを確定し、前記隣接チャネルのパイロット周波数範囲に基づいて、前記隣接チャネルのパイロット周波数オフセットを確定し；第三確定ユニット403は、前記中間チャネルのパイロット周波数オフセット、前記隣接チャネルのパイロット周波数オフセット、及び送信端でロードされたパイロット信号の周波数に基づいて、前記中間チャネルと前記隣接チャネルとの間のチャネル間隔を確定する。
【００３５】
本実施例の装置は、受信機が受信した受信信号を用いて、まず第一確定ユニット401により中央チャネルのパイロットの周波数範囲及び隣接チャネルのパイロットの周波数範囲をおおよそ確定し、そして、第二確定ユニット402により中央チャネルのパイロットの周波数オフセット及び隣接チャネルのパイロットの周波数オフセットを細かく推定し、これによって、第三確定ユニット403により該中央チャネルと該隣接チャネルとの間のチャネル間隔を確定する。よって、２段階の周波数オフセット推定方法を使用するため、チャネル間隔推定精度を向上させることができる。
【００３６】
本実施例では、該受信信号は、受信機が受信したものであり、それは、送信端で送信信号にロードされたパイロット信号を含む。なお、該パイロット信号の特徴については、実施例1と同様であり、その内容がここに合併され、ここでの詳しい説明が省略される。例えば、予め設定された信頼確率の下で、該パイロット信号のパワー値比は、予め設定された周波数範囲内での全ての周波数点のパワー値よりも第一閾値大きい。
【００３７】
図5は、受信信号の周波数スペクトルを示す図である。図5に示すように、パイロットに比べて言えば、信号のバンド幅はかなりワイド（wide）である。本実施例では、第二確定ユニット402（周波数オフセット精推定）は、周波数範囲内での各周波数点に対して全て判断を行う。しかし、信号バンド幅全体を直接取ると、周波数点の数がかなり多く、計算複雑度がかなり高くなるので、本実施例では、まず、第一確定ユニット401（周波数オフセット粗推定）によりパイロットの範囲をおおよそ確定する。
【００３８】
本実施例では、中間チャネルについて、該第一確定ユニット401は、レーザー指定の波長ドリフト範囲に基づいて、中間チャネルに対して周波数オフセット粗推定を行って、該中間チャネルのパイロット周波数範囲を得ることができる。
【００３９】
例えば、送信端でロードされたパイロット信号の周波数fpが16GHzであり、集積可調レーザーモジュールの波長ドリフト範囲が±1.25GHzであるとすると、これらのデータに基づいて、該第一確定ユニット401は、中間チャネルのパイロット周波数範囲が約[14.75GHz  17.75GHz]であるように直接推定することができる。
【００４０】
本実施例では、隣接チャネルについて、中央チャネルと隣接チャネルとの間のチャネル間隔が分からないので、隣接チャネルのパイロット周波数範囲を確定し難い。本実施方式では、該第一確定ユニット401は、隣接チャネルの範囲を隣接チャネルのパイロットの周波数範囲とし、隣接チャネルに対して周波数オフセット推定を行うことで、隣接チャネルのパイロット周波数範囲を確定することができる。
【００４１】
一実施方式では、該第一確定ユニット401は、送信端の入力信号のバンド幅及びロールオフ（roll-off）係数に基づいて、成形（shaping）フィルターを経た後の信号バンド幅を隣接チャネルの開始（start）周波数として確定し、そして、前記隣接チャネルの開始周波数から受信機バンド幅の最大値までの周波数範囲を隣接チャネルのパイロット周波数範囲とすることができる。
【００４２】
例えば、本実施方式では、図3に示すように、送信端のパルス形成フィルターは、ルート・レイズド・コサイン・フィルターを選択的に使用しても良く、ロールオフ係数は、αである。これにより、成形フィルターを通過した後の信号のバンド幅は、
【数６】
2017195599.tif 000008
（6）
のように計算することができる。
【００４３】
この式では、Bは、送信端の入力信号のバンド幅である。成形フィルターを経た後に、入力信号のバンド幅は、2×fcと拡張される。この場合、図5に示すように、該第一確定ユニット401は、fcを右側の隣接チャネルの開始周波数とし、受信機バンド幅範囲内でのfcよりも大きい部分を右側の隣接チャネルの周波数範囲とすることができる。同様に、図5に示すように、該第一確定ユニット401は、-fcを左側の隣接チャネルの開始周波数とし、受信機バンド幅範囲内での-fcよりも小さい部分を左側の隣接チャネルの周波数範囲とすることもできる。
【００４４】
他の実施方式では、該第一確定ユニット401は、受信信号のパワースペクトルに対して包絡抽出を行い、中間チャネルのパイロット周波数オフセットよりも大きい周波数範囲内での１番目の谷底位置に対応する周波数を隣接チャネルの開始周波数とし、前記隣接チャネルの開始周波数から受信機バンド幅の最大値までの周波数範囲を隣接チャネルのパイロット周波数範囲とすることもできる。
【００４５】
本実施方式では、中間チャネルのパイロット周波数オフセットfEst1が既に推定されているとする。該第一確定ユニット401は、fEst1よりも大きい範囲内で１番目の谷底位置を見つけ、それに対応する周波数を隣接チャネルの開始周波数とし、該開始周波数から受信機バンド幅の最大範囲までの周波数範囲を該隣接チャネルのパイロット周波数範囲とすることができる。本実施方式では、該方法の精度を保証するために、まず受信信号のパワースペクトルに対して包絡抽出を行っても良い。
【００４６】
図6は、受信信号のパワースペクトルを示す図である。図7は、図6に示す受信信号のパワースペクトルに対して包絡抽出を行った後に得られたパワースペクトルを示す図である。
【００４７】
図6に示すように、受信信号は、受信機から抽出されたサンプリングシーケンスであり、該パワースペクトルは、サブキャリアのチャネルの形状を反映することができるが、データ信号のランダム性のせいで、該パワースペクトルは、かなり大きい範囲内で波動することがある。本実施方式では、第一確定ユニット401が受信信号をセグメント分けて平均化を行うことにより、ランダムデータによる影響を除去することができる。例えば、まず、受信機から抽出されたサンプリングシーケンスをMセグメントに分割し、各セグメントにN点からなるサブシーケンスがあり、その後、各セグメントのサブシーケンスに対してそれぞれ高速フーリエ変換を行い、これにより、その周波数スペクトルを求め、その後、各セグメントの周波数スペクトルのモジュラー平方（modular  square）を、周波数領域でのパワースペクトルの形状を反映するように求め、最後に、Mセグメントのパワースペクトルを用いてその平均パワースペクトルを計算する。これにより、各セグメントのサブシーケンス上でのランダム情報は、平均化後に有効に抑制することができ、出力されたパワースペクトルは、図7に示すようである。このようにして、パワースペクトル包絡を抽出することができる。
【００４８】
本実施方式では、該第一確定ユニット401は、図7に示すパワースペクトルにおいて、fEst1よりも大きい周波数範囲内で１番目の谷底位置を見つけ、それに対応する周波数を隣接チャネルの開始周波数とし、例えば、図7に示すfoであり、その後、受信機バンド幅範囲内でのfoよりも大きい部分を右側の隣接チャネルのパイロットの周波数範囲とすることができる。また、左側の隣接チャネルについての処理方式は、右側の隣接チャネルに類似したので、ここではその詳しい説明を省略する。
【００４９】
なお、上述の２種類の隣接チャネルのパイロット周波数範囲確定方式は、例示に過ぎず、具体的な実施に当たっては、他のポリシー又は原則に従って該隣接チャネルのパイロット周波数範囲を確定しても良い。
【００５０】
本実施例では、第一確定ユニット401により、受信信号に対して周波数オフセット粗推定を行うことで、中間チャネル及び隣接チャネルの各自のパイロット周波数範囲を得たら、第二確定ユニット402により、上述の中間チャネル及び隣接チャネルの各自のパイロット周波数範囲内で周波数オフセット精推定を行うことで、該中間チャネル及び隣接チャネルの各自のパイロットの具体的な周波数を得ることができる。
【００５１】
本実施例では、中間チャネルのパイロット周波数オフセットについて、該第二確定ユニット402は、上述の中間チャネルのパイロット周波数範囲内で次のような条件を満足する１つの周波数点を見つけ、即ち、該周波数点に対応するパワー値がその周囲の所定数量の周波数点の各々のパワー値よりも第一閾値大きいという条件であり、そして、該周波数点に対応する周波数を中間チャネルのパイロット周波数オフセットとすることができる。
【００５２】
本実施例では、隣接チャネルのパイロット周波数オフセットについて、該第二確定ユニット402は、上述の隣接チャネルのパイロット周波数範囲内で次のような条件を満足する１つの周波数点を見つけ、即ち、該周波数点に対応するパワー値がその周囲の所定数量の周波数点の各々のパワー値よりも第一閾値大きいという条件であり、そして、該周波数点に対応する周波数を隣接チャネルのパイロット周波数オフセットとすることができる。
【００５３】
本実施例では、送信端で送信信号に特定の性質を有するパイロット（実施例1に記載のようであるので、ここではその詳しい説明を省略する）をロードしているため、図6に示している受信信号のパワースペクトルから分かるように、パイロット周波数点の近傍で、パイロットのパワー値は、最大である。このような現象に基づいて、本実施例では、該第二確定ユニット402は、パイロット周波数範囲内での各周波数点に対してそれぞれ判断を行うことができ、即ち、該周波数点に対応するパワー値が、その周囲のK個の周波数点の各々のパワー値よりもX（保護用パワー値）大きいかを判断することができ、「はい」の場合、該周波数点の周波数を、推定されるパイロット周波数オフセットとする。そのうち、Kは、前述の予め設定された周波数範囲[f1  f2]中の周波数点の数量である。
【００５４】
第二確定ユニット402により、中間チャネルパイロットの周波数オフセットfEst1及び隣接チャネルパイロットの周波数オフセットfEst2を推定することができ、これにより、第三確定ユニット403は、前述の式1に基づいて、中間チャネルと隣接チャネルとの間のチャネル間隔を推定することができる。
【００５５】
本実施例の装置により、送信端で追加されたパイロット信号の特徴を用いて、受信端で、周波数領域での信号処理に基づく方法を採用して、パイロット周波数オフセットを推定することにより、各チャネル間隔に対しての判断を実現することができる。
【実施例３】
【００５６】
本発明の実施例は、送信機を提供する。図8は、該送信機を示す図である。図8に示すように、該送信機800は、実施例1に記載の信号処理装置を含む。なお、実施例1において既に該信号処理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、ここでは、その詳しい説明を省略する。
【００５７】
図9は、該送信機のシステム構成図である。図9に示すように、該送信機900は、信号生成器901、信号設定ユニット902、デジタルアナログ変換ユニット903、及び変調器904を含む。
【００５８】
信号生成器901は、送信データに基づいてデジタル信号を生成し；信号設定ユニット902は、信号生成器901が生成したデジタル信号に対してそれ相応の設定を行い；デジタルアナログ変換ユニット903は、該デジタル信号に対してデジタルアナログ変換を行い；変調器904は、該デジタルアナログ変換ユニット903の変換後の信号を変調信号として変調を行う。
【００５９】
本実施例では、実施例1に記載の信号処理装置200の機能は、信号生成器901に統合することができある。なお、該信号処理装置200について実施例1において既に詳細に説明したので、その内容をここに合併し、ここではその詳しい説明を省略する。
【００６０】
なお、図9に示す該送信機のシステムの構成は、例示に過ぎず、具体的な実施に当たっては、ニーズに応じて部品を増減することも可能である。
【００６１】
本実施例の送信機により、送信端で追加されたパイロット信号の特徴を用いて、受信端で、周波数領域での信号処理に基づく方法を採用して、パイロット周波数オフセットを推定し、これにより、各チャネル間隔に対しての判断を行うことができる。
【実施例４】
【００６２】
本発明の実施例は、受信機を提供する。図10は、該受信機を示す図である。図10に示すように、該受信機1000は、実施例2に記載のチャネル間隔検出装置を含む。なお、実施例2において該チャネル間隔検出装置400について既に詳細に説明したため、その内容をここに合併し、ここではその詳細な説明を省略する。
【００６３】
図11は、本発明の実施例の受信機のシステム構成図である。図11に示すように、受信機1200は、次のようなものを含む。
【００６４】
フロントエンド：その作用は、入力された光信号を２つの偏波状態上のベースバンド信号に変換するのであり、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。
【００６５】
図11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1110、光混合器（Optical  90deg  hybrid）1101、光電検出器（O/E）1102、1104、1106、1108、アナログデジタル変換器（ADC）1103、1105、1107、1109、分散（dispersion）補償器1111、イコライザー1112及びチャネル間隔検出装置1113を含む。そのうち、チャネル間隔検出装置1113の構造及び機能は、実施例2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1110は、ローカル光源を提供し、光信号は、光混合器（Optical  90deg  hybrid）1101、光電検出器（O/E）1102、104、アナログデジタル変換器（ADC）1103、1105を経て、１つの偏波状態上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）1101、光電検出器（O/E）1106、108、アナログデジタル変換器（ADC）1107、1109を経て、もう１つの偏波状態上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ので、ここではその詳細な説明を省略する。
【００６６】
また、周波数オフセット及び相位ノイズがOSNRの推定に影響を与える場合、受信機1100には、周波数オフセット補償器及び相位ノイズ補償器（図示せず）が含まれても良い。
【００６７】
本実施例の受信機により、送信端で追加されたパイロット信号の特徴を用いて、受信端で、周波数領域での信号処理に基づく方法を採用して、パイロット周波数オフセットを推定し、これにより、対各チャネル間隔に対しての判断を実現することができる。
【実施例５】
【００６８】
本発明の実施例は、通信システムを提供する。図12は、本実施例の通信システムの構造図である。図12に示すように、通信システム1200は、送信機1201、伝送リンク1202及び受信機1203を含む。そのうち、送信機1201の構造及び機能は、実施例3と同じであり、受信機1203の構造及び機能は、実施例4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1202は、従来の伝送リンクの構造及び機能を有しても良いので、本発明の実施例は、伝送リンクの構造及び機能について限定しない。
【００６９】
本実施例の通信システムにより、送信端で追加されたパイロット信号の特徴を用いて、受信端で、周波数領域での信号処理に基づく方法を採用して、パイロット周波数オフセットを推定し、これにより、各チャネル間隔に対しての判断を実現することができる。
【実施例６】
【００７０】
本発明の実施例は、信号処理方法を提供する。該方法は、通信システムの送信機に用いられる。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、その具体的な実施は、実施例1の装置の実施を参照することができ、ここでは、内容が同じ記載が省略される。
【００７１】
図13は、本実施例の信号処理方法を示す図である。図13に示すように、該方法は、次のようなステップを含む。
【００７２】
ステップ1301：送信信号にパイロット信号をロードし、予め設定された信頼確率の下で、前記パイロット信号のパワーは、予め設定された周波数範囲内での全ての周波数点のパワー値よりも第一閾値大きい。
【００７３】
本実施例では、該方法は、さらに次のようなステップを含んでも良い。
【００７４】
ステップ1300：受信機のレスポンス、前記送信信号の分散、予め設定された周波数範囲、及び予め設定された信頼確率に基づいて、前記パイロット信号の参考パワーを確定し、前記パイロット信号の参考パワーと前記第一閾値との和を前記パイロット信号のパワーとする。
【００７５】
本実施例では、該パイロット信号のパワーについて実施例1において既に詳細に説明しているため、その内容をここに合併し、ここではその詳しい説明を省略する。
【００７６】
本実施例の方法により、送信端で追加されたパイロット信号の特徴を用いて、受信端で、周波数領域での信号処理に基づく方法を採用して、パイロット周波数オフセットを推定し、これにより、各チャネル間隔に対しての判断を実現することができる。
【実施例７】
【００７７】
本発明の実施例は、チャネル間隔検出方法を提供する。該方法は、通信システムの受信機に用いられる。該方法が問題を解決する原理は、実施例2の装置に類似したので、その具体的な実施は、実施例2の装置の実施を参照することができ、ここでは、内容が同じ記載が省略される。
【００７８】
図14は、本実施例のチャネル間隔検出方法を示す図である。図14に示すように、該方法は、次のようなステップを含む。
【００７９】
ステップ1401：受信端信号を用いて、中間チャネルのパイロット周波数範囲及び隣接チャネルのパイロット周波数範囲を確定し；
ステップ1402：前記中間チャネルのパイロット周波数範囲に基づいて、前記中間チャネルのパイロット周波数オフセットを確定し、前記隣接チャネルのパイロット周波数範囲に基づいて、前記隣接チャネルのパイロット周波数オフセットを確定し；
ステップ1403：前記中間チャネルのパイロット周波数オフセット、前記隣接チャネルのパイロット周波数オフセット、及び送信端でロードされたパイロット信号の周波数に基づいて、前記中間チャネルと前記隣接チャネルとの間のチャネル間隔を確定する。
【００８０】
本実施例では、予め設定された信頼確率の下で、該パイロット信号のパワー値比は、予め設定された周波数範囲内での全ての周波数点のパワー値よりも第一閾値大きい。なお、該パイロット信号のパワーについて実施例1中で既に詳細に説明したため、その内容をここに合併し、ここではその詳しい説明を省略する。
【００８１】
ステップ1401では、中間チャネルのパイロット周波数範囲について、レーザー指定の波長ドリフト範囲に基づいて中間チャネルに対して周波数オフセット粗推定を行い、前記中間チャネルのパイロット周波数範囲を得ることができる。また、隣接チャネルのパイロット周波数範囲について、まず送信端の入力信号のバンド幅及びロールオフ係数に基づいて、成形フィルターを経た後の信号バンド幅を隣接チャネルの開始周波数として確定し；そして、前記隣接チャネルの開始周波数から受信機バンド幅の最大値までの周波数範囲を隣接チャネルのパイロット周波数範囲とし、又は、まず受信端の信号のパワースペクトルに対して包絡抽出を行い、中間チャネルのパイロット周波数オフセットよりも大きい周波数範囲内での１番目の谷底位置に対応する周波数を隣接チャネルの開始周波数とし；その後、前記隣接チャネルの開始周波数から受信機バンド幅の最大値までの周波数範囲を隣接チャネルのパイロット周波数範囲とすることができる。
【００８２】
ステップ1402では、中間チャネルのパイロット周波数オフセットについて、前記中間チャネルのパイロット周波数範囲内で次のような条件を満足する１つの周波数点を見つけ、即ち、該周波数点に対応するパワー値がその周囲の所定数量の周波数点の各々のパワー値よりも第一閾値大きいという条件であり；そして、前記周波数点に対応する周波数を前記中間チャネルのパイロット周波数オフセットとすることができる。また、隣接チャネルのパイロット周波数オフセットについて、前記隣接チャネルのパイロット周波数範囲内で次のような条件を満足する１つの周波数点を見つけ、即ち、該周波数点に対応するパワー値がその周囲の所定数量の各々の周波数点のパワー値よりも第一閾値大きいという条件であり；そして、前記周波数点に対応する周波数を前記隣接チャネルのパイロット周波数オフセットとすることができる。
【００８３】
本実施例の方法により、送信端で追加されたパイロット信号の特徴を用いて、受信端で、周波数領域での信号処理に基づく方法を採用して、パイロット周波数オフセットを推定し、これにより、各チャネル間隔に対しての判断を実現することができる。
【００８４】
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6に記載の方法を実行させる。
【００８５】
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6に記載の方法を実行させる。
【００８６】
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7に記載の方法を実行させる。
【００８７】
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7に記載の方法を実行させる。
【００８８】
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、ハードェアにより実現されてもよく、ハード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。
【００８９】
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】
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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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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