(57)【要約】  実施形態は、装置、方法、およびコンピュータプログラムを提供する。装置（１０）は、ＸｐｏｌＭの影響を受けた光信号の受信シンボルから、送信シンボルの推定値を決定するように動作可能である。装置（１０）は、光信号からの２つ以上の後続の受信シンボルを受信シンボルのグループへグループ化し、受信シンボルのグループと送信シンボルの仮説とに基づいて光チャネルを推定するように動作可能である。装置（１０）は、受信シンボルのグループと、チャネル推定値と、仮説との組合せに対する信頼性尺度を決定するようにさらに動作可能であり、装置（１０）は、送信シンボルの複数の仮説に対する信頼性尺度に基づいて送信シンボルの推定値を決定するようにさらに動作可能である。
2016502299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＸｐｏｌＭの影響を受けた光信号の受信シンボルから送信シンボルの推定値を決定するように動作可能である装置（１０）であって、光信号からの２つ以上の後続の受信シンボルを受信シンボルのグループにグループ化し、受信シンボルのグループと送信シンボルの仮説とに基づいて光チャネルを推定するように動作可能であり、受信シンボルのグループと、チャネル推定値と、仮説との組合せに対する信頼性尺度を決定するようにさらに動作可能であり、送信シンボルの複数の仮説に対する信頼性尺度に基づいて、送信シンボルの推定値を決定するようにさらに動作可能である、装置（１０）。
【請求項２】
送信シンボルの送信が反復的なシンボル区間に構成され、２つの送信シンボルが光信号の異なる偏光を用いてシンボル区間毎に送信され、装置（１０）が、シンボル区間毎に２つの受信シンボルを受信し、２つ以上のシンボル区間の受信シンボルを、受信シンボルのグループにグループ化するように動作可能である、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項３】
グループ内の全ての受信シンボルに対して共同の光チャネルを推定するように動作可能である、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項４】
信頼性尺度が、受信シンボルと、光チャネルの推定値および送信シンボルの仮説の組合せとの差に基づく、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項５】
信頼性尺度が、受信シンボルと、推定された受信シンボルとの差の２乗に対応し、推定された受信シンボルが、送信シンボルの仮説とチャネル推定値との積に対応する、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項６】
送信シンボルの異なる仮説と、異なるチャネル推定値とに基づいて、異なる信頼性尺度にわたって反復を行い、最大信頼度の信頼性尺度を生じる送信シンボルの仮説に基づいて、送信シンボルの推定値を決定するように動作可能である、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項７】
受信シンボルの所与のグループにおいて、送信シンボルの全ての候補仮説にわたって反復を行うように動作可能である、請求項６に記載の装置（１０）。
【請求項８】
異なる仮説に対して、光チャネルの異なる推定値を決定するように動作可能である、請求項７に記載の装置（１０）。
【請求項９】
第１のシンボル区間の全ての候補仮説に対する、最大信頼度を示す第１のシンボル区間の仮説に基づいて以後の推定を行うための、異なる信頼性尺度を決定するようにさらに動作可能である、請求項２に記載の装置（１０）。
【請求項１０】
受信シンボルのグループにおける後続のシンボル区間の全ての候補仮説に対する、最大信頼度を示す各シンボル区間の仮説に基づいて以後の推定を行うための、異なる信頼性尺度を反復して決定するようにさらに動作可能である、請求項９に記載の装置（１０）。
【請求項１１】
光チャネルのコヒーレンス時間より短い期間に対応するシンボル区間からの受信シンボルを、受信シンボルのグループにグループ化するように動作可能である、請求項２に記載の装置（１０）。
【請求項１２】
光受信信号が、パルス幅変調バイナリ位相シフトキーイング信号である、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項１３】
光受信信号を受信し、光受信信号を電気受信信号に変換し、電気受信信号から受信シンボルを決定するようにさらに動作可能である、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項１４】
ＸｐｏｌＭの影響を受けた光信号の受信シンボルから送信シンボルの推定値を決定するための方法であって、
光信号からの２つ以上の後続の受信シンボルを受信シンボルのグループにグループ化すること（２２）と、
受信シンボルのグループと送信シンボルの仮説とに基づいて光チャネルを推定すること（２４）と、
受信シンボルのグループと、チャネル推定値と、仮説との組合せに対する信頼性尺度を決定すること（２６）と、
送信シンボルの複数の仮説に対する信頼性尺度に基づいて、送信シンボルの推定値を決定すること（２８）と
を含む、方法。
【請求項１５】
コンピュータプログラムがコンピュータまたはプロセッサ上で実行されるとき、請求項１４の方法を実施するためのプログラムコードを有する、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、データ送信および受信に関し、より具体的には、しかし排他的にではなく、光受信器におけるデータ推定およびデータ検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の通信システムは、通常は、バックボーン部と、アクセス部とを備える。たとえば、無線通信ネットワークは、無線アクセスを確立し制御する無線ネットワークアクセス（ＲＡＮ：Ｒａｄｉｏ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ａｃｃｅｓｓ）部と、他のネットワークおよび無線通信ネットワークの他のユーザが接続されるコアネットワーク（ＣＮ：Ｃｏｒｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を備え得る。パケットデータまたはパケット交換通信ネットワークの他の例には、ワールドワイドウェブ（ＷＷＷ）のサーバーおよびルーター間に確立される通信ネットワークがある。データ需要の着実な増加とともに、インターフェースおよびネットワークは増加した負荷を扱うよう改善される。ネットワークの有線接続に対して、ファイバを用いた光データ送信が、そのようなインターフェース間のリンク容量を高めるために用いられる。
【０００３】
光データ送信、無線、有線または電力線通信を用いたシステムのような通信システムにおいて、デジタルデータ値は光送信信号を用いて送信され得る。光送信信号は、光搬送波信号の位相および／または振幅を変調することで生成される。たとえば、光信号の搬送波周波数は、送信されるデータ値に応じて、および、各位相シフトキーイング（ＰＳＫ）変調または直交振幅変調（ＱＡＭ）手法のコンステレーション図に従って変更される。有名な例には、バイナリ位相シフトキーイング（ＢＰＳＫ）、クワドラチャ位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ）、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなどがある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ａ．Ｇｈａｚｉｓａｅｉｄｉら、「Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  Ｄｅｃｉｓｉｏｎ−Ａｉｄｅｄ  Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ  Ｃｒｏｓｓ−Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ」、ＥＣＯＣ２０１２
【非特許文献２】Ｗｅｉｙｕ  ＸＵら、「ＯＮ  ＥＸＡＣＴ  ＭＡＸＩＭＵＭ−ＬＩＫＥＬＩＨＯＯＤ  ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ  ＦＯＲ  ＮＯＮ−ＣＯＨＥＲＥＮＴ  ＭＩＭＯ  ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＳＹＳＴＥＭＳ：Ａ  ＢＲＡＮＣＨ−ＥＳＴＩＭＡＴＥ−ＢＯＵＮＤ  ＯＰＴＩＭＩＺＡＴＩＯＮ  ＦＲＡＭＥＷＯＲＫ」、ＩＳＩＴ２００８、２０１７−２０２１ページ
【非特許文献３】Ｌｅｉ  Ｌｉら、「Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ  Ｃａｎｃｅｌｌｅｒ  ｆｏｒ  Ｄｕａｌ−Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｔ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒｓ」、ＯＦＣ２０１０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さらに、従来の概念は、データ送信に偏光多重化を用いることがあり、つまり、異なる偏光が、異なる送信シンボルを同時に送信するために用いられることがある。光ファイバは光信号を送信するために用いられる。非線形効果は、光通信システムの性能に制限を課すことがある。特に、偏光分割多重化（ＰＤＭ：Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を用いたシステムは、交差偏光変調（ＸＰｏｌＭ：ｃｒｏｓｓ−Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）により制限されることがある。この効果は、送信信号のパワーが非線形閾値に近いとき、たとえば、特に、非零分散シフトファイバ（ＮＺ−ＤＳＦ：Ｎｏｎ−Ｚｅｒｏ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｓｈｉｆｔｅｄ  Ｆｉｂｅｒ）に基づく既存の海底ケーブル上でＰＤＭ−ＢＰＳＫ変調を用いるときに、顕著になり得る。したがって、信号対雑音比（ＳＮＲ）およびＱファクタは、大きな変動を受けることがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
データ受信またはデータ検出が、ブラインドチャネル推定および平均２乗誤差または最尤検出に基づき得ることが見出された。さらに、特にＸＰｏｌＭが光通信に用いられるとき、ブラインドチャネル推定は送信シンボルの仮説に基づき得、信頼性尺度は、受信シンボルと、チャネル推定値と、送信シンボルの仮説との組合せにより決定され得る。信頼性尺度は、前記組合せ、特に仮説およびそれに基づくチャネル推定値が、真値に対応する確率を表し得る。
【０００７】
実施形態は、交差偏光変調（ＸＰｏｌＭ）の影響を受けた光信号の受信シンボルから送信シンボルの推定値を決定するように動作可能である装置を提供する。たとえば、光信号はＸＰｏｌＭにより劣化し得る。異なって変調された偏光間のクロストークは、光チャネル内に導かれ得る。言い換えれば、光信号は、偏光多重化に用いられた偏光チャネルからのクロストーク干渉を含み得る。実施形態では、装置は、光信号の受信器に含まれ（ｃｏｍｐｒｉｓｅｄ）または含まれ（ｉｎｃｌｕｄｅｄ）てもよく、受信器または装置は、光／電気変換器、波長分散量推定および／または補償、定包絡線基準アルゴリズムを適用するための定包絡線エンティティ、搬送波周波数および位相推定、復号器、検出器、１つまたは複数のフィルタ、などのような、さらなるまたは付加的な構成要素を備え得る。これらの構成要素の全ては、１つまたは複数の一致するモジュール、デバイス、ユニットを用いて実装され得る。
【０００８】
装置は、光信号からの２つ以上の後続の受信シンボルを受信シンボルのグループにグループ化し、受信シンボルのグループおよび送信シンボルの仮説に基づいて光チャネルを推定するように動作可能である。言い換えれば、装置は、複数の受信シンボルを、チャネルが共通に推定された受信シンボルのグループまたはブロックにグループ化するための手段を備え得る。つまり、装置は、受信シンボルのグループ毎にチャネルを推定するための手段を備え得る。したがって、グループ化するための手段および推定するための手段は、互いに結合できる。装置は、受信シンボルのグループと、チャネル推定値と、仮説との組合せに対する信頼性尺度を決定するようにさらに動作可能である。よって、一部の実施形態では、信頼性尺度は、尤度比、対数尤度比、平均２乗誤差などとして選ばれ得る。ゆえに、装置は、信頼性尺度を決定するための手段を備え得る。決定するための手段は、上記の手段と結合され得る。
【０００９】
さらに、装置は、送信シンボルの複数の仮説に対する信頼性尺度に基づいて、送信シンボルの推定値を決定するように動作可能である。言い換えれば、装置は、少なくとも２つの信頼性尺度が決定される送信シンボルの異なる組合せに対する少なくとも２つの異なる仮説を決定するように動作可能である、送信シンボルの推定値を決定するためのさらなる手段を備える。送信シンボルの推定は、受信シンボルと、チャネル推定値と、仮説との最も信頼性の高い組合せから、送信シンボルを選択することに基づいて、決定され得る。決定するためのさらなる手段は、上記の手段に結合され得る。
【００１０】
本明細書で記載される手段は、上記の手段の各機能またはタスクを実行するように動作可能である、１つまたは複数の一致するデバイス、ユニット、またはモジュールを用いて実装され得る。一部の実施形態では、手段は、コンピュータプログラム、および、１つまたは複数のデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、多目的プロセッサなどのような、前記コンピュータプログラムを実行するように動作可能である１つまたは複数のハードウェア構成要素として実装できる。
【００１１】
実施形態では、送信シンボルの送信は、反復的なシンボル区間に構成され得る。そのようなシンボル区間は、スロット、フレーム、送信区間などとも呼ばれ得る。２つの送信シンボルは、水平偏光および垂直偏光のような、光信号の異なる偏光を用いて、シンボル区間毎に送信され得る。装置は、シンボル区間毎に、２つの受信シンボルを受信するように動作可能であり得る。つまり、装置は、前記受信シンボルを受信するための手段を備える。受信するための手段は、光／電気変換器、フィルタ、増幅器、ミキサー、上記の構成要素の１つなどのような、典型的な受信器構成要素を備える受信器として実装され得る。よって、装置は、光受信信号を受信し、光受信信号を電気受信信号に変換し、電気受信信号から受信シンボルを決定するように動作可能であり得る。
【００１２】
装置およびグループ化するための手段はそれぞれ、２つ以上のシンボル区間の受信シンボルを、受信シンボルのグループにグループ化するように動作可能であり得る。言い換えれば、異なる偏光から受信され得る、シンボル区間毎の２つの受信シンボルが存在し得る。装置および推定するための手段はそれぞれ、グループ内の全ての受信シンボルに対して合同で光チャネルを推定するように動作可能であり得る。また、チャネルは、グループ内のシンボルに対する共通チャネルであると考えられ得る。
【００１３】
言い換えれば、装置および／またはグループ化するための手段は、光チャネルのコヒーレンス時間より短い期間に対応するシンボル区間からの受信シンボルを、受信シンボルのグループにグループ化するように動作可能であり得る。つまり、受信シンボルのグループは、チャネルが著しく変化しないために十分短い時間間隔からの受信シンボルを備える。よって、チャネルが一定であるという仮定は、受信シンボルのグループ毎に適用できる。
【００１４】
実施形態は、受信器側でＸｐｏｌＭを軽減するための概念を用い得る。それは、２ステップの手法に基づき得る。第一に、ＸＰｏｌＭ問題を緩和し得、第二に、合同のブラインドチャネル推定およびデータ検出概念により、緩和された問題を解決し得る。実施形態の合同のチャネル推定およびデータ検出は、一般化最尤理論に基づき得る。実施形態は、シンボルのブロック上で動作する受信系列を処理し得る。ブロック毎に、まず、緩和されたＸｐｏｌＭ問題により特定の形式が与えられる、未知のチャネル行列に対して最適化が行われ得、そして、全ての候補送信ブロックの組にわたる最小距離が計算され得る。つまり、信頼性尺度は、受信シンボルと、光チャネルの推定値および送信シンボルの仮説の組合せとの、差または偏差に基づき得る。簡単に言えば、推定された受信シンボルは、仮説およびチャネル推定に基づいて決定され得る。推定された受信シンボルと実際の受信シンボルとの差は、信頼性尺度の基礎となり得、たとえば、差の大きさまたは２乗が評価され得る。よって、一部の実施形態では、信頼性尺度は、受信シンボルと推定された受信シンボルとの間の差の２乗または偏差に対応し、推定された受信シンボルは、送信シンボルの仮説とチャネル推定値の積に対応する。
【００１５】
さらなる実施形態では、装置は、送信シンボルの異なる仮説および異なるチャネル推定値に基づいて、異なる信頼性尺度にわたって反復を行うように動作可能であり得る。また、装置は、たとえば上記のような実際の受信シンボルからの偏差が最も低いような、最大信頼度の信頼性尺度を生じる送信シンボルの仮説に基づいて、送信シンボルの推定値を決定し得る。一部の実施形態では、装置は、受信シンボルの所与のグループにおける送信シンボルの全ての候補仮説にわたって反復を行うように動作可能であり得る。言い換えれば、一部の実施形態では、グループに対する送信シンボルの全ての組合せを通して、全検索が実行され得る。また、装置は、異なる仮説に対して光チャネルの異なる推定値を決定するように動作可能であり得る。装置はさらに、適切に信頼性尺度を決定し、最後に、上記のような異なる信頼性尺度に基づいて送信シンボルを推定し得る。
【００１６】
全探索または反復は計算が大変複雑なので、一部の他の実施形態では、装置は検索を絞り込み得る。たとえば、装置は、第１のシンボル区間に対する全ての候補仮説に対して異なる信頼性尺度を決定するように動作可能であり得る。受信シンボルのグループは、上述の複数の後続のシンボル区間を表し得る。装置は、まず、その区間から第１のシンボルのみを検討し得、最大信頼度を示す第１のシンボル区間に対する仮説に基づいて以後の推定を行い得る。つまり、低い信頼度を示すシンボルは以後検討されないことがあり、これにより後続の組合せの枝を除去し得る。別の視点から、装置は、第１のシンボルを異なる組合せに対する根とみなすよう動作可能であり得、まず、前記根に対して信頼性尺度を検討し得、そして、以後の検索または反復から１つまたは複数の根を除去し得る。
【００１７】
さらなる実施形態では、装置は、受信シンボルのグループにおける後続のシンボル区間の全ての候補仮説に対する、最大信頼度を示す各シンボル区間の仮説に基づいて以後の推定を行うための、異なる信頼性尺度を反復して決定するように動作可能であり得る。言い換えれば、装置は、さらに、計算的に実行可能となるように、特定の副枝を以後除外して検索の範囲を絞り込むように動作可能であり得る。たとえば、光受信信号は、パルス幅変調バイナリ位相シフトキーイングの信号であり得る。よって、送信シンボルのシンボルアルファベットは２つの可能性を備え、その２つは異なる偏光で多重化されて一度に送信される。結局、これにより、シンボル区間毎に４つの組合せとなり得る。明らかに、検索の範囲は、受信シンボルのグループのサイズ、および／または、グループが表す期間、および用いられる変調の次数に依存する。
【００１８】
実施形態は、ＸｐｏｌＭの影響を受けた光信号の受信シンボルから送信シンボルの推定値を決定するための方法をさらに提供する。方法は、光信号からの２つ以上の後続の受信シンボルを、受信シンボルのグループにグループ化することを含む。方法は、受信シンボルのグループと送信シンボルの仮説とに基づいて光チャネルを推定することと、受信シンボルのグループと、チャネル推定値と、仮説との組合せに対する信頼性尺度を決定することとをさらに含む。方法は、送信シンボルの複数の仮説に対する信頼性尺度に基づいて、送信シンボルの推定値を決定することをさらに含む。
【００１９】
さらに、実施形態は、コンピュータプログラムがコンピュータまたはプロセッサ上で実行されるとき、上記の方法の１つを実施するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラムを提供する。
【００２０】
実施形態は、既存のデータ推定器と比べた効率が改善され得るという利点をもたらすことができる。さらに、実施形態は、以下でブロック長Ｐとも呼ばれる、グループの受信シンボルの数に依存する複雑さに関して拡張性のある概念を提供し得る。実施形態は、送信リソースが参照信号のために用いられる必要がないように、ブラインドチャネル推定の概念が有効化され得るという利点をさらにもたらすことができ、これにより、光送信システムの効率がさらにいっそう高まり得る。
【００２１】
一部の他の特徴または態様を、装置および／または方法および／またはコンピュータプログラムの以下の非限定的な実施形態を用いて、単に一例として、添付の図面を参照して説明することにする。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】送信シンボルの推定値を決定するように動作可能である装置の実施形態の図である。
【図２】実施形態を備える受信器のブロック図である。
【図３】方法の実施形態のブロック図である。
【図４】決定補助ＸＰｏｌＭアルゴリズムの図である。
【図５】ブラインドＸＰｏｌＭアルゴリズムのブロック図である。
【図６】ビットエネルギー対雑音密度比に対するビット誤り率のシミュレーション結果の図である。
【図７】方法の実施形態のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、様々な実施形態を、添付の図面を参照して、より詳細に説明することにする。図面において、線の太さ、層の厚さ、および／または領域の厚さは、明瞭さのため誇張され得る。
【００２４】
したがって、実施形態は様々な修正および代替形式が可能であるが、その実施形態は図面に例として示されており、本明細書で詳細に説明されるだろう。しかしながら、実施形態を開示された特定の形式に限定する意図はないが、反対に、実施形態が、本発明の範囲に含まれる全ての修正、均等物、および代替物を網羅することは理解されたい。図面の説明全体にわたって、同様の番号は、同様または類似の要素を参照する。
【００２５】
ある要素が他の要素に「接続される（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」または「結合される（ｃｏｕｐｌｅｄ）」と表されるとき、それは他の要素に直接的に接続または結合され得るか、または、介在する要素が存在し得ることは理解されよう。一方、ある要素が他の要素に「直接接続される（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」または「直接結合される（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ）」と表記されるとき、介在する要素は存在しない。要素間の関係を説明するために用いられる他の語は、同様に解釈されたい（たとえば、「間に（ｂｅｔｗｅｅｎ）」と「直接間に（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｂｅｔｗｅｅｎ）」、「隣接する（ａｄｊａｃｅｎｔ）」と「直接隣接する（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ａｄｊａｃｅｎｔ）」など）。
【００２６】
本明細書で用いられる専門用語は、特定の実施形態を説明する目的のためのものにすぎず、例示の実施形態を限定する意図はない。本明細書で用いられているように、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈が明確に別途指示していなければ、複数形も含むよう意図される。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」および／または「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語は、本明細書で用いられるとき、述べられた特性、整数、ステップ、操作、要素、および／または構成要素の存在を示すが、１つまたは複数の他の特性、整数、ステップ、操作、要素、構成要素、および／またはそれらの組の存在または追加を排さないことはさらに理解されよう。
【００２７】
別途定義されていなければ、本明細書で用いられる全ての用語（技術用語および科学用語を含む）は、実施形態が属する当技術の一般の当業者により通常理解されるのと同じ意味を有する。一般に使用される辞書で定義されているような用語は、関連技術の文脈における意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本明細書で明確に定義されていなければ、理想化されたまたは過度に形式的な意味に解釈されないことはさらに理解されよう。
【００２８】
以下の記述では、一部の構成要素は、同じ参照符号を有して複数の図面に表示されるであろうが、複数回詳細に説明されない場合がある。また、構成要素の詳細な説明は、その構成要素に、その全ての出現に対して適用され得る。
【００２９】
以下の図面では、任意の構成要素は破線で示される。図１に、ＸｐｏｌＭの影響を受けた光信号の受信シンボルから送信シンボルの推定値を決定するように動作可能である装置１０の実施形態を示す。装置１０は、光信号からの２つ以上の後続の受信シンボルを、受信シンボルのグループへグループ化するように動作可能である。一部の実施形態では、これは、図１で任意であると示されるグループ化するための手段１２を用いて実現することができる。装置１０は、受信シンボルのグループに基づいて、光チャネルを推定するようさらに動作可能である。一部の実施形態では、これは、チャネル推定器１４を用いて実現することができる。その上、装置は、送信シンボルの仮説をさらに決定するように動作可能であり、これは、一部の実施形態において仮説決定器１６を用いて実現され得る。さらに、装置１０は、受信シンボルのグループと、チャネル推定値と、仮説との組合せに対する信頼性尺度を決定するように動作可能である。これは、一部の実施形態では、信頼性尺度決定器１８を用いて実現できる。装置１０は、送信シンボルの複数の仮説に対する信頼性尺度に基づいて、送信シンボルの推定値を決定するようにさらに動作可能である。
【００３０】
図２に、装置１０の実施形態を有する受信器構造１００を示す。受信器構造は、光信号と、局部発信器（ＬＯ：Ｌｏｃａｌ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）からの信号とを受信するフロントエンド１０２を備える。フロントエンド１０２は、光信号を電気信号に変換し、各信号を送信バンドからベースバンドへダウンミックスする。信号は、ベースバンドにおいて複素数値サンプルに変換されてもよい。そして、フロントエンド１０２は、波長量分散推定１０４（ＣＤＥ）および補償へと続く。その後、定包絡線基準アルゴリズム１０６（ＣＭＡ）が、等化に関するブラインドデコンボリューションを行うために適用される。図２において、信号処理連鎖の下部の枝は、前記枝のシンボルを、Ｎシンボル、シンボル時間、または区間だけ、それぞれ遅延させる遅延（Ｄ：Ｄｅｌａｙ）ユニット１０８を備える。そして、残りの２つの枝は、搬送波周波数推定１１０（ＣＦＥ）へ、続いて、２つの分離した搬送波位相推定（ＣＰＥ）ブロック１１２および１１４へ、入力される。そして、この結果は、異なる偏光に対する受信シンボルとして、装置１０へ入力される。そして、装置１０により決定された送信シンボルの推定値は、検出器１２０に検出される前に、２つの差動復号器１１６および１１８に提供される。
【００３１】
実施形態は、信号処理により受信器１００側でＸｐｏｌＭ効果を軽減し得る。標準的なコヒーレント受信器１００では、実施形態は、図２に示されたようなＣＦＥ／ＣＰＥブロック１１０、１１２、１１４の後方に配置されてもよい。他の実施形態では、図２に示された構成要素の１つまたは複数は、装置１０に含まれてもよい。言い換えれば、装置１０は、光受信信号を受信し、光受信信号を電気受信信号に変換し、電気受信信号から受信シンボルを決定するように動作可能であり得る。
【００３２】
以下、実施形態の詳細を提供することにする。まず、システムレベルＸｐｏｌＭが、
ＮＲｘ：受信偏光／モード数、すなわち、シングルモードファイバ（ＳＭＦ）ファイバではＮＲｘ＝２、
ＮＴｘ：送信偏光／モード数、すなわち、ＳＭＦファイバではＮＴｘ＝２、
Ｈ：ＸｐｏｌＭの多チャネル構成要素をキャプチャする（ＮＲｘ行ＮＴｘ列の）ＸｐｏｌＭチャネル伝達行列、
ｘ：（ＮＴｘ行１列の）送信シンボルベクトル、
ｙ：（ＮＲｘ行１列の）受信シンボルベクトル、
ｎ：自然放出光雑音（ＡＳＥ：Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）をモデル化する（ＮＲｘ行１列の）加法性白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ：Ａｄｄｉｔｉｖｅ  Ｗｈｉｔｅ  Ｇａｕｓｓｉａｎ  Ｎｏｉｓｅ）ベクトル、
を用いて記述され得ると仮定する。
【００３３】
ゆえに、送信シンボルの送信は、反復的なシンボル区間に構成され、２つの送信シンボルが、光信号の異なる偏光を用いてシンボル区間毎に送信される。装置１０は、シンボル区間毎に２つの受信シンボルを受信し、２つ以上のシンボル区間の受信シンボルを、受信シンボルのグループにグループ化するように動作可能である。
【００３４】
シンボルレートでサンプリングされた、時刻ｋの受信シンボルは、各離散時間インデックスｋに対して、
【００３５】
【数１】
2016502299.tif 000003
と表すことができる。このモデルは、全ての線形効果は完全に補償され、他のチャネル間およびチャネル内非線形障害は無視されると仮定することに注意されたい。αｋの振る舞いのより詳細は、Ａ．Ｇｈａｚｉｓａｅｉｄｉら、「Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  Ｄｅｃｉｓｉｏｎ−Ａｉｄｅｄ  Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ  Ｃｒｏｓｓ−Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ」、ＥＣＯＣ２０１２で見つけることができる。装置１０は、Ｐ個の後続のシンボル区間からの受信シンボルを備えると仮定される、グループ内の全ての受信シンボルｙに合同で光チャネルＨを推定するように動作可能である。装置１０は、光チャネルのコヒーレンス時間より短い期間に対応するシンボル区間からの受信シンボルを、受信シンボルのグループにグループ化するように動作可能である。ＸＰｏｌＭ処理の典型的なコヒーレンス時間は、１０から２０シンボルの間にある。
【００３６】
以下の実施形態では、チャネルＨがＰシンボルの時間にわたって準静的であると仮定すると、（１）の問題は緩和される。これは、Ｐがコヒーレンス時間と比べて比較的小さいとき、正当化される。そして、（１）の問題は、
Ｙ＝Ｈ’Ｘ＋Ｎ  （２）
と再定式化され得、ここで、Ｙは、Ｐ個のシンボルを積み重ねた、受信シンボルのグループとも呼ばれる、受信シンボル行列、つまり、Ｙ＝［ｙｋ  ｙｋ＋ｉ  ．．．  ｙｋ＋Ｐ−１］であり、ＸはΝＴｘ行Ｐ列の送信シンボル行列であり、ＮはＮＲｘ行Ｐ列の雑音行列であり、Ｈ’はＮＲｘ行ΝＴｘ列の緩和されたチャネル行列である。Ｈ’は受信器側では未知であり、以下説明される実施形態の第２のステップにおいてブラインドで推定されることになることに注意されたい。
【００３７】
以下、実施形態のＸＰｏｌＭ軽減アルゴリズムを説明することにする。この第２のステップでは、合同のチャネル推定およびデータ検出が行われる。これらの仮定の下での最適解は、
【００３８】
【数２】
2016502299.tif 000004
で表現される一般化最尤により与えられる。まずＨ’について最小化し、次にＸについて最小化することで、順次解くことができる。さらにいくつかの表記が導入される必要がある。任意の行列Ａに対して：Α（ｉ）はＡの最初のｉ列を表し、ａｉはＡのｉ列を表し、たとえば、Ａ＝［ａ１  ａ２  ．．．  ａＰ］およびＡ（２）＝［ａ１  ａ２］であり、ａｉ，ｊは行列Ａの（ｉ，ｊ）要素を表す。長さＰの任意の所与の送信行列Ｘに対するチャネル推定値は、
【００３９】
【数３】
2016502299.tif 000005
と表され得る。
【００４０】
明らかに、ブルートフォース検索は、Ｐ≧４および高次の変調（たとえば１６ＱＡＭ）に対しては、ほぼ管理できない。しかしながら、ＧＭＬ問題を分岐−推定−限定（ｂｒａｎｃｈ−ｅｓｔｉｍａｔｅ−ｂｏｕｎｄ）フレームワークで解くためにいくらかの前進が近年なされ、および提案され、Ｗｅｉｙｕ  ＸＵら、「ＯＮ  ＥＸＡＣＴ  ＭＡＸＩＭＵＭ−ＬＩＫＥＬＩＨＯＯＤ  ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ  ＦＯＲ  ＮＯＮ−ＣＯＨＥＲＥＮＴ  ＭＩＭＯ  ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＳＹＳＴＥＭＳ：Ａ  ＢＲＡＮＣＨ−ＥＳＴＩＭＡＴＥ−ＢＯＵＮＤ  ＯＰＴＩＭＩＺＡＴＩＯＮ  ＦＲＡＭＥＷＯＲＫ」、ＩＳＩＴ２００８、２０１７−２０２１ページを参照されたい。
【００４１】
以下の実施形態は、分岐−推定−限定（ｂｒａｎｃｈ−ｅｓｔｉｍａｔｅ−ｂｏｕｎｄ）フレームワークを考慮し、部分メトリックを用いる。時間インデックスｉまでのこれらの部分メトリックは、
【００４２】
【数４】
2016502299.tif 000006
と記載され得、ここで、Ｈ’は、ＰをＸ（ｉ）の長さｉ≦Ｐで置き換えた（４）により算出される。
【００４３】
Ｒを最適距離とする。任意の部分メトリックＭ（ｉ）が最適距離Ｒより大きい場合、大局的な最適解は、本実施形態における信頼性尺度である部分メトリックＭ（ｉ）に関連する候補系列Ｘ（ｉ）であるはずがないことは証明できる。言い換えれば、この実施形態では、信頼性尺度Ｍ（ｉ）は、受信シンボルＹ（ｉ）と、光チャネルＨの推定値Ｈ’および送信シンボルの仮説Ｘ（ｉ）の組合せＨ’Ｘ（ｉ）との差に基づく。特に、信頼性尺度Ｍ（ｉ）は、受信シンボルＹ（ｉ）および推定受信シンボルＨ’Ｘ（ｉ）の間の差の２乗｜｜Ｙ（ｉ）−Ｈ’Ｘ（ｉ）｜｜２に対応し、推定受信シンボルＨ’Ｘ（ｉ）は、送信シンボルの仮説Ｘ（ｉ）およびチャネル推定値Ｈ’の積に対応する。
【００４４】
一部の実施形態では、任意の部分メトリックＭ（ｉ）が最適距離Ｒより大きい場合、部分的な候補解は、（子孫と共に）最適解の検索から除去され得、というのは、大局的な最適解は部分メトリックＭ（ｉ）に関連する候補系列Ｘ（ｉ）であるはずがないからである。全探索の複雑さは、これにより著しく削減され得る。
【００４５】
言い換えれば、装置１０は、送信シンボルＸの異なる仮説および異なるチャネル推定値Ｈ’に基づいて、異なる信頼性尺度にわたって反復を行うように動作可能であり得る。上式（４）より、チャネル推定値は仮説に依存することに注意されたい。よって、装置１０は、異なる仮説に対して光チャネルの異なる推定値を決定するように動作可能であり得る。装置１０は、最大信頼度の信頼性尺度を生じる送信シンボルの仮説に基づいて、送信シンボルの推定値を決定するようにさらに動作可能であり、本実施形態では、最大信頼度は、最適距離に対応し得るまたは最適距離に最も近くなり得る、最小部分メトリックＭ（ｉ）に対応し得る。一部の実施形態では、装置１０は、受信シンボルの所与のグループにおいて、送信シンボルの全ての候補仮説にわたって反復を行うように動作可能であり得る。他の実施形態では、検索は、特定のシンボルの部分メトリックまたは信頼性尺度に基づいて限定され得る。
【００４６】
一部の実施形態では、装置１０は、第１のシンボル区間の全ての候補仮説に対する、最大信頼度を示す第１のシンボル区間の仮説に基づいて以後の推定を行うための、異なる信頼性尺度を決定するようにさらに動作可能である。言い換えると、装置１０は、最適距離より大きい特定の部分メトリックを決定した後に、特定の組合せを除外してもよい。主に、これは、処理の任意の段階で行われてよい。しかしながら、少なくとも一部の実施形態では、検索から除外できる組合せの数は、どれだけ早く特定の組合せを除外できるかに依存し得る。言い換えれば、そのような除外を早く決定できるほど、複雑さがより大きく減少する。
【００４７】
そして、装置１０は、受信シンボルのグループにおける後続のシンボル区間の全ての候補仮説に対する、最大信頼度を示す各シンボル区間の仮説に基づいて以後の推定を行うための、異なる信頼性尺度を反復して決定するように動作可能であり得る。
【００４８】
以下では、実施形態に対して、初期半径の選択を説明することにする。初期半径は、自由度２ＮＲｘ・Ｐのカイ２乗分布である、ＡＷＧＮ雑音（１／σ２）・｜｜Ν｜｜２の統計に依存する。良い初期半径は、候補部分系列が十分に高い確率Ｐｒ（｜｜Ｎ｜｜２≦Ｒ２）＝ｘ％で発見されるようなものであり、ここでｘは、たとえば、５０、７５、９０、９５、９９などと定義され得る。初期半径で点または組合せが発見されなかった場合、ＸｐｏｌＭ軽減アルゴリズムは、解を探索するために半径を増加させる。初期半径としてのＲ２＝２・ＮＲｘ・Ｐ・σ２はよい妥協案である。しかしながら、初期半径の選択が何であっても、アルゴリズムは常に収束し得るが、大きすぎるＲは、最適解を発見するのにより多くの時間を要することは言及する価値がある。
【００４９】
以下では、実施形態に対して候補の実装を説明することにする。ＸＰｏｌＭ軽減アルゴリズムの候補の実装を、図３のフローチャートに示す。図３に、送信シンボルの推定値を決定するための方法の実施形態のブロック図を示す。図３がブロック４００に示すように、その方法への入力値は、受信シンボルＹ、ブロックまたはグループサイズＰ、初期半径Ｒ、コンステレーションΨである。コンステレーションΨは、ΝＴｘ個の送信器偏光／モードからの送信シンボルのコンステレーション点の異なる組合せを表す集合Ψ＝｛Ψ１，Ψ２，．．．，Ψ｜Ψ｜｝であり、｜Ψ｜はこの集合の濃度を表す。たとえば、ＰＤＭ−ＢＰＳＫシステムでは、この集合Ψは
【００５０】
【数５】
2016502299.tif 000007
であり、ここで、
【００５１】
【数６】
2016502299.tif 000008
は２つの偏光上で送信されたシンボルであり、｜Ψ｜＝２ΝＴｘΜであり、ここでＭはビット数／シンボルである。ゆえに、本実施形態では、光受信信号は、パルス幅変調バイナリ位相シフトキーイング信号である。
【００５２】
本実施形態では、インデックスを表す２つの主な変数、すなわち、アルゴリズムの深さレベルを表す変数ｋ∈［１，Ｐ］と、インデックスｋに依存し、Ｘのｋ列に対するｉ番目の試験候補Ψｉ、すなわち仮説を表す変数ｉ（ｋ）∈［１，｜Ψ｜］が存在することに注意されたい。図３のステップ４０２では、アルゴリズムの初期化が実行され、すなわち、ｋ＝１、各インデックスｉ（ｋ）∈［１，｜Ψ｜］に対して、ｘｋ＝Ψｉ（ｋ）とする。さらに、推定されたチャネルは上式（４）により計算され、メトリックＭ（ｋ）はｘｋおよび式（５）により計算される。これらのメトリックは、リストに格納され、昇順で整列され得る。出力インデックスが、変数リストに格納され得る。
【００５３】
図４のステップ４０４において、ｋ＝１、ｉ（ｋ）＝１、ｘｋ＝Ψｌｉｓｔ（ｉ（ｋ））で反復が開始する。反復は、それらと共に、整列されたリストからの最小メトリックを生じる仮説で開始され得ることに注意されたい。ステップ４０６では、推定チャネルは、式（４）に従って計算され、メトリックＭ（ｋ）は、式（５）およびステップ４０４からのｘｋにより計算される。ステップ４０８では、メトリックＭ（ｋ）とＲ２との比較が実行される。Ｍ（ｋ）≦Ｒ２のとき、ステップ４１０では、ｋ＝Ｐか否か、つまり、２Ｐ個の受信シンボルのグループにわたる全ての仮説が既に検討されたか否かが確認される。もしそうでなければ、つまりｋ＜Ｐであれば、ステップ４１２において、ｋ＝ｋ＋１、ｉ（ｋ）＝１、ｘｋ＝Ψｌｉｓｔ（ｉ（ｋ））とする。そして次の反復ループが、対応して増加したｋを用いて、ステップ４０６から開始する。
【００５４】
比較ステップ４０８において、Ｍ（ｋ）＞Ｒ２、したがって、部分メトリックが最適値より大きいと分かったとき、ステップ４１４において、１≦ｊ≦ｋ、すなわち、検討済みの受信シンボルのグループにおける位置内に、ｉ（ｊ）＜｜Ψ｜、すなわち、仮説に対するシンボルアルファベットの上限に達しない、整数ｊが存在するかどうかが判定される。次にステップ４１６において、そのような整数ｊが存在するか確認される。存在する場合、ステップ４１８において、ｋ＝ｊ、ｉ（ｋ）＝ｉ（ｋ）＋１、Ｘｋ＝Ψｌｉｓｔ（ｉ（ｋ））、つまり、次の仮説が、ステップ４０６にて新しい反復ループを開始して、検討される。
【００５５】
言い換えれば、図３の左手側に示されたループ（ステップ４０６、４０８、４１０、４１２、４０６へ戻る）は、時間インデックスｋにわたって反復され、ブロック内の全ての位置が検討されることを確認する。特定の位置でＭ（ｋ）≦Ｒ２であることが分かった場合、図３右手側のループ（ステップ４０８、４１４、４１６、４１８、４０６、４０８へ戻る）は、全ての候補仮説がその位置で検討されたことを保証する。ステップ４１０で、ｋ＝Ｐに達し、つまり、ブロック内の全ての位置が検討され、各位置でＭ（ｋ）≦Ｒ２が見つかった場合、現在の解は、ステップ４２０にて、Ｘｏｐｔ＝［ｘ１，ｘ２，．．．，ｘｐ］として格納され、距離はＲ２＝Ｍ（ｋ）として更新される。そこから、アルゴリズムはステップ４１４へ続き、つまり、確認すべき他の組合せが入手できるか否か、すなわち、他の一致する整数ｊが見つかり得るか否かが確認される。後続のステップ４１６において、そのような整数ｊが見つけられなかった、つまり、全ての組合せがこの時点までに検討されたと分かった場合、ステップ４２２で、解がともかく見つかったかどうかが検証される。解が格納された場合（ステップ４２０参照）、解Ｘｏｐｔはステップ４２４で出力される。ステップ４２２で解が見つからなかった場合、距離Ｒはステップ４２６にて増加され、というのは、ステップ４０８で全てのメトリックＭ（ｋ）が条件を満たし、ステップ４１０に一度も到達しないほどＲが小さく設定されているときに、これが起こり得るためである。ステップ４２６でＲを増加させることにより、ステップ４０８でＭ（ｋ）≦Ｒ２を最終的に満たすことになる値にＲが到達するであろうことが保証される。
【００５６】
実施形態の収束を加速するために、順序付けステップが導入され得る。これにより、第１レベル（つまり、ｋ＝１のとき）において最小部分メトリックを有する見込みのある候補で、アルゴリズムが開始することが保証される。直感的には、第１レベルでの小さな部分メトリックは、第Ｐレベル（つまりｋ＝Ｐのとき）にて２乗半径距離Ｒ２内に存在する尤度がより高いことが予想され得る。よって、それは現在の解として格納され得、新しい距離Ｒ２が（必要であれば）減少されるであろう。この順序付けステップは、図３のＬｉｓｔと呼ばれるインデックスつきの順序集合を利用する。言うまでもなく、順序付けステップがスキップされる場合、Ｌｉｓｔは、１から｜Ψ｜までの昇順のインデックスのリストにすぎない。
【００５７】
以下のシミュレーションでは、結果を、上記の実施形態と２つの他の手法とを比較して提示することにする。以下の受信器側の信号処理に基づく技術が、比較のため考慮される。Ｌｅｉ  Ｌｉら、「Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ  Ｃａｎｃｅｌｌｅｒ  ｆｏｒ  Ｄｕａｌ−Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｔ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒｓ」、ＯＦＣ２０１０により紹介された、決定補助ＸＰｏｌＭアルゴリズムを図４に示すが、これは、処理が受信シンボル系列の硬判定に基づくので、性能改善が低い。図４に示された手法は、閾値決定と、前記決定に基づく平均化クロストーク補償とを利用する。それゆえ、非線形偏光クロストークキャンセラ（ＮＰＣＣ：Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ  Ｃａｎｃｅｌｌｅｒ）と呼ばれる。
【００５８】
第２の手法はブラインドＸＰｏｌＭアルゴリズムであり、ジョーンズ空間からストークス空間へおよびジョーンズ空間へ戻る変換を用いて、ストークス空間において共分散行列平均化と線形回帰軸フィッティングとを利用する。主なブロック図は図５に示される。その概念は、図４に示された第１の手法に比べてより大きな性能改善をもたらす。しかしながら、品質尺度としてのＱ２ファクタは、図６に示されたように制限されたままである。
【００５９】
図６に、ビットエネルギーＥｂ対雑音密度Ｎ０比に対するビット誤り率（ＢＥＲ）を用いたシミュレーション結果を示す。例示の目的のため、数値シミュレーションが、Ａ．Ｇｈａｚｉｓａｅｉｄｉら内にも示される半解析的モデルを用いて行われた。シミュレーションされた例では、ＸＰｏｌＭ強度は、実験設定では典型的な値である０．０６に設定された。図６のプロットは：
・補償なしの場合、つまり、ＸＰｏｌＭが受信器側で後補償されない場合、
・ＸｐｏｌＭを軽減するために決定補助アルゴリズムが受信器側で適用された、Ｌｅｉ  Ｌｉらによる第１の手法、
・ＸｐｏｌＭを軽減するためにベル研究所からのブラインドＸｐｏｌＥアルゴリズムがＲＸ側で適用された、Ｐ．Ｓｅｒｅｎａらによる第２の手法、
・Ｐ＝２、３、または４の様々な値に対する、発明のＧＭＬに基づくアルゴリズム、
を表す異なるカーブを示す。
【００６０】
図６から、Ｐ＝２での本提案発明の性能が、以前に紹介されたブラインドＸＰｏｌＥアルゴリズム（第２の手法参照）に大変近いことがわかる。しかしながら、Ｐの値が増加すると、性能もまた改善する。Ｐ＝３（各々Ｐ＝４）では、最良の既存の解決方法に対する差が、ＢＥＲ１０−３において、約０．７ｄＢ（各々１ｄＢ）である。さらなる実施形態では、アルゴリズムを有効化（無効化）するよう閾値が実装され得る。言い換えれば、一部の実施形態では、距離Ｒに対する特定の閾値に到達するとすぐに、反復が終了され得る。
【００６１】
一部の実施形態は、ＸＰｏｌＭ強度を推定し得る。ＸｐｏｌＭの分散は、受信器側で、監視および推定され得る。また、（運用保守（ＯＡＭ：Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）などで設定可能な）閾値が実装され得、監視されるＸｐｏｌＭ強度が定義された閾値を越えた場合、一部の実施形態は、主要なＸｐｏｌＭ軽減アルゴリズムを有効化し得、そうでなければ、それは無効化されたままである。
【００６２】
加えて、ＸＰｏｌＭ強度が比較的低い場合、一部の実施形態において軽減アルゴリズムの性能を最適化するために、パラメータβが導入され得る。βは、一部の実施形態においてブラインドチャネル推定ステップ中に用いられ得るスケーリングファクタであり、ここで、（４）のαの値がオフセットされ得、つまり、α（ｎｅｗ）＝α／βである。一部の実施形態では、それは、モンテカルロシミュレーションにより最適化され得、ブロック長ＰおよびＸｐｏｌＭ強度の関数であり得る。実施形態の一部の実際の実装では、βの最適値は、パラメータの組（Ｐ、ＸｐｏｌＭ強度）に対してオフラインで計算され得、ルックアップテーブルに格納され得る。
【００６３】
図７に、ＸｐｏｌＭの影響を受けた光信号の受信シンボルから送信シンボルの推定値を決定するための方法の実施形態のブロック図を示す。方法は、光信号からの２つ以上の後続の受信シンボルを、受信シンボルのグループにグループ化するステップ２２を含む。方法は、受信シンボルのグループと送信シンボルの仮説とに基づいて光チャネルを推定するさらなるステップ２４を含む。方法は、受信シンボルのグループと、チャネル推定値と、仮説との組合せに対する信頼性尺度を決定するステップ２６と、送信シンボルの複数の仮説に対する信頼性尺度に基づいて送信シンボルの推定値を決定するステップ２８とをさらに含む。
【００６４】
実施形態は、既存の解決方法と比べたデコード効率が増加し得るという利点を提供し得る。さらに、実施形態は、ブロック長Ｐに応じた複雑さに関するスケーラビリティを提供し得る。実施形態は、変調フォーマットと独立であり、および、ブラインドチャネル推定を有効化でき得るというさらなる利点をもたらすことができる。実施形態は、典型的なＸＰｏｌＭ強度およびＢＥＲ目標に対してコヒーレント受信器において、約０．５から１ｄＢの改善をもたらすことができ、これにより、システムがＸＰｏｌＭ効果に対してより回復力を持つことが可能になる。
【００６５】
さらなる実施形態は、コンピュータプログラムがコンピュータまたはプロセッサ上で実行されるとき、上記の方法の１つを実施するためのプログラムコードを有する、コンピュータプログラムを提供する。
【００６６】
様々な上記の方法のステップが、プログラムされたコンピュータにより実施され得ることを当業者は容易に理解するだろう。本明細書では、一部の実施形態は、機械可読またはコンピュータ可読であり、機械実行可能またはコンピュータ実行可能な命令プログラムを符号化するデジタルデータ記憶媒体などのプログラム記憶デバイスを含むことも意図され、前記命令は前記上述の方法のステップの一部または全てを実行する。プログラム記憶デバイスは、たとえば、デジタルメモリ、磁気ディスクおよび磁気テープなどの磁気記憶媒体、ハードドライブ、または光学的可読なデジタルデータ記憶媒体であってよい。実施形態は、上述の方法の前記ステップを実行するようプログラムされたコンピュータ、または、上述の方法の前記ステップを実行するようプログラムされた（フィールド）プログラマブルロジックアレイ（（Ｆ）ＰＬＡ）または（フィールド）プログラマブルゲートアレイ（（Ｆ）ＰＧＡ）を含むことも意図されている。
【００６７】
説明および図面は、単に、本発明の原理を例示するにすぎない。したがって、本明細書では明示的に説明したり示したりしないが、本発明の原理を具現化し、その趣旨および範囲に含まれる様々な配置を当業者が考案できるであろうことは理解されよう。さらに、本明細書で列挙された全ての実施例は、主に、本発明の原理および本発明者（ら）により当技術の促進へ捧げられた概念を理解する際に読者を補助する教育上の目的のためだけのものであるよう明らかに意図され、そのような具体的に列挙された例や条件に限定されないよう解釈されたい。その上、本発明の原理、態様、および実施形態、ならびにその特定の実施例を列挙した本明細書の全ての記述は、それらの均等物を含むものとする。
【００６８】
（特定の機能を実行する）「．．．のための手段」と表される機能ブロックは、それぞれ、特定の機能を実行するために（ｆｏｒ  ｐｅｒｆｏｒｍｉｎｇ）または実行するように（ｔｏ  ｐｅｒｆｏｒｍ）適合された回路を備える機能ブロックと理解されよう。ゆえに、「何かのための手段」は、「何かに適合されているまたは適している手段」と理解されてもよい。よって、特定の機能を実行するために適合されている手段は、そのような手段が前記機能を（所与の時刻に）必ず実行していることを暗示しない。
【００６９】
「手段」、「グループ化するための手段」、「推定するための手段」、「決定するための手段」などと表記されたあらゆる機能ブロックを含む、図面に示された様々な要素の機能は、「グループ化器」、「推定器」、「決定器」などのような専用のハードウェア、および、適切なソフトウェアと関連してソフトウェアを実行可能なハードウェアを用いて、提供され得る。その上、「手段」、「のための手段」と本明細書で記載される任意の実体は、「１つまたは複数のモジュール」、「１つまたは複数のデバイス」、「１つまたは複数のユニット」などに対応し得る、または、それらとして実装され得る。機能は、プロセッサにより提供されるとき、単一の専用プロセッサにより、単一の共有プロセッサにより、または、一部が共有され得る複数の個別プロセッサにより、提供され得る。その上、「プロセッサ」または「コントローラ」という用語の明示的な使用は、ソフトウェアを実行可能なハードウェアを排他的に参照するよう解釈されるべきではく、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）ハードウェア、ネットワークプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、ソフトウェアを記憶するための読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、および不揮発ストレージを非限定的に暗黙に含み得る。従来の、および／または、カスタムの、他のハードウェアもまた含み得る。同様に、図面に示されたあらゆるスイッチは、概念的なものにすぎない。それらの機能は、プログラムロジックの動作を通して、専用ロジックを通して、プログラム制御と専用ロジックとの相互作用を通して、または手動でも実行され得、特定の技術は、文脈からより具体的に理解されるように、実装者により選択可能である。
【００７０】
本明細書の任意のブロック図が、本発明の原理を具現化する例示の回路の概念図を表すことは、当業者に理解されよう。同様に、任意のフローチャート、流れ図、状態遷移図、疑似コードなどは、コンピュータ可読媒体内に実質的に表され、したがって、コンピュータまたはプロセッサにより、そのようなコンピュータまたはプロセッサが明示的に図示されようとなかろうと、実行され得る様々な処理を表すことは理解されよう。
【図１】
2016502299.tif 000009
【図２】
2016502299.tif 000010
【図３】
2016502299.tif 000011
【図４】
2016502299.tif 000012
【図５】
2016502299.tif 000013
【図６】
2016502299.tif 000014
【図７】
2016502299.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成27年6月4日(2015.6.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交差偏光変調（ＸｐｏｌＭ：ｃｒｏｓｓ−ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）の影響を受けた光信号の受信シンボルから送信シンボルの推定値を決定するように動作可能である装置（１０）であって、
光信号からの２つ以上の後続の受信シンボルを受信シンボルのグループにグループ化するように動作可能であるグループ化モジュールと、
受信シンボルのグループと送信シンボルの仮説とに基づいて光チャネルを推定するように動作可能である推定モジュールと、
受信シンボルのグループと、チャネル推定値と、仮説との組合せに対する信頼性尺度を決定するように動作可能であり、送信シンボルの複数の仮説に対する信頼性尺度に基づいて、送信シンボルの推定値を決定するようにさらに動作可能である決定モジュールと
を備える、装置（１０）。
【請求項２】
送信シンボルの送信が反復的なシンボル区間に構成され、２つの送信シンボルが光信号の異なる偏光を用いてシンボル区間毎に送信され、装置（１０）が、シンボル区間毎に２つの受信シンボルを受信し、２つ以上のシンボル区間の受信シンボルを、受信シンボルのグループにグループ化するように動作可能である、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項３】
グループ内の全ての受信シンボルに対して共同の光チャネルを推定するように動作可能である、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項４】
信頼性尺度が、受信シンボルと、光チャネルの推定値および送信シンボルの仮説の組合せとの差に基づく、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項５】
信頼性尺度が、受信シンボルと、推定された受信シンボルとの差の２乗に対応し、推定された受信シンボルが、送信シンボルの仮説とチャネル推定値との積に対応する、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項６】
送信シンボルの異なる仮説と、異なるチャネル推定値とに基づいて、異なる信頼性尺度にわたって反復を行い、最大信頼度の信頼性尺度を生じる送信シンボルの仮説に基づいて、送信シンボルの推定値を決定するように動作可能である、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項７】
受信シンボルの所与のグループにおいて、送信シンボルの全ての候補仮説にわたって反復を行うように動作可能である、請求項６に記載の装置（１０）。
【請求項８】
異なる仮説に対して、光チャネルの異なる推定値を決定するように動作可能である、請求項７に記載の装置（１０）。
【請求項９】
第１のシンボル区間の全ての候補仮説に対する、最大信頼度を示す第１のシンボル区間の仮説に基づいて以後の推定を行うための、異なる信頼性尺度を決定するようにさらに動作可能である、請求項２に記載の装置（１０）。
【請求項１０】
受信シンボルのグループにおける後続のシンボル区間の全ての候補仮説に対する、最大信頼度を示す各シンボル区間の仮説に基づいて以後の推定を行うための、異なる信頼性尺度を反復して決定するようにさらに動作可能である、請求項９に記載の装置（１０）。
【請求項１１】
光チャネルのコヒーレンス時間より短い期間に対応するシンボル区間からの受信シンボルを、受信シンボルのグループにグループ化するように動作可能である、請求項２に記載の装置（１０）。
【請求項１２】
光受信信号が、パルス幅変調バイナリ位相シフトキーイング信号である、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項１３】
光受信信号を受信し、光受信信号を電気受信信号に変換し、電気受信信号から受信シンボルを決定するようにさらに動作可能である、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項１４】
交差偏光変調（ＸｐｏｌＭ）の影響を受けた光信号の受信シンボルから送信シンボルの推定値を決定するための方法であって、
光信号からの２つ以上の後続の受信シンボルを受信シンボルのグループにグループ化すること（２２）と、
受信シンボルのグループと送信シンボルの仮説とに基づいて光チャネルを推定すること（２４）と、
受信シンボルのグループと、チャネル推定値と、仮説との組合せに対する信頼性尺度を決定すること（２６）と、
送信シンボルの複数の仮説に対する信頼性尺度に基づいて、送信シンボルの推定値を決定すること（２８）と
を含む、方法。
【請求項１５】
コンピュータプログラムがコンピュータまたはプロセッサ上で実行されるとき、請求項１４の方法を実施するためのプログラムコードを有する、コンピュータプログラム。
【国際調査報告】
2016502299.tif 000016
2016502299.tif 000017
2016502299.tif 000018