JP2013543709A - クロマトテンポラルエンコーディングを用いた波長分割多重伝送システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

本発明はＷＤＭタイプの光学通信システム用の送信機と受信機に関する。送信機は送信されるシンボルの各ブロックを有し、コード行列と関連付けられ、行列の各要素が波長とチャンネルの使用に相当するクロマトテンポラルデコーダ（２２５）を用いる。送信機はコード行列に対応する要素の手段によるチャンネルの使用の間に、ある波長のレーザビームを変調する複数の変調器（２２０）を含む。この手法で変調されたビームは光ファイバ（２４０）内で多重化される（２３０）。波長と偏光との両方のエンコーディングを使用したもう一つの実施形態も提案される。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は一般的な光通信の分野に関連し、より詳細には波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を用いる光通信に関する。

光ファイバ通信の分野において、波長分割多重（ＷＤＭ）の技術は広く知られており、一本の光ファイバ内で異なる複数の信号が送信される。この技術は同時に多数の通信をもたらすことを可能にする。

図１に技術水準において一般的に使用されているＷＤＭタイプの通信システムを図式的に示す。

このようなシステムでは、例えば異なるユーザに向かうデータフローはレーザ１１０によって放出された異なる波長の光学信号を変調する。なお、変調がレーザダイオードに電力を供給する電流源を変調することによって直接行われる場合、外部光学変調器１２０はなくてもよい。

この方式（位相及び／又は電流）で変調された光学信号は、通常はシングルモードの光ファイバ１４０において、マルチプレクサ１３０によって多重化された波長である。受信時において、異なる信号はデマルチプレクサ１５０によって分離された波長であり、異なるストリームのデータは検出器１６０によって測定される。

実際に、光ファイバネットワークのノードは送信機や受信機として同時に動作し、ローカルデータをリモートで送信するために、多重化によって局所的に挿入される波長もあれば、ローカルユーザへ送達するために分離することによって除去される波長もある（アド／ドロップマルチプレクサ）。

ＷＤＭタイプの光学通信システムは高い送信速度を得ることができるが、逆に制限を受ける。

第１の制限は非線形効果を生じるのに十分高い光パワーがファイバに入射されたときに現れる。特に、長距離の送信でファイバの信号の減衰を補償するために高強度の光学信号を使用する必要がある場合に起きる。

実際に、第１波長で送信された高強度波はカー（Ｋｅｒｒ）効果によって第１波長に近い第２波長でのファイバの屈折率に変化することができる。より一般的には、二つの波が光ファイバ内を伝搬するとき、一方の位相変調は他方の強度の関数として観測され、その逆もまた同様である。相互位相変調（Ｃｒｏｓｓ Ｐｈａｓｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）又はＸＰＭの名称で知られているこの現象は、それらの対象の光の強度が高いときや、波長が近いときに特に起きやすい。それは、長い送信距離間（長距離）で動作するＤＷＤＭ（Ｄｅｎｓｅ ＷＤＭ）とも呼ばれる高いスペクトル密度のＷＤＭシステムに影響する。この現象は、ＯＯＫ（Ｏｎ Ｏｆｆ Ｋｅｙｉｎｇ）変調器によって強度変調された低送信光学信号と、位相変調（ＰＳＫ）及び／又は振幅変調（ＱＡＭ）された高送信光学信号と、を同時に送信するときに特に顕著になる。同等の方法で、より高いスペクトル性能や、変調の順序や、より大きい信号・ノイズ比がこれらの位相及び／又は振幅変調信号の受信で分解される。

ＸＰＭ変調の影響を改善するための最新技術（特に光学信号の変調のための技術の使用）やＸＰＭによって引き起こされる色分散を補償又は事前補償するための代替技術において、複数の解決案が提案されている。変調の特別な例として、参考文献である『ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ， ｖｏｌ．１４， Ｎｏ．２， Ｆｅｂ．２００２， ｐｐ１５５』で、 “通常のシングルモードのファイバ上の分散管理された長距離光学ＷＤＭ送信における抑制用のＣＲ−ＲＺ−ＤＰＳＫ（ＣＲ−ＲＺ−ＤＰＳＫ ｆｏｒ ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ＸＰＭ ｏｎ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ−ｍａｎａｇｅｄ ｌｏｎｇ−ｈａｕｌ ｏｐｔｉｃａｌ ＷＤＭ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｏｎ ｓｔａｎｄａｒｄ ｓｉｎｇｌｅ−ｍｏｄｅ ｆｉｂｅｒ）”というタイトルで公開されたＪ． Ｌｅｉｂｒｉｃｈらによる論文が報告されている。クロマティック分散補償の例については、ＵＳ−Ａ−２００９／０３３４２２４で言及されている。

しかしながら、これらの変調や補償の技術は複雑な手段である。更には、第１のケースでは、一般的にファイバ内に存在する全ての光学信号は同じ変調のタイプで変調されることを前提としている。上記の記事で推奨されるように、全か無か（ＯＯＫ）に変調された信号及びＣＲ−ＲＺ−ＤＰＳＫ変調によって変調された信号がファイバ内を共に送信された場合、後者はもちろんＸＰＭ変調によって影響を受ける。

光学通信システムの他の制限は光ファイバ内の偏光依存損失（又はＰＤＬ：Ｐｏｌａｒｉｓａｔｉｏｎ Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｌｏｓｓ）や偏光モード分散（又はＰＭＤ：Ｐｏｌａｒｉｓａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）の現象によるものである。実際に、理想的なファイバでは、二つの直交する軸に線形に偏光した二つの信号は同じように減衰され、同じ速度で送信される。しかしながら、ファイバの非対称な欠陥やランダムな欠陥は直交する二つの偏光に別々に影響し、信号の歪を生じ、ファイバ内で得られる最大送信速度を制限する。

ここで、補償技術を利用したＵＳ−Ａ−２００４／０００４７５５や、各偏光モードの独立した変調を利用したＵＳ−Ｂ−７６４３７６０が最新技術として提案されている。

しかしながら、これらの解決案は、特に高スペクトル密度ＷＤＭシステムの場合において実行するのが複雑である。

Ｊ． Ｌｅｉｂｒｉｃｈ、 ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ、 ｖｏｌ．１４、 Ｎｏ．２、 Ｆｅｂ．２００２、 ｐｐ１５５ 米国特許出願公開第２００９／０３３４２２４号明細書 米国特許出願公開第２００４／０００４７５５号明細書 米国特許第７６４３７６０号明細書

本発明の一目的は、上記の欠点を解決することであり、特に、ＸＰＭ変調の影響を簡単に回避することを可能にし、ファイバ内のＰＤＬやＰＤＭの影響を回避することを可能にするための送信機／受信機を提供することである。

実施形態１において、本発明は、
クロマトテンポラルエンコーダと呼ばれ、ｄ_１，．．．，ｄ_Ｍをコード行列

へ送信するために各シンボルのブロックを変形するエンコーダと：
一つのチャンネル使用と、前記複数の波長のうち一つの波長と、に関連する行列要素と；
対応する行列要素によるチャンネル使用の間において、レーザビームの波長を変調して、各前記波長と関連付ける複数の変調器と；
光ファイバ内でこの方法で変調されたレーザビームを多重化するマルチプレクサと、を含む、複数の波長を用いたＷＤＭタイプの光学通信システムの送信機によって定義される。

実施形態２において、本発明は、
クロマトテンポラルエンコーダと呼ばれ、ｄ_１，．．．，ｄ_Ｍを行列コード：

へ送信するために各データのブロックを変形し：
一つのチャンネル使用と、前記複数の波長のうち一つの波長と、偏光方向と、に関連する各行列要素と；
前記波長のそれぞれに関連し、ある波長のレーザビームを二つの偏光方向に偏光する複数の偏光子と；
対応する行列要素によるチャンネル使用時において、ある偏光方向に偏光された、ある波長のレーザビームを変調する複数の変調器と；
光ファイバ内でこの方法で偏光及び変調されたレーザビームを多重化するマルチプレクサと、を含むエンコーダによって定義される。

コードは線形であることが好ましい。アラモウチコード（Ａｌａｍｏｕｔｉ‘ｓ Ｃｏｄｅ）、シルバーコード、ゴールデンコード、完全コードでもよい。

本発明は、実施形態１に係る送信機により送信されるシンボルのブロックを受信するための受信機に関するものでもあり、受信機は異なる波長を有する複数のビームを分離できるデマルチプレクサを含み、デマルチプレクサは：
前記ビームの一つを復調し、それぞれのチャンネルの使用に決定変数を供給する複数の復調器と；
複数のチャンネル使用の間に前記決定変数を受けることができ、前記ブロックのシンボルの推定値を推定する格子デコーダと、を含む。

本発明は実施形態２に係る送信機から送信されるシンボルのブロックを受信する受信機に関するものでもあり、受信機は異なる波長を有する複数のビームの中に受信された信号を分離できるデマルチプレクサを含み、デマルチプレクサは：
前記ビームの一つを第１及び第２の偏光方向に偏光するそれぞれの偏光器と；
前記偏光ビームの一つを復調し、チャンネルの使用中に決定変数を供給する複数の復調器と；
複数のチャンネル使用の間に前記決定変数を受けることができ、前記ブロックのシンボルの推定値を推定する格子デコーダと、を含む。

格子デコーダは球形デコーダ（ｓｐｈｅｒｅ ｄｅｃｏｄｅｒ）又はＳＢ積層型デコーダ又はネットワークのＬＬＬ縮小を実行する格子デコーダであることが好ましい。

本発明のその他の特徴及び利点は、添付された図面を参照して、好ましい実施形態を読むことで明らかである。
技術水準において公知のＷＤＭタイプの通信システム 本発明の実施形態１に係るＷＤＭタイプの通信システムのための送信機 本発明の実施形態１に係るＷＤＭタイプの通信システムのための受信機 本発明の実施形態２に係るＷＤＭタイプの通信システムのための送信機 本発明の実施形態２に係るＷＤＭタイプの通信システムのための受信機

本発明の根源にある思想は、相互位相変調（ＸＰＭ）を回避するだけでなく、それによって得られる多様性を利用するために、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔ）における時空間エンコードに似た技術の利用によるものである。

より具体的には、図２Ａは実施形態１に関連するＷＤＭ光学通信システムに対する送信機を概略的に表す。当業者は、この送信機は特に光ファイバネットワークのアドドロップタイプのノードで使用されることが理解するであろう。

送信機がＭ倍のデータストリームを送信しなければならないことを仮定すると、ＴＴＩ（Ｔｉｍｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）に対してシンボルがｄ_１からｄ_Ｍへ送信されることに注意が必要である。これらのシンボルは、後にクロマトテンポラル行列と呼ばれるＮ×Ｔサイズの行列Ｃをシンボル（ｄ_１，．．．，ｄ_Ｍ）のそれぞれのブロック又はベクトルに結合させるクロマトテンポラルエンコーダ２２５によってエンコードされる。

ここで、コードの係数ｃ_ｎ，ｔ，ｎ＝１，．．．，Ｎ、ｔ＝１，．．，Ｔ（ここで、Ｎは２以上、Ｔは２以上である）は、一般的なルールでは、情報シンボルに依存する複素係数であり、Ｎは送信機によって使用される波長の数であり、Ｔはコードの時間範囲を示す整数、すなわちＰＣＵｓ（単位使用チャンネル：Ｐｅｒ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｕｓｅｓ）である。

チャンネルｔが使用されているとき、係数ｃ_ｎ，ｔは波長λ_ｎのレーザ２１０によって放出される光学信号を変調する。変調器２２０で実行される変調は位相及び／又は振幅変調でもよい。異なる波長に対して用いられる変調タイプや変調秩序は同一である必要はない。この方法で変調される光学信号はマルチプレクサ２３０によって多重化され、続いて光ファイバ２４０内で送信される。チャンネルｔが使用されている間、行列Ｃのｔ番目のベクターカラムが光ファイバ内で送信され、Ｔチャンネルが行列の全ての係数を使用した後に送信されるものとして理解されるだろう。

後述の時空間コードの例によると、クロマトテンポラルコードはその送信速度、すなわち単位使用チャンネル（ＣＰＵ）の送信する情報シンボルの数、によって特徴付けられる。コードが単波長に対する送信速度よりもＮ倍速い場合、“フルレート”コードと呼ばれる。

クロマトテンポラルエンコードは線形である。言い換えると、そのコードの行列Ｃは以下のように表記される。

ここで、ｖｅｃ（Ｃ）は、行列Ｃの列ベクトルｄ＝（ｄ_１，．．．，ｄ_Ｍ）^Ｔが連結することによって得られる列ベクトルであり、Ｇは、 “コード生成”行列と呼ばれるＮＴ×Ｍサイズの行列である。

二つの波長λ_１とλ_２を有する送信機に対する線形クロマトテンポラルエンコードの第１の例によると、『ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｎ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ａｒｅａｓ ｉｎ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ， ｖｏｌ．１６， ｐｐ．１４５１−１４５８， Ｏｃｔ．１９９８』で発行された、Ｓ．Ｍ．Ａｌａｍｏｕｔｉらの論文“Ａ ｔｒａｎｓｍｉｔ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ”によって提案された時空間エンコード行列を使用することができる。Ａｌａｍｏｕｔｉのコードは２×２サイズの行列によって定義される。

ここで、ｄ_１とｄ_２は送信される二つの情報シンボルであり、ｄ^＊ _１とｄ^＊ _２はそれぞれ共役である。

ゴールデンコードは高速で最も多様性がある点で優れている。

線形クロマトテンポラルエンコードの第３の例によると、例えば、『ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． ｏｎ Ｉｎｆ． Ｔｈｅｏｒｙ， ｐａｇｅ ５２４−５３０， ｖｏｌ．５５， Ｎ°２， Ｆｅｂ． ２００９』で発行された“Ｏｎ ｆａｃｔ−ｄｅｃｏｄａｂｌｅ ｓｐａｃｅ−ｔｉｍｅ ｂｌｏｃｋ ｃｏｄｅｓ”というタイトルのＥ．Ｂｉｇｌｉｅｒｉらによる論文や、『Ｐｒｏｃ． ｏｆ ＩＳＩＴ ２００９， Ｓｅｏｕｌ， Ｊｕｎｅ ２８−Ｊｕｌｙ ３， ２００９， ｐｐ．２８１８−２８２２』で発行された“Ｉｄｅａｌ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｉｌｖｅｒ ｃｏｄｅ”というタイトルのＧ．Ｒｅｋａｙａ Ｂｅｎ Ｏｔｈｍａｎらの論文に書かれているように、シルバーコードで用途はより有効になる。

シルバーコードも高速で多様性がある点で優れている。

クロマトテンポラルエンコードの第４の例によると、『ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． Ｉｎｆ． Ｔｈｅｏｒｙ， ｖｏｌ．５２， ｎｏ．９， ｐｐ．３８８５−３９０２， Ｓｅｐ． ２００６』で発行された“Ｐｅｒｆｅｃｔ ｓｐａｃｅ−ｔｉｍｅ ｂｌｏｃｋ ｃｏｄｅｓ”というタイトルのＦ．Ｏｇｇｉｅｒらによる論文で定義されているように、任意の数Ｎの波長、Ｎ×Ｎ行列のパーフェクトコードも使用される。パーフェクトコードの特性は高速であり、変調集合のサイズが無限大に向かうときゼロに向かわない決定因子、言い換えると、変調配列に依存しないゼロでない限界よりも高いゲインを有する。また、配列のシンボルの順序と同じエンコードされた各シンボル（例えば、行列の各要素）に対するエネルギーと、エンコードされたシンボルに対する同じ平均エネルギー（平均は連続した送信間隔Ｎに引き継がれる）とを有する。パーフェクトコードの一例は、『ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． Ｉｎｆ． Ｔｈｅｏｒｙ， ｖｏｌ．５５， ｎｏ．１１， ｐｐ．３８５３−３８６８』で発行された“Ｐｅｒｆｅｃｔ ｓｐａｃｅ−ｔｉｍｅ ｃｏｄｅｓ ｆｏｒ ａｎｙ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ａｎｔｅｎｎａｓ”というタイトルのＰ．Ｅｌｉａらによる論文で、（アンテナの代わりに）任意の数Ｎの波長に対しても確認される。

クロマトテンポラルエンコードの第５の例によると、『ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． ｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｈｅｏｒｙ， ｖｏｌ．４９， Ｎｏ．１０， ｐｐ．２３７２−２３８８，Ｏｃｔ．２００３』で発行された“Ｌｉｎｅａｒ ｔｈｒｅａｄｅｄ ａｌｇｅｂｒａｉｃ ｓｐａｃｅ−ｔｉｍｅ ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎｓ”というタイトルのＭ．Ｏ．Ｄａｍｅｎらによる論文に記載されているように、ＴＡＳＴ（Ｔｈｒｅａｄｅｄ Ａｌｇｅｂｒａｉｃ Ｓｐａｃｅ Ｔｉｍｅ）のエンコード行列が使用され、空間的な自由度（ＳＴシステムの異なるアンテナ）はクロマティックな自由度（クロマトテンポラルシステムの異なる波長）によって置き換えられることを排除する。

いずれにせよ、当業者には、クロマトテンポラルエンコード行列は異なる波長でのＸＰＭ変調によって引き起こされる外乱を使用していると理解される。また、これは従来技術のシステムでは実施することはできず、反対にこれらの外乱の感度を低減するために、使用はエンコードによって導入された異なる波長間の依存関係で成されている。

図２Ｂは本発明の実施形態１に対応するＷＤＭ通信システムの受信機の概略図を示す。特に、この受信機は光ファイバネットワークのアドドロップタイプのノードにおいて特に使用される。

送信間隔の間、言い換えるとチャンネルの連続的な使用Ｎの間に受信した信号は次の行列式で置き換えられる。

ここで、Ｙは行列要素にｙ_ｎ，ｔ ｎ＝１，．．，Ｎ、ｔ＝１，．．，Ｔの値を有するＮ×Ｔサイズの行列であり、Ｃは受信時に使用されたクロマトテンポラルエンコード行列であり、Ｈは送信チャンネルのサイズＮ×Ｎの代表の複素係数行列であり、ＮはＮ×Ｔサイズのノイズ行列である。

一般的な損失なしに、クロマトテンポラルエンコードが線形であると仮定すると、式（７）はベクトル形式で次のように表される。

一つの変形例として、クロマトテンポラルデコーダは、例えばＬＳＤ（Ｌｉｓｔ Ｓｐｈｅｒｅ Ｄｅｃｏｄｅｒ）とも呼ばれる、“Ｓｏｆｔ−ｉｎｐｕｔ ｓｏｆｔ−ｏｕｔｐｕｔ ｌａｔｔｉｃｅ ｓｐｈｅｒｅ ｄｅｃｏｄｅｒ ｆｏｒ ｌｉｎｅａｒ ｃｈａｎｎｅｌｓ”というタイトルのＪ．Ｂｏｕｔｒｏｓらの論文に記載されたタイプのソフトアウトプット球形デコーダを使用するソフトアウトプットでもよい。受信信号を代表するポイント上に集中する球形内に含まれる格子のポイント、より好ましくは、最大尤度の判断における最初の計算、つまり受信信号に最も近い集合のポイント、に対応する格子のポイントを考慮すれば、そのようなデコーダはリストアルゴリズムを使用し、反復方法で、例えば、ＬＬＲｓ（Ｌｏｇａｒｉｔｈｍｓ ｏｆ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｒａｔｉｏ）の形式において、情報シンボルの後部の確率を決定する。

その他の変形例として、クロマトテンポラルデコーダは、２００８年１０月にフランスのアヴィニョンで開催された無線モバイルコンピューター、ネットワーク、コミュニケーション（ＷｉＭｏｂ：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ａｎｄ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ， ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）に関する『ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆ．』で“Ｔｈｅ ｓｐｈｅｒｉｃａｌ ｂｏｕｎｄ ｓｔａｃｋ ｄｅｃｏｄｅｒ”というタイトルで公開されたＲ．Ｏｕｅｒｔａｎｉらによる論文、又は特許出願ＦＲ−Ａ−２９３０８６１と文献の組み合わせに記載されているタイプのＳｐｈｅｒｉｃａｌ−Ｂｏｕｎｄ Ｓｔａｃｋ Ｄｅｃｏｄｅｒを有利に用いてもよい。この変形例はハードアウトプット又はソフトアウトプットを伴うバージョンの形式で存在する。

図３Ａは本発明の実施形態２に関連するＷＤＭ通信システムに関する概略的な送信機を示す。

実施形態１とは異なり、この送信機はＸＰＭによって導入された多様性と偏光依存損失（ＰＤＬ）によって導入された多様性との両方を使用する。ＸＰＭ変調の影響に対する受信機と偏光依存損失（ＰＤＬ）の影響に対する受信機との両方を補償することができる。

より具体的には、送信機は複数の波長λ_１，．．，λ_Ｎで送信するＮ個のレーザ源３１０と、それぞれ直交する二つの偏光を供給する同数の複数の偏光子３１５と、各波長に対応する対のモジュレータ３２１，３２２を含む２Ｎ個のモジュレータと、クロマトテンポラルデコーダ３２５と、偏光子と、波長マルチプレクサ３５０とを含む。クロマトテンポラルデコーダ３２５は次のようにシンボル（ｄ_１，．．．，ｄ_Ｍ）のブロックを２Ｎ×Ｔサイズのコード行列Ｃにエンコードする。

ここで、係数Ｃ^ＩＩ _ｎ，ｔとＣ^⊥ _ｎ，ｔは、一般的なルールとして、情報シンボルｄ_１，．．．，ｄ_Ｍに依存した複素係数であり、前者は波長λ_ｎにおけるビームの第１の偏光方向を変調するために用いられ、後者は第一の偏光方向に対して垂直な第２の偏光方向を変調するために用いられる。より具体的には、各波長に対して第１の変調器３２１は係数Ｃ^ＩＩ _ｎ，ｔを用いて第１の偏光方向に変調し、第２の変調器３２２は第２の偏光方向に変調する。Ｔ＝２Ｎが選択されるのが好ましい。

二つの直交する偏光を用いることによって、実施形態１の２倍高い送信速度が得られる。

特に、上記のように２Ｎ×２Ｎ行列のパーフェクトコードがそのコードとして用いられる。例えば、二つの波長と二つの偏光の場合において、４×４サイズのパーフェクトコードが用いられる。

あるいは、パーフェクトコードは、空間的自由度が再度クロマティック自由度によって置き換えられることを除いて、２００６年７月にＵＳＡのシアトルで開催されたＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｈｅｏｒｙ （ＩＳＩＴ）で“Ｐｅｒｆｅｃｔ ｓｐａｃｅ−ｔｉｍｅ ｂｌｏｃｋ ｃｏｄｅｓ ｆｏｒ ｐａｒａｌｌｅｌ ＭＩＭＯ ｃｈａｎｎｅｌｓ”というタイトルのＳ．Ｙａｎｇらの論文に記載されているタイプが使用されている。

２Ｎの偏光、変調されたビームは光ファイバ３４０においてマルチプレクサ３５０によってたいていは多重化される。

図３Ｂは本発明の実施形態２に関連するＷＤＭ通信システムに関する概略的な送信機を示す。

受信機は、波長λ_１からλ_Ｎに分離する波長デマルチプレクサ３５０と、Ｎ個の偏光子とを含み、それぞれの波長に対して第１の偏光方向に対応する第１のビームと第２の偏光方向に対応する第２のビームを供給する。決定変数ｙ^ＩＩ _ｎ，ｔとｙ^⊥ _ｎ，ｔを発生させる変調器３６１と３６２はそれぞれの波長λ_ｎで第１及び第２のビームにそれぞれ変調する。これらの２Ｎの決定変数はクロマトテンポラルデコーダ３６５に供給される。

実施形態１のように、デコーダ３６５は上記の複数の変形例で格子デコーディングを実行する。特に、ソフトアウトプット球形デコーダの使用はクロマトテンポラルデコーダ３６５を作り出すために想定されるかもしれない。

実施形態１に対して記載されたクロマトテンポラルデコーディングの変形例は、必要な変更を加えて、実施形態２にも適用できる。

Claims (9)

1. クロマトテンポラルエンコーダと呼ばれる、送信されるデータｄ_１，．．．，ｄ_Ｍの各ブロックを、マトリクスの各要素が一つのチャンネル使用及び複数の波長の中の一つの波長と偏光方向とに関連するコード行列
   
   

   

   
   に変形するエンコーダ（３２５）と、
   前記複数の波長にそれぞれ関連し、ある波長のレーザビームを二つの偏光方向に偏光する複数の偏光子（３１５）と、
   各変調器が対応する行列要素の手段によるチャンネルの使用の間に、偏光方向に偏光された、ある波長のレーザビームを変調し、各波長の前記二つの偏光方向が前記手段によって変調される複数の変調器（３２１、３２２）と、
   光ファイバ（３４０）内で、前記手段で偏光及び変調された前記レーザビームを多重化可能なマルチプレクサ（３３０）と、
   を含むことを特徴とした多重波長を用いたＷＤＭ型の光学通信システムの送信機。
2. 前記コードは線形であることを特徴とする請求項１に記載の送信機。
3. 前記コードはアラモウチコードであることを特徴とする請求項２に記載の送信機。
4. 前記コードはシルバーコード又はゴールデンコードであることを特徴とする請求項２に記載の送信機。
5. 前記コードはパーフェクトコードであることを特徴とする請求項２に記載の送信機。
6. 受信した信号を異なる波長を有する複数のビームに分離可能なデマルチプレクサ（２５０）を含み、
   前記ビームの一つを第１の方向と第２の方向に偏光する複数の偏光子（３５５）と、
   偏向した前記ビームの一つを復調し、チャンネルの使用の間に決定変数を供給する複数の復調器（３６１、３６２）と、
   複数のチャンネル使用の間に前記決定変数を受信し、前記ブロックのシンボルの推定値を前記決定変数から推定可能な格子デコーダ（３６５）と、
   を含む、請求項１に記載の送信機によって送信されたシンボルのブロックを受信するための受信機。
7. 前記格子デコーダが球形デコーダであることを特徴とする請求項６に記載の受信機。
8. 前記格子デコーダがＳＢ−ｓｔａｃｋタイプのデコーダであることを特徴とする請求項６に記載の受信機。
9. 前記格子デコーダがネットワークのＬＬＬ減少を実行することを特徴とする請求項６に記載の受信機。

Images