JP2014175991A - 周波数誤差推定装置及び方法、周波数誤差補償装置、並びに、光受信機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】位相振幅変調された受信光信号をベースバンドデジタル電気信号に変換した信号の振幅を判定し、判定した振幅別に、Nシンボル(Nは正の整数)前の位相雑音推定値および周波数誤差推定値に基づいて、前記ベースバンドデジタル電気信号の変調成分位相を判定し、前記ベースバンドデジタル電気信号から前記変調成分位相をキャンセルした信号のシンボル間位相差より周波数誤差を計算する。
【選択図】図3
Description
受信信号と局発光との周波数オフセットをゼロにする方法の一つとして、デジタル化された受信信号から周波数オフセットを検出し、受信信号に周波数オフセットに対応した逆の位相回転を付加することにより周波数オフセットを補償する技術が知られている(例えば下記特許文献1参照)。
一方、周波数オフセット推定の方式として、下記の非特許文献1や特許文献2により提案された技術が知られている。
非特許文献1に記載の推定方式では、入力されたN相PSK信号のベースバンド電気信号(複素信号)に対して遅延/共役/乗算を実行することで位相雑音を除去しつつ、遅延量あたりの位相回転量を算出し、得られた信号をN乗計算することでデータ位相(変調成分)を除去することにより、周波数オフセットによる遅延量あたりの位相回転量を得る。なお、Nは、多値度を表し、QPSKの場合であればN=4である。QPSKにおいて、データ位相が取り得る値は、0、±π/2、±π、±3π/4である。
一方、特許文献2に記載の推定方式は、上述した累乗法のような複素信号の共役乗算及びM乗計算を用いずに、累乗法よりも周波数オフセットの推定可能範囲を拡大化する技術である。当該推定方式は、PADE(Pre-decision based Angle Differential frequency offset Estimator)法とも呼ばれる。
(2)R<Ra≦√5R
(3)√5R<Ra≦3R
(5)R<Ra≦{(√3+1)/√2}R
次に、図11に、図3に例示した周波数誤差推定部1421の変形例を示す。図11に示す周波数誤差推定部1421は、周波数誤差を信号位相の偏角をベースに計算することで、複素乗算や複素共役計算を用いずに図3に例示した構成と等価な構成を実現した例である。
光通信システムで取り扱う信号速度は信号処理部14の処理速度よりも非常に速いので回路実装する際は並列展開化が重要である。図3及び図11に例示した回路構成は、フィードフォワード方式の構成のため並列実装が容易である。
なお、平均化処理部で平均化処理に用いる信号は、振幅判定部312での振幅判定結果に基づいて制限するよう制御されてもよい(図12中の点線矢印参照)。
11 局発光
12 コヒーレントフロントエンド回路
13 アナログ/デジタルコンバータ
14 信号処理部
141 波形歪み補償/偏波分離処理部
142 搬送波(キャリア)周波数誤差補償部
1421 周波数誤差推定部
1422 積分回路
1423 反数計算器
1424 (複素)乗算器
143 搬送波位相同期処理部
144 誤り訂正/識別処理部
31 データ位相除去部
311 (複素)乗算器
312 振幅判定部
313 振幅別位相判定部
314 反数計算器
315 (複素)乗算器
317 偏角計算器
318,319 減算器
32 周波数誤差計算部
321 遅延回路(レジスタ)
322 複素共役計算器
323 (複素)乗算器
324 減算器
325 加算器
33 平均化処理部
34 (複素)乗算器
35 複素共役計算器
Claims (5)
- 光コヒーレント受信機に用いられる周波数誤差推定装置であって、
位相振幅変調された受信光信号をベースバンドデジタル電気信号に変換した信号の振幅を判定する振幅判定部と、
前記振幅判定部で判定された振幅別に、前記ベースバンドデジタル電気信号からNシンボル(Nは正の整数)前の位相雑音推定値および周波数誤差推定値を除去した信号の変調成分位相を判定する振幅別位相判定部と、
前記ベースバンドデジタル電気信号から前記変調成分位相をキャンセルした信号のシンボル間位相差より周波数誤差を計算する周波数誤差計算部と、
を備えた周波数誤差推定装置。 - 前記ベースバンドデジタル電気信号をM並列化(Mは2以上の整数)する並列化処理部と、
前記M並列化された前記ベースバンドデジタル電気信号がそれぞれ入力されるM個の並列ブランチと、を備え、
前記並列ブランチのそれぞれは、前記振幅判定部、前記振幅別位相判定部、及び、前記周波数誤差計算部を備え、
前記並列ブランチは、2つ1組のブランチペアを成し、
1つのブランチペアを成す前記並列ブランチ間で異なるシンボル時間の前記ベースバンドデジタル電気信号について前記シンボル間位相差を求める、請求項1に記載の周波数誤差推定装置。 - 請求項1又は2に記載の周波数誤差推定装置と、
前記周波数誤差推定装置により得られた周波数誤差を補償する信号を生成する周波数誤差補償部と、
を備えた周波数誤差補償装置。 - 位相振幅変調された受信光信号をベースバンドデジタル電気信号に変換するフロントエンド処理部と、
前記フロントエンド処理部により得られた前記ベースバンドデジタル電気信号について周波数誤差の補償を行なう、請求項3に記載の周波数誤差補償装置と、
を備えた光受信機。 - 光コヒーレント受信機における周波数誤差推定方法であって、
位相振幅変調された受信光信号をベースバンドデジタル電気信号に変換した信号の振幅を判定し、
前記判定した振幅別に前記ベースバンドデジタル電気信号の変調成分位相を判定し、
前記ベースバンドデジタル電気信号から前記変調成分位相をキャンセルした信号のシンボル間位相差より周波数誤差を計算する、
周波数誤差推定方法。
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