JP2016536948A

JP2016536948A - 光通信における適応的予等化

Info

Publication number: JP2016536948A
Application number: JP2016550927A
Authority: JP
Inventors: ユ，ジアンジュン; チエン，フン−チャン; ジャン，ジュンウェン
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2013-11-04
Filing date: 2014-10-31
Publication date: 2016-11-24
Also published as: US20160285657A1; US9912500B2; WO2015062544A1; CN105814816A; CN105814816B

Abstract

受信機における光信号の事後等化処理により生成したフィルタ推定結果を用いて、予等化器フィルタ係数を生成する。同係数は、予等化を実施するため、光信号ソースに対して送信される。有利な１側面において、既存の光受信機器の事後等化モジュールを用いて、ソース側で用いる予等化器フィルタを生成することができる。【選択図】図３

Description

＜関連出願に対する相互参照＞
本特許文書は、２０１３年１１月４日出願の米国仮出願第６１／８９９，７３３号の優先権を主張する。同特許出願の全内容は、参照により本願に組み込まれる。

本特許文書は、デジタル通信に関する。１側面において、マルチキャリア光通信システムに関する。

例えば無線通信、光ファイバ通信などのアプリケーション領域において、データ通信の要求は依然増加している。コアネットワークに対する要求は特に高い。スマートフォンやコンピュータなどのユーザデバイスがマルチメディアアプリケーションによってより多くの帯域幅を用いるのみならず、コアネットワーク上でデータを搬送するデバイス総数も増えているからである。利益と増大する要求を満たすため、機器製造業者とネットワーク事業者は、運用および設備投資を減らすことができる方法を継続的に模索している。

本文書は、光データ送信において予等化を用いる技術を開示する。光受信器における既存の事後等化処理モジュールによる処理結果は、受信器側において予等化器フィルタ推定を得るために用いられる。得られた予等化器フィルタは、ソース側に送信される。これを用いて、データ送信の予等化を実施することができる。

１側面において、光通信ネットワークにおける受信器側で実装可能な光通信方法を開示する。前記方法は：偏波多重化された光送信を受信するステップ；前記受信した光送信を逆多重化して変調データビットを有する光信号を復元するステップ；判定指向最小２乗平均アルゴリズムを用いて、前記受信した光信号に対して事後等化処理を実施することにより、前記光信号を受信した通信チャネルを表すフィルタ係数セットを推定するステップ；前記フィルタ係数セットから予等化器フィルタの記述を得るステップ；前記予等化器フィルタを前記光信号のソースへ送信するステップ、を有する。

他側面において、光信号を受信する装置を開示する。前記装置は：光送信を受信する受信器モジュール；前記光送信から変調光信号を偏波逆多重化する偏波逆多重化器モジュール；前記変調光信号からクロックを抽出するクロック復元モジュール；前記クロック復元モジュールの出力を処理して中間信号を生成する予収束モジュール；前記中間信号と、変調光信号のために用いる既知の変調フォーマットとから、チャネル伝達関数を適応推定する判定指向更新モジュール；前記推定したチャネル伝達関数に基づき予等化フィルタを計算する予等化器モジュール、を備える。

これらおよびその他側面は、本文書に開示される。

光通信システムの例を示す。

ＤＤ−ＬＭＳに基づく適応予等化システムの例を示す。

適応予等化と８チャネル４０ＧｂａｕｄＱＰＳＫ／８ＱＡＭ／１６ＱＡＭＷＤＭ送信のセットアップ例を示す。

対称化前後のＦＩＲの周波数応答、ＤＡＣ生成した予等化あり／なしの８ＱＡＭ信号ＦＦＴスペクトル、および受信信号の予等化あり／なしのコンステレーションの例を示す。対称化前後のＦＩＲの周波数応答、ＤＡＣ生成した予等化あり／なしの８ＱＡＭ信号ＦＦＴスペクトル、および受信信号の予等化あり／なしのコンステレーションの例を示す。

以下を含む結果例を示す。（ａ）ＢＥＲ（ビットエラーレート）ｖｓタップ長；（ｂ）異なるタップ長におけるＦＩＲ（有限インパルス応答）フィルタ応答；（ｃ）ＢＴＢ（バックトゥバック）ＢＥＲｖｓＯＳＮＲ；（ｄ）〜（ｆ）８チャネルＷＤＭのＢＥＲｖｓ送信距離。

デジタル通信方法のフローチャートである。

デジタル通信装置のブロック図である。

高速デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）技術の進歩により、ＤＡＣに基づく信号生成は有用な方法となっている。これは、簡易な構成と柔軟な信号生成性能に起因するものである。ＤＡＣは、１００Ｇ以上の送信において近年大きな関心を集めている。信号生成においてＤＡＣを用いることは、任意波形を生成するソフトウェア定義光部品（ＳＤＯ）などの実装において有用である。これを用いて、複数の変調フォーマットにおける信号ソフトウェアスイッチを構成できる。さらに、デジタル信号処理において送信器側で予補償または予等化を実施できる。高速信号生成を実現するため、産業研究コミュニティはＤＡＣの帯域幅とサンプリングレートを増やすための多大な努力をしてきた。

しかし既存のＤＡＣについては、信号生成の帯域幅はサンプリングレートの半分よりもはるかに小さい。これは、生成する信号が帯域幅制限によって歪むことを意味する。他の光電子デバイス（例えば電気的ドライバや変調器）によってさらに歪みが生じ得る。これは指定された帯域幅以上の領域においてのものであり、信号スペクトルを抑圧する形態のものである。帯域幅限界とフィルタリング効果に起因して、システム性能はシンボル間干渉（ＩＳＩ）、ノイズ増加、およびチャネル間クロストークにより劣化する可能性がある。したがって一般に、ＤＡＣ処理を用いる場合、Ｔｘ側ＤＳで高速信号生成のため予等化を実施する。システムによっては、周波数領域等化を実施して線形帯域制限効果を予等化する。技術例において、ＤＡＣその他の光電子デバイスの逆伝達関数を、既知のトレーニング信号シーケンスを用いて測定する。この技術が効果を発揮するには、ノイズの損害を回避するため、通常は厳密な同期と多数の測定が必要である。高周波数領域において測定精度を上げるためには、トレーニング信号シーケンスも特別の処理を必要とする。

これに代えて、時間領域適応予等化またはブラインド予等化も良い解決手段である。実際、偏波逆多重において用いる線形等化器は、チャネル推定の良いツールである。例えば、ｃｏｎｓｔａｎｔｍｏｄｕｌｕｓａｌｇｏｒｉｔｈｍ（ＣＭＡ）、ｍｕｌｔｉ−ｍｏｄｕｌｕｓａｌｇｏｒｉｔｈｍ（ＭＭＡ）、判定指向最小２乗平均法（ＤＤ−ＬＭＳ）などのアルゴリズムが挙げられる。これら適応等化器の伝達関数は、逆順のチャネルの逆ジョーンズ行列でモデル化することができる。入力信号が同じ偏波からのものである場合（単一偏波信号）、これら適応等化器の周波数応答は、チャネルの逆伝達関数である。この特徴を用いて、予等化のための逆チャネル伝達関数を得ることができる。ＤＤ−ＬＭＳ実装において、トレーニングシーケンスは、まず受信器側でシンボルを決定するために用いられ、次に時間経過後に前のシンボル決定によって置き換えられる。

本文書が開示する技術は、信号生成のためＤＡＣを用いる、帯域幅制限された光コヒーレントシステムの方式において、実施することができる。予等化は、ＤＤ−ＬＭＳアルゴリズムを用いるブラインドチャネル推定と適応チャネル推定に基づいている。予等化で高速（例えば６４ＧＳａ／ｓ）ＤＡＣを用いることにより、４０ＧｂａｕｄＰＭ−ＱＰＳＫ、ＰＭ−８ＱＡＭ、ＰＭ−１６ＱＡＭにおいてシステム性能が改善する。異なる処理条件における予等化性能も開示する。

ＤＤ−ＬＭＳに基づく適応予等化

図１は、本文書の技術を実装することができる光通信システム１００を示す。１以上の光送信器１０２は、光ネットワーク１０４を介して１以上の光受信器１０６と通信可能に接続されている。光ネットワーク１０４は、数１００フィート（例えばラストマイルドロップ）から数１０００キロメートル（ロングホールネットワーク）延伸する光ファイバを備える。送信光信号は、例えば増幅器、リピータ、スイッチなどの中間光機器を経由するが、これらは明確性のため図１には示していない。

ＤＡＣの帯域幅限界を克服してフルに近い帯域幅出力信号を実現するため、様々なデジタル予等化技術を用いることができる。これらは通常、光チャネルの正確な推定に依拠している。例えば周波数領域アプローチは、既知のトレーニング信号シーケンスを用いてＤＡＣその他光電子デバイスの連結逆伝達関数を測定することにより、線形帯域制限効果を予等化することができる。ただしこれらは、従来技術と比較していくつかの不利益がある。要約すると以下のようなものである。

（１）伝達関数を正確に推定するため、受信したトレーニングシンボルと既知のトレーニングシンボルとの間において、厳密な時刻合わせが必要である。

（２）受信ノイズを緩和するため、通常は調和平均のための大量の測定が必要である。

（３）特に高周波領域における測定精度を上げるため、トレーニング信号シーケンスはある程度まであらかじめ増幅する必要がある。

（４）システム実装の観点から、このようなアプローチは現在の１００Ｇシステムにおいて容易に利用することはできない。受信器において追加のＤＳＰ（デジタル信号処理）ブロックを開発してチャネル推定を処理する必要があり、トレーニングシーケンスが冗長性を増やして実装が非効率になるからである。

本文書が開示する時間領域適応またはブラインド予等化法は、これら限界などを克服するために用いることができる。

１実施形態は、ＲｘＤＳＰの一般に用いられる線形等化器（例えばＣＭＡ、ＣＭＭＡ、ＤＤ−ＬＭＳ等化器）の出力におけるＦＩＲ（有限インパルス応答）タップ係数を単に記録し、その情報を送信器へフィードバックする。これは、線形等化の後におけるタップ係数系列を有するインパルス応答が、本来的に逆チャネルを表すからである。この実装と比較して、本開示の技術の実施形態は、追加ＤＳＰを用いることなく、正確なシンボル合わせや低ノイズと高精度の条件の必要なしに実現することができる。

図２は、光通信システム２００のブロック図の例を示す。ＤＤ−ＬＭＳアルゴリズムを予等化のために用いる（モジュール２０６）。システム２００の送信器側２０２は、まず予等化なしでトレーニングシーケンスとして、受信器側２０４におけるチャネル推定のためのｍＱＡＭデータを生成する。

実施形態において、単一偏波信号を用いて、偏波クロストークを回避できる。これに代えて、偏波多重化と逆多重化を用いて、データスループットを挙げることができる。

図２に示す実施形態において、１つのＣＷ光波ＥＣＬ（連続波、外部キャビティレーザ）を、信号源としておよび自己ホモダインコヒーレント検出のＬＯ（ローカル発振器）源として用いる。

実施形態において、受信器側２０４では、受信した単一偏波信号を処理してシンボルクロックを復元し、ＣＭＡ予収束モジュールを介して処理する。

実施形態において、ＤＤ−ＬＭＳループ２０６は、ＣＭＡ予収束の後に実装され、信号等化のための４つの複素値ＮタップＦＩＲフィルタを備える。これら等化器の振幅周波数応答は、チャネルの逆伝達関数をよく近似することができる。

収束の後の２０８、２１０、２１２、２１４に示すように、これらＦＩＲフィルタは、定常状態（２０８）を実現する。定常状態において、係数は受信データの処理後に大きく変化することはない。２１０において、離散フーリエ変換を適用することにより、ＤＤ−ＬＭＳフィルタから逆伝達関数を計算することができる。

正規化と周波数対称化の後（２１２）、予等化のための時間領域ＦＩＲを再生成する（２１４）。このように、取得したＦＩＲを用いて予等化を実施することができる。

システム２００は、６４ＧＳａ／ｓＤＡＣを用いて、予等化なしでチャネル推定のためのトレーニングシーケンスとしてｍＱＡＭデータを生成する。記載している例において、帯域幅制限は主にＤＡＣ、電気的ドライバ、変調器、ＡＤＣによって生じ、単一偏波信号のみを用いて偏波クロストークを回避する。ただし偏波多重信号は、ソース側で多重化機器を提供するとともに受信器側で偏波逆多重化フィルタを提供することにより、実際の機器において用いることができる。単一偏波の場合、信号源としておよび自己ホモダインコヒーレント検出のためのＬＯ源として、１つのＣＷ光波ＥＣＬを用いる。この場合、従来の偏波逆多重化のための事後等化方法（例えばＤＤ−ＬＭＳ）は、実際には帯域幅制限のためのチャネル等化器である。これら等化器の振幅周波数応答は、チャネルの逆伝達関数である。したがって、ＤＤ−ＬＭＳ決定の間に計算したフィルタは、チャネル推定のために用いることができる。

予収束のためのＣＭＡの後のＤＤ−ＬＭＳループは、信号等化のための４つの複素値ＮタップＦＩＲフィルタを備える。収束後、これらＦＩＲフィルタは定常状態を実現する。逆伝達関数は、離散フーリエ変換を適用することにより、ＤＤ−ＬＭＳフィルタから計算することができる。正規化と周波数対称化の後、予等化のための時間領域ＦＩＲを再生成することができる。このように、取得したＦＩＲを予等化のために用いることができる。ｍＱＡＭデータはトレーニングシーケンスとして用いられるが、受信器側はシンボル情報を知る必要はない。トレーニングシーケンスとして用いる情報は、変調フォーマットのみである。したがって、本方式はブラインドおよび適応予等化方式である。

図３は、５０ＧＨｚＷＤＭグリッドにおける適応予等化、送信およびコヒーレント検出を有する、高速ＤＡＣに基づく４０ＧｂａｕｄＰＭ−ＱＰＳＫ／８ＱＡＭ／１６ＱＡＭ生成のセットアップ例３００を示す。８つのチューニング可能外部キャビティレーザ（ＥＣＬ）ＥＣＬ１〜ＥＣＬ８は、システムにおける８サブチャネルとして用いられる。線幅は１００ｋＨｚ以下、出力パワーは１４．５ｄＢｍ、キャリア間隔は５０ＧＨｚである。奇数チャネルと偶数チャネルは、個別の同位相および直交（Ｉ／Ｑ）変調（信号３０２）の前に、２セットの偏波維持光カプラ（ＰＭ−ＯＣ）で実装される。４０ＧｂａｕｄＱＰＳＫ／８ＱＡＭ／１６ＱＡＭ信号は、６４ＧＳａ／ｓＤＡＣによって生成される。同位相（Ｉ）データと直交（Ｑ）データは、図２に示すＴｘＤＳＰブロックによって生成される。

送信データのためのｍＱＡＭマッピング（ｍ＝４／８／１６）の後、データは２Ｓａ／シンボルへアップサンプリングされる。次に、アップサンプリングしたデータに対して時間領域予等化を実施して、ＤＡＣ、ドライバ、Ｉ／Ｑ変調器により生じた帯域幅制限を補償する。コヒーレント受信器において、偏波および位相ダイバーシティコヒーレント検出を用いる。送信器におけるＥＣＬの線幅と受信器におけるＬＯは、ともに１００ｋＨｚ周辺である。パフォーマンス測定のため、サンプリングレート８０ＧＳａ／ｓ、帯域幅３０ＧＨｚでデジタルオシロスコープにおいてアナログ−デジタル変換（ＡＤＣ）を実施することができる。本例において、予等化は時間領域において実装し、ＦＩＲは図１に示す適応方式によって得られる。

チャネル推定と予等化の結果を図４Ａと図４Ｂに示す。ＱＰＳＫ信号は、トレーニングデータ変調フォーマットとして用いる。グラフ４０２は、ＤＤ−ＬＭＳ３３タップＦＩＲフィルタＨｘｘの周波数応答を示す。これはチャネルの逆伝達関数を示す。対称化とＦＩＲ再生成の後、予等化のためのＦＩＲフィルタの周波数応答を、グラフ４０４に示す。信号復元のためのＤＤ−ＬＭＳに起因して、０．６Ｒ以内の信号周波数成分のみが効果的に予等化されている。グラフ４０６と４０８は、予等化ありとなしにおける４０Ｇｂａｕｄ８ＱＡＭ信号のＦＦＴスペクトルを示す。０．６Ｒ以内の高周波数成分は、帯域幅制限に対して強化される。グラフ４１０と４１２は、クロック復元後の受信信号偏波４０ＧｂａｕｄＱＰＳＫ／８ＱＡＭ／１６ＱＡＭ信号のコンステレーションを、予等化ありとなしについて示す。ＣＭＡ適応等化器の前であっても、予等化によって明瞭なコンステレーションが得られていることが分かる。

図５のグラフ５０２は、予等化を実施する４０ＧｂａｕｄＱＰＳＫ／８ＱＡＭ／１６ＱＡＭのＢＴＢＢＥＲと、ＤＤ−ＬＭＳにおいて用いるタップ長ＮのＨｘｘの実験結果を示す。ＱＰＳＫは、トレーニングデータ変調フォーマットとして選択される。ＱＰＳＫはタップ長に対して感度が低く、９タップは予等化のために充分である。ただしより高い変調フォーマットである８ＱＡＭと１６ＱＡＭは、予等化のためにより多くのタップを必要とする。異なるタップ長におけるＦＩＲの周波数応答を、グラフ５０４に示す。高周波数の応答が異なることが分かる。予等化ありとなしのＢＥＲとＯＳＮＲを、４０ＧｂａｕｄＰＭ−ＱＰＳＫ／８ＱＡＭ／１６ＱＡＭについてグラフ５０６に示す。４０ＧｂａｕｄＰＭ−ＱＰＳＫ／８ＱＡＭ／１６ＱＡＭ信号について予等化を用いることにより、約３．５ｄＢ、２．５ｄＢ、１．５ｄＢＯＳＮＲ改善が得られた。図５のグラフ５０８、５１０、５１２に示すように、これら信号についての送信パフォーマンスの改善も、これら信号の送信距離を増やすことによって見られた。

実施形態において、帯域制限された光コヒーレントシステムのための適応予等化方式は、信号生成のためＤＡＣを用いる。

予等化は、ＤＤ−ＬＭＳアルゴリズムを用いるブラインドおよび適応チャネル推定に基づいている。

ｍＱＡＭはトレーニングシーケンスとして用いられるが、シンボル情報知識は必要ではない。トレーニングシーケンスのため用いられる情報は、変調フォーマットのみである。これはブラインド適応手法である。

図６は、光通信方法６００のフローチャートである。方法６００は、光通信ネットワークの受信器側において実装することができる（例えば機器１０２と１０６の受信器電子部品）。

ステップ６０２において、方法６００は、偏波多重光送信を受信する。例えば実施形態において、２つの偏波多重光信号（２つの直交光平面に沿って）を受信する。信号は例えば、図３に示す信号３０２である。

ステップ６０３において、方法６００は、受信した光送信を逆多重化して、変調データビットを有する光信号を復元する。例えば逆多重化は、様々な信号処理モジュールと図２で説明した技術を含むことができる。例えばクロック復元、Ｔ／２ＣＭＡ予収束、Ｎタップフィルタ推定、位相復元、変調データビットを抽出するためのシンボル決定、である。

ステップ６０４において、方法６００は、判定指向最小２乗平均アルゴリズムを用いて受信光信号に対して事後等化処理を実施することにより、光信号を受信した通信チャネルを表すフィルタ係数セットを推定する。事後等化処理は例えば、図２と図３で説明した異なる処理動作を含む。

ステップ６０６において、方法６００は、フィルタ係数セットから予等化器フィルタの記述を得る。実施例において、予等化器を得ることは、フィルタ係数動作セットの推定結果をモニタリングして定常状態に到達するステップを含む。推定結果が定常状態に到達した後、方法６００は伝達関数を計算し、伝達関数を対称化および正規化し、対称化および正規化した伝達関数から予等化器フィルタの記述を生成する。実施形態において、推定結果は、推定結果の繰り返しの誤差を規定収束閾値と比較すること、および誤差が規定収束閾値以下になったとき推定結果が定常状態に達したと決定することに基づき、定常状態に達すると考えられる。

ステップ６０８において、方法６００は、予等化器フィルタを光信号源に対して送信する。実施形態において方法６００は、受信器側においてデジタル−アナログ変換（ＤＡＣ）を実施して予等化伝達関数を推定することなく、予等化器フィルタを計算する。

図７は、光通信受信器７００の例を表すブロック図である。モジュール７０２（例えば受信器モジュール）は、光送信を受信するためのものである。偏波逆多重化器モジュール７０３は、光送信からの変調光信号を偏波逆多重化するためのものである。モジュール７０４（例えばクロック復元モジュール）は、受信光信号からデータクロックを抽出するためのものである。モジュール７０６（例えば予収束モジュール）は、クロック復元モジュールの出力を処理して中間信号を生成するためのものである。モジュール７０８（例えば判定指向更新モジュール）は、中間信号と、光信号のために用いられる変調フォーマットの知識とから、チャネル伝達関数を適応推定するためのものである。モジュール７１０（例えば予等化器モジュール）は、推定したチャネル伝達関数に基づき予等化フィルタを計算するためのものである。様々な実施形態において、装置７００とモジュール７０２、７０４、７０６、７０８、７１０は、本文書が開示する別の動作を実施することができる。

実施形態において、光通信システムは、光送信器、光受信器、光通信媒体（例えば光ファイバ）を備える。光通信媒体は、光送信器と光受信器に対して通信可能に接続されている。

光送信器は、予等化器フィルタを介して複数の直交振幅変調（ＱＡＭ）シンボルを有するトレーニングシーケンスをフィルタリングし、フィルタリングしたトレーニングシーケンスを他の光信号で偏波領域多重化して光送信を生成する。

光受信器は、光送信からのトレーニングシーケンスを逆多重化し、受信したトレーニングシーケンスに対して判定指向最小２乗平均アルゴリズムを用いて事後等化処理を実施することにより、トレーニングシーケンスを受信した通信チャネルを表すフィルタ係数セットを推定し、フィルタ係数セットから予等化器フィルタの記述を取得し、予等化器フィルタの更新を光送信器に対して送信する。

実施形態において、光通信（例えば図１に示すもの）は、光送信器と光受信器を含む。光送信器は、予等化器フィルタを介して複数の直交振幅変調（ＱＡＭ）シンボルを含むトレーニングシーケンスをフィルタリングし、フィルタリングしたトレーニングシーケンスを他の光信号で偏波領域多重化して光送信を生成する。光受信器は、光送信からのトレーニングシーケンスを逆多重化し、受信したトレーニングシーケンスに対して判定指向最小２乗平均アルゴリズムを用いて事後等化処理を実施することにより、トレーニングシーケンスを受信した通信チャネルを表すフィルタ係数セットを推定し、フィルタ係数セットから予等化器フィルタの記述を取得し、予等化器フィルタの更新を光送信器に対して送信する。

光信号の適応予等化を実施する技術を開示したことを理解されたい。送信器側における予等化は、受信器側から受信した、使用する予等化器フィルタの更新を用いて実施することができる。受信器において、チャネル推定を実施する既存モジュール（例えばＤＤ−ＬＭＳモジュール）を用いて、予等化器フィルタを生成することができる。

開示した技術を用いて、デジタル−アナログ変換における帯域幅制限に起因するパフォーマンス低下なしで、通信パフォーマンス（例えばビットエラーレートや送信スループット）を改善できることを理解されたい。

本文書が開示したものその他の実施形態、モジュール、および機能動作は、デジタル電子回路内、またはコンピュータソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア内に実装することができる。これらは本文書が開示する構造およびその等価構造、さらにはこれらの１以上の組み合わせを含む。開示する実施形態およびその他の実施形態は、１以上のコンピュータプログラム製品として実装することができる。すなわち、コンピュータ読取可能媒体に記録され、データ処理装置が実行しまたはその動作を制御する、１以上のコンピュータプログラム命令のモジュールである。コンピュータ読取可能媒体は、機械読取可能記憶装置、機械読取可能記憶基板、メモリデバイス、機械読取可能伝搬信号を生成する合成物、またはこれらの１以上の組み合わせである。データ処理装置という用語は、全ての装置、デバイス、データ処理機械を包含する。これらは例えばプログラム可能プロセッサ、コンピュータ、マルチプロセッサまたはコンピュータを含む。装置は、ハードウェアに加えて、コンピュータプログラムの命令環境を生成するコードを含む。例えば、プロセッサファームウェア、プロトコルスタック、データベース管理システム、オペレーティングシステム、またはこれらの１以上の組み合わせを構成するコードである。伝搬信号は、人工生成された信号である。例えば、適当な受信装置に対して送信するために情報をコード化するように生成された、機械生成による電気的、光学的、または電磁的信号である。

コンピュータプログラム（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、スクリプト、またはコードとしても知られている）は、任意形態のプログラム言語で記述することができる。これはコンパイル言語またはインタプリタ言語を含み、任意形態で配布することができる。これはスタンドアロンプログラムまたはモジュール、コンポーネント、サブルーチン、その他のコンピュータ環境において使用するのに適したユニットを含む。コンピュータプログラムは、ファイルシステムに対応している必要はない。プログラムは、他のプログラムまたはデータ（例えば、マークアップ言語文書内に格納された１以上のスクリプト）を保持する、当該プログラム専用の単一ファイル内または複数協調ファイル（例えば、１以上のモジュール、サブプログラム、またはコードの一部を格納するファイル）内におけるファイルの一部に格納することができる。コンピュータプログラムを配布して、１サイトに配置されまたは複数サイトをまたがって通信ネットワークによって相互接続配置された１以上のコンピュータによって実行することができる。

本文書において開示するプロセスとロジックフローは、１以上のコンピュータプログラムを実行する１以上のプログラム可能プロセッサによって実施して、入力データ上で動作し出力を生成することにより機能を実施することができる。プロセスとロジックフローは例えばＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅｇａｔｅａｒｒａｙ）やＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｐｅｃｉｆｉｃｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔ）のような特定用途論理回路によって実施することもできる。装置はこれら回路として実装することもできる。

コンピュータプログラムを実行するのに適したプロセッサは、例えば汎用および特定用途マイクロプロセッサ、または任意タイプのデジタルコンピュータの１以上のプロセッサを含む。一般にプロセッサは、読取専用メモリまたはランダムアクセスメモリまたはこれら双方から命令とデータを受信する。コンピュータの必須要素は、命令を実施するプロセッサと、命令およびデータを格納する１以上のメモリデバイスである。一般にコンピュータはさらに、データを格納する１以上の大規模記憶デバイスを備え、またはこれらと動作可能に連結されデータを受信または送信する。例えば磁気ディスク、光磁気ディスク、または光ディスクである。しかしコンピュータはこれらデバイスを必ずしも備えなくともよい。コンピュータプログラム命令とデータを格納するのに適したコンピュータ読取可能媒体は、不揮発性メモリ、媒体、およびメモリデバイスの全ての形態を含む。これは例えば、ＥＰＲＯＭやＥＥＰＲＯＭのような半導体メモリデバイス、フラッシュメモリデバイス、例えば内部ハードディスクやリムーバブルディスクのような磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤＲＯＭおよびＤＶＤ−ＲＯＭディスクを含む。プロセッサとメモリは、特定用途論理回路内によって補充され、またはその内部に設けることができる。

数個の例と実装のみを開示した。開示内容に基づき、説明した例および実装に対する変形、修正、拡張、その他の実装をすることも可能である。

Claims

光通信ネットワークにおける受信器側で実装可能な光通信の方法であって、
偏波多重化された光送信を受信するステップ、
前記受信した光送信を逆多重化して変調データビットを有する光信号を復元するステップ、
判定指向最小２乗平均アルゴリズムを用いて、前記受信した光信号に対して事後等化処理を実施することにより、前記光信号を受信した通信チャネルを表すフィルタ係数セットを推定するステップ、
前記フィルタ係数セットから予等化器フィルタの記述を得るステップ、
前記予等化器フィルタを前記光信号のソースへ送信するステップ、
を有することを特徴とする方法。
前記予等化器フィルタの記述を得るステップは、
前記フィルタ係数セットの推定結果をモニタリングして定常状態に到達するステップ、
前記定常状態に到達した後、
伝達関数を計算するステップ、
前記伝達関数を対称化および正規化するステップ、
前記対称化および正規化した伝達関数から前記予等化器フィルタの記述を生成するステップ、
を有する
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
前記推定結果をモニタリングして定常状態に到達するステップは、
前記推定の繰り返しの誤差を規定収束閾値と比較するステップ、および前記誤差が前記規定収束閾値以下となったとき前記推定が前記定常状態に到達したと決定するステップを有する
ことを特徴とする請求項２記載の方法。
前記対称化は、
前記伝達関数が偶対称であると仮定することにより、前記伝達関数の複素値係数を実値係数へ変換するステップを有する
ことを特徴とする請求項２記載の方法。
光受信装置であって、
光送信を受信する受信器モジュール、
前記光送信から変調光信号を偏波逆多重化する偏波逆多重化器モジュール、
前記変調光信号からクロックを抽出するクロック復元モジュール、
前記クロック復元モジュールの出力を処理して中間信号を生成する予収束モジュール、
前記中間信号と、変調光信号のために用いる既知の変調フォーマットとから、チャネル伝達関数を適応推定する判定指向更新モジュール、
前記推定したチャネル伝達関数に基づき予等化フィルタを計算する予等化器モジュール、
を備えることを特徴とする光受信装置。
前記予等化器モジュールは、
前記フィルタ係数セットの推定結果をモニタリングして定常状態に到達するモニタリングモジュール、
前記チャネル伝達関数を対称化および正規化する対称化および正規化モジュール、
を有することを特徴とする請求項５記載の光受信装置。
前記モニタリングモジュールは、
前記推定の繰り返しの誤差を規定収束閾値と比較し、および前記誤差が前記規定収束閾値以下となったとき前記推定が前記定常状態に到達したと決定する、エラー比較モジュールを有する
ことを特徴とする請求項６記載の光受信装置。
前記対称化は、
前記伝達関数が偶対称であると仮定することにより、前記伝達関数の複素値係数を実値係数へ変換することを含む
ことを特徴とする請求項６記載の光受信装置。
光受信器であって、
メモリとプロセッサを備え、
前記メモリは、光通信方法のコードを格納し、前記プロセッサは、前記コードを前記メモリから読み出して前記光通信方法を実施し、
前記光通信方法は、
偏波多重化された光送信を受信するステップ、
前記受信した光送信を逆多重化して変調データビットを有する光信号を復元するステップ、
判定指向最小２乗平均アルゴリズムを用いて、前記受信した光信号に対して事後等化処理を実施することにより、前記光信号を受信した通信チャネルを表すフィルタ係数セットを推定するステップ、
前記フィルタ係数セットから予等化器フィルタの記述を得るステップ、
前記予等化器フィルタを前記光信号のソースへ送信するステップ、
を有することを特徴とする光受信器。
前記予等化器フィルタの記述を得るステップは、
前記フィルタ係数セットの推定結果をモニタリングして定常状態に到達するステップ、
前記定常状態に到達した後、
伝達関数を計算するステップ、
前記伝達関数を対称化および正規化するステップ、
前記対称化および正規化した伝達関数から前記予等化器フィルタの記述を生成するステップ、
を有する
ことを特徴とする請求項９記載の光受信器。
前記推定結果をモニタリングして定常状態に到達するステップは、
前記推定の繰り返しの誤差を規定収束閾値と比較するステップ、および前記誤差が前記規定収束閾値以下となったとき前記推定が前記定常状態に到達したと決定するステップを有する
ことを特徴とする請求項１０記載の光受信器。
前記対称化は、
前記伝達関数が偶対称であると仮定することにより、前記伝達関数の複素値係数を実値係数へ変換するステップを有する
ことを特徴とする請求項１０記載の光受信器。
光通信システムであって、
予等化器フィルタを介して複数の直交振幅変調（ＱＡＭ）シンボルを有するトレーニングシーケンスをフィルタリングし、前記フィルタリングしたトレーニングシーケンスを他の光信号で偏波領域多重化して光送信を生成する、光送信器、
光受信器であって、
前記光送信からの前記トレーニングシーケンスを逆多重化し、
判定指向最小２乗平均アルゴリズムを用いて前記受信したトレーニングシーケンスに対して事後等化処理を実施することにより、前記トレーニングシーケンスを受信した通信チャネルを表すフィルタ係数セットを推定し、
前記フィルタ係数セットから予等化フィルタの記述を取得し、
前記光送信器に対して前記予等化器フィルタの更新を送信する、
光受信器、
を備えることを特徴とする光通信システム。
前記光送信器は、前記予等化器フィルタの更新を受け取り、前記更新された予等化器フィルタを用いて後続のデータ送信を予等化する
ことを特徴とする請求項１３記載の光通信システム。
前記光受信器は、前記フィルタ係数セットの推定結果をモニタリングして定常状態に到達し、前記推定結果が前記定常状態に到達した後、伝達関数を計算し、前記伝達関数を対称化および正規化し、前記対称化および正規化した伝達関数から前記予等化器フィルタの記述を生成することにより、前記予等化器フィルタを取得する
ことを特徴とする請求項１３記載の光通信システム。