JP2018078544A - バイアスドリフト補償装置、受信信号復元装置及び受信機 - Google Patents

バイアスドリフト補償装置、受信信号復元装置及び受信機 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明は、バイアスドリフト補償装置、受信信号復元装置及び受信機を提供する。【解決手段】受信端でバイアスドリフトの推定及び補償を直接行い、送信端でバイアス制御回路を増設する必要がないため、システムの構造が簡単であり、且つ各種の変調フォーマットに適用することができ、適用範囲が広く、高次変調フォーマットのニーズを満することもでき；また、受信信号に対しての均衡化処理、及び周波数オフセットと位相ノイズに基づく位相復元を行うことで、送信端変調器のバイアス点情報を精確に分離することができ、これにより、送信端変調器のバイアスドリフトを精確に補償することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、通信技術分野に関し、特に、バイアスドリフト補償装置、受信信号復元装置及び受信機に関する。
高速光通信システムでは、一般的に、送信端で変調器を、送信信号に対して変調を行うために設置する必要があり、そのうち、ベクトル変調器は、幅広く使用されている。ベクトル変調器は、電気領域の周波数スペクトルをほぼ損失無しで光周波数近傍に移し、受信機端のコヒーレント検出技術と組み合わせることで、周波数スペクトル利用率を実現することができる。近年、リンクの損傷及び受信機の不均衡の特性についてのデジタル信号処理（Digital Signal Processing、DSP）アルゴリズムは、続々と提案されており、これにより、光通信システムの伝送容量及び変調フォーマットは、絶えずに増大及び拡張する。
大容量の光通信システムについて、高次変調は、システム中の損失に、より敏感であり、そのうち、システム中の損失は、送信機の非理想特性を含む。実際の使用では、変調器が正常に作動するようにさせるために、変調器のバイアス電圧を正確に設定する必要がある。しかし、環境温度の変化やレーザー装置の中心波長のドリフトなどの要因のせいで、変調器の正常バイアス点を精確に保証することができいため、バイアスドリフトが生じ、これにより、送信信号にIQ（In-phase and Quadrature、IQ）不均衡が生じることがある。
特殊な変調、例えば、QPSK（Quadrature Phase Shift Keying、QPSK）又はQAM（Quadrature Amplitude Modulation、QAM）の場合、送信端でバイアス制御回路を設置してバイアスドリフトに対して補償を行うことができる。また、変調器のバイアスドリフトを補償するもう１つの方法としては、受信端のDSPアルゴリズムを用いて是正及び補償を行う方法がある。
上述した従来のバイアス制御回路を設置する方法を用いて、変調器のバイアス点を制御するときに、送信端でバイアス制御回路を増設する必要があるため、システムの構造が複雑になる。また、他の変調フォーマット、例えば、FDM（Frequency Division Multiplexing、FDM）又はOFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing、OFDM）の場合、該バイアス制御回路による効果が良くない。さらに、該バイアス制御回路によるバイアス点への制御精度は、高次変調フォーマットのニーズを満たすことができない。
また、従来の方法を用いて受信端でDSPアルゴリズムにより是正及び補償を行うときに、受信信号に位相ノイズ及び伝送リンクによる各種の損傷がさらに含まれているため、送信端変調器のバイアス点情報を精確に分離することができず、これにより、送信端変調器のバイアスドリフトに対して補償することは困難である。
本発明の実施例は、送信端変調器のバイアスドリフト補償装置、受信信号復元装置及び受信機を提供する。受信端でバイアスドリフトの推定及び補償を直接行い、送信端でバイアス制御回路を増設する必要がないため、システムの構造が簡単であり、且つ各種の変調フォーマットに適用することができ、適用範囲が広く、高次変調フォーマットのニーズを満足することもできる。また、受信信号に対しての均衡化処理、及び周波数オフセットと位相ノイズに基づく位相復元を行うことで、送信端変調器のバイアス点情報を精確に分離することができ、これにより、送信端変調器のバイアスドリフトに対して精確に補償することができる。
本発明の実施例の第一側面によれば、送信端変調器のバイアスドリフト補償装置が提供され、それは、
第一補償ユニットであって、受信端の受信信号の該受信端で生じたIQ不均衡に対して補償を行うためのもの；
第一均衡化ユニットであって、補償後の受信信号に対して均衡化処理を行うためのもの；
第一推定ユニットであって、均衡化処理後の受信信号に基づいて、送信端レーザー装置と受信端レーザー装置との間の周波数オフセット、及び前記送信端レーザー装置と前記受信端レーザー装置の位相ノイズを推定するためのもの；
復元ユニットであって、推定された前記周波数オフセット及び前記位相ノイズに基づいて、補償後の受信信号に対して位相復元を行うためのもの；及び
第二補償ユニットであって、位相復元後の受信信号について、送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡を補償するためのものを含む。
本発明の実施例の第二側面によれば、受信信号復元装置が提供され、それは、
本発明の実施例の第一側面に記載の送信端変調器のバイアスドリフト補償装置；
第二均衡化ユニットであって、送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡を補償した後の受信信号に対して均衡化処理を行うためのもの；
第三補償ユニットであって、均衡化処理後の受信信号に対して余剰位相補償を行うためのもの；及び
出力ユニットであって、余剰位相補償後の受信信号に対して判断を行い、該受信信号を出力するためのものを含む。
本発明の実施例の第三側面によれば、受信機が提供され、それは、本発明の実施例の第一側面に記載の送信端変調器のバイアスドリフト補償装置又は本発明の実施例の第二側面に記載の受信信号復元装置を含む。
本発明の有益な効果は、次の通りであり、即ち、受信端でバイアスドリフトの推定及び補償を直接行い、送信端でバイアス制御回路を増設する必要がないため、システムの構造が簡単であり、且つ各種の変調フォーマットに適用することができ、適用範囲が広く、高次変調フォーマットのニーズを満たすこともでき；また、受信信号に対しての均衡化処理及び周波数オフセットと位相ノイズに基づく位相復元を行うことで、送信端変調器のバイアス点情報を精確に分離することができ、これにより、送信端変調器のバイアスドリフトに対して精確に補償することができる。
本発明の実施例1による送信端変調器のバイアスドリフト補償装置を示す図である。 本発明の実施例1によるバイアスドリフト補償装置を応用する光通信システムを示す図である。 本発明の実施例1における復元ユニット104を示す図である。 本発明の実施例1における第一推定ユニット103を示す図である。 本発明の実施例2による受信信号復元装置を示す図である。 本発明の実施例3による受信機の構成を示す図である。 本発明の実施例3による受信機のシステム構成を示す図である。 本発明の実施例4による送信端変調器のバイアスドリフト補償方法を示す図である。 本発明の実施例4による送信端変調器のもう１つのバイアスドリフト補償方法を示す図である。 本発明の実施例5による受信信号復元方法を示す図である。
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。なお、以下に開示の実施形態は、例示に過ぎず、本発明を限定するものでない。
図1は、本発明の実施例1による送信端変調器のバイアスドリフト補償装置を示す図である。図1に示すように、該装置100は、次のようなものを含む。
第一補償ユニット101：受信端の受信信号の該受信端で生じたIQ不均衡を補償し；
第一均衡化ユニット102：補償後の受信信号に対して均衡化処理を行い；
第一推定ユニット103：均衡化処理後の受信信号に基づいて、送信端レーザー装置と受信端レーザー装置との間の周波数オフセット、及び該送信端レーザー装置と該受信端レーザー装置の位相ノイズを推定し；
復元ユニット104：推定された該周波数オフセット及び該位相ノイズに基づいて、補償後の受信信号に対して位相復元を行い；
第二補償ユニット105：位相復元後の受信信号について、送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡を補償する。
上述の実施例から分かるように、受信端でバイアスドリフトの推定及び補償を直接行い、送信端でバイアス制御回路を増設する必要がないため、システムの構造が簡単であり、且つ各種の変調フォーマットに適用することができ、適用範囲が広く、高次変調フォーマットのニーズを満足することもでき；また、受信信号に対しての均衡化処理、及び周波数オフセットと位相ノイズに基づく位相復元を行うことで、送信端変調器のバイアス点情報を精確に分離することができ、これにより、送信端変調器のバイアスドリフトに対して精確に補償することができる。
本実施例では、該受信信号とは、光通信システムにおいて、送信端から送信された送信信号が伝送リンクを通過した後に、受信端で受信された信号を指す。
本実施例では、送信端でIQ変調器を用いることを例として、本実施例の送信端変調器のバイアスドリフト補償装置を応用する光通信システムについて例示的に説明する。
図2は、本発明の実施例1によるバイアスドリフト補償装置を応用する光通信システムを示す図である。図2に示すように、送信端では、Iパス（path）及びQパスのデータがそれぞれIQ変調器201に入力され、即ち、IQ変調器201におけるIパスのバイアス点及びQパスのバイアス点を形成する。送信端レーザー装置202から発したレーザー光がIQ変調器201に入力され、IQ変調器201の変調を受けた送信信号は、伝送リンク203の伝送を経た後に受信端に到着する。受信端では、ローカル発振レーザー装置（ローカル発振器）204から発したものが光周波数混合器（光ミキサー）205に入力され、受信信号が光周波数混合器205を通過した後に、受信端のIパス及びQパスの受信信号を取得し、そして、それらを図1に示すようなバイアスドリフト補償装置100に入力して処理してもらう。
本実施例では、図2に示す光通信システムの送信端及び受信端では、さらに、幾つかの他の部品（図示せず）を含んでも良い。例えば、DAC（Digital-to-analog Converter、DAC）、光電変換器、ADC（Analog-to-digital Converter、ADC）などを含んでも良い。なお、それらの構造及び機能は、従来の技術に類似したので、ここでは、その詳しい説明を省略する。
送信端レーザー装置202及びIQ変調器201が所定時間ワーキングした後に、環境温度が変化しており、及びレーザー装置の中心波長にドリフトが生じているため、IQ変調器201のIパスのバイアス点及びQパスのバイアス点にもドリフトが生じてしまう。これにより、送信信号の実部及び虚部上で直流信号が生じ、実部信号と虚部信号の振幅（amplitude）不均衡を来し、さらに、実部信号と虚部信号との間への余計な位相差の導入を引き起こすこともある。ここで、虚部信号と実部信号との間に生じた振幅不均衡及び余計な位相差は、送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡と称される。
例えば、バイアスドリフトが生じたIQ変調器の変調を受けた後の送信信号は、以下の公式（1）で表することができる。
A(t)=kII(t)+j*kQejθQ(t)+I0+jQ0 (1)
そのうち、A(t)は、送信信号を示し、tは、時間を示し、KI及びkQは、それぞれ、実部信号及び虚部信号の振幅を示し、I(t)及びQ(t)は、それぞれ、実部信号及び虚部信号を示し、I0及びQ0は、それぞれ、実部及び虚部上で生じた直流信号を示し、θは、実部信号と虚部信号との間の位相差を示す。
本実施例では、送信端変調器のバイアスドリフトは、実部信号と虚部信号の振幅不均衡kI/kQ、実部信号上で生じた直流信号I0、虚部信号上で生じた直流信号Q0、及び実部信号と虚部信号との間の位相差θを含んでも良い。
本実施例では、第一補償ユニット101は、受信端の受信信号の該受信端で生じたIQ不均衡に対して補償し、そのうち、受信信号の受信端で生じたIQ不均衡は、例えば、光周波数混合器による振幅及び位相の不均衡である。従来の方法により、受信信号の受信端で生じたIQ不均衡に対して補償しても良い。
例えば、以下の従来の方法により、kI/kQ、I0、Q0及びθを計算しても良く、即ち、
a）受信信号の実部及び虚部の平均値をそれぞれ計算してそれぞれI0及びQ0とし；
b）実部と虚部のパワー比を計算し、開方後でkI/kQを取得し；
c）実部かける（×）虚部の平均値及び虚部の平方（２乗）の平均値を計算し、前者／後者（除算）で、-tan(θ)を取得し、これにより、位相差θを得ることができる。
kI/kQ、I0、Q0及びθを計算した後に、計算結果に基づいて受信信号に対して補償することができる。
本実施例では、第一均衡化ユニット102は、補償後の受信信号に対して均衡化処理を行い、そのうち、従来の方法を用いて均衡化処理を行っても良い。例えば、ブラインド等化（blind equalization）方法又はトレーニングシーケンスに基づく方法を採用しても良い。
本実施例では、第一推定ユニット103は、均衡化処理後の受信信号に基づいて、送信端レーザー装置と受信端レーザー装置との間の周波数オフセット、及び該送信端レーザー装置と受信端レーザー装置の位相ノイズを推定する。そのうち、該周波数オフセット及び該位相ノイズの推定は、従来の方法を使用しても良い。例えば、判定付き又は判定無しの４乗の位相推定方法又は位相測定に基づく方法を採用しても良い。
本実施例では、復元ユニット104は、推定された該周波数オフセット及び該位相ノイズに基づいて、該補償後の受信信号に対して位相復元を行う。例えば、第一補償ユニット101による補償後の受信信号について、推定された該周波数オフセット及び該位相ノイズを除去することで、位相復元後の受信信号を得ることができる。
本実施例では、例えば、均衡化処理、及び周波数オフセットと位相ノイズの推定を行うときに、データ全体の最初及び最後の一部のデータを除去する必要があるかもしれないので、位相復元を行う時に、まず時間的整合（time alignment）を行っても良い。
図3は、本発明の実施例1における復元ユニット104を示す図である。図3に示すように、復元ユニット104は、次のようなものを含む。
整合ユニット301：補償された受信信号と推定された該位相ノイズに対して時間上で整合を行い；
第一復元ユニット302：推定された該周波数オフセット及び該位相ノイズに基づいて、時間的整合後の受信信号に対して位相復元を行う。
本実施例では、第二補償ユニット105は、位相復元後の受信信号について、送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡の補償を行う。そのうち、ここでの位相復元後の受信信号は、位相ノイズ及び他の損傷が除去されているので、送信端変調器のバイアス点情報を精確に分離することができる。従って、従来の方法により、該IQ不均衡に対して補償しても良い。例えば、第一補償ユニット101と同様な補償方法を採用しても良い。
以上、単一偏波光通信システムについて説明したが、二重偏波光通信システムについて、該装置100は、さらに、次のようなものを含んでも良い。
第一逆多重化ユニット106：均衡化処理後の受信信号に対して逆多重化（demultiplexing）を行い、２つの偏波状態の受信信号を取得する。
本実施例では、第一逆多重化ユニット106の受信信号に対しての逆多重化は、従来の方法を用いても良い。また、二重偏波光通信システムについて、第一逆多重化ユニット106及び第一均衡化ユニット102は、同一の機能モジュールにより実現されても良い。
本実施例では、第一逆多重化ユニット106は、オプションであり、図1中で点線枠により示されている。
本実施例では、二重偏波光通信システムの場合、図4は、本発明の実施例1における第一推定ユニット103を示す図である。図4に示すように、第一推定ユニット103は、次のようなものを含む。
第三推定ユニット401：２つの偏波状態の受信信号に基づいて、２つの偏波状態に対応する周波数オフセット及び位相ノイズをそれぞれ推定し；
確定ユニット402：２つの偏波状態の周波数オフセット及び位相ノイズの平均値を、それぞれ、推定された該周波数オフセット及び該位相ノイズとする。
本実施例では、第三推定ユニット401の周波数オフセット及び位相ノイズに対しての推定方法は、単一偏波光通信システム中の周波数オフセット及び位相ノイズの推定方法と同じであるため、ここでは、その詳しい説明を省略する。
本実施例では、該装置100は、さらに、次のようなものを含んでも良い。
第二推定ユニット107：送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡を補償した後の受信信号中のIQ不均衡程度を推定し、
判断ユニット108：推定された該IQ不均衡程度が所定条件を満足したかを判断し、該IQ不均衡程度が該所定条件を満足したときに、送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡を補償した後の受信信号を、バイアスドリフト補償後の出力信号として出力し；該IQ不均衡程度が所定条件を満足しないときに、送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡を補償した後の受信信号を第一均衡化ユニット102に出力し、これにより、第一均衡化ユニット102は、送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡を補償した後の該受信信号に対して再び均衡化処理を行い、第一推定ユニット103は、再び周波数オフセット及び位相ノイズを推定し、復元ユニット104は、再び位相復元を行い、また、第二補償ユニット105は、再び信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡に対して補償する。
このように、補償後の受信信号中のIQ不均衡程度を推定し、所定条件を満足しないときに、反復（iteration）処理を、補償後の受信信号中のIQ不均衡程度が該所定条件を満足するまで、行うようにすることで、送信端変調器のバイアスドリフトをより精確に補償することができる。
本実施例では、第二推定ユニット107及び判断ユニット108は、オプションであり、図1中で点線枠により示されている。
本実施例では、従来の方法を用いて、送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡を補償した後の受信信号中のIQ不均衡程度を推定することができる。
例えば、今回に推定された振幅不均衡及び位相不均衡と、前回に推定された振幅不均衡及び位相不均衡との変化量をIQ不均衡程度とし、判断ユニット108は、該変化量が所定閾値よりも小さいかを判断し、所定閾値によりも小さい時に、所定条件を満足したと判定し、所定閾値以上の時に、所定条件を満足しないと判定することができる。
例えば、さらに、補償後の受信信号に対して再び均衡化処理を行い（二重偏波システムについあて、さらに逆多重化処理を行う）、また、位相復元を再び行い、これにより、余剰位相補償を行っても良い。そして、得られた受信信号の星座図と、予め得られた参考星座図との比較を行い、両者の差異が許容範囲内にあるかを判断し、許容範囲内にある場合、所定条件を満足したと判定し、そうでない場合、所定条件を満足しないと判定することができる。
また、例えば、再び均衡化処理を行い（二重偏波システムについて、さらに逆多重化処理を行う）、また、再び位相復元を行った後の受信信号に対して判断を行っても良く、ビットエラー率（bit error rate）が所定閾値よりも小さい場合、所定条件を満足したと判定し、そうでない場合、所定条件を満足しないと判定する。
上述の実施例から分かるように、受信端でバイアスドリフトの推定及び補償を直接行い、送信端でバイアス制御回路を増設する必要がないため、システムの構造が簡単であり、且つ各種の変調フォーマットに適用することができ、適用範囲が広く、高次変調フォーマットのニーズを満足することもでき；また、受信信号に対しての均衡化処理、及び周波数オフセットと位相ノイズに基づく位相復元を行うことで、送信端変調器のバイアス点情報を精確に分離することができ、これにより、送信端変調器のバイアスドリフトを精確に補償することができる。
本発明の実施例は、さらに、受信信号復元装置を提供し、それは、本発明の実施例1に記載の送信端変調器のバイアスドリフト補償装置を含む。図5は、本発明の実施例2による受信信号復元装置を示す図である。図5に示すように、該装置500は、次のようなものを含む。
バイアスドリフト補償装置501；
第二均衡化ユニット502：送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡を補償した後の受信信号に対して均衡化処理を行い；
第三補償ユニット503：均衡化処理後の受信信号に対して余剰位相補償を行い；
出力ユニット504：余剰位相補償後の受信信号に対して判断を行い、該受信信号を出力する。
本実施例では、バイアスドリフト補償装置501の構造及び機能は、実施例1中のバイアスドリフト補償装置100の構造及び機能と同じであるため、ここでは、その詳しい説明を省略する。
本実施例では、第二均衡化ユニット502は、バイアスドリフト補償装置501が得た、送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡を補償した後の受信信号に対して均衡化処理を行い、そのうち、従来の方法を用いて均衡化処理を行っても良く、例えば、第一均衡化ユニット501と同様な方法を採用しても良い。
本実施例では、二重偏波光通信システムについて、さらに逆多重化ユニットを有し、それは、第二均衡化ユニット502の均衡化処理後の受信信号に対して逆多重化処理を行う。
本実施例では、第三補償ユニット503は、均衡化処理後の受信信号に対して余剰位相補償を行い、そのうち、従来の方法を用いて余剰位相補償を行っても良い。例えば、第一推定ユニット103と同様な方法で周波数オフセット及び位相ノイズを推定し、復元ユニット104と同様な方法で位相復元を行い、これにより、余剰位相補償を実現しても良い。
本実施例では、出力ユニット504は、従来の方法により、余剰位相補償後の受信信号に対して判断を行い、該受信信号を出力しても良い。このようにして、送信端変調器のバイアスドリフトに対して精確に補償した後の受信信号を出力することができる。
上述の実施例から分かるように、受信端でバイアスドリフトの推定及び補償を直接行い、送信端でバイアス制御回路を増設する必要がないため、システムの構造が簡単であり、且つ各種の変調フォーマットに適用することができ、適用範囲が広く、高次変調フォーマットのニーズを満足することもでき；また、受信信号に対しての均衡化処理、及び周波数オフセットと位相ノイズに基づく位相復元を行うことで、送信端変調器のバイアス点情報を精確に分離することができ、これにより、送信端変調器のバイアスドリフトを精確に補償することができる。
本発明の実施例は、さらに、受信機を提供し、図6は、本発明の実施例3による受信機の構成を示す図である。図6に示すように、該受信機600は、送信端変調器のバイアスドリフト補償装置又は受信信号復元装置601を含み、該送信端変調器のバイアスドリフト補償装置又は受信信号復元装置601の構造及び機能は、実施例1又は実施例2中の記載と同じであるから、ここでは、その詳しい説明を省略する。
図7は、本発明の実施例3による受信機のシステム構成を示す図である。図7に示すように、受信機900は、次のようなものを含む。
前端（front end／フロントエンド）：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し、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。
図7に示すように、該前端は、ローカル発振レーザー装置（ローカル発振器）710、光周波数混合器（Optical 90deg hybrid）701、光電検測器（O/E）702、704、706、708、及びADC 703、705、707、709を含み、そのうち、送信端変調器のバイアスドリフト補償装置又は受信信号復元装置711の構造及び機能は、実施例1又は実施例2中の記載と同じであるので、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装置710は、ローカル光源を提供し、光信号は、光周波数混合器（Optical 90deg hybrid）701、光電検測器（O/E）702、704、及びADC 703、705を経た後に、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、光周波数混合器（Optical 90deg hybrid）701、光電検測器（O/E）706、708、及びADC 707、709を経た後に、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。なお、その具体的なプロセスは、従来の技術に類似したので、ここでは、その詳しい説明を省略する。
上述の実施例から分かるように、受信端でバイアスドリフトの推定及び補償を直接行い、送信端でバイアス制御回路を増設する必要がないため、システムの構造が簡単であり、且つ各種の変調フォーマットに適用することができ、適用範囲が広く、高次変調フォーマットのニーズを満足することもでき；また、受信信号に対しての均衡化処理、及び周波数オフセットと位相ノイズに基づく位相復元を行うことで、送信端変調器のバイアス点情報を精確に分離することができ、これにより、送信端変調器のバイアスドリフトを精確に補償することができる。
本発明の実施例は、さらに、送信端変調器のバイアスドリフト補償方法を提供し、それは、実施例1のバイアスドリフト補償装置に対応する。図8は、本発明の実施例4による送信端変調器のバイアスドリフト補償方法を示す図である。図8に示すように、該方法は、次のようなステップを含む。
ステップ801：受信端の受信信号の該受信端で生じたIQ不均衡に対して補償を行い；
ステップ802：補償後の受信信号に対して均衡化処理を行い；
ステップ803：均衡化処理後の受信信号に基づいて、送信端レーザー装置と受信端レーザー装置との間の周波数オフセット、及び該送信端レーザー装置と受信端レーザー装置の位相ノイズを推定し；
ステップ804：推定された該周波数オフセット及び該位相ノイズに基づいて、補償後の受信信号に対して位相復元を行い；
ステップ805：位相復元後の受信信号について、送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡の補償を行う。
図9は、本発明の実施例4による送信端変調器のもう１つのバイアスドリフト補償方法を示す図である。図9に示すように、該方法は、次のようなステップを含む。
ステップ901：受信端の受信信号の該受信端で形成されたIQ不均衡を補償し；
ステップ902：補償後の受信信号に対して均衡化処理を行い；
ステップ903：均衡化処理後の受信信号に基づいて、送信端レーザー装置と受信端レーザー装置との間の周波数オフセット、及び該送信端レーザー装置と受信端レーザー装置の位相ノイズを推定し；
ステップ904：推定された該周波数オフセット及び該位相ノイズに基づいて、補償後の受信信号に対して位相復元を行い；
ステップ905：位相復元後の受信信号について、送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡の補償を行い；
ステップ906：送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡の補償後の受信信号中のIQ不均衡程度を推定し；
ステップ907：推定された該IQ不均衡程度が所定条件を満足したかを判断し、判断結果が“いいえ”の場合、ステップ902に移行し、ステップ905で得られた、送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡の補償後の受信信号をステップ902に用い、送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡の補償後の受信信号について、再び均衡化処理を行い；判断結果が“はい”の場合、ステップ908に移行し；
ステップ908：送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡の補償後の受信信号を出力する。
本実施例では、受信端で生じたIQ不均衡に対しての補償方法、補償後の受信信号に対しての均衡化処理方法、周波数オフセット及び位相ノイズに対しての推定方法、補償後の受信信号に対しての位相復元方法、及び送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡に対しての補償方法は、実施例1中の記載と同じであるから、ここでは、その詳しい説明を省略する。
上述の実施例から分かるように、受信端でバイアスドリフトの推定及び補償を直接行い、送信端でバイアス制御回路を増設する必要がないため、システムの構造が簡単であり、且つ各種の変調フォーマットに適用することができ、適用範囲が広く、高次変調フォーマットのニーズを満足することもでき；また、受信信号に対しての均衡化処理、及び周波数オフセットと位相ノイズに基づく位相復元を行うことで、送信端変調器のバイアス点情報を精確に分離することができ、これにより、送信端変調器のバイアスドリフトを精確に補償することができる。
本発明の実施例は、さらに、受信信号復元方法を提供し、それは、実施例2による受信信号復元装置に対応する。図10は、本発明の実施例5による受信信号復元方法を示す図である。図10に示すように、該方法は、次のようなステップを含む。
ステップ1001：受信端の受信信号の該受信端で生じたIQ不均衡を補償し；
ステップ1002：補償後の受信信号に対して均衡化処理を行い；
ステップ1003：均衡化処理後の受信信号に基づいて、送信端レーザー装置と受信端レーザー装置との間の周波数オフセット、及び該送信端レーザー装置と受信端レーザー装置の位相ノイズを推定し；
ステップ1004：推定された該周波数オフセット及び該位相ノイズに基づいて、補償後の受信信号に対して位相復元を行い；
ステップ1005：位相復元後の受信信号に対して、送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡の補償を行い；
ステップ1006：送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡の補償後の受信信号に対して均衡化処理を行い；
ステップ1007：均衡化処理後の受信信号に対して余剰位相補償を行い；
ステップ1008：余剰位相補償後の受信信号に対して判断を行い、該受信信号を出力する。
本実施例では、ステップ1001〜1005は、実施例4中のステップ801〜805と同じであり、ステップ1006〜1008中の均衡化処理の方法、余剰位相補償の方法、及び受信信号の判定方法と出力方法は、実施例2中の記載と同じであるから、ここでは、その詳しい説明を省略する。
上述の実施例から分かるように、受信端でバイアスドリフトの推定及び補償を直接行い、送信端でバイアス制御回路を増設する必要がないので、システムの構造が簡単であり、且つ各種の変調フォーマットに適用することができ、適用範囲が広く、高次変調フォーマットのニーズを満足することもでき；また、受信信号に対しての均衡化処理、及び周波数オフセットと位相ノイズに基づく位相復元を行うことで、送信端変調器のバイアス点情報を精確に分離することができ、これにより、送信端変調器のバイアスドリフトを精確に補償することができる。
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、送信端変調器のバイアスドリフト補償装置、受信信号復元装置又は受信機中で前記プログラムを実行するときに、前記プログラムは、コンピュータに、前記送信端変調器のバイアスドリフト推定装置、受信信号復元装置又は受信機中で実施例4に記載の送信端変調器のバイアスドリフト補償方法又は実施例5に記載の受信信号復元方法を実行させる。
本発明の実施例は、さらに、有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、送信端変調器のバイアスドリフト補償装置、受信信号復元装置又は受信機中で、実施例4に記載の送信端変調器のバイアスドリフト補償方法又は実施例5に記載の受信信号復元方法を実行させる。
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、フレッシュメモリなどにも関する。
また、以上の複数の実施例に関し、さらに、次のような付記も開示する。
（付記1）
送信端変調器のバイアスドリフト補償装置であって、
受信端の受信信号の該受信端で生じたIQ不均衡に対して補償を行うための第一補償ユニット；
補償後の受信信号に対して均衡化処理を行うための第一均衡化ユニット；
均衡化処理後の受信信号に基づいて、送信端レーザー装置と受信端レーザー装置と間の周波数オフセット、及び前記送信端レーザー装置と受信端レーザー装置の位相ノイズを推定するための第一推定ユニット；
推定された前記周波数オフセット及び前記位相ノイズに基づいて、補償後の受信信号に対して位相復元を行うための復元ユニット；及び
位相復元後の受信信号に対して、送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡の補償を行うための第二補償ユニットを含む、装置。
（付記2）
付記1に記載の装置であって、さらに、
送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡の補償後の受信信号中のIQ不均衡程度を推定するための第二推定ユニット；及び
推定された前記IQ不均衡程度が所定条件を満足したかを判断するための判断ユニットを含み、
前記IQ不均衡程度が前記所定条件を満足した場合、送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡の補償後の受信信号を、バイアスドリフト補償後の出力信号として出力し；前記IQ不均衡程度が所定条件を満足しない場合、送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡の補償後の受信信号を前記第一均衡化ユニットに出力し、これにより、前記第一均衡化ユニットは、送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡の補償後の受信信号に対して、再び均衡化処理を行い、前記第一推定ユニットは、再び周波数オフセット及び位相ノイズを推定し、前記復元ユニットは、再び位相復元を行い、また、前記第二補償ユニットは、再び送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡の補償を行う、装置。
（付記3）
付記1に記載の装置であって、
前記装置は、二重偏波光通信システムに用いられ、前記装置は、さらに、
均衡化処理後の受信信号に対して逆多重化を行い、２つの偏波状態の受信信号を得るための第一逆多重化ユニットを含む、装置。
（付記4）
付記3に記載の装置であって、
前記第一推定ユニットは、
前記２つの偏波状態の受信信号に基づいて、それぞれ、前記２つの偏波状態に対応する周波数オフセット及び位相ノイズを推定するための第三推定ユニット；及び
前記２つの偏波状態に対応する前記周波数オフセット及び前記位相ノイズの平均値を、それぞれ、推定された前記周波数オフセット及び前記位相ノイズとするための確定ユニットを含む、装置。
（付記5）
付記1に記載の装置であって、
前記復元ユニットは、
補償後の受信信号と推定された前記位相ノイズに対して時間上で整合を行うための整合ユニット；及び
推定された前記周波数オフセット及び前記位相ノイズに基づいて、時間的整合後の受信信号に対して位相復元を行うための第一復元ユニットを含む、装置。
（付記6）
受信信号復元装置であって、
付記1〜5中の任意の１項に記載の送信端変調器のバイアスドリフト補償装置；
送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡の補償後の受信信号に対して均衡化処理を行うための第二均衡化ユニット；
均衡化処理後の受信信号に対して余剰位相補償を行うための第三補償ユニット；及び
余剰位相補償後の受信信号に対して判断を行い、該受信信号を出力するための出力ユニットを含む、装置。
（付記7）
受信機であって、
付記1〜5中の任意の１項に記載の送信端変調器のバイアスドリフト補償装置又は付記6に記載の受信信号復元装置を含む、受信機。
（付記8）
送信端変調器のバイアスドリフト補償方法であって、
受信端の受信信号の該受信端で形成されたIQ不均衡に対して補償を行い；
補償後の受信信号に対して均衡化処理を行い；
均衡化処理後の受信信号に基づいて、送信端レーザー装置と受信端レーザー装置と間の周波数オフセット、及び前記送信端レーザー装置と受信端レーザー装置の位相ノイズを推定し；
推定された前記周波数オフセット及び前記位相ノイズに基づいて、補償後の受信信号に対して位相復元を行い；及び
位相復元後の受信信号に対して、送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡の補償を行うことを含む、方法。
（付記9）
付記8に記載の方法であって、さらに、
送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡の補償後の受信信号中のIQ不均衡程度を推定し；及び
推定された前記IQ不均衡程度が所定条件を満足したかを判断することを含み、
前記IQ不均衡程度が前記所定条件を満足した場合、送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡の補償後の受信信号を、バイアスドリフト補償後の出力信号として出力し；前記IQ不均衡程度が所定条件を満足しない場合、送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡の補償後の受信信号を出力し、これにより、送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡の補償後の受信信号に対して再び均衡化処理を行い、再び周波数オフセット及び位相ノイズを推定し、再び位相復元を行い、また送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡の補償を再び行う、方法。
（付記10）
付記8に記載の方法であって、
前記方法は、二重偏波光通信システムに用いられ、前記方法は、さらに、
均衡化処理後の受信信号に対して逆多重化を行い、２つの偏波状態の受信信号を得ることを含む、方法。
（付記11）
付記10に記載の方法であって、
均衡化処理後の受信信号に基づいて、送信端レーザー装置と受信端レーザー装置との間の周波数オフセット、及び前記送信端レーザー装置と受信端レーザー装置の位相ノイズを推定することは、
前記２つの偏波状態の受信信号に基づいて、それぞれ、前記２つの偏波状態に対応する周波数オフセット及び位相ノイズを推定し；及び
前記２つの偏波状態の前記周波数オフセット及び前記位相ノイズの平均値を、それぞれ、推定された前記周波数オフセット及び前記位相ノイズとすることを含む、方法。
（付記12）
付記8に記載の方法であって、
推定された前記周波数オフセット及び前記位相ノイズに基づいて、補償後の受信信号に対して位相復元を行うことは、
補償後の受信信号と推定された前記位相ノイズに対して時間上で整合を行い；及び
推定された前記周波数オフセット及び前記位相ノイズに基づいて、時間的整合後の受信信号に対して位相復元を行うことを含む、方法。
（付記13）
受信信号復元方法であって、
付記8〜12中の任意の１項に記載の送信端変調器のバイアスドリフト補償方法を行い；
前記送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡の補償後の受信信号に対して均衡化処理を行い；
均衡化処理後の受信信号に対して余剰位相補償を行い；及び
余剰位相補償後の受信信号に対して判断を行い、該受信信号を出力することを含む、方法。
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。

Claims (7)

  1. 送信端変調器のバイアスドリフト補償装置であって、
    受信端の受信信号の該受信端で生じたIQ不均衡に対して補償を行うための第一補償ユニット；
    補償後の受信信号に対して均衡化処理を行うための第一均衡化ユニット；
    均衡化処理後の受信信号に基づいて、送信端レーザー装置と受信端レーザー装置と間の周波数オフセット、及び前記送信端レーザー装置と受信端レーザー装置の位相ノイズを推定するための第一推定ユニット；
    推定された前記周波数オフセット及び前記位相ノイズに基づいて、補償後の受信信号に対して位相復元を行うための復元ユニット；及び
    位相復元後の受信信号に対して、前記送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡の補償を行うための第二補償ユニットを含む、装置。
  2. 請求項1に記載の装置であって、さらに、
    前記送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡の補償後の受信信号中のIQ不均衡程度を推定するための第二推定ユニット；及び
    推定された前記IQ不均衡程度が所定条件を満足したかを判断するための判断ユニットを含み、
    前記IQ不均衡程度が前記所定条件を満足した場合、前記送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡の補償後の受信信号を、バイアスドリフト補償後の出力信号として出力し；前記IQ不均衡程度が所定条件を満足しない場合、前記送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡の補償後の受信信号を前記第一均衡化ユニットに出力し、これにより、前記第一均衡化ユニットは、前記送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡の補償後の受信信号に対して、再び均衡化処理を行い、前記第一推定ユニットは、再び周波数オフセット及び位相ノイズを推定し、前記復元ユニットは、再び位相復元を行い、また、前記第二補償ユニットは、再び前記送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡の補償を行う、装置。
  3. 請求項1に記載の装置であって、
    前記装置は、二重偏波光通信システムに用いられ、
    前記装置は、さらに、
    均衡化処理後の受信信号に対して逆多重化を行い、２つの偏波状態の受信信号を得るための第一逆多重化ユニットを含む、装置。
  4. 請求項3に記載の装置であって、
    前記第一推定ユニットは、
    前記２つの偏波状態の受信信号に基づいて、それぞれ、前記２つの偏波状態に対応する周波数オフセット及び位相ノイズを推定するための第三推定ユニット；及び
    前記２つの偏波状態に対応する前記周波数オフセット及び前記位相ノイズの平均値を、それぞれ、推定された前記周波数オフセット及び前記位相ノイズとするための確定ユニットを含む、装置。
  5. 請求項1に記載の装置であって、
    前記復元ユニットは、
    補償後の受信信号と推定された前記位相ノイズとに対して時間上で整合を行うための整合ユニット；及び
    推定された前記周波数オフセット及び前記位相ノイズに基づいて、時間的整合後の受信信号に対して位相復元を行うための第一復元ユニットを含む、装置。
  6. 受信信号復元装置であって、
    請求項1〜5のうちの任意の１項に記載の送信端変調器のバイアスドリフト補償装置；
    前記送信端変調器のバイアスドリフトによるIQ不均衡の補償後の受信信号に対して均衡化処理を行うための第二均衡化ユニット；
    均衡化処理後の受信信号に対して余剰位相補償を行うための第三補償ユニット；及び
    余剰位相補償後の受信信号に対して判断を行い、該受信信号を出力するための出力ユニットを含む、装置。
  7. 受信機であって、
    請求項1〜5のうちの任意の１項に記載の送信端変調器のバイアスドリフト補償装置又は請求項6に記載の受信信号復元装置を含む、受信機。
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