JP2022509301A - 分散推定方法、装置、受信機及び記憶媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2018年11月30日に中国特許庁に提出された、出願番号が201811449784.0であり、出願名称が「分散推定方法、装置、受信機及び記憶媒体」である中国特許出願に対する優先権を主張し、そのすべての内容が参照により本出願に組み込まれる。
周波数領域データのうち、X偏光状態データとY偏光状態データをそれぞれインデックスで奇数と偶数に分け、偶数インデックスの周波数領域データを反転し、奇数インデックスの周波数領域データを変更しなく、前処理されたX偏光状態データ及びY偏光状態データを取得するステップと、
前処理されたX偏光状態データ及びY偏光状態データをそれぞれ処理対象データとして使用し、又は、前処理されたX偏光状態データ及びY偏光状態データに対して線形結合演算を行い、複数の処理対象データグループを取得するステップとを含む。
X偏光状態データ又はY偏光状態データを第1の処理対象データとして使用するステップと、
X偏光状態データとY偏光状態データを反転してから加算し、第2の処理対象データを得るステップと、
X偏光状態データとY偏光状態データを反転してからそれぞれ複素数の実数部及び虚数部として使用して、第3の処理対象データを取得するステップとを含む。
X1[K]=X′[K]
Y′[K]=Y[K]*(-1)K、
X2[K]=X′[K]+Y′[K]
X3[K]=X′[K]+jY′[K]、ここで、jは虚数単位である。
周波数領域データ長、及び隣接する周波数ポイント間の周波数スペクトル幅を予め広げるための設定された倍数に基づいて、窓関数を確定するステップと、
周波数領域データに対応する時間領域データに窓関数を加えるという処理に対応する周波数領域畳み込みによって周波数領域フィルタ係数を確定し、周波数領域フィルタ係数に基づいて、処理対象データをフィルタリングするステップとを含む。
ターゲットデータグループに対して自己相関を行うステップ1071と、
自己相関後のターゲットデータグループを設定間隔値で共役乗算して累算して、設定間隔値に対応するターゲット関数を取得するステップ1072と、を含む。
である。設定間隔値に複数のグループ、例えばΔ2、Δ3…が含まれる場合、対応するターゲット関数F2、F3…を取得することができ、ここで、計算式は前記式(6)と同じであり、ここでは説明を省略する。
異なる設定間隔値にそれぞれ対応するターゲット関数の位相角値間の関係が設定された条件を満たしているか否かに応じてマージして、ターゲット関数のターゲット位相角値を取得するステップ1073と、
ターゲット位相角値、ターゲット位相角値に対応する設定間隔値、光速、光信号の中心波長、サンプリング周波数、離散フーリエ変換長及びシンボルレートに基づいて、分散推定値を計算するステップ1074と、を含む。
は、サンプリング周波数を表し、単位がGHzであり、
は、シンボルレートを表し、単位がGbaudであり、最終的に出力された分散推定値CDの単位はナノ秒/ナノメートル(ns/nm)である。
隣接する2つの設定間隔値に対応するターゲット関数の位相角値を初期の第1の位相角値と第2の位相角値として使用するステップと、
2つの設定間隔値の比と第1の位相角値との積に基づいて、対応する整数部分と小数部分を取得するステップと、
第2の位相角値と小数部分の差が第1の予め設定された値以上である場合、第2の位相角値と整数部分をマージしてから1を減算したものを更新後の第2の位相角値として使用するステップと、
第2の位相角値と小数部分の差が第2の予め設定された値未満である場合、第2の位相角値と整数部分をマージしてから1を加算したものを更新後の第2の位相角値として使用するステップと、
第2の位相角値と小数部分の差が第1の予め設定された値未満かつ第2の予め設定された値以上である場合、第2の位相角値と整数部分をマージしたものを更新後の第2の位相角値として使用するステップと、
更新後の第2の位相角値、及び順次選択された次の設定間隔値に対応するターゲット関数の位相角値を初期の第1の位相角値と第2の位相角値として使用し、設定間隔値に対応するターゲット関数の位相角値のマージが完了されて、ターゲット関数のターゲット位相角値を取得するまで、前記のステップに戻って実行する。
であり、設定間隔値Δ2に対応するターゲット関数F2の位相角値は
であり、これによって類推し、設定間隔値Δwに対応するターゲット関数F3の位相角は
である。
を次の式の(9)~(11)のようにマージする:
と
はそれぞれ
と
であり、即ち、
と
を初期の第1の位相角値と第2の位相角値として式(9)~式(11)に従ってマージを実行し、更新後の
を取得し、更新後の
及び順次選択された
(即ちnの値が3である場合)を初期の第1の位相角値と第2の位相角値として式(9)~(11)に従ってマージを実行し、更新後の
を取得し、これによって類推し、設定間隔値に対応するターゲット関数の位相角値のマージが完了され、ターゲット関数のターゲット位相角値
を取得する。
直近の複数回計算されたターゲット関数のターゲット位相角値を比較し、いずれかの2つのターゲット位相角値の差の絶対値が閾値未満であると確定された場合、現在の取得されたターゲット位相角値を最終的なターゲット位相角として使用するステップと、
いずれかの2つのターゲット位相角値の差が閾値よりも大きいと確定された場合、前回の取得されたターゲット位相角値を最終的なターゲット位相角として使用するステップとを含む。
ターゲット関数に対して平滑化フィルタリングを行うステップを含む。
を例とすると、平滑化フィルタリングを行って得られたフィルタ出力は
である。
設定長の複数のレジスタを構築し、直近の複数回計算されたターゲット関数の位相角値をレジスタに対応して格納し、各レジスタの累算結果に従ってターゲット関数に対応する位相角値を取得するステップを含む。
であり、直近のNL回計算されたターゲット関数の位相角値をレジスタに対応して格納することを例とすると、W個の長さNLとなるレジスタを構築し、bufferl、buffer2、…、buffer Wで表し、直近のNL回計算されたターゲット関数
をそれぞれ格納する。
であり、bufferl-Wでの累算結果から得られたターゲット関数
に基づいて、ターゲット関数のターゲット位相角値を計算する。
の位相角に基づいて計算された直近のNL個のターゲット位相角値を比較することであってもよく、これらのNL個の位相角値のいずれかの2つの位相角値の差の絶対値が閾値未満である場合、現在の計算されたターゲット位相角値
を最終的なターゲット位相角値として選択し、これらのNL個のターゲット位相角値のいずれかの2つのターゲット位相角値の差の絶対値が閾値よりも大きい場合、前回の得られたターゲット位相角値
を最終的なターゲット位相角値として使用する。
直近の複数回計算されたターゲット関数のターゲット位相角値を比較し、いずれかの2つのターゲット位相角値の差の絶対値が閾値未満であると確定された場合、現在の取得された分散推定値に基づいて、分散推定値を更新するステップと、
いずれかの2つのターゲット位相角値の差が閾値よりも大きいと確定された場合、前回の取得された分散推定値を維持するステップとを含む。
フィルタリングされた処理対象データを設定された倍数と同じ数のデータグループに分け、データグループからターゲットデータグループを抽出するステップを含む。
である。
ここで、Pは予め設定されてもよく、かつ1~Mのいずれかの値に設定されてもよい。
周波数領域データを取得し、データの前処理により、取得された周波数領域データをインデックスで奇数と偶数に分け、すべての偶数インデックスの周波数領域データに-1を乗算し、奇数インデックスの周波数領域データを変更しない。超高速ファイバ通信ではデータは、X偏光状態とY偏光状態の2つの交差する偏光状態に分けられ、2つの偏光状態は、互いに独立している。X偏光状態データを例とすると、Y偏光状態データへの操作と同じでる。X偏光状態データの前処理とは、次の方式で処理することを指す:X′[K]=X[K]・(-l)K、ここでK=0、1、2…N-1。Nは周波数領域データ長である。
データフィルタリングにおけるフィルタ係数の設定に従って、データフィルタリング出力に対してデータ抽出を行う。X偏光状態データとY偏光状態データに対してデータ抽出を別々に行う。
であると仮定される。例としてX偏光状態データを使用しても、Y偏光状態データを使用しても同じ効果があり、抽出されたデータに対する自己相関操作のための計算式は次のとおりである:
ターゲット関数に対応する位相角値を計算し、異なる間隔値の位相角値をマージし、設定間隔値の数がW(W>1)個であり、かつ
と仮定される。
は、サンプリング周波数を表し、単位がGHzであり、
はシンボルレートを表し、単位がGbaudであり、最終的に出力された分散値CDの単位はナノ秒/ナノメートル(ns/nm)である。
、ここで、
Nが周波数領域データ長であり、jが虚数単位であり、線形結合演算により得られた
をデータの前処理により出力された3グループの処理対象データとして使用する。
3グループのターゲット関数は、
、
、
として表されてもよく、各グループの入力に対して共役乗算を行う計算方式はステップS15と同じであり、ここで、3グループのターゲット関数に対応する累算の計算式は次のとおりである。
に置き換えることにある。
で計算されたターゲット関数
に対して、平滑化フィルタリングを行い、フィルタ係数についてローパスフィルタ係数を使用し、フィルタリング出力が
である。
に置き換えることにある。
を比較し、複数の位相角値
のいずれか2つの位相角値の差の絶対値が閾値Th未満である場合、分散推定値の更新を開始し、現在の計算された分散推定値を出力し、複数の位相角値
のいずれかの2つの位相角値の差の絶対値が閾値Th以上である場合、分散推定値の更新を停止し、前回の分散推定値を維持し、前回の分散推定値を出力することにある。
W個の長さNLのbufferl、buffer2、…、buffer Wを構築し、直近のNL回計算されたターゲット関数
をそれぞれ格納することにある。bufferl-Wでは初期値がすべてNL個の0であり、レジスタ内のデータに基づいて、それぞれ累算し、累算後のターゲット関数を取得することは、bufferl-W内のデータをそれぞれ合計して
を取得することを指す。
に基づいて、ターゲット関数の位相角値をそれぞれ計算し、計算プロセスはステップS16と同じである。
累算後のターゲット関数に対応する位相角値に基づいて、位相計算を行い、最終的なターゲット関数の位相角値を取得するステップの後、bufferl-W内のデータに基づいて計算された複数のターゲット関数の位相角値
のいずれかの2つの位相角値の差の絶対値が閾値Th未満である場合、今回のステップS46で計算された
を位相計算出力として使用し、他の場合、前回の
を位相計算出力として使用するステップをさらに含む。
Claims (16)
- 分散推定方法であって、
周波数領域データを取得し、前記周波数領域データに含まれる直交している2つの偏光状態データに基づいて、処理対象データを取得するステップと、
前記処理対象データをフィルタリングし、隣接する周波数ポイント間の周波数スペクトル幅を設定された倍数で広げるステップと、
フィルタリングされた前記処理対象データを抽出してターゲットデータグループを取得するステップと、
前記ターゲットデータグループに基づき、設定間隔値にそれぞれ対応するターゲット関数を計算し、前記ターゲット関数に対応する位相角値に基づいて、分散推定値を計算するステップと、を含む、分散推定方法。 - 前記周波数領域データに含まれる直交している2つの偏光状態データに基づいて、処理対象データを取得する前記ステップは、
前記周波数領域データのうち、X偏光状態データ及びY偏光状態データをそれぞれインデックスで奇数、偶数に分けて、前記偶数インデックスの周波数領域データを反転し、前記奇数インデックスの周波数領域データを変更しなく、前処理された前記X偏光状態データ及び前記Y偏光状態データを取得するステップと、
前処理された前記X偏光状態データ及び前記Y偏光状態データをそれぞれ処理対象データとして使用し、又は、前処理された前記X偏光状態データ及び前記Y偏光状態データに対して線形結合演算を行い、複数の処理対象データグループを取得するステップと、を含む、請求項1に記載の分散推定方法。 - 前処理された前記X偏光状態データ及び前記Y偏光状態データに対して線形結合演算を行い、複数の処理対象データグループを取得する前記ステップは、
前記X偏光状態データ又はY偏光状態データを第1の処理対象データとして使用するステップと、
前記X偏光状態データ及び前記Y偏光状態データを反転してから加算し、第2の処理対象データを取得するステップと、
前記X偏光状態データ及び前記Y偏光状態データを反転してからそれぞれ複素数の実数部及び虚数部として使用し、第3の処理対象データを取得するステップと、を含む、請求項2に記載の分散推定方法。 - 前記処理対象データをフィルタリングし、隣接する周波数ポイント間の周波数スペクトル幅を設定された倍数で広げる前記ステップは、
前記周波数領域データ長、及び隣接する周波数ポイント間の周波数スペクトル幅を予め広げるための設定された倍数に基づいて、窓関数を確定するステップと、
前記周波数領域データに対応する時間領域データに前記窓関数を加えるという処理に対応する周波数領域畳み込みによって周波数領域フィルタ係数を確定し、前記周波数領域フィルタ係数に基づいて、前記処理対象データをフィルタリングするステップと、を含む、請求項1に記載の分散推定方法。 - 前記ターゲットデータグループに基づき、設定間隔値にそれぞれ対応するターゲット関数を計算する前記ステップは、
前記ターゲットデータグループに対して自己相関を行うステップと、
自己相関後の前記ターゲットデータグループを設定間隔値で共役乗算して累算して、前記設定間隔値に対応するターゲット関数を取得するステップと、を含む、請求項1に記載の分散推定方法。 - 前記ターゲットデータグループに対して自己相関を行う前記ステップは、
前記ターゲットデータグループのうち、周波数領域上のボーレートごとのデータを共役乗算するステップを含む、請求項5に記載の分散推定方法。 - 前記設定間隔値が複数の異なる設定間隔値を含み、前記ターゲット関数に対応する位相角値に基づいて、分散推定値を計算する前記ステップは、
異なる設定間隔値にそれぞれ対応するターゲット関数の位相角値間の関係が設定された条件を満たしているか否かに応じてマージして、前記ターゲット関数のターゲット位相角値を取得するステップと、
前記ターゲット位相角値、前記ターゲット位相角値に対応する設定間隔値、光速、光信号の中心波長、サンプリング周波数、離散フーリエ変換長及びシンボルレートに基づいて、分散推定値を計算するステップと、を含む、請求項1に記載の分散推定方法。 - 異なる設定間隔値にそれぞれ対応するターゲット関数の位相角値間の関係が設定された条件を満たしているか否かに応じてマージして、前記ターゲット関数のターゲット位相角値を取得する前記ステップは、
隣接する2つの設定間隔値に対応するターゲット関数の位相角値を初期の第1の位相角値及び第2の位相角値として使用するステップと、
前記2つの設定間隔値の比と前記第1の位相角値との積に基づいて、対応する整数部分と小数部分を取得するステップと、
前記第2の位相角値と前記小数部分の差が第1の予め設定された値以上である場合、前記第2の位相角値と前記整数部分をマージしてから1を減算したものを更新後の第2の位相角値として使用するステップと、
前記第2の位相角値と前記小数部分の差が第2の予め設定された値未満である場合、前記第2の位相角値と前記整数部分をマージしてから1を加算したものを更新後の第2の位相角値として使用するステップと、
前記第2の位相角値と前記小数部分の差が前記第1の予め設定された値未満かつ前記第2の予め設定された値以上である場合、前記第2の位相角値と前記整数部分をマージしたものを更新後の第2の位相角値として使用するステップと、
前記更新後の第2の位相角値、及び順次選択された次の設定間隔値に対応するターゲット関数の位相角値を初期の第1の位相角値と第2の位相角値として使用し、前記設定間隔値に対応するターゲット関数の位相角値のマージが完了されて、前記ターゲット関数のターゲット位相角値を取得するまで、前記ステップに戻って実行するステップと、を含む、請求項7に記載の分散推定方法。 - 前記ターゲット位相角値、前記ターゲット位相角値に対応する設定間隔値、光速、光信号の中心波長、サンプリング周波数、離散フーリエ変換長及びシンボルレートに基づいて、分散推定値を計算する前記ステップの前に、
直近の複数回計算された前記ターゲット関数のターゲット位相角値を比較し、いずれか2つのターゲット位相角値の差の絶対値が閾値未満であると確定された場合、現在の取得された前記ターゲット位相角値を最終的なターゲット位相角として使用するステップと、
いずれかの2つのターゲット位相角値の差が閾値よりも大きいと確定された場合、前回の取得された前記ターゲット位相角値を最終的なターゲット位相角として使用するステップと、を含む、請求項7に記載の分散推定方法。 - 前記ターゲット関数に対応する位相角値に基づいて、分散推定値を計算する前記ステップの前に、
前記ターゲット関数に対して平滑化フィルタリングを行うステップを含む、請求項1に記載の分散推定方法。 - 前記ターゲット関数に対応する位相角値に基づいて、分散推定値を計算する前記ステップの前に、
設定長の複数のレジスタを構築し、直近の複数回計算された前記ターゲット関数の位相角値を前記レジスタに対応して格納し、各レジスタの累算結果に従って前記ターゲット関数に対応する位相角値を取得するステップを含む、請求項1に記載の分散推定方法。 - 前記ターゲット関数に対応する位相角値に基づいて、分散推定値を計算する前記ステップの後、
直近の複数回計算された前記ターゲット関数のターゲット位相角値を比較し、いずれか2つのターゲット位相角値の差の絶対値が閾値未満であると確定された場合、現在の取得された前記分散推定値に基づいて、分散推定値を更新するステップと、
いずれかの2つのターゲット位相角値の差が閾値よりも大きいと確定された場合、前回の取得された前記分散推定値を維持するステップと、を含む、請求項1に記載の分散推定方法。 - フィルタリングされた前記処理対象データを抽出してターゲットデータグループを取得する前記ステップは、
フィルタリングされた前記処理対象データを設定された倍数と同じ数のデータグループに分け、前記データグループからターゲットデータグループを抽出する、ステップを含む請求項1に記載の分散推定方法。 - 分散推定装置であって、
周波数領域データを取得し、前記周波数領域データに含まれる直交している2つの偏光状態データに基づいて、処理対象データを取得するように設けられる周波数領域データ取得モジュールと、
前記処理対象データをフィルタリングし、隣接する周波数ポイント間の周波数スペクトル幅を設定された倍数で広げるようにフィルタリングモジュールと、
フィルタリングされた前記処理対象データを抽出してターゲットデータグループを取得するように設けられる抽出モジュールと、
前記ターゲットデータグループに基づき、設定間隔値にそれぞれ対応するターゲット関数を計算し、前記ターゲット関数に対応する位相角値に基づいて、分散推定値を計算するように設けられる分散推定モジュールと、を備える、分散推定装置。 - 光通信データコヒーレント受信機であって、前記受信機は、順次接続しているIQ不均衡補償モジュール、分散推定及び補償モジュール、偏光逆多重化モジュール、キャリア回復モジュール及び判決復号モジュールを備え、前記分散推定及び補償モジュールは、請求項1~13のいずれか1項に記載の分散推定方法を実現するために使用される、光通信データコヒーレント受信機。
- 記憶媒体であって、前記記憶媒体に実行可能命令が記憶されており、前記実行可能命令がプロセッサに実行されると、請求項1~3のいずれか1項に記載の分散推定方法が実現される、記憶媒体。
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