JP2023063488A - ディジタル信号処理装置 - Google Patents

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Daisaku Ogasawara
淳一 安部
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Abstract

【課題】周波数偏差補償量を周波数シフトにより補償した場合、複数に分けた入力ブロックにおいて、隣接する入力ブロックとの間で位相オフセットが生じるために、復元されたビット列に誤りが生じる。【解決手段】ディジタル信号処理装置は、受信光信号に対応するディジタル信号に対する周波数シフト処理を用いて、受信光信号の周波数偏差を補償する周波数偏差補償部と、周波数シフト処理で生じるディジタル信号の位相オフセットが、所定の位相オフセット量となる周波数偏差量を特定する補償量算出部と、を備える。【選択図】図９

Description

本発明は、ディジタル信号処理装置に関する。
インターネットの普及により、基幹系通信システムのトラフィック量が急激に増大している。これにより、１００Ｇｂｐｓを越える超高速の光通信システムの実用化が待望されている。超高速の光通信システムを実現する技術として、光位相変調方式と偏波多重分離技術とを組み合わせたディジタルコヒーレント方式が注目されている。
特許文献１や非特許文献１には、ディジタルコヒーレント受信機において、周波数偏差を補償する技術が開示されている。
非特許文献１のディジタルコヒーレント受信機は、発振周波数を制御可能な局所発振光を用いて、局所発振光の発振周波数を周波数偏差設定値と逆方向に制御することによって周波数偏差を補償する。しかし、非特許文献１に記載の構成は、局所発振光の発振周波数の制御を行う構成が必要となる。
一方、特許文献１のディジタルコヒーレント受信機は、オーバーラップ型の高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）及び逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Ｉｎｖｅｒｓｅ ＦＦＴ）を行うことにより、波形歪みを補償する。このディジタルコヒーレント受信機は、入力部と、ＦＦＴ入力フレーム生成部と、ＦＦＴ処理部と、特性乗算部と、ＩＦＦＴ処理部と、ＩＦＦＴ出力フレーム抽出部と、出力部と、を含む回路を備える。入力データを２５６個のパラレル信号とし、ＦＦＴおよびＩＦＦＴのウィンドウサイズを１０２４とした場合、特許文献１のディジタルコヒーレント受信機は次のように動作する。
入力部は、入力データ（時間領域：２５６サンプル）をバッファリングし、２クロックごとに、５１２サンプルからなるフレームを生成し、ＦＦＴ入力フレーム生成部へ出力する。
ＦＦＴ入力フレーム生成部は、入力されたサンプルフレームについて、１つ前の５１２サンプルフレームと現在の５１２サンプルフレームとを結合して１０２４サンプルからなるフレームを生成し、ＦＦＴ処理部へ出力する。
ＦＦＴ処理部は、入力されたフレームを周波数領域のデータに変換して特性乗算部へ出力する。
特性乗算部は、入力された周波数領域のデータに対して、周波数成分ごとの特性パラメータ（１０２４周波数分）をそれぞれ乗算してＩＦＦＴ処理部へ出力する。特性パラメータは、例えば、外部から入力される。
ＩＦＦＴ処理部は、入力されたフレームを時間領域のデータに変換してＩＦＦＴ出力フレーム抽出部へ出力する。ここで、ＩＦＦＴ処理部から出力されるフレームの前後には不連続点が含まれている。
ＩＦＦＴ出力フレーム抽出部は、入力されたフレームについて、前後２５６サンプル、すなわち、ウィンドウサイズの４分の１ずつを破棄する。ＩＦＦＴ出力フレーム抽出部において破棄する領域に不連続点が収まっていれば、破棄しない５１２サンプルをつなぎ合わせた出力には不連続点は発生しない。ＩＦＦＴ出力フレーム抽出部は、処理したフレームを出力部へ出力する。
出力部は、入力されたフレーム（２クロックごとに出力される５１２サンプル）を１クロックあたり２５６サンプルずつに切り出し、パラレル信号として後段へ出力する。
上述した特許文献１に記載のディジタルコヒーレント受信機は、上記のオーバーラップ型のＦＦＴおよびＩＦＦＴを行う回路を備えることにより、不連続点の発生を抑制している。
特開２０１１－９９５６号公報
Ｚ． Ｔａｏ ｅｔ ａｌ．， "Ｓｉｍｐｌｅ， Ｒｏｂｕｓｔ， ａｎｄ Ｗｉｄｅ－Ｒａｎｇｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｏｆｆｓｅｔ Ｍｏｎｉｔｏｒ ｆｏｒ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｔ Ｒｅｃｅｉｖｅｒｓ"， ２００７ ３３ｒｄ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｘｈｉｂｉｔｉｏｎ ｏｆ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ （ＥＣＯＣ２００７）
ここで、ディジタルコヒーレント受信機が受信光信号の周波数偏差の補償を行う場合、周波数シフト処理によって周波数偏差を補償することが考えられる。しかしながら、オーバーラップ型のＦＦＴおよびＩＦＦＴを備えるディジタルコヒーレント受信機において、周波数シフト処理により周波数偏差を補償する場合、入力信号を複数に分けたフレームと、そのフレームの前後のフレームとの間で位相オフセットが生じる。この場合、最終的に復元されたビット列に誤りが生じる。特に、差動符号でない通信方式を用いる場合には、通信が一時的に遮断される恐れもある。
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、周波数シフト処理により周波数偏差を補償した場合でも、位相オフセットによる誤りが生じない、ディジタル信号処理装置を提供することを目的とする。
本発明のディジタル信号処理装置は、受信光信号に対応するディジタル信号に対する周波数シフト処理を用いて、前記受信光信号の周波数偏差を補償する周波数偏差補償手段と、前記周波数シフト処理で生じるディジタル信号の位相オフセットが、所定の位相オフセット量となる周波数偏差量を特定する補償量算出手段と、を備える。
本発明のディジタル信号処理装置によれば、周波数シフト処理により周波数偏差を補償した場合でも、位相オフセットによる誤りが生じない。
第１の実施形態のディジタルコヒーレント光受信機のブロック図である。 第１の実施形態のディジタル信号処理部１０４のブロック図である。 第１の実施形態の周波数偏差粗補償部２０２のブロック図である。 第１の実施形態の周波数偏差粗補償部２０２の他のブロック図である。 第１の実施形態におけるオーバーラップＦＤＥの動作例を示す図である。 非特許文献１に記載されている周波数偏差を粗く推定する方式の周波数偏差粗補償部２０２のブロック図である。 第１の実施形態の周波数偏差補償部２０６のブロック図である。 第１の実施形態の周波数偏差推定部３０１のブロック図である。 第１の実施形態の周波数偏差粗補償部２０２の他のブロック図である。 第１の実施形態の周波数偏差粗補償部２０２の他のブロック図である。 第２の実施形態の周波数偏差粗補償部２０２のブロック図である。 第２の実施形態の周波数偏差粗補償部２０２の他のブロック図である。 第３の実施形態の周波数偏差粗補償部２０２のブロック図である。 第４の実施形態の周波数偏差粗補償部２０２のブロック図である。 第５の実施形態の周波数偏差補償部２０６のブロック図である。 第５の実施形態の周波数偏差補償部２０６の他のブロック図である。 第５の実施形態の周波数偏差補償部２０６の他のブロック図である。 第５の実施形態の周波数偏差補償部２０６の他のブロック図である。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施の形態について説明する。最初に、ディジタルコヒーレント方式について説明する。超高速の光通信システムを実現する技術として、光位相変調方式と偏波多重分離技術を組み合わせたディジタルコヒーレント方式が注目されている。
光位相変調方式は、送信レーザ光の光強度に対してデータ変調を行う光強度変調方式とは異なり、送信レーザ光の位相に対してデータ変調を行う方式である。光位相変調方式は、例えば、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒｕｐｌｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）方式や１６ＱＡＭ（１６ Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式などが知られている。
偏光多重分離技術は、光搬送波が同一の周波数帯に設定されると共に偏光状態が互いに直交する２個の独立した単一偏光の光信号を、光送信機において偏光多重する。そして、光受信機において、受信光信号から前述の２個の独立した単一偏光の光信号を分離する。偏光多重分離技術は、２倍の伝送速度を実現する。
ディジタルコヒーレント方式を用いた光受信機のブロック図を図１に示す。局所発振光生成部１００は、受信光信号と同一周波数帯の局所発振光を送出する。なお、送信側の光信号の周波数と受信側の局所発振光の周波数とは、例えば、管理者が予め決めておき、それぞれの光源に対してその周波数を設定する。
受信光信号と、局所発振光生成部１００から送出された局所発振光とが、９０度ハイブリッド１０１へ入力される。９０度ハイブリッド１０１は、入力された受信光信号と局所発振光とを干渉させて、光電変換部１０２－１～１０２－４へ２個ずつ、計８個の光信号を出力する。
光電変換部１０２－１～１０２－４はそれぞれ、入力された２個の光信号を電気信号に変換し、ＡＤコンバータ（ＡＤＣ：Ａｎａｌｏｇ－ｔｏ－Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１０３－１～１０３－４へ出力する。
ＡＤコンバータ１０３－１～１０３－４は、入力されたアナログの電気信号をディジタル信号に変換してディジタル信号処理部１０４へ出力する。ＡＤコンバータ１０３－１～１０３－４からは、９０度ハイブリッド１０１の偏光軸に平行な信号成分（Ｘ偏波信号)の実数部および虚数部と、９０度ハイブリッド１０１の偏光軸に直交する信号成分（Ｙ偏波信号)の実数部および虚数部と、に相当する４個のディジタル信号が出力される。
ＡＤコンバータ１０３－１～１０３－４から出力された４個のディジタル信号は、ディジタル信号処理部１０４において復調処理が施された後、シンボル識別部１０５－１～１０５－２においてビット列へ復元される。
次に、ディジタルコヒーレント方式の光受信機におけるディジタル信号処理の動作について詳細に説明する。ディジタル信号処理部１０４のブロック図を図２に示す。
Ｘ偏波信号生成部２００は、ＡＤＣ１０３－１～１０３－２から入力されたディジタル信号から、複素数であるＸ偏波信号を生成して周波数偏差粗補償部２０２－１へ出力する。一方、Ｙ偏波信号生成部２０１は、ＡＤＣ１０３－３～１０３－４から入力されたディジタル信号から、複素数であるＹ偏波信号を生成して周波数偏差粗補償部２０２－２へ出力する。
周波数偏差粗補償部２０２－１～２０２－２は、入力された偏波信号について、受信光信号の中心周波数と局所発振光の発振周波数との偏差を、粗い精度で補償する。以下、受信光信号の中心周波数と局所発振光の発振周波数の偏差を光搬送波周波数偏差と記載する。
光搬送波周波数偏差が大きいと、受信光信号の位相変調方式の種類や光ＳＮ比（Ｓｉｇｎａｌ－Ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）によっては、後段の偏波分離部２０４が正常に動作しない場合がある。また、後段の波形歪み補償部２０３－１～２０３－２にマッチドフィルタを配置する場合、受信光信号とマッチドフィルタの中心周波数に偏差があると、信号品質が劣化する。なお、これらの問題が無い場合、周波数偏差粗補償部２０２－１～２０２－２を省略することもできる。
周波数偏差粗補償部２０２のブロック図を図３に示す。周波数偏差設定部４０１は周波数偏差を設定し、位相補償量算出部４０２が当該設定された周波数偏差に基づいて位相補償量を算出する。位相補償量は、周波数偏差設定値と単位サンプル時間（ＡＤＣ１０３－１～１０３－４のサンプリングレートの逆数）の積の総和として算出される。
周波数偏差粗補償部２０２に入力された入力信号は、位相補償量が算出されるまで遅延器４００において待機される。そして、位相補償量が算出された後、入力信号は、算出された位相補償量だけ時計方向（正の位相方向と逆向き）に位相回転されることにより、周波数偏差が補償される。
一方、周波数領域において光スペクトルを周波数方向にシフトすることにより、位相補償することもできる。この場合の周波数偏差粗補償部２０２のブロック図を図４に示す。図４の周波数偏差粗補償部２０２は、周波数領域において光スペクトルを周波数方向にシフトすることによって位相補償する。これは、周波数領域等化（ＦＤＥ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｏｍａｉｎ Ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ）と呼ばれる。ＦＤＥを用いた光搬送波周波数偏差補償方式は、周波数偏差補償量だけデータを周波数方向にシフトさせるだけの単純な処理であり、他の線形歪みも同時に補償できることから、回路規模の削減に有効である。
ＦＤＥを用いる周波数偏差粗補償部２０２は、図５に示すように、先ず、入力信号を所定の長さの入力ブロックに分割する。オーバーラップ付与部４０３は、当該入力ブロックのそれぞれを、１個前の入力ブロックの後半の所定の長さ（オーバーラップサイズＮｏｖｅｒｌａｐ）のデータと合わせる。これにより、データの長さがＦＦＴ／ＩＦＦＴウィンドウサイズＮＦＦＴのＦＤＥ処理ブロックがそれぞれ生成される。
ＦＦＴ部４０４は、生成されたＦＤＥ処理ブロックのそれぞれを、周波数領域の信号に高速フーリエ変換（ＦＦＴ）する。周波数シフト部４０５は、高速フーリエ変換されたＦＤＥ処理ブロックを、周波数偏差設定値の逆方向に周波数シフトする。ＦＤＥ処理ブロックの境界のうち、周波数シフトによって周波数範囲から外れたデータは削除される。一方、その逆側のＦＤＥ処理ブロック境界には、周波数シフト量に応じたゼロが挿入される。
ＩＦＦＴ部４０６は、ＦＤＥ処理ブロックを逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）することにより時間領域の信号に再変換し、オーバーラップ削除部４０７へ出力する。オーバーラップ削除部４０７は、ＦＤＥ処理ブロックの前後からオーバーラップサイズの１／２データをそれぞれ削除することによって、出力ブロックを生成する。
オーバーラップ付与及びオーバーラップ削除の処理は、ＦＦＴ及びＩＦＦＴが繰り返し信号を仮定することに起因する演算歪みを除外するために実施される。上述したオーバーラップの付与と削除の処理を伴うＦＤＥを、オーバーラップＦＤＥ方式と呼ぶ。
一方、発振周波数を制御可能な局所発振光生成部１００においては、局所発振光の発振周波数を周波数偏差設定値と逆方向に制御することにより、周波数偏差を補償することもできる。この方式は、背景技術に記載した非特許文献１に開示されている。非特許文献１に記載されている方式によって周波数偏差を補償する周波数偏差粗補償部２０２のブロック図を図６に示す。
図６において、実数部抽出部４１２および虚数部抽出部４１３は、入力信号の実数部および虚数部を抽出する。そして、抽出した実数部および虚数部のそれぞれに対して前後の２サンプルの積の差分を算出し、移動平均等の低域通過フィルタ４１４を透過させる。周波数偏差算出部４１５は、低域通過フィルタ４１４の出力値から周波数偏差を推定する。
ここで、周波数偏差が所定の範囲内である場合、低域通過フィルタ４１４の出力値と周波数偏差は比例関係となることが、シミュレーションにより明らかになっている。従って、低域通過フィルタ４１４の出力値から周波数偏差を推定することができる。
図２を用いたディジタル信号処理部１０４についての説明に戻る。波形歪み補償部２０３－１～２０３－２は、周波数偏差粗補償部２０２－１～２０２－２から入力された信号に対して、伝送品質を向上させるための各種の補償処理を行い、補償処理後の受信光信号を偏波分離部２０４へ出力する。波形歪み補償部２０３－１～２０３－２は、伝送品質を向上させるための補償処理として、例えば、波長分散補償、マッチドフィルタによる波形整形、非線形波形歪み補償を行う。
偏波分離部２０４は、入力された受信光信号を、光送信機において偏波多重された２個の独立した光信号にそれぞれ対応する２個のディジタル信号に分離し、分離したディジタル信号をそれぞれ、リサンプリング部２０５－１～２０５－２へ出力する。偏波分離部２０４は、偏波分離のアルゴリズムとして、ＣＭＡ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｍｏｄｕｌｕｓ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）やＤＤ－ＬＭＳ（Ｄｅｃｉｓｉｏｎ Ｄｅｃｉｄｅｄ Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）等を用いる。
リサンプリング部２０５－１～２０５－２はそれぞれ、入力されたディジタル信号を、サンプルタイミングを最適化した状態で１倍オーバーサンプリングの信号に変換し、周波数偏差補償部２０６－１～２０６－２へ出力する。ここで、周波数偏差補償部２０６－１～２０６－２に入力される信号のオーバーサンプリングは１倍である必要がある。従って、リサンプリング部２０５－１～２０５－２は、周波数偏差補償部２０６－１～２０６－２の前段であれば、偏波分離部２０４の前段等の他の位置に配置することもできる。
周波数偏差補償部２０６－１～２０６－２は、入力された信号について、周波数偏差粗補償部２０２－１～２０２－２が補償しきれなかった光搬送波周波数偏差を完全に補償し、位相偏差補償部２０７－１～２０７－２へ出力する。周波数偏差補償部２０６－１～２０６－２のブロック図を図７に示す。
図７において、周波数偏差補償部２０６－１～２０６－２は、遅延器３００、周波数偏差推定部３０１、位相補償量算出部３０２を含む。周波数偏差補償部２０６－１～２０６－２に入力された信号は２分岐されて遅延器３００と周波数偏差推定部３０１に入力される。周波数偏差推定部３０１は、２分岐された入力信号の一方を用いて周波数偏差を設定する。周波数偏差推定部３０１のブロック図を図８に示す。周波数偏差推定部３０１は、Ｍ－ｔｈ Ｐｏｗｅｒ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ、又は、ビタビアルゴリズムを用いて周波数偏差を設定する。これらのアルゴリズムを用いるには、サンプルタイミングが最適化された状態の１倍オーバーサンプリングの信号を用いる必要がある。さらに、１倍のオーバーサンプリングの信号を用いるため、補償可能な周波数偏差の範囲に制限がある。
位相補償量算出部３０２は、設定された周波数偏差に基づいて位相補償量を算出して遅延器３００に入力された信号に付与する。遅延器３００に入力された信号は、位相補償量算出部３０２において算出された位相補償量だけ時計方向（正の位相方向と逆向き）に位相回転され、周波数偏差が補償された信号が位相偏差補償部２０７－１～２０７－２へ入力される。
なお、周波数偏差補償部２０６は、図３又は図４に示した周波数偏差粗補償部２０２と同様の構成を適用することもできる。この場合、周波数偏差補償部２０６は、周波数偏差推定部３０１の代わりに、周波数偏差設定部を備える。
位相偏差補償部２０７－１～２０７－２は、入力された信号の光位相偏差を補償してシンボル識別部１０５－１～１０５－２へ出力する。
上記で説明した光位相変調方式と偏光多重分離技術を組み合わせたディジタルコヒーレント方式を用いることにより、１００Ｇｂｐｓの超高速の光通信システムを実現できる。
ここで、上述したとおり、本実施形態に係る周波数偏差粗補償部２０２は、データを周波数方向に周波数偏差補償量だけ周波数シフトさせることにより、周波数偏差を補償する。しかしながら、図３、図４及び図６で説明した周波数偏差粗補償部２０２において、周波数領域における周波数シフト処理により周波数偏差を補償する場合、前後のブロック間で位相オフセットが生じ、復元されたビット列に誤りが生じる。特に、差動符号でない通信方式を用いる場合、通信が一時的に遮断する恐れがある。
そこで、本実施形態では、周波数偏差粗補償部２０２が、位相オフセット補償部及び位相オフセット量算出部を備えることにより、上記の問題を解決する。本実施形態に係る周波数偏差粗補償部２０２のブロック図を図９に示す。図９の周波数偏差粗補償部２０２は、位相オフセット補償部４０８及び位相オフセット量算出部４０９を備える。
周波数偏差設定部４０１は、周波数偏差設定値を周波数偏差補償量として、周波数シフト部４０５及び位相オフセット量算出部４０９へ出力する。ここで、オーバーラップＦＤＥ処理におけるオーバーサンプリングを２倍とすると、シンボルレートＢ、ＦＦＴ／ＩＦＦＴウィンドウサイズＮＦＦＴ、整数ｎを用いて、周波数シフトする周波数偏差補償量Δｆは、数式１のように表すことができる。なお、周波数偏差補償量Δｆと周波数偏差量との符号は、互いに逆である。
Figure 2023063488000002
数式１において、２Ｂは、オーバーラップＦＤＥ処理におけるサンプリングレートｗを表す。また、ｎは－ＮＦＦＴ／２≦ｎ＜ＮＦＦＴ／２を満たす整数である。
次に、ｎ番目のＦＤＥ処理ブロックを処理して出力されるデータのうちの最後のデータと、ｎ＋１番目のＦＤＥ処理ブロックを処理して出力されるデータのうちの最初のデータと、の間に生じる位相オフセットΔφは数式２で計算できる。
Figure 2023063488000003
これは、位相オフセットΔφが、ｎ番目のＦＤＥ処理ブロックにおいて周波数偏差補償量Δｆにより生じる位相回転量と、ｎ＋１番目のＦＤＥ処理ブロックにおいて周波数偏差補償量Δｆに生じる位相回転量の差分から求められるためである。
ＦＤＥ処理ブロックのブロック番号が増える毎に（すなわち、ｎの値が増える毎に）、位相オフセットΔφが生じるため、ｍ番目のＦＤＥ処理ブロックにおける位相オフセットΔφは数式３で表される。
Figure 2023063488000004
位相オフセット量算出部４０９は、周波数偏差設定部４０１から入力された周波数偏差補償量、ＦＦＴ／ＩＦＦＴウィンドウサイズ及びオーバーラップサイズの回路パラメータに基づいて、位相オフセットΔφを算出し、位相オフセット補償部４０８へ出力する。
位相オフセット補償部４０８は、ＦＤＥ処理ブロックに含まれるデータの位相を、Δφ逆回転させることにより、周波数シフトによって生じる位相オフセットを補償する。
なお、本実施形態に係る周波数偏差粗補償部２０２は、位相オフセット補償部４０８が周波数領域のデータに対して位相回転を行ったが、時間領域のデータに対して位相回転を行うこともできる。この場合の周波数偏差粗補償部２０２のブロック図を図１０に示す。
以上に説明したように、本実施形態に係る周波数偏差粗補償部２０２は、位相オフセット補償部４０８及び位相オフセット量算出部４０９を備えることにより、周波数シフトによって生じる位相オフセットを補償することができる。これにより、周波数偏差補償において周波数シフト処理により周波数偏差を補償した場合でも、位相オフセットによる誤りが生じないという効果がある。
なお、周波数偏差補償部２０６－１及び２０６－２を、図９及び図１０に示した周波数偏差粗補償部２０２と同様に構成することもできる。この場合、周波数偏差補償部２０６においても、周波数シフトによって生じる位相オフセットを補償できる。
（第２の実施形態）
第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成については説明を省略する。本実施形態における周波数偏差粗補償部２０２のブロック図を図１１に示す。図１１の周波数偏差粗補償部２０２は周波数シフト量算出部４１０を備える。
周波数シフト量算出部４１０は、周波数偏差設定部４０１から入力された周波数偏差量Δｆに基づき、数式３を用いて周波数シフト処理で生じる位相オフセットΔφを算出する。周波数シフト量算出部４１０はさらに、算出した位相オフセットΔφが常に２πの整数倍の値となる周波数偏差量Δｆ’を算出し、周波数シフト部４０５に通知する。
例えば、ＦＦＴ／ＩＦＦＴウィンドウサイズが１０２４、オーバーラップサイズが２５６である場合には、数式３の位相オフセットは数式４で表される。
Figure 2023063488000005
従って、位相オフセットΔφは、ｎを４の倍数とすることにより、ｍの値に関わらず常に２πの整数倍とすることができる。
周波数シフト部４０５は、周波数シフト量算出部４１０から入力された周波数偏差補償量Δｆ’を用いて周波数シフト処理を実行する。ここで、位相オフセットの値は２πの整数倍であり、位相オフセットはゼロと等価であることから、位相オフセットの補償は不要である。ΔｆとΔｆ’の差異は、後段の周波数偏差補償部２０６－１～２０６－２において補償される。
本実施形態では、位相オフセットが２πの整数倍となるように周波数偏差補償量を調整する構成を説明したが、図１２に示す周波数偏差粗補償部２０２を用いてΔｆとΔｆ’の差異を縮小することもできる。図１２の周波数偏差粗補償部２０２はパラメータ制御部４１１を備える。
パラメータ制御部４１１は、周波数偏差設定部４０１から入力された周波数偏差補償量に基づいて適切なＦＦＴ／ＩＦＦＴウィンドウサイズを求め、ＦＦＴ部４０４及び／又はＩＦＦＴ部４０６に出力する。ＦＦＴ部４０４及び／又はＩＦＦＴ部４０６は、入力信号のＦＦＴ／ＩＦＦＴウィンドウサイズを、パラメータ制御部４１１から入力されたＦＦＴ／ＩＦＦＴウィンドウサイズに調整する。
さらに、パラメータ制御部４１１は、周波数偏差設定部４０１から入力された周波数偏差補償量に基づいて適切なオーバーラップサイズを求め、オーバーラップ付与部４０３へ出力する。オーバーラップ付与部４０３は、入力信号のオーバーラップサイズを、パラメータ制御部４１１から入力されたオーバーラップサイズに調整する。
図１２の周波数偏差粗補償部２０２は、周波数偏差補償量に基づいてＦＦＴ／ＩＦＦＴウィンドウサイズ及びオーバーラップサイズを調整しているので、ΔｆとΔｆ’の差異を縮小することができる。
本実施形態によれば、周波数シフトによって生じる位相オフセットを補償することができる。従って、周波数偏差補償において周波数シフト処理により周波数偏差を補償した場合でも、位相オフセットによる誤りが生じないという効果がある。
（第３の実施形態）
第３の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、第１及び第２の実施形態と同様の構成については、説明を省略する。本実施形態における周波数偏差粗補償部２０２のブロック図を図１３に示す。図１３に示すように、周波数偏差粗補償部２０２は、周波数偏差補償手段４０５’と、位相オフセット補償手段４０８’と、を備える。なお、周波数偏差補償手段４０５’は第１及び第２の実施形態における周波数シフト部４０５と、位相オフセット補償手段４０８’は第１の実施形態における位相オフセット補償部４０８と対応する。
周波数偏差補償手段４０５’は、信号を周波数方向にシフトする等によって、周波数領域の信号の周波数偏差を補償する。位相オフセット補償手段４０８’は、信号を周波数方向にシフトすることにより生じる位相オフセットを、信号の位相を位相オフセットだけ逆方向に回転する等によって補償する。
本実施形態に係る周波数偏差粗補償部２０２は、位相オフセット補償部４０８’を備えることにより、信号を周波数方向にシフトすることにより生じる位相オフセットを補償することができる。
（第４の実施形態）
第４の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、第１乃至３の実施形態と同様の構成については、説明を省略する。本実施形態における周波数偏差粗補償部２０２のブロック図を図１４に示す。図１４に示すように、周波数偏差粗補償部２０２は、周波数偏差補償手段４０５’と、周波数偏差算出手段４０１’と、補償量算出手段４１０’と、を備える。なお、周波数偏差補償手段４０５’は、第１及び第２の実施形態における周波数シフト部４０５と対応する。さらに、補償量算出手段４１０’は、第１及び第２の実施形態における周波数シフト量算出部４１０と対応する。
周波数偏差算出手段４０１’は、周波数領域の信号の周波数偏差の補償量を算出して補償量算出手段４１０’へ出力する。
補償量算出手段４１０’は、入力された周波数偏差量Δｆに基づき、周波数シフト処理で生じる位相オフセットΔφを計算し、位相オフセットΔφが常に２πの整数倍の値となる周波数偏差量Δｆ’を算出する。補償量算出手段４１０’は、算出した周波数偏差量Δｆ’を、周波数偏差補償手段４０５’へ出力する。
周波数偏差補償手段４０５’は、入力された周波数偏差量Δｆ’に基づいて、信号の周波数偏差を補償する。なお、周波数偏差補償手段４０５’は、例えば、信号を周波数方向にシフトすることにより、当該信号の周波数偏差を補償する。
本実施形態によれば、周波数偏差補償において信号を周波数方向にシフトすることにより生じる位相オフセットを補償できる。
（第５の実施形態）
第５の実施形態について説明する。本実施形態の光受信機は、図１の光受信機と同様に構成され、図２のディジタル信号処理部１０４を備える。本実施形態において、周波数偏差粗補償部２０２－１及び２は、周波数偏差設定部４０１が設定した周波数偏差補償量により周波数偏差を補償する。一方、周波数偏差補償部２０６－１及び２は、周波数偏差補償量を動的に変更して、周波数偏差を補償する。
ディジタルコヒーレント方式において、周波数偏差補償量を動的に変更した場合、前後のブロック間で位相オフセットが生じ、復元されたビット列に誤りが生じる。特に、差動符号でない通信方式を用いる場合には通信が一時的に遮断する恐れがある。
そこで、本実施形態では、周波数偏差補償部２０６が、周波数偏差補償量の変更に伴う位相オフセットを補償する機能を備え、周波数偏差補償量を動的に変更した場合であっても、位相オフセットによる誤りが生じないようにする。この場合の周波数偏差補償部２０６のブロック図を図１５に示す。
図１５において、オーバーラップ付与部５０３は、図９の周波数偏差粗補償部２０２のオーバーラップ付与部４０３と同様に機能する。ＦＦＴ部５０４はＦＦＴ部４０４と、周波数シフト部５０５は周波数シフト部４０５と、ＩＦＦＴ部５０６はＩＦＦＴ分４０６と、オーバーラップ削除部５０７はオーバーラップ削除部４０７と、位相オフセット補償部５０８は位相オフセット補償部４０８と、それぞれ同様に機能する。
周波数偏差推定部５０１は、周波数偏差推定値を周波数偏差補償量として、周波数シフト部５０５及び位相オフセット量算出部５０９へ出力する。ＦＤＥ処理ブロックｎにおける周波数偏差補償量をΔｆｎ、ＦＤＥ処理ブロックｎ＋１における周波数偏差補償量をΔｆｎ＋１、周波数偏差補償量の変更量をΔｆ＝Δｆｎ＋１－Δｆｎとすると、Δｆは、サンプリングレートｆｓ、ＦＦＴ／ＩＦＦＴウィンドウサイズＮＦＦＴ、整数ｎを用いて、数式５のように表される。
Figure 2023063488000006
さらに、ＦＤＥ処理ブロックｎの出力ブロックの最後のデータと、ＦＤＥ処理ブロックｎ＋１の出力ブロックの最初のデータとの間の位相オフセットは、数式６で計算できる。数式６は、ＦＤＥ処理ブロックｎ＋１において、信号の位相がΔｆだけ進んでいることを意味する。
Figure 2023063488000007
位相オフセット量算出部５０９は、入力された周波数偏差補償量、ＦＦＴ／ＩＦＦＴウィンドウサイズ及びオーバーラップサイズの回路パラメータに基づいて、位相オフセットΔφを計算し、位相オフセット補償部５０８へ出力する。
位相オフセット補償部５０８は、位相オフセットΔφだけＦＤＥ処理ブロックｎ＋１に含まれるデータの位相を逆に（時計方向に）回転させることにより、周波数偏差補償量の変更によって生じる位相オフセットを補償する。
図１５に示す周波数偏差補償部２０６は、位相オフセット補償部５０８が周波数領域のデータに対して位相回転を行ったが、位相オフセット補償部５０８が時間領域のデータに対して位相回転を行うこともできる。この場合の周波数偏差補償部２０６のブロック図を図１６に示す。
さらに、周波数偏差補償部２０６を図１７のように構成することもできる。図１７の周波数偏差補償部２０６は、周波数シフト量算出部５１０を備える。
周波数シフト量算出部５１０は、周波数偏差推定部５０１から入力された周波数偏差補償量に基づき、数式２を用いて周波数偏差補償量の変更で生じる位相オフセットを計算し、２πの整数倍の値のうち位相オフセットの値に最も近い値Δφ’に位相オフセットを近似する。周波数シフト量算出部５１０は、数式２を用いてΔφ’に対応する周波数偏差補償量の変更量Δｆ’を算出し、数式１を用いて新しい周波数偏差補償量Δｆｎ＋１’＝ｆｎ＋Δｆ’を算出し、周波数シフト部５０５に周波数偏差補償量Δｆｎ＋１’を出力する。
周波数シフト部５０５は、入力された周波数偏差補償量Δｆｎ＋１’を用いて周波数シフトを行うが、位相オフセットは２πの整数倍であるため、位相オフセットはゼロと等価であることから、位相オフセットの補償は不要である。
また、ＦＦＴ／ＩＦＦＴウィンドウサイズを１０２４、オーバーラップサイズを２５６とすると、位相オフセットは常にπ／４の整数倍となる。ｎを８の倍数とすれば、位相オフセットは２πの整数倍となるため、位相オフセットはゼロと等価となる。従って、数式１より、周波数偏差補償量Δｆｎが予めサンプリングレートをＦＦＴ／ＩＦＦＴウィンドウサイズで除算した値と８の倍数の積に制限すれば、位相オフセットは常に２πの整数倍となり、位相オフセットによる問題は生じない。
本実施形態では、位相オフセットが２πの整数倍となるように周波数偏差補償量を調整する構成を説明したが、図１８に示す周波数偏差補償部２０６を用いてΔｆｎ＋１とΔｆｎ＋１’の差異を縮小することもできる。
図１８において、パラメータ制御部５１１は、周波数偏差推定部５０１から入力された周波数偏差補償量に基づいて適切なＦＦＴ／ＩＦＦＴウィンドウサイズを求め、ＦＦＴ部５０４及び／又はＩＦＦＴ部５０６に出力する。ＦＦＴ部５０４及び／又はＩＦＦＴ部５０６は、入力信号のＦＦＴ／ＩＦＦＴウィンドウサイズを、パラメータ制御部５１１から入力されたＦＦＴ／ＩＦＦＴウィンドウサイズに調整する。
さらに、パラメータ制御部５１１は、周波数偏差推定部５０１から入力された周波数偏差補償量に基づいて適切なオーバーラップサイズを求め、オーバーラップ付与部５０３へ出力する。オーバーラップ付与部５０３は、入力信号のオーバーラップサイズを、パラメータ制御部５１１から入力されたオーバーラップサイズに調整する。
図１８の周波数偏差補償部２０６は、周波数偏差補償量に基づいてＦＦＴ／ＩＦＦＴウィンドウサイズ及びオーバーラップサイズを調整しているので、Δｆｎ＋１とΔｆｎ＋１’の差異を縮小することができる。
本実施形態において、周波数偏差粗補償部２０２－１及び２は、図９乃至図１２のいずれかの構成と同様であり、周波数シフトによって生じる位相オフセットを補償することができる。また、周波数偏差補償部２０６－１及び２は、図１５乃至図１８のいずれかに示す構成を備えるので、周波数偏差補償において周波数偏差補償量を動的に変更した場合に生じる位相オフセットを補償することができる。
従って、本実施形態によれば、周波数偏差粗補償において周波数シフト処理により周波数偏差を補償し、かつ、周波数偏差補償において周波数偏差補償量を動的に変更した場合であっても、位相オフセットによる誤りが生じないという効果がある。
なお、周波数偏差粗補償部２０２－１及び２が周波数偏差補償量を動的に変更して周波数偏差を補償し、周波数偏差補償部２０６－１及び２が周波数偏差設定部が設定した周波数偏差補償量により周波数偏差を補償してもよい。この場合の周波数偏差補償部２０６－１及び２の構成は、図９乃至図１２のいずれかに示す構成と同様であり、周波数偏差粗補償部２０２－１及び２の構成は図１５乃至図１８のいずれかの構成と同様である。
（第６の実施形態）
第６の実施形態について説明する。本実施形態において、光受信機のコンピュータ、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）又はＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ－Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等は、上述した各実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を実行する。光受信機は、例えばＣＤ－Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）等の各種記憶媒体又はネットワークを介して、上述した各実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を取得する。光受信機が取得するプログラム、又は、該プログラムを記憶した記憶媒体は、本発明を構成することになる。なお、該ソフトウェア（プログラム）は、例えば、光受信機に含まれる所定の記憶部に、予め記憶されていてもよい。
光受信機のコンピュータ、ＣＰＵ又はＭＰＵ等は、取得したソフトウェア（プログラム）のプログラムコードを読み出して実行する。したがって、当該光受信機は、上述した各実施形態における光受信機の処理と同一の処理を実行する。
上記の実施形態では、光信号が電気信号へ変換された後の処理であり、光伝送（光通信）に適用できる全ての光の変調方式に適用できる。
本願発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。また、上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
［付記１］
信号に生じる周波数偏差を周波数シフトにより補償する周波数偏差補償手段と、
前記周波数シフトにより前記信号に生じる位相オフセットを補償する位相オフセット補償手段と
を備えることを特徴とする周波数偏差補償方式。
［付記２］
前記位相オフセット補償手段は、前記信号の位相を前記位相オフセットだけ逆方向に回転することにより、前記位相オフセットを補償することを特徴とする付記１に記載の周波数偏差補償方式。
［付記３］
前記周波数シフトにより前記信号に生じる位相オフセットを算出する位相オフセット算出手段をさらに備え、
前記位相オフセット補償手段は、前記算出された位相オフセットに基づいて、前記信号の前記位相オフセットを補償する
ことを特徴とする付記１又は２に記載の周波数偏差補償方式。
［付記４］
前記信号の周波数偏差補償量を算出する周波数偏差算出部をさらに備え、
前記周波数偏差補償手段は、前記算出された周波数偏差補償量に基づいて、前記信号の前記周波数偏差を補償し、
前記位相オフセット算出手段は、前記算出された周波数偏差補償量に基づいて、前記位相オフセットを算出する
ことを特徴とする付記３に記載の周波数偏差補償方式。
［付記５］
前記周波数偏差算出部は、前記信号を分割した複数のブロック毎に周波数偏差補償量を算出し、
前記周波数偏差補償手段は、前記算出された周波数偏差補償量に基づいて、前記複数のブロック毎に周波数偏差を補償し、
前記位相オフセット補償手段は、前記ブロックの周波数偏差補償量に対応する位相回転量と、前記ブロックに隣接するブロックの周波数偏差補償量に対応する位相回転量との差分から生じる前記位相オフセットを補償する
ことを特徴とする付記４に記載の周波数偏差補償方式。
［付記６］
前記位相オフセット算出手段は、前記周波数偏差補償量、ＦＦＴ／ＩＦＦＴウィンドウサイズ及びオーバーラップサイズに基づいて、前記位相オフセットを算出する
ことを特徴とする付記３乃至５のいずれかに記載の周波数偏差補償方式。
［付記７］
前記位相オフセット補償手段は、周波数領域の前記信号の位相を、前記位相オフセットだけ逆方向に回転させることにより、前記位相オフセットを補償する
ことを特徴とする付記１乃至６のいずれかに記載の周波数偏差補償方式。
［付記８］
前記位相オフセット補償手段は、時間領域の前記信号の位相を、前記位相オフセットだけ逆方向に回転させることにより、前記位相オフセットを補償する
ことを特徴とする付記１乃至６のいずれかに記載の周波数偏差補償方式。
［付記９］
信号の周波数偏差を周波数シフトにより補償する場合に前記信号に生じる位相オフセットが所定の量となるように、前記信号の周波数偏差補償量を調整する補償量算出手段と、
前記調整された補償量に基づいて、前記信号の前記周波数偏差を補償する周波数偏差補償手段と
を有することを特徴とする周波数偏差補償方式。
［付記１０］
前記所定の量は、２πの整数倍であることを特徴とする付記９に記載の周波数偏差補償方式。
［付記１１］
前記信号に生じる位相オフセットが所定の量となるように、ＦＦＴ／ＩＦＦＴウィンドウサイズ及びオーバーラップサイズの少なくとも１つを調整するパラメータ制御手段をさらに備えることを特徴とする付記９又は１０に記載の周波数偏差補償方式。
［付記１２］
前記周波数偏差補償量として、第１の周波数偏差補償量を算出する周波数偏差算出手段をさらに備え、
前記パラメータ制御手段は、
ＦＦＴ／ＩＦＦＴウィンドウサイズがオーバーラップサイズの正数値の倍数となるように、ＦＦＴ／ＩＦＦＴウィンドウサイズ及びオーバーラップサイズを調整し、
サンプリングレートをＦＦＴ／ＩＦＦＴウィンドウサイズで除算した値に前記正数値の２倍の整数倍を乗算した値のうち、前記第１の周波数偏差補償量に最も近い値を、第２の周波数偏差補償量に設定し、
前記周波数偏差補償手段は、前記第２の周波数偏差補償量に基づいて、前記信号を周波数方向にシフトすることにより、前記信号の前記周波数偏差を補償する
ことを特徴とする付記９乃至１１のいずれかに記載の周波数偏差補償方式。
［付記１３］
信号に生じる周波数偏差を周波数シフトにより補償し、
前記周波数シフトにより前記信号に生じる位相オフセットを補償する
ことを特徴とする周波数偏差補償方法。
［付記１４］
前記信号の位相を前記算出された位相オフセットだけ逆方向に回転することにより、前記位相オフセットを補償すること
を特徴とする付記１３に記載の周波数偏差補償方法。
［付記１５］
前記周波数シフトにより前記信号に生じる位相オフセットを算出し、
前記算出された位相オフセットに基づいて、前記信号の前記位相オフセットを補償すること
を特徴とする付記１３又は１４に記載の周波数偏差補償方法。
［付記１６］
前記信号の周波数偏差補償量を算出し、
前記算出された周波数偏差補償量に基づいて、前記信号の前記周波数偏差を補償し、
前記算出された周波数偏差補償量に基づいて、前記位相オフセットを算出することを特徴とする付記１３乃至１５のいずれかに記載の周波数偏差補償方法。
［付記１７］
前記信号を分割した複数のブロック毎に周波数偏差補償量を算出し、
前記算出された周波数偏差補償量に基づいて、前記複数のブロック毎に周波数偏差を補償し、
前記ブロックの周波数偏差補償量に対応する位相回転量と、前記ブロックに隣接するブロックの周波数偏差補償量に対応する位相回転量との差分から生じる前記位相オフセットを補償する
ことを特徴とする付記１６に記載の周波数偏差補償方法。
［付記１８］
前記周波数偏差補償量、ＦＦＴ／ＩＦＦＴウィンドウサイズ及びオーバーラップサイズ
に基づいて、前記位相オフセットを算出する
ことを特徴とする付記１３乃至１７のいずれかに記載の周波数偏差補償方法。
［付記１９］
周波数領域の前記信号の位相を、前記位相オフセットだけ逆方向に回転させることにより、前記位相オフセットを補償する
ことを特徴とする付記１３乃至１８のいずれかに記載の周波数偏差補償方法。
［付記２０］
時間領域の前記信号の位相を、前記位相オフセットだけ逆方向に回転させることにより、前記位相オフセットを補償する
ことを特徴とする付記１３乃至１８のいずれかに記載の周波数偏差補償方法。
［付記２１］
信号の周波数偏差を周波数シフトにより補償する場合に前記信号に生じる位相オフセットが所定の量となるように、前記信号の周波数偏差補償量を調整し、
前記調整された周波数偏差補償量に基づいて、前記信号の前記周波数偏差を補償する
ことを特徴とする周波数偏差補償方法。
［付記２２］
前記所定の量は、２πの整数倍であることを特徴とする付記２１に記載の周波数偏差補償方法。
［付記２３］
前記位相オフセットが所定の量となるように、ＦＦＴ／ＩＦＦＴウィンドウサイズ及びオーバーラップサイズの少なくとも１つを調整することを特徴とする付記２１又は２２に記載の周波数偏差補償方法。
［付記２４］
前記周波数偏差補償量として、第１の周波数偏差補償量を算出し、
ＦＦＴ／ＩＦＦＴウィンドウサイズがオーバーラップサイズの正数値の倍数となるように、ＦＦＴ／ＩＦＦＴウィンドウサイズ及びオーバーラップサイズを調整し、
サンプリングレートをＦＦＴ／ＩＦＦＴウィンドウサイズで除算した値に前記正数値の２倍の整数倍を乗算した値のうち、前記第１の周波数偏差補償量に最も近い値を、第２の周波数偏差補償量に設定し、
前記第２の周波数偏差補償量に基づいて、前記信号を周波数方向にシフトすることにより、前記信号の前記周波数偏差を補償する
ことを特徴とする付記２１乃至２３に記載の周波数偏差補償方法。
［付記２５］
信号に生じる周波数偏差を周波数シフトにより補償する処理と、
前記周波数シフトにより前記信号に生じる位相オフセットを補償する処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
［付記２６］
前記信号の位相を前記算出された位相オフセットだけ逆方向に回転することにより、前記位相オフセットを補償する処理と
を含むことを特徴とする付記２５に記載のプログラム。
［付記２７］
前記周波数シフトにより前記信号に生じる位相オフセットを算出する処理と、
前記算出された位相オフセットに基づいて、前記信号の前記位相オフセットを補償する処理と
を含むことを特徴とする付記２５又は２６に記載のプログラム。
［付記２８］
前記信号の周波数偏差の補償量を算出する処理と、
前記算出された周波数偏差補償量に基づいて、前記信号の前記周波数偏差を補償する処理と、
前記算出された周波数偏差補償量に基づいて、前記位相オフセットを算出する処理と
を含むこと特徴とする付記２５乃至２７のいれかに記載のプログラム。
［付記２９］
前記信号を分割した複数のブロック毎に周波数偏差補償量を算出する処理と、
前記算出された周波数偏差補償量に基づいて、前記複数のブロック毎に周波数偏差を補償する処理と、
前記ブロックの周波数偏差補償量に対応する位相回転量と、前記ブロックに隣接するブロックの周波数偏差補償量に対応する位相回転量との差分から生じる前記位相オフセット
を補償する処理と
を含むことを特徴とする付記２５乃至２８のいずれかに記載のプログラム。
［付記３０］
前記周波数偏差補償量、ＦＦＴ／ＩＦＦＴウィンドウサイズ及びオーバーラップサイズに基づいて、前記位相オフセットを算出する処理を含むことを特徴とする付記２３乃至２９のいずれかに記載のプログラム。
［付記３１］
周波数領域の前記信号の位相を、前記位相オフセットだけ逆方向に回転させることにより、前記位相オフセットを補償する処理を含むことを特徴とする付記２３乃至３０のいずれかに記載のプログラム。
［付記３２］
時間領域の前記信号の位相を、前記位相オフセットだけ逆方向に回転させることにより、前記位相オフセットを補償する処理を含むことを特徴とする付記２３乃至２８のいずれかに記載のプログラム。
［付記３３］
信号の周波数偏差を周波数シフトにより補償する場合に前記信号に生じる位相オフセットが所定の量となるように、前記信号の周波数偏差補償量を調整する処理と、
前記調整された周波数偏差補償量に基づいて、前記信号の前記周波数偏差を補償する処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
［付記３４］
前記所定の量は、２πの整数倍であることを特徴とする付記３３に記載のプログラム。
［付記３５］
前記位相オフセットが所定の量となるように、ＦＦＴ／ＩＦＦＴウィンドウサイズ及びオーバーラップサイズの少なくとも１つを調整する処理を含むことを特徴とする付記３３又は３４に記載のプログラム。
［付記３６］
前記周波数偏差補償量として、第１の周波数偏差補償量を算出する処理と、
ＦＦＴ／ＩＦＦＴウィンドウサイズがオーバーラップサイズの正数値の倍数となるように、ＦＦＴ／ＩＦＦＴウィンドウサイズ及びオーバーラップサイズを調整する処理と、
サンプリングレートをＦＦＴ／ＩＦＦＴウィンドウサイズで除算した値に前記正数値の２倍の整数倍を乗算した値のうち、前記第１の周波数偏差補償量に最も近い値を、第２の周波数偏差補償量に設定する処理と、
前記第２の周波数偏差補償量に基づいて、前記信号を周波数方向にシフトすることにより、前記信号の前記周波数偏差を補償する処理と、
を含むことを特徴とする付記３３乃至３５のいずれかに記載のプログラム。
この出願は、２０１３年１１月１５日に出願された日本出願特願２０１３－２３６６４３を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
本願発明は、光通信に適用される全ての光の変調方式に適用することができる。
１００ 局所発振光生成部
１０１ ９０度ハイブリッド
１０２－１、１０２－２、１０２－３、１０２－４ 光電変換部
１０３－１、１０３－２、１０３－３、１０３－４ ＡＤＣ
１０４ ディジタル信号処理部
１０５－１、１０５－２ シンボル識別部
２００ Ｘ偏波信号生成部
２０１ Ｙ偏波信号生成部
２０２－１、２０２－２ 周波数偏差粗補償部
２０３－１、２０３－２ 波形歪み補償部
２０４ 偏波分離部
２０５－１、２０５－２ リサンプリング部
２０６－１、２０６－２ 周波数偏差補償部
２０７－１、２０７－２ 位相偏差補償部
３００ 遅延器
３０１ 周波数偏差推定部
３０２ 位相補償量算出部
４００ 遅延器
４０１ 周波数偏差設定部
４０１’ 周波数偏差算出手段
４０２ 位相補償量算出部
４０３、５０３ オーバーラップ付与部
４０４、５０４ ＦＦＴ部
４０５、５０５ 周波数シフト部
４０５’ 周波数偏差補償手段
４０６、５０６ ＩＦＦＴ部
４０７、５０７ オーバーラップ削除部
４０８、５０８ 位相オフセット補償部
４０８’ 位相オフセット補償手段
４０９、５０９ 位相オフセット量算出部
４１０、５１０ 周波数シフト量算出部
４１０’ 補償量算出手段
４１１、５１１ パラメータ制御部
４１２ 実数部抽出部
４１３ 虚数部抽出部
４１４ 低域通過フィルタ
４１５ 周波数偏差算出部
５０１ 周波数偏差推定部

Claims (7)

  1. 受信光信号に対応するディジタル信号に対する周波数シフト処理を用いて、前記受信光信号の周波数偏差を補償する周波数偏差補償手段と、
    前記周波数シフト処理で生じるディジタル信号の位相オフセットが、所定の位相オフセット量となる周波数偏差量を特定する補償量算出手段と、
    を備えるディジタル信号処理装置。
  2. 前記所定の位相オフセット量は、２πの整数倍である、請求項１に記載のディジタル信号処理装置。
  3. 前記所定の位相オフセット量は、ゼロと等価の位相である、請求項１に記載のディジタル信号処理装置。
  4. 前記所定の位相オフセット量に応じて、ＦＦＴ／ＩＦＦＴウィンドウサイズとオーバーラップサイズの少なくとも１つを調整するパラメータ制御手段をさらに備える、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のディジタル信号処理装置。
  5. 前記周波数偏差を推定する周波数偏差推定手段をさらに備え、
    前記周波数偏差補償手段によって補償される周波数偏差補償量が動的に変更された場合、
    前記周波数偏差推定手段は、前記補償量算出手段に周波数偏差推定値を送出する、
    請求項１乃至４のいずれか１項に記載のディジタル信号処理装置。
  6. 前記周波数偏差補償手段が、歪等化手段よりも前段で前記周波数偏差を補償する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のディジタル信号処理装置。
  7. 前記周波数偏差補償手段が、偏波分離手段よりも前段で前記周波数偏差を補償する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のディジタル信号処理装置。
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