JP5418679B2 - 16qamデータ変調のための位相再生装置、位相再生方法、および受信器 - Google Patents
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Description
図1は、雑音の無い理想的な16QAMコンステレーションを示す。図2は、理想的な16QAMコンステレーション点について振幅を維持しながら4乗演算を実行することで得られるコンステレーション点を示す。図3は、非特許文献1の位相再生装置を使用する処理フローを示す。
態様1:16QAMデータ変調のための位相再生装置は、シンボルブロック内の各シンボルの4乗値を計算する4乗計算器と、前記シンボルブロック内の各シンボルを、振幅に基づいて、大きい振幅または小さい振幅を有する第1カテゴリ、または中間の振幅を有する第2カテゴリに分類する分類部と、前記シンボルブロック内の各シンボルのカテゴリ、および各シンボルの4乗値に基づいて、参照点を決定する参照点決定部と、4乗演算が行われ且つ前記第2カテゴリに分類された前記シンボルブロック内の各シンボルを、前記参照点に基づいて回転させる回転部と、4乗演算が行われ且つ前記第1カテゴリに分類された前記シンボルブロック内の各シンボル、および、4乗演算が行われ且つ前記第2カテゴリに分類された前記シンボルブロック内の回転させられた各シンボルに基づいて、位相推定を行う位相推定部、を含む。
態様4:態様1に記載の16QAMデータ変調のための位相再生装置であって、前記回転部は、4乗演算が行われ且つ前記第2カテゴリに分類された前記シンボルブロック内の各シンボルと前記参照点との間の偏角差分を決定し、前記偏角差分がゼロとπの間であれば、4乗演算が行われ且つ前記第2カテゴリに分類された前記シンボルブロック内の対応するシンボルを−α(α=π−4×arctan(1/3))だけ回転させ、前記偏角差分が−πとゼロの間であれば、4乗演算が行われ且つ前記第2カテゴリに分類された前記シンボルブロック内の対応するシンボルをαだけ回転させる、ことにより4乗演算が行われ且つ前記第2カテゴリに分類された前記シンボルブロック内の各シンボルを回転させる。
態様6:16QAMデータ変調のための位相再生方法は、シンボルブロック内の各シンボルの4乗値を計算し、前記シンボルブロック内の各シンボルを、振幅に基づいて、大きい振幅または小さい振幅を有する第1カテゴリ、または中間の振幅を有する第2カテゴリに分類し、前記シンボルブロック内の各シンボルのカテゴリ、および各シンボルの4乗値に基づいて、参照点を決定し、4乗演算が行われ且つ前記第2カテゴリに分類された前記シンボルブロック内の各シンボルを、前記参照点に基づいて回転させ、4乗演算が行われ且つ前記第1カテゴリに分類された前記シンボルブロック内の各シンボル、および、4乗演算が行われ且つ前記第2カテゴリに分類された前記シンボルブロック内の回転させられた各シンボルに基づいて、位相推定を行う。
態様9:態様6に記載の16QAMデータ変調のための位相再生方法であって、4乗演算が行われ且つ前記第2カテゴリに分類された前記シンボルブロック内の各シンボルと前記参照点との間の偏角差分を決定し、前記偏角差分がゼロとπの間であれば、4乗演算が行われ且つ前記第2カテゴリに分類された前記シンボルブロック内の対応するシンボルを−α(α=π−4×arctan(1/3))だけ回転させ、前記偏角差分が−πとゼロの間であれば、4乗演算が行われ且つ前記第2カテゴリに分類された前記シンボルブロック内の対応するシンボルをαだけ回転させる、ことにより4乗演算が行われ且つ前記第2カテゴリに分類された前記シンボルブロック内の各シンボルを回転させる。
T1=(R1+R2)/2、T2=(R2+R3)/2、R1、R2、R3は、理想的な16QAMコンステレーション点の振幅である。
本発明の1つの態様によれば、まず、4乗演算後のシンボルの振幅が、4乗演算前のシンボルの振幅に復元され(すなわち、4乗演算前のシンボルのモジュール値の3乗で除算される)、そして、復元された振幅が予め決められた閾値と比較される。受信信号の振幅がT1とT2の間であれば、そのシンボルは、第2グループの点であると判定され、第2カテゴリに分類される。振幅がT2よりも大きければ、そのシンボルは、第3グループの点であると判定され、第1カテゴリに分類される。振幅がT1よりも小さければ、そのシンボルは、第1グループの点であると判定され、第1カテゴリに分類される。T1およびT2は、推奨される判定閾値である。
T1=(R1+R2)/2
T2=(R2+R3)/2 ・・・(1)
R1、R2、R3は、理想的な16QAMコンステレーション点の振幅である。
(1)点p(4乗演算後のシンボル)と参照点rとの間の偏角差分dA、すなわちdA=arg(p/r)を計算する。arg()は、偏角の計算を意味し、dAの値は[−π,π]の範囲内である。
次に、ステップ405において、第1および第3グループの点、および回転させられた第2グループの点に基づいて、位相推定を行う。この位相推定は、例えば、平均化計算、角度計算、アンラッピングを含む。
図8は、本発明の実施形態のコヒーレント光受信器の構成を示す。位相再生器801は、本発明の各実施形態の位相再生装置で実現してもよい。図8に示すコヒーレント光受信器は、1つの例であり、本発明の位相再生装置は、他の構成のコヒーレント光受信にも適用可能である。
Claims (10)
- シンボルブロック内の各シンボルの4乗値を計算する4乗計算器と、
前記シンボルブロック内の各シンボルを、振幅に基づいて、大きい振幅または小さい振幅を有する第1カテゴリ、または中間の振幅を有する第2カテゴリに分類する分類部と、
前記シンボルブロック内の各シンボルのカテゴリ、および各シンボルの4乗値に基づいて、参照点を決定する参照点決定部と、
4乗演算が行われ且つ前記第2カテゴリに分類された前記シンボルブロック内の各シンボルを、これら各シンボルと前記参照点とに基づいて回転させる回転部と、
4乗演算が行われ且つ前記第1カテゴリに分類された前記シンボルブロック内の各シンボル、および、4乗演算が行われ且つ前記第2カテゴリに分類された前記シンボルブロック内の回転させられた各シンボルに基づいて、位相推定を行う位相推定部と、
を備える16QAMデータ変調のための位相再生装置。 - 前記参照点決定部は、
4乗演算が行われ且つ前記第1カテゴリに分類された前記シンボルブロック内の各シンボルの和を表す第1の和を決定し、
4乗演算が行われ且つ前記第2カテゴリに分類された前記シンボルブロック内の各シンボルの和を表す第2の和を決定し、
前記第1の和から、ゼロよりも小さくなく且つ1よりも大きくない係数が乗算された前記第2の和を減算する、
ことにより前記参照点を決定する
ことを特徴とする請求項1に記載の16QAMデータ変調のための位相再生装置。 - 前記係数は、0.5である
ことを特徴とする請求項2に記載の16QAMデータ変調のための位相再生装置。 - 前記回転部は、
4乗演算が行われ且つ前記第2カテゴリに分類された前記シンボルブロック内の各シンボルと前記参照点との間の偏角差分を決定し、
前記偏角差分がゼロとπの間であれば、4乗演算が行われ且つ前記第2カテゴリに分類された前記シンボルブロック内の対応するシンボルを−α(α=π−4×arctan(1/3))だけ回転させ、
前記偏角差分が−πとゼロの間であれば、4乗演算が行われ且つ前記第2カテゴリに分類された前記シンボルブロック内の対応するシンボルをαだけ回転させる、
ことにより4乗演算が行われ且つ前記第2カテゴリに分類された前記シンボルブロック内の各シンボルを回転させる
ことを特徴とする請求項1に記載の16QAMデータ変調のための位相再生装置。 - 請求項1〜4のいずれか1つに記載の16QAMデータ変調のための位相再生装置を備えるデジタルコヒーレント光受信器。
- シンボルブロック内の各シンボルの4乗値を計算し、
前記シンボルブロック内の各シンボルを、振幅に基づいて、大きい振幅または小さい振幅を有する第1カテゴリ、または中間の振幅を有する第2カテゴリに分類し、
前記シンボルブロック内の各シンボルのカテゴリ、および各シンボルの4乗値に基づいて、参照点を決定し、
4乗演算が行われ且つ前記第2カテゴリに分類された前記シンボルブロック内の各シンボルを、これら各シンボルと前記参照点とに基づいて回転させ、
4乗演算が行われ且つ前記第1カテゴリに分類された前記シンボルブロック内の各シンボル、および、4乗演算が行われ且つ前記第2カテゴリに分類された前記シンボルブロック内の回転させられた各シンボルに基づいて、位相推定を行う
ことを特徴とする16QAMデータ変調のための位相再生方法。 - 4乗演算が行われ且つ前記第1カテゴリに分類された前記シンボルブロック内の各シンボルの和を表す第1の和を決定し、
4乗演算が行われ且つ前記第2カテゴリに分類された前記シンボルブロック内の各シンボルの和を表す第2の和を決定し、
前記第1の和から、ゼロよりも小さくなく且つ1よりも大きくない係数が乗算された前記第2の和を減算する、
ことにより前記参照点を決定する、ことを特徴とする請求項6に記載の16QAMデータ変調のための位相再生方法。 - 前記係数は、0.5である
ことを特徴とする請求項7に記載の16QAMデータ変調のための位相再生方法。 - 4乗演算が行われ且つ前記第2カテゴリに分類された前記シンボルブロック内の各シンボルと前記参照点との間の偏角差分を決定し、
前記偏角差分がゼロとπの間であれば、4乗演算が行われ且つ前記第2カテゴリに分類された前記シンボルブロック内の対応するシンボルを−α(α=π−4×arctan(1/3))だけ回転させ、
前記偏角差分が−πとゼロの間であれば、4乗演算が行われ且つ前記第2カテゴリに分類された前記シンボルブロック内の対応するシンボルをαだけ回転させる、
ことにより4乗演算が行われ且つ前記第2カテゴリに分類された前記シンボルブロック内の各シンボルを回転させる、ことを特徴とする請求項6に記載の16QAMデータ変調のための位相再生方法。 - 前記分類する工程において、
4乗演算が行われた各シンボルの振幅を4乗演算前の振幅に復元し、
各シンボルの復元された振幅を閾値T1および閾値T2と比較し、前記復元された振幅がT1とT2の間であればシンボルを前記第2カテゴリに分類し、その他の場合はシンボルを前記第1カテゴリに分類する(T1=(R1+R2)/2、T2=(R2+R3)/2、R1、R2、R3は、理想的な16QAMコンステレーション点の振幅)、
ことを特徴とする請求項6に記載の16QAMデータ変調のための位相再生方法。
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