JP6684399B2 - コヒーレントサンプリング - Google Patents
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Description
メインサンプリングポイントとは別にサンプリングを行い,サブサンプリングポイントを得る工程(S120)。
各サンプリングポイントにおける,被測定信号と参照信号の振幅差又は比,位相差又は比,及び周波数差又は比を得る工程(S130)。
メインサンプリングポイントとサブサンプリングポイントの時間差(Δt)を得る工程(S140)。
メインサンプリングポイントとサブサンプリングポイントの振幅差(ΔA),位相差(Δφ),及び周波数差(Δf)を求める工程(S150)。
メインサンプリングポイントとサブサンプリングポイントの時間差(Δt),振幅差(ΔA),位相差(Δφ)及び周波数差(Δf)を用いて,被測定信号の振幅変動,位相変動,及び周波数変動を求める工程(S160)。
メインサンプリングポイント及びサブサンプリングポイント間における参照信号の振幅変動,位相変動,及び周波数変動を求める工程(S131)。
求めた参照信号の振幅変動,位相変動,及び周波数変動を用いて,メインサンプリングポイント及びサブサンプリングポイントにおけるサンプリング補正値を求める工程(S133)。
そして,メインサンプリングポイントとサブサンプリングポイントの振幅差(ΔA),位相差(Δφ),及び周波数差(Δf)を求める工程(S140)は,サンプリング補正値と,各サンプリングポイントにおける被測定信号と参照信号の振幅差(又は振幅比),位相差(又は位相比),及び周波数差(又は周波数の比)とを用いて,メインサンプリングポイントとサブサンプリングポイントの振幅差(ΔA),位相差(Δφ),及び周波数差(Δf)を求める工程である。
混合部17は,被測定信号11が伝搬する伝搬路13と接続され,伝搬路13を伝搬した被測定信号11と,参照信号15とを混合する要素である。
時間遅延制御部19は,混合部で混合された被測定信号及び参照信号から,被測定信号の帯域周波数の半分以下の繰り返し周期でメインサンプリングポイントを得るとともに,メインサンプリングポイントと所定の時間差でサンプリングを行い,サブサンプリングポイントを得るための要素である。
サンプリグ部21は,各サンプリングポイント(各メインサンプリングポイントと各サブサンプリングポイント)にて,被測定信号と参照信号の振幅差又は比,位相差又は比,及び周波数差又は比を得るための要素である。
信号処理部23は,
メインサンプリングポイントと,サブサンプリングポイントの時間差(Δt)を求め,
メインサンプリングポイントとサブサンプリングポイントにおける前記被測定信号と参照信号の振幅差又は比の差である振幅差(ΔA),前記メインサンプリングポイントと前記サブサンプリングポイントにおける前記被測定信号と参照信号の位相差又は比の差である位相差(Δφ),及び前記メインサンプリングポイントと前記サブサンプリングポイントにおける前記被測定信号と参照信号の周波数差又は比の差である周波数差(Δf)を求め,
メインサンプリングポイントとサブサンプリングポイントの時間差(Δt),振幅差(ΔA),位相差(Δφ)及び周波数差(Δf)を用いて,
被測定信号の振幅変動,位相変動,及び周波数変動を求める。
参照信号の振幅変動,位相変動,及び周波数変動を用いて,
サンプリグ部21又は信号処理部23においてサンプリングされるサンプリング信号を補償する補償部29をさらに有するものが好ましい。
すなわち,このサンプリングシステム25は,時間遅延制御部35と,混合部39と,サンプリグ部41と,信号処理部43とを有する。
時間遅延制御部35は,被測定信号31が伝搬する伝搬路33と接続されており,被測定信号の帯域周波数の半分以下の繰り返し周期でメインサンプリングポイントを得るとともに,メインサンプリングポイントと所定の時間差でサンプリングを行い,サブサンプリングポイントを得るための要素である。
混合部39は,時間遅延制御部35から出力された被測定信号と参照信号37とを混合するための要素である。
サンプリグ部41は,各サンプリングポイントにおける,被測定信号と参照信号の振幅差又は比,位相差又は比,及び周波数差又は比を得るための要素である。
信号処理部43は,
メインサンプリングポイントと,サブサンプリングポイントの時間差(Δt)を求め,
メインサンプリングポイントとサブサンプリングポイントにおける前記被測定信号と参照信号の振幅差又は比の差である振幅差(ΔA),前記メインサンプリングポイントと前記サブサンプリングポイントにおける前記被測定信号と参照信号の位相差又は比の差である位相差(Δφ),及び前記メインサンプリングポイントと前記サブサンプリングポイントにおける前記被測定信号と参照信号の周波数差又は比の差である周波数差(Δf)を求め,
メインサンプリングポイントとサブサンプリングポイントの時間差(Δt),振幅差(ΔA),位相差(Δφ)及び周波数差(Δf)を用いて,
被測定信号の振幅変動,位相変動,及び周波数変動を求めるための要素である。
メインサンプリング工程は,測定対象となる被測定信号の帯域周波数の半分以下の繰り返し周期でサンプリングポイント(サンプリング点)を得る工程である。サンプリングポイント(サンプリング点)を得るとは,測定(サンプリング)を行って,その時点での各種データを得ることを意味する。被測定信号及び参照信号は,光信号でも無線信号でも電気信号でもよい。被測定信号の好ましい例は,コヒーレント信号であり,特に,コヒーレント光信号か高速コヒーレント信号が好ましい。具体的なコヒーレント信号の例は,100ギガビット/秒以上のコヒーレント信号であり,1000ギガビット/秒以上のコヒーレント信号でもよい。信号の例は,光PSK信号,光QAM信号,光ASK信号,光FSK信号,光CPFSK信号,光APSK信号及び光MSK信号である(特許5099506号公報参照)。参照光の例は,連続(CW)光,パルス光,及び光コム信号(特許5665038号公報及び特許5299859号公報参照)である。
サブサンプリング工程(S120)は,メインサンプリングポイントとは別のサンプリングに行い,サブサンプリングポイントを得る工程である。
サブサンプリングは,メインサンプリングと同じ周期で行ってもよいし,同じ周期でなくても構わない。また,サブサンプリングポイントは,時間的にメインサンプリングの後であっても前であっても構わない。図では模式的にサブサンプリング工程(S120)がメインサンプリング工程(S110)の後のように示されているが,通常これらの工程は並行して(同時に)行われる。
被測定信号と参照信号の差又は比を求める工程(S130)は,各サンプリングポイント(メインサンプリングポイント及びサブサンプリングポイント)における,被測定信号と参照信号の振幅差又は比,位相差又は比,及び周波数差又は比を得る工程である。
具体的には,それぞれのメインサンプリングポイントには,対応する1又は複数のサブサンプリングポイントが存在するので,メインサンプリングポイントとサブサンプリングポイントにおけるサンプリングデータ(被測定信号と参照信号の振幅,位相,及び周波数値)を用いて,被測定信号と参照信号の振幅差,位相差,及び周波数差,又は振幅比,位相比,及び周波数比を得る工程である。振幅差,位相差,及び周波数差は,被測定信号と参照信号の振幅,位相,及び周波数の差である。振幅比,位相比,及び周波数比は,被測定信号と参照信号の振幅,位相,及び周波数の比である。たとえば,被測定信号と参照信号の振幅差は,メインサンプリングポイント又はサブサンプリングポイントにおける被測定信号の振幅と参照信号の振幅との差を求めることで求めることができる。また,被測定信号と参照信号の振幅比は,メインサンプリングポイント又はサブサンプリングポイントにおける被測定信号の振幅を参照信号の振幅で割ることにより求めることができる。
メインサンプリングポイント及びサブサンプリングポイント間における,参照信号の振幅変動,位相変動,及び周波数変動を求める工程(S131)。
求めた参照信号の振幅変動,位相変動,及び周波数変動を用いて,メインサンプリングポイント及びサブサンプリングポイントにおけるサンプリング補正値を求める工程(S133)。
参照信号の変動を求める工程は,メインサンプリングポイント及びサブサンプリングポイント間における,参照信号の振幅変動,位相変動,及び周波数変動を求める工程である。この工程は,例えば,メインサンプリングポイント及びサブサンプリングポイント間における,参照信号の位相変動を実測し,実測した値から振幅変動や周波数変動を求めてもよい。これは統計学的に実測値から他の変動を推測してもよいし,あらかじめ位相変動と対応する振幅変動や周波数変動を記憶しておき,実測した位相変動を用いて,振幅変動や周波数変動を求めてもよい。同様にして,振幅変動又は周波数変動を実測して,残りの変動を求めてもよい。
サンプリング補正値を求める工程(S133)は,上記の参照信号の変動を求める工程(S131)で求めた参照信号の振幅変動,位相変動,及び周波数変動を用いて,メインサンプリングポイント及びサブサンプリングポイントにおけるサンプリング補正値を求める工程である。
時間差(Δt)を得る工程(S140)は,メインサンプリングポイントとサブサンプリングポイントの時間差(Δt)を得る工程である。
この工程は,メインサンプリングポイントとサブサンプリングポイントがあらかじめ設定された時間差でサンプリングされている場合は,その設定された時間差を用いてメインサンプリングポイントとサブサンプリングポイントの時間差(Δt)としてもよい。また,メインサンプリングポイントとサブサンプリングポイントのサンプリング時間を測定し,差を用いることで時間差(Δt)としてもよい。
メインサンプリングポイントとサブサンプリングポイントの差を求める工程(S150)は,メインサンプリングポイントとサブサンプリングポイントの振幅差(ΔA),位相差(Δφ),及び周波数差(Δf)を求める工程である。換言すると,この工程は,メインサンプリングポイントとサブサンプリングポイントにおける非測定信号及び参照信号の振幅差又は比の差(ΔA),位相差又は比の差(Δφ),及び周波数差又は比の差(Δf)を求める工程である。
つまり,被測定信号と参照信号の差を求める工程(S130)で,メインサンプリングポイントにおける被測定信号と参照信号の振幅差又は比,位相差又は比,及び周波数差又は比や,サブサンプリングポイントにおける被測定信号と参照信号の振幅差又は比,位相差又は比,及び周波数差又は比が求められているので,メインサンプリングポイントと対応するサブサンプリングポイントの振幅差又は比,位相差又は比,及び周波数差又は比を比較し,これらの差である振幅差(ΔA),位相差(Δφ),及び周波数差(Δf)を求めるものである。
サンプリング補正値と,各サンプリングポイントにおける被測定信号と参照信号の振幅差又は比,位相差又は比,及び周波数差又は比とを用いて,メインサンプリングポイントとサブサンプリングポイントの振幅差(ΔA),位相差(Δφ),及び周波数差(Δf)を求めてもよい。
被測定信号の振幅変動,位相変動,及び周波数変動を求める工程(S160)は,メインサンプリングポイントとサブサンプリングポイントの時間差(Δt),振幅差(ΔA),位相差(Δφ)及び周波数差(Δf)を用いて,被測定信号の振幅変動,位相変動,及び周波数変動を求める工程である。
すなわち,本発明は,上記のようにして求めた被測定信号の振幅変動,位相変動,及び周波数変動を用いて,被測定信号の信号歪み量(補償値)を求めるために用いられる。そして,求めた被測定信号の信号歪み量(補償値)を用いて,被測定信号の歪みを補償し,又は被測定信号を測定する際に,歪みを補正して,測定用の信号を得てもよい。
図2は,本発明のサンプリングシステムを説明するためのブロック図である。
図2に示されるように,このサンプリングシステムは,混合部17,時間遅延制御部19,サンプリグ部21及び信号処理部23を有する。図2では,光信号が混合部で混合されている。しかし,光信号を光電変換し,電気信号として処理するようにしてもよい。
混合部17は,被測定信号11が伝搬する伝搬路13と接続され,伝搬路13を伝搬した被測定信号11と,参照信号15とを混合する要素である。光信号を扱う場合,混合部はカプラや,光複素ミキサであればよい。混合部17は,ホモダインミキサのほかヘテロダインミキサや全光ミキサを用いることができる。 時間遅延制御部19は,混合部で混合された被測定信号及び参照信号から,被測定信号の帯域周波数の半分以下の繰り返し周期でメインサンプリングポイントを得るとともに,メインサンプリングポイントとは別にサンプリングを行い,サブサンプリングポイントを得るための要素である。図2に示される例では,光信号が分岐し,分岐したそれぞれの信号に対して,時間遅延が与えられている。時間遅延は,光路長を変化させることで調整してもよいし,導波路に電圧を印可するといった電気的方法,導波路の温度を変化させるなど,公知の方法を用いて,所定の時間遅延を信号に対して与えることができる。
サンプリグ部21は,各サンプリングポイント(各メインサンプリングポイントと各サブサンプリングポイント)にて,被測定信号と参照信号の振幅差又は比,位相差又は比,及び周波数差又は比を得るための要素である。サンプリング部にはサンプラなどの検出系が存在し,所望の情報を測定できるようにされていればよい。サンプリグ部21の例は,公知のサンプラである。サンプラは被測定信号の周波数帯域以上の帯域(被測定信号の周波数帯域をカバーする帯域)を有するものが好ましい。サンプラの帯域が,被測定信号の周波数帯域より狭い場合,被測定信号のゆがみを許容するか,歪みを補償する機構をさらに有することが好ましい。
信号処理部23は,メインサンプリングポイントと,サブサンプリングポイントの時間差(Δt)を求め,メインサンプリングポイントとサブサンプリングポイントの振幅差(ΔA),位相差(Δφ),及び周波数差(Δf)を求め,メインサンプリングポイントとサブサンプリングポイントの時間差(Δt),振幅差(ΔA),位相差(Δφ)及び周波数差(Δf)を用いて,被測定信号の振幅変動,位相変動,及び周波数変動を求めるための要素である。信号処理部23の例は,コンピュータである。コンピュータは,入出力部の他に,記憶部や,演算部及び制御部を有しており,制御プログラムの指令に基づいて,必要な情報を読み出して,各種演算を行い,適宜記憶部に記憶し,入出力部から演算結果を出力できる。
混合部39は,時間遅延制御部35から出力された被測定信号と参照信号37とを混合するための要素である。サンプリグ部41は,各サンプリングポイントにおける,被測定信号と参照信号の振幅差又は比,位相差又は比,及び周波数差又は比を得るための要素である。信号処理部43は,メインサンプリングポイントと,サブサンプリングポイントの時間差(Δt)を求め,メインサンプリングポイントとサブサンプリングポイントの振幅差(ΔA),位相差(Δφ),及び周波数差(Δf)を求め,メインサンプリングポイントとサブサンプリングポイントの時間差(Δt),振幅差(ΔA),位相差(Δφ)及び周波数差(Δf)を用いて,被測定信号の振幅変動,位相変動,及び周波数変動を求めるための要素である。
17 混合部; 19 時間遅延制御部; 21 サンプリグ部;
23 信号処理部; 25 サンプリングシステム;
27 補償部;
31 被測定信号; 33 伝搬路; 35 時間遅延制御部;
37 参照信号; 39 混合部;
41 サンプリグ部; 43 信号処理部;
45 サンプリングシステム
Claims (6)
- 測定対象となる被測定信号の帯域周波数の半分以下の繰り返し周期でメインサンプリングポイントを得る工程と,
前記メインサンプリングポイントとは別にサンプリングを行い,
サブサンプリングポイントを得る工程と,
各サンプリングポイントにおける,前記被測定信号と参照信号の振幅差又は比,位相差又は比,及び周波数差又は比を得る工程と,
前記メインサンプリングポイントと前記サブサンプリングポイントの時間差(Δt)を得る工程と,
前記メインサンプリングポイントと前記サブサンプリングポイントの振幅差(ΔA),位相差(Δφ),及び周波数差(Δf)を求める工程であって,前記振幅差(ΔA),位相差(Δφ),及び周波数差(Δf)は,それぞれ,前記メインサンプリングポイントと前記サブサンプリングポイントにおける被測定信号と参照信号の振幅差又は比の差,被測定信号と参照信号の位相差又は比の差,及び被測定信号と参照信号の周波数差又は比の差であるものと,
前記メインサンプリングポイントと前記サブサンプリングポイントの時間差(Δt),振幅差(ΔA),位相差(Δφ)及び周波数差(Δf)を用いて,前記被測定信号の振幅変動,位相変動,及び周波数変動を求める工程と,
を含むサンプリング方法。 - 請求項1に記載のサンプリング方法であって,
前記各メインサンプリングポイントに対するサブサンプリングポイントは,2つ存在する,サンプリング方法。 - 請求項1に記載のサンプリング方法であって,
前記メインサンプリングポイント及びサブサンプリングポイント間における,前記参照信号の振幅変動,位相変動,及び周波数変動を求める工程と
求めた前記参照信号の振幅変動,位相変動,及び周波数変動を用いて,メインサンプリングポイント及びサブサンプリングポイントにおけるサンプリング補正値を求める工程をさらに,含み,
前記メインサンプリングポイントと前記サブサンプリングポイントの振幅差(ΔA),位相差(Δφ),及び周波数差(Δf)を求める工程は,前記サンプリング補正値と,各サンプリングポイントにおける被測定信号と参照信号の振幅差,位相差,及び周波数差とを用いて,メインサンプリングポイントと前記サブサンプリングポイントの振幅差(ΔA),位相差(Δφ),及び周波数差(Δf)を求める工程である,
サンプリング方法。 - 被測定信号(11)が伝搬する伝搬路(13)と接続され,前記伝搬路(13)を伝搬した被測定信号(11)と,参照信号(15)とを混合する混合部(17)と,
前記混合部(17)で混合された被測定信号及び前記参照信号から,前記被測定信号の帯域周波数の半分以下の繰り返し周期でメインサンプリングポイントを得るとともに,前記メインサンプリングポイントとは別にサンプリングを行い,サブサンプリングポイントを得るための時間遅延制御部(19)と
各サンプリングポイントにおける,前記被測定信号と参照信号の振幅差又は比,位相差又は比,及び周波数差又は比を得るサンプリグ部(21)と,
信号処理部(23)と,を有し,
前記信号処理部(23)は,
前記メインサンプリングポイントと,前記サブサンプリングポイントの時間差(Δt)を得て,
前記メインサンプリングポイントと前記サブサンプリングポイントにおける前記被測定信号と参照信号の振幅差又は比の差である振幅差(ΔA),前記メインサンプリングポイントと前記サブサンプリングポイントにおける前記被測定信号と参照信号の位相差又は比の差である位相差(Δφ),及び前記メインサンプリングポイントと前記サブサンプリングポイントにおける前記被測定信号と参照信号の周波数差又は比の差である周波数差(Δf)を求め,
前記メインサンプリングポイントと前記サブサンプリングポイントの時間差(Δt),振幅差(ΔA),位相差(Δφ)及び周波数差(Δf)を用いて,
前記被測定信号の振幅変動,位相変動,及び周波数変動を求める,
サンプリングシステム(25)。 - 請求項4に記載のサンプリングシステム(25)であって,
前記メインサンプリングポイント及びサブサンプリングポイント間における,前記参照信号の振幅変動,位相変動,及び周波数変動を求める参照信号変動取得部(27)と,
前記参照信号の振幅変動,位相変動,及び周波数変動を用いて,
サンプリグ部(21)又は信号処理部(23)においてサンプリングされるサンプリング信号を補償する補償部(29)をさらに有する,
サンプリングシステム。 - 被測定信号(31)が伝搬する伝搬路(33)と接続され,前記被測定信号の帯域周波数の半分以下の繰り返し周期でメインサンプリングポイントを得るとともに,前記メインサンプリングポイントと所定の時間差でサンプリングを行い,サブサンプリングポイントを得るための時間遅延制御部(35)と,
前記時間遅延制御部(35)から出力された被測定信号と参照信号(37)とを混合するための混合部(39)と,
各サンプリングポイントにおける,前記被測定信号と参照信号の振幅差又は比,位相差又は比,及び周波数差又は比を得るサンプリグ部(41)と,
信号処理部(43)と,を有し,
前記信号処理部(43)は,
前記メインサンプリングポイントと,前記サブサンプリングポイントの時間差(Δt)を得て,
前記メインサンプリングポイントと前記サブサンプリングポイントにおける前記被測定信号と参照信号の振幅差又は比の差である振幅差(ΔA),前記メインサンプリングポイントと前記サブサンプリングポイントにおける前記被測定信号と参照信号の位相差又は比の差である位相差(Δφ),及び前記メインサンプリングポイントと前記サブサンプリングポイントにおける前記被測定信号と参照信号の周波数差又は比の差である周波数差(Δf)を求め,
前記メインサンプリングポイントと前記サブサンプリングポイントの時間差(Δt),振幅差(ΔA),位相差(Δφ)及び周波数差(Δf)を用いて,
前記被測定信号の振幅変動,位相変動,及び周波数変動を求める,
サンプリングシステム(45)。
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