JP6719576B2 - 光データ符号化方法及び光送信機 - Google Patents
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Description
所定の位相角に対応する円形グリッドを有する第1の振幅リング及び第2の振幅リングを有するX偏光信号点配置図フォーマットと、前記所定の位相角に対応する前記円形グリッドを有する前記第1の振幅リング及び前記第2の振幅リングを有するY偏光信号点配置図フォーマットとを含む変調方式を選択するステップと、
前記X偏光信号点配置図フォーマット上の前記第1の振幅リング上の第1の円形グリッド上に前記シンボルの第1の部分を配置するステップと、
前記Y偏光信号点配置図フォーマット上の前記第2の振幅リング上の第2の円形グリッド上に前記シンボルの第2の部分を配置するステップと、
第1の振幅値を示す前記第1の振幅リングと、第1の位相角を示す前記第1の円形グリッドとを用いて、前記シンボルの前記第1の部分を光データ符号の第1のサブセットに符号化するステップと、
第2の振幅値を示す前記第2の振幅リングと、第2の位相角を示す前記第2の円形グリッドとを用いて、前記シンボルの前記第2の部分を前記光データ符号の第2のサブセットに符号化するステップと、
を含む。
所定の位相角に対応する円形グリッドを有する第1の振幅リング及び第2の振幅リングを有するX偏光信号点配置図フォーマットと、前記所定の位相角に対応する前記円形グリッドを有する前記第1の振幅リング及び前記第2の振幅リングを有するY偏光信号点配置図フォーマットとを含む変調方式を選択するステップと、
前記X偏光信号点配置図フォーマット上の前記第1の振幅リングの第1の円形グリッド上にシンボルの第1の部分を配置するステップと、
前記Y偏光信号点配置図フォーマット上の前記第2の振幅リングの第2の円形グリッド上に前記シンボルの第2の部分を配置するステップと、
第1の振幅値を示す前記第1の振幅リングと、第1の位相角を示す前記第1の円形グリッドとを用いて、前記シンボルの前記第1の部分を光データ符号の第1のサブセットに符号化するステップと、
第2の振幅値を示す前記第2の振幅リングと、第2の位相角を示す前記第2の円形グリッドとを用いて、前記シンボルの前記第2の部分を前記光データ符号の第2のサブセットに符号化するステップと、
を前記プロセッサに実行させること。
第1の変調信号及び第2の変調信号を生成して送信するように構成された符号化器デバイスであって、光データ符号化方法を用いることによって生成された光データ符号に基づいて、前記第1の変調信号及び前記第2の変調信号を生成する、符号化器デバイスと、
連続波(CW)光信号を送信するように構成されたCW光源と、
前記CW光源の前記CW光信号を、該CW光信号の第1の部分及び第2の部分に分割するように構成された偏光ビームスプリッターと、
前記符号化器デバイスに接続された第1の変調器であって、前記CW光信号の前記第1の部分を受信し、前記第1の変調信号に従って変調して第1の変調された光搬送波信号を生成する、第1の変調器と、
前記符号化器デバイスに接続された第2の変調器であって、前記CW光信号の前記第2の部分を受信し、前記第2の変調信号に従って変調して第2の変調された光搬送波信号を生成する、第2の変調器と、
前記第1の変調された光搬送波信号及び前記第2の変調された光搬送波信号を組み合わせて、変調された光搬送波信号を生成して送信するように構成されたビームコンバイナーと、
を備える、光送信機を開示し、
前記光データ符号化方法は、
所定の位相角に対応する円形グリッドを有する第1の振幅リング及び第2の振幅リングを有するX偏光信号点配置図フォーマットと、前記所定の位相角に対応する前記円形グリッドを有する前記第1の振幅リング及び前記第2の振幅リングを有するY偏光信号点配置図フォーマットとを含む変調方式を選択するステップと、
前記X偏光信号点配置図フォーマット上の前記第1の振幅リング上の第1の円形グリッド上に前記シンボルの第1の部分を配置するステップと、
前記Y偏光信号点配置図フォーマット上の前記第2の振幅リング上の第2の円形グリッド上に前記シンボルの第2の部分を配置するステップと、
第1の振幅値を示す前記第1の振幅リングと、第1の位相角を示す前記第1の円形グリッドとを用いて、前記シンボルの前記第1の部分を光データ符号の第1のサブセットに符号化するステップと、
第2の振幅値を示す前記第2の振幅リングと、第2の位相角を示す前記第2の円形グリッドとを用いて、前記シンボルの前記第2の部分を前記光データ符号の第2のサブセットに符号化するステップと、
を含む。
図1は、本発明のいくつかの実施形態による、光信号送信機200及び光信号受信機400を備える光通信システム100を示している。光信号送信機200及び光信号受信機400に接続された光ファイバー300も、この図に示されている。
図2A及び図2Bは、4D−2A8PSK変調フォーマットの信号点配置図を示している。これらの信号点配置図は、X偏光信号点配置図及びY偏光信号点配置図を含む。
5ビット/シンボル(5ビット/シンボル:5ビットによって表されるシンボル)変調フォーマットは、図2A及び図2Bを用いることによって説明される。5ビット/シンボル変調フォーマットは、X偏光信号点配置図及びY偏光信号点配置図のそれぞれに配置された2つの振幅リングを有するグレーマッピングされた8値位相シフトキーイング(8PSK)を用いた4D−2A8PSK変調フォーマット方式に基づいて実施される。X偏光信号点配置図の振幅リングRx1及びRx2は、図2Aに示すように、位相角を示す3ビットによって特定される円形グリッドと、パリティビットによって特定される振幅値を示す半径とを有する。さらに、Y偏光信号点配置図の振幅リングRy1及びRy2は、図2Bに示すように、位相角を示す3ビットによって特定される円形グリッドと、パリティビットによって特定される振幅値を示す半径とを有する。
B[5]=XOR(B[0],B[1],B[2]) (1)
B[6]=XOR(B[2],B[3],B[4]) (2)
B[7]=NOT(B[6]) (3)
6ビット/シンボル(6ビットシンボル:6ビットによって表されるシンボル)変調フォーマットは、以下において図2A及び図2Bを用いることによって説明される。5ビット/シンボル変調フォーマットの場合と同様に、6ビット/シンボル変調フォーマットは、X偏光信号点配置図及びY偏光信号点配置図のそれぞれに配置された2つの振幅リングを有するグレーマッピングされた8値位相シフトキーイング(8PSK)を用いた4D−2A8PSK変調フォーマット方式に基づいて実施される。X偏光信号点配置図の振幅リングRx1及びRx2は、図2Aに示すように、位相角を示す3ビットによって特定される円形グリッドと、パリティビットによって特定される振幅値を示す半径とを有する。さらに、Y偏光信号点配置図の振幅リングRy1及びRy2は、図2Bに示すように、位相角を示す3ビットによって特定される円形グリッドと、パリティビットによって特定される振幅値を示す半径とを有する。
B[6]=XOR(B[0],B[1],B[2],B[3],B[4],B[5] B[6],B[7]) (4)
B[7]=NOT(B[6]) (5)
図3Cは、7ビット/シンボル変調フォーマットのマッピングルールの概要を示している。7ビット/シンボル(7ビットシンボル:7ビットによって表されるシンボル)は、以下において詳細に説明される。
B[7]=NOT(B[3]) (6)
受信機400内のDSP460の適応等化器は、送信されたシンボルを受信したときに用いることができる。コヒーレント光通信では、定モジュラスアルゴリズム(CMA)又は半径指向等化器(RDE)が通常用いられる。
図8は、4次元変調の一例を示している。この場合、語は各タイムスロットを占有し、各語のX偏光信号点配置図及びY偏光信号点配置図の和のパワーは一定になるように設計される。
いくつかの実施形態では、本発明による4D−2A8PSK変調フォーマット方式は、時間領域ハイブリッド変調に適用することができる。
グラスマン符号は、いわゆる交差偏光変調(XPolM)効果を低減するのに有効であることが知られている。(Koike他の米国特許出願公開第20120263454号)。グラスマン符号は、2AQPSK及び2A8PSKを組み合わせることによって実現することができる。2AQPSKは、2A8PSKの8つの可能な位相から4つの位相のみが用いられる2A8PSKの特殊な場合とみなされる。
図11Aは、3.5ビット/シンボルフォーマットに用いられる7ビット8次元グラスマン2AQPSK−2A8PSKフォーマットの一例である。このフォーマットでは、2つのタイムスロット、すなわち、タイムスロット1及びタイムスロット2が7ビットシンボルに用いられる。この7ビットシンボルは、2つのスロットによって分割されるので、このフォーマットは、3.5ビット/シンボルフォーマットと呼ばれる。タイムスロット1は、x1をX偏光信号点配置図に配置し、y1をY偏光信号点配置図に配置し、タイムスロット2は、x2をX偏光信号点配置図に配置し、y2をY偏光信号点配置図に配置する。この場合、この図に示すように、x1及びy1は2AQPSKフォーマットに構成され、x2及びy2は2A8PSKフォーマットに構成される。
y2=−x1*・y1/x2* (7)
ここで、*は複素共役を示す。
r1 2+r2 2=2 (8)
B[7]=XOR(B[4],B[5],B[6]) (9)
B[8]=XOR(B[0],B[1],B[2],B[3],B[4],B[5],B[6]) (10)
B[7]=XOR(B[0],B[1],B[2]) (11)
B[8]=XOR(B[0],B[1],B[2],B[3],B[4],B[5],B[6]) (12)
例えば、3ビット/シンボルフォーマットは、以下のように実現することができる。
図11Aは、3ビット/シンボルフォーマットに用いられる7ビット8次元グラスマン2AQPSKフォーマットの一例である。このフォーマットでは、2つのタイムスロット、すなわち、タイムスロット1及びタイムスロット2が3ビットシンボルに用いられる。2AQPSKは、2A8PSKの特殊な場合とみなされる。6ビットシンボルは、2つのスロットによって分割されるので、このフォーマットは、3ビット/シンボルフォーマットと呼ばれる。タイムスロット1は、x1をX偏光信号点配置図に配置し、y1をY偏光信号点配置図に配置し、タイムスロット2は、x2をX偏光信号点配置図に配置し、y2をY偏光信号点配置図に配置する。この場合、この図に示すように、x1、x2、y1及びy2は全て、2AQPSKフォーマットに構成される。
y2=−x1*・y1/x2* (13)
ここで、*は複素共役を示す。
r1 2+r2 2=2 (14)
B[6]=XOR(B[4],B[5]) (15)
B[7]=XOR(B[0],B[1],B[2],B[3]) (16)
いくつかの実施形態では、別の変調方式が、偏光信号点配置図当たりの平均パワーが1でないという条件を必要とする。そのような場合、タイムスロット1において用いられる第1の平均パワー及びタイムスロット2において用いられる第2の平均パワーは、異なるように構成される。例えば、第1の平均パワーが所定の平均パワーよりも大きく構成されると、第2の平均パワーは所定の平均パワーよりも小さく構成される。同様に、第1の平均パワーが所定の平均パワーよりも小さく構成されると、第2の平均パワーは所定の平均パワーよりも大きく構成される。
rx1 2+ry1 2+rx2 2+ry2 2=rxx1 2+ryy1 2+rxx2 2+ryy2 2 (16)
Claims (17)
- メモリと通信するプロセッサを用いてシンボルから光データ符号を生成する光データ符号化方法であって、
所定の位相角に対応する円形グリッドを有する第1の振幅リング及び第2の振幅リングを有するX偏光信号点配置図フォーマットと、前記所定の位相角に対応する前記円形グリッドを有する前記第1の振幅リング及び前記第2の振幅リングを有するY偏光信号点配置図フォーマットとを含む変調方式を選択するステップと、
前記X偏光信号点配置図フォーマット上の前記第1の振幅リングの第1の円形グリッド上に前記シンボルの第1の部分を配置するステップと、
前記Y偏光信号点配置図フォーマット上の前記第2の振幅リングの第2の円形グリッド上に前記シンボルの第2の部分を配置するステップと、
第1の振幅値を示す前記第1の振幅リングと、第1の位相角を示す前記第1の円形グリッドとを用いて、前記シンボルの前記第1の部分を光データ符号の第1のサブセットに符号化するステップと、
第2の振幅値を示す前記第2の振幅リングと、第2の位相角を示す前記第2の円形グリッドとを用いて、前記シンボルの前記第2の部分を前記光データ符号の第2のサブセットに符号化するステップと、
を含み、
前記光データ符号の前記第1のサブセットは、グレー符号化における前記第1の位相角を示す3ビットと、前記第1の振幅値を示す第1のパリティビットである1ビットとを有する第1の4ビットによって表され、
前記光データ符号の前記第2のサブセットは、グレー符号化における前記第2の位相角を示す3ビットと、前記シンボルの前記第2のサブセットの前記第2の振幅値を示す第2のパリティビットである1ビットとを有する第2の4ビットによって表される、
方法。 - 前記シンボルは、b0、b1、b2、b3及びb4の所定の5つの情報ビットを割り当てられ、
前記第1の4ビットのうちの前記3ビットは、前記情報ビットb0、b1及びb2によって表され、
前記第2の4ビットのうちの前記3ビットは、情報ビットb3、b4及び第3のパリティビットb5によって表され、
前記第1のパリティビット及び前記第2のパリティビットは、それぞれ追加のビットb6及びb7によって表され、
前記第3のパリティビットb5は、b0、b1、b2、b3及びb4の第1の所定の組み合わせの論理排他的OR(XOR)演算によって求められ、
前記第1のパリティビットは、b0、b1、b2、b3及びb4の第2の所定の組み合わせの前記論理XOR演算によって表される前記XOR演算によって求められ、
前記第2のパリティビットは、b7=NOT(b6)によって表される論理NOT演算によって求められる、
請求項1に記載の方法。 - 前記シンボルは、b0、b1、b2、b3及びb4の所定の5つの情報ビットを割り当てられ、
前記第1の4ビットのうちの前記3ビットは、前記情報ビットb0、b1及びb2によって表され、
前記第2の4ビットのうちの前記3ビットは、情報ビットb3、b4及び第3のパリティビットb5によって表され、
前記第1のパリティビット及び前記第2のパリティビットは、それぞれ追加のビットb6及びb7によって表され、
前記第3のパリティビットb5は、b5=XOR(b0,b1,b2)によって表される論理排他的OR(XOR)演算によって求められ、
前記第1のパリティビットは、b6=XOR(b2,b3,b4)によって表される前記XOR演算によって求められ、
前記第2のパリティビットは、b7=NOT(b6)によって表される論理NOT演算によって求められる、
請求項1に記載の方法。 - 前記シンボルは、b0、b1、b2、b3及びb4の所定の5つの情報ビットを割り当てられ、
前記第1の4ビットのうちの前記3ビットは、前記情報ビットb0、b1及びb2によって表され、
前記第2の4ビットのうちの前記3ビットは、情報ビットb3、b4及び第3のパリティビットb5によって表され、
前記第1のパリティビット及び前記第2のパリティビットは、それぞれ追加のビットb6及びb7によって表され、
前記第3のパリティビットb5は、b5=XOR(b0,b1,b2)によって表される論理排他的OR(XOR)演算によって求められ、
前記第1のパリティビットは、b6=XOR(b0,b1,b3,b4)によって表される前記XOR演算によって求められ、
前記第2のパリティビットは、b7=NOT(b6)によって表される論理NOT演算によって求められる、
請求項1に記載の方法。 - 前記シンボルは、b0、b1、b2、b3、b4及びb5の所定の6つの情報ビットを割り当てられ、
前記第1の4ビットのうちの前記3ビットは、前記情報ビットb0、b1及びb2によって表され、
前記第2の4ビットのうちの前記3ビットは、前記情報ビットb3、b4及びb5によって表され、
前記第1のパリティビット及び前記第2のパリティビットは、それぞれ追加のビットb6及びb7によって表され、
前記第1のパリティビットは、b0、b1、b2、b3、b4、及びb5の所定の組み合わせの論理排他的OR(XOR)演算によって求められ、
前記第2のパリティビットは、b7=NOT(b6)によって表される論理NOT演算によって求められる、
請求項1に記載の方法。 - 前記シンボルは、b0、b1、b2、b3、b4及びb5の所定の6つの情報ビットを割り当てられ、
前記第1の4ビットのうちの前記3ビットは、前記情報ビットb0、b1及びb2によって表され、
前記第2の4ビットのうちの前記3ビットは、前記情報ビットb3、b4及びb5によって表され、
前記第1のパリティビット及び前記第2のパリティビットは、それぞれ追加のビットb6及びb7によって表され、
前記第1のパリティビットは、b6=XOR(b0,b1,b2,b3,b4,b5)によって表される論理排他的OR(XOR)演算によって求められ、
前記第2のパリティビットは、b7=NOT(b6)によって表される論理NOT演算によって求められる、
請求項1に記載の方法。 - 前記シンボルは、b0、b1、b2、b3、b4、b5及びb6の7つの情報ビットによって表され、
前記第1の4ビットのうちの前記3ビットは、前記情報ビットb0、b1及びb2によって表され、
前記第1のパリティビットは、前記情報ビットb3によって表され、
前記第2の4ビットのうちの前記3ビットは、前記情報ビットb4、b5及びb6によって表され、
前記第2のパリティビットは、b7=NOT(b3)によって表される論理NOT演算によって求められる追加のビットb7によって表される、
請求項1に記載の方法。 - 前記光データ符号の前記第1のサブセット及び前記光データ符号の前記第2のサブセットは、少なくとも2つのタイムスロットに配置される、
請求項1に記載の方法。 - 前記第1のサブセット及び前記第2のサブセットのうちの少なくとも一方は、複数のタイムスロットの中の1つのタイムスロットに配置される、
請求項1に記載の方法。 - 7ビットシンボルが2つのタイムスロットを占有し、
前記2つのタイムスロットのうちの一方は、X偏光信号点配置図における変数x1及びY偏光信号点配置図における変数y1を配置する2振幅直交位相シフトキーイング(2AQPSK)フォーマットを用い、もう一方のタイムスロットは、前記X偏光信号点配置図における変数x2及び前記Y偏光信号点配置図における変数y2を配置する2振幅8位相シフトキーイング(2A8PSK)フォーマットを用い、
2AQPSKフォーマット及び2A8PSKフォーマットの双方は、4次元(4D)定モジュラスであり、
グラスマン符号条件は、y2=−x1*・y1/x2*を満たす、
請求項1に記載の方法。 - 6ビットシンボルが2つのタイムスロットを占有し、
前記2つのタイムスロットのうちの一方は、X偏光信号点配置図における変数x1及びY偏光信号点配置図における変数y1を配置する2振幅直交位相シフトキーイング(2AQPSK)フォーマットを用い、もう一方のタイムスロットは、前記X偏光信号点配置図における変数x2及び前記Y偏光信号点配置図における変数y2を配置する前記2AQPSKフォーマットを用い、
双方の2AQPSKフォーマットは、4次元(4D)定モジュラスであり、
グラスマン符号条件は、y2=−x1*・y1/x2*を満たす、
請求項1に記載の方法。 - 前記方法は、
第1の部分及び第2の部分を含む第2のシンボルを準備することであって、前記第2のシンボルの前記第1の部分及び前記第2の部分は、それぞれ第2のX偏光信号点配置図フォーマット及び第2のY偏光信号点配置図フォーマットに配置されることと、
前記第2のシンボルの前記第1の部分及び前記第2の部分を第2の光データ符号の第1のサブセット及び第2のサブセットに符号化することと、
を更に含み、
前記シンボルの前記光データ符号及び前記第2のシンボルの前記第2の光データ符号は、少なくとも2つのタイムスロットに配置され、
該タイムスロットのうちの1つは、前記光データ符号の前記第1のサブセット及び前記第2のサブセットからなるサブセットによって占有され、前記タイムスロットのうちの別の1つは、前記第2の光データ符号の前記第1のサブセット及び前記第2のサブセットからなるサブセットによって占有される、
請求項1に記載の方法。 - 前記シンボルから前記光データ符号を生成するための前処理として、受信した前記シンボルに対して、シンボル時間におけるX偏光及びY偏光におけるパワーの和を強制的に一定にする定モジュラスアルゴリズムを用いて適応等化を実行するステップをさらに含む、
請求項1に記載の方法。 - 前記シンボルから前記光データ符号を生成するための前処理として、受信した前記シンボルに対して、シンボル時間における相対パワーがより高い偏光が他方の偏光よりも大きな半径を選ぶ半径指向等化器を用いて適応等化を実行するステップをさらに含む、
請求項1に記載の方法。 - 前記シンボルから前記光データ符号を生成するための前処理として、受信した前記シンボルに対して、シンボル時間における相対パワーがより高い偏光が他方の偏光よりも大きな半径を選ぶ確率がより高い半径指向等化器を用いて適応等化を実行するステップをさらに含む、
請求項1に記載の方法。 - 第1の変調信号及び第2の変調信号を生成して送信するように構成された符号化器デバイスであって、請求項1に記載の光データ符号化方法を用いることによって生成された光データ符号に基づいて、前記第1の変調信号及び前記第2の変調信号を生成する、符号化器デバイスと、
連続波(CW)光信号を送信するように構成されたCW光源と、
前記CW光源の前記CW光信号を、該CW光信号の第1の部分及び第2の部分に分割するように構成された偏光ビームスプリッターと、
前記符号化器デバイスに接続された第1の変調器であって、前記CW光信号の前記第1の部分を受信し、前記第1の変調信号に従って変調して第1の変調された光搬送波信号を生成する、第1の変調器と、
前記符号化器デバイスに接続された第2の変調器であって、前記CW光信号の前記第2の部分を受信し、前記第2の変調信号に従って変調して第2の変調された光搬送波信号を生成する、第2の変調器と、
前記第1の変調された光搬送波信号及び前記第2の変調された光搬送波信号を組み合わせて、変調された光搬送波信号を生成して送信するように構成されたビームコンバイナーと、
を備える、光送信機。 - 前記光送信機は、前記符号化器デバイスに接続されたI/O部を更に備え、
前記I/O部は、前記符号化器デバイスが交換符号化プログラムに従って前記第1の変調信号及び前記第2の変調信号を変調するように、前記交換符号化プログラムを前記符号化器デバイスに対して送受信する、
請求項16に記載の光送信機。
Applications Claiming Priority (5)
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