JP6753831B2 - Optical receiver and frequency shift compensation method - Google Patents
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Description
本発明は、光受信器及び周波数ずれ量補償方法に関する。 The present invention relates to an optical receiver and a frequency shift compensation method.
光通信システムにおいて、光送信器と光受信器とでは、使用しているクロックが互いに異なる。このため、光受信器は、光受信器のクロックに応じたサンプリング周波数を、光送信器のクロックに応じたサンプリング周波数に同期させる必要がある。 In an optical communication system, the clocks used by an optical transmitter and an optical receiver are different from each other. Therefore, the optical receiver needs to synchronize the sampling frequency corresponding to the clock of the optical receiver with the sampling frequency corresponding to the clock of the optical transmitter.
図13は、従来の光受信器の構成の例を示す図である。従来の光受信器は、サンプリング周波数のずれ量(以下「サンプリング周波数ずれ量」という。)を検出するサンプリング周波数ずれ量モニタと、サンプリング周波数ずれ量を補償する個別回路であるサンプリング周波数ずれ量補償部とを備える。 FIG. 13 is a diagram showing an example of the configuration of a conventional optical receiver. A conventional optical receiver has a sampling frequency deviation amount monitor that detects a sampling frequency deviation amount (hereinafter referred to as "sampling frequency deviation amount") and a sampling frequency deviation amount compensator that is an individual circuit that compensates for the sampling frequency deviation amount. And.
サンプリング周波数ずれ量モニタは、受信信号のサンプリング周波数ずれ量を検出する。サンプリング周波数ずれ量補償部は、検出されたサンプリング周波数ずれ量を補償する(特許文献1参照)。 The sampling frequency deviation monitor detects the sampling frequency deviation of the received signal. The sampling frequency deviation compensation unit compensates for the detected sampling frequency deviation (see Patent Document 1).
このように、従来の光受信器は、サンプリング周波数ずれ量を補償するための個別回路を備えなければ、サンプリング周波数ずれ量を補償することができない。したがって、従来の光受信器は、サンプリング周波数ずれ量を補償するための回路規模が小さい場合には、サンプリング周波数ずれ量を補償することができないという問題があった。 As described above, the conventional optical receiver cannot compensate for the sampling frequency deviation unless it is provided with an individual circuit for compensating for the sampling frequency deviation. Therefore, the conventional optical receiver has a problem that the sampling frequency deviation amount cannot be compensated when the circuit scale for compensating the sampling frequency deviation amount is small.
上記事情に鑑み、本発明は、サンプリング周波数ずれ量を補償するための回路規模が小さくても、サンプリング周波数ずれ量を補償することが可能である光受信器及び周波数ずれ量補償方法を提供することを目的としている。 In view of the above circumstances, the present invention provides an optical receiver and a frequency deviation compensation method capable of compensating for the sampling frequency deviation even if the circuit scale for compensating the sampling frequency deviation is small. It is an object.
本発明の一態様は、周波数領域フィルタから出力された主信号のサンプリング周波数のずれ量を検出する検出部と、前記主信号におけるサンプル位相をシフトする回路のタップ係数を前記ずれ量に基づいて更新する適応等化部とを備える光受信器である。 In one aspect of the present invention, the tap coefficient of the detection unit that detects the deviation amount of the sampling frequency of the main signal output from the frequency domain filter and the circuit that shifts the sample phase in the main signal is updated based on the deviation amount. It is an optical receiver provided with an adaptive equalization unit.
本発明の一態様は、上記の光受信器であって、前記タップ係数は、サンプル位相のシフト量に基づく値である。 One aspect of the present invention is the above-mentioned optical receiver, and the tap coefficient is a value based on a shift amount of a sample phase.
本発明の一態様は、上記の光受信器であって、前記タップ係数は、サンプル位相のシフト量とサンプル位相未満のシフト量との合計に基づく値である。 One aspect of the present invention is the above-mentioned optical receiver, in which the tap coefficient is a value based on the sum of the shift amount of the sample phase and the shift amount of less than the sample phase.
本発明の一態様は、上記の光受信器であって、前記ずれ量に基づいてサンプル位相のシフト量を取得する位相シフト量取得部と、サンプル位相のシフト量に基づいてクロックの位相を調整するクロック調整部とを更に備える。 One aspect of the present invention is the above-mentioned optical receiver, which is a phase shift amount acquisition unit that acquires a sample phase shift amount based on the shift amount, and adjusts the clock phase based on the sample phase shift amount. It is further provided with a clock adjusting unit.
本発明の一態様は、光受信器が実行する周波数ずれ量補償方法であって、周波数領域フィルタから出力された主信号のサンプリング周波数のずれ量を検出するステップと、前記主信号におけるサンプル位相をシフトする回路のタップ係数を前記ずれ量に基づいて更新するステップとを有する周波数ずれ量補償方法である。 One aspect of the present invention is a frequency shift compensation method executed by an optical receiver, in which a step of detecting a shift in the sampling frequency of a main signal output from a frequency domain filter and a sample phase in the main signal are set. This is a frequency shift compensation method including a step of updating the tap coefficient of the shifting circuit based on the shift amount.
本発明により、サンプリング周波数ずれ量を補償するための回路規模が小さくても、サンプリング周波数ずれ量を補償することが可能である。 According to the present invention, it is possible to compensate for the sampling frequency deviation even if the circuit scale for compensating for the sampling frequency deviation is small.
本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
(第1実施形態)
図1は、光通信システム1aの構成の例を示す図である。光通信システム1aは、光送信器2と、伝送路3と、光受信器4aとを備える。光送信器2は、データ信号を光信号(光変調信号)に変換する。光送信器2は、光ファイバ等である伝送路3を介して、光信号を光受信器4aに送信する。
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of the optical communication system 1a. The optical communication system 1a includes an
光受信器4aは、伝送路3を介して、光信号を受信する。光受信器4aは、受信部40と、ADC41と、周波数領域フィルタ42(FEQ: Frequency domain Equalizer)と、サンプリング周波数ずれ量モニタ43と、時間領域フィルタ44a(適応等化部)(AEQ: Adaptive Equalizer)と、復号部45とを備える。光受信器4aは、クロックの位相を調整する装置(クロック調整装置)の機能部の一つとして、位相シフト量算出部46を更に備える。
The
受信部40は、レーザモジュールと光電変換器とを備える。受信部40は、伝送路3を介して受信された光変調信号と、レーザモジュールから出力された局発光とを干渉させる。受信部40は、光変調信号をベースバンド信号(電気信号)に復調する。
The
ADC41(アナログ・デジタル変換部)は、ベースバンド信号を、シンボルあたりのサンプル数が(M/N)(sample/symbol)であるデジタル信号に変換する。ここで、M及びNは、それぞれ正の整数である。Mは、例えば4である。Nは、例えば3である。 The ADC 41 (analog-to-digital converter) converts the baseband signal into a digital signal in which the number of samples per symbol is (M / N) (sample / symbol). Here, M and N are positive integers, respectively. M is, for example, 4. N is, for example, 3.
周波数領域フィルタ42は、ADC41から出力されたデジタル信号から、特定のサンプリング周波数領域の主信号(デジタル信号)を抽出する。周波数領域フィルタ42は、特定のサンプリング周波数領域の主信号を、周波数領域フィルタ42及びサンプリング周波数ずれ量モニタ43に出力する。
The
サンプリング周波数ずれ量モニタ43(検出部)は、予め定められたサンプリング周波数に対して、周波数領域フィルタ42から出力された主信号におけるサンプリング周波数ずれ量(サンプリング周波数シフト量)を検出する。サンプリング周波数ずれ量モニタ43は、サンプリング周波数ずれ量を表す情報を、周波数領域フィルタ42に出力する。
The sampling frequency deviation amount monitor 43 (detection unit) detects the sampling frequency deviation amount (sampling frequency shift amount) in the main signal output from the
図2は、サンプリング周波数ずれ量モニタ43の構成の第1例を示す図である。図2では、光受信器4aは、リサンプリングを実行するリサンプル機能部と、主信号の位相シフトを実行する位相シフト部と、サンプリング周波数ずれ量モニタ43とを、主信号が伝搬される系統(主信号ライン)とは別の系統に、回路等のハードウェアとして備える。サンプリング周波数ずれ量モニタ43は、主信号に施される信号処理の動作速度よりも低速の動作速度で動作してもよい。
FIG. 2 is a diagram showing a first example of the configuration of the sampling frequency
図3は、サンプリング周波数ずれ量モニタ43の構成の第2例を示す図である。図3では、光受信器4aは、リサンプル機能部と位相シフト部とサンプリング周波数ずれ量モニタ43とをプロセッサとして備える。
FIG. 3 is a diagram showing a second example of the configuration of the sampling frequency
図4は、サンプリング周波数ずれ量モニタ43の構成の第3例を示す図である。図4では、光受信器4aは、リサンプル機能部と位相シフト部とサンプリング周波数ずれ量モニタ43との一部をハードウェア(前処理部)として備え、残りの機能部をプロセッサとして備える。
FIG. 4 is a diagram showing a third example of the configuration of the sampling frequency
図5は、サンプリング周波数ずれ量モニタ43の構成の第4例を示す図である。図5では、光受信器4aは、リサンプル機能部と位相シフト部とサンプリング周波数ずれ量モニタ43とを、主信号ラインに備える。光受信器4aは、リサンプル機能部と位相シフト部とサンプリング周波数ずれ量モニタ43とを、タップ係数の更新時(起動時)のみ使用する。
FIG. 5 is a diagram showing a fourth example of the configuration of the sampling frequency
図1に戻り、光通信システム1aの構成の説明を続ける。時間領域フィルタ44a(適応等化部)は、周波数領域フィルタ42から出力された主信号から、特定の時間領域の主信号を抽出する。時間領域フィルタ44aは、位相シフト部440aと、FIRフィルタ441と、エラー検出部442と、係数更新部443と、位相シフト部444aとを備える。
Returning to FIG. 1, the description of the configuration of the optical communication system 1a will be continued. The
図6は、位相シフトのタップ係数の更新周期の例を示す図である。位相シフト部440aは、サンプル位相をシフトする処理であるサンプル位相シフトを、周波数領域フィルタ42から出力された主信号に施す。位相シフト部440aは、サンプリング周波数ずれ量を補償するように、サンプル位相のシフト量であるサンプル位相シフト量だけ主信号のサンプル位相をシフトする。例えば、位相シフト部440aは、周波数領域フィルタ42から出力された主信号にダウンサンプリング処理を施すことで、主信号のシンボルを得る。位相シフト部440aは、サンプル位相がシフトされた主信号を、係数更新部443に出力する。
FIG. 6 is a diagram showing an example of the update cycle of the tap coefficient of the phase shift. The
図1に戻り、光通信システム1aの構成の説明を続ける。FIRフィルタ441(有限インパルス応答フィルタ)は、周波数領域フィルタ42から出力された主信号を取得する。FIRフィルタ441は、位相シフト部444aからタップ係数を取得する。FIRフィルタ441は、位相シフト部444aから取得されたタップ係数に応じて、主信号にFIRフィルタ処理を施す。FIRフィルタ441は、FIRフィルタ処理が施された主信号を、復号部45に出力する。
Returning to FIG. 1, the description of the configuration of the optical communication system 1a will be continued. The FIR filter 441 (finite impulse response filter) acquires the main signal output from the
エラー検出部442は、FIRフィルタ441から出力された主信号について、主信号のシンボルの位置と基準位置との差(エラー)を検出する。基準位置は、例えば、4位相偏移変調(QPSK: Quadrature Phase Shift Keying)などの変調方式の規格において定められる。主信号のシンボルの位置と基準位置との差は、例えば、IQ平面上での位相差で表現される。主信号のシンボルの位置と基準位置との差は、例えば、主信号の振幅の差で表現されてもよい。また、主信号のシンボルの位置と基準位置との差は、複素数の減算結果に基づいて算出されても良い。エラー検出部442は、主信号のシンボルの位置と基準位置との差を表す情報を、係数更新部443に出力する。
The
係数更新部443は、サンプル位相がシフトされた主信号を、位相シフト部440aから取得する。係数更新部443は、主信号のシンボルの位置と基準位置との差を表す情報を、エラー検出部442から取得する。係数更新部443は、位相シフト部444aに適用されるタップ係数を、主信号のシンボルの位置と基準位置との差が少なくなるように定める。ここで、係数更新部443は、ステップサイズμを使用して平均化を行う。係数更新部443は、位相シフト部444aに適用されるタップ係数を、位相シフト部444aに出力する。
The
位相シフト部444aは、係数更新部443によって更新されたタップ係数を、係数更新部443から取得する。位相シフト部444aは、サンプリング周波数ずれ量を表す情報を、サンプリング周波数ずれ量モニタ43から取得する。位相シフト部444aは、係数更新部443から取得されたタップ係数と、サンプリング周波数ずれ量を表す情報とに基づいて、サンプル位相をシフトする。位相シフト部444aは、サンプル位相をシフトした結果として得られたタップ係数を、FIRフィルタ441に出力する。復号部45は、時間領域フィルタ44aから出力された主信号を復号する。
The phase shift unit 444a acquires the tap coefficient updated by the
時間領域フィルタ44aに関する説明を補足すると次のようになる。位相シフト部440aは、受信信号のサンプリング周波数ずれがなくなるように、受信信号を位相シフトする。エラー検出部422は、FIRフィルタ441を通過したサンプリング周波数ずれのない受信信号と理想信号との差分を、エラー値として取得する。係数更新部443は、位相シフトされた受信信号とエラー値とに基づいてタップ係数を更新する。タップ係数を更新することによって、係数更新部443は、サンプリング周波数ずれのない受信信号(主信号)をFIRフィルタ441が出力するためのFIRタップ係数を取得する。位相シフト444aは、周波数領域フィルタ42からFIRフィルタ441に入力された受信信号のサンプリング周波数のずれをなくすように、FIRフィルタ441のタップ係数をシフトさせる。これによって、時間領域フィルタ44aは、サンプリング周波数のずれとFIRフィルタ441によって補償すべき受信信号の波形歪とを補償することができる。
The description of the
図7は、光受信器4aのクロック調整装置の構成の例を示す図である。光受信器4aは、クロック調整装置として、ADC41と、サンプリング周波数ずれ量モニタ43と、位相シフト量算出部46と、FIFO47と、サンプルシフト部48と、クロック生成部49と、クロック調整部50とを備える。位相シフト量算出部46は、時間領域フィルタ44aの係数更新部443に備えられてもよい。
FIG. 7 is a diagram showing an example of the configuration of the clock adjusting device of the
位相シフト量算出部46(位相シフト量取得部)は、サンプリング周波数ずれ量モニタ43によって検出されたサンプリング周波数ずれ量に基づいて、位相シフト量を算出する。位相シフト量算出部46は、位相シフト量をクロック生成部49又はクロック調整部50にフィードバックすることによって、クロック生成部49から出力されたクロックの位相をサンプリング周波数ずれ量が小さくなるように調整する。
The phase shift amount calculation unit 46 (phase shift amount acquisition unit) calculates the phase shift amount based on the sampling frequency shift amount detected by the sampling frequency shift amount monitor 43. The phase shift
FIFO47は、位相シフト量が一定値を超えた場合、一定サイズの位相でサンプル位相をスキップする。これによって、FIFO47は、サンプル位相のずれ量を吸収することができる。例えば、位相シフト量が±128サンプルである場合、主信号におけるサンプル位相を128サンプル単位でシフトする。
When the phase shift amount exceeds a certain value, the
サンプルシフト部48は、FIFO47から出力された主信号のサンプル位相を、±1サンプルの単位でシフトする。すなわち、サンプルシフト部48は、位相シフト量が一定値を超えた場合、一定サイズの位相でサンプル位相をスキップする。例えば、位相シフト量が±0.5サンプルである場合、主信号におけるサンプル位相を1サンプル単位でシフトする。これによって、サンプルシフト部48は、サンプル位相のずれ量を吸収することができる。サンプルシフト部48は、サンプル位相がシフトされた主信号を、時間領域フィルタ44aのFIRフィルタ441に出力する。
The
クロック生成部49は、クロック調整部50にクロックを出力する。クロック調整部50は、位相シフト量を表す情報を位相シフト量算出部46から取得する。クロック調整部50は、位相シフト量(サンプル位相シフト量)を表す情報に応じて、主信号におけるサンプリング周波数ずれ量が小さくなるようにクロックの位相を調整する。
The
次に、光受信器4aの動作の例を説明する。
図8は、光受信器4aの動作(位相シフトからクロック調整までを含む動作)の例を示すフローチャートである。サンプリング周波数ずれ量モニタ43は、サンプリング周波数ずれ量を検出する。サンプリング周波数ずれ量モニタ43又は位相シフト量算出部46は、サンプリング周波数ずれ量に基づいて、位相シフト量を算出する(ステップS101)。第1実施形態では、位相シフト量は、サンプリング位相シフト量に等しい。
Next, an example of the operation of the
FIG. 8 is a flowchart showing an example of the operation of the
係数更新部443は、位相シフト量に対応付けられたタップ係数を、位相シフト部444aに適用する。位相シフト部444aは、サンプル位相をシフトした結果として得られたタップ係数をFIRフィルタ441に出力する(ステップS102)。
The
位相シフト量算出部46は、位相シフト量が±0.5サンプルの範囲を超えているか否かを判定する(ステップS103)。位相シフト量が±0.5サンプルの範囲を超えていない場合(ステップS103:NO)、位相シフト量算出部46は、ステップS101に処理を戻す。位相シフト量が±0.5サンプルの範囲を超えている場合(ステップS103:YES)、サンプルシフト部48は、FIFO47から出力された主信号のサンプル位相を、±1サンプルの単位でシフトする(ステップS104)。
The phase shift
位相シフト量算出部46は、1クロックに対応するサンプル数(例えば、±128サンプル)の範囲を位相シフト量が超えているか否かを判定する(ステップS105)。位相シフト量が±1クロックの範囲を超えていない場合(ステップS105:NO)、位相シフト量算出部46は、ステップS101に処理を戻す。位相シフト量が±1クロックの範囲を超えている場合(ステップS105:YES)、FIFO47は、FIFO47から出力された主信号のサンプル位相を、±1クロック(=±128サンプル)の単位でシフトする(ステップS106)。
The phase shift
クロック調整部50は、位相シフト量に応じてクロックの位相を調整する。位相シフト量算出部46は、クロック生成部49が生成するクロックの位相に位相シフト量をフィードバックしてもよい(ステップS107)。
The
以上のように、第1実施形態の光受信器4aは、検出部としてのサンプリング周波数ずれ量モニタ43と、適応等化部としての時間領域フィルタ44aとを備える。サンプリング周波数ずれ量モニタ43は、周波数領域フィルタから出力された主信号のサンプリング周波数のずれ量を検出する。時間領域フィルタ44aは、主信号におけるサンプル位相をシフトする回路のタップ係数をずれ量に基づいて更新する。これによって、第1実施形態の光受信器4aは、サンプリング周波数ずれ量を補償するための回路規模が小さくても、サンプリング周波数ずれ量を補償することが可能である。タップ係数は、サンプル位相のシフト量に基づく値である。
As described above, the
第1実施形態の光受信器4aは、時間領域フィルタ(適応等化部)においてタップ係数を更新する際に、クロックに基づくサンプリング周波数ずれ量を畳み込んで補正する。これにより、第1実施形態の光受信器4aは、サンプリング周波数ずれ量を補償するための回路(機能ブロック)を別途追加する場合と比較して、回路規模を小さくすることが可能である。また、第1実施形態の光受信器4aは、消費電力の増加を抑えることが可能である。
When the
時間領域フィルタ(適応等化部)は、伝送路において受信信号に生じた歪みを補正するために、光受信器に必須の構成である。第1実施形態の光受信器4aは、光受信器に必須の構成である信号等化用の時間領域フィルタによって、異なるクロックに基づくサンプリング周波数ずれ量を補償する。これにより、第1実施形態の光受信器4aは、主信号に対して適用されるFIR回路を、時間領域フィルタにまとめることができる。
The time domain filter (adaptive equalization unit) is an indispensable configuration for the optical receiver in order to correct the distortion generated in the received signal in the transmission line. The
第1実施形態の光受信器4aでは、従来のサンプリング周波数ずれ量補償部におけるFIR回路は削除可能である。第1実施形態の光受信器4aにおいて、係数更新部443に入力される信号に位相フィルタを適用するためのFIRフィルタの動作速度は、タップ係数を更新する場合にのみ使用されるので、主信号に施される信号処理の動作速度に比べて遅い。したがって、係数更新部443に入力される信号に位相フィルタを適用するためのFIRフィルタの消費電力は少ない。
In the
(第2実施形態)
第2実施形態では、時間領域フィルタの各位相シフト部がサンプル位相未満の位相でサンプルの位相をシフト(以下「フラクショナル位相シフト」という。)する点が、第1実施形態と相違する。第2実施形態では、第1実施形態との相違点についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
The second embodiment is different from the first embodiment in that each phase shift portion of the time domain filter shifts the phase of the sample with a phase less than the sample phase (hereinafter referred to as “fractional phase shift”). In the second embodiment, only the differences from the first embodiment will be described.
図9は、光通信システム1bの構成の例を示す図である。光通信システム1bは、光送信器2と、伝送路3と、光受信器4bとを備える。光送信器2は、光ファイバ等である伝送路3を介して、光信号を光受信器4bに送信する。
FIG. 9 is a diagram showing an example of the configuration of the optical communication system 1b. The optical communication system 1b includes an
光受信器4bは、伝送路3を介して、光信号を受信する。光受信器4bは、受信部40と、ADC41と、周波数領域フィルタ42と、サンプリング周波数ずれ量モニタ43と、時間領域フィルタ44b(フラクショナルAEQ)と、復号部45とを備える。光受信器4bは、クロックの位相を調整する装置(クロック調整装置)の機能部の一つとして、位相シフト量算出部46を更に備える。
The
時間領域フィルタ44bは、周波数領域フィルタ42から出力された主信号から、特定の時間領域の主信号を抽出する。時間領域フィルタ44bは、非整数倍のオーバーサンプリングレートで動作する。時間領域フィルタ44bは、位相シフト部440bと、FIRフィルタ441と、エラー検出部442と、係数更新部443と、位相シフト部444bとを備える。時間領域フィルタ44bは、フラクショナル位相シフトを実行する機能ブロックとして、位相シフト部440b及び位相シフト部444bとを備える。
The
フラクショナル位相シフトのタップ係数には、サンプル位相シフト量が予め畳み込まれる。すなわち、タップ係数の位相シフト量は、フラクショナル位相シフト量とサンプル位相シフト量との合計である。これによって、位相シフト部440b及び位相シフト部444bは、サンプル位相シフトを含んでフラクショナル位相シフトを実行することができる。時間領域フィルタ44bは、フラクショナル位相シフトを実行する機能ブロックがサンプル位相シフトを含んでフラクショナル位相シフトを実行するので、サンプル位相シフト用の回路を別途備えなくてよい。
The sample phase shift amount is pre-folded into the tap coefficient of the fractional phase shift. That is, the phase shift amount of the tap coefficient is the sum of the fractional phase shift amount and the sample phase shift amount. As a result, the
係数更新部443は、位相シフト量ごとにタップ係数が登録されたデータテーブルを記憶する。係数更新部443は、サンプル位相シフト量及びフラクショナル位相シフト量の合計である位相シフト量に応じて、タップ係数をデータテーブルから選択する。
The
図10は、位相シフトのタップ係数の例を示す図である。係数更新部443は、係数更新部443又は位相シフト量算出部46によって算出された位相シフト量に基づいて、データテーブルからタップ係数を選択する。
FIG. 10 is a diagram showing an example of the tap coefficient of the phase shift. The
図11は、位相シフトのタップ係数の更新周期の例を示す図である。係数更新部443は、位相シフトのタップ係数の更新周期と適応等化用のタップの更新周期とを、独立に更新してもよい。係数更新部443は、サンプリング周波数ずれ量モニタ43が検出したサンプリング周波数ずれ量に応じて、位相シフトのタップ係数の更新周期を決定する。係数更新部443は、位相シフトのタップ係数の更新周期を変更してもよい。
FIG. 11 is a diagram showing an example of an update cycle of the tap coefficient of the phase shift. The
係数更新部443は、位相シフトのタップ係数の更新周期を、回路におけるパラレルのレーンの数に基づいて定めてもよい。回路におけるパラレルのレーンの数は、例えば128である。図11では、係数更新部443は、位相シフトのタップ係数を128サンプル周期で更新する。係数更新部443は、128の倍数のサンプル周期でタップ係数を更新することによって、クロックの途中でタップ係数を変更することがない。時間領域フィルタ44bは、回路規模を削減することができる。
The
図11では、係数更新部443は、デジタル信号等化用タップ係数の初期値であるhAに位相シフトのタップ係数rAを乗算することによって、デジタル信号等化用タップ係数であるhA(1)(=hA*rA)を得る。位相シフト部440bは、デジタル信号等化用タップ係数hA(1)をサンプルS1に乗算することによって、デジタル信号である受信シンボルSA1を得る。
In FIG. 11, the
図11では、係数更新部443は、デジタル信号等化用タップ係数の初期値であるhBに位相シフトのタップ係数rBを乗算することによって、デジタル信号等化用タップ係数であるhB(1)(=hB*rB)を得る。位相シフト部440bは、デジタル信号等化用タップ係数hB(1)をサンプルS2に乗算することによって、デジタル信号である受信シンボルSB1を得る。
In FIG. 11, the
図11では、位相シフト部440bは、サンプルS3をスキップする。係数更新部443は、デジタル信号等化用タップ係数の初期値であるhCに位相シフトのタップ係数rCを乗算することによって、デジタル信号等化用タップ係数であるhC(1)(=hC*rC)を得る。位相シフト部440bは、デジタル信号等化用タップ係数hC(1)をサンプルS4に乗算することによって、デジタル信号である受信シンボルSC1を得る。
In Figure 11, the
位相シフト部444bは、係数更新部443によって更新されたタップ係数を、係数更新部443から取得する。位相シフト部444bは、サンプリング周波数ずれ量を表す情報を、サンプリング周波数ずれ量モニタ43から取得する。位相シフト部444bは、係数更新部443から取得されたタップ係数と、サンプリング周波数ずれ量を表す情報とに基づいて、サンプル位相及びフラクショナル位相をシフトする。位相シフト部444bは、サンプル位相及びフラクショナル位相をシフトした結果として得られたタップ係数を、FIRフィルタ441に出力する。
The
次に、光受信器4bの動作の例を説明する。
図12は、光受信器4bの動作(位相シフトからクロック調整までを含む動作)の例を示すフローチャートである。サンプリング周波数ずれ量モニタ43は、周波数領域フィルタ42から出力された主信号におけるサンプリング周波数ずれ量を検出する(ステップS201)。
Next, an example of the operation of the
FIG. 12 is a flowchart showing an example of the operation of the
係数更新部443又は位相シフト量算出部46は、サンプリング周波数ずれ量に基づいて、受信信号のサンプルごとにフラクショナル位相シフト量を決定する(ステップS202)。第2実施形態では、位相シフト量は、サンプリング位相シフト量とフラクショナル位相シフト量との合計に等しい。係数更新部443又は位相シフト量算出部46は、サンプル位相シフト量とフラクショナル位相シフト量とを加算した結果として位相シフト量を得る(ステップS203)。
The
係数更新部443は、図10に示されているようなデータテーブルにおいて位相シフト量に対応付けられたタップ係数を、位相シフト部444bに適用する。位相シフト部444bは、サンプル位相及びフラクショナル位相をシフトした結果として得られたタップ係数を、FIRフィルタ441に出力する(ステップS204)。
The
位相シフト量算出部46は、位相シフト量が±0.5サンプルの範囲を超えているか否かを判定する(ステップS205)。位相シフト量が±0.5サンプルの範囲を超えていない場合(ステップS205:NO)、位相シフト量算出部46は、ステップS201に処理を戻す。位相シフト量が±0.5サンプルの範囲を超えている場合(ステップS205:YES)、サンプルシフト部48は、FIFO47から出力された主信号のサンプル位相を、±1サンプルの単位でシフトする(ステップS206)。
The phase shift
位相シフト量算出部46は、位相シフト量が±1クロック(例えば、128サンプル)の範囲を超えているか否かを判定する(ステップS207)。位相シフト量が±1クロックの範囲を超えていない場合(ステップS207:NO)、位相シフト量算出部46は、ステップS201に処理を戻す。位相シフト量が±1クロックの範囲を超えている場合(ステップS207:YES)、FIFO47は、FIFO47から出力された主信号のサンプル位相を、±1クロック(=±128サンプル)の単位でシフトする(ステップS208)。
The phase shift
クロック調整部50は、位相シフト量に応じてクロックの位相を調整する。位相シフト量算出部46は、クロック生成部49が生成するクロックの位相に位相シフト量をフィードバックしてもよい(ステップS209)。
The
以上のように、第2実施形態の光受信器4bは、検出部としてのサンプリング周波数ずれ量モニタ43と、適応等化部としての時間領域フィルタ44bとを備える。サンプリング周波数ずれ量モニタ43は、周波数領域フィルタから出力された主信号のサンプリング周波数のずれ量を検出する。時間領域フィルタ44bは、主信号におけるサンプル位相をシフトする回路のタップ係数をずれ量に基づいて更新する。これによって、第2実施形態の光受信器4bは、サンプリング周波数ずれ量を補償するための回路規模が小さくても、サンプリング周波数ずれ量を補償することが可能である。タップ係数は、サンプル位相のシフト量とサンプル位相未満(フラクショナル位相)のシフト量との合計に基づく値である。
As described above, the
上述した実施形態における光受信器、光通信システムの少なくとも一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、FPGA(Field Programmable Gate Array)等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。 At least a part of the optical receiver and the optical communication system in the above-described embodiment may be realized by a computer. In that case, the program for realizing this function may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium may be read by the computer system and executed. The “computer system” mentioned here includes an OS and hardware such as peripheral devices. The "computer-readable recording medium" refers to a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, a CD-ROM, or a storage device such as a hard disk built in a computer system. Further, a "computer-readable recording medium" is a communication line for transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line, and dynamically holds the program for a short period of time. It may also include a program that holds a program for a certain period of time, such as a volatile memory inside a computer system that serves as a server or a client in that case. Further, the above program may be for realizing a part of the above-mentioned functions, and may be further realized for realizing the above-mentioned functions in combination with a program already recorded in the computer system. It may be realized by using a programmable logic device such as FPGA (Field Programmable Gate Array).
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail above with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes a design and the like within a range not departing from the gist of the present invention.
本発明は、光受信器、光通信システムに適用可能である。 The present invention is applicable to optical receivers and optical communication systems.
1a,1b…光通信システム、2…光送信器、3…伝送路、4a,4b…光受信器、40…受信部、41…ADC、42…周波数領域フィルタ、43…サンプリング周波数ずれ量モニタ、44a,44b…時間領域フィルタ、45…復号部、46…位相シフト量算出部、47…FIFO、48…サンプルシフト部、49…クロック生成部、50…クロック調整部、440a,440b…位相シフト部、441…FIRフィルタ、442…エラー検出部、443…係数更新部、444a,444b…位相シフト部 1a, 1b ... Optical communication system, 2 ... Optical transmitter, 3 ... Transmission path, 4a, 4b ... Optical receiver, 40 ... Receiver, 41 ... ADC, 42 ... Frequency domain filter, 43 ... Sampling frequency shift amount monitor, 44a, 44b ... Time domain filter, 45 ... Decoding unit, 46 ... Phase shift amount calculation unit, 47 ... FIFA, 48 ... Sample shift unit, 49 ... Clock generation unit, 50 ... Clock adjustment unit, 440a, 440b ... Phase shift unit , 441 ... FIR filter, 442 ... Error detection unit, 443 ... Coefficient update unit, 444a, 444b ... Phase shift unit
Claims (5)
前記主信号におけるサンプル位相をシフトする回路のタップ係数を前記ずれ量に基づいて更新する適応等化部と
を備え、
前記適応等化部は、位相シフトの前記タップ係数の更新周期を、前記回路におけるパラレルのレーンの数に基づいて定める、
光受信器。 A detector that detects the amount of deviation in the sampling frequency of the main signal output from the frequency domain filter,
It is provided with an adaptive equalization unit that updates the tap coefficient of the circuit that shifts the sample phase in the main signal based on the deviation amount .
The adaptive equalization unit determines the update period of the tap coefficient of the phase shift based on the number of parallel lanes in the circuit.
Optical receiver.
サンプル位相のシフト量に基づいてクロックの位相を調整するクロック調整部と
を更に備える、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の光受信器。 A phase shift amount acquisition unit that acquires a sample phase shift amount based on the deviation amount,
The optical receiver according to any one of claims 1 to 3, further comprising a clock adjusting unit that adjusts the phase of the clock based on the shift amount of the sample phase.
周波数領域フィルタから出力された主信号のサンプリング周波数のずれ量を検出するステップと、
前記主信号におけるサンプル位相をシフトする回路のタップ係数を前記ずれ量に基づいて更新するステップと
を有し、
前記更新するステップでは、位相シフトの前記タップ係数の更新周期を、前記回路におけるパラレルのレーンの数に基づいて定める、
周波数ずれ量補償方法。 It is a frequency shift compensation method executed by the optical receiver.
The step of detecting the deviation amount of the sampling frequency of the main signal output from the frequency domain filter, and
It has a step of updating the tap coefficient of the circuit for shifting the sample phase in the main signal based on the deviation amount.
In the updating step, the updating period of the tap coefficient of the phase shift is determined based on the number of parallel lanes in the circuit.
Frequency deviation compensation method.
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