KR20150060873A - 추정치들을 결정하기 위해 동작가능한 장치， 방법 및 컴퓨터 프로그램 - Google Patents

추정치들을 결정하기 위해 동작가능한 장치， 방법 및 컴퓨터 프로그램 Download PDF

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파트리샤 라예크
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알까뗄 루슨트
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Abstract

실시예들은 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램을 제공한다. 장치(10)는 XPolM에 의해 영향을 받은 광학 신호의 수신된 심볼들로부터 송신된 심볼들에 대한 추정치들을 결정하도록 동작가능하다. 장치(10)는 광학 신호로부터의 2개 이상의 후속 수신된 심볼들을 수신된 심볼들의 그룹으로 그룹핑(grouping)하도록 및 수신된 심볼들의 그룹과 송신된 심볼들에 대한 가설에 기초하여 광학 채널을 추정하도록 동작가능하다. 장치(10)는 수신된 심볼들의 그룹, 채널 추정치, 및 가설의 조합에 대한 신뢰도 측정치를 결정하도록 추가로 동작가능하고, 장치(10)는 송신된 심볼들에 관한 다수의 가설들에 대한 신뢰도 측정치들에 기초하여 송신된 심볼들에 대한 추정치들을 결정하도록 추가로 동작가능하다.

Description

추정치들을 결정하기 위해 동작가능한 장치， 방법 및 컴퓨터 프로그램{APPARATUS, METHOD AND COMPUTER PROGRAM OPERABLE TO DETERMINE ESTIMATES}
본 발명의 실시예들은 데이터 송신 및 수신에 관한 것이고, 특히 광학 수신기에서의 데이터 추정 및 데이터 검출에 관한 것이지만 이에 국한되는 것은 아니다.
종래의 통신 시스템들은 대부분 백본 부분 및 액세스 부분을 포함한다. 예를 들면, 무선 통신 네트워크는 무선 액세스를 확립하고 제어하는 라디오 네트워크 액세스(RAN) 부분, 및 코어 네트워크(CN)를 포함할 수 있고, 다른 네트워크들 및 무선 통신 네트워크의 다른 이용자들은 상기 코어 네트워크(CN)를 통해 접속된다. 패킷 데이터 또는 패킷 교환 통신 네트워크의 또 다른 예는 월드 와이드 웹(WWW)의 서버들과 라우터들 사이에 확립된 통신 네트워크이다. 데이터 요구의 지속적인 증가들로 인해, 인터페이스들 및 네트워크들은 증가된 부하를 핸들링(handling)하기 위해 향상된다. 네트워크에서의 유선 접속들을 위해, 섬유들을 이용하는 광학 데이터 송신은 이러한 인터페이스들 사이의 링크 용량을 증진하기 위해 이용된다.
광학 데이터 송신, 무선, 유선 또는 전력선 통신들을 이용하는 시스템들과 같은, 통신 시스템들에서, 디지털 데이터 값들은 광학 송신 신호에 의해 송신될 수 있다. 광학 송신 신호는 광학 반송파 신호의 위상 및/또는 진폭을 변조함으로써 생성된다. 예를 들면, 광학 신호의 반송파 주파수는 송신된 데이터 값들에 따라 및 각각의 위상-천이 키잉(Phase-Shift Keying; PSK) 변조 또는 직교 진폭 변조(Quadrature Amplitude Modulation; QAM) 방법의 성상도에 따라 변경된다. 유명한 예들은 이진 위상 천이 키잉(BPSK), 사상 위상 천이 키잉(QPSK), 16 QAM, 64 QAM, 등이다.
게다가, 종래의 개념들은 데이터 송신을 위해 편광 다중화를 이용할 수 있고, 즉 상이한 편광은 상이한 송신 심볼들을 동시에 송신하기 위해 이용될 수 있다. 광섬유들은 광학 신호들을 송신하기 위해 이용된다. 비-선형 효과들은 광학 통신 시스템들의 성능에 제한을 둘 수 있다. 특히, 편광 분할 다중화(PDM)를 이용하는 시스템들은 교차-편광 변조(cross-Polarization Modulation; XPolM)에 의해 제한될 수 있다. 이 효과는, 송신 신호의 세기가 비-선형 임계치에 가까울 때 예를 들면, 특히 비-영 분산 천이 광섬유(NZ-DSF)에 기초하여 기존의 해저 케이블들을 통해 PDM-BPSK를 이용할 때 두드러질 수 있다. 신호-대-잡음-비(SNR) 및 Q-팩터는 따라서, 큰 변동들을 겪을 수 있다.
결과는 데이터 수신 또는 데이터 검출이 미상(blind) 채널 추정 및 평균 제곱 오차 또는 최대 우도 검출에 기초할 수 있다는 것이다. 게다가, 특히 XPolM이 광학 통신을 위해 이용될 때, 미상 채널 추정은 송신된 심볼들에 대한 가설에 기초할 수 있고 수신된 심볼들, 채널 추정치 및 송신된 심볼들에 대한 가설의 조합에 대한 신뢰도 측정치가 결정될 수 있다. 신뢰도 측정치는 상기 조합, 특히 그에 기초한 가설 및 채널 추정치가 실제 값들에 대응하는지의 여부에 관한 확률을 표현할 수 있다.
실시예들은 교차-편광 변조(XPolM)에 의해 영향을 받은 광학 신호의 수신된 심볼들로부터 송신된 심볼들에 대한 추정치들을 결정하도록 동작가능한 장치를 제공한다. 예를 들면, 광학 신호는 XPolM에 의해 손상될 수 있다. 상이하게 변조된 편광들 사이의 크로스-토크(Cross-talk)는 광학 채널에서 도입될 수 있다. 즉, 광학 신호는 편광 다중화를 위해 이용된 편광 채널들로부터의 크로스-토크 간섭을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 장치는 광학 신호를 위해 수신기에 포함될 수 있고 수신기 또는 장치는 광학/전기 변환기들, 색 분산 추정부 및/또는 보상부, 상수 모듈러스 알고리즘, 반송파 주파수 및 위상 추정을 적용하기 위한 상수 모듈러스 엔티티, 디코더, 검출기, 하나 이상의 필터들, 등과 같은 또 다른 또는 부가적인 구성요소들을 포함할 수 있다. 이들 구성요소들 모두는 하나 이상의 그에 따른 모듈들, 디바이스들 또는 유닛들을 이용하여 구현될 수 있다.
장치는 광학 신호로부터의 2개 이상의 후속 수신된 심볼들을 수신된 심볼들의 그룹으로 그룹핑(grouping)하도록 및 수신된 심볼들의 그룹과 송신된 심볼들에 대한 가설에 기초하여 광학 채널을 추정하도록 동작가능하다. 즉, 장치는 다수의 수신된 심볼들을 수신된 심볼들의 그룹 또는 블록으로 그룹핑하기 위한 수단을 포함할 수 있고, 채널은 상기 수신된 심볼들의 그룹 또는 블록을 위해 공통적으로 추정된다. 즉, 장치는 수신된 심볼들의 그룹 당 채널을 추정하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 그룹핑 수단 및 추정 수단은 따라서, 서로 결합될 수 있다. 장치는 수신된 심볼들의 그룹, 채널 추정치, 및 가설의 조합에 대한 신뢰도 측정치를 결정하도록 추가로 동작가능하다. 따라서, 일부 실시예들에서, 신뢰도 측정치는 우도 비, 로그-우도 비, 평균 제곱 오차, 등으로서 선택될 수 있다. 따라서, 장치는 신뢰도 측정치를 결정하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 결정 수단은 상기 설명된 수단에 결합될 수 있다.
또한, 장치는 송신된 심볼들에 관한 다수의 가설들에 대한 신뢰도 측정치들에 기초하여 송신된 심볼들에 대한 추정치들을 결정하도록 동작가능하다. 즉, 장치는 송신된 심볼들에 관한 추정치들을 결정하기 위한 또 다른 수단을 포함하고, 상기 또 다른 결정 수단은 적어도 2개의 신뢰도 측정들이 결정되는 것에 기초하여 송신된 심볼들의 상이한 조합들에 대한 적어도 2개의 상이한 가설들을 결정하도록 동작가능할 수 있다. 송신된 심볼들에 대한 추정은 수신된 심볼들, 채널 추정치 및 가설의 가장 신뢰가능한 조합으로부터 송신된 심볼들을 선택하는 것에 기초하여 결정될 수 있다. 또 다른 결정 수단은 상기 설명된 수단에 결합될 수 있다.
본 명세서에서 설명된 바와 같은 수단은 하나 이상의 그에 따른 디바이스들, 유닛들, 또는 모듈들을 이용하여 구현될 수 있고, 그들은 상기 설명된 바와 같은 수단의 각각의 기능 또는 동작을 수행하도록 동작가능할 수 있다. 일부 실시예들에서, 수단은 컴퓨터 프로그램들 및 하나 이상의 디지털 신호 처리기들(DSP), 다중-목적 처리기들, 등과 같은, 상기 컴퓨터 프로그램들을 실행하도록 구성가능한 하나 이상의 하드웨어 구성요소들로서 구현될 수 있다.
실시예들에서, 송신 심볼들의 송신은 반복적인 심볼 간격들로 조직될 수 있다. 이러한 심볼 간격들은 슬롯들, 프레임들, 송신 간격들, 등으로서 또한 언급될 수 있다. 2개의 송신 심볼들은 수평 및 수직 편광들과 같은, 광학 신호의 상이한 편광들을 이용하여 심볼 간격 당 송신될 수 있다. 장치는 심볼 간격 당 2개의 수신된 심볼들을 수신하도록 동작가능할 수 있다. 즉, 장치는 상기 수신된 심볼들을 수신하기 위한 수단을 포함한다. 수신 수단은 광학/전기 변환기, 필터, 증폭기들, 믹서, 상기 구성요소들 중 하나, 등과 같은, 전형적인 수신기 구성요소들을 포함하는 수신기로서 구현될 수 있다. 따라서, 장치는 광학 수신 신호를 수신하고, 광학 수신 신호를 전기 수신 신호로 변환하고, 전기 수신 신호로부터 수신된 심볼들을 결정하도록 동작가능할 수 있다.
장치, 그룹핑 수단은 각각 2개 이상의 심볼 간격들의 수신된 심볼들을 수신된 심볼들의 그룹으로 그룹핑하도록 동작가능할 수 있다. 즉, 심볼 간격 당 2개의 수신된 심볼들이 존재할 수 있고, 상기 심볼 간격은 상이한 편광들로부터 수신될 수 있다. 장치, 추정 수단은 각각 그룹에서의 모든 수신된 심볼들에 대한 광학 채널을 공동으로 추정하도록 동작가능할 수 있다. 채널은 그 다음, 그룹에서의 심볼들에 대한 공통 채널인 것으로서 고려될 수 있다.
즉, 장치 및/또는 그룹핑 수단은, 광학 채널의 코히어런스 시간(coherence time)보다 짧은 시간 간격에 대응하는 심볼 간격들로부터 수신된 심볼들을 수신된 심볼들의 그룹으로 그룹핑하도록 동작가능할 수 있다. 즉, 수신된 심볼들의 그룹은 채널이 상당히 변경되지 않기에 충분히 짧은 시간 간격으로부터의 수신된 심볼들을 포함한다. 따라서, 일정한 채널의 가정은 수신된 심볼들의 그룹 당 적용될 수 있다.
실시예들은 수신기 측에서의 XpolM을 완화시키기 위한 개념을 이용할 수 있다. 그것은 2-단계 접근법에 기초할 수 있다. 첫째, 그것은 XPolM 문제점을 완화할 수 있고, 둘째, 그것은 공동 미상 채널 추정 및 데이터 검출 개념으로 완화된 문제점을 해결할 수 있다. 실시예들에서 공동 채널 추정치 및 데이터 검출은 일반화된 최대 우도 이론에 기초할 수 있다. 실시예들은 심볼들의 블록들 상에서 동작하는 수신된 시퀀스를 처리할 수 있다. 각각의 블록에 대해, 먼저 최적화가, 그의 특정한 형태가 완화된 XpolM 문제점에 의해 주어지는 공지되지 않은 채널 매트릭스를 통해 수행될 수 있고, 그 다음 모든 가능한 송신된 블록들의 세트에 걸친 최소 거리가 컴퓨팅된다. 즉, 신뢰도 측정치는 수신된 심볼들과 광학 채널의 추정치 및 송신된 심볼들에 대한 가설의 조합 사이의 차 또는 편차에 기초할 수 있다. 단순하게, 추정되고 수신된 심볼들은 가설 및 채널 추정에 기초하여 결정될 수 있다. 추정되고 수신된 심볼들과 실제 수신된 심볼들 사이의 차는 신뢰도 측정치를 위한 기반으로서의 역할을 할 수 있고 예를 들면, 차의 크기 또는 제곱이 평가될 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에서, 신뢰도 측정치는 수신된 심볼들과 추정되고 수신된 심볼들 사이의 제곱된 차 또는 편차에 대응하고, 추정되고 수신된 심볼들은 송신된 심볼들에 대한 가설 및 채널 추정치의 곱에 대응한다.
또 다른 실시예들에서, 장치는 송신된 심볼들의 상이한 가설들 및 상이한 채널 추정치들에 기초하여 상이한 신뢰도 측정치들을 통해 반복하도록 동작가능할 수 있다. 장치는 그 다음, 가장 높은 신뢰도를 갖는 예를 들면, 상기 설명된 바와 같이 실제 수신된 심볼들로부터 가장 낮은 편차를 갖는 신뢰도 측정치를 산출하는 송신된 심볼들에 대한 가설에 기초하여 송신된 심볼들의 추정치들을 결정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 장치는 수신된 심볼들의 주어진 그룹에서의 송신된 심볼들에 대한 모든 가능한 가설들을 통해 반복하도록 동작가능할 수 있다. 즉, 일부 실시예들에서, 완전 검색(exhaustive search)은 그룹에 대한 송신 심볼들의 모든 조합들을 통해 실행될 수 있다. 장치는 그 다음, 상이한 가설들에 대한 광학 채널의 상이한 추정치들을 결정하도록 동작가능할 수 있다. 장치는 따라서, 신뢰도 측정치를 추가로 결정할 수 있고 마지막으로 상기 설명된 바와 같이 상이한 신뢰도 측정치들에 기초하여 송신된 심볼들을 추정할 수 있다.
완전 검색 또는 반복이 계산적으로 매우 복잡할 수 있기 때문에, 장치는 일부 다른 실시예들에서 검색의 범위를 좁힐 수 있다. 예를 들면, 장치는 제 1 심볼 간격 동안 모든 가능한 가설들에 대한 상이한 신뢰도 측정치들을 결정하도록 동작가능할 수 있다. 수신된 심볼들의 그룹은 상기 설명된 바와 같이 다수의 후속 심볼 간격들을 표현할 수 있다. 장치는 처음에, 간격으로부터 제 1 심볼을 단지 고려할 수 있고 그것은 가장 높은 신뢰도를 나타내는, 제 1 심볼 간격 동안에 가설에 대한 후속 추정에 기반을 둘 수 있다. 즉, 낮은 신뢰도를 나타내는 심볼들은 후속적으로 고려되지 않을 수 있고, 이는 후속 조합들의 브랜치(branch)들을 제거할 수 있다. 또 다른 관점으로부터, 장치는 제 1 심볼들을 상이한 조합들에 대한 루트(root)들로서 고려하도록 동작가능할 수 있고 그것은 먼저 상기 루트에 대한 신뢰도 측정치들을 고려할 수 있으며 그것은 그 다음, 후속 검색 또는 반복으로부터 하나 이상의 루트들을 제거할 수 있다.
또 다른 실시예들에서, 장치는 수신된 심볼들의 그룹에서 후속 심볼 간격들 동안 모든 가능한 가설들에 대한, 및 후속 추정을 가장 높은 신뢰도를 나타내는 각각의 심볼 간격 동안 가설에 기반을 두게 하기 위해 상이한 신뢰도 측정치들을 반복적으로 결정하도록 동작가능할 수 있다. 즉, 장치는 특정 하위-브랜치들을 후속적으로 추가로 배제하도록 및 검색이 계산적으로 실현가능하게 하기 위해, 검색의 범위를 즉시 좁히도록 동작가능할 수 있다. 예를 들면, 광학 수신 신호는 펄스-지속기간-변조 이진 위상-천이 키잉 신호일 수 있다. 따라서, 송신 심볼들에 대한 심볼 알파벳은 2가지 가능성들을 포함하고, 그들 중 2개는 상이한 편광들을 이용하여 다중화된 시간에서 송신된다. 대체적으로, 이것은 심볼 간격 당 4개의 조합들을 야기할 수 있다. 분명하게, 검색의 범위는 수신된 심볼들의 그룹의 크기 및/또는 그룹이 표현하는 시간 기간과 이용된 변조의 순서에 의존한다.
실시예들은 XpolM에 의해 영향을 받은 광학 신호의 수신된 심볼들로부터의 송신된 심볼들에 대한 추정치들을 결정하기 위한 방법을 추가로 제공한다. 방법은 광학 신호로부터의 2개 이상의 후속 수신된 심볼들을 수신된 심볼들의 그룹으로 그룹핑하는 단계를 포함한다. 방법은 수신된 심볼들의 그룹 및 송신된 심볼들에 대한 가설에 기초하여 광학 채널을 추정하는 단계 및 수신된 심볼들의 그룹, 채널 추정치, 및 가설의 조합에 대한 신뢰도 측정치를 결정하는 단계를 추가로 포함한다. 방법은 송신된 심볼들에 관한 다수의 가설들에 대한 신뢰도 측정치들에 기초하여 송신된 심볼들에 대한 추정치들을 결정하는 단계를 추가로 포함한다.
게다가, 실시예들은 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터 또는 처리기 상에서 실행될 때, 상기 설명된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 프로그램 코드를 가지는 컴퓨터 프로그램을 제공한다.
일부 다른 특징들 또는 양태들은 단지 예로서, 및 첨부된 도면들을 참조하여 장치들 및/또는 방법들 및/또는 컴퓨터 프로그램들의 다음의 비-제한적 실시예들을 이용하여 설명될 것이다.
실시예들은 기존의 데이터 추정기들과 비교하여 효율이 향상될 수 있는 장점을 제공할 수 있다. 게다가, 실시예들은 다음에서 블록 길이(P)로서 또한 언급된, 그룹에서의 수신된 심볼들의 수에 의존하는 복잡성에 관해 확장가능한 개념을 제공할 수 있다. 실시예들은, 어떠한 송신 리소스들도 기준 신호들을 위해 이용될 필요가 없도록, 심지어 광학 송신 시스템의 효율을 추가로 증가시킬 수 있는 미상 채널 추정 개념이 인에이블링(enabling)되는 장점을 추가로 제공할 수 있다.
도 1은 송신된 심볼들에 대한 추정치들을 결정하도록 동작가능한 장치의 일 실시예를 도시하는 도면.
도 2는 일 실시예를 포함하는 수신기의 블록도.
도 3은 방법의 일 실시예의 블록도.
도 4는 결정 지원 XPolM 알고리즘을 도시하는 도면.
도 5는 미상 XPolM 알고리즘의 블록도.
도 6은 비트 에러 레이트들 대 잡음 밀도 당 비트 에너지의 시뮬레이션 결과들을 도시하는 도면.
도 7은 방법의 일 실시예의 블록도.
다양한 실시예들은 이제 첨부된 도면들을 참조하여 더 상세하게 설명될 것이다. 도면들에서, 라인들, 층들 및/또는 영역들의 두께들은 명료성을 위해 과장될 수 있다.
따라서, 실시예들이 다양한 수정들 및 대안적인 형태들일 수 있을지라도, 실시예들은 도면들에서 예로서 도시되고 본 명세서에서 상세하게 설명될 것이다. 그러나, 실시예들을 개시된 특정한 형태들로 제한할 의도는 없지만, 반대로 실시예들이 본 발명의 범위 내에 속하는 모든 수정들, 등가물들, 및 대안들을 커버함이 이해되어야 한다. 유사한 번호들은 도면들의 설명에 걸쳐 유사한 요소들을 언급한다.
요소가 또 다른 요소에 "접속되거나", "결합되는" 것으로서 언급될 때, 그것은 다른 요소에 직접적으로 접속되거나 결합될 수 있거나 중계 요소들이 존재할 수 있음이 이해될 것이다. 반대로 요소가 또 다른 요소에 "직접적으로 접속되거나", "직접적으로 결합되는" 것으로서 언급될 때, 어떠한 중계 요소들도 존재하지 않는다. 요소들 사이의 관계를 설명하기 위해 이용된 다른 단어들은 유사한 방식으로 해석되어야 한다(예를 들면, "~사이에" 대 "~사이에 직접적으로", "인접한" 대 "직접적으로 인접한, 등).
본 명세서에서 이용된 전문용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하는 목적을 위한 것이고 예시적인 실시예들을 제한하도록 의도되지 않는다. 본 명세서에서 이용된 바와 같이, 단수 형태들("a", "an" 및 "the")은 문맥이 명백하게 달리 나타내지 않으면, 또한 복수의 형태들을 포함하도록 의도된다. 용어들("포함하다(comprises, includes)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)")은 본 명세서에서 이용될 때, 언급된 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 요소들 및/또는 구성요소들의 존재를 규정하지만, 그의 하나 이상의 다른 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 요소들, 구성요소들 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하지 않음이 추가로 이해될 것이다.
다르게 규정되지 않으면, 본 명세서에서 이용된 모든 용어들(기술적인 및 과학적인 용어들을 포함하는)은 실시예들이 속하는 본 분야의 당업자에 의해 공통적으로 이해된 것과 동일한 의미를 갖는다. 용어들 예를 들면, 공통적으로 이용된 사전들에서 정의된 용어들이 관련 분야의 문맥에서의 그들의 의미와 일관되는 의미를 가지는 것으로서 해석되어야 하고 본 명세서에서 분명하게 그렇게 정의되지 않는 한, 이상화되거나 매우 형식적인 의미로 해석되지 않을 것임이 추가로 이해될 것이다.
다음 설명에서, 일부 구성요소들은 동일한 참조 부호들을 지니는 다수의 도면들에서 디스플레이될 것이지만, 여러 번 상세하게 설명되지 않을 수 있다. 구성요소의 상세할 설명은 그 다음, 모든 그것의 발생들에 대해 그 구성요소에 적용될 수 있다.
다음 도면들에서, 선택적인 구성요소들이 파선들로 도시된다. 도 1은 장치(10)의 일 실시예를 보여주고, 상기 장치(10)는 XpolM에 의해 영향을 받은 광학 신호의 수신된 심볼들로부터의 송신된 심볼들에 대한 추정치들을 결정하도록 동작가능하다. 장치(10)는 광학 신호로부터의 2개 이상의 후속 수신된 심볼들을 수신된 심볼들의 그룹으로 그룹핑하도록 동작가능하다. 일부 실시예들에서, 이것은 그룹핑 수단(12)을 이용하여 성취될 수 있고, 상기 그룹핑 수단(12)은 도 1에서 선택적인 것으로 도시된다. 장치(10)는 수신된 심볼들의 그룹에 기초하여 광학 채널을 추정하도록 추가로 동작가능하다. 일부 실시예들에서, 이것은 채널 추정기(14)를 이용함으로써 성취될 수 있다. 게다가, 장치는 송신된 심볼들에 대한 가설을 추가로 결정하도록 동작가능하고, 이는 일부 실시예들에서, 가설 결정기(16)를 이용하여 성취될 수 있다. 또한, 장치(10)는 수신된 심볼들의 그룹, 채널 추정치, 및 가설의 조합에 대한 신뢰도 측정치를 결정하도록 동작가능하다. 이것은 일부 실시예들에서, 신뢰도 측정치 결정기(18)를 이용하여 성취될 수 있다. 장치(10)는 송신된 심볼들에 관한 다수의 가설들에 대한 신뢰도 측정치들에 기초하여 송신된 심볼들에 대한 추정치들을 결정하도록 추가로 동작가능하다.
도 2는 장치(10)의 일 실시예를 갖는 수신기 구조(100)를 보여준다. 수신기 구조는 전단부(102)를 포함하고, 상기 전단부(102)는 국부 발진기(LO)로부터 광학 신호 및 신호를 수신한다. 전단부(102)는 광학 신호를 전기 신호로 변환하고 송신 대역으로부터 각각의 신호를 기저 대역으로 다운-믹싱한다. 신호는 기저 대역에서 복소수 샘플들로 또한 변환될 수 있다. 그 다음, 전단부(102) 다음에 색 보상 추정부(104)(CDE) 및 보상부가 이어진다. 그 뒤에, 상수 모듈러스 알고리즘(106)(CMA)은 등화에 대해 미상 디-콘볼루션(de-convolution)을 실행하기 위해 적용된다. 도 2에서, 신호 처리 체인의 더 낮은 브랜치는 지연(D) 유닛(108)을 포함하고, 상기 지연(D) 유닛(108)은 각각 N개의 심볼들, 심볼 시간들 또는 간격들 만큼 상기 브랜치에서 심볼들을 지연시킨다. 남아 있는 2개의 브랜치들은 그 다음, 반송파 주파수 추정부(110)(CFE)로 입력되고 후속적으로 2개의 별개의 반송파 위상 추정부(CPE) 블록들(112 및 114)로 입력된다. 결과는 그 다음, 상이한 편광들에 대해 수신된 심볼들로서 장치(10)에 입력된다. 장치(10)에 의해 결정된 송신된 심볼들의 추정치들은 검출기(120)에 의해 검출되기 전에 2개의 차동 디코더들(116 및 118)에 제공된다.
실시예들은 신호 처리를 통해 수신기(100) 측에서의 XpolM 효과를 완화시킬 수 있다. 표준 코히어런트(coherent) 수신기(100)에서, 실시예들은 도 2에 도시된 바와 같이 CFE/CPE 블록들(110, 112, 114) 뒤에 위치될 수 있다. 다른 실시예들에서, 도 2에 도시된 구성요소들 중 하나 이상이 장치(10)에 포함될 수 있다. 즉, 장치(10)는 광학 수신 신호를 전기 수신 신호로 변환하기 위해, 광학 수신 신호를 수신하도록, 및 전기 수신 신호로부터 수신된 심볼들을 결정하도록 동작가능할 수 있다.
다음에서, 일 실시예의 상세들이 제공될 것이다. 먼저, 시스템-레벨 XpolM이 다음으로 설명될 수 있다고 가정된다.
NRx: 수신된 편광들/모드들의 수, 즉 단일 모드 섬유(SMF) 섬유에서 NRx=2;
NTx: 송신 편광들/모드들의 수, 즉 SMF 섬유에서 NTx=2;
H: XpolM의 다중채널 구성요소들을 캡쳐하는 (크기(NRx x NTx)의) XpolM 채널 전달 매트릭스;
x: (크기(NTx x 1)의) 송신된 심볼 벡터;
y: (크기(NRx x 1)의) 수신된 심볼 벡터; 및
n: 자연 증폭 방출(Amplified Spontaneous Emission; ASE)을 모델링하는 (크기(NRx x 1)의) 부가 백색 가우스 잡음(Additive White Gaussian Noise; AWGN) 벡터.
따라서, 송신 심볼들의 송신은 반복적인 심볼 간격들로 조직되고 2개의 송신 심볼들은 광학 신호의 상이한 편광들을 이용하여 심볼 간격 당 송신된다. 장치(10)는 심볼 간격 당 2개의 수신 심볼들을 수신하도록 및 2개 이상의 심볼 간격들의 수신된 심볼들을 수신된 심볼들의 그룹으로 그룹핑하도록 동작가능하다.
심볼-레이트로 샘플링된, 시간(k)에서의 수신된 심볼은 이산 시간 인덱스(k)에 대해 다음으로서 표현될 수 있다.
Figure pct00001
이 모델은 모든 선형 효과들이 완벽하게 보상되고 다른 채널 간 및 채널 내 비-선형 손상들이 무시된다고 가정함에 주의한다. ak의 거동에 대한 더 많은 상세들은 ECOC2012에서 A. Ghazisaeidi, 등에 의한 "결정-지원 비선형 교차-편광 완화 알고리즘의 성능 분석(Performance Analysis of Decision-Aided Nonlinear Cross-Polarization Mitigation Algorithm)"에서 발견될 수 있다. 장치(10)는 그룹에서 모든 수신된 심볼들(y)에 대한 광학 채널(H)을 공동으로 추정하도록 동작가능하고 상기 그룹은 P개의 후속 심볼 간격들로부터의 수신된 심볼들을 포함하도록 가정된다. 장치(10)는 광학 채널의 코히어런스 시간 미만인 시간 간격에 대응하는 심볼 간격들로부터의 수신된 심볼들을 수신된 심볼들의 그룹으로 그룹핑하도록 동작가능하다. XPolM 처리의 전형적인 코히어런스 시간은 10 내지 20 심볼들 사이에 있다.
다음 실시예에서, (1)에서의 문제점은, 채널(H)이 시간의 P개의 심볼들에 걸쳐 준정적임이 가정될 때 완화된다. 이것은, P가 코히어런스 시간에 비교하여 상대적으로 적을 때 정당화된다. (1)에서의 문제점은 그 다음:
Figure pct00002
으로서 다시 표현될 수 있고, 여기서 Y는 수신된 심볼 매트릭스이고, 그것은 P개의 심볼들을 적층하는, 수신된 심볼들의 그룹으로서 또한 언급되고, 즉
Figure pct00003
이다. X는 크기(NTxx P)의 송신된 심볼 매트릭스이고, N은 크기(NRx x P)의 잡음 매트릭스이며, H'는 크기(NRx x NTx)의 완화된 채널 매트릭스이다. H'가 수신기 측에서 공지되지 않은 것이고 그것이 이하에 설명된 실시예의 제 2 단계에서 미상으로 추정되어야 함을 주의한다.
다음에서, 일 실시예의 XPolM 완화 알고리즘이 설명될 것이다. 이 제 2 단계는 공동 채널 추정 및 데이터 검출을 수행한다. 이들 가정들 하에서 최적의 해결책은 다음과 같이 표현된 일반화된 최대 우도에 의해 주어질 수 있다.
Figure pct00004
그것은 먼저 H'에 걸쳐 최소화하고, 다음에 X에 걸쳐 최소화함으로써 순차적으로 해결될 수 있다. 일부 더 많은 주석들이 도입될 필요가 있다. 임의의 매트릭스(A)에 대해: A(i)는 A의 첫번째 i 열들을 나타내고, ai는 A의 i번째 열 예를 들면, A = [a1 a2...aP] 및 A(2) = [a1 a2]를 나타내며, ai ,j는 매트릭스(A)의 (i,j) 엔트리를 나타낸다. 길이(P)의 임의의 주어진 송신된 매트릭스(X)에 대한 채널 추정치는 다음으로서 기록될 수 있다:
Figure pct00005
분명하게, 무식한 검색(brute force search)은 P ≥ 4 및 고차 변조(예를 들면, 16QAM)에 대해 거의 관리가능하지 않다. 그러나, 일부 과정이 최근에 행해졌고 브랜치-추정-한도 프레임워크를 통해 GML 문제점들을 해결하기 위해 제안되었다. Weiyu Xu, 등에 의한 ISIT2008, 2017 내지 2021 페이지의 "비-코히어런트 MIMO 무선 시스템들에 대한 정확한 최대-우도 검출에 대하여: 브랜치-추정 한도 최적화 프레임워크(ON EXACT MAXIMUM-LIKELIHOOD DETECTION FOR NON-COHERENT MIMO WIRELESS SYSTEMS; A BRANCH-ESTIMATE-BOUND OPTIMIZATION FRAMEWORK)"를 참조하라.
다음 실시예는 브랜치-추정-한도 프레임워크를 고려하고 부분 메트릭들을 이용한다. 시간 인덱스(i)까지의 이들 부분 메트릭들은 다음으로서 기록될 수 있고:
Figure pct00006
여기서, H'는 i≤P인 X(i)의 길이로 대체된 P를 갖는 (4)에 따라 계산된다.
R을 최적 거리로 둔다. 그것은 임의의 부분 메트릭(M(i))이 최적 거리(R)보다 크면, 글로벌 최적 해결책이 본 실시예에서 신뢰도 측정치로서의 역할을 하는 부분 메트릭(M(i))에 연관된 후보 시퀀스(X(i))일 수 없다는 것이 설명될 수 있다. 즉, 이 실시예에서, 신뢰도 측정치(M(i))는 수신된 심볼들(Y(i))과 광학 채널(H)의 추정치(H') 및 송신된 심볼들에 대한 가설들(X(i))의 조합(H'X(i)) 사이의 차에 기초한다. 특히, 신뢰도 측정치(M(i))는 수신된 심볼들(Y(i))과 추정되고 수신된 심볼들(H'X(i)) 사이의 차의 제곱(
Figure pct00007
)에 대응하고, 추정되고 수신된 심볼들(H'X(i))은 송신된 심볼들에 대한 가설(X(i)) 및 채널 추정치(H')의 곱에 대응한다.
일부 실시예들에서, 부분 후보 해결책들은 임의의 부분 메트릭(M(i))이 최적 거리(R)보다 클 때, (그들의 오프스프링(offspring)들을 갖는) 최적 해결책의 검색으로부터 삭제될 수 있는데, 이는 글로벌 최적 해결책이 그 부분 메트릭(M(i))에 연관된 후보 시퀀스(X(i))일 수 없기 때문이다. 전체적인 검색의 복잡도는 즉시 상당하게 감소될 수 있다.
즉, 장치(10)는 송신된 심볼들(X)의 상이한 가설들 및 상이한 채널 추정치들(H')에 기초하여 상이한 신뢰도 측정치들을 통해 반복하도록 동작가능할 수 있다. 상기 수학식 (4)에 따라, 채널 추정치가 가설에 의존함을 주의한다. 따라서, 장치(10)는 상이한 가설들에 대해 광학 채널의 상이한 추정치들을 결정하도록 동작가능할 수 있다. 장치(10)는 가장 높은 신뢰도를 갖는 신뢰도 측정치를 산출하는 송신된 심볼들에 대한 가설에 기초하여 송신된 심볼들의 추정치들을 결정하도록 추가로 동작가능하고, 본 실시예에서, 가장 높은 신뢰도는 가장 낮은 부분 메트릭(M(i))에 대응할 수 있고, 상기 가장 낮은 부분 메트릭(M(i))은 최적 거리에 대응할 수 있거나 최적 거리에 가장 가까울 수 있다. 일부 실시예들에서, 장치(10)는 수신된 심볼들의 주어진 그룹에서 송신된 심볼들에 대한 모든 가능한 가설들을 통해 반복하도록 동작가능할 수 있다. 다른 실시예들에서, 검색은 부분 메트릭들 또는 특정 심볼들의 신뢰도 측정치들에 기초하여 제한될 수 있다.
일부 실시예들에서, 장치(10)는 제 1 심볼 간격 동안 모든 가능한 가설들에 대한, 및 후속 추정을 가장 높은 신뢰도를 나타내는 제 1 심볼 간격 동안 가설에 기반을 두게 하기 위해 상이한 신뢰도 측정치들을 결정하도록 추가로 동작가능할 수 있다. 즉, 장치(10)는 최적 거리보다 높은 특정 부분 메트릭들을 결정한 후에 특정 조합들을 배제할 수 있다. 원칙적으로, 이것은 처리의 임의의 단계에서 실행될 수 있다. 그러나, 일부 실시예들에서, 검색으로부터 배제될 수 있는 조합들의 수는 초기에 특정 조합들이 배제될 수 있는 방법에 의존할 수 있다. 즉, 이러한 배제가 더 일찍 결정될 수 있을수록, 복잡도에서의 감소가 더 높아진다.
장치(10)는 그 다음, 수신된 심볼들의 그룹에서 후속 심볼 간격들 동안 모든 가능한 가설들에 대한, 및 후속 추정을 가장 높은 신뢰도를 나타내는 각각의 심볼 간격 동안 가설에 기반을 두게 하기 위해 상이한 신뢰도 측정치들을 반복적으로 결정하도록 동작가능할 수 있다.
다음에서, 초기 반지름의 선택이 일 실시예를 위해 설명될 것이다. 초기 반지름은 AWGN 잡음(
Figure pct00008
)의 통계들에 의존하고, 상기 AWGN 잡음(
Figure pct00009
)은
Figure pct00010
의 자유도를 갖고 카이-제곱 분포된다. 양호한 초기 반지름은 후보 부분 시퀀스가 충분하게 높은 확률(
Figure pct00011
)을 갖고 발견되는 것이고, 여기서 x는 예를 들면, 50, 75, 90, 95, 99, 등으로서 정의될 수 있다. 초기 반지름을 갖는 어떠한 지점 또는 조합도 발견되지 않으면, XpolM 완화 알고리즘은 해결책을 발견하기 위해 반지름을 증가시킨다. 초기 반지름으로서
Figure pct00012
은 양호한 타협이다. 그러나, 초기 반지름의 선택이 어떤 것일지라도, 알고리즘이 항상 수렴할 수 있지만, 너무 큰 R은 최적 해결책을 발견하기 위해 더 많은 시간이 걸릴 것임을 언급할 가치가 있다.
다음에서, 가능한 구현이 일 실시예를 위해 설명될 것이다. XPolM 완화 알고리즘의 가능한 구현은 도 3에서의 흐름도에 도시된다. 도 3은 송신된 심볼들의 추정치들을 결정하기 위한 방법의 일 실시예의 블록도를 도시한다. 도 3이 블록(400)에서 보여준 바와 같이, 방법으로의 입력 값들은 수신된 심볼들(Y), 블록 또는 그룹 크기(P), 초기 반지름(R) 및 콘스텔레이션(Ψ)이다. 콘스텔레이션(Ψ)은 NTx 송신기 편광들/모드들로부터의 송신 심볼들의 콘스텔레이션 지점들의 상이한 조합들을 표현하는 세트(
Figure pct00013
)이고
Figure pct00014
은 이 세트의 기수(cardinality)를 나타낸다. 예를 들면, PDM-BPSK 시스템에서, 세트(Ψ)는
Figure pct00015
이고, 여기서
Figure pct00016
는 2개의 편광들 상으로 송신된 심볼들이고
Figure pct00017
이며, 여기서 M은 비트들/심볼의 수이다. 따라서, 본 실시예에서, 광학 수신 신호는 펄스-지속기간-변조 이진 위상-천이 키잉 신호이다.
본 실시예에서, 인덱스들을 표현하는 2개의 주요 변수들 즉, 알고리즘의 깊이 레벨을 나타내는 변수(
Figure pct00018
) 및 인덱스(k)에 의존하고, X 즉, 가설들의 k번째 열에 대한 i번째 테스트된 후보(Ψi)를 나타내는 변수(
Figure pct00019
)이다. 도 3의 단계(402)에서, 알고리즘을 위한 초기화가 실행되고 즉, 각각의 인덱스(
Figure pct00020
)에 대해, k=1이다. 게다가, 추정된 채널은 상기 수학식 (4)에 따라 컴퓨팅되고 메트릭(M(k))은 xk 및 수학식 (5)에 기초하여 컴퓨팅된다. 이들 메트릭들은 리스트에 저장되고 오름차순으로 분류된다. 출력 인덱스들은 변수 리스트에 저장될 수 있다.
도 4의 단계(404)에서, k=1, i(k)=1 및
Figure pct00021
로 반복이 시작된다. 반복이 분류된 리스트로부터 가장 낮은 메트릭을 산출하는 가설로 즉시 시작될 수 있음을 주의해야 한다. 단계(406)에서, 추정된 채널은 수학식 (4)에 따라 컴퓨팅되고 메트릭(M(k))은 수학식 (5) 및 단계(404)로부터의 xk에 따라 컴퓨팅된다. 단계(408)에서, 메트릭(M(k))의 R2와의 비교가 실행된다. 단계(410)에서 M(k)≤R2이면, k=P인지의 여부 즉, 2P개의 수신된 심볼들의 그룹에 걸친 모든 가설들이 이미 고려되었는지의 여부가 확인된다. 그렇지 않다면, 즉 k<P이면, 단계(412)에서, k=k+1, i(k)=1 및
Figure pct00022
이다. 다음 반복 루프는 대응적으로 증가된 k로 단계(406)에서 시작된다.
비교 단계(408)에서, M(k)>R2 따라서, 부분적 메트릭이 최적 값보다 크다고 발견되면, 단계(414)에서, 1≤j≤k인 정수(j)가 존재하는지의 여부 즉, 이미 고려된 수신된 심볼들의 그룹에서의 위치들 내에 존재하는지의 여부가 결정되고 i(j)<
Figure pct00023
인 j가 존재하는지의 여부 즉, 가설에 대한 심볼 알파벳의 한도에 도달하지 않는지의 여부가 결정된다. 단계(416)에서, 그 다음 이러한 정수(j)가 존재하는지의 여부가 확인된다. 존재하지 않으면, 단계(418)에서, k=j, i(k)=i(k)+1 및
Figure pct00024
이고, 즉 단계(406)에서 새로운 반복 루프가 시작하는 다음 가설이 고려된다.
즉, 도 3에서의 좌측 상에 도시된 루프(단계들(406, 408, 410, 412, 다시 406으로))는 블록에서의 모든 위치들이 고려됨을 보장하는 시간 인덱스(k)를 통해 반복된다. 특정 위치에서, M(k)≤R2이면, 도 3의 우측 상의 루프(단계(408, 414, 416, 418, 406, 다시 406으로))는 모든 가능한 가설들이 그 위치에서 고려됨을 보장한다. 단계(410)에서, k=P임이 성립되면, 즉 블록 내의 모든 위치들이 고려되었고 각각의 위치에 대해, M(k)≤R2임이 발견되었으면, 현재 해결책은 단계(420)에서
Figure pct00025
로서 저장되고 거리는 R2=M(k)로서 업데이트된다. 거기로부터, 알고리즘은 단계(414)에서 계속되고 즉, 확인하기 위한 다른 조합들이 이용가능한지의 여부 즉, 그에 따라 또 다른 정수(j)가 발견될 수 있는지의 여부가 확인된다. 후속 단계(416)에서, 어떠한 이러한 정수(j)도 발견될 수 없음이 판명되면, 즉 모든 조합들이 이 지점까지 고려되었으면, 단계(422)에서, 해결책이 어쨌든 발견되었는지가 검증된다. 해결책이 저장되었으면(단계(420) 참조), 해결책(Xopt)은 단계(424)에서 출력된다. 어떠한 해결책도 단계(422)에서 발견되지 않았으면, 거리(R)는 단계(426)에서 증가되는데, 이는 이것이, R이 너무 적게 설정될 때 발생할 수 있어서, 단계(408)에서 모든 메트릭들(M(k))이 조건을 충족시키고 단계(410)에 절대로 도달하지 않았기 때문이다. 단계(426)에서 R을 증가시키는 것은, R이 단계(408)에서 M(k)≤R2을 실제로 만족시킬 값에 도달할 것임을 보장한다.
실시예의 수렴에 속도를 높이기 위해, 순서화 단계가 도입될 수 있다. 이것은 알고리즘이 제 1 레벨(즉 k=1일 때)에서 가장 적은 부분적 메트릭들을 갖는 포텐셜 후보들로 시작함을 보장한다. 직관적으로, 제 1 레벨에서의 적은 부분적 매트릭이 레벨(P)(즉, k=P일 때)에서의 반지름의 제곱의 거리(R2) 내에 있을 더 높은 우도를 가짐이 예상될 수 있다. 따라서, 그것은 현재 해결책으로서 저장될 수 있고, 새로운 거리(R2)는 (필요하다면) 감소될 것이다. 순서화 단계는 도 3에서 인덱스된 소위 리스트의 순서화된 세트를 이용한다. 분명하게, 순서화 단계를 건너뛰게 되면, 리스트는 단지 오름차순으로 1부터
Figure pct00026
까지의 인덱스들의 리스트이다.
다음 시뮬레이션에서, 상기 실시예와 2개의 다른 접근법들을 비교한 결과들이 제공될 것이다. 다음 수신기 측 신호-처리-기반 기술들은 비교를 위해 고려된다. OFC2010, Lei Li, 등에 의한 "듀얼-편광 디지털 코히어런트 수신기들을 위한 비선형 편광 크로스토크 소거기(Nonlinear Polarization Crosstalk Canceller for Dual-Polarization Digital Coherent Receivers)"에서 도입된, 결정-지원 XPolM 알고리즘이 도 4에서 묘사되고, 상기 결정-지원 XPolM 알고리즘은 불량한 성능 향상을 제공하는데, 이것은 처리가 수신된 심볼 시퀀스들의 경판정(hard decision)에 기초하기 때문이다. 도 4에 도시된 접근법은 임계치 결정들 및 상기 결정들에 기초한 평균화된 크로스토크 보상을 이용한다. 그것은 따라서, 비선형 편광 크로스토크 소거기(NPCC)로서 언급된다.
제 2 접근법은 미상 XPolM 알고리즘이고 그것은 스토크스 공간에서, 존스 공간으로부터 스토크스 공간으로 다시 존스 공간으로의 변환을 이용하는, 공분산 매트릭스 평균 및 선형 회귀 축 피팅(linear regression axis fitting)을 이용한다. 주요 블록도가 도 5에 묘사된다. 개념들은 도 4에 도시된 제 1 접근법과 비교하여 더 큰 성능 향상을 제공한다. 그러나, 품질 측정치와 같은, Q2-팩터는 도 6에 도시된 바와 같이 여전히 제한된다.
도 6은 비트 에러 레이트들(BER) 대 잡음 밀도(N0) 당 비트 에너지(Eb)에 의한 시뮬레이션 결과들을 도시한다. 예시적인 목적들을 위해, 수치 시뮬레이션들이 A. Ghazisaeidi, 등에 의해 또한 도시된 준분석적 모델을 사용하여 수행되었다. 시뮬레이팅된 예에서, XPolM 세기는 0.06으로 설정되었고, 이는 실험적 설정들에서 전형적인 값이다. 도 6의 표시는 다음을 나타내는 상이한 곡선들을 보여준다:
Figure pct00027
보상되지 않은 경우 즉, XPolM이 수신기 측에서 사후-보상되지 않을 때;
Figure pct00028
결정-지원 알고리즘이 XpolM을 완화하기 위해 수신기 측에서 적용된 Lei Li 등에 따른 제 1 접근법;
Figure pct00029
벨 연구소로부터의 미상-XpolE 알고리즘이 XpolM을 완화하기 위해 RX 측에서 적용된 P. Serena 등에 따른 제 2 접근법;
Figure pct00030
P=2, 3, 또는 4의 다양한 값들에 대한 본 발명의 GML-기반 알고리즘.
도 6으로부터, P=2인 경우의 제안된 발명의 성능은 이전에 도입된 미상-XPolE 알고리즘에 매우 가깝다(제 2 접근법 참조). 그러나, P의 값이 증가할 때, 성능은 또한 향상된다. P=3인 경우(P=4인 경우, 각각), 최상의 기존의 해결책에 대한 차이는 BER 10-3에서 ~0.7dB(각각, 1dB)이다. 또 다른 실시예들에서, 임계값은 알고리즘을 (비)활성화시키기 위해 구현될 수 있다. 즉, 일부 실시예들에서, 일단 거리(R)에 대한 특정 임계치에 도달했으면, 반복이 종료될 수 있다.
일부 실시예들은 XPolM 세기를 추정할 수 있다. XpolM의 변화량이 수신기 측에서 모니터링될 수 있고 추정될 수 있다. 그 다음, 임계값(예를 들면, 운영 유지부(OAM)에서 구성가능한)이 구성될 수 있고 모니터링된 XpolM 세기가 정의된 임계치를 초과하면, 일부 실시예들은 주요 XpolM 완화 알고리즘을 활성화시킬 수 있고; 그렇지 않으면, 그것은 비활성화된 상태로 남을 수 있다.
부가적으로, 파라미터(β)는 XPolM 세기가 상대적으로 낮을 때, 일부 실시예들에서 완화 알고리즘의 성능들을 최적화하기 위해 도입될 수 있다. β는, 그것이 수학식 (4)에서 α의 값을 오프셋할 수 있는 즉, α( new )=α/β인 일부 실시예들에서의 미상 채널 추정 단계 동안 이용될 수 있는 스케일링 팩터이다. 일부 실시예들에서, 그것은 몬테 카를로 시뮬레이션(Monte Carlo simulation)들을 통해 최적화될 수 있고 그것은 블록 길이(P) 및 XpolM 세기의 함수일 수 있다. 일 실시예의 일부 실현가능한 구현에서, β의 최적 값들은 파라미터들(P, XpolM 세기)의 세트에 대해 오프라인 컴퓨팅될 수 있고 룩-업 테이블에 저장될 수 있다.
도 7은 XpolM에 의해 영향받은 광학 신호의 수신된 심볼들로부터의 송신된 심볼들에 대한 추정치들을 결정하기 위한 방법의 일 실시예의 블록도를 도시한다. 방법은 광학 신호로부터의 2개 이상의 후속 수신된 심볼들을 수신된 심볼들의 그룹으로 그룹핑하는 단계(22)를 포함한다. 방법은 수신된 심볼들의 그룹 및 송신된 심볼들에 대한 가설에 기초하여 광학 채널을 추정하는 추가 단계(24)를 포함한다. 방법은 수신된 심볼들의 그룹, 채널 추정치, 및 가설의 조합에 대한 신뢰도 측정치를 결정하는 추가 단계(26) 및 송신된 심볼들에 관한 다수의 가설들에 대한 신뢰도 측정치들에 기초하여 송신된 심볼들에 대한 추정치들을 결정하는 추가 단계(28)를 포함한다.
실시예들은 기존의 해결책들과 비교하여 디코딩 효율이 증가될 수 있는 장점을 제공할 수 있다. 게다가, 실시예들은 블록 길이(P)에 의존하는 복잡도에 대해 확장성을 제공할 수 있다. 실시예들은 그들이 변조 포맷으로부터 독립적이고 그들이 미상 채널 추정을 가능하게 하는 추가 장점을 제공할 수 있다. 실시예들은 전형적인 XPolM 세기 및 BER 타겟에 대해 코히어런트 수신기들에서의 ~0.5 내지 1dB 향상을 제공할 수 있고, 이는 시스템이 XPolM 효과들에 대해 더 회복적인 것이 되도록 허용한다.
추가 실시예들은, 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터 또는 처리기 상에서 실행될 때 상기 방법들 중 하나를 수행하기 위한 프로그램 코드를 가지는 컴퓨터 프로그램을 제공한다.
당업자는 다양한 상기 설명된 방법들의 단계들이 프로그래밍된 컴퓨터들에 의해 수행될 수 있음을 용이하게 이해할 것이다. 본 명세서에서, 일부 실시예들은 또한 프로그램 저장 디바이스들 예를 들면, 기계 또는 컴퓨터 판독가능하고 기계-실행가능하거나 컴퓨터-실행가능한 프로그램들의 지시들을 인코딩하는 디지털 데이터 저장 매체들을 커버하도록 의도되고, 상기 지시들은 상기 설명된 방법들의 일부 또는 모든 단계들을 수행한다. 프로그램 저장 디바이스들은 예를 들면, 디지털 메모리들, 자기 디스크들 및 자기 테이프들, 하드 드라이브들과 같은 자기 저장 매체들, 또는 광학적으로 판독가능한 디지털 데이터 저장 매체들일 수 있다. 실시예들은 또한 상기 설명된 방법들의 상기 단계들을 수행하도록 프로그래밍된 컴퓨터들 또는 상기 설명된 방법들의 상기 단계들을 수행하도록 프로그래밍된, (필드) 프로그래밍가능한 로직 어레이들((F)PLAs) 또는 (필드) 프로그래밍가능한 게이트 어레이들((F)PGAs)을 커버하도록 의도된다.
설명 및 도면들은 단지 본 발명의 원리들을 도시한다. 따라서, 당업자들이 본 명세서에 명백하게 설명되거나 도시되지 않을지라도, 본 발명의 원리들을 구현하고 그의 사상 및 범위 내에 포함되는 다양한 장치들을 고안할 수 있을 것임이 인식될 것이다. 또한, 본 명세서에서 나열된 모든 예들은 본 분야를 발전시키기 위해 발명자(들)에 의해 기여된 개념들 및 본 발명의 원리들을 판독자가 이해하는데 도움을 줄 수 있는 단지 교육학적인 목적이 되도록 주로 분명하게 의도되고, 이러한 구체적으로 나열된 예들 및 조건들로의 제한이 없는 것으로서 해석되어야 한다. 게다가, 본 발명의 원리들, 양태들, 및 실시예들 뿐만 아니라, 그의 특정한 예들을 나열하는 본 명세서에서의 모든 진술들은 그의 등가물들을 포함하도록 의도된다.
(특정 기능을 수행하는) "~하기 위한 수단"으로서 표현된 기능적 블록은 특정 기능을 수행하기 위해 또는 수행하도록 각각 적응된 회로를 포함하는 기능적 블록들로서 이해될 것이다. 따라서, "~를 위한 수단"은 "~를 위해 적응되거나 적합한 수단"으로서 또한 이해될 수 있다. 특정 기능을 수행하기 위해 적응되는 수단은 따라서, 이러한 수단이 필수적으로 (주어진 시간 인스턴트(time instant)에서) 상기 기능을 수행함을 의미하지 않는다.
"수단", "그룹핑 수단", "추정 수단", "결정 수단", 등으로서 라벨링(labelling)된 임의의 기능적 블록을 포함하는, 도면들에 도시된 다양한 요소들의 기능들은 "그룹퍼(grouper)", "추정기", "결정기", 등과 같은, 전용 하드웨어 뿐만 아니라, 적절한 소프트웨어와 연관된 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어의 이용을 통해 제공될 수 있다. 게다가, "수단", "~을 위한 수단"과 같은 본 명세서에서 설명된 임의의 엔티티는 "하나 이상의 모듈들", "하나 이상의 디바이스들", "하나 이상의 유닛들", 등에 대응할 수 있거나 그들로서 구현될 수 있다. 처리기에 의해 제공될 때, 기능들은 단일 전용 처리기에 의해, 단일 공유된 처리기에 의해, 또는 복수의 개별적인 처리기들에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다. 게다가, 용어 "처리기" 또는 "제어기"의 명백한 이용은 오로지 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어를 언급하도록 해석되어서는 안되고, 무조건적으로 제한 없이, 디지털 신호 처리기(DSP) 하드웨어, 네트워크 처리기, 주문형 반도체(application specific integrated circuit; ASIC), 필드 프로그래밍가능한 게이트 어레이(FPGA), 소프트웨어를 저장하기 위한 판독 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 및 비 휘발성 저장장치를 포함할 수 있다. 다른 하드웨어, 종래의 또는 맞춤형 하드웨어가 또한 포함될 수 있다. 유사하게, 도면들에 도시된 임의의 스위치들은 단지 개념적이다. 그들의 기능은 프로그램 로직의 동작을 통해, 전용 로직을 통해, 프로그램 제어부 및 전용 로직의 상호작용을 통해, 또는 심지어 수동적으로 실행될 수 있고, 특정 기술은 문맥으로부터 더 구체적으로 이해되는 바와 같이 구현자에 의해 선택가능하다.
본 명세서에서의 임의의 블록도들이 본 발명의 원리들을 구현하는 예시적인 회로의 개념도들을 표현함이 당업자들에 의해 인식되어야 한다. 유사하게, 임의의 플로우 차트들(flow charts), 흐름도들, 상태 전이도들, 의사 코드 등이 컴퓨터 판독가능한 매체에 실질적으로 표현될 수 있는 다양한 처리들을 표현하고 따라서, 이러한 컴퓨터 또는 처리기가 명백하게 도시되든 아니든, 컴퓨터 또는 처리기에 의해 실행될 수 있음이 인식될 것이다.
10: 장치 12: 그룹핑 수단
14: 채널 추정기
18: 신뢰도 측정치 결정기 100: 수신기 구조
102: 전단부 104: 색 보상 추정부
108: 지연 유닛
112, 114: 반송파 위상 추정부 블록 116, 118: 차동 디코더
120: 검출기

Claims (15)

  1. XpolM에 의해 영향을 받은 광학 신호의 수신된 심볼들로부터 송신된 심볼들에 대한 추정치들을 결정하도록 동작가능한 장치(10)에 있어서,
    상기 광학 신호로부터의 2개 이상의 후속 수신된 심볼들을 수신된 심볼들의 그룹으로 그룹핑(grouping)하도록 및 수신된 심볼들의 상기 그룹과 상기 송신된 심볼들에 대한 가설에 기초하여 광학 채널을 추정하도록 동작가능하고, 수신된 심볼들의 상기 그룹, 상기 채널 추정치, 및 상기 가설의 조합에 대한 신뢰도 측정치를 결정하도록 추가로 동작가능하며, 상기 송신된 심볼들에 관한 다수의 가설들에 대한 신뢰도 측정치들에 기초하여 상기 송신된 심볼들에 대한 추정치들을 결정하도록 추가로 동작가능한, 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    송신 심볼들의 송신은 반복적인 심볼 간격들로 조직되고 2개의 송신 심볼들은 상기 광학 신호의 상이한 편광들을 이용하여 심볼 간격 당 송신되며, 상기 장치(10)는 심볼 간격 당 2개의 수신된 심볼들을 수신하도록 및 2개 이상의 심볼 간격들의 수신된 심볼들을 수신된 심볼들의 상기 그룹으로 그룹핑하도록 동작가능한, 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치(10)는 상기 그룹에서의 모든 수신된 심볼들에 대한 상기 광학 채널을 공동으로 추정하도록 동작가능한, 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 신뢰도 측정치는 상기 수신된 심볼들과 상기 광학 채널의 추정치 및 상기 송신된 심볼들에 대한 상기 가설들의 조합 사이의 차에 기초하는, 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 신뢰도 측정치는 상기 수신된 심볼들과 추정되고 수신된 심볼들 사이의 제곱된 차에 대응하고, 상기 추정되고 수신된 심볼들은 상기 송신된 심볼들에 대한 가설 및 상기 채널 추정치의 곱에 대응하는, 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    송신된 심볼들의 상이한 가설들 및 상이한 채널 추정치들에 기초하여 상이한 신뢰도 측정치들을 통해 반복하도록 및 가장 높은 신뢰도를 갖는 신뢰도 측정치를 산출하는 상기 송신된 심볼들에 대한 가설에 기초하여 상기 송신된 심볼들의 추정치들을 결정하도록 동작가능한, 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    수신된 심볼들의 주어진 그룹에서의 송신된 심볼들에 대한 모든 가능한 가설들을 통해 반복하도록 동작가능한, 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 상이한 가설들에 대한 상기 광학 채널의 상이한 추정치들을 결정하도록 동작가능한, 장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    제 1 심볼 간격 동안 모든 가능한 가설들에 대한 및 후속 추정을, 가장 높은 신뢰도를 나타내는 상기 제 1 심볼 간격 동안 상기 가설에 기반을 두게 하기 위해 상이한 신뢰도 측정치들을 결정하도록 추가로 동작가능한, 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    수신된 심볼들의 상기 그룹에서 후속 심볼 간격들 동안 모든 가능한 가설들에 대한 및 후속 추정을, 가장 높은 신뢰도를 나타내는 각각의 심볼 간격 동안 상기 가설에 기반을 두게 하기 위해 상이한 신뢰도 측정치들을 반복적으로 결정하도록 추가로 동작가능한, 장치.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 장치(10)는 상기 광학 채널의 코히어런스 시간(coherence time) 미만인 시간 간격에 대응하는 심볼 간격들로부터의 수신된 심볼들을 수신된 심볼들의 상기 그룹으로 그룹핑하도록 동작가능한, 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 수신 신호는 펄스-지속기간-변조 이진 위상-천이 키잉 신호인, 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    광학 수신 신호를 수신하고, 상기 광학 수신 신호를 전기 수신 신호로 변환하고, 상기 전기 수신 신호로부터 상기 수신된 심볼들을 결정하도록 추가로 동작가능한, 장치.
  14. XpolM에 의해 영향을 받은 광학 신호의 수신된 심볼들로부터의 송신된 심볼들에 대한 추정치들을 결정하기 위한 방법에 있어서,
    상기 광학 신호로부터의 2개 이상의 후속 수신된 심볼들을 수신된 심볼들의 그룹으로 그룹핑하는 단계(22);
    수신된 심볼들의 상기 그룹 및 상기 송신된 심볼들에 대한 가설에 기초하여 광학 채널을 추정하는 단계(24);
    수신된 심볼들의 상기 그룹, 상기 채널 추정치, 및 상기 가설의 조합에 대한 신뢰도 측정치를 결정하는 단계(26); 및
    상기 송신된 심볼들에 관한 다수의 가설들에 대한 신뢰도 측정치들에 기초하여 상기 송신된 심볼들에 대한 상기 추정치들을 결정하는 단계(28)를 포함하는, 송신된 심볼들에 대한 추정치들을 결정하기 위한 방법.
  15. 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터 또는 처리기 상에서 실행될 때, 제 14 항의 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드를 가지는, 컴퓨터 프로그램.
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