频符号的校正方式来进行相位补偿，由此， 能够在不使误比特率增加或不使传输效率降低的情况下减少相位周跳的发生频度。
[0260] 再有，在本说明书中，说明了使用指数平均来计算符号的相位的平均0 (i)的结 构，但是也可W不限于此。例如，相位平均化电路4050也可W将相当于有相位关系的时间 例如相干时间的期间中的测定值的移动平均计算为符号的相位的平均0 (i)。
[0261] 为了验证上述的实施方式中的相位补偿部的效果，使用实现了数字信号处理部的 功能的计算机来进行光传输实验数据的离线解调，评价相位周跳率。图36是示出在该光传 输实验数据的取得中使用的实验装置的概略的图。图37是示出第十五实施方式中的相位 补偿部4008A所对应的相位周跳率的评价结果的图表。
[0262] 在图37中，纵轴示出相位周跳率，横轴示出平均化窗口宽度M。该图中的A方式示 出的图表为作为比较例而示出的结果，是使用W往的相位补偿部的计算机仿真结果。B方式 示出的图表为使用第十五实施方式中的相位补偿部4008A的计算机仿真结果。在此，使角 度阔值a为±45°。如图37所示，可知，通过应用本实施方式中的相位补偿部，从而能够 使相位周跳的发生频度减少为1/3左右。
[0263] 再有，在第九至第十六的实施方式中，说明了不使用导频符号等已知信号来计算 抽头系数的结构，但是，也可W并用通过导频符号等估计的补偿方式。例如，可W将通过导 频符号而估计的相位利用于抽头系数的计算。此时，利用导频符号的估计结果与对符号进 行N乘方而估计的维特比/维特比算法相比，估计精度高，因此，可W将似然信息等附加为 权重来进行平均化。此外，在上述的各实施方式中，作为调制方式的一个例子，说明了使用 4相相位（QPSK)调制的结构，但是不限于QPSK，也可W使用BPSK、8PSK等相位调制、8QAM、 16QAM等振幅相位调制。此时，根据使用的调制方式来确定N乘方电路4011中的咐旨数)、 角度阔值a。
[0264] 此外，在各实施方式中，说明了使用N乘方电路4011来提取数据的相位调制分量 除外的相位分量的结构，但是也可W使用该W外的方法例如最优判定法等来提取相位分 量。
[0265] 此外，在各实施方式中，在确定抽头系数时的判定中使用角度差是否离开角度阔 值aW上的判定，但是可W不限于此。例如，可W在判定中使用从数据的相位调制分量除 外的符号的相位的基准角度的偏离是否为发送装置中的信号光或接收装置中的本振光的 任一个的相位噪声或两者的相位噪声之和W上。
[0266] 此外，在各实施方式中，说明了对较大地受到噪声、干扰的影响的符号的相位即欧 氏距离大的符号的相位乘W0 (零）或不足1的系数来相加的结构，但是可W不限于此。例 如，可W代替欧氏距离大的符号的相位而对基准角度进行相加。由此，能得到解决如下问题 的效果；将比本来应有的相位小的相位相加，而使所计算的基准相位比理想的值小。
[0267] 此外，在各实施方式中，说明了在接收装置具备数字信号处理部的结构，但是也可 W是，接收装置所具备的各功能部由多个装置构成，各装置经由网络可通信地连接。同样 地，数字信号处理部的各功能部也可W由多个装置构成。
[026引此外，可W使各实施方式中的有相位相关性的期间（X个符号）和平均化窗口宽度M的值一致。
[0269] 再有，可W在计算机可读取的记录介质中记录用于实现图23所示的数字信号处 理部的功能的程序，将记录在该记录介质中的程序读入到计算机系统来执行，由此，进行数 字信号处理部进行的处理，例如相位补偿部进行相位补偿来使相位周跳减少的处理。再有， 此处所说的"计算机系统"包括0S、周围设备等硬件。此外，"计算机系统"还包括具备主页 提供环境(或者显示环境）的WWW系统。此外，"计算机可读取的记录介质"是指软盘、光磁 盘、ROMXD-ROM等可移动介质、内置于计算机系统的硬盘等存储装置。进而"计算机可读取 的记录介质"包括如成为经由因特网等网络或电话线路等通信线路来发送程序的情况下的 服务器或客户端的计算机系统内部的易失性存储器（RA^O那样保持程序一定时间的记录介 质。
[0270] 此外，上述程序可W从在存储装置等中储存该程序的计算机系统经由传输介质或 者通过传输介质中的传输波而传输到其他的计算机系统。在此，传输程序的"传输介质"是 指如因特网等网络(通信网）或电话线路等通信线路(通信线）那样具有传输信息的功能的 介质。此外，上述程序也可W是用于实现前述的功能的一部分的程序。进而，上述程序也可 W是能够W与已经记录在计算机系统中的程序的组合来实现前述的功能的程序，所谓的差 分文件(差分程序)。
[0271] 产业上的可利用性 本发明能够在长距离且大容量的光通信中使由于相位周跳的发生所造成的影响减少。 [027引即，本发明能够应用于例如传输距离为100km到10000km左右、每信道的传输容量 为40抓/s到400抓/s左右的大容量且长距离光传输。
[0273] 附图标记的说明 1…载波相位估计部、2…载波相位补偿部、3…延迟差分部、4…跳变判定部、5…跳变 补偿部、11…光信号发送装置、12…传输路径、13…光信号接收装置、14…本振激光发生 器、15"'90°光混合器、16…光电变换器、17…模拟-数字变换器、18…数字信号处理部、 19…波长色散补偿电路、20…自适应均衡电路、21…频率偏移补偿电路、22…相位补偿电 路、23…解调解码电路、24…客户端接口、220、320、420、520…相位补偿块、221…载波相位 估计电路、222…载波相位补偿电路、223…延迟电路、224…低通滤波器、225、225-1、225-2、 225-3…延迟差分电路、226、326、426…跳变判定电路、227…跳变补偿电路、328…阔值计算 电路、527…跳变瞬时补偿电路、528…斜率计算电路、2211…相位m倍增电路、2212'''K符 号平均化电路、2213…相位提取电路、2214…相位连续化电路、2251'''N符号延迟器、2252、 328U3283…乘法器、2253、3282、3285…加法器、3284…延迟器、3286…减法器、22111…振 幅/相位分离电路、22112…乘法器、22113…振幅/相位再结合电路、 4001…本振激光发生器、4002…光90度混合器、4003…光电变换部、4004-AD转换 器、4005…波长色散补偿部、4006…自适应均衡部、4007…频率偏移补偿部、4008、4008A、 4008B…相位补偿部、4009…纠错/判定部、4010…客户端接口、4011...N乘方电路、4012... 平均化电路、4013…角度计算电路、4014…展开电路、4015…除法电路、4016…复数计算电 路、4017、4021、4031 …延迟电路、4018、4022、4032…乘法电路 4020、4020A、4020B、4020C、 4020D、4020E、4030…抽头系数计算电路、4040…前处理电路、4050…相位平均化电路。
【主权项】
1. 一种光接收装置，接收通过相位调制或正交幅度调制而调制的光信号，使用相干检 波来将所接收的光信号变换为电信号，对变换后的接收信号进行相位补偿，其中，所述光接 收装置具有： 载波相位估计部，估计从所述接收信号得到的接收符号序列的载波相位误差； 增益调整部，进行所述载波相位估计部的输入符号的增益调整； 相位周跳减少部，检测成为相位周跳的原因的粗大噪声，减少所述相位周跳；以及 相位补偿电路，使用所述载波相位估计部的输出来补偿包括于所述接收信号的载波相 位误差。2. 根据权利要求1所述的光接收装置，其中，所述增益调整部具有： 振幅/相位分离部，分离每一个被表现为复数的所述符号序列的各符号的振幅和相 位； 振幅增益调整部，对由所述振幅/相位分离部所分离的振幅值进行运算； 相位增益调整部，对由所述振幅/相位分离部所分离的相位值进行运算；以及 振幅/相位结合部，将由所述振幅增益调整部和所述相位增益调整部进行增益调整后 的振幅值和相位值再次重新构成为复数。3. 根据权利要求1所述的光接收装置，其中，所述相位周跳减少部具有： 符号评价电路，输入所述增益调整部所包括的倍增部和乘幂部的输出符号相位以及根 据有限脉冲滤波器的输出所计算的成为基准的暂定相位估计值，比较两者，由此，确定噪声 大的符号；以及 抽头系数设定电路，使有限脉冲响应滤波器的抽头之中的噪声大的符号所对应的抽头 的权重减少， 通过所述抽头系数设定电路，所述相位估计部的输出在减少了包括大的噪声的符号的 影响之后输入到所述相位补偿部，进行接收符号序列的载波相位误差的补偿。4. 根据权利要求1所述的光接收装置，其中，所述相位周跳减少部具有： 符号评价电路，输入所述增益调整部所包括的倍增部和乘幂部的输出符号相位以及从 反馈结构输入的基准相位，比较两者，由此，确定噪声大的符号；以及 抽头系数设定电路，使有限脉冲响应滤波器的抽头之中的噪声大的符号所对应的抽头 的权重减少， 通过所述抽头系数设定电路，所述相位估计部的输出在减少了包括大的噪声的符号的 影响之后输入到所述相位补偿部，进行接收符号序列的载波相位误差的补偿。5. 根据权利要求2所述的光接收装置，其中，所述相位周跳减少部具有： 延迟差分值计算电路，输入所述相位估计部的输出信号，计算延迟差分值；以及 跳变判定部，对所述延迟差分值计算电路的输出进行评价来判定相位周跳的有无， 所述相位补偿电路具有： 输入所述载波相位估计部的输出来进行相位补偿的电路；以及 跳变补偿部，输入示出检测到所述粗大噪声的判定信号来补偿相位周跳。6. 根据权利要求5所述的光接收装置，其中，所述跳变判定部在所述延迟差分电路所 计算的延迟差分值大于上侧检测阈值的情况下判定为发生了正旋转的相位周跳，在所述延 迟差分值小于比所述上侧检测阈值小的下侧检测阈值的情况下判定为发生了负旋转的相 位周跳。7. 根据权利要求6所述的光接收装置，其中，所述延迟差分值计算电路的延迟值为所 述有限脉冲滤波器的抽头长度的2倍至4倍的范围。8. 根据权利要求7所述的光接收装置，其中，还具备阈值计算部，所述阈值计算部基于 所述延迟差分部所计算的延迟差分值来计算所述上侧检测阈值和所述下侧检测阈值。9. 根据权利要求8所述的光接收装置，其中，所述阈值计算部具有输入所述延迟差分 值并使用预先设定的遗忘系数来对过去的延迟差分值进行加权平均并输出的无限脉冲响 应滤波器电路，从所述无限脉冲响应滤波器的输出加上或减去预先设定的常数，由此，计算 所述上侧检测阈值和下侧检测阈值。10. 根据权利要求2所述的光接收装置，其中，所述相位周跳减少部具有： 符号评价电路，输入所述增益调整部所包括的倍增部和乘幂部的输出符号相位以及从 有限脉冲滤波器的输出所计算的成为基准的暂定相位估计值，比较两者，由此，确定噪声大 的符号；以及 抽头系数设定电路，使所述有限脉冲响应滤波器的抽头之中的噪声大的符号所对应的 抽头的权重减少， 通过所述抽头系数设定电路，所述相位估计部的输出在减少了包括大的噪声的符号的 影响之后输入到所述相位补偿部，进行接收符号序列的载波相位误差的补偿。11. 根据权利要求2所述的光接收装置，其中，所述相位周跳减少部具有： 符号评价电路，输入所述增益调整部所包括的倍增部和乘幂部的输出符号相位以及从 反馈结构输入的基准相位，比较两者，由此，确定噪声大的符号；以及 抽头系数设定电路，使有限脉冲响应滤波器的抽头之中的噪声大的符号所对应的抽头 的权重减少， 通过所述抽头系数设定电路，所述相位估计部的输出在减少了包括大的噪声的符号的 影响之后输入到所述相位补偿部，进行接收符号序列的载波相位误差的补偿。12. -种相位周跳减少方法，其中，接收通过相位调制或正交幅度调制而调制的光信 号，使用相干检波来将所接收的光信号变换为电信号，对将电信号变换为数字信号后的接 收信号进行相位补偿，此时， 对从所述接收信号得到的接收符号序列进行针对振幅和相位独立的运算，由此，提高 载波相位误差的估计精度，并且通过对各符号的估计相位进行统计处理，从而检测成为相 位周跳的原因的粗大噪声，使相位周跳减少。13. 根据权利要求12所述的相位周跳减少方法，其中，具有： 载波相位估计步骤，在其中，对接收信号的载波相位误差进行估计； 载波相位补偿步骤，在其中，基于在所述载波相位估计步骤中估计的载波相位误差来 补偿接收信号的相位并输出； 延迟差分步骤，在其中，基于在所述载波相位估计步骤中估计的载波相位误差的变动 量来计算延迟差分值； 跳变判定步骤，在其中，基于所述延迟差分步骤计算的延迟差分值来判定是否发生了 相位周跳； 第一跳变补偿步骤，在其中，对在所述载波相位补偿步骤中输出的信号补偿相位；以及 第二跳变补偿步骤，在其中，在所述跳变判定步骤中判定为发生了相位周跳的情况下， 更新在补偿时使用的相位补偿量即根据对接收信号使用的调制格式而确定的相位补偿量。14. 根据权利要求12所述的相位周跳减少方法，其中，具有相位补偿步骤，在其中，将 从所述接收信号得到的符号序列之中的具有相位相关性的期间内的符号作为对象，抑制在 传输中受到影响的外来值的影响而估计符号的相位，使用估计后的相位来对符号进行相位 补偿。15. 根据权利要求12所述的相位周跳减少方法，其中，具有相位补偿步骤，在其中，针 对从所述接收信号得到的符号序列分离为振幅值和相位值，对每一个进行增益调整，由此， 估计符号的相位，使用估计后的相位来对符号进行相位补偿。16. -种光接收装置，接收通过相位调制或正交幅度调制而调制的光信号，使用相干检 波来将所接收的光信号变换为电信号，对变换后的接收信号进行相位补偿，其中，所述光接 收装置具有： 载波相位估计部，估计从所述接收信号得到的接收符号序列的载波相位误差； 增益调整部，其具有：振幅/相位分离部，分离每一个被表现为复数的所述符号序列的 各符号的振幅和相位；振幅增益调整部，对由所述振幅/相位分离部所分离的振幅值进行 运算；相位增益调整部，对由所述振幅/相位分离部所分离的相位值进行运算；以及振幅/ 相位结合部，将由所述振幅增益调整部和所述相位增益调整部进行增益调整后的振幅值和 相位值再次重新构成为复数，所述增益调整部进行所述载波相位估计部的输入符号的增益 调整； 相位周跳减少部，通过对所述载波相位估计部的输出进行统计处理来检测成为相位周 跳的原因的粗大噪声，减少所述相位周跳；以及 相位补偿电路，使用所述载波相位估计部的输出来补偿所述接收信号所包括的载波相 位误差， 所述相位周跳减少部具有： 延迟差分值计算电路，输入所述相位估计部的输出信号来计算延迟差分值； 跳变判定部，对所述延迟差分值计算电路的输出进行评价来判定相位周跳的有无； 符号评价电路，输入所述增益调整部所包括的倍增部和乘幂部的输出符号相位以及从 有限脉冲滤波器的输出所计算的成为基准的暂定相位估计值，比较两者，由此，确定噪声大 的符号；以及 抽头系数设定电路，使有限脉冲响应滤波器的抽头之中的噪声大的符号所对应的抽头 的权重减少， 通过所述抽头系数设定电路，所述相位估计部的输出在减少了包括大的噪声的符号的 影响之后输入到所述相位补偿部，进行接收符号序列的载波相位误差的补偿， 所述相位补偿电路具有： 输入所述载波相位估计部的输出来进行相位补偿的电路；以及 跳变补偿部，输入示出检测到所述粗大噪声的判定信号来补偿相位周跳。17. -种光接收装置，接收通过相位调制或正交幅度调制而调制的光信号，使用相干检 波来将所接收的光信号变换为电信号，对变换后的接收信号进行相位补偿，其中，所述光接 收装置具有： 载波相位估计部，估计从所述接收信号得到的接收符号序列的载波相位误差； 增益调整部，其具有：振幅/相位分离部，分离每一个被表现为复数的所述符号序列的 各符号的振幅和相位；振幅增益调整部，对由所述振幅/相位分离部所分离的振幅值进行 运算；相位增益调整部，对由所述振幅/相位分离部所分离的相位值进行运算；以及振幅/ 相位结合部，将由所述振幅增益调整部和所述相位增益调整部进行增益调整后的振幅值和 相位值再次重新构成为复数，所述增益调整部进行所述载波相位估计部的输入符号的增益 调整； 相位周跳减少部，通过对所述载波相位估计部的输出进行统计处理来检测成为相位周 跳的原因的粗大噪声，减少所述相位周跳；以及 相位补偿电路，使用所述载波相位估计部的输出来补偿所述接收信号所包括的载波相 位误差， 所述相位周跳减少部具有： 延迟差分值计算电路，输入所述相位估计部的输出信号来计算延迟差分值； 跳变判定部，对所述延迟差分值计算电路的输出进行评价来判定相位周跳的有无； 符号评价电路，输入所述增益调整部所包括的倍增部和乘幂部的输出符号相位以及从 反馈结构输入的基准相位，比较两者，由此，确定噪声大的符号；以及 抽头系数设定电路，使有限脉冲响应滤波器的抽头之中的噪声大的符号所对应的抽头 的权重减少， 通过所述抽头系数设定电路，所述相位估计部的输出在减少了包括大的噪声的符号的 影响之后输入到所述相位补偿部，进行接收符号序列的载波相位误差的补偿， 所述相位补偿电路具有： 输入所述载波相位估计部的输出来进行相位补偿的电路；以及 跳变补偿部，输入示出检测到所述粗大噪声的判定信号来补偿相位周跳。
【专利摘要】一种光接收装置，接收通过相位调制或正交幅度调制而调制的光信号，使用相干检波来将所接收的光信号变换为电信号，对变换后的接收信号进行相位补偿，该光接收装置具有：载波相位估计部，估计从所述接收信号得到的接收符号序列的载波相位误差；增益调整部，进行所述载波相位估计部的输入符号的增益调整；相位周跳减少部，通过对所述载波相位估计部的输出进行统计处理来检测成为相位周跳的原因的粗大噪声，减少所述相位周跳；以及相位补偿电路，使用所述载波相位估计部的输出来补偿所述接收信号所包括的载波相位误差。
【IPC分类】H04B10/61
【公开号】CN104919729
【申请号】CN201480005832
【发明人】堀越建吾, 芝原光树, 山崎悦史, 吉田光辉, 石原浩一, 小林孝行, 木坂由明, 大原拓也, 富泽将人, 片冈智由
【申请人】日本电信电话株式会社
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2014年1月24日
【公告号】EP2930867A1, US20150333838, WO2014115840A1