特許ウォッチ

公開番号2024122745
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-09
出願番号2023030461
出願日2023-02-28
発明の名称受信器および適応等化処理方法
出願人富士通株式会社
代理人個人
主分類H04B 10/2507 20130101AFI20240902BHJP(電気通信技術)
要約【課題】回路規模と消費電力の増大およびフィルタ遅延を防ぎ、光伝送速度の高速化に対応して偏波モード分散を簡単に補償できること。
【解決手段】受信器に設けられる適応等化処理部100は、データの波形歪を適応的に補償する。適応等化処理部100は、受信データの波形歪を、周波数領域フィルタ122により補償する周波数領域補償部101と、時間領域処理フィルタ125を含み、周波数領域補償部101に入力される受信データに基づき、フィルタ係数を算出するフィルタ係数更新部102と、を含む。また、周波数領域係数変換部103は、フィルタ係数更新部102が算出した時間領域のフィルタ係数を周波数領域に変換し、周波数領域フィルタに出力する。そして、フィルタ係数更新部102は、周波数領域フィルタ122に入力される受信データの一部のみを用いてフィルタ係数を算出する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
受信データの波形歪を適応的に補償する適応等化処理部を含む受信器において、
前記適応等化処理部は、
前記受信データの波形歪を、周波数領域フィルタにより補償する周波数領域補償部と、
時間領域処理フィルタを含み、前記周波数領域補償部に入力される前記受信データに基づき、フィルタ係数を算出するフィルタ係数更新部と、
前記フィルタ係数更新部が算出した時間領域の前記フィルタ係数を周波数領域に変換し、前記周波数領域フィルタに出力する周波数領域係数変換部と、を有し、
前記フィルタ係数更新部は、前記周波数領域フィルタに入力される前記受信データの一部のみを用いて前記フィルタ係数を算出する、
ことを特徴とする受信器。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記受信データの全てを前記周波数領域補償部に出力するとともに、前記受信データの一部を前記フィルタ係数更新部に選択出力するデータ選択部と、
予め定めた前記受信データの一部を受信したタイミング毎に前記データ選択部に前記選択出力を指示する制御部と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の受信器。
【請求項３】
前記受信データの一部は、データ信号に所定時間間隔で挿入された既知信号であることを特徴とする請求項２に記載の受信器。
【請求項４】
前記フィルタ係数更新部は、複数のＦＩＲフィルタを含み、前記受信データの一部のデータに基づき算出したタップ係数に基づき、前記フィルタ係数を算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の受信器。
【請求項５】
前記周波数領域補償部は、ＦＦＴと、前記周波数領域フィルタと、ＩＦＦＴと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の受信器。
【請求項６】
前記受信データがシンボルレートの非整数倍でサンプリングされた場合に対応して、前記周波数領域補償部は、前記受信データ前記ＩＦＦＴの出力データに対する位相シフトおよびリサンプリングを行う位相シフト／リサンプリング部をさらに有し、前記受信データのシンボルレートの整数倍のサンプリング出力を行うことを特徴とする請求項５に記載の受信器。
【請求項７】
前記受信データがシンボルレートの非整数倍でサンプリングされた場合に対応して、前記周波数領域補償部は、前記受信データ前記ＩＦＦＴの出力データに対するリサンプリング処理を周波数領域で行うリサンプリング部と、離散フーリエ変換処理のＤＦＴと、位相シフト部をさらに有し、前記受信データのシンボルレートの整数倍のサンプリング出力を行うことを特徴とする請求項５に記載の受信器。
【請求項８】
受信データの波形歪を適応的に補償する受信器の適応等化処理方法において、
前記受信データに基づき、時間領域処理により時間領域のフィルタ係数を算出し、
算出した時間領域の前記フィルタ係数を周波数領域に変換し、
変換された前記周波数領域の前記フィルタ係数に基づき、前記受信データの波形歪を周波数領域処理により補償し、
前記フィルタ係数は、前記受信データの一部のみを用いて算出する、
ことを特徴とする適応等化処理方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信器および適応等化処理方法に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
光伝送による送受信器は、高速化および大容量化が図られており、今後さらにシンボルレートの上昇が見込まれている。シンボルレートは従来の３０ＧＢａｕｄ程度から現在１００ＧＢａｕｄを超えるまで上昇し、さらなる上昇が見込まれている。受信器は、デジタルコヒーレント受信技術の受信信号処理により受信信号の波形歪を補償している。例えば、受信信号に発生する偏波状態の変化に応じた波形歪（偏波変動、偏波モード分散（ＰＭＤ）、偏波依存性損失）を補償する。ＰＭＤはＰｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎＭｏｄｅＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎの略である。
【０００３】
偏波モード分散補償にかかる先行技術としては、下記の特許文献が開示されている。例えば、同じ偏波を有するＩ／Ｑ信号を波長分散補償し、異なる偏光を有する信号を独立して処理することで信号を回復させ、ＰＭＤ適応係数を周期的に推定し、ＦＦＴにより周波数領域変換およびパラレル－シリアル変換により時間領域に戻す技術がある。また、コヒーレント光受信器が波長分散（ＣＤ）補償およびＰＭＤ補償のモジュールを備え、適応ブロック最小平均二乗（ＬＭＳ）等化器でフィルタタップの更新をサンプルのブロック毎に発生させて推定し、ＦＦＴおよびＩＦＦＴモジュールを含む技術がある。ＣＤはＣｈｒｏｍａｔｉｃＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎの略、ＦＦＴはＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ（高速フーリエ変換）、ＩＦＦＴはＩｎｖｅｒｓｅＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）の略である。また、サンプルのブロックを周波数領域の変換により生成した離散スペクトルを静的フィルタのフィルタリングでスペクトルを生成し、時間係数を周波数領域に変換してフィルタの周波数係数を生成し、スペクトルを時間領域に変換する技術がある。また、周波数領域・時間領域のハイブリッド型等化器において、帰還型時間領域フィルタでサンプル単位の時間領域更新を行い、フォワードパス内に周波数領域等化器を含む時間領域判定帰還型の等化器の技術がある（例えば、下記特許文献１～４等参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
米国特許出願公開第２０１０／０１４２９５２号明細書
米国特許出願公開第２０２０／０２０４２６７号明細書
特表２０１８－５３０９７４号公報
特表２００４－５３０３６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術の時間領域処理では、偏波モード分散補償の能力に依存して、消費電力が増大した。例えば、シンボルレートの上昇により偏波モード分散による波形歪を補償するＦＩＲフィルタのタップ数（回路規模）が増大していくため、将来的に、偏波モード分散を現実的な電力で補償できなくなる可能性がある。
【０００６】
一方、時間領域処理をＦＦＴ（ＩＦＦＴ）により周波数領域処理に変換して行う場合、シンボルレートの上昇によりフィルタ遅延が増大することで偏波変動耐力の性能低下が新たな課題となる。例えば、周波数領域処理では入力データブロックをＦＦＴ（ＩＦＦＴ）で一括して周波数領域に変換することでフィルタ処理を効率化しているため、偏波変動追従性が低下する。
【０００７】
一つの側面では、本発明は、回路規模と消費電力の増大およびフィルタ遅延を防ぎ、光伝送速度の高速化に対応して偏波モード分散を簡単に補償できることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面によれば、受信データの波形歪を適応的に補償する適応等化処理部を含む受信器において、前記適応等化処理部は、前記受信データの波形歪を、周波数領域フィルタにより補償する周波数領域補償部と、時間領域処理フィルタを含み、前記周波数領域補償部に入力される前記受信データに基づき、フィルタ係数を算出するフィルタ係数更新部と、前記フィルタ係数更新部が算出した時間領域の前記フィルタ係数を周波数領域に変換し、前記周波数領域フィルタに出力する周波数領域係数変換部と、を有し、前記フィルタ係数更新部は、前記周波数領域フィルタに入力される前記受信データの一部のみを用いて前記フィルタ係数を算出する、ことを要件とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様によれば、回路規模と消費電力の増大およびフィルタ遅延を防ぎ、光伝送速度の高速化に対応して偏波モード分散を簡単に補償できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、実施の形態にかかる受信器の適応等化処理部を示す図である。
図２は、既存の時間領域処理による偏波モード分散補償の構成例を示す図である。
図３は、既存のＦＩＲフィルタを用いた偏波モード分散補償回路の特性を示す図表である。
図４は、既存の偏波モード分散補償の各処理例を示す図である。
図５は、既存の時間領域処理および周波数領域処理における偏波モード分散補償性能を示す図表である。
図６は、既存の時間領域処理および周波数領域処理の課題の説明図である。
図７は、実施の形態の適応等化処理部のフィルタ係数更新部の構成例を示す図である。
図８は、適応等化処理部の制御部のハードウェア構成例を示す図である。
図９は、実施の形態の適応等化処理部の処理例を示すフローチャートである。
図１０は、実施の形態の適応等化処理部を含む光送受信システムの構成例を示す図である。
図１１は、他の実施の形態にかかる受信器の適応等化処理部を示す図である。（その１）
図１２は、他の実施の形態にかかる受信器の適応等化処理部を示す図である。（その２）
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許