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JP2024122745A - Receiver and adaptive equalization processing method - Google Patents

Receiver and adaptive equalization processing method Download PDF

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JP2024122745A JP2023030461A JP2023030461A JP2024122745A JP 2024122745 A JP2024122745 A JP 2024122745A JP 2023030461 A JP2023030461 A JP 2023030461A JP 2023030461 A JP2023030461 A JP 2023030461A JP 2024122745 A JP2024122745 A JP 2024122745A
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Abstract

【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[Problem] To prevent an increase in circuit size and power consumption, and filter delay, and to easily compensate for polarization mode dispersion in response to an increase in optical transmission speed. [Solution] An adaptive equalization processing unit (100) provided in a receiver adaptively compensates for waveform distortion of data. The adaptive equalization processing unit (100) includes a frequency domain compensation unit (101) that compensates for waveform distortion of received data using a frequency domain filter (122), and a filter coefficient update unit (102) that includes a time domain processing filter (125) and calculates filter coefficients based on the received data input to the frequency domain compensation unit (101). In addition, a frequency domain coefficient conversion unit (103) converts the time domain filter coefficients calculated by the filter coefficient update unit (102) into the frequency domain, and outputs them to the frequency domain filter. The filter coefficient update unit (102) then calculates filter coefficients using only a portion of the received data input to the frequency domain filter (122). [Selected Figure] FIG.

Description

本発明は、受信器および適応等化処理方法に関する。 The present invention relates to a receiver and an adaptive equalization processing method.

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Polarization Mode Dispersionの略である。 Optical transmission transceivers are becoming faster and have larger capacities, and symbol rates are expected to rise further in the future. Symbol rates have risen from the previous level of around 30 GBaud to over 100 GBaud, and are expected to continue to rise. The receiver compensates for waveform distortion in the received signal by processing the received signal using digital coherent receiving technology. For example, it compensates for waveform distortion (polarization fluctuations, polarization mode dispersion (PMD), polarization dependent loss) that occurs in the received signal due to changes in the polarization state. PMD stands for Polarization Mode Dispersion.

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Chromatic Dispersionの略、FFTはFast Fourier Transform(高速フーリエ変換)、IFFTはInverse FFT(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。)。 The following patent documents disclose prior art related to polarization mode dispersion compensation. For example, there is a technique in which I/Q signals with the same polarization are chromatic dispersion compensated, signals with different polarizations are processed independently to recover the signals, PMD adaptation coefficients are periodically estimated, and the signals are converted to the frequency domain by FFT and converted back to the time domain by parallel-serial conversion. There is also a technique in which a coherent optical receiver is equipped with modules for chromatic dispersion (CD) compensation and PMD compensation, an adaptive block least mean square (LMS) equalizer generates and estimates filter tap updates for each block of samples, and includes FFT and IFFT modules. CD stands for Chromatic Dispersion, FFT stands for Fast Fourier Transform, and IFFT stands for Inverse FFT. There is also a technique for generating a discrete spectrum by converting a block of samples into the frequency domain, filtering the discrete spectrum with a static filter, converting the time coefficients into the frequency domain to generate the frequency coefficients of the filter, and converting the spectrum into the time domain. There is also a technique for a time domain decision feedback equalizer in which a feedback type time domain filter is used to perform sample-by-sample time domain updates in a frequency domain/time domain hybrid equalizer, and a frequency domain equalizer is included in the forward path (see, for example, Patent Documents 1 to 4 below).

米国特許出願公開第2010/0142952号明細書US Patent Application Publication No. 2010/0142952 米国特許出願公開第2020/0204267号明細書US Patent Application Publication No. 2020/0204267 特表2018-530974号公報Special table 2018-530974 publication 特表2004-530365号公報Special Publication No. 2004-530365

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。 In conventional time-domain processing, power consumption increases depending on the ability to compensate for polarization mode dispersion. For example, as the symbol rate increases, the number of taps (circuit size) of the FIR filter that compensates for waveform distortion caused by polarization mode dispersion increases, so in the future, it may become impossible to compensate for polarization mode dispersion with realistic power.

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。 On the other hand, when time domain processing is converted to frequency domain processing using FFT (IFFT), the increase in symbol rate increases filter delay, which leads to a new issue of reduced polarization fluctuation resistance. For example, in frequency domain processing, the efficiency of filter processing is improved by converting input data blocks into the frequency domain all at once using FFT (IFFT), which reduces polarization fluctuation tracking ability.

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。 In one aspect, the present invention aims to prevent increases in circuit size and power consumption, as well as filter delays, and to easily compensate for polarization mode dispersion in response to increasing optical transmission speeds.

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。 According to one aspect of the present invention, in a receiver including an adaptive equalization processing unit that adaptively compensates for waveform distortion of received data, the adaptive equalization processing unit includes a frequency domain compensation unit that compensates for the waveform distortion of the received data using a frequency domain filter, a filter coefficient update unit that includes a time domain processing filter and calculates filter coefficients based on the received data input to the frequency domain compensation unit, and a frequency domain coefficient conversion unit that converts the filter coefficients in the time domain calculated by the filter coefficient update unit into the frequency domain and outputs them to the frequency domain filter, and the filter coefficient update unit calculates the filter coefficients using only a portion of the received data input to the frequency domain filter.

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。 According to one aspect of the present invention, it is possible to prevent increases in circuit size and power consumption, as well as filter delays, and to easily compensate for polarization mode dispersion in response to increasing optical transmission speeds.

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。FIG. 1 is a diagram illustrating an adaptive equalization processing unit of a receiver according to an embodiment. 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。FIG. 2 is a diagram showing an example of a configuration for polarization mode dispersion compensation using existing time domain processing. 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。FIG. 3 is a table showing the characteristics of a polarization mode dispersion compensation circuit using an existing FIR filter. 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。FIG. 4 is a diagram showing examples of existing polarization mode dispersion compensation processes. 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。FIG. 5 is a diagram showing the polarization mode dispersion compensation performance in the existing time domain processing and frequency domain processing. 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。FIG. 6 is a diagram illustrating problems with the existing time domain processing and frequency domain processing. 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。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a configuration of a filter coefficient update unit of the adaptive equalization processor according to the embodiment. 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。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a control unit of the adaptive equalization processing unit. 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。FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of processing by the adaptive equalization processor according to the embodiment. 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。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a configuration of an optical transmission and reception system including an adaptive equalization processing unit according to an embodiment. 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)FIG. 11 is a diagram illustrating an adaptive equalization processing unit of a receiver according to another embodiment. 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)FIG. 12 is a diagram illustrating an adaptive equalization processing unit of a receiver according to another embodiment.

以下に図面を参照して、開示の受信器および適応等化処理方法の実施の形態を詳細に説明する。実施の形態の適応等化処理方法は、受信信号(入力データ)の波形歪、例えば、偏波モード分散(PMD)を補償する。実施の形態の適応等化処理方法では、時間領域処理と周波数領域処理とを組み合わせたハイブリッド処理とし、時間領域処理および周波数領域処理の各処理を最適化することで、簡単な構成で伝送速度の高速化時の偏波モード分散を補償する。 The following describes in detail an embodiment of the disclosed receiver and adaptive equalization method with reference to the drawings. The adaptive equalization method of the embodiment compensates for waveform distortion, such as polarization mode dispersion (PMD), in a received signal (input data). The adaptive equalization method of the embodiment uses hybrid processing that combines time domain processing and frequency domain processing, and by optimizing each of the time domain processing and frequency domain processing, it compensates for polarization mode dispersion when the transmission speed is increased with a simple configuration.

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。適応等化処理部100は、周波数領域補償部101、フィルタ係数更新部102、周波数領域係数変換部103、制御部110、データ選択部111を含む。 FIG. 1 is a diagram showing an adaptive equalization processing unit of a receiver according to an embodiment. The adaptive equalization processing unit 100 includes a frequency domain compensation unit 101, a filter coefficient update unit 102, a frequency domain coefficient conversion unit 103, a control unit 110, and a data selection unit 111.

適応等化処理部100は、光ファイバ伝送路の変動や温度等により適応的に変化する偏波状態の変化で生じる波形歪を補償する。実施の形態の適応等化処理部100は、フィルタ係数演算のために入力データの一部のシンボル(ブロック)を間欠的にフィルタ係数更新部102に分岐出力する。フィルタ係数更新部102では、時間領域フィルタ(時間領域処理)によるフィルタ係数(適応等化処理係数に相当)の更新演算を時間上で間欠的に行う。フィルタ係数更新部102は、フィルタ係数制御部124、FIRフィルタ回路125を含む。FIRフィルタ回路125は、直交偏波(H,V)の入力データに対応する2入力×2出力の2×2FIRフィルタを有する。2×2FIRフィルタの接続構成は、後述する図2等で説明する既存のFIRフィルタを用いて構成できる。 The adaptive equalization processing unit 100 compensates for waveform distortion caused by changes in the polarization state that adaptively change due to fluctuations in the optical fiber transmission line, temperature, etc. The adaptive equalization processing unit 100 of the embodiment intermittently branches and outputs some symbols (blocks) of input data to the filter coefficient update unit 102 for filter coefficient calculation. The filter coefficient update unit 102 intermittently performs update calculation of the filter coefficient (corresponding to the adaptive equalization processing coefficient) by a time domain filter (time domain processing) in time. The filter coefficient update unit 102 includes a filter coefficient control unit 124 and an FIR filter circuit 125. The FIR filter circuit 125 has a 2-input x 2-output 2 x 2 FIR filter corresponding to the input data of orthogonal polarization (H, V). The connection configuration of the 2 x 2 FIR filter can be configured using an existing FIR filter described later in FIG. 2, etc.

周波数領域係数変換部103は、フィルタ係数更新部102が計算した時間領域のフィルタ係数を周波数領域のフィルタ係数に変換する。周波数領域係数変換部103は、汎用のFFT、DFT(離散フーリエ変換)などを用いて係数変換できる。 The frequency domain coefficient conversion unit 103 converts the time domain filter coefficients calculated by the filter coefficient update unit 102 into frequency domain filter coefficients. The frequency domain coefficient conversion unit 103 can perform coefficient conversion using a general-purpose FFT, DFT (discrete Fourier transform), etc.

周波数領域補償部101は、FFT121、周波数領域フィルタ処理部122、IFFT123を含む。FFT121は、入力データの所定ブロックを一括してFFT処理により周波数領域に変換し、周波数領域フィルタ処理部122に出力する。周波数領域フィルタ処理部122は、周波数領域係数変換部103が出力する周波数領域のフィルタ係数を用いて周波数領域でのフィルタ処理(偏波モード分散の波形歪補償)を行う。IFFT123は、フィルタ処理後の信号に対するIFFTを行い、時間領域のデータに変換後の直交偏波(H’,V’)のデータを出力する。 The frequency domain compensation unit 101 includes an FFT 121, a frequency domain filter processing unit 122, and an IFFT 123. The FFT 121 converts a predetermined block of input data into the frequency domain by FFT processing all at once, and outputs the converted data to the frequency domain filter processing unit 122. The frequency domain filter processing unit 122 performs filtering in the frequency domain (waveform distortion compensation for polarization mode dispersion) using the frequency domain filter coefficients output by the frequency domain coefficient conversion unit 103. The IFFT 123 performs IFFT on the signal after filtering, and outputs the data of the orthogonal polarization (H', V') after conversion to time domain data.

そして、実施の形態の適応等化処理部100は、制御部110により、入力データの中からフィルタ係数に用いるデータを選択するタイミングを制御する。制御部110は、データ選択部111とフィルタ係数更新部102に対し選択タイミングを通知出力する。 The adaptive equalization processing unit 100 of the embodiment controls the timing of selecting data to be used for the filter coefficients from the input data using the control unit 110. The control unit 110 notifies the data selection unit 111 and the filter coefficient update unit 102 of the selection timing.

データ選択部111は、制御部110から通知される選択タイミングに基づき、フィルタ係数更新部102で用いるデータを選択し、選択したデータをフィルタ係数更新部102へ分岐出力する。データ選択部111は、入力データのうち所定間隔のシンボルnとn+1について、シンボルn,n+1を中央に含む前後の複数シンボル(5シンボル)を入力データのブロックとして時間的に間欠的に選択し、フィルタ係数更新部102に分岐出力する。なお、データ選択部111は、制御部110の制御により、周波数領域補償部101に対しては、連続して入力される入力データの全てをそのまま出力する。 The data selection unit 111 selects data to be used in the filter coefficient update unit 102 based on the selection timing notified by the control unit 110, and branches and outputs the selected data to the filter coefficient update unit 102. For symbols n and n+1 at a predetermined interval in the input data, the data selection unit 111 intermittently selects multiple symbols (5 symbols) around symbols n and n+1 in the center as a block of input data, and branches and outputs the blocks to the filter coefficient update unit 102. Note that under the control of the control unit 110, the data selection unit 111 outputs all of the continuously input input data to the frequency domain compensation unit 101 as is.

フィルタ係数更新部102は、制御部110から通知される選択タイミングと、入力されたデータによって、フィルタ係数更新の演算を行う。 The filter coefficient update unit 102 performs calculations to update the filter coefficients based on the selection timing notified by the control unit 110 and the input data.

フィルタ係数更新について、例えば、データ信号間に挿入された既知信号(既知パターン)を用いることとしてもよい。この場合、図1に示すように、受信器内に設けられた既知パターン検出部130により既知信号(既知パターン)の到来タイミングを検出する。制御部110は、既知パターン検出部130が検出した既知信号の到来タイミングに基づき、入力データのうちフィルタ係数更新部102に分岐出力するデータの選択タイミングを決定し、データ選択部111に出力する。 For updating the filter coefficients, for example, a known signal (known pattern) inserted between data signals may be used. In this case, as shown in FIG. 1, the arrival timing of the known signal (known pattern) is detected by a known pattern detection unit 130 provided in the receiver. Based on the arrival timing of the known signal detected by the known pattern detection unit 130, the control unit 110 determines the selection timing of data to be branched and output to the filter coefficient update unit 102 from the input data, and outputs the data to the data selection unit 111.

例えば、既知信号(パターン)検出の手法としては、既知パターンの到来タイミングを検出するための専用の既知のシンボル列をデータ信号に挿入する。そして、既知のシンボル列と受信データの相関演算により、相関値の最も高いタイミングを探索し、送信データの既知パターン位置を探索する方法がある(例えば、特許第6123584号参照。)。既知信号(パターン)は、この一つの手法に限らず既存の各種手法により検出できる。 For example, one method of detecting a known signal (pattern) is to insert a special known symbol sequence into a data signal in order to detect the arrival timing of the known pattern. Then, by performing a correlation calculation between the known symbol sequence and the received data, the timing with the highest correlation value is searched for, and the position of the known pattern in the transmitted data is searched for (see, for example, Patent No. 6123584). Known signals (patterns) can be detected by a variety of existing methods, and are not limited to this one method.

また、実施の形態のFIRフィルタ回路125の各FIRフィルタのタップ数は、周波数領域フィルタ処理部122と同じタップ数でなくてもよい。FIRフィルタは、タップ数に応じて回路規模が線形に変化するが補償要求値に合わせた最小限のタップ数とすることができる。 In addition, the number of taps of each FIR filter of the FIR filter circuit 125 of the embodiment does not have to be the same as that of the frequency domain filter processing unit 122. The circuit size of the FIR filter changes linearly depending on the number of taps, but the number of taps can be the minimum number that matches the compensation requirement value.

上記構成の適応等化処理部100によれば、偏波モード分散補償について、時間領域処理および周波数領域処理のハイブリッド処理で行う。そして、フィルタ係数更新部102は、既存の時間領域処理に相当し、フィルタ係数更新に必要なシンボルデータのみ選択出力されたデータを用いてフィルタ係数を算出するため、フィルタ演算、すなわち、FIRフィルタ回路125の数を省略できる。 According to the adaptive equalization processing unit 100 configured as above, polarization mode dispersion compensation is performed by hybrid processing of time domain processing and frequency domain processing. The filter coefficient update unit 102 corresponds to the existing time domain processing, and calculates the filter coefficients using data that is selected and output only from the symbol data required for updating the filter coefficients, so that the number of filter operations, i.e., FIR filter circuits 125, can be reduced.

例えば、図1の例では、FIRフィルタ回路125は、シンボルn用のFIRフィルタ回路125と、シンボルn+1用のフィルタ回路125の計2つのFIRフィルタ回路125で済み、回路規模を削減できる。このFIRフィルタの数削減については後述する。これにより、適応等化処理部100は、時間領域処理のみで適応等化処理を行う場合に生じた回路規模と消費電力の増大を抑制できる。 For example, in the example of FIG. 1, only two FIR filter circuits 125 are required: an FIR filter circuit 125 for symbol n and a filter circuit 125 for symbol n+1, which reduces the circuit size. This reduction in the number of FIR filters will be described later. This allows the adaptive equalization processing unit 100 to suppress the increase in circuit size and power consumption that occurs when adaptive equalization processing is performed using only time domain processing.

また、図1に示す周波数領域補償部101は、既存の周波数領域処理と同様であるが、フィルタ係数更新部102が算出したフィルタ係数に基づき、入力データに対する歪補償を行う。これにより、周波数領域処理のみで適応等化処理を行う場合に生じたフィルタ遅延を防ぐことができる。これにより、実施の形態の適応等化処理部100によれば、簡単な構成で伝送速度の高速化時の偏波モード分散を補償できるようになる。 Furthermore, the frequency domain compensation unit 101 shown in FIG. 1 is similar to existing frequency domain processing, but performs distortion compensation on input data based on the filter coefficients calculated by the filter coefficient update unit 102. This makes it possible to prevent filter delays that occur when adaptive equalization processing is performed using only frequency domain processing. As a result, the adaptive equalization processing unit 100 of the embodiment can compensate for polarization mode dispersion when the transmission speed is increased with a simple configuration.

(既存の適応等化処理について)
ここで、既存の適応等化処理について説明しておく。ここでは、既存の時間領域処理と周波数領域処理についてそれぞれ説明する。
(Regarding existing adaptive equalization processing)
Here, existing adaptive equalization processing will be explained. Here, existing time domain processing and frequency domain processing will be explained separately.

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2には、例えば、MIMO(Multi Input Multi Output)の適応等化処理における偏波モード分散補償回路の例を示す。図2(a)に示す偏波モード分散補償回路200は、FIRフィルタ回路201と、フィルタ係数演算部202を有する。FIRフィルタ回路201は、直交するX偏波のデータrx,n、Y偏波のデータry,nが4つのFIRフィルタ201に入力される。X偏波のデータrx,nは、FIRフィルタ201aと、クロス接続のFIRフィルタ201cに入力される。Y偏波のデータry,nは、クロス接続のFIRフィルタ201bと、FIRフィルタ201dに入力される。 FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of polarization mode dispersion compensation by existing time domain processing. FIG. 2 shows an example of a polarization mode dispersion compensation circuit in adaptive equalization processing of MIMO (Multi Input Multi Output). The polarization mode dispersion compensation circuit 200 shown in FIG. 2(a) has an FIR filter circuit 201 and a filter coefficient calculation unit 202. In the FIR filter circuit 201, orthogonal X-polarized data r x,n and Y-polarized data r y,n are input to four FIR filters 201. The X-polarized data r x,n is input to the FIR filter 201a and the cross-connected FIR filter 201c. The Y-polarized data r y,n is input to the cross-connected FIR filter 201b and the FIR filter 201d.

フィルタ係数演算部202は、入力データに基づきFIRフィルタ回路201に対するフィルタ係数Wxxを下記の式(1)に基づき算出する。 The filter coefficient calculation unit 202 calculates the filter coefficient Wxx for the FIR filter circuit 201 based on the input data using the following formula (1).

Figure 2024122745000002
Figure 2024122745000002

式(1)に示すFIRフィルタ回路201の出力Sx,n,Sy,nは、FIRフィルタ201a~201dの4つの伝達関数Wxx(Whh,Whv,Wvh,Wvv)と、入力rx,n,ry,nの行列式で示され、フィルタ係数は伝送路歪の逆特性を示す。 The outputs S x,n , S y,n of the FIR filter circuit 201 shown in equation (1) are represented by the determinant of the four transfer functions W xx (W hh , W hv , W vh , W vv ) of the FIR filters 201a to 201d and the inputs r x,n , r y,n , and the filter coefficients indicate the inverse characteristics of the transmission path distortion.

FIRフィルタ201a,201bが出力する伝達関数は、x,y成分の加算によるクロストークと遅延差の補償出力Sx,nとして出力される。FIRフィルタ201c,201dが出力する伝達関数は、x,y成分の加算によるクロストークと遅延差の補償出力Sy,nとなる。補償出力Sx,n,Sy,nは、フィルタ係数演算部202に出力され、フィルタ係数演算部202は、伝送路歪の時間変動に追従する。 The transfer functions output by the FIR filters 201a and 201b are output as a compensation output Sx,n for the crosstalk and delay difference due to the addition of the x and y components. The transfer functions output by the FIR filters 201c and 201d are output as a compensation output Sy ,n for the crosstalk and delay difference due to the addition of the x and y components. The compensation outputs Sx ,n and Sy,n are output to a filter coefficient calculation unit 202, which follows the time fluctuation of the transmission path distortion.

図2(b)は、一つのFIRフィルタ201の内部構成例を示し、入力に対して複数の遅延器Tが所定のタップ数を有して直列接続され、各遅延器の入出力間のフィルタ係数Wxxの乗算結果が、複数タップ分加算して出力される。 FIG. 2B shows an example of the internal configuration of one FIR filter 201, in which a plurality of delay elements T are connected in series to the input with a predetermined number of taps, and the multiplication results of the filter coefficient Wxx between the input and output of each delay element are added together for the plurality of taps and output.

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3(a)は、偏波モード分散補償性能(ps)の特性図であり、横軸がシンボルレート、縦軸が偏波モード分散補償性能を示す。タップ数が17の場合、シンボルレートの増大により偏波モード分散補償性能が低下する。例えば、シンボルレートが32GBaudの偏波モード分散補償性能が180psであるが、シンボルレートが64GBaudになると偏波モード分散補償性能が90psに半減する。さらに、シンボルレートが128GBaudになると偏波モード分散補償性能が45psに半減する。 Figure 3 is a diagram showing the characteristics of a polarization mode dispersion compensation circuit using an existing FIR filter. Figure 3(a) is a characteristic diagram of polarization mode dispersion compensation performance (ps), with the horizontal axis showing the symbol rate and the vertical axis showing the polarization mode dispersion compensation performance. When the number of taps is 17, the polarization mode dispersion compensation performance decreases with an increase in the symbol rate. For example, the polarization mode dispersion compensation performance is 180 ps when the symbol rate is 32 GBaud, but when the symbol rate becomes 64 GBaud, the polarization mode dispersion compensation performance is halved to 90 ps. Furthermore, when the symbol rate becomes 128 GBaud, the polarization mode dispersion compensation performance is halved to 45 ps.

図3(b)は、タップ数を増大した場合の偏波モード分散補償回路200の電力特性図であり、横軸がタップ数、縦軸が電力を示す。タップ数が増大するほど、電力が増大する。現状のシンボルレート120GBaud以上にボーレートが増大すると、タップ数の増大に応じて電力消費が増大し、現実的な電力で偏波モード分散補償を行うことができなくなる可能性がある。 Figure 3(b) is a power characteristic diagram of the polarization mode dispersion compensation circuit 200 when the number of taps is increased, with the horizontal axis showing the number of taps and the vertical axis showing the power. The more the number of taps increases, the greater the power. If the baud rate increases beyond the current symbol rate of 120 GBaud, power consumption will increase in accordance with the increase in the number of taps, and it may become impossible to perform polarization mode dispersion compensation with a realistic power.

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4(a)は、上述したFIRフィルタを用いた時間領域処理による偏波モード分散補償回路200を示す。図4(a)に示す偏波モード分散補償回路200のフィルタ係数演算部202は、入力データrx,n,ry,nを用いてフィルタ係数を算出し、補償出力Sx,n,Sy,nにより伝送路歪の時間変動に追従している。しかし、ボーレート(タップ数)の増大により、FIRフィルタ回路201の遅延量が増大することになる。この場合、フィルタ係数演算部202での新しいフィルタ係数の計算に時間がかかり、伝送路歪の変動に対応できず、偏波変動耐力性能の低下を招く。 FIG. 4 is a diagram showing examples of each process of the existing polarization mode dispersion compensation. FIG. 4(a) shows a polarization mode dispersion compensation circuit 200 by time domain processing using the above-mentioned FIR filter. The filter coefficient calculation unit 202 of the polarization mode dispersion compensation circuit 200 shown in FIG. 4(a) calculates filter coefficients using input data r x,n , ry,n, and follows the time fluctuation of the transmission line distortion by the compensation output S x,n , S y,n . However, an increase in the baud rate (number of taps) increases the delay amount of the FIR filter circuit 201. In this case, it takes a long time to calculate new filter coefficients in the filter coefficient calculation unit 202, and it is not possible to respond to the fluctuation of the transmission line distortion, resulting in a decrease in polarization fluctuation resistance performance.

図4(b)は、周波数領域処理による偏波モード分散補償回路400を示す。図4(a)に示した時間領域処理による偏波モード分散補償回路200で生じる問題を解決するため、図4(b)に示す周波数領域処理による偏波モード分散補償回路400とすることが考えられる。 Figure 4(b) shows a polarization mode dispersion compensation circuit 400 using frequency domain processing. In order to solve the problems that arise in the polarization mode dispersion compensation circuit 200 using time domain processing shown in Figure 4(a), it is possible to use the polarization mode dispersion compensation circuit 400 using frequency domain processing shown in Figure 4(b).

図4(b)に示す周波数領域処理による偏波モード分散補償回路400は、FFT401、周波数領域フィルタ処理部402、IFFT403を含み、複数シンボル分の時間領域の入力データrx,n,ry,nをFFT301により一括して周波数領域に変換する。そして、フィルタ係数演算部404で計算したフィルタ係数を周波数領域係数変換部405で周波数領域のフィルタ係数に変換して周波数領域フィルタ処理部402に出力する。周波数領域フィルタ処理部402は、周波数領域係数変換部405で変換された周波数領域のフィルタ係数に基づきフィルタ処理を行い、IFFT403を介して出力を得る。 4B includes an FFT 401, a frequency domain filter processor 402, and an IFFT 403, and converts a plurality of symbols of time domain input data r x,n , ry,n into the frequency domain all at once by the FFT 301. Then, the filter coefficients calculated by the filter coefficient calculation unit 404 are converted into frequency domain filter coefficients by the frequency domain coefficient converter 405, and output to the frequency domain filter processor 402. The frequency domain filter processor 402 performs filtering based on the frequency domain filter coefficients converted by the frequency domain coefficient converter 405, and obtains an output via the IFFT 403.

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。横軸は偏波モード分散補償性能であり、フィルタメモリ長(タップ数、FFT/IFFTサイズ)に相当する。縦軸は電力および回路規模である。 Figure 5 is a graph showing the polarization mode dispersion compensation performance in existing time domain processing and frequency domain processing. The horizontal axis is the polarization mode dispersion compensation performance, which corresponds to the filter memory length (number of taps, FFT/IFFT size). The vertical axis is the power and circuit size.

図5の点線は、図4(a)に示した時間領域処理による補償の特性線であり、シンボルレートが小さい場合は領域Aに位置している。しかし、時間領域処理による特性線Tでは、フィルタメモリ長を増やすに従い電力(回路規模)が増大してしまう。これに対し、図5の実線には、図4(b)に示した周波数領域処理による補償の特性線Fを示す。周波数領域処理では、時間領域処理に比してフィルタメモリ長の増大に対する電力(回路規模)の増大を抑えることができ、今後、ボーレートが増大した場合でも、フィルタメモリ長を増やしても電力(回路規模)の増大の抑制が示されている。図5に示す周波数領域処理の特性線Fは、時間領域処理の特性線Tに対し、領域Aを超えるフィルタメモリ長部分で電力(回路規模)が逆転し、周波数領域処理による偏波モード分散補償の方が有利になる可能性が示されている。 The dotted line in FIG. 5 is the characteristic line of compensation by time domain processing shown in FIG. 4(a), and is located in region A when the symbol rate is small. However, in the characteristic line T by time domain processing, the power (circuit size) increases as the filter memory length increases. In contrast, the solid line in FIG. 5 shows the characteristic line F of compensation by frequency domain processing shown in FIG. 4(b). In frequency domain processing, the increase in power (circuit size) with an increase in filter memory length can be suppressed compared to time domain processing, and even if the baud rate increases in the future, the increase in power (circuit size) is suppressed even if the filter memory length is increased. The characteristic line F of frequency domain processing shown in FIG. 5 shows that the power (circuit size) is reversed in the filter memory length part exceeding region A compared to the characteristic line T of time domain processing, and it is possible that polarization mode dispersion compensation by frequency domain processing may be advantageous.

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。上述した時間領域処理および周波数領域処理は、いずれも以下の課題を有している。 Figure 6 is an explanatory diagram of the problems with existing time domain processing and frequency domain processing. Both the time domain processing and frequency domain processing described above have the following problems.

図6(a)は、時間領域処理による偏波モード分散補償回路200のフィルタ処理例を示す図である。入力データrx,nのある1シンボルnに対し、上述した一つのFIRフィルタ回路201が用いられる。データ速度が数10~数100GHzとなる光通信では、回路の処理速度よりもデータ速度が速いため、入力シンボル毎のFIRフィルタ回路201による並列信号処理が必要となる。図6(a)の場合、一つのFIRフィルタ回路201あたりで処理可能なデータ速度が1GBaudとすると、128GBaudでは、128個のFIRフィルタ回路201による並列信号処理が必要となる。タップ数の増加だけでなく、並列信号処理数の増加によっても、時間領域処理による偏波モード分散補償回路200では、ボーレートが増大するに従いFIRフィルタ回路201の回路規模および消費電力が増大する。 FIG. 6A is a diagram showing an example of filter processing in the polarization mode dispersion compensation circuit 200 by time domain processing. For one symbol n of input data r x,n , one FIR filter circuit 201 described above is used. In optical communications with a data rate of several tens to several hundreds of GHz, the data rate is faster than the processing rate of the circuit, so parallel signal processing by the FIR filter circuit 201 for each input symbol is required. In the case of FIG. 6A, if the data rate that can be processed by one FIR filter circuit 201 is 1 GBaud, parallel signal processing by 128 FIR filter circuits 201 is required for 128 GBaud. In the polarization mode dispersion compensation circuit 200 by time domain processing, the circuit size and power consumption of the FIR filter circuit 201 increase as the baud rate increases due to an increase in not only the number of taps but also the number of parallel signal processes.

図6(b)は、周波数領域処理による偏波モード分散補償回路400のフィルタ処理例を示す図である。上述したように、偏波モード分散補償回路400によれば、複数シンボルの入力データ、例えば、128シンボル全体を入力として周波数領域処理を行う。FFT401では入力データの複数シンボルのブロックを一括して周波数領域に変換し、128シンボル毎に1回のフィルタ処理で済む。このフィルタ処理は、一括して処理をするためフィルタのメモリ長(FIRフィルタのタップ長相当)が大きい場合には有利となる。一方で、偏波モード分散補償回路400では、複数シンボルをまとめて処理をすることでフィルタ処理を効率化しているため、フィルタ遅延が大きくなる。 Figure 6(b) is a diagram showing an example of filter processing by the polarization mode dispersion compensation circuit 400 using frequency domain processing. As described above, the polarization mode dispersion compensation circuit 400 performs frequency domain processing using input data of multiple symbols, for example, the entire 128 symbols as input. The FFT 401 converts a block of multiple symbols of input data into the frequency domain all at once, and only one filter process is required for every 128 symbols. This filter process is advantageous when the filter memory length (corresponding to the tap length of the FIR filter) is large because it processes all at once. On the other hand, the polarization mode dispersion compensation circuit 400 makes filter processing more efficient by processing multiple symbols together, which results in large filter delay.

ここで、フィルタ係数制御の一例について説明しておく。フィルタ係数制御として、CMA(Constant Modulus Algorithm)がある。このCMAでは、評価関数が0に近づくように、確率的勾配降下法でタップ係数を制御する。確率的勾配降下法(Stochastic-gradient decent algorithm)は、下記の式(2)で示される。 Here, an example of filter coefficient control will be explained. One example of filter coefficient control is CMA (Constant Modulus Algorithm). In this CMA, the tap coefficients are controlled by the stochastic gradient descent method so that the evaluation function approaches 0. The stochastic gradient descent algorithm is expressed by the following equation (2).

Figure 2024122745000003
Figure 2024122745000003

但し、wn:時刻nにおける適応イコライザタップ係数ベクトル(whh、wvh、whv、wvv)、rn:適応イコライザの入力信号ベクトル、sn:適応イコライザの出力信号電界、μ:ステップサイズ(フィードバックの強さを支配)、g:等化後の目標信号振幅(定数) where w n : adaptive equalizer tap coefficient vector (w hh , w vh , w hv , w vv ) at time n, r n : input signal vector of the adaptive equalizer, s n : output signal electric field of the adaptive equalizer, μ : step size (controls the strength of feedback), g : target signal amplitude after equalization (constant).

上記によれば、フィルタの回路遅延(delay)が増えると更新周期が遅くなる。これにより、偏波変動耐力性能が低下する。 As stated above, as the circuit delay of the filter increases, the update period slows down. This reduces the polarization fluctuation tolerance performance.

以上のように、時間領域処理および周波数領域処理は、いずれも課題を有している。偏波モード分散補償を時間領域処理のみで行おうとすると、回路規模と消費電力が増大した。また、周波数領域処理のみで行おうとすると、フィルタ遅延が生じた。 As described above, both time domain processing and frequency domain processing have their own issues. Attempting to perform polarization mode dispersion compensation using only time domain processing increases the circuit size and power consumption. Furthermore, attempting to perform compensation using only frequency domain processing results in filter delay.

これに対し、実施の形態の適応等化処理部100は、時間領域処理および周波数領域処理のハイブリッド構成とし、入力データの一部のみをフィルタ係数更新部102へ渡す。フィルタ係数更新部102では、間欠的に時間領域フィルタ(時間領域処理)によるフィルタ係数(適応等化処理係数に相当)の更新演算を行う。FIRフィルタ回路125は、時間領域のフィルタであるがタップ数削減により遅延を少なくでき、フィルタ係数更新部102は、フィルタ係数を早く演算できる。また、フィルタ係数更新部102は、入力データの一部のみを用いて係数更新を行えばよく、例えば、128回に1回の係数更新を行う。 In contrast, the adaptive equalization processing unit 100 of the embodiment has a hybrid configuration of time domain processing and frequency domain processing, and passes only a portion of the input data to the filter coefficient update unit 102. The filter coefficient update unit 102 intermittently performs update calculations of the filter coefficients (corresponding to adaptive equalization processing coefficients) using a time domain filter (time domain processing). Although the FIR filter circuit 125 is a time domain filter, delays can be reduced by reducing the number of taps, and the filter coefficient update unit 102 can quickly calculate the filter coefficients. Furthermore, the filter coefficient update unit 102 only needs to perform coefficient updates using only a portion of the input data, and performs coefficient updates once every 128 times, for example.

そして、実施の形態によれば、図6(a)に示した時間領域処理による偏波モード分散補償回路200で必要となった128個のFIRフィルタ回路201の並列接続を不要とし、フィルタ回路の数を削減できる。 And according to the embodiment, the parallel connection of 128 FIR filter circuits 201 required in the polarization mode dispersion compensation circuit 200 using time domain processing shown in FIG. 6(a) is no longer necessary, and the number of filter circuits can be reduced.

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。実施の形態のフィルタ係数更新部102のFIRフィルタ回路125は、既存の時間領域処理の偏波モード分散補償回路200(図6(a)参照)で説明したFIRフィルタ回路201と同様に4個を接続した2×2フィルタ125a~125dを用いて構成できる。 Figure 7 is a diagram showing an example of the configuration of a filter coefficient update unit of an adaptive equalization processing unit according to an embodiment. The FIR filter circuit 125 of the filter coefficient update unit 102 according to an embodiment can be configured using four connected 2x2 filters 125a to 125d, similar to the FIR filter circuit 201 described in the existing time-domain processing polarization mode dispersion compensation circuit 200 (see Figure 6(a)).

ここで、実施の形態のフィルタ係数更新部102のFIRフィルタ回路125は、係数更新演算に必要なシンボルデータのみを処理すればよいため、フィルタ演算を省略できる。図7の例では、2つのシンボルデータ(n,n+1)用の2つのFIRフィルタ回路125を用いるだけでよい。これにより、例えば、図6(a)に示した既存の時間領域処理で用いた128個のFIRフィルタ回路201に対し、実施の形態では、フィルタ回路125の数は2個で済む。 Here, the FIR filter circuit 125 of the filter coefficient update unit 102 in the embodiment only needs to process the symbol data required for the coefficient update calculation, so the filter calculation can be omitted. In the example of FIG. 7, it is sufficient to use two FIR filter circuits 125 for two symbol data (n, n+1). As a result, for example, compared to the 128 FIR filter circuits 201 used in the existing time domain processing shown in FIG. 6(a), in the embodiment, only two filter circuits 125 are required.

さらに、図1で説明したデータシンボルの間に既知パターンを挿入し、既知パターンを使って係数更新することとしてもよい。例えば、連続するデータシンボルに対し、32シンボル毎、62シンボル毎、128シンボル毎等、所定の時間間隔T0で既知パターン(n,n+1の1シンボルに相当)を挿入する。この場合、フィルタ係数更新部102のFIRフィルタ回路125は、既知パターンのみをフィルタ処理すればよい。さらに、係数更新の間隔が遅くて良い場合、すなわちシンボルn,n+1のシンボル間隔(時間間隔)が広い場合には、一つのFIRフィルタ回路125のみで時分割処理することもでき、さらにFIRフィルタ回路125を簡素化することができる。 Furthermore, a known pattern may be inserted between the data symbols described in FIG. 1, and the coefficients may be updated using the known pattern. For example, a known pattern (corresponding to one symbol of n, n+1) is inserted into consecutive data symbols at a predetermined time interval T0, such as every 32 symbols, every 62 symbols, or every 128 symbols. In this case, the FIR filter circuit 125 of the filter coefficient update unit 102 only needs to filter the known pattern. Furthermore, if a slow interval for updating the coefficients is acceptable, that is, if the symbol interval (time interval) of symbols n and n+1 is wide, time-division processing can be performed using only one FIR filter circuit 125, and the FIR filter circuit 125 can be further simplified.

このように、実施の形態によるフィルタ係数更新部102のFIRフィルタ回路125は、仮にフィルタタップ数が大きくても動作率を低減できるようになる。実施の形態では。フィルタ係数更新部102におけるフィルタ係数演算の一機能として時間領域処理を行うFIRフィルタ回路125を用いることで、偏波モード分散歪に対する追従性と補償性能とのバランスを取りながら電力効率を高めることができる。 In this way, the FIR filter circuit 125 of the filter coefficient update unit 102 according to the embodiment can reduce the operation rate even if the number of filter taps is large. In the embodiment, by using the FIR filter circuit 125 that performs time domain processing as one function of the filter coefficient calculation in the filter coefficient update unit 102, it is possible to improve power efficiency while balancing the tracking ability and compensation performance for polarization mode dispersion distortion.

ところで、図7に示したフィルタ係数更新部102を含み図1に示した適応等化処理部100は、信号の高速処理が必要であるため、現状では専用のASICのハードウェアを用いて構成している。しかし、将来的には高速処理に対応したFPGA、DSP、CPUにより適応等化処理部100を構成することもできる。ASICはApplication Specific Integrated Circuit、FPGAはField Programmable Gate Array、DSPはDigital Signal Processorの略である。 Incidentally, the adaptive equalization processing unit 100 shown in FIG. 1, including the filter coefficient update unit 102 shown in FIG. 7, requires high-speed signal processing, so currently it is configured using dedicated ASIC hardware. However, in the future, the adaptive equalization processing unit 100 can also be configured using an FPGA, DSP, or CPU that supports high-speed processing. ASIC stands for Application Specific Integrated Circuit, FPGA stands for Field Programmable Gate Array, and DSP stands for Digital Signal Processor.

(適応等化処理部の制御部のハードウェア構成例)
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。例えば、図1に示した制御部110については、入力データの選択タイミング制御にかかる構成であり、例えば、図8に示すハードウェアにより構成できる。
(Example of Hardware Configuration of Control Unit of Adaptive Equalization Processing Unit)
Fig. 8 is a diagram showing an example of the hardware configuration of a control unit of an adaptive equalization processing unit. For example, the control unit 110 shown in Fig. 1 is a configuration related to input data selection timing control, and can be configured by, for example, the hardware shown in Fig. 8.

例えば、制御部110は、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサ801と、メモリ802と、ネットワークIF803と、記録媒体IF804と、記録媒体805とを有する。また、各構成部は、バス800によってそれぞれ接続される。 For example, the control unit 110 has a processor 801 such as a CPU (Central Processing Unit), a memory 802, a network IF 803, a recording medium IF 804, and a recording medium 805. In addition, each component is connected to each other via a bus 800.

ここで、プロセッサ801は、制御部110全体の制御を司る制御部である。プロセッサ801は、複数のコアを有していてもよい。メモリ802は、例えば、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)およびフラッシュROMなどを有する。具体的には、例えば、フラッシュROMが制御プログラムを記憶し、ROMがアプリケーションプログラムを記憶し、RAMがプロセッサ801のワークエリアとして使用される。メモリ802に記憶されるプログラムは、プロセッサ801にロードされることで、コーディングされている処理をプロセッサ801に実行させる。 Here, the processor 801 is a control unit that controls the entire control unit 110. The processor 801 may have multiple cores. The memory 802 includes, for example, a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and a flash ROM. Specifically, for example, the flash ROM stores a control program, the ROM stores an application program, and the RAM is used as a work area for the processor 801. The programs stored in the memory 802 are loaded into the processor 801, causing the processor 801 to execute the coded processing.

ネットワークIF803は、ネットワークNWと装置内部とのインタフェースを司り、情報の入出力を制御する。 The network IF 803 serves as the interface between the network NW and the inside of the device, and controls the input and output of information.

記録媒体IF804は、プロセッサ801の制御にしたがって記録媒体805に対するデータのリード/ライトを制御する。記録媒体805は、記録媒体IF804の制御で書き込まれたデータを記憶する。 The recording medium IF 804 controls the reading/writing of data from/to the recording medium 805 under the control of the processor 801. The recording medium 805 stores the data written under the control of the recording medium IF 804.

なお、制御部110は、上述した構成部のほかに、例えば、入力装置、ディスプレイなどを、IFを介して接続可能としてもよい。 In addition to the components described above, the control unit 110 may also be capable of connecting, for example, an input device, a display, etc. via an IF.

図8に記載のプロセッサ801は、プログラム実行により、例えば、図1に示した制御部110による入力データの選択タイミングを決定し、データ選択部111を制御する。 The processor 801 shown in FIG. 8 executes a program to, for example, determine the timing of input data selection by the control unit 110 shown in FIG. 1 and control the data selection unit 111.

(適応等化処理部の処理例)
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1に示した適応等化処理部100の各機能の処理例を示している。はじめに、制御部110は、データの選択タイミングを判断する(ステップS901)。例えば、制御部110は、既知パターン検出部130が検出する既知パターン(n,n+1)の到来タイミングを待機する(ステップS901:Noのループ)。そして制御部110は、既知パターン(n,n+1)の到来タイミングを選択タイミングと判断し(ステップS901:Yes)、選択タイミング毎にステップS902以下の処理を制御する。
(Processing example of adaptive equalization processing unit)
9 is a flowchart showing an example of processing by the adaptive equalization processing unit according to the embodiment. The processing examples of the functions of the adaptive equalization processing unit 100 shown in FIG. 1 are shown. First, the control unit 110 determines the timing of data selection (step S901). For example, the control unit 110 waits for the arrival timing of a known pattern (n, n+1) detected by the known pattern detection unit 130 (step S901: No loop). Then, the control unit 110 determines the arrival timing of the known pattern (n, n+1) as the selection timing (step S901: Yes) and controls the processing from step S902 onward for each selection timing.

選択タイミングと判断された既知パターンを含む複数シンボルの入力データ(ブロック)は、データ選択部111によりフィルタ係数更新部102に分岐出力される。データ選択部111は、連続する入力データのうち、選択タイミングで選択した間欠的な入力データ(ブロック)から適応等化係数演算に必要なデータを抽出する(ステップS902)。 The input data (block) of multiple symbols including a known pattern that is determined to be the selection timing is branched and output by the data selection unit 111 to the filter coefficient update unit 102. The data selection unit 111 extracts data required for adaptive equalization coefficient calculation from the intermittent input data (block) selected at the selection timing among the continuous input data (step S902).

次に、データ選択部111が抽出したデータを用いて、時間領域フィルタで構成されたフィルタ係数更新部102にて周波数領域補償部101と独立して、適応等化係数(フィルタ係数)を算出する(ステップS903)。 Next, using the data extracted by the data selection unit 111, the filter coefficient update unit 102, which is configured as a time domain filter, calculates adaptive equalization coefficients (filter coefficients) independently of the frequency domain compensation unit 101 (step S903).

次に、フィルタ係数更新部102が算出した適応等化係数を周波数領域係数変換部103により周波数領域のフィルタ係数に変換する(ステップS904)。周波数領域係数変換部103は、周波数領域のフィルタ係数を周波数領域補償部101に出力する。 Next, the adaptive equalization coefficients calculated by the filter coefficient update unit 102 are converted into frequency domain filter coefficients by the frequency domain coefficient conversion unit 103 (step S904). The frequency domain coefficient conversion unit 103 outputs the frequency domain filter coefficients to the frequency domain compensation unit 101.

そして、周波数領域補償部101は、周波数領域のフィルタ係数に基づき、入力データの波形歪(偏波モード分散)を補償する(ステップS905)。この際、周波数領域補償部101は、補償後の周波数領域のフィルタ係数を更新する。 Then, the frequency domain compensation unit 101 compensates for the waveform distortion (polarization mode dispersion) of the input data based on the frequency domain filter coefficients (step S905). At this time, the frequency domain compensation unit 101 updates the frequency domain filter coefficients after compensation.

以上により、1シンボルnに対する適応等化処理が行われ、適応等化処理部100は、ステップS901の処理に戻る。これにより、適応等化処理部100は、連続入力される入力データに対し、選択タイミング毎に更新したフィルタ係数に基づく偏波モード分散補償の処理を行う。 As a result, adaptive equalization processing for one symbol n is performed, and the adaptive equalization processing unit 100 returns to the processing of step S901. As a result, the adaptive equalization processing unit 100 performs polarization mode dispersion compensation processing for the continuously input input data based on the filter coefficients updated at each selection timing.

(光送受信システムおよび受信器の構成例)
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10(a)は、光送受信システム1000の構成例であり、送信器(Tx)1001は、QPSK方式等の光位相変調方式により光信号を送信する。QPSKは、4位相偏移変調(Quadruple Phase Shift Keying)の略である。送信器1001から送信された光信号は、所定距離やスパン毎に配置される一組の光増幅器1002および光ファイバの伝送路1003を介して伝送され、受信器(Rx)1004で受信される。
(Example of optical transmission/reception system and receiver configuration)
10 is a diagram showing a configuration example of an optical transmission and reception system including an adaptive equalization processing unit according to an embodiment. Fig. 10(a) shows a configuration example of an optical transmission and reception system 1000, in which a transmitter (Tx) 1001 transmits an optical signal by an optical phase modulation method such as QPSK. QPSK is an abbreviation for Quadruple Phase Shift Keying. The optical signal transmitted from the transmitter 1001 is transmitted via a set of optical amplifiers 1002 and an optical fiber transmission line 1003 arranged at a predetermined distance or span, and is received by a receiver (Rx) 1004.

図10(b)は、受信器1004の内部構成例を示す。受信器1004は、実施の形態の適応等化処理部100を含む各部を有する。受信器1004の前段に設けられるコヒーレント受信フロントエンド1011には、受信信号と局発光源1005の局発光が入力され、光コヒーレント方式により受信した光信号を電気信号に変換処理する。 Figure 10 (b) shows an example of the internal configuration of the receiver 1004. The receiver 1004 has various units including the adaptive equalization processing unit 100 of the embodiment. The received signal and the local light of the local light source 1005 are input to the coherent reception front end 1011 provided in front of the receiver 1004, and the optical signal received by the optical coherent method is converted into an electrical signal.

ADC1012は、受信信号をデジタル信号に変換し、受信信号補償部1013に出力する。受信信号補償部1013は、受信信号を補償する各機能として、分散補償部1014、上述した実施の形態の適応等化処理部100、搬送波周波数・位相補償部1015、誤り訂正部1016を含む。 The ADC 1012 converts the received signal into a digital signal and outputs it to the received signal compensation unit 1013. The received signal compensation unit 1013 includes a dispersion compensation unit 1014, the adaptive equalization processing unit 100 of the above-mentioned embodiment, a carrier frequency/phase compensation unit 1015, and an error correction unit 1016 as functions for compensating for the received signal.

分散補償部1014は、受信信号の波長分散を補償処理する。適応等化処理部100は、上述した適応等化処理により受信信号(入力データ)の偏波モード分散を補償処理する。搬送波周波数・位相補償部1015は、光位相偏差と光搬送周波数偏差によるコンスタレーションの回転を防ぐ周波数および位相偏差を補償する。誤り訂正部1016は、受信信号(入力データ)の誤り訂正(FEC:Forward Error Correction)を行い、復調信号を出力する。 The dispersion compensation unit 1014 compensates for chromatic dispersion of the received signal. The adaptive equalization processing unit 100 compensates for polarization mode dispersion of the received signal (input data) by the adaptive equalization processing described above. The carrier frequency/phase compensation unit 1015 compensates for frequency and phase deviations that prevent constellation rotation due to optical phase deviation and optical carrier frequency deviation. The error correction unit 1016 performs error correction (FEC: Forward Error Correction) on the received signal (input data) and outputs a demodulated signal.

(他の実施形態)
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。図11に示す適応等化処理部1100は、フラクショナルレートの入力信号に対応した構成例である。図11において、上述した適応等化処理部100(図1参照)と同一の構成部には同一の符号を付してある。また、制御部110およびデータ選択部111は図示を省略している。
Other Embodiments
Fig. 11 is a diagram showing an adaptive equalization processing unit of a receiver according to another embodiment. The adaptive equalization processing unit 1100 shown in Fig. 11 is a configuration example corresponding to a fractional rate input signal. In Fig. 11, the same components as those in the adaptive equalization processing unit 100 (see Fig. 1) described above are given the same reference numerals. Also, the control unit 110 and the data selection unit 111 are omitted from the illustration.

入力信号がフラクショナルレート、すなわち、シンボルレートの非整数倍サンプリングの場合、適応等化処理部1100にて整数倍サンプリングへのリサンプリング処理を同時に行う。この適応等化処理では、伝送路の波形歪だけでなく、リサンプリング処理、すなわち、シンボルレートより高い非整数倍の周波数で入力された信号をシンボルレートの整数倍サンプルに変換する処理が必要となる。 When the input signal is a fractional rate, i.e., when sampling is a non-integer multiple of the symbol rate, the adaptive equalization processing unit 1100 simultaneously performs resampling to integer multiple sampling. This adaptive equalization process requires not only waveform distortion of the transmission path, but also resampling, i.e., processing to convert a signal input at a frequency that is a non-integer multiple higher than the symbol rate into samples that are an integer multiple of the symbol rate.

図11の構成例では、周波数領域補償部101の入力のFFT121と出力のIFFT123とを同じブロック長として、IFFT123の後段に位相シフト・リサンプリング部1101を設けてリサンプリングを行う。また、フラクショナル入力の場合、位相シフト・リサンプリング部1101では、単純な間引きではなく位相シフトを伴うリサンプリングを行う。 In the configuration example of FIG. 11, the FFT 121 at the input of the frequency domain compensation unit 101 and the IFFT 123 at the output are set to the same block length, and a phase shift resampling unit 1101 is provided after the IFFT 123 to perform resampling. In addition, in the case of fractional input, the phase shift resampling unit 1101 performs resampling with a phase shift rather than simple decimation.

これにより、入力データがシンボルレートの非整数倍、例えば、1.5倍のサンプリングの場合であっても、周波数領域補償部101の出力をシンボルレートの整数倍(例えば、1倍、2倍等)で通常出力できるようになる。 This allows the output of the frequency domain compensation unit 101 to be normally output at an integer multiple of the symbol rate (e.g., 1x, 2x, etc.) even if the input data is sampled at a non-integer multiple of the symbol rate, e.g., 1.5x.

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。図12に示す適応等化処理部1200は、フラクショナルレート入力対応の他の構成例であり、リサンプリング処理を周波数領域で行う。 Figure 12 is a diagram showing an adaptive equalization processing unit of a receiver according to another embodiment. The adaptive equalization processing unit 1200 shown in Figure 12 is another example of a configuration compatible with fractional rate input, and performs resampling processing in the frequency domain.

この適応等化処理部1200では、周波数領域補償部101の後段にリサンプリング部1201、DFT1202、位相シフト部1203を配置する。ここで、周波数領域補償部101の出力は、入力シンボル列と出力シンボル列が異なるので、リサンプリング部1201は、入力データをFFT処理、例えば2のべき乗サンプルブロック処理を行い、出力データをDFT1202でDFT処理する。 In this adaptive equalization processing unit 1200, a resampling unit 1201, DFT 1202, and phase shift unit 1203 are placed after the frequency domain compensation unit 101. Here, since the output of the frequency domain compensation unit 101 differs between the input symbol sequence and the output symbol sequence, the resampling unit 1201 performs FFT processing, for example, power-of-two sample block processing, on the input data, and performs DFT processing on the output data with the DFT 1202.

この適応等化処理部1200では、DFT処理のため電力効率は低下するが、周波数領域でリサンプリングを行うことで、リサンプリングを高精度化できるようになる。 In this adaptive equalization processing unit 1200, power efficiency decreases due to DFT processing, but resampling can be performed in the frequency domain, making it possible to achieve high-precision resampling.

以上説明した実施の形態の受信器は、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。適応等化処理部は、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と、周波数領域補償部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とを含む。また、フィルタ係数更新部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周波数領域係数変換部を含む。フィルタ係数更新部は、周波数領域フィルタ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。これにより、フィルタ係数更新部は、受信データの一部のみを用いて間欠的にフィルタ係数を算出することでタップ数が多くても動作率を低減できることとなる。したがって、フィルタ係数更新部にのみタップ数が多くなるFIRフィルタ等の時間領域フィルタを用いても、追従性と波形歪の補償性能、さらには電力効率を向上できるようになる。 The receiver of the embodiment described above includes an adaptive equalization processing unit that adaptively compensates for waveform distortion of received data. The adaptive equalization processing unit includes a frequency domain compensation unit that compensates for waveform distortion of received data using a frequency domain filter, a time domain processing filter, and a filter coefficient update unit that calculates filter coefficients based on received data input to the frequency domain compensation unit. It also includes a frequency domain coefficient conversion unit that converts the time domain filter coefficients calculated by the filter coefficient update unit into the frequency domain and outputs them to the frequency domain filter. The filter coefficient update unit calculates filter coefficients using only a portion of the received data input to the frequency domain filter. As a result, the filter coefficient update unit can reduce the operation rate even if the number of taps is large by intermittently calculating filter coefficients using only a portion of the received data. Therefore, even if a time domain filter such as an FIR filter with a large number of taps is used only in the filter coefficient update unit, it is possible to improve tracking performance, waveform distortion compensation performance, and power efficiency.

また、実施の形態の受信器は、受信データの全てを周波数領域補償部に出力するとともに、受信データの一部をフィルタ係数更新部に選択出力するデータ選択部を含む。また、予め定めた受信データの一部を受信したタイミング毎にデータ選択部に選択出力を指示する制御部を含む。これにより、受信データから時間領域処理でフィルタ係数を算出するフィルタ係数更新部と、周波数領域処理により受信データの波形歪を補償する周波数領域補償部と、のハイブリッド機能の構成をいずれも最適動作できるようになる。 The receiver of the embodiment also includes a data selection unit that outputs all of the received data to the frequency domain compensation unit, and selects and outputs a portion of the received data to the filter coefficient update unit. It also includes a control unit that instructs the data selection unit to selectively output each time a predetermined portion of the received data is received. This allows both of the hybrid function configurations, the filter coefficient update unit that calculates filter coefficients from the received data by time domain processing, and the frequency domain compensation unit that compensates for waveform distortion of the received data by frequency domain processing, to operate optimally.

また、実施の形態の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とすることができる。このように、パイロット信号等の汎用の既知信号をデータ信号に所定時間間隔で挿入することで、この所定時間間隔でフィルタ係数更新部が間欠的にフィルタ係数を算出できる。 In addition, part of the received data in the embodiment can be a known signal inserted into the data signal at a predetermined time interval. In this way, by inserting a general-purpose known signal such as a pilot signal into the data signal at a predetermined time interval, the filter coefficient update unit can intermittently calculate the filter coefficients at this predetermined time interval.

また、実施の形態の受信器のフィルタ係数更新部は、複数のFIRフィルタを含み、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、フィルタ係数を算出することができる。例えば、時間領域処理フィルタは、2入力2出力で直接接続およびクロス接続された4つのFIRフィルタを含み構成できる。このように、フィルタ係数更新部は、既存の時間領域処理で用いる汎用のFIRフィルタにより簡単に構成できる。 The filter coefficient update unit of the receiver of the embodiment includes multiple FIR filters, and can calculate filter coefficients based on tap coefficients calculated based on a portion of the received data. For example, the time domain processing filter can be configured to include four FIR filters that are directly and cross-connected with two inputs and two outputs. In this way, the filter coefficient update unit can be easily configured using general-purpose FIR filters used in existing time domain processing.

また、実施の形態の受信器の周波数領域補償部は、FFTと、周波数領域フィルタと、IFFTと、を含み構成することができる。このように、周波数領域補償部は、既存の周波数領域処理で用いる汎用のFFT、IFFT等により簡単に構成できる。 The frequency domain compensation unit of the receiver of the embodiment can be configured to include an FFT, a frequency domain filter, and an IFFT. In this way, the frequency domain compensation unit can be easily configured using general-purpose FFT, IFFT, etc. used in existing frequency domain processing.

また、実施の形態の受信器は、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フラクショナルレートの場合に対応した構成としてもよい。この場合、周波数領域補償部は、受信データ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てもよい。また、周波数領域補償部は、受信データ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てもよい。これらにより、シンボルレートの非整数倍サンプリングの場合でも、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ができるようになる。 The receiver of the embodiment may also be configured to handle the case where the received data is a fractional rate sampled at a non-integer multiple of the symbol rate. In this case, the frequency domain compensation unit may further include a phase shift/resampling unit that performs phase shifting and resampling on the output data of the received data IFFT. The frequency domain compensation unit may also include a resampling unit that performs resampling processing on the output data of the received data IFFT in the frequency domain, a DFT for discrete Fourier transform processing, and a phase shift unit. This makes it possible to perform sampling output at an integer multiple of the symbol rate of the received data even in the case of sampling at a non-integer multiple of the symbol rate.

上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。 The following additional notes are provided with respect to the above-described embodiment.

(付記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。
(Supplementary Note 1) In a receiver including an adaptive equalization processing unit that adaptively compensates for waveform distortion of received data,
The adaptive equalization processing unit includes:
a frequency domain compensation unit that compensates for waveform distortion of the received data by a frequency domain filter;
a filter coefficient update unit including a time domain processing filter, the filter coefficient update unit calculating a filter coefficient based on the received data input to the frequency domain compensation unit;
a frequency domain coefficient conversion unit that converts the filter coefficients in the time domain calculated by the filter coefficient update unit into a frequency domain and outputs the frequency domain filter to the frequency domain filter;
the filter coefficient update unit calculates the filter coefficients using only a portion of the received data input to the frequency domain filter.
A receiver comprising:

(付記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付記1に記載の受信器。
(Supplementary Note 2) A data selection unit that outputs all of the received data to the frequency domain compensation unit and selects and outputs a portion of the received data to the filter coefficient update unit;
a control unit that instructs the data selection unit to select and output the received data at each timing when a predetermined portion of the received data is received;
2. The receiver of claim 1, comprising:

(付記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付記2に記載の受信器。 (Appendix 3) The receiver described in Appendix 2, characterized in that part of the received data is a known signal inserted into the data signal at a predetermined time interval.

(付記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、
ことを特徴とする付記1に記載の受信器。
(Additional Note 4) The filter coefficient update unit includes a plurality of FIR filters, and calculates the filter coefficients based on tap coefficients calculated based on a portion of the received data.
2. The receiver of claim 1 .

(付記5)前記時間領域処理フィルタは、2入力2出力で直接接続およびクロス接続された4つのFIRフィルタを含むことを特徴とする付記4に記載の受信器。 (Appendix 5) The receiver described in Appendix 4, characterized in that the time domain processing filter includes four FIR filters that are directly and cross-connected with two inputs and two outputs.

(付記6)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付記1に記載の受信器。 (Appendix 6) The receiver described in Appendix 1, characterized in that the frequency domain compensation unit includes an FFT, the frequency domain filter, and an IFFT.

(付記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付記6に記載の受信器。 (Appendix 7) The receiver described in appendix 6 is characterized in that, in response to the case where the received data is sampled at a non-integer multiple of the symbol rate, the frequency domain compensation unit further has a phase shift and resampling unit that performs phase shifting and resampling on the received data and the output data of the IFFT, and outputs a sampled output at an integer multiple of the symbol rate of the received data.

(付記8)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付記6に記載の受信器。 (Appendix 8) The receiver described in appendix 6 is characterized in that, in response to the case where the received data is sampled at a non-integer multiple of the symbol rate, the frequency domain compensation unit further has a resampling unit that performs resampling processing on the received data and the output data of the IFFT in the frequency domain, a DFT for discrete Fourier transform processing, and a phase shift unit, and performs sampling output at an integer multiple of the symbol rate of the received data.

(付記9)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。
(Additional Note 9) An adaptive equalization processing method for a receiver that adaptively compensates for waveform distortion of received data, comprising:
Calculating a time domain filter coefficient by time domain processing based on the received data;
Transforming the calculated time domain filter coefficients into a frequency domain;
Compensating for waveform distortion of the received data by frequency domain processing based on the converted filter coefficients in the frequency domain;
The filter coefficients are calculated using only a portion of the received data.
2. An adaptive equalization method comprising:

100,1100,1200 適応等化処理部
101 周波数領域補償部
102 フィルタ係数更新部
103 周波数領域係数変換部
110 制御部
111 データ選択部
121 FFT
122 周波数領域フィルタ処理部
123 IFFT
124 フィルタ係数制御部
125 FIRフィルタ回路
130 既知パターン検出部
800 バス
801 プロセッサ
802 メモリ
805 記録媒体
1000 光送受信システム
1001 送信器
1002 光増幅器
1003 伝送路
1004 受信器
1005 局発光源
1011 コヒーレント受信フロントエンド
1013 受信信号補償部
1014 分散補償部
1015 搬送周波数・位相補償部
1016 誤り訂正部
1101 位相シフト・サンプリング部
1201 リサンプリング部
1202 DFT
1203 位相シフト部
100, 1100, 1200 Adaptive equalization processing unit 101 Frequency domain compensation unit 102 Filter coefficient update unit 103 Frequency domain coefficient conversion unit 110 Control unit 111 Data selection unit 121 FFT
122 Frequency domain filter processing unit 123 IFFT
124 Filter coefficient control unit 125 FIR filter circuit 130 Known pattern detection unit 800 Bus 801 Processor 802 Memory 805 Recording medium 1000 Optical transmission/reception system 1001 Transmitter 1002 Optical amplifier 1003 Transmission path 1004 Receiver 1005 Local oscillator 1011 Coherent reception front end 1013 Received signal compensation unit 1014 Dispersion compensation unit 1015 Carrier frequency/phase compensation unit 1016 Error correction unit 1101 Phase shift/sampling unit 1201 Resampling unit 1202 DFT
1203 Phase shift unit

Claims (8)

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。
A receiver including an adaptive equalization processor that adaptively compensates for waveform distortion of received data,
The adaptive equalization processing unit includes:
a frequency domain compensation unit that compensates for waveform distortion of the received data by a frequency domain filter;
a filter coefficient update unit including a time domain processing filter, the filter coefficient update unit calculating a filter coefficient based on the received data input to the frequency domain compensation unit;
a frequency domain coefficient conversion unit that converts the filter coefficients in the time domain calculated by the filter coefficient update unit into a frequency domain and outputs the frequency domain filter to the frequency domain filter;
the filter coefficient update unit calculates the filter coefficients using only a portion of the received data input to the frequency domain filter.
A receiver comprising:
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。
a data selection unit that outputs all of the received data to the frequency domain compensation unit and selects and outputs a portion of the received data to the filter coefficient update unit;
a control unit that instructs the data selection unit to select and output the received data at each timing when a predetermined portion of the received data is received;
2. The receiver of claim 1, further comprising:
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。 The receiver according to claim 2, characterized in that part of the received data is a known signal inserted into the data signal at a predetermined time interval. 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。
the filter coefficient update unit includes a plurality of FIR filters, and calculates the filter coefficients based on tap coefficients calculated based on a portion of the received data.
2. The receiver of claim 1 .
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。 The receiver according to claim 1, characterized in that the frequency domain compensation unit includes an FFT, the frequency domain filter, and an IFFT. 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。 The receiver according to claim 5, characterized in that, in response to the case where the received data is sampled at a non-integer multiple of the symbol rate, the frequency domain compensation unit further has a phase shift/resampling unit that performs phase shifting and resampling on the received data and the output data of the IFFT, and outputs a sampled output at an integer multiple of the symbol rate of the received data. 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。 The receiver according to claim 5, characterized in that, in response to the case where the received data is sampled at a non-integer multiple of the symbol rate, the frequency domain compensation unit further includes a resampling unit that performs resampling processing on the received data and the output data of the IFFT in the frequency domain, a DFT for discrete Fourier transform processing, and a phase shift unit, and performs sampling output at an integer multiple of the symbol rate of the received data. 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。
An adaptive equalization processing method for a receiver that adaptively compensates for waveform distortion of received data, comprising:
Calculating a time domain filter coefficient by time domain processing based on the received data;
Transforming the calculated time domain filter coefficients into a frequency domain;
Compensating for waveform distortion of the received data by frequency domain processing based on the converted filter coefficients in the frequency domain;
The filter coefficients are calculated using only a portion of the received data.
2. An adaptive equalization method comprising:
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