JP2016208508A - パワー推定方法、周波数スペクトル特徴モニタリング方法、装置及びシステム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明はパワー推定方法、周波数スペクトル特徴モニタリング方法、装置及びシステムを提供する。
【解決手段】かかるパワー推定方法は、受信信号を取得し；前記受信信号から周波数スペクトル情報を抽出し、前記受信信号の周波数スペクトルを取得し；前記周波数スペクトル中の中央チャネルの平坦領域のパワー値に基づいて中央チャネルのパワーを確定し；前記周波数スペクトル中の隣接チャネルの平坦領域のパワー値に基づいて前記隣接チャネルのパワーを確定することを含む。
【選択図】図２

Description

本発明はマルチキャリア光ファイバー通信技術分野に関し、特に、パワー推定方法、周波数スペクトル特徴モニタリング方法、装置及びシステムに関する。

マルチキャリア光ファイバー通信システムでは、各サブキャリアのデータが、若干個の相互独立的光キャリアに変調される。受信機は、各サブキャリアデータに対して、それぞれ、受信及び復調を行う。理想的条件下では、各サブキャリアチャネルのパワーが安定であり、単一受信機が受信した中央チャネルへの隣接チャネルによる影響が大きくない。しかし、実際のシステムでは、一方では、レーザー装置の波長及びパワーが駆動電流の変化、温度の波動、共振空洞の劣化などによる影響を受けるため、出力されたキャリアの波長及びパワーが一定の範囲内で変化することがあり、他方では、マルチキャリア信号が伝送システムを通過する際に、各サブキャリアチャネルの利得が完全に同じではないため、サブキャリア間のパワーが一致しないようになる。このようなパワーの不確定的変化は、マルチキャリア光通信システムに大きな影響を与えることがあり、例えば、主に、1）隣接チャネルのパワーが大き過ぎるため、復調時に中央チャネルに隣接チャネルクロストークが出現し；2）パワー不均衡により、システムのモニタリングデータ、例えば、サブキャリア間隔モニタリングデータ、光信号対ノイズ比モニタリングデータなどに大きな誤差が出現するなどである。

本発明の発明者は、本発明の実現過程において、有効なサブキャリアチャネルパワー推定がパワー不均衡を解決するための重要な手段であることを発見した。パワー検出をもとに、隣接チャネルクロストークの大小（サイズ）を予告し、光受信機のモニタリングデータに対して必要な修正を行うことで、光受信機への酷い影響を避けることができる。よって、サブキャリアチャネルパワー推定は、パワー不均衡による影響の除去を実現するための基礎であり、マルチキャリア光ファイバー通信システムをより一層最適化するための有効な手段でもある。パワー推定を実現する過程では、余分のハードウェアオーバーヘッドが望ましくないため、光受信機中でデジタル信号処理に基づく波長モニタリングを行う案が重要視されている。

本発明の実施例は、パワー推定方法、周波数スペクトル特徴モニタリング方法、装置及びシステムを提供し、光受信機での信号処理に基づいて、過大な複雑度を導入することなく、サブキャリアチャネルのパワー情報を得ることができる。

本発明の第一側面によれば、パワー推定装置が提供され、前記装置は光受信機に用いられ、そのうち、前記装置は、
受信信号を得るための取得ユニット；
前記受信信号から周波数スペクトル情報を抽出し、前記受信信号の周波数スペクトルを得るための抽出ユニット；
前記周波数スペクトル中の中央チャネルの平坦領域のパワー値に基づいて前記中央チャネルのパワーを推定するための第一推定ユニット；及び
前記周波数スペクトル中の隣接チャネルの平坦領域のパワー値に基づいて前記隣接チャネルのパワーを推定するための第二推定ユニットを含む。

本発明の第二側面によれば、パワー推定方法が提供され、前記方法は光受信機に用いられ、そのうち、前記方法は、
受信信号を取得し；
前記受信信号から周波数スペクトル情報を抽出し、前記受信信号の周波数スペクトルを取得し；
前記周波数スペクトル中の中央チャネルの平坦領域のパワー値に基づいて前記中央チャネルのパワーを推定し；及び
前記周波数スペクトル中の隣接チャネルの平坦領域のパワー値に基づいて前記隣接チャネルのパワーを推定することを含む。

本発明の第三側面によれば、光受信機が提供され、そのうち、前記光受信機は、前述の第一側面に記載のパワー推定装置を含む。

本発明の第四側面によれば、周波数スペクトル特徴モニタリング装置が提供され、前記装置は光受信機に用いられ、そのうち、前記装置は、
受信信号を取得し、前記受信信号から周波数スペクトル情報を抽出し、前記受信信号の周波数スペクトルを取得し、前記周波数スペクトル中の中央チャネルの平坦領域のパワー値に基づいて前記中央チャネルのパワーを確定し、前記周波数スペクトル中の隣接チャネルの平坦領域のパワー値に基づいて前記隣接チャネルのパワーを確定するための推定ユニット；及び
前記推定ユニットが推定した前記中央チャネルのパワー及び前記隣接チャネルのパワーに基づいて周波数スペクトル特徴モニタリングを行うためのモニタリングユニットを含む。

本発明の第五側面によれば、周波数スペクトル特徴モニタリング方法が提供され、前記方法は光受信機に用いられ、そのうち、前記方法は、
受信信号を取得し、前記受信信号から周波数スペクトル情報を抽出し、前記受信信号の周波数スペクトルを取得し、前記周波数スペクトル中の中央チャネルの平坦領域のパワー値に基づいて前記中央チャネルのパワーを確定し、前記周波数スペクトル中の隣接チャネルの平坦領域のパワー値に基づいて前記隣接チャネルのパワーを確定し；及び
推定された前記中央チャネルのパワー及び前記隣接チャネルのパワーに基づいて周波数スペクトル特徴モニタリングを行うことを含む。

本発明の第六側面によれば、光受信機が提供され、そのうち、前記光受信機は前述の第四側面に記載の周波数スペクトル特徴モニタリング装置を含む。

本発明の第七側面によれば、マルチキャリア光通信システムが提供され、そのうち、前記システムは、前述の第三側面又は第四側面に記載の光受信機を含む。

本発明の有益な効果は、本発明の実施例により、単一光受信機が得た周波数スペクトル情報のみ用いて、光受信機の中央チャネルパワー及び隣接チャネルパワーを推定することで、パワー不均衡による影響を定量的に評価することができる。

本発明の実施例におけるパワー推定の原理を示す図である。 本発明の実施例におけるパワー推定装置の構成図である。 図2のパワー推定装置における抽出ユニットの構成図である。 図2のパワー推定装置における抽出ユニットの周波数スペクトル処理を示す図である。 エイリアシング効果の原理を示す図である。 図2のパワー推定装置における周波数スペクトル復元ユニットの動作原理を示す図である。 セグメント平均による周波数スペクトルディストーションを示す図である。 図2のパワー推定装置における等価光受信機フィルター推定モジュールの構成図である。 P(f)を推定してH’(f)を計算することを示す図である。 図2のパワー推定装置における第二確定ユニットの推定モジュールの推定プロセスを示す図である。 図2のパワー推定装置におけるノイズ除去ユニットの動作原理を示す図である。 本発明の実施例におけるパワー推定方法のフローチャートである。 図12の方法におけるステップ1202の一実施方式のフローチャートである。 図12の方法におけるステップ1204の一実施方式のフローチャートである。 本発明の実施例における光受信機の一実施方式の構成図である。 本発明の実施例における周波数スペクトル特徴モニタリング装置の構成図である。 本発明の実施例における周波数スペクトル特徴モニタリング方法のフローチャートである。 本発明の実施例における光受信機の他の実施方式の構成図である。 本発明の実施例におけるマルチキャリア光通信システムの構成図である。

以下、添付した図面を参照しながら、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。

図1は本発明の実施例におけるパワー推定の原理を示す図である。図1に示すように、１つの光受信機の帯域幅範囲内では、復調する必要がある中央チャネルの他に、同時受信の左右部分の隣接チャネル情報も含む。光受信機の帯域幅が制限されているため、左右部分の隣接チャネル情報は、一部の情報のみが受信され、周波数スペクトル上で図中の２つのドット線に示す範囲と表される。図1から分かるように、中央チャネルの周波数スペクトルが一定の範囲内で比較的平坦であるため、この平坦領域のパワー値を確定すれば、中央チャネルのパワーとして良く；また、非理想的な要素の影響で、受信した隣接チャネルの情報が不完全であるため、隣接チャネルの平坦領域が明らかでないが、該非理想的な要素の影響を除去して隣接チャネル平坦領域を明らかにすることで、隣接チャネルパワーの推定を依然として実現することができる。

以下、図面及び具体的な実施方式をもとに本発明の実施例について説明する。

本発明の実施例はパワー推定装置を提供し、該装置はマルチキャリア光受信機に用いられ、図2は該装置の構成図であり、図2に示すように、該装置200は、取得ユニット201、抽出ユニット202、第一推定ユニット203及び第二推定ユニット204を含む。そのうち、取得ユニット201は、受信信号を取得し；抽出ユニット202は、前記受信信号から周波数スペクトル情報を抽出し、前記受信信号の周波数スペクトルを取得し；第一推定ユニット203は、前記周波数スペクトル中の中央チャネルの平坦領域のパワー値に基づいて中央チャネルのパワーを推定し；第二推定ユニット204は、前記周波数スペクトル中の隣接チャネルの平坦領域のパワー値に基づいて隣接チャネルのパワーを推定する。

本実施例では、該受信信号は、上述の光受信機が受信した信号であり、該光受信機の受信帯域幅が制限されているため、該受信信号は、周波数スペクトル上で、１つの完全なサブキャリア信号（中央チャネルの信号）及び２個の不完全なサブキャリア信号（左右部分の隣接チャネルの信号）として反映される。一方では、該光受信機は、該受信信号に対して標準処理、例えば、光電変換、DA変換、復調、復号化などを行い、他方では、該光受信機は、該受信信号を用いて上述のサブキャリア信号に対してパワー推定を行う。そのうち、先ず、該取得ユニット201により該受信信号を取得する必要がある。

本実施例では、抽出ユニット202は、該受信信号から周波数スペクトル情報を抽出し、該受信信号の周波数スペクトルを得ることができる。

図3は該抽出ユニット202の一実施方式の構成図であり、図4は周波数スペクトルの抽出処理を示す図である。図3に示すように、該実施方式では、該抽出ユニット202は、分割モジュール301、畳み込みモジュール302、変換モジュール303、及び計算モジュール304を含む。

そのうち、分割モジュール301は、該受信信号を所定数量のセグメントに分割する。該受信信号は、光受信機からM×N点のサンプリングシーケンスを抽出することができ、その周波数スペクトルは、図4の左側に示すようである。この周波数スペクトルは、サブキャリアチャネル形状を反映しており、データ信号のランダム性が原因で、該周波数スペクトルは、かなり大きな範囲内で波動している。サブキャリアチャネルパワー推定が周波数スペクトルのエンベロープ情報のみ要するので、そのランダムデータを除去すべきである。本実施方式では、分割モジュール301は、先ず、M×N点のサンプリングシーケンスに対して直並列変換を行い、各セグメントがN点であるMセグメントのサブシーケンスに変換する。そのうち、各セグメントサブシーケンスの間には重なり合う部分が存在しても良く、即ち、該Mセグメントのサブシーケンスの間は相関しても良く相関しなくても良い。

そのうち、畳み込みモジュール302は、分割モジュール301の分割による各セグメントの信号に対してウィンドウ関数による畳み込みを行う。例えば、該畳み込みモジュール302は、上述の各セグメントサブシーケンスに時間領域ウィンドウ関数を乗算し、周波数領域ウィンドウ関数による畳み込みに対応するようにさせ、これにより、有効な周波数スペクトル平滑化を実現することができる。該畳み込みモジュール302はオプションであり、一実施方式では、該抽出ユニット202は、畳み込みモジュール302を含まなくても良い。

そのうち、変換モジュール303は、各セグメントの信号に対してフーリエ変換を行い、ここでの各セグメントの信号は、分割モジュール301の分割による各セグメントサブシーケンスであっても良く、畳み込みモジュール302の畳み込みによる各セグメントサブシーケンスであって良い。そのうち、各セグメントサブシーケンスに対してそれぞれ高速フーリエ変換を行うことで、その周波数スペクトルを得ることができる。

そのうち、計算モジュール304は、各セグメントの信号のモジュラー平方を計算し、そして、全てのセグメント信号のモジュラー平方に対して平均又は加重平均を行い、前記受信信号の周波数スペクトルを得る。そのうち、各セグメント周波数スペクトルのモジュラー平方を計算することで、周波数領域のパワースペクトル形状を反映することができ、最後に、Mセグメントのパワースペクトルを用いてその平均又は加重平均を求めることで、受信信号の周波数スペクトルを得る。これにより、各セグメントサブシーケンス上のランダムデータは平均後に有効に抑制され、出力された平滑な周波数スペクトルは、図4の右側に示すようである。

本実施例では、受信信号の周波数スペクトルを得ると、第一推定ユニット203は、該周波数スペクトルの中央チャネルの平坦領域のパワー値に基づいて該中央チャネルのパワーを確定する。図4の右側に示すように、該受信信号の周波数スペクトルは、中央チャネルの周波数スペクトル及び隣接チャネルの周波数スペクトルを含み、中央チャネルの周波数スペクトルは、一定の周波数範囲内で相対的平坦であり、このとき、このセグメント周波数範囲は、中央チャネルの平坦領域と称され、該第一推定ユニット203は、該平坦領域のパワー値に基づいて該中央チャネルのパワーを確定することができ、例えば、該平坦領域内での各周波数に対応するパワー値の平均値を求め、該中央チャネルのパワーとしても良い。

本実施例では、受信信号の周波数スペクトルを得ると、第二推定ユニット204は、該周波数スペクトルの隣接チャネルの平坦領域のパワー値に基づいて、該隣接チャネルのパワーを確定する。図4の右側に示すように、中央チャネルの左右部分の隣接チャネルの周波数スペクトルが平坦でないが、左右部分の隣接チャネルの周波数スペクトルが依然として見え、このとき、該第二推定ユニット204は、左右部分の隣接チャネルの一定周波数範囲内での周波数に対応するパワー値に対して平均を行い、該左右部分の隣接チャネルのパワーとしても良い。例えば、該中央チャネルの左側の隣接チャネルに関して、-30〜-25の周波数範囲内での周波数に対応するパワー値の平均値を求め、該左側の隣接チャネルのパワーとしても良く；該中央チャネルの右側の隣接チャネルに関して、25〜30の周波数範囲内での周波数に対応するパワー値の平均値を求め、該右側の隣接チャネルのパワーとしても良い。

本実施例におけるパワー推定装置により、単一光受信機が受信した周波数スペクトル情報を用いて、中央チャネルパワー及び隣接チャネルパワーについて推定を行うことで、パワー不均衡による影響を定量的に評価することができる。

本実施例では、図2に示すように、該パワー推定装置は更に周波数スペクトル復元ユニット205を含んでも良く、それは、抽出ユニット202が抽出した受信信号の周波数スペクトルに対して周波数スペクトル復元を行い、これにより、第一推定ユニット203は、該周波数スペクトル復元ユニット205が復元した周波数スペクトルに基づいて、該中央チャネルの平坦領域を確定し、そして、該中央チャネルの平坦領域に基づいて該中央チャネルのパワー値を推定することができ、推定の方法は上述と同様であり、ここでは詳しい説明を省略し；また、該第二推定ユニット204は、該周波数スペクトル復元ユニット205が復元した周波数スペクトルに基づいて該隣接チャネルの平坦領域を確定し、そして、該隣接チャネルの平坦領域に基づいて該隣接チャネルのパワーを推定することもできる。

一実施方式では、該周波数スペクトル復元ユニット205は更に周波数スペクトルエイリアシング消去モジュール2051を含み、それは、周波数スペクトルエイリアシング効果による受信信号のディストーションを消去することで、前記受信信号の周波数スペクトルエイリアシング効果消去後の周波数スペクトルを得る。そのうち、該周波数スペクトルエイリアシング消去モジュール2051は、該受信信号の周波数スペクトルの、光受信機のデジタル帯域幅範囲内の両端の所定範囲内での周波数スペクトル、及び、等価光受信機フィルターのレスポンスに基づいて、隣接チャネルの周波数スペクトルを計算することで、前記受信信号の周波数スペクトルエイリアシング効果消去後の周波数スペクトルを得ることができる。なお、隣接チャネル周波数スペクトルの計算プロセスでは、該光受信機のデジタル帯域幅範囲内の両端の所定範囲内での周波数スペクトルが相対的平坦であると想定する。

該実施方式では、該等価光受信機フィルターのレスポンスは、光受信機フィルターのレスポンスであり、H(f)と称され、該周波数スペクトルの光受信機のデジタル帯域幅範囲内の両端の所定範囲内での周波数スペクトルは、P’’(f)と表され、このとき、本実施方式では、H(f)及びP’’(f)に基づいて、隣接チャネルの周波数スペクトルを確定することができ、例えば、P_left(-32+Δf)及びP_right(32-Δf)である。以下、計算の原理について説明する。

図1に示すように、隣接チャネルパワーが非理想的な要素の影響を受けることにより、周波数スペクトルが不平坦になることがあり、そのうち、最も顕著な非理想的要素は、光受信機がアナログ／デジタル変換を行う過程中でのエイリアシング効果である。エイリアシング効果の基本原理は図5に示すようであり、そのうち、エイリアシングなしの受信周波数スペクトルP(f)は、光受信機のアナログ入力信号、隣接チャネル付近では平坦であり、この入力信号は、先ず、図5に示す光受信機フィルターH(f)によりフィルタリングされるので、フィルタリング後の出力信号P’(f)は、
P’(f)=H(f)・P(f)
と表することができる。

光受信機は、フィルタリング機能の他に、必要なアナログ／デジタル変換過程も行い、即ち、アナログ信号をサンプリング回路によりデジタル信号に変換する。アナログ／デジタル変換プロセスでは、図5に示すように、光受信機のデジタル帯域幅が制限されており、例えば、±32GHzとされると、アナログ帯域幅範囲全体をカバーすることができないので、アナログ／デジタル変換過程後に周波数スペクトルエイリアシングが出現することがあり、エイリアシングによる光受信機のデジタル出力周波数スペクトルは、
P’’(f)=P’(f)+P’(f+64)+P’(f-64)
と表することができる。

図5に示すように、本発明の実施例における周波数範囲が隣接チャネル付近の-32+Δf乃至32-Δfの範囲内に限定されているため、左右部分の隣接チャネル付近でのエイリアシング出力と原入力周波数スペクトルとの関係を
P’’(-32+Δf)=H(-32+Δf)・P_left(-32+Δf)+H(32+Δf)・P_right(32+Δf)
P’’(32-Δf)=H(32-Δf)・P_right(32-Δf)+H(-32-Δf)・P_left(-32-Δf)
のようにそれぞれ示すことができる。

そのうち、P_left及びP_rightは、それぞれ、原アナログ信号の左右部分の隣接チャネル付近での周波数スペクトル値である。上式には４個の未知数が含まれており、それぞれ、P_left(-32-Δf)、P_left(-32+Δf)、P_right(32-Δf)及びP_right(32+Δf)であり、この４個の未知数を求めるために、他の２つの制約条件を導入する必要がある。この前に、エイリアシングなしの受信周波数スペクトルP(f)が隣接チャネル付近では平坦なものであると想定しているので、他の２つの方程式、即ち、
P_left(-32-Δf)=P_left(-32+Δf)
P_right(32-Δf)=P_right(32+Δf)
を導入することができる。

以上の４つの方程式により、エイリアシング後の周波数スペクトルP’’(f)に基づいて、隣接チャネルの平坦範囲付近での周波数スペクトル値を

のように求めることができる。

これにより、エイリアシング前の隣接チャネル周波数スペクトル値を取得し、周波数スペクトルエイリアシングによる影響を消去することができる。

本実施方式のエイリアシング消去モジュール2051により、周波数スペクトルエイリアシング効果による影響を消去し、出力された周波数スペクトルは、光受信機の非理想的エイリアシング効果による影響がかなり抑制されるので、平坦な隣接チャネルの復元のために礎を築くことができる。また、パワー推定の精度も保証しているため、周波数スペクトルエイリアシングという非理想的要素によるパワー推定値への影響を消去している。

なお、光受信機フィルターのレスポンスH(f)が比較的理想的であるとき、即ち、光受信機デジタル帯域幅の外のレスポンスコンポーネントが比較的小さいとき、エイリアシング消去モジュール2051は、一般的な周波数スペクトル復元ユニット205の処理モードに退化することもできる。数学的に表現すると、光受信機デジタル帯域幅の外のレスポンス成分が比較的小さいことは、H(32+Δf)及びH(-32-Δf)の数値がかなり小さいと表現され得るため、隣接チャネルの周波数スペクトルP_left(-32+Δf)及びP_right(32-Δf)の表現は、

のようになる。

図6は該周波数スペクトル復元ユニット205の一実施方式を示す図である。そのうち、抽出ユニット202が抽出した周波数スペクトル情報、即ち、ランダムデータ影響除去後の平滑な周波数スペクトルは、図6中の左側の周波数スペクトル図に示すようであり、光受信機の周波数スペクトルのレスポンスが平坦でないため、隣接チャネル周波数スペクトルのディストーションが酷くなっている。周波数スペクトルの復元を行わないと、より大きなパワー推定偏差を招く恐れがある。

本実施方式では、周波数スペクトル復元ユニット205により、ディストーションされた周波数スペクトルに対して周波数スペクトル復元処理を行うことができ、具体的な方法としては、ディストーションされた周波数スペクトルの各周波数点の幅値に修正係数を乗算することがあり、そのうち、該修正係数の値は、光受信機の各周波数点におけるレスポンス幅値の逆数（reciprocal）であっても良く、他の値であっても良い。この処理を行った後に、復元された周波数スペクトルは、図6中の右側の周波数スペクトル図に示すようであり、隣接チャネルのパワーが向上していると同時に、中央チャネルの周波数スペクトルも平坦になっている。よって、このような周波数スペクトルによる間隙幅推定の精度を改善することができる。

なお、図6の左右側の２つの周波数スペクトル図中の±8GHzの位置に１対のパイロット信号があるが、それは、本実施方式では必須なものではなく、また、間隙推定精度にも影響を与えない。

もう一つの実施方式では、該周波数スペクトル復元ユニット205は、周波数スペクトルエイリアシング消去モジュール2051の他に、等価光受信機フィルター推定モジュール2052も含み、それは、前記周波数スペクトルエイリアシング消去モジュール2051の出力に基づいて、等価光受信機フィルターのレスポンスを推定し、そして、該等価光受信機フィルターのレスポンスを該周波数スペクトルエイリアシング消去モジュール2051に提供し、なお、このような処理は、反復の回数が最大値に達するまで、或いは、隣接チャネルが一定の平坦性（所定平坦性）に達するまで、繰り返して行われる。

本実施方式では、隣接チャネルパワーを計算するための等価光受信機フィルターのレスポンスは、真の光受信機フィルターのレスポンスH(f)ではなく、１つの等価の光受信機フィルターのレスポンスであり、H’(f)と表され、それは、この前のセグメント平均による周波数スペクトルのディストーションを消去するために用いられ、且つ、反復法により計算することができる。

本実施方式では、該等価光受信機フィルター推定モジュール2052は、周波数スペクトルエイリアシング消去モジュール2051の出力P(f)、光受信機フィルターのレスポンスH(f)、及びセグメント平均に採用されるウィンドウ関数W(f)に基づいて、該等価光受信機フィルターのレスポンスH’(f)を推定する。以下、本実施方式の計算原理について説明する。

この前の実施方式では、周波数スペクトルエイリアシング消去モジュール2051は、事前に光受信機フィルターの周波数スペクトルのレスポンスH(f)を知る必要があり、受信した信号の周波数スペクトルに対して平均処理を行わない前提で、H(f)を周波数スペクトルエイリアシング消去モジュール2051に代入することで、平坦な隣接チャネルを理想的に復元することができる。しかし、実際には、信号を受信した後に、先ず、それに対して平滑化処理を行う必要があり、平滑化処理は、データのセグメント平均により実現されているため、このようなセグメント平均は、受信した信号の周波数スペクトルにディストーションをもたらすことができ、このようなディストーションは、隣接チャネル付近では特に明らかである。よって、セグメント平均に導入された周波数スペクトルディストーションを修正しないと、このようなディストーションは、隣接チャネルの平坦度に影響するもう一つの非理想的要素になる。従って、本実施方式の等価光受信機フィルター推定モジュール2052は、このような非理想的要素を消去するための対応手段である。

図7は、セグメント平均により導入された周波数スペクトルディストーションを示す図である。図7に示すように、本実施方式の等価光受信機フィルター推定モジュール2052を追加しないと、周波数スペクトルエイリアシング消去モジュール2051が出力した周波数スペクトルは、

のように表すことができる。

そのうち、W(f)は、セグメント処理のウィンドウ関数であり、セグメント平均により、抽出ユニット202の出力はH(f)・P(f)でなく、ウィンドウ関数と原出力周波数スペクトルとの畳み込み
（外１）

になるので、エイリアシング消去モジュール2041が出力した周波数スペクトル
（外２

は、P(f)に等しくなくなり、これにより、周波数スペクトルディストーションは、図7右側の周波数スペクトルに示すように導入されている。

周波数スペクトルエイリアシング消去モジュール2051が出力した周波数スペクトルをP(f)に戻すために、本実施方式では、等価光受信機フィルター推定モジュール2052を追加しており、基本的な考え方は、周波数スペクトルエイリアシング消去モジュール2051がH(f)を光受信機フィルターのレスポンスとして使用しないようにさせ、その代わりに、等価光受信機フィルターのレスポンスH’(f)を使用するようにさせる。H’(f)は、

のように表すことができる。

分かるように、H’(f)でH(f)を置換すれば、周波数スペクトルエイリアシング消去モジュール2051の出力周波数スペクトルがP(f)であり、周波数スペクトルディストーションが消去され得るので、隣接チャネル平坦度を改善することができる。

図8は該等価光受信機フィルター推定モジュール2052の一実施方式の構成図である。図8に示すように、該等価光受信機フィルター推定モジュール2052は、第一確定モジュール801、第二確定モジュール802、判断モジュール803、及び処理モジュール804を含む。

そのうち、第一確定モジュール801は、前記周波数スペクトルエイリアシング消去モジュール2051の第一回の出力に基づいて、前記隣接チャネルの平坦領域を確定し、該中央チャネルの少なくとも１つの周波数点のパワーを、該隣接チャネルの平坦領域の推定パワーとして、等価光受信機フィルターのレスポンスを確定し、そして、該周波数スペクトルエイリアシング消去モジュール2051に提供し、これにより、該周波数スペクトルエイリアシング消去モジュール2051は、周波数スペクトルエイリアシング効果消去後の受信信号の周波数スペクトルを計算し；第二確定モジュール802は、該周波数スペクトルエイリアシング消去モジュール2051の他の出力に基づいて、等価光受信機フィルターのレスポンスを再確定し；判断モジュール803は、反復回数の最大値に達するか、又は、隣接チャネルが一定の平坦性に達するかを判断し；処理モジュール804は、判断モジュール803の判断結果がはいの時に、処理を終了させ、また、判断モジュール803の判断結果がいいえの時に、該第二確定モジュール802が再確定した等価光受信機フィルターのレスポンスを該周波数スペクトルエイリアシング消去モジュール2051に提供して引き続き処理をさせる。そのうち、等価光受信機フィルターのレスポンスH’(f)の計算公式は上述のようであり、ここでは詳しい説明を省略する。そのうち、前記中央チャネルの少なくとも一つの周波数点のパワーは、例えば、該中央チャネルの一つの周波数点のパワーであっても良く、又は、該中央チャネルの複数の周波数点の平均パワーであっても良い。

以下、該実施方式の計算原理について説明する。

上述のH’(f)の方程式から分かるように、P(f)は実際には計算待ち量であり、既知量ではないので、P(f)又はH’(f)を正確に得ることができず、近似法を採用する必要がある。本実施方式では、反復法を用いてH’(f)に接近する策略を提案している。先ず、H’(f)が完全未知な状態で、周波数スペクトルエイリアシング消去モジュール2051の第一回の出力
（外３）

を用いてP(f)を近似推定し、そして、H’(f)の方程式に代入する。図9に示すように、第一回の出力
（外４）

には、隣接チャネル付近で周波数スペクトルディストーションが明らかに存在する。隣接チャネルが平坦な特性を有すべきであるため、隣接チャネルを延長し強制的に平坦にさせることができる。平坦部分のパワーは、中央チャネルの少なくとも１つの周波数点のパワーにより決定され、また、平坦部分の周波数範囲は、光受信機帯域幅内の一定値（本例では5GHz）まで延伸することもできる。このような修正により、P(f)の第一回の粗い推定結果
（外５）

を得ることができ、そして、
（外６）

をH’(f)の方程式に代入することにより、第一回反復後のH1’(f)を得ることができる。図10に示すように、このH1’(f)に基づいて、周波数スペクトルエイリアシング消去モジュール2051は、新しい周波数スペクトル推定値
（外７）

を与えることができ、その後、
（外８）

から第二回反復後のH2’(f)を計算することもでき、このように繰り返して反復を行うと、実際のH’(f)に接近することができる。

本実施方式の等価光受信機フィルター推定モジュール2052により、等価フィルターのレスポンスH’(f)でH(f)を置換することで、セグメント平均による周波数スペクトルディストーションを消去することができ、これにより、周波数スペクトルエイリアシング消去モジュール2051の出力に基づいてP(f)を推定することができ、また、反復の方法によりH’(f)方程式中の未知パラメータP(f)を計算することもできる。よって、パワー推定の精度を保証することができ、また、セグメント平均という非理想的要素による推定値への影響を抑えることもできる。

本実施方式では、図2に示すように、オプションで、該パワー推定装置200は更にノイズ除去ユニット206を含んでも良く、そのうち、該ノイズ除去ユニット206は、周波数スペクトル復元ユニット205と、第一確定ユニット203及び第二確定ユニット204との間に設定されても良く、それは、周波数スペクトル復元ユニット205の復元後の周波数スペクトルのノイズフロアを確定し、該周波数スペクトルの各周波数点において該ノイズフロアを除去（線形減算）し、ノイズ消去後の信号を取得し、そして、第一確定ユニット203及び第二確定ユニット204に提供することができる。また、該ノイズ除去ユニット206は、抽出ユニット202と周波数スペクトル復元ユニット205との間に設置されても良く、抽出ユニット202が抽出した周波数スペクトルのノイズフロアを確定し、該周波数スペクトルの各周波数点において該ノイズフロアを除去（線形減算）し、ノイズ消去後の信号を取得し、そして、周波数スペクトル復元ユニット205に提供することができる。

図11はノイズ除去ユニット206の１つの実施方式を示す図であり、そのうち、左側の周波数スペクトル図に示すのは、異なるノイズレベル下での光受信機周波数スペクトル図である。分かるように、ノイズレベルが異なることにより、周波数スペクトル間隙の底部には大きな差異が出現し、このような差異もパワー推定の精度に影響することができる。パワー推定値とノイズレベルとの相関の現象を避けるために、本実施例は、ノイズ除去ユニット206を用いて、パワー推定の前に、ノイズフロアに対して除去処理を行う。具体的な方法は、周波数スペクトルが最低である点を見つけてノイズフロアとし、その後、各周波数点において該ノイズフロアを除去（線形減算）する。ノイズフロア除去後の周波数スペクトルは、図11の右側の周波数スペクトル図に示すようである。分かるように、異なるノイズレベルが周波数スペクトル形状に影響することが無いので、パワー推定値は、ノイズレベルに依存しない。

本発明の実施例における装置により、単一光受信機が得た周波数スペクトル情報のみ用いて、光受信機の中央チャネルパワー及び隣接チャネルパワーを推定することで、パワー不均衡による影響を定量的に評価することができる。

本発明の実施例は更にパワー推定方法を提供し、該方法はマルチキャリア光受信機に用いられ、該方法が問題を解決する原理は実施例1の装置と同様であるため、その具体的な実施は、実施例1の装置の実施を参照することができ、内容が同じ記載は省略される。

図12は本実施例におけるパワー推定方法のフローチャートであり、図12に示すように、該方法は次のステップを含む。

ステップ1201：受信信号を取得し；
ステップ1202：前記受信信号から周波数スペクトル情報を抽出し、前記受信信号の周波数スペクトルを取得し；
ステップ1203：前記周波数スペクトル中の中央チャネルの平坦領域のパワー値に基づいて中央チャネルのパワーを推定し；
ステップ1204：前記周波数スペクトル中の隣接チャネルの平坦領域のパワー値に基づいて隣接チャネルのパワーを推定する。

そのうち、本実施例ではステップ1203及びステップ1204の実行順序について限定しない。

１つの実施方式では、ステップ1202は図13の方法で実現することができ、図13に示すように、該方法は次のステップを含む。

ステップ1301：前記受信信号を所定数量のセグメントに分割し；
ステップ1302：各セグメントの信号に対してウィンドウ関数を用いて畳み込み処理を行い；
ステップ1303：畳み込み処理後の各セグメントの信号に対してフーリエ変換を行い；
ステップ1304：変換後の各セグメントの信号のモジュラー平方を計算し、そして、全てのセグメント信号のモジュラー平方に対して平均又は加重平均を行い、前記受信信号の周波数スペクトルを得る。

そのうち、ステップ1302はオプションである。

１つの実施方式では、ステップ1202の後に、該方法は更に次のステップを含み、即ち、
ステップ1202-1：前記受信信号の周波数スペクトルの光受信機のデジタル帯域幅範囲内の両端の所定範囲内での周波数スペクトル、及び、等価光受信機フィルターのレスポンスに基づいて、前記隣接チャネルの周波数スペクトルを確定し、エイリアシング効果消去後の受信信号の周波数スペクトルを得る。

該実施方式では、該等価光受信機フィルターのレスポンスは、光受信機フィルターのレスポンスである。

もう１つの実施方式では、ステップ1202-1の後に、該方法は更に次のステップを含み、即ち、
ステップ1202-2：前記受信信号のエイリアシング効果消去後の周波数スペクトルに基づいて、等価光受信機フィルターのレスポンスを推定し、そして、前記等価光受信機フィルターのレスポンスに基づいて、前記受信信号のエイリアシング効果消去後の周波数スペクトルを再確定し、なお、このような処理を、反復回数が最大値に達る又は隣接チャネルが所定平坦性に達するまで繰り返して行う。

図14は受信信号のエイリアシング効果消去後の周波数スペクトルを確定するための全体のフローチャートであり、図14に示すように、該フローは、次のステップを含む。

ステップ1401：受信信号のエイリアシング効果消去後の周波数スペクトルを確定し；そのうち、該ステップはステップ1202-1により実現することができ；
ステップ1402：前記周波数スペクトルの第一回の出力に基づいて、前記隣接チャネルの平坦領域を確定し、前記中央チャネルの少なくとも１つの周波数点のパワーを、前記隣接チャネルの平坦領域の推定パワーとして、等価光受信機フィルターのレスポンスを確定し、そして、ステップ1401に戻り；
ステップ1403：前記周波数スペクトルの他の出力に基づいて、等価光受信機フィルターのレスポンスを再確定し；
ステップ1404：反復の回数が最大値に達するか、又は、隣接チャネルが所定平坦性に達するかを判断し；判断結果がはいの場合、処理を終了させ、そうでない場合、ステップ1401に戻る。

本発明の実施例における方法より、単一光受信機が得た周波数スペクトル情報のみ用いて、光受信機の中央チャネルパワー及び隣接チャネルパワーを推定することで、パワー不均衡による影響を定量的に評価することができる。

本発明の実施例は更にマルチキャリア光受信機を提供し、該光受信機は実施例1に記載のパワー推定装置を含んでも良い。

図15は本実施例における光受信機の構成図であり、図15に示すように、該光受信機1500は中央処理装置（CPU）1501及び記憶器1502を含んでも良く；記憶器1502は中央処理装置1501に結合される。なお、該図は例示に過ぎず、即ち、他の類型の結構を用いて、該結構に対して補充や代替を行うことで、電気通信の機能や他の機能を実現することもできる。

１つの実施方式では、実施例1に記載のパワー推定装置の機能は中央処理装置1501に集積することができる。

もう１つの実施方式では、該パワー推定装置は中央処理装置1501と独立して配置されても良く、例えば、該パワー推定装置を、中央処理装置1501に接続されるチップとして構成して良く、このとき、中央処理装置1501の制御で、該パワー推定装置の機能を実現することができる。

図15に示すように、該光受信機1500は更に通信モジュール1503、入力ユニット1504、ローカルレーザー装置1505、表示器1506、電源1507も含んでも良い。なお、光受信機1500は必ずしも図15に示す全ての部品を含む必要がない。また、光受信機1500は更に図15に示していない部品を含んでも良く、これについては従来技術を参照することができる。

図15に示すように、中央処理装置1501は制御器又は操作コントローラと称される場合があり、マイクロプロセッサ又は他の処理装置及び／又は論理装置を含んでも良く、このとき、例えば、該中央処理装置1501は、入力を受信し、光受信機1500の各部品の操作を制御することができる。

そのうち、記憶器1502は、例えば、バッファ、フラッシュメモリ、HDD、移動可能ば媒体、揮発性記憶器、非揮発性記憶器又は他の適切な装置のうち一つ又は複数であっても良い。予め定義又は構成された情報を記憶しても良く、また、関連情報を実行するためのプログラムを記憶しても良い。また、中央処理装置1501は、該記憶器1502に記憶されている該プログラムを実行することで、情報の記憶又は処理等を実現することもできる。他の部品の機能は従来と同様であるため、ここでは詳しい説明を省略する。なお、コヒーレント光受信機1500の各部品は、専用ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はその組み合わせにより実現することもでき、これらはすべて本発明の範囲に属する。

本発明の実施例における光受信機により、単一光受信機が得た周波数スペクトル情報のみ用いて、光受信機の中央チャネルパワー及び隣接チャネルパワーを推定することで、パワー不均衡による影響を定量的に評価することができる。

本発明の実施例は更に周波数スペクトル特徴モニタリング装置を提供し、該装置はマルチキャリア光受信機に用いられ、図16は該装置の構成図であり、図16に示すように、該装置1600は推定ユニット1601及びモニタリングユニット1602を含む。そのうち、推定ユニット1601は受信信号を取得し、前記受信信号から周波数スペクトル情報を抽出し、前記受信信号の周波数スペクトルを取得し、前記周波数スペクトル中の中央チャネルの平坦領域のパワー値に基づいて中央チャネルのパワーを推定し、前記周波数スペクトル中の隣接チャネルの平坦領域のパワー値に基づいて隣接チャネルのパワーを推定する。モニタリングユニット1602は、該推定ユニット1601が推定した前記中央チャネルのパワー及び前記隣接チャネルのパワーに基づいて周波数スペクトル特徴モニタリングを行う。

本実施例では、該推定ユニット1601は実施例1に記載のパワー推定装置により実現することができ、実施例1では、該パワー推定装置について詳細に説明したので、その内容はここに合併され、詳しい記載は省略される。

１つの実施方式では、該推定ユニット1601は、前記受信信号を所定数量のセグメントに分割し、各セグメントの信号に対してウィンドウ関数を用いて畳み込みを行い、畳み込み後の各セグメントの信号に対してフーリエ変換を行い、変換後の各セグメントの信号のモジュラー平方を計算し、そして、全てのセグメント信号のモジュラー平方に対して平均又は加重平均を行い、前記受信信号の周波数スペクトルを得る。

１つの実施方式では、該推定ユニット1601は、前記受信信号の周波数スペクトルの光受信機のデジタル帯域幅範囲内の両端の所定範囲内での周波数スペクトル、及び、光受信機フィルターのレスポンスに基づいて、前記隣接チャネルの周波数スペクトルを確定し、これにより、前記受信信号のエイリアシング効果消去後の周波数スペクトルを得る。

１つの実施方式では、該推定ユニット1601は、前記受信信号の周波数スペクトルの光受信機のデジタル帯域幅範囲内の両端の所定範囲内での周波数スペクトル、及び、等価光受信機フィルターのレスポンスにおとづいて前記受信信号のエイリアシング効果消去後の周波数スペクトルを確定し、前記周波数スペクトルに基づいて等価光受信機フィルターのレスポンスを再推定し、そして、再推定した等価光受信機フィルターのレスポンスに基づいて前記周波数スペクトルを再確定し、なお、このような処理を、反復の回数が最大値に達する又は隣接チャネルが所定平坦性に達するまで繰り返して行う。

本実施方式では、前記光受信機のデジタル帯域幅範囲内の両端の所定範囲内での周波数スペクトルが相対的平坦であると仮定し、即ち、前記所定範囲内の周波数スペクトルは、前記周波数スペクトル中の隣接チャネルの平坦領域である。

本実施例では、該モニタリングユニット1602は、推定ユニット1601のサブキャリアチャネルパワーに対しての推定結果を用いて、サブキャリアチャネルの周波数スペクトル特徴をモニタリングすることができる。例えば、該モニタリングユニット1602は、推定ユニット1601のサブキャリアチャネルパワーに対しての推定結果に基づいて信号対雑音比、サブキャリア間隙幅、ビットエラーレート、クロストークレベル等をモニタリングすることができ、モニタリング方法は従来技術を参照することができ、ここでは詳しい説明を省略する。

本実施例における装置により、単一光受信機が得た周波数スペクトル情報のみ用いて、光受信機の中央チャネルパワー及び隣接チャネルパワーを推定することで、パワー不均衡による影響を定量的に評価することができる。

本発明の実施例は更に周波数スペクトル特徴モニタリング方法を提供し、該方法はマルチキャリア光受信機に用いられ、該方法が問題を解決する原理は実施例4の装置と同様であるため、その具体的な実施は実施例4の方法の実施を参照することができ、内容が同じ記載は省略される。

図17は該方法のフローチャートであり、図17に示すように、該方法は次のステップを含み、即ち、
ステップ1701：受信信号を取得し、前記受信信号から周波数スペクトル情報を抽出し、前記受信信号の周波数スペクトルを取得し、前記周波数スペクトル中の中央チャネルの平坦領域のパワー値に基づいて中央チャネルのパワーを推定し、前記周波数スペクトル中の隣接チャネルの平坦領域のパワー値に基づいて隣接チャネルのパワーを推定し；
ステップ1702：推定された前記中央チャネルのパワー及び前記隣接チャネルのパワーに基づいて周波数スペクトル特徴モニタリングを行う。

本実施例では、該ステップ1701は実施例2のパワー推定方法により実現することができ、実施例2では該パワー推定方法を詳細に説明したため、その内容はここに合併され、詳しい説明は省略される。

１つの実施方式では、該ステップ1701は、前記受信信号を所定数量のセグメントに分割し、各セグメントの信号に対してウィンドウ関数を用いて畳み込みを行い、畳み込み後の各セグメントの信号に対してフーリエ変換を行い、変換後の各セグメントの信号のモジュラー平方を計算し、全てのセグメント信号のモジュラー平方に対して平均又は加重平均を行い、前記受信信号の周波数スペクトルを得る。

１つの実施方式では、該ステップ1701は、前記受信信号の周波数スペクトルの光受信機のデジタル帯域幅範囲内の両端の所定範囲内での周波数スペクトル、及び、光受信機フィルターのレスポンスに基づいて、前記隣接チャネルの周波数スペクトルを確定し、更に、前記受信信号のエイリアシング効果消去後の周波数スペクトルを得る。

１つの実施方式では、該ステップ1701は、前記受信信号の周波数スペクトルの光受信機のデジタル帯域幅範囲内の両端の所定範囲内での周波数スペクトル、及び、等価光受信機フィルターのレスポンスに基づいて、前記受信信号のエイリアシング効果消去後の周波数スペクトルを確定し、前記周波数スペクトルに基づいて等価光受信機フィルターのレスポンスを再推定し、再推定した等価光受信機フィルターのレスポンスに基づいて前記周波数スペクトルを再確定し、なお、このような処理を、反復回数が最大値に達する又は隣接チャネルが一定の平坦性に達するまで繰り返して行う。

本実施方式では、前記光受信機のデジタル帯域幅範囲内の両端の所定範囲内での周波数スペクトルが相対的平坦であると想定しており、即ち、前記所定範囲内の周波数スペクトルは前記周波数スペクトル中の隣接チャネルの平坦領域である。

本実施例では、該ステップ1702は、ステップ1701のサブキャリアチャネルパワーに対しての推定結果を用いて、サブキャリアチャネルの周波数スペクトル特徴をモニタリングする。例えば、該ステップ1702は、ステップ1701のサブキャリアチャネルパワーに対しての推定結果に基づいて、信号対雑音比、サブキャリア間隙幅、ビットエラーレート、クロストークレベルなどをモニタリングすることができる。なお、モニタリング方法は従来技術を参照することができ、ここでは詳しい説明を省略する。

本実施例における方法により、単一光受信機が得た周波数スペクトル情報のみ用いて、光受信機の中央チャネルパワー及び隣接チャネルパワーを推定することで、パワー不均衡による影響を定量的に評価することができる。

本発明の実施例は更にマルチキャリア光受信機を提供し、該光受信機は実施例4に記載の周波数スペクトル特徴モニタリング装置を含んでも良い。

図18は、本実施例における光受信機の構成図であり、図18に示すように、該光受信機1800は中央処理装置（CPU）1801及び記憶器1802を含んでも良く；記憶器1802は中央処理装置1801に結合される。なお、該図は例示に過ぎず、即ち、他の類型の結構を用いて、該結構に対して補充又は代替を行うことで、電気通信の機能又は他の機能を実現することもできる。

１つの実施方式では、実施例4に記載の周波数スペクトル特徴モニタリング装置の機能は中央処理装置1801に集積することができる。

もう１つの実施方式では、該周波数スペクトル特徴モニタリング装置は中央処理装置1801と別々で配置されても良く、例えば、該周波数スペクトル特徴モニタリング装置を、中央処理装置1801に接続されるチップとして構成しても良く、このとき、例えば、中央処理装置1801の制御で、該周波数スペクトル特徴モニタリング装置の機能を実現することができる。

図18に示すよに、該光受信機1800は更に通信モジュール1803、入力ユニット1804、ローカルレーザー装置1805、表示器1806、電源1807を含んでも良い。なお、光受信機1800は必ずしも括図18に示す全ての部品を含む必要がなく、また、光受信機1800は更に図18に示していない部品を含んでも良く、これについては従来技術を参照することができる。

図18に示すように、中央処理装置1801は制御器又は操作コントローラと称される場合があり、マイクロプロセッサ又は他の処理器装置及び／又は論理装置を含んでも良く、また、例えば、該中央処理装置1801は入力を受信し、光受信機1800の各部品の操作を制御することもできる。

そのうち、記憶器1802は、例えば、バッファ、フラッシュメモリ、HDD、移動可能な媒体、揮発性記憶器、非揮発性記憶器又は他の適切な装置のうちの一つ又は複数であっても良い。予め定義又は構成された情報を記憶しても良く、また、関連情報を実行するためのプログラムを記憶しても良い。また、中央処理装置1801は、該記憶器1802に記憶されている該プログラムを実行することで、情報の記憶又は処理等を実現すある。他の部品の機能は従来と同様であるため、ここでは詳しい説明を省略する。なお、コヒーレント光受信機1800の各部品は専用ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はその組み合わせにより実現することもでき、これらはすべて本発明の範囲に属する。

本発明の実施例における光受信機により、単一光受信機が得た周波数スペクトル情報のみ用いて、光受信機の中央チャネルパワー及び隣接チャネルパワーを推定することで、パワー不均衡による影響を定量的に評価することができる。

本発明の実施例は更にマルチキャリア光通信システムを提供し、図19は該システムの構成図であり、図19に示すように、該システム1900は送信機1901及び光受信機1902を含み、そのうち、該光受信機1902は実施例3又は実施例6に記載の光受信機により実現することができ、その内容はここに合併され、詳しい記載は省略される。

本発明の実施例におけるマルチキャリア光通信システムにより、単一光受信機が得た周波数スペクトル情報のみ用いて、光受信機の中央チャネルパワー及び隣接チャネルパワーを推定することで、パワー不均衡による影響を定量的に評価することができる。

本発明の実施例還は更にコンピュータ可読プログラムを提供し、そのうち、パワー推定装置又は光受信機中で前記プログラムを実行する時に、前記プログラムはコンピュータに、前記パワー推定装置又は光受信機中で実施例2に記載の方法を実行させる。

本発明の実施例は更にコンピュータ可読プログラムを記憶した記憶媒体を提供し、そのうち、前記コンピュータ可読プログラムは、コンピュータに、パワー推定装置又は光受信機中で実施例2に記載の方法を実行させる。

本発明の実施例は更にコンピュータ可読プログラムを提供し、そのうち、周波数スペクトル特徴モニタリング装置又は光受信機中で前記プログラムを実行する時に、前記プログラムはコンピュータに、前記周波数スペクトル特徴モニタリング装置又は光受信機中で実施例5に記載の方法を実行させる。

本発明の実施例は更にコンピュータ可読プログラムの記憶媒体を提供し、そのうち、前記コンピュータ可読プログラムはコンピュータに、周波数スペクトル特徴モニタリング装置又は光受信機中で実施例5に記載の方法を実行させる。

また、本発明の実施例による装置及び方法などは、ソフトウェアにより実現されても良く、ハードウェアにより実現されてもよく、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせにより実現されても良い。また、本発明はこのようなコンピュータ可読プログラムにも関し、即ち、前記プログラムは、ロジック部品により実行されるときに、前記ロジック部品に、上述の装置又は構成要素を実現させることができ、又は、前記ロジック部品に、上述の方法又はそのステップを実現させることもできる。さらに、本発明は上述のプログラムを記憶するための記憶媒体、例えば、ハードディスク、磁気ディスク、光ディスク、DVD、フラッシュメモリにも関する。

また、以上の実施例における実施方式に関し、更に以下の付記を開示する。

（付記1）
パワー推定装置であって、前記装置は光受信機に用いられ、そのうち、前記装置は、
受信信号を得るための取得ユニット；
前記受信信号から周波数スペクトル情報を抽出し、前記受信信号の周波数スペクトルを得るための抽出ユニット；
前記周波数スペクトル中の中央チャネルの平坦領域のパワー値に基づいて、前記中央チャネルのパワーを推定するための第一推定ユニット；及び
前記周波数スペクトル中の隣接チャネルの平坦領域のパワー値に基づいて、前記隣接チャネルのパワーを推定するための第二推定ユニットを含む、装置。

（付記2）
付記1に記載の装置であって、
前記抽出ユニットは、
前記受信信号を所定数量のセグメントに分割するための分割モジュール；
各セグメントの信号に対してフーリエ変換を行うための変換モジュール；及び
各セグメントの信号のモジュラー平方を計算し、そして、全てのセグメント信号のモジュラー平方に対して平均又は加重平均を行い、前記受信信号の周波数スペクトルを得るための計算モジュールを含む、装置。

（付記3）
付記2に記載の装置であって、
前記抽出ユニットは、更に、
前記分割モジュールと前記変換モジュールとの間に設けられ、各セグメントの信号に対してウィンドウ関数による畳み込み処理を行うための畳み込みモジュールを含む、装置。

（付記4）
付記1に記載の装置であって、更に、
前記抽出ユニットにより抽出された受信信号の周波数スペクトルに対して周波数スペクトル復元を行うための周波数スペクトル復元ユニットであって、前記第一推定ユニットは、前記周波数スペクトル復元ユニットにより復元された周波数スペクトルに基づいて、前記中央チャネルの平坦領域を確定し、前記中央チャネルの平坦領域に基づいて、前記中央チャネルのパワー値を推定し、前記第二推定ユニットは、前記周波数スペクトル復元ユニットにより復元された周波数スペクトルに基づいて、前記隣接チャネルの平坦領域を確定し、前記隣接チャネルの平坦領域に基づいて、前記隣接チャネルのパワーを推定する、周波数スペクトル復元ユニットを含む、装置。

（付記5）
付記4に記載の装置であって、
前記周波数スペクトル復元ユニットは、
前記受信信号の周波数スペクトルの前記光受信機のデジタル帯域幅範囲内の両端の所定範囲内での周波数スペクトル、及び、前記光受信機フィルターのレスポンス又は前記等価光受信機フィルターのレスポンスに基づいて、前記隣接チャネルの周波数スペクトルを確定し、前記受信信号の周波数スペクトルを得るための周波数スペクトルエイリアシング消去モジュールを含む、装置。

（付記6）
付記4に記載の装置であって、
前記第二確定ユニットは、更に、
前記周波数スペクトルエイリアシング消去モジュールの出力に基づいて、前記等価光受信機フィルターのレスポンスを推定し、前記等価光受信機フィルターのレスポンスを、反復の回数が最大値に達する又は隣接チャネルが所定平坦性に達するまで、前記周波数スペクトルエイリアシング消去モジュールに提供する等価光受信機フィルター推定モジュールを含む、装置。

（付記7）
付記6に記載の装置であって、
前記推定モジュールは、
前記エイリアシング消去モジュールの第一回の出力に基づいて、前記隣接チャネルの平坦領域を確定し、前記中央チャネルの少なくとも１つの周波数点のパワーを前記隣接チャネルの平坦領域の推定パワーとして、前記等価光受信機フィルターのレスポンスを確定し、そして、前記周波数スペクトルエイリアシング消去モジュールに提供するための第一確定モジュール；
前記周波数スペクトルエイリアシング消去モジュールの他の出力に基づいて、前記等価光受信機フィルターのレスポンスを再確定するための第二確定モジュール；
前記反復の回数が最大値に達するか、又は、前記隣接チャネルが所定平坦性に達するかを判断するための判断モジュール；及び
前記判断モジュールの判断結果がはいの場合、処理を終了させ、前記判断モジュールの判断結果がいいえの場合、前記第二確定モジュールにより更確定された前記等価光受信機フィルターのレスポンスを前記周波数スペクトルエイリアシング消去モジュールに提供して引き続き処理を行わせるための処理モジュールを含む、装置。

（付記8）
付記4に記載の装置であって、更に、
前記周波数スペクトル復元ユニットにより復元された後の周波数スペクトルのノイズフロアを確定し、該周波数スペクトルの各周波数点において該ノイズフロアを減算し、ノイズ消去後の信号を取得し、そして、前記第一推定ユニット及び前記第二推定ユニットに提供するためのノイズ除去ユニットを含む、装置。

（付記9）
周波数スペクトル特徴モニタリング装置であって、前記装置は光受信機に用いられ、そのうち、前記装置は、
受信信号を取得し、前記受信信号から周波数スペクトル情報を抽出し、前記受信信号の周波数スペクトルを取得し、前記周波数スペクトル中の中央チャネルの平坦領域のパワー値に基づいて前記中央チャネルのパワーを確定し、前記周波数スペクトル中の隣接チャネルの平坦領域のパワー値に基づいて前記隣接チャネルのパワーを確定するための推定ユニット；及び
前記推定ユニットにより推定された前記中央チャネルのパワー及び前記隣接チャネルのパワーに基づいて、周波数スペクトル特徴モニタリングを行うためのモニタリングユニットを含む、装置。

（付記10）
付記9に記載の装置であって、
前記推定ユニットは、前記受信信号を所定数量のセグメントに分割し、各セグメントの信号に対してフーリエ変換を行い、変換後の各セグメントの信号のモジュラー平方を計算し、そして、全てのセグメント信号のモジュラー平方に対して平均又は加重平均を行い、前記受信信号の周波数スペクトルを得る、装置。

（付記11）
付記9に記載の装置であって、
前記推定ユニットは、前記受信信号を所定数量のセグメントに分割し、各セグメントの信号に対してウィンドウ関数による畳み込み処理を行い、畳み込み処理後の各セグメントの信号に対してフーリエ変換を行い、変換後の各セグメントの信号のモジュラー平方を計算し、そして、全てのセグメント信号のモジュラー平方に対して平均又は加重平均を行い、前記受信信号の周波数スペクトルを得る、装置。

（付記12）
付記9に記載の装置であって、
前記推定ユニットは、前記受信信号の周波数スペクトルの前記光受信機のデジタル帯域幅範囲内の両端の所定範囲内での周波数スペクトル、及び、等価光受信機フィルターのレスポンスに基づいて、前記隣接チャネルの周波数スペクトルを確定し、前記受信信号の周波数スペクトルエイリアシング効果消去後の周波数スペクトルを取得し、前記受信信号の周波数スペクトルエイリアシング効果消去後の周波数スペクトルに基づいて等価光受信機フィルターのレスポンスを再推定し、そして、再推定した等価光受信機フィルターのレスポンスに基づいて、前記受信信号の周波数スペクトルエイリアシング効果消去後の周波数スペクトルを、反復の回数が最大値に達するまで又は隣接チャネルが所定平坦性に達するまで、再確定する、装置。

（付記13）
付記9に記載の装置であって、
前記推定ユニットは、前記受信信号の周波数スペクトルの光受信機のデジタル帯域幅範囲内の両端の所定範囲内での周波数スペクトル、及び、光受信機フィルターのレスポンスに基づいて、前記隣接チャネルの周波数スペクトルを確定し、前記受信信号の周波数スペクトルエイリアシング効果消去後の周波数スペクトルを得る、装置。

（付記14）
付記9に記載の装置であって、
前記モニタリングユニットは、前記中央チャネルのパワー及び前記隣接チャネルのパワーを用いて、サブキャリアチャネルの信号対雑音比、サブキャリア間の間隙幅、ビットエラーレート、及びクロストークレベルをモニタリングするように構成される、装置。

（付記15）
光受信機であって、
前記光受信機は周波数スペクトル特徴モニタリング装置を含み、前記周波数スペクトル特徴モニタリング装置は、
受信信号を取得し、前記受信信号から周波数スペクトル情報を抽出し、前記受信信号の周波数スペクトルを取得し、前記周波数スペクトル中の中央チャネルの平坦領域のパワー値に基づいて前記中央チャネルのパワーを確定し、前記周波数スペクトル中の隣接チャネルの平坦領域のパワー値に基づいて前記隣接チャネルのパワーを確定し；及び
推定した前記中央チャネルのパワー及び前記隣接チャネルのパワーに基づいて、周波数スペクトル特徴モニタリングを行うように構成される、光受信機。

（付記16）
付記15に記載の光受信機であって、
前記周波数スペクトル特徴モニタリング装置は、
前記受信信号を所定数量のセグメントに分割し、各セグメントの信号に対してフーリエ変換を行い、変換後の各セグメントの信号のモジュラー平方を計算し、そして、全てのセグメント信号のモジュラー平方に対して平均又は加重平均を行い、前記受信信号の周波数スペクトルを得るように構成される、光受信機。

（付記17）
付記15に記載の光受信機であって、
前記周波数スペクトル特徴モニタリング装置は、
前記受信信号を所定数量のセグメントに分割し、各セグメントの信号に対してウィンドウ関数による畳み込み処理を行い、畳み込み処理後の各セグメントの信号に対してフーリエ変換を行い、変換後の各セグメントの信号のモジュラー平方を計算し、そして、全てのセグメント信号のモジュラー平方に対して平均又は加重平均を行い、前記受信信号の周波数スペクトルを得るように構成される、光受信機。

（付記18）
付記15に記載の光受信機であって、
前記周波数スペクトル特徴モニタリング装置は、
前記受信信号の周波数スペクトルの光受信機のデジタル帯域幅範囲内の両端の所定範囲内での周波数スペクトル、及び、等価光受信機フィルターのレスポンスに基づいて、前記隣接チャネルの周波数スペクトルを確定し、前記受信信号の周波数スペクトルエイリアシング効果消去後の周波数スペクトルを取得し、前記受信信号の周波数スペクトルエイリアシング効果消去後の周波数スペクトルに基づいて、等価光受信機フィルターのレスポンスを再推定し、そして、再推定した等価光受信機フィルターのレスポンスに基づいて、前記受信信号の周波数スペクトルエイリアシング効果消去後の周波数スペクトルを、反復の回数が最大値に達する又は隣接チャネルが所定平坦性に達するまで、再確定するように構成される、光受信機。

（付記19）
付記15に記載の光受信機であって、
前記周波数スペクトル特徴モニタリング装置は、
前記受信信号の周波数スペクトルの光受信機のデジタル帯域幅範囲内の両端の所定範囲内での周波数スペクトル、及び、光受信機フィルターのレスポンスに基づいて、前記隣接チャネルの周波数スペクトルを確定し、前記受信信号の周波数スペクトルエイリアシング効果消去後の周波数スペクトルを得るために用いられる、装置。

（付記20）
付記15に記載の光受信機であって、
前記周波数スペクトル特徴モニタリング装置は、
前記中央チャネルのパワー及び前記隣接チャネルのパワーに基づいて、サブキャリアチャネルの信号対雑音比、サブキャリア間の間隙幅、ビットエラーレート、及びクロストークレベルをモニタリングするように構成される、光受信機。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されず、本発明の趣旨を離脱しない限り、本発明に対するあらゆる変更は本発明の技術的範囲に属する。

Claims (20)

1. 光受信機に用いられるパワー推定装置であって、
   受信信号を得るための取得ユニット；
   前記受信信号から周波数スペクトル情報を抽出し、前記受信信号の周波数スペクトルを得るための抽出ユニット；
   前記周波数スペクトル中の中央チャネルの平坦領域のパワー値に基づいて、前記中央チャネルのパワーを推定するための第一推定ユニット；及び
   前記周波数スペクトル中の隣接チャネルの平坦領域のパワー値に基づいて、前記隣接チャネルのパワーを推定するための第二推定ユニットを含む、装置。
2. 請求項1に記載の装置であって、
   前記抽出ユニットは、
   前記受信信号を所定数量のセグメントに分割するための分割モジュール；
   各セグメントの信号に対してフーリエ変換を行うための変換モジュール；及び
   各セグメントの信号のモジュラー平方を計算し、全てのセグメント信号のモジュラー平方に対して平均又は加重平均を行い、前記受信信号の周波数スペクトルを得るための計算モジュールを含む、装置。
3. 請求項2に記載の装置であって、
   前記抽出ユニットは、更に、
   前記分割モジュールと前記変換モジュールとの間に設けられ、各セグメントの信号に対してウィンドウ関数を用いて畳み込み処理を行うための畳み込みモジュールを含む、装置。
4. 請求項1に記載の装置であって、更に、
   前記抽出ユニットにより抽出された前記受信信号の周波数スペクトルに対して周波数スペクトル復元を行うための周波数スペクトル復元ユニットであって、前記第一推定ユニットは、前記周波数スペクトル復元ユニットにより復元された周波数スペクトルに基づいて、前記中央チャネルの平坦領域を確定し、前記中央チャネルの平坦領域に基づいて、前記中央チャネルのパワー値を推定し、前記第二推定ユニットは、前記周波数スペクトル復元ユニットにより復元された周波数スペクトルに基づいて、前記隣接チャネルの平坦領域を確定し、前記隣接チャネルの平坦領域に基づいて、前記隣接チャネルのパワーを推定する、周波数スペクトル復元ユニットを含む、装置。
5. 請求項4に記載の装置であって、
   前記周波数スペクトル復元ユニットは、
   前記受信信号の周波数スペクトルの、前記光受信機のデジタル帯域幅範囲内の両端の所定範囲内での周波数スペクトルと、光受信機フィルターのレスポンス又は等価光受信機フィルターのレスポンスとに基づいて、前記隣接チャネルの周波数スペクトルを確定し、前記受信信号の周波数スペクトルエイリアシング効果消去後の周波数スペクトルを得るための周波数スペクトルエイリアシング消去モジュールを含む、装置。
6. 請求項5に記載の装置であって、
   前記周波数スペクトル復元ユニットは、更に、
   前記周波数スペクトルエイリアシング消去モジュールの出力に基づいて、前記等価光受信機フィルターのレスポンスを推定し、前記等価光受信機フィルターのレスポンスを、反復の回数が最大値に達する又は隣接チャネルが所定平坦性に達するまで、前記周波数スペクトルエイリアシング消去モジュールに提供する等価光受信機フィルター推定モジュールを含む、装置。
7. 請求項6に記載の装置であって、
   前記等価光受信機フィルター推定モジュールは、
   前記エイリアシング消去モジュールの第一回の出力に基づいて、前記隣接チャネルの平坦領域を確定し、前記中央チャネルの少なくとも１つの周波数点のパワーを前記隣接チャネルの平坦領域の推定パワーとして、前記等価光受信機フィルターのレスポンスを確定し、そして、前記周波数スペクトルエイリアシング消去モジュールに提供するための第一確定モジュール；
   前記周波数スペクトルエイリアシング消去モジュールの他の出力に基づいて、前記等価光受信機フィルターのレスポンスを再確定するための第二確定モジュール；
   前記反復の回数が最大値に達するか、又は、前記隣接チャネルが所定平坦性に達するかを判断するための判断モジュール；及び
   前記判断モジュールの判断結果が「はい」の場合、処理を終了させ、前記判断モジュールの判断結果が「いいえ」の場合、前記第二確定モジュールにより再確定された前記等価光受信機フィルターのレスポンスを前記周波数スペクトルエイリアシング消去モジュールに提供して引き続き処理を行わせるための処理モジュールを含む、装置。
8. 請求項4に記載の装置であって、更に、
   前記周波数スペクトル復元ユニットにより復元された後の周波数スペクトルのノイズフロアを確定し、該周波数スペクトルの各周波数点において該ノイズフロアを減算し、ノイズ消去後の信号を取得し、前記第一推定ユニット及び前記第二推定ユニットに提供するためのノイズ除去ユニットを含む、装置。
9. 光受信機に用いられる周波数スペクトル特徴モニタリング装置であって、
   受信信号を取得し、前記受信信号から周波数スペクトル情報を抽出し、前記受信信号の周波数スペクトルを取得し、前記周波数スペクトル中の中央チャネルの平坦領域のパワー値に基づいて前記中央チャネルのパワーを確定し、また、前記周波数スペクトル中の隣接チャネルの平坦領域のパワー値に基づいて前記隣接チャネルのパワーを確定するための推定ユニット；及び
   前記推定ユニットにより推定された前記中央チャネルのパワー及び前記隣接チャネルのパワーに基づいて、周波数スペクトル特徴モニタリングを行うためのモニタリングユニットを含む、装置。
10. 請求項9に記載の装置であって、
    前記推定ユニットは、前記受信信号を所定数量のセグメントに分割し、各セグメントの信号に対してフーリエ変換を行い、変換後の各セグメントの信号のモジュラー平方を計算し、全てのセグメント信号のモジュラー平方に対して平均又は加重平均を行い、前記受信信号の周波数スペクトルを得る、装置。
11. 請求項9に記載の装置であって、
    前記推定ユニットは、前記受信信号を所定数量のセグメントに分割し、各セグメントの信号に対してウィンドウ関数による畳み込み処理を行い、畳み込み処理後の各セグメントの信号に対してフーリエ変換を行い、変換後の各セグメントの信号のモジュラー平方を計算し、全てのセグメント信号のモジュラー平方に対して平均又は加重平均を行い、前記受信信号の周波数スペクトルを得る、装置。
12. 請求項9に記載の装置であって、
    前記推定ユニットは、前記受信信号の周波数スペクトルの、前記光受信機のデジタル帯域幅範囲内の両端の所定範囲内での周波数スペクトルと、等価光受信機フィルターのレスポンスとに基づいて、前記隣接チャネルの周波数スペクトルを確定し、前記受信信号の周波数スペクトルエイリアシング効果消去後の周波数スペクトルを取得し、前記受信信号の周波数スペクトルエイリアシング効果消去後の周波数スペクトルに基づいて前記等価光受信機フィルターのレスポンスを再推定し、再推定した前記等価光受信機フィルターのレスポンスに基づいて、前記受信信号の周波数スペクトルエイリアシング効果消去後の周波数スペクトルを、反復の回数が最大値に達するまで又は隣接チャネルが所定平坦性に達するまで、再確定する、装置。
13. 請求項9に記載の装置であって、
    前記推定ユニットは、前記受信信号の周波数スペクトルの、前記光受信機のデジタル帯域幅範囲内の両端の所定範囲内での周波数スペクトルと、光受信機フィルターのレスポンスとに基づいて、前記隣接チャネルの周波数スペクトルを確定し、前記受信信号の周波数スペクトルエイリアシング効果消去後の周波数スペクトルを得る、装置。
14. 請求項9に記載の装置であって、
    前記モニタリングユニットは、前記中央チャネルのパワー及び前記隣接チャネルのパワーを用いて、サブキャリアチャネルの信号対雑音比、サブキャリア間の間隙幅、ビットエラーレート、及びクロストークレベルをモニタリングするように構成される、装置。
15. 周波数スペクトル特徴モニタリング装置を含む光受信機であって、
    前記周波数スペクトル特徴モニタリング装置は、
    受信信号を取得し、前記受信信号から周波数スペクトル情報を抽出し、前記受信信号の周波数スペクトルを取得し、前記周波数スペクトル中の中央チャネルの平坦領域のパワー値に基づいて前記中央チャネルのパワーを確定し、前記周波数スペクトル中の隣接チャネルの平坦領域のパワー値に基づいて前記隣接チャネルのパワーを確定し；及び
    推定した前記中央チャネルのパワー及び前記隣接チャネルのパワーに基づいて、周波数スペクトル特徴モニタリングを行うように構成される、光受信機。
16. 請求項15に記載の光受信機であって、
    前記周波数スペクトル特徴モニタリング装置は、
    前記受信信号を所定数量のセグメントに分割し、各セグメントの信号に対してフーリエ変換を行い、変換後の各セグメントの信号のモジュラー平方を計算し、全てのセグメント信号のモジュラー平方に対して平均又は加重平均を行い、前記受信信号の周波数スペクトルを得るように構成される、光受信機。
17. 請求項15に記載の光受信機であって、
    前記周波数スペクトル特徴モニタリング装置は、
    前記受信信号を所定数量のセグメントに分割し、各セグメントの信号に対してウィンドウ関数による畳み込み処理を行い、畳み込み処理後の各セグメントの信号に対してフーリエ変換を行い、変換後の各セグメントの信号のモジュラー平方を計算し、全てのセグメント信号のモジュラー平方に対して平均又は加重平均を行い、前記受信信号の周波数スペクトルを得るように構成される、光受信機。
18. 請求項15に記載の光受信機であって、
    前記周波数スペクトル特徴モニタリング装置は、
    前記受信信号の周波数スペクトルの、前記光受信機のデジタル帯域幅範囲内の両端の所定範囲内での周波数スペクトルと、等価光受信機フィルターのレスポンスとに基づいて、前記隣接チャネルの周波数スペクトルを確定し、前記受信信号の周波数スペクトルエイリアシング効果消去後の周波数スペクトルを取得し、前記受信信号の周波数スペクトルエイリアシング効果消去後の周波数スペクトルに基づいて、前記等価光受信機フィルターのレスポンスを再推定し、再推定した前記等価光受信機フィルターのレスポンスに基づいて、前記受信信号の周波数スペクトルエイリアシング効果消去後の周波数スペクトルを、反復の回数が最大値に達するまで又は隣接チャネルが所定平坦性に達するまで、再確定するように構成される、光受信機。
19. 請求項15に記載の光受信機であって、
    前記周波数スペクトル特徴モニタリング装置は、
    前記受信信号の周波数スペクトルの、前記光受信機のデジタル帯域幅範囲内の両端の所定範囲内での周波数スペクトルと、光受信機フィルターのレスポンスとに基づいて、前記隣接チャネルの周波数スペクトルを確定し、前記受信信号の周波数スペクトルエイリアシング効果消去後の周波数スペクトルを得るように構成される、光受信機。
20. 請求項15に記載の光受信機であって、
    前記周波数スペクトル特徴モニタリング装置は、
    前記中央チャネルのパワー及び前記隣接チャネルのパワーに基づいて、サブキャリアチャネルの信号対雑音比、サブキャリア間の間隙幅、ビットエラーレート、及びクロストークレベルをモニタリングするように構成される、光受信機。
    

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