Фильтрующее устройство



Фильтрующее устройство
Фильтрующее устройство
Фильтрующее устройство
Фильтрующее устройство
Фильтрующее устройство
Фильтрующее устройство
Фильтрующее устройство

 

H04B10/2581 - Передающие системы, использующие потоки корпускулярного излучения или электромагнитные волны, кроме радиоволн, например световые, инфракрасные (оптические соединения, смешивание или разделение световых сигналов G02B; световоды G02B 6/00; коммутация, модуляция и демодуляция светового излучения G02B,G02F; приборы или устройства для управления световым излучением, например для модуляции, G02F 1/00; приборы или устройства для демодуляции, переноса модуляции или изменения частоты светового излучения G02F 2/00; оптические мультиплексные системы H04J 14/00)

Владельцы патента RU 2513044:

ХУАВЕЙ ТЕКНОЛОДЖИЗ КО., ЛТД. (CN)

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в оптических системах связи. Технический результат состоит в обеспечении адаптации фильтра в частотной области. Для этого фильтрующее устройство содержит фильтр (101) для фильтрации входного сигнала с использованием первого и второго набора коэффициентов фильтра для получения первого и второго отфильтрованного сигнала (103) частотной области для корреляции первого подмножества составляющих в частотной области первого отфильтрованного сигнала для получения первого корреляционного значения, и корреляции второго подмножества составляющих в частотной области второго отфильтрованного сигнала для получения второго корреляционного значения, причем первое подмножество коррелированных составляющих в частотной области и второе подмножество коррелированных составляющих в частотной области, соответственно, расположены в заданном диапазоне коррелированных сигналов, содержащем тактовую частоту; и процессор (105), выполненный с возможностью выбора для фильтрации входного сигнала, либо первый набор коэффициентов фильтра, либо второй набор коэффициентов фильтра на основе первого корреляционного значения и второго корреляционного значения. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Уровень техники

Современные системы высокоскоростной связи задействуют оптические компоненты для передачи информации посредством оптических сигналов. Обычно оптические сигналы передают по оптоволоконному кабелю, который, к сожалению, искажает передаваемый сигнал из-за разных характеристик передачи для разных длин волн. Искажение может содержать ослабление сигнала, зависящее от длины волны, или хроматическую дисперсию, которая возникает, когда компоненты сигнала с разными длинами волн распространяются с разными скоростями по оптическому каналу связи.

Для компенсации искажений, в приемнике может быть применен цифровой фильтр для улучшения качества сигнала и последующего обнаружения переданной информации. В случае цифровой фильтрации, сначала выполняют когерентную оптическую демодуляцию и, затем, оптоэлектронное преобразование с помощью, например, фотодиодов. Наконец, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) выводит цифровой сигнал. Тем не менее, результирующий цифровой сигнал по-прежнему содержит остаточное искажение, например хроматическую дисперсию, которая может быть уменьшена цифровой фильтрацией.

Для фильтрации хроматической дисперсии может быть применен эффективный фильтр, известный из доклада ОМТ1 на OFC 2009 (Выставка оптоволоконных коммуникаций) за авторством М.Кушнерова (М.Kuschnerov), Ф.Н.Хаска (F.N. Hauske), К.Пьяванно (К.Piyawanno), Б. Шпиннлера (В.Spinnler), А.Наполи (A.Napoli) и Б.Ланкла (В.Lankl), озаглавленного "Адаптивное выравнивание хроматической дисперсии для когерентных систем с бездисперсионным управлением". Описанный в данном случае фильтр основан на критерии u(t)=|s(t)|2 - R ошибок, выводимом из комплексного значения временной области сигнала s(t) и где R означает ожидаемую мощность. Данный подход относится к известному алгоритму на основе критерия постоянства модуля (СМА). Для адаптации фильтра в частотной области, сигнал u(t) ошибки переносят в частотную область для обновления функции фильтрации, т.е. коэффициентов фильтра. После множества последовательных обновлений, фильтр аппроксимирует идеальную функцию H d i s 1 ( ω ) фильтра, определяющую коэффициенты фильтра и представляющую собой функцию, обратную функции фильтра канала, и вводящую хроматическую дисперсию.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является предложение принципов адаптации эффективного фильтра в частотной области, в частности, предназначенных для фильтрации хроматической дисперсии.

Изобретение основано на поисках оптимального фильтра, который может быть получен на основе выбора таких коэффициентов фильтра из множества коэффициентов фильтра, которые основаны на оценке отфильтрованных сигналов или автокорреляции последовательности из каждого отфильтрованного сигнала в интервале частот вблизи тактовой частоты. Входной сигнал фильтруют с использованием возможных вариантов коэффициентов фильтра, из которых могут быть выбраны оптимальные коэффициенты фильтра. Входной сигнал может содержать, а может и не содержать, синхросигнал.

Согласно одному аспекту, настоящее изобретение относится к фильтрующему устройству для фильтрации входного сигнала, и входной сигнал содержит синхросигнал с заданной тактовой частотой. Фильтрационное устройство содержит фильтр для фильтрации входного сигнала с использованием первого набора коэффициентов фильтра для получения первого отфильтрованного сигнала, и фильтрации входного сигнала с использованием второго набора коэффициентов фильтра для получения второго отфильтрованного сигнала, коррелятор частотной области для корреляции первого подмножества составляющих частотной области первого отфильтрованного сигнала для получения первого корреляционного значения, и для корреляции второго подмножества составляющих частотной области второго отфильтрованного сигнала для получения второго корреляционного значения, в котором первое подмножество коррелированных составляющих частотной области и второе подмножество коррелированных составляющих частотной области располагаются в заданном диапазоне коррелированных сигналов, содержащих тактовую частоту, а также процессор, выбирающий для фильтрации входного сигнала либо первый набор коэффициентов фильтра, либо второй набора коэффициентов фильтра на основе первого корреляционного значения и второго корреляционного значения. Фильтр, и/или коррелятор, и/или процессор могут работать в частотной области. Согласно одному варианту осуществления, коррелятор выполнен с возможностью корреляции первого подмножества составляющих частотной области для получения первой корреляционной последовательности в частотной области и суммирования значений первой корреляционной последовательности для получения первого корреляционного значения, а также корреляции второго подмножества составляющих частотной области для получения второй корреляционной последовательности в частотной области и суммирования значений второй корреляционной последовательности для получения второго корреляционного значения.

Согласно одному варианту осуществления, процессор выполнен с возможностью выбора первого набора коэффициентов фильтра, если первое корреляционное значение больше или равно второму корреляционному значению, или второго набора коэффициентов фильтра, если второе корреляционное значение больше или равно первому корреляционному значению. Согласно одному варианту осуществления, фильтр выполнен с возможностью фильтрации множества входных сигналов с использованием первого набора коэффициентов фильтра для получения множества первых отфильтрованных сигналов, и фильтрации множества входных сигналов с использованием второго набора фильтра для получения множества вторых отфильтрованных сигналов, коррелятор частотной области выполнен с возможностью корреляции первого подмножества составляющих частотной области для каждого из первых отфильтрованных сигналов для получения множества первых корреляционных значений и корреляции второго подмножества составляющих частотной области для каждого из вторых отфильтрованных сигналов для получения множества вторых корреляционных значений, где каждое подмножество составляющих частотной области расположено в заданном диапазоне частот, содержащем тактовую частоту, и процессор выполнен с возможностью суммирования множества первых корреляционных значений для получения первого корреляционного значения, суммирования множества вторых корреляционных значений для получения второго корреляционного значения и выбора первого набора коэффициентов фильтра, если первое корреляционное значение больше или равно второму корреляционному значению, или выбора второго набора коэффициентов фильтра, если второе корреляционное значение больше или равно первому корреляционному значению.

Согласно одному варианту осуществления, первый набор коэффициентов фильтра и второй набор коэффициентов фильтра содержат, соответственно, разные характеристики фильтра хроматической дисперсии для разной фильтрации входного сигнала. Согласно одному варианту осуществления, первый набор коэффициентов фильтра и второй набор коэффициентов фильтра содержат, соответственно, характеристики фильтра поляризационной модовой дисперсии (PMD), фильтр вращения поляризации, в частности, для фильтрации вращения поляризации с одинаковыми или разными углами полной поляризации. В этом случае, фильтр PMD может быть так же выполнен с возможностью вращения поляризации, что образует подмножество эффектов PMD.

Согласно одному варианту осуществления, первый набор коэффициентов фильтра содержит множество первых подмножеств коэффициентов фильтра, множество первых подмножеств коэффициентов фильтра содержит, соответственно, первую характеристику фильтрации хроматической дисперсии и разные характеристики поляризационной модовой дисперсии, второй набор коэффициентов фильтра содержит множество вторых подмножеств коэффициентов фильтра, множество вторых подмножеств коэффициентов фильтра содержит, соответственно, вторую характеристику фильтрации хроматической дисперсии и разные характеристики поляризационной модовой дисперсии, фильтр выполнен с возможностью фильтрации входного сигнала с использованием множества первых подмножеств коэффициентов фильтра для получения множества первых отфильтрованных сигналов и фильтрации входного сигнала с использованием множества вторых подмножеств коэффициентов фильтра для получения множества вторых отфильтрованных сигналов, коррелятор частотной области выполнен с возможностью корреляции первого подмножества частотных составляющих каждого из первых отфильтрованных сигналов для получения первых корреляционных значений и корреляции второго подмножества частотных составляющих каждого из вторых отфильтрованных сигналов для получения вторых корреляционных значений, где каждое подмножество корреляционных составляющих частотной области расположено в заданном диапазоне частот, содержащем тактовую частоту, и процессор выполнен с возможностью суммирования множества первых корреляционных значений для получения первого корреляционного значения, суммирования множества вторых корреляционных значений для получения второго корреляционного значения и выбора первого набора коэффициентов фильтра, если первое корреляционное значение больше или равно второму корреляционному значению, или выбора второго набора коэффициентов фильтра, если второе корреляционное значение больше или равно первому корреляционному значения. При суммировании корреляционных значений могут быть использованы весовые коэффициенты, например, посредством введения фактора забывания.

Согласно одному варианту осуществления, фильтр содержит фильтр хроматической дисперсии и множество фильтров поляризационной модовой дисперсии, расположенных после фильтра хроматической дисперсии, фильтр хроматической дисперсии выполнен с возможностью последовательной фильтрации входного сигнала с использованием первого набора коэффициентов фильтра и второго набора коэффициентов фильтра для получения первого отфильтрованного сигнала и второго отфильтрованного сигнала, и в котором множество фильтров поляризационной модовой дисперсии выполнены с возможностью последовательной фильтрации перового отфильтрованного сигнала и второго отфильтрованного сигнала для получения, соответственно, множества первых отфильтрованных сигналов и вторых отфильтрованных сигналов.

Согласно одному варианту осуществления, коррелятор частотной области выполнен с возможностью автокорреляции соответствующих подмножеств составляющих частотной области. Однако так же может быть выполнена взаимная корреляция между разными составляющими поляризации.

Согласно одному варианту осуществления, фильтрующее устройство содержит преобразователь Фурье для преобразования входного сигнала или соответствующего первого или второго отфильтрованного сигнала в частотную область.

Согласно одному варианту осуществления, процессор выполнен с возможностью увеличения тактовой частоты на заданный инкремент или уменьшения тактовой частоты на заданный декремент для определения заданного диапазона частот.

Согласно одному варианту осуществления, входной сигнал является копией принятого сигнала, и фильтр выполнен с возможностью фильтрации принятого сигнала посредством выбора набора коэффициентов фильтра для дальнейшей обработки.

Согласно одному варианту осуществления, входной сигнал содержит первую часть входного сигнала, связанную с первой оптической поляризацией, и вторую часть входного сигнала, связанную со второй оптической поляризацией.

Согласно дополнительному аспекту, настоящее изобретение относится к способу фильтрации входного сигнала, и входной сигнал содержит синхросигнал, имеющий тактовую частоту. Способ содержит фильтрацию входного сигнала с использованием первого набора коэффициентов фильтра для получения первого отфильтрованного сигнала и фильтрацию входного сигнала с использованием второго набора коэффициентов фильтра для получения второго отфильтрованного сигнала, корреляцию первого подмножества составляющих частотной области первого отфильтрованного сигнала для получения первого корреляционного значения и корреляцию второго подмножества составляющих частотной области второго отфильтрованного сигнала для получения второго корреляционного значения, где первое подмножество составляющих частотной области и второе подмножество составляющих частотной области расположены, соответственно, в заданном диапазоне частот, содержащем тактовую частоту, и выбор либо первого набора коэффициентов фильтра, либо второго набора коэффициентов фильтра на основе первого корреляционного значения и второго корреляционного значения для фильтрации входного сигнала.

Согласно дополнительному аспекту, настоящее изобретение относится к компьютерной программе, которая при запуске на компьютере будет использовать вышеупомянутый способ для фильтрации входного сигнала.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны со ссылками на следующие фигуры:

фиг.1 - блок-схема фильтрующего устройства согласно варианту осуществления;

фиг.2 - блок-схема фильтра согласно варианту осуществления;

фиг.3 - блок-схема фильтрующего устройства согласно варианту осуществления;

фиг.4 - блок-схема фильтрующего устройства согласно варианту осуществления;

фиг.5 - блок-схема цифрового приемника с выравниванием согласно варианту осуществления; и

фиг.6 - диаграмма примера оценки согласно варианту осуществления.

Варианты осуществления изобретения

На фиг.1 показано фильтрующее устройство, содержащее фильтр 101 для фильтрации входного сигнала с использованием первого набора коэффициентов фильтра для получения первого отфильтрованного сигнала. Фильтр может содержать второй набор коэффициентов фильтра для фильтрации входного сигнала для получения второго отфильтрованного сигнала. Расположенный после фильтра 101 коррелятор 103 частотной области предназначен для корреляции соответствующего подмножества составляющих в частотной области первого отфильтрованного сигнала для получения разных корреляционных значений. В качестве примера, составляющие в частотной области занимают спектральный диапазон, содержащий спектральную частоту синхросигнала. В качестве примера, для корреляции может быть использован полный спектральный диапазон компонент в частотной области. Согласно некоторым вариантам осуществления, так же может быть использован поддиапазон корреляционной последовательности со спектром, содержащим тактовую частоту. Согласно еще некоторым вариантам осуществления, после корреляции отфильтрованных сигналов с полным спектральным диапазоном, результирующая корреляционная последовательность может быть ограничена полосой частот, содержащей спектр частот вблизи тактовой частоты. Спектр частот может иметь диапазон частот, определяемый заданным диапазоном частот. Кроме того, после коррелятора 103 частотной области расположен процессор 105 для выбора первого или второго набора коэффициентов фильтра для дальнейшей обработки. В качестве примера, процессор 105 может выбрать максимальное значение из корреляционных значений и выбрать соответствующий набор коэффициентов фильтра, связанный с выбранным значением.

Кроме того, перед или после фильтра 101 может быть расположен преобразователь Фурье для передачи на процессор 105 составляющих в частотной области соответствующих отфильтрованных сигналов.

На фиг.2 показана реализация фильтра 101, показанного на фиг.1. Фильтр содержит фильтр 201 хроматической дисперсии и множество фильтров 203-205 поляризационной модовой дисперсии. Фильтры 203-205 поляризационной модовой дисперсии образуют, например, фильтр SOP (State of Polarization - Состояния Поляризации) и выполнены с возможностью вращения плоскости поляризации выходного сигнала из фильтра 201 хроматической дисперсии на разные углы поворота для получения множества отфильтрованных сигналов. Коррелятор 103 может определить, например, автокорреляцию каждого из множества отфильтрованных сигналов и просуммировать корреляционные последовательности, связанные с заданным диапазоном частот, близким к синхросигналу, для получения первого корреляционного значения. В другой момент времени фильтр 201 хроматической дисперсии может отфильтровать входной сигнал с другими характеристиками фильтра хроматической дисперсии, так что после фильтрации и корреляции может быть получено второе корреляционное значение.

На фиг.3 показано фильтрующее устройство, содержащее множество фильтров 301, 303 и 305 вращения поляризации. После каждого фильтра 301-305 предусмотрены корреляторы 307, 309 и 311 для определения автокорреляции соответствующих отфильтрованных сигналов. Корреляционные последовательности направляют на процессор 313, работающий, например, на основе формулы, отображенной на фиг.3 и используемой для выбора соответствующего набора коэффициентов фильтра хроматической дисперсии, не показанного на фиг.3 и расположенного перед фильтрами 301-305.

Что касается фиг.3, то в данном случае применена группа фильтров из нескольких фильтров 203-205 поляризационной модовой дисперсии, например фильтров вращения SOP. Этап с использованием фильтров SOP делает данный подход независимым о вращения поляризации.

Каждый фильтр 303-305 поворачивает сигнал на разный угол в вращения поляризации:

[ S ' x , i n , k [ m ] S ' y , i n , k [ m ] ] = [ cos θ sin θ sin θ cos θ ] [ S x , i n , k [ m ] S y , i n , k [ m ] ]

После каждого фильтра может быть добавлено использование ACF (Auto-Correlation Function - Функция Автокорреляции) для обоих вкладов от х-поляризации и у-поляризации:

U k ( C D i , k l ) = A C F ( S ' i n , k , x [ m ] ) + A C F ( S ' i n , k , y [ m ] ) = m = 1 F F T _ s i z e ( c s h i f t ( S ' i n , k , x [ m ] , k l ) S i n , k l , x * [ m ] ) + m = 1 F F T _ s i z e ( c s h i f t ( S ' i n , k , y [ m ] , k l ) S i n , k l , y * [ m ] )

ACF вычисляют только для сдвига Δ относительно частоты синхросигнала (СТ), который для систем с частотой дискретизации 2 отсчета в секунду равен FFTsize/2. В этом отношении, вышеупомянутый заданный диапазон частот может соответствовать Δ или 2Δ. Не обязательно, но может быть вычислено среднее значение для каждого результата ACF и для каждого фильтра SOP. В качестве примера, аргумент максимума результирующей функции

J C D ( C D i ) = S O P k = 1 8 [ k l = F F T s i z e / 2 Δ F F T s i z e / 2 + Δ | U k ( C D i , k l ) | ]

приведет к оцениваемой CD, где индекс i обозначает набор i коэффициентов фильтра для фильтрации хроматической дисперсии и k обозначает входной сигнал k. В частности, максимум вышеприведенной функции связан с некоторым набором коэффициентов фильтра для фильтрации хроматической дисперсии.

Что касается вышеприведенной формулы, значения корреляционных

последовательностей |Uk(CDi,kl)| суммируются вычислением

k l = F F T s i z e / 2 Δ F F T s i z e / 2 + Δ | U k ( C D i , k l ) |

для получения для каждого фильтра CD корреляционного значения, которое может быть использовано для выбора оптимального фильтра CD.

Кроме того, множество входных сигналов может быть обработано в соответствии с формулой

k = 1 8 [ k l = F F T s i z e / 2 Δ F F T s i z e / 2 + Δ | U k ( C D i , k l ) | ]

для получения для каждого фильтра CD корреляционного значения, которое может быть использовано для выбора оптимального фильтра CD.

Кроме того, так же может быть принято во внимание, например, множество фильтров SOP в соответствии с формулой

S O P k = 1 8 [ k l = F F T s i z e / 2 Δ F F T s i z e / 2 + Δ | U k ( C D i , k l ) | ]

для получения для каждого фильтра CD корреляционного значения, которое может быть использовано для выбора оптимального фильтра CD, суммированием выходных значений фильтров.

Согласно некоторым вариантам осуществления, зная некоторый набор коэффициентов фильтра для хроматической дисперсии, CD так же может быть оценена как

C D e s t = arg { max C D i ( J C D ( C D i ) ) }

Оцененное значение CD, или набора коэффициентов фильтра, уменьшающих оцененное значение CD, могут быть применены в фильтре FD CD для дополнительной фильтрации.

На фиг.4 показано фильтрующее устройство для фильтрации цифрового оптического сигнала, имеющего Х-поляризацию и Y-поляризацию. Таким образом, фильтрующее устройство содержит тракт 401 данных X и тракт 403 данных Y. В каждом тракте размещен блок 405 последовательно-параллельного (S/P) преобразования, за которым следует преобразователь 407 Фурье (FFT). Вывод от соответствующего преобразователя 407 Фурье передают на фильтрующее устройство 409, работающее на основе принципов, описанных в данном документе. Фильтрующее устройство 409 выбирает подходящий набор коэффициентов для фильтра 411, которой может быть фильтром хроматической дисперсии. Поскольку операция фильтрации для каждого тракта выполняется в частотной области, фильтрация в частотной области сводится к умножению, что в каждом тракте может быть выполнено на основе соответствующего умножителя 413. Выходные сигналы из умножителя 413 передаются на соответствующий обратный преобразователь 415 Фурье (IFFT), и, после последовательно-параллельного преобразования в соответствующем блоке 417 последовательно-параллельного (S/P) преобразования, получают отфильтрованный сигнал.

В качестве примера, структура, показанная на фиг.4, может быть применена для фильтрации хроматической дисперсии в оптических системах.

Во время распространения по оптическому волокну, оптический сигнал подвергается хроматической дисперсии, которая вызывается разницей скорости как функции от частоты, которая может характеризоваться функцией передачи

H d i s ( ω ) = e j ω 2 β 2 L / ( 8 π 2 )

где L является длинной оптического волокна, β2 является параметром разницы групповой скорости, а ω является частотой в радианах, которая связана с угловой частотой соотношением ω=2πƒ. Обратной функцией является H 1 d i s ( j ω ) функция

H 1 d i s ( ω ) = e j ω 2 β 2 L / ( 8 π 2 )

которая удовлетворяет условию H 1 d i s ( ω ) H d i s ( ω ) = 1 . До тех пор, пока оптический путь не меняется, значение остаточной хроматической дисперсии

C D = β 2 2 π c L λ 2

остается постоянным во времени.

Этапы компенсации в частотной области могут быть следующими:

Этап 1: Выполнение быстрого преобразования Фурье (FFT) для переноса принятого сигнала r(t) в частотную область для получения

Этап 2: Умножение сигнала R(ƒ) на H d i s 1 ( ω ) для получения

H d i s 1 ( ω ) R ( f ) = S ( f )

Этап 3: Выполнение обратного преобразования Фурье (IFFT) над S(ƒ) для

приема представления s(t) во временной области сигнала ω компенсированной хроматической дисперсией.

Структура фильтра, показанная на фиг.4, может быть применена в "медленном" тракте управления, который может быть реализован в DSP. Это упрощает реализацию высокоскоростной ASIC в тракте данных. Блоки сигнала FD "загружают" в DSP для выполнения оценки CD. Оцененная CD генерирует соответствующую функцию фильтра, которую загружают в фильтр компенсации CD.

На фиг.5 показана структура цифрового когерентного приемника с выравниванием. Приемник содержит оптический входной каскад 501, содержащий распределитель 503 луча поляризации (PBS), имеющий первый вывод, соединенный с первой гибридной схемой 505, и второй вывод, соединенный со второй гибридной схемой 507. Оптический входной каскад 501 дополнительно содержит гетеродин 508 (OL), имеющий два вывода, соединенные, соответственно, с соответствующими гибридными схемами 505 и 507. Гибридные схемы 505 и 507 могут содержать цепь для определения двух сигналов, сдвинутых на 90°, на основе соответствующего входного сигнала. Таким образом, каждая гибридная схема 505, 507 содержит два вывода, обеспечивающих так называемый комплекснозначный сигнал, имеющий составляющие, сдвинутые на 90°. В частности, первая гибридная схема 505 содержит первый вывод, соединенный с первым средством 509 преобразования, и второй вывод, соединенный со вторым средством 511 преобразования. Аналогично, первый вывод второй гибридной схемы 507 соединен с первым средством 513 преобразования, а второй вывод соединен со вторым средством 515 преобразования. Каждое средство 509-515 преобразования может содержать оптрон 517 для преобразования оптических сигналов, переданных от гибридных схем 505, 507, в электрические сигналы. Дополнительно, каждый тракт может быть так же обнаружен, способом сбалансированного обнаружения, парой фотодиодов, где принятый сигнал имеет разницу в каждом диоде. Кроме того, средства 509-515 могут содержать аналогово-цифровой преобразователь 519 (ADC) для преобразования аналогового электрического сигнала, полученного от соответствующего оптрона 517, в цифровую область. Выводы средств 511-515 преобразования могут быть соединены со средством 521 цифрового выравнивания и восстановления данных, содержащим адаптивный фильтр 523, выполненный согласно принципам настоящего изобретения.

Адаптивный фильтр 523 принимает входной сигнал, содержащий, например, четыре части входного сигнала. Первая часть входного сигнала, Re{rx[n]}, Im{rx[n]}, представляет х-поляризацию, и вторая часть входного сигнала, Re{ry[n]}, Im{ry[n]}, представляет у-поляризацию.

Адаптивный фильтр 523 адаптирован к частотной области на основе принятых входных сигналов. После фильтрации и преобразования отфильтрованных сигналов во временную область, соответствующие отфильтрованные сигналы во временной области, Re{sx[n]}, Im{sx[n]}, Re{sy[n]}, Im{sy[n]}, передают в необязательные блоки обработки сигнала, содержащие, например, блок 525 восстановления синхронизации, блок 527 скоростного фильтра, блок 529 восстановления несущей и блок 531 оценки символа, реализованные в соответствии с любым из известных подходов к восстановлению синхронизации, скоростному фильтру, восстановлению несущей и оценке символа.

В соответствии с фиг.5, блок компенсации дисперсии в частотной области применяют после аналогово-цифрового преобразования (ADC) и до блока восстановления синхронизации. Таким образом, это смягчает условия для требований к допустимому отклонению дисперсии в алгоритмах восстановления синхронизации. Компенсация дисперсии в частотной области сама по себе является ошибкоустойчивой к частоте синхронизации и отклонениям фазы синхронизации. Одинаковую функцию фильтрации применяют к принятому сигналу от х-поляризации и у-поляризации.

На фиг.6 показан пример оценки, демонстрирующий соотношение высокого пика к среднему для максимального аргумента, связанного с определенным индексом CD.

Согласно некоторым вариантам осуществления, описанный подход выбора фильтра, позволяет осуществлять оценку независимо от формата модуляции и скорости передачи данных и подходит для любых когерентных систем оптической передачи.

Согласно некоторым вариантам осуществления, при вычислении переменной оценки непосредственно в частотной области, процедура оценки может быть ускорена и может позволить достичь более быстрой скорости получения данных. Кроме того, нет необходимости получать ожидаемого коэффициента передачи СМА.

Согласно некоторым вариантам осуществления, может быть уменьшена сложность реализации, в которой может быть увеличена оценка, в которой соотношение пик-среднее позволяет осуществить более простую реализацию даже с уменьшенной точностью переменных.

Согласно некоторым вариантам осуществления, подходы, описанные в данном документе могут быть дополнительно применены для мониторинга хроматической дисперсии в любом месте линии передачи посредством всего лишь низкоскоростных ADC и асинхронной дискретизации. Как только когерентные приемники станут интегрированными, это открывает пути для новых устройств мониторинга оптических характеристик.

1. Фильтрующее устройство для фильтрации входного сигнала, содержащего синхросигнал, имеющий тактовую частоту, содержащее:
фильтр (101) для фильтрации входного сигнала с использованием первого набора коэффициентов фильтра для получения первого отфильтрованного сигнала и для фильтрации входного сигнала с использованием второго набора коэффициентов фильтра для получения второго отфильтрованного сигнала;
коррелятор (103) частотной области для корреляции первого подмножества составляющих, в частотной области, первого отфильтрованного сигнала для получения первого корреляционного значения и для корреляции второго подмножества составляющих, в частотной области, второго отфильтрованного сигнала для получения второго корреляционного значения, при этом первое подмножество коррелированных составляющих в частотной области и второе подмножество коррелированных составляющих в частотной области расположены, соответственно, в заданном диапазоне коррелированных сигналов, содержащем тактовую частоту; и
процессор (105), выполненный с возможностью выбирать для фильтрации входного сигнала первый набор коэффициентов фильтра или второй набор коэффициентов фильтра на основе первого корреляционного значения и второго корреляционного значения.

2. Фильтрующее устройство по п.1, в котором коррелятор (103) частотной области выполнен с возможностью корреляции указанного первого подмножества составляющих в частотной области для получения первой корреляционной последовательности в частотной области и суммирования значений указанной первой корреляционной последовательности для получения указанного первого корреляционного значения, а также с возможностью корреляции указанного второго подмножества составляющих в частотной области для получения второй корреляционной последовательности в частотной области и суммирования значений указанной второй корреляционной последовательности для получения указанного второго корреляционного значения.

3. Фильтрующее устройство по п.1, в котором процессор (105) выполнен с возможностью выбора указанного первого набора коэффициентов фильтра, если указанное первое корреляционное значение больше или равно указанному второму корреляционному значению, или выбора указанного второго набора коэффициентов фильтра, если указанное второе корреляционное значение больше или равно указанному первому корреляционному значению.

4. Фильтрующее устройство по п.1, в котором:
фильтр (101) выполнен с возможностью фильтрации множества входных сигналов с использованием указанного первого набора коэффициентов фильтра для получения множества первых отфильтрованных сигналов и фильтрации множества входных сигналов с использованием указанного второго набора коэффициентов фильтра для получения множества вторых отфильтрованных сигналов;
при этом коррелятор (103) выполнен с возможностью корреляции первого подмножества составляющих в частотной области каждого из первых отфильтрованных сигналов для получения множества первых корреляционных значений и с возможностью корреляции второго подмножества составляющих в частотной области каждого из вторых отфильтрованных сигналов для получения множества вторых корреляционных значений, причем каждое подмножество коррелированных составляющих в частотной области расположены в заданном диапазоне частот, содержащем тактовую частоту; а
процессор (105) выполнен с возможностью суммирования указанного множества первых корреляционных значений для получения указанного первого корреляционного значения, суммирования указанного множества вторых корреляционных значений для получения указанного второго корреляционного значения и выбора указанного первого набора коэффициентов фильтра, если указанное первое корреляционное значение больше или равно указанному второму корреляционному значению, или выбора указанного второго набора коэффициентов фильтра, если указанное второе корреляционное значение больше или равно указанному первому корреляционному значению.

5. Фильтрующее устройство по п.1, в котором указанный первый набор коэффициентов фильтра и указанный второй набор коэффициентов фильтра, соответственно, составляют различные характеристики фильтра хроматической дисперсии для фильтрации входного сигнала по-разному.

6. Фильтрующее устройство по п.1, в котором указанный первый набор коэффициентов фильтра и указанный второй набор коэффициентов фильтра, соответственно, составляют характеристику фильтра поляризационной модовой дисперсии, фильтр вращения поляризации, в частности, для фильтрации вращения поляризации с одинаковыми или разными углами поляризации.

7. Фильтрующее устройство по п.1, в котором:
указанный первый набор коэффициентов фильтра содержит множество первых подмножеств коэффициентов фильтра, причем указанное множество первых подмножеств коэффициентов фильтра, соответственно, составляют первую характеристику фильтрации хроматической дисперсии и разные характеристики поляризационной модовой дисперсии,
указанный второй набор коэффициентов фильтра содержит множество вторых подмножеств коэффициентов фильтра, причем указанное множество вторых подмножеств коэффициентов фильтра, соответственно, составляют вторую характеристику фильтрации хроматической дисперсии и разные характеристики поляризационной модовой дисперсии,
при этом фильтр (101) выполнен с возможностью фильтрации указанного входного сигнала посредством указанного множества первых подмножеств коэффициентов фильтра для получения множества первых отфильтрованных сигналов и фильтрации указанного входного сигнала посредством указанного множества вторых подмножеств коэффициентов фильтра для получения множества вторых отфильтрованных сигналов,
коррелятор (103) частотной области выполнен с возможностью корреляции первого подмножества составляющих в частотной области каждого из первых отфильтрованных сигналов для получения множества первых корреляционных значений, а также с возможностью корреляции второго подмножества составляющих в частотной области каждого из вторых отфильтрованных сигналов для получения множества вторых корреляционных значений, при этом каждое подмножество коррелированных составляющих в частотной области расположены в указанном заданном диапазоне частот, содержащем тактовую частоту; а
процессор (105) выполнен с возможностью суммирования указанного множества первых корреляционных значений для получения первого корреляционного значения, суммирования указанного множества вторых корреляционных значений для получения второго корреляционного значения и выбора указанного первого набора коэффициентов фильтра, если указанное первое корреляционное значение больше или равно указанному второму корреляционному значению, или выбора указанного второго набора коэффициентов фильтра, если указанное второе корреляционное значение больше или равно указанному первому корреляционному значению.

8. Фильтрующее устройство по п.1, в котором фильтр (101) содержит фильтр хроматической дисперсии и множество фильтров поляризационной модовой дисперсии, расположенных после фильтра хроматической дисперсии, при этом фильтр хроматической дисперсии выполнен с возможностью последовательной фильтрации указанного входного сигнала с использованием указанного первого набора коэффициентов фильтра и указанного второго набора коэффициентов фильтра для получения указанного первого отфильтрованного сигнала и указанного второго отфильтрованного сигнала, а указанное множество фильтров поляризационной модовой дисперсии, соответственно, выполнены с возможностью последовательной фильтрации указанного первого отфильтрованного сигнала и указанного второго отфильтрованного сигнала для получения множества первых отфильтрованных сигналов и вторых отфильтрованных сигналов.

9. Фильтрующее устройство по п.1, в котором коррелятор (103) частотной области выполнен с возможностью автокорреляции соответствующего подмножества составляющих в частотной области или взаимной корреляции составляющих разных оптических поляризаций.

10. Фильтрующее устройство по п.1, дополнительно содержащее преобразователь Фурье для преобразования указанного входного сигнала или указанного соответствующего первого или второго отфильтрованного сигнала в частотную область.

11. Фильтрующее устройство по п.1, в котором процессор (105) выполнен с возможностью увеличения тактовой частоты на заданный инкремент или уменьшения тактовой частоты на заданный декремент для определения указанного заданного диапазона частот.

12. Фильтрующее устройство по п.1, в котором указанный входной сигнал является копией принятого сигнала, при этом указанный фильтр выполнен с возможностью фильтрации принятого сигнала с помощью указанного выбранного набора коэффициентов фильтра для дальнейшей обработки сигнала.

13. Фильтрующее устройство по п.1, в котором указанный входной сигнал содержит первую часть входного сигнала, связанную с первой оптической поляризацией, и вторую часть входного сигнала, связанную со второй оптической поляризацией.

14. Способ фильтрации входного сигнала, содержащего синхросигнал, имеющий тактовую частоту, включающий:
фильтрацию входного сигнала с использованием первого набора коэффициентов фильтра с получением первого отфильтрованного сигнала, и фильтрацию входного сигнала с использованием второго набора коэффициентов фильтра с получением второго отфильтрованного сигнала;
корреляцию первого подмножества составляющих в частотной области указанного первого отфильтрованного сигнала с получением первого корреляционного значения и корреляцию второго подмножества составляющих в частотной области указанного второго отфильтрованного сигнала с получением второго корреляционного значения, причем указанное первое подмножество коррелированных составляющих в частотной области и указанное второе подмножество коррелированных составляющих в частотной области, соответственно, расположены в заданном диапазоне частот, содержащем тактовую частоту; и
выбор, для фильтрации указанного входного сигнала, либо указанного первого набора коэффициентов фильтра, либо указанного второго набора коэффициентов фильтра на основе указанного первого корреляционного значения и указанного второго корреляционного значения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах оптической связи. Технический результат состоит в повышении надежности связи за счет повышения оперативности восстановления связи.

Изобретение относится к способам контроля волоконно-оптических линий передачи на основе одномодовых оптических волокон и может быть использовано в качестве способа отделения локальных дефектов, образованных несанкционированными отводами, от локальных дефектов, вызванных неразъемными оптическими соединениями.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах с предыскажением. Технический результат состоит в повышении помехоустойчивости за счет уведомления каждой платы о предыскажении.

Изобретение относится к области лазерной техники и используется для формирования информационного поля лазерных систем телеориентации и навигации, оптической связи и может быть использовано при управлении, посадке и стыковке летательных аппаратов, проводке судов.

Изобретение относится к области волоконно-оптической техники связи и может быть использовано для оценивания пропускной способности многомодовой волоконно-оптической линии передачи с одномодовым источником оптического излучения.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах оптической связи. Технический результат состоит в возможности регулирования яркости света и увеличения числа каналов для связи.

Изобретение относится к области волоконно-оптической техники связи и может быть использовано при реконструкции протяженных волоконно-оптических линий передачи. Устройство содержит строительные длины оптического кабеля, оптические волокна которых соединены последовательно в муфтах и имеют хроматическую дисперсию одного знака.

Изобретения относятся к технологии оптической связи и могут быть использованы для реализации кольца совместно используемой защиты (SPRing) блока данных оптического канал (ODU).

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в оптической связи. Технический результат состоит в повышении дальности передачи.

Изобретение относится к области волоконно-оптической техники связи и может быть использовано для отбора многомодового оптического волокна для совместной работы с одномодовым оптическим передатчиком многомодовой волоконно-оптической линии передачи.

Предлагаемое изобретение относится к области радиотехники и связи и может использоваться в оптических системах передачи информации, датчиках оптических излучений малой интенсивности, измерителях оптических сигналов в физике высоких энергий и т.п. Технический результат - повышение быстродействия при работе с датчиками излучений в виде фотодиодов, имеющими значительную паразитную емкость. Приемник оптических излучений содержит датчик излучений (1), подключенный по переменному току ко входу устройства (2), связанному с инвертирующим входом первого (3) дифференциального усилителя, неинвертирующий вход которого связан с общей шиной источников питания (4), резистор обратной связи (5), включенный между выходом первого (3) дифференциального усилителя, соединенного с выходом устройства (6), и инвертирующим входом первого (3) дифференциального усилителя. Инвертирующий вход первого (3) дифференциального усилителя соединен с инвертирующим входом дополнительного дифференциального усилителя (7), неинвертирующий вход которого связан с общей шиной источников питания (4), неинвертирующий вход первого (3) дифференциального усилителя связан с общей шиной источников питания (4) через первый (8) дополнительный резистор и подключен к выходу дополнительного дифференциального усилителя (7) через второй (9) дополнительный резистор, причем между входом устройства (2) и выходом дополнительного дифференциального усилителя (7) включен третий (10) дополнительный резистор. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться при передаче информации на расстояние на основе нелокальной квантовой корреляции между квантовыми частицами, одними из которых являются фотоны. Техническим результатом является повышение надежности передачи информации от передающей стороны к принимающей стороне канала связи. Для этого для каждой частицы из пары испущенных двумя когерентными источниками одиночных квантовых частиц формируют направленные на передающую и принимающую стороны пространственные пути распространения суперпозиционного состояния с возможностью получения между парными частицами взаимной интерференции как на передающей, так и на принимающей стороне, на передающей стороне все пришедшие к ней пространственные пути распространения суперпозиционного состояния парных квантовых частиц модулируют и после этого сводят в детекторе квантовых частиц, информацию кодируют и передают в виде двоичных сигналов, при этом в соответствии с передаваемым двоичным сигналом модуляцию на передающей стороне осуществляют с помощью физического воздействия, изменяющего условия распространения квантовых частиц таким образом, что при его первом значении происходит нарушение интерференционной картины, а при втором его значении происходит восстановление интерференционной картины на принимающей стороне, причем на принимающей стороне выделение информации осуществляют по наличию или отсутствию интерференционной картины, при этом пути распространения суперпозиционного состояния квантовых частиц проложены таким образом, что от источника до места детектирования квантовых частиц на принимающей стороне пути длиннее, чем от источника до места модулирования на передающей стороне. 4 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах оптической связи. Технический результат состоит в повышении помехоустойчивости передачи. Для этого в изобретении предоставлены способ и устройство обнаружения внутриполосного оптического отношения сигнал-шум (OSNR), причем способ включает в себя следующие этапы, на которых: получают мощность PCW1 первого оптического сигнала на передающей стороне, мощность PCW2 второго оптического сигнала на передающей стороне и общую мощность PS сигнала; получают отношение k1 PCW2 к PS и отношение k2 PCW1 к PCW2 по PCW1, PCW2 и PS; получают мощность P'CW1 сигнала первого оптического сигнала в точке обнаружения и мощность P'CW2 второго оптического сигнала в точке обнаружения; получают отношение k3 P'CW1 к P'CW2 по P'CW1 и P'CW2 и получают оптическое отношение сигнал-шум по k1, k2 и k3. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в оптических системах связи. Технический результат состоит в обеспечении регулировки диапазона волн компенсатора дисперсии. Для этого устройство включает в себя центральный модуль управления, температурный модуль управления регулировкой длины волны и модуль детектирования напряжения обратной связи. В способе определяются значения температуры, соответствующей целевой задаваемой длине волны, соответствующие значения заданного напряжения регулировки длины волны в соответствии со значением температуры и выполнение цифроаналогового преобразования по значению напряжения; определение текущего значения напряжения обратной связи регулировки длины волны в соответствии с текущим значением сопротивления РДТ в компенсаторе дисперсии; регулирование сотношения потенциалов между выводами управления температурой регулировки длины волны компенсатора дисперсии в соответствии со значением заданного напряжения регулировки длины волны, полученным после цифроаналогового преобразования, и текущим значением напряжения обратной связи регулировки длины волны. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Изобретения относятся к автомобильной технике. Устройство для управления транспортным средством содержит рулевое колесо, оптический излучатель и оптически сопряженные с ним приемники излучения, подключенные к специализированному вычислителю. Оптические приемники представляют собой цифровые телевизионные камеры, зоной обзора которых является поверхность оптического излучателя. Согласно первому варианту оптический излучатель выполнен в виде полоски, закрепляемой на внутренней поверхности рулевого колеса. Согласно второму варианту устройство содержит второй оптический приемник, при этом приемники представляют собой светодиоды и обеспечивают засветку объектов, попадающих в поля обзора первого и второго оптического приемника. Зоной, в которой может осуществляться распознавание жестов оператора транспортного средства, является пересечение секторов обзора первой и второй телевизионных камер на поверхности оптического излучателя. Появление в этой зоне пальца оператора вызывает пересечение светового потока, формируемого излучателем, и соответственно появление теневых сегментов на изображениях, формируемых первой и второй телевизионными камерами, причем по координатам этих сегментов специализированный вычислитель рассчитывает ряд пространственных положений пальца оператора в последовательные моменты времени и определяет по ним траекторию движения. Достигается расширение функциональных возможностей устройства управления транспортными средствами. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к технике волоконно-оптической связи и может использоваться в волоконно-оптических линиях связи (ВОЛС) для организации нескольких независимых каналов связи. Технический результат состоит в повышении эффективности использования волоконно-оптических линий связи. Для этого используют оптическую линию связи, оканчивающуюся двунаправленными делителями сигналов, предназначенными для ввода/вывода информационных сигналов в оптическую линию связи. Определяют суммарную мощность отраженного сигнала, поступающую на вход оптического приемника, сравнивают указанную величину с максимально допустимой для выделения информационного сигнала мощностью шума. Путем исключения и/или перераспределения на пути прохождения оптического сигнала между передатчиком и приемником элементов с высоким уровнем отражения или их замены на элементы с более низким уровнем отражения получают суммарную мощность отраженного сигнала, поступающую на вход оптического приемника, достаточно малую для выделения информационного сигнала из оптического сигнала, поступающего на вход приемника, и осуществляют передачу информационного сигнала во встречных направлениях с использованием одной несущей длины волны для конкретной оптической линии связи. 6 ил., 2 табл.

Изобретение относится к защищенным волоконно-оптическим системам передачи и может быть использовано в качестве дуплексного волоконно-оптического канала передачи информации ограниченного доступа по неконтролируемой территории. Технический результат состоит в повышении скорости передачи информации и длины ретрансляционного участка волоконно-оптической линии за счет волнового уплотнения и увеличения чувствительности мониторинга. Для этого система передачи содержит волоконно-оптическую линию и два приемо-передающих устройства, состоящих из оптического передатчика, оптического приемника и устройства мониторинга. В каждое приемопередающее устройство дополнительно введены оптический мультиплексор/демультиплексор, контроллер и N групп, при этом входы контроллера соединены с выходами устройств мониторинга всех групп, а выход контроллера соединен со вторыми входами оптических передатчиков всех групп, входы оптического мультиплексора/демультиплексора соединены с выходами оптических передатчиков всех групп, а его выходы соединены с входами оптических приемников всех групп, причем линейные вход/выход мультиплексора/демультиплексора соединены между собой волоконно-оптической линией. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике для передачи аналоговых электрических сигналов с использованием светового канала. Технический результат состоит в расширении динамического диапазона, отношения сигнал/шум волоконно-оптического канала в условиях сильных электромагнитных помех. Для этого оптоэлектронное устройство для передачи аналоговых сигналов содержит лазерный передатчик, оптически связанный с оптическим приемником, выход которого соединен со входом цифрового регистратора; введены блок стабилизации лазера и блок логарифмирования входного сигнала, вход которого является входом устройства, а выход соединен с первым входом лазерного передатчика, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом и входом блока стабилизации лазера. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам контроля потерь в волоконно-оптических линиях и может быть использовано в качестве универсального технического средства защиты информации ограниченного доступа, передаваемой по неконтролируемой территории. Техническим результатом является создание устройства контроля ВОЛП, независимого от параметров информационных сигналов: скорости передачи и способа кодирования. Для этого устройство содержит передающий оптоэлектронный модуль, вход которого соединен с выходом цифрового генератора, и последовательно соединенные приемный оптоэлектронный модуль, усилитель с автоматической регулировкой усиления, полосовой фильтр, детектор уровня, микроконтроллер, устройство сигнализации, введены оптический коммутатор, первый и второй оптические ответвители, согласующее устройство, выход которого соединен со вторым входом усилителя с автоматической регулировкой усиления, а вход - с первым выходом микроконтроллера, второй выход которого соединен с входом управления оптического коммутатора, оптический выход которого является выходом устройства в волоконно-оптическую линию, а оптический вход соединен с выходом первого оптического ответвителя, первый вход которого является входом устройства, а второй вход соединен с выходом передающего оптоэлектронного модуля. 2 ил.

Изобретение относится к технике электрической связи и может использоваться в системах двусторонней оптической связи. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства двусторонней оптической связи в подводных условиях. Для этого в аппаратуру оптической подводной беспроводной оптической связи, содержащую оптический приемник и передатчик со схемами их управления, дополнительно введены поворотное устройство, позиционно-чувствительный элемент и контроллер управления, при этом все оптические подсистемы жестко связаны друг с другом, укреплены на поворотном устройстве, а их угловые апертуры связаны соотношением θt<θR<θp, где θt - угол расходимости излучения передатчика; θR - угловое поле зрения приемника; θp - угловое поле зрения позиционно чувствительного элемента. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх