(57)【要約】差動符号化を用いることなく、スリップが発生する状況においても位相偏差・搬送波周波数偏差補償処理を可能とする。  本発明の位相変調信号復調器の位相偏差補償回路は、位相偏差補償手段により受信信号になされる位相補償量の変化から、受信信号のスリップの発生を検出し、スリップ発生以降の受信信号の位相補償量を補正する。
2012132103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相偏差補償手段により受信信号になされる位相補償量の変化から、受信信号のスリップの発生を検出し、スリップ発生以降の受信信号の位相補償量を補正することを特徴とする位相変調信号復調器の位相偏差補償回路。
【請求項２】
入力信号に対し位相偏差の補償を行う位相補償手段と、
前記位相補償手段における位相補償量の変化を監視しスリップ発生の検出を行うスリップ検出手段と、
前記スリップ検出手段で検出したスリップによって生じた位相変化分を補正するスリップ補正手段と、
を備えたことを特徴とする位相変調信号復調器の位相偏差補償回路。
【請求項３】
前記スリップの検出は、前記位相補償手段における位相補償の変化量が所定の閾値を超えることにより検出する、
ことを特徴とする請求項２記載の位相変調信号復調器の位相偏差補償回路。
【請求項４】
前記閾値が前記位相補償の変化量の移動平均に基づいて決められる
ことを特徴とする請求項３記載の位相変調信号復調器の位相偏差補償回路。
【請求項５】
受信信号に挿入された同期パターンを検出し、前記位相補償量の再補正を行う同期手段を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれかに記載の位相変調信号復調器の位相偏差補償回路。
【請求項６】
前記同期パターンは、フレームの先頭と、その他の位置とで異なるパターンをもつことを特徴とする請求項５記載の位相変調信号復調器の位相偏差補償回路。
【請求項７】
前記位相偏差補償回路は搬送波周波数偏差の補償も含む
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の位相変調信号復調器の位相偏差補償回路。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の位相変調信号復調器の位相偏差補償回路を備えることを特徴とする光伝送受信装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の光伝送受信装置
を備えることを特徴とする光伝送通信システム。
【請求項１０】
受信信号の位相補償量の変化から、受信信号のスリップの発生を検出し、スリップ発生後の受信信号の位相補償量を補正することを特徴とする位相偏差補償方法。
【請求項１１】
入力信号に対し位相偏差の補償を行い、
位相補償量の変化を監視しスリップ発生の検出を行い、
スリップによって生じた位相変化分を補正する
ことを特徴とする位相偏差補償方法。
【請求項１２】
前記スリップの検出は、位相補償の変化量が所定の閾値を超えることにより検出する、
ことを特徴とする請求項１１記載の位相偏差補償方法。
【請求項１３】
前記閾値が前記位相補償の変化量の移動平均に基づいて定められる
ことを特徴とする請求項１２記載の位相偏差補償方法。
【請求項１４】
受信信号に挿入された同期パターンを検出し、前記位相補償量の再補正を行う、
ことを特徴とする請求項１０乃至請求項１３いずれかに記載の位相偏差補償方法。
【請求項１５】
前記同期パターンは、フレームの先頭と、その他の位置とで異なるパターンをもつことを特徴とする請求項１４記載の位相偏差補償方法。
【請求項１６】
入力信号に対し位相偏差の補償を行う位相補償処理と、
前記位相補償処理における位相補償量の変化を監視しスリップ発生の検出を行うスリップ検出処理と、
前記スリップ検出処理で検出したスリップによって生じた位相変化分を補正するスリップ補正処理と、
をコンピュータに実施させることを特徴とする位相偏差補償プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数位相偏差・搬送波周波数偏差補償を行う受信器に関し、特に、サイクル（位相）スリップ発生時の光位相偏差・光搬送波周波数偏差補償に関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネットの普及により、基幹系通信システムのトラフィック量が急激に増大していることから、４０Ｇｂｐｓを越える超高速の光通信システムの実用化が待望されている。
超高速の光通信システムを実現する技術として、近年光位相変調方式が注目されている。光位相変調方式は関連の光強度変調方式のように送信レーザ光の光強度に対してデータ変調を行うのではなく、送信レーザ光の位相に対してデータ変調を行う方式でありＱＰＳＫや８ＰＳＫなどの方式が知られている。なおＱＰＳＫはＱｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ、８ＰＳＫは８  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇの略語である。
光位相変調方式の利点は次の通りである。即ち１シンボルに対して複数のビットを割り当てることにより、シンボルレート（ボーレート）を低下させることが可能なので、電気デバイスの動作速度を低減できる。その結果、装置の製造コストの削減が期待できることにある。例えば、ＱＰＳＫを用いる場合、４個の光位相（例えば４５度、１３５度、２２５度、３１５度）に対して、それぞれ２ビット（例えば００、０１、１１、１０）を割り当てる。そのためＱＰＳＫのシンボルレートは光強度変調方式のシンボルレート（すなわちビットレート）の１／２に低減できる。
図１は、ＱＰＳＫの４個のシンボルとそれに割り当てられたビット列を位相平面上に示した図であり、ＱＰＳＫのコンスタレーションと呼ばれる。また光位相変調方式における各シンボルにビット列を対応付けることをシンボルマッピングと呼ぶ。以降では光位相変調方式としてＱＰＳＫを用いた場合を例として説明するものとするが、他の光位相変調方式も適用可能である。
光位相変調された信号光を受信するためには、信号光と、信号光とほぼ同一の光周波数を有するレーザ光（局所光又はローカル光と呼ばれる）を９０度ハイブリッドと呼ばれる光学素子により結合する。その後、その出力を光ディテクタにより受光し電気信号に変換した信号とする。この様な方式は光コヒーレント方式と呼ばれる。
簡単のため信号光と局所光の偏波状態は同一の直線偏光であると仮定する。光コヒーレント方式を用いた場合、光ディテクタから出力される電気信号の交流成分は信号光と局所光のビート信号である。その振幅は信号光と局所光の振幅に比例し、その位相は、信号光の搬送波周波数と局所光の光周波数が同一であれば、信号光と局所光の光位相の差となる。局所光の光位相が送信端の光変調器に入力されるレーザ光の光位相と同一であれば、ビート信号の位相が送信端でレーザ光に付与された光位相である。そのため、シンボルマッピングを用いてビート信号の位相をビット列に変換することにより送信データを復調することが可能である。すなわち、光送信機から図１のコンスタレーションを有する光信号を送信すれば、光受信機では同様のコンスタレーションを有する信号を受信することができる。
しかし一般に信号光の搬送波周波数と局所光の光周波数の値は完全に一致しない上に、受信機における局所光の光位相と、光送信機において光変調器に入力されるレーザ光の光位相も一致しない。
光送信機において光変調器に入力される信号光と局所光の光位相差は光位相偏差、信号光の搬送波周波数と局所光の光周波数の差は光搬送波周波数偏差と呼ばれる。光位相偏差が存在する場合、図２（ａ）に示すように、図１に示すコンスタレーションに対して光位相偏差だけ回転したコンスタレーションを有する信号が受信される。光位相偏差の値は予め知ることができないため、図１に示すシンボルマッピングをそのまま用いて、シンボルをビット列に変換すると誤ったデータが復調されてしまうという問題が生じる。
さらに、光搬送波周波数偏差が存在する場合、前述のビート信号の位相は光搬送波周波数偏差と受信時刻の積に光位相偏差を加えた値となる。そのため、図２（ｂ）に示すように、図１に示すコンスタレーションが時間的に回転するコンスタレーションを有する信号が受信される。このときビート信号の位相は時間的に変化するため、図１に示すシンボルマッピングを用いてビート信号の位相からデータを復調することは不可能である。
従って、光位相変調方式においては、光位相偏差と光搬送波周波数偏差によるコンスタレーションの回転を防止する光位相偏差・光搬送波周波数偏差補償機能が必要となる。以降では、光位相変調方式で広く用いられている光位相偏差・光搬送波周波数偏差補償処理を説明する。
図３はいずれも光位相偏差・光搬送波周波数偏差補償回路（以降では単に補償回路と記述することがある）の構成を示す図である。図３（ａ）はフィードフォワード型、図３（ｂ）はフィードバック型と呼ばれる。以降では図３（ａ）に示すフィードフォワード型についてのみ説明する。
補償回路の入力信号は２つに分岐されて、一方は位相補償量を推定する回路に入力され、他方は推定した位相補償量だけの逆回転を与える複素数との積を取った上で、補償後の信号として出力される。位相補償量を推定する回路は、位相誤差検出部１０１と、フィルタ部１０２と、位相補償量算出部１０３により構成される。位相誤差検出部１０１は光位相偏差の単位時間当たりの変化、すなわち隣り合う２個のシンボル間の光位相偏差の変化を検出する回路であって、図９に示すＭ−ｔｈ  Ｐｏｗｅｒ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ（Ｍ乗回路）が広く用いられている。
隣接する２個のシンボル間の光位相偏差の変化は、光搬送波角周波数偏差と１シンボル時間（１シンボル時間はシンボルレートの逆数に等しい）の積に等しく、また１シンボル時間は一定である。そのため、位相誤差検出部１０１は光搬送波周波数偏差を算出する回路であると言える。
位相誤差検出部１０１の出力はフィルタ部１０２に送られて、フィルタ部１０２において雑音成分が除去される。フィルタ部１０２の出力は位相補償量算出部１０３に送られて、実際の位相補償量、すなわちコンスタレーションの回転量が算出される。具体的には位相補償量算出部１０３は積分して保持する回路と等価である。
最後に位相補償量算出部１０３により算出された位相補償量だけの逆回転を与える複素数（位相補償量をφとするとｅｘｐ（−ｉφ）で表される）と入力信号との積が出力信号として出力される。
図４は補償回路が推定した位相補償量の時間変化の一例を示す図である。横軸は時間（時刻）、縦軸は位相補償量を示す。時間は補償回路に入力されるシンボルレートの逆数となる。図４に示すように、この場合は位相補償量は時間的に連続的に変化することが分かる。
以上に説明したように、光位相変調方式を用いた光通信システムにおいては、図３に示す光位相偏差・光搬送波周波数偏差補償回路を用いてコンスタレーションの回転を防止することにより、送信データを復調する。図３に示す回路は一般にディジタル信号処理により実行されるため、光位相変調方式は光ディジタルコヒーレント方式と呼ばれることがある。
しかし上記方式を用いた超高速光通信システムの実現においては次の問題がある。即ち光の雑音成分、例えばインパルス雑音の様な非線形雑音、急激な位相変化を伴う位相雑音、およびＡＳＥ雑音が入力信号に加わることにより、図５のα−１に示すように位相補償量の推定値が突発的に不連続に変化する場合がある。なおＡＳＥはＡｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎの略語である。その為図３に示す光位相偏差・光搬送波周波数偏差補償回路を用いたとしても、位相の急激なズレによるコンスタレーションの回転（サイクルスリップ、以降スリップと記す。）を防止することができず、シンボルマッピングが変化（回転）してしまうことである。この現象が１度発生すると、上記の方式では、スリップが発生したことを確かめることができないため、誤ったデータが復調されることになる。
上述の問題を解決するために差動符号化と呼ばれる方法が一般に用いられる。差動符号化は隣り合う２個のシンボル間の遷移に対してビット列を対応付ける符号化方法である。
図６に差動符号化を適用したＱＰＳＫのコンスタレーションの一例を示す。差動符号化を用いる光通信システムにおいては、図６に示すように、シンボル自身にビット列が対応付けられるのではなく、あるシンボルから同一の又は他のシンボルへの遷移に対してビット列がマッピングされる。例えば、図６においては、隣り合うシンボル間の位相変化が＋０度の遷移１に対して００、＋９０度の遷移２に対して０１、＋１８０度の遷移３に対して１１、＋２７０度の遷移４に対して１０がそれぞれ割り当てられている。
図７は差動符号化を用いる光通信システムにおける補償回路の構成を示すブロック図である。図２（ａ）の補償回路の後段に差動符号復調部１０４が追加された点を除いて、図２（ａ）に示す補償回路と同一である。差動符号復調部１０４は前述したように隣り合うシンボル間の遷移を所定のビット列に変換する。このとき、コンスタレーションが回転したとしても、隣り合うシンボル間の遷移に対してビット列が対応付けられていることから、送信データは問題無く復調することが可能である。
以上に説明したように、スリップが発生した場合においても、差動符号化を適用することにより、送信データを正しく復調することが可能となっている。
関連する技術として、特許文献１には引き込み動作を行うことのできる周波数レンジの広い位相同期回路及びこれに好適なスリップ検出器を提供する技術が記載されている。これはアンロック状態から記録媒体の指定された記録位置の信号を読み取るまでのアクセス時間を短縮するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２３１５７号公報
【特許文献２】特開２００８−２２６３６３号公報
【特許文献３】特開平１０−２２９４２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし特許文献１のスリップ検出は、監視対象として、信号とクロックの位相差（位相エラー）としている。従って、コンスタレーションが回転したときの問題を解決するものではない。
また、上述した関連の技術においては、以下に述べるような問題がある。
差動符号化は隣り合うシンボル間の遷移に対してビット列を割り当てるため、１個のシンボルに誤りが発生した場合、その直前のシンボルからの遷移と、その直後のシンボルへの遷移の両方に誤りが生じることになる。その結果、差動符号化を用いる場合は、差動符号化を用いない場合に比べて、ビット誤り率（ＢＥＲ：Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）が増大してしまうという問題がある。理論的には同一の光通信システムにおいて同一の伝送特性を得るために必要な光ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）は差動符号化を用いる場合の方が３ｄＢ高くなる。このことは光信号の光強度の増大による非線形光学効果のために伝送特性の劣化を招いたり、伝送可能距離を短縮させたりするなどの問題を生じさせる。
（発明の目的）
本発明の目的は、上述の関連技術が有する問題を鑑みてなされたものである。即ち光位相偏差・光搬送波周波数偏差補償処理を実装する場合においても、伝送特性を低下させることなく、スリップを補正し送信データを正しく復調可能な位相補償（光位相偏差・光搬送波周波数偏差補償）を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の位相変調信号復調器の位相偏差補償回路は、位相偏差補償手段により受信信号になされる位相補償量の変化から、受信信号のスリップの発生を検出し、スリップ発生以降の受信信号の位相補償量を補正する。
本発明の位相偏差補償方法は、受信信号の位相補償量の変化から、受信信号のスリップの発生を検出し、スリップ発生後の受信信号の位相補償量を補正する。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、光位相偏差・光搬送波周波数偏差補償処理を実装する場合においても、伝送特性を低下させることなく、スリップを補正し送信データを正しく復調可能な位相補償（光位相偏差・光搬送波周波数偏差補償）を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】ＱＰＳＫのコンスタレーションとシンボルマッピングの例である。
【図２】（ａ）光位相偏差により回転したＱＰＳＫのコンスタレーションとシンボルマッピングの一例を示す図である。（ｂ）光搬送波周波数偏差により連続的に回転したＱＰＳＫのコンスタレーションとシンボルマッピングの一例を示す図である。
【図３】（ａ）フィードフォワード型の光位相偏差・光搬送波周波数偏差補償回路の構成を示すブロック図である。（ｂ）フィードバック型の光位相偏差・光搬送波周波数偏差補償回路の構成を示すブロック図である。
【図４】位相補償量の推定値の時間変化を示す図である。
【図５】雑音による位相補償量の推定値の時間変化を示す図である。
【図６】差動符号化を適用したＱＰＳＫのコンスタレーションとシンボルマッピングの一例を示す図である。
【図７】差動符号化を用いた補償回路の構成を示した図である。
【図８】第１の実施形態におけるスリップ補償回路の構成を示す図である。
【図９】Ｍ−ｔｈ  ｐｏｗｅｒ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ（Ｍ乗回路）による位相誤差検出部の構成を示すブロック図である。
【図１０】第１の実施形態における補償回路部（光位相偏差・光搬送波周波数偏差補償回路）２０１の構成を示すブロック図である。
【図１１】第１の実施形態における補償量監視部２０２の構成を示すブロック図である。
【図１２】第１の実施形態における補償変化量比較部３０３の構成を示すブロック図である。
【図１３】第１の実施形態におけるスリップ補正部２０３の構成を示すブロック図である。
【図１４】第１の実施形態における補償回路部２０１の入出力タイミングを示すタイミングチャートの一例である。
【図１５】第１の実施形態におけるシンボル時間遅延部３０１、および補償変化量検出部３０２の入出力タイミングを示すタイミングチャートの一例である。
【図１６】第１の実施形態における累積部４０１、および比較部４０２の入出力タイミングを示すタイミングチャートの一例である。
【図１７】第１の実施形態におけるシンボルタイミング調整部３０４、および遅延部４０３の入出力タイミングを示すタイミングチャートの一例である。
【図１８】第１の実施形態における補正量計算部５０１の入出力タイミングを示すタイミングチャートの一例である。
【図１９】第１の実施形態におけるスリップ補正部２０３内信号のタイミングを示すタイミングチャートの一例である。
【図２０】第２の実施形態におけるスリップ補償回路の構成の構成を示す図である。
【図２１】第２の実施形態における補償変化量閾値決定部２０５の構成を示す図である。
【図２２】第３の実施形態におけるスリップ補償回路の構成の構成を示す図である。
【図２３】第３の実施形態における同期パターン挿入部７０１の入出力データの一例である。
【図２４】第３の実施形態における、前段部での誤補正発生時の、同期部２０６のタイミング一例である。
【図２５】第３の実施形態における、前段部での未補正発生時の、同期部２０６のタイミング一例である。
【図２６】第１の実施形態により補正された、位相を示す図である。
【図２７】本発明の第４の実施形態を示す図である。
【図２８】第５の実施形態におけるスリップ補正部２０７の構成を示すブロック図である。
【図２９】第５の実施形態におけるスリップ補正部２０７内信号のタイミングを示すタイミングチャートの一例である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態を図面を参照して説明する。
（構成）
図８を参照すると、本発明の第１の実施形態としての光位相偏差・光搬送波周波数偏差補償回路（以降スリップ補償回路と称す）の構成を示すブロック図が示されている。
図８に示すように、第１実施形態におけるスリップ補償回路は、補償回路部２０１と、補償量監視部２０２と、スリップ補正部２０３と、補償変化量閾値設定部２０４により構成される。
補償回路部２０１は、入力信号の位相を補償した信号と、推定された入力信号の位相の補償量を、それぞれ一次補償シンボル信号、および補償量として補償量監視部２０２へ出力する。
図１０に図８に示される補償回路部２０１の構成を示す。この回路は、図３（ａ）または図３（ｂ）に示す補償回路と基本的に同様の構成を有するが、図１０に示すように補償回路が推定した位相補償量を他の機能ブロックに通知可能である点が異なる。
図８に示される補償量監視部２０２は、補償回路部２０１から入力した補償量の変化を監視する。補償量監視部２０２は、補償量変化量閾値設定部２０４から入力した補償変化量閾値を超えた変化が補償量に生じた場合、その発生箇所を示したスリップ信号と、補償変化量を遅延させた遅延補償変化量を、スリップ補正部２０３へ出力する。ここで補償変化量閾値とは位相の補償変化量の閾値である。
図１１を参照すると、図８に示す補償量監視部２０２の詳細が示されている。補償量監視部２０２は、シンボル時間遅延部３０１、補償変化量検出部３０２、補償変化量比較部３０３、およびシンボルタイミング調整部３０４より構成される。
シンボル時間遅延部３０１は、図８の補償回路部２０１から出力された補償量を、Ｊシンボル時間（Ｊは、正の整数、本実施形態では、一例としてＪ＝１とする）遅延し、補償変化量検出部３０２へ出力する。
補償変化量検出部３０２は、図８の補償回路部２０１から出力された補償量と、図１１のシンボル時間遅延部３０１から出力されるＪシンボル時間前の補償量とを入力する。その後補償変化量検出部３０２は、Ｊシンボル時間前の補償量と図８の補償回路部２０１から出力された補償量との差を求めたものを補償変化量として、補償変化量比較部３０３へ出力する。
補償変化量比較部３０３は、補償変化量検出部３０２に出力された補償変化量と、補償変化量閾値設定部２０４から出力された補償変化量閾値を比較し、その結果をスリップ信号、および遅延補償変化量として、スリップ補正部２０３へ出力する。
シンボルタイミング調整部３０４は、補償変化量比較部３０３より出力されるスリップ信号と遅延補償変化量に、図８の補償回路部２０１から出力された一次補償シンボルのタイミングを一致させるために、一次補償シンボルの遅延調整を行う。その後シンボルタイミング調整部３０４は、遅延調整された一次補償シンボルをスリップ補正部２０３へ出力する。
図１２を参照すると、図１１に示す補償変化量比較部３０３の詳細が示される。
累積部４０１は、補償変化量検出部３０２から出力される補償変化量をＫシンボル時間分（Ｋは正の整数、一例として本実施形態ではＫ＝２）の加算を行い、補償変化量累積値として、比較部４０２へ出力する。この累積部４０１を設ける理由は以下の通りである。即ち、現実に１シンボル時間で生じるスリップに起因する補償変化量は必ずしも十分に大きいものであるとは限らない。従って、補償変化量を複数シンボルに跨って加算（積分）することでより確実にスリップ発生を検出できるようにしている。
比較部４０２は、累積部４０１から入力した補償変化量累積値と補償量変化量閾値設定部２０４から入力した補償変化量閾値との比較を行い、その結果をスリップ信号として、スリップ補正部２０３へ出力する。スリップ信号はスリップが発生した場合にその値が“１”、それ以外の場合は“０”になる。
遅延部４０３は、補償変化量検出部３０２から入力した補償変化量を、Ｌシンボル時間（Ｌは正の整数）遅延し、遅延補償変化量として、スリップ補正部２０３へ出力する。本実施形態では、補償変化量を、累積部の累積時間（前述のＫシンボル時間）に合わせ遅延（Ｌ＝Ｋシンボル時間遅延）させる。
図８に示されるスリップ補正部２０３は、補償量監視部２０２から出力されるスリップ信号、および補償変化量を用いて、前述の補償量監視部２０２から出力される遅延一次補償シンボルの位相を補正する。
図１３を参照すると、図８に示すスリップ補正部２０３の詳細が示される。
補正量計算部５０１は、補償量監視部２０２から出力される遅延補償変化量とスリップ信号から、補正量を計算し、出力する。補正量計算部５０１により算出された補正量は、複素数（位相補償量をφとするとｅｘｐ（−ｉφ）で表される）と入力信号との積が出力信号として出力される。
（動作）
次に図８、１０、１１、１２、１３に示す構成図、および図１４、１５、１６、１７、１８、１９に示すタイミングチャートを使用し、第１の実施形態におけるスリップ補償回路の動作を説明する。
図１４は、図８に示す補償回路部２０１のタイミングチャートであり、図１４（イ）の補償回路部２０１の入力信号Ｓ（０）〜Ｓ（１６）は、図５に示す雑音の影響により補償量が変化した箇所α−１の部分のシンボルｍからシンボルｍ＋１６に一致する。図における（ロ）一次補償シンボル信号Ｈ（０）〜Ｈ（１６）、および（ハ）補償量信号φ（０）〜φ（１６）は、補償回路部２０１の出力である。
また、図１４内α−３は、補償回路部２０１から出力される位相の補償量φを示し、図におけるα−２は、時刻０Ｔにおける補償量φ（０）を示す。図内α−４は、スリップが発生しない場合の補償量φを示しており、第１の実施形態におけるスリップ補償回路は、α−３補償量をα−４へ補正する。
なお、図内の０Ｔ〜１６Ｔは、図５に示すシンボルｍからの時刻を示し、１Ｔは、１シンボル時間に相当する。
図８の補償回路部２０１は、図１４（イ）の入力信号（シンボル）Ｓ（０）を時刻０Ｔに受け取ると、関連技術の項で述べた通り、位相補償量の推定と、推定した位相補償量による入力信号の補償を実行する。このとき補償回路部２０１は推定した位相の補償量φ（１）と、入力信号の位相を補償した一次補償シンボル信号Ｈ（１）を時刻１Ｔに、補償量監視部２０２へ出力する。
次に図８の補償量監視部２０２の動作を図１１に示す構成図と、図１５に示すタイミングチャートを使用して説明する。
図１５は、図１１に示すシンボル時間遅延部３０１、および補償変化量検出部３０２のタイミングチャートである。図１５（イ）の補償量信号φ（０）〜φ（１６）は、補償回路部２０１からの出力信号である。また図における（ロ）遅延補償量信号φ（−１）〜φ（１５）は、図１１におけるシンボル時間遅延部３０１の出力信号であり、図における（ハ）補償変化量信号Ｄ（０）〜Ｄ（１６）は、補償変化量検出部３０２の出力である。なお、図におけるグラフα−３は、（イ）の補償量信号φを、グラフα−５は、（ロ）遅延補償量信号φを、グラフα−６は、（ハ）補償変化量信号を示す。
図１５において、時刻１Ｔに、図内（イ）補償量φ（１）が、図１１に示すシンボル時間遅延部３０１に与えられると、シンボル時間遅延部３０１は、Ｊ（Ｊは、１以上の正の整数、本実施形態では１とする）シンボル時間補償量φ（１）を遅延する。その後シンボル時間遅延部３０１は、時刻２Ｔに遅延補償量信号φ（１）として、図１１に示す補償変化量検出部３０２へ出力する。
時刻２Ｔに、図内（イ）補償量φ（２）と、（ロ）遅延補償量信号φ（１）が、図１１に示す補償変化量検出部３０２に与えられる。すると、補償変化量検出部３０２は、φ（１）とφ（２）の差を求め、時刻３Ｔに補償変化量Ｄ（３）を、図１１に示す補償変化量比較部３０３へ出力する。
次に図１１の補償変化量比較部３０３の動作を図１２に示す構成図と、図１６に示すタイミングチャートを使用して説明する。
図１６（イ）の補償変化量信号Ｄ（０）〜Ｄ（１６）は補償変化量検出部３０２からの出力信号である。また図における（ロ）補償変化量累積値Ａ（０）〜Ａ（１６）は、図１２における累積部４０１の出力信号であり、図における（ハ）補償変化量閾値信号Ｔｈは、図８における補償変化量閾値設定部２０４の出力である。さらに図における（ニ）のスリップ信号は、図１２における比較部４０２の出力である。
なお、図１６におけるグラフα−６は、（イ）補償変化量信号を、グラフα−７は、（ロ）補償変化量累積値を、グラフα−８、は（ハ）補償変化量閾値信号を示す。
図１６において、時刻３Ｔに、図内（イ）補償変化量Ｄ（３）が、図１２に示す累積部４０１に与えられると、累積部４０１は、Ｋシンボル時間分の補償変化量を加算し、その絶対値を時刻４Ｔに補償変化量累積値Ａ（４）として、図１２に示す比較部４０２へ出力する。例えば本実施形態においてＫは、２とするため、時刻４Ｔの補償変化量累積値Ａ（４）は、補償変化量Ｄ（２）とＤ（３）の和の絶対値、即ちＡ（４）＝｜Ｄ（２）＋Ｄ（３）｜となる。
図１６において、時刻４Ｔに、図内（ロ）補償変化量累積値Ａ（４）と、（ハ）補償変化量閾値信号Ｔｈが、図１２に示す比較部４０２に与えられると、比較部４０２は、補償変化量累積値Ａ（４）と補償変化量閾値信号Ｔｈを比較する。その後比較部４０２は補償変化量累積値Ａ（４）が補償変化量閾値信号Ｔｈ未満の場合、スリップが発生しないことを示す値０のスリップ信号α−８を、時刻５Ｔに図８のスリップ補正部２０３へ出力する。
なお、時刻９Ｔのように、補償変化量累積値Ａ（９）が補償変化量閾値信号Ｔｈ以上の場合、スリップが発生したと判断し、スリップ発生を示す値１のスリップ信号α−９を、時刻１０Ｔに図８のスリップ補正部２０３へ出力する。
次に図１１のシンボルタイミング調整部３０４と、図１２の遅延部４０３の動作を図１７に示すタイミングチャートを使用して説明する。
図１７（イ）の一次補償シンボル信号Ｈ（０）〜Ｈ（１６）、（ハ）の補償変化量信号Ｄ（０）〜Ｄ（１６）は図８の補償回路部２０１の出力信号である。また図１７における（ロ）遅延一次補償シンボル信号Ｈ（−４）〜Ｈ（１３）、は、図１１におけるシンボルタイミング調整部３０４の出力信号であり、図１７における（ニ）遅延補償変化量Ｄ（−３）〜Ｄ（１４）は、図１２における遅延部４０３の出力である。さらに図１７における（ホ）のスリップ信号は、図１２における比較部４０２の出力である。
なお、図１７におけるグラフα−３は、（イ）一次補償シンボル信号を、グラフα−１０は、（ロ）遅延一次補償シンボル信号を、グラフα−６は、（ハ）補償変化量信号を、グラフα−１１は、（ニ）遅延補償変化量信号を示す。
図１７において、時刻０Ｔに、図内（イ）一次補償シンボル信号Ｈ（０）が図１１のシンボルタイミング調整部３０４に与えられる。すると、シンボルタイミング調整部３０４は、図内（ホ）のスリップ信号の処理遅延に合わせ、一次補償シンボル信号Ｈ（０）を遅延し、時刻４Ｔに遅延一次補償シンボル信号Ｈ（０）を、図８におけるスリップ補正部２０３へ出力する。本実施形態の場合、図１１の補償変化量検出部３０２での処理遅延を１Ｔ（Ｔは、１シンボルあたりの時間）、図１２の累積部４０１での遅延を２Ｔ（補償変化量累積値の累積シンボル時間をＫ＝２としている為）、図１２の比較部４０２の遅延を１Ｔとしている。そのため、遅延一次補償シンボル信号Ｈ（０）は計４Ｔ（４シンボル時間）遅延する。
図１７において、時刻１Ｔに、図内（ハ）の補償変化量Ｄ（１）が、図１２の遅延部４０３に与えられると、遅延部４０３は、図内（ホ）のスリップ信号の処理遅延に合わせ、補償変化量Ｄ（１）を遅延する。その後遅延部４０３は時刻４Ｔに遅延補償変化量Ｄ（１）を、図８におけるスリップ補正部２０３へ出力する。本実施形態の場合、図１２の累積部４０１での遅延を２Ｔ（本実施形態で、補償変化量累積値の累積シンボル時間をＫ＝２としているため、）、図１２の比較部４０２の遅延を１Ｔ、としているため、遅延補償変化量Ｄ（１）は計３Ｔ（３シンボル時間）遅延する。
次に図８のスリップ補正部２０３の動作を、図１３に示す構成図と、図１８、１９に示すタイミングチャートを使用して説明する。
図１８（イ）の遅延補償変化量Ｄ（０）〜Ｄ（１６）、（ロ）のスリップ信号は図８の補償量監視部２０２の出力信号である。また図１８における（ハ）補正量Ｂ（３）〜Ｂ（１９）、は、図１３における補正量計算部５０１の出力信号である。
なお、図１８におけるグラフα−１１は、（イ）遅延補償変化量を、グラフα−１２は、（ハ）補正量を示す。
図１８において遅延補償変化量とスリップ信号が図１３の補正量計算部５０１に与えられる。すると補正量計算部５０１はスリップ信号の値が位相スリップの発生を示す値‘１’の場合、遅延補償変化量と１シンボル時間前の補正量との加算を行い、その加算結果を補正量として出力する。
スリップ信号の値が位相スリップの未発生を示す値‘０’の場合、遅延補償変化量と補正量の加算を行わず、１シンボル時間前の補正量を出力する。
本実施形態の場合、時刻４Ｔに、図１８（イ）の遅延補償変化量Ｄ（１）と（ロ）のスリップ信号α−１３が、図１３の補正量計算部５０１に与えられると、補正量計算部５０１は、スリップ信号α−１３の値が‘０’である。そのことから、時刻５Ｔに補正量Ｂ（４）の値を、補正量Ｂ（５）として、出力する。
また、時刻１０Ｔに、図１８（イ）の遅延補償変化量Ｄ（７）と（ロ）のスリップ信号α−１４が、図１３の補正量計算部５０１に与えられると、補正量計算部５０１は、スリップ信号α−１４の値が‘１’である。そのことから、時刻１１Ｔに補正量Ｂ（１０）と遅延補償変化量Ｄ（７）の和を、補正量Ｂ（１１）として、出力する。
なお、本実施形態では、補正量Ｂの初期値は‘０’とするが、特に、これに限定しない。
図１９に示す（イ）補正量Ｂ（３）〜（１９）は、図１３の補正量計算部５０１の出力信号である。また図１９における（ロ）遅延一次補償シンボル信号Ｈ（−１）〜Ｈ（１５）は、図８における補償量監視部２０２の出力信号である。図１９における（ハ）補正シンボル信号Ｃ（３）〜Ｃ（１９）は、スリップ補正部２０３から出力される位相補正された補正シンボル信号である。なお、図におけるグラフα−１２は、（イ）補正量を、グラフα−１０は、（ロ）の一次補償シンボル信号に適用された補償量を、グラフα−１５は、（ハ）補正シンボル信号に適用された位相の補正量を示す。
図１３の補正量計算部５０１から出力された図１７（イ）の補正量は、複素数（位相の補正量をＢとするとｅｘｐ（−ｉＢ）で表される）と、図内（ロ）遅延一次補償シンボル信号との積が、補正シンボル信号として出力される。つまり、時刻１１Ｔに、遅延一次シンボル信号Ｈ（７）に適用された補償量φと、補正量Ｂ（１１）の加算を行い、時刻１２Ｔに、位相補正された補正シンボルＣ（１２）を出力する。図１９において、α−１６以降に補正量が適用される。
図２６は、実際の測定データを実施形態１に基づいて、補正処理を実施した際の補正後の位相の補償量を示した図である。
このように上記実施形態では、補償回路部２０１からの位相補償量を補償量監視部２０２で監視しているので、スリップが発生した際、スリップによる位相補償量の変化をスリップ補正部で補正することが出来る。
さらに本実施形態では、補償量監視部２０２内に、補償変化量をＫシンボル時間累積する累積部４０１が設けられている。そのため複数シンボル時間に跨ってスリップが発生した場合でも、スリップによる異常な補償量の変化を検出することが可能であり、その異常な補償量をスリップ補正部２０３で、補正することができる。
以上説明したように、本発明によれば、差動符号化を用いることなく、スリップによる位相のずれを補償することが可能であり、入力シンボルに対する位相補償量の期待値（図１４のα−４）により補償された信号を出力することができる。
なお、上記実施形態では、スリップ発生箇所を特定するために、補償量の変化を監視している。しかし、補償量の変化の代わりに図１０に示すフィルタ部１０２の出力信号（周波数オフセット量と称する場合もある。）を、使用しても良い。または、フィルタ部１０２の出力信号の変化を補償量の変化と併せて使用しても良い。
また、上記実施形態では、補償回路部内で、位相補償量を入力信号に反映し、そのデータを後段へ出力しているが、スリップ補正部２０３で、最終的にスリップキャンセルされた補償量を適用してもよい。
（第２の実施形態）
本発明の他の実施形態として、その基本的構成は上記の通りであるが、補償変化量閾値の生成についてさらに工夫している。その構成を図２０に示す。図において、図８に示す補償変化量閾値設定部２０４を、補償変化量閾値決定部２０５に変更したことを除き、補償回路部２０１、補償量監視部２０２、スリップ補正部２０３は、図８に示す第１の実施形態と同様の構成である。補償変化量閾値決定部２０５は、スリップ発生を検出するのに使用する補償変化量閾値を決定する。
図２１を参照すると、図２０に示す補償変化量閾値決定部２０５の構成が示される。補償変化量閾値決定部２０５は、平均変化量計算部６０１、および閾値計算部６０２により構成される。
平均変化量計算部６０１は、遅延補償変化量の移動平均を計算し、その計算結果を閾値決定部６０２へ出力する。
閾値決定部６０２は、平均補償変化量に基づいて補償変化量閾値を計算する。本実施形態では、一例として、平均補償変化量と係数信号から、補償変化量閾値を計算し、補償量監視部２０２へ出力する。なお、図示していないが係数信号は、ＣＰＵ等の制御部に接続される。
（動作）
図２１における平均変化量計算部６０１に、遅延補償変化量とスリップ信号が、補償量監視部２０２から与えられる。すると、平均変化量計算部６０１は、スリップ信号の値が‘０’の場合のみ、Ｗシンボル時間の遅延補償変化量の移動平均を計算し、その計算結果を平均補償変化量Ｖとして、閾値決定部６０２へ出力する。スリップ信号の値が‘０’の場合のみ、移動平均の計算をおこなうため、この平均補償変化量には、スリップ発生時の補償量が含まれない。スリップ信号の値が‘０’の場合とはスリップが発生していない状態を意味するからである。
閾値決定部６０２に、平均補償変化量Ｖが、平均補償変化量計算部６０１から与えられる。すると、閾値決定部６０２は、一例として式（１）に示すように平均補償変化量にＫを乗じ、さらに係数信号βを乗じた値を補償変化量閾値ｔｈとして、補償量監視部２０２へ出力する。Ｋは、図１２に示す累積部４０１の累積シンボル時間であり、係数信号βは、移動平均からの乖離率を示す。この係数信号βは補償変化量閾値ｔｈの値を適切に調整するために設定されるものである。
補償変化量閾値ｔｈ＝平均補償変化量Ｖ  ×  Ｋ  ×  β  ・・・（１）
なお、上記以外の補償回路部２０１、補償量監視部２０２、スリップ補正部２０３は、実施形態１と同様の動作を行う。
このように、本実施形態では、スリップの発生を検出するのに使用する補償変化量閾値を、遅延補償変化量とスリップ信号から生成している。そのため補償変化量が変化した場合でも、適切な補償変化量閾値を得ることができる。このため、補正誤りによる誤りを抑えるという効果が得られる。
（第３の実施形態）
本発明の他の実施形態として、その基本的構成は上記の通りであるが、補償変化量閾値の生成についてさらに工夫している。その構成を図２２に示す。本図において、図２０に示す実施形態２の構成に、同期パターン挿入部７０１、変調部７０２、同期部２０６を追加している以外、図２０に示す第２の実施形態と同様の構成である。
同期パターン挿入部７０１、変調部７０２は、送信側に配置し、図示していないが、同期パターン挿入部の入力側には、ＳＤ−ＦＥＣエンコード部、フレーマー部が配置される。
同期パターン挿入部７０１は、ＳＤ−ＦＥＣエンコード部からの出力データに同期パターンを挿入し、変調部７０２へ出力する。
変調部７０２は、同期パターンより入力したデータを変調し、受信側へと送信する。
本実施形態では、変調方式としてＱＰＳＫを挙げ説明するが、特にこれに限定しない。また、変調部７０２と、補償回路部２０１間には、図示しないが、受信した信号の復調などを行う回路が配置される。
同期部２０６は、スリップ補正部２０３、補償量監視部２０２、補償変化量決定部２０５に接続され、補正シンボル信号より、同期パターンを検出し、補正シンボル信号の位相の正常性確認を行う。また、同期パターン検出後、同期外れが発生した場合、スリップ信号の状態により、補正シンボル信号の位相量を再度補正する。さらに、補償変化量閾値決定部２０５内で、補償変化量閾値を計算する際に使用する係数信号を更新する。なお、係数信号を更新する具体的な手順については後述する。
（動作）
次に、図２３、図２４、図２５を使用し、図２２に示す実施形態３の、同期パターン挿入部７０１、変調部７０２、および同期部２０６の動作を説明する。なお、その他の構成部の動作については、実施形態２と同様の動作となる。
図２３は、送信側に配置される同期パターン挿入部７０１の入力信号と出力信号を示した図である。（イ）の同期パターン挿入部７０１の入力信号は、フレーマー部でｙビット毎にフレーム化され、ＳＤ−ＦＥＣエンコード部で計算されたパリティーを含む。図内ＵＷ（Ｕｎｉｑｕｅ  Ｗｏｒｄ）は、フレームのヘッダであり、ＤＡＴＡは、ユーザデータであり、Ｐは、ＳＤ−ＦＥＣエンコード部で計算されたパリティー値が設定されている。なお、本実施形態では、一例としてｙビットを３２７６８ビット（４０９６バイト）として説明する。
（ロ）の同期パターン挿入部７０１の出力信号は、Ｉ，Ｑの２ビット幅で出力される。これは、変調部７０２での変調方式がＱＰＳＫであることに起因しているためである。本実施形態では、同期パターン挿入部で挿入するパターンを以下の条件に従い挿入する。
条件１：ＵＷの先頭データである場合、同期パターンα−２０として、Ｉに‘０’、Ｑに‘１‘を設定する。それ以外の場合、同期パターンα−２１として、Ｉに‘１’、Ｑに‘０‘を設定する。
図２２の同期パターン挿入部７０１において、図２３（イ）の入力信号が与えられると、同期パターン挿入部７０１は、入力信号をＵＷからｘビット毎に分離し、ｘビット毎に、条件１に対応した同期パターンを挿入し、変調部７０２へ出力する。なお、ｘは正の整数で、ｙの約数であり、本実施形態では、ｘビットを６４ビットとして説明する。
変調部７０２に、図２３の（ロ）に示す同期パターン挿入部出力信号が与えられると、変調部７０２は、入力されたＩ，Ｑを変調し、受信側へ送信する。
この様に送信側で条件１に従い同期パターンを挿入し変調されると、受信信号は３２（ｘビット／２）シンボル時間毎に、図１に示すα−２０、またはα−２１に示す箇所に同期パターンが出現する。また受信信号は２５６（ｙ／ｘ／２）シンボル時間毎に、α−２０に示す箇所に同期パターンが出現する。
次に、図２４と図２５を使用し、受信側に配置される同期部２０６の動作を説明する。両図において（イ）のＩ′、Ｑ′は、スリップ補正部２０３から出力された補正シンボル信号を、複素数で表示した図である。両図における（ロ）の同期信号は、同期部２０６内の同期状態を示しており、α−１８の箇所で同期外れが発生している。両図における（ハ）は、補償量監視部２０２から出力されたスリップ信号である。
両図における（ニ）は、同期部２０６から出力される再補正されたシンボル信号１′′、Ｑ′′である。また、（ホ）の係数信号βは、同期部２０６から補償変化量閾値決定部２０５へ出力される信号であり、補償変化量閾値を計算するのに使用される。
なお、図２４は、スリップ補正部２０３の補正により、補正誤りが生じた場合の図であり、α−１７は補正誤りの箇所を示している。また、図２５は、スリップ補正部２０３で補正しきれない場合の図であり、図内（イ）のα−２１以降での何処かでスリップが発生している。
まず、図２４を使用し、スリップ補正部２０３の補正により、補正誤りが生じた場合の、同期部２０６の動作について以下に説明する。
図２２において、同期部２０６に、図２４（イ）に示す補正シンボル信号が与えられると、同期部２０６は、補正シンボル信号（Ｉ′，Ｑ′）から、同期パターン挿入部７０１で挿入された同期パターンの検出を行い、図内（ロ）の同期信号を生成する。
図２４において、α−１８の箇所で、同期外れが発生すると、同期部２０６は、同期外れ直前のスリップ信号の値が‘１’である箇所α−２２より、補正シンボル信号の再補正を行う。なお補正量は、同期パターンとの差とすることができる。
さらに、スリップ信号生成の閾値をより上げることにより、スリップ信号生成の閾値が適切でないために発生する補正誤りを防ぐことができる。具体的には、スリップ信号生成の閾値の係数である係数信号βの値を、β（ｒ−１）＜β（ｒ）になるように増加させ、補償変化量閾値決定部へ出力する。これは、現状の補償変化量閾値ｔｈが、低いことにより補正誤りが発生しているためであり、補償変化量閾値ｔｈを適切な値にするための処理である。ｒは任意のシンボル時間である。
次に、図２５を使用し、スリップ補正部２０３でスリップが補正しきれない場合の、同期部２０６の動作について以下に説明する。
図２２において、同期部２０６に、図２５（イ）に示す補正シンボル信号が与えられると、同期部２０６は、補正シンボル信号（Ｉ′，Ｑ′）から、同期パターン挿入部７０１で挿入された同期パターンの検出を行い、図内（ロ）の同期信号を生成する。
図２５において、α−１８の箇所で、同期外れが発生する。その時、同期部２０６は、図２５（ハ）に示すスリップ信号が、‘０’である場合、図２５のα−１９に示す同期パターンの中間である（ｘビット／２＝３２ビット）の箇所から、補正シンボル信号の再補正を行う。
スリップ信号の値が‘０’である場合、スリップの発生箇所が不明であり、スリップの再補正箇所を決定する必要がある。このため前記処理では、スリップが、同期パターン間（ｘビット＝６４ビット）で、１回発生したと仮定し、スリップによる誤りを３２ビット（ｘビット／２）以下に抑える。なお補正量は、同期パターンとの差とすることができる。
さらに、スリップ信号生成の閾値をより下げることにより、スリップ信号生成の閾値が適切でないために発生する補正誤りを防ぐことができる。具体的には、同期部２０６は、スリップ信号生成の閾値の係数である係数信号βの値を、β（ｕ−１）＞β（ｕ）になるように減少させ、補償変化量閾値決定部へ出力する。これは、現状の補償変化量閾値ｔｈが、大きいことにより補正誤りが発生しているためであり、補償変化量閾値ｔｈを適切な値にするための処理である。ｕは任意のシンボル時間である。
このように、本実施形態では、送信側の同期バターン挿入部７０１で同期バターンを挿入し、同期部２０６で検出することで、スリップの発生を検出するのに使用する補償変化量閾値を制御している。具体的には、補償変化量閾値の係数信号βを生成している。そのため、スリップの誤検出を抑えることができるため、伝送特性を向上させる効果が得られる。
また、同期部２０６で、同期外れ（スリップ発生）を検出した場合、スリップ信号の状態に応じて、再補正を行うことができるため、前段部での誤補正による誤りを押さえることができるため、伝送特性を向上させる効果が得られる。
（効果）
第１の効果は、光通信システムの伝送特性を３ｄＢ向上できる。その理由は、差動符号化を用いることなく、スリップによるマッピングのズレを補正することが可能なことにある。
第２の効果は、光通信システムの伝送特性を向上できる。その理由は、差動符号化を用いることがないため、高誤り訂正利得が期待できるＳＤ−ＦＥＣのＬＬＲの計算を複雑な処理を追加することなく実現できることにある。
第３の効果は、光通信システムの伝送特性を向上できる。その理由は、送信側で、信号に挿入された同期パターンを、受信側で検出することで、スリップによる影響を、同期パターン間内におさえることができるためである。つまり、同期パターン間隔より大きい誤りは発生しないことになる。
第４の効果は、光通信システムの伝送特性を向上できる。その理由は、送信側で、信号に挿入された同期パターンを、受信側で検出し、同期パターン間に発生した、スリップ数により、スリップ検出閾値である補償変化量閾値を適切な値へ変更することができる。それによって、スリップよる誤りを抑えることが可能なためである。
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態を図２７を参照して説明する。
本実施形態の位相変調信号復調器の位相偏差補償回路２７０１は、位相偏差補償回路により受信信号になされる位相補償量の変化から、受信信号のスリップの発生を検出し、スリップ発生以降の受信信号の位相補償量を補正することを特徴とする。
以上の構成により、本実施形態の位相変調信号復調器の位相偏差補償回路においては、下記の効果を有する。
即ち光位相偏差・光搬送波周波数偏差補償処理を実装する場合においても、伝送特性を低下させることなく、送信データを正しく復調可能なスリップ補償方法（光位相偏差・光搬送波周波数偏差補償方法）を提供できる。
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態として、その基本構成は、第１の実施形態の通りであるが、補正量の生成についてさらに工夫している。その構成は、図８に示すスリップ補正部２０３をスリップ補正部２０７に変更したことを除き、図８に示す第１の実施形態と同様の構成である。スリップ補正部２０７は、スリップ補正部２０３内で計算される補正量に、「平均補償変化量」を適用することを除き、スリップ補正部２０３と同一のブロックである。
図２８を参照すると、図に示すスリップ補正部２０７の構成が示される。平均補償変化量計算部６０１は、遅延補償変化量の移動平均を計算し、補正量計算部５０２へ出力する。
補正量計算部５０２は、補償量監視部２０２から出力される遅延補償変化量、スリップ信号、および平均補償変化量計算部６０１からの平均補償変化量から、補正量を計算し、出力する。補正量計算部５０２により算出された補正量は、複素数（位相補償量をφとするとｅｘｐ（−ｉφ）で表される）と入力信号との積が出力信号として出力される。
（動作）
図２８における補正量計算部５０２に、補償量監視部２０２から遅延補償変化量とスリップ信号と、平均補償変化量計算部６０１ら平均補償変化量が与えられる。すると、補正量計算部５０２は、スリップ信号の値が位相スリップの未発生を示す値‘０’の場合、遅延補償変化量と補正量の加算を行わず、１シンボル時間前の補正量を出力する。補正量計算部５０１は、スリップ信号の値が‘１’である場合、以下のように補正量Ｂ（ｔ）と遅延補償変化量Ｄ（ｔ）、平均補償変化量ＡＶＥ（ｔ）の和を、補正量として、出力する。ｔは任意のシンボル時間である。
Ｂ（ｔ  ＋  １）＝Ｂ（ｔ）＋  Ｄ（ｔ）＋  ＡＶＥ（ｔ）  ・・・（２）
図２９は、本実施形態の補正量計算部５０２の出力信号を示した図であり、図２９に示す（イ）遅延一次補償シンボル信号Ｈ（−１）〜Ｈ（１５）は、図８における補償量監視部２０２の出力信号である。図２９における（ロ）補正シンボル信号Ｃ（３）〜Ｃ（１９）は、スリップ補正部２０７から出力される位相補正された補正シンボル信号である。なお、図におけるグラフα−１０は、（イ）の一次補償シンボル信号に適用された補償量を示す。また、グラフα−１５は、第１の実施形態における補正シンボル信号に適用された位相の補正量を、グラフα−１７は、本実施形態における補正信号に適用された補正量を示す。図内のα−１８〜２０で、上記式（２）で生成された補正値が適用されている。
なお、上記以外の補償回路部２０１、補償量監視部２０２は、補償変化量閾値設定部２０４は、第１の実施形態と同様の動作を、平均補償変化量計算部６０１は、第２の実施形態と同様の動作を行う。
このように、本実施形態では、第１の実施形態で、スリップ発生時の補償量をキャンセルする補正量を生成していたのに対し次の点が異なっている。即ち、キャンセルした補償量に平均補償変化量を加算するため、スリップ発生時に、増加（または減少）すべき変化量を加味した補正量を生成している。このため、スリップの発生による、位相のずれを抑えるという効果が得られる。
なお、ここまで説明した各実施形態では、専用の装置を想定したが、次のようなものでもよい。即ち例えば各種データ処理を行うパーソナルコンピュータ装置に、本例に相当する処理を行うボードやカードなどを装着し、各処理を、コンピュータ装置側で実行させる。このようにして、その処理を実行するソフトウェアをパーソナルコンピュータ装置に実装させて実行する構成としても良い。
そのパーソナルコンピュータ装置などのデータ処理装置に実装されるプログラムについては、光ディスク，メモリカードなどの各種記録（記憶）媒体を介して配付しても良い。或いはインターネットなどの通信手段を介して配付しても良い。
また、以上の実施形態は各々他の実施形態と組み合わせることができる。
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
以上に述べた実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
位相偏差補償手段により受信信号になされる位相補償量の変化から、受信信号のスリップの発生を検出し、スリップ発生以降の受信信号の位相補償量を補正することを特徴とする位相変調信号復調器の位相偏差補償回路。
（付記２）
入力信号に対し位相偏差の補償を行う位相補償手段と、
前記位相補償手段における位相補償量の変化を監視しスリップ発生の検出を行うスリップ検出手段と、
前記スリップ検出手段で検出したスリップによって生じた位相変化分を補正するスリップ補正手段と、
を備えたことを特徴とする位相変調信号復調器の位相偏差補償回路。
（付記３）
前記スリップの検出は、前記位相補償手段における位相補償の変化量が所定の閾値を超えることにより検出する、
ことを特徴とする付記２記載の位相変調信号復調器の位相偏差補償回路。
（付記４）
前記閾値が前記位相補償の変化量の移動平均に基づいて決められる
ことを特徴とする付記３記載の位相変調信号復調器の位相偏差補償回路。
（付記５）
受信信号に挿入された同期パターンを検出し、前記位相補償量の再補正を行う同期手段を有する、
ことを特徴とする付記１乃至付記４いずれかに記載の位相変調信号復調器の位相偏差補償回路。
（付記６）
前記同期パターンは、フレームの先頭と、その他の位置とで異なるパターンをもつことを特徴とする付記５記載の位相変調信号復調器の位相偏差補償回路。
（付記７）
前記位相偏差補償回路は搬送波周波数偏差の補償も含む
ことを特徴とする付記１乃至付記６のいずれかに記載の位相変調信号復調器の位相偏差補償回路。
（付記８）
付記１乃至７のいずれかに記載の位相変調信号復調器の位相偏差補償回路を備えることを特徴とする光伝送受信装置。
（付記９）
付記１乃至８のいずれかに記載の光伝送受信装置
を備えることを特徴とする光伝送通信システム。
（付記１０）
受信信号の位相補償量の変化から、受信信号のスリップの発生を検出し、スリップ発生後の受信信号の位相補償量を補正することを特徴とする位相偏差補償方法。
（付記１１）
入力信号に対し位相偏差の補償を行い、
位相補償量の変化を監視しスリップ発生の検出を行い、
スリップによって生じた位相変化分を補正する
ことを特徴とする位相偏差補償方法。
（付記１２）
前記スリップの検出は、位相補償の変化量が所定の閾値を超えることにより検出する、
ことを特徴とする付記１１記載の位相偏差補償方法。
（付記１３）
前記閾値が前記位相補償の変化量の移動平均に基づいて定められる
ことを特徴とする付記１２記載の位相偏差補償方法。
（付記１４）
受信信号に挿入された同期パターンを検出し、前記位相補償量の再補正を行う、
ことを特徴とする付記１０乃至付記１３いずれかに記載の位相偏差補償方法。
（付記１５）
前記同期パターンは、フレームの先頭と、その他の位置とで異なるパターンをもつことを特徴とする付記１４記載の位相偏差補償方法。
（付記１６）
入力信号に対し位相偏差の補償を行う位相補償処理と、
前記位相補償処理における位相補償量の変化を監視しスリップ発生の検出を行うスリップ検出処理と、
前記スリップ検出処理で検出したスリップによって生じた位相変化分を補正するスリップ補正処理と、
をコンピュータに実施させることを特徴とする位相偏差補償プログラム。
この出願は、２０１１年３月２５日に出願された日本出願特願２０１１−０６７６９９を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【０００９】
本発明は、周波数位相偏差・搬送波周波数偏差補償を行う受信器に関し、特に、サイクル（位相）スリップ発生時の光位相偏差・光搬送波周波数偏差補償に関するものであり、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００１０】
１０１  位相誤差検出部
１０２  フィルタ部
１０３  位相補償量算出部
１０４  差動符号復調部
２０１  補償回路部（光位相偏差・光搬送波周波数偏差補償回路）
２０２  補償量監視部
２０３  スリップ補正部
２０４  補償変化量閾値設定部
２０５  補償変化量閾値決定部
２０６  同期部
２０７  スリップ補正部
３０１  シンボル時間遅延部
３０２  補償変化量検出部
３０３  補償変化量比較部
３０４  シンボルタイミング調整部
４０１  累積部
４０２  比較部
４０３  遅延部
５０１  補正量計算部
５０２  補正量計算部
６０１  平均補償変化量計算部
６０２  閾値計算部
７０１  同期パターン挿入部
７０２  変調部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年11月1日(2012.11.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号に対し位相偏差の補償を行う位相補償手段と、
前記位相補償手段における位相補償の変化量を監視しスリップ発生の検出を行うスリップ検出手段と、
前記スリップ検出手段で検出したスリップによって生じた位相変化分を補正するスリップ補正手段と、
を備え、
前記スリップ検出手段は、前記位相補償の変化量が所定の閾値を超えることにより前記スリップ発生を検出し、
前記スリップ補正手段は、前記スリップ発生が検出された場合に前記位相補償の変化量から求めた位相の補正量を入力信号の位相に加算することにより前記スリップによって生じた位相変化分を補正する
ことを特徴とする位相変調信号復調器の位相偏差補償回路。
【請求項２】
前記閾値が前記位相補償の変化量の移動平均に基づいて決められる
ことを特徴とする請求項１記載の位相変調信号復調器の位相偏差補償回路。
【請求項３】
受信信号に挿入された同期パターンを検出し、前記位相補償量の再補正を行う同期手段を有する、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の位相変調信号復調器の位相偏差補償回路。
【請求項４】
前記同期パターンは、フレームの先頭と、その他の位置とで異なるパターンをもつことを特徴とする請求項３記載の位相変調信号復調器の位相偏差補償回路。
【請求項５】
前記位相偏差補償回路は搬送波周波数偏差の補償も含む
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の位相変調信号復調器の位相偏差補償回路。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の位相変調信号復調器の位相偏差補償回路
を備えることを特徴とする光伝送受信装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の光伝送受信装置
を備えることを特徴とする光伝送通信システム。
【請求項８】
入力信号に対し位相偏差の補償を行い、
位相補償の変化量を監視しスリップ発生の検出を行い、
スリップによって生じた位相変化分を補正し、
位相補償の変化量が所定の閾値を超えることにより前記スリップ発生を検出し、
前記スリップ発生が検出された場合に前記位相補償の変化量から求めた位相の補正量を入力信号の位相に加算することにより前記スリップによって生じた位相変化分を補正する
ことを特徴とする位相偏差補償方法。
【請求項９】
前記閾値が前記位相補償の変化量の移動平均に基づいて定められる
ことを特徴とする請求項８記載の位相偏差補償方法。
【請求項１０】
受信信号に挿入された同期パターンを検出し、前記位相補償量の再補正を行う、
ことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の位相偏差補償方法。
【請求項１１】
前記同期パターンは、フレームの先頭と、その他の位置とで異なるパターンをもつことを特徴とする請求項１０記載の位相偏差補償方法。
【手続補正書】
【提出日】平成25年1月25日(2013.1.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号に対し位相偏差の補償を行う位相補償手段と、
前記位相補償手段における位相補償の変化量を監視しスリップ発生の検出を行うスリップ検出手段と、
前記スリップ検出手段で検出したスリップによって生じた位相変化分を補正するスリップ補正手段と、
を備え、
前記スリップ検出手段は、前記位相補償の変化量が所定の閾値を超えることにより前記スリップ発生を検出し、
前記スリップ補正手段は、前記スリップ発生が検出された場合に前記位相補償の変化量から求めた位相の補正量を、前記位相補償手段によって前記位相偏差が前記補償された信号の位相に加算することにより前記スリップによって生じた位相変化分を補正する
ことを特徴とする位相変調信号復調器の位相偏差補償回路。
【請求項２】
前記閾値が前記位相補償の変化量の移動平均に基づいて決められる
ことを特徴とする請求項１記載の位相変調信号復調器の位相偏差補償回路。
【請求項３】
受信信号に挿入された同期パターンを検出し、前記同期パターンの前記検出された結果に基づいて前記位相補償量の再補正を行う同期手段を有する、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の位相変調信号復調器の位相偏差補償回路。
【請求項４】
前記同期パターンは、フレームの先頭と、その他の位置とで異なるパターンをもつことを特徴とする請求項３記載の位相変調信号復調器の位相偏差補償回路。
【請求項５】
前記位相偏差補償回路は搬送波周波数偏差の補償も含む
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の位相変調信号復調器の位相偏差補償回路。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の位相変調信号復調器の位相偏差補償回路
を備えることを特徴とする光伝送受信装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の光伝送受信装置
を備えることを特徴とする光伝送通信システム。
【請求項８】
入力信号に対し位相偏差の補償を行い、
位相補償の変化量を監視しスリップ発生の検出を行い、
位相補償の変化量が所定の閾値を超えることにより前記スリップ発生を検出し、
前記スリップ発生が検出された場合に前記位相補償の変化量から求めた位相の補正量を、前記位相偏差の前記補償が施された信号の位相に加算することにより前記スリップによって生じた位相変化分を補正する
ことを特徴とする位相偏差補償方法。
【請求項９】
前記閾値が前記位相補償の変化量の移動平均に基づいて定められる
ことを特徴とする請求項８記載の位相偏差補償方法。
【請求項１０】
受信信号に挿入された同期パターンを検出し、前記同期パターンの前記検出された結果に基づいて前記位相補償量の再補正を行う、
ことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の位相偏差補償方法。
【請求項１１】
前記同期パターンは、フレームの先頭と、その他の位置とで異なるパターンをもつことを特徴とする請求項１０記載の位相偏差補償方法。
【国際調査報告】
2012132103.tif 000032
2012132103.tif 000033
2012132103.tif 000034
2012132103.tif 000035