(57)【要約】【課題】演算誤差による信号劣化を防いで性能を改善することができる適応等化装置、適応等化方法及び通信装置を得る。【解決手段】第１の補償部１は、受信信号に対してサンプリング信号との位相差を補償する第１のデジタルフィルタ２と、第１のデジタルフィルタ２のフィルタ係数を第１のフィルタ係数として算出する第１のフィルタ係数算出部４とを有する。第２のフィルタ係数算出部５は、第１のデジタルフィルタ２の出力に基づいて、時間的に変化する偏波分散による歪を補償するためのフィルタ係数を第２のフィルタ係数として算出する。係数合成部６は、第１のフィルタ係数と第２のフィルタ係数を合成する。第２の補償部７は、係数合成部６で合成されたフィルタ係数を用いて、受信信号に対してサンプリング信号との位相差の補償と適応等化の処理を同時に行う第２のデジタルフィルタを有する。【選択図】図１
2020061634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号に対してサンプリング信号との位相差を補償する第１のデジタルフィルタと、前記第１のデジタルフィルタのフィルタ係数を第１のフィルタ係数として算出する第１のフィルタ係数算出部とを有する第１の補償部と、
前記第１のデジタルフィルタの出力に基づいて、時間的に変化する偏波分散による歪を補償するためのフィルタ係数を第２のフィルタ係数として算出する第２のフィルタ係数算出部と、
前記第１のフィルタ係数と前記第２のフィルタ係数を合成する係数合成部と、
前記係数合成部で合成されたフィルタ係数を用いて、前記受信信号に対して前記サンプリング信号との位相差の補償と適応等化の処理を同時に行う第２のデジタルフィルタを有する第２の補償部とを備えることを特徴とする適応等化装置。
【請求項２】
前記第１のデジタルフィルタは、前記受信信号に対して前記サンプリング信号との周波数誤差も補償し、
前記第２のデジタルフィルタは、前記係数合成部で合成されたフィルタ係数を用いて、前記受信信号に対して前記サンプリング信号との位相差及び周波数誤差の補償と前記適応等化の処理を同時に行うことを特徴とする請求項１に記載の適応等化装置。
【請求項３】
前記第１のデジタルフィルタの処理は、前記受信信号の全サンプリングデータではなく位相同期が取れるレベルの一部のサンプリングデータのみに対して行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の適応等化装置。
【請求項４】
前記第１及び第２のデジタルフィルタの処理と同時にサンプリングレート変換も行われることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の適応等化装置。
【請求項５】
前記第１及び第２のデジタルフィルタは、補間及び間引きによってサンプリングレートを変換し、出力するデータのみを処理することを特徴とする請求項４に記載の適応等化装置。
【請求項６】
適応等化装置が受信信号に対して適応等化の処理を行う方法であって、
第１のデジタルフィルタが、前記受信信号に対してサンプリング信号との位相差を補償するステップと、
第１のフィルタ係数算出部が、前記第１のデジタルフィルタのフィルタ係数を第１のフィルタ係数として算出するステップと、
第２のフィルタ係数算出部が、前記第１のデジタルフィルタの出力に基づいて、時間的に変化する偏波分散による歪を補償するためのフィルタ係数を第２のフィルタ係数として算出するステップと、
係数合成部が、前記第１のフィルタ係数と前記第２のフィルタ係数を合成するステップと、
第２のデジタルフィルタが、前記係数合成部で合成されたフィルタ係数を用いて、前記受信信号に対して前記サンプリング信号との位相差の補償と適応等化の処理を同時に行うステップとを備えることを特徴とする適応等化方法。
【請求項７】
請求項１〜５の何れか１項に記載の適応等化装置を備えることを特徴とする通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ通信において伝送路の特性を補償する適応等化装置、適応等化方法及び通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コヒーレント光通信では、受信側において処理タイミングとの同期誤差及び伝送信号の歪をデジタル信号処理により補償することで、数十Ｇｂｉｔ／ｓ以上の大容量伝送を実現している。デジタル信号処理では、特に、波長分散補償、周波数制御・位相調整、偏波多重分離及び偏波分散補償等の処理を行っている。偏波多重分離及び偏波分散補償の処理は、主に適応等化によって行われる。更なる大容量化の実現のためには、それらの補償精度の更なる向上が求められている。また、伝送レートの高速化に伴い、デジタル信号処理の回路規模と消費電力の増大が課題となっている。特に、周波数制御・位相調整及び適応等化の処理は、デジタル信号処理の中でも伝送特性への影響が大きくかつ回路規模が増大する箇所であるので、小規模な回路で精度よく処理することが望まれている。
【０００３】
周波数制御・位相調整の処理は、受信信号と処理タイミングとの位相差を、Ａ／Ｄ変換器のサンプリング周波数制御部と受信信号の位相調整部にフィードバックして実現していた（例えば、特許文献１参照）。また、周波数制御・位相調整の処理は、同期ループを構成しないで受信信号に処理タイミングを常時追従させることによっても可能である（例えば、特許文献２参照）。上記の２つの方法では、位相を調整する手段としてデジタルフィルタを使用し、フィルタ係数を変更することで出力信号の位相を調整している。更に、低消費電力化のためサンプリング周波数を制御する処理も追加できる（例えば、特許文献３参照）。
【０００４】
また、適応等化は、デジタル信号処理の中でも重要な機能であり、主に、偏波多重分離、偏波分散補償等、時間的に変化する状況に対して補償を行う。適応等化部は、一般的にデジタルフィルタで構成され、そのデジタルフィルタに伝送信号の歪を相殺できるタップ係数を設定することで伝送信号を補償できる（例えば、特許文献４参照）。タップ係数は時間的に変化する状況に適応して逐次更新される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−００９９５６号公報
【特許文献２】特開２０１７−１６３２３９号公報
【特許文献３】特開２０１７−１６３２８１号公報
【特許文献４】特開２０１１−０１５０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来は、周波数制御、位相調整及び適応等化がそれぞれデジタルフィルタで順に実施されていた。デジタルフィルタでは、有限のビット数で表されるデジタルデータ同士の乗算が行われる。乗算結果も有限のビット数で制限され、切り捨てられたビット数は誤差となる。従って、周波数制御、位相調整及び適応等化の乗算処理が順に実施されると、誤差が累積されていく。この誤差が信号の劣化につながる恐れがあった。
【０００７】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は演算誤差による信号劣化を防いで性能を改善することができる適応等化装置、適応等化方法及び通信装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る適応等化装置は、受信信号に対してサンプリング信号との位相差を補償する第１のデジタルフィルタと、前記第１のデジタルフィルタのフィルタ係数を第１のフィルタ係数として算出する第１のフィルタ係数算出部とを有する第１の補償部と、前記第１のデジタルフィルタの出力に基づいて、時間的に変化する偏波分散による歪を補償するためのフィルタ係数を第２のフィルタ係数として算出する第２のフィルタ係数算出部と、前記第１のフィルタ係数と前記第２のフィルタ係数を合成する係数合成部と、前記係数合成部で合成されたフィルタ係数を用いて、前記受信信号に対して前記サンプリング信号との位相差の補償と適応等化の処理を同時に行う第２のデジタルフィルタを有する第２の補償部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、演算誤差による信号劣化を防いで性能を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る適応等化装置を示す図である。
【図２】比較例に係る適応等化装置を示す図である。
【図３】実施の形態１に係る適応等化装置の具体例を示す図である。
【図４】実施の形態２に係る適応等化装置を示す図である。
【図５】実施の形態３に係る適応等化装置を示す図である。
【図６】実施の形態４に係る適応等化装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態に係る適応等化装置、適応等化方法及び通信装置について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る適応等化装置を示す図である。この適応等化装置は、通信装置の受信側に設けられている。受信信号は、所定のサンプリングレートでサンプリングされたデータ列である。受信信号のサンプリングレートは、１．５サンプル／シンボル（１．５ｓ／ｓ）、即ち、１シンボル当たり１．５サンプルである。１サンプルに対するデータは、一般的には数ビットで示される（例えば、７ビット又は８ビット）。
【００１３】
サンプリング周波数制御・位相調整部１は、受信信号に対してサンプリング信号との位相差を補償する位相調整の処理と、受信信号に対してサンプリング信号との周波数誤差を補償するサンプリング周波数制御（サンプリングレート変換を含む）の処理を同じＦＩＲフィルタ２により同時に行う。受信信号に対してサンプリング周波数制御及び位相調整を行った信号が位相同期部３へ供給される。位相同期部３は、外部ループ値及び内部ループ値を検出し、サンプリング周波数制御・位相調整部１へフィードバックする。外部ループ値は、受信信号のシンボルレートとサンプリング周波数（サンプリングレート１ｓ／ｓの場合の周波数）との周波数誤差を検出した値である。内部ループ値は、受信信号のシンボルの位相とサンプリングタイミングの位相差を検出した値である。
【００１４】
周波数誤差は、シンボルレートとサンプリング周波数（但し、サンプリングレート１ｓ／ｓと仮定した場合の周波数）との周波数誤差の補償に使用される。位相差は、シンボルのタイミングとサンプリングのタイミングの誤差の補償（或いは同期）に使用される。具体的には、第１のフィルタ係数算出部４において、周波数誤差を補償するフィルタ係数と、位相誤差を補償するフィルタ係数が算出され、更に両者のフィルタ係数が畳み込まれた第１のフィルタ係数が算出される。この第１のフィルタ係数が、内部のＦＩＲフィルタ２に設定され、周波数誤差の補償と位相差の補償を同時に行うことができる。更に、サンプリングレート変換も同時に行われる。なお、フィルタ係数算出は、係数テーブルを用いて容易に行える。特に、サンプリング周波数誤差の補償は、ＦＩＲフィルタ２の他に、データを供給するＦＩＦＯに供給するサンプリングクロックを制御することで行うことができる（例えば、特許文献２参照）。サンプリング周波数制御・位相調整部１の伝達関数はＳ（ｚ）Ｐ（ｚ）で示される。
【００１５】
サンプリング周波数制御・位相調整部１が処理した信号は第２のフィルタ係数算出部５へ供給される。第２のフィルタ係数算出部５は、サンプリング周波数制御・位相調整部１の出力に基づいて、時間的に変化する偏波分散による歪を補償するための適応等化用のフィルタ係数を第２のフィルタ係数として算出する。そして、係数合成部６は、第１のフィルタ係数と第２のフィルタ係数を合成する。合成は、一般的に畳み込みによって行われる。合成されたフィルタ係数の伝達関数はＳ（ｚ）Ｐ（ｚ）Ａ（ｚ）で示される。
【００１６】
適応等化部７は、合成されたフィルタ係数を用いて、受信信号に対して、サンプリング信号との周波数誤差と位相差の補償及び適応等化の３つの処理を共通のＦＩＲフィルタにより同時に行う。
【００１７】
適応等化を行うためには受信信号の全サンプリングデータが必要になる。従って、適応等化部７の処理は、受信信号の全サンプリングデータに対して行われる。一方、周波数制御又は位相調整を行うためには必ずしも全サンプリングデータは必要ではない。従って、サンプリング周波数制御・位相調整部１のＦＩＲフィルタ２の処理は、サンプリングレート変換処理によって、受信信号の全サンプリングデータではなく位相同期が取れるレベルの一部のサンプリングデータのみに対して行われる。実際には、処理するサンプリングデータを５０％〜２５％程度に減らしても目標の周波数制御と位相調整を行うことができる。
【００１８】
続いて、本実施の形態の効果を比較例と比較して説明する。図２は、比較例に係る適応等化装置を示す図である。サンプリング周波数制御部８は、サンプリング周波数（サンプリングクロックの周波数）を制御する機能（例えば、シンボルレートへの同期）と、サンプリングレートを変換する機能（例えば、１．５ｓ／ｓから、２ｓ／ｓに変換）を有する。サンプリング周波数を制御する機能の詳細は先行文献１，２に記載されている。サンプリングレートを変換する機能の詳細は先行文献３に記載されている。サンプリング周波数制御部８は、図示していないが、補間及び間引き処理のためのＦＩＲフィルタを有している。また、サンプリング周波数制御は、サンプリングクロックの源振をアナログ的に制御するだけでなく、先行文献２に示すように分周数、ＦＩＦＯ制御及び選択回路等でデジタル的に制御してもよい。
【００１９】
位相調整部９は、シンボルの位相とサンプリングのタイミングとを同期させる回路である。位相同期部１０がそれらの位相差を検出し、位相調整部９にフィードバックする。位相調整の詳細は先行文献１，２に記載されている。この位相調整部９は、サンプリングのタイミングの調整のためのＦＩＲフィルタを有している。
【００２０】
位相同期部１０は、位相調整部９の出力を基に外部ループ値と内部ループ値を算出する。外部ループ値はサンプリング周波数制御部８にフィードバックされる。サンプリング周波数制御部８において、この周波数誤差が補償される。この時、サンプリング周波数の制御は、外部のサンプリングクロックの源振をアナログ的に制御したり、サンプリングを生成する分周器等をデジタル的に制御して行うことができる。内部ループ値は、位相調整部９にフィードバックされる。位相調整部９で、上述したように、位相差が補償される。この位相補償は、デジタル信号処理によって行うことができる。サンプリング周波数の制御及び位相調整の処理は、受信信号の全てのサンプリングデータに対して行われる。
【００２１】
また、サンプリング周波数制御部８及び位相調整部９のＦＩＲフィルタのフィルタ係数は、それぞれのフィルタ係数算出部において算出される。それぞれのフィルタ係数の伝達関数はそれぞれＳ（ｚ）、Ｐ（ｚ）で表される。
【００２２】
サンプリング周波数制御部８及び位相調整部９で処理された受信信号は、適応等化部７に供給され、偏波分散等が補償される。適応等化部７は、この補償処理を行うためのＦＩＲフィルタを有している。このＦＩＲフィルタのフィルタ係数は、位相調整部９の出力に基づいて適応等化用フィルタ係数更新部１１によって算出される。このフィルタ係数の伝達関数はＡ（ｚ）で表される。偏波分散等の状況は時間的に変化するため、補償するためのフィルタ係数は逐次更新される。適応等化部７においても、入力信号の全てのサンプリングデータに対して処理が行われる。
【００２３】
上述したように、サンプリング周波数制御部８、位相調整部９、及び適応等化部７は、それぞれＦＩＲフィルタを有している。ＦＩＲフィルタでは、有限のビット数で表されるデジタルデータ同士の乗算が行われる。乗算結果も有限のビット数で制限されるため、切り捨てられたビット数は誤差となる。従って、サンプリング周波数制御部８、位相調整部９、及び適応等化部７で乗算処理が順に実施されると、誤差が累積されていく。この誤差が信号の劣化につながる恐れがある。
【００２４】
これに対して、本実施の形態では、適応等化部７は、受信信号に対してサンプリング信号との周波数誤差と位相差の補償及び適応等化の３つの処理を共通のＦＩＲフィルタにより同時に行う。これにより、受信信号の主信号に対する処理回数を比較例の３回から１回に減らすことができるため、演算誤差による信号劣化を防いで性能を改善することができる。
【００２５】
また、本実施の形態では、比較例のサンプリング周波数制御部８と位相調整部９の処理を、両者を合体した回路であるサンプリング周波数制御・位相調整部１が行う。このため、ＦＩＲフィルタの処理が２回から１回になるため、消費電力を低減することができる。また、ＦＩＲフィルタの数を比較例と比べて３構成から２構成に減らしたため、全体の回路規模も低減することができる。
【００２６】
また、比較例ではサンプリング周波数制御部８と位相調整部９と適応等化部７が直列に接続されているため、サンプリング周波数制御部８及び位相調整部９が処理するサンプリングデータを減らすと、後段の適応等化部７の処理もサンプリングデータが減ることになる。従って、適応等化部７が全サンプリングデータを処理するためには、サンプリング周波数制御部８と位相調整部９も全てのサンプリングデータを処理する必要がある。これに対して、本実施の形態では、サンプリング周波数制御・位相調整部１のＦＩＲフィルタ２の処理は受信信号の全サンプリングデータではなく間引いて行うことができるため、演算量を減らすことができる。
即ち、サンプリング周波数制御、位相調整、及び適応等化の処理において、本実施の形態では、サンプリング周波数制御及び位相調整のためのフィルタ係数は全サンプリングデータよりも少ないデータ数で求めることで、回路規模・消費電力が低減でき、適応等化の処理は、サンプリング周波数制御や位相調整と一緒に１つのフィルタで処理することで演算誤差を低減できる。
【００２７】
なお、周波数誤差の補償にアナログ回路を使用してもよい。この場合には、サンプリング周波数制御・位相調整部１のＦＩＲフィルタ２は、周波数誤差の補償は行わず、位相差の補償のみを行う。そして、適応等化部７のＦＩＲフィルタも、周波数誤差の補償は行わず、位相差の補償と適応等化の処理のみを行う。このような場合も本発明の範囲内である。
【００２８】
図３は、実施の形態１に係る適応等化装置の具体例を示す図である。基本的な構成は図１と同じであるが、サンプリングレートの変換の様子が具体的に描かれている。適応等化装置は、サンプリングレート変換を合わせて行うことで、低回路規模、低消費電力、低信号劣化、及び低性能劣化といった効果を向上できる。
【００２９】
なお、図３では、サンプリングレートを変換するための、×ｎ回路及び１／ｍ回路が描かれている。ここでｎ，ｍは自然数である。×ｎ回路は、隣り合うサンプリングデータ間に（ｎ−１）個のゼロデータを挿入することで、サンプリングレートをｎ倍にする。１／ｍ回路は、ｍ個のデータおきに処理することでサンプリングレートを１／ｍにする。なお、後述する変形例では、サンプリングレート変換は、サンプリング周波数制御・位相調整部１内のＦＩＲフィルタ２、及び適応等化部７内のＦＩＲフィルタにおいてそれぞれ行われる。
【００３０】
また、図１の係数合成部６は、図３では係数畳み込み回路１２で具体化されている。その係数畳み込み回路１２と第２のフィルタ係数算出部５との間に、係数補間回路１３が挿入されている。係数補間回路１３は、×ｎ回路と同様に、隣り合う係数値の間に１以上のゼロデータを挿入することで、係数値の補間処理を行う。
【００３１】
更に、係数選択回路１４が、係数畳み込み回路１２と適応等化部７の間に設けられている。サンプリングレート変換及び係数畳み込みの結果として生成されたフィルタ係数でＦＩＲフィルタ処理を行うと、フィルタへの入力に応じて一部のフィルタ係数のみが有効となる。この有効となるフィルタ係数のパターンは数パターンであり、入力に応じてその一つが使用される。従って、有効となるフィルタ係数のパターンを選択することで、簡易にフィルタ係数の設定を行うことができる。
【００３２】
サンプリングレート変換の動作を以下に説明する。図３では、サンプリングレートが１．５ｓ／ｓの受信信号が供給される。受信信号のサンプリングレートは、×４倍回路１５によって、１．５ｓ／ｓから６ｓ／ｓに変換される。
【００３３】
サンプリング周波数制御・位相調整部１において、６ｓ／ｓに変換された受信信号に対して、ＦＩＲフィルタ２によってサンプリング周波数制御及び位相調整の処理が行われる。その処理された信号は、１／３回路１６を経て、サンプリングレート２ｓ／ｓで出力される。この出力信号から、位相同期部３は、周波数誤差に相当する外部ループ値と、位相差に相当する内部ループ値を算出し、サンプリング周波数制御・位相調整部１にフィードバックする。サンプリング周波数制御・位相調整部１は、外部ループ値と内部ループ値を同時に補償する第１のフィルタ係数をサンプリングレート６ｓ／ｓで算出し、内部のＦＩＲフィルタ２に設定する。ＦＩＲフィルタ２はサンプリング周波数制御と位相調整の処理を同時に行う。この処理された出力が、再び１／３回路１６を介して外部へ出力される。この時、サンプリング周波数制御・位相調整部１で算出された第１のフィルタ係数（サンプリングレート６ｓ／ｓ）は、係数畳み込み回路１２へ供給される。
【００３４】
上述のサンプリング周波数制御・位相調整部１におけるフィルタ処理はサンプリングレート６ｓ／ｓで行われる。図２の比較例でのサンプリングレート２ｓ／ｓでの処理に比べて高いサンプリングレートでフィルタ処理を行うため、周波数制御及び位相調整の精度を向上できる。
【００３５】
一方、１／３回路１６を経たサンプリングレート２ｓ／ｓの出力信号は、第２のフィルタ係数算出部５に供給される。ここでは、時間的に変化する歪を補償するためのフィルタ係数が算出・更新される。更新されたフィルタ係数は、係数補間回路１３を通して、サンプリングレート６ｓ／ｓの第２のフィルタ係数に変換されて係数畳み込み回路１２に供給される。
【００３６】
係数畳み込み回路１２は、第１のフィルタ係数と第２のフィルタ係数を畳み込み処理によって合成する。合成されたフィルタ係数の伝達関数はＳ（ｚ）Ｐ（ｚ）Ａ（ｚ）で示される。
【００３７】
合成されたフィルタ係数は、係数選択回路１４において、適応等化部７への入力に応じて一つのフィルタ係数のパターンが選択され、適応等化部７の内部のＦＩＲフィルタに設定される。係数選択は、受信信号のサンプリングデータが入力される毎に順次変更される。
【００３８】
適応等化部７は、サンプリングレート６ｓ／ｓの受信信号に対して、一度のフィルタリング処理によって、サンプリング周波数制御、位相調整、及び適応等化の処理を行い、サンプリングレート６ｓ／ｓで出力する。この出力信号は、１／６回路１７を経て、サンプリングレート１ｓ／ｓに変換されて最終的に出力される。この適応等化部７における処理は、サンプリングレート６ｓ／ｓで行われるため、図２の比較例におけるサンプリングレート２ｓ／ｓでの処理に比べて、サンプリング周波数制御、位相調整、及び適応等化の精度を向上できる。
【００３９】
実施の形態２．
図４は、実施の形態２に係る適応等化装置を示す図である。基本的な構成は実施の形態１と同じであるが、サンプリング周波数制御・位相調整部１のＦＩＲフィルタ２と、適応等化部７のＦＩＲフィルタの処理方法が異なる。１／６回路１７の代わりに１／２回路１８が設けられている。
【００４０】
実施の形態１では、１．５ｓ／ｓの受信信号を一度×４回路１５で補間し、サンプリング周波数制御・位相調整部１のＦＩＲフィルタ２でフィルタ処理した後、１／３回路１６を通して２ｓ／ｓ信号を得た。しかし、本実施の形態では、１．５ｓ／ｓの受信信号に対し、サンプリング周波数制御・位相調整部１のＦＩＲフィルタ２及び適応等化部７のＦＩＲフィルタにおいて×４／３の処理を同時に行う。具体的には、ＦＩＲフィルタにおける畳み込み処理において、×４／３の処理で算出されるデータのみが出力される。この方法によって、サンプリングレートを高くする効果を維持したまま、ＦＩＲフィルタの処理を更に簡略化できる。補間によってゼロとして挿入されたデータとの乗算算出及び間引きによって使用しないデータの算出が省略できる。
【００４１】
更に、適応等化部７におけるＦＩＲフィルタへの入力信号のサンプリングレートは１．５ｓ／ｓであり、図２に示す比較例の２ｓ／ｓに比べて小さい。仮に、ＦＩＲフィルタのタップ数が同じ場合、１．５ｓ／ｓの方がサンプリング周期が大きいので、ＦＩＲフィルタの処理する時間領域を拡大できる。これによって、ＦＩＲフィルタの処理精度を上げることができ、残留分散等の負荷をかけた時による性能劣化量を２ｓ／ｓの場合よりも少なくできる。その他の構成及び効果は実施の形態１と同様である。
【００４２】
実施の形態３．
図５は、実施の形態３に係る適応等化装置を示す図である。基本的な構成は実施の形態１と同じであるが、サンプリングレート変換の態様が異なる。サンプリングレートが４／３ｓ／ｓの受信信号が供給される。受信信号のサンプリングレートは、×３倍回路１９によって４／３ｓ／ｓから４ｓ／ｓに変換される。
【００４３】
サンプリング周波数制御・位相調整部１において、４ｓ／ｓに変換された受信信号に対して、ＦＩＲフィルタ２によってサンプリング周波数制御及び位相調整の処理が行われる。その処理された信号は、１／２回路２０によってサンプリングレート２ｓ／ｓに変換される。位相同期部３は、この出力信号から、周波数誤差に相当する外部ループ値と、位相差に相当する内部ループ値を算出し、サンプリング周波数制御・位相調整部１にフィードバックする。サンプリング周波数制御・位相調整部１の第１のフィルタ係数算出部４は、外部ループ値と内部ループ値を同時に補償する第１のフィルタ係数をサンプリングレート４ｓ／ｓで算出し、ＦＩＲフィルタ２に設定する。ＦＩＲフィルタ２はサンプリング周波数制御と位相調整の処理を同時に行う。この処理された信号が、再び１／２回路２０を介して出力される。この時、サンプリング周波数制御・位相調整部１で算出された第１のフィルタ係数（サンプリングレート４ｓ／ｓ）は係数畳み込み回路１２へ供給される。
【００４４】
上述のサンプリング周波数制御・位相調整部１におけるフィルタ処理は、サンプリングレート４ｓ／ｓで行われるため、図２の比較例におけるサンプリングレート２ｓ／ｓでの処理に比べて周波数制御及び位相調整の精度を向上できる。
【００４５】
一方、１／２回路２０を経たサンプリングレート２ｓ／ｓの出力信号は、第２のフィルタ係数算出部５に供給される。第２のフィルタ係数算出部５は、時間的に変化する歪を補償するための第２のフィルタ係数を形成し更新する。更新された第２のフィルタ係数は、係数補間回路１３によりサンプリングレートが４ｓ／ｓに変換されて係数畳み込み回路１２に供給される。
【００４６】
係数畳み込み回路１２は、第１のフィルタ係数と第２のフィルタ係数を畳み込み処理により合成する。合成されたフィルタ係数の伝達関数はＳ（ｚ）Ｐ（ｚ）Ａ（ｚ）で示される。
【００４７】
合成されたフィルタ係数は、係数選択回路１４において、適応等化部７への入力に応じて一つのフィルタ係数のパターンが選択され、適応等化部７の内部のＦＩＲフィルタに設定される。係数選択は、受信信号のサンプリングデータが入力される毎に順次変更される。
【００４８】
適応等化部７は、サンプリングレート４ｓ／ｓの受信信号に対して、一度のフィルタリング処理によって、サンプリング周波数制御、位相調整、及び適応等化の処理を行い、サンプリングレート４ｓ／ｓで出力する。この出力信号は、１／４回路２１によりサンプリングレート１ｓ／ｓに変換される。よって、サンプリングレート４／３ｓ／ｓの受信信号は、サンプリング周波数制御、位相調整、及び適応等化の処理が一度に行われ、サンプリングレート１ｓ／ｓで出力される。
【００４９】
適応等化部７における処理は、サンプリングレート４ｓ／ｓで行われるため、図２の比較例におけるサンプリングレート２ｓ／ｓでの処理に比べて高いサンプリングレートで行われる。従って、サンプリング周波数制御、位相調整、及び適応等化の精度を向上できるため、演算誤差による信号劣化を防ぎ性能改善が見込める。その他の構成及び効果は実施の形態１と同様である。
【００５０】
実施の形態４．
図６は、実施の形態４に係る適応等化装置を示す図である。基本的な構成は実施の形態３と同じであるが、サンプリング周波数制御・位相調整部１のＦＩＲフィルタ２と、適応等化部７のＦＩＲフィルタの処理方法が異なる。１／４回路２１の代わりに１／２回路１８が設けられている。
【００５１】
実施の形態３では、４／３ｓ／ｓの受信信号を一度×３回路１９で補間した後、サンプリング周波数制御・位相調整部１のＦＩＲフィルタ２でフィルタ処理した後、１／２回路２０を通して２ｓ／ｓ信号を得た。しかし、本実施の形態では、４／３ｓ／ｓの受信信号に対し、サンプリング周波数制御・位相調整部１のＦＩＲフィルタ２及び適応等化部７のＦＩＲフィルタにおいて×３／２の処理を同時に行う。具体的には、ＦＩＲフィルタにおける畳み込み処理において、×３／２の処理で算出されるデータのみが出力される。この方法によって、サンプリングレートを高くする効果を維持したまま、ＦＩＲフィルタの処理を更に簡略化できる。補間によってゼロとして挿入されたデータとの乗算算出及び間引きによって使用しないデータの算出が省略できる。
【００５２】
更に、適応等化部７におけるＦＩＲフィルタへの入力信号のサンプリングレートは４／３ｓ／ｓであり、図２に示す比較例の２ｓ／ｓに比べて小さい。仮に、ＦＩＲフィルタのタップ数が同じ場合、４／３ｓ／ｓの方が、サンプリング周期が大きいので、ＦＩＲフィルタの処理する時間領域を拡大できる。これによって、ＦＩＲフィルタの処理精度を上げることができ、残留分散等の負荷をかけた時による性能劣化量は、２ｓ／ｓの場合よりも少なくできる。その他の構成及び効果は実施の形態３と同様である。
【００５３】
上述のように、実施の形態１と実施の形態３、或いは実施の形態２と実施の形態４とは、サンプリングレートだけが異なり他の基本的構成は同じである。従って、更に他のサンプリングレートで構成することも可能であり、これらも本発明の範囲に含まれる。
【００５４】
なお、実施の形態１〜４に係る適応等化装置では、サンプリングレート変換を組み込むことによって、フィルタの処理精度を高めることができ、且つ補間によってゼロとして挿入されたデータとの乗算算出や間引きによって使用しないデータの算出が省略できる。しかし、サンプリングレート変換を含まない場合においても、上述のように位相調整部９のフィルタ処理と適応等化部７におけるフィルタ処理を共通化できるので、全サンプリングデータに対するフィルタの演算処理が１回の処理となり、演算誤差による信号劣化を防ぎ性能改善が見込める。
【００５５】
また、実施の形態１〜４の適応等化方法を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステム又はプログラマブルロジックデバイスに読み込ませ、実行することにより誤り訂正を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。更に「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。更に、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１  サンプリング周波数制御・位相調整部（第１の補償部）、２  ＦＩＲフィルタ（第１のデジタルフィルタ）、４  第１のフィルタ係数算出部、５  第２のフィルタ係数算出部、６  係数合成部、７  適応等化部（第２の補償部）
【図１】
2020061634.tif 000003
【図２】
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【図３】
2020061634.tif 000005
【図４】
2020061634.tif 000006
【図５】
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【図６】
2020061634.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月20日(2019.8.20)
【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】
受信信号に対してサンプリング信号との位相差を補償する第１のデジタルフィルタと、前記第１のデジタルフィルタのフィルタ係数を第１のフィルタ係数として算出する第１のフィルタ係数算出部とを有する第１の補償部と、
前記第１のデジタルフィルタの出力に基づいて、時間的に変化する偏波分散による歪を補償するためのフィルタ係数を第２のフィルタ係数として算出する第２のフィルタ係数算出部と、
前記第１のフィルタ係数と前記第２のフィルタ係数を合成する係数合成部と、
前記係数合成部で合成されたフィルタ係数を用いて、前記受信信号に対して前記サンプリング信号との位相差の補償と適応等化の処理を同時に行う第２のデジタルフィルタを有する第２の補償部とを備えることを特徴とする適応等化装置。
【請求項２】
前記第１のデジタルフィルタは、前記受信信号に対して前記サンプリング信号との周波数誤差も補償し、
前記第２のデジタルフィルタは、前記係数合成部で合成されたフィルタ係数を用いて、前記受信信号に対して前記サンプリング信号との位相差及び周波数誤差の補償と前記適応等化の処理を同時に行うことを特徴とする請求項１に記載の適応等化装置。
【請求項３】
前記第１のデジタルフィルタの処理は、前記受信信号の全サンプリングデータではなく位相同期が取れるレベルとして５０％〜２５％のサンプリングデータのみに対して行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の適応等化装置。
【請求項４】
前記第１及び第２のデジタルフィルタの処理と同時にサンプリングレート変換も行われることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の適応等化装置。
【請求項５】
前記第１及び第２のデジタルフィルタは、補間及び間引きによってサンプリングレートを変換し、出力するデータのみを処理することを特徴とする請求項４に記載の適応等化装置。
【請求項６】
適応等化装置が受信信号に対して適応等化の処理を行う方法であって、
第１のデジタルフィルタが、前記受信信号に対してサンプリング信号との位相差を補償するステップと、
第１のフィルタ係数算出部が、前記第１のデジタルフィルタのフィルタ係数を第１のフィルタ係数として算出するステップと、
第２のフィルタ係数算出部が、前記第１のデジタルフィルタの出力に基づいて、時間的に変化する偏波分散による歪を補償するためのフィルタ係数を第２のフィルタ係数として算出するステップと、
係数合成部が、前記第１のフィルタ係数と前記第２のフィルタ係数を合成するステップと、
第２のデジタルフィルタが、前記係数合成部で合成されたフィルタ係数を用いて、前記受信信号に対して前記サンプリング信号との位相差の補償と適応等化の処理を同時に行うステップとを備えることを特徴とする適応等化方法。
【請求項７】
請求項１〜５の何れか１項に記載の適応等化装置を備えることを特徴とする通信装置。