(57)【要約】【課題】従来の判定帰還型等化器では、入力信号と帰還信号の波形形状が異なると、余計な符号間干渉が発生する。したがって、ＲＺ信号やＲＺ−ＤＰＳＫ信号などの種々の変調方式で変調された信号が入力されると、等化器の等化能力が劣化してしまう。【解決手段】ＲＺ波形やＲＺ−ＤＰＳＫ波形などの種々の変調方式を有する波形が入力された際に、入力信号と帰還信号の波形整合を実現することによって、性能劣化のない好適な波形等化を行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を入力する入力部と、
前記入力信号をＮＲＺ（Ｎｏｎ−Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−Ｚｅｒｏ）信号に変換するＮＲＺ変換器と、
前記ＮＲＺ信号と、前記ＮＲＺ信号に基づく帰還信号との加減算を行う加減算器と、
前記加減算器の出力信号の符号を判定する識別器と、
前記識別器の出力信号を出力する出力部と、
前記識別器の出力信号を前記帰還信号として前記加減算器に向けて帰還する帰還回路と
を具備し、
前記帰還回路は、
前記帰還信号に遅延を与える遅延器と、
前記帰還信号の振幅値に、所定の係数に基づいて重み付けを行う重み付け回路と
を具備する
判定帰還型等化器。
【請求項２】
請求項１に記載の判定帰還型等化器において、
前記ＮＲＺ変換器は、
所定の重み係数に基づいて入力信号の積和演算を行うトランスバーサルフィルタ
を具備する
判定帰還型等化器。
【請求項３】
請求項２に記載の判定帰還型等化器において、
前記ＮＲＺ変換器は、
前記トランスバーサルフィルタの出力信号波形をモニタする波形モニタと、
前記波形モニタによる前記モニタの結果に基づいて、前記トランスバーサルフィルタにおける前記所定の重み係数を設定するトランスバーサルフィルタ設定部と
をさらに具備する
判定帰還型等化器。
【請求項４】
請求項１に記載の判定帰還型等化器において、
前記ＮＲＺ変換器は、
前記入力信号の低周波成分を選択的に通過する低域通過フィルタ
を具備する
判定帰還型等化器。
【請求項５】
（ａ）入力信号を入力するステップと、
（ｂ）前記入力信号をＮＲＺ信号に変換するステップと、
（ｃ）前記ＮＲＺ信号と、前記ＮＲＺ信号に基づく帰還信号との加減算を行うステップと、
（ｄ）前記ステップ（ｃ）で得られる出力信号の符号を判定するステップと、
（ｅ）前記ステップ（ｄ）で得られる出力信号を出力するステップと、
（ｆ）前記ステップ（ｄ）で得られる出力信号を前記帰還信号として前記加減算器に向けて帰還するステップと
を具備し、
前記ステップ（ｆ）は、
（ｆ−１）前記帰還信号に遅延を与えるステップと、
（ｆ−２）前記帰還信号の振幅値に、所定の係数に基づいて重み付けを行うステップと
を具備する
等化方法。
【請求項６】
請求項５に記載の等化方法において、
前記ステップ（ｂ）は、
（ｂ−１）所定の重み係数に基づいて入力信号の積和演算を行うステップ
を具備する
等化方法。
【請求項７】
請求項６に記載の等化方法において、
前記ステップ（ｂ）は、
（ｂ−２）前記ステップ（ｂ−１）で得られる出力信号波形をモニタするステップと、
（ｂ−３）前記ステップ（ｂ−２）で得られる前記モニタの結果に基づいて、前記ステップ（ｂ−１）における前記所定の重み係数を設定するステップと
をさらに具備する
等化方法。
【請求項８】
請求項５に記載の等化方法において、
前記ステップ（ｂ）は、
（ｂ−４）前記入力信号の低周波成分を選択的に通過するステップ
を具備する
等化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波形等化を行う判定帰還型等化器（ＤＦＥ：Ｄｅｃｉｓｉｏｎ  Ｆｅｅｄｂａｃｋ  Ｅｑｕａｌｉｚｅｒ）と、この判定帰還形等化器を用いた等化装置と、このＤＦＥまたは等化装置による等化方法とに係り、特に、超高速光通信において波形等化を行うＤＦＥと、このＤＦＥを用いた等化装置と、このＤＦＥまたは等化装置による等化方法とに係る。
【背景技術】
【０００２】
１０Ｇｂｐｓを超える超高速な光通信では、波長分散、偏波モード分散などの影響による波形歪が顕著になる。この波形歪に対応するために、電気的分散補償器（ＥＤＣ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ）が使用されるようになってきている。特に、非線形フィルタである判定帰還型等化器は、フィードフォワード型等化器（ＦＦＥ：Ｆｅｅｄ−Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｅｑｕａｌｉｚｅｒ）に比べて雑音抑圧効果が高く、より等化能力の高い波形歪み補償を行うことが可能である。
【０００３】
上記に関連して、特許文献１（特開２００６−３３６６３号公報）には、判定帰還型等化器に係る記載が開示されている。
【０００４】
特許文献１には、判定帰還型等化器の高速動作を実現する回路構成が開示されている。図１は、特許文献１に記載の判定帰還型等化器における構成を説明するための回路図である。
【０００５】
図１のように構成された判定帰還型等化器では、入力信号を受信した際に、一旦識別器１２でデジタル信号に符号判定されたＮＲＺ（Ｎｏｎ−Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−Ｚｅｒｏ）信号を入力信号にフィードバックし、入力信号に加算もしくは減算することで、隣接ビット列による符号間干渉をキャンセルすることで波形等化を行っている。
【０００６】
しかしながら、ｌｏｎｇ−ｈａｕｌネットワークやメトロネットワークなどの長距離光伝送では、受信感度を向上させるためＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−Ｚｅｒｏ）信号が用いられることが多い。このことは、例えば非特許文献１（Ｐ．Ｊ．  Ｗｉｎｚｅｒ  ａｎｄ  Ｊ．  Ｌｅｕｔｈｏｌｄ，“Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−Ｚｅｒｏ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ  Ｕｓｉｎｇ  ａ  Ｓｉｎｇｌｅ  ＮＲＺ  Ｄｒｉｖｅ  Ｓｉｇｎａｌ  ａｎｄ  ａｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄｅｌａｙ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ，”  ＩＥＥＥ  Ｐｈｏｔｏｎ．  Ｔｅｃｈｎｏｌ．  Ｌｅｔｔ．，  ｖｏｌ．  １３，  Ｎｏ．  １２，  ｐｐ．１２９８−１３００，  Ｄｅｃ．  ２００１．）にも開示されている。そのため、ＮＲＺ信号を用いた判定帰還型等化器では、余計な符号間干渉が発生し、十分な性能が得られないという問題があった。
【０００７】
図２は、特許文献１における余計な符号間干渉について説明するための、回路図および波形図である。判定帰還型等化器に入力された信号は、識別器１２でＮＲＺ波形形状を有するデジタル信号に符号判別される。その一部が分岐されて、後遅延回路１５と重み付け回路１６を通過したものが、減算器１１を通じて入力信号から差し引かれることにより波形等化を行う。
【０００８】
この際、入力信号の波形形状（ＲＺ）と、減算回路１１で差し引かれる波形形状（ＮＲＺ）とが異なる。このため、（特に帰還信号波形にビットズレが生じた際などに）識別器１２に入力される波形に余計な符号間干渉が生じ、入力信号がＮＲＺ波形の場合に比べ等化器の性能が劣化することになる。また、単純な強度変調によるＲＺ信号のみならず、ＣＳＲＺ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｕｐｐｒｅｓｓｅｄ−ＲＺ）信号、ＲＺ−ＤＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ−Ｐｈａｓｅ−Ｓｈｉｆｔ−Ｋｅｙｉｎｇ）信号、Ｄｕｏｂｉｎａｒｙ信号など、波形のデューティや形状が異なる種々の変調方式が用いられるようになってきており、それぞれの変調方式に応じた等化器が必要とされている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−３３６６３号公報
【非特許文献１】Ｐ．Ｊ．  Ｗｉｎｚｅｒ  ａｎｄ  Ｊ．  Ｌｅｕｔｈｏｌｄ，“Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−Ｚｅｒｏ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ  Ｕｓｉｎｇ  ａ  Ｓｉｎｇｌｅ  ＮＲＺ  Ｄｒｉｖｅ  Ｓｉｇｎａｌ  ａｎｄ  ａｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄｅｌａｙ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ，”  ＩＥＥＥ  Ｐｈｏｔｏｎ．  Ｔｅｃｈｎｏｌ．  Ｌｅｔｔ．，  ｖｏｌ．  １３，  Ｎｏ．  １２，  ｐｐ．１２９８−１３００，  Ｄｅｃ．  ２００１．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述のような判定帰還等化器では、ＲＺ信号やＲＺ−ＤＰＳＫ信号などの種々の変調方式で変調された信号が入力された際に、等化器の等化能力が劣化してしまうという問題があった。これは、入力信号と帰還信号の波形形状が異なり、余計な符号間干渉が発生するためである。
【００１１】
本発明の目的は、以上の問題を解決し、種々の変調方式に対応した高性能な判定帰還型等化器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による判定帰還型等化器は、入力部と、ＮＲＺ変換器と、加減算器と、識別器と、出力部と、帰還回路とを具備する。ここで、入力部は、入力信号を入力するものである。ＮＲＺ変換器は、入力信号をＮＲＺ（Ｎｏｎ−Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−Ｚｅｒｏ）信号に変換するものである。加減算器は、ＮＲＺ信号と、ＮＲＺ信号に基づく帰還信号との加減算を行うものである。識別器は、加減算器の出力信号の符号を判定するものである。出力部は、識別器の出力信号を出力するものである。帰還回路は、識別器の出力信号を帰還信号として加減算器に向けて帰還するものである。帰還回路は、遅延器と、重み付け回路とを具備する。ここで、遅延器は、帰還信号に遅延を与えるものである。重み付け回路は、帰還信号の振幅値に、所定の係数に基づいて重み付けを行うものである。
【００１３】
本発明による等化方法は、（ａ）入力信号を入力するステップと、（ｂ）入力信号をＮＲＺ信号に変換するステップと、（ｃ）ＮＲＺ信号と、ＮＲＺ信号に基づく帰還信号との加減算を行うステップと、（ｄ）ステップ（ｃ）で得られる出力信号の符号を判定するステップと、（ｅ）ステップ（ｄ）で得られる出力信号を出力するステップと、（ｆ）ステップ（ｄ）で得られる出力信号を帰還信号として加減算器に向けて帰還するステップとを具備する。ステップ（ｆ）は、（ｆ−１）帰還信号に遅延を与えるステップと、（ｆ−２）帰還信号の振幅値に、所定の係数に基づいて重み付けを行うステップとを具備する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の判定帰還型等化器によれば、ＲＺ波形やＲＺ−ＤＰＳＫ波形などの種々の変調方式を有する波形が入力された際にも、入力信号と帰還信号の波形整合を実現し、性能劣化のない好適な波形等化を行うことが出来るという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
添付図面を参照して、本発明による帰還判定型等化器および等化方法を実施するための最良の形態を以下に説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図３は、本発明の第１の実施形態による判定帰還型等化器の構成を説明するための回路図である。本実施形態による判定帰還型等化器は、入力信号入力部１０と、ＮＲＺ変換器１９と、判定帰還型等価回路１８とを具備する。
【００１７】
判定帰還型等価回路１８は、加減算器１１と、識別器１２と、帰還線路入力部１３と、遅延器１５と、重み付け回路１６と、帰還線路出力部１７とを具備する。
【００１８】
本実施形態による判定帰還型等化器の各構成要素における接続関係について説明する。入力信号入力部１０は、ＮＲＺ変換器１９の入力部に接続されている。ＮＲＺ変換器１９の出力部は、判定帰還型等価回路１８の入力部に接続されている。
【００１９】
判定帰還型等価回路１８の入力部は、加減算器１１の第１の入力部に接続されている。加減算器１１の出力部は、識別器１２の入力部に接続されている。識別器１２の出力不は、判定帰還型等価回路１８の出力部と、帰還線路入力部１３とに接続されている。
【００２０】
帰還線路入力部１３は、遅延器１５の入力部に接続されている。遅延器１５の出力部は、重み付け回路１６の第１の入力部に接続されている。重み付け回路１６の第２の入力部には、図示されない外部の重み付け係数入力部が接続されている。重み付け回路１６の出力部は、加減算器１１の第２の入力部が接続されている。
【００２１】
上記の通り構成される、本実施形態による判定帰還型等化器１８が動作して行う等化方法について説明する。
【００２２】
入力信号ＩＮは、外部から入力信号入力部１０に供給されると、まず、ＮＲＺ変換器１９を通る。ＮＲＺ変換器１９については後述する。
【００２３】
ＮＲＺ変換器１９から出力された信号は、加減算器１１を通じて、識別器１２に供給される。識別器１２は、与えられた識別閾値および識別位相に基づいて、入力した信号の符号判定を行う。符号判定の後、識別器１２の出力信号は２つに分岐される。２つの分岐信号のうち、一方は識別器１２の出力信号ビット列ａｎとして出力され、もう一方は帰還線路入力部１３に供給される。帰還線路入力部１３に供給された信号は、波形整合回路１４を通じて、遅延回路１５に供給される。波形整合回路１４の詳細な動作説明については後述する。遅延回路１５に供給された信号は、遅延回路１５において１ビットの遅延を与えられた信号ａｎ−１として出力される。重み付け回路１６は、外部から重み係数ｗを入力する。信号ａｎ−１は、重み付け回路１６において好適な重み係数ｗで振幅調整された後に帰還信号として帰還線路出力部１７に出力される。帰還信号は、加減算器１１に供給されて、入力信号１０に基づいて加算もしくは減算される。
【００２４】
なお、遅延回路１５の遅延量Ｔは、正確に１ビット分である必要はない。遅延量Ｔは、例えば、０ビット＜Ｔ＜２ビットの間で最適となるよう調整すれば良い。
【００２５】
識別器１２の出力信号は、一般的にはＮＲＺ波形となる。このため、入力信号ＩＮがＮＲＺ波形以外の波形形状を有する場合は、「発明が解決しようとする課題」で説明したように、好適な判定帰還型等化器を得るために、入力信号ＩＮと、帰還線路出力部１７における信号とで、波形整合が取れることが望ましい。そのために、入力信号入力部１０と加減算器１１との間に、ＮＲＺ変換器１９が配置されている。ＮＲＺ変換器１９は、入力信号ＩＮをＮＲＺ信号に変換した後、加減算器１１に向けて信号を出力する。
【００２６】
図４は、本実施形態による判定帰還型等化器にＲＺ信号が入力された場合の動作について説明するための回路図および波形図である。このように入力信号１０と帰還信号１７の波形整合がとれるように構成された本発明の判定帰還型等化器では、図４に示したように、加算器１１で生じる余計な符号間干渉が抑圧できる。このため、良好な特性を有する判定帰還型識別器を提供することが可能である。
【００２７】
また、一般的にはＮＲＺ信号よりもＲＺ信号の方が、受信感度は向上する。このため、本実施形態による判定帰還型等化器の構成では、ＲＺ信号をＮＲＺ信号に変換することは受信感度の劣化を生じさせる可能性がある。しかし、波長分散や偏波モード分散による波形歪みの大きい伝送路を用いる場合は、波形歪みによる感度劣化が劣化の主要因となる。このため、前述したＲＺ／ＮＲＺ変換による感度劣化を上回る感度向上が期待できる。したがって、本実施形態による判定帰還型等化器がより好適な効果を奏することになる。
【００２８】
（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態による判定帰還型等化器の構成を説明するための回路図である。本実施形態による判定帰還型等化器は、本発明の第１の実施形態による判定帰還型等化器とは、以下の点で異なる。すなわち、第１の実施形態による判定帰還型等化器が具備するＮＲＺ変換器１９として、本実施形態による判定帰還型等化器は、トランスバーサルフィルタ２１と、波形モニタ２２と、トランスバーサルフィルタ設定手段２３とを具備する。
【００２９】
本実施形態による判定帰還型等化器の、その他の構成要素は、第１の実施形態と同様であるので、同一の構成については同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００３０】
本実施形態による判定帰還型等化器の各構成要素における接続関係を説明する。入力信号入力部１０は、トランスバーサルフィルタ２１の第１の入力部に接続されている。トランスバーサルフィルタ２１の出力部は、波形モニタ２２の入力部と、判定帰還型等価回路１８の入力部とに接続されている。波形モニタ２２の出力部は、トランスバーサルフィルタ設定手段２３の入力部に接続されている。トランスバーサルフィルタ設定手段２３の出力部は、トランスバーサルフィルタ２１の第２の入力部に接続されている。
【００３１】
本実施形態による判定帰還型等化器におけるその他の接続関係は、第１の実施形態と同様であるので、詳細な説明を省略する。
【００３２】
本実施形態による判定帰還型等化器が動作して行う等化方法について説明する。トランスバーサルフィルタ２１は、入力信号入力部１０に供給される入力信号ＩＮを入力し、所定の重み係数に基づいて積和演算することによって、ＮＲＺ変換を行う。波形モニタ２２は、トランスバーサルフィルタ２１の出力信号波形をモニタし、そのモニタ結果をトランスバーサルフィルタ設定手段２３に向けて出力する。トランスバーサルフィルタ設定手段２３は、波形モニタ２２からのモニタ結果に基づいて、トランスバーサルフィルタ２１の波形形状がＮＲＺ波形になるように、トランスバーサルフィルタ２１の重み係数を調整する。
【００３３】
すなわち、トランスバーサルフィルタ２１と、波形モニタ２２と、トランスバーサルフィルタ設定手段２３とを具備するＮＲＺ変換器は、以下のような動作を可能とする。すなわち、入力信号ＩＮの波形が時間的に変動した際に、トランスバーサルフィルタ２１が入力信号ＩＮを常にＮＲＺ波形に変換する。このため、本実施形態によれば、適応的に好適な判定帰還型等化器を提供することが可能である。
【００３４】
なお、トランスバーサルフィルタ２１は、必ずしも入力信号１０を正確にＮＲＺ波形に変換する必要は無い。当然ながら、最終的な判定帰還型等化回路１８の出力信号が、好適になるよう設定されれば十分である。トランスバーサルフィルタ設定手段２３のパラメータを設定するアルゴリズムが、判定帰還型等化器１８の出力信号が好適になるように、構成されれば良い。
【００３５】
また、ここではＮＲＺ変換器としてトランスバーサルフィルタを用いた。しかし、入力信号ＩＮが単純なＲＺ波形である場合は、他のＮＲＺ変換器を用いても良い。例えば、入力信号の低周波成分を選択的に通過する低域通過フィルタや、その他種々のフィルタを用いることで、ＲＺ波形をＮＲＺ変換するＮＲＺ変換器は容易に構成可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、特許文献１に記載の判定帰還型等化器における構成を説明するための回路図である。
【図２】図２は、特許文献１における余計な符号間干渉について説明するための、回路図および波形図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態による判定帰還型等化器の構成を説明するための回路図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態による判定帰還型等化器にＲＺ信号が入力された場合の動作について説明するための回路図および波形図である。
【図５】図５は、本発明の第２の実施形態による判定帰還型等化器の構成を説明するための回路図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  入力信号入力部
１１  加減算器
１２  識別器
１３  帰還線路入力部
１４  波形整合回路
１５  遅延回路
１６  重み付け回路
１７  帰還線路出力部
１８  判定帰還型等化回路
１９  ＮＲＺ変換器
２１  トランスバーサルフィルタ
２２  波形モニタ
２３  トランスバーサルフィルタ設定手段
【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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