(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のタップ数のＦＩＲフィルタ部と、
前記ＦＩＲフィルタ部のタップ係数を保持するレジスタと、前記タップ係数によって決まるフィルタリング形状の重心位置を係数重心位置として計算する係数重心計算部と、前記タップ係数をシンボル単位でシフトさせるタップ係数シフト部とを含み、通信開始前の初期トレーニング段階において、前記タップ係数シフト部は、前記計算された係数重心位置と、前記ＦＩＲフィルタの前記タップ数で決まるタップ中心との差が最小となるように、前記タップ係数をシンボル単位でシフトさせるタップ係数適応制御回路と、
を有することを特徴とする適応等化器。
【請求項２】
所定のタップ数のＦＩＲフィルタ部と、
前記ＦＩＲフィルタ部のタップ係数を保持するレジスタと、前記タップ係数によって決まるフィルタリング形状の重心位置を係数重心位置として計算する係数重心計算部と、前記タップ係数をシンボル単位でシフトさせるタップ係数シフト部とを含み、通信中において、前記タップ係数シフト部は、前記計算された係数重心位置と、前記ＦＩＲフィルタの前記タップ数で決まるタップ中心との差が所定の閾値を超えた場合、前記計算された係数重心位置が前記タップ中心の最近傍に移動するように、前記タップ係数をシンボル単位でシフトさせるタップ係数適応制御回路と、
を有することを特徴とする適応等化器。
【請求項３】
前記タップ係数適応制御回路は、
前記タップ係数の値を更新するタップ係数更新部と、
前記レジスタに設定されている前記タップ係数が前記シンボル単位でシフトされたときは、シフト後前記タップ係数を出力し、それ以外のときは前記タップ係数更新部により計算された更新値を出力する係数セレクタ、
をさらに有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の適応等化器。
【請求項４】
前記ＦＩＲフィルタ部はＭ並列に配置されたＦＩＲフィルタを含み、
前記タップ係数シフト部により±ｋ個のシンボルデータに相当する係数シフトが許容される場合に、前記Ｍ並列のＦＩＲフィルタから出力されるＭ個のシンボルデータのうち、最後の２ｋ個のシンボルデータを１クロック遅延させる論理回路と、
前記ＦＩＲフィルタ部の出力側に設けられ、前記遅延された２ｋ個のシンボルデータと、今回のタイミングで前記Ｍ並列のＦＩＲフィルタから出力されるＭ個の並列シンボルデータとの中から、前記タップ係数のシフト状態に応じて連続するＭ個のシンボルを選択して出力するデータ選択セレクタ、をさらに有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の適応等化器。
【請求項５】
前記ＦＩＲフィルタ部はＭ並列に配置されたＦＩＲフィルタを含み、
前記タップ係数シフト部により±ｋ個のシンボルデータに相当する係数シフトが許容される場合に、ｎ倍オーバーサンプリング（ｎは１以上の整数）で前記Ｍ並列のＦＩＲフィルタに入力されるｎ×Ｍ個のサンプルデータのうち、最後のｎ×（２ｋ）個のサンプルデータと（Ｎ−ｎ）個のサンプルデータ（Ｎは前記ＦＩＲフィルタのタップ数）とを１クロック遅延させる論理回路と、
前記ＩＦＲフィルタ部の入力側に設けられ、前記ｎ×（２ｋ）個のサンプルデータ及び（Ｎ−ｎ）個のサンプルデータと、今回のタイミングで前記Ｍ段のＦＩＲフィルタ部に入力されるｎ×Ｍ個の入力サンプルデータの中から、前記タップ係数のシフト状態に応じて連続するｎ×Ｍ＋Ｎ−ｎ個のサンプルデータを選択して前記ＦＩＲフィルタ部に入力するデータ選択セレクタ、をさらに有することを特徴とする請求項１又は２に記載の適応等化器。
【請求項６】
受信した光信号を第１及び第２の受信偏波成分に分離する偏波分離部と、
前記第１の受信偏波成分と前記第２の受信偏波成分のそれぞれをディジタル信号に変換するディジタル変換部と、
前記ディジタル信号を等化する請求項１〜５のいずれかに記載の適応等化器と、
を有する光受信機。
【請求項７】
ディジタル伝送方式の受信機の適応等化器のタップ係数補正方法において、通信中に、
制御回路において、適応等化器のタップ係数で決まるフィルタリング形状の重心位置を係数重心位置としてモニタリングし、
前記タップ係数の前記係数重心位置と、前記適応等化器のタップ数で決まるタップ中心との差分を所定の閾値と比較し、前記差分が前記閾値を越えた場合に、前記計算された係数重心位置が前記タップ中心の最近傍に移動するように、前記タップ係数をシンボル単位でシフトさせ、
前記適応等化器の出力側又は入力側のいずれか一方において、前記タップ係数のシフトシンボル数に相当するデータを補償して所定数の連続する出力データ又は入力データを選択する、
ことを特徴とするタップ係数補正方法。
【請求項８】
前記連続するデータの選択は、前記適応等化器の出力側で行われ、
前記適応等化器において、±ｋ個のシンボルデータに相当する範囲の係数シフトが許容される場合に、前記適応等化器のＭ並列のＦＩＲフィルタから出力されるＭ個のシンボルデータのうち、最後の２ｋ個のシンボルデータを１クロック遅延させ、
前記遅延された２ｋ個のシンボルデータと、今回のタイミングで前記Ｍ段のＦＩＲフィルタから出力されるＭ個の並列シンボルデータとの中から、前記係数シフトされたシンボル数に応じて出力データをシフトさせて連続するＭ個のシンボルを選択して出力する
ことを特徴とする請求項７に記載のタップ係数補正方法。
【請求項９】
前記連続するデータの選択は、前記適応等化器の入力側で行われ、
前記適応等化器において、±ｋ個のシンボルデータに相当する範囲の係数シフトが許容される場合に、ｎ倍オーバーサンプリング（ｎは１以上の整数）で前記等化器のＭ並列のＦＩＲフィルタに入力されるｎ×Ｍ個のサンプルデータのうち、最後のｎ×２ｋ個のサンプルデータと（Ｎ−ｎ）個のサンプルデータ（Ｎは前記ＦＩＲフィルタのタップ数）とを１クロック遅延させ、
前記ｎ×２ｋ個のサンプルデータ及び（Ｎ−ｎ）個のサンプルデータと、今回のタイミングで前記Ｍ段のＦＩＲフィルタ部に入力されるｎ×Ｍ個の入力サンプルデータの中から、前記係数シフトされたシンボル数に応じて入力データをシフトさせて連続するｎ×Ｍ＋Ｎ−ｎ個のサンプルデータを選択して前記ＦＩＲフィルタに入力する、
ことを特徴とする請求項７に記載のタップ係数補正方法。
【請求項１０】
ディジタル伝送受信機の適応等化器のタップ係数補正方法において、通信開始前の初期トレーニングにおいて、
制御回路において、適応等化器のタップ係数で決まるフィルタリング形状の重心位置を係数重心位置として計算し、
前記計算された係数重心位置と、前記適応等化器のタップ数で決まるタップ中心との差が最小となるように、前記タップ係数をシンボル単位でシフトさせて、前記係数重心位置を前記タップ中心に近づける
ことを特徴とするタップ係数補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、適応等化器、光受信機、及び適応等化器のタップ係数補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
クラウドコンピューティング、インターネットを利用した動画配信などの新たなサービスの普及による通信トラフィックの急激な増加が予想されている。増加を続ける通信トラフィックに対応するため、１００Gbps級の信号を伝送可能な光送受信器の研究開発がおこなわれている。
【０００３】
しかしながら、１波長あたりのビットレートを大きくすると、光信号対雑音比（ＯＳＮＲ：Optical Signal to Noise Ratio）耐力の低下や、伝送路の波長分散、偏波モード分散もしくは非線形効果などに起因する波形歪みによる信号品質の劣化が大きくなる。そのため、近年、ＯＳＮＲ耐力および伝送路の波形歪み耐力のあるディジタルコヒーレント受信方式が注目されている（たとえば、非特許文献１参照）。
【０００４】
ディジタルコヒーレント受信方式では、ＯＳＮＲ耐力の改善と、ディジタル信号処理回路による波形歪み補償や、光伝送路の伝播特性の時間変動に対する適応等化が可能となるため、高ビットレートの伝送でも高い特性を得ることができる。また、光強度のオン／オフを２値信号に割り当て直接検波する従来方式と異なり、光強度と位相情報をコヒーレント受信方式により抽出し、抽出された強度と位相情報をＡ／Ｄ変換器により量子化することによって、ディジタル信号処理回路にて復調を行う。
【０００５】
位相変調方式としてDP-QPSK（Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying：４値位相偏移変調）を用いる場合は、直交する二つの偏波（Ｘ軸偏光とＹ軸偏光）のそれぞれについて、変調された４つの光位相（0°、90°、180°、270°）に２ビットのデータを割り当てることができるので、シンボル速度を１／４に低減でき、システムの小型化／低コスト化が可能となる。
【０００６】
光ファイバを伝播してきた受信光は、ディジタル信号処理回路に入力される前にＨ軸偏光とＶ軸偏光に分離され、それぞれ９０度位相のずれた局発光レーザで検波されてＩチャネルとＱチャネルに分離され、Ａ／Ｄ変換される。このとき、一般に送信偏光軸Ｘ、Ｙと、受信偏波軸Ｈ、Ｖは一致しないことと、光ファイバの偏波モード分散の存在により、送信Ｘ、Ｙ成分は受信Ｈ、Ｖ成分に混在して入力される。そこで、ディジタル信号処理回路の適応等化器で、受信Ｈ、Ｖ成分から送信Ｘ、Ｙ成分を分離するとともに、波形歪み補償器の等化残である残留波長分散や偏波モード分散、波長多重などの帯域制限による波形歪み成分を適応的に等化している。
【０００７】
光ファイバは、振動や温度変化により伝達特性が変化するため、上述した適応等化処理は初期トレーニング時のみならず、通信状態においても必要である。そのため、要求追従速度（伝送路の特性変化速度の最大値）を満足するように、必要なだけの入力及び出力信号を引き込んでタップ係数更新演算がなされる。
【０００８】
なお、偏波多重コヒーレント光受信器において、Ｘ-ブランチとＹ-ブランチが同一の情報源に収束することを防ぐために、一方のブランチのフィルタ係数出力に基づいて、他方のブランチのフィルタリング部のための新たなフィルタ係数を生成する方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。この方法では、一方のブランチのフィルタ係数の折り返しの対称中心を求め、この対称中心でフィルタ係数を折り返し、折り返したフィルタ係数を複素共役置換することで、他方のブランチのための新たなフィルタ係数が得られる。対称中心を求める方法として、２つのブランチのフィルタＨxxとＨyxの電力中心をそれぞれ求め、その平均値を対称中心としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−２５３９７２号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】D. Ly-Gagnon, IEEE JLT, vol.24, pp.12-21, 2006
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
図１Ａ及び図１Ｂは、光受信機における通信開始前の初期トレーニング段階での適応等化器の課題を説明するための図である。図１Ａは、適応等化器のタップ係数が偏りなく収束している状態Ａを示す図、図１Ｂは、タップ係数が片側に偏って収束している状態Ｂを示す図である。
【００１２】
図１Ａの場合、グラフ（ａ）に示すように、たとえばタップ数Ｎ＝１３のフィルタにおいて、ピーク係数位置（この例ではタップ番号７に係数振幅のピークが現れている）に対して、振幅が０でないタップ係数がほぼ左右対称に存在している。このときの適応等化器の出力は、グラフ（ｂ）に示すようにきれいに等化されている。
【００１３】
しかし、初期トレーニング時に、受信雑音状態や、光ファイバの偏波モード分散状態及び偏波回転状態によって、図１Ｂのグラフ（ａ）のように、タップ係数が片側（たとえばタップ係数番号が大きい側）に偏って収束してしまうことがある。このときの適応等化器の出力は、グラフ（ｂ）に示すように等化残成分によりノイズが発生している。このノイズは、ビットエラーレートを増加させる。状態Ｂで等化残成分が発生する理由は、ピークタップ係数に対して左右に数タップの余裕がないと、残留分散等の等化ができないからである。
【００１４】
通信中においても、同様の問題が起こり得る。すなわち、通信中に光ファイバの偏波モード分散値が大きいと、振動や温度変動によって偏波回転状態が変化し、図１Ａに示すタップ係数状態Ａから、図１Ｂのタップ係数状態Ｂへと変化する場合があり、通信中の安定した等化性能を保証できなくなる。
【００１５】
タップ数Ｎを大きくすれば、上記の問題は解決し得るが、光ディジタルコヒーレント伝送ではＡ／Ｄ変換のサンプリングレートが高いため、ディジタル処理を可能にするために並列処理を行なっている。適応等化器で２：１デシメーションが行なわれる場合は、Ｍ並列のフィルタ構成に対して、２×Ｍ個のサンプルデータが並列に入力され、Ｍ個のパラレル出力が得られる。並列処理は回路規模を増大させるので、タップ数Ｎは必要最小限とすることが求められる。並列処理回路でタップ数も大きくすると、回路規模のみならずインプリメントの難易度も増大し、開発期間の長期化と価格増大につながるからである。
【００１６】
そこで、本願はインプリメント可能なタップ数で、初期トレーニング時と、通信中のそれぞれにおいて、等化性能を維持・補償するタップ係数補正方法と、そのような方法を実行する適応等化器及び受信機の構成を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
第１の観点において、適応等化器は、
所定のタップ数のＦＩＲフィルタ部と、
前記タップ係数を保持するレジスタと、前記タップ係数によって決まるフィルタリング形状の重心位置を係数重心位置として計算する係数重心計算部と、前記タップ係数をシンボル単位でシフトさせるタップ係数シフト部とを含み、通信開始前の初期トレーニング段階において、前記タップ係数シフト部は、前記計算された係数重心位置と、前記ＦＩＲフィルタの前記タップ数で決まるタップ中心との差が最小となるように、前記タップ係数をシンボル単位でシフトさせるタップ係数適応制御回路と、
を有する。
【００１８】
第２の観点において、適応等化器は、
所定のタップ数のＦＩＲフィルタ部と、
前記タップ係数を保持するレジスタと、前記タップ係数によって決まるフィルタリング形状の重心位置を係数重心位置として計算する係数重心計算部と、前記タップ係数をシンボル単位でシフトさせるタップ係数シフト部とを含み、通信中において、前記タップ係数シフト部は、前記計算された係数重心位置と、前記ＦＩＲフィルタの前記タップ数で決まるタップ中心との差が所定の閾値を超えた場合、前記計算された係数重心位置が前記タップ中心の最近傍に移動するように、前記タップ係数をシンボル単位でシフトさせタップ係数適応制御回路と、
を有する。
【００１９】
第３の観点において、適応等化器を用いた光受信機を提供する。光受信機は、
受信した光信号を第１及び第２の受信偏波成分に分離する偏波分離部と、
前記第１の受信偏波成分と前記第２の受信偏波成分のそれぞれをディジタル信号に変換するディジタル変換部と、
前記ディジタル信号を等化する第１又は第２の観点に記載した適応等化器と、
を有する。
【００２０】
第４の観点において、タップ係数補正方法を提供する。この方法は、
ディジタル伝送方式の受信機の適応等化器のタップ係数補正方法において、通信中に、
制御回路において、前記タップ係数で決まるフィルタリング形状の重心位置を係数重心位置としてモニタリングし、
前記タップ係数の前記係数重心位置と、前記適応等化器のタップ数で決まるタップ中心との差分を所定の閾値と比較し、前記差分が前記閾値を越えた場合に、前記計算された係数重心位置が前記タップ中心の最近傍に移動するように、前記タップ係数をシンボル単位でシフトさせ、
前記適応等化器の出力側又は入力側のいずれか一方において、前記タップ係数のシフトシンボル数に相当するデータを補償して所定数の連続する出力データ又は入力データを選択する、
ことを特徴とする。
【００２１】
第５の観点において、タップ係数補正方法を提供する。この方法は、
ディジタル伝送受信機の適応等化器のタップ係数補正方法において、通信開始前の初期トレーニングにおいて、
適応等化器のタップ係数で決まるフィルタリング形状の重心位置を係数重心位置として計算し、
前記計算された係数重心位置と、前記適応等化器のタップ数で決まるタップ中心との差が最小となるように、前記タップ係数をシンボル単位でシフトさせて、前記係数重心位置を前記タップ中心に近づける
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
上記の方法及び構成により、適応等化器のタップ数を増大させることなく、初期トレーニングの段階及び通信中において、タップ係数の位置の偏りを補正し、安定した等化性能を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１Ａ】光受信機の適応等化器におけるタップ係数収束の偏りの問題を説明するための図であり、適正なタップ係数収束状態Ａを示す図である。
【図１Ｂ】光受信機の適応等化器におけるタップ係数収束の偏りの問題を説明するための図であり、タップ係数が片側に偏って収束する状態Ｂを示す図である。
【図２】本発明が適用される一例としての光ディジタルコヒーレント受信機の構成例を示す図である。
【図３】本発明が適用される適応等化器の概略構成図である。
【図４Ａ】実施例１として、初期トレーニング段階における適応等化器のタップ係数補正方法を説明するための図である。
【図４Ｂ】実施例１として、初期トレーニング段階における適応等化器のタップ係数補正方法を説明するための図である。
【図５】実施例１のタップ係数のシフト処理を説明するための図である。
【図６】適応等化器の並列処理を説明するための図である。
【図７Ａ】実施例２として、通信中における適応等化器のタップ係数補正方法を説明するための図である。
【図７Ｂ】実施例２として、通信中における適応等化器のタップ係数補正方法を説明するための図であり、適応等化器の出力データの選択例を示す図である。
【図７Ｃ】実施例２として、通信中における適応等化器のタップ係数補正方法を説明するための図であり、適応等化器の入力データの選択例を示す図である。
【図８】実施例のタップ係数補正方法を実行するタップ係数適応制御回路の構成例を示す図である。
【図９】通信中のタップ係数補正制御において、復調データの連続性を保つために適応等化器の出力データを移動シンボル分だけシフトさせて選択する構成例を示す図である。
【図１０】通信中のタップ係数補正制御において、復調データの連続性を保つために適応等化器の入力データを移動シンボル分に相当するデータ分だけシフトさせてデータ選択する構成例を示す図である。
【図１１】図７Ａのタップ係数補正方法の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の最適な実施形態について説明する。
【００２５】
図２は、本発明が適用される光ディジタルコヒーレント受信機１００の構成例、図３は適応等化部１２０の概略構成を示す図である。光ファイバを伝播し受信機１００で受信された光信号は、偏光ビームスプリッタ１０１でＨ軸偏光とＶ軸偏光に分離され、９０°ハイブリッド型光ミキサ１０２、１０３にそれぞれ入力される。他方、局発光レーザ１０４の出力も、偏光ビームスプリッタ１０５を介して９０°ハイブリッド型光ミキサ１０２、１０３の各々に入力される。９０°ハイブリッド型光ミキサ１０２において、入力されたＨ軸偏光は局発振光とミキシングされ、Ｉチャネル（同相）成分とＱチャネル（直交）成分に分離されて出力される。出力された同相成分と直交成分は、対応するツインフォトダイオード１０７ａ、１０７ｂで光電変換され、Ａ／Ｄ変換器１０８ａ、１０８ｂにてディジタル信号に変換される。他方、９０°ハイブリッド型光ミキサ１０３において、Ｖ軸偏光は局発振光とミキシングされ、Ｉチャネル（同相）成分とＱチャネル（直交）成分に分離されて出力される。出力された同相成分と直交成分は、対応するツインフォトダイオード１０７ｃ、１０７ｄで光電変換され、Ａ／Ｄ変換器１０８ｃ、１０８ｄでディジタル信号に変換される。ディジタル変換されたＨ軸偏光の信号成分と、Ｖ軸偏光の信号成分は、それぞれディジタル信号処理回路１１０に入力される。Ａ／Ｄ変換部１０８の前段までを便宜上、「偏波分離部」とする。
【００２６】
便宜上、Ａ／Ｄ変換されたディジタルサンプルデータは、２倍オーバーサンプリングである事を前提に以降の説明を行うが、オーバーサンプリング率を規定するものではない。
【００２７】
ディジタル信号処理回路１１０において、各信号成分は波形歪み補償器１１１で歪み成分が軽減され、位相調整器１１２で位相調整を受けて、適応等化器１２０に入力される。波形歪補償器１１１と位相調整器１１２の出力は、Ｈ軸方向の同相成分及び直交成分を含むＨ軸偏波成分（第１の受信偏波成分）と、Ｖ軸方向の同相成分及び直交成分を含むＶ軸偏波成分（第２の受信偏波成分）である。
【００２８】
適応等化器１２０は、受信したＨ成分、Ｖ成分から、送信Ｘ成分（第１の送信偏波成分）、Ｙ成分（第２の送信偏波成分）を分離するとともに、波形歪み補償器１１１の等化残である残留波長分散や偏波モード分散、波長多重等の帯域制限による波形歪み成分を適応的に等化する。分離された送信Ｘ成分、Ｙ成分は復調／データ再生回路１２１に入力され、復調されて送信データが再生される。
【００２９】
図３は、適応等化器１２０の構成例を示す。適応等化器１２０は、受信信号の等化を行なうＦＩＲ（有限インパルス応答）フィルタ部１３０と、Ｘ軸偏波成分用にＦＩＲタップ係数の適応制御を行う第１の（Ｘ側）タップ係数適応制御部１２２ｘと、Ｙ軸偏波成分用にＦＩＲタップ係数の適応制御を行う第２の（Ｙ側）タップ係数適応制御部１２２ｙを含む。図示の便宜上、ひとつのＦＩＲフィルタ部１３０のみを描いているが、後述するように、Ｍ並列の処理を行なうために、実際はＭ個のＦＩＲフィルタ部１３０が用いられている。ＦＩＲフィルタ部１３０は、この例ではＨ成分、Ｖ成分をたすきがけにＦＩＲ演算を行う事から、バタフライ型ＦＩＲフィルタと呼称する。
【００３０】
ＦＩＲフィルタ部１３０は、Ｘ側（Ｘ軸偏波用）のＮタップＦＩＲ型等化器（ＨＨ）１３１とＮタップＦＩＲ型等化器（ＶＨ）１３２、及びＹ側（Ｙ軸偏波用）のＮタップＦＩＲ型等化器（ＨＶ）１３３とＮタップＦＩＲ型等化器（ＶＶ）１３４を有する。位相調整器１１２（図２参照）からの出力のうち、Ｈ軸偏波成分（同相成分と直交成分を含む）は、Ｘ側のＮタップＦＩＲ型等化器（ＨＨ）１３１と、Ｙ側のＮタップＦＩＲ型等化器（ＨＶ）１３３に入力され、また、Ｘ側タップ係数適応制御部１２２ｘとＹ側タップ係数適応制御部１２２ｙにもそれぞれ入力される。Ｘ側のＮタップＦＩＲ型等化器（ＨＨ）１３１は、Ｈ偏波成分から、偏波多重におけるＸ軸偏波成分を取り出す。Ｙ側のＮタップＦＩＲ型等化器（ＨＶ）１３３は、Ｈ偏波成分から偏波多重におけるＹ軸偏波成分を取り出す。
【００３１】
同様に、位相調整器１１２からの出力のうち、Ｖ軸偏波成分（同相成分と直交成分を含む）は、Ｘ側のＮタップＦＩＲ型等化器（ＶＨ）１３２と、Ｙ側のＮタップＦＩＲ型等化器（ＶＶ）１３４に入力され、また、Ｘ側タップ係数適応制御部１２２ｘとＹ側タップ係数適応制御部１２２ｙにもそれぞれ入力される。Ｘ側のＮタップＦＩＲ型等化器（ＶＨ）１３２は、Ｖ偏波成分から、偏波多重におけるＸ軸偏波成分を取り出す。Ｙ側のＮタップＦＩＲ型等化器（ＶＶ）１３４は、Ｖ偏波成分から偏波多重におけるＹ軸偏波成分を取り出す。
【００３２】
Ｘ側ＮタップＦＩＲ型等化器（ＨＨ）１３１とＮタップＦＩＲ型等化器（ＶＨ）１３２の出力は、Ｘ側加算器１３５に入力され、等化されたＸ軸偏波成分の信号が出力される。この出力信号は、復調及びデータ再生回路１２１に入力されるとともに、Ｘ側タップ係数適応制御部１２２ｘに入力される。Ｙ側ＮタップＦＩＲ型等化器（ＨＶ）１３３とＮタップＦＩＲ型等化器（ＶＶ）１３４の出力は、Ｙ側加算器１３６に入力され、等化されたＹ軸偏波成分の信号が出力される。この出力信号は、復調及びデータ再生回路１２１に入力されるとともに、Ｙ側タップ係数適応制御部１２２ｙに入力される。
【００３３】
Ｘ側タップ係数適応制御部１２２ｘと、Ｙ側タップ係数適応制御部１２２ｙは、それぞれＸ側とＹ側のＦＩＲタップ係数を適応的に更新するために、任意のアルゴリズムを用いる。たとえば、ＣＭＡ（Constant Modulus Algorithm）や、ＤＤ−ＬＭＳ（Decision-Directed Least Mean Square Algorithm）が知られている。
【００３４】
実施形態において、タップ係数適応制御部１２２ｘ及び１２２ｙは、その動作と構成において新規な特徴を有する。すなわち、タップ係数適応制御部１２２ｘ、１２２ｙは、Ｘ側とＹ側のそれぞれにおいて、タップ係数が偏りなく対称性を保って収束するように（図１Ａ参照）、タップ係数の適応制御を行う。
【００３５】
また、別の実施形態では、通信中においてもタップ係数の収束の偏りがないように適応制御するとともに、係数補正時（タップ係数シフト時）の復調データの連続性を保つように、適応等化器の動作と構成に新規な特徴を有する。
【００３６】
以下で、初期トレーニングの段階と通信中の場合に分けて、具体的な動作及び構成を説明する。
【実施例１】
【００３７】
＜初期トレーニング時の制御＞
図４Ａ及び図４Ｂは、初期トレーニング段階でのタップ係数補正方法を説明するための図である。実施例１では、適応等化器の初期トレーニングの段階で、周期的に、あるいは所定のステートにおいて、タップ係数の重心位置を求めることによって、初期タップ係数に収束の偏りがないかどうかを、タップ係数適応制御部１２２において判断する。
【００３８】
図４Ａのフローチャートに示すように、まず、ステップＳ１０１で、ＦＩＲフィルタ部１３０のタップ係数の重心位置を求める。ここで、「タップ係数の重心位置」あるいは「係数重心」という場合は、タップ係数によって決まるフィルタリング形状の重心位置を意味するものとする。タップ係数の重心は、たとえば、タップ係数の電力重心位置や最大振幅位置を算出することによって求めることができる。通信開始前の初期トレーニング段階では、図１Ｂと関連して述べたように、ＦＩＲフィルタのタップ係数が必ずしもタップの中心（センタ）に収束しているとは限らない。ここで、「タップの中心」あるいは「タップ中心」とは、タップ数によって決まるタップの中心位置であり、たとえばタップ数をＮとするとround(N/2)で求めることができる。図１Ａ、図１Ｂのようにタップ数が１３の場合は、round(13/2)=7となり、７番目のタップがタップ中心となる。
【００３９】
具体的には、Ｘ側タップ係数適応制御部１２２ｘにおいて、Ｘ側のタップ係数の重心位置を求め、Ｙ側タップ係数適応制御部１２２ｙにおいて、Ｙ側のタップ係数の重心位置を求める。一例として、タップ係数重心位置を求める場合、(i)バタフライ型ＦＩＲフィルタの等化器１３１〜１３４ごとにタップ係数の電力重心ｇZZ（ZZ=HH,VH,HV,VV）を求める方法と、(ii)偏波軸ごとにタップ係数の電力重心ｇX、ｇYを求める方法がある。
【００４０】
(i)の方法では、以下のようにして等化器（フィルタ）１３１〜１３４ごとにタップ係数重心が求められる。
【００４１】
【数１】
0005598290.tif 000002
ここで、ＣZZはタップ系数列、ｉはＮタップフィルタのｉ番目のタップ係数、ＰZZはすべてのタップ番号におけるパワーの総和であり数式２で表わされる。
【００４２】
【数２】
0005598290.tif 000003
【００４３】
Ｘ側重心として、求めたｇHHとｇVHのどちらを採用するかは、ＰHHとＰVHのどちらが大きいかで決定する。同様に、Ｙ側重心としてｇHVとｇVVのどちらを採用するかは、ＰHVとＰVVのどちらが大きいかで決定する。パワーが小さいと、重心値が不正確になるからである。
【００４４】
(ii)の方法では、偏波軸単位でタップ係数重心ｇX、ｇYが求められる。
【００４５】
【数３】
0005598290.tif 000004
【００４６】
この方法では、ｇHHとｇVHにパワーが分散している場合や、ｇHVとｇVVにパワーが分散している場合でも、適切な重心を求めることができる。
【００４７】
重心計算は、(i)と(ii)のいずれの方法を採用してもよいが、実施例２で後述する通信中の重心位置の監視では、タップ中心が常に係数重心位置の近傍にあるようにタップ係数の位置全体を適応制御する点で(ii)の方法が望ましい。
【００４８】
次に、ステップＳ１０３において、求めた重心位置に対してタップ係数の偏りがあるかどうかを判断する。たとえば、図４Ｂに示すように(i)の方法で求めたＸ側のタップ係数重心位置（あるいは振幅ピーク）がタップ係数番号１１の近傍に位置し、タップ中心との関係でタップ係数の収束に偏りがある場合は（Ｓ１０３でＹＥＳ）、ステップＳ１０５に進んで、タップ中心（この例ではタップ番号７）とタップ係数重心位置の差が最小となるように、２シンボル分タップ係数を左側へシフトさせる。Ｎタップ係数の中心は、一例としてround（Ｎ／２）により求める。タップ数が１３の場合は、round（１３／２）＝７となり、タップ係数番号７をタップ中心とする。
【００４９】
タップ係数のシフトはシンボル単位で行なう。ここで、シンボル単位（あるいはシンボルデータ単位）でタップ係数をシフトさせるとは、タップ係数の最小移動単位を１シンボルとして、＋１シンボル（右側へ１シンボル分）シフトさせる、あるいは−２シンボル（左側に２シンボル分）シフトさせる手法をいう。タップ係数のシフトをシンボル単位で行なうことによって、適応等化器に入力されるデータがオーバーサンプリングされているか否か、あるいは何倍のオーバーサンプリングか、にかかわりなく、１シンボルごとにタップ係数がシフトされる。タップ係数が収束して等化できている係数形状のフィルタに対して、１シンボル、あるいは２シンボルずれた受信信号が入力されても、等化器出力が１シンボル、あるいは２シンボルずれるだけで、等化状態そのものは変わらないからである。
【００５０】
タップ係数の重心位置とタップ中心とが１シンボル未満の範囲内でしかずれていない場合は、タップ係数をシフトさせる必要はないので（Ｓ１０３でＮＯ）、処理を終了する。または、Ｓ１０３の判定に閾値を設けて、タップ係数の重心位置とタップ中心の差が閾値を越えなければ、タップ係数シフトを行わないとする事も可能である。
【００５１】
図５は、Ｎタップ係数のシフト例を示す図である。タップ係数のシフトは上述のようにシンボル単位（この実施例では適応等化器への入力データが２倍オーバーサンプリングされている場合を想定し、２サンプル単位）で行なう。図５（Ａ）では、タップ係数の重心位置がタップ番号の大きい側に位置していた場合に、１，２,...,Ｎ−１、Ｎのタップ係数の全体を、左側に１シンボルシフトさせる例を示す。タップ係数を１シンボル左にシフトさせると、最も左側の１シンボル（２サンプル）分のタップ番号１、２に設定されていたタップ係数があふれてしまう。あふれたタップ係数は切り捨て、その分、反対側のタップ番号Ｎ−１とＮに「０」を挿入する。
【００５２】
図５（Ｂ）では、タップ係数重心位置がタップ番号の小さい側に位置していた場合に、タップ係数の全体を右側に１シンボル分、シフトさせる例を示す。この場合は、あふれたＮ−１とＮのタップ係数を切捨て、その分、反対側のタップ番号１と２にそれぞれ「０」を挿入する。
【００５３】
適応等化器１２０にバタフライ型のＦＩＲフィルタを用いた場合、２倍オーバーサンプリング信号を入力として等化処理を行い、Ｘ成分、Ｙ成分を分離した等化結果の出力はシンボルレートで行う構成とすることが可能である。
【００５４】
たとえば、図６に示すように、適応等化器１２０においてＭ並列のバタフライ型ＦＩＲフィルタ部１３０−１〜１３０−Ｍを用いた場合、Ｈ偏光成分とＶ偏光成分の各々につき２Ｍ個のサンプルデータが並列で入力され、各バタフライ型ＦＩＲフィルタ部１３０にＮタップ分の入力データが供給される。バタフライ型ＦＩＲフィルタ部１３０−１〜１３０−Ｍの各々で等化処理がなされ、Ｘ軸偏波成分とＹ軸偏波成分につき、Ｍ個のシンボルデータ出力が得られる。なお、２Ｍ個の入力データのうち最後の（Ｎ−２）個のサンプルデータは、ＦＦ１２５で１クロック遅延されてＦＩＲフィルタ部１３０−１〜１３０−(round(Ｎ／２)−１)に入力される。
【００５５】
このように、初期トレーニング段階で、タップ係数重心位置とタップ中心との差が最小となるように、タップ係数をシンボル単位でシフトさせる補正を行なうことで、図１Ａに示すようにタップ係数の収束に偏りのない状態を得ることができる。
【００５６】
この方法は、ハードウェア構成を大きく変更することなく、簡単な手法でタップ係数の初期トレーニングを適切に完了することができる。
【実施例２】
【００５７】
＜通信中の制御＞
図７Ａ〜図７Ｃは、通信中におけるタップ係数の補正方法を説明するための図である。図７Ａのフローチャートに示すように、ステップＳ２０１において、タップ係数重心位置をモニタする。タップ係数重心位置のモニタリングは、実施例１で説明した(i)、(ii)の方法のいずれを用いることもできるが、HH成分とVH成分の間、あるいはHV成分とVV成分の間でパワーの分散がみられる場合にも適切に重心位置を求めるという観点から、(ii)のように偏波軸単位での重心計算を行なうのが望ましい。
【００５８】
次に、ステップＳ２０３で、タップ係数重心位置と、タップ中心との差分が、閾値を超えたか否かを判断する。閾値を超えた場合は（Ｓ２０３でＹＥＳ）、ステップＳ２０５で、シンボル単位のタップ係数のシフトを実行するとともに、通信中の復調データの連続性を保つために、適応等化器１２０の出力データ又は入力データのいずれか一方において、タップ係数のシフトシンボル数に相当する分だけデータをシフトさせて連続するデータを選択する。閾値は、たとえば１シンボルとする事が可能である。
【００５９】
図７Ｂは、タップ係数をシフトさせたシンボル分だけ、出力データ側においてデータをシフトさせて連続してシンボル選択する処理を説明するための図である。適応等化器１２０からＭ個のパラレル出力を行なうとする。±ｋシンボルの係数シフトが許容される場合、Ｍ個のシンボルデータラインに加えて、１処理前の最後の２ｋ個のシンボルデータラインを用意しておく。たとえば、左右３シンボルずつの係数シフトを許容する場合は、ｋ＝３となる。
【００６０】
適応等化器１２０の初期出力が２ｋラインの中の０〜ｋ−１のラインと、ＭラインのうちのＭ−ｋライン（ｋ＝０）で出力されていたとする。その後の通信中に、偏波モードの分散や振動等により、タップ係数の重心位置がタップ中心から２シンボル分、右側にずれて変動したとする。この場合、閾値を超える変動が生じたため（Ｓ２０３でＹＥＳ）、タップ係数を左側に２シンボルだけシフトさせる補正が行なわれる（Ｓ２０５）。通信中においては、タップ係数のシフトを行っても、等化後データを連続させて出力する必要があり、係数をシフトさせた２シンボル分について、選択範囲を変更しなければならない。そこで、初期出力位置から２シンボル分だけ左側に寄ったデータラインから連続するようにデータを選択する。これにより、タップ係数重心位置の補正制御によるタップ係数のシフトを補償して、復調データの連続性を確保する。
【００６１】
図７Ｃは、タップ係数をシフトさせたシンボル分だけ、入力データ側においてデータをシフトさせて連続して入力サンプル選択する処理を説明するための図である。±ｋシンボルの係数シフトが許容される場合、適応等化器１２０の２Ｍ個のサンプルデータラインに加えて、１処理前の最後の４ｋ＋Ｎ−２個のサンプルデータラインを用意しておく。たとえば、左右３シンボルずつの係数シフトを許容する場合は、ｋ＝３となる。
【００６２】
ＦＩＲフィルタ部１３０の初期入力が４ｋ＋Ｎ−２ラインの中の０〜２ｋ＋Ｎ−３のラインと、２Ｍラインのうちの２Ｍ−２ｋラインで選択されていたとする。その後の通信中に、偏波モードの分散や振動等により、タップ係数重心位置がタップ中心から２シンボル分、右側にずれて変動したとする。この場合、閾値を超える変動が生じたため（Ｓ２０３でＹＥＳ）、タップ係数を左側に２シンボルだけシフトさせる補正が行なわれる（Ｓ２０５）。通信中においては、タップ係数のシフトを行っても、等化後データを連続させて出力する必要があり、係数をシフトさせた２シンボル分について、選択範囲を変更しなければならない。そこで、初期入力位置から２シンボル（４サンプル）分だけ左側に寄ったデータラインから連続するようにデータを選択する。これにより、タップ係数重心位置の補正制御によるタップ係数のシフトを補償して、復調データの連続性を確保する。
【００６３】
なお、出力データ側でのデータの連続性確保と、入力データ側でのデータの連続性確保の具体的な構成例については、図９及び図１０を参照して、後述することとする。
【実施例３】
【００６４】
＜タップ係数適応制御回路及び適応等化器の構成例＞
図８は、実施例１及び実施例２のタップ係数補正方法を実行するタップ係数適応制御回路１２２（図３参照）の構成例を示す図である。タップ係数適応制御回路１２２は、Ｘ側適応制御回路１２２ｘと、Ｙ側適応制御回路１２２ｙを含み、Ｘ軸偏波成分とＹ軸偏波成分に対して独立にタップ係数適応制御回路１２２が動作する。Ｘ側適応制御回路１２２ｘと、Ｙ側適応制御回路１２２ｙの構成は同一であるため、以下ではＸ側適応制御回路１２２ｘを例にとって説明する。
【００６５】
Ｘ側タップ係数適応制御回路１２２ｘは、タップ係数レジスタ２０１ｘと、重心計算部２０２ｘと、タップ係数シフト部２０３ｘと、Ｘ側係数更新部２０４ｘと、係数セレクタ２０５ｘを含む。
【００６６】
初期トレーニングの所定の状態(ステート)、および、通信中はタップ係数重心位置の変動が所定値を超えたときにだけタップ係数シフト制御が行われるので、それ以外の場合は、タップ係数適応制御回路１２２ｘにおいて通常のタップ係数適応制御が行われている。したがって、通常は、ＣＭＡやＤＤ−ＬＭＳによる係数更新結果が、Ｘ側係数更新部２０４ｘからタップ係数レジスタ２０１ｘに取り込まれる。Ｘ側係数更新部２０４ｘは、たとえばＣＭＡアルゴリズムにより係数更新を行なうものとする。
【００６７】
バタフライ型ＦＩＲ等化フィルタ１３０部（図３参照）による等化式は、数式４により示される。
【００６８】
【数４】
0005598290.tif 000005
ここで、演算「・」はタップ係数列Ｃと受信信号列Ｈ、Ｖの畳み込み演算を表わす。
【００６９】
タップ係数適応制御部１２２においてＣＭＡアルゴリズムを実行する場合は、時刻ｎの受信信号列Ｈ、Ｖ、及び等化出力Ｘ、Ｙにより、タップ係数列Ｃの更新を行なう。
【００７０】
【数５】
0005598290.tif 000006
ここで、
α：係数更新ステップサイズ
γ：出力パワー目標値（一定値）
τ：タップ係数更新間隔（追従速度で決定される一定値）
である。時刻ｎから時刻ｎ＋τ−１までの間、タップ係数列Ｃは時刻ｎの係数列のままである。Ｘ側タップ係数適応制御部１２２ｘは、数式５の上２つの演算を行い、Ｙ側タップ係数適応制御部１２２ｙは、数式５の下２つの演算を行なう。
【００７１】
他方、重心計算部２０２ｘは、タップ係数レジスタ２０１ｘにおけるタップ係数の重心位置を計算し、タップ係数重心位置とタップ中心とのずれが閾値の範囲内にあるかどうかを監視している。タップ係数重心位置とタップ中心とのずれ（差分）が閾値を超えた場合は、タップ係数シフト部２０３ｘに差分に応じた係数シフトの指示が出力される。タップ係数シフト部２０３ｘは、タップ係数をシフトさせるときだけ、セレクタ２０５ｘにシフト後のタップ係数を出力する。
【００７２】
セレクタ２０５ｘは、通常はＸ側係数更新部２０４ｘからの出力を選択して、タップ係数レジスタ２０１ｘに出力するが、タップ係数重心位置の変動が閾値を越えてタップ係数がシフトされる場合（タップ係数シフト部２０３からの出力がある場合）は、タップ係数シフト部２０３ｘからの出力を選択して、シフト後のタップ係数をタップ係数レジスタ２０１ｘに供給する。
【００７３】
タップ係数レジスタ２０１ｘにおける係数更新値（係数シフトされた更新値を含む）は、バタフライ型ＦＩＲフィルタ部１３０のＮタップＦＩＲ型等化器（ＨＨ）１３１と、ＮタップＦＩＲ型等化器（ＶＨ）１３２（図３参照）に出力される。同様に、Ｙ側タップ係数適応制御部１２２ｙのタップ係数レジスタ２０１ｙにおける係数更新値は、バタフライ型ＦＩＲフィルタ部１３０のＮタップＦＩＲ型等化器（ＨＶ）１３３と、ＮタップＦＩＲ型等化器（ＶＶ）１３４（図３参照）に出力される。
【００７４】
また、重心計算部２０２ｘは、初期トレーニング終了時点からのタップ係数シフト制御量を累算して出力し、通信中係数補正シンボル数Ｘを表わすセレクト信号３１１ｘとして、後述するセレクタ３０１（図９）、４０１（図１０）に供給される。同様に、Ｙ側タップ係数適応制御回路１２２ｙの重心計算部２０２ｙから、通信中係数補正シンボル数Ｙを表わすセレクト信号３１１ｙが出力され、後述するセレクタ３０１（図９）、４０１（図１０）に供給される。
【００７５】
図９は、図７ＡのステップＳ２０５と関連して、復調データの連続性を確保するために、適応等化器１２０の出力側で、タップ係数シフト分のデータ選択を行なう場合の適応等化器１２０Ａの構成例を示す図である。この場合、適応等化器１２０は、バタフライ型ＦＩＲフィルタ部１３０と、タップ係数適応制御回路１２２に加えて、セレクタ３０１とＦＦ３０２をさらに有する。
【００７６】
±ｋ（たとえばｋ＝３）シンボルの係数シフトを許容する場合、セレクタ３０１には、Ｍ個のバタフライ型ＦＩＲフィルタ部１３０−１〜１３０−Ｍからの出力に加えて、バタフライ型ＦＩＲフィルタ部１３０の最後の２ｋシンボル分のデータをＦＦ３０２で１クロック遅延させたデータが入力される。すなわち、前回のタイミングでの最後の２ｋシンボルに連続して、今回のタイミングでのＭシンボルがセレクタ３０２に入力されることになる。
【００７７】
タップ係数適応制御回路１２２のＸ側タップ係数適応制御回路１２２ｘとＹ側タップ係数適応制御回路１２２ｙの各々から、セレクト信号３１１ｘ、３１１ｙが出力されて、セレクタ３０１に入力される。このセレクト信号３１１ｘ、３１１ｙは、タップ係数補正のための補正シンボル数（たとえば、Ｘ側で−１シンボル、Ｙ側で＋２シンボルなど）を表わすものである。セレクト信号Ｘ（３１１ｘ）、Ｙ（３１１ｙ）は、たとえば初期トレーニング終了時に０に設定し、−ｋ〜＋ｋの範囲でタップ係数適応制御回路１２２でのタップ係数補正累算値を出力したものである。あるいは、初期トレーニング終了時にｋを設定して、０〜２ｋの範囲で補正した累積値として出力しても同じことである。
【００７８】
セレクタ３０１は、トータルで（２ｋ＋Ｍ）シンボルの中から、タップ係数のシフトに応じて、連続するＭシンボルを選択して出力する。その結果、タップ係数をシフトする補正が行なわれた場合でも、データが補正前と連続した状態で、Ｍ個の並列データが適応等化器１２０Ａから出力されることになる。
【００７９】
図１０は、図７（Ａ）のステップＳ２０５と関連して、適応等化器１２０の入力側で、タップ係数シフト分のデータ選択を行なう場合の適応等化器１２０Ｂの構成例を示す図である。適応等化器１２０Ｂは、タップ係数適応制御回路１２２（Ｘ側制御回路１２２ｘとＹ側制御回路１２２ｙを含む）と、Ｍ個のバタフライ型ＦＩＲフィルタ部１３０−１〜１３０−Ｍに加えて、入力側のセレクタ４０１と、ＦＦ４０２をさらに有する。
【００８０】
この例では、２倍のオーバーサンプリングでサンプルデータが適応等化器１２０に入力される。適応等化器１２０で±ｋ（たとえばｋ＝３）シンボルの係数シフトを許容する場合、２×Ｍの入力サンプルデータのうち、最後の４ｋ個のサンプルデータ（２ｋシンボル分に相当）と、（Ｎ−２）個のサンプルデータが、ＦＦ４０２で１クロック遅延される。したがって、セレクタ４０１には、前回のタイミングで入力された最後の（４ｋ＋Ｎ−２）サンプルデータと、今回のタイミングで入力された２Ｍサンプルデータとが入力される。
【００８１】
タップ係数適応制御回路１２２から、セレクト信号３１１ｘ、３１１ｙがセレクタ４０１に供給される。セレクタ４０１は、セレクト信号に応じて、（４ｋ＋２Ｍ＋Ｎ−２）サンプルの中から、連続する（２Ｍ＋Ｎ−２）サンプルを選択する。係数補正はシンボル単位で行なわれるので、セレクタ４０１を２サンプル飛びに構成する。なお、セレクト信号３１１ｘ、３１１ｙ（通信中係数補正シンボル数Ｘ，Ｙ）は、図９の通信中係数補正シンボル数Ｘ、Ｙと論理的に同一であるがタイミングが異なるかもしれない。セレクタ４０１のセレクト結果信号とシフト後係数の適用タイミングが一致するように調整が必要だからである。
【００８２】
セレクタ４０１は、バタフライ型ＦＩＲフィルタの４つのＦＩＲフィルタの入力データを選択する為に、ＨＨ，ＶＨ，ＨＶ，ＶＶの４ブロックのセレクタを持つ。ＨＨ，ＶＨ用セレクタは、通信中係数補正シンボル数Ｘ（３１１ｘ）によって制御され、ＨＶ，ＶＶセレクタは、通信中係数補正シンボル数Ｙ（３１１ｙ）によって制御される。
【００８３】
＜変形例＞
図８のタップ係数適応制御回路１２２の変形例として、通信中に、Ｑ値（もしくはビットエラーレート）と、タップ係数重心位置とを監視する構成としてもよい。この場合、図８において図示しないＱ値（もしくはＢＥＲ）監視部から、重心計算部２０２ｘ、２０２ｙの各々にＱ値（もしくはＢＥＲ）が入力される。重心計算部２０２ｘ、２０２ｙの各々は、Ｑ値が閾値以上に劣化し、かつタップ係数重心位置とタップ中心との差分が閾値を超えた場合に、シンボル単位のタップ係数シフトを実行するとともに、図９に示すように、復調データの連続性を保つために、適応等化器１２０Ａの出力データを移動シンボル分シフトする。あるいは、Ｑ値が閾値以上に劣化し、かつタップ係数重心位置とタップ中心との差分が閾値を超えた場合に、シンボル単位のタップ係数シフトを実行するとともに、図１０に示すように、復調データの連続性を保つために、適応等化器１２０Ｂの入力データを移動シンボル分シフトする。
【００８４】
図１１は、変形例における通信中タップ係数補正方法のフローチャートである。ステップＳ３０１において、タップ係数適応制御回路１２２ｘ、１２２ｙの各々は、対応するＸ側及びＹ側のタップ係数重心位置と、入力されるＱ値（もしくはＢＥＲ）を監視する。ステップＳ３０３において、タップ係数重心位置とタップ中心との差分が閾値（Ｔｈ１）を超え、かつＱ値（もしくはＢＥＲ）劣化量が閾値（Ｔｈ２）を超えたか否かを判断する。双方が閾値を超えた場合（Ｓ３０３でＹＥＳ）は、ステップ３０５にて、シンボル単位のタップ係数シフトを実行し、適応等化器の出力データ又は入力データのいずれか一方を、移動シンボル分だけ反対方向にシフトさせて復調データの連続性を確保する。
【００８５】
以上述べた方法及び構成によれば、インプリメント可能なタップ数Ｎを維持したまま、初期トレーニング時と通信中のいずれにおいても、受信雑音や偏波モード分散、偏波回転状態の変動に起因するタップ係数の収束の劣化を補正して、適切な適応等化出力を得ることができる。
【００８６】
なお、実施例では、タップ係数収束位置に対するタップ係数の偏りを、タップ係数重心位置により観察する構成としたが、ピークタップ係数（振幅最大）の位置によってタップ係数の偏りを検出する構成としてもよい。また、光信号品質値をモニタする場合にＱ値又はビットエラーレートを監視したが、任意の光信号品質値をモニタすることで、一定の閾値を超えて光信号品質が劣化し、かつタップ係数の収束位置とタップ中心とのずれか一定の閾値を超えた場合に、タップ係数をシフトさせる補正制御を行う構成としてもよい。
【００８７】
なお、図８のタップ係数適応制御回路１２２は、初期トレーニング時には、係数更新アルゴリズムを優先させ、重心計算部２０２の出力に基づいたタップ係数シフト処理は、初期トレーニング中に１回もしくは複数回の固定タイミングのみに実行する構成とする事や、タップ係数が収束した後の状態（ステート）において重心計算結果とタップ中心のずれが閾値を超えた場合のみに実行する構成とする事も可能である。また、オーバーサンプリングは２倍オーバーサンプリングに限定されず、ｎ倍オーバーサンプリングの場合にも本発明が適用されることは言うまでもない。
【００８８】
上記以外にも、タップ係数の偏りを防止して安定した等化機能を確保するための任意の変形、代替手段が可能であり、そのような変形も本発明の範囲内とする。
【００８９】
以上の説明に対して、以下の付記を提示する。
（付記１）
所定のタップ数のＦＩＲフィルタ部と、
前記タップ係数を保持するレジスタと、前記タップ係数によって決まるフィルタリング形状の重心位置を係数重心位置として計算する係数重心計算部と、前記タップ係数をシンボル単位でシフトさせるタップ係数シフト部とを含み、通信開始前の初期トレーニング段階において、前記タップ係数シフト部は、前記計算された係数重心位置と、前記ＦＩＲフィルタの前記タップ数で決まるタップ中心との差が最小となるように、前記タップ係数をシンボル単位でシフトさせるタップ係数適応制御回路とを有することを特徴とする適応等化器。
（付記２）
所定のタップ数のＦＩＲフィルタ部と、
前記タップ係数を保持するレジスタと、前記タップ係数によって決まるフィルタリング形状の重心位置を係数重心位置として計算する係数重心計算部と、前記タップ係数をシンボル単位でシフトさせるタップ係数シフト部とを含み、通信中において、前記タップ係数シフト部は、前記計算された係数重心位置と、前記ＦＩＲフィルタの前記タップ数で決まるタップ中心との差が所定の閾値を超えた場合、前記計算された係数重心位置が前記タップ中心の最近傍に移動するように、前記タップ係数をシンボル単位でシフトさせタップ係数適応制御回路を有することを特徴とする適応等化器。
（付記３）
前記タップ係数適応制御回路は、
前記タップ係数の値を更新するタップ係数更新部と、
前記レジスタに設定されている前記タップ係数が前記シンボル単位でシフトされたときは、シフト後前記タップ係数を出力し、それ以外のときは前記タップ係数更新部により計算された更新値を出力する係数セレクタ、
をさらに有することを特徴とする付記１または付記２に記載の適応等化器。
（付記４）
前記ＦＩＲフィルタ部はＭ並列に配置されたＦＩＲフィルタを含み、
前記タップ係数シフト部により±ｋ個のシンボルデータに相当する係数シフトが許容される場合に、前記Ｍ並列のＦＩＲフィルタから出力されるＭ個のシンボルデータのうち、最後の２ｋ個のシンボルデータを１クロック遅延させる論理回路と、
前記ＦＩＲフィルタ部の出力側に設けられ、前記遅延された２ｋ個のシンボルデータと、今回のタイミングで前記Ｍ並列のＦＩＲフィルタから出力されるＭ個の並列シンボルデータとの中から、前記タップ係数のシフト状態に応じて連続するＭ個のシンボルを選択して出力するデータ選択セレクタをさらに有することを特徴とする付記１または付記２に記載の適応等化器。
（付記５）
前記ＦＩＲフィルタ部はＭ並列に配置されたＦＩＲフィルタを含み、
前記タップ係数シフト部により±ｋ個のシンボルデータに相当する係数シフトが許容される場合に、ｎ倍オーバーサンプリング（ｎは１以上の整数）で前記Ｍ並列のＦＩＲフィルタに入力されるｎ×Ｍ個のサンプルデータのうち、最後のｎ×（２ｋ）個のサンプルデータと（Ｎ−ｎ）個のサンプルデータ（Ｎは前記ＦＩＲフィルタのタップ数）とを１クロック遅延させる論理回路と、
前記ＩＦＲフィルタ部の入力側に設けられ、前記ｎ×（２ｋ）個のサンプルデータ及び（Ｎ−ｎ）個のサンプルデータと、今回のタイミングで前記Ｍ段のＦＩＲフィルタ部に入力されるｎ×Ｍ個の入力サンプルデータの中から、前記タップ係数のシフト状態に応じて連続するｎ×Ｍ＋Ｎ−ｎ個のサンプルデータを選択して前記ＦＩＲフィルタ部に入力するデータ選択セレクタ、をさらに有することを特徴とする付記１または２に記載の適応等化器。
（付記６）
前記タップ係数シフト部は、前記タップ係数のシフトによりあふれたタップ係数を切り捨て、反対側にゼロを挿入することを特徴とする付記１または２に記載の適応等化器。
（付記７）
前記ＦＩＲフィルタ部は、入力された第１の受信偏波成分と第２の受信偏波成分とから、第１の送信偏波成分と第２の送信偏波成分を取り出し、
前記タップ係数適応制御回路は、前記第１の送信偏波成分の等化処理を制御するための第１タップ係数適応制御部と、前記第２の送信偏波成分の等化処理を制御するための第２タップ係数適応制御部とを含む、
ことを特徴とする付記１または２に記載の適応等化器。
（付記８）
前記ＦＩＲフィルタ部は、入力された第１の受信偏波成分と第２の受信偏波成分とから、第１の送信偏波成分と第２の送信偏波成分を取り出す複数のＮタップフィルタを含み、
前記係数重心計算部は、前記複数のＮタップフィルタの各々について前記タップ係数の重心位置を計算することを特徴とする付記１または２に記載の適応等化器。
（付記９）
前記ＦＩＲフィルタ部は、入力された第１の受信偏波成分と第２の受信偏波成分とから、第１の送信偏波成分と第２の送信偏波成分を取り出し、
前記係数重心計算部は、前記第１の送信偏波成分と前記第２の送信偏波成分の各々について前記タップ係数の重心位置を計算することを特徴とする付記１または２に記載の適応等化器。
（付記１０）
前記ＦＩＲフィルタ部は、
前記第１の受信偏波成分から第１送信成分を取り出す第１のＮタップフィルタと、
前記第２の受信偏波成分から第１送信成分を取り出す第２のＮタップフィルタと、
前記第１のＮタップフィルタで得られた前記第１送信成分と前記第２のＮタップフィルタで得られた前記第１送信成分とを加算する第１加算器と、
前記第１の受信偏波成分から第２送信成分を取り出す第３のＮタップフィルタと、
前記第２の受信偏波成分から第２送信成分を取り出す第４のＮタップフィルタと、
前記第３のＮタップフィルタで得られた前記第２送信成分と、前記第４のＮタップフィルタで得られた前記第２送信成分を加算する第２加算器と、
を含むことを特徴とする付記１または２に記載の適応等化器。
（付記１１）
受信した光信号を第１及び第２の受信偏波成分に分離する偏波分離部と、
前記第１の受信偏波成分と前記第２の受信偏波成分のそれぞれをディジタル信号に変換するディジタル変換部と、
前記ディジタル信号を等化する付記１〜１０のいずれかに記載の適応等化器と、
を有する光受信機。
（付記１２）
ディジタル伝送方式の受信機の適応等化器のタップ係数補正方法において、通信中に、
制御回路において、前記タップ係数で決まるフィルタリング形状の重心位置を係数重心位置としてモニタリングし、
前記タップ係数の前記係数重心位置と、前記適応等化器のタップ数で決まるタップ中心との差分を所定の閾値と比較し、前記差分が前記閾値を越えた場合に、前記計算された係数重心位置が前記タップ中心の最近傍に移動するように、前記タップ係数をシンボル単位でシフトさせ、
前記適応等化器の出力側又は入力側のいずれか一方において、前記タップ係数のシフトシンボル数に相当するデータを補償して所定数の連続する出力データ又は入力データを選択する、
ことを特徴とするタップ係数補正方法。
（付記１３）
前記連続するデータの選択は、前記適応等化器の出力側で行われ、
前記適応等化器において、±ｋ個のシンボルデータに相当する範囲の係数シフトが許容される場合に、前記適応等化器のＭ並列のＦＩＲフィルタから出力されるＭ個のシンボルデータのうち、最後の２ｋ個のシンボルデータを１クロック遅延させ、
前記遅延された２ｋ個のシンボルデータと、今回のタイミングで前記Ｍ段のＦＩＲフィルタから出力されるＭ個の並列シンボルデータとの中から、前記係数シフトされたシンボル数に応じて出力データをシフトさせて連続するＭ個のシンボルを選択して出力する
ことを特徴とする付記１２に記載のタップ係数補正方法。
（付記１４）
前記連続するデータの選択は、前記適応等化器の入力側で行われ、
前記適応等化器において、±ｋ個のシンボルデータに相当する範囲の係数シフトが許容される場合に、ｎ倍オーバーサンプリング（ｎは１以上の整数）で前記等化器のＭ並列のＦＩＲフィルタに入力されるｎ×Ｍ個のサンプルデータのうち、最後のｎ×２ｋ個のサンプルデータと（Ｎ−ｎ）個のサンプルデータ（Ｎは前記ＦＩＲフィルタのタップ数）とを１クロック遅延させ、
前記ｎ×２ｋ個のサンプルデータ及び（Ｎ−ｎ）個のサンプルデータと、今回のタイミングで前記Ｍ段のＦＩＲフィルタ部に入力されるｎ×Ｍ個の入力サンプルデータの中から、前記係数シフトされたシンボル数に応じて入力データをシフトさせて連続するｎ×Ｍ＋Ｎ−ｎ個のサンプルデータを選択して前記ＦＩＲフィルタに入力する、
ことを特徴とする付記１２に記載のタップ係数補正方法。
（付記１５）
前記タップ係数をシンボル単位でシフトさせたことによってあふれるタップ係数を切り捨て、反対側のタップ係数に「０」を挿入することを特徴とする付記１２〜１４のいずれかに記載のタップ係数補正方法。
（付記１６）
前記タップ係数の重心位置の算出は、前記タップ係数の電力重心位置又は前記タップ係数の最大振幅位置の計算を含むことを特徴とする付記１２に記載のタップ係数補正方法。
（付記１７）
前記適応等化器において、複数のＮタップフィルタにより、入力された第１の受信偏波成分と第２の受信偏波成分から、第１の送信偏波成分と第２の送信偏波成分を取り出す工程をさらに含み、
前記タップ係数の重心位置の計算は、前記複数のＮタップフィルタごとに行われることを特徴とする付記１２に記載のタップ係数補正方法。
（付記１８）
前記適応等化器において、複数のＮタップフィルタにより、入力された第１の受信偏波成分と第２の受信偏波成分から、第１の送信偏波成分と第２の送信偏波成分とを取り出す工程をさらに含み、
前記タップ係数の重心位置の計算は、前記第１及び第２の送信偏波成分ごとに行われることを特徴とする付記１２に記載のタップ係数補正方法。
（付記１９）
前記第１の送信偏波成分を取り出す工程は、第１のＮタップフィルタにおいて、前記第１の受信偏波成分から第１送信成分を取り出し、第２のＮタップフィルタにおいて、前記第２の受信偏波成分から第１送信成分を取り出し、前記第１のＮタップフィルタで得られた前記第１送信成分と、前記第２のＮタップフィルタで得られた前記第１送信成分とを加算する工程を含み、
前記第２の送信偏波成分を取り出す工程は、第３のＮタップフィルタにおいて、前記第１の受信偏波成分から第２送信成分を取り出し、第４のＮタップフィルタにおいて、前記第２の受信偏波成分から第２送信成分を取り出し、前記第３のＮタップフィルタで得られた前記第２送信成分と、前記第４のＮタップフィルタで得られた前記第２送信成分とを加算する工程を含む、
ことを特徴とする付記１７又は１８に記載のタップ係数補正方法。
（付記２０）
ディジタル伝送受信機の適応等化器のタップ係数補正方法において、通信開始前の初期トレーニングにおいて、
適応等化器のタップ係数で決まるフィルタリング形状の重心位置を係数重心位置として計算し、
前記計算された係数重心位置と、前記適応等化器のタップ数で決まるタップ中心との差が最小となるように、前記タップ係数をシンボル単位でシフトさせて、前記係数重心位置を前記タップ中心に近づける
ことを特徴とするタップ係数補正方法。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
受信光信号の適応等化処理に適用することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１００  光ディジタルコヒーレント受信機（光受信機）
１１０  ディジタル信号処理回路
１２０  適応等化器
１２２  タップ係数適応制御回路
１２２ｘ  Ｘ側タップ係数適応制御部（第１タップ係数適応制御部）
１２２ｙ  Ｙ側タップ係数適応制御部（第２タップ係数適応制御部）
１２５、３０２、４０２  ＦＦ（論理回路）
１３０−１〜１３０−Ｍ  バタフライ型ＦＩＲフィルタ部
２０１ｘ、２０１ｙ  タップ係数レジスタ
２０２ｘ、２０２ｙ  重心計算部（タップ係数収束位置計算部）
２０３ｘ、２０３ｙ  タップ係数シフト部
２０４ｘ、２０４ｙ  係数更新部
２０５ｘ、２０５ｙ  セレクタ
３０１  適応等化器出力側セレクタ（データ選択セレクタ）
４０１  適応等化器入力側セレクタ（データ選択セレクタ）
【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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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１Ａ】
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【図１Ｂ】
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