(57)【要約】 【課題】  タップ係数の重心位置を最適な位置に補正して、ＤＧＤ耐力を向上し、ビット誤りの増大を抑制する。【解決手段】  適応等化器のタップ係数補正方法は、受信信号に含まれる第１の偏波と、前記第１の偏波と直交する第２の偏波の間の同期シンボル差を求め、適応等化器における前記第１の偏波と前記第２の偏波の遅延量を求め、前記同期シンボル差と前記遅延量とに基づいて前記適応等化器に設定されるタップ係数の補正基準重心を計算し、前記補正基準重心が最もタップの中心に近づくように、前記タップ係数全体をシンボル単位で移動する補正を行なう。【選択図】図１３
2014150365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号に含まれる第１の偏波と、前記第１の偏波と直交する第２の偏波の間の同期シンボル差を求め、
適応等化器における前記第１の偏波と前記第２の偏波の遅延量を求め、
前記同期シンボル差と、前記遅延量とに基づいて、前記適応等化器に設定されるタップ係数の補正基準重心を計算し、
前記補正基準重心が最もタップの中心に近づくように、前記タップ係数全体をシンボル単位で移動する補正を行なう、
ことを特徴とする適応等化器タップ係数補正方法。
【請求項２】
前記遅延量は、前記第１の偏波のために前記適応等化器に設定される第１のタップ係数の重心と、前記第２の偏波のために前記適応等化器に設定される第２のタップ係数の重心とから求められ、
前記シンボル差と前記遅延量とに基づいて、前記第１のタップ係数の重心の変動中心を第１の前記補正基準重心として算出し、前記第２のタップ係数の重心の変動中心を第２の前記補正基準重心として算出することを特徴とする請求項１に記載の適応等化器タップ係数補正方法。
【請求項３】
前記第１の補正基準重心と前記第２の補正規準重心が、前記タップの中心に最も近づくように、前記第１のタップ係数の全体と前記第２のタップ係数の全体をシンボル単位で移動する補正を行なうことを特徴とする請求項２に記載の適応等化器タップ係数補正方法。
【請求項４】
前記遅延量は、前記第１の偏波のために前記適応等化器に設定される第１のタップ係数と、前記第２の偏波のために前記適応等化器に設定される第２のタップ係数で表わされる行列式を微分することによって求められることを特徴とする請求項１に記載の適応等化器タップ係数補正方法。
【請求項５】
前記同期シンボル差は、前記第１の偏波のシンボル同期時刻と、前記第２の偏波のシンボル同期時刻との差で求められることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の適応等化器タップ係数補正方法。
【請求項６】
光信号を受信して電気信号を出力する受信部と、
前記電気信号をディジタル信号に変換する変換部と、
前記ディジタル信号を適応的に等化する適応等化部と、
前記適応等化を受けた前記ディジタル信号に含まれる第１の偏波と、前記第１の偏波と直交する第２の偏波のシンボル同期時刻をモニタするモニタ部と、
前記適応等化部と前記モニタ部とに接続されて、前記適応等化部に設定されるタップ係数を制御するタップ係数制御部と、
を有し、
前記タップ係数制御部は、前記モニタ部の出力に基づいて前記第１の偏波と前記第２の偏波の間の同期シンボル差を取得し、
適応等化器における前記第１の偏波と前記第２の偏波の遅延量を求め、
前記同期シンボル差と、前記遅延量とに基づいて、前記適応等化器に設定されるタップ係数の補正基準重心を計算し、
前記補正基準重心が最もタップの中心に近づくように、前記タップ係数全体をシンボル単位で移動する補正を行なう
ことを特徴とする光受信機。
【請求項７】
前記適応等化器は、前記第１の偏波のための第１のタップ係数と、前記第２の偏波のための第２のタップ係数を有し、
前記タップ係数制御部は、前記第１のタップ係数の重心と、前記第２のタップ係数の重心を計算し、記第１のタップ係数の重心と、前記第２のタップ係数の重心と、前記同期シンボル差とに基づいて、前記第１のタップ係数の重心の変動中心を第１の前記補正基準重心として算出し、前記第２のタップ係数の重心の変動中心を第２の前記補正基準重心として算出することを特徴とする請求項６に記載の光受信機。
受信機。
【請求項８】
前記タップ係数制御部は、前記第１の補正基準重心と前記第２の補正基準重心が、前記タップの中心に最も近づくように、前記第１のタップ係数の全体と前記第２のタップ係数の全体をシンボル単位で移動する補正を行なうことを特徴とする請求項７に記載の光受信機。
【請求項９】
前記適応等化器は、前記第１の偏波のための第１のタップ係数と、前記第２の偏波のための第２のタップ係数を有し、
前記タップ係数制御部は、前記第１のタップ係数と前記第２のタップ係数で表わされる行列式を微分することによって前記遅延量を求めることを特徴とする請求項６に記載の光受信機。
【請求項１０】
前記タップ係数制御部は、前記第１の偏波のシンボル同期時刻と、前記第２の偏波のシンボル同期時刻との差分に基づいて前記同期シンボル差を求めることを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載の光受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、適応等化器のタップ係数補正方法と、光受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信トラフィックの増大に対処するために、ディジタルコヒーレント方式の光通信の研究が進められている。ディジタルコヒーレント受信機では、ディジタル信号処理回路により波形歪みの補償や適応等化が行われ、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。DP-QPSK（Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying：４値位相偏移変調）変調方式を用いる場合は、直交する二つの偏波の各々について、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、シンボル速度を１／４に低減できる。
【０００３】
受信された光信号は、光電気変換、及びアナログ／ディジタル変換を経て、ディジタル信号処理回路の適応等化器で、波形歪み成分等が適応的に等化される。
【０００４】
図１に示す適応等化器は、バタフライＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタで構成され、偏波直交多重信号の分離や、偏波モード分散補償などを行う。各フィルタのタップ係数の適応制御には、たとえばＣＭＡ（Constant Modulus Algorithm）方式が用いられる。ＦＩＲフィルタは１シンボル単位（１シンボルに対応するタップ数単位）でＨ側の全てのタップ係数（あるいはＶ側の全てのタップ係数）を移動させても収束状態は変わらない。すべてのタップ係数を一度に動かせば、絶対的な時間が変わるだけで関係性は維持されるからである。２倍のオーバーサンプリングデータを処理する場合は、２タップ（１シンボル）単位でタップ係数全体を移動させてタップ係数の重心位置を調整することで、再引き込みを行うことなく、信号疎通を再開することができる。
【０００５】
タップ係数の重みがタップの端部に偏っている場合、たとえば、１３タップのＦＩＲフィルタでタップ番号１あるいは１３の係数値が大きい場合は、適応等化器の等化残が発生し、信号劣化を引き起こす。そのため、タップ係数の重みはできるだけタップ中心に寄せられていることが望ましい。
【０００６】
タップ係数の重心をできるだけタップ中心に寄せる具体的な補正方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。タップ係数の重心値を計算し、係数の重心がタップの中心（１３タップのフィルタの場合はタップ番号６〜８の範囲）にあるように、１シンボル単位でタップ係数を移動させる。タップ係数の重心は、Ｈ偏波とＶ偏波のそれぞれに対して計算され、タップ係数の重心をタップの中心に寄せる補正も、Ｈ側とＶ側のそれぞれに対して行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−１１９９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の手法は、タップ係数の重心をタップ中心に寄せる補正を行うために、そのときのタップ係数重心を表わす瞬時の値を用いている。この方法では、偏波の状態によっては最適な補正を行うことができず、補正効果を最大限に得ることができない。その結果、ＤＧＤ（Differential Group Delay：群遅延時間差）耐力が低下し、ビット誤りが増大しやすくなる。
【０００９】
そこで、適応等化器のタップ係数補正効果を向上し、精度よく適応等化を行うことのできる方法と構成を提案する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一つの態様では、適応等化器タップ係数補正方法は、
受信信号に含まれる第１の偏波と、前記第１の偏波と直交する第２の偏波の間の同期シンボル差を求め、
適応等化器における前記第１の偏波と前記第２の偏波の遅延量を求め、
前記同期シンボル差と、前記遅延量とに基づいて、前記適応等化器に設定されるタップ係数の補正基準重心を計算し、
前記補正基準重心が最もタップの中心に近づくように、前記タップ係数全体をシンボル単位で移動する補正を行なう。
【発明の効果】
【００１１】
上記方法により、適応等化器のタップ係数補正効果が向上し、精度よく適応等化を行うことができる。その結果、ＤＧＤ耐力が向上し、ビット誤りの増大が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】バタフライＦＩＲフィルタで構成される適応等化器の概略構成図である。
【図２】Ｈ偏波とＶ偏波のタップ係数重心位置の変動を示すグラフである。
【図３】従来のタップ係数補正方法における問題点を説明するための図である。
【図４】実施例のタップ係数補正方法の原理を説明するための図である。
【図５】実施例の方法が適用される光通信システムの概略図である。
【図６】実施例のディジタル信号処理部の概略図である。
【図７】シンボル同期時刻の取得を示す図である。
【図８】タップ係数の読み出しを示す図である。
【図９】各偏波の係数重心の変動の中心を求める方法を説明する図である。
【図１０】タップ係数補正量の決定を示す図である。
【図１１】タップ係数補正の実行を示す図である。
【図１２】補正後のタップ係数の書き込みを示す図である。
【図１３】実施例のタップ係数補正方法のフローチャートである。
【図１４】実施例の補正方法の効果を示す図である。
【図１５】変形例の効果を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図２を参照して、発明者らが見出した従来のタップ係数補正方法の問題点を説明する。適応等化器に設定されるタップ係数の重心は、偏波回転によってＨ側とＶ側のタップ係数の重心位置が対称に変化する。偏波回転が一定と仮定すれば、タップ係数の重心位置の変動は正弦波のような周期的変動として現れる。実際の偏波回転は一定ではなく複雑に変化するものである。
【００１４】
Ｈ側のタップ係数重心ＧＨの変動の最大振幅と、Ｖ側のタップ係数重心ＧＶの変動の最大振幅は、群遅延時間差（ＤＧＤ）量から決まる。Ｈ偏波のタップ係数重心ＧＨの変動中心をｐＧＨ、Ｖ偏波のタップ係数重心ＧＶの変動中心をｐＧＶとすると、ｐＧＨとｐＧＶの差分ｄが、同期シンボル差に相当する。ディジタルサンプリングレートを１シンボル当たり２サンプルとすると、図２の場合、２タップ分、すなわち１シンボルの同期シンボル差が生じている。
【００１５】
単純にその時々のタップ係数重心をタップ中央部（たとえば、１３タップフィルタでタップ番号６〜８の範囲）に寄せる補正を実行すると、かえって状況を悪化させる場合がある。この問題を、図３を参照して説明する。
【００１６】
図３（Ａ）では、時間ｔ１において、Ｈ偏波のタップ係数重心（黒丸）がタップ番号５と６の間にあり、Ｖ偏波のタップ係数重心（白丸）がタップ番号９と１０の間にある。Ｖ偏波のタップ係数重心ＧＶの変動中心ｐＧＶはタップ中央部にあるが、Ｈ偏波のタップ係数重心ＧＨの変動中心ｐＧＨは、タップ番号の大きい方向にずれている。本来ならば、Ｈ偏波のタップ係数重心を中央部に引き寄せる方向（タップ番号の小さくなる方向）に補正をしなければならないはずである。
【００１７】
しかし、時刻ｔ１でのタップ係数重心値だけに着目して、その係数重心をタップ中央に寄せる補正を行うと、図３（Ｂ）に示すように、変動の谷にある係数重心（黒丸）をタップ中心に引き上げる補正が実行される。その結果、Ｈ偏波のタップ係数重心ＧＨは、タップ中心からいっそう外れたところで変動する。
【００１８】
他方、ｔ１でのＶ偏波のタップ係数重心ＧＶはタップ中央部から外れているが、変動中心ｐＧＶはタップ中央近傍にあるので、補正をしなくてもよいはずである。しかし、従来の補正方法では、変動の山にある係数重心（白丸）をタップ中心に向けて引き下げる補正が実行される。その結果、タップ中央部で変動していたＶ偏波のタップ係数重心ＧＶを、かえってタップ中心から遠ざけてしまう。
【００１９】
タップ係数の重心は信号全体の位置を示すものであり、信号の遅延量を表わす。従来方法では、場合によってはＨ偏波とＶ偏波のタップ係数の重心がタップの両端に偏ってしまい、適応等化が正しく実行されないことがある。実施例では、この問題を解決して、適応等化の効果を最大化する。
＜実施例＞
【００２０】
図４は、実施例のタップ係数補正方法の原理を説明する図である。実施例では、瞬時の係数重心値をそのまま重心補正の基準にするのではなく、タップ係数の重心の変動中心を重心補正の基準として用いる。重心の変動中心をタップ中心に寄せる補正を行うことで、タップ係数の重心補正がより正確に行われる。
【００２１】
図４（Ａ）で、時刻ｔ２におけるＶ偏波のタップ係数重心ＧＶは変動の谷にある。従来の方法では、タップ係数重心ＧＶを４タップ（２シンボル）分、タップ番号の大きい方向にシフトさせる補正が実行されるところである。実施例では、タップ係数重心ＧＶの変動中心ｐＧＶに着目する。時刻ｔ２で変動中心ｐＧＶは、タップ中央部（タップ番号６〜８の範囲）に存在するので、補正を行う必要はない。
【００２２】
他方、時刻ｔ２でのＨ偏波のタップ係数重心ｐＧＨは、変動の山にある。従来の方法では係数重心を４タップ（２シンボル）分、タップ番号の小さい方向にシフトさせる補正が実行されるところである。しかし、タップ係数重心ＧＨの変動中心ｐＧＨに着目すると、時刻ｔ２での変動中心ｐＧＨは、タップ中央部からわずかに外れている。そこで変動中心ｐＧＨを２タップ（１シンボル）分、タップ番号の小さい方向にシフトさせる。
【００２３】
図４（Ｂ）に示すように、Ｖ偏波については重心移動を行わず、Ｈ偏波でタップ係数重心の変動中心ｐＧＨを１シンボル分、タップ中心に移動させた結果、Ｈ偏波とＶ偏波のタップ係数重心の変動の中心がほぼ一致する。偏波間の同期シンボル差は打ち消され（ゼロになり）、補正効果を最大限に引き出すことができる。その結果、ＤＧＤ耐力が向上し、ビット誤りの増大が抑制される。
【００２４】
以下の実施例では、タップ係数重心の変動中心ｐＧＨ、ｐＧＶを補正基準重心として用いるので、適宜「補正基準重心ｐＧＨ」、「補正基準重心ｐＧＶ」と称する。
【００２５】
図５は、実施例のタップ係数補正方法が適用される光通信システムの概略図である。光通信システム１は、光伝送路５で接続された光送信機２と、光受信機３を含む。
【００２６】
光送信機２の光源４から出射される光は、位相変調器６ａ、６ｂに導かれ、デマルチプレクサ（Ｄｅｍｕｘ）の出力データ信号に応じた位相変調を受け、光伝送路５に出力される。光受信機３で受信された光信号は、９０°光ハイブリッド（光ミキサ）１０で局発光源１１からの局発振光と混合され、同相（Ｉ）干渉成分と直交（Ｑ）干渉成分がバランスドフォトダイオード１２ａ、１２ｂ等の光検出器１２に出力される。バランスドフォトダイオード１２ａ、１２ｂは、正相と逆相の光の差動電流を出力する。電流信号は図示しないトランスインピーダンスアンプ(ＴＩＡ)で電圧信号に変換されてＡＤＣ１３、１４に供給される。ＡＤＣ１３、１４は、たとえば２倍のオーバーサンプリングレートでディジタルサンプリングを行う。ディジタル変換された受信信号は、ディジタル信号処理部２０に入力される。図５では図示の便宜上、送信側、受信側ともに偏波分離を省略し、一方の偏波に対する処理のみを示しているが、他方の偏波についても同様の処理がなされる。
【００２７】
図６は、図５のディジタル信号処理部２０の構成図である。ディジタル信号処理部２０は、固定等化器２１、サンプリング位相調整器２２、適応等化器２３、周波数オフセット補償部２４、搬送波位相復元部２５、トレーニング信号同期部２６、シンボル同期モニタ部２８、タップ係数制御部３０を有する。
【００２８】
タップ係数制御部３０は、タップ係数取得部３１と、タップ係数設定部３２と、タップ係数補正部３３を有する。
【００２９】
ディジタル入力信号は、固定等化器２１で波形歪みが低減され、サンプリング位相調整器２２で位相調整を受けて、適応等化器２３に入力される。図１に示すように、適応等化器２３へのＨ偏波入力は、送信時のＨ偏波成分（ＨＨ系列）とＶ偏波成分（ＨＶ系列）を含む。適応等化器２３へのＶ偏波入力は、送信時のＶ偏波成分（ＶＶ系列）とＨ偏波成分（ＶＨ系列）を含む。光信号はＨ軸とＶ軸の成分が混ざり合った状態で受信されるため、適応等化器でＨＨ、ＨＶ，ＶＨ，ＶＶという４つの系列を用いて、送信時点でのＨ成分とＶ成分を復元する（偏波分離）。
【００３０】
適応等化器２３は、ＨＨ，ＨＶ，ＶＨ，ＶＶ系列に対応する有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタを有する。各ＦＩＲフィルタのタップ係数は、タップ係数制御部３０によって制御される。具体的なタップ係数制御については、後述する。
【００３１】
周波数オフセット補償部２４は、送信光源４と局発光源１１との間の光周波数ずれ（オフセット）を補償する。搬送波位相復元部２５は、送信光源４と局発光源１１との間の位相差を補正する。トレーニング信号同期部２６は、ＨＨ、ＨＶ，ＶＨ，ＶＶの各系列の同期用のトレーニング系列を検出し、系列間の同期をとる。
【００３２】
シンボル同期モニタ部２８は、Ｈ偏波とＶ偏波のシンボル同期時刻を取得して偏波間の同期シンボル差を検出し、検出結果をタップ係数制御部３０のタップ係数補正部３３に供給する。
【００３３】
なお、実施例ではトレーニング系列から同期シンボル差を検出しているが、本発明はこの例に限定されない。たとえばＭＬＤ（Multi-Lane Distribution：マルチレーン分配）方式を採用する場合は、レーン間同期部を設け、シンボル同期モニタ部２８はレーン間同期部から同期時刻を得る構成としてもよい。
【００３４】
図７は、シンボル同期モニタ部２８で実行されるシンボル同期時刻の取得を説明する図である。偏波間の同期シンボル差は、Ｖ偏波の同期時刻とＨ偏波の同期時刻との差分で表わされる。
【００３５】
ここでは、Ｈ偏波が先に同期して、その後にＶ偏波が同期した場合は、同期シンボル差はプラス符号とする。Ｖ偏波が先に同期して、その後にＨ偏波が同期した場合は、同期シンボル差はマイナス符号とする。シンボル差は相対的なものなので、プラスとマイナスを逆にしてタップ係数補正部の係数シフトの定義を逆にしてもよい。
【００３６】
図７の場合、８１番目のシンボル区間でＶ偏波が同期し、次に８４番目のシンボル区間でＨ偏波が同期する。偏波間の同期シンボル差は−３シンボルとなる。この同期シンボル差はタップ係数補正部３３に供給される。
【００３７】
図８は、タップ係数の読み出しを示す。タップ係数取得部３１は、適応等化器２３を構成する各フィルタのタップ係数を読み出す。ＨＨ、ＶＨ、ＨＶ、ＶＶの各系列で、実数部（Ｒ部）と虚数部（Ｉ部）の係数が設定されている。１３タップフィルタの場合、
４系列×２×１３タップ＝１０４個
のタップ係数が読み出される。
【００３８】
適応等化器２３では、公知の係数更新アルゴリズムを実施して係数値が更新される。係数更新アルゴリズムとして、ＣＭＡ（Constant Modulus Algorithm）や、ＤＤ−ＬＭＳ（Decision-Directed Least Mean Square Algorithm）を用いることができる。タップ係数取得部３１で読み出されるタップ係数は、このように公知の係数更新アルゴリズムによって決定されたものであり、この係数に対してタップ係数補正部３３で補正を実行し、タップ係数設定部３２で書き戻す。
【００３９】
タップ係数補正部３３は、読み出された係数値を用いて、Ｈ偏波のタップ係数重心ＧＨとＶ偏波のタップ係数重心ＧＶを計算する。タップ係数重心ＧＨ、ＧＶは、式（１）により求められる。
【００４０】
【数１】
2014150365.tif 000003
ここで、ＰHH、ＰVH、ＰVV、ＰHVは、対応するＦＩＲフィルタのすべてのタップ番号におけるパワーの総和であり、式（２）で表わされる。
【００４１】
【数２】
2014150365.tif 000004
なお、各系列の各タップ番号でのパワーの二乗計算（｜＊｜2）は、実数（Ｒ）部と虚数（Ｉ）部を用いて、式（３）のように行う。
【００４２】
【数３】
2014150365.tif 000005
【００４３】
次に、タップ係数補正部３３は、シンボル同期モニタ部２８から取得した同期シンボル差と、上記で計算したＨ偏波及びＶ偏波のタップ係数重心ＧＨ、ＧＶを用いて、Ｈ偏波の補正基準重心（変動中心）ｐＧＨと、Ｖ偏波の補正基準重心（変動中心）ｐＧＶを算出する。
【００４４】
偏波間の同期シンボル差をSYMBOL_DIFF、各偏波のタップ係数重心を（ＧＨ，ＧＶ）とすると、タップ係数重心の補正基準重心からのずれ量G_DELTAは、
G_DELTA＝（SYMBOL_DIFF）×２＋ＧＨ−ＧＶ    （４）
となる。
【００４５】
図９を参照して、式（４）の算出を説明する。時刻ｔ３で、Ｈ偏波のタップ係数重心ＧＨと、Ｖ偏波のタップ係数重心ＧＶについて求めたい値は、補正基準重心となるタップ係数重心の変動中心ｐＧＨ、ｐＧＶである。ｔ３における各偏波のタップ係数重心の補正基準重心からのずれ量G_DELTAは、
G_DELTA ＝（ＧＶ−ｐＧＶ）＋（ｐＧＨ−ＧＨ）
＝ｐＧＨ−ｐＧＶ＋ＧＶ−ＧＨ
＝（SYMBOL_DIFF）×２＋ＧＨ−ＧＶ （４）'
で表わされる。
【００４６】
ここでは、２倍のオーバーサンプリング、すなわち１シンボル当たり２タップ分のサンプリングデータを処理する場合を例にとっている。
【００４７】
補正基準重心ｐＧＨとｐＧＶは、式（５）で求められる。
【００４８】
ｐＧＨ＝ＧＨ＋G_DELTA／２
ｐＧＶ＝ＧＶ＋G_DELTA／２                （５）
式（５）に式（４）を代入すると、式（６）になる。
【００４９】
ｐＧＨ＝(ＧＨ＋ＧＶ)／２＋SYMBOL_DIFF
ｐＧＶ＝(ＧＨ＋ＧＶ)／２−SYMBOL_DIFF        （６）
式（６）で、Ｈ偏波のタップ係数重心ＧＨ、Ｖ偏波のタップ係数重心ＧＶ、及び偏波間の同期シンボル差SYMBOL_DIFFに基づいて、Ｈ偏波とＶ偏波の補正基準重心ｐＧＨ、ｐＧＶを算出することができる。
【００５０】
タップ係数補正部３３は、補正基準重心ｐＧＨ，ｐＧＶから、タップ係数の重心補正量（シフト量）を決定する。
【００５１】
図１０は、タップ係数の補正（シフト）量の決定を示す。タップ係数補正部３３は、算出された補正基準重心ｐＧＨ、ｐＧＶが、タップ中央領域Ｔｃに位置するように、補正量を決定する。図１０の例では、６≦ｐＧＨ≦８，６≦ｐＧＶ≦８を満たすように、補正量が決定されている。重心補正はシンボル単位で行われるため、２倍のオーバオーサンプリングの場合、シフトされるタップ数は偶数となる。
【００５２】
図１０のＡ〜Ｃのように、補正基準重心（タップ係数重心の変動中心）がタップ中央領域Ｔｃに位置して６≦ｐＧＨ≦８，６≦ｐＧＶ≦８を満たす場合は、重心補正量は０シンボル（０タップ）となる。
【００５３】
図１０のＤ〜Ｆのように、補正基準重心がタップ中央領域Ｔｃから１シンボル以内の範囲で外れる場合は、重心補正量は＋１シンボル（＋２タップ）、あるいは−１シンボル（−２タップ）となる。図１０のＧのように、補正基準重心が１シンボルを超えて２シンボル以内の範囲でタップ中央領域Ｔｃから外れる場合は、重心補正量をプラス方向またはマイナス方向に２シンボルとする。図１０のＨの場合は、重心補正量は＋３シンボルとなる。
【００５４】
図１１は、タップ係数の重心補正の実行を示す図である。適応等化器２３から読み出され更新されたタップ係数は、算出された重心補正量だけシフトされる。実施例では、Ｈ偏波出力に接続されるＨＨ系列とＶＨ系列を処理するＦＩＲフィルタのタップ係数が、同じ量だけ補正される。同様に、Ｖ偏波出力に接続されるＶＶ系列とＨＶ系列を処理するＦＩＲフィルタのタップ係数が、同じ量だけ補正される（図１参照）。
【００５５】
たとえば、Ｈ偏波の補正基準重心ｐＧＨを＋２タップ（＋１シンボル）、Ｖ偏波の補正基準重心ｐＧＶを−２タップ（−１シンボル）シフトする補正が決定されたとする。この場合、ＨＨフィルタのタップ係数とＶＨフィルタのタップ係数を＋２タップシフトし、ＶＶフィルタのタップ係数とＨＶフィルタのタップ係数を−２タップシフトする。
【００５６】
図１１でＨＨフィルタのタップ係数を＋１シンボル（＋２タップ）シフトする重心補正が行われる場合、タップ番号１〜１３の係数の全体が右側に２タップシフトされ、最も左側のタップ番号１と２に「０」がパディングされる。
【００５７】
新しいタップ係数が決定されると、タップ係数設定部３２は、補正後のタップ係数を適応等化器２３に書き込む。
【００５８】
図１２は、補正後のタップ係数の書き込みを示す図である。ＨＨ，ＶＨ，ＨＶ，ＶＶの４系列のそれぞれについて実数（Ｒ）部と虚数（Ｉ）部の係数を書き込む。各フィルタが１３タップフィルタの場合は、
４系列×２×１３タップ＝１０４個
のタップ係数が書き込まれる。
【００５９】
図１３は、タップ係数制御部３０が実行する処理フローを示す。タップ係数制御部３０は、シンボル同期モニタ部２８から、Ｈ偏波とＶ偏波の間の同期シンボル差を取得する（Ｓ１０１）。タップ係数制御部３０は、Ｓ１０１と同時に、又は前後して、適応等化器２３から各フィルタに設定されているタップ係数を読み出す（Ｓ１０２）。
【００６０】
読み出したタップ係数に対して、タップ係数重心（ＧＨ，ＧＶ）を算出する（Ｓ１０３）。タップ係数重心（ＧＨ，ＧＶ）は、適応等化器の遅延量を表わす。
【００６１】
求めたタップ係数重心（ＧＨ，ＧＶ）と、Ｓ１０１で取得した偏波間の同期シンボル差に基づき、式（６）を用いて、補正基準重心（実施例ではタップ係数重心の変動中心）ｐＧＨ、ｐＧＶを算出する（Ｓ１０４）。
【００６２】
補正基準重心ｐＧＨ、ｐＧＶに基づき、タップ係数の補正量をシンボル単位で決定する（Ｓ１０５）。タップ係数補正量は、補正基準重心ｐＧＨ、ｐＧＶをタップ中心近傍に近づけるためのシフト量である。上述のように、タップ係数のシフト量はシンボル単位（２倍のオーバーサンプリングの場合は２タップ単位、４倍のオーバーサンプリングの場合は４タップ単位）で決定される。
【００６３】
決定されたタップ係数補正量に基づいて、Ｈ偏波出力用のフィルタ（図１のＨＨフィルタとＶＨフィルタ）のタップ係数全体をシフトする補正を行い、Ｖ偏波出力用のフィルタ（図１のＨＶフィルタとＶＶフィルタ）のタップ係数全体をシフトする補正を行う（Ｓ１０６）。
【００６４】
最後に、重心補正を行ったタップ係数を、適応等化器２３に書き込んで（Ｓ１０７）、処理を終了する。
【００６５】
図１４は、上述した実施例のタップ補正方法の効果を示す図である。図中、グラフの横軸は群遅延時間差（ｐｓ）、縦軸はＱ値（ｄＢ）である。従来方式と実施例の方法の双方について、ビットエラーレート（受信誤りビット数／送信されたビット数）によるシミュレーション結果をＱ値に変換している。
【００６６】
従来方式では、ＤＧＤが大きくなるほど、Ｑ値が低下し、ばらつきが大きくなる。これに対して、実施例の方法は、ＤＧＤが大きくなってもＱ値はほぼ一定であり、ばらつきが小さい。これは、タップ係数重心の変動中心を重心補正の基準として用いているからである。偏波間の同期シンボル差と適応等化器の遅延量（実施例ではタップ係数重心）とから求めた補正基準重心ｐＧＨ、ｐＧＶを用いることで、タップ係数の重心をタップ中心に寄せる補正がより正確に実施される。その結果、同期シンボル差がゼロとなり、適応等化器の性能を最大化することができる。
＜変形例＞
【００６７】
図１５は、変形例を示す図である。上述した実施例では、
【００６８】
【数４】
2014150365.tif 000006
を用いて重心補正を行った。式（６）'で、ｍはオーバーサンプリングレートである。
【００６９】
実施例の方法は、従来方法と比較するとＤＧＤ耐力が格段に向上するが、いくつかのケースでタップ係数重心（ＧＨ，ＧＶ）の誤差が大きくなる場合があり、補正基準重心（ｐＧＨ，ｐＧＶ）を正確に算出できない場合が起こり得る。
【００７０】
そこで、変形例では、補正基準重心（ｐＧＨ，ｐＧＶ）を、式（７）により計算する。
【００７１】
ｐＧＨ＝適応等化器遅延＋SYMBOL_DIFF・（ｍ／２）
ｐＧＶ＝適応等化器遅延−SYMBOL_DIFF・（ｍ／２）        （７）
適応等化器遅延は、適応等化器２３における信号全体の位置（タップ中心からのずれ）である。したがって、適応等化器２３の遅延量は、簡易的にはタップ係数重心（ＧＨ，ＧＶ）からでも計算することができる。しかし、タップ係数重心には遅延量だけではなく、余分な成分も反映されている。
【００７２】
伝送路モデルと現実の伝送路が近似していれば、かなりの精度でタップ係数重心から遅延量を計算することができる。しかし、現実の伝送路では、伝送路モデルとの乖離が大きくなることがあり、その結果、タップ係数重心値に邪魔な成分が多く含まれ、遅延量の算出したときの誤差が大きくなる。
【００７３】
たとえば、実際の伝送路では帯域特性が信号光の波長に対して左右非対称となることが想定される。また、高次の偏波モード分散（ＰＭＤ）が発生し、伝送路モデルがもっと複雑になることが想定される。
【００７４】
図１５（Ａ）に示すように、現実の伝送路が伝送路モデルと近い場合は、適応等化器２３のタップ係数と、その重心値に反映される誤差成分４１はわずかである。現実の伝送路が伝送路モデルと乖離すると、適応等化器２３のタップ係数と、その重心値の双方で誤差成分４１が増大し、遅延量を正しく求めることができなくなる。
【００７５】
そこで、変形例では、適応等化器２３のタップ係数からＭ（ｎ）を計算する。Ｍ（ｎ）は、離散フーリエ変換した係数値から行列式（determinant）を計算したものである。この時点でＭ（ｎ）には、式（８）に示すように、波長分散の成分と遅延量の成分が残る。
【００７６】
【数５】
2014150365.tif 000007
ここで、ｃは光速度、Ｄは波長分散、ｆcは搬送波の中心周波数、ωは角振動数、τは遅延量である。そこで、Ｍ（ｎ）の微分を計算して遅延量を算出する。
【００７７】
より具体的に説明すると、タップ数Ｎの適応等化器のタップ係数を式（９）で表わす。
【００７８】
【数６】
2014150365.tif 000008
この係数を離散フーリエ変換して行列式を求める処理は式（１０）で表わされる。
【００７９】
【数７】
2014150365.tif 000009
Ｍ（ｎ）を１回微分すると、一次遅延量Ｍ1（ｎ）は式（１１）で表わされる。
【００８０】
【数８】
2014150365.tif 000010
Ｍ（ｎ）を２回微分すると、二次遅延量Ｍ2（ｎ）は式（１２）で表わされる。
【００８１】
【数９】
2014150365.tif 000011
第１の方法では、式（７）で用いる適応等化器遅延として、Ｍ（ｎ）の一次遅延量Ｍ1（ｎ）を引数として用いる。
【００８２】
【数１０】
2014150365.tif 000012
ここで、ｆsはアナログ／ディジタル変換器（ＡＤＣ）のサンプリング周波数、Ｎはタップ数である。
【００８３】
式（１３）では、タップ係数から直接遅延量が算出される。したがって、式（１３）の適応等化器遅延を式（７）に用いることで、タップ係数重心ＧＨ、ＧＶを用いる場合よりも正確に補正基準重心ｐＧＨ、ｐＧＶを求めることができる。この補正基準重心ｐＧＨ、ｐＧＶは、実施例で用いたタップ係数重心の変動中心に相当するが、係数重心を用いずに補正基準となる重心を算出できる。
【００８４】
この方法により、図１５（Ｂ）に示すように、現実の伝送路が伝送路モデルと近似するか乖離するかに拠らず、適応等化機係数に含まれる誤差成分４１を消去して、正確な遅延量を反映することができる。
【００８５】
第２の方法として、式（１４）で表わすように、波長分散Ｄ（ｎ）にＭ（ｎ）の二次遅延量Ｍ2（ｎ）を引数として用い、波長分散成分を消去する。
【００８６】
【数１１】
2014150365.tif 000013
この場合、適応等化器遅延は、式（１５）で表わされる。
【００８７】
【数１２】
2014150365.tif 000014
この方法は、第１の方法よりも、さらに精度よく補正基準重心を求めることができる。
【００８８】
以上述べたように、実施例および変形例で、補正基準重心（適応等化器の遅延量に基づいて算出した補正基準となる重心値）ｐＧＨ、ｐＧＶとタップ中心との差が最小となるように、タップ係数全体をシンボル単位でシフトさせる補正を行なう。これにより、最適な位置にタップ係数の重心を移動することができ、補正効果を最大限にすることができる。結果として、ＤＧＤ耐力が向上し、ビット誤りの増大を抑制することができる。
【００８９】
なお、本発明は実施例および変形例のみに限定されるものではない。たとえば、Ｈ偏波とＶ偏波の間の同期シンボル差は、シンボル同期モニタ部２８で求める代わりに、タップ係数補正部３３で計算してもよい。この場合は、シンボル同期モニタ部は、Ｈ偏波とＶ偏波のシンボル同期時刻をタップ係数補正部３３に通知する。また、実施例でタップ係数の重心の計算方法は上述した方法に限定されず、最大係数を有するタップ位置をタップ係数重心としてもよい。
【００９０】
以上の説明に対して、以下の付記を提示する。
（付記１）
受信信号に含まれる第１の偏波と、前記第１の偏波と直交する第２の偏波の間の同期シンボル差を求め、
適応等化器における前記第１の偏波と前記第２の偏波の遅延量を求め、
前記同期シンボル差と、前記遅延量とに基づいて、前記適応等化器に設定されるタップ係数の補正基準重心を計算し、
前記補正基準重心が最もタップの中心に近づくように、前記タップ係数全体をシンボル単位で移動する補正を行なう
ことを特徴とする適応等化器タップ係数補正方法。
（付記２）
前記遅延量は、前記第１の偏波のために前記適応等化器に設定される第１のタップ係数の重心と、前記第２の偏波のために前記適応等化器に設定される第２のタップ係数の重心とから求められ、
前記シンボル差と前記遅延量とに基づいて、前記第１のタップ係数の重心の変動中心を第１の前記補正基準重心として算出し、前記第２のタップ係数の重心の変動中心を第２の前記補正基準重心として算出することを特徴とする付記１に記載の適応等化器タップ係数補正方法。
（付記３）
前記第１の補正基準重心と前記第２の補正規準重心が、前記タップの中心に最も近づくように、前記第１のタップ係数の全体と前記第２のタップ係数の全体をシンボル単位で移動する補正を行なうことを特徴とする付記２に記載の適応等化器タップ係数補正方法。
（付記４）
前記遅延量は、前記第１の偏波のために前記適応等化器に設定される第１のタップ係数と、前記第２の偏波のために前記適応等化器に設定される第２のタップ係数で表わされる行列式を微分することによって求められることを特徴とする付記１に記載の適応等化器タップ係数補正方法。
（付記５）
前記遅延量は、前記行列式を１回微分した一次遅延量を引数として求められることを特徴とする付記４に記載の適応等化器タップ係数補正方法。
（付記６）
前記遅延量は、前記行列式を２回微分した二次遅延量で波長分散を除去して求められることを特徴とする付記５に記載の適応等化器タップ係数補正方法。
（付記７）
前記同期シンボル差は、前記第１の偏波のシンボル同期時刻と、前記第２の偏波のシンボル同期時刻との差で求められることを特徴とする付記１〜６のいずれかに記載の適応等化器タップ係数補正方法。
（付記８）
前記補正基準重心の計算に先立って、前記適応等化器から前記タップ係数を読み出すことを特徴とする付記１〜７のいずれかに記載の適応等化器のタップ係数補正方法。
（付記９）
光信号を受信して電気信号を出力する受信部と、
前記電気信号をディジタル信号に変換する変換部と、
前記ディジタル信号を適応的に等化する適応等化部と、
前記適応等化を受けた前記ディジタル信号に含まれる第１の偏波と、前記第１の偏波と直交する第２の偏波のシンボル同期時刻をモニタするモニタ部と、
前記適応等化部と前記モニタ部とに接続されて、前記適応等化部に設定されるタップ係数を制御するタップ係数制御部と、
を有し、
前記タップ係数制御部は、前記モニタ部の出力に基づいて前記第１の偏波と前記第２の偏波の間の同期シンボル差を取得し、
適応等化器における前記第１の偏波と前記第２の偏波の遅延量を求め、
前記同期シンボル差と、前記遅延量とに基づいて、前記適応等化器に設定されるタップ係数の補正基準重心を計算し、
前記補正基準重心が最もタップの中心に近づくように、前記タップ係数全体をシンボル単位で移動する補正を行なう
ことを特徴とする光受信機。
（付記１０）
前記適応等化器は、前記第１の偏波のための第１のタップ係数と、前記第２の偏波のための第２のタップ係数を有し、
前記タップ係数制御部は、前記第１のタップ係数の重心と、前記第２のタップ係数の重心を計算し、記第１のタップ係数の重心と、前記第２のタップ係数の重心と、前記同期シンボル差とに基づいて、前記第１のタップ係数の重心の変動中心を第１の前記補正基準重心として算出し、前記第２のタップ係数の重心の変動中心を第２の前記補正基準重心として算出することを特徴とする付記９に記載の光受信機。
（付記１１）
前記タップ係数制御部は、前記第１の補正基準重心と前記第２の補正基準重心が、前記タップの中心に最も近づくように、前記第１のタップ係数の全体と前記第２のタップ係数の全体をシンボル単位で移動する補正を行なうことを特徴とする付記１０に記載の光受信機。
（付記１２）
前記適応等化器は、前記第１の偏波のための第１のタップ係数と、前記第２の偏波のための第２のタップ係数を有し、
前記タップ係数制御部は、前記第１のタップ係数と前記第２のタップ係数で表わされる行列式を微分することによって前記遅延量を求めることを特徴とする付記９に記載の光受信機。
（付記１３）
前記タップ係数制御部は、前記行列式を１回微分した一次遅延量を引数として前記遅延量を求めることを特徴とする付記１２に記載の光受信機。
（付記１４）
前記タップ係数制御部は、前記行列式を２回微分した二次遅延量で波長分散を除去して前記遅延量を求めることを特徴とする付記１３に記載の光受信機。
（付記１５）
前記タップ係数制御部は、前記第１の偏波のシンボル同期時刻と、前記第２の偏波のシンボル同期時刻との差分に基づいて前記同期シンボル差を求めることを特徴とする付記９〜１４のいずれかに記載の光受信機。
（付記１６）
前記タップ係数制御部は、前記変動中心の計算に先立って、前記適応等化器から前記タップ係数を読み出すことを特徴とする付記９〜１５のいずれかに記載の光受信機。
【符号の説明】
【００９１】
１  光通信システム
２  光送信機
３  光受信機
５  光伝送路
１３  アナログ／ディジタル変換器
２０  ディジタル信号処理部
２３  適応等化器
２８  シンボル同期モニタ部
３０  タップ係数制御部
３１  タップ係数取得部
３２  タップ係数設定部
３３  タップ係数補正部
ＧＨ  Ｈ偏波タップ係数重心
ＧＶ  Ｖ偏波タップ係数重心
ｐＧＨ  Ｈ偏波の補正基準重心
ｐＧＶ  Ｖ偏波の補正基準重心
【図１】
2014150365.tif 000015
【図２】
2014150365.tif 000016
【図３】
2014150365.tif 000017
【図４】
2014150365.tif 000018
【図５】
2014150365.tif 000019
【図６】
2014150365.tif 000020
【図７】
2014150365.tif 000021
【図８】
2014150365.tif 000022
【図９】
2014150365.tif 000023
【図１０】
2014150365.tif 000024
【図１１】
2014150365.tif 000025
【図１２】
2014150365.tif 000026
【図１３】
2014150365.tif 000027
【図１４】
2014150365.tif 000028
【図１５】
2014150365.tif 000029