(57)【要約】  本発明に係る誤り訂正復号回路は、軟判定誤り訂正符号が用いられる光送受信システムに含まれる誤り訂正復号回路であって、軟判定誤り訂正復号回路に入力する軟判定値を調整可能な軟判定値調整回路を備え、軟判定値調整回路は、伝送路で受ける雑音量に関する推定結果または受信信号の性能に関する推定結果に基づいて、軟判定値を調整する。この結果、従来手法よりも誤り訂正の性能向上を実現することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟判定誤り訂正符号が用いられる光送受信システムに含まれる誤り訂正復号回路であって、
軟判定誤り訂正復号回路に入力する軟判定値を調整可能な軟判定値調整回路を備え、
前記軟判定値調整回路は、伝送路で受ける雑音量に関する推定結果または受信信号の性能に関する推定結果に基づいて、前記軟判定値を調整する
誤り訂正復号回路。
【請求項２】
前記軟判定値調整回路は、誤り訂正性能が最大となるように前記軟判定値を調整する
請求項１に記載の誤り訂正復号回路。
【請求項３】
前記軟判定値調整回路は、軟判定誤り訂正符号と硬判定誤り訂正符号とによる連接符号が適用される場合に、硬判定誤り訂正符号復号処理の訂正ビット数をモニタすることで前記受信信号の性能を推定し、推定結果を用いて前記軟判定値を調整する
請求項２に記載の誤り訂正復号回路。
【請求項４】
前記軟判定値調整回路は、軟判定誤り訂正符号復号処理の訂正ビット数または誤りビット数をモニタすることで前記受信信号の性能を推定し、推定結果を用いて前記軟判定値を調整する
請求項２に記載の誤り訂正復号回路。
【請求項５】
前記軟判定値調整回路は、軟判定誤り訂正復号回路によって繰り返し復号が行われることで前記軟判定誤り訂正符号復号処理が実行される場合には、前記軟判定誤り訂正符号復号処理の各繰り返し後の訂正ビット数または誤りビット数をモニタすることで前記受信信号の性能を推定し、推定結果を用いて前記軟判定値を調整する
請求項４に記載の誤り訂正復号回路。
【請求項６】
前記軟判定値調整回路は、受信信号の信号分布から雑音を推定し、推定結果を用いて前記軟判定値を調整する
請求項２に記載の誤り訂正復号回路。
【請求項７】
前記軟判定値調整回路は、軟判定誤り訂正復号回路によって繰り返し復号が行われることで前記軟判定誤り訂正符号復号処理が実行される場合には、設定された誤り訂正性能を維持できる範囲で、前記推定結果に基づいて前記繰り返し復号を行う際の繰り返し数を制限する
請求項１から６のいずれか１項に記載の誤り訂正復号回路。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の誤り訂正復号回路を備えた光受信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟判定誤り訂正符号が用いられる光送受信システムに適用される誤り訂正復号回路および光受信器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の光伝送システムでは、高い伝送容量と、長距離の伝送距離とを実現するための有効な手段として、誤り訂正符号の適用が一般化されている。誤り訂正符号は、有線／無線通信システム、記憶装置等で使用される技術である。そして、誤り訂正符号は、送信側から送り出すデジタルデータに冗長なビットを付加することで、受信したデータに誤り（ビット誤り）が生じたとしても、誤りを訂正可能とする技術である。【０００３】
誤り訂正符号・復号方式としては、ハミング符号、ＢＣＨ（Ｂｏｓｅ−Ｃｈａｕｄｈｕｒｉ−Ｈｏｃｑｕｅｎｇｈｅｍ）符号、ＲＳ（リード・ソロモン）符号など、様々な方式が提案されている。【０００４】
海底ケーブル、都市間通信などに用いられるコア・メトロ系光伝送システムにおいては、伝送容量の拡大、および伝送距離拡大に対する需要が顕著であり、日々、強力な誤り訂正符号の適用および提案が行われている。近年では、軟判定誤り訂正符号と硬判定誤り訂正符号とを組み合わせる連接符号が適用されている。【０００５】
軟判定とは、受信した信号（ビット信号）に対して、任意の閾値で「０」もしくは「１」を判定するのではなく、「０への近さ」および「１への近さ」を用いた判定を行うことである。軟判定値としては、尤度、対数尤度、尤度比、対数尤度比（ＬＬＲ：ｌｏｇ  ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  ｒａｔｉｏ）が良く使用される。【０００６】
軟判定誤り訂正符号としては、低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ：Ｌｏｗ−Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐａｒｉｔｙ−Ｃｈｅｃｋ）符号が広く用いられている。ＬＤＰＣ符号は、非ゼロ要素の少ない、疎なパリティ検査行列で定義されるブロック符号であり、復号処理において復号演算を繰り返すことにより、高い符号化利得を実現できる（例えば、非特許文献１参照）。【０００７】
一方で、長距離大容量伝送に用いられる光通信装置では、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）あるいは光増幅器の経年劣化、およびその他の伝送経路の変化による受信特性の劣化をあらかじめ見込んだマージンを持たせた設計が行われる。このため、運用開始時あるいはロスの少ない伝送路では、過剰な性能で動作させることになり、消費電力を増加させるという課題がある。【０００８】
このような課題に対し、受信した信号品質に基づいて軟判定誤り訂正符号および硬判定誤り訂正符号における復号繰り返し数を制御することで、回路規模を変更することなく、誤り訂正復号回路および光トランシーバの低電力化を実現する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１６−１９２７４７号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Kiyoshi Onohara, Yoshikuni Miyata, Takashi Sugihara, Kazuo Kubo, Hideo Yoshida, and Takashi Mizuochi、「Soft Decision FEC for 100G Transport Systems」OFC/NFOEC2010, OThL1, 2010.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献１に係るような従来の手法では、受信信号の品質に基づいて、誤り訂正復号処理の繰り返し数を制御している。しかしながら、このような従来の手法では、誤り訂正復号処理の繰り返し数以外のパラメータには着目していない。このため、従来の手法は、軟判定誤り訂正符号の性能を十分に引き出せていない状態で、誤り訂正復号回路が駆動されているという課題があった。【００１２】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、従来手法よりも誤り訂正の性能向上を実現することのできる誤り訂正復号回路および光受信器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る誤り訂正復号回路は、軟判定誤り訂正符号が用いられる光送受信システムに含まれる誤り訂正復号回路であって、軟判定誤り訂正復号回路に入力する軟判定値を調整可能な軟判定値調整回路を備え、軟判定値調整回路は、伝送路で受ける雑音量に関する推定結果または受信信号の性能に関する推定結果に基づいて、軟判定値を調整するものである。【００１４】
また、本発明に係る光受信器は、本発明に係る誤り訂正復号回路を備えるものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、伝送路で受ける雑音量に関する推定結果または受信信号の性能に関する推定結果に基づいて尤度生成パラメータを変化させ、この尤度生成パラメータを用いて尤度の最適化を図る構成を備えている。この結果、従来手法よりも誤り訂正の性能向上を実現することのできる誤り訂正復号回路および光受信器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１における光受信器の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る誤り訂正復号回路における性能の指標であるＮｅｔ  ｃｏｄｉｎｇ  ｇａｉｎ［ｄＢ］と、回路の電力との特性関係を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１において、光の信号対雑音比（ＯＳＮＲ）に対する誤り訂正後ビット誤り率の関係を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１における繰り返し数の削減による電力削減効果を説明するための図である。
【図５Ａ】本発明の実施の形態１に係るデジタル信号処理回路１２において、繰り返し数を削減する場合の、ＯＳＮＲと誤り訂正後ビット誤り率との関係を示した説明図である。
【図５Ｂ】本発明の実施の形態１に係るデジタル信号処理回路１２において、繰り返し数を削減する場合の、ＯＳＮＲと誤り訂正後ビット誤り率との関係を示した、先の図５Ａとは異なる説明図である。
【図６】本発明の実施の形態２における光受信器の構成図のうち、軟判定誤り訂正復号処理１２０６の訂正ビット数をモニタする構成を抜き出した図である。
【図７】本発明の実施の形態３における光受信器の構成図のうち、尤度生成処理１２０５に入力される信号の雑音を求める構成を抜き出した図である。
【図８】本発明の実施の形態３における信号分布算出処理１２１５による信号分布の算出結果を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の誤り訂正復号回路および光受信器の好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。なお、以下の各実施の形態では、デジタルコヒーレント光伝送システムを前提として、説明を行う。
【００１８】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における光受信器の構成図である。図１において、光受信器１は、コヒーレントレシーバ１１およびデジタル信号処理回路１２を備えて構成される。コヒーレントレシーバ１１は、ファイバを介して伝送された光を受信して、電気信号に変換する。デジタル信号処理回路１２は、コヒーレントレシーバ１１から受信した電気信号に対してデジタル信号処理を施すことでクライアント信号を生成し、出力する。
【００１９】
一般的に、光受信器１に適用されるデジタル信号処理回路１２は、アナログ電気信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換処理１２０１、波長分散などの比較的固定的な歪、および偏波回転などの動的な歪を補償する固定／適応等化処理１２０２、送信光と受信器のＬＯ光との間の周波数オフセットを検出して補償する周波数オフセット補償処理１２０３、送信光と受信器のＬＯ光との間の位相差を補償する位相補償処理１２０４、後段の誤り訂正復号処理のために、受信信号から尤度、尤度比、対数尤度、対数尤度比などの軟判定値を算出する尤度生成処理１２０５、伝送路中のＳＮＲ不足に伴う誤りを訂正する軟判定誤り訂正復号処理１２０６および硬判定誤り訂正復号処理１２０７、受信した信号を任意のクライアント信号として出力するクライアント処理１２０８、の各機能ブロックを有する。
【００２０】
なお、他にも非線形補償処理、フレームアライメント処理など、複数の機能ブロックが存在するが、本実施の形態１に係る発明の本質には特に影響がないため、記載を省略している。
【００２１】
さらに、本実施の形態１に係るデジタル信号処理回路１２は、上述した各機能ブロックに加えて、硬判定誤り訂正復号処理１２０７をモニタする訂正ビット数モニタ処理１２１１、硬判定誤り訂正復号の訂正ビット数を用いてＢＥＲ（Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ：ビット誤り率）算出を行う軟判定誤り訂正後ＢＥＲ算出処理１２１２、軟判定誤り訂正後ＢＥＲ算出処理１２１２の結果をもとに誤り訂正の復号処理繰り返し数を決定する復号処理回数算出処理１２１０、軟判定誤り訂正後ＢＥＲ算出処理１２１２の結果をもとに尤度生成のためのパラメータを決定する尤度生成パラメータ算出処理１２０９、の各機能ブロックをさらに有する点を技術的特徴としている。
【００２２】
ここで、図１に示した尤度生成パラメータ算出処理１２０９、復号処理回数算出処理１２１０、訂正ビット数モニタ処理１２１１、および軟判定誤り訂正後ＢＥＲ算出処理１２１２の各機能ブロックは、尤度生成パラメータを生成することで、軟判定値を調整可能とする軟判定値調整回路に相当する。
【００２３】
次に、本実施の形態１に係る光受信器１の動作について説明する。
まず、伝送路を伝搬した光受信信号は、コヒーレントレシーバ１１にて、受信側のＬＯ光と干渉した受信電気信号に変換される。受信電気信号は、アナログデジタル変換処理１２０１にて、アナログ信号からデジタル信号に変換され、後段のデジタル信号処理にて元の信号が復元され、クライアント側に伝送される。
【００２４】
固定／適応等化処理１２０２は、入力した受信電気信号に関して、レシーバを含む伝送路における、例えば、波長分散、偏波変動、非線形光学効果、帯域不足による信号狭窄化などを補償する。比較的静的な歪は、固定等化処理によって補償され、比較的動的な歪は、適応等化処理によって補償される。
【００２５】
送信光と受信側のＬＯ光との間の周波数差は、周波数オフセット補償処理１２０３によって補償される。なお、図１に記載の構成では、周波数オフセット補償処理１２０３は、固定／適応等化処理１２０２の後段に配置されているが、その限りではない。
【００２６】
位相補償処理１２０４は、送信光と受信側のＬＯ光との間に生じる位相差を補償し、例えば、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭといったコンステレーションのシンボルを復元する。
【００２７】
尤度生成処理１２０５は、受信したシンボルを元に、信号の尤度情報を算出する。尤度情報とは、受信した信号から、送信された信号がなんであったかを推測するためのもっともらしさを表したものである。本実施の形態１では、尤度情報の一例として、尤度を用いたが、尤度比、対数尤度、対数尤度比などの軟判定値であれば、いずれを用いてもよい。
【００２８】
軟判定誤り訂正復号処理１２０６は、尤度生成処理１２０５から出力される軟判定値をもとに、誤り訂正処理を行う。
【００２９】
海底ケーブル、都市間通信などに用いられるコア・メトロ系光伝送システムでは、軟判定誤り訂正符号として、復号演算を繰り返すことにより、高い符号化利得を実現できる低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ  ：  Ｌｏｗ−Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐａｒｉｔｙ−Ｃｈｅｃｋ）符号が広く用いられている。そこで、以降では、繰り返し復号を行うＬＤＰＣ符号の適用を例に、具体的な説明を行うこととする。
【００３０】
また、コア・メトロ系光伝送システムでは、高い符号化利得を実現するために、軟判定誤り訂正復号処理１２０６と、軟判定誤り訂正後に残る残留エラーを訂正するための硬判定誤り訂正復号処理１２０７とを連接する構成が広く用いられている。
【００３１】
硬判定誤り訂正符号には、ＢＣＨ（Ｂｏｓｅ−Ｃｈａｕｄｈｕｒｉ−Ｈｏｃｑｕｅｎｇｈｅｍ）符号、ＲＳ（リード・ソロモン）符号といった符号が用いられるほか、軟判定復号処理と同様に、繰り返し復号より訂正性能を向上する方式も用いられる。
【００３２】
誤り訂正された受信信号は、さらに後段のクライアント処理１２０８にて、任意のクライアント信号として出力される。例えば、送信側でクライアント信号として１００ＧｂＥ信号が用いられており、伝送路の信号フォーマットとしてＯＴＵｃｎが用いられている場合には、クライアント処理１２０８は、受信したＯＴＵｃｎのフレームから１００ＧｂＥ信号を抽出し、クライアント信号として送信する処理を行う。
【００３３】
一方で、訂正ビット数モニタ処理１２１１は、硬判定誤り訂正符号の訂正ビット数をモニタする。軟判定誤り訂正後ＢＥＲ算出処理１２１２は、訂正ビット数モニタ処理１２１１によるモニタ結果を用いて、ＢＥＲの推定値を算出することで、軟判定誤り訂正後に残留した誤り率を算出する。
【００３４】
復号処理回数算出処理１２１０は、軟判定誤り訂正後に残留した誤り率の算出結果から、軟判定誤り訂正復号処理１２０６および硬判定誤り訂正復号処理１２０７の復号繰り返し数を制御する。このような一連処理により、本実施の形態１に係るデジタル信号処理回路１２は、誤り訂正処理に関して低電力化を実現する。
【００３５】
本実施の形態１に係る光受信器１は、軟判定誤り訂正後に残留した誤り率に基づいて尤度生成を行うとともに、復号処理の繰り返し数を制御することで、誤り訂正の性能向上と、復号処理に要する電力の削減とを両立できるメカニズムを有する。そこで、このメカニズムについて、以下に詳細に説明する。
【００３６】
図２は、本発明の実施の形態１に係る誤り訂正復号回路における性能の指標であるＮｅｔ  ｃｏｄｉｎｇ  ｇａｉｎ［ｄＢ］と、回路の電力との特性関係を示す図である。具体的には、この図２は、復号繰り返し数を０回から１６回まで変化させたときの特性関係の遷移状態を示している。なお、横軸の電力消費量は、復号繰り返し数が１６回のときの電力消費量を１として正規化している。図２から、復号繰り返し数を増加することにより、復号性能の向上が見られると同時に、復号性能の向上に伴って電力消費量が増えていることが分かる。
【００３７】
次に、図３は、本発明の実施の形態１において、光の信号対雑音比（ＯＳＮＲ）に対する誤り訂正後ビット誤り率の関係を示す図である。実線で示された特性は、ＯＳＮＲが劣化することにより、誤り訂正後のビット誤り率が上昇し、すなわち、システムに対して残留エラーが発生しやすくなることを示している。
【００３８】
光伝送装置では、伝送後の誤り率がシステムで許容された誤り率以下であることが求められる。図３では、システムで許容される誤り率が、横の破線として示されている。実線で示された特性が、横の破線と交わる点に相当するＯＳＮＲリミット値よりも大きいＯＳＮＲの領域が、システムとして許容されるＯＳＮＲの適用範囲になる。
【００３９】
このことから、図３に示した縦の破線よりも右側の領域内で、誤り訂正性能が最適になるように、誤り訂正符号および尤度情報が設計される。一方で、実運用上では、ネットワークの状況に合わせてＯＳＮＲリミットに対してマージンを持った領域で運用される。このため、図３の灰色の領域が、実際の運用エリアとなる。
【００４０】
図４は、本発明の実施の形態１における繰り返し数の削減による電力削減効果を説明するための図である。図４に示すように、ＯＳＮＲが高いほど復号繰り返し数は少なくて済む。従って、図４に示す運用ＯＳＮＲに対し、最大繰り返し数の誤り訂正復号処理を行った場合には、性能が過剰になる。ここで、運用ＯＳＮＲとは、図３に示した運用エリア内に含まれるＯＳＮＲの値であり、誤り訂正復号回路の適用環境等によって決められる所望の誤り訂正性能の値に相当する。
【００４１】
これに対して、本実施の形態１に係る光受信器１は、軟判定誤り訂正後に残留した誤り率、および運用ＯＳＮＲに基づいて、システムが要求する誤り率を満たすところまで、繰り返し数を減らすことができる。この結果、図４中に矢印として示したように、繰り返し数を削減することにより、デジタル信号処理回路１２で必要とされる電力を削減可能となる。
【００４２】
図４中において破線で示された特性が、繰り返し数を減らした状態に相当する。この破線の特性が得られる繰り返し数であれば、運用ＯＳＮＲよりも低いＯＳＮＲに対応できるため復号性能が維持でき、かつ、繰り返し数が最大の時と比較して演算処理が少なくて済み、省電力化が可能となる。
【００４３】
本実施の形態１では、さらに、軟判定誤り訂正後ＢＥＲ算出処理１２１２の情報をもとに軟判定誤り訂正後ＢＥＲが最も小さくなるように尤度生成パラメータを算出し、尤度を生成する構成を備えている。パラメータの算出を行う尤度生成パラメータ算出処理１２０９は、軟判定誤り訂正後ＢＥＲをモニタしながらパラメータを探索してもよいし、軟判定誤り訂正後ＢＥＲから想定ＳＮＲを算出し、尤度情報の算出式からパラメータを算出してもよい。例えば、対数尤度比の算出式としては、下式（１）を用いることができる。
【００４４】
【数１】
2019198127.tif 000003
【００４５】
図５Ａは、本発明の実施の形態１に係るデジタル信号処理回路１２において、繰り返し数を削減する場合の、ＯＳＮＲと誤り訂正後ビット誤り率との関係を示した説明図である。誤り訂正符号の繰り返し数を最大にすることで、最大の誤り訂正性能が得られる。その一方で、運用ＯＳＮＲに合わせて訂正性能を落とす、すなわち繰り返し数をｍ回まで削減することにより、削減数に応じた消費電力の削減が期待される。
【００４６】
また、繰り返し数をｍ回からさらに１回削減し、ｍ−１回とした場合には、運用ＯＳＮＲで誤りが発生する。しかしながら、上式（１）に示す対数尤度比の算出式からわかる通り、軟判定誤り訂正復号処理１２０６への入力となる尤度情報は、受信信号の雑音量に依存する。
【００４７】
そこで、本実施の形態１では、運用ＯＳＮＲ時点での入力信号に対して、尤度情報を最適化することで、すなわち、軟判定誤り訂正後ＢＥＲが最も小さくなるように尤度を生成することで、図５Ａ中に矢印として示したように、ＯＳＮＲの改善を図っている。このような改善により、図５Ａの実線で示すような性能を得ることができれば、繰り返し数をｍ−１回とした場合にも、運用ＯＳＮＲで誤りが発生しない。さらに、図５Ａの実線で示すような性能を得ることができれば、尤度情報を最適化しない場合に比べ、低電力化も実現できる。
【００４８】
なお、繰り返し数をｍ回に削減することで電力を削減することができる一方で、誤り訂正性能が劣化することで運用ＯＳＮＲに対するマージンが小さくなってしまう。しかしながら、本実施の形態１に係るデジタル信号処理回路１２は、尤度情報を最適化する構成を有することで、このマージンが小さくなってしまう問題にも対処できる。
【００４９】
図５Ｂは、本発明の実施の形態１に係るデジタル信号処理回路１２において、繰り返し数を削減する場合の、ＯＳＮＲと誤り訂正後ビット誤り率との関係を示した、先の図５Ａとは異なる説明図である。図５Ｂ中の破線は、繰り返し数ｍで尤度情報の最適化を行っていない場合の性能を示しており、実線は、繰り返し数ｍで尤度情報の最適化を行った場合の性能を示している。
【００５０】
図５Ｂにおける破線と実線の性能比較から明らかなように、本実施の形態１に係るデジタル信号処理回路１２を適用して尤度情報の最適化を図ることにより、同じ繰り返し数ｍにおいて、運用ＯＳＮＲに対するマージンを大きくすることができ、誤り訂正性能を向上させることができる。従って、図５Ｂ中に矢印として示したように、同じ電力でマージンを増加できることになり、安定的な動作が確保できる。
【００５１】
以上のように、実施の形態１によれば、軟判定誤り訂正後のビット誤り率が最も小さくなるように尤度生成パラメータを変化させ、この尤度生成パラメータを用いて尤度の最適化を図る構成を備えている。特に、本実施の形態１においては、硬判定誤り訂正復号処理による訂正ビット数のモニタ結果を利用して、軟判定誤り訂正後のビット誤り率を推定し、推定結果に基づいて尤度生成パラメータを変化させる構成を備えている。この結果、誤り訂正性能の向上を図ることが可能となる。さらに、復号繰り返し数の低減を図ることで、復号処理に必要な電力を削減することができる。
【００５２】
なお、本実施の形態１に係るデジタル信号処理手法は、運用前のトレーニング等で伝送路に合わせて、誤り訂正性能を最適に動作させるために使用してもよく、運用中の劣化を考慮して運用中に現状の誤り訂正性能を探索するために使用してもよい。特に、後者の場合には、尤度生成パラメータをディザのように振った最適値を用いた自動追従制御を適用することができる。
【００５３】
実施の形態２．
先の実施の形態１では、軟判定誤り訂正の性能を推定するために、硬判定誤り訂正復号処理１２０７の訂正ビット数をモニタする場合について説明した。これに対して、本実施の形態２では、軟判定誤り訂正の性能を推定するために、軟判定誤り訂正復号処理１２０６の訂正ビット数をモニタする場合について説明する。
【００５４】
図６は、本発明の実施の形態２における光受信器の構成図のうち、軟判定誤り訂正復号処理１２０６の訂正ビット数をモニタする構成を抜き出した図である。図６に示すように、本実施の形態２においては、訂正ビット数モニタ処理１２１３、軟判定誤り訂正性能算出処理１２１４、および尤度生成パラメータ算出処理１２０９により、軟判定誤り訂正の性能の推定結果から尤度生成パラメータを変化させる処理を実現している。そこで、これらの処理を中心に、以下に説明する。
【００５５】
ここで、図６に示した尤度生成パラメータ算出処理１２０９、訂正ビット数モニタ処理１２１３、および軟判定誤り訂正性能算出処理１２１４の各機能ブロックは、尤度生成パラメータを生成することで、軟判定値を調整可能とする軟判定値調整回路に相当する。
【００５６】
訂正ビット数モニタ処理１２１３は、軟判定誤り訂正復号処理１２０６で訂正したビットの数をモニタする。軟判定誤り訂正性能算出処理１２１４は、軟判定誤り訂正復号処理１２０６によるモニタ結果を用いて、軟判定誤りに関する訂正性能を算出する。
【００５７】
軟判定誤り訂正復号処理１２０６に入力される信号の誤り率が一定と仮定し、かつ、軟判定誤り訂正復号処理１２０６ですべての訂正が完了しない条件においては、単位時間当たりの訂正ビット数が大きければ大きいほど、軟判定誤り訂正復号処理１２０６の性能が高いこととなる。
【００５８】
従って、軟判定誤り訂正性能算出処理１２１４は、例えば、単位時間当たりの訂正ビット数を算出する。そして、尤度生成パラメータ算出処理１２０９は、軟判定誤り訂正性能算出処理１２１４による算出結果が大きくなるように、尤度生成パラメータを調整する。この結果、尤度情報の最適化を行うことができる。
【００５９】
以上のように、実施の形態２によれば、軟判定誤り訂正処理の性能が高まるように尤度生成パラメータを変化させ、この尤度生成パラメータを用いて尤度の最適化を図る構成を備えている。特に、本実施の形態２においては、軟判定誤り訂正復号処理による単位時間当たりの訂正ビット数が大きくなるように、尤度生成パラメータを変化させる構成を備えている。この結果、誤り訂正性能の向上を図ることが可能となる。さらに、復号繰り返し数の低減を図ることで、復号処理に必要な電力を削減することができる。
【００６０】
なお、本実施の形態２では、訂正ビット数をモニタする場合について説明したが、誤りビットの検出数を用いて尤度生成パラメータを生成してもよい。また、軟判定復号処理を繰り返し行う場合、各繰り返し後の訂正不能符号数をモニタし、それらのモニタ結果が最も小さくなるように尤度生成パラメータを生成してもよい。
【００６１】
実施の形態３．
先の実施の形態１、実施の形態２では、軟判定誤り訂正の性能を推定するために、誤り訂正符号の復号結果を利用する場合について説明した。一方、上式（１）に記載されている通り、軟判定値として使用される対数尤度比は、入力される信号の雑音を求めることができれば、算出可能となる。そこで、本実施の形態３では、入力される信号の雑音の推定結果を利用して、軟判定誤り訂正の性能を推定する場合について説明する。
【００６２】
図７は、本発明の実施の形態３における光受信器の構成図のうち、尤度生成処理１２０５に入力される信号の雑音を求める構成を抜き出した図である。図７に示すように、本実施の形態３においては、信号分布算出処理１２１５、雑音算出処理１２１６、および尤度生成パラメータ算出処理１２０９により、入力される信号の雑音の算出結果から尤度生成パラメータを変化させる処理を実現している。そこで、これらの処理を中心に、以下に説明する。
【００６３】
ここで、図７に示した尤度生成パラメータ算出処理１２０９、信号分布算出処理１２１５、および雑音算出処理１２１６の各機能ブロックは、尤度生成パラメータを生成することで、軟判定値を調整可能とする軟判定値調整回路に相当する。
【００６４】
受信した信号は、様々な受信信号処理を経て、軟判定誤り訂正復号処理１２０６に入力される。図７では、受信信号処理のうち、位相補償処理１２０４から尤度生成処理１２０５までを抜き出して記載している。
【００６５】
本実施の形態３における信号分布算出処理１２１５は、位相補償処理１２０４による処理後の信号について、信号分布を導出する。その後、雑音算出処理１２１６は、導出された信号分布から雑音を算出する。そして、本実施の形態３における尤度生成パラメータ算出処理１２０９は、算出された雑音を元に、尤度生成パラメータを決定する。さらに、尤度生成処理１２０５は、決定された尤度生成パラメータに基づいて尤度を生成する。
【００６６】
一例として、ＱＰＳＫ信号を受信した場合における、雑音の算出方法について説明する。図８は、本発明の実施の形態３における信号分布算出処理１２１５による信号分布の算出結果を示した図である。図８に示した分布は、色が濃い部分ほど発生頻度は高く、薄くなるに従って発生頻度は低くなることを意味しており、もっとも色の濃い部分の中心が、ＱＰＳＫ信号の理想的なシンボル点を示している。
【００６７】
例えば、この受信した信号に印加されている雑音がガウス雑音に従うのであれば、雑音算出処理１２１６は、理想的なシンボル点の座標情報と、受信信号の座標情報とから、対数尤度比を算出するための雑音分散を求めることが可能である。
【００６８】
以上のように、実施の形態３によれば、軟判定誤り訂正処理の性能が高まるように尤度生成パラメータを変化させ、この尤度生成パラメータを用いて尤度の最適化を図る構成を備えている。特に、本実施の形態３においては、尤度生成処理に入力される信号に含まれる雑音の推定結果から、尤度生成パラメータを変化させる構成を備えている。この結果、誤り訂正性能の向上を図ることが可能となる。さらに、復号繰り返し数の低減を図ることで、復号処理に必要な電力を削減することができる。
【００６９】
なお、上述した実施の形態１〜３で説明したデジタル信号処理回路１２は、各機能ブロックとして示したそれぞれの処理をプロセッサにより実行することで実現することが可能である。また、デジタル信号処理回路１２は、アナログデジタル変換処理などの一部の機能を専用のハードウェアで構成することも可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１１  コヒーレントレシーバ、１２  デジタル信号処理回路、１２０４  位相補償処理、１２０５  尤度生成処理、１２０６  軟判定誤り訂正復号処理、１２０７  硬判定誤り訂正復号処理、１２０９  尤度生成パラメータ算出処理、１２１０  復号処理回数算出処理、１２１１  訂正ビット数モニタ処理、１２１２  軟判定誤り訂正後ＢＥＲ算出処理、１２１３  訂正ビット数モニタ処理、１２１４  訂正性能算出処理、１２１５  信号分布算出処理、１２１６  雑音算出処理。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年9月11日(2018.9.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明に係る誤り訂正復号回路は、軟判定誤り訂正符号と硬判定誤り訂正符号とによる連接符号が用いられる光送受信システムに含まれる誤り訂正復号回路であって、硬判定誤り訂正符号復号処理の訂正ビット数をモニタすることで受信信号の性能を推定する回路を有し、前記軟判定誤り訂正復号回路もしくは前記硬判定誤り訂正復号回路は、設定された誤り訂正性能を維持できる範囲で、前記推定結果に基づいて繰り返し復号を行う際の繰り返し数を制限する制御回路を有し、前記軟判定誤り訂正復号回路に入力する軟判定値を調整可能な軟判定値調整回路を備え、前記軟判定値調整回路は、前記受信信号の性能に関する推定結果に基づいて、前記軟判定値を調整する。
【手続補正２】
【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】
軟判定誤り訂正符号と硬判定誤り訂正符号とによる連接符号が用いられる光送受信システムに含まれる誤り訂正復号回路であって、
硬判定誤り訂正符号復号処理の訂正ビット数をモニタすることで受信信号の性能を推定する回路を有し、
前記軟判定誤り訂正復号回路もしくは前記硬判定誤り訂正復号回路は、設定された誤り訂正性能を維持できる範囲で、前記推定結果に基づいて繰り返し復号を行う際の繰り返し数を制限する制御回路を有し、
前記軟判定誤り訂正復号回路に入力する軟判定値を調整可能な軟判定値調整回路を備え、
前記軟判定値調整回路は、前記受信信号の性能に関する推定結果に基づいて、前記軟判定値を調整する
誤り訂正復号回路。
【請求項２】
前記軟判定値調整回路は、誤り訂正性能が最大となるように前記軟判定値を調整する
請求項１に記載の誤り訂正復号回路。
【請求項３】
前記軟判定値調整回路は、前記硬判定誤り訂正復号回路の誤り訂正ビット数が０の場合に、軟判定誤り訂正符号復号処理の訂正ビット数または誤りビット数をモニタすることで前記受信信号の性能を推定し、推定結果を用いて前記軟判定値を調整する
請求項２に記載の誤り訂正復号回路。
【請求項４】
前記軟判定値調整回路は、軟判定誤り訂正復号回路によって繰り返し復号が行われることで前記軟判定誤り訂正符号復号処理が実行される場合には、前記軟判定誤り訂正符号復号処理の各繰り返し訂正処理における訂正ビット数または誤りビット数をモニタすることで前記受信信号の性能を推定し、推定結果を用いて前記軟判定値を調整する
請求項３に記載の誤り訂正復号回路。
【請求項５】
軟判定誤り訂正符号と硬判定誤り訂正符号とによる連接符号が用いられる光送受信システムに含まれる誤り訂正復号回路であって、
硬判定誤り訂正符号復号処理の訂正ビット数をモニタすることで受信信号の性能を推定する回路を有し、
前記軟判定誤り訂正復号回路もしくは前記硬判定誤り訂正復号回路は、設定された誤り訂正性能を維持できる範囲で、前記推定結果に基づいて繰り返し復号を行う際の繰り返し数を制限する制御回路を有し、
前記軟判定誤り訂正復号回路に入力する軟判定値を調整可能な軟判定値調整回路を備え、
前記軟判定値調整回路は、受信信号の信号分布から雑音を推定し、推定結果を用いて前記軟判定値を調整する
誤り訂正復号回路。    
【請求項６】
前記軟判定値調整回路による軟判定値調整および繰り返し復号回数制御の初期シーケンスとして、繰り返し復号回数制御後に軟判定値調整を行うシーケンスを有する
請求項１又は２に記載の誤り訂正復号回路。
【請求項７】
請求項６に記載のシーケンス後に、再度繰り返し復号回数制御を行うシーケンスを有する
請求項１又は２に記載の誤り訂正復号回路。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の誤り訂正復号回路を備えた光受信器。
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月5日(2018.12.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明に係る誤り訂正復号回路は、軟判定誤り訂正符号と硬判定誤り訂正符号とによる連接符号が用いられる光送受信システムに含まれる誤り訂正復号回路であって、軟判定誤り訂正復号回路に入力する軟判定値を調整可能な軟判定値調整回路を備え、軟判定値調整回路は、硬判定誤り訂正符号復号処理の訂正ビット数をモニタすることで受信信号の性能を推定し、受信信号の性能に関する推定結果に基づいて、設定された誤り訂正性能を維持できる範囲で、繰り返し復号を行う際の繰り返し数を制限するとともに軟判定値を調整する。
【手続補正２】
【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】
軟判定誤り訂正符号と硬判定誤り訂正符号とによる連接符号が用いられる光送受信システムに含まれる誤り訂正復号回路であって、
軟判定誤り訂正復号回路に入力する軟判定値を調整可能な軟判定値調整回路を備え、
前記軟判定値調整回路は、硬判定誤り訂正符号復号処理の訂正ビット数をモニタすることで受信信号の性能を推定し、前記受信信号の性能に関する推定結果に基づいて、設定された誤り訂正性能を維持できる範囲で、繰り返し復号を行う際の繰り返し数を制限するとともに前記軟判定値を調整する
誤り訂正復号回路。
【請求項２】
前記軟判定値調整回路は、誤り訂正性能が最大となるように前記軟判定値を調整する
請求項１に記載の誤り訂正復号回路。
【請求項３】
前記軟判定値調整回路は、前記硬判定誤り訂正符号復号処理の訂正ビット数をモニタする代わりに、軟判定誤り訂正符号復号処理の訂正ビット数または誤りビット数をモニタすることで前記受信信号の性能を推定し、推定結果を用いて前記軟判定値を調整する
請求項２に記載の誤り訂正復号回路。
【請求項４】
前記軟判定値調整回路は、軟判定誤り訂正復号回路によって繰り返し復号が行われることで前記軟判定誤り訂正符号復号処理が実行される場合には、前記軟判定誤り訂正符号復号処理の各繰り返し後の訂正ビット数または誤りビット数をモニタすることで前記受信信号の性能を推定し、推定結果を用いて前記軟判定値を調整する
請求項３に記載の誤り訂正復号回路。
【請求項５】
軟判定誤り訂正符号と硬判定誤り訂正符号とによる連接符号が用いられる光送受信システムに含まれる誤り訂正復号回路であって、
軟判定誤り訂正復号回路に入力する軟判定値を調整可能な軟判定値調整回路を備え、
前記軟判定値調整回路は、
硬判定誤り訂正符号復号処理の訂正ビット数をモニタすることで受信信号の性能を推定し、前記受信信号の性能に関する推定結果に基づいて、設定された誤り訂正性能を維持できる範囲で、繰り返し復号を行う際の繰り返し数を制限し、
前記受信信号の信号分布から雑音を推定し、推定結果を用いて前記軟判定値を調整する
誤り訂正復号回路。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の誤り訂正復号回路を備えた光受信器。
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月29日(2019.3.29)
【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】
軟判定誤り訂正符号と硬判定誤り訂正符号とによる連接符号が用いられる光送受信システムに含まれる誤り訂正復号回路であって、
軟判定誤り訂正復号回路に入力する軟判定値を調整可能な軟判定値調整回路を備え、
前記軟判定値調整回路は、硬判定誤り訂正符号復号処理の訂正ビット数をモニタすることで受信信号の性能を推定し、前記受信信号の性能に関する推定結果に基づいて、設定された誤り訂正性能を維持できる範囲で、繰り返し復号を行う際の繰り返し数を制限するとともに前記軟判定値を調整する
誤り訂正復号回路。
【請求項２】
前記軟判定値調整回路は、誤り訂正性能が最大となるように前記軟判定値を調整する
請求項１に記載の誤り訂正復号回路。
【請求項３】
前記軟判定値調整回路は、
前記硬判定誤り訂正符号復号処理の訂正ビット数をモニタすることで受信信号の性能を推定し、前記受信信号の性能に関する推定結果に基づいて、設定された誤り訂正性能を維持できる範囲で、繰り返し復号を行う際の繰り返し数を制限し、
前記硬判定誤り訂正符号復号処理の訂正ビット数をモニタする代わりに、軟判定誤り訂正符号復号処理の訂正ビット数または誤りビット数をモニタすることで前記受信信号の性能を推定し、推定結果を用いて前記軟判定値を調整する
請求項２に記載の誤り訂正復号回路。
【請求項４】
前記軟判定値調整回路は、軟判定誤り訂正復号回路によって繰り返し復号が行われることで前記軟判定誤り訂正符号復号処理が実行される場合には、前記軟判定誤り訂正符号復号処理の各繰り返し後の訂正ビット数または誤りビット数をモニタすることで前記受信信号の性能を推定し、推定結果を用いて前記軟判定値を調整する
請求項３に記載の誤り訂正復号回路。
【請求項５】
軟判定誤り訂正符号と硬判定誤り訂正符号とによる連接符号が用いられる光送受信システムに含まれる誤り訂正復号回路であって、
軟判定誤り訂正復号回路に入力する軟判定値を調整可能な軟判定値調整回路を備え、
前記軟判定値調整回路は、
硬判定誤り訂正符号復号処理の訂正ビット数をモニタすることで受信信号の性能を推定し、前記受信信号の性能に関する推定結果に基づいて、設定された誤り訂正性能を維持できる範囲で、繰り返し復号を行う際の繰り返し数を制限し、
前記受信信号の信号分布から雑音を推定し、推定結果を用いて前記軟判定値を調整する
誤り訂正復号回路。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の誤り訂正復号回路を備えた光受信器。
【国際調査報告】
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2019198127.tif 000014
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