(57)【要約】【課題】16値以上の多値ＱＡＭ信号光から位相が±π／４または±３π／４の特定シンボルの出現タイミングを判定する特定シンボル判定回路を改良する。【解決手段】特定シンボル判定回路は、Ｉ成分の差動電気信号の絶対値と所定の閾値との大小関係に応じた第１の判定信号を出力する第１の絶対値判定回路と、Ｑ成分の差動電気信号の絶対値と所定の閾値との大小関係に応じた第２の判定信号を出力する第２の絶対値判定回路と、第１の判定信号と第２の判定信号の論理演算により制御信号として出力する抽出用制御信号生成回路とを備える。【選択図】  図１
2018074246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
16値以上の多値ＱＡＭ信号光を局発光源から出力される局発光を用いて光ホモダイン位相同期検波し、Ｉ成分の差動電気信号およびＱ成分の差動電気信号を出力する受光器と、  前記Ｉ成分の差動電気信号および前記Ｑ成分の差動電気信号を入力し、位相が±π／４または±３π／４の特定シンボルの出現タイミングを示す制御信号を出力する特定シンボル判定回路と、
前記Ｉ成分の差動電気信号および前記Ｑ成分の差動電気信号と、前記制御信号を入力し、前記制御信号に応じて前記特定シンボルにおける位相誤差信号を検出し、この位相誤差信号により前記局発光源の光周波数を制御して前記多値ＱＡＭ信号光と前記局発光の光位相を同期させる位相誤差制御手段と
を備えた光位相同期回路において、
前記特定シンボル判定回路は、
前記Ｉ成分の差動電気信号の絶対値と所定の閾値との大小関係に応じた第１の判定信号を出力する第１の絶対値判定回路と、
前記Ｑ成分の差動電気信号の絶対値と前記所定の閾値との大小関係に応じた第２の判定信号を出力する第２の絶対値判定回路と、
前記第１の判定信号と前記第２の判定信号の論理演算により前記制御信号として出力する抽出用制御信号生成回路と
を備えたことを特徴とする光位相同期回路。
【請求項２】
請求項１に記載の光位相同期回路において、
前記第１の絶対値判定回路は、前記Ｉ成分の差動電気信号と前記所定の閾値との論理演算により前記第１の判定信号を出力する構成であり、
前記第２の絶対値判定回路は、前記Ｑ成分の差動電気信号と前記所定の閾値との論理演算により前記第２の判定信号を出力する構成である
ことを特徴とする光位相同期回路。
【請求項３】
請求項１に記載の光位相同期回路において、
前記抽出用制御信号生成回路は、前記所定の閾値として前記多値ＱＡＭ信号光の最小振幅のシンボルのみを検出できる値に設定し、前記第１の判定信号と前記第２の判定信号の論理演算により、位相が±π／４または±３π／４で最小振幅の内輪４点の特定シンボルの出現タイミングを示す前記制御信号を出力する構成である
ことを特徴とする光位相同期回路。
【請求項４】
請求項１に記載の光位相同期回路において、
前記抽出用制御信号生成回路は、前記多値ＱＡＭ信号光の多値数ＭがＭ＝２2n（ｎは２以上の整数）とし、前記所定の閾値として前記多値ＱＡＭ信号光の最大振幅のシンボルのみを検出できる値に設定し、前記第１の判定信号と前記第２の判定信号の論理演算により、位相が±π／４または±３π／４で最大振幅の外輪４点の特定シンボルの出現タイミングを示す前記制御信号を出力する構成である
ことを特徴とする光位相同期回路。
【請求項５】
請求項１に記載の光位相同期回路において、
前記抽出用制御信号生成回路は、前記多値ＱＡＭ信号光が16ＱＡＭ信号光とし、前記所定の閾値として前記16ＱＡＭ信号光の最大振幅と最小振幅との間に設定し、前記第１の判定信号と前記第２の判定信号の論理演算により、位相が±π／４または±３π／４で最大振幅の外輪４点と最小振幅の内輪４点の特定シンボルの出現タイミングを示す前記制御信号を出力する構成である
ことを特徴とする光位相同期回路。
【請求項６】
請求項１に記載の光位相同期回路において、
前記所定の閾値として、前記多値ＱＡＭ信号光の中間振幅以上のシンボルを検出できる第１の閾値と、第１の閾値より前記多値ＱＡＭ信号光の１シンボルの振幅差だけ大きい第２の閾値を設定し、
前記第１の絶対値判定回路は、前記第１の閾値を用いて第１−１の判定信号を出力する第１−１の絶対値判定回路と、前記第２の閾値を用いて第１−２の判定信号を出力する第１−２の絶対値判定回路とを備え、
前記第２の絶対値判定回路は、前記第１の閾値を用いて第２−１の判定信号を出力する第２−１の絶対値判定回路と、前記第２の閾値を用いて第２−２の判定信号を出力する第２−２の絶対値判定回路とを備え、
前記抽出用制御信号生成回路は、前記第１−１の判定信号と前記第２−１の判定信号のＮＯＲをとった第１の中間制御信号を生成し、前記第１−２の判定信号と前記第２−２の判定信号のＡＮＤをとった第２の中間制御信号を生成し、第１の中間制御信号と第２の中間制御信号のＡＮＤをとり、位相が±π／４または±３π／４で中間振幅の４点の特定シンボルの出現タイミングを示す前記制御信号を出力する構成である
ことを特徴とする光位相同期回路。
【請求項７】
請求項１に記載の光位相同期回路において、
前記位相誤差制御手段は、前記Ｉ成分の差動電気信号および前記Ｑ成分の差動電気信号から前記制御信号に応じて前記特定シンボルを抽出する抽出回路を備え、抽出回路で抽出された前記特定シンボルを前記位相誤差制御手段に入力する構成である
ことを特徴とする光位相同期回路。
【請求項８】
請求項１に記載の光位相同期回路において、
前記位相誤差制御手段は、前記Ｉ成分の差動電気信号および前記Ｑ成分の差動電気信号から各シンボルの位相誤差を検出し、各シンボルの位相誤差から前記制御信号に応じて前記特定シンボルの位相誤差を抽出する構成である
ことを特徴とする光位相同期回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、16値以上の多値ＱＡＭ信号光を光ホモダイン位相同期検波する光多値ＱＡＭ信号受信装置において、多値ＱＡＭ信号光に対して局発光の光位相を同期させる光位相同期回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０は、ＱＰＳＫ信号光に対する従来の光位相同期回路の構成例を示す（特許文献１および特許文献２）。
【０００３】
図１０において、ＱＰＳＫ信号光と局発光源２１から出力される局発光は、光90度ハイブリッド回路を含む受光器２２に入力し、Ｉ成分の差動電気信号のＶI ，Ｖ-IおよびＱ成分の差動電気信号ＶQ ，Ｖ-QとしてＣＯＳＴＡＳ回路２８に入力する。ＣＯＳＴＡＳ回路２８では、ＶI ，Ｖ-IおよびＶQ ，Ｖ-QからＱＰＳＫ信号光に対する局部発振光の位相誤差成分を検出し、ループフィルタ２９を介して局発光源２１にフィードバックし、ＱＰＳＫ信号光に対する局発光の位相誤差が０になるように光周波数制御を行う。
【０００４】
ＣＯＳＴＡＳ回路２８では、ＢＰＳＫ信号光やＱＰＳＫ信号光に対する局部発振光の位相誤差を検出することができる。例えばＱＰＳＫでは、送信情報を±π／４，±３π／４の４値位相を使って送信するが、ＣＯＳＴＡＳ回路２８では、ＶI ，Ｖ-IおよびＶQ ，Ｖ-Qの位相を４倍することで、送信情報に依存しない形で位相誤差を検出することができる。
【０００５】
しかし、16値以上の多値ＱＡＭ信号の場合は、位相を４倍したときに送信情報に依存した情報と、依存しない情報（真の位相誤差）になる信号がある。例えば16ＱＡＭでは、図１１に示すＩＱ空間上に、位相が±π／４または±３π／４の特定シンボルに対応する信号●と、その他のシンボルに対応する信号○がそれぞれ８個ある。このうち、位相が±π／４または±３π／４の特定シンボルに対応する信号●はその位相を４倍するとπになり、πからのずれが位相誤差として検出できるが、信号○は位相を４倍または８倍しても位相誤差だけを検出することができない。
【０００６】
このように、ＣＯＳＴＡＳ回路２８は、ＢＰＳＫ信号光やＱＰＳＫ信号光に対して位相誤差検出器として機能するが、16値以上の多値ＱＡＭ信号に対する位相誤差検出器として機能させることができない。一方、インターネットが普及した現在、通信容量拡大のために変調方式の多値化が進んでいる。
【０００７】
そこで、特許文献２では、図１１に示すように、受光器２２とＣＯＳＴＡＳ回路２８との間に特定シンボル判定回路２３および抽出回路２６，２７を挿入し、16値以上の多値ＱＡＭ信号から位相が±π／４または±３π／４の特定シンボルに対応する信号●を抽出し、ＣＯＳＴＡＳ回路２８に入力する構成を示した。
【０００８】
特定シンボル判定回路２３は、強度検出回路２４で多値ＱＡＭ信号のＩ成分とＱ成分の２乗和から強度Ｒを検出し、比較回路２５で１つ以上の閾値と比較して位相が±π／４または±３π／４の特定シンボルの出現タイミングに対応する制御信号を生成する。抽出回路２６，２７は、この制御信号で受光器２２から出力されるＶI ，Ｖ-IおよびＶQ ，Ｖ-Qをラッチし、ＣＯＳＴＡＳ回路２８に入力する。例えば、強度Ｒが閾値Ｒ１以下となるタイミングを判定して16ＱＡＭ信号の内輪４点を抽出し、強度Ｒが閾値Ｒ２（Ｒ２＞Ｒ１）以上となるタイミングを判定して外輪４点を抽出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１４−１３８２５８号公報
【特許文献２】特開２０１５−１６２８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献２に記載の特定シンボル判定回路２３は、多値ＱＡＭ信号のＩ成分とＱ成分の２乗和から強度を検出して閾値判定する構成であり、通信容量拡大に伴う大きな多値数やシンボルレートの高速化に対応することが困難であった。したがって、多値ＱＡＭ信号の各シンボルの強度を検出せずに、位相が±π／４または±３π／４の特定シンボルを抽出できる方法が必要になる。
【００１１】
本発明は、16値以上の多値ＱＡＭ信号光から位相が±π／４または±３π／４の特定シンボルの出現タイミングを判定する特定シンボル判定回路を改良した光位相同期回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、16値以上の多値ＱＡＭ信号光を局発光源から出力される局発光を用いて光ホモダイン位相同期検波し、Ｉ成分の差動電気信号およびＱ成分の差動電気信号を出力する受光器と、Ｉ成分の差動電気信号およびＱ成分の差動電気信号を入力し、位相が±π／４または±３π／４の特定シンボルの出現タイミングを示す制御信号を出力する特定シンボル判定回路と、Ｉ成分の差動電気信号およびＱ成分の差動電気信号と、制御信号を入力し、制御信号に応じて特定シンボルにおける位相誤差信号を検出し、この位相誤差信号により局発光源の光周波数を制御して多値ＱＡＭ信号光と局発光の光位相を同期させる位相誤差制御手段とを備えた光位相同期回路において、特定シンボル判定回路は、Ｉ成分の差動電気信号の絶対値と所定の閾値との大小関係に応じた第１の判定信号を出力する第１の絶対値判定回路と、Ｑ成分の差動電気信号の絶対値と所定の閾値との大小関係に応じた第２の判定信号を出力する第２の絶対値判定回路と、第１の判定信号と第２の判定信号の論理演算により制御信号として出力する抽出用制御信号生成回路とを備える。
【００１３】
本発明の光位相同期回路において、第１の絶対値判定回路は、Ｉ成分の差動電気信号と所定の閾値との論理演算により第１の判定信号を出力する構成であり、第２の絶対値判定回路は、Ｑ成分の差動電気信号と所定の閾値との論理演算により第２の判定信号を出力する構成である。
【００１４】
本発明の光位相同期回路において、抽出用制御信号生成回路は、所定の閾値として多値ＱＡＭ信号光の最小振幅のシンボルのみを検出できる値に設定し、第１の判定信号と第２の判定信号の論理演算により、位相が±π／４または±３π／４で最小振幅の内輪４点の特定シンボルの出現タイミングを示す制御信号を出力する構成である。
【００１５】
本発明の光位相同期回路において、抽出用制御信号生成回路は、多値ＱＡＭ信号光の多値数ＭがＭ＝２2n（ｎは２以上の整数）とし、所定の閾値として多値ＱＡＭ信号光の最大振幅のシンボルのみを検出できる値に設定し、第１の判定信号と第２の判定信号の論理演算により、位相が±π／４または±３π／４で最大振幅の外輪４点の特定シンボルの出現タイミングを示す制御信号を出力する構成である。
【００１６】
本発明の光位相同期回路において、抽出用制御信号生成回路は、多値ＱＡＭ信号光が16ＱＡＭ信号光とし、所定の閾値として16ＱＡＭ信号光の最大振幅と最小振幅との間に設定し、第１の判定信号と第２の判定信号の論理演算により、位相が±π／４または±３π／４で最大振幅の外輪４点と最小振幅の内輪４点の特定シンボルの出現タイミングを示す制御信号を出力する構成である。
【００１７】
本発明の光位相同期回路において、所定の閾値として、多値ＱＡＭ信号光の中間振幅以上のシンボルを検出できる第１の閾値と、第１の閾値より多値ＱＡＭ信号光の１シンボルの振幅差だけ大きい第２の閾値を設定し、第１の絶対値判定回路は、第１の閾値を用いて第１−１の判定信号を出力する第１−１の絶対値判定回路と、第２の閾値を用いて第１−２の判定信号を出力する第１−２の絶対値判定回路とを備え、第２の絶対値判定回路は、第１の閾値を用いて第２−１の判定信号を出力する第２−１の絶対値判定回路と、第２の閾値を用いて第２−２の判定信号を出力する第２−２の絶対値判定回路とを備え、抽出用制御信号生成回路は、第１−１の判定信号と第２−１の判定信号のＮＯＲをとった第１の中間制御信号を生成し、第１−２の判定信号と第２−２の判定信号のＡＮＤをとった第２の中間制御信号を生成し、第１の中間制御信号と第２の中間制御信号のＡＮＤをとり、位相が±π／４または±３π／４で中間振幅の４点の特定シンボルの出現タイミングを示す制御信号を出力する構成である。
【００１８】
本発明の光位相同期回路において、位相誤差制御手段は、Ｉ成分の差動電気信号およびＱ成分の差動電気信号から制御信号に応じて特定シンボルを抽出する抽出回路を備え、抽出回路で抽出された特定シンボルを位相誤差制御手段に入力する構成である。
【００１９】
本発明の光位相同期回路において、位相誤差制御手段は、Ｉ成分の差動電気信号およびＱ成分の差動電気信号から各シンボルの位相誤差を検出し、各シンボルの位相誤差から制御信号に応じて特定シンボルの位相誤差を抽出する構成である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の光位相同期回路は、特定シンボル判定回路において、Ｉ成分の差動電気信号およびＱ成分の差動電気信号の絶対値判定を行い、その判定信号の論理演算により、16値以上の多値ＱＡＭ信号光から位相が±π／４または±３π／４の特定シンボルの出現タイミングを示す制御信号を生成することができる。この制御信号を位相誤差制御手段に与えることにより、特定シンボルから精度の高い位相誤差を検出して位相同期制御に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の光位相同期回路の実施例１の構成を示す図である。
【図２】実施例１の特定シンボル判定回路１０Ａの動作原理を示す図である。
【図３】本発明の光位相同期回路の実施例２の構成を示す図である。
【図４】実施例２の特定シンボル判定回路１０Ａの動作原理を示す図である。
【図５】本発明の光位相同期回路の実施例３の構成を示す図である。
【図６】特定シンボル判定回路１０Ｂの動作原理を示す図である。
【図７】特定シンボル判定回路１０Ｂの動作原理を示す図である。
【図８】特定シンボル判定回路１０Ｂの動作原理を示す図である。
【図９】本発明の光位相同期回路の実施例４の構成を示す図である。
【図１０】ＱＰＳＫ信号光に対する従来の光位相同期回路の構成例を示す図である。
【図１１】特許文献２に記載の光位相同期回路の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（実施例１）
図１は、本発明の光位相同期回路の実施例１の構成を示す。
図１において、局発光源２１、受光器２２、抽出回路２６，２７、ＣＯＳＴＡＳ回路２８、ループフィルタ２９は、図１１に示す従来構成（特許文献２の構成）と同様である。実施例１の特徴は、16値以上のＭ値ＱＡＭ信号光から位相が±π／４または±３π／４で、最小振幅の内輪４点または最大振幅の外輪４点またはその両方の特定シンボルを抽出するための制御信号を生成して抽出回路２６，２７に与える特定シンボル判定回路１０Ａの構成である。
【００２３】
特定シンボル判定回路１０Ａは、受光器２２から出力されるＩ成分の差動電気信号ＶI ，Ｖ-Iと閾値Ｖthとを比較したＡとＢの排他的論理和Ｅを出力する絶対値判定回路１１と、Ｑ成分の差動電気信号ＶQ ，Ｖ-Qと閾値Ｖthとを比較したＣとＤの排他的論理和Ｆを出力する絶対値判定回路１２と、絶対値判定回路１１の出力Ｅと絶対値判定回路１２の出力ＦのＡＮＤまたはＮＯＲまたはＥｘ−ＮＯＲのいずれかによる制御信号Ｇを生成する抽出用制御信号生成回路１３Ａにより構成される。ここで、ＡはＶI −Ｖth、ＢはＶth−Ｖ-I、ＣはＶQ −Ｖth、ＤはＶth−Ｖ-Qがそれぞれ正であれば１、負であれば０となる。
【００２４】
図２は、実施例１の特定シンボル判定回路１０Ａの動作原理を示す。
図２において、絶対値判定回路１１は、ＶI ＞＋ＶthであればＡ＝１、ＶI ＜＋ＶthであればＡ＝０、Ｖ-I＜＋Ｖth（−ＶI ＜＋Ｖth、ＶI ＞−Ｖth）であればＢ＝１、Ｖ-I＞＋Ｖth（−ＶI ＞＋Ｖth、ＶI ＜−Ｖth）であればＢ＝０とし、ＡとＢの排他的論理和Ｅを出力する。すなわち、｜ＶI ｜＞ＶthであればＥ＝０、｜ＶI ｜＜ＶthであればＥ＝１となる。
【００２５】
絶対値判定回路１２は、ＶQ ＞＋ＶthであればＣ＝１、ＶQ ＜＋ＶthであればＣ＝０、Ｖ-Q＜＋Ｖth（−ＶQ ＜＋Ｖth、ＶQ ＞−Ｖth）であればＤ＝１、Ｖ-Q＞＋Ｖth（−ＶQ ＞＋Ｖth、ＶQ ＜−Ｖth）であればＤ＝０とし、ＣとＤの排他的論理和Ｆを出力する。すなわち、｜ＶQ ｜＞ＶthであればＦ＝０、｜ＶQ ｜＜ＶthであればＦ＝１となる。
【００２６】
抽出用制御信号生成回路１３Ａは、閾値ＶthとしてＭ値ＱＡＭ信号光の最小振幅のシンボルのみを検出できる値に設定し、ＥとＦのＡＮＤをとることにより、閾値Ｖth、−Ｖthの内側にあり位相が±π／４または±３π／４で、最小振幅の内輪４点の特定シンボル（●）を抽出する制御信号Ｇを生成することができる。この内輪４点の特定シンボルを抽出する場合は、Ｍ＝２2nおよびＭ＝２2n+1（ｎは２以上の整数）のＭ値ＱＡＭ信号光に対応できる。
【００２７】
また、閾値ＶthとしてＭ値ＱＡＭ信号光の最大振幅のシンボルのみを検出できる値に設定し、ＥとＦのＮＯＲをとることにより、閾値Ｖth、−Ｖthの外側にあり位相が±π／４または±３π／４で、最大振幅の外輪４点のシンボル（●）を抽出する制御信号Ｇを生成することができる。なお、Ｍ＝２2n+1（ｎは２以上の整数）のＭ値ＱＡＭ信号光の場合は、最大振幅となるシンボルの位相が±π／４または±３π／４でないため、Ｍ＝２2n（ｎは２以上の整数）のＭ値ＱＡＭ信号光に限定される。
【００２８】
また、16ＱＡＭ信号光の場合は、位相が±π／４または±３π／４で最小振幅の内輪４点のシンボルと、位相が±π／４または±３π／４で最大振幅の外輪４点のシンボルは、１つの閾値Ｖthで分離できるので、ＥとＦのＥｘ−ＮＯＲをとることにより、閾値Ｖth、−Ｖthの内側および外側にある内輪／外輪８点のシンボル（●）を抽出する制御信号Ｇを生成することができる。
【００２９】
このように、実施例１の特定シンボル判定回路１０Ａは、１つの閾値Ｖthに対して２つの絶対値判定回路１１，１２を用い、抽出用制御信号生成回路１３ＡでＥとＦのＡＮＤ、またはＮＯＲ、またはＥｘ−ＮＯＲをとることにより、位相が±π／４または±３π／４で最小振幅または最大振幅またはその両方の特定シンボルを抽出する制御信号Ｇを生成することができる。抽出回路２６，２７は、制御信号Ｇが１となるタイミングで、受光器２２から出力されるＶI ，Ｖ-IおよびＶQ ，Ｖ-Qをラッチし、ＣＯＳＴＡＳ回路２８に入力する。
【００３０】
（実施例２）
図３は、本発明の光位相同期回路の実施例２の構成を示す。
図３において、実施例２の絶対値判定回路１１’，１２’の構成が異なる他は、実施例１と同様である。
【００３１】
特定シンボル判定回路１０Ａは、受光器２２から出力されるＩ成分の差動電気信号ＶI ，Ｖ-Iと閾値Ｖthとを比較したＡとＢ’の否定論理和Ｅを出力する絶対値判定回路１１’と、Ｑ成分の差動電気信号ＶQ ，Ｖ-Qと閾値Ｖthとを比較したＣとＤ’の否定論理和Ｆを出力する絶対値判定回路１２’と、絶対値判定回路１１’の出力Ｅと絶対値判定回路１２’の出力ＦのＡＮＤまたはＮＯＲまたはＥｘ−ＮＯＲのいずれかによる制御信号Ｇを生成する抽出用制御信号生成回路１３Ａにより構成される。ここで、ＡはＶI −Ｖth、Ｂ’はＶ-I−Ｖth、ＣはＶQ −Ｖth、Ｄ’はＶ-Q−Ｖthがそれぞれ正であれば１、負であれば０となる。
【００３２】
図４は、実施例２の特定シンボル判定回路１０Ａの動作原理を示す。
図４において、絶対値判定回路１１’は、ＶI ＞＋ＶthであればＡ＝１、ＶI ＜＋ＶthであればＡ＝０、Ｖ-I＞＋Ｖth（−ＶI ＞＋Ｖth、ＶI ＜−Ｖth）であればＢ’＝１、Ｖ-I＜＋Ｖth（−ＶI ＜＋Ｖth、ＶI ＞−Ｖth）であればＢ’＝０とし、ＡとＢ’の否定論理和Ｅを出力する。すなわち、｜ＶI ｜＞ＶthであればＥ＝０、｜ＶI ｜＜ＶthであればＥ＝１となる。
【００３３】
絶対値判定回路１２’は、ＶQ ＞＋ＶthであればＣ＝１、ＶQ ＜＋ＶthであればＣ＝０、Ｖ-Q＞＋Ｖth（−ＶQ ＞＋Ｖth、ＶQ ＜−Ｖth）であればＤ’＝１、Ｖ-Q＜＋Ｖth（−ＶQ ＜＋Ｖth、ＶQ ＞−Ｖth）であればＤ’＝０とし、ＣとＤの否定論理和Ｆを出力する。すなわち、｜ＶQ ｜＞ＶthであればＦ＝０、｜ＶQ ｜＜ＶthであればＦ＝１となる。
【００３４】
ここで、実施例１における排他的論理和Ｅ，Ｆと、実施例２における否定論理和Ｅ，Ｆは、Ｉ成分の差動電気信号ＶI ，Ｖ-Iと閾値Ｖthとの比較結果として同じ論理であり、Ｑ成分の差動電気信号ＶQ ，Ｖ-Qと閾値Ｖthとを比較結果として同じ論理である。したがって、抽出用制御信号生成回路１３Ａにおける処理は、実施例１と同様である。
【００３５】
また、実施例１における排他的論理和Ｅ，Ｆの反転出力Ｅ，Ｆ、または実施例２における否定論理和Ｅ，Ｆの反転出力Ｅ，Ｆを用いることも可能である。この場合には次のようになる。
【００３６】
抽出用制御信号生成回路１３Ａは、閾値ＶthとしてＭ値ＱＡＭ信号光の最小振幅のシンボルのみを検出できる値に設定し、ＥとＦのＮＯＲをとることにより、閾値Ｖth、−Ｖthの内側にあり位相が±π／４または±３π／４で、最小振幅の内輪４点の特定シンボル（●）を抽出する制御信号Ｇを生成することができる。この内輪４点の特定シンボルを抽出する場合は、Ｍ＝２2nおよびＭ＝２2n+1（ｎは２以上の整数）のＭ値ＱＡＭ信号光に対応できる。
【００３７】
また、閾値ＶthとしてＭ値ＱＡＭ信号光の最大振幅のシンボルのみを検出できる値に設定し、ＥとＦのＡＮＤをとることにより、閾値Ｖth、−Ｖthの外側にあり位相が±π／４または±３π／４で、最大振幅の外輪４点のシンボル（●）を抽出する制御信号Ｇを生成することができる。なお、Ｍ＝２2n+1（ｎは２以上の整数）のＭ値ＱＡＭ信号光の場合は、最大振幅となるシンボルの位相が±π／４または±３π／４でないため、Ｍ＝２2n（ｎは２以上の整数）のＭ値ＱＡＭ信号光に限定される。
【００３８】
また、16ＱＡＭ信号光の場合は、位相が±π／４または±３π／４で最小振幅の内輪４点のシンボルと、位相が±π／４または±３π／４で最大振幅の外輪４点のシンボルは、１つの閾値Ｖthで分離できるので、ＥとＦのＥｘ−ＮＯＲをとることにより、閾値Ｖth、−Ｖthの内側および外側にある内輪／外輪８点のシンボル（●）を抽出する制御信号Ｇを生成することができる。
【００３９】
このように、実施例１，２の特定シンボル判定回路１０Ａは、１つの閾値Ｖthに対して２つの絶対値判定回路１１，１２または１１’，１２’を用い、抽出用制御信号生成回路１３ＡでＥとＦのＡＮＤ、ＮＯＲ、Ｅｘ−ＮＯＲをとる、またはＥとＦのＮＯＲ、ＡＮＤ、Ｅｘ−ＮＯＲをとることにより、位相が±π／４または±３π／４で最小振幅または最大振幅またはその両方の特定シンボルを抽出する制御信号Ｇを生成することができる。抽出回路２６，２７は、制御信号Ｇが１となるタイミングで、受光器２２から出力されるＶI ，Ｖ-IおよびＶQ ，Ｖ-Qをラッチし、ＣＯＳＴＡＳ回路２８に入力する。
【００４０】
（実施例３）
図５は、本発明の光位相同期回路の実施例３の構成を示す。実施例３は、図１に示す実施例１の変形であるが、同様に図３に示す実施例２にも対応させることができる。
図５において、局発光源２１、受光器２２、抽出回路２６，２７、ＣＯＳＴＡＳ回路２８、ループフィルタ２９は、図１１に示す従来構成（特許文献２の構成）および実施例１の構成と同様である。実施例３の特徴は、16値以上のＭ値ＱＡＭ信号光から位相が±π／４または±３π／４で、中間振幅の４点の特定シンボルを抽出するための制御信号を生成する特定シンボル判定回路１０Ｂの構成である。
【００４１】
特定シンボル判定回路１０Ｂは、２つの閾値Ｖth1 、Ｖth2 を用いる。ただし、Ｖth1 ＜Ｖth2 とする。特定シンボル判定回路１０Ｂは、受光器２２から出力されるＩ成分の差動電気信号ＶI ，Ｖ-Iと閾値Ｖth1 とを比較したＡとＢの排他的論理和Ｅ１を出力する絶対値判定回路１１−１と、Ｑ成分の差動電気信号ＶQ ，Ｖ-Qと閾値Ｖth1 とを比較したＣとＤの排他的論理和Ｆ１を出力する絶対値判定回路１２−１と、受光器２２から出力されるＩ成分の差動電気信号ＶI ，Ｖ-Iと閾値Ｖth2 とを比較したＡとＢの排他的論理和Ｅ２を出力する絶対値判定回路１１−２と、Ｑ成分の差動電気信号ＶQ ，Ｖ-Qと閾値Ｖth2 とを比較したＣとＤの排他的論理和Ｆ２を出力する絶対値判定回路１２−２と、絶対値判定回路１１−１の出力Ｅ１と絶対値判定回路１２−１の出力Ｆ１と、絶対値判定回路１１−２の出力Ｅ２と絶対値判定回路１２−２の出力Ｆ２を入力し、所定の論理演算により制御信号Ｇ３を生成する抽出用制御信号生成回路１３Ｂにより構成される。
【００４２】
図６および図７は、特定シンボル判定回路１０Ｂの動作原理を示す。
図６において、絶対値判定回路１１−１，１１−２は、実施例１の絶対値判定回路１１と同様に、閾値Ｖth1 に対して、｜ＶI ｜＞Ｖth1 であればＥ１＝０、｜ＶI ｜＜Ｖth1 であればＥ１＝１を出力し、閾値Ｖth2 に対して、｜ＶI ｜＞Ｖth2 であればＥ２＝０、｜ＶI ｜＜Ｖth2 であればＥ２＝１を出力する。
【００４３】
絶対値判定回路１２−１，１２−２は、実施例１の絶対値判定回路１２と同様に、閾値Ｖth1 に対して、｜ＶQ ｜＞Ｖth1 であればＦ１＝０、｜ＶQ ｜＜Ｖth1 であればＦ１＝１を出力し、閾値Ｖth2 に対して、｜ＶQ ｜＞Ｖth2 であればＦ２＝０、｜ＶQ ｜＜Ｖth2 であればＦ２＝１を出力する。
【００４４】
抽出用制御信号生成回路１３Ｂは、ＮＯＲ１３１、ＡＮＤ１３２，１３３により構成される。閾値Ｖth1 としてＭ値ＱＡＭ信号光の中間振幅以上のシンボルを検出できる値に設定し、ＮＯＲ１３１でＥ１とＦ１のＮＯＲをとることにより、閾値Ｖth1 、−Ｖth1 の外側４隅のシンボル（●）を抽出する制御信号Ｇ１を生成することができる。
【００４５】
また、閾値Ｖth2 として閾値Ｖth1 よりＭ値ＱＡＭ信号光の１シンボルの振幅差だけ大きい値に設定し、ＡＮＤ１３２でＥ２とＦ２のＡＮＤをとることにより、閾値Ｖth2 、−Ｖth2 の内側正方のシンボル（●）を抽出する制御信号Ｇ２を生成することができる。
【００４６】
さらに、図７において、ＡＮＤ１３３で制御信号Ｇ１，Ｇ２のＡＮＤをとることにより、閾値Ｖth1 、−Ｖth1 と閾値Ｖth2 、−Ｖth2 で挟まれた中間４点の特定シンボル（●）を抽出する制御信号Ｇ３を生成することができる。すなわち、制御信号Ｇ３は、Ｖth1 ＜｜ＶI ｜＜Ｖth2 かつＶth1 ＜｜ＶQ ｜＜Ｖth2 のときに１となる。抽出回路２６，２７は、制御信号Ｇ３が１となるタイミングで、受光器２２から出力されるＶI ，Ｖ-IおよびＶQ ，Ｖ-Qをラッチし、ＣＯＳＴＡＳ回路２８に入力する。
【００４７】
このように、実施例３の特定シンボル判定回路１０Ｂは、閾値Ｖth1 に対して２つの絶対値判定回路１１−１，１２−１を用い、閾値Ｖth2 に対して２つの絶対値判定回路１１−２，１２−２を用い、抽出用制御信号生成回路１３ＢでＥ１とＦ１のＮＯＲ、Ｅ２とＦ２のＡＮＤ、さらにＧ１とＧ２のＡＮＤをとることにより、Ｍ＝２2nおよびＭ＝２2n+1（ｎは２以上の整数）のＭ値ＱＡＭ信号光から位相が±π／４または±３π／４で、閾値Ｖth1 、−Ｖth1 と閾値Ｖth2 、−Ｖth2 で挟まれた中間振幅の特定シンボルを抽出する制御信号Ｇ３を生成することができる。
【００４８】
さらに、閾値Ｖth2 としてＭ値ＱＡＭ信号光の最大振幅のシンボルのみを検出できる値設定した場合、閾値Ｖth2 に対する２つの絶対値判定回路１１−２，１２−２の出力Ｅ２，Ｆ２のＮＯＲを組み合わせることにより、図８(1) に示すように、中間４点と、その外側の外輪４点のシンボルを抽出するための制御信号を生成することができる。ただし、この場合は、位相が±π／４または±３π／４で外輪４点のシンボルが存在するＭ＝２2n（ｎは２以上の整数）のＭ値ＱＡＭ信号光に限定される。
【００４９】
同様に、閾値Ｖth1 としてＭ値ＱＡＭ信号光の最小振幅のシンボルのみを検出できる値に設定した場合、閾値Ｖth1 に対する２つの絶対値判定回路１１−１，１２−１の出力Ｅ１，Ｆ１のＡＮＤを組み合わせることにより、図８(2) に示すように、中間４点と、最小振幅の内輪４点のシンボルを抽出するための制御信号を生成することができる。ただし、この場合は、Ｍ＝２2nおよびＭ＝２2n+1（ｎは２以上の整数）のＭ値ＱＡＭ信号光に対応できる。
【００５０】
さらに、３つの閾値と３ペアの絶対値判定回路を用いることにより、位相が±π／４または±３π／４で、中間４点と最大振幅の外輪４点または最小振幅の内輪４点の合計８点の特定シンボルを抽出するための制御信号を生成することができる。また、閾値と絶対値判定回路のペア数を増やすことにより、位相が±π／４または±３π／４で、８点以上の特定シンボルを抽出するための制御信号を生成することができる。
【００５１】
（実施例４）
図９は、本発明の光位相同期回路の実施例４の構成を示す。
なお、図９に示す実施例４の構成は、図１に示す実施例１の変形であるが、同様に図３に示す実施例２、図５に示す実施例３にも対応させることができる。
【００５２】
図９において、実施例３の特徴は、抽出回路２６をＣＯＳＴＡＳ回路２８とループフィルタ２９との間に移動し、ＣＯＳＴＡＳ回路２８はＭ値ＱＡＭ信号光のすべてのシンボルに対する位相誤差を検出し、抽出回路２６はその位相誤差信号から特定シンボル判定回路１０Ａから出力される制御信号Ｇにより、位相が±π／４または±３π／４の特定シンボルの位相誤差を抽出し、ループフィルタ２９を介して局発光源２１の光周波数を制御する。
【符号の説明】
【００５３】
１０Ａ，１０Ｂ  特定シンボル判定回路
１１，１２  絶対値判定回路
１３Ａ，１３Ｂ  抽出用制御信号生成回路
２１  局発光源
２２  受光器
２３  特定シンボル判定回路
２４  強度検出回路
２５  比較回路
２６，２７  抽出回路
２８  ＣＯＳＴＡＳ回路
２９  ループフィルタ
【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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【図６】
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【図７】
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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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