(57)【要約】シリアル通信チャネル内の歪現象を認識するために、シンボル数ｎ＞＝２の連続した通信シンボルで形成される様々なシンボル・ベクトルのセットとシンボル・ベクトルにおけるｉ番目の通信シンボルの重要特性の基準値のセットが定義される。チャネルを伝送されるｎ個の通信シンボルの複数の系列が受信される。各シンボル・ベクトルに対して、ｉ番目の通信シンボルの特性値は、シンボル・ベクトルに対応する全受信系列に対して検出される。次いで検出値のセットは、基準値のセットと比較され、比較に基づき、現象が存在するかしないかが判定される。認識装置は、歪んだ通信信号に対する入力端子と、入力端子に接続され、通信信号シンボル内の特性を検出する検出手段（１）と、検出手段（１）に接続されたデータ入力端子を有し、通信信号の遅延時間の異なるシンボル（ｉ−１、ｉ、ｉ＋１）を持つｎ個の制御信号の入力端子を有し、制御入力端子に存在するシンボルにより指定される出力端子にデータ入力端子に存在する検出値を出力するデマルチプレクサ（５）と、デマルチプレクサ（５）の各出力の評価部（９、１１、１２）とを備える。
2008517505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリアル通信チャネルにおいて通信信号に歪みをもたらす現象を認識する方法であって、
ａ）ｎ（ｎ＞＝２）個の連続した通信シンボルにより形成されたそれぞれ異なるシンボル・ベクトルのセットと、前記シンボル・ベクトルにおけるｉ（ｉは１乃至ｎから選択された値）番目の通信シンボルについての重要特性を表す基準値のセットとを定義するステップと、
ｂ）前記シリアル通信チャネルにおいて送信されたｎ個の通信シンボルからなる複数のシーケンスを受信するステップと、
ｃ）前記シンボル・ベクトルのそれぞれについて、該シンボル・ベクトルに対応したすべての受信された前記シーケンスにおける前記ｉ番目の通信シンボルについての前記重要特性の値を検出するステップと、
ｄ）前記ｃ）のステップにおいて検出された前記重要特性の値のセットと、前記基準値のセットとを比較し、比較結果に基づいて前記現象が存在するか、存在しないかを判定するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記シリアル通信チャネルは光ファイバ（２）であり、前記現象は光学的な現象であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基準値のセットには、各シンボル・ベクトルについて前記歪みをもたらす現象の存在を示す前記重要特性の値が含まれ、前記基準値のセットに対して前記重要特性の値のセットが十分に一致した場合に、前記歪みをもたらす現象が存在すると判定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記シリアル通信チャネルにおいて前記現象を一時的に又は任意に発生させ、各シンボル・ベクトルについて前記重要特性を測定することによって、前記基準値のセットが取得されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記基準値のセットは、各シンボル・ベクトルについて前記シリアル通信チャネルが良好に機能しているときの典型的な重要特性の値を含み、前記現象が発生しているときの典型的な基準値のセットに対する、前記ｃ）のステップにおいて検出された前記重要特性の値の偏差に基づいて、前記歪みをもたらす現象の存在を判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項６】
前記基準値のセットは、前記シリアル通信チャネルが良好に維持されているか又は良好に動作していると仮定されているときに実行された測定によって取得されたものであることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記重要特性は、前記歪みをもたらす現象によって前記シンボル・ベクトルが歪まされたときに該シンボル・ベクトルに含まれるｉ番目の通信シンボルが誤って識別された頻度の測定値であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記シンボル・ベクトルの１つが前記受信されたシーケンスに一致するときに、該受信されたシーケンスに含まれるｎ個の通信シンボルのうちｉ番目の通信シンボルが正しく受信されたか否かが判定され、この判定結果に応じて、前記シンボル・ベクトルに対応した前記受信されたシーケンスにおける前記ｉ番目のシンボルについて検出された誤りの頻度を表す測定値を増分したり増分しないようにすることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
各シンボル・ベクトルについて、該シンボル・ベクトルに対応したシーケンスにおいてｉ番目のビットが誤りをもって受信された回数と、該シンボル・ベクトルがシーケンスとして送信された回数との比を、前記測定値とすることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ｉ番目の通信シンボルが０となっているシンボル・ベクトルが計数された頻度よりも、前記ｉ番目の通信シンボルが１となっているシンボル・ベクトルが計数された頻度がより多い場合に、コヒーレント性の雑音現象が発生していると判定することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記ｉ番目の通信シンボルが０となっているシンボル・ベクトルが計数された頻度よりも、前記ｉ番目の通信シンボルが１となっているシンボル・ベクトルが計数された頻度がより少ない場合に、非コヒーレント性の雑音現象が発生していると判定することを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
ｘをｉ番目の通信シンボルとし、（０，０，０）のシンボル・ベクトル又は（１，１，１）のシンボル・ベクトルが計数された頻度よりも、（１，ｘ，０）となっているシンボル・ベクトルが計数された頻度と、（０，ｘ，１）となっているシンボル・ベクトルが計数された頻度とが多いときに、（１，ｘ，０）となっているシンボル・ベクトルが計数された頻度と、（０，ｘ，１）となっているシンボル・ベクトルが計数された頻度とが同一である場合に、色分散が発生していると判定することを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
ｘをｉ番目の通信シンボルとし、（０，０，０）のシンボル・ベクトル又は（１，１，１）のシンボル・ベクトルが計数された頻度よりも、（１，ｘ，０）となっているシンボル・ベクトルが計数された頻度と、（０，ｘ，１）となっているシンボル・ベクトルが計数された頻度とが多いときに、（１，ｘ，０）となっているシンボル・ベクトルが計数された頻度と、（０，ｘ，１）となっているシンボル・ベクトルが計数された頻度とが異なる場合に、偏波分散が発生していると判定することを特徴とする請求項７乃至１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記重要特性の値は、前記ｉ番目の通信シンボルがとりうる２つの値を区別するための判定閾値であって、該ｉ番目の通信シンボルについて最小の誤り率をもたらす判定閾値であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記重要特性は、前記ｉ番目の通信シンボルに係る信号レベルの標準偏差の尺度であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
それぞれｉ番目の通信シンボルが同一である異なるシンボル・ベクトルについて検出された重要特性の値がそれぞれ異なる値であった場合に、シンボル間干渉が発生していると判定することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
それぞれｉ番目の通信シンボルが同一である異なるシンボル・ベクトルについて検出された重要特性の値が同一であった場合に、雑音性の現象が発生していると判定することを特徴とする請求項１５又は１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記重要特性は、前記ｉ番目の通信シンボルを送信したときの信号振幅の平均値であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記重要特性は、前記ｉ番目の通信シンボルを送信したときの信号振幅のヒストグラム分布であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
１＜ｉ＜ｎであることを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
ｎ＞＝３であることを特徴とする請求項１乃至２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
前記通信シンボルは、２値であることを特徴とする請求項１乃至２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
前記ｄ）のステップにおいて、ｍ（２≦ｍ≦２ｎ）個のシンボル・ベクトルについて検出された前記重要特性の値から形成されたｍ個の要素からなる特性ベクトルと、歪みをもたらす所与の現象に関連付けられたｍ個の要素からなる特性ベクトルとの内積が、閾値を超える場合に、該所与の現象が発生している判定することを特徴とする請求項７乃至２２のうち請求項４に従属したいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
請求項１乃至２３のいずれか１項に記載された前記方法を実行するための装置であって、
前記通信チャネル（２）から歪んだ通信信号を受信するための入力部と、
前記入力部に接続され、前記歪んだ通信信号のシンボルの特徴を検出し、検出された該特徴を出力する検出手段（１，３，４；１’３’，４’，１３，１４；１”）と、
前記検出された特徴を出力する前記検出手段の出力部に接続されたデータ入力部と、前記データ入力部から入力された前記検出された特徴を切り替えるために、前記通信信号に異なる遅延を付与されてなる複数のシンボル（ｉ−１，ｉ，ｉ＋１）を供給される複数の制御入力部とを備え、前記制御入力部に供給されたシンボルによって指定された出力部から前記特徴を出力するデマルチプレクサ（５；５’；５”）と、
前記デマルチプレクサの各出力部に設けられた評価ユニット（９，１１，１２；１６）と
を含むことを特徴とする装置。
【請求項２５】
歪みの生じていない通信信号に相当する通信信号を発生する信号源（３，３’）を含み、前記デマルチプレクサに備えられた前記制御入力部は、該制御入力部に入力される前記通信信号に一致した通信シンボルを有していることを特徴とする請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
各シンボルについての前記検出された特徴は、正しく受信されたか誤りを持って受信されたかを示していることを特徴とする請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
各評価ユニット（９，１１，１２）は、シンボルについて誤って受信されたか又は正しく受信されたかを示す信号が該評価ユニットへと切り替えられた頻度を計数する第１のカウンタ（９）を含むことを特徴とする請求項２１または２６に記載の装置。
【請求項２８】
各評価ユニット（９，１１，１２）は、前記デマルチプレクサからの出力が該評価ユニットへと指定された頻度を計数する第２のカウンタ（１１）を含むことを特徴とする請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記検出された特徴は、各シンボルについての信号振幅を示し、前記評価ユニット（１６）は、前記信号振幅の平均値を生成する回路（１７〜２１）を含むことを特徴とする請求項２４または２５に記載の装置。
【請求項３０】
前記検出された特徴は、各シンボルについての信号振幅を示し、前記評価ユニット（１６）は、前記信号振幅のヒストグラムを生成する回路（２２，２３）を含むことを特徴とする請求項２４または２５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリアル情報チャネルにおける情報信号を妨害する現象を認識（識別）する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
信号が電気、無線若しくは光であるかどうかにかかわらず、あるいは情報チャネルが電線路、自由空間、中空導波管若しくは光導波路であるかどうかにかかわらず、様々な妨害現象が、情報信号の送信機と受信機との間で発生しうる。これらの妨害現象により、送信機が情報信号を生成するのに使用した波形と、情報信号が受信機に到着したときの波形とが、違ってしまうことがある。信号やチャネルの種類にかかわらず、信号は減衰し、情報信号の信号対雑音比を悪化させる。無線信号の場合、マルチパス伝播が情報内容の変更をもたらすことがある。互いに完全に分離されていないチャネルを伝播する信号間では、混信（クロストーク）が起こることがある。分散により、情報信号の様々なスペクトル成分が様々な群速度で伝播し、その結果、送信機で生成されたスペクトル成分の位相関係とは異なる位相関係になり受信機において干渉する。特に光情報チャネルの場合は、様々な非線形妨害現象が生じるが、これは、情報信号の１つ以上の高強度光搬送波と、伝搬媒質特に光ファイバ材料またはそれと同様の材料との相互作用により引き起こされる。
【０００３】
ネットワークの効率を最適化するためには、情報チャネル内で起こりうる様々な妨害現象が実際に存在するかどうかを推定でき、最終的には信号劣化へのその寄与を推定できることが望ましい。このことは、その妨害現象を取去るか若しくは少なくとも制限するための建設的な対策のためであれ、送信機と受信機との間で様々な伝送パスが利用可能な複雑なネットワークにおいて最適なパスを選択するためであれ、ネットワークがその限界で動作しているかどうか、若しくは送信機と受信機との間に追加の伝送接続をこれから先も確立してもよいかどうかを、様々な妨害現象の推定に基づき判断するためであれ望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
迅速且つ簡単な方法で、様々な起こりうる妨害現象を評価することは困難であるという課題がある。光ファイバには偏波分散などの妨害現象がある。偏波分散の強度は数ミリ秒から数分という短時間で変化することがあり、この現象の測定値が前述の数ミリ秒から数分より前のものである場合、ネットワーク内を伝送する信号に対するこの現象の瞬間的な影響を推定することは不可能であるという現実により、この問題はさらに難しくなっている。
【０００５】
他の課題は、光信号に及ぼすこれら妨害現象の影響を直接的に測定するためには、通常光信号の一部を分岐しなければならないので、送信された信号のシンボルを認識することにはもはや利用できないということである。光信号のこの強度の減少により、シンボルが間違って認識される確率がさらに増加するからである。
【０００６】
様々な妨害現象は、信号インパルスの波形および振幅に与える影響が異なる。そのため、妨害現象を認識する従来の方法は、送信機で伝送チャネル上に的確に特性を表すインパルスを送信し、受信機に到達する対応するインパルスの特性と、送信したインパルスの所定の特性とを比較する。その方法は複雑で難儀である。その理由は、送信機側には的確に特性を表すインパルスの生成手段の存在を必要とする。また、受信機側には受信したインパルスの特性を分析する手段の存在を必要とする。さらに、的確に特性を表すインパルスを送信するために必要な時間は、ペイロードデータを送信するために利用できないので、その方法を実行するネットワークの効率を減少させるからである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は、情報チャネルにおける情報信号の伝送に利用可能な帯域幅を減少することなしに、情報チャネルにおける情報信号を歪める現象の認識を可能にする方法および装置を提供することである。
【０００８】
この目的は、下記の工程を有する方法により達成される。
ａ）連続する情報シンボル数ｎ＞＝２でそれぞれ形成される様々なシンボル・ベクトルのセット（集合）と、ｉに対して１からｎの値が選択できる、シンボル・ベクトルのｉ番目の情報シンボルに係る特性の基準値のセットを規定する工程と、
ｂ）チャネル上で送信されるｎ個の情報シンボルの系列を複数受信する工程と、
ｃ）前述のシンボル・ベクトルのそれぞれに対して、シンボル・ベクトルに対応する全系列内のｉ番目の情報シンボルに係る特性の値を検出する工程と、
ｄ）工程ｃ）で検出された値の全部と基準値のセットとを比較する工程と、比較に基づき存在する現象または存在しない現象を決定する工程。
【０００９】
本方法が基礎としている想定は、歪現象の認識には、他とは異なった特性を表すインパルスを送信し、その特性を受信機で分析することを必ずしも必要とせず、様々な歪現象は、ｎ個の連続するシンボルから形成されたシンボル・ベクトルの特定の特性の上に異なる影響を及ぼすということである。その特定の特性のことを、本明細書では重要特性（クリティカル特性）と呼ぶが、それは、様々なシンボル・ベクトルに対して別々にその重要特性を測定することにより、歪現象についての結論を出してもよいからである。
【００１０】
２値信号の場合は、ｎ個のシンボルにつき２ｎ個の異なるシンボル・ベクトルが存在する。特性値の検出は、これら２ｎ個の異なるシンボル・ベクトルのすべてに対して実行してもよいし、これらの中から選択したものだけに対して実行してもよい。
【００１１】
基準値セットは、特定の歪現象に対して固有となりうる。すなわち、その特定の歪現象が存在するときに典型的に生じる、測定値が含まれうる。
【００１２】
様々な歪現象の認識を実行するためには、様々な現象が所与の送信シンボル系列にどのような影響を与えるかを理論的に明確にできる必要はない。様々なシンボル・ベクトルに対して重要特性の基準値セットの形式で現象の「フィンガープリント（指紋）」を取得するためには、所与の歪現象がそこで起こっていることが知られている伝送チャネルにおいて、様々なシンボル・ベクトルに対する特性の分布を測定すれば十分である。次いでその現象は、検出された値の全部が前述の「フィンガープリント」と十分に一致する伝送チャネルに存在することが後で確定されてもよい。
【００１３】
そのような基準値セットは、測定する情報チャネルに関与する現象を一時的に作り出し、次いで現象の存在中に重要特性を測定することにより、前以って取得し利用できるようにしてもよい。
【００１４】
幾つかの異なる現象の存在を認識可能にするためには、前述の各現象に対する基準値セットが提供されることが好ましい。
【００１５】
幾つかの歪現象が所与の伝送チャネルで同時に起こることもあるので、様々なシンボル・ベクトルに対する観測した特性の分布は、歪現象の所与の「フィンガープリント」と一致しなくてもよい。観測した特性の測定された分布が、幾つかの「フィンガープリント」の組合せ、例えば線形組合せであるように、検査した特性の幾つかの歪現象の影響を重ね合わせてもよい。ｍが、調査されたシンボル・ベクトル数を表す場合、調査された特性について測定された分布は、ｍ個のコンポーネントを有する特性ベクトルと見做すことにより、所与の歪現象が測定された分布に寄与するかどうかを判定することができ、ｍ個のコンポーネントの特性ベクトルと、所与の現象に割当てられた特定のｍ個のコンポーネント・ベクトルとの内積が限界を超える場合、歪現象は、存在すると見做される。
【００１６】
また、基準値セットは、歪現象がない情報チャネルの通常の運用に典型的であってもよい。
【００１７】
この場合、歪現象の存在は、基準値セットと検出された値の特性の偏差とから認識されてもよい。本発明の方法とは異ならない方法により歪現象が存在しないと証明された場合、または、例えば情報チャネルが確立またはメンテナンスされた直後の状態など、情報チャネルのある状態を良好であると単純に仮定した場合、基準値は同じチャネルで前以って測定されてもよい。
【００１８】
その分析にふさわしい重要特性は頻度である。送信機から送信されたシンボル・ベクトルが情報チャネルの歪現象で歪んでしまった後、シンボル・ベクトルのｉ番目の情報シンボルが、受信機で誤って認識される頻度である。
【００１９】
検査されたシンボル・ベクトルの１つが、シンボルの受信系列に一致する場合、ｎ個のシンボル系列内のｉ番目のシンボルが正しく受信されたか否かを判定することにより、および判定の結果に従って系列内のｉ番目のシンボルの誤受信の頻度を表す測定値が増加するか否かにより、この重要特性の検出が実行されことが好ましい。
【００２０】
所与のシンボル・ベクトルに対する測定値として、前述のシンボル・ベクトルに対応する系列内のｉ番目のビットが誤って受信された回数と、前述のシンボル・ベクトルに対応するシンボル系列が送信された合計回数との比率を前提としてもよい。この比率を決定するために、シンボル・ベクトルに相当する系列が送信された回数は、関与する各シンボル・ベクトルに対して個別に数えてもよい。受信したシンボル系列数が非常に大きく、情報信号の連続するシンボルが相関していない場合、あるシンボル・ベクトルに対応するシンボル系列が送信された回数は、１／２ｎ掛ける全シンボル・ベクトルに関してシンボル系列を検査した合計数に等しいと見做せば十分であるかもしれない。
【００２１】
同じｉ番目のシンボルを有する様々なシンボル・ベクトルに対する計数率、すなわちそれぞれの他のシンボルが異なるシンボル・ベクトルに対する計数率がまったく同じである場合、雑音現象が存在すると判定してもよい。
【００２２】
コヒーレント雑音のような現象（４光波混合（ＦＷＭ）、相互位相変調（ＸＰＭ）、自然放射増幅光（ＡＳＥ））が存在すると判定してもよいのは、ｉ番目のシンボルが１に等しい評価ベクトルの計数頻度が、ｉ番目のシンボルが０に等しい評価ベクトルの計数頻度を超える場合である。逆に、ｉ番目のシンボルが１に等しい評価ベクトルの計数率が、ｉ番目のシンボルが０に等しい評価ベクトルの計数率より少ない場合、非コヒーレント性のクロストークが検出される。
【００２３】
さらに、シンボル（０，ｘ，１）を有する評価ベクトルの計数率が評価ベクトル（１，ｘ，０）の計数率と同じであり、評価ベクトル（０，０，０）または（１，１，１）の計数率を超える場合は、一次色分散（群速度分散）が存在すると判定してもよい。ここで、ｘはｉ番目のシンボルである。
【００２４】
シンボル（０，ｘ，１）を有する評価ベクトルの計数率が（１，ｘ，０）を有する評価ベクトルの計数率と異なり、評価ベクトル（０，０，０）または（１，１，１）の計数率を超える場合は、偏波モード分散が存在すると判定してもよい。ここで、ｘはｉ番目のシンボルであることを示す。
【００２５】
他の実施形態によれば、観測される重要特性は、ｉ番目の情報シンボルの送信時における信号振幅の平均値でもよい。また、ｉ番目の情報シンボルの伝送時における信号振幅のヒストグラム分布を考慮してもよい。
【００２６】
本発明との関連で実用的な他の重要特性は、判定閾値の最適値である。判定閾値の最適値は、２つの異なる値の情報シンボル間の値をとり、すなわち最小の誤り率をもたらす値である。言い換えると期待値からの最適振幅の偏差である。判定閾値は、シンボル値がそれを超えると値「１」を有すると認識され、それ未満だと値「０」を有すると認識される振幅である。判定閾値のそのような最適値が決定されていない場合または判定閾値が一定値に維持される場合、ベクトル依存誤り率を重要特性として使用してもよい。
【００２７】
特に役立つ重要特性は、ｉ番目の情報シンボルに係る信号レベルの標準偏差である。言い換えると、妨害により信号レベルが分散される程度のことである。標準偏差は、例えば判定閾値に対する誤り率の導関数を求めることにより取得してもよい。
【００２８】
重要特性の検出値が、同じｉ番目のシンボルを有する様々な評価ベクトル対してまったく同じである場合、雑音現象が妨害の原因であると見做してもよい。異なる値は、妨害の原因がシンボル間干渉であることを示唆する。
【００２９】
さらに、所定の誤り率が発生する判定閾値の値を、重要特性として使用してもよい。
【００３０】
使用される重要特性の種類に照らして、様々な歪現象を特定するための様々な発見的方法が導き出されてもよい。
【００３１】
好ましいのは、ｉ番目のシンボルの歪に対する先行するシンボルと後続のシンボルとの両方の影響を検査できるように、ｉは１を超え且つｎ未満に選ばれることである。
【００３２】
それ故、シンボル・ベクトル内のシンボル数ｎは、少なくともｎ＝３であるべきであり、ちょうどｎ＝３であることが好ましい。
【００３３】
上記の方法を実行する装置は、情報チャネルで歪んだ情報信号を受信する入力端子と、入力端子に接続し歪んだ情報信号のシンボルの特性を検出し、検出した特性を出力するデバイスと、歪んだ情報信号に同期し、歪んだ情報信号と中身が同一の歪のない情報信号を発生する信号源と、検出した特性を出力する検出手段の出力端子に接続するデータ入力端子を有し、歪のない情報信号の様々に遅延したシンボルを入力する複数の制御入力端子を有し、入力端子にある検出した特性を制御入力端子にあるシンボルにより指定された出力端子に出力するデマルチプレクサと、デマルチプレクサの各出力に対する評価部とを備える。
【００３４】
第１の実施形態によれば、検出特性は、各シンボルが正しく受信されたかそれとも誤って受信されたかを示す。同様に、各評価部は、シンボルの誤った受信（または正しい受信）を示す信号が何度評価部に到達したかを数える第１のカウンタを備えるのが好ましい。評価部に関連するデマルチプレクサの出力がデマルチプレクサの制御入力にあるシンボルにより何度指定されたかを数えるために、第２のカウンタが各評価部に設けられてもよい。
【００３５】
別の実施形態によれば、検出値は、各シンボルの信号振幅を示し、評価部は信号振幅の平均またはヒストグラムを作成する回路を備える。
【００３６】
本発明の特徴と実施形態は、添付の図面を参照した実施形態の以下の説明からさらに明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
図１において、１は光電変換器であり、光ファイバ２が形成するシリアル情報チャネルに接続し、ファイバ２から受信した光信号強度に従って一連の０および１で形成された電気信号を提供する。光信号は、まず、光ファイバ２の他端にある、図に示されていない送信機により提供され、値０のビットを表す低い出力レベルと値１のビットを表す高い出力レベルの２つの異なる出力レベルをとりうる。それ故、信号は２値信号であり、信号の各シンボルは１ビットにより表現されるので、用語シンボルとビットは、以下では区別なく使用される。
【００３８】
ファイバ２で発生する歪現象のために、変換器１で受信した光強度の波形は、送信機が出力した光強度とは異なることがあり、変換器１の出力端子に提供されるビット系列は、誤って認識されたビットを含むことがある。図中の３は、送信機が送信する信号に相当すると見做される誤りのない情報信号源を示す。この信号源３の種類は、本発明にとって重要ではない。例えば、ファイバ２で送信される情報信号には、固有の通信情報に加えて、誤り訂正情報が含まれていると仮定してもよい。誤り訂正情報により、信号源３は、通信情報内のエラーを検出し、それを訂正し、ひいては誤りのない信号を提供することが可能になる。
【００３９】
変換器１からの通信信号と信号源３からの信号は、ビット同期を取ってＸＯＲゲート４に加えられる。ビット同期を確実にするために、図に示されていない遅延回路が、変換器１とそれに接続するＸＯＲゲート４の入力端子との間に挿入されてもよい。遅延回路の遅延時間は、誤り訂正を実行するために信号源３が必要とする時間に相当する。
【００４０】
ＸＯＲゲート４は、２つの入力信号が異なる場合、すなわちビットが変換器１で誤って認識された場合は、値１を有する出力信号を提供し、そうでない場合は、値０の出力信号を提供する。この出力信号は、信号を１ビット周期だけ遅延させる遅延回路６を介して、デマルチプレクサ５のデータ入力端子に到達する。
【００４１】
デマルチプレクサ５は、３つの制御入力端子を有し、信号源３の出力信号が、１つめの入力端子には遅延なしで入力され、２つめの入力端子には、遅延回路７ａでそれぞれ１ビット周期遅延されて入力され、３つめの入力端子には、直列に接続された遅延回路７ａ、７ｂで２ビット周期遅延されて入力される。すなわち、デマルチプレクサ５のデータ入力端子には、ファイバ２に送信された通信信号のｉ番目のビットが誤って受信されたかそれとも正しく受信されたかを示す信号が存在する一方で、通信信号におけるこのｉ番目のビット、ｉ−１番目のビットおよびｉ＋１番目のビットが、デマルチプレクサ５の制御入力端子に存在する。データ入力端子にある信号を、ｉ−１、ｉ、ｉ＋１の各ビット値により定められる、デマルチプレクサに備えられた２３＝８通りの出力端子の１つに出力する。
【００４２】
これらの各出力端子は、それぞれカウンタ９に接続し、そのカウンタ９は、あるビット周期内にデマルチプレクサ５から値１を有する信号を受信すると増分（インクリメント）する。すなわち、各カウンタ９は、連続する３ビットから形成されてもよい８つのシンボル・ベクトル（０，０，０）、（０，０，１）、（０，１，０）、…、（１，１，１）の１つと関連し、関連するシンボル・ベクトルの中央値が変換器１で誤って認識される頻度を数える。
【００４３】
２番目のデマルチプレクサ１０は、値「１」を有する一定信号が加えられる信号入力端子と、ｉ−１、ｉ、ｉ＋１の各ビットがデマルチプレクサ５と同時に加えられる制御入力端子を有する。その８つの各出力端子は、それぞれのカウンタ１１に接続する。カウンタ９が、各シンボル・ベクトルに対するｉ番目のビットの誤検出回数を計数するのに対して、カウンタ１１は、対応するシンボル・ベクトルの発生回数を計数する。それ故、カウンタ９、１１の出力端子に接続する評価回路１２は、各シンボル・ベクトルに対して、カウンタ９、１１から対応するシンボル・ベクトルのエラー回数と発生回数との比率を読み取る能力がある。様々なシンボル・ベクトルに対するエラー頻度の分布により、どの歪現象がファイバ２で起こって、エラーを引き起こしているかについての推論が最終的に可能となる。それについては、後である程度詳細に説明する。
【００４４】
図２は、図１の回路の変更形態を説明する。図２では、デマルチプレクサ５、１０はそれぞれ、信号源３から連続して提供されるｉ−２、ｉ−１、…、ｉ＋２の各ビットが加えられる５つの制御入力端子を有する。図２では、第２の遅延回路６が、ＸＯＲゲート４とデマルチプレクサ５のデータ入力端子との間に挿入され、図１の場合と同じく、デマルチプレクサ１０のデータ入力端子にある信号は、変換器１でｉビットが誤って検出されたかどうかを示す。
【００４５】
この回路は、２５＝３２通りの異なるシンボル・ベクトル間の区別を可能にし、これらの各シンボル・ベクトルに対して、デマルチプレクサ１０の出力端子に対応するカウンタ９が接続しているなら、エラーの確率は個別に検出されてもよい。
【００４６】
回路があまり複雑にならないようにするために、３２通りの可能なシンボル・ベクトルの中から選んだシンボル・ベクトルだけに、関連するカウンタ９（およびデマルチプレクサのカウンタ１１）を用意してもよい。例えば、ｉ＋１のビットとｉ＋２のビットが同一であり、ｉ−１のビットとｉ−２のビットが同一である８つのシンボル・ベクトルに対してだけカウンタを用意するのは役に立つことがある。
【００４７】
図２の実施形態の中で使用されているような長いシンボル・ベクトルを使用することの不利な点は、評価回路１２において個別のシンボル・ベクトルに対する誤り率（エラーレート）を計算する統計的根拠に関するものであり、個別に検査すべきシンボル・ベクトル数が増加すればするほど、誤り率の有意性が減少することである。変換器１内のｉビットを誤って検出する確率が、隣接するビットから主として影響を受け、距離が長くなればなるほど、遠くに離れたビットの影響が小さくなると想定される場合、図２の実施形態が役に立つのは主に、短い測定時間でさえ有意の統計を可能にする高い誤り率の場合かまたは認識すべき歪現象が時間とともにゆっくりと変化し、誤り率の測定時間を長く取れる場合であると想定される。
【００４８】
図３は、光ファイバ２で起こる歪現象を認識する装置の第２の実施形態を示している。ファイバ２に接続され２値の電気信号を出力する第１の光電変換器は、図１、２と同様に１’で示される。変換器１’は、鋸歯状波発生器１３から時間とともに変動する判定閾値信号Ｖｔｈを受取る。判定閾値信号Ｖｔｈのレベルは、ファイバ２の光信号の閾値出力を表し、それを超えるとファイバ２に送信されたシンボルは変換器１により「１」と認識され、それ未満だと「０」と認識される。
【００４９】
第２の光電変換器は、変換器１’と構造がまったく同じでもよく、変換器１’と並列にファイバ２に接続されていて、基準値発生器１４から一定の判定閾値信号Ｖｒｅｆを受取る。この判定閾値信号Ｖｒｅｆのレベルは最適であると仮定され、それに対応して、送信されたビットの値「０」または「１」についての第２の変換器における判定は、誤りがないと仮定される。第２の変換器の機能は、図１、２において誤りがないと想定された信号源３に対応する。それ故、３’と表される。
【００５０】
変換器１’、３’の出力端子に接続するＸＯＲゲート４は、変換器１’、３’の判定が互いに異なるときは常に信号「１」を出力し、そうでないときは「０」を出力する。ＸＯＲゲートの出力信号は、１ビット周期の遅延を有する遅延回路６を介して、デマルチプレクサ５’のデータ入力端子に加えられる。デマルチプレクサ５’は、図１、２のデマルチプレクサ５とは異なり、制御入力端子は２つだけであり、第２の変換器３’からの遅延のない出力信号と遅延回路７により変換器３’からの信号を２ビット周期遅延した信号をそれぞれの入力端子で受け、データ入力端子で得られた値（信号）をデマルチプレクサ５’の４つの出力端子に接続するカウンタ９のどれに送出すべきかを判定する。
【００５１】
容易に理解できるように、鋸歯状波発生器１３からの認識回路信号Ｖｔｈのレベルが基準値発生器１４からのＶｒｅｆと一致するときは常に、デマルチプレクサ５’のデータ入力端子に、値「０」が加えられる。鋸歯状波発生器からの認識レベル信号ＶｔｈがＶｒｅｆ未満になる場合、ｉ番目のビットは、正しい値は「０」であったとしても、それが原因でしばしば値が「１」になる。これがどのくらい頻繁に発生するかは、ファイバ２を介して到達する信号の雑音の大きさおよびファイバ２の歪現象の強さに依存する。そのような各エラーが発生すると、対応する前後のビットであるｉ−１とｉ＋１のビットにより定められるカウンタ９の１つが増加する。判定閾値信号Ｖｔｈのレベルは、原則として任意に決めてもよいし、Ｖｒｅｆに強く依存してもよい。よって、カウンタ９で統計的に有意な計数値を生成するのに要する測定時間が十分短くなるよう、変換器１’の判定結果と変換器３’の判定結果との間の違いについて大きな計数率が得られてもよい。これは、いわゆる疑似エラーである。これらの計数率は、所定の測定時間の経過後、評価回路１２で読み取られる。カウンタ９の読み取りおよびリセット後の工程で、鋸歯状波発生器１３は、出力すべき判定閾値信号Ｖｔｈのレベルを加減するように定めてもよい。代わりにレベルを連続的に変更するように定めてもよく、鋸歯状波発生器１３からの判定閾値信号が一方の端のレベルから反対のレベルへゆっくりと変化する間に、評価回路１２は、カウンタ９の読み取りとリセットとを繰返す。
【００５２】
図４のグラフは、カウンタ９の１つが検出する疑似誤り率（ＰＥＲ）と鋸歯状波発生器１３からの判定閾値信号レベルＶｔｈとの典型的な関係を示す。疑似誤り率（ＰＥＲ）は、Ｖｔｈと基準値発生器１４のレベルＶｒｅｆとが一致するとき、最小値に達する。この値の上および下では、疑似誤り率が判定閾値信号Ｖｔｈにほぼ線形に依存していることが観測できる。Ｖｔｈ＝ＶｒｅｆにおけるＰＥＲの最小値から両側に伸びる２つの分岐曲線の傾きは、値「０」を有するビット（Ｖｔｈ＜Ｖｒｅｆを有する分岐に対して）および値「１」を有するビット（Ｖｔｈ＞Ｖｒｅｆを有する分岐に対して）のそれぞれの場合に、ｉ番目のビットのレベルの標準偏差、すなわちその雑音の大きさの尺度になる。
【００５３】
Ｖｔｈの本当の判定閾値はＶｒｅｆと同一であることが好ましいが、それと異なってもよく、特に先行および後続のビットの値に依存してもよい。Ｖｔｈが「０」と「１」とを判定するための本当の判定閾値と比べて小さい場合、ビット系列内で「１」であるｉ番目のビットは、そのビット系列の中で正しく認識されるが、ｉ番目のビットが「０」の場合に認識エラーが発生することがある。逆に、Ｖｔｈが本当の判定閾値と比べて大きい場合、値「０」のｉ番目のビットは確実に正しく判定され、値「１」のｉ番目のビットの判定で、エラーが発生する。この実施形態のデマルチプレクサは４つの出力端子だけを有する。しかし、Ｖｔｈ＜ＶｒｅｆのときとＶｒｅｆ＜Ｖｔｈのときのそれぞれで、疑似誤り率を何度も数えて個別にカウンタ９から読み取り評価することにより、存在する３ビット・シンボル・ベクトルの８通りのすべてに対して、疑似誤り率を個別に検出してもよいし、あるいは疑似誤り率を判定閾値の関数として検出してもよい。
【００５４】
各分岐に対する導関数の量を評価するために、評価回路は、同じ分岐に属する判定閾値信号レベルＶ１、Ｖ２における疑似誤り率ＰＥＲ（Ｖ１）とＰＥＲ（Ｖ２）との差を、これら信号レベルの差で除算してもよい。
［ＰＥＲ（Ｖ２）−ＰＥＲ（Ｖ１）］／［Ｖ２−Ｖ１］
あるいは、評価回路は、ＰＥＲ（Ｖ１）と｜Ｖ１−Ｖｒｅｆ｜との比を算出してもよい。
【００５５】
疑似誤り率の２つの分岐が図４に示されるように一定の傾きを有すると見做せる場合、傾きを計算する上記２つの代替案は同等である。しかし、このことは、一般に当てはまる必要はない。様々なシンボル・ベクトルに対して取得される疑似誤り率の傾きを確実に比較できるようにするために、全シンボル・ベクトルに対して、関係するシンボル・ベクトルに対する疑似誤り率が所定の値、例えばＰＥＲ（Ｖ１）＝１０−３を有するレベルＶｔｈの値を、レベルＶ１として使用すると条件付けてもよい。Ｖ２に関しては、全シンボル・ベクトルに対して同一で、Ｖ１から所定の差だけ異なるレベルに選定してもよいし、あるいは疑似誤り率の第２の値、例えばＰＥＲ（Ｖ２）＝２×１０−３が発生するレベルに選定してもよい。
【００５６】
以下に詳細に説明するように、８通りの３ビット・シンボル・ベクトルに対し個別に決定される傾きを用いることで、ファイバ２で発生している信号歪現象について判定することが可能になる。
【００５７】
２つの分岐の導関数を用いる代わりに、図３の実施形態において、Ｖｔｈのそれらの値は単に、疑似誤り率の２つの分岐が到達する同じ所定の値、例えば１０−４に決められてもよい。また、これら２つの値と最適判定閾値との間の差の電圧は、様々なシンボル・ベクトルに対して様々な値を取り、これらの値は、ファイバ２の妨害現象の存在に依存する。
【００５８】
本発明の装置のさらに別の実施形態は、図５のブロック図に示される。光電変換器１”はアナログ出力端子Ａを有し、そこからアナログ電気信号が出力され、その出力電圧はファイバ２から受信した出力にできるだけ近い電圧にされる。光電変換器１”はデジタル出力端子Ｂも有し、その出力は、２値のシンボルすなわちビットの系列で、（図１の信号源３の出力信号のように）エラーなしか、あるいは（図１内の変換器１の出力信号のように）小さな割合のエラーで、オリジナルの送信された通信信号を再生する。サンプルホールド回路１５は、アナログ出力端子Ａに接続していて、通信信号のビット周期の所定の瞬間に通信信号レベルをサンプリングし保持する。
【００５９】
サンプルホールド回路１５の出力信号は、アナログ・デマルチプレクサ５”のデータ入力端子に加えられ、アナログ・デマルチプレクサ５”の３つの制御入力端子は、２値出力端子Ｂからの連続した３ビットｉ−１、ｉ、ｉ＋１の２値データを有するが、そのデータは、制御入力端子に加えられる前に遅延回路７で遅延されている。サンプルホールド回路１５における時間遅延は、サンプリング値が生じるところからその制御入力ビットｉ、先行ビットｉ−１、後続ビットｉ＋１をデマルチプレクサ５”が受信する瞬間に、サンプルホールド回路１５がデマルチプレクサ５”にサンプリングしたアナログ電圧レベルを出力するように設定される。ｉ−１、ｉ、ｉ＋１の３ビットが形成するシンボル・ベクトルに従って、デマルチプレクサ５”は、サンプリング値を８つの平均化回路１６の１つに移動し、平均化回路１６は、各シンボル・ベクトルに対して、サンプルホールド回路のサンプリングの瞬間におけるｉ番目のビットの平均レベルを計算する。
【００６０】
図６は、平均化回路１６を実現する回路を示した図である。その入力部はアナログ・デジタル変換器１７とカウンタ１８から形成されている。カウンタ１８は、変換器１７でデジタル化される各データの到着時に増分する。加算器１９は、２つの入力端子を有し、その一方は変換器１７の出力端子に接続しており、他方はレジスタ２０の出力端子に接続されている。レジスタ２０の入力端子は、加算器１９の出力端子に接続し、変換器１７が出力する値を連続して加算するようになっている。除算回路２１は、加算器１９の出力をカウンタ１８の出力で除算して、平均化回路の出力を提供する。
【００６１】
本発明の装置にか係る第４の実施形態では、ヒストグラム生成回路１６が平均化回路の代わりに提供される。ほかの点では、この実施形態のブロック図は図５のブロック図とまったく同じである。ヒストグラム生成回路は、例えば図７に示されるように、３ビットの分解能を有するアナログ・デジタル変換器１７、変換器１７の出力で制御されるデマルチプレクサ２２、デマルチプレクサ２２の８つの出力端子の１つに各カウンタが接続するカウンタ２３から構成されてもよい。そのカウンタ２３は、カウンタ１１と同様に、デマルチプレクサ２２がカウンタ２３宛てに出力するたび増分する。０および０．２がそれぞれ論理値「０」および「１」のビットの望ましいアナログ・レベルに相当する場合、変換器１７は、−０．２と０との間の振幅値に対してデジタル化結果として２進数０００を提供するように設定される。また、０と０．２との間の振幅値に対してデジタル化結果として００１を提供するように設定される。同じようにしてデジタル化結果が２進数１１１に相当する１．２から１．４の振幅値まで設定される。
【００６２】
そのヒストグラムの例として、図８は、シンボル・ベクトル［０１０］、［０１１］、［０００］に対する実例を示す。特にシンボル・ベクトル［０１０］（右下がり網掛け横棒で示される）および［０１１］（格子状網掛け横棒で示される）の異なるヒストグラムは、歪現象のせいで、三番目のビットの０または１の値は、二番目のビットに係る特定の振幅値がサンプリングされる頻度に無視できない影響を及ぼすことを示している。例えば、二番目のビットの１．０と１．４との間の振幅値は、シンボル・ベクトル［０１０］よりもシンボル・ベクトル［０１１］に関して頻繁にサンプリングされることがわかる。それに対して、１．０未満の振幅値はシンボル・ベクトル［０１０］に関して、より頻繁に発生する。
【００６３】
歪現象の認識は、上記した本発明の装置に係る全実施形態と本質的に同じ方法を使用することにより実施可能である。認識を実行するためには、通信信号に対する様々な歪現象の影響を詳細に計算または表現できることは必須でなく、認識は演繹的に実行可能である。必要なものは、認識しようとする各現象に対して、その現象が発生する伝送線路だけである。この伝送線路の中を通って、ランダム信号が好ましい任意に選択された通信信号が、送信機から認識装置に伝送される。したがって、実施形態の装置の種類に依存して、認識装置は、雑音の大きさの尺度である各シンボル・ベクトルに対する伝送誤り率、サンプリング値の平均振幅若しくはサンプリング値の振幅分布のヒストグラム、又は、前述されていないかもしれない関与現象により影響を受ける伝送された通信信号の他の特性を取得する。全シンボル・ベクトルに対して取得されるこの特性値Ｃｉの全部は、一種の「フィンガープリント（はっきりとした特徴）」、すなわち関与する歪現象の特性ベクトルＣ＝｛Ｃｉ｝を形成する。ここで、インデックスｉ＝１、２、…２ｎはシンボル・ベクトルの１つを示し、特性ベクトルのコンポーネント数はシンボル・ベクトル数に等しい。
【００６４】
各歪現象に対する特性ベクトルＣが知られている場合、ファイバ２などの任意の通信チャネルに対応する特性ベクトルＤ＝｛ｄｉ｝は、特性ベクトルＣと同様に決定されてもよい。そのファイバ２に対しては、どの歪現象がその中で発生しているかは知られていない。したがって、歪現象の認識は演繹的なものであり、取得した特性ベクトルＤを特性ベクトルＣのセットと比較することにより実行され、Ｄと最大の類似を有する特性ベクトルＣの現象が存在すると推定される。
【００６５】
異なるベクトルＣとＤの類似は、様々な方法で定義されてもよい。特に、以下の形式により表現される正規化された内積は、類似を測る尺度として使用してもよい。
α＝Σｉ  ｃｉｄｉ  ／  Σｉ  ｃｉ２
一番目の現象より弱い他の歪現象を認識するために、一番目の現象の寄与を通信チャネルの特性ベクトルから取去ってもよい。
Ｄ←Ｄ−ａＣ
こうして取得された特性ベクトルＤの残りのベクトルに対して、最も類似するベクトルＣの検索が繰返される。
【００６６】
また、所与の通信チャネルに発生する歪現象の診断は可能である。図９に基づき以下に説明するように、伝送される信号に対しこれらの現象が及ぼす影響についての知識（情報）に基づいて行う。図９は、各行が８通りの３ビット・シンボル・ベクトルの１つに相当する８行からなる表である。第２列は、通信チャネル内で歪んだ関連するシンボル・ベクトルの信号の典型的な波形を図解する。第３列は、様々なシンボル・ベクトルに対して通信チャネルで測定したビット誤り率（ＢＥＲ）を与える（すなわち、この列の８つの誤り率は通信チャネルの特性ベクトルＤを形成する）。これらのビット誤り率は、ベクトル［０１０］および［１０１］に対して一番大きく、シンボル・ベクトル［１００］および［０１１］に対しては、それぞれ幾分小さい。他のシンボル・ベクトルのビット誤り率は、これらに比べるとほとんど重要でない。すなわち、通信線路の帯域幅は、［０１０］および［１０１］により主に制限され、それよりは少なく［１００］および［０１１］により制限される。
【００６７】
表のそれに続く列は、様々な歪現象が様々なシンボル・ベクトルの誤り率に及ぼす影響を表している。それらの列は、定性的に個別現象の上記特性ベクトルＣを説明するためのものである。
【００６８】
２種類の偏波モード分散（ＰＭＤ）が存在する。複屈折ファイバ内では、通信信号が主に遅い偏波モードで伝播し、同じ通信信号の速い偏波モードが出現することにより、遅い偏波モードでまだ受信されていない通信信号のビットが後から送信されたビットの速い部分により歪められるとする。これを、正の偏波分散と呼ぶ。したがって、正の偏波分散は、二番目と三番目のビットが異なるシンボル・ベクトルにおける二番目のビット判定の誤り率を増加させる。正の偏波分散（およびこれから先検討される他の歪現象）による妨害の量は、図表の関与現象に対応する列内に、数と大きさの異なる×印により示される。ここで、誤り率に対するシンボル・ベクトルの影響について、大きな×印は、非常に大きな影響（すなわち、対応する特性ベクトル・コンポーネントＣｉの非常に大きな量）を示す。２つの小さな×印はそれよりわずかに弱いことを示す。１つの小さな×印は、中程度の影響（すなわち、対応する特性ベクトル・コンポーネントＣｉの幾分大きさの劣る／中程度の大きさの寄与）を示す。
【００６９】
複屈折ファイバにおいて、主に速い偏波モードで伝送される通信信号に、遅い偏波モードで伝播する妨害信号から誤りが持ち込まれる場合は、負の偏波分散が存在する。したがって、負の偏波分散は、特に初めの２つのシンボルが互いに異なるシンボル・ベクトルの誤り率を増加させる。
【００７０】
色分散（ＣＤ）は、先行して送信されたビットと後続で送信されたビットの両方が、送信ビットに対し歪みを起こす現象である。それ故、色分散の影響を受ける通信チャネルの特性ベクトルは、正と負の各偏波分散の特性ベクトルの和に相当する。２種類の偏波分散は同時に発生できないので、色分散と偏波分散との区別は可能である。図９で考慮した事例では、シンボル・ベクトル［０１１］と［１００］とは、中程度のビット誤り率（ＢＥＲ）を有し、それは、負の偏波分散と色分散の両方に見られるものである。シンボル・ベクトル［００１］と［１１０］に対するビット誤り率が低いので、色分散が歪の原因であるはずはなく、負の偏波分散が歪の原因となる。
【００７１】
自己位相変調（ＳＰＭ）は、値が１である連続したビットの一番目のビット、すなわちシンボル・ベクトル［０１１］の誤り率に主に影響を及ぼし、それ故通信チャネルの特性ベクトルＤで容易に認識できる。
【００７２】
自然放射増幅光（ＡＳＥ）などの雑音現象のビット誤り率に対する影響は、先行ビットおよび後続ビットの値には関係がない。
【００７３】
別の通信チャネルとの４光波混合（ＦＷＭ）もここでは、雑音（確率）現象と見做してもよい。その理由は、４光波混合の大きさは他のチャネルの信号レベルに関係し、それ故、観測される通信チャネルの信号レベルに相関しないからである。しかし、４光波混合により消滅しない信号強度が観測されるチャネルには要求される。よって、誤り率に対する影響は、中央ビット０を有するシンボル・ベクトルより中央ビット１を有するシンボル・ベクトルで大きくなる。すなわち、誤り率が、この誤り率に基づき判定閾値を最適化することなしに判定されるだけの場合、そのような誤り率は、重要特性である。誤り率が判定閾値を変更することにより最適化される場合、閾値の最適化レベルと期待レベルとの間の差は、重要特性と見做してもよい。
【００７４】
様々な現象に対する数値を有する特性ベクトルＣを取得するために、図９の×印（定性的な量以外の何ものも表さない）を、例えばＸ＝１０−４、ｘｘ＝５×１０−５、ｘ＝１０−６に設定することにより、数字で置き換える場合、ここで考慮される事例では、内積ａ＝ＣＤは負のＰＭＤが一番大きい。それ故、観測されたエラーの原因がおそらく負のＰＭＤであることを容易に認識できる。負のＰＭＤで説明できる寄与が、次式により特性ベクトルＤから減算される場合、
Ｄ’＝Ｄ−ａＣ
演算結果Ｄ’は、ほぼ全部のコンポーネントに対し同じ値を有する（シンボル・ベクトル［１００］に相当するコンポーネントを除く）。それ故、主にＡＳＥまたはＡＳＥとＦＷＭとの組合せに起因すると考えられる。
【００７５】
内積ａを、それが計算された歪現象の強さの定性的尺度と見做してもよい。同じ現象に対して様々な機会に取得したスカラー積に基づき、時とともに関与する現象が変化する様子を評価してもよい。
【００７６】
通信信号を歪める現象を認識または同定する上記の方法は、様々なシンボル・ベクトルにおけるｉ番目のシンボルの重要な特徴の検出と、その特徴の分布と特定の歪現象の存在時における様々なシンボル・ベクトルに対し期待される分布との比較と、検出された分布が期待される分布と十分に一致する場合にその現象が存在すると判定することとを基礎としている。この手順は、各歪現象に対してそれぞれ比較手順を必要とするので、かなり難儀である。また、情報チャネルは妨害されるけれども、比較を実行される現象の１つにより引き起こされていないことから、これが認識できないという可能性は除外できない。この問題は、様々なシンボル・ベクトルに対して測定された重要特性の値のセットと、前以って同じ通信チャネルから取得した基準値セットとをまず比べることにより解決してもよい。前以って行わる測定時に、その基準値セットに歪現象が存在しないことは、実験かまたは合理的に想定することにより決定してもよい。この基準値セットと現在測定されたセットとの間に十分な一致がみられる場合、現在の通信チャネルには、歪現象が存在しないと仮定されてもよく、歪現象が存在するか否かを様々な歪現象のそれぞれに対して調査する必要はない。しかし、現在のセットが基準値セットと大幅に異なる場合、歪現象は存在するに違いなく、比較をさらに実行して、どの現象であるかを判定してもよい。この手順は、一般にどの重要特性に対しても適用可能である。それについては、図１０を参照して、以下に重要特性として疑似誤り率を使用する例を説明する。
【００７７】
図１０の一部は、妨害がないと見做された通信信号の典型的なアイ・ダイアグラムを示し、多数の波形の通信信号レベルが様々なシンボル周期に対する時間の関数としてプロットされている。その左側には、関連するＰＥＲ図があり、その判定閾値Ｖｔｈ軸はアイ・ダイアグラムの信号レベル軸と平行となっている。アイ・ダイアグラムで容易に見ることができるように、通信信号レベルの分散は、値「０」を有するシンボルより値「１」を有するシンボルで大きい。そのことは、中央シンボル「１」を有するシンボル・ベクトルに対応するＰＥＲ曲線（この図の上側の分岐）の分岐ｘ１ｘは、中央ビット「０」を有するシンボル・ベクトルに対応する分岐ｘ０ｘより傾きが大きいという事実により、ＰＥＲ図に反映されている。
【００７８】
コヒーレント性クロストーク、相互位相変調および４波混合などのコヒーレント雑音性の干渉は、図１０ｂのアイ・ダイアグラムに見ることができるように、値「１」を有するシンボルに対してはるかに大きな分散を引き起こすが、値「０」のシンボルにはほとんど影響を及ぼさない。そのことは、分岐ｘ１ｘの傾きが一点鎖線で表される妨害のない事例の傾きより著しく大きいという事実によりＰＥＲ図に反映されている。それに対して、分岐ｘ０ｘ傾きはわずかしか変化しない。
【００７９】
非コヒーレント性のクロストークは、シンボル「０」の信号レベルとシンボル「１」の信号レベルの両方に影響を及ぼす。しかし、「１」のレベルには本来的に「０」のレベルより大きい雑音が存在するために、分岐０ｘ０では、よりはっきりと見ることができる（図１０ｃ）。自然放射増幅光はコヒーレント性の寄与と非コヒーレント性の寄与の両方を有し、図１０ｄに見られるようにＰＥＲ図の両方の分岐に影響を及ぼす。
【００８０】
本発明により通信チャネル内の歪現象の発生を観測するためには、シンボル「０」および「１」に対するレベルの標準偏差を、ＰＥＲ図を使用して前以って測定する。その後のチャネルの運用中、８通りの異なる３ビット・シンボル・ベクトルの二番目のシンボルに関して、これらの標準偏差を測定し、取得した標準偏差を、基準値と比較する。二番目のシンボルが「０」の全シンボル・ベクトルに対し検出した標準偏差がシンボル「０」の基準標準偏差に一致し、二番目のシンボルが「１」である全シンボル・ベクトルに関する標準偏差がシンボル「１」の基準標準偏差と一致する場合、雑音現象が妨害の原因に違いないと認識できる。測定標準偏差と図１０を参照して説明された評価基準に基づく基準値とを比較することにより、妨害がコヒーレント性のクロストーク、相互位相変調若しくは４波混合によるものかあるいは非コヒーレント性のクロストーク若しくはＡＳＥによるものか判別される。
【００８１】
しかし、中央ビット「０」を有するシンボル・ベクトルに対する標準偏差と中央ビット「１」を有するシンボル・ベクトルに関する標準偏差とが異なる場合、妨害の発生源において通信チャネルの後続シンボルの相互影響、すなわちシンボル間の干渉があるに違いないと認識できる。図９を参照して説明されたことと同様に、妨害の原因となる現象は、この現象に特徴的な様々なシンボル・ベクトルの標準偏差の大きさとの関係に基づき認識してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】歪んだ受信信号のビット誤り率のシンボル・ベクトルに依存する検出回路のブロック図である。
【図２】図１に示した回路の変形例のブロック図である。
【図３】歪んだ情報信号の疑似誤り率すなわちアイ・パターンの開口を検出する回路のブロック図である。
【図４】図３に示した回路の働きを説明するためのグラフである。
【図５】情報信号特性のシンボル・ベクトルに依存する検出回路の別の実施形態を示すブロック図である。
【図６】第１の実施形態に係る図５の詳細を示す図である。
【図７】第２の実施形態に係る図５の詳細を示す図である。
【図８】様々な３ビット・シンボル・ベクトルにおける中央ビットの信号レベルのヒストグラム例を示す図である。
【図９】全種類の３ビット・シンボル・ベクトルについて例示的な情報チャネルで典型的に観察される、信号波形、誤り率および誤り率に最大の影響を及ぼす歪現象に対する依存の程度を示す表である。
【図１０】妨害のない情報チャネルおよび様々な雑音現象により妨害される情報チャネルに対するアイ・パターンの開口およびＰＥＲの図である。
【図１】
2008517505.tif 000003
【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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【国際調査報告】
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