(57)【要約】【課題】デジタル位相推定器、デジタル位相ロックループ、及び光コヒーレント受信器を提供する。【解決手段】光コヒーレント受信器は、ローカル発信器光信号を供給するローカル発信器レーザと、受信光信号を前記ローカル発信器光信号とミックスする光９０°周波数ミキサと、前記光９０°周波数ミキサから出力された光信号をベースバンド電気信号に変換する第１と第２のバランス光電子検出器と、前記第１と第２のバランス光電子検出器からの出力信号をデジタル信号にそれぞれ変換する第１と第２のアナログ・デジタル変換器と、受信光信号のキャリア信号とローカル発信器光信号の間の位相差を補償して補償信号を出力するデジタル位相ロックループと、前記補償信号からデータを回復するデータ回復部とを有する。【選択図】図３
2008211801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相推定信号を発生するデジタル位相推定器であって、
第１の入力信号の絶対値を計算する第１の絶対値計算器と、
第２の入力信号の絶対値を計算する第２の絶対値計算器と、
前記第１の入力信号の符号を求める第１の符号計算器と、
前記第２の入力信号の符号を求める第２の符号計算器と、
前記第２の入力信号の絶対値から前記第１の入力信号の絶対値を引いて差を求める減算器と、
前記第１の入力信号と前記第２の入力信号の絶対値の間の差に、前記第１の入力信号と前記第２の入力信号の符号を乗算し、乗算結果を前記位相推定信号として出力する第１の乗算器とを有し、
前記第１の絶対値計算器の入力端子と前記第１の符号計算器の入力端子とは第１の外部入力に接続され、
前記第１の絶対値計算器の出力端子は前記減算器の負入力端子に接続され、
前記第２の絶対値計算器の入力端子と前記第２の符号計算器の入力端子とは第２の外部入力に接続され、
前記第２の絶対値計算器の出力端子は前記減算器の正入力端子に接続され、
前記減算器の出力端子は前記第１の乗算器の第３の入力端子に接続され、
前記第１と第２の符号計算器の出力端子はそれぞれ、前記第１の乗算器の第１と第２の入力端子に接続され、
前記第１の乗算器の出力端子は外部出力に接続されているデジタル位相推定器。
【請求項２】
前記第１の乗算器は、
前記減算器からの出力の符号を求める第３の符号計算器と、
前記減算器からの出力の絶対値を求める第３の絶対値計算器と、
前記第１、第２、第３の符号計算器の出力に排他的論理和演算を実行する排他的論理和計算器と、
前記第３の絶対値計算器の出力と前記排他的論理和計算器の出力とを結合して乗算結果を求める結合器とを有し、
前記第３の符号計算器の入力端子と前記第３の絶対値計算器の入力端子とは前記減算器の出力端子に接続され、
前記第３の符号計算器の出力端子は、前記排他的論理和計算器の第３の入力端子に接続され、
前記排他的論理和計算器の第１と第２の入力端子はそれぞれ、前記第１と第２の符号計算器の出力端子に接続され、
前記排他的論理和計算器の出力端子は前記結合器の第１の入力端子に接続され、
前記第３の絶対値計算器の出力端子は、前記結合器の第２の入力端子に接続されている、請求項１に記載のデジタル位相推定器。
【請求項３】
さらに、
前記第１の入力信号と前記第２の入力信号を規格化する規格化部を有し、前記規格化部は、
前記第１の入力信号の二乗を求める第１の二乗計算器と、
前記第２の入力信号の二乗を求める第２の二乗計算器と、
前記第１の入力信号の二乗と前記第２の入力信号の二乗との和を求める加算器と、
前記和の平方根を求める平方根計算器と、
前記平方根の逆数を計算する逆数計算器と、
前記逆数に前記第１の入力信号をかける第２の乗算器と、
前記逆数に前記第２の入力信号をかける第３の乗算器とを有し、
前記第１の二乗計算器の入力端子と第２の乗算器の第１の入力端子とは、前記第１の外部入力に接続され、
前記第１の二乗計算器の出力端子は前記加算器の第１の入力端子に接続され、
前記第２の二乗計算器の入力端子と前記第３の乗算器の第１の入力端子とは、第２の外部入力に接続され、
前記第２の二乗計算器の出力端子は前記加算器の第２の入力端子に接続され、
前記加算器の出力端子は前記平方根計算器の入力端子に接続され、
前記平方根計算器の出力端子は前記逆数計算器の入力端子に接続され、
前記逆数計算器の出力端子は、前記第２の乗算器の第２の入力端子と、前記第３の乗算器の第２の入力端子とに接続され、
前記第２の乗算器と前記第３の乗算器の出力端子はそれぞれ、前記第１の絶対値計算器と前記第２の絶対値計算器の入力端子に接続され、前記第１の符号計算器と前記第２の符号計算器の入力端子に接続されている、付記１または２に記載のデジタル位相推定器。
【請求項４】
さらに、
前記第１の乗算器の出力に基づき位相差を計算する位相差計算部を有し、前記位相差計算部は、
１／√２の値を計算する１／√２計算器と、
前記第１の乗算器の出力に前記１／√２計算器の出力を乗算し、乗算結果を出力する第４の乗算器と、
前記第４の乗算器の出力に逆正弦演算を実行して位相差を求める逆正弦計算器とを有し、
前記第４の乗算器の第１の入力端子は、前記第１の乗算器の出力端子に接続され、
前記第４の乗算器の第２の入力端子は、前記１／√２計算器の出力端子に接続され、
前記第４の乗算器の出力端子は、前記逆正弦計算器の入力端子に接続され、
前記逆正弦計算器の出力端子は、前記外部出力に接続されている、付記３に記載のデジタル位相推定器。
【請求項５】
デジタル位相ロックループであって、
入力信号のキャリア信号とローカル発信器信号との間の位相差を検出して位相推定信号を出力する、付記１乃至４いずれか一項に記載の位相推定器と、
前記位相推定信号をフィルタしてノイズを除去するループフィルタと、
前記ループフィルタにより出力されノイズを除去された前記位相推定信号に基づきコンステレーション回転角を生成し、前記コンステレーション回転角を出力するモジュロ積分器と、
前記コンステレーション回転角に従って前記入力信号を回転して、前記キャリア信号と前記ローカル発信器信号との間の位相差を補償し、コンステレーション回転を施した信号を出力するコンステレーション回転器とを有し、
前記コンステレーション回転機の第１の入力端子と第２の入力端子はそれぞれ、前記第１と第２の外部入力に接続され、
前記コンステレーション回転器の第１の出力端子と第２の出力端子はそれぞれ、第１と第２の外部出力に接続され、さらに前記位相推定器の第１と第２の入力端子に接続され、
前記位相推定器の出力端子は前記ループフィルタの入力端子に接続され、
前記ループフィルタの出力端子は、前記モジュロ積分器の入力端子に接続され、
前記モジュロ積分器の出力端子は、前記コンステレーション回転器の第３の入力端子に接続されているデジタル位相ロックループ
【請求項６】
前記モジュロ積分器は、
加算器と、
前記加算器の出力にモジュロ２π演算を実行するモジュロ２π計算器と、
前記モジュロ２π計算器の出力を１シンボル遅延して前記加算器に出力する１シンボル遅延器とを有し、
前記加算器の第１の入力端子は前記外部入力に接続され、
前記加算器の第２の入力端子は、前記１シンボル遅延器の出力端子に接続され、
前記加算器の出力端子は、前記モジュロ２π計算器の入力端子に接続され、
前記モジュロ２π計算器の出力端子は、前記外部出力と、前記１シンボル遅延器の入力端子とに接続されている、付記５に記載のデジタル位相ロックループ。
【請求項７】
前記コンステレーション回転器は、
入力された前記コンステレーション回転角の正弦値を発生する正弦値発生器と、
前記コンステレーション回転角の余弦値を発生する余弦値発生器と、
前記正弦値発生器の出力に、入力された前記第２の入力信号を乗算し、乗算結果を出力する第１の乗算器と、
前記余弦値発生器の出力に前記第２の入力信号を乗算し、乗算結果を出力する第２の乗算器と、
前記正弦値発生器の出力に、入力された前記第１の入力信号を乗算し、乗算結果を出力する第３の乗算器と、
前記余弦値発生器の出力に、前記第１の入力信号を乗算し、乗算結果を出力する第４の乗算器と、
前記第２の乗算器の出力から前記第３の乗算器の出力を引いた差を計算し、減算結果を出力する減算器と、
前記第１の乗算器の出力と前記第４の乗算器の出力を足した和を計算し、加算結果を出力する加算器とを有し、
前記正弦値発生器の入力端子と前記余弦値発生器の入力端子は第３の外部入力に接続され、
前記正弦値発生器の出力端子は、前記第１の乗算器の第２の入力端子と、前記第３の乗算器の第２の入力端子とに接続され、
前記第１の乗算器の第１の入力端子は、前記第２の外部入力に接続され、
前記第３の乗算器の第１の入力端子は、前記第１の外部入力に接続され、
前記余弦値発生器の出力端子は、前記第２の乗算器の第２の入力端子と、前記第４の乗算器の第２の入力端子とに接続され、
前記第２の乗算器の第１の入力端子は、前記第２の外部入力に接続され、
前記第４の乗算器の第１の入力端子は、前記第１の外部入力に接続され、
前記第１の乗算器の出力端子は、前記加算器の第２の入力端子に接続され、
前記第４の乗算器の出力端子は、前記加算器の第１の入力端子に接続され、
前記第２の乗算器の出力端子は、前記減算器の正の入力端子に接続され、
前記第３の乗算器の出力端子は、前記減算器の負の入力端子に接続され、
前記加算器の出力端子は、前記第１の外部出力に接続され、
前記減算器の出力端子は、前記第２の外部出力に接続されている、付記５に記載のデジタル位相ロックループ。
【請求項８】
光コヒーレント受信器であって、
ローカル発信器光信号を供給するローカル発信器レーザと、
受信光信号を前記ローカル発信器光信号とミックスする光９０°周波数ミキサと、
前記光９０°周波数ミキサから出力された光信号をベースバンド電気信号に変換する第１と第２のバランス光電子検出器と、
前記第１と第２のバランス光電子検出器からの出力信号をデジタル信号にそれぞれ変換する第１と第２のアナログ・デジタル変換器と、
前記受信光信号のキャリア信号と前記ローカル発信器光信号との間の位相差を補償して補償信号を出力する、付記５乃至７いずれか一項に記載のデジタル位相ロックループと、
前記補償信号からデータを回復するデータ回復部とを有し、
前記光９０°周波数ミキサの第１の入力端子は前記外部入力に接続され、
前記光９０°周波数ミキサの第２の入力端子は、前記ローカル発信器レーザの出力に接続され、
前記光９０°周波数ミキサの第１の出力端子と第２の出力端子はそれぞれ、前記第１と第２のバランス光電子検出器の入力端子に接続され、
前記第１と第２のバランス光電子検出器の出力端子はそれぞれ、前記第１と第２のアナログ・デジタル変換器の入力端子に接続され、
前記第１と第２のアナログ・デジタル変換器の出力端子はそれぞれ、前記デジタル位相ロックループの第１と第２の入力端子に接続され、
前記デジタル位相ロックループの第１と第２の出力端子はそれぞれ、前記データ回復部の第１と第２の入力端子に接続されている、光コヒーレント受信器
【請求項９】
光コヒーレント受信器であって、
ローカル発信器光信号を供給するローカル発信器レーザと、
受信光信号を前記ローカル発信器光信号とミックスする光９０°周波数ミキサと、
前記光９０°周波数ミキサから出力された光信号をベースバンド電気信号に変換する第１と第２のバランス光電子検出器と、
前記第１と第２のバランス光電子検出器からの出力信号をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換器と、
前記デジタル信号の位相を求める偏角計算器と、
前記受信光信号のキャリア信号と前記ローカル発信器光信号との間の位相差を求める位相推定部と、
前記偏角計算器の出力から前記位相推定部が求めた位相差を減算して、送信データを回復するデコーダとを有し、
前記光９０°周波数ミキサの第１の入力端子は前記外部入力に接続され、
前記光９０°周波数ミキサの第２の入力端子は、前記ローカル発信器レーザの出力に接続され、
前記光９０°周波数ミキサの第１の出力端子と第２の出力端子はそれぞれ、前記第１と第２のバランス光電子検出器の入力端子に接続され、
前記第１と第２のバランス光電子検出器の出力端子はそれぞれ、前記アナログ・デジタル変換器の第１と第２の入力端子に接続され、
アナログ・デジタル変換器の第１と第２の出力端子はそれぞれ、前記位相推定部の第１と第２の入力及び前記偏角計算器の第１と第２の入力端子に接続され、
前記偏角計算器の出力端子は、前記デコーダの第１の入力端子に接続され、
前記位相推定部の出力端子は、前記デコーダの第２の入力端子に接続され、
前記位相推定部は、
前記デジタル信号に基づき位相推定信号を発生する、付記１または２に記載の位相推定器と、
前記アナログ・デジタル変換器の第１と第２の出力の絶対値をそれぞれ計算する第４と第５の絶対値計算器と、
前記アナログ・デジタル変換器の第１と第２の出力信号の絶対値の和を計算する加算器と、
前記位相推定信号と前記絶対値の和とに基づき位相差を発生する参照テーブルと、
前記位相差からノイズを除去する平均器とを有し、
前記位相推定器の第１と第２の入力端子はそれぞれ、前記アナログ・デジタル変換器の第１と第２の出力端子に接続され、
前記位相推定器の出力端子は、前記参照テーブルの第１の入力端子に接続され、
前記第４の絶対値計算器の入力端子は前記アナログ・デジタル変換器の第１の出力端子に接続され、
前記第４の絶対値計算器の出力端子は、前記加算器の第１の入力端子に接続され、
前記第５の絶対値計算器の入力端子は、前記アナログ・デジタル変換器の第２の出力端子に接続され、
前記第５の絶対値計算器の出力端子は、前記加算器の第２の入力端子に接続され、
前記加算器の出力端子は、前記参照テーブルの第２の入力端子に接続され、
前記参照テーブルの出力端子は、前記平均器の入力端子に接続され、
前記平均器の出力端子は、前記デコーダの第２の入力端子に接続されている、光コヒーレント受信器。
【請求項１０】
光コヒーレント受信器であって、
ローカル発信器光信号を供給するローカル発信器レーザと、
受信光信号を前記ローカル発信器光信号とミックスする光９０°周波数ミキサと、
前記光９０°周波数ミキサから出力された光信号をベースバンド電気信号に変換する第１と第２のバランス光電子検出器と、
前記第１と第２のバランス光電子検出器からの出力信号をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換器と、
前記デジタル信号の位相を求める偏角計算器と、
前記受信光信号のキャリア信号と前記ローカル発信器光信号との間の位相差を求める位相推定部と、
前記偏角計算器の出力から前記位相推定部が求めた位相差を減算して、送信データを回復するデコーダとを有し、
前記光９０°周波数ミキサの第１の入力端子は前記外部入力に接続され、
前記光９０°周波数ミキサの第２の入力端子は、前記ローカル発信器レーザの出力に接続され、
前記光９０°周波数ミキサの第１の出力端子と第２の出力端子はそれぞれ、前記第１と第２のバランス光電子検出器の入力端子に接続され、
前記第１と第２のバランス光電子検出器の出力端子はそれぞれ、前記アナログ・デジタル変換器の第１と第２の入力端子に接続され、
アナログ・デジタル変換器の第１と第２の出力端子はそれぞれ、前記位相推定部の第１と第２の入力及び前記偏角計算器の第１と第２の入力端子に接続され、
前記偏角計算器の出力端子は、前記デコーダの第１の入力端子に接続され、
前記位相推定部の出力端子は、前記デコーダの第２の入力端子に接続され、
前記位相推定部は、
前記デジタル信号に基づき位相推定信号を発生する、付記１または２に記載の位相推定器と、
前記アナログ・デジタル変換器の第１と第２の出力の絶対値をそれぞれ計算する第４と第５の絶対値計算器と、
前記アナログ・デジタル変換器の第１と第２の出力信号の絶対値の和を計算する加算器と、
前記位相推定信号からノイズを除去する第１の平均器と、
前記絶対値の和からノイズを除去する第２の平均器と、
前記位相推定信号とノイズを除去した前記絶対値の和とに基づき位相差を発生する参照テーブルとを有し、
前記位相推定器の第１と第２の入力端子はそれぞれ、前記アナログ・デジタル変換器の第１と第２の出力端子に接続され、
前記位相推定器の出力端子は前記第１の平均器の入力端子に接続され、
前記第４の絶対値計算器の入力端子は前記アナログ・デジタル変換器の第１の出力端子に接続され、
前記第４の絶対値計算器の出力端子は、前記加算器の第１の入力端子に接続され、
前記第５の絶対値計算器の入力端子は、前記アナログ・デジタル変換器の第２の出力端子に接続され、
前記第５の絶対値計算器の出力端子は、前記加算器の第２の入力端子に接続され、
前記加算器の出力端子は、前記第２の平均器の入力端子に接続され、
前記第１の平均器の出力端子は、前記参照テーブルの第１の入力端子に接続され、
前記第２の平均器の出力端子は、前記参照テーブルの第２の入力端子に接続され、
前記参照テーブルの出力端子は、前記デコーダの第２の入力端子に接続されている、光コヒーレント受信器。
【請求項１１】
光コヒーレント受信器であって、
ローカル発信器光信号を供給するローカル発信器レーザと、
受信光信号を前記ローカル発信器光信号とミックスする光９０°周波数ミキサと、
前記光９０°周波数ミキサから出力された光信号をベースバンド電気信号に変換する第１と第２のバランス光電子検出器と、
前記第１と第２のバランス光電子検出器からの出力信号をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換器と、
前記デジタル信号の位相を求める偏角計算器と、
前記受信光信号のキャリア信号と前記ローカル発信器光信号との間の位相差を求める位相推定部と、
前記偏角計算器の出力から前記位相推定部が求めた位相差を減算して、送信データを回復するデコーダとを有し、
前記光９０°周波数ミキサの第１の入力端子は前記外部入力に接続され、
前記光９０°周波数ミキサの第２の入力端子は、前記ローカル発信器レーザの出力に接続され、
前記光９０°周波数ミキサの第１の出力端子と第２の出力端子はそれぞれ、前記第１と第２のバランス光電子検出器の入力端子に接続され、
前記第１と第２のバランス光電子検出器の出力端子はそれぞれ、前記アナログ・デジタル変換器の第１と第２の入力端子に接続され、
アナログ・デジタル変換器の第１と第２の出力端子はそれぞれ、前記位相推定部の第１と第２の入力及び前記偏角計算器の第１と第２の入力端子に接続され、
前記偏角計算器の出力端子は、前記デコーダの第１の入力端子に接続され、
前記位相推定部の出力端子は、前記デコーダの第２の入力端子に接続され、
前記位相推定部は、
前記デジタル信号に基づき位相差を発生する、付記４に記載の位相推定器と、
前記位相差からノイズを除去する平均器とを有し、
前記位相推定器の第１と第２の入力端子はそれぞれ、前記アナログ・デジタル変換器の第１と第２の出力端子に接続され、
前記位相推定器の出力端子は、前記平均器の入力端子に接続され、
前記平均器の出力端子は、前記デコーダの第２の入力端子に接続されている、光コヒーレント受信器。
【請求項１２】
位相推定信号を発生するデジタル位相推定方法であって、
第１の絶対値計算器により第１の入力信号の絶対値を計算する段階と、
第２の絶対値計算器により第２の入力信号の絶対値を計算する段階と、
第１の符号計算器により前記第１の入力信号の符号を求める段階と、
第２の符号計算器により前記第２の入力信号の符号を求める段階と、
減算器により前記第２の入力信号の絶対値から前記第１の入力信号の絶対値を引いた差を求める段階と、
第１の乗算器により前記第１の入力信号と前記第２の入力信号の絶対値の間の差に、前記第１の入力信号と前記第２の入力信号の符号を乗算し、乗算結果を前記位相推定信号として出力する段階とを有する方法。
【請求項１３】
デジタル位相ロック方法であって、
入力信号のキャリア信号とローカル発信器信号との間の位相差を検出して位相推定信号を出力する、付記１２乃至１５いずれか一項に記載の位相推定方法と、
ループフィルタにより、前記位相推定信号をフィルタしてノイズを除去する段階と、
モジュロ積分器により、前記ループフィルタにより出力されノイズを除去された前記位相推定信号に基づきコンステレーション回転角を生成し、前記コンステレーション回転角を出力する段階と、
コンステレーション回転器により、前記コンステレーション回転角に従って前記第１の入力信号と前記第２の入力信号を含む入力信号を回転し、前記入力信号の前記キャリア信号と前記ローカル発信器信号との間の位相差を補償し、コンステレーション回転をへた信号を出力する段階とを有する方法。
【請求項１４】
光コヒーレント受信方法であって、
ローカル発信器レーザにより、ローカル発信器信号を供給する段階と、
光９０°周波数ミキサにより、受信光信号を前記ローカル発信器光信号とミックスする段階と、
第１と第２のバランス光電子検出器により、前記光９０°周波数ミキサから出力された光信号をベースバンド電気信号に変換する段階と、
第１と第２のアナログ・デジタル変換器により、前記第１と第２のバランス光電子検出器からの出力信号をデジタル信号にそれぞれ変換する段階と、
付記１６乃至１８いずれか一項に記載のデジタル位相ロック方法により、前記受信光信号のキャリア信号と前記ローカル発信器光信号との間の位相差を補償して補償信号を出力する段階と、
データ回復部により、前記補償信号からデータを回復する段階とを有する方法。
【請求項１５】
光コヒーレント受信方法であって、
ローカル発信器レーザにより、ローカル発信器信号を供給する段階と、
光９０°周波数ミキサにより、受信光信号を前記ローカル発信器光信号とミックスする段階と、
第１と第２のバランス光電子検出器により、前記光９０°周波数ミキサから出力された光信号をベースバンド電気信号に変換する段階と、
アナログ・デジタル変換器により、前記第１と第２のバランス光電子検出器からの出力信号をデジタル信号にそれぞれ変換する段階と、
偏角計算器により、前記デジタル信号の位相を求める段階と、
位相推定部により、前記受信光信号のキャリア信号と前記ローカル発信器光信号との間の位相差を求める段階と、
デコーダにより、前記偏角計算器の出力から前記位相推定部が求めた位相差を減算して、送信データを回復する段階とを有し、
前記位相差を求める段階は、
付記１２または１３に記載の位相推定方法により、前記デジタル信号に基づき位相推定信号を発生する段階と、
第４と第５の絶対値計算器により、前記アナログ・デジタル変換器の出力の絶対値を計算する段階と、
加算器により、前記アナログ・デジタル変換器の出力の絶対値の和を計算する段階と、
参照テーブルにより、前記位相推定信号と前記絶対値の和とに基づき位相差を発生する段階と、
平均器により、前記位相差からノイズを除去する段階とを有する方法。
【請求項１６】
光コヒーレント受信方法であって、
ローカル発信器レーザにより、ローカル発信器信号を供給する段階と、
光９０°周波数ミキサにより、受信光信号を前記ローカル発信器光信号とミックスする段階と、
第１と第２のバランス光電子検出器により、前記光９０°周波数ミキサから出力された光信号をベースバンド電気信号に変換する段階と、
アナログ・デジタル変換器により、前記第１と第２のバランス光電子検出器からの出力信号をデジタル信号にそれぞれ変換する段階と、
偏角計算器により、前記デジタル信号の位相を求める段階と、
位相推定部により、前記受信光信号のキャリア信号と前記ローカル発信器光信号との間の位相差を求める段階と、
デコーダにより、前記偏角計算器の出力から前記位相推定部が求めた位相差を減算して、送信データを回復する段階とを有し、
前記位相差を求める段階は、
付記１２または１３に記載の位相推定方法により、前記デジタル信号に基づき位相推定信号を発生する段階と、
第４と第５の絶対値計算器により、前記アナログ・デジタル変換器の出力の絶対値を計算する段階と、
加算器により、前記アナログ・デジタル変換器の出力の絶対値の和を計算する段階と、
第１の平均器により、前記位相推定信号からノイズを除去する段階と、
第２の平均器により、前記絶対値の和からノイズを除去する段階と、
参照テーブルにより、前記位相推定信号とノイズを除去した前記絶対値の和とに基づき位相差を発生する段階とを有する方法。
【請求項１７】
光コヒーレント受信方法であって、
ローカル発信器レーザにより、ローカル発信器信号を供給する段階と、
光９０°周波数ミキサにより、受信光信号を前記ローカル発信器光信号とミックスする段階と、
第１と第２のバランス光電子検出器により、前記光９０°周波数ミキサから出力された光信号をベースバンド電気信号に変換する段階と、
アナログ・デジタル変換器により、前記第１と第２のバランス光電子検出器からの出力信号をデジタル信号にそれぞれ変換する段階と、
偏角計算器により、前記デジタル信号の位相を求める段階と、
位相推定部により、前記受信光信号のキャリア信号と前記ローカル発信器光信号との間の位相差を求める段階と、
デコーダにより、前記偏角計算器の出力から前記位相推定部が求めた位相差を減算して、送信データを回復する段階とを有し、
前記位相差を求める段階は、
付記１５に記載の位相推定器により、前記デジタル信号に基づき位相差を発生する段階と、
平均器により、前記位相差からノイズを除去する段階とを有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光通信システムに関し、特に、様々な変調方式のアプリケーションに好適なデジタル位相推定器及びデジタル位相ロックループと、そのデジタル位相推定器またはデジタル位相ロックループを用いた光コヒーレント受信器とに関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムにはその容量と柔軟性に対する要求はますます高くなっており、コヒーレント光通信技術がますます重要になっている。オン・オフ・キー（on-off  key、ＯＯＫ）等の非コヒーレント方式や差動四相位相シフトキーイング（ＤＱＰＳＫ）等の自己コヒーレント方式と比較して、コヒーレント方式は次の優位性を有している：光信号対雑音比（ＯＳＮＲ）が３ｄＢである；等化法（equalization  technology）を使い易い；より効率的な直交振幅変調（ＱＡＭ）等の変調方式を使うことができる。
【０００３】
電気的なコヒーレント技術と同様に、光コヒーレント受信器もキャリアの位相を回復する装置を必要とする。これはアナログ位相ロックループを用いて実現でき、Ｌｅｏｎｉｄ  Ｇ．  Ｋａｚｏｖｓｋｙ著「Decision-Driven  Phase-Locked  Loop  for  Optical  Homodyne  Receivers」（IEEE/OSA  Journal  of  Lightwave  Technology,  Vol.  LT-３,  No.６,  Dec.  １９８５,  P１２３８-１２４７）に説明されている。図１に示したように、アナログ位相ロックループは、位相推定器１０１と、ループフィルタ１０２と、ローカル発信器レーザとも呼ばれる電圧制御発信器（ＶＣＯ）１０３とを有する。アナログ位相ロックループは本来的にループ遅延を有するので、スピードが比較的低い。さらに、かかるアナログ位相ロックループは次の欠点を有している：ループ遅延が大きいことによる制御が遅いこと；キャリアと電圧制御発信器の位相ノイズに対する要求が厳しいこと；及び位相ノイズにより生じる位相エラーが大きいことなど。
【０００４】
近年の電子部品技術の急速な進歩により、光通信においてデジタル技術が使われるようになってきた。ＯＦＣ２００５  ＯＴｕＬ４において、Ｄａｎｙ−Ｓｅｂａｓｔｉｅｎ  Ｌｙ−Ｇａｇｎｏｎらは、デジタル信号処理技術を用いた光コヒーレント受信器を示した。彼らが使ったのはフィードバック位相ロックループではなく、フィードフォワード位相推定であった。図２はその方法を示している。図２に示したように、光コヒーレント受信器は、ローカル発信器光信号を供給するローカル発信器レーザと、受信光信号をローカル発信器光信号とミックスする光９０°周波数ミキサと、光９０°周波数ミキサが出力した光信号をベースバンドの電気信号に変換する第１と第２のバランス光電子検出器と、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）２０１と、偏角計算器（argument  calculator）２０２と、デコーダ２０３と、位相推定器２０４とを有する。
【０００５】
光入力には光９０°周波数ミキサの第１の入力端子が接続されている。光９０°周波数ミキサの第２の入力端子にはローカル発信器レーザの出力が接続されている。光９０°周波数ミキサの第１と第２の出力端子はそれぞれ、第１と第２のバランス光電子検出器（balancintg  photoelectric  detector）の入力端子に接続されている。第１と第２のバランス光電子検出器の出力端子はそれぞれ、アナログ・デジタル変換器２０１の第１と第２の入力端子に接続されている。アナログ・デジタル変換器２０１の第１と第２の出力端子はそれぞれ、位相推定器２０４の第１と第２の入力に接続され、また偏角計算器２０２の第１と第２の入力端子に接続されている。偏角計算器２０２の出力端子はデコーダ２０３の第１の入力端子に接続されている。位相推定器２０４の出力端子はデコーダ２０３の第２の入力端子に接続されている。
【０００６】
アナログ・デジタル変換器２０１はアナログの同相信号（Ｉ）と直交信号（Ｑ）をデジタル信号Ｉ＋ｊＱに変換する。これは複素信号である。偏角計算器２０２はこの複素信号の偏角、すなわち位相を求める。位相推定器２０４は受信光信号のキャリア信号とローカル発信器光信号との位相差を求める。デコーダ２０３は、位相推定器２０４が推定した位相差を、偏角計算器２０２の出力から引いて、送信データを回復する。
【０００７】
図２に示したように、位相推定器２０４は、４倍パワー計算器２０５と、平均器２０７と、偏角計算器２０６と、１／４倍計算器２０８とを有する。４倍パワー計算器２０５の第１と第２の入力端子はそれぞれ、アナログ・デジタル変換器２０１の第１と第２の出力端子に接続されている。４倍パワー計算器２０５の出力は平均器２０７の入力端子に接続されている。平均器２０７の出力端子は偏角計算器２０６の入力端子に接続されている。偏角計算器２０６の出力端子は１／４倍計算器２０８の入力端子に接続されている。１／４倍計算器２０８の出力端子はデコーダ２０３の第２の入力端子に接続されている。
【０００８】
以上のように、上記の計算はすべてデジタル領域で行われる。ここでは、デジタルフィードフォワード位相推定器を使って従来の光コヒーレントシステムのアナログ位相ロックループを置き換えて、上記のアナログ位相ロックループの欠点を回避している。しかし、この方法は位相シフトキーイング（ＰＳＫ）変調モードにしか適用できない。この方法の基本原理は２つの位相の減算だからである。この方法はより高度な変調技術（例えば、ＱＡＭ）には適用できず、位相ロックループによるものにはかかる欠点はない。一方、４倍パワー計算器２０５と偏角計算器２０２、２０６はすべて非線形計算を行うので、ハードウェアやデジタル信号処理技術によりこれらの非線形計算を実現するのは難しい。
【０００９】
上記の状況を考慮して、位相ロックループとデジタル信号処理技術の有利性を合わせた新規な位相制御方法がすぐにでも必要とされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は技術水準に存する問題を考慮して提案されたものであり、本発明の目的は、位相ロックループの有利性と、デジタル信号処理技術の有利性とを同時に有するデジタル位相ロックループと、かかるデジタル位相ロックループを用いた光コヒーレント受信器とを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の態様によると、位相推定信号を発生するデジタル位相推定器が提供される。該推定器は、第１の入力信号の絶対値を計算する第１の絶対値計算器と、第２の入力信号の絶対値を計算する第２の絶対値計算器と、前記第１の入力信号の符号を求める第１の符号計算器と、前記第２の入力信号の符号を求める第２の符号計算器と、前記第２の入力信号の絶対値から前記第１の入力信号の絶対値を引いて差を求める減算器と、前記第１の入力信号と前記第２の入力信号の絶対値の間の差に、前記第１の入力信号と前記第２の入力信号の符号を乗算し、乗算結果を前記位相推定信号として出力する第１の乗算器とを有する。前記第１の絶対値計算器の入力端子と前記第１の符号計算器の入力端子とは第１の外部入力に接続され、前記第１の絶対値計算器の出力端子は前記減算器の負入力端子に接続され、前記第２の絶対値計算器の入力端子と前記第２の符号計算器の入力端子とは第２の外部入力に接続され、前記第２の絶対値計算器の出力端子は前記減算器の正入力端子に接続され、前記減算器の出力端子は前記第１の乗算器の第３の入力端子に接続され、前記第１と第２の符号計算器の出力端子はそれぞれ、前記第１の乗算器の第１と第２の入力端子に接続され、前記第１の乗算器の出力端子は外部出力に接続されている。
【００１２】
本発明の第２の態様によると、本発明の第１の対応によるデジタル位相推定器が提供されるが、該推定器はさらに、前記第１の入力信号と前記第２の入力信号を規格化する規格化部と、前記第１の乗算器の出力に基づき位相差を計算する位相差計算部とを有し、前記規格化部は、前記第１の入力信号の二乗を求める第１の二乗計算器と、前記第２の入力信号の二乗を求める第２の二乗計算器と、前記第１の入力信号の二乗と前記第２の入力信号の二乗との和を求める加算器と、前記和の平方根を求める平方根計算器と、前記平方根の逆数を計算する逆数計算器と、前記逆数に前記第１の入力信号をかける第２の乗算器と、前記逆数に前記第２の入力信号をかける第３の乗算器とを有する。前記位相差計算部は、１／√２の値を出力する１／√２計算器と、前記第１の乗算器の出力に前記１／√２計算器の出力を乗算し、乗算結果を出力する第４の乗算器と、前記第４の乗算器の出力に逆正弦演算を実行して位相差を求める逆正弦計算器とを有する。
【００１３】
本発明の第３の態様によると、本発明の第１の態様と第２の態様によるデジタル位相推定器を用いたデジタル位相ロックループが提供される。該ループは、前記位相推定器の位相推定信号をフィルタしてノイズを除去するループフィルタと、前記ループフィルタにより出力されノイズを除去された前記位相推定信号に基づきコンステレーション回転角を生成し、前記コンステレーション回転角を出力するモジュロ積分器と、前記コンステレーション回転角に従って前記入力信号を回転して、前記キャリア信号と前記ローカル発信器信号との間の位相差を補償し、コンステレーション回転を施した信号を出力するコンステレーション回転器とを有する。
【００１４】
本発明の第４の態様によると、本発明の第３の態様によるデジタル位相ロックループを用いた光コヒーレント受信器が提供される。該受信器は、ローカル発信器光信号を供給するローカル発信器レーザと、受信光信号を前記ローカル発信器光信号とミックスする光９０°周波数ミキサと、前記光９０°周波数ミキサから出力された光信号をベースバンド電気信号に変換する第１と第２のバランス光電子検出器と、前記第１と第２のバランス光電子検出器からの出力信号をデジタル信号にそれぞれ変換する第１と第２のアナログ・デジタル変換器と、前記受信光信号のキャリア信号と前記ローカル発信器光信号との間の位相差を補償して補償信号を出力する、本発明の第３の態様によるデジタル位相ロックループと、前記補償信号からデータを回復するデータ回復部とを有する。
【００１５】
本発明の第５の態様によると、本発明の第１の態様によるデジタル位相推定器を用いた光コヒーレント受信器が提供される。該受信器は、ローカル発信器光信号を供給するローカル発信器レーザと、受信光信号を前記ローカル発信器光信号とミックスする光９０°周波数ミキサと、前記光９０°周波数ミキサから出力された光信号をベースバンド電気信号に変換する第１と第２のバランス光電子検出器と、前記第１と第２のバランス光電子検出器からの出力信号をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換器と、前記デジタル信号の位相を求める偏角計算器と、前記受信光信号のキャリア信号と前記ローカル発信器光信号との間の位相差を求める位相推定部と、前記偏角計算器の出力から前記位相推定部が求めた位相差を減算して、送信データを回復するデコーダとを有し、前記位相推定部は、前記デジタル信号に基づき位相推定信号を発生する、本発明の第１の態様による位相推定器と、前記アナログ・デジタル変換器の第１と第２の出力の絶対値をそれぞれ計算する第１と第２の絶対値計算器と、前記アナログ・デジタル変換器の第１と第２の出力信号の絶対値の和を計算する加算器と、前記位相推定信号と前記絶対値の和とに基づき位相差を発生する参照テーブルと、前記位相差からノイズを除去する平均器とを有する。
【００１６】
本発明の第６の態様によると、本発明の第１の態様によるデジタル位相推定器を用いた光コヒーレント受信器が提供される。該受信器は、ローカル発信器光信号を供給するローカル発信器レーザと、受信光信号を前記ローカル発信器光信号とミックスする光９０°周波数ミキサと、前記光９０°周波数ミキサから出力された光信号をベースバンド電気信号に変換する第１と第２のバランス光電子検出器と、前記第１と第２のバランス光電子検出器からの出力信号をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換器と、前記デジタル信号の位相を求める偏角計算器と、前記受信光信号のキャリア信号と前記ローカル発信器光信号との間の位相差を求める位相推定部と、前記偏角計算器の出力から前記位相推定部が求めた位相差を減算して、送信データを回復するデコーダとを有し、前記位相推定部は、前記デジタル信号に基づき位相推定信号を発生する、本発明の第１の態様による位相推定器と、前記アナログ・デジタル変換器の第１と第２の出力の絶対値をそれぞれ計算する第１と第２の絶対値計算器と、前記アナログ・デジタル変換器の第１と第２の出力信号の絶対値の和を計算する加算器と、前記位相推定信号からノイズを除去する第１の平均器と、前記絶対値の和からノイズを除去する第２の平均器と、前記位相推定信号とノイズを除去した前記絶対値の和とに基づき位相差を発生する参照テーブルとを有する。
【００１７】
本発明の第７の態様によると、本発明の第２の態様によるデジタル位相推定器を用いた光コヒーレント受信器が提供される。該受信器は、ローカル発信器光信号を供給するローカル発信器レーザと、受信光信号を前記ローカル発信器光信号とミックスする光９０°周波数ミキサと、前記光９０°周波数ミキサから出力された光信号をベースバンド電気信号に変換する第１と第２のバランス光電子検出器と、前記第１と第２のバランス光電子検出器からの出力信号をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換器と、前記デジタル信号の位相を求める偏角計算器と、前記受信光信号のキャリア信号と前記ローカル発信器光信号との間の位相差を求める位相推定部と、前記偏角計算器の出力から前記位相推定部が求めた位相差を減算して、送信データを回復するデコーダとを有し、前記位相推定部は、前記デジタル信号に基づき位相差を発生する、本発明の第２の態様による位相推定器と、前記位相差からノイズを除去する平均器とを有する。
【００１８】
本発明によるデジタル位相ロックループは、デジタル領域においてコンステレーション回転器によりキャリア信号とローカル発信器信号との間の位相差を補償する。従来技術と比較して、本発明の実施形態は以下の顕著な有利性を有する：ローカル発信器レーザは自由発振するので、光位相制御に係わる問題を回避できる。アナログ位相ロックループと比較して、本発明では大きい位相ノイズを許容できる。位相ロック法の有利性を維持できるので、ＱＡＭ変調モードでも適用できる。位相推定器は減算と論理演算により構成されるので、実施が比較的容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
ここに添付した図面により、本発明をよりよく理解することができる。図面は明細書に組み込まれ、その一部である。図面は本発明の実施形態を示し、明細書とともに本発明の原理を説明している。
【００２０】
添付した図面を参照しつつ本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２１】
図３は、本発明の第１の実施形態による、デジタル位相ロックループを有する光コヒーレント受信器の全体的な構成を示す図である。
【００２２】
図３に示した通り、図２に示した従来技術の光コヒーレント受信器と同様に、本発明の第１の実施形態により光コヒーレント受信器は、次の要素を有する：ローカル発信器光信号を供給するローカル発信器レーザ３１４と、受信光信号をローカル発信器光信号とミックスする光９０°周波数ミキサ３１５と、光９０°周波数ミキサ３１５から出力された光信号をベースバンド電気信号に変換する第１と第２のバランス光電子検出器３１６及び３１７と、バランス光電子検出器３１６及び３１７の出力信号をそれぞれ受け取り、これらの出力信号をデジタル信号にそれぞれ変換する第１と第２のＡ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）３０１及び３０２と、受信光信号のキャリア信号とローカル発信器光信号の間の位相差を補償して補償信号を出力するデジタル位相ロックループ３０５と、補償信号からデータを回復するデータ回復部３０６。
【００２３】
光入力には光９０°周波数ミキサの第１の入力端子が接続される。光９０°周波数ミキサの第２の入力端子にはローカル発信器レーザ３１４の出力が接続されている。光９０°周波数ミキサの第１と第２の出力端子はそれぞれ、第１と第２のバランス光電子検出器（balancing  photoelectric  detector）３１６及び３１７の入力端子に接続されている。第１と第２のバランス光電子検出器３１６及び３１７の出力端子はそれぞれ、第１と第２のＡ／Ｄ変換器３０１及び３０２の入力端子に接続されている。第１と第２のＡ／Ｄ変換器３０１及び３０２の出力端子はそれぞれ、デジタル位相ロックループ３０５の第１と第２の入力端子に接続されている。デジタル位相ロックループ３０５の第１と第２の出力端子はそれぞれ、データ回復部３０６の第１と第２の入力端子に接続されている。
【００２４】
第１の実施形態による光コヒーレント受信器の動作を以下に詳しく説明する。
【００２５】
光コヒーレント受信器の受信光信号３１８が
【数１】
2008211801.tif 000003
で表されるとする。
【００２６】
ここで、ｓ（ｔ）はデータ情報を含む複素エンベロープ信号であり、
【数２】
2008211801.tif 000004
は、角周波数ωと位相ノイズφｃ（ｔ）を有するキャリアである。
【００２７】
ローカル発信器レーザ３１４が出力するローカル発信器光信号は
【数３】
2008211801.tif 000005
である。ここで、ωＬはローカル発信器レーザの角周波数であり、φＬ（ｔ）は位相ノイズであり、φ０は初期位相である。
【００２８】
従来技術の光コヒーレント受信器と同様に、光９０°周波数ミキサ３１５とバランス光電子検出器３１６及び３１７とは、受信光信号３１８をローカル発信器光信号とミックスし、それをベースバンド電気信号に変換する。このベースバンド電気信号は同相成分Ｉ３０３と直交成分Ｑ３０４とを含む。Ａ／Ｄ変換器３０１及び３０２はそれぞれ、このベースバンド電気信号の同相成分Ｉ３０３と直交成分Ｑ３０４をデジタル信号に変換する。コヒーレント通信の周知の理論によると（例えば、“Digital  Communications,  John  G.  Proakis,  Third  Edition  McGraw-Hill,  Inc”を参照）、同相信号Ｉ３０３と直交信号Ｑ３０４は
【数４】
2008211801.tif 000006
となる。ここで、θ（ｔ）は受信光信号のキャリア信号とローカル発信器信号との間の位相差である。位相差はキャリア信号とローカル発信器信号の周波数が違うことにより生じ、キャリア信号またはローカル発信器信号の位相ノイズや、ローカル発信器信号の初期位相によっても生じる。
【００２９】
従来技術のアナログ位相ロックループにおけるローカル発信器レーザの周波数は、キャリア信号とローカル発信器信号との間の位相差により自動的に調節され、キャリア信号とローカル発信器信号との間の位相差は実質的にゼロである。しかし、本発明では、キャリア信号とローカル発信器信号との間の位相差θ（ｔ）はデジタル位相ロックループ３０５により補償される。
【００３０】
図３に示したように、デジタル位相ロックループ３０５は、順次カスケード接続された（in  sequential  cascade  connection）、位相推定器３１０、ループフィルタ３１２、モジュロ積分器３２０、及びコンステレーション回転器３０７を有し、これらがフィードバックループ（すなわち、本発明のデジタル位相ロックループ）を形成している。コンステレーション回転器３０７の第１と第２の入力端子はそれぞれ、第１と第２のＡ／Ｄ変換器３０１及び３０２の出力端子に接続されている。コンステレーション回転器３０７の第１と第２の出力端子はそれぞれ、データ回復部３０６の第１と第２の入力端子に接続され、また位相推定器３１０の第１と第２の入力端子にも接続されている。位相推定器３１０の出力端子はループフィルタ３１２の入力端子に接続されている。ループフィルタ３１２の出力端子はモジュロ積分器３２０の入力端子に接続されている。モジュロ積分器３２０の出力端子はコンステレーション回転器３０７の第３の入力端子に接続されている。
【００３１】
位相推定器３１０は、キャリア信号とローカル発信器信号との間の位相差を検出して、ループフィルタ３１２に位相推定信号３１１を出力する。ループフィルタ３１２は、位相推定信号３１１をフィルタして、ノイズを除去し、その出力３１９をモジュロ積分器３２０に出力する。モジュロ積分器３２０は、出力３１９に基づきコンステレーション回転角３１３を求め、そのコンステレーション回転角３１３をコンステレーション回転器３０７に出力する。コンステレーション回転器３０７は、そのコンステレーション回転角３１３に従って入力信号を回転して、キャリア信号とローカル発信器信号との間の位相差を補償し、コンステレーション回転を施した信号を出力する。
【００３２】
図１に示した従来技術のアナログ位相ロックループと比較して、位相推定器３１０は図１の位相推定器１０１に対応し、ループフィルタ３１２は図１のループフィルタ１０２に対応し、コンステレーション回転器３０７とモジュロ積分器３２０は図１の電圧制御発信器１０３に対応する。このように、デジタル位相ロックループが継続的に動作している時、その出力３０８  Ｉ′と３０９  Ｑ′との間に位相差はない。すなわち、
【数５】
2008211801.tif 000007
となる。
【００３３】
留意すべきこととして、図３に示したループフィルタ３１２は位相推定信号３１１のノイズをフィルタ除去する。このループフィルタ３１２は周知の技術で実現可能である。例えば、「Digital  Communications,  John  G.  Proakis,  Third  Edition  McGraw-Hill,  Inc」を参照。従って、本明細書ではこれに関する説明は省略する。
【００３４】
本発明によるデジタル位相ロックループ３０５の各コンポーネントの構成を、図４Ａ乃至図９を参照して以下に詳しく説明する。
【００３５】
以下の説明ではＱＰＳＫ変調モードを使用することを前提とするが、本発明はＱＰＳＫ変調モードには限定されず、その他の変調モード（例えば、１６−ＱＡＭ）を使用してもよいことに留意すべきである。ＱＰＳＫ変調モードでは、ベースバンド信号ｓ（ｔ）は次の４つの値のどれかを取る：
【数６】
2008211801.tif 000008
あるいは、上記と等価であるが、
【数７】
2008211801.tif 000009
【００３６】
図４Ａは本発明による位相推定器を示す図である。図４Ａに示したように、本発明による位相推定器は次の構成要素を有する：入力信号Ｉ′  ３０８とＱ′  ３０９の絶対値をそれぞれ計算する第１と第２の絶対値計算器４０１及び４０２と、入力信号Ｉ′  ３０８とＱ′  ３０９の符号をそれぞれ求める第１と第２の符号計算器４０３及び４０４と、入力信号Ｉ′  ３０８とＱ′  ３０９の絶対値の間の差を求める減算器４０５と、入力信号Ｉ′  ３０８とＱ′  ３０９の絶対値間の差に、入力信号Ｉ′  ３０８とＱ′  ３０９の符号をかけて、かけた結果を位相推定信号３１１として出力する乗算器４０６。
【００３７】
第１の絶対値計算器４０１の入力端子と第１の符号計算器４０３の入力端子は第１の外部入力に接続されている。第１の絶対値計算器４０１の出力端子は減算器４０５の負入力端子に接続されている。第２の絶対値計算器４０２の入力端子と第２の符号計算器４０４の入力端子は第２の外部入力に接続されている。第２の絶対値計算器４０２の出力端子は減算器４０５の正入力端子に接続されている。減算器４０５の出力端子は乗算器４０６の第３の入力端子に接続されている。第１と第２の符号計算器４０３と４０４の出力端子はそれぞれ、乗算器４０６の第１と第２の入力端子に接続されている。乗算器４０６の出力端子は外部出力に接続されている。
【００３８】
図４Ａに示したように、入力信号Ｉ′  ３０８とＱ′  ３０９は
【数８】
2008211801.tif 000010
で表せるとする。ここで、ｓｎはデータであり、θはキャリア信号とローカル発信器信号との間の位相差である。このとき、位相推定器が出力する位相推定信号３１１は、
【数９】
2008211801.tif 000011
の通りである。ここで、
【数１０】
2008211801.tif 000012
は信号のパワーを表す。信号のパワーは通常は一定なので、位相差θは通常は非常に小さい値である。位相推定器が出力する位相推定信号は位相差に比例する。位相推定信号は位相差の大きさだけでなく、位相差の方向も示している。
【００３９】
図３から分かるように、入力信号Ｉ′  ３０８とＱ′  ３０９はデジタル信号であり、絶対値計算器４０１と４０２は、論理回路で容易に実現できる。例えば、デジタル信号の符号ビットを捨てればよい。符号計算器４０３と４０４も論理回路で実現できる。例えば、デジタル信号の符号ビットを求めればよい。減算器４０５は既知の減算器回路で実現できる。
【００４０】
符号計算器４０３及び４０４の出力４０７及び４０８は常に１か−１なので、３入力乗算器４０６は、図４Ｂに示したように、一般的な数値乗算器により実施できるのに加えて、論理計算によっても実現できる。乗算器は次の構成要素を有する：減算器４０５の出力の符号を求める符号計算器４１１と、減算器４０５の出力の絶対値を求める絶対値計算器４１２と、符号計算器４０３、４０４及び４１１の出力に排他的論理和（exclusive-OR）演算を行う排他的論理和（ＸＯＲ）計算器４１０と、絶対値計算器４１２の出力を排他的論理和計算器４１０の出力と結合する結合器４１３。
【００４１】
符号計算器４１１の入力端子と絶対値計算器４１２の入力端子は外部入力に接続されている。符号計算器４１１の出力端子は排他的論理和計算器４１０の第３の入力端子に接続されている。排他的論理和４１０の第１と第２の入力端子はそれぞれ、第１と第２の外部入力に接続されている。排他的論理和計算器４１０の出力端子は結合器４１３の第１の入力端子に接続されている。絶対値計算器４１２の出力端子は結合器４１３の第２の入力端子に接続されている。
【００４２】
絶対値計算器４１２は、減算器４０５の出力４０９の絶対値を計算し、乗算結果の絶対値を求める。符号計算器４１１は、出力４０９の符号を計算し、その符号を排他的論理和（ＸＯＲ）計算器４１０に出力し、入力４０７と４０８との排他的論理和演算を実行する。これは図４Ａに示した乗算器４０６の乗算結果の符号を求めるためである。乗算結果の絶対値と符号を求めてから、結合器４１３は符号ビットを数値と結合して、乗算結果自体を求める。
【００４３】
上記の回路は周知の技術により実現できる。例えば、「Digital  Circuits  and  Logical  Design,  written  and  compiled  by  Shukun  Wang  and  Huimin  XU  et  al.,  Publishing  House  of  the  People’s  Posts  and  Communications」を参照。もちろん、上記の計算はデジタル信号処理により実現することもできる。
【００４４】
図４Ａに示したように、位相推定器の出力３１１は位相差に比例するが、本発明による位相推定器は図４Ａに示したタイプに限定はされない。
【００４５】
図５は本発明によるその他の位相推定器の構成を示す図である。図４Ａに示した構成と対比して、図５の位相推定器には、図４Ａに示した位相推定器の入力端子に規格化部（normalizing  section）が付加されている。規格化部は次の構成要素を有する：入力信号Ｉ′  ３０８とＱ′  ３０９の二乗をそれぞれ求める第１と第２の二乗計算器５０１及び５０２と、入力信号Ｉ′  ３０８とＱ′  ３０９の二乗の和を求める加算器５０３と、入力信号Ｉ′  ３０８とＱ′  ３０９の二乗の和の平方根を求める平方根計算器５０４と、その平方根の逆数を求める逆数計算器５０５と、入力信号Ｉ′  ３０８とＱ′  ３０９に平方根の逆数をそれぞれかける第１と第２の乗算器５０６及び５０７とを有する。
【００４６】
第１の二乗計算器５０１の入力端子と第１の乗算器５０６の第１の入力端子は、第１の外部入力に接続されている。第１の二乗計算器５０１の出力端子は加算器５０３の第１の入力端子に接続されている。第２の二乗計算器５０２の入力端子と第２の乗算器５０７の第１の入力端子は、第２の外部入力に接続されている。第２の二乗計算器５０２の出力端子は加算器５０３の第２の入力端子に接続されている。加算器５０３の出力端子は平方根計算器５０４の入力端子に接続されている。平方根計算器５０４の出力端子は逆数計算器５０５の入力端子に接続されている。逆数計算器５０５の出力端子は、第１の乗算器５０６の第２の入力端子と、第２の乗算器５０７の第２の入力端子とに接続されている。第１の乗算器５０６と第２の乗算器５０７の出力端子はそれぞれ、図４Ａに示したように、位相推定器の第１と第２の外部入力に接続されている。
【００４７】
規格化部は、入力信号Ｉ′  ３０８とＱ′  ３０９を規格化信号
【数１１】
2008211801.tif 000013
と
【数１２】
2008211801.tif 000014
に規格化し、規格化信号５０８と５０９の信号パワーを常に１にする。
【００４８】
また、図５に示した位相推定器には、図４Ａに示した位相推定器の出力端子に位相差計算部がさらに付加されている。位相差計算部は次の構成要素を有する：１／√２の値を出力する１／√２計算器５１１と、図５の位相推定器（構成は図４Ａの位相推定器と同じである）の中間段階の出力に１／√２計算器５１１の出力をかけて、乗算結果を出力する乗算器５１０と、乗算器５１０の出力に逆正弦（arcsine）演算を実行して位相差を求める逆正弦計算器５１２。
【００４９】
乗算器５１０の第１の入力端子は図４Ａの位相推定器の外部出力に接続されている。乗算器５１０の第２の入力端子は１／√２計算器５１１の出力端子に接続されている。乗算器５１０の出力端子は逆正弦計算器５１２の入力端子に接続されている。逆正弦計算器５１２の出力端子は外部出力に接続されている。
【００５０】
図４Ａを参照した上記の説明から分かるように、図５に示した位相推定器の中間段階の出力（すなわち、乗算器４０６の出力）は√２ｓｉｎ（θ）である。その後、この出力は、最初に図５の位相推定器の位相差計算部において１／√２とかけられ、次にそれに逆正弦演算Ａｒｃｓｉｎが実行される。このように、図５の位相推定器の出力３１１は位相差θ自体であり、位相差に比例する量ではない。
【００５１】
図５の各部の回路は周知の技術により実現できる。例えば、「Digital  Circuits  and  Logical  Design,  written  and  compiled  by  Shukun  Wang  and  Huimin  XU  et  al.,  Publishing  House  of  the  People’s  Posts  and  Communications」を参照。また、図５の平方根計算器と逆正弦計算器は参照テーブル（look  up  table、ＬＵＴ）により実現することもできる。もちろん、上記の計算はデジタル信号処理により実現することもできる。
【００５２】
図６は、ＱＰＳＫ変調モードにおける、位相差がない場合のコンステレーション６０１と、位相差がある場合のコンステレーション６０２と、位相推定器の出力信号３１１と位相差θの間の関係とを示している。図６から分かるように、位相差が０°なのか、９０°なのか、１８０°なのか、それとも２７０°なのかを識別することはできない。これは９０°の曖昧性（９０-degree  fuzziness）と呼ばれる。この問題は周知の方法で解決可能である。例えば、「Principles  of  Contemporary  Communications,  by  Zhigang  CAO  and  Yasheng  QIAN,  Publishing  House  of  Tsinghua  University」を参照。この問題の解決は本明細書では省略する。
【００５３】
図７は、１６−ＱＡＭ変調モードにおける、位相差がない場合のコンステレーション７０１と、位相差がある場合のコンステレーション７０２と、位相推定器の出力信号３１１と位相差θの間の関係とを示している。図７に示したように、図６のＱＰＳＫ変調モードとは異なり、位相推定器の出力３１１は、位相差が無くても必ずしもゼロではなく、その値は送信されるデータに依存する。しかし、図７から分かるように、位相推定器の出力３１１の値は正と負で対称的なので、平均値はゼロである。位相ロックループのループフィルタ３１２は平均機能を有する。位相差がゼロでなければ、位相推定器の出力３１１は一方向だけにずれ、平均値はゼロでなくなる。それゆえ、ループフィルタの出力３１９は位相差に比例する。
【００５４】
図３に示した光コヒーレント受信器では、位相推定器３１０の出力３１１はループフィルタ３１２に入力される。ループフィルタ３１２でノイズを除去された出力３１９は、モジュロ積分器（modulo  integrator）３２０に入力される。モジュロ積分器３２０は、コンステレーション回転角３１３を生成し、そのコンステレーション回転角３１３をコンステレーション回転器３０７に出力する。
【００５５】
図８は本発明によるモジュロ積分器３２０の構成を示す図である。モジュロ積分器３２０は一般的なアナログ位相ロックループの電圧制御発信器に対応している（similar）。モジュロ積分器３２０は、加算器８０１と、加算器８０１の出力にモジュロ２π演算Ｍｏｄ（ｘ，２π）を実行するモジュロ計算器８０２と、モジュロ計算器８０２の出力を１シンボルだけ遅延させてその結果を加算器８０１に出力する１シンボル遅延器８０３とを有する。
加算器８０１の第１の入力端子は外部入力に接続されている。加算器８０１の第２の入力端子は１シンボル遅延器８０３の出力端子に接続されている。加算器８０１の出力端子はモジュロ計算器８０２の入力端子に接続されている。モジュロ計算器８０２の出力端子は、外部出力と、１シンボル遅延器８０３の入力端子とに接続されている。
【００５６】
加算器８０１は、入力３１９と、１シンボル遅延器８０３の出力との加算演算を実行し、出力を生成する。従来の積分器はモジュロ計算器８０２を含まない。本発明では、モジュロ積分器３０２の出力３１３はコンステレーション回転角である。コンステレーション回転角の周期は２πなので、２πモジュロ計算をしてもコンステレーション回転角の正しさには影響しない。これにより、モジュロ積分器３２０の出力３１３が無限大になることを防止できる。キャリア信号とローカル発信器信号の間に周波数差があるとき、出力３１３は無限大になることがある。上記の各構成要素の具体的な実現方法は本技術分野において周知である。もちろん、上記の計算はデジタル信号処理により実現することもできる。
【００５７】
図９は本発明によるコンステレーション回転器３０７の構成を示す図である。コンステレーション回転器３０７は３つの入力を有している。すなわち、コンステレーション前の同相信号Ｉ  ３０３及び直交信号Ｑ  ３０４（位相差を有する信号）と、コンステレーション回転角θ  ３１３である。コンステレーション回転器３０７は次の構成要素を有する：コンステレーション回転角θの正弦値を発生する正弦値発生器９０１と、コンステレーション回転角θの余弦値を発生する余弦値発生器９０２と、正弦値発生器９０１の出力に直交信号３０４をかけて、乗算結果を出力する第１の乗算器９０３と、余弦値発生器９０２の出力に直交信号３０４をかけて、乗算結果を出力する第２の乗算器９０４と、正弦値発生器９０１の出力に同相信号Ｉ  ３０３をかけて、乗算結果を出力する第３の乗算器９０５と、余弦値発生器９０２の出力に同相信号Ｉ  ３０３をかけて、乗算結果を出力する第４の乗算器９０６と、第２の乗算器９０４の出力から第３の乗算器９０５の出力を引いた差を計算し、その結果をコンステレーション回転器３０７の出力Ｑ′３０９として出力する減算器９０７と、第１の乗算器９０３の出力と第４の乗算器９０６の出力を足した和を計算し、その結果をコンステレーション回転器３０７の出力Ｉ′３０８として出力する加算器９０８。
【００５８】
図９に示したように、正弦値発生器９０１の入力端子と余弦値発生器９０２の入力端子は第３の外部入力に接続されている。正弦値発生器９０１の出力端子は、第１の乗算器９０３の第２の入力端子と、第３の乗算器９０５の第２の入力端子とに接続されている。第１の乗算器９０３の第１の入力端子は第２の外部入力に接続されている。第３の乗算器９０５の第１の入力端子は第１の外部入力に接続されている。余弦値発生器９０２の出力端子は、第２の乗算器９０４の第２の入力端子と、第４の乗算器９０６の第２の入力端子とに接続されている。第２の乗算器９０４の第１の入力端子は第２の外部入力に接続されている。第４の乗算器９０６の第１の入力端子は、第１の外部入力に接続されている。第１の乗算器９０３の出力端子は、加算器９０８の第２の入力端子に接続されている。第４の乗算器９０６の出力端子は、加算器９０８の第１の入力端子に接続されている。第２の乗算器９０４の出力端子は、減算器９０７の正の入力端子に接続されている。第３の乗算器９０５の出力端子は、減算器９０７の負の入力端子に接続されている。加算器９０８の出力端子は第１の外部出力に接続されている。減算器９０７の出力端子は第２の外部出力に接続されている。
【００５９】
図９に示した構成では、コンステレーション回転機３０７の出力Ｉ′３０８とＱ′３０９は
【００６０】
【数１３】
2008211801.tif 000015
である。
【００６１】
以上のように、コンステレーション回転機３０７は入力信号Ｉ＋ｊＱを角θだけ回転する。回転行列の行列成分ｓｉｎ（θ）とｃｏｓ（θ）は、正弦値発生器９０１と余弦値発生器９０２により発生される。行列計算は第１乃至第４の乗算器９０３−９０６、減算器９０７及び加算器９０８で行われる。図９の角構成要素は既知の方法で実現できる。例えば、正弦値発生器９０１と余弦値発生器９０２は参照テーブルにより実現できる。もちろん、上記の計算はデジタル信号処理により実現することもできる。
【００６２】
以上の説明は本発明の第１の実施形態に関するものである。本発明の第１の実施形態による光コヒーレント受信器では、デジタル位相ロックループを用いてキャリア信号とローカル発信器信号の位相差を補償し、このデジタル位相ロックループでは本発明による位相推定器を使用する。しかし、本発明は第１の実施形態に限定されない。本発明の第１の実施形態による位相推定器をフィードフォワード位相推定器に基づく光コヒーレント受信器で使用することもできる。
【００６３】
図１０Ａは、図４Ａに示した位相推定器を用いた、本発明の第２の実施形態による、フィードフォワード位相推定に基づく光コヒーレント受信器の構成を示す図である。
【００６４】
図１０Ａに示した光コヒーレント受信器の基本的構成は、図２に示した位相推定器２０４を位相推定部２０４′に置き換えたこと以外は、図２に示したものと同じである。位相推定部２０４′は次の構成要素を有する：入力信号Ｉ＋ｊＱに基づき位相推定信号３１１を発生する図４Ａに示したような位相推定器３１０と、入力信号ＩとＱの絶対値をそれぞれ計算する第１と第２の絶対値計算器１００４及び１００５と、入力信号ＩとＱの絶対値の和１００７を計算する加算器１００６と、位相推定信号３１１と入力信号Ｉ及びＱの絶対値の和とに基づいて位相差１００３を発生する参照テーブル１００１と、位相差１００３のノイズを除去する平均器１００２。
【００６５】
位相推定器３１０の第１と第２の入力端子はそれぞれ、アナログ・デジタル変換器２０１の第１と第２の出力端子に接続されている。位相推定器３１０の出力端子は、参照テーブル１００１の第１の入力端子に接続されている。第１の絶対値計算器１００４の入力端子は、アナログ・デジタル変換器２０１の第１の出力端子に接続されている。第１の絶対値計算器１００４の出力端子は、加算器１００６の第１の入力端子に接続されている。第２の絶対値計算器１００５の入力端子は、アナログ・デジタル変換器２０１の第２の出力端子に接続されている。第２の絶対値計算器１００５の出力端子は、加算器１００６の第２の入力端子に接続されている。加算器１００６の出力端子は、参照テーブル１００１の第２の入力端子に接続されている。参照テーブル１００１の出力端子は、平均器１００２の入力端子に接続されている。平均器１００２の出力端子は、デコーダ２０３の第２の入力端子に接続されている。
【００６６】
図４Ａの位相推定器３１０の出力の大きさは位相差に比例しているので、位相推定部２０４′の出力は位相差自体であることを要する。かかる変換は絶対値計算器１００４、１００５と、加算器１００６と、参照テーブル１００１と、平均器１００２とにより実現できる。図４Ａを参照して説明したように、位相推定器３１０の出力３１１は
【数１４】
2008211801.tif 000016
となる。
【００６７】
図１０Ａでは、加算器１００６の出力１００７は、
【００６８】
【数１５】
2008211801.tif 000017
となる。
【００６９】
参照テーブル１００１は位相推定器３１０の出力３１１と加算器１００６の出力１００７とに基づき位相差θを出力する（restore）。すなわち、参照テーブル１００１は
【数１６】
2008211801.tif 000018
の演算を実行する。
【００７０】
平均器１００２は位相差１００３のノイズを除去し、より正確な位相差を求め、その位相差１００３をデコーダ２０３に出力する。
【００７１】
図１０Ａに示す第２の実施形態では、参照テーブルにより位相差を求めてからノイズを除去したが、本発明はかかる構成には限定されない。図１０Ｂに示したように、ノイズを除去してから参照テーブルにより位相差を求めてもよい。図１０Ｂは、図１０Ａに示した光コヒーレント受信器の変形例を示している。
【００７２】
第１の平均器１００８と第２の平均器１００９はそれぞれ、参照テーブル１００１の（出力端子ではなく）第１と第２の入力端子に接続されているが、これ以外の点では、図１０Ｂに示した光コヒーレント受信器の構成は図１０Ａに示したものと同じである。よって、同じ構成要素の説明は省略する。
【００７３】
図１０Ｂにおいて、第１の平均器１００８の入力端子は、位相推定器３１０の出力端子に接続されている。第１の平均器１００８の出力端子は、参照テーブル１００１の第１の入力端子に接続されている。第２の平均器１００９の入力端子は、加算器１００６の出力端子に接続されている。第２の平均器１００９の出力端子は、参照テーブル１００１の第２の入力端子に接続されている。参照テーブル１００１の出力端子は、デコーダ２０３の第２の入力端子に接続されている。
【００７４】
図１１は、図５Ａに示した位相推定器を用いた、本発明の第３の実施形態による、フィードフォワード位相推定に基づく光コヒーレント受信器の構成を示す図である。
【００７５】
図１１に示した光コヒーレント受信器の基本的構成は、図２に示した位相推定器２０４を位相推定部２０４′′に置き換えたこと以外は、図２に示したものと同じである。位相推定部２０４′′は次の構成要素を有する：入力信号Ｉ＋ｊＱに基づき位相差を発生する、図５に示したような位相推定器３１０と、位相差のノイズを除去する平均器１１０１。位相推定器３１０の第１と第２の入力端子はそれぞれ、アナログ・デジタル変換器２１０の第１と第２の出力端子に接続されている。位相推定器３１０の出力端子は、平均器１１０１の入力端子に接続されている。平均器１１０１の出力端子は、デコーダ２０３の第２の入力端子に接続されている。
【００７６】
図５を参照して説明したように、位相推定器３１０の出力３１１は位相差自体であり、平均器１１０１のみを用いてより正確な位相差を求めることができる。求めた位相差はデコーダ２０３に出力される。
【００７７】
デジタル位相ロックループに基づき、本発明によるデジタル位相推定器を用いる光コヒーレント受信器と、フィードフォワード位相推定に基づく光コヒーレント受信器とを説明した。本発明によれば、デジタル位相ロックループがコンステレーション回転器によりキャリア信号とローカル発信器信号の間の位相差を補償し、ローカル発信器信号は自由発信であるから、位相ロックループの有利性が保たれ、その一方、ローカル発信器レーザの位相制御の問題を回避することができる。さらに、本発明による位相推定器は簡単な方法で位相差の大きさと方向を求めることができるので、実施の困難性が低減される。
【００７８】
本発明は、ＱＰＳＫとＱＡＭの変調方式を例として説明したが、これには限定されない。従来のコヒーレントシステムに適用することもできる。
【００７９】
当業者は、上記の説明に基づき、本発明の実施形態を容易に変形したり修正したりできるであろう。結果として、本発明は、ここに開示した具体的な実施形態には限定されず、添付した特許請求の範囲に含まれる実施形態の変形や修正も含むものである。
【００８０】
なお、一部の実施例を整理すると以下の通りである。
（付記１）  位相推定信号を発生するデジタル位相推定器であって、
第１の入力信号の絶対値を計算する第１の絶対値計算器と、
第２の入力信号の絶対値を計算する第２の絶対値計算器と、
前記第１の入力信号の符号を求める第１の符号計算器と、
前記第２の入力信号の符号を求める第２の符号計算器と、
前記第２の入力信号の絶対値から前記第１の入力信号の絶対値を引いて差を求める減算器と、
前記第１の入力信号と前記第２の入力信号の絶対値の間の差に、前記第１の入力信号と前記第２の入力信号の符号を乗算し、乗算結果を前記位相推定信号として出力する第１の乗算器とを有し、
前記第１の絶対値計算器の入力端子と前記第１の符号計算器の入力端子とは第１の外部入力に接続され、
前記第１の絶対値計算器の出力端子は前記減算器の負入力端子に接続され、
前記第２の絶対値計算器の入力端子と前記第２の符号計算器の入力端子とは第２の外部入力に接続され、
前記第２の絶対値計算器の出力端子は前記減算器の正入力端子に接続され、
前記減算器の出力端子は前記第１の乗算器の第３の入力端子に接続され、
前記第１と第２の符号計算器の出力端子はそれぞれ、前記第１の乗算器の第１と第２の入力端子に接続され、
前記第１の乗算器の出力端子は外部出力に接続されているデジタル位相推定器。
（付記２）  前記第１の乗算器は、
前記減算器からの出力の符号を求める第３の符号計算器と、
前記減算器からの出力の絶対値を求める第３の絶対値計算器と、
前記第１、第２、第３の符号計算器の出力に排他的論理和演算を実行する排他的論理和計算器と、
前記第３の絶対値計算器の出力と前記排他的論理和計算器の出力とを結合して乗算結果を求める結合器とを有し、
前記第３の符号計算器の入力端子と前記第３の絶対値計算器の入力端子とは前記減算器の出力端子に接続され、
前記第３の符号計算器の出力端子は、前記排他的論理和計算器の第３の入力端子に接続され、
前記排他的論理和計算器の第１と第２の入力端子はそれぞれ、前記第１と第２の符号計算器の出力端子に接続され、
前記排他的論理和計算器の出力端子は前記結合器の第１の入力端子に接続され、
前記第３の絶対値計算器の出力端子は、前記結合器の第２の入力端子に接続されている、付記１に記載のデジタル位相推定器。
（付記３）  さらに、
前記第１の入力信号と前記第２の入力信号を規格化する規格化部を有し、前記規格化部は、
前記第１の入力信号の二乗を求める第１の二乗計算器と、
前記第２の入力信号の二乗を求める第２の二乗計算器と、
前記第１の入力信号の二乗と前記第２の入力信号の二乗との和を求める加算器と、
前記和の平方根を求める平方根計算器と、
前記平方根の逆数を計算する逆数計算器と、
前記逆数に前記第１の入力信号をかける第２の乗算器と、
前記逆数に前記第２の入力信号をかける第３の乗算器とを有し、
前記第１の二乗計算器の入力端子と第２の乗算器の第１の入力端子とは、前記第１の外部入力に接続され、
前記第１の二乗計算器の出力端子は前記加算器の第１の入力端子に接続され、
前記第２の二乗計算器の入力端子と前記第３の乗算器の第１の入力端子とは、第２の外部入力に接続され、
前記第２の二乗計算器の出力端子は前記加算器の第２の入力端子に接続され、
前記加算器の出力端子は前記平方根計算器の入力端子に接続され、
前記平方根計算器の出力端子は前記逆数計算器の入力端子に接続され、
前記逆数計算器の出力端子は、前記第２の乗算器の第２の入力端子と、前記第３の乗算器の第２の入力端子とに接続され、
前記第２の乗算器と前記第３の乗算器の出力端子はそれぞれ、前記第１の絶対値計算器と前記第２の絶対値計算器の入力端子に接続され、前記第１の符号計算器と前記第２の符号計算器の入力端子に接続されている、付記１または２に記載のデジタル位相推定器。
（付記４）  さらに、
前記第１の乗算器の出力に基づき位相差を計算する位相差計算部を有し、前記位相差計算部は、
１／√２の値を計算する１／√２計算器と、
前記第１の乗算器の出力に前記１／√２計算器の出力を乗算し、乗算結果を出力する第４の乗算器と、
前記第４の乗算器の出力に逆正弦演算を実行して位相差を求める逆正弦計算器とを有し、
前記第４の乗算器の第１の入力端子は、前記第１の乗算器の出力端子に接続され、
前記第４の乗算器の第２の入力端子は、前記１／√２計算器の出力端子に接続され、
前記第４の乗算器の出力端子は、前記逆正弦計算器の入力端子に接続され、
前記逆正弦計算器の出力端子は、前記外部出力に接続されている、付記３に記載のデジタル位相推定器。
（付記５）  デジタル位相ロックループであって、
入力信号のキャリア信号とローカル発信器信号との間の位相差を検出して位相推定信号を出力する、付記１乃至４いずれか一項に記載の位相推定器と、
前記位相推定信号をフィルタしてノイズを除去するループフィルタと、
前記ループフィルタにより出力されノイズを除去された前記位相推定信号に基づきコンステレーション回転角を生成し、前記コンステレーション回転角を出力するモジュロ積分器と、
前記コンステレーション回転角に従って前記入力信号を回転して、前記キャリア信号と前記ローカル発信器信号との間の位相差を補償し、コンステレーション回転を施した信号を出力するコンステレーション回転器とを有し、
前記コンステレーション回転機の第１の入力端子と第２の入力端子はそれぞれ、前記第１と第２の外部入力に接続され、
前記コンステレーション回転器の第１の出力端子と第２の出力端子はそれぞれ、第１と第２の外部出力に接続され、さらに前記位相推定器の第１と第２の入力端子に接続され、
前記位相推定器の出力端子は前記ループフィルタの入力端子に接続され、
前記ループフィルタの出力端子は、前記モジュロ積分器の入力端子に接続され、
前記モジュロ積分器の出力端子は、前記コンステレーション回転器の第３の入力端子に接続されているデジタル位相ロックループ
（付記６）  前記モジュロ積分器は、
加算器と、
前記加算器の出力にモジュロ２π演算を実行するモジュロ２π計算器と、
前記モジュロ２π計算器の出力を１シンボル遅延して前記加算器に出力する１シンボル遅延器とを有し、
前記加算器の第１の入力端子は前記外部入力に接続され、
前記加算器の第２の入力端子は、前記１シンボル遅延器の出力端子に接続され、
前記加算器の出力端子は、前記モジュロ２π計算器の入力端子に接続され、
前記モジュロ２π計算器の出力端子は、前記外部出力と、前記１シンボル遅延器の入力端子とに接続されている、付記５に記載のデジタル位相ロックループ。
（付記７）  前記コンステレーション回転器は、
入力された前記コンステレーション回転角の正弦値を発生する正弦値発生器と、
前記コンステレーション回転角の余弦値を発生する余弦値発生器と、
前記正弦値発生器の出力に、入力された前記第２の入力信号を乗算し、乗算結果を出力する第１の乗算器と、
前記余弦値発生器の出力に前記第２の入力信号を乗算し、乗算結果を出力する第２の乗算器と、
前記正弦値発生器の出力に、入力された前記第１の入力信号を乗算し、乗算結果を出力する第３の乗算器と、
前記余弦値発生器の出力に、前記第１の入力信号を乗算し、乗算結果を出力する第４の乗算器と、
前記第２の乗算器の出力から前記第３の乗算器の出力を引いた差を計算し、減算結果を出力する減算器と、
前記第１の乗算器の出力と前記第４の乗算器の出力を足した和を計算し、加算結果を出力する加算器とを有し、
前記正弦値発生器の入力端子と前記余弦値発生器の入力端子は第３の外部入力に接続され、
前記正弦値発生器の出力端子は、前記第１の乗算器の第２の入力端子と、前記第３の乗算器の第２の入力端子とに接続され、
前記第１の乗算器の第１の入力端子は、前記第２の外部入力に接続され、
前記第３の乗算器の第１の入力端子は、前記第１の外部入力に接続され、
前記余弦値発生器の出力端子は、前記第２の乗算器の第２の入力端子と、前記第４の乗算器の第２の入力端子とに接続され、
前記第２の乗算器の第１の入力端子は、前記第２の外部入力に接続され、
前記第４の乗算器の第１の入力端子は、前記第１の外部入力に接続され、
前記第１の乗算器の出力端子は、前記加算器の第２の入力端子に接続され、
前記第４の乗算器の出力端子は、前記加算器の第１の入力端子に接続され、
前記第２の乗算器の出力端子は、前記減算器の正の入力端子に接続され、
前記第３の乗算器の出力端子は、前記減算器の負の入力端子に接続され、
前記加算器の出力端子は、前記第１の外部出力に接続され、
前記減算器の出力端子は、前記第２の外部出力に接続されている、付記５に記載のデジタル位相ロックループ。
（付記８）  光コヒーレント受信器であって、
ローカル発信器光信号を供給するローカル発信器レーザと、
受信光信号を前記ローカル発信器光信号とミックスする光９０°周波数ミキサと、
前記光９０°周波数ミキサから出力された光信号をベースバンド電気信号に変換する第１と第２のバランス光電子検出器と、
前記第１と第２のバランス光電子検出器からの出力信号をデジタル信号にそれぞれ変換する第１と第２のアナログ・デジタル変換器と、
前記受信光信号のキャリア信号と前記ローカル発信器光信号との間の位相差を補償して補償信号を出力する、付記５乃至７いずれか一項に記載のデジタル位相ロックループと、
前記補償信号からデータを回復するデータ回復部とを有し、
前記光９０°周波数ミキサの第１の入力端子は前記外部入力に接続され、
前記光９０°周波数ミキサの第２の入力端子は、前記ローカル発信器レーザの出力に接続され、
前記光９０°周波数ミキサの第１の出力端子と第２の出力端子はそれぞれ、前記第１と第２のバランス光電子検出器の入力端子に接続され、
前記第１と第２のバランス光電子検出器の出力端子はそれぞれ、前記第１と第２のアナログ・デジタル変換器の入力端子に接続され、
前記第１と第２のアナログ・デジタル変換器の出力端子はそれぞれ、前記デジタル位相ロックループの第１と第２の入力端子に接続され、
前記デジタル位相ロックループの第１と第２の出力端子はそれぞれ、前記データ回復部の第１と第２の入力端子に接続されている、光コヒーレント受信器
（付記９）  光コヒーレント受信器であって、
ローカル発信器光信号を供給するローカル発信器レーザと、
受信光信号を前記ローカル発信器光信号とミックスする光９０°周波数ミキサと、
前記光９０°周波数ミキサから出力された光信号をベースバンド電気信号に変換する第１と第２のバランス光電子検出器と、
前記第１と第２のバランス光電子検出器からの出力信号をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換器と、
前記デジタル信号の位相を求める偏角計算器と、
前記受信光信号のキャリア信号と前記ローカル発信器光信号との間の位相差を求める位相推定部と、
前記偏角計算器の出力から前記位相推定部が求めた位相差を減算して、送信データを回復するデコーダとを有し、
前記光９０°周波数ミキサの第１の入力端子は前記外部入力に接続され、
前記光９０°周波数ミキサの第２の入力端子は、前記ローカル発信器レーザの出力に接続され、
前記光９０°周波数ミキサの第１の出力端子と第２の出力端子はそれぞれ、前記第１と第２のバランス光電子検出器の入力端子に接続され、
前記第１と第２のバランス光電子検出器の出力端子はそれぞれ、前記アナログ・デジタル変換器の第１と第２の入力端子に接続され、
アナログ・デジタル変換器の第１と第２の出力端子はそれぞれ、前記位相推定部の第１と第２の入力及び前記偏角計算器の第１と第２の入力端子に接続され、
前記偏角計算器の出力端子は、前記デコーダの第１の入力端子に接続され、
前記位相推定部の出力端子は、前記デコーダの第２の入力端子に接続され、
前記位相推定部は、
前記デジタル信号に基づき位相推定信号を発生する、付記１または２に記載の位相推定器と、
前記アナログ・デジタル変換器の第１と第２の出力の絶対値をそれぞれ計算する第４と第５の絶対値計算器と、
前記アナログ・デジタル変換器の第１と第２の出力信号の絶対値の和を計算する加算器と、
前記位相推定信号と前記絶対値の和とに基づき位相差を発生する参照テーブルと、
前記位相差からノイズを除去する平均器とを有し、
前記位相推定器の第１と第２の入力端子はそれぞれ、前記アナログ・デジタル変換器の第１と第２の出力端子に接続され、
前記位相推定器の出力端子は、前記参照テーブルの第１の入力端子に接続され、
前記第４の絶対値計算器の入力端子は前記アナログ・デジタル変換器の第１の出力端子に接続され、
前記第４の絶対値計算器の出力端子は、前記加算器の第１の入力端子に接続され、
前記第５の絶対値計算器の入力端子は、前記アナログ・デジタル変換器の第２の出力端子に接続され、
前記第５の絶対値計算器の出力端子は、前記加算器の第２の入力端子に接続され、
前記加算器の出力端子は、前記参照テーブルの第２の入力端子に接続され、
前記参照テーブルの出力端子は、前記平均器の入力端子に接続され、
前記平均器の出力端子は、前記デコーダの第２の入力端子に接続されている、光コヒーレント受信器。
（付記１０）  光コヒーレント受信器であって、
ローカル発信器光信号を供給するローカル発信器レーザと、
受信光信号を前記ローカル発信器光信号とミックスする光９０°周波数ミキサと、
前記光９０°周波数ミキサから出力された光信号をベースバンド電気信号に変換する第１と第２のバランス光電子検出器と、
前記第１と第２のバランス光電子検出器からの出力信号をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換器と、
前記デジタル信号の位相を求める偏角計算器と、
前記受信光信号のキャリア信号と前記ローカル発信器光信号との間の位相差を求める位相推定部と、
前記偏角計算器の出力から前記位相推定部が求めた位相差を減算して、送信データを回復するデコーダとを有し、
前記光９０°周波数ミキサの第１の入力端子は前記外部入力に接続され、
前記光９０°周波数ミキサの第２の入力端子は、前記ローカル発信器レーザの出力に接続され、
前記光９０°周波数ミキサの第１の出力端子と第２の出力端子はそれぞれ、前記第１と第２のバランス光電子検出器の入力端子に接続され、
前記第１と第２のバランス光電子検出器の出力端子はそれぞれ、前記アナログ・デジタル変換器の第１と第２の入力端子に接続され、
アナログ・デジタル変換器の第１と第２の出力端子はそれぞれ、前記位相推定部の第１と第２の入力及び前記偏角計算器の第１と第２の入力端子に接続され、
前記偏角計算器の出力端子は、前記デコーダの第１の入力端子に接続され、
前記位相推定部の出力端子は、前記デコーダの第２の入力端子に接続され、
前記位相推定部は、
前記デジタル信号に基づき位相推定信号を発生する、付記１または２に記載の位相推定器と、
前記アナログ・デジタル変換器の第１と第２の出力の絶対値をそれぞれ計算する第４と第５の絶対値計算器と、
前記アナログ・デジタル変換器の第１と第２の出力信号の絶対値の和を計算する加算器と、
前記位相推定信号からノイズを除去する第１の平均器と、
前記絶対値の和からノイズを除去する第２の平均器と、
前記位相推定信号とノイズを除去した前記絶対値の和とに基づき位相差を発生する参照テーブルとを有し、
前記位相推定器の第１と第２の入力端子はそれぞれ、前記アナログ・デジタル変換器の第１と第２の出力端子に接続され、
前記位相推定器の出力端子は前記第１の平均器の入力端子に接続され、
前記第４の絶対値計算器の入力端子は前記アナログ・デジタル変換器の第１の出力端子に接続され、
前記第４の絶対値計算器の出力端子は、前記加算器の第１の入力端子に接続され、
前記第５の絶対値計算器の入力端子は、前記アナログ・デジタル変換器の第２の出力端子に接続され、
前記第５の絶対値計算器の出力端子は、前記加算器の第２の入力端子に接続され、
前記加算器の出力端子は、前記第２の平均器の入力端子に接続され、
前記第１の平均器の出力端子は、前記参照テーブルの第１の入力端子に接続され、
前記第２の平均器の出力端子は、前記参照テーブルの第２の入力端子に接続され、
前記参照テーブルの出力端子は、前記デコーダの第２の入力端子に接続されている、光コヒーレント受信器。
（付記１１）  光コヒーレント受信器であって、
ローカル発信器光信号を供給するローカル発信器レーザと、
受信光信号を前記ローカル発信器光信号とミックスする光９０°周波数ミキサと、
前記光９０°周波数ミキサから出力された光信号をベースバンド電気信号に変換する第１と第２のバランス光電子検出器と、
前記第１と第２のバランス光電子検出器からの出力信号をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換器と、
前記デジタル信号の位相を求める偏角計算器と、
前記受信光信号のキャリア信号と前記ローカル発信器光信号との間の位相差を求める位相推定部と、
前記偏角計算器の出力から前記位相推定部が求めた位相差を減算して、送信データを回復するデコーダとを有し、
前記光９０°周波数ミキサの第１の入力端子は前記外部入力に接続され、
前記光９０°周波数ミキサの第２の入力端子は、前記ローカル発信器レーザの出力に接続され、
前記光９０°周波数ミキサの第１の出力端子と第２の出力端子はそれぞれ、前記第１と第２のバランス光電子検出器の入力端子に接続され、
前記第１と第２のバランス光電子検出器の出力端子はそれぞれ、前記アナログ・デジタル変換器の第１と第２の入力端子に接続され、
アナログ・デジタル変換器の第１と第２の出力端子はそれぞれ、前記位相推定部の第１と第２の入力及び前記偏角計算器の第１と第２の入力端子に接続され、
前記偏角計算器の出力端子は、前記デコーダの第１の入力端子に接続され、
前記位相推定部の出力端子は、前記デコーダの第２の入力端子に接続され、
前記位相推定部は、
前記デジタル信号に基づき位相差を発生する、付記４に記載の位相推定器と、
前記位相差からノイズを除去する平均器とを有し、
前記位相推定器の第１と第２の入力端子はそれぞれ、前記アナログ・デジタル変換器の第１と第２の出力端子に接続され、
前記位相推定器の出力端子は、前記平均器の入力端子に接続され、
前記平均器の出力端子は、前記デコーダの第２の入力端子に接続されている、光コヒーレント受信器。
（付記１２）  位相推定信号を発生するデジタル位相推定方法であって、
第１の絶対値計算器により第１の入力信号の絶対値を計算する段階と、
第２の絶対値計算器により第２の入力信号の絶対値を計算する段階と、
第１の符号計算器により前記第１の入力信号の符号を求める段階と、
第２の符号計算器により前記第２の入力信号の符号を求める段階と、
減算器により前記第２の入力信号の絶対値から前記第１の入力信号の絶対値を引いた差を求める段階と、
第１の乗算器により前記第１の入力信号と前記第２の入力信号の絶対値の間の差に、前記第１の入力信号と前記第２の入力信号の符号を乗算し、乗算結果を前記位相推定信号として出力する段階とを有する方法。
（付記１３）
前記乗算する段階は、
第３の符号計算器により、前記減算器により求めた前記差の符号を求める段階と、
第３の絶対値計算器により、前記減算器により求めた前記差の絶対値を求める段階と、
排他的論理和計算器により、前記第１、第２、第３の符号計算器により求めた符号に排他的論理和演算を実行する段階と、
結合器により、前記第３の絶対値計算器により求めた絶対値に、前記排他的論理和計算器により実行した排他的論理和演算の結果を結合し、乗算結果を求める段階とを有する、付記１２に記載のデジタル位相推定方法。
（付記１４）  前記方法の開始時にさらに、
前記第１の入力信号と前記第２の入力信号を規格化する段階を有し、前記規格化する段階は、
第１の二乗計算器により前記第１の入力信号の二乗を求める段階と、
第２の二乗計算器により前記第２の入力信号の二乗を求める段階と、
加算器により、前記第１の入力信号の二乗と前記第２の入力信号の二乗との和を求める段階と、
平方根計算器により前記和の平方根を求める段階と、
逆数計算器により前記平方根の逆数を求める段階と、
第２の乗算器により、前記逆数に前記第１の入力信号を乗算し、乗算結果を前記第１の符号計算器と前記第１の絶対値計算器に出力する段階と、
第３の乗算器により、前記逆数に前記第２の入力信号を乗算し、乗算結果を前記第２の符号計算器と前記第２の絶対値計算器に出力する段階とを有する、付記１２または１３に記載のデジタル位相推定方法。
（付記１５）  さらに、
前記第１の乗算器の出力に基づき位相差を計算する段階と、
１／√２計算器により１／√２の値を計算する段階と、
第４の乗算器により、前記第１の乗算器の出力に前記１／√２計算器の出力を乗算し、乗算結果を出力する段階と、
逆正弦計算器により、前記第４の乗算器の出力に逆正弦演算を実行して前記位相差を求める段階とを有する、付記１４に記載のデジタル位相推定方法。
（付記１６）  デジタル位相ロック方法であって、
入力信号のキャリア信号とローカル発信器信号との間の位相差を検出して位相推定信号を出力する、付記１２乃至１５いずれか一項に記載の位相推定方法と、
ループフィルタにより、前記位相推定信号をフィルタしてノイズを除去する段階と、
モジュロ積分器により、前記ループフィルタにより出力されノイズを除去された前記位相推定信号に基づきコンステレーション回転角を生成し、前記コンステレーション回転角を出力する段階と、
コンステレーション回転器により、前記コンステレーション回転角に従って前記第１の入力信号と前記第２の入力信号を含む入力信号を回転し、前記入力信号の前記キャリア信号と前記ローカル発信器信号との間の位相差を補償し、コンステレーション回転をへた信号を出力する段階とを有する方法。
（付記１７）  前記モジュロ積分器は加算器、モジュロ２π計算器、及び１シンボル遅延器とを有し、前記コンステレーション回転角を発生する段階は、
前記モジュロ２π計算器により、前記加算器の出力にモジュロ２π演算を実行する段階と、
前記１シンボル遅延器により、前記モジュロ２π計算器の出力を１シンボル遅延して前記加算器に出力する段階とを有する、付記１６に記載のデジタル位相ロック方法。
（付記１８）  前記入力信号を回転する段階は、
正弦値発生器により、入力された前記コンステレーション回転角の正弦値を発生する段階と、
余弦値発生器により、前記コンステレーション回転角の余弦値を発生する段階と、
第１の乗算器により、前記正弦値発生器の出力に入力された前記第２の入力信号を乗算し、乗算結果を出力する段階と、
第２の乗算器により、前記余弦値発生器の出力に、前記入力信号の前記第２の入力信号を乗算し、乗算結果を出力する段階と、
第３の乗算器により、前記正弦値発生器の出力に、前記入力信号の前記第１の入力信号を乗算し、乗算結果を出力する段階と、
第４の乗算器により、前記余弦値発生器の出力に、前記入力信号の前記第１の入力信号を乗算し、乗算結果を出力する段階と、
減算器により、前記第２の乗算器の出力から前記第３の乗算器の出力を引いた差を計算し、減算結果を出力する段階と、
加算器により、前記第１の乗算器の出力と前記第４の乗算器の出力を足した和を計算し、加算結果を出力する段階とを有する、付記１７に記載のデジタル位相ロック方法。
（付記１９）  光コヒーレント受信方法であって、
ローカル発信器レーザにより、ローカル発信器信号を供給する段階と、
光９０°周波数ミキサにより、受信光信号を前記ローカル発信器光信号とミックスする段階と、
第１と第２のバランス光電子検出器により、前記光９０°周波数ミキサから出力された光信号をベースバンド電気信号に変換する段階と、
第１と第２のアナログ・デジタル変換器により、前記第１と第２のバランス光電子検出器からの出力信号をデジタル信号にそれぞれ変換する段階と、
付記１６乃至１８いずれか一項に記載のデジタル位相ロック方法により、前記受信光信号のキャリア信号と前記ローカル発信器光信号との間の位相差を補償して補償信号を出力する段階と、
データ回復部により、前記補償信号からデータを回復する段階とを有する方法。
（付記２０）  光コヒーレント受信方法であって、
ローカル発信器レーザにより、ローカル発信器信号を供給する段階と、
光９０°周波数ミキサにより、受信光信号を前記ローカル発信器光信号とミックスする段階と、
第１と第２のバランス光電子検出器により、前記光９０°周波数ミキサから出力された光信号をベースバンド電気信号に変換する段階と、
アナログ・デジタル変換器により、前記第１と第２のバランス光電子検出器からの出力信号をデジタル信号にそれぞれ変換する段階と、
偏角計算器により、前記デジタル信号の位相を求める段階と、
位相推定部により、前記受信光信号のキャリア信号と前記ローカル発信器光信号との間の位相差を求める段階と、
デコーダにより、前記偏角計算器の出力から前記位相推定部が求めた位相差を減算して、送信データを回復する段階とを有し、
前記位相差を求める段階は、
付記１２または１３に記載の位相推定方法により、前記デジタル信号に基づき位相推定信号を発生する段階と、
第４と第５の絶対値計算器により、前記アナログ・デジタル変換器の出力の絶対値を計算する段階と、
加算器により、前記アナログ・デジタル変換器の出力の絶対値の和を計算する段階と、
参照テーブルにより、前記位相推定信号と前記絶対値の和とに基づき位相差を発生する段階と、
平均器により、前記位相差からノイズを除去する段階とを有する方法。
（付記２１）  光コヒーレント受信方法であって、
ローカル発信器レーザにより、ローカル発信器信号を供給する段階と、
光９０°周波数ミキサにより、受信光信号を前記ローカル発信器光信号とミックスする段階と、
第１と第２のバランス光電子検出器により、前記光９０°周波数ミキサから出力された光信号をベースバンド電気信号に変換する段階と、
アナログ・デジタル変換器により、前記第１と第２のバランス光電子検出器からの出力信号をデジタル信号にそれぞれ変換する段階と、
偏角計算器により、前記デジタル信号の位相を求める段階と、
位相推定部により、前記受信光信号のキャリア信号と前記ローカル発信器光信号との間の位相差を求める段階と、
デコーダにより、前記偏角計算器の出力から前記位相推定部が求めた位相差を減算して、送信データを回復する段階とを有し、
前記位相差を求める段階は、
付記１２または１３に記載の位相推定方法により、前記デジタル信号に基づき位相推定信号を発生する段階と、
第４と第５の絶対値計算器により、前記アナログ・デジタル変換器の出力の絶対値を計算する段階と、
加算器により、前記アナログ・デジタル変換器の出力の絶対値の和を計算する段階と、
第１の平均器により、前記位相推定信号からノイズを除去する段階と、
第２の平均器により、前記絶対値の和からノイズを除去する段階と、
参照テーブルにより、前記位相推定信号とノイズを除去した前記絶対値の和とに基づき位相差を発生する段階とを有する方法。
（付記２２）  光コヒーレント受信方法であって、
ローカル発信器レーザにより、ローカル発信器信号を供給する段階と、
光９０°周波数ミキサにより、受信光信号を前記ローカル発信器光信号とミックスする段階と、
第１と第２のバランス光電子検出器により、前記光９０°周波数ミキサから出力された光信号をベースバンド電気信号に変換する段階と、
アナログ・デジタル変換器により、前記第１と第２のバランス光電子検出器からの出力信号をデジタル信号にそれぞれ変換する段階と、
偏角計算器により、前記デジタル信号の位相を求める段階と、
位相推定部により、前記受信光信号のキャリア信号と前記ローカル発信器光信号との間の位相差を求める段階と、
デコーダにより、前記偏角計算器の出力から前記位相推定部が求めた位相差を減算して、送信データを回復する段階とを有し、
前記位相差を求める段階は、
付記１５に記載の位相推定器により、前記デジタル信号に基づき位相差を発生する段階と、
平均器により、前記位相差からノイズを除去する段階とを有する方法。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】アナログ位相ロックループを用いた従来の光コヒーレント受信器を示す図である。
【図２】フィードフォワード位相推定を用いた従来のデジタル光コヒーレント受信器を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による、デジタル位相ロックループを有する光コヒーレント受信器を示す図である。
【図４】Ａは、本発明によるデジタル位相ロックループで使用される、出力が位相差に比例する位相推定器を示す図である。Ｂは、図４Ａに示した位相推定器の乗算器の他の例を示す図である。
【図５】本発明によるデジタル位相ロックループで使用される、出力が位相差である他の位相推定器を示す図である。
【図６】ＱＰＳＫ変調モードにおける（位相差がある場合と無い場合の）コンステレーション、及び位相差と、位相推定器の位相推定信号の変化との関係を示す図である。
【図７】１６ＱＡＭ変調モードにおける（位相差がある場合と無い場合の）コンステレーションと、位相差と、位相推定器の位相推定信号の変化との関係を示す図である。
【図８】本発明によるモジュロ計算機能を有する積分器を示す図である。
【図９】本発明によるコンステレーション回転器の構成を示す図である。
【図１０】Ａは、図４Ａに示した位相推定器のフィードフォワード位相推定を用いた、本発明の第２の実施形態による光コヒーレント受信器を示す図である。Ｂは、本発明の第２の実施形態による光コヒーレント受信器の変形例を示す図である。
【図１１】図５に示した位相推定器のフィードフォワード位相推定を用いた、本発明の第３の実施形態による光コヒーレント受信器を示す図である。
【符号の説明】
【００８２】
２０１  ＡＤＣ
２０２  偏角計算器
２０３  デコーダ
３０６  データ回復部
３０７  コンステレーション回転器
３１０  位相推定器
３１２  ループフィルタ
３１４  ローカル発信器レーザ
３１５  光９０°周波数ミキサ
３１６  バランス光電子検出器
３１７  バランス光電子検出器
３１８  光入力
３２０  モジュロ積分器
８０２  モジュロ計算器
８０３  １シンボル遅延器
９０１  正弦波発生器
９０２  余弦波発生器
１００１  ＬＵＴ
１００２  平均器
１００８  平均器
１００９  平均器
１１０１  平均器
【図１】
2008211801.tif 000019
【図２】
2008211801.tif 000020
【図３】
2008211801.tif 000021
【図４】
2008211801.tif 000022
【図５】
2008211801.tif 000023
【図６】
2008211801.tif 000024
【図７】
2008211801.tif 000025
【図８】
2008211801.tif 000026
【図９】
2008211801.tif 000027
【図１０】
2008211801.tif 000028
【図１１】
2008211801.tif 000029