(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の受信信号から特定の信号を分離する少なくとも１つの信号分離装置を備え、
前記少なくとも１つの信号分離装置のそれぞれは、
少なくとも１つの等化信号を分離する空間フィルタリング部と、
前記等化信号を判定して第１の判定信号を生成し、生成された前記第１の判定信号を出力する判定信号出力部と
を備え、
前記空間フィルタリング部は、前記複数の受信信号、および、前記判定信号出力部から出力される前記第１の判定信号または他の信号分離装置から出力される第２の判定信号のいずれかのうち、少なくとも前記複数の受信信号と、重み係数とを乗算することによって、前記少なくとも１つの等化信号を分離し、
前記少なくとも１つの信号分離装置のそれぞれは、前記少なくとも１つの等化信号に基づいて前記重み係数を更新する重み係数更新部をさらに備える信号受信装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの信号分離装置は複数の信号分離装置であって、
前記空間フィルタリング部は、前記複数の受信信号および前記第２の判定信号のうち、少なくとも前記複数の受信信号と、前記重み係数とを乗算することによって、前記少なくとも１つの等化信号として単一の等化信号を分離し、
前記判定信号出力部は、前記等化信号として尤もらしい信号を表す仮判定信号を前記第１の判定信号として生成する仮判定信号出力部であり、
ｋ（ｋは２以上の整数）番目の信号分離装置の空間フィルタリング部では、前記複数の受信信号であるＮＲ（ＮＲは２以上の整数）個の受信信号と、一番目の信号分離装置から（ｋ−１）番目の信号分離装置までで得られた前記第２の判定信号としての（ｋ−１）個の仮判定信号との合計（ＮＲ＋ｋ−１）個の信号を入力し、前記複数の受信信号から信号ｋを分離する請求項１に記載の信号受信装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの信号分離装置は複数の信号分離装置であって、
前記空間フィルタリング部は、前記複数の受信信号および前記第２の判定信号のうち、少なくとも前記複数の受信信号と、前記重み係数とを乗算することによって、前記少なくとも１つの等化信号として複数の等化信号を分離し、
ｋ（ｋは２以上の整数）番目の信号分離装置の空間フィルタリング部では、前記複数の受信信号であるＮＲ（ＮＲは２以上の整数）個の受信信号を入力するとともに、（ｋ−１）番目の信号分離装置の判定信号出力部により生成される前記第１の判定信号を前記第２の判定信号として入力し、前記複数の受信信号から前記特定の信号を分離する請求項１に記載の信号受信装置。
【請求項４】
前記判定信号出力部は、前記等化信号として尤もらしい信号を表す仮判定信号を前記第１の判定信号として生成する仮判定信号出力部である請求項３に記載の信号受信装置。
【請求項５】
前記判定信号出力部は、送信信号情報の尤度情報を算出し、前記尤度情報に基づく軟判定シンボルを前記第１の判定信号として生成する軟判定信号出力部である請求項３に記載の信号受信装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの信号分離装置は単一の信号分離装置であって、
前記判定信号出力部は、前記第１の判定信号を前記空間フィルタリング部に出力し、
前記空間フィルタリング部は、前記複数の受信信号、および、前記判定信号出力部から出力される前記第１の判定信号のうち、少なくとも前記複数の受信信号と、前記重み係数とを乗算することによって、前記少なくとも１つの等化信号として複数の等化信号を分離し、
前記判定信号出力部は、前記複数の受信信号に対して、前記第１の判定信号を所定回数生成すると、前記第１の判定信号を前記特定の信号として出力する請求項１に記載の信号受信装置。
【請求項７】
前記判定信号出力部は、誤り訂正復号部を備える、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の信号受信装置。
【請求項８】
前記空間フィルタリング部が出力する前記少なくとも１つの等化信号に基づいて、前記少なくとも１つの等化信号の位相雑音を推定し、推定された前記位相雑音を出力する位相雑音推定部をさらに備える、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の信号受信装置。
【請求項９】
前記空間フィルタリング部は、
前記複数の受信信号に係数を乗算する第一乗算部と、
前記第１の判定信号または前記第２の判定信号に係数を乗算する第二乗算部と、
前記位相雑音推定部から出力される前記位相雑音と前記第一乗算部の出力を乗算する第三乗算部と、
前記第二乗算部の出力と前記第三乗算部の出力を加算する加算部と
を備える、請求項８に記載の信号受信装置。
【請求項１０】
前記空間フィルタリング部は、
前記位相雑音推定部から出力される前記位相雑音と前記第１の判定信号または前記第２の判定信号とを乗算する位相補正部と、
前記複数の受信信号および前記位相補正部の出力信号に係数を乗算する係数乗算部と、
を備える、請求項８に記載の信号受信装置。
【請求項１１】
複数の受信信号から特定の信号を分離する少なくとも１つの信号分離装置のそれぞれが、少なくとも１つの等化信号を分離する空間フィルタリングステップと、
前記等化信号を判定して第１の判定信号を生成し、生成された前記第１の判定信号を出力する判定信号出力ステップと、
を有し、
前記空間フィルタリングステップでは、前記複数の受信信号、および、前記判定信号出力ステップにおいて出力される前記第１の判定信号または他の信号分離装置から出力される第２の判定信号のいずれかのうち、少なくとも前記複数の受信信号と、重み係数とを乗算することによって、前記少なくとも１つの等化信号を分離し、
前記少なくとも１つの信号分離装置のそれぞれが、前記少なくとも１つの等化信号に基づいて前記重み係数を更新する重み係数更新ステップをさらに有する信号分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号を分離する技術に関する。
本願は、２０１７年４月１３日に日本へ出願された特願２０１７−０７９８７０号に基づいて優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
近年のスマートフォンの普及、高精細動画サービス配信、ＩｏＴ（Internet of Things）サービスの発展などに伴って、光ネットワークを流れる通信トラヒックは年々増加の一途をたどっている。光ネットワークでは、これまで、伝送路としての光ファイバの構造を変えずに光ネットワークの端局に設置される光通信システム装置の高機能化、光増幅器・光スイッチの導入などにより、増加する通信トラヒック需要に対する対応がなされてきた。【０００３】
現在の大容量光ネットワークの基盤となっている光ファイバは、ＬＡＮ（Local Area Network）などの近距離向けの局所的なネットワークを除くと、シングルモードファイバが用いられている。シングルモードファイバは、クラッド内に光信号の通路となる単一のコアを持ち、大容量光ネットワークで用いられるＣ帯やＬ帯などの波長帯では単一のモードのみをサポートするファイバである。これにより、毎秒数テラビットに達する情報を長距離にわたり安定的に転送する大容量光ネットワークが実現されている。【０００４】
また、デジタル信号処理技術とコヒーレント送受信技術を組み合わせたデジタルコヒーレント伝送技術が１００ギガビット級の光伝送装置に既に導入されている。デジタルコヒーレント伝送技術を用いることにより、光搬送波の振幅と位相に独立に載せた情報を取り出し、伝送中に生じた波形歪を高精度に補正することができる。【０００５】
簡単な例として、シングルモードファイバでの直交偏波の２モードを使った偏波多重光伝送を例に挙げる。偏波多重光伝送では、直交関係にある偏波にそれぞれ異なる情報を載せることができる。光伝送路中ではこれらの偏波が複雑に混合する。また、これら偏波モードの直交軸は高速に変動し、光デバイスを使って追従することは一般に困難である。そこで偏波ダイバーシティ構造に対応した受信装置は、混合した偏波多重光信号を受信し、混合した偏波多重光信号をデジタル信号に直し、デジタル信号処理を用いて信号を分離する。上記の処理は、無線通信システムで用いられる２×２ＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）システムとしてモデル化することができる。分離された信号からは、偏波ごとにそれぞれ情報が取り出され、光信号送受信装置間での通信が確立する。【０００６】
別の例として、マルチモードファイバでの複数のモードを使ったモード多重光伝送を例に挙げる。モード多重光伝送では、コア径をシングルモードファイバと比較して広げることにより、Ｃ帯などの波長帯においても、複数のモードを励起することができ、各モードにそれぞれ異なる情報を載せることができる。モード多重光伝送の場合においても、偏波多重光伝送の場合と同様に、モード多重された光信号は、マルチモードファイバを伝搬中に複雑に混合する。モードダイバーシティ構造に対応した受信装置は、混合したモード多重光信号を受信し、混合したモード多重光信号をデジタル信号に直し、デジタル信号処理を用いて信号を分離する。上記の処理は、ＮＴ×ＮＲＭＩＭＯシステムとしてモデル化できる。ただし、ＮＴは光信号送信装置の数、ＮＲは光信号受信装置の数を表す。ＮＴおよびＮＲはいずれも２以上の整数である。また、以下では各光信号送信装置から独立した変調信号がそれぞれ送信されると仮定する。【０００７】
次に、光信号受信装置が、偏波多重光伝送またはモード多重光伝送のデジタル信号処理で用いる信号分離アルゴリズムについて説明する。なお、以下ではシングルモードファイバでの偏波モードと、マルチモードファイバでの空間モードを、モードという用語で同列に扱う。無線通信ＭＩＭＯシステムでは、様々な信号分離アルゴリズムが提案されている。例えば、信号分離アルゴリズムとして、空間フィルタリング、干渉キャンセラ、最尤復号などが挙げられる。一般に信号処理規模とモード分離能力はトレードオフの関係にあり、上記の順で信号処理規模が増す代わりに、モード分離能力は向上する。しかしながら、光通信システムでは、無線通信システムと比較して信号の変調速度が非常に速く、伝送路変動への追従性及びリアルタイム処理が求められるため、線形処理の空間フィルタリングが一般に用いられてきた。送信信号をｘ、受信信号をｙ、信号に付加される雑音をｚ、伝送路行列をＨとすると、これらは式（１）の関係で結ばれる。【０００８】
【数１】
0006741864.tif 000002
【０００９】
空間フィルタリングは、受信信号ｙに分離行列ＷＴを乗じて送信信号ｘの等化信号ｘ＾（＾はｘの上に付される）を得る。ここで、Ｗの上付き添え字Ｔは転置を表す。ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）規範では、式（２）を満たすＷＴを求める。【００１０】
【数２】
0006741864.tif 000003
【００１１】
式（２）を解くと、ＷＴとして式（３）が得られる。【００１２】
【数３】
0006741864.tif 000004
【００１３】
式（３）において、Ｉは単位行列、γはＳＮＲ（Signal-to-noise ratio）、上付きＨは複素共役転置を表す。式（３）に示すように、ＷＴを求めるにはＨが必要となる。Ｈはパイロット信号などを用いて求めることもできるが、光通信システムでは伝送路変動への追従性や伝送レートの犠牲を考慮して、適応的にＨを求めるＬＭＳ（Least Mean Square）法、ＲＬＳ（Recursive Least Squares）法、ＣＭＡ（Constant Modulus Algorithm）法などが用いられる。等化信号ｘ＾は、式（３）を用いて式（４）のように得られる。【００１４】
【数４】
0006741864.tif 000005
【００１５】
式（４）の空間フィルタリングを用いることにより、特に偏波多重光通信システムにおいては一定の成果が得られてきた。しかしながら、伝送路行列Ｈが非ユニタリ性を持ち、雑音が大きな環境下では、等化信号ｘ＾には他モードからの残留クロストークが存在する。ここでの非ユニタリ性とは、Ｈについて式（５）の関係が成立することをいう。【００１６】
【数５】
0006741864.tif 000006
【００１７】
光通信システムの非ユニタリ性は、光増幅器のモードに依存した利得、光デバイスの不完全性、融着点でのコア軸ずれなどが原因で生じる。これらの現象は、シングルモードファイバでは偏波依存損失として知られ、マルチモードファイバではモード依存損失として知られている。以下では、これらの現象をモード依存損失という用語を用いて同列に扱う。【００１８】
空間フィルタリングとは別の信号分離アルゴリズムとして、干渉キャンセラがある。干渉キャンセラは並列干渉キャンセラと逐次干渉キャンセラの２種類に分けられるが、以下では逐次干渉キャンセラについて図１７を用いて説明する。図１７に示す第一逐次干渉キャンセラの空間フィルタリング部は、まず受信信号ベクトルの中からＳＩＮＲ（Signal-to-interference-plus-noise ratio）の最も高いストリームを検出する。ＳＩＮＲの最も高いストリームを決定するには、例えばパイロット信号を用いた方法や、伝送路行列ＨとＳＮＲから式（６）に基づいて直接ＳＩＮＲを計算する方法が挙げられる。【００１９】
【数６】
0006741864.tif 000007
【００２０】
式（６）において、ρｉはｉ番目のストリームのＳＩＮＲである。以下では、簡単のためにＳＩＮＲの高い順に受信信号ｙの成分をソートしたものとして説明を行う。すなわち、１番目のストリームのＳＩＮＲが最も高いものとして説明する。１番目のストリームは式（７）のように検出される。【００２１】
【数７】
0006741864.tif 000008
【００２２】
式（７）において、ｗＴｉは、ｗＴのｉ行目の行ベクトルを表す。第一逐次干渉キャンセラの仮判定信号出力部は、空間フィルタリング部により得られた等化信号ｘ１＾（＾はｘ１の上に付す）を判定し、ｘ１−（−はｘ１の上に付す）を出力する。その後、第一逐次干渉キャンセラの乗算器により、ｘ１−と、伝送路行列推定部によって得られたＨの１番目の列ベクトルｈ１とが乗算され、乗算結果ｈ１ｘ１−が第二逐次干渉キャンセラに入力される。【００２３】
第二逐次干渉キャンセラでは、２番目にＳＩＮＲが高いストリームに対しストリーム検出を行う。具体的には、第二逐次干渉キャンセラでは、以下の式（８）のように、受信信号ｙから１番目のストリーム信号由来の成分ｈ１ｘ１−を減算する。【００２４】
【数８】
0006741864.tif 000009
【００２５】
また、第二逐次干渉キャンセラでは、式（９）に示すように、Ｈを１番目の列ベクトルを除いた（ＮＴ−１）個の列ベクトルで再構成する。【００２６】
【数９】
0006741864.tif 000010
【００２７】
ストリーム検出は、式（９）で得られたＨを用いて分離行列ｗＴを新たに求め、式（７）に基づいて行われる。このように、第二逐次干渉キャンセラ以降の逐次干渉キャンセラでは、式（８）に示す干渉除去、式（９）に示すＨの再構成及びストリーム検出を順に行う。この処理を、最後のＮＴ番目のストリーム検出が行われるまで続ける。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００２８】
【非特許文献１】G. D. Golden, C. J. Foschini, R.A. Valenzuela and P. W. Wolniansky, “Detection algorithm and initial laboratory results using V-BLAST space-time communication architecture”, Electronics letters, 1999, vol. 35, No. 1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
逐次干渉キャンセラは、後段にいくに従い、受信信号に含まれるストリーム数が減るため、空間ダイバーシティ効果が得られる。そのため、空間フィルタリングと比較すると高い信号分離性能が得られる。しかしながら、逐次干渉キャンセラは、レプリカ信号を生成するために、伝送路行列Ｈの生成が必要となる。上述したように、一般に、光通信システムでは、分離行列ｗＴの推定のためにＬＭＳ法やＲＬＳ法やＣＭＡ法などの適応アルゴリズムが用いられる。仮にＨを推定すると、伝送レートの犠牲や、Ｈの推定誤差によるレプリカ信号生成精度の悪化による逐次干渉キャンセラの特性劣化が懸念される。さらに、コヒーレント送受信を行う光通信システムを考えると、受信信号には位相雑音や周波数オフセットが重畳しており、これらもレプリカ信号生成の精度の悪化につながりうる。【００３０】
以上をまとめると、空間フィルタリングでは、モード依存損失の影響がＳＮＲの劣化及び残留モード間クロストークとして現れ、これらＳＮＲの劣化及び残留モード間クロストークを完全に取り除くことができない。逐次干渉キャンセラでは、伝送路行列、位相雑音、周波数オフセットなどを別途推定する必要があり、推定精度によっては信号分離性能が低下してしまうという問題があった。モード依存損失は、光信号の伝送距離の拡大に伴って増加するために、光通信システムの長距離化にとって大きな阻害要因となる。【００３１】
上記事情に鑑み、本発明は、高精度で多重信号を分離することができる技術の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
本発明の一態様は、複数の受信信号から特定の信号を分離する少なくとも１つの信号分離装置を備え、前記少なくとも１つの信号分離装置のそれぞれは、少なくとも１つの等化信号を分離する空間フィルタリング部と、前記等化信号を判定して第１の判定信号を生成し、生成された前記第１の判定信号を出力する判定信号出力部とを備え、前記空間フィルタリング部は、前記複数の受信信号、および、前記判定信号出力部から出力される前記第１の判定信号または他の信号分離装置から出力される第２の判定信号のいずれかのうち、少なくとも前記複数の受信信号と、所定の重み係数とを乗算することによって、前記少なくとも１つの等化信号を分離する信号受信装置である。
上記信号受信装置において、前記少なくとも１つの信号分離装置は複数の信号分離装置であって、前記空間フィルタリング部は、前記複数の受信信号および前記第２の判定信号のうち、少なくとも前記複数の受信信号と、前記所定の重み係数とを乗算することによって、前記少なくとも１つの等化信号として単一の等化信号を分離し、前記判定信号出力部は、前記等化信号として尤もらしい信号を表す仮判定信号を前記第１の判定信号として生成する仮判定信号出力部であり、ｋ（ｋは２以上の整数）番目の信号分離装置の空間フィルタリング部では、前記複数の受信信号であるＮＲ（ＮＲは２以上の整数）個の受信信号と、一番目の信号分離装置から（ｋ−１）番目の信号分離装置までで得られた前記第２の判定信号としての（ｋ−１）個の仮判定信号との合計（ＮＲ＋ｋ−１）個の信号を入力し、前記複数の受信信号から信号ｋを分離するようにしてもよい。【００３３】
上記信号受信装置において、前記少なくとも１つの信号分離装置は複数の信号分離装置であって、前記空間フィルタリング部は、前記複数の受信信号および前記第２の判定信号のうち、少なくとも前記複数の受信信号と、前記所定の重み係数とを乗算することによって、前記少なくとも１つの等化信号として複数の等化信号を分離し、ｋ（ｋは２以上の整数）番目の信号分離装置の空間フィルタリング部では、前記複数の受信信号であるＮＲ（ＮＲは２以上の整数）個の受信信号を入力するとともに、（ｋ−１）番目の信号分離装置の判定信号出力部により生成される前記第１の判定信号を前記第２の判定信号として入力し、前記複数の受信信号から前記特定の信号を分離するようにしてもよい。
上記信号受信装置において、前記判定信号出力部は、前記等化信号として尤もらしい信号を表す仮判定信号を前記第１の判定信号として生成する仮判定信号出力部であってもよい。【００３４】
上記信号受信装置において、前記判定信号出力部は、送信信号情報の尤度情報を算出し、前記尤度情報に基づく軟判定シンボルを前記第１の判定信号として生成する軟判定信号出力部であってもよい。
上記信号受信装置において、前記少なくとも１つの信号分離装置は単一の信号分離装置であって、前記判定信号出力部は、前記第１の判定信号を前記空間フィルタリング部に出力し、前記空間フィルタリング部は、前記複数の受信信号、および、前記判定信号出力部から出力される前記第１の判定信号のうち、少なくとも前記複数の受信信号と、前記所定の重み係数とを乗算することによって、前記少なくとも１つの等化信号として複数の等化信号を分離し、前記判定信号出力部は、前記複数の受信信号に対して、前記第１の判定信号を所定回数生成すると、前記第１の判定信号を前記特定の信号として出力するようにしてもよい。【００３５】
上記信号受信装置において、前記判定信号出力部は、誤り訂正復号部を備えていてもよい。
上記信号受信装置において、前記空間フィルタリング部が出力する前記少なくとも１つの等化信号に基づいて、前記少なくとも１つの等化信号の位相雑音を推定し、推定された前記位相雑音を出力する位相雑音推定部をさらに備えていてもよい。【００３６】
上記信号受信装置において、前記空間フィルタリング部は、前記複数の受信信号に係数を乗算する第一乗算部と、前記第１の判定信号または前記第２の判定信号に係数を乗算する第二乗算部と、前記位相雑音推定部から出力される前記位相雑音と前記第一乗算部の出力を乗算する第三乗算部と、前記第二乗算部の出力と前記第三乗算部の出力を加算する加算部とを備えていてもよい。
上記信号受信装置において、前記空間フィルタリング部は、前記位相雑音推定部から出力される前記位相雑音と前記第１の判定信号または前記第２の判定信号とを乗算する位相補正部と、前記複数の受信信号および前記位相補正部の出力信号に係数を乗算する係数乗算部と、を備えていてもよい。【００３７】
本発明の一態様は、複数の受信信号から特定の信号を分離する少なくとも１つの信号分離装置のそれぞれが、少なくとも１つの等化信号を分離する空間フィルタリングステップと、前記等化信号を判定して第１の判定信号を生成し、生成された前記第１の判定信号を出力する判定信号出力ステップと、を有し、前記空間フィルタリングステップでは、前記複数の受信信号、および、前記判定信号出力ステップにおいて出力される前記第１の判定信号または他の信号分離装置から出力される第２の判定信号のいずれかのうち、少なくとも前記複数の受信信号と、所定の重み係数とを乗算することによって、前記少なくとも１つの等化信号を分離する信号分離方法である。
【発明の効果】
【００３８】
本発明により、高精度で多重信号を分離することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１〜第４の実施形態における光信号受信装置１０の構成図である。
【図２】第１の実施形態における光信号受信装置１０の機能構成を表す概略ブロック図である。
【図３】第１の実施形態における光信号受信装置１０の処理の流れを説明するフローチャートである。
【図４】第２の実施形態における光信号受信装置１０ａの機能構成を表す概略ブロック図である。
【図５】第２の実施形態の効果を説明するための図である。
【図６】第３の実施形態の光信号受信装置１０ｂにおける第ｋ信号分離装置１２ｂ−ｋの機能構成を表す概略ブロック図である。
【図７】第４の実施形態の光信号受信装置１０ｃにおける第ｋ信号分離装置１２ｃ−ｋの機能構成を表す概略ブロック図である。
【図８】第５の実施形態の光信号受信装置における第一信号分離装置の機能構成を表す概略ブロック図である。
【図９】第５の実施形態の光信号受信装置における第ｋ信号分離装置の機能構成を表す概略ブロック図である。
【図１０】第５の実施形態における空間フィルタリング部の機能構成の一例を表す概略ブロック図である。
【図１１】第５の実施形態における空間フィルタリング部の機能構成の他の例を表す概略ブロック図である。
【図１２】第６の実施形態の光信号受信装置における第一信号分離装置の機能構成を表す概略ブロック図である。
【図１３】第６の実施形態の光信号受信装置における第ｋ信号分離装置の機能構成を表す概略ブロック図である。
【図１４】第６の実施形態の光信号受信装置における軟判定信号出力部の機能構成を表す概略ブロック図である。
【図１５】第７の実施形態の光信号受信装置における信号分離装置の機能構成を表す概略ブロック図である。
【図１６】第７の実施形態の効果を説明するための図である。
【図１７】背景技術を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１〜第４の実施形態における光信号受信装置１０の構成図である。光信号受信装置１０は、受信部１１及び第一信号分離装置１２−１〜第ｋ信号分離装置１２−ｋ（ｋは２以上の整数）を備える。なお、以下の説明では、第一信号分離装置１２−１〜第ｋ信号分離装置１２−ｋについて特に区別しない場合には単に信号分離装置１２と記載する。
受信部１１は、不図示の各光信号送信装置から送信された信号を受信する。例えば、受信部１１は、ＮＲ個（ＮＲは２以上の整数）の信号を受信する。受信部１１は、受信したＮＲ個の信号を各信号分離装置１２に出力する。
【００４１】
信号分離装置１２は、入力された受信信号の分離を行う。例えば、第一信号分離装置１２−１は、入力されたＮＲ個の信号から単一の信号を分離する。第一信号分離装置１２−１は、分離した信号から得られる信号を第ｋ信号分離装置１２−ｋに出力する（図１におけるＮＲ＋１）。第ｋ信号分離装置１２−ｋは、ＮＲ個の信号と、第一信号分離装置から第（ｋ−１）信号分離装置１２までで得られた（ｋ−１）個の信号との合計（ＮＲ＋ｋ−１）個の信号を入力し、受信信号から信号ｋを分離する。なお、ここでは第ｋ信号分離装置１２−ｋについて説明したが、第一信号分離装置１２−１と第ｋ信号分離装置１２−ｋとの間に信号分離装置（第ｊ信号分離装置（１＜ｊ＜ｋ）とする）が存在する場合も、第ｋ信号分離装置１２−ｋと同様である（以下に説明する第１〜第４の実施形態についても同様）。すなわち、第ｊ信号分離装置１２−ｊは、ＮＲ個の信号と、第一信号分離装置から第（ｊ−１）信号分離装置１２までで得られた（ｊ−１）個の信号との合計（ＮＲ＋ｊ−１）個の信号を入力し、受信信号から信号ｊを分離する。
以下、信号分離装置の詳細について説明する。
【００４２】
（第１の実施形態）
図２は、第１の実施形態における光信号受信装置１０の機能構成を表す概略ブロック図である。なお、図２では受信部１１の図示を省略している（図２以降の図面についても同様）。図２では、光信号受信装置１０が備える信号分離装置１２のうち第一信号分離装置１２−１及び第二信号分離装置１２−２を用いて、信号分離装置１２の処理を説明する。なお、本実施形態においても説明の簡単化のためにＳＩＮＲの高い順に受信信号ｙ（すなわち、受信したＮＲ個の信号）の成分をソートしたものとして説明を行う。
【００４３】
まず、第一信号分離装置１２−１の構成について説明する。第一信号分離装置１２−１は、空間フィルタリング部１３−１、仮判定信号出力部１４−１及び重み係数更新部１５−１を備える。
空間フィルタリング部１３−１は、受信部１１から出力されたＮＲ個の信号を入力し、入力したＮＲ個の信号に対して、重み係数を乗算することによって等化信号を分離する。重み係数は、信号分離に用いられる係数であり、初期値としては予め設定されていてもよいし、０であってもよい。なお、重み係数は、処理の度に更新される。空間フィルタリング部１３−１の処理によって分離された等化信号をｘ１＾とする。
【００４４】
仮判定信号出力部１４−１は、空間フィルタリング部１３−１の処理によって得られた等化信号ｘ１＾を入力し、入力した等化信号ｘ１＾を判定し、判定結果を第一仮判定信号ｘ１−として第二信号分離装置１２−２に出力する。
重み係数更新部１５−１は、空間フィルタリング部１３−１の処理によって得られた等化信号ｘ１＾を入力し、入力した等化信号ｘ１＾に基づいて重み係数ｗＴ１を更新する。以下の説明では、重み係数更新部１５−１が更新する重み係数ｗＴ１を第一重み係数と記載する。
【００４５】
次に、第二信号分離装置１２−２の構成について説明する。第二信号分離装置１２−２は、空間フィルタリング部１３−２、仮判定信号出力部１４−２及び重み係数更新部１５−２を備える。
空間フィルタリング部１３−２は、受信部１１から出力されたＮＲ個の信号と、第一信号分離装置１２−１から出力された第一仮判定信号ｘ１−との合計（ＮＲ＋１）個の信号を入力し、入力した（ＮＲ＋１）個の信号に対して、重み係数ベクトルを乗算することによって等化信号を分離する。空間フィルタリング部１３−２の処理によって分離された等化信号をｘ２＾とする。
【００４６】
仮判定信号出力部１４−２は、空間フィルタリング部１３−２の処理によって得られた等化信号ｘ２＾を入力し、入力した等化信号ｘ２＾を判定し、判定結果である第二仮判定信号ｘ２−を後段の信号分離装置１２に出力する。
重み係数更新部１５−２は、空間フィルタリング部１３−２の処理によって得られた等化信号ｘ２＾を入力し、入力した等化信号ｘ２＾に基づいて重み係数ｗＴ２を更新する。以下の説明では、重み係数更新部１５−２が更新する重み係数ｗＴ２を第二重み係数と記載する。
【００４７】
図３は、第１の実施形態における光信号受信装置１０の処理の流れを説明するフローチャートである。なお、図３では、光信号受信装置１０が備える信号分離装置１２のうち第一信号分離装置１２−１及び第二信号分離装置１２−２を用いて、信号分離装置１２の処理を説明する。
空間フィルタリング部１３−１は、受信部１１から出力されたＮＲ個の信号を入力する（ステップＳ１０１）。空間フィルタリング部１３−１は、入力したＮＲ個の信号と、重み係数更新部１５−１から出力された第一重み係数ｗＴ１とを乗算することによって等化信号を分離する（ステップＳ１０２）。空間フィルタリング部１３−１は、分離した等化信号ｘ１＾を仮判定信号出力部１４−１に出力する。
【００４８】
仮判定信号出力部１４−１は、空間フィルタリング部１３−１から出力された等化信号ｘ１＾を入力する。仮判定信号出力部１４−１は、入力した等化信号ｘ１＾を判定し、判定結果を第一仮判定信号ｘ１−として第二信号分離装置１２−２に出力する（ステップＳ１０３）。ここで、判定の処理としては、等化信号として尤もらしい信号を判定することを意味する。ここで、判定の処理について一例を挙げて説明する。ｘ１＾の判定を、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）変調信号を用いて考える。ｘ１＾は次のような実数成分ｘｒ１＾と虚数成分ｘｉ１＾に分けることができる。
ｘ１＾＝ｘｒ１＾＋１ｊ＊ｘｉ１＾
ｘ１＾を判定するには、ｘｒ１＾とｘｉ１＾をそれぞれ判定すれば良い。白色雑音のもとで、全てのＱＰＳＫ変調信号のマーク率が全てのシンボル間で等しいと仮定すると、ｘｒ１＾の識別点は０である。すなわち、ｘｒ１＾＞０またはｘｒ１＾＝０であるならば１（または０）と判定し、ｘｒ１＾＜０であるならば０（または１）と判定する。同様に、ｘｉ１＾＞０であるならば１（または０）と判定し、ｘｉ１＾＜０またはｘｉ１＾＝０であるならば０（または１）と判定する。ｘｒ１＾とｘｉ１＾でそれぞれ１ビットずつ判定され、合計２ビットを仮判定結果である第一仮判定信号ｘ１−として出力する。
【００４９】
また、重み係数更新部１５−１は、空間フィルタリング部１３−１から出力された等化信号ｘ１＾を入力する。重み係数更新部１５−１は、ＬＭＳ法やＲＬＳ法やＣＭＡ法などの適応アルゴリズムと、入力した等化信号ｘ１＾を用いて、第一重み係数ｗＴ１を更新する（ステップＳ１０４）。例えば、ＬＭＳ法を用いる場合、重み係数更新部１５−１はエラーをｅ１、ステップサイズパラメータをμとして以下の式（１０）のように第一重み係数ｗＴ１を更新する。
【００５０】
【数１０】
0006741864.tif 000011
なお、＊は複素共役信号を表す。
【００５１】
空間フィルタリング部１３−２は、受信部１１から出力されたＮＲ個の信号と、第一信号分離装置１２−１から出力された第一仮判定信号ｘ１−との合計（ＮＲ＋１）個の信号を入力する（ステップＳ１０５）。空間フィルタリング部１３−２は、入力した（ＮＲ＋１）個の信号と、重み係数更新部１５−２から出力された第二重み係数ｗＴ２とを乗算することによって等化信号を分離する（ステップＳ１０６）。空間フィルタリング部１３−２は、分離した等化信号ｘ２＾を仮判定信号出力部１４−２に出力する。
【００５２】
仮判定信号出力部１４−２は、空間フィルタリング部１３−２から出力された等化信号ｘ２＾を入力する。仮判定信号出力部１４−２は、入力した等化信号ｘ２＾を判定し、判定結果を第二仮判定信号ｘ２−として後段の信号分離装置１２に出力する（ステップＳ１０７）。また、重み係数更新部１５−２は、空間フィルタリング部１３−２から出力された等化信号ｘ２＾を入力する。重み係数更新部１５−２は、ＬＭＳ法やＲＬＳ法やＣＭＡ法などの適応アルゴリズムと、入力した等化信号ｘ２＾を用いて、第二重み係数ｗＴ２を更新する（ステップＳ１０８）。例えば、重み係数更新部１５−２は、エラーをｅ２として、以下の式（１１）のように第二重み係数ｗＴ２を更新する。
【００５３】
【数１１】
0006741864.tif 000012
【００５４】
なお、図２及び図３では、２つの信号分離装置１２を用いて説明したが、第三信号分離装置１２−３の場合には、受信部１１から出力されたＮＲ個の信号と、第一信号分離装置１２−１から出力された第一仮判定信号ｘ１−と、第二信号分離装置１２−２から出力された第二仮判定信号ｘ２−との合計（ＮＲ＋２）個の信号が入力される。このように、本実施形態における第ｋ信号分離装置１２−ｋでは、空間フィルタリング部１３において、第一信号分離装置１２−１から第（ｋ−１）信号分離装置１２−（ｋ−１）までで分離・判定された（ｋ−１）個の信号成分と、受信部１１から出力されたＮＲ個の信号との合計（ＮＲ＋ｋ−１）個の成分からなる信号を入力し、信号ｋの分離を行う。
【００５５】
以上のように構成された光信号受信装置１０によれば、次段の第ｋ信号分離装置１２−ｋの空間フィルタリング部１３−ｋに、前段の第（ｋ−１）信号分離装置１２−（ｋ−１）で抽出された信号から生成された第（ｋ−１）仮判定信号ｘ（ｋ−１）−を追加する。すなわち、第ｋ信号分離装置１２−ｋの空間フィルタリング部１３−ｋでは、ＮＲ個の受信信号と、第一信号分離装置１２−１から第（ｋ−１）信号分離装置１２−（ｋ−１）までで判定された（ｋ−１）個の信号成分とを合計して（ＮＲ＋ｋ−１）個の成分からなる信号ベクトルを入力し、信号ｋの分離を行う。そのため、高精度で多重信号を分離することが可能となる。
【００５６】
また、逐次干渉キャンセラの信号検出性能は、レプリカ信号の生成精度に大きく依存する。従来構成の逐次干渉キャンセラを光通信に適用する場合、レプリカ信号の生成精度を高めるためには、空間フィルタリング部１３−１の入力前において、伝搬路での位相および振幅の変化、すなわちチャネル情報を高精度に求めることが要求される。本実施形態の構成を用いることにより、各受信信号に含まれる任意のストリームの干渉成分の重み係数は重み係数更新部において適応的に調整され、チャネル情報の推定を予め行うことが不要となり、干渉成分の除去が可能となる。
【００５７】
（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態における光信号受信装置１０ａの機能構成を表す概略ブロック図である。図４では、光信号受信装置１０ａが備える信号分離装置１２ａのうち第一信号分離装置１２ａ−１及び第二信号分離装置１２ａ−２を用いて、信号分離装置１２ａの処理を説明する。なお、本実施形態においても説明の簡単化のためにＳＩＮＲの高い順に受信信号ｙの成分をソートしたものとして説明を行う。
【００５８】
まず、第一信号分離装置１２ａ−１の構成について説明する。第一信号分離装置１２ａ−１は、空間フィルタリング部１３−１、仮判定信号出力部１４ａ−１及び重み係数更新部１５−１を備える。
第一信号分離装置１２ａ−１は、仮判定信号出力部１４−１に代えて仮判定信号出力部１４ａ−１を備える点で第一信号分離装置１２−１と構成が異なる。第一信号分離装置１２ａ−１における他の構成は第一信号分離装置１２−１と同様である。そのため、第一信号分離装置１２ａ−１の全体の説明は省略し、仮判定信号出力部１４ａ−１について説明する。
【００５９】
仮判定信号出力部１４ａ−１は、空間フィルタリング部１３−１の処理によって得られた等化信号ｘ１＾を入力し、入力した等化信号ｘ１＾から得られる第一仮判定信号ｘ１−を第二信号分離装置１２−２に出力する。仮判定信号出力部１４ａ−１は、対数尤度比計算部１４１−１、デインタリーバ１４２−１、誤り訂正復号部１４３−１、インタリーバ１４４−１及びマッピング回路１４５−１を備える。
【００６０】
対数尤度比計算部１４１−１は、空間フィルタリング部１３−１の処理によって得られた等化信号ｘ１＾を入力し、入力した等化信号ｘ１＾を構成する各ビットについて、受信信号ｙが受信されたもとでの０が送信された確率と１が送信された確率との対数尤度比を算出する。対数尤度比計算部１４１−１は、算出した対数尤度比をデインタリーバ１４２−１に出力する。デインタリーバ１４２−１は、対数尤度比計算部１４１−１から出力された対数尤度比をビット毎に並び替える。デインタリーバ１４２−１は、並び替え後の対数尤度比を誤り訂正復号部１４３−１に出力する。
【００６１】
誤り訂正復号部１４３−１は、光信号送信装置側で用いられた誤り訂正符号と同様の誤り訂正符号を用いて復号する。本実施形態における誤り訂正符号とは、例えばハミング符号、ＢＣＨ符号、ＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号及び畳み込み符号等の特定の誤り訂正符号に限定されることなく、あらゆる誤り訂正符号が用いられてもよい。インタリーバ１４４−１は、誤り訂正復号部１４３−１から出力される信号の各ビットを光信号送信装置側と同様に並び替える。マッピング回路１４５−１は、並び替え後の各ビットを各シンボルにマッピングすることによって第一仮判定信号ｘ１−を生成する。マッピング回路１４５−１は、生成した第一仮判定信号ｘ１−を第二信号分離装置１２−２に出力する。
【００６２】
次に、第二信号分離装置１２ａ−２の構成について説明する。第二信号分離装置１２ａ−２は、空間フィルタリング部１３−２、仮判定信号出力部１４ａ−２及び重み係数更新部１５−２を備える。
第二信号分離装置１２ａ−２は、仮判定信号出力部１４−２に代えて仮判定信号出力部１４ａ−２を備える点で第二信号分離装置１２−２と構成が異なる。第二信号分離装置１２ａ−２における他の構成は第二信号分離装置１２−２と同様である。そのため、第二信号分離装置１２ａ−２の全体の説明は省略し、仮判定信号出力部１４ａ−２について説明する。
【００６３】
仮判定信号出力部１４ａ−２は、空間フィルタリング部１３−２の処理によって得られた等化信号ｘ２＾を入力し、入力した等化信号ｘ２＾から得られる第二仮判定信号ｘ２−を後段の信号分離装置１２に出力する。仮判定信号出力部１４ａ−２は、対数尤度比計算部１４１−２、デインタリーバ１４２−２、誤り訂正復号部１４３−２、インタリーバ１４４−２及びマッピング回路１４５−２を備える。なお、対数尤度比計算部１４１−２、デインタリーバ１４２−２、誤り訂正復号部１４３−２、インタリーバ１４４−２及びマッピング回路１４５−２の処理については、仮判定信号出力部１４ａ−１が備える同名の機能部と同様の処理を行うため説明を省略する。
【００６４】
なお、図４では、２つの信号分離装置１２ａを用いて説明したが、第三信号分離装置１２ａ−３の場合には、受信部１１から出力されたＮＲ個の信号と、第一信号分離装置１２ａ−１から出力された第一仮判定信号ｘ１−と、第二信号分離装置１２ａ−２から出力された第二仮判定信号ｘ２−との合計（ＮＲ＋２）個の信号が入力される。このように、本実施形態における信号分離装置１２ａ−ｋでは、空間フィルタリング部１３において、第一信号分離装置１２ａ−１から第（ｋ−１）信号分離装置１２ａ−（ｋ−１）までで分離・判定された（ｋ−１）個の信号成分と、受信部１１から出力されたＮＲ個の信号との合計（ＮＲ＋ｋ−１）個の成分からなる信号を入力し、信号ｋの分離を行う。
【００６５】
第２の実施形態の効果を確認するための伝送シミュレーションを行った結果を図５に示す。図５では、伝送路モデルとして、２×２のＭＩＭＯシステムを想定し、伝送路行列Ｈの１行目のｈ１と２行目のｈ２の相関係数が０．８となるように設定した。また、２つの光信号送信装置から独立したＱＰＳＫ信号を送信し、Ｅｂ/Ｎ０（ビットエネルギー対雑音電力スペクトル密度比）を変化させたときの両信号の平均ビットエラーレートを記録した。図５には、従来方式と第２の実施形態のビットエラーレートの比較結果が示されている。図５より、第２の実施形態を適用することにより、ビットエラーレート１０−３においてＥｂ/Ｎ０の利得、すなわちＳＮＲ利得として約３．５ｄＢが得られていることが分かる。
【００６６】
以上のように構成された光信号受信装置１０ａによれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、光信号受信装置１０ａは、仮判定信号の生成時に誤り訂正を行う。これにより、第１の実施形態よりも精度よく多重信号を分離することが可能となる。
また、一般に逐次干渉キャンセラの信号検出性能はレプリカ信号の生成精度に依存する。空間フィルタリング部１３−１から出力される等化信号ｘ１＾を、誤り訂正復号部１４３−１を通さずに仮判定すると誤りを含みやすい為、逐次干渉キャンセラの信号検出性能が劣化しやすい。一方で、空間フィルタリング部１３−１から出力される等化信号ｘ１＾を、誤り訂正復号部１４３−１を通して仮判定すると、誤り訂正復号の効果とインタリーバの効果とがあいまって、ビット誤り率が誤り閾値以下もしくはその付近であれば、レプリカ信号の生成精度を高め、結果として逐次干渉キャンセラの信号検出性能を高めることができる。
【００６７】
（第３の実施形態）
図６は、第３の実施形態における光信号受信装置１０ｂにおける第ｋ信号分離装置１２ｂ−ｋの機能構成を表す概略ブロック図である。なお、本実施形態においても説明の簡単化のためにＳＩＮＲの高い順に受信信号ｙの成分をソートしたものとして説明を行う。
第ｋ信号分離装置１２ｂ−ｋは、空間フィルタリング部１３ｂ−ｋ、仮判定信号出力部１４−ｋ、重み係数更新部１５ｂ−ｋ及び位相雑音推定部１６−ｋを備える。
【００６８】
第ｋ信号分離装置１２ｂ−ｋは、空間フィルタリング部１３−ｋ及び重み係数更新部１５−ｋに代えて空間フィルタリング部１３ｂ−ｋ及び重み係数更新部１５ｂ−ｋを備える点、新たに位相雑音推定部１６−ｋを備える点で第ｋ信号分離装置１２−ｋ（例えば、ｋ＝２の場合、第二信号分離装置１２−２）と構成が異なる。第ｋ信号分離装置１２ｂ−ｋにおける他の構成は第ｋ信号分離装置１２−ｋと同様である。そのため、第ｋ信号分離装置１２ｂ−ｋの全体の説明は省略し、空間フィルタリング部１３ｂ−ｋ、重み係数更新部１５ｂ−ｋ及び位相雑音推定部１６−ｋについて説明する。
【００６９】
空間フィルタリング部１３ｂ−ｋは、受信部１１から出力されたＮＲ個の信号と、第一信号分離装置１２−１から第（ｋ−１）信号分離装置１２ｂ−（ｋ−１）までで出力された第一仮判定信号ｘ１−から第（ｋ−１）仮判定信号ｘ（ｋ−１）−までとの合計（ＮＲ＋ｋ−１）個の信号を入力する。空間フィルタリング部１３ｂ−ｋは、入力した（ＮＲ＋ｋ−１）個の信号と、重み係数更新部１５ｂ−ｋから出力された第ｋ重み係数ｗＴｋとを乗算することによって等化信号を分離する。例えば、空間フィルタリング部１３ｂ−ｋは、以下の式（１２）に基づいて、等化信号ｘｋ＾を分離する。
【００７０】
【数１２】
0006741864.tif 000013
【００７１】
式（１２）において、第１項の乗算は第一乗算部１３１−ｋおよび乗算器１３１ａ−ｋで実行され、第２項の乗算は第二乗算部１３２−ｋで実行される。ここで、ｗＴｋ１はＮＲ×１の列ベクトル、ｗＴｋ２は（ｋ−１）×１の列ベクトルである。また、θｋは信号ｋに対し位相雑音推定部１６−ｋにおいて推定された位相雑音を表す。
【００７２】
空間フィルタリング部１３ｂ−ｋは、第一乗算部１３１−ｋ、乗算器１３１ａ−ｋ（第三乗算部）、第二乗算部１３２−ｋ及び加算器１３３−ｋ（加算部）を備える。
第一乗算部１３１−ｋは、入力した（ＮＲ＋ｋ−１）個の信号のうち受信信号であるＮＲ個の信号と、重み係数更新部１５ｂ−ｋから出力された第ｋ重み係数ｗＴｋ１とを乗算する。このように、第一乗算部１３１−ｋは、ＮＲ個の受信信号に対して係数を乗算する。
乗算器１３１ａ−ｋは、第一乗算部１３１−ｋから出力された出力信号と、位相雑音推定部１６−ｋによって推定された位相雑音とを乗算する。
第二乗算部１３２−ｋは、入力した（ＮＲ＋ｋ−１）個の信号のうち（ｋ−１）個の信号と、重み係数更新部１５ｂ−ｋから出力された第ｋ重み係数ｗＴｋ２とを乗算する。第二乗算部１３２−ｋに入力される（ｋ−１）個の信号は、第一信号分離装置１２−１から第（ｋ−１）信号分離装置１２ｂ−（ｋ−１）までで出力された第一仮判定信号ｘ１−から第（ｋ−１）仮判定信号ｘ（ｋ−１）−である。このように、第二乗算部１３２−ｋは、（ｋ−１）個の信号に対して係数を乗算する。
【００７３】
加算器１３３−ｋは、乗算器１３１ａ−ｋで得られた乗算結果と、第二乗算部１３２−ｋで得られた乗算結果とを加算することによって等化信号ｘｋ＾を生成する。加算器１３３−ｋは、生成した等化信号ｘｋ＾を仮判定信号出力部１４−ｋ、重み係数更新部１５ｂ−ｋ及び位相雑音推定部１６−ｋに出力する。
位相雑音推定部１６−ｋは、空間フィルタリング部１３ｂ−ｋの処理によって得られた等化信号ｘｋ＾を入力し、入力した等化信号ｘｋ＾から位相雑音を推定する。位相雑音推定部１６−ｋで用いるアルゴリズムは、特に限定するものではなく、デジタル位相同期ループ法やビタビ・ビタビアルゴリズムなどを用いることができる。また、位相雑音推定部１６−ｋは、光位相同期ループからの出力を用いてもよい。
【００７４】
重み係数更新部１５ｂ−ｋは、空間フィルタリング部１３ｂ−ｋから出力された等化信号ｘｋ＾を入力する。重み係数更新部１５ｂ−ｋは、ＬＭＳ法やＲＬＳ法やＣＭＡ法などの適応アルゴリズムと、入力した等化信号ｘｋ＾を用い、エラーをｅｋとして、以下の式（１３）のように第ｋ重み係数ｗＴｋを更新する。
【００７５】
【数１３】
0006741864.tif 000014
【００７６】
以上のように構成された光信号受信装置１０ｂによれば、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、前述のように逐次干渉キャンセラの信号検出性能は、レプリカ信号の生成精度に大きく依存する。光コヒーレント検波の場合、受信信号には、送信側の光源と受信側の局発光の位相ずれや周波数ずれに起因する位相雑音が重畳する。従来の逐次干渉キャンセラを光通信に適用する場合、レプリカ信号の生成精度を高めるためには、空間フィルタリング部１３ｂ−ｋの入力前において、伝搬路での位相および振幅の変化、すなわちチャネル情報を高精度に求めることが要求されるだけではなく、位相雑音を高精度に求めることも要求される。それに対して、本実施形態における位相雑音推定部１６−ｋと空間フィルタリング部１３ｂ−ｋとを組み合わせて用いることにより、チャネル情報の推定や位相雑音の推定を予め行うことが不要となる。
【００７７】
＜変形例＞
第ｋ信号分離装置１２ｂ−ｋが備える仮判定信号出力部１４−ｋは、誤り訂正の機能を有するものと置き換えてもよい。すなわち、仮判定信号出力部１４−ｋが、第２の実施形態と同様に対数尤度比計算部、デインタリーバ、誤り訂正復号部、インタリーバ及びマッピング回路を備えてもよい。
【００７８】
（第４の実施形態）
図７は、第４の実施形態における光信号受信装置１０ｃにおける第ｋ信号分離装置１２ｃ−ｋの機能構成を表す概略ブロック図である。なお、本実施形態においても説明の簡単化のためにＳＩＮＲの高い順に受信信号ｙの成分をソートしたものとして説明を行う。
第ｋ信号分離装置１２ｃ−ｋは、空間フィルタリング部１３ｃ−ｋ、仮判定信号出力部１４−ｋ、重み係数更新部１５ｃ−ｋ及び位相雑音推定部１６−ｋを備える。
【００７９】
第ｋ信号分離装置１２ｃ−ｋは、空間フィルタリング部１３ｂ−ｋ及び重み係数更新部１５ｂ−ｋに代えて空間フィルタリング部１３ｃ−ｋ及び重み係数更新部１５ｃ−ｋを備える点で第ｋ信号分離装置１２ｂ−ｋ（例えば、ｋ＝２の場合、第二信号分離装置１２ｂ−２）と構成が異なる。第ｋ信号分離装置１２ｃ−ｋにおける他の構成は第ｋ信号分離装置１２ｂ−ｋと同様である。そのため、第ｋ信号分離装置１２ｃ−ｋの全体の説明は省略し、空間フィルタリング部１３ｃ−ｋ及び重み係数更新部１５ｃ−ｋについて説明する。
【００８０】
空間フィルタリング部１３ｃ−ｋは、受信部１１から出力されたＮＲ個の信号と、第一信号分離装置１２−１から第（ｋ−１）信号分離装置１２ｃ−（ｋ−１）までによって出力された第一仮判定信号ｘ１−から第（ｋ−１）仮判定信号ｘ（ｋ−１）−までとの合計（ＮＲ＋ｋ−１）個の信号を入力する。空間フィルタリング部１３ｃ−ｋは、入力した（ＮＲ＋ｋ−１）個の信号と、重み係数更新部１５ｃ−ｋから出力された第ｋ重み係数ｗＴｋと、位相雑音推定部１６−ｋによって推定された位相雑音とを乗算することによって等化信号を分離する。例えば、空間フィルタリング部１３ｃ−ｋは、以下の式（１４）に基づいて、等化信号ｘｋ＾を分離する。
【００８１】
【数１４】
0006741864.tif 000015
【００８２】
重み係数更新部１５ｃ−ｋは、空間フィルタリング部１３ｃ−ｋから出力された等化信号ｘｋ＾を入力する。重み係数更新部１５ｃ−ｋは、ＬＭＳ法やＲＬＳ法やＣＭＡ法などの適応アルゴリズムと、入力した等化信号ｘｋ＾を用いて第ｋ重み係数ｗＴｋを更新する。例えば、ＬＭＳ法を用いる場合、重み係数更新部１５ｃ−ｋは以下の式（１５）のように第ｋ重み係数ｗＴｋを更新する。
【００８３】
【数１５】
0006741864.tif 000016
【００８４】
次に、空間フィルタリング部１３ｃ−ｋの詳細について説明する。空間フィルタリング部１３ｃ−ｋは、位相補正部１３４−ｋ、係数乗算部１３５−ｋ、乗算器１３６−ｋ及び演算器１３７−ｋを備える。
演算器１３７−ｋは、位相雑音推定部１６−ｋによって推定された位相雑音（図７におけるｅｘｐ（−１ｊ＊θｋ）に相当）から位相雑音補正（図７におけるｅｘｐ（１ｊ＊θｋ）に相当）を求める。位相補正部１３４−ｋは、入力した（ＮＲ＋ｋ−１）個の信号のうち（ｋ−１）個の信号と、演算器１３７−ｋによって求められた位相雑音補正とを用いて、位相補正を行う。例えば、位相補正部１３４−ｋは、以下の式（１６）に基づいて位相補正を行う。
【００８５】
【数１６】
0006741864.tif 000017
【００８６】
式（１６）において、ｐは整数であって、１≦ｐ≦（ｋ−１）である。例えば、図７の場合、位相補正部１３４−ｋは、第一信号分離装置１２−１から出力された＃ＮＲ＋１の信号と、位相雑音補正とを乗算することによって、＃ＮＲ＋１の信号の位相補正を行う。また、位相補正部１３４−ｋは、第（ｋ−１）信号分離装置１２ｃ−（ｋ−１）から出力された＃ＮＲ＋（ｋ−１）の信号と、位相雑音補正とを乗算することによって、＃ＮＲ＋（ｋ−１）の信号の位相補正を行う。位相補正部１３４−ｋは、位相補正後の（ｋ−１）個の信号を係数乗算部１３５−ｋに出力する。なお、位相補正部１３４−ｋに入力される（ｋ−１）個の信号は、第一信号分離装置１２ｃ−１から第（ｋ−１）信号分離装置１２ｃ−（ｋ−１）までで出力された第一仮判定信号ｘ１−から第（ｋ−１）仮判定信号ｘ（ｋ−１）−である。
係数乗算部１３５−ｋは、入力した（ＮＲ＋ｋ−１）個の信号のうちＮＲ個の信号と、位相補正後の（ｋ−１）個の信号と、重み係数更新部１５ｃ−ｋから出力された第ｋ重み係数ｗＴｋとを乗算する。
乗算器１３６−ｋは、係数乗算部１３５−ｋから出力された出力信号と、位相雑音推定部１６−ｋによって推定された位相雑音とを乗算することによって等化信号ｘｋ＾を生成する。乗算器１３６−ｋは、生成した等化信号ｘｋ＾を仮判定信号出力部１４−ｋ、重み係数更新部１５ｃ−ｋ及び位相雑音推定部１６−ｋに出力する。
【００８７】
以上のように構成された光信号受信装置１０ｃによれば、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８８】
＜変形例＞
第ｋ信号分離装置１２ｃ−ｋが備える仮判定信号出力部１４−ｋは、誤り訂正の機能を有するものと置き換えてもよい。すなわち、仮判定信号出力部１４−ｋが、第２の実施形態と同様に対数尤度比計算部、デインタリーバ、誤り訂正復号部、インタリーバ及びマッピング回路を備えてもよい。
【００８９】
（第５の実施形態）
図８および図９は、第５の実施形態における光信号受信装置に設けられた信号分離装置の機能構成を表す概略ブロック図である。本実施形態の光信号受信装置は、図１に示した第一信号分離装置１２−１および第ｋ信号分離装置１２−ｋに代えて、第一信号分離装置１２ｄ−１および第ｋ信号分離装置１２ｄ−ｋを備える点で、第１の実施形態における光信号受信装置とは構成が異なっている。
【００９０】
図８は第一信号分離装置１２ｄ−１の機能構成を表す概略ブロック図であり、図９は第ｋ信号分離装置１２ｄ−ｋの機能構成を表す概略ブロック図である。第一信号分離装置１２ｄ−１は、空間フィルタリング部１３ｄ−１と仮判定信号出力部１４ｄ−１−１〜１４ｄ−１−ＮＴを備える。第ｋ信号分離装置１２ｄ−ｋは、空間フィルタリング部１３ｄ−ｋと仮判定信号出力部１４ｄ−ｋ−１〜１４ｄ−ｋ−ＮＴを備える。空間フィルタリング部１３ｄ−１および空間フィルタリング部１３ｄ−ｋは、それぞれ、ＮＴ個の空間フィルタリング部によって構成される。
【００９１】
次に、第一信号分離装置１２ｄ−１および第ｋ信号分離装置１２ｄ−ｋの処理を説明する。受信信号系列ｙ１〜ｙＮＲ（“１”および“ＮＲ”は下付き添え字）は、第一信号分離装置１２ｄ−１の空間フィルタリング部１３ｄ−１に入力される。空間フィルタリング部１３ｄ−１は、受信信号系列ｙ１〜ｙＮＲに重み係数を乗算し、等化出力系列ｘ１＾（１）〜ｘＮＴ＾（１）（等化信号）（“１”および“ＮＴ”は下付き添え字）を出力する。ここで、括弧内の数字（この場合は、“１”）は信号分離装置の番号を表す。仮判定信号出力部１４ｄ−１−１〜１４ｄ−１−ＮＴは、それぞれ、等化出力系列ｘ１＾（１）〜ｘＮＴ＾（１）を入力し、入力した信号を仮判定し、判定結果を仮判定信号系列ｘ１〜（１）〜ｘＮＴ〜（１）（〜は“ｘ１”および“ｘＮＴ”の上に付される）として出力する。ここで、仮判定とは、等化信号として尤もらしい信号を判定することを意味する。なお、判定の処理の一例は第１の実施形態で説明した通りである。
【００９２】
次に、受信信号系列ｙ１〜ｙＮＲと、仮判定信号系列ｘ１〜（１）〜ｘＮＴ〜（１）は、図９に示す第二信号分離装置１２ｄ−２（この場合、図９におけるｋ＝２）の空間フィルタリング部１３ｄ−２に入力される。空間フィルタリング部１３ｄ−２は、受信信号系列ｙ１〜ｙＮＲおよび仮判定信号系列ｘ１〜（１）〜ｘＮＴ〜（１）に重み係数を乗算し、等化出力系列ｘ１＾（２）〜ｘＮＴ＾（２）を出力する。仮判定信号出力部１４ｄ−２−１〜１４ｄ−２−ＮＴは、等化出力系列ｘ１＾（２）〜ｘＮＴ＾（２）を入力とし、入力した信号を仮判定し、判定結果をそれぞれ仮判定信号系列ｘ１〜（２）〜ｘＮＴ〜（２）として出力する。第三信号分離装置１２ｄ−３（図９におけるｋ＝３）以降の信号検出処理は、第二信号分離装置１２ｄ−２と同様に行われる。
【００９３】
上記のように、第一信号分離装置１２ｄ−１および第ｋ信号分離装置１２ｄ−ｋを用いて、信号検出処理を複数ステージで行うことにより、信号検出精度を高めながら、受信信号に重畳した干渉成分を効果的に取り除くことができる。このとき、ｋは信号検出処理の繰り返し回数に相当し、事業者が設定できる数となる。本実施形態では、ｋの上限値をＰ（「所定回数」）と置く。繰り返し処理を行う装置は多くがフィードバック構造を備えるが、本実施形態では、複数個の信号分離装置を（縦続）接続することにより、等価的に繰り返し処理を行うことができる。
【００９４】
上記の処理がＰステージ（すなわち、第Ｐ信号分離装置１２ｄ−Ｐ）まで行われ、最終的に、信号系列ｘ１〜〜ｘＮＴ〜が出力される。
【００９５】
図１０は、空間フィルタリング部１３ｄ−ｋを構成する第（ｋ−ｉ）空間フィルタリング部１３ｄ−ｋ−ｉの機能構成の一例を表す概略ブロック図である（ｉは１以上ＮＴ以下の整数）。第（ｋ−ｉ）空間フィルタリング部１３ｄ−ｋ−ｉは、ｉ番目の信号検出処理を行う。第（ｋ−ｉ）空間フィルタリング部１３ｄ−ｋ−ｉは、第一乗算部１３１ｄ−ｋと、乗算器１３１ｄａ−ｋ（第三乗算部）と、第二乗算部１３２ｄ−ｋと、加算器１３３ｄ−ｋ（加算部）と、重み係数更新部１５ｄ−ｋと、位相雑音推定部１６ｄ−ｋを備える。図９に示す第ｋ信号分離装置１２ｄ−ｋ内における空間フィルタリング部１３ｄ−ｋは、第（ｋ−ｉ）空間フィルタリング部がＮＴ個組み合わされて構成される。
【００９６】
次に、図１０に示す第（ｋ−ｉ）空間フィルタリング部１３ｄ−ｋ−ｉの信号検出処理について説明する。第一乗算部１３１ｄ−ｋは、受信信号系列ｙ１〜ｙＮＲに対して重み係数更新部１５ｄ−ｋから出力される重み係数を乗算し、乗算結果を出力する。第二乗算部１３２ｄ−ｋは、仮判定信号系列ｘ１〜（ｋ−１）〜ｘＮＴ〜（ｋ−１）に対して重み係数更新部１５ｄ−ｋから出力される重み係数を乗算し、乗算結果を出力する。乗算器１３１ｄａ−ｋは、第一乗算部１３１ｄ−ｋから出力される乗算結果と、位相雑音推定部１６ｄ−ｋから出力される位相雑音に相当するｅｘｐ（−１ｊ＊θ）の項を乗算する。加算器１３３ｄ−ｋは、乗算器１３１ｄａ−ｋから出力される乗算結果と、第二乗算部１３２ｄ−ｋから出力される乗算結果を足し合わせて、等化出力系列ｘｉ＾（ｋ）を出力する。
【００９７】
位相雑音推定部１６ｄ−ｋと重み係数更新部１５ｄ−ｋは、等化出力系列ｘｉ＾（ｋ）に基づいて教師データを作成し、所定のアルゴリズムに則り、それぞれ、位相雑音の推定と重み係数の更新を行う。所定のアルゴリズムとして、位相雑音推定部１６ｄ−ｋでは例えばビタビ・ビタビ法が用いられ、重み係数更新部１５ｄ−ｋでは例えば確率勾配法が用いられる。
【００９８】
図１１は、空間フィルタリング部１３ｄ−ｋを構成する第（ｋ−ｉ）空間フィルタリング部１３ｄ−ｋ−ｉの機能構成の他の例を表す概略ブロック図である。図１１に示す第（ｋ−ｉ）空間フィルタリング部は、第一乗算部１３１ｄ−ｋと、乗算器１３１ｄａ−ｋと、第二乗算部１３２ｄ−ｋと、加算器１３３ｄ−ｋを備えず、位相補正部１３４ｄ−ｋと係数乗算部１３５ｄ−ｋと乗算器１３６ｄ−ｋと演算器１３７ｄ−ｋを備える点で、図１０に示す第（ｋ−ｉ）空間フィルタリング部と構成が異なっている。
【００９９】
次に、図１１に示す第（ｋ−ｉ）空間フィルタリング部１３ｄ−ｋ−ｉの信号検出処理について説明する。演算器１３７ｄ−ｋは、位相雑音推定部１６ｄ−ｋによって推定された位相雑音（図１１におけるｅｘｐ（−１ｊ＊θ）に相当）から位相雑音補正（図１１におけるｅｘｐ（１ｊ＊θ）に相当）を求める。位相補正部１３４ｄ−ｋは、仮判定信号系列ｘ１〜（ｋ−１）〜ｘＮＴ〜（ｋ−１）に対して、それぞれ位相雑音補正に相当するｅｘｐ（１ｊ＊θ）の項を乗算することで、仮判定信号系列ｘ１〜（ｋ−１）〜ｘＮＴ〜（ｋ−１）に対して実効的に位相雑音を付加して、位相補正を行う。係数乗算部１３５ｄ−ｋは、位相雑音補正後の仮判定信号系列および受信信号系列ｙ１〜ｙＮＲに対して、重み係数更新部１５ｄ−ｋから出力される重み係数を乗算し、乗算結果を出力する。乗算器１３６ｄ−ｋは、係数乗算部１３５ｄ−ｋから出力される乗算結果と、位相雑音推定部１６ｄ−ｋによって推定された位相雑音に相当するｅｘｐ（−１ｊ＊θ）の項、とを乗算し、等化出力系列ｘｉ＾（ｋ）を出力する。
重み係数更新部１５ｄ−ｋと位相雑音推定部１６ｄ−ｋは、図１０に示す同名の機能部と同じ処理を行うため、ここではそれらの説明を省略する。
【０１００】
＜変形例＞
仮判定信号出力部１４ｄ−１−１〜１４ｄ−１−ＮＴおよび仮判定信号出力部１４ｄ−ｋ−１〜１４ｄ−ｋ−ＮＴは、誤り訂正の機能を有するものと置き換えてもよい。すなわち、これら仮判定信号出力部のそれぞれが、第２の実施形態と同様に、対数尤度比計算部、デインタリーバ、誤り訂正復号部、インタリーバ及びマッピング回路を備えてもよい。
【０１０１】
（第６の実施形態）
図１２および図１３は、第６の実施形態における光信号受信装置に設けられた信号分離装置の機能構成を表す概略ブロック図である。図１２は第一信号分離装置１２ｅ−１の機能構成を表す概略ブロック図であり、図１３は第ｋ信号分離装置１２ｅ−ｋの機能構成を表す概略ブロック図である。これらの信号分離装置は、第５の実施形態における第一信号分離装置１２ｄ−１および第ｋ信号分離装置１２ｄ−ｋ内の仮判定信号出力部１４ｄ−１−１〜１４ｄ−１−ＮＴおよび仮判定信号出力部１４ｄ−ｋ−１〜１４ｄ−ｋ−ＮＴの代わりに、軟判定信号出力部１４ｅ−１−１〜１４ｅ−１−ＮＴおよび軟判定信号出力部１４ｅ−ｋ−１〜１４ｅ−ｋ−ＮＴを備える点で、第５の実施形態における信号分離装置と構成が異なっている。
【０１０２】
軟判定信号出力部１４ｅ−１−１〜１４ｅ−１−ＮＴおよび軟判定信号出力部１４ｅ−ｋ−１〜１４ｅ−ｋ−ＮＴは、それぞれ、空間フィルタリング部１３ｄ−１および空間フィルタリング部１３ｄ−ｋから出力された等化出力系列ｘ１＾（１）〜ｘＮＴ＾（１）および等化出力系列ｘ１＾（ｋ）〜ｘＮＴ＾（ｋ）を入力とする。そして、軟判定信号出力部１４ｅ−１−１〜１４ｅ−１−ＮＴおよび１４ｅ−ｋ−１〜１４ｅ−ｋ−ＮＴは、入力された等化出力系列に予め付加された誤り訂正符号のパリティなどを利用して、送信ビットや送信シンボルなどの送信信号情報の尤度情報を算出し、尤度情報に基づく軟判定シンボルを生成し、生成された軟判定シンボルをそれぞれ等化出力系列ｘ１＾（１）〜ｘＮＴ＾（１）および等化出力系列ｘ１＾（ｋ）〜ｘＮＴ＾（ｋ）として出力する。その他の信号の入出力の関係および各機能部の処理は第５の実施形態と同様であるので、ここではそれらの説明を省略する。
【０１０３】
図１４は、本実施形態における各軟判定信号出力部の機能構成を表す概略ブロック図である。各軟判定信号出力部は、対数尤度比計算部１４１ｅと、デインタリーバ１４２ｅと、誤り訂正復号部１４３ｅと、インタリーバ１４４ｅと、軟判定シンボル生成部１４６ｅと、減算器１４７ｅを備える。
【０１０４】
対数尤度比計算部１４１ｅは、空間フィルタリング部１３ｄ−１または空間フィルタリング部１３ｄ−ｋから出力された等化出力系列ｘｉ＾（ｋ）を入力とし、等化出力系列を構成する各ビットについて、０が送信された確率と１が送信された確率との対数尤度比Ｌａ（ｂｉｔ）を算出する。ここで、ｂｉｔは、ｉ番目の送信信号系列のｔ番目のビットを表す。対数尤度比計算部１４１ｅは、算出した対数尤度比Ｌａ（ｂｉｔ）をデインタリーバ１４２ｅに出力する。デインタリーバ１４２ｅは、入力された対数尤度比Ｌａ（ｂｉｔ）をビット毎に並び替え、Ｌａ（ｃｉｔ）を出力する。ここで、ｃｉｔはｂｉｔを並び替えたバイナリ系列である。デインタリーバ１４２ｅは、並び替え後の対数尤度比Ｌａ（ｃｉｔ）を誤り訂正復号部１４３ｅおよび減算器１４７ｅに出力する。
【０１０５】
誤り訂正復号部１４３ｅは、光信号送信装置側で用いられた誤り訂正符号と同様の誤り訂正符号に基づき、適切な復号方法を用いて、各ビットについて事後対数尤度比Ｌｐ（ｃｉｔ）を算出する。ここで、ｃｉｔは、ｉ番目の送信信号系列のｔ番目のビットを表す。本実施形態における誤り訂正符号とは、例えばハミング符号、ＢＣＨ符号、ＬＤＰＣ符号及び畳み込み符号等の特定の誤り訂正符号に限定されることなく、あらゆる訂正符号が用いられても良い。
【０１０６】
次に、減算器１４７ｅは、誤り訂正復号部１４３ｅから出力される事後対数尤度比Ｌｐ（ｃｉｔ）から誤り訂正復号部１４３ｅへの入力でもあるＬａ（ｃｉｔ）を減算することによって、次式に示すように、外部対数尤度比Ｌｅ（ｃｉｔ）を算出する。
Ｌｅ（ｃｉｔ）＝Ｌｐ（ｃｉｔ）−Ｌａ（ｃｉｔ）  …（１７）
【０１０７】
減算器１４７ｅは、外部対数尤度比Ｌｅ（ｃｉｔ）をインタリーバ１４４ｅへ出力する。インタリーバ１４４ｅは、外部対数尤度比Ｌｅ（ｃｉｔ）を並び替えてＬｅ（ｂｉｔ）を出力する。
【０１０８】
Ｌｅ（ｂｉｔ）は軟判定シンボル生成部１４６ｅへ入力される。軟判定シンボル生成部１４６ｅは、入力されたＬｅ（ｂｉｔ）から軟判定シンボル系列ｂｉｔ〜を生成する。軟判定シンボル生成部１４６ｅでは、例えば送信信号系列がＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）変調されているとき、次式に従って、軟判定シンボル系列を生成する。
ｂｉｔ〜＝ｔａｎｈ（ｂｉｔ）  …（１８）
【０１０９】
（第７の実施形態）
図１５は、第７の実施形態における光信号受信装置に設けられた信号分離装置の機能構成を表す概略ブロック図である。本実施形態の信号分離装置１２ｆは、空間フィルタリング部１３ｆ及び判定信号出力部１４ｆ−１〜１４ｆ−ＮＴを備える。空間フィルタリング部１３ｆは、第５実施形態で説明した空間フィルタリング部または第６実施形態で説明した空間フィルタリングと同様の機能を有する。判定信号出力部１４ｆ−１〜１４ｆ−ＮＴは、上述した実施形態における仮判定信号出力部または軟判定信号出力部である。
【０１１０】
本実施形態の信号分離装置１２ｆは、繰り返し処理を基本とし、フィードバック構造を備える。
【０１１１】
次に、本実施形態の信号分離装置１２ｆにおける信号検出処理について説明する。まず、信号検出処理を繰り返し行う回数の上限値Ｐを設定する。次に、一回目の信号検出処理では、受信信号系列ｙ１〜ｙＮＲが空間フィルタリング部１３ｆに入力される。この場合、空間フィルタリング部１３ｆは、判定信号出力部１４ｆ−１〜１４ｆ−ＮＴからフィードバックされた信号は使用しない。空間フィルタリング部１３ｆは、受信信号系列ｙ１〜ｙＮＲに重み係数を乗算し、等化出力系列ｘ１＾（１）〜ｘＮＴ＾（１）を出力する。ここで、括弧内の数字は繰り返しの回数を表す（この場合は、一回目の信号検出処理であるため、“１”）。次に、判定信号出力部１４ｆ−１〜１４ｆ−ＮＴは、それぞれ、等化出力系列ｘ１^（１）〜ｘＮＴ^（１）を入力とし、入力された等化出力系列に対して判定（すなわち、上述した仮判定信号出力部または軟判定信号出力部による判定）を行い、得られた仮判定信号系列または軟判定信号系列を判定信号系列ｘ１〜（１）〜ｘＮＴ〜（１）として空間フィルタリング部１３ｆに出力する。
【０１１２】
以降のｋ回目の信号検出処理では、受信信号系列ｙ１〜ｙＮＲおよび判定信号出力部１４ｆ−１〜１４ｆ−ＮＴからフィードバックされた判定信号系列ｘ１〜（ｋ−１）〜ｘＮＴ〜（ｋ−１）が、空間フィルタリング部１３ｆに入力される。例えば、２回目の信号検出処理（ｋ＝２）では、受信信号系列ｙ１〜ｙＮＲおよび判定信号出力部１４ｆ−１〜１４ｆ−ＮＴからフィードバックされた判定信号系列ｘ１〜（１）〜ｘＮＴ〜（１）が、空間フィルタリング部１３ｆに入力される。空間フィルタリング部１３ｆは、受信信号系列ｙ１〜ｙＮＲおよび判定信号系列ｘ１〜（ｋ−１）〜ｘＮＴ〜（ｋ−１）に対して重み係数を乗算し、等化出力系列ｘ１＾（ｋ）〜ｘＮＴ＾（ｋ）を出力する。判定信号出力部１４ｆ−１〜１４ｆ−ＮＴは、それぞれ、等化出力系列ｘ１^（ｋ）〜ｘＮＴ^（ｋ）を入力とし、入力された等化出力系列に対して判定を行い、得られた仮判定信号系列または軟判定信号系列を空間フィルタリング部１３ｆにフィードバックする。
上記の信号検出処理がｋ＝Ｐに対して行われるまで繰り返されると、信号分離装置１２ｆは、判定信号系列ｘ１〜〜ｘＮＴ〜を出力する。
【０１１３】
第７の実施形態の効果を確認するための伝送シミュレーションを行った結果を図１６に示す。図１６では、伝送路モデルとして、２×２のＭＩＭＯシステムを想定した。２つの光信号送信装置から独立したＱＰＳＫ信号を送信し、信号対雑音比（ＳＮＲ）を変化させたときの両信号の平均ビットエラーレートを記録した。図１６には、従来方式と第７の実施形態のビットエラーレートの比較結果が示されている。図１６からは、第７の実施形態を適用することによって、ビットエラーレート１０−２においてＳＮＲの利得（すなわち、ＳＮＲ利得）として約１．５ｄＢが得られていることが分かる。
【０１１４】
上記の各実施形態では、光信号受信装置が主に時間領域の処理を行うものとして記述したが、各実施形態の光信号受信装置における時間領域の処理を周波数領域の処理に置き換えてもよい。
【０１１５】
上記の各実施形態における光信号受信装置を無線通信システム、衛星通信システム等の光通信システム以外の通信システム上で実現してもよい。また、上述したシングルキャリア通信システムに限定することなく、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）等のマルチキャリア通信システム、ＣＤＭＡ（Code Division Multiplexing Access）等の符号化拡散通信システムに対しても上記の各実施形態は同様に実施できる。
【０１１６】
また別の例として、上述した光信号受信装置をコンピュータで実現してもよい。その場合、これら装置の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませて実行させ、光信号受信装置を実現してもよい。なお、ここでいうコンピュータシステムとは、ＯＳ（Operating System）や周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
【０１１７】
さらに、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。また、光信号受信装置は、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のハードウェアを用いて実現されるものであってもよい。
【０１１８】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明は例えば光通信に適用することが可能である。本発明によれば、高精度で多重信号を分離することが可能となる。
【符号の説明】
【０１２０】
１０…光信号受信装置
１１…受信部
１２…信号分離装置
１２−１、１２ａ−１、１２ｄ−１…第一信号分離装置
１２−２、１２ａ−２…第二信号分離装置
１２−ｋ、１２ｂ−ｋ、１２ｄ−ｋ…第ｋ信号分離装置
１２ｆ…信号分離装置
１３−１、１３−２、１３ｂ−ｋ、１３ｄ−１、１３ｄ−ｋ、１３ｆ…空間フィルタリング部
１３１−ｋ、１３１ｄ−ｋ…第一乗算部
１３１ａ−ｋ、１３１ｄａ−ｋ、１３６ｄ−ｋ…乗算器
１３２−ｋ、１３２ｄ−ｋ…第二乗算部
１３３−ｋ、１３３ｄ−ｋ…加算器
１３４−ｋ、１３４ｄ−ｋ…位相補正部
１３５−ｋ、１３５ｄ−ｋ…係数乗算部
１３６−ｋ…乗算器
１３７−ｋ…演算器
１４−１〜１４−２、１４ａ−１〜１４ａ−２、１４ａ−ｋ、１４ｄ−１−１〜１４ｄ−１−ＮＴ、１４ｄ−ｋ−１〜１４ｄ−ｋ−ＮＴ…仮判定信号出力部
１４ｅ−１−１〜１４ｅ−１−ＮＴ、１４ｅ−ｋ−１〜１４ｅ−ｋ−ＮＴ…軟判定信号出力部
１４ｆ−１〜１４ｆ−ＮＴ…判定信号出力部
１４１−１〜１４１−２、１４１ｅ…対数尤度比計算部
１４２−１〜１４２−２、１４２ｅ…デインタリーバ
１４３−１〜１４３−２、１４３ｅ…誤り訂正復号部
１４４−１〜１４４−２、１４４ｅ…インタリーバ
１４５−１〜１４５−２…マッピング回路
１４６ｅ…軟判定シンボル生成部
１４７ｅ…減算器
１５−１、１５−２、１５ｂ−ｋ、１５ｃ−ｋ、１５ｄ−ｋ…重み係数更新部
１６−ｋ、１６ｄ−ｋ…位相雑音推定部
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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