(57)【要約】【課題】識別閾値を相対的に自動設定し得る識別閾値設定装置を、低速の回路や簡易な回路で実現する。【解決手段】本発明は、受信したベースバンド信号をシリアルデータに変換するために用いられる識別閾値と、ベースバンド信号との相対的な直流レベル関係を制御する識別閾値設定装置に関する。そして、（１）ベースバンド信号のダイナミックレンジの中心と、ベースバンド信号をアイパターン化させたとした場合の立上り曲線と立下り曲線との交点であるクロスポイントとの関係情報を、ベースバンド信号から推測する信号波形歪み推測手段と、（２）この信号波形歪み推測手段が得た関係情報に基づいて、識別閾値又はベースバンド信号の直流レベルを変化させる閾値可変設定手段とを有することを特徴とする。【選択図】　　　図１
2004015587.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信処理により得られたベースバンド信号をシリアルデータに変換するために用いられる識別閾値と、上記ベースバンド信号との相対的な直流レベル関係を制御する識別閾値設定装置において、
上記ベースバンド信号のダイナミックレンジの中心と、上記ベースバンド信号をアイパターン化させたとした場合の立上り曲線と立下り曲線との交点であるクロスポイントとの関係情報を、上記ベースバンド信号から推測する信号波形歪み推測手段と、
この信号波形歪み推測手段が得た関係情報に基づいて、上記識別閾値又は上記ベースバンド信号の直流レベルを変化させる閾値可変設定手段と
を有することを特徴とする識別閾値設定装置。
【請求項２】
上記信号波形歪み推測手段が、上記ベースバンド信号の最大レベルを検出するピーク検出部と、上記ベースバンド信号の平均レベルを検出する直流レベル検出部と、上記ベースバンド信号の最小レベルを検出するボトム検出部とを有し、
上記閾値可変設定手段が、３つの検出信号に基づいて、上記識別閾値又は上記ベースバンド信号の直流レベルを変化させる
ことを特徴とする請求項１に記載の識別閾値設定装置。
【請求項３】
上記信号波形歪み推測手段が、上記ベースバンド信号のビットレートと同じ周波数の高周波信号を抽出する高周波抽出部と、上記ベースバンド信号を識別、再生するタイミングを規定するタイミングクロック及び上記高周波信号の位相差並びに上記高周波信号の振幅を検出する位相差・振幅検出部とを少なくとも有し、
上記閾値可変設定手段が、上記位相差情報及び振幅情報の組合せ関係に基づいて、上記識別閾値又は上記ベースバンド信号の直流レベルを変化させる
ことを特徴とする請求項１に記載の識別閾値設定装置。
【請求項４】
上記ベースバンド信号が、強度変調されている光信号を光電変換して得られたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の識別閾値設定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、受信ベースバンド信号からシリアルデータを識別、再生する際の識別閾値又は上記受信ベースバンド信号の直流レベルを自動設定する識別閾値設定装置に関し、例えば、強度変調されている光信号を受信する光信号受信装置に適用し得るものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、送信データの論理レベルに応じて強度変調された光信号（光パルス信号）を受信する光信号受信装置においては、受信した光信号を電気信号に変化した後、識別閾値との大小比較により、受信データ（送信データ）の論理レベルを確定する。
【０００３】
このような光信号受信装置における識別閾値として、従来、受信信号（電気信号）のピークレベルとボトムレベルの中心に設定する方法があり、この方法は、簡便かつ汎用性が高いために、広く適用されていた。
【０００４】
しかしながら、送信装置側で、ＥＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）変調器を用いた場合などでは、受信信号のクロスポイント（立上りエッジ曲線と立下りエッジ曲線とが同一タイミングであったとした場合の交差点）が中心にならないことがあり、この場合は、光信号受信装置における最適な識別閾値も中心からずれたところになる。また、波長分散、偏波モード分散などの影響でも、識別閾値の最適点はずれる可能性がある。
【０００５】
そこで、受信信号に合わせて識別閾値を自動的に調整する方法が既に提案されている。
【０００６】
例えば、特開平０８−２６５２７３号公報には、識別、再生したシリアルデータにおける誤りの程度を誤り数検出回路で検出し、その検出結果を、識別閾値にフィードバックする方法が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平０８−２６５２７３号公報に開示されている識別閾値設定方式においては、誤りを検出するために高速かつ複雑なロジック集積回路が必要となり、識別閾値設定装置を簡易かつ低価格で実現するのが難しいという課題があった。
【０００８】
そのため、受信信号に応じて、識別閾値を相対的に自動設定し得る識別閾値設定装置を、低速の回路や簡易な回路で実現することが望まれている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、本発明においては、受信処理により得られたベースバンド信号をシリアルデータに変換するために用いられる識別閾値と、上記ベースバンド信号との相対的な直流レベル関係を制御する識別閾値設定装置において、（１）上記ベースバンド信号のダイナミックレンジの中心と、上記ベースバンド信号をアイパターン化させたとした場合の立上り曲線と立下り曲線との交点であるクロスポイントとの関係情報を、上記ベースバンド信号から推測する信号波形歪み推測手段と、（２）この信号波形歪み推測手段が得た関係情報に基づいて、上記識別閾値又は上記ベースバンド信号の直流レベルを変化させる閾値可変設定手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による識別閾値設定装置を、光信号受信装置に適用した第１の実施形態を図面を参照しながら詳述する。
【００１１】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は、第１の実施形態に係る光信号受信装置１０Ａの構成を示すブロック図である。
【００１２】
図１において、第１の実施形態に係る光信号受信装置１０Ａは、Ｏ／Ｅ（光／電気）変換部１１、増幅器１２、クロック抽出部１３、識別・再生器１４、ピーク検出部１５、ＤＣ（直流レベル）検出部１６、ボトム検出部１７及び閾値演算部１８を有する。
【００１３】
ここで、ピーク検出部１５、ＤＣ（直流レベル）検出部１６、ボトム検出部１７及び閾値演算部１８が、識別閾値設定装置を構成している。
【００１４】
Ｏ／Ｅ変換部１１は、到来した光信号（例えば強度変調されている光信号）を電気信号（受信ベースバンド信号）に変換するものである。なお、送信側においては、送信しようとするシリアルデータ（パルス信号）に応じて光強度が大、小に変化する光信号を送出している。シリアルデータは、例えば、ＮＲＺ（Ｎｏｎ−Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−Ｚｅｒｏ）信号又は変形ＮＲＺ信号である。なお、Ｏ／Ｅ変換部１１の前段や、Ｏ／Ｅ変換部１１内部の入力段には、適宜、波長フィルタが設けられていても良い。
【００１５】
増幅器１２は、Ｏ／Ｅ変換部１１から出力された電気信号を増幅するものである。増幅器１２は、ＡＧＣ機能などを有するものであっても良い。なお、増幅器１２から出力された増幅後の電気信号は、受信処理用の信号（受信用信号）と、識別閾値の制御で利用する信号（制御用信号）とに２分岐される。また、Ｏ／Ｅ変換部１１からの出力レベルによっては、増幅器１２を省略することもできる。
【００１６】
クロック抽出部１３は、増幅器１２から出力された受信用信号に基づき、送信側が送信しようとしたシリアルデータに対するタイミングクロックを抽出して識別・再生器１４に与えるものである。
【００１７】
識別・再生器１４は、クロック抽出部１３からのタイミングクロックが規定するタイミングで、受信用信号のレベルと識別閾値（閾値信号）との大小比較を行い、受信用信号の符号（論理レベル）を確定する（送信側が送信しようとしたシリアルデータを再生する）ものである。
【００１８】
上述したように、ピーク検出部１５、ＤＣ（直流レベル）検出部１６、ボトム検出部１７及び閾値演算部１８が、識別閾値設定装置を構成しており、識別・再生器１４に与える識別閾値（閾値信号）を自動設定する。
【００１９】
ピーク検出部１５は、増幅器１２から出力された制御用信号のピークレベル（論理「１」レベル）を検出、保持して閾値演算部１８に与えるものである。ピーク検出部１５としては、例えば、一般的な構成のピークホールド回路を適用できる。
【００２０】
ＤＣ検出部１６は、増幅器１２から出力された制御用信号の直流レベルを検出、保持して閾値演算部１８に与えるものである。ＤＣ検出部１６としては、例えば、ＬＣフィルタなどの低域濾波器（ＬＰＦ）を適用することができる。低域濾波器のカットオフ周波数を信号（受信用信号）の最低周波数よりも十分に低く設定することにより、直流レベルを検出することができる。
【００２１】
ボトム検出部１７は、増幅器１２から出力された制御用信号のボトムレベル（論理「０」レベル）を検出、保持して閾値演算部１８に与えるものである。ボトム検出部１７としては、例えば、一般的な構成のボトムホールド回路を適用できる。
【００２２】
なお、ピーク検出部１５としてのピークホールド回路や、ボトム検出部１７としてのボトムホールド回路が、検出タイミングの信号を必要とするものであれば、クロック抽出部１３のタイミングクロックを利用することができる。
【００２３】
閾値演算部１８は、ピーク検出部１５からのピークレベル、ＤＣ検出部１６からの直流レベル及びボトム検出部１７からのボトムレベルから、識別・再生器１４に与える識別閾値（閾値信号）を形成するものである。閾値演算部１８による識別閾値の形成方法については、後述する動作説明で明らかにする。
【００２４】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第１の実施形態に係る光信号受信装置１０Ａの動作を説明する。
【００２５】
到来した光信号は、Ｏ／Ｅ変換部１１によって電気信号に変換された後、増幅器１２によって所望の振幅まで増幅される。
【００２６】
このような増幅後の電気信号は２分岐され、一方の分岐電気信号は、受信用信号としてクロック抽出部１３及び識別・再生器１４に入力されると共に、他方の分岐電気信号は、制御用信号としてピーク検出部１５、ＤＣ検出部１６及びボトム検出部１７に入力される。
【００２７】
クロック抽出部１３においては、上記受信用信号からタイミングクロックが抽出され、識別・再生器１４に与えられる。
【００２８】
識別・再生器１４においては、抽出されたタイミングクロックのタイミングで、上記受信用信号に対する識別、再生が実行され、符号（論理レベル）が確定された受信信号が外部に出力される。この識別、再生時に適用される識別閾値は、閾値演算部１８から出力されて識別・再生器１４に与えられたものである。
【００２９】
次に、識別、再生時に適用される識別閾値の形成（設定）動作について説明する。
【００３０】
増幅器１２から出力された他方の分岐電気信号である制御用信号は、上述のように、ピーク検出部１５、ＤＣ検出部１６及びボトム検出部１７に入される。
【００３１】
ピーク検出部１５においては、制御用信号のピークレベル（絶対的な最大レベル）が検出されて保持され、そのピークレベル情報が閾値演算部１８へ出力される。ＤＣ検出部１６においては、制御用信号の直流レベル（絶対的なＤＣレベル）が検出されて保持され、その直流レベル情報が閾値演算部１８へ出力される。ボトム検出部１７においては、制御用信号のボトムレベル（絶対的な最小レベル）が検出されて保持され、そのボトムレベル情報が閾値演算部１８へ出力される。
【００３２】
以上のように、閾値演算部１８には、制御用信号のピークレベル、直流レベル、ボトムレベルの３種類の情報が入力される。閾値演算部１８によって、最適な識別閾値が、これらの３種類の情報を元に求められ、閾値信号として、識別・再生器１４に与えられる。
【００３３】
理解を容易にするために、図２に、ピークレベル、直流レベル（ＤＣレベル）、ボトムレベルの検出の様子を示す。
【００３４】
図２（ａ）は、到来した光信号が理想的なＮＲＺ信号のアイパターン、すなわち、クロスポイントがダイナミックレンジの中心にある上下対称のアイパターンの場合を示している。このとき、ＤＣレベルは、ピークレベルとボトムレベルのちょうど中心になる。Ｏ／Ｅ変換部１１に至る前に、光アンプを使わないものとすると、この場合、最適な識別閾値は中心（すなわち、ＤＣレベル）になる。
【００３５】
図２（ｂ）は、クロスポイントが下方シフトした場合のアイパターンである。例えば、送信装置側で、ＥＡ変調器を用いた場合にこのようなアイパターン（波形）になりやすい。また、波長分散、偏波モード分散、受信系の非線形性が原因でこのような波形になる場合もある。このとき、ＤＣレベルは中心から下になり、最適な識別閾値も中心から下になる。
【００３６】
図２（ｃ）は、クロスポイントが上方シフトした場合のアイパターンである。波長分散、偏波モード分散、受信系の非線形性が原因でこのようなアイパターン（波形）になる場合がある。このとき、ＤＣレベルは中心から上になり、最適な識別閾値も中心から上になる。
【００３７】
以上のように、最適な識別閾値は受信波形によって変化するが、ピークレベル、ＤＣレベル、ボトムレベルの３つのパラメータで決定することができる。閾値演算部１８は、上述のように、これら３つのパラメータ情報を用いて最適な識別閾値を演算し、結果（閾値信号）を識別・再生器１４へ出力する。
【００３８】
最適な識別閾値の演算は、例えば、上記３つのパラメータを変数とした３元方程式で行う。例えば、ピークレベルをｘ、ＤＣレベルをｙ、ボトムレベルをｚとした場合に、（１）式に示す決定式を適用して、最適な識別閾値（最適閾値）を求める。
【００３９】
最適閾値＝ａ（ｙ−（ｘ＋ｚ）／２）＋（ｘ＋ｚ）／２　　　　…（１）
（１）式における（ｘ＋ｚ）／２は、ダイナミックレベルの中心を意味している。従って、（１）式は、ダイナミックレベルの中心とＤＣレベルとの差分を、調整係数ａ（ａは１前後の値）が示す割合で反映させた調整分だけ、ダイナミックレベルの中心からずらしたレベルを、最適な識別閾値（最適閾値）とすることを表している。
【００４０】
ここで、調整係数ａは（１）式の演算を実行する際には定数として扱われるが、光信号送信装置、伝送路、光信号受信装置１０Ａのシステム構成によっては、調整係数ａの最適値が変化するので、閾値演算部１８は、調整係数ａを可変設定できるようにしていることが望ましい。
【００４１】
例えば、調整係数ａを１とした場合には、（１）式から明らかなように、最適な識別閾値（最適閾値）＝ｙとなる。すなわち、識別閾値は、ＤＣレベルに合致する。言い換えると、識別閾値を、ＤＣレベルに合致させることを所望する場合には、調整係数ａを１とすれば良い。
【００４２】
上述した（１）式を実行する閾値演算部１８は、例えば、具体的には、以下のようにして実現する。
【００４３】
（ｉ）ＯＰアンプなどを利用したアナログ回路構成で閾値演算部１８を実現する。（ｉｉ）ピーク検出部１５、ＤＣ検出部１６及びボトム検出部１７側からの入力段にそれぞれ、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部を設け、閾値演算部１８における（１）式の実行部をデジタル回路構成又はソフトウェア処理構成で実現する。（ｉｉｉ）ピーク検出部１５、ＤＣ検出部１６及びボトム検出部１７側への入力段にそれぞれ、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部を設け、ピーク検出部１５、ＤＣ検出部１６及びボトム検出部１７をデジタル回路構成又はソフトウェア処理構成で実現すると共に、閾値演算部１８もデジタル回路構成又はソフトウェア処理構成で実現する。
【００４４】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
以上のように、第１の実施形態の識別閾値設定装置によれば、ピークレベル、直流レベル、ボトムレベルという３つの情報を検出し、それらを元に受信信号の波形の歪を推定し、識別、再生に適用する識別閾値を適切に自動設定することができる。
【００４５】
また、ピークレベル、直流レベル、ボトムレベルの検出系を低速、若しくはアナログ系の回路で実現でき、識別閾値設定装置を簡易な構成かつ低価格で実現できるという利点が期待できる。因みに、第１の実施形態とは異なり、識別閾値の設定にフィードバック制御を適用した場合には、識別閾値の最適化の観点からは良好になるかもしれないが、構成が複雑、高価になってしまう。
【００４６】
（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明による識別閾値設定装置を、光信号受信装置に適用した第２の実施形態を図面を参照しながら詳述する。
【００４７】
（Ｂ−１）第２の実施形態の構成
図３は、第２の実施形態に係る光信号受信装置１０Ｂの構成を示すブロック図であり、第１の実施形態に係る図１との同一、対応部分には同一符号を付して示している。
【００４８】
図３において、第２の実施形態に係る光信号受信装置１０Ｂは、Ｏ／Ｅ変換部１１、増幅器１２、クロック抽出部１３、識別・再生器１４、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）２１、移相器２２、位相比較器２３及び閾値演算部２４を有する。
【００４９】
Ｏ／Ｅ変換部１１、増幅器１２、クロック抽出部１３及び識別・再生器１４は、第１の実施形態のものと同様なものである。
【００５０】
ＢＰＦ２１は、増幅器１２から出力された制御用信号から、信号のビットレートと同じ周波数の高周波成分（高周波信号）を抽出し、移相器２２へ出力するものである。例えば、信号のビットレートが１０Ｇｂｉｔ／ｓの場合は、ＢＰＦ２１は、１０ＧＨｚの高周波成分を抽出することになる（以下、１０Ｇｂｉｔ／ｓの信号を扱うものとして説明する）。
【００５１】
ＢＰＦ２１としては　、例えば、１０ＧＨｚの高周波成分を正相及び逆相の双方で取り出し、それらを重畳して出力する形式のものを適用できる。
【００５２】
移相器２２は、ＢＰＦ２１からの高周波信号を所定位相分だけ移相するものであり、例えば、移相は所定時間の遅延により行う。この移相器２２による移相量（遅延時間）は、理想的な波形の電気信号が増幅器１２から出力されていると仮定した場合において、位相比較器２３に入力される、クロック抽出部１３からのタイミングクロックと移相器２２からの高周波信号との位相差が所定位相差（例えば０）となるように選定されている。
【００５３】
なお、移相器２２は、位相比較器２３へ入力される２個の信号の位相合わせ機能を担っているので、図３に示した位置に代え、クロック抽出部１３と位相比較器２３との間に設けるようにしても良い。また、クロック抽出部１３からのタイミングクロックの経路長や、ＢＰＦ２１からの高周波信号の経路長を適宜選定することにより、移相器２２を省略することもできる。
【００５４】
位相比較器２３は、クロック抽出部１３からのタイミングクロックと、移相器２２からの高周波信号との位相差、及び、高周波信号の振幅を検出し、その位相差と振幅との検出信号を閾値演算部２４へ出力するものである。
【００５５】
閾値演算部２４では、上述した位相差と振幅との検出信号を元に、最適な識別閾値を演算して求め、閾値信号として識別・再生器１４へ出力するものである。
【００５６】
（Ｂ−２）第２の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第２の実施形態に係る光信号受信装置１０Ｂの識別閾値の形成動作（設定動作）を説明する。
【００５７】
なお、Ｏ／Ｅ変換部１１、増幅器１２、クロック抽出部１３及び識別・再生器１４によって、受信信号を得る動作は、第１の実施形態と同様である。
【００５８】
増幅器１２によって増幅された電気信号は２分岐され、その一方の分岐電気信号は制御用信号としてＢＰＦ２１に入力される。
【００５９】
そして、ＢＰＦ２１によって、制御用信号における、信号のビットレートと同じ周波数成分（高周波信号）が抽出され、移相器２２を介して、所定位相分だけ移相されて位相比較器２３に与えられる。位相比較器２３には、クロック抽出部１３が得たタイミングクロックも与えられる。
【００６０】
タイミングクロックと上述した高周波信号との位相差が位相比較器２３によって検出されると共に、上述した高周波信号の振幅が位相比較器２３によって検出され、これら検出信号が閾値演算部２４に与えられる。
【００６１】
閾値演算部２４において、上述した位相差や振幅の検出信号に基づいて、最適な識別閾値が求められ、閾値信号として識別・再生器１４に与えられる。
【００６２】
理解を容易にするために、図４に、制御用信号の波形（アイパターン）と、抽出された高周波信号との関係を示す。
【００６３】
図４（ａ）は、理想的な制御用信号（ＮＲＺ信号）における波形（アイパターン）と、抽出された高周波信号とを示している。理想的な制御用信号では、上下対称のアイパターンであり、クロスポイントはダイナミックレンジの中心となっている。このとき、１０ＧＨｚの高周波成分（高周波信号）は存在しない。
【００６４】
図４（ｂ）は、クロスポイントが下がった場合である。このとき、１０ＧＨｚの高周波成分（高周波信号）は、図４（ｂ）のような位相で表れる。また、クロスポイントのズレが大きくなればなるほど、１０ＧＨｚの高周波成分（高周波信号）の振幅は大きくなる。
【００６５】
図４（ｃ）は、クロスポイントが上がった場合である。このとき、１０ＧＨｚの高周波成分（高周波信号）は、図４（ｃ）のような位相で表れる。この位相は、クロスポイントが下がった場合に係る上述した図４（ｂ）の場合の位相に比較して１８０度（π）だけずれている。クロスポイントが上がった場合も、クロスポイントのズレが大きくなればなるほど、１０ＧＨｚの高周波成分（高周波信号）の振幅は大きくなる。
【００６６】
すなわち、高周波信号の位相と振幅を検出すれば、クロスポイントのずれ方向（シフト方向）及びずれ量を定量的に捉えることができる。ここで、高周波信号の位相は、クロック抽出部１３から出力されたタイミングクロックとの位相関係から、図４（ｂ）の場合か図４（ｃ）の場合かを区別するようにした。
【００６７】
閾値演算部２４は、検出された高周波信号の位相や振幅に基づいて、識別閾値（閾値信号）を形成する。
【００６８】
なお、閾値演算部２４は、高周波信号の位相や振幅の信号に対する、アナログ回路構成での演算によって識別閾値（閾値信号）を形成するものであっても良く、また、高周波信号の位相や振幅の信号に対する、デジタル回路構成での演算によって識別閾値（閾値信号）を形成するものであっても良く（高周波信号の位相や振幅の信号をデジタル信号に変換する構成も必要）、さらには、高周波信号の位相や振幅の信号に対するソフトウェア演算によって識別閾値（閾値信号）を形成するものであっても良い（高周波信号の位相や振幅の信号をデジタル信号に変換する構成も必要）。
【００６９】
（Ｂ−３）第２の実施形態の効果
以上のように、第２の実施形態の識別閾値設定装置によれば、信号のビットレートと同じ周波数の高周波信号を抽出し、その高周波信号を元に受信信号の波形の歪を推定し、識別、再生に適用する識別閾値を適切に自動設定することができる。
【００７０】
また、高周波信号の検出系をアナログ系の回路で実現でき、識別閾値設定装置を簡易な構成かつ低価格で実現できるという利点が期待できる。
【００７１】
（Ｃ）第３の実施形態
次に、本発明による識別閾値設定装置を、光信号受信装置に適用した第３の実施形態を図面を参照しながら簡単に説明する。
【００７２】
上述した第１の実施形態は、識別・再生器で大小比較される受信用信号及び識別閾値のうち、識別閾値のレベルを可変し、信号の波形歪みを補償して受信信号の精度を高めようとしたものであるが、この第３の実施形態は、識別・再生器で大小比較される受信用信号及び識別閾値のうち、受信用信号の直流レベルを可変し、信号の波形歪みを補償して受信信号の精度を高めようとしたものである。
【００７３】
図５は、第３の実施形態に係る光信号受信装置１０Ｃの構成を示すブロック図であり、第１の実施形態に係る図１との同一、対応部分には同一、対応符号を付して示している。
【００７４】
第３の実施形態に係る光信号受信装置１０Ｃの場合、増幅器１２から出力された受信用信号は、クロック抽出部１３及び直流シフタ１９に与えられる。
【００７５】
クロック抽出部１３は、第１の実施形態と同様にして、受信用信号からタイミングクロックを抽出して識別・再生器１４Ｃに与えるものである。
【００７６】
直流シフタ１９は、受信用信号の直流レベルを、後述するシフト量演算部１８Ｃが指示する分だけ、シフトさせて識別・再生器１４Ｃに与えるものである。このシフト動作によっては、受信用信号の波形全体がシフトする。
【００７７】
第３の実施形態の識別・再生器１４Ｃは、クロック抽出部１３からのタイミングクロックが規定するタイミングにおいて、直流シフタ１９からの受信用信号と固定の識別閾値との大小比較により、送信装置側が送信しようとしたシリアルデータの符号（論理レベル）を確定（識別、再生）するものである。
【００７８】
シフト量演算部１８Ｃは、第１の実施形態の閾値演算部１８に対応するものである。シフト量演算部１８Ｃは、第１の実施形態の閾値演算部１８が演算で求めた識別閾値（（１）式参照）と、この実施形態の識別・再生器１４Ｃへの固定閾値との差分に対し、その正負符号を反転したものを、直流シフタ１９に対するシフト量とする。
【００７９】
以上のように、第１の実施形態は、識別・再生器１４で大小比較される受信用信号及び識別閾値のうち、識別閾値のレベルを可変したものであり、第３の実施形態は、識別・再生器１４Ｃで大小比較される受信用信号及び識別閾値のうち、受信用信号の直流レベルを可変したものであるが、受信用信号及び識別閾値の大小比較の相対的結果は、第１の実施形態と第３の実施形態とでは同様になる。
【００８０】
すなわち、この第３の実施形態の識別閾値設定装置によっても、第１の実施形態の識別閾値設定装置と同様な効果を得ることができる。
【００８１】
（Ｄ）他の実施形態
上記各実施形態の説明でも、種々変形実施形態に言及したが、以下に例示するような他の変形実施形態を挙げることができる。
【００８２】
上記第３の実施形態は、第１の実施形態と同様な技術思想に基づいて、信号の波形歪みを推測し、識別閾値ではなく、受信用信号の直流レベルを可変させるものである。同様に、第２の実施形態と同様な技術思想に基づいて、信号の波形歪みを推測し、識別閾値ではなく、受信用信号の直流レベルを可変させるようなものを他の実施形態として挙げることができる。
【００８３】
第１の実施形態に係る最適閾値の演算式である（１）式における調整係数ａを、（１）式の演算を実行する際には定数として扱われるように説明したが、識別・再生器１４からの出力データに対するビットエラレートなどに応じて、可変させるようにしても良い。
【００８４】
上記各実施形態は、光信号受信装置に対し、本発明の識別閾値設定装置を適用したものを示したが、電気信号や電波信号の受信装置に対し、本発明の識別閾値設定装置を適用することもできる。例えば、２値ＦＳＫ信号などのデジタル変調信号を復調して得たベースバンド信号の符号確定時に用いる識別閾値の設定に、本発明の識別閾値設定装置を適用することができる。
【００８５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、識別閾値を相対的に自動設定し得る識別閾値設定装置を、低速の回路や簡易な回路で実現することが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る光信号受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態での信号波形と識別閾値との関係の説明図である。
【図３】第２の実施形態に係る光信号受信装置の構成を示すブロック図である。
【図４】第２の実施形態での信号波形と高周波信号成分との関係の説明図である。
【図５】第３の実施形態に係る光信号受信装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ…光信号受信装置、１４、１４Ｃ…識別・再生器、１５…ピーク検出部、１６…ＤＣ（直流レベル）検出部、１７…ボトム検出部、１８、２４…閾値演算部、１８Ｃ…シフト量演算部、１９…直流シフタ、２１…ＢＰＦ、２３…位相比較器。
【図１】
2004015587.tif 000003
【図２】
2004015587.tif 000004
【図３】
2004015587.tif 000005
【図４】
2004015587.tif 000006
【図５】
2004015587.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成15年9月22日(2003.9.22)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
強度変調された光信号を光電変換して得られたベースバンド信号をシリアルデータに変換するために用いられる識別閾値を設定する識別閾値設定回路であって、
前記ベースバンド信号のダイナミックレンジの中心と、前記ベースバンド信号の立上り曲線と立下り曲線との交点であるクロスポイントとの関係情報を、前記ベースバンド信号から推測する信号波形歪み推測手段と、
前記信号波形歪み推測手段が得た前記関係情報に基づいて、前記識別閾値を変化させる閾値可変設定手段と
を有することを特徴とする識別閾値設定回路。
【請求項２】
前記信号波形歪み推測手段は、前記ベースバンド信号の最大レベルを検出するピーク検出部と、前記ベースバンド信号の平均レベルを検出する直流レベル検出部と、前記ベースバンド信号の最小レベルを検出するボトム検出部とを有し、
前記閾値可変設定手段は、前記最大レベルと前記平均レベルと前記最小レベルとに基づいて、前記識別閾値を変化させる
ことを特徴とする請求項１記載の識別閾値設定回路。
【請求項３】
強度変調された光信号を光電変換して得られたベースバンド信号の直流レベルをシフトさせる直流レベルシフト回路であって、
前記ベースバンド信号のダイナミックレンジの中心と、前記ベースバンド信号の立上り曲線と立下り曲線との交点であるクロスポイントの関係情報を、前記ベースバンド信号から推測する信号波形歪み推測手段と、
前記信号波形歪み推測手段が得た前記関係情報に基づく演算を行い、前記ベースバンド信号の前記直流レベルを変化させるシフト量演算手段と
を有することを特徴とする直流レベルシフト回路。
【請求項４】
前記信号波形歪み推測手段は、前記ベースバンド信号の最大レベルを検出するピーク検出部と、前記ベースバンド信号の平均レベルを検出する直流レベル検出部と、前記ベースバンド信号の最小レベルを検出するボトム検出部とを有し、
前記シフト量演算手段は、前記最大レベルと前記平均レベルと前記最小レベルとに基づく演算を行い、前記ベースバンド信号の前記直流レベルを変化させる
ことを特徴とする請求項３に記載の直流レベルシフト回路。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、受信ベースバンド信号からシリアルデータを識別、再生する際の識別閾値又は上記受信ベースバンド信号の直流レベルを自動設定する識別閾値設定回路及び直流レベルシフト回路に関し、例えば、強度変調されている光信号を受信する光信号受信装置に適用し得るものである。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
そのため、受信信号に応じて、識別閾値を相対的に自動設定し得る識別閾値設定回路及び直流レベルシフト回路を、低速の回路や簡易な回路で実現することが望まれている。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、本発明では、強調変調された光信号を光電変換して得られたベースバンド信号のダイナミックレンジの中心と、このベースバンド信号の立上り曲線と立下り曲線との交点であるクロスポイントとの関係情報を、このベースバンド信号から推測する信号波形歪み推測手段を有する。
受信処理により得られたベースバンド信号をシリアルデータに変換するために用いられる識別閾値と、上記ベースバンド信号との相対的な直流レベル関係を制御する識別閾値設定装置において、（１）上記ベースバンド信号のダイナミックレンジの中心と、上記ベースバンド信号をアイパターン化させたとした場合の立上り曲線と立下り曲線との交点であるクロスポイントとの関係情報を、上記ベースバンド信号から推測する信号波形歪み推測手段と、（２）この信号波形歪み推測手段が得た関係情報に基づいて、上記識別閾値又は上記ベースバンド信号の直流レベルを変化させる閾値可変設定手段とを有することを特徴とする。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
【発明の実施の形態】
（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による識別閾値設定回路を、光信号受信装置に適用した第１の実施形態を図面を参照しながら詳述する。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
ここで、ピーク検出部１５、ＤＣ（直流レベル）検出部１６、ボトム検出部１７及び閾値演算部１８が、識別閾値設定回路を構成している。


【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
上述したように、ピーク検出部１５、ＤＣ（直流レベル）検出部１６、ボトム検出部１７及び閾値演算部１８が、識別閾値設定回路を構成しており、識別・再生器１４に与える識別閾値（閾値信号）を自動設定する。


【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
以上のように、第１の実施形態の識別閾値設定回路によれば、ピークレベル、直流レベル、ボトムレベルという３つの情報を検出し、それらを元に受信信号の波形の歪を推定し、識別、再生に適用する識別閾値を適切に自動設定することができる。


【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
また、ピークレベル、直流レベル、ボトムレベルの検出系を低速、若しくはアナログ系の回路で実現でき、識別閾値設定回路を簡易な構成かつ低価格で実現できるという利点が期待できる。因みに、第１の実施形態とは異なり、識別閾値の設定にフィードバック制御を適用した場合には、識別閾値の最適化の観点からは良好になるかもしれないが、構成が複雑、高価になってしまう。


【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明による識別閾値設定回路を、光信号受信装置に適用した第２の実施形態を図面を参照しながら詳述する。


【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
（Ｂ−３）第２の実施形態の効果
以上のように、第２の実施形態の識別閾値設定回路によれば、信号のビットレートと同じ周波数の高周波信号を抽出し、その高周波信号を元に受信信号の波形の歪を推定し、識別、再生に適用する識別閾値を適切に自動設定することができる。


【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
また、高周波信号の検出系をアナログ系の回路で実現でき、識別閾値設定回路を簡易な構成かつ低価格で実現できるという利点が期待できる。


【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
（Ｃ）第３の実施形態
次に、本発明による識別閾値設定回路を、光信号受信装置に適用した第３の実施形態を図面を参照しながら簡単に説明する。


【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
上述した第１の実施形態は、識別・再生器で大小比較される受信用信号及び識別閾値のうち、識別閾値のレベルを可変し、信号の波形歪みを補償して受信信号の精度を高めようとしたものであるが、この第３の実施形態は、識別・再生器で大小比較される受信用信号及び識別閾値のうち、受信用信号の直流レベルを可変し、信号の波形歪みを補償して受信信号の精度を高めようとしたものである。すなわち、第３の実施形態は、直流レベルシフト回路に特徴を有している。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
すなわち、この第３の実施形態の直流レベルシフト回路によっても、第１の実施形態の識別閾値設定回路と同様な効果を得ることができる。


【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、識別閾値を相対的に自動設定し得る識別閾値設定回路及び直流レベルシフト回路を、低速の回路や簡易な回路で実現することが期待できる。