(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタと、
前記フィルタから出力された信号のパワーを検出する検出部と、
前記検出部により検出されたパワーが、複数の数値範囲の何れに属するかを判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に応じて前記フィルタのフィルタ係数を更新する更新部と、
前記検出部により検出されたパワーが所定値以上である前記信号の数を計数する計数部と、
前記計数部により計数された前記信号の数が一定数以上になったとき、前記判定部に対し、前記複数の数値範囲の各々の境界に当該判定対象外となる無効領域を設定し、前記信号の数に基づき前記無効領域の幅を制御する制御部とを有することを特徴とする信号処理装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記信号の数が所定値以上であるときに前記無効領域を設定し、
前記信号の数が前記所定値以上である場合、前記無効領域の幅を前記信号の数の増加に比例して増加させることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記信号の数が所定の上限数を超える場合、前記無効領域の幅を一定値に制御することを特徴とする請求項１または２に記載の信号処理装置。
【請求項４】
前記更新部は、更新係数に応じた変化量で前記フィルタ係数を更新し、
前記制御部は、前記無効領域の幅に応じて前記更新係数を制御することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の信号処理装置。
【請求項５】
フィルタから出力された信号のパワーを検出し、
検出されたパワーが、複数の数値範囲の何れに属するかを判定し、
該判定結果に応じて前記フィルタのフィルタ係数を更新し、
検出されたパワーが所定値以上である前記信号の数を計数し、
計数された前記信号の数が一定数以上になったとき、前記複数の数値範囲の各々の境界に前記複数の数値範囲の判定対象外となる無効領域を設定し、
前記信号の数に基づき前記無効領域の幅を制御することを特徴とする信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件は、信号処理装置及び信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の信号処理に用いられる適応等化器（AEQ: Adaptive Equalizer）が知られている（例えば特許文献１及び２参照）。適応等化器は、例えばデジタルコヒーレント光伝送方式の伝送装置に設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２２０４１号公報
【特許文献２】国際公開第２００９／０２８３４９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
デジタルコヒーレント光伝送方式では、例えば１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）などの多値変調により、信号の位相及び振幅で規定されるシンボル値が伝送される。このため、受信側の伝送装置では、信号の振幅から算出されるパワーを複数の数値範囲に区分しておき、受信した信号のパワーが属する数値範囲の判定結果に応じてＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタのタップ係数が更新される。
【０００５】
しかし、雑音が大きい場合、信号のパワーのばらつきが増加するため、数値範囲同士の境界が不明確となり、数値範囲の誤判定が増加する。そこで、受信側の伝送装置は、例えば、予め数値範囲同士の境界に無効領域を設定しておき、無効領域内のパワーの信号を判定の対象外として扱う。その結果、タップ係数の更新に用いられる信号数が減少するため、タップ係数の算出精度が低下して、ＦＩＲフィルタの性能が低下するという問題がある。
【０００６】
そこで本件は上記の課題に鑑みてなされたものであり、フィルタ性能が改善された信号処理装置及び信号処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書に記載の信号処理装置は、フィルタと、前記フィルタから出力された信号のパワーを検出する検出部と、前記検出部により検出されたパワーが、複数の数値範囲の何れに属するかを判定する判定部と、前記判定部の判定結果に応じて前記フィルタのフィルタ係数を更新する更新部と、前記検出部により検出されたパワーが所定値以上である前記信号の数を計数する計数部と、前記計数部により計数された前記信号の数が一定数以上になったとき、前記判定部に対し、前記複数の数値範囲の各々の境界に当該判定対象外となる無効領域を設定し、前記信号の数に基づき前記無効領域の幅を制御する制御部とを有する。
【０００８】
本明細書に記載の信号処理方法は、フィルタから出力された信号のパワーを検出し、検出されたパワーが、複数の数値範囲の何れに属するかを判定し、該判定結果に応じて前記フィルタのフィルタ係数を更新し、検出されたパワーが所定値以上である前記信号の数を計数し、計数された前記信号の数が一定数以上になったとき、前記複数の数値範囲の各々の境界に前記複数の数値範囲の判定対象外となる無効領域を設定し、前記信号の数に基づき前記無効領域の幅を制御する方法である。
【発明の効果】
【０００９】
フィルタ性能が改善される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】デジタルコヒーレント光伝送方式の受信装置の一例を示す構成図である。
【図２】適応等化器の一例を示す構成図である。
【図３】ＦＩＲフィルタの一例を示す構成図である。
【図４】比較例のフィルタ係数適用制御回路を示す構成図である。
【図５】ガードバンド未設定時及びガードバンド設定時の信号コンスタレーション上のゾーンを示す図である。
【図６】雑音が小さい場合と雑音が大きい場合の時刻に対する信号のパワーの分布を示す図である。
【図７】ガードバンドを設定した場合の時刻に対する信号のパワーの分布を示す図である。
【図８】実施例のフィルタ係数適用制御回路を示す構成図である。
【図９】ガードバンドの幅を制御する場合の時刻に対する信号のパワーの分布を示す図である。
【図１０】光信号対雑音比に対する所定値以上のパワーの信号数の変化の一例を示すグラフである。
【図１１】ガードバンドの幅の制御の一例を示す図である。
【図１２】他の実施例のフィルタ係数適用制御回路を示す構成図である。
【図１３】更新係数の制御の一例を示す図である。
【図１４】適応等化器の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１５】ガードバンド幅に対するＦＩＲフィルタのＱ値の変化の一例を示すグラフである。
【図１６】光信号対雑音比ごとのＦＩＲフィルタのＱ値の算出結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、デジタルコヒーレント光伝送方式の受信装置の一例を示す構成図である。受信装置は、信号処理装置の一例である適応等化器（ＡＥＱ）１と、局発光源２と、９０度光ハイブリッド回路３と、光電変換器（Ｏ／Ｅ）４ａ〜４ｄと、アナログ−デジタル変換器（ADC: Analog-Digital Converter）５ａ〜５ｄとを有する。受信装置は、さらに、分離部（ＤＥＭＵＸ）６と、波長分散補償部７と、搬送波同期部８と、復調部９と、フレーム同期部１０とを有する。
【００１２】
上記の各部の少なくとも一部は、例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor）により構成される。なお、本例では、受信装置に適用される伝送方式として、デジタルコヒーレント光伝送方式を挙げるが、これに限定されることはなく、他の伝送方式であってもよい。
【００１３】
局発光源２は、送信装置の出力光に同期した局発光Ｌｏを９０度光ハイブリッド回路３に入力する。９０度光ハイブリッド回路３は、送信装置から伝送路Ｆを介して入力された光信号Ｓと、局発光源２から入力された局発光Ｌｏを、偏波ビームスプリッタなどによりＨ軸及びＶ軸（偏光軸）に分離する。なお、伝送路Ｆとしては、光ファイバだけでなく、自由空間、半導体基板等に形成された光導波路、及び光送受信器や光中継器で用いられる光素子などが挙げられる。
【００１４】
９０度光ハイブリッド回路３は、Ｈ軸及びＶ軸の信号光成分及び局発光成分を干渉させるための導波路を有し、Ｈ軸及びＶ軸の信号光成分を検波する。９０度光ハイブリッド回路３は、検波結果として、Ｉチャネル及びＱチャネルの各々の振幅及び位相に応じた光成分をＯ／Ｅ４ａ〜４ｄにそれぞれ出力する。
【００１５】
Ｏ／Ｅ４ａ〜４ｄは、入力された光成分を電気信号に変換して、電気信号をＡＤＣ５ａ〜５ｄにそれぞれ出力する。Ｏ／Ｅ４ａ〜４ｄとしては、例えばフォトディテクタが用いられる。
【００１６】
ＡＤＣ５ａ〜５ｄは、Ｏ／Ｅ４ａ〜４ｄからそれぞれ入力された電気信号をクロック信号でサンプリングすることにより、デジタル信号にそれぞれ変換する。デジタル信号は、ＤＥＭＵＸ６に入力される。
【００１７】
ＤＥＭＵＸ６は、後段の複数の回路で信号を並列処理できるようにＩチャネル及びＱチャネルの信号成分を並列展開する。ＤＥＭＵＸ６とその後段の回路は、Ｉチャネル及びＱチャネルの信号成分を並列展開するため、あるいは並列展開された信号を処理するためにそれぞれ複数レーンの回路が設けられている。
【００１８】
波長分散補償部７は、伝送路Ｆ内の波長分散により生じた信号の波形歪みの補償を行う。ＡＥＱ１は、複数のフィルタ回路を有し、デジタル信号の特性に応じて、フィルタ回路の特性に関わるフィルタ係数を適応的に変化させることにより、信号の波形歪みを補償する。なお、ＡＥＱ１の詳細については後述する。
【００１９】
搬送波同期部８は、信号が、送信装置の変調方式に応じた信号コンスタレーション（信号空間ダイヤグラム）により正常に復調処理されるように、送信装置の光源の周波数と局発光源２の間の周波数の差分及び位相の差分を補正する。信号コンスタレーションは、実軸（Ｉ）及び虚軸（Ｑ）を有する複素平面上に、信号の振幅及び位相に応じた信号点を表したものである。
【００２０】
搬送波同期部８は、信号の搬送波が有する周波数差及び位相差を推定により補正した後、補正処理を行った信号を復調部９に出力する。復調部９は、変調方式に応じた信号コンスタレーションに基づいて信号点を認識することにより、デジタル信号を復調処理する。フレーム同期部１０は、復調された信号を所定の形式に従ったフレームに構成する。
【００２１】
図２は、ＡＥＱ１の一例を示す構成図である。ＡＥＱ１は、複数のＦＩＲフィルタ１１ａ〜１１ｄと、複数の加算器１２ａ，１２ｂと、フィルタ係数適用制御回路１３とを有する。
【００２２】
ＦＩＲフィルタ１１ａ〜１１ｄは、バタフライＦＩＲフィルタ部を構成し、前段の波長分散補償部７から入力されたＨ軸及びＶ軸の各信号Ｓｈ，Ｓｖのフィルタ処理を行う。Ｈ軸及びＶ軸の各信号Ｓｈ，Ｓｖには、Ｉチャネル及びＱチャネルの成分が含まれる。
【００２３】
ＦＩＲフィルタ１１ａ〜１１ｄは、伝送路Ｆの特性を推定し、伝送路Ｆの特性を補償する逆の特性が反映されたタップ係数を信号Ｓｈ，Ｓｖに乗ずることにより、信号Ｓｈ，Ｓｖを補正する。なお、本例では、フィルタの一例として、ＦＩＲフィルタ１１ａ〜１１ｄを挙げるが、これに代えてＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタなどが用いられてもよい。
【００２４】
信号Ｓｈは、ＦＩＲフィルタ１１ａ，１１ｃに入力され、信号Ｓｖは、ＦＩＲフィルタ１１ｂ，１１ｄに入力される。ＦＩＲフィルタ１１ｃは、信号Ｓｖに混入した信号Ｓｈの漏えい成分を生成し、ＦＩＲフィルタ１１ｂは、信号Ｓｈに混入した信号Ｓｖの漏えい成分を生成する。
【００２５】
加算器１２ａは、ＦＩＲフィルタ１１ａ，１１ｂの各出力を加算し、加算器１２ｂは、ＦＩＲフィルタ１１ｃ，１１ｄの各出力を加算する。これにより、フィルタ処理された信号Ｓｈから信号Ｓｖの漏えい成分が除去され、フィルタ処理された信号Ｓｖから信号Ｓｈの漏えい成分が除去される。加算器１２ａ，１２ｂは、補正後の信号Ｓｈ’，Ｓｖ’を後段の搬送波同期部８に出力する。
【００２６】
図３は、ＦＩＲフィルタ１１ａ〜１１ｄの一例を示す構成図である。ＦＩＲフィルタ１１ａ〜１１ｄは、複数の遅延器（τ）ｍ２と、複数（タップ数分）の乗算器ｍ１と、加算器ｍ０とを有する。
【００２７】
ＦＩＲフィルタ１１ａ〜１１ｄは、入力端子ｉｎから入力された信号ｘ［０］（Ｓｈ，Ｓｖ）を、複数の遅延器ｍ２により順次に遅延させて信号ｘ［１］〜ｘ［ｎ］（ｎ：正の整数）を生成する。ＦＩＲフィルタ１１ａ〜１１ｄは、乗算器ｍ１により信号ｘ［０］〜ｘ［ｎ］にタップ係数α0〜αｎをそれぞれ乗算して、各乗算器ｍ１からの出力値を加算器ｍ０で合計して出力端子ｏｕｔから出力する。なお、タップ係数α0〜αｎは、フィルタ係数の一例である。
【００２８】
図２に示されたフィルタ係数適用制御回路１３は、伝送路Ｆの特性の変動に追従するようにＦＩＲフィルタ１１ａ〜１１ｄのタップ係数α0〜αｎを更新する。フィルタ係数適用制御回路１３には、補正前の信号Ｓｈ，Ｓｖ及び補正後の信号Ｓｈ’，Ｓｖ’が入力される。
【００２９】
図４は、比較例のフィルタ係数適用制御回路１３を示す構成図である。フィルタ係数適用制御回路１３は、パワー検出部１３０と、ゾーン判定部１３１と、目標振幅値生成部１３２と、加算器１３４と、乗算器１３５，１３６と、更新係数保持部１３３とを有する。フィルタ係数適用制御回路１３には、補正前の信号Ｓｈ，Ｓｖ及び補正後の信号Ｓｈ’，Ｓｖ’を乗算器１４により乗算することで得られた更新前（つまり現在）のタップ係数α0〜αｎが入力される。なお、図４に示された構成は、ＦＩＲフィルタ１１ａ〜１１ｄごとに設けられている。
【００３０】
パワー検出部１３０は、検出部の一例であり、ＦＩＲフィルタ１１ａ〜１１ｄから出力された信号Ｓｈ’，Ｓｖ’のパワーを検出する。より具体的には、パワー検出部１３０は、信号Ｓｈ’，Ｓｖ’の振幅からパワー値を算出する。パワー検出部１３０は、信号Ｓｈ’，Ｓｖ’のパワー値をゾーン判定部１３１に出力する。
【００３１】
ゾーン判定部１３１は、パワー検出部１３０により検出されたパワーが、複数の数値範囲の何れに属するかを判定する。すなわち、ゾーン判定部１３１は、数値範囲ごとに規定されたゾーンを判定する。ゾーンは、信号Ｓｈ’，Ｓｖ’の振幅値により区分される。
【００３２】
図５（ａ）には、ガードバンド未設定時の信号コンスタレーション上のゾーンが示されている。本例では、送信装置の変調方式が１６ＱＡＭである場合の信号コンスタレーションを挙げて説明する。なお、ガードバンドについては後述する。
【００３３】
シンボルＳＹの値「０」〜「１５」は、信号Ｓｈ’，Ｓｖ’の振幅値及び位相により決定される。振幅値は、Ｉ−Ｑ平面の中心ＯからシンボルＳＹまでの距離で表され、位相は、中心ＯとシンボルＳＹを結ぶ線分のＩ軸方向に対する角度θにより表される。
【００３４】
振幅値をＡとした場合、ゾーン＃１は、０＜Ａ≦ｃの数値範囲で定義され、ゾーン＃２は、ｃ＜Ａ≦ｂの数値範囲で定義される。また、ゾーン＃３は、ｂ＜Ａ≦ａの数値範囲で定義される。信号Ｓｈ’，Ｓｖ’のパワーは振幅値から算出されるため、ゾーン判定部１３１は、信号Ｓｈ’，Ｓｖ’のパワーに基づいてゾーンを判定する。
【００３５】
図６（ａ）には、雑音が小さい場合の時刻に対する信号Ｓｈ’，Ｓｖ’のパワーの分布が示されている。図６（ａ）において、横軸は時間を示し、縦軸は信号Ｓｈ’，Ｓｖ’のパワーを示す。また、グラフ内の点は、送信装置における変調で得られるシンボルを単位とする個々の信号Ｓｈ’，Ｓｖ’を表す。
【００３６】
信号Ｓｈ’，Ｓｖ’のパワーは、所定の閾値ｔｈ１，ｔｈ２により、ゾーン＃１〜＃３に区分される。閾値ｔｈ１は、ゾーン＃１，＃２の数値範囲の境界に設定され、閾値ｔｈ２は、ゾーン＃２，＃３の数値範囲の境界に設定されている。また、パワーは、ゾーン＃３が最も高く、ゾーン＃１が最も低い。
【００３７】
雑音が小さい場合、信号Ｓｈ’，Ｓｖ’のパワーはばらつきが少ないため、ゾーン＃１〜＃３の境界は明確である。このため、図４に示されるゾーン判定部１３１は、閾値ｔｈ１，ｔｈ２によりゾーン＃１〜＃３を高精度に判定できる。ゾーン判定部１３１は、ゾーン＃１〜＃３の判定結果を目標振幅値生成部１３２に通知する。
【００３８】
目標振幅値生成部１３２は、目的関数を用いて、ゾーンの判定結果に応じて信号Ｓｈ’，Ｓｖ’の振幅値の目標値を生成する。生成された目標値は、加算器１３４に出力される。加算器１３４は、ゾーン判定部１３１から出力された信号Ｓｈ’，Ｓｖ’の振幅値と目標値の誤差Ｅｒを算出して乗算器１３５に出力する。乗算器１３５は、前段の乗算器１４から入力された現在のタップ係数α0〜αｎに誤差Ｅｒを乗じ、後段の乗算器１３６に出力する。
【００３９】
乗算器１３６は、前段の乗算器１３５から出力されたタップ係数α0〜αｎに、更新係数保持部１３３に保持された更新係数を乗じてＦＩＲフィルタ１１ａ〜１１ｄに出力する。更新係数は、タップ係数α0〜αｎの更新において、所定の単位時間でタップ係数α0〜αｎをどの程度変化させるのかを示すパラメータである。すなわち、更新係数は、更新の感度であり、タップ係数α0〜αｎを緩やかに変化させるのか、あるいは急激に変化させるのかを示す変化量を示す。
【００４０】
このようにして、ＦＩＲフィルタ１１ａ〜１１ｄのタップ係数α0〜αｎは、信号Ｓｈ’，Ｓｖ’の伝送路Ｆの特性の変動に追従するように更新される。
【００４１】
一方、雑音が大きい場合、図６（ｂ）に示されるように、信号Ｓｈ’，Ｓｖ’のパワーのばらつきが増加する。このため、ゾーン＃１〜＃３の間の境界が不明確となり、境界付近の信号Ｓｈ’，Ｓｖ’については閾値ｔｈ１，ｔｈ２による正確な判定が困難となるので、ゾーン判定部１３１においてゾーン＃１〜＃３の誤判定が増加する。これにより、タップ係数α0〜αｎの算出精度が低下する。
【００４２】
そこで、図４に示されるように、ネットワーク管理装置などの外部装置から、ゾーン判定部１３１に対してガードバンドを設定する。ガードバンドは、各ゾーン＃１〜＃３の境界に設けられ、ゾーン判定部１３１の判定対象外となる無効領域の一例である。
【００４３】
図５（ｂ）には、ガードバンド設定時の信号コンスタレーション上のゾーン＃１〜＃３が示されている。ガードバンド＃１は、ゾーン＃１，＃２の境界に設けられ、ｃ−Δｃ＜Ａ≦ｃ＋Δｃの数値範囲を有する。ガードバンド＃２は、ゾーン＃２，＃３の境界に設けられ、ｂ−Δｂ＜Ａ≦ｂ＋Δｂの数値範囲を有する。ガードバンド＃１，＃２の幅を規定するΔｂ，Δｃは、一例として、ゾーン＃１〜＃３の境界値ｂ，ｃに対する比（％）としてそれぞれ規定される。
【００４４】
図７には、ガードバンド＃１，＃２を設定した場合の時刻に対する信号Ｓｈ’，Ｓｖ’のパワーの分布が示されている。信号Ｓｈ’，Ｓｖ’のパワーをＰとすると、ガードバンド＃１の数値範囲は、ｔｈ１−Δｔｈ１＜Ｐ≦ｔｈ１＋Δｔｈ１であり、ガードバンド＃２の数値範囲は、ｔｈ２−Δｔｈ２＜Ｐ≦ｔｈ２＋Δｔｈ２である。このため、ガードバンド＃１，＃２の幅は、それぞれ、２×Δｔｈ１及び２×Δｔｈ２となる。ここで、Δｔｈ１，Δｔｈ２は、Δｂ，Δｃに応じてそれぞれ決定される。
【００４５】
ゾーン判定部１３１は、パワーがガードバンド＃１，＃２の数値範囲内である信号Ｓｈ’，Ｓｖ’を判定対象外として扱う。つまり、パワーがガードバンド＃１，＃２内にある信号Ｓｈ’，Ｓｖ’は、タップ係数α0〜αｎの算出に用いられない。このため、ゾーン判定部１３１における誤判定が防止される。
【００４６】
しかし、本例では、ガードバンド＃１，＃２は、いったん設定されると、通信中に変更することができない。このため、ガードバンド＃１，＃２内の信号Ｓｈ’，Ｓｖ’の数が増加するほど、タップ係数α0〜αｎの算出に用いられる信号数が減少し、見かけ上、更新係数が小さくなる。その結果、タップ係数α0〜αｎの算出精度が低下して、ＦＩＲフィルタ１１ａ〜１１ｄの性能が低下する。
【００４７】
そこで、実施例のＡＥＱ１は、所定値以上のパワーの信号数が一定以上になると、ゾーン＃１〜＃３の境界にガードバンド＃１，＃２を設け、該信号数に基づきガードバンド＃１，＃２の幅を制御することで、フィルタ性能を改善する。
【００４８】
図８は、実施例のフィルタ係数適用制御回路１３を示す構成図である。図８において、図４と共通する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４９】
フィルタ係数適用制御回路１３は、パワー検出部１３０と、ゾーン判定部１３１ａと、目標振幅値生成部１３２と、加算器１３４と、乗算器１３５，１３６と、更新係数保持部１３３と、信号数カウント部１３７と、ガードバンド制御部１３８とを有する。
【００５０】
パワー検出部１３０は、信号Ｓｈ’，Ｓｖ’のパワー値をゾーン判定部１３１ａ及び信号数カウント部１３７に出力する。ゾーン判定部１３１ａは、判定部の一例であり、パワー検出部１３０により検出されたパワーが属するゾーン＃１〜＃３を判定する。目標振幅値生成部１３２、加算器１３４、乗算器１３５，１３６、及び更新係数保持部１３３は、更新部１５に含まれ、上述したように、ゾーン判定部１３１ａの判定結果に応じてＦＩＲフィルタ１１ａ〜１１ｄのタップ係数α0〜αｎを更新する。
【００５１】
信号数カウント部１３７は、計数部の一例であり、パワー検出部１３０により検出されたパワーが所定値以上である信号Ｓｈ’，Ｓｖ’の数を計数する。信号数カウント部１３７は、計数した信号数をガードバンド制御部１３８に出力する。
【００５２】
ガードバンド制御部１３８は、制御部の一例であり、信号数カウント部１３７により計数された信号数が一定数以上になったとき、ゾーン判定部１３１ａに対し、各ゾーン＃１〜＃３の境界に当該判定対象外となるガードバンド＃１，＃２を設定する。さらに、ガードバンド制御部１３８は、信号数に基づきガードバンド＃１，＃２の幅を制御する。すなわち、実施例におけるガードバンド＃１，＃２は、比較例とは異なり、変更不可能ではなく、通信中であっても、パワーが所定値以上である信号Ｓｈ’，Ｓｖ’の数に応じて設定され、その幅も変更される。
【００５３】
図９には、ガードバンド＃１，＃２の幅を制御する場合の時刻に対する信号Ｓｈ’，Ｓｖ’のパワーの分布が示されている。信号数カウント部１３７は、一定の時間周期で所定値ｔｈ３以上のパワーの信号数を計数して、ガードバンド制御部１３８に通知する。つまり、信号数カウント部１３７は、パワーが、符号Ｚで示される数値範囲内にある信号数を計数する。ここで、所定値ｔｈ３は、ゾーン＃１〜＃３の境界の閾値ｔｈ１，ｔｈ２より大きい。
【００５４】
信号Ｓｈ’，Ｓｖ’のパワーは、雑音が大きいほど増加するため、数値範囲Ｚ内の信号数は、雑音の大きさの指標となる。このため、所定値ｔｈ３は、光信号対雑音比（OSNR: Optical Signal-to-Noise Ratio）と信号数の関係に基づいて設定されるとよい。
【００５５】
図１０は、ＯＳＮＲに対する所定値ｔｈ３以上のパワーの信号数の変化の一例を示すグラフである。図１０において、横軸はＯＳＮＲを示し、縦軸は信号数を示す。また、信号数の算出には、変調方式として１６ＱＡＭを前提とした上で、所定値ｔｈ３として、２×ｔｈ２（×印参照）と１．７５×ｔｈ２（三角印参照）の２種類の値が用いられている。
【００５６】
図１０を参照すると理解されるように、ＯＳＮＲに対する信号数の変化は、ｔｈ３＝１．７５×ｔｈ２とした場合よりｔｈ３＝２×ｔｈ２とした場合の方が大きい。ｔｈ３＝２×ｔｈ２とした場合、ＯＳＮＲが小さいほど、つまり雑音が大きくなるほど信号数が、ｔｈ３＝１．７５×ｔｈ２とした場合より顕著に増加する。
【００５７】
このため、ｔｈ３＝２×ｔｈ２とした場合のほうが、信号数は、伝送路Ｆの雑音状態を正確に示しているとわかる。したがって、本例では、ｔｈ３＝２×ｔｈ２とすることが好ましい。
【００５８】
ガードバンド制御部１３８は、信号数が一定数以上になったとき、ガードバンド＃１，＃２を設定する。このため、ガードバンド＃１，＃２は、雑音の大きさが一定以上である場合にだけ設けられることになる。したがって、雑音の大きさが一定以上ではない場合、ゾーン判定部１３１ａから判定対象外とされる信号数は０個となる。
【００５９】
また、ガードバンド制御部１３８は、信号数に基づきガードバンド＃１，＃２の幅Ｗ１，Ｗ２を制御する。より具体的には、ガードバンド制御部１３８は、信号数が多いほどガードバンド＃１，＃２の幅Ｗ１，Ｗ２を拡張し、逆に、信号数が少ないほどガードバンド＃１，＃２の幅Ｗ１，Ｗ２を縮小する。このため、ガードバンド＃１，＃２の幅Ｗ１，Ｗ２が、伝送路Ｆの雑音状態に応じて適応的に増減される。
【００６０】
図１１には、ガードバンド＃１，＃２の幅Ｗ１，Ｗ２の制御の一例が示されている。図１１において、横軸は、信号数カウント部１３７により計数された信号数、すなわち雑音の大きさを示し、縦軸は、ガードバンド＃１，＃２の幅Ｗ１，Ｗ２を示す。また、ガードバンド＃１，＃２の幅Ｗ１，Ｗ２の算出には、変調方式として１６ＱＡＭを前提として、所定値ｔｈ３＝２×ｔｈ２が用いられている。なお、ガードバンド＃１，＃２の幅Ｗ１，Ｗ２は、図５（ａ）に示された各ゾーン＃１〜＃３の境界値ｂ，ｃに対する比（％）で示されている。
【００６１】
本例では、所定値ｔｈ３＝１３２（個）としたことで、信号数が１３２（個）より少ない場合、符号Ｇ１で示されるように、ガードバンド＃１，＃２は設定されない。また、信号数が１３２〜３４５（個）である場合、ガードバンド＃１，＃２の幅Ｗ１，Ｗ２は、３〜７（％）の範囲で信号数に比例するように設定される。なお、信号数が１３２（個）である場合は、ＯＳＮＲが２０（ｄＢ）である場合に相当し、信号数が３４５（個）である場合は、ＯＳＮＲが１６（ｄＢ）である場合に相当する。
【００６２】
すなわち、ガードバンド制御部１３８は、ガードバンド＃１，＃２の幅Ｗ１，Ｗ２が信号数に比例するようにガードバンド＃１，＃２の幅Ｗ１，Ｗ２を制御する。このため、ガードバンド制御部１３８は、簡単な構成でガードバンド＃１，＃２の幅Ｗ１，Ｗ２を制御することができる。
【００６３】
また、信号数が３４５（個）を超える場合、符号Ｇ２で示されるように、ガードバンド＃１，＃２の幅Ｗ１，Ｗ２は、７（％）に設定される。すなわち、ガードバンド制御部１３８は、信号数が所定の上限数を超える場合、ガードバンド＃１，＃２の幅Ｗ１，Ｗ２を一定値に制御する。したがって、雑音の大きさが過剰に大きい場合、ガードバンド＃１，＃２の幅Ｗ１，Ｗ２が固定されることにより、信号のパワーのばらつきの増加に伴う判定対象外の信号数の増加が抑制される。
【００６４】
このように、本実施例のＡＥＱ１によると、ガードバンド＃１，＃２の幅Ｗ１，Ｗ２が、雑音の大きさに応じて増減される。このため、ゾーン判定部１３１ａから判定対象外とされる信号数が低減されるので、タップ係数α0〜αｎの算出精度が向上して、ＦＩＲフィルタ１１ａ〜１１ｄの性能が改善される。なお、図１１に示された信号数とガードバンド＃１，＃２の幅Ｗ１，Ｗ２は、例えば、ガードバンド制御部１３８内のテーブル（メモリなど）に、互いに対応付けられて記録されており、ガードバンド制御部１３８は、該テーブルを参照して制御を行う。
【００６５】
図１２は、他の実施例のフィルタ係数適用制御回路１３を示す構成図である。図１２において、図８と共通する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６６】
フィルタ係数適用制御回路１３は、パワー検出部１３０と、ゾーン判定部１３１ａと、目標振幅値生成部１３２と、加算器１３４と、乗算器１３５，１３６と、更新係数生成部１３９と、信号数カウント部１３７と、ガードバンド制御部１３８ａとを有する。
【００６７】
ガードバンド制御部１３８ａは、図８のガードバンド制御部１３８の動作に加え、更新係数生成部１３９にガードバンド＃１，＃２の幅Ｗ１，Ｗ２を通知する。更新係数生成部１３９は、ガードバンド＃１，＃２の幅Ｗ１，Ｗ２に基づいて更新係数を生成する。
【００６８】
すなわち、ガードバンド制御部１３８ａは、ガードバンド＃１，＃２の幅Ｗ１，Ｗ２に応じて更新係数を制御する。また、上述したように、更新部１５は、更新係数に応じた変化量でタップ係数α0〜αｎを更新する。これにより、タップ係数α0〜αｎが、ガードバンド＃１，＃２の幅Ｗ１，Ｗ２に対して最適な値に更新される。
【００６９】
図１３には、更新係数の制御の一例が示されている。図１３において、横軸はガードバンド＃１，＃２の幅Ｗ１，Ｗ２（％）を示し、縦軸は更新係数を示す。本例では、ＯＳＮＲが２２．４（ｄＢ）で、Ｑ値（Q-factor）が７．５である場合（三角印参照）、及びＯＳＮＲが１８．８（ｄＢ）で、Ｑ値が４である場合（×印参照）について算出した更新係数が示されている。
【００７０】
ガードバンド制御部１３８ａは、ガードバンド＃１，＃２の幅Ｗ１，Ｗ２に応じて大きな更新係数を設定できる。例えば、ガードバンド＃１，＃２の幅Ｗ１，Ｗ２が７（％）を超える場合、更新係数は、ＯＳＮＲが２２．４（ｄＢ）であれば約１．０に設定され、ＯＳＮＲが１８．８（ｄＢ）であれば０．８〜０．９に設定される。なお、図１３に示されたガードバンド＃１，＃２の幅Ｗ１，Ｗ２と更新係数は、例えば、更新係数生成部１３９内のテーブル（メモリなど）に、互いに対応付けられて記録されており、更新係数生成部１３９は、該テーブルを参照して更新係数を決定する。
【００７１】
このように、本実施例のＡＥＱ１によると、更新係数を、ガードバンド＃１，＃２の幅Ｗ１，Ｗ２に応じた最適値に制御することで、タップ係数α0〜αｎの算出精度が向上する。次に、本実施例のＡＥＱ１の動作の一例をフローチャートで説明する。
【００７２】
図１４は、ＡＥＱ１の動作の一例を示すフローチャートである。まず、パワー検出部１３０は、ＦＩＲフィルタ１１ａ〜１１ｄから出力された信号Ｓｈ’，Ｓｖ’のパワーを検出する（ステップＳｔ１）。次に、信号数カウント部１３７は、検出されたパワーが所定値ｔｈ３以上の信号数を計数する（ステップＳｔ２）。
【００７３】
次に、信号数カウント部１３７は、信号数を収集する周期が到来したか否かを判定する（ステップＳｔ３）。周期が到来していない場合（ステップＳｔ３のＮｏ）、後述するゾーン＃１〜＃３の判定処理（ステップＳｔ９）が行われる。
【００７４】
周期が到来した場合（ステップＳｔ３のＹｅｓ）、ガードバンド制御部１３８ａは、信号数≧Ｋ（Ｋ：正の整数）が成立するか否かを判定する（ステップＳｔ４）。すなわち、ガードバンド制御部１３８ａは、計数された信号数が一定数Ｋ以上であるか否かを判定する。
【００７５】
信号数≧Ｋの場合（ステップＳｔ４のＹｅｓ）、ガードバンド制御部１３８ａは、ゾーン判定部１３１ａに対して、各ゾーン＃１〜＃３の境界に当該判定対象外となるガードバンド＃１，＃２を設定する（ステップＳｔ５）。次に、ガードバンド制御部１３８ａは、信号数に基づきガードバンド＃１，＃２の幅Ｗ１，Ｗ２を設定する（ステップＳｔ６）。すなわち、ガードバンド制御部１３８ａは、信号数に基づきガードバンド＃１，＃２の幅Ｗ１，Ｗ２を制御する。
【００７６】
次に、更新係数生成部１３９は、設定したガードバンド＃１，＃２の幅Ｗ１，Ｗ２に応じて更新係数を決定する（ステップＳｔ７）。つまり、ガードバンド制御部１３８ａは、ガードバンド＃１，＃２の幅Ｗ１，Ｗ２に応じて更新係数を制御する。なお、図８の実施例の場合、更新係数は固定値であるため、本処理は行われない。その後、後述するステップＳｔ８のカウンタのクリア処理が行われる。
【００７７】
一方、信号数＜Ｋの場合（ステップＳｔ４のＮｏ）、ガードバンド制御部１３８ａは、ゾーン判定部１３１ａに対して、ガードバンド＃１，＃２の設定を解除する（ステップＳｔ１５）。次に、更新係数生成部１３９は、更新係数を初期化する（ステップＳｔ１６）。
【００７８】
次に、信号数カウント部１３７は、信号数のカウンタを０にクリアする（ステップＳｔ８）。次に、ゾーン判定部１３１ａは、パワー検出部１３０で検出されたパワーに基づいてゾーン判定を行う（ステップＳｔ９）。すなわち、ゾーン判定部１３１ａは、検出されたパワーが、複数のゾーン＃１〜＃３の何れに属するかを判定する。
【００７９】
ゾーン判定部１３１ａは、パワーがゾーン＃１〜＃３内ではない場合（ステップＳｔ１０のＮｏ）、つまりパワーがガードバンド＃１，＃２内である場合、処理を終了する。一方、パワーがゾーン＃１〜＃３内である場合（ステップＳｔ１０のＹｅｓ）、目標振幅値生成部１３２は、ゾーン＃１〜＃３の判定結果に応じた目標振幅値を決定する（ステップＳｔ１１）。
【００８０】
次に、加算器１３４は、ゾーン判定部１３１ａから入力された信号の振幅値と、目標振幅値との誤差Ｅｒを算出する（ステップＳｔ１２）。次に、乗算器１３５は、現在のタップ係数α0〜αｎに誤差Ｅｒを乗算する（ステップＳｔ１３）。すなわち、更新部１５は、ゾーン＃１〜＃３の判定結果に応じてＦＩＲフィルタ１１ａ〜１１ｄのタップ係数α0〜αｎを更新する。
【００８１】
次に、乗算器１３６は、前段の乗算器１３５から出力されたタップ係数α0〜αｎに、更新係数生成部１３９から入力された更新係数を乗算する（ステップＳｔ１４）。なお、図８の実施例の場合、乗算器１３６は、タップ係数α0〜αｎに、更新係数保持部１３３から入力された固定値の更新係数を乗算する。このようにして、ＡＥＱ１は動作する。次に、実施例に係るＡＥＱ１の効果について説明する。
【００８２】
図１５は、ガードバンド幅Ｗ１，Ｗ２に対するＦＩＲフィルタ１１ａ〜１１ｄのＱ値の変化の一例を示すグラフである。図１５において、横軸はガードバンド＃１，＃２の幅Ｗ１，Ｗ２（％）を示し、縦軸はガードバンド＃１，＃２が未設定の場合のＱ値に対する差分（「ΔＱ値」と表記）を示す。ΔＱ値は、変調方式として１６ＱＡＭを前提とした上で、ＯＳＮＲが１６（ｄＢ），１８（ｄＢ），２０（ｄＢ），２２（ｄＢ）の場合について算出されている。なお、各ＯＳＮＲの値に対応するΔＱ値は、グラフ中の記号により相互に区別される。
【００８３】
符号Ｇ３で示される領域を参照すると、ΔＱ値は、ＯＳＮＲが相対的に小さいほど、つまり雑音が大きいほど、ガードバンド＃１，＃２の幅Ｗ１，Ｗ２の拡張により増加する傾向がみられる。したがって、ガードバンド＃１，＃２の設定により、ＦＩＲフィルタ１１ａ〜１１ｄの性能が向上することがわかる。
【００８４】
一方、ＯＳＮＲが大きい場合（２２（ｄＢ））、つまり雑音が小さい場合、ΔＱ値は、０の近傍に留まる。しかし、雑音が小さい場合、図６（ａ）に示されるように、ゾーン＃１〜＃３の境界が明確であるため、ガードバンド＃１，＃２の設定の必要がない。したがって、図９に示された所定値ｔｈ３を適切な値とすることにより、ＯＳＮＲが大きい場合にガードバンド＃１，＃２が設定されないようにすれば、ΔＱ値の低下が防止される。
【００８５】
図１６には、ＯＳＮＲごとのＦＩＲフィルタのＱ値の算出結果が示されている。Ｑ値は、変調方式として１６ＱＡＭを前提とした上で、ＯＳＮＲが１６（ｄＢ），１８（ｄＢ），２０（ｄＢ），２２（ｄＢ）の場合についてそれぞれ算出されている。
【００８６】
また、Ｑ値は、ガードバンド＃１，＃２を設定しなかった場合（「ガードバンド無し」参照）、図４の比較例のようにガードバンド＃１，＃２を制御しない場合（「ガードバンド制御無し」参照）、及び図８の実施例のようにガードバンド＃１，＃２を制御した場合（「ガードバンド制御有り」参照）で比較して示されている。なお、「ガードバンド制御無し」の場合のＱ値は、ガードバンド＃１，＃２の幅Ｗ１，Ｗ２を５（％）として算出されている。また、「ガードバンド制御有り」の場合のＱ値は、所定値ｔｈ３を２×ｔｈ２として算出されている。
【００８７】
雑音が大きい場合（ＯＳＮＲ＝１６（ｄＢ），１８（ｄＢ），２０（ｄＢ））を参照すると、「ガードバンド制御有り」の場合のＱ値は、「ガードバンド無し」及び「ガードバンド制御無し」の場合のＱ値以上の値を示している。したがって、実施例のＡＥＱ１により、ＦＩＲフィルタ１１ａ〜１１ｄの性能が改善されることがわかる。
【００８８】
一方、雑音が小さい場合（ＯＳＮＲ＝２２（ｄＢ））を参照すると、「ガードバンド制御有り」の場合のＱ値は、「ガードバンド無し」及び「ガードバンド制御無し」の場合のＱ値と同じ値を示している。したがって、上述したように、ＯＳＮＲが大きい場合には、ガードバンド＃１，＃２の設定は不要である。
【００８９】
これまで述べたように、信号処理装置１は、フィルタ１１ａ〜１１ｄと、検出部１３０と、判定部１３１ａと、更新部１５と、計数部１３７と、制御部１３８，１３８ａとを有する。検出部１３０は、フィルタ１１ａ〜１１ｄから出力された信号Ｓｈ’，Ｓｖ’のパワーを検出する。
【００９０】
判定部１３１ａは、検出部１３０により検出されたパワーが、複数の数値範囲の何れに属するかを判定する。更新部１５は、判定部１３１ａの判定結果に応じてフィルタ１１ａ〜１１ｄのフィルタ係数α0〜αｎを更新する。
【００９１】
計数部１３７は、検出部１３０により検出されたパワーが所定値ｔｈ３以上である信号Ｓｈ’，Ｓｖ’の数を計数する。制御部１３８，１３８ａは、計数部１３７により計数された信号Ｓｈ’，Ｓｖ’の数が一定数Ｋ以上になったとき、判定部１３１ａに対し、複数の数値範囲の各々の境界に当該判定対象外となる無効領域を設定し、信号Ｓｈ’，Ｓｖ’の数に基づき無効領域の幅Ｗ１，Ｗ２を制御する。
【００９２】
上記の構成によると、フィルタ１１ａ〜１１ｄのフィルタ係数α0〜αｎは、信号Ｓｈ’，Ｓｖ’のパワーが属する数値範囲の判定結果に応じて更新される。このため、フィルタ係数α0〜αｎは、信号Ｓｈ’，Ｓｖ’の伝送路Ｆの特性の変動に追従するように更新される。
【００９３】
また、制御部１３８，１３８ａは、パワーが所定値ｔｈ３以上である信号Ｓｈ’，Ｓｖ’の数が一定数Ｋ以上になったとき、複数の数値範囲の各々の境界に判定部１３１ａの判定対象外となる無効領域を設定する。このため、雑音の大きさが一定以上である場合、パワーが無効領域内にある信号Ｓｈ’，Ｓｖ’は、フィルタ係数α0〜αｎの算出に用いられないので、判定部１３１ａにおける誤判定が防止される。
【００９４】
さらに、制御部１３８，１３８ａは、パワーが所定値ｔｈ３以上である信号Ｓｈ’，Ｓｖ’の数に基づき無効領域の幅Ｗ１，Ｗ２を制御する。したがって、無効領域の幅Ｗ１，Ｗ２は、雑音の大きさに応じて増減される。このため、判定部１３１ａから判定対象外とされる信号Ｓｈ’，Ｓｖ’の数が低減されるので、フィルタ係数α0〜αｎの算出精度が向上して、フィルタ１１ａ〜１１ｄの性能が改善される。
【００９５】
また、これまで述べたように、実施例に係る信号処理方法は、以下の工程を含む。
工程（１）：フィルタ１１ａ〜１１ｄから出力された信号Ｓｈ’，Ｓｖ’のパワーを検出する。
工程（２）：検出されたパワーが、複数の数値範囲の何れに属するかを判定する。
工程（３）：該判定結果に応じてフィルタ１１ａ〜１１ｄのフィルタ係数α0〜αｎを更新する。
工程（４）：検出されたパワーが所定値ｔｈ３以上である信号Ｓｈ’，Ｓｖ’の数を計数する。
工程（５）：計数された信号Ｓｈ’，Ｓｖ’の数が一定数Ｋ以上になったとき、複数の数値範囲の各々の境界に複数の数値範囲の判定対象外となる無効領域を設定する。
工程（６）：信号Ｓｈ’，Ｓｖ’の数に基づき無効領域の幅を制御する。
【００９６】
実施例に係る信号処理方法は、実施例に係る信号処理装置と同様の構成を含むので、上述した内容と同様の作用効果を奏する。
【００９７】
上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【００９８】
なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１）  フィルタと、
前記フィルタから出力された信号のパワーを検出する検出部と、
前記検出部により検出されたパワーが、複数の数値範囲の何れに属するかを判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に応じて前記フィルタのフィルタ係数を更新する更新部と、
前記検出部により検出されたパワーが所定値以上である前記信号の数を計数する計数部と、
前記計数部により計数された前記信号の数が一定数以上になったとき、前記判定部に対し、前記複数の数値範囲の各々の境界に当該判定対象外となる無効領域を設定し、前記信号の数に基づき前記無効領域の幅を制御する制御部とを有することを特徴とする信号処理装置。
（付記２）  前記制御部は、前記無効領域の幅が前記信号の数に比例するように前記無効領域の幅を制御することを特徴とする付記１に記載の信号処理装置。
（付記３）  前記制御部は、前記信号の数が所定の上限数を超える場合、前記無効領域の幅を一定値に制御することを特徴とする付記１または２に記載の信号処理装置。
（付記４）  前記更新部は、更新係数に応じた変化量で前記フィルタ係数を更新し、
前記制御部は、前記無効領域の幅に応じて前記更新係数を制御することを特徴とする付記１乃至３の何れかに記載の信号処理装置。
（付記５）  フィルタから出力された信号のパワーを検出し、
検出されたパワーが、複数の数値範囲の何れに属するかを判定し、
該判定結果に応じて前記フィルタのフィルタ係数を更新し、
検出されたパワーが所定値以上である前記信号の数を計数し、
計数された前記信号の数が一定数以上になったとき、前記複数の数値範囲の各々の境界に前記複数の数値範囲の判定対象外となる無効領域を設定し、
前記信号の数に基づき前記無効領域の幅を制御することを特徴とする信号処理方法。
（付記６）  前記無効領域の幅が前記信号の数に比例するように前記無効領域の幅を制御することを特徴とする付記５に記載の信号処理方法。
（付記７）  前記信号の数が所定の上限数を超える場合、前記無効領域の幅を一定値に制御することを特徴とする付記５または６に記載の信号処理方法。
（付記８）  更新係数に応じた変化量で前記フィルタ係数を更新し、
前記無効領域の幅に応じて前記更新係数を制御することを特徴とする付記５乃至７の何れかに記載の信号処理方法。
【符号の説明】
【００９９】
１       ＡＥＱ
１１ａ〜１１ｄ     ＦＩＲフィルタ
１３       フィルタ係数適用制御回路
１５       更新部
１３０      パワー検出部
１３１，１３１ａ     ゾーン判定部
１３７      信号数カウント部
１３８，１３８ａ     ガードバンド制御部
【図１】
0006369295.tif 000002
【図２】
0006369295.tif 000003
【図３】
0006369295.tif 000004
【図４】
0006369295.tif 000005
【図５】
0006369295.tif 000006
【図６】
0006369295.tif 000007
【図７】
0006369295.tif 000008
【図８】
0006369295.tif 000009
【図９】
0006369295.tif 000010
【図１０】
0006369295.tif 000011
【図１１】
0006369295.tif 000012
【図１２】
0006369295.tif 000013
【図１３】
0006369295.tif 000014
【図１４】
0006369295.tif 000015
【図１５】
0006369295.tif 000016
【図１６】
0006369295.tif 000017