(57)【要約】【課題】本発明は、振幅変調及び位相変調を同一のキャリア信号に対して並列に行うときに、振幅変調前の符号化に工夫を施すことにより、位相復調の誤り率を低減する。【解決手段】ＯＬＴ１は、第１送信データ系列と、第２送信データ系列と、を入力される送信データ系列入力部１１と、振幅変調後の振幅値が大きい外側符号化シンボルの数を、振幅変調後の振幅値が小さい内側符号化シンボルの数より多くするように、第１送信データ系列に対して符号化を行う符号化部１２と、符号化部１２が生成した符号化後の第１送信データ系列に基づく振幅変調と、送信データ系列入力部１１が入力された第２送信データ系列に基づく位相変調と、を同一のキャリア信号に対して並列に行うことにより、振幅位相変調信号を生成する振幅位相変調部１４と、振幅位相変調部１４が生成した振幅位相変調信号を出力する振幅位相変調信号送信部１５と、を備える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振幅変調後の振幅値が振幅閾値より大きい外側符号化シンボルの数を、振幅変調後の振幅値が前記振幅閾値より小さい内側符号化シンボルの数より多くするように、入力された第１送信データ系列に対して符号化を行う送信データ系列符号化ステップと、
前記送信データ系列符号化ステップで生成した符号化後の前記第１送信データ系列に基づく振幅変調と、入力された第２送信データ系列に基づく位相変調と、を同一のキャリア信号に対して並列に行うことにより、振幅位相変調信号を生成する振幅位相変調ステップと、
前記振幅位相変調ステップで生成した前記振幅位相変調信号を出力する振幅位相変調信号出力ステップと、
を順に備えることを特徴とするデータ系列変調方法。
【請求項２】
前記送信データ系列符号化ステップは、
既に生成した符号化後の前記第１送信データ系列において、０又は１のうち一方であるビット値を有する符号化ビットの数が、０又は１のうち他方であるビット値を有する符号化ビットの数より多いと判断したときには、次に生成する符号化後の前記第１送信データ系列において、０又は１のうち前記他方であるビット値を有する符号化ビットの数を、０又は１のうち前記一方であるビット値を有する符号化ビットの数より多くするにあたり、
入力された前記第１送信データ系列全体に対して符号化を行う期間中は常に、既に生成した符号化後の前記第１送信データ系列において、前記外側符号化シンボルより前記内側符号化シンボルに多く含まれるビット値を有する符号化ビットの数が、前記内側符号化シンボルより前記外側符号化シンボルに多く含まれるビット値を有する符号化ビットの数より多いとみなすことを特徴とする請求項１に記載のデータ系列変調方法。
【請求項３】
振幅変調後の振幅値が振幅閾値より大きい外側符号化シンボルの数が振幅変調後の振幅値が前記振幅閾値より小さい内側符号化シンボルの数より多い符号化後の第１送信データ系列に基づく振幅変調と、第２送信データ系列に基づく位相変調が、同一のキャリア信号に対して並列に行われることにより生成された振幅位相変調信号を入力される振幅位相変調信号入力ステップと、
前記振幅位相変調信号入力ステップで入力された前記振幅位相変調信号に対して、振幅復調を行うことにより、復号前の前記第１送信データ系列を生成する振幅復調ステップと、
前記振幅復調ステップで生成した復号前の前記第１送信データ系列に対して、復号を行うことにより、復号後の前記第１送信データ系列を生成し出力する受信データ系列出力ステップと、
を順に備えることを特徴とするデータ系列復調方法。
【請求項４】
前記受信データ系列出力ステップは、
既に入力された復号前の前記第１送信データ系列において、０又は１のうち一方であるビット値を有する符号化ビットの数が、０又は１のうち他方であるビット値を有する符号化ビットの数より多いと判断したときには、当該判断及び次に入力される復号前の前記第１送信データ系列に基づいて、次に入力される復号前の前記第１送信データ系列に対して復号を行うにあたり、
入力される復号前の前記第１送信データ系列全体に対して復号を行う期間中は常に、既に入力された復号前の前記第１送信データ系列において、前記外側符号化シンボルより前記内側符号化シンボルに多く含まれるビット値を有する符号化ビットの数が、前記内側符号化シンボルより前記外側符号化シンボルに多く含まれるビット値を有する符号化ビットの数より多いとみなすことを特徴とする請求項３に記載のデータ系列復調方法。
【請求項５】
振幅変調後の振幅値が振幅閾値より大きい外側符号化シンボルの数を、振幅変調後の振幅値が前記振幅閾値より小さい内側符号化シンボルの数より多くするように、入力された第１送信データ系列に対して符号化を行う送信データ系列符号化部と、
前記送信データ系列符号化部が生成した符号化後の前記第１送信データ系列に基づく振幅変調と、入力された第２送信データ系列に基づく位相変調と、を同一のキャリア信号に対して並列に行うことにより、振幅位相変調信号を生成する振幅位相変調部と、
前記振幅位相変調部が生成した前記振幅位相変調信号を出力する振幅位相変調信号出力部と、
を備えることを特徴とする局側終端装置。
【請求項６】
前記送信データ系列符号化部は、
既に生成した符号化後の前記第１送信データ系列において、０又は１のうち一方であるビット値を有する符号化ビットの数が、０又は１のうち他方であるビット値を有する符号化ビットの数より多いと判断したときには、次に生成する符号化後の前記第１送信データ系列において、０又は１のうち前記他方であるビット値を有する符号化ビットの数を、０又は１のうち前記一方であるビット値を有する符号化ビットの数より多くするにあたり、
入力された前記第１送信データ系列全体に対して符号化を行う期間中は常に、既に生成した符号化後の前記第１送信データ系列において、前記外側符号化シンボルより前記内側符号化シンボルに多く含まれるビット値を有する符号化ビットの数が、前記内側符号化シンボルより前記外側符号化シンボルに多く含まれるビット値を有する符号化ビットの数より多いとみなすことを特徴とする請求項５に記載の局側終端装置。
【請求項７】
振幅変調後の振幅値が振幅閾値より大きい外側符号化シンボルの数が振幅変調後の振幅値が前記振幅閾値より小さい内側符号化シンボルの数より多い符号化後の第１送信データ系列に基づく振幅変調と、第２送信データ系列に基づく位相変調が、同一のキャリア信号に対して並列に行われることにより生成された振幅位相変調信号を入力される振幅位相変調信号入力部と、
前記振幅位相変調信号入力部が入力された前記振幅位相変調信号に対して、振幅復調を行うことにより、復号前の前記第１送信データ系列を生成する振幅復調部と、
前記振幅復調部が生成した復号前の前記第１送信データ系列に対して、復号を行うことにより、復号後の前記第１送信データ系列を生成し出力する受信データ系列出力部と、
を備えることを特徴とする加入者側終端装置。
【請求項８】
前記受信データ系列出力部は、
既に入力された復号前の前記第１送信データ系列において、０又は１のうち一方であるビット値を有する符号化ビットの数が、０又は１のうち他方であるビット値を有する符号化ビットの数より多いと判断したときには、当該判断及び次に入力される復号前の前記第１送信データ系列に基づいて、次に入力される復号前の前記第１送信データ系列に対して復号を行うにあたり、
入力される復号前の前記第１送信データ系列全体に対して復号を行う期間中は常に、既に入力された復号前の前記第１送信データ系列において、前記外側符号化シンボルより前記内側符号化シンボルに多く含まれるビット値を有する符号化ビットの数が、前記内側符号化シンボルより前記外側符号化シンボルに多く含まれるビット値を有する符号化ビットの数より多いとみなすことを特徴とする請求項７に記載の加入者側終端装置。
【請求項９】
請求項５又は６に記載の局側終端装置と、
請求項７又は８に記載の加入者側終端装置と、
を備えることを特徴とする受動光ネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受動光ネットワークシステムにおいて、局側終端装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ）が、複数の加入者側終端装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔ）に、各々の下り信号を送信するときに、あるＯＮＵへの振幅変調信号及び他のＯＮＵへの位相変調信号を並列に送信する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
受動光ネットワークシステムの構成を図１に示す。受動光ネットワークシステムＳは、ＯＬＴ１、第１ＯＮＵ２−１、第２ＯＮＵ２−２、光パワースプリッタ３、局側光ファイバ４及び加入者側光ファイバ５−１、５−２から構成される。ＯＬＴ１から第１ＯＮＵ２−１に、第１送信データ系列が送信される。ＯＬＴ１から第２ＯＮＵ２−２に、第２送信データ系列が送信される。これらの送信が、分割で又は並列に行われる。
【０００３】
ＯＬＴ１は、第１送信データ系列及び第２送信データ系列を入力され、第１送信データ系列及び第２送信データ系列を第１ＯＮＵ２−１及び第２ＯＮＵ２−２に送信する。第１ＯＮＵ２−１は、第１送信データ系列及び第２送信データ系列をＯＬＴ１から受信し、第１送信データ系列を抽出する。第２ＯＮＵ２−２は、第１送信データ系列及び第２送信データ系列をＯＬＴ１から受信し、第２送信データ系列を抽出する。
【０００４】
光パワースプリッタ３は、第１送信データ系列及び第２送信データ系列を、ＯＬＴ１から受動的に入力され、第１ＯＮＵ２−１及び第２ＯＮＵ２−２に受動的に出力する。局側光ファイバ４は、ＯＬＴ１及び光パワースプリッタ３を接続する。加入者側光ファイバ５−１は、光パワースプリッタ３及び第１ＯＮＵ２−１を接続する。加入者側光ファイバ５−２は、光パワースプリッタ３及び第２ＯＮＵ２−２を接続する。
【０００５】
第１送信データ系列及び第２送信データ系列を分割で送信する場合には、時分割多重方式や波長分割多重方式等を適用することができるが、データ通信容量が低くなる。第１送信データ系列及び第２送信データ系列を並列に送信する場合には、以下に説明の多値／高次変調方式（非特許文献１）を適用することができるため、データ通信容量が高くなる。
【０００６】
ＯＬＴ１は、図１の上側のコンスタレーションで示すように、第１送信データ系列に基づいて、振幅変調を行い、第２送信データ系列に基づいて、位相変調を行い、これらの変調を並列に行う。ここで、コンスタレーションの内側及び外側の信号点は、振幅変調に基づく信号点である。そして、コンスタレーションの第１象限、第２象限、第３象限及び第４象限の信号点は、位相変調に基づく信号点である。
【０００７】
第１ＯＮＵ２−１は、図１の左下のコンスタレーションで示すように、振幅復調を行い、第１送信データ系列を抽出する。ここで、コンスタレーションの内側及び外側の信号点は、それぞれビット値“０”及び“１”に対応する。第２ＯＮＵ２−２は、図１の右下のコンスタレーションで示すように、位相復調を行い、第２送信データ系列を抽出する。ここで、コンスタレーションの第１象限、第２象限、第３象限及び第４象限の信号点は、それぞれシンボル値“００”、“１０”、“１１”及び“０１”に対応する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｎ．Ｉｉｙａｍａ，Ｓ−Ｙ．Ｋｉｍ，Ｔ．Ｓｈｉｍａｄａ，Ｓ．Ｋｉｍｕｒａ，Ｎ．Ｙｏｓｈｉｍｏｔｏ，“Ｃｏ−ｅｘｉｓｔｅｎｔ  Ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ  Ｓｃｈｅｍｅ  ｂｅｔｗｅｅｎ  ＯＯＫ  ａｎｄ  ＱＡＭ  Ｓｉｇｎａｌｓ  ｉｎ  ａｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  ｕｓｉｎｇ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ−ｄｅｆｉｎｅｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，”ｉｎ  Ｐｒｏｃ．ｏｆ  ＯＦＣ２０１２．
【非特許文献２】石田  修、瀬戸  康一郎、“１０ギガビットＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）教科書”、ｐｐ．１２３−１２８，２００５．
【非特許文献３】Ｍ．Ｓｅｉｍｅｔｚ，“Ｈｉｇｈ−Ｏｒｄｅｒ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，”ｐｐ．２６−５３，６６−７３，７８−７９，８４−９３，１００−１０１．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
解決課題のＯＬＴの構成を図２に示す。解決課題のＯＬＴ１は、送信機として、送信データ系列入力部１１、符号化部１２、ＲＤ（Ｒｕｎｎｉｎｇ  Ｄｉｓｐａｒｉｔｙ）値記憶部１３、振幅位相変調部１４及び振幅位相変調信号送信部１５から構成される。
【００１０】
送信データ系列入力部１１は、振幅変調を利用してデータの送受信を行う第１ＯＮＵ２−１への第１送信データ系列と、位相変調を利用してデータの送受信を行う第２ＯＮＵ２−２への第２送信データ系列と、を入力される。符号化部１２は、送信データ系列入力部１１が入力された第１送信データ系列に対して、符号化ビット“１”の数が符号化ビット“０”の数とほぼ等しくなるように、符号化を行う（非特許文献２を参照）。符号化部１２及びＲＤ値記憶部１３については、図４を用いて後述する。
【００１１】
振幅位相変調部１４は、符号化部１２が生成した符号化後の第１送信データ系列に基づく振幅変調と、送信データ系列入力部１１が入力された第２送信データ系列に基づく位相変調と、を同一のキャリア信号に対して並列に行う。直接変調や外部変調等を適用することができる（非特許文献３を参照）。振幅位相変調信号送信部１５は、振幅位相変調部１４が生成した振幅位相変調信号を、第１ＯＮＵ２−１及び第２ＯＮＵ２−２に送信する。
【００１２】
解決課題の第１ＯＮＵの構成を図３に示す。解決課題の第１ＯＮＵ２−１は、受信機として、振幅位相変調信号受信部２１、振幅復調部２２、復号部２３、ＲＤ値記憶部２４及び受信データ系列出力部２５から構成される。
【００１３】
振幅位相変調信号受信部２１は、振幅位相変調部１４が生成した振幅位相変調信号を、ＯＬＴ１から受信する。振幅復調部２２は、振幅位相変調信号受信部２１が受信した振幅位相変調信号に対して、振幅復調を行う。コヒーレント検波や直接検波等を適用することができる（非特許文献３を参照）。
【００１４】
復号部２３は、振幅復調部２２が生成した復号前の第１送信データ系列に対して、符号化部１２と逆の順序で、復号を行う（非特許文献２を参照）。復号部２３及びＲＤ値記憶部２４については、図４を用いて後述する。受信データ系列出力部２５は、復号部２３が生成した復号後の第１送信データ系列を出力する。
【００１５】
解決課題の符号化部の構成を図４に示す。解決課題の符号化部１２は、３Ｂ／４Ｂ変換部１２１及び５Ｂ／６Ｂ変換部１２２から構成される。３Ｂ／４Ｂ変換部１２１及び５Ｂ／６Ｂ変換部１２２は、ＲＤ値記憶部１３とＲＤ値の情報をやり取りする。
【００１６】
符号化部１２は、８ビットの情報ビット系列を入力され、３ビットの情報ビット系列及び５ビットの情報ビット系列に分割する。３Ｂ／４Ｂ変換部１２１は、取得したＲＤ値の情報及び格納している３Ｂ／４Ｂ変換表に基づいて、３ビットの情報ビット系列を４ビットの符号ビット系列に変換する。５Ｂ／６Ｂ変換部１２２は、取得したＲＤ値の情報及び格納している５Ｂ／６Ｂ変換表に基づいて、５ビットの情報ビット系列を６ビットの符号ビット系列に変換する。符号化部１２は、４ビットの符号ビット系列及び６ビットの符号ビット系列を合成し、１０ビットの符号ビット系列を出力する。
【００１７】
ＲＤ値記憶部１３は、既に生成された符号化後の第１送信データ系列において、符号化ビット“１”の数から符号化ビット“０”の数を減算された値であるＲＤ値を、３Ｂ／４Ｂ変換部１２１及び５Ｂ／６Ｂ変換部１２２から取得し記憶している。
【００１８】
３Ｂ／４Ｂ変換部１２１は、次の３ビットの情報ビット系列（例えば、０００）を符号化するにあたり、既に生成された符号化後の第１送信データ系列におけるＲＤ値を、ＲＤ値記憶部１３から取得する。そして、３Ｂ／４Ｂ変換部１２１は、取得したＲＤ値が正であるときには、符号化ビット“０”の数を符号化ビット“１”の数より多くするため、４ビットの符号ビット系列（例えば、０１００）を生成し、取得したＲＤ値が負であるときには、符号化ビット“１”の数を符号化ビット“０”の数より多くするため、４ビットの符号ビット系列（例えば、１０１１）を生成する。
【００１９】
５Ｂ／６Ｂ変換部１２２は、次の５ビットの情報ビット系列（例えば、０００００）を符号化するにあたり、既に生成された符号化後の第１送信データ系列におけるＲＤ値を、ＲＤ値記憶部１３から取得する。そして、５Ｂ／６Ｂ変換部１２２は、取得したＲＤ値が正であるときには、符号化ビット“０”の数を符号化ビット“１”の数より多くするため、６ビットの符号ビット系列（例えば、０１１０００）を生成し、取得したＲＤ値が負であるときには、符号化ビット“１”の数を符号化ビット“０”の数より多くするため、６ビットの符号ビット系列（例えば、１００１１１）を生成する。
【００２０】
復号部２３及びＲＤ値記憶部２４は、符号化部１２及びＲＤ値記憶部１３とは、逆の処理を行う。つまり、ＲＤ値記憶部２４は、既に入力された復号前の第１送信データ系列において、符号化ビット“１”の数から符号化ビット“０”の数を減算された値であるＲＤ値を、復号部２３から取得し記憶している。最初に、復号部２３は、１０ビットの符号ビット系列を入力され、４ビットの符号ビット系列及び６ビットの符号ビット系列に分割する。次に、復号部２３は、取得したＲＤ値の情報及び格納している３Ｂ／４Ｂ変換表に基づいて、４ビットの符号ビット系列を３ビットの情報ビット系列に変換し、取得したＲＤ値の情報及び格納している５Ｂ／６Ｂ変換表に基づいて、６ビットの符号ビット系列を５ビットの情報ビット系列に変換する。最後に、復号部２３は、３ビットの情報ビット系列及び５ビットの情報ビット系列を合成し、８ビットの情報ビット系列を出力する。
【００２１】
このように、符号化後の第１送信データ系列において、符号化ビット“１”の数は符号化ビット“０”の数とほぼ等しくなり、ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）バランスが保持される。なお、以上の解決課題の説明では、送信側では、ＲＤ値は−３以上かつ＋３以下の整数値に保持される。よって、受信側では、ＲＤ値が−４以下又は＋４以上の整数値と計測されたときには、ビット誤りが検出されたことになる。
【００２２】
解決課題の多値／高次変調方式の概要を図５に示す。符号化後の第１送信データ系列は、１０１００１０１・・・のように、先頭から続いている。第２送信データ系列は、１００００１１１１１１０１１００・・・のように、先頭から続いている。
【００２３】
ここで、第１送信データ系列は２値信号として送信され、第２送信データ系列は４値信号として送信され、第２送信データ系列では第１送信データ系列より変調速度が２倍となる。そこで、図５に示した各期間ｔにおいて、同一のキャリア信号に対して、第１送信データ系列の１ビットに基づいて、振幅変調を行い、第２送信データ系列の２ビットに基づいて、位相変調を行い、これらの変調を並列に行う。
【００２４】
期間ｔ１では、第１送信データ系列の１ビット目“１”に基づいて、振幅変調を行い、第２送信データ系列の１、２ビット目“１０”に基づいて、位相変調を行う。期間ｔ２では、第１送信データ系列の２ビット目“０”に基づいて、振幅変調を行い、第２送信データ系列の３、４ビット目“００”に基づいて、位相変調を行う。期間ｔ３では、第１送信データ系列の３ビット目“１”に基づいて、振幅変調を行い、第２送信データ系列の５、６ビット目“０１”に基づいて、位相変調を行う。期間ｔ４では、第１送信データ系列の４ビット目“０”に基づいて、振幅変調を行い、第２送信データ系列の７、８ビット目“１１”に基づいて、位相変調を行う。
【００２５】
期間ｔ５では、第１送信データ系列の５ビット目“０”に基づいて、振幅変調を行い、第２送信データ系列の９、１０ビット目“１１”に基づいて、位相変調を行う。期間ｔ６では、第１送信データ系列の６ビット目“１”に基づいて、振幅変調を行い、第２送信データ系列の１１、１２ビット目“１０”に基づいて、位相変調を行う。期間ｔ７では、第１送信データ系列の７ビット目“０”に基づいて、振幅変調を行い、第２送信データ系列の１３、１４ビット目“１１”に基づいて、位相変調を行う。期間ｔ８では、第１送信データ系列の８ビット目“１”に基づいて、振幅変調を行い、第２送信データ系列の１５、１６ビット目“００”に基づいて、位相変調を行う。
【００２６】
このように、振幅変調後の振幅値が大きい外側ビットの数は、符号化後の第１送信データ系列のうち約５０％であり、振幅変調後の振幅値が小さい内側ビットの数は、符号化後の第１送信データ系列のうち約５０％であり、前者は後者とほぼ等しくなる。
【００２７】
ここで、コンスタレーションの外側の信号点については、各象限の信号点の間の距離が長いため、第２ＯＮＵ２−２の位相復調の誤り率は低く済む。しかし、コンスタレーションの内側の信号点については、各象限の信号点の間の距離が短いため、第２ＯＮＵ２−２の位相復調の誤り率は高くなる。よって、外側ビットの数を内側ビットの数より多くしたい。しかし、解決課題の構成では、外側ビットの数は内側ビットの数とほぼ等しくなる。
【００２８】
そこで、前記課題を解決するために、本発明は、振幅変調及び位相変調を同一のキャリア信号に対して並列に行う多値／高次変調方式において、振幅変調前の符号化に工夫を施すことにより、位相復調の誤り率を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
上記目的を達成するために、振幅変調後の振幅値が大きい外側符号化シンボルの数を、振幅変調後の振幅値が小さい内側符号化シンボルの数より多くするように、振幅変調される送信データ系列に対して符号化を行うこととした。
【００３０】
具体的には、本発明は、振幅変調後の振幅値が振幅閾値より大きい外側符号化シンボルの数を、振幅変調後の振幅値が前記振幅閾値より小さい内側符号化シンボルの数より多くするように、入力された第１送信データ系列に対して符号化を行う送信データ系列符号化ステップと、前記送信データ系列符号化ステップで生成した符号化後の前記第１送信データ系列に基づく振幅変調と、入力された第２送信データ系列に基づく位相変調と、を同一のキャリア信号に対して並列に行うことにより、振幅位相変調信号を生成する振幅位相変調ステップと、前記振幅位相変調ステップで生成した前記振幅位相変調信号を出力する振幅位相変調信号出力ステップと、を順に備えることを特徴とするデータ系列変調方法である。
【００３１】
また、本発明は、振幅変調後の振幅値が振幅閾値より大きい外側符号化シンボルの数を、振幅変調後の振幅値が前記振幅閾値より小さい内側符号化シンボルの数より多くするように、入力された第１送信データ系列に対して符号化を行う送信データ系列符号化部と、前記送信データ系列符号化部が生成した符号化後の前記第１送信データ系列に基づく振幅変調と、入力された第２送信データ系列に基づく位相変調と、を同一のキャリア信号に対して並列に行うことにより、振幅位相変調信号を生成する振幅位相変調部と、前記振幅位相変調部が生成した前記振幅位相変調信号を出力する振幅位相変調信号出力部と、を備えることを特徴とする局側終端装置である。
【００３２】
この構成によれば、振幅変調及び位相変調を同一のキャリア信号に対して並列に行う多値／高次変調方式において、外側符号化シンボルの数を内側符号化シンボルの数より多くすることにより、位相復調の誤り率を低減することができる。
【００３３】
また、本発明は、振幅変調後の振幅値が振幅閾値より大きい外側符号化シンボルの数が振幅変調後の振幅値が前記振幅閾値より小さい内側符号化シンボルの数より多い符号化後の第１送信データ系列に基づく振幅変調と、第２送信データ系列に基づく位相変調が、同一のキャリア信号に対して並列に行われることにより生成された振幅位相変調信号を入力される振幅位相変調信号入力ステップと、前記振幅位相変調信号入力ステップで入力された前記振幅位相変調信号に対して、振幅復調を行うことにより、復号前の前記第１送信データ系列を生成する振幅復調ステップと、前記振幅復調ステップで生成した復号前の前記第１送信データ系列に対して、復号を行うことにより、復号後の前記第１送信データ系列を生成し出力する受信データ系列出力ステップと、を順に備えることを特徴とするデータ系列復調方法である。
【００３４】
また、本発明は、振幅変調後の振幅値が振幅閾値より大きい外側符号化シンボルの数が振幅変調後の振幅値が前記振幅閾値より小さい内側符号化シンボルの数より多い符号化後の第１送信データ系列に基づく振幅変調と、第２送信データ系列に基づく位相変調が、同一のキャリア信号に対して並列に行われることにより生成された振幅位相変調信号を入力される振幅位相変調信号入力部と、前記振幅位相変調信号入力部が入力された前記振幅位相変調信号に対して、振幅復調を行うことにより、復号前の前記第１送信データ系列を生成する振幅復調部と、前記振幅復調部が生成した復号前の前記第１送信データ系列に対して、復号を行うことにより、復号後の前記第１送信データ系列を生成し出力する受信データ系列出力部と、を備えることを特徴とする加入者側終端装置である。
【００３５】
この構成によれば、位相復調の誤り率を低減するため、振幅変調及び位相変調を並列に行う送信側を上述のように改良したことに伴って、振幅復調を行う受信側を改良する。
【００３６】
また、本発明は、前記送信データ系列符号化ステップは、既に生成した符号化後の前記第１送信データ系列において、０又は１のうち一方であるビット値を有する符号化ビットの数が、０又は１のうち他方であるビット値を有する符号化ビットの数より多いと判断したときには、次に生成する符号化後の前記第１送信データ系列において、０又は１のうち前記他方であるビット値を有する符号化ビットの数を、０又は１のうち前記一方であるビット値を有する符号化ビットの数より多くするにあたり、入力された前記第１送信データ系列全体に対して符号化を行う期間中は常に、既に生成した符号化後の前記第１送信データ系列において、前記外側符号化シンボルより前記内側符号化シンボルに多く含まれるビット値を有する符号化ビットの数が、前記内側符号化シンボルより前記外側符号化シンボルに多く含まれるビット値を有する符号化ビットの数より多いとみなすことを特徴とするデータ系列変調方法である。
【００３７】
また、本発明は、前記送信データ系列符号化部は、既に生成した符号化後の前記第１送信データ系列において、０又は１のうち一方であるビット値を有する符号化ビットの数が、０又は１のうち他方であるビット値を有する符号化ビットの数より多いと判断したときには、次に生成する符号化後の前記第１送信データ系列において、０又は１のうち前記他方であるビット値を有する符号化ビットの数を、０又は１のうち前記一方であるビット値を有する符号化ビットの数より多くするにあたり、入力された前記第１送信データ系列全体に対して符号化を行う期間中は常に、既に生成した符号化後の前記第１送信データ系列において、前記外側符号化シンボルより前記内側符号化シンボルに多く含まれるビット値を有する符号化ビットの数が、前記内側符号化シンボルより前記外側符号化シンボルに多く含まれるビット値を有する符号化ビットの数より多いとみなすことを特徴とする局側終端装置である。
【００３８】
この構成によれば、振幅変調及び位相変調を同一のキャリア信号に対して並列に行う多値／高次変調方式において、ＲＤ値を現実の計測値に関わらず常に負の値に設定することにより、位相復調の誤り率を低減することができる。
【００３９】
また、本発明は、前記受信データ系列出力ステップは、既に入力された復号前の前記第１送信データ系列において、０又は１のうち一方であるビット値を有する符号化ビットの数が、０又は１のうち他方であるビット値を有する符号化ビットの数より多いと判断したときには、当該判断及び次に入力される復号前の前記第１送信データ系列に基づいて、次に入力される復号前の前記第１送信データ系列に対して復号を行うにあたり、入力される復号前の前記第１送信データ系列全体に対して復号を行う期間中は常に、既に入力された復号前の前記第１送信データ系列において、前記外側符号化シンボルより前記内側符号化シンボルに多く含まれるビット値を有する符号化ビットの数が、前記内側符号化シンボルより前記外側符号化シンボルに多く含まれるビット値を有する符号化ビットの数より多いとみなすことを特徴とするデータ系列復調方法である。
【００４０】
また、本発明は、前記受信データ系列出力部は、既に入力された復号前の前記第１送信データ系列において、０又は１のうち一方であるビット値を有する符号化ビットの数が、０又は１のうち他方であるビット値を有する符号化ビットの数より多いと判断したときには、当該判断及び次に入力される復号前の前記第１送信データ系列に基づいて、次に入力される復号前の前記第１送信データ系列に対して復号を行うにあたり、入力される復号前の前記第１送信データ系列全体に対して復号を行う期間中は常に、既に入力された復号前の前記第１送信データ系列において、前記外側符号化シンボルより前記内側符号化シンボルに多く含まれるビット値を有する符号化ビットの数が、前記内側符号化シンボルより前記外側符号化シンボルに多く含まれるビット値を有する符号化ビットの数より多いとみなすことを特徴とする加入者側終端装置である。
【００４１】
この構成によれば、位相復調の誤り率を低減するため、振幅変調及び位相変調を並列に行う送信側を上述のように改良したことに伴って、振幅復調を行う受信側を改良する。
【００４２】
また、本発明は、上述の局側終端装置と、上述の加入者側終端装置と、を備えることを特徴とする受動光ネットワークシステムである。
【００４３】
この構成によれば、振幅変調及び位相変調を同一のキャリア信号に対して並列に行う多値／高次変調方式において、位相復調の誤り率を低減することができる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明は、振幅変調及び位相変調を同一のキャリア信号に対して並列に行う多値／高次変調方式において、振幅変調前の符号化に工夫を施すことにより、位相復調の誤り率を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】受動光ネットワークシステムの構成を示す図である。
【図２】解決課題のＯＬＴの構成を示す図である。
【図３】解決課題の第１ＯＮＵの構成を示す図である。
【図４】解決課題の符号化部の構成を示す図である。
【図５】解決課題の多値／高次変調方式の概要を示す図である。
【図６】本発明のＯＬＴの構成を示す図である。
【図７】本発明の第１ＯＮＵの構成を示す図である。
【図８】本発明の符号化部の構成を示す図である。
【図９】本発明の多値／高次変調方式の概要を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００４７】
（実施形態１）
受動光ネットワークシステムの構成は、本発明及び従来技術で同様であり、図１に示されている。最初に、ＯＬＴ１の構成及び処理を説明し、次に、第１ＯＮＵ２−１の構成及び処理を説明し、最後に、発明の効果を説明する。
【００４８】
本発明のＯＬＴの構成を図６に示す。本発明のＯＬＴ１は、送信機として、送信データ系列入力部１１、符号化部１２、ＲＤ値記憶部１３、振幅位相変調部１４、振幅位相変調信号送信部１５及びＲＤ値制御部１６から構成される。
【００４９】
送信データ系列入力部１１は、振幅変調を利用してデータの送受信を行う第１ＯＮＵ２−１への第１送信データ系列と、位相変調を利用してデータの送受信を行う第２ＯＮＵ２−２への第２送信データ系列と、を入力される。符号化部１２は、送信データ系列入力部１１が入力された第１送信データ系列に対して、符号化ビット“１”の数が符号化ビット“０”の数より多くなるように、符号化を行う。符号化部１２、ＲＤ値記憶部１３及びＲＤ値制御部１６については、図８を用いて後述する。
【００５０】
振幅位相変調部１４は、符号化部１２が生成した符号化後の第１送信データ系列に基づく振幅変調と、送信データ系列入力部１１が入力された第２送信データ系列に基づく位相変調と、を同一のキャリア信号に対して並列に行う。直接変調や外部変調等を適用することができる（非特許文献３を参照）。振幅位相変調信号送信部１５は、振幅位相変調部１４が生成した振幅位相変調信号を、第１ＯＮＵ２−１及び第２ＯＮＵ２−２に送信する。
【００５１】
本発明の第１ＯＮＵの構成を図７に示す。本発明の第１ＯＮＵ２−１は、受信機として、振幅位相変調信号受信部２１、振幅復調部２２、復号部２３、ＲＤ値記憶部２４、受信データ系列出力部２５及びＲＤ値制御部２６から構成される。
【００５２】
振幅位相変調信号受信部２１は、振幅位相変調部１４が生成した振幅位相変調信号を、ＯＬＴ１から受信する。振幅復調部２２は、振幅位相変調信号受信部２１が受信した振幅位相変調信号に対して、振幅復調を行う。コヒーレント検波や直接検波等を適用することができる（非特許文献３を参照）。
【００５３】
復号部２３は、振幅復調部２２が生成した復号前の第１送信データ系列に対して、符号化部１２と逆の順序で、復号を行う。復号部２３、ＲＤ値記憶部２４及びＲＤ値制御部  ２６については、図８を用いて後述する。受信データ系列出力部２５は、復号部２３が生成した復号後の第１送信データ系列を出力する。
【００５４】
本発明の符号化部の構成を図８に示す。本発明の符号化部１２は、３Ｂ／４Ｂ変換部１２１及び５Ｂ／６Ｂ変換部１２２から構成される。３Ｂ／４Ｂ変換部１２１及び５Ｂ／６Ｂ変換部１２２は、ＲＤ値記憶部１３とＲＤ値の情報をやり取りする。
【００５５】
符号化部１２は、８ビットの情報ビット系列を入力され、３ビットの情報ビット系列及び５ビットの情報ビット系列に分割する。３Ｂ／４Ｂ変換部１２１は、取得したＲＤ値の情報及び格納している３Ｂ／４Ｂ変換表に基づいて、３ビットの情報ビット系列を４ビットの符号ビット系列に変換する。５Ｂ／６Ｂ変換部１２２は、取得したＲＤ値の情報及び格納している５Ｂ／６Ｂ変換表に基づいて、５ビットの情報ビット系列を６ビットの符号ビット系列に変換する。符号化部１２は、４ビットの符号ビット系列及び６ビットの符号ビット系列を合成し、１０ビットの符号ビット系列を出力する。
【００５６】
ＲＤ値記憶部１３は、既に生成された符号化後の第１送信データ系列において、符号化ビット“１”の数から符号化ビット“０”の数を減算された値であるＲＤ値を、３Ｂ／４Ｂ変換部１２１及び５Ｂ／６Ｂ変換部１２２から取得し記憶している。
【００５７】
ＲＤ値制御部１６は、第１送信データ系列全体の符号化の期間中は常に、ＲＤ値記憶部１３が記憶しているＲＤ値を、現実の計測値に関わらず負の値に制御する。つまり、ＲＤ値制御部１６は、既に生成された符号化後の第１送信データ系列において、符号化ビット“０”の数が符号化ビット“１”の数より多いとみなす。
【００５８】
３Ｂ／４Ｂ変換部１２１は、次の３ビットの情報ビット系列（例えば、０００）を符号化するにあたり、既に生成された符号化後の第１送信データ系列におけるＲＤ値を、ＲＤ値記憶部１３から取得する。そして、３Ｂ／４Ｂ変換部１２１は、取得したＲＤ値が負であるため、符号化ビット“１”の数を符号化ビット“０”の数より多くするべく、４ビットの符号ビット系列（例えば、１０１１）を生成する。
【００５９】
５Ｂ／６Ｂ変換部１２２は、次の５ビットの情報ビット系列（例えば、０００００）を符号化するにあたり、既に生成された符号化後の第１送信データ系列におけるＲＤ値を、ＲＤ値記憶部１３から取得する。そして、５Ｂ／６Ｂ変換部１２２は、取得したＲＤ値が負であるため、符号化ビット“１”の数を符号化ビット“０”の数より多くするべく、６ビットの符号ビット系列（例えば、１００１１１）を生成する。
【００６０】
復号部２３、ＲＤ値記憶部２４及びＲＤ値制御部２６は、符号化部１２、ＲＤ値記憶部１３及びＲＤ値制御部１６とは、逆の処理を行う。
【００６１】
ＲＤ値記憶部２４は、既に入力された復号前の第１送信データ系列において、符号化ビット“１”の数から符号化ビット“０”の数を減算された値であるＲＤ値を、復号部２３から取得し記憶している。
【００６２】
ＲＤ値制御部２６は、第１送信データ系列全体の復号の期間中は常に、ＲＤ値記憶部２４が記憶しているＲＤ値を、現実の計測値に関わらず負の値に制御する。つまり、ＲＤ値制御部２６は、既に入力された復号前の第１送信データ系列において、符号化ビット“０”の数が符号化ビット“１”の数より多いとみなす。
【００６３】
最初に、復号部２３は、１０ビットの符号ビット系列を入力され、４ビットの符号ビット系列及び６ビットの符号ビット系列に分割する。次に、復号部２３は、取得した負の値であるＲＤ値の情報及び格納している３Ｂ／４Ｂ変換表に基づいて、４ビットの符号ビット系列を３ビットの情報ビット系列に変換し、取得した負の値であるＲＤ値の情報及び格納している５Ｂ／６Ｂ変換表に基づいて、６ビットの符号ビット系列を５ビットの情報ビット系列に変換する。最後に、復号部２３は、３ビットの情報ビット系列及び５ビットの情報ビット系列を合成し、８ビットの情報ビット系列を出力する。
【００６４】
このように、符号化後の第１送信データ系列において、符号化ビット“１”の数は符号化ビット“０”の数より多くなり、外側ビットの数は内側ビットの数より多くなる。なお、以上の本発明の説明では、送信側及び受信側では、ビット誤りが意図せず検出されることを防止するため、ＲＤ値は−３以上かつ−１以下の整数値に保持される。
【００６５】
本発明の多値／高次変調方式の概要を図９に示す。符号化後の第１送信データ系列は、１０１１０１１１・・・のように、先頭から続いている。第２送信データ系列は、１００００１１１１１１０１１００・・・のように、先頭から続いている。
【００６６】
ここで、第１送信データ系列は２値信号として送信され、第２送信データ系列は４値信号として送信され、第２送信データ系列では第１送信データ系列より変調速度が２倍となる。そこで、図９に示した各期間ｔにおいて、同一のキャリア信号に対して、第１送信データ系列の１ビットに基づいて、振幅変調を行い、第２送信データ系列の２ビットに基づいて、位相変調を行い、これらの変調を並列に行う。
【００６７】
期間ｔ１では、第１送信データ系列の１ビット目“１”に基づいて、振幅変調を行い、第２送信データ系列の１、２ビット目“１０”に基づいて、位相変調を行う。期間ｔ２では、第１送信データ系列の２ビット目“０”に基づいて、振幅変調を行い、第２送信データ系列の３、４ビット目“００”に基づいて、位相変調を行う。期間ｔ３では、第１送信データ系列の３ビット目“１”に基づいて、振幅変調を行い、第２送信データ系列の５、６ビット目“０１”に基づいて、位相変調を行う。期間ｔ４では、第１送信データ系列の４ビット目“１”に基づいて、振幅変調を行い、第２送信データ系列の７、８ビット目“１１”に基づいて、位相変調を行う。
【００６８】
期間ｔ５では、第１送信データ系列の５ビット目“０”に基づいて、振幅変調を行い、第２送信データ系列の９、１０ビット目“１１”に基づいて、位相変調を行う。期間ｔ６では、第１送信データ系列の６ビット目“１”に基づいて、振幅変調を行い、第２送信データ系列の１１、１２ビット目“１０”に基づいて、位相変調を行う。期間ｔ７では、第１送信データ系列の７ビット目“１”に基づいて、振幅変調を行い、第２送信データ系列の１３、１４ビット目“１１”に基づいて、位相変調を行う。期間ｔ８では、第１送信データ系列の８ビット目“１”に基づいて、振幅変調を行い、第２送信データ系列の１５、１６ビット目“００”に基づいて、位相変調を行う。
【００６９】
擬似ランダム２進法シーケンス（ＰＲＢＳ（２２３−１））を符号化する際は、振幅変調後の振幅値が大きい外側ビットの数は、符号化後のＰＲＢＳ（２２３−１）のうち約６５％であり、振幅変調後の振幅値が小さい内側ビットの数は、符号化後のＰＲＢＳ（２２３−１）のうち約３５％であり、前者は後者より多くなる。
【００７０】
ここで、コンスタレーションの外側の信号点については、各象限の信号点の間の距離が長いため、第２ＯＮＵ２−２の位相復調の誤り率は低く済む。しかし、コンスタレーションの内側の信号点については、各象限の信号点の間の距離が短いため、第２ＯＮＵ２−２の位相復調の誤り率は高くなる。本発明の構成では、外側ビットの数は内側ビットの数より多くなるため、位相復調の誤り率を低減することができる。
【００７１】
（実施形態２）
実施形態１では、振幅変調方式として、ＯＯＫ（Ｏｎ−Ｏｆｆ  Ｋｅｙｉｎｇ）を利用している。実施形態２では、振幅変調方式として、任意の個数の信号値を有するＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）を利用してもよい。
【００７２】
例えば、８ＡＳＫを利用するときには、コンスタレーションの内側から外側へと向かうにつれて、符号化シンボル“０００”、“００１”、“０１０”、“１００”、“０１１”、“１０１”、“１１０”、“１１１”を、この順序でマッピングすればよい。ここにおいて、グレイコードや２進法コードを利用することができる。
【００７３】
符号化シンボル“１００”、“０１１”の境界で、符号化シンボルを外側符号化シンボル及び内側符号化シンボルに分割し、外側符号化シンボルを“０１１”、“１０１”、“１１０”、“１１１”とし、内側符号化シンボルを“０００”、“００１”、“０１０”、“１００”とする。外側符号化シンボルには、符号化ビット“１”が多く含まれ、内側符号化シンボルには、符号化ビット“０”が多く含まれる。外側符号化シンボルの数を内側符号化シンボルの数より多くするように、第１送信データ系列に対して符号化を行う。
【００７４】
実施形態１では、位相変調方式として、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）を利用している。実施形態２では、位相変調方式として、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、８ＰＳＫ、１６ＰＳＫ等の任意の個数の信号値を有するＰＳＫを利用してもよい。
【００７５】
実施形態１では、第１送信データ系列に対して、符号化を行う。実施形態２では、第１送信データ系列に対しても、第２送信データ系列に対しても、符号化を行ってもよい。
【００７６】
ＯＬＴ１は、送信データ系列入力部１１の後段に、及び、振幅位相変調部１４の前段に、第２送信データ系列についての符号化部（不図示）を備えればよい。第２ＯＮＵ２−２は、位相復調部（不図示）の後段に、及び、受信データ系列出力部（不図示）の前段に、第２送信データ系列についての復号部（不図示）を備えればよい。
【００７７】
符号化は、ＲＤ値を利用するものであれば、８Ｂ／１０Ｂ符号化のみに限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明に係るデータ系列変調方法、データ系列復調方法、局側終端装置、加入者側終端装置及び受動光ネットワークシステムは、振幅変調及び位相変調を同一のキャリア信号に対して並列に行う多値／高次変調方式に適用することができるとともに、以上に説明の多値／高次変調方式に時分割多重方式や波長分割多重方式等を組み合わせた通信方式に適用することができる。
【符号の説明】
【００７９】
Ｓ：受動光ネットワークシステム
１：ＯＬＴ
２−１：第１ＯＮＵ
２−２：第２ＯＮＵ
３：光パワースプリッタ
４：局側光ファイバ
５−１、５−２：加入者側光ファイバ
１１：送信データ系列入力部
１２：符号化部
１３：ＲＤ値記憶部
１４：振幅位相変調部
１５：振幅位相変調信号送信部
１６：ＲＤ値制御部
２１：振幅位相変調信号受信部
２２：振幅復調部
２３：復号部
２４：ＲＤ値記憶部
２５：受信データ系列出力部
２６：ＲＤ値制御部
１２１：３Ｂ／４Ｂ変換部
１２２：５Ｂ／６Ｂ変換部
【図１】
2013255082.tif 000003
【図２】
2013255082.tif 000004
【図３】
2013255082.tif 000005
【図４】
2013255082.tif 000006
【図５】
2013255082.tif 000007
【図６】
2013255082.tif 000008
【図７】
2013255082.tif 000009
【図８】
2013255082.tif 000010
【図９】
2013255082.tif 000011