特許 6299822 既知信号検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6299822

(24)【登録日】2018年3月9日

(45)【発行日】2018年3月28日

(54)【発明の名称】既知信号検出方法

(51)【国際特許分類】

   H04L 7/04 20060101AFI20180319BHJP

   H04L 7/08 20060101ALI20180319BHJP

【ＦＩ】

   H04L7/04 200

   H04L7/08

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-166692(P2016-166692)

(22)【出願日】2016年8月29日

(65)【公開番号】特開2018-37721(P2018-37721A)

(43)【公開日】2018年3月8日

【審査請求日】2016年8月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】591230295

【氏名又は名称】ＮＴＴエレクトロニクス株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000004226

【氏名又は名称】日本電信電話株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100082175

【弁理士】

【氏名又は名称】高田 守

(74)【代理人】

【識別番号】100106150

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 英樹

(74)【代理人】

【識別番号】100148057

【弁理士】

【氏名又は名称】久野 淑己

(72)【発明者】

【氏名】山崎 悦史

(72)【発明者】

【氏名】大沼 靖治

(72)【発明者】

【氏名】高椋 智大

(72)【発明者】

【氏名】橘 正浩

(72)【発明者】

【氏名】吉田 光輝

(72)【発明者】

【氏名】富沢 将人

(72)【発明者】

【氏名】岡本 聖司

【審査官】 鴨川 学

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−３７４２２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０５３８６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００６−５２２５５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／１４１５３６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０６−０７５１３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ １０／００−１０／９０

Ｈ０４Ｊ １４／００−１４／０８

Ｈ０４Ｌ ７／００− ７／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

既知信号検出装置が受信信号における既知信号の位置を検出する既知信号検出方法であって、
前記受信信号をフーリエ変換して第１の算出値を得るステップと、
前記既知信号をフーリエ変換して第２の算出値を得るステップと、
前記第１の算出値に前記第２の算出値の複素共役値を乗算して第３の算出値を得るステップと、
前記第３の算出値を逆フーリエ変換して第４の算出値を得るステップと、
前記第４の算出値の振幅の最大値と前記最大値を得る標本点とを検出するステップと、
前記最大値を得る標本点から前記受信信号における前記既知信号の位置を検出するステップと、
前記最大値を振幅に対応づけ前記標本点を角度に対応づけたベクトルを生成するステップと、
前記受信信号は前記既知信号を同じ位置に挿入した複数のフレームで構成され、前記ベクトルを前記複数のフレームに渡って平均化するステップとを備え、
前記平均化したベクトルの振幅が最大となる角度に対応した標本点から前記受信信号における前記既知信号の位置を検出することを特徴とする既知信号検出方法。

【請求項2】

前記最大値をＡ、前記最大値を得る標本点をｎ_０、離散フーリエ変換のサイズをＮとして、Ａｅｘｐ（ｊ２π（ｎ_０／Ｎ））によって前記ベクトルを生成することを特徴とする請求項１に記載の既知信号検出方法。

【請求項3】

前記ベクトルを平均化する際に、前記複数のフレームに渡って前記ベクトルの累積加算を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の既知信号検出方法。

【請求項4】

前記平均化したベクトルの振幅が最大となるフーリエ変換窓を検出し、前記フーリエ変換窓のフレームにおける位置と、前記平均化したベクトルの振幅が最大となる角度に対応した標本点から前記受信信号における前記既知信号の位置を検出することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の既知信号検出方法。

【請求項5】

前記受信信号のフーリエ変換は、前記受信信号を分割しかつ一部をオーバーラップして行うことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の既知信号検出方法。

【請求項6】

Ｘ偏波信号を１シンボル遅延した信号と前記Ｘ偏波信号との内積と、Ｙ偏波信号を１シンボル遅延した信号と前記Ｙ偏波信号との内積とを加算して前記受信信号を生成するステップを更に備えることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の既知信号検出方法。

【請求項7】

既知信号検出装置が受信信号における既知信号の位置を検出する既知信号検出方法であって、
前記受信信号をフーリエ変換して第１の算出値を得るステップと、
前記既知信号をフーリエ変換して第２の算出値を得るステップと、
前記第１の算出値に前記第２の算出値の複素共役値を乗算して第３の算出値を得るステップと、
前記第３の算出値を逆フーリエ変換して第４の算出値を得るステップと、
前記第４の算出値の振幅の最大値と前記最大値を得る標本点とを検出するステップと、
前記最大値を得る標本点から前記受信信号における前記既知信号の位置を検出するステップと、
Ｘ偏波信号を１シンボル遅延した信号と前記Ｘ偏波信号との内積と、Ｙ偏波信号を１シンボル遅延した信号と前記Ｙ偏波信号との内積とを加算して前記受信信号を生成するステップとを備えることを特徴とする既知信号検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、データ通信におけるフレームのタイミング同期と伝送路特性の補償に使用される既知信号を検出する既知信号検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

コヒーレント光通信では、受信側において、伝送特性の補償とタイミングの正確な同期により大容量化を図っている。各種補償とタイミング同期において、受信信号のフレーム毎に予め挿入された既知信号、例えばフレーム同期信号（長周期・既知パターン信号（ＬＰ信号））が使用される。このＬＰ信号を正確かつ高速に検出できるかどうかが大容量化の性能を左右する。更に、光通信では偏波分散等で伝送特性が劣化する。このような状況においても、正確にＬＰ信号を検出することが重要である。

【0003】

従来技術では、信号が受信された場合、時間軸上で既知信号との相関が取られる（例えば、特許文献１参照）。一般的には、サンプリング毎の相関が取られる。相関方法としては、信号同士の畳み込み演算を行う方法が一般的である。信号パターンが一致すると最大となる。なお、光通信のように、２つの偏波が利用される場合は、それぞれに独立して相関が取られていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６−１９０３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、従来の既知信号の検出方法において、偏波分離と伝送特性の補償が完全に行われていない状態では、誤った検出を行う場合があった。これに対して、２つの偏波及びそれぞれの複素表示のＲｅ部とＩｍ部が互いに干渉してもパターンが認識できる特殊なパターンを利用する方法もあった。しかし、このような特殊なパターンは、同期をとる機能には適するが、その他の機能に適さないなどの自由度の問題があった。

【0006】

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は既知信号として特殊なパターンを用いることなく、偏波分離と伝送特性の補償が完全に行われていない状態でも受信信号における既知信号の位置を確実に検出することができる既知信号検出方法を得るものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る既知信号検出方法は、既知信号検出装置が受信信号における既知信号の位置を検出する既知信号検出方法であって、前記受信信号をフーリエ変換して第１の算出値を得るステップと、前記既知信号をフーリエ変換して第２の算出値を得るステップと、前記第１の算出値に前記第２の算出値の複素共役値を乗算して第３の算出値を得るステップと、前記第３の算出値を逆フーリエ変換して第４の算出値を得るステップと、前記第４の算出値の振幅の最大値と前記最大値を得る標本点とを検出するステップと、前記最大値を得る標本点から前記受信信号における前記既知信号の位置を検出するステップと、前記最大値を振幅に対応づけ前記標本点を角度に対応づけたベクトルを生成するステップと、前記受信信号は前記既知信号を同じ位置に挿入した複数のフレームで構成され、前記ベクトルを前記複数のフレームに渡って平均化するステップとを備え、前記平均化したベクトルの振幅が最大となる角度に対応した標本点から前記受信信号における前記既知信号の位置を検出することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明により、既知信号として特殊なパターンを用いることなく、偏波分離と伝送特性の補償が完全に行われていない状態でも受信信号における既知信号の位置を確実に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施の形態１に係る既知信号検出装置を示す図である。

【図2】本発明の実施の形態１に係る相関検出部を示す図である。

【図3】本発明の実施の形態１に係る相関検出部の動作を説明するための図である。

【図4】本発明の実施の形態１に係る相関検出部の動作を説明するための図である。

【図5】本発明の実施の形態１に係る位置検出部の動作を説明するための図である。

【図6】本発明の実施の形態２に係る相関検出部を示す図である。

【図7】本発明の実施の形態２に係る相関検出部の動作を説明するための図である。

【図8】本発明の実施の形態２に係る位置検出部の動作を説明するための図である。

【図9】本発明の実施の形態３に係る差動検波部を示す図である。

【図10】本発明の実施の形態３に係る既知信号検出装置を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の実施の形態に係る既知信号検出方法について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。

【0011】

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る既知信号検出装置を示す図である。既知信号検出装置は、コヒーレント光通信装置の受信装置に設けられ、受信信号における既知信号の位置を検出する。

【0012】

偏波分離・光電気変換器１は、受信した光信号を偏波分離した後にアナログ電気信号に変換する。サンプリング装置２，３は、それぞれＸ偏波及びＹ偏波のアナログ電気信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する。

【0013】

検波部４は、Ｘ偏波及びＹ偏波のデジタル信号をそれぞれ差動検波した後に加算して検波信号を得る。相関検出部５は、検波信号と既知信号との相関検出を行って相関信号を算出する。位置検出部６は、相関信号に基づいて、受信信号（検波信号）における既知信号の位置を検出する。

【0014】

図２は、本発明の実施の形態１に係る相関検出部を示す図である。図３及び図４は、本発明の実施の形態１に係る相関検出部の動作を説明するための図である。図３に示すように、検波部４から出力された検波信号は、既知信号であるトレーニングシーケンスＬＰ（例えば、２５６シンボル）を同じ位置に挿入した複数のフレーム（数千〜数万シンボル／フレーム）で構成される。

【0015】

１／２オーバーラップＦＦＴ部７は、ＦＦＴのサイズを示すＮ個のサンプリング数毎に検波信号をフーリエ変換（ＦＦＴ）して第１の算出値Ｘ_Ｒ（ｋ）を得る。例えば２５６ポイントのＦＦＴ（Ｎ＝２５６）が使用される。ＦＦＴのサイズには、ＬＰ信号のシンボル数と同じシンボル数が好ましくは適応できるが、それに限定されない。第１番目のＦＦＴでは１番目のシンボルから２５６番目のシンボルに対してＦＦＴが実行され、第２番目のＦＦＴでは１２９番目のシンボルから３８４番目のシンボルに対してＦＦＴが実行され、第３番目のＦＦＴでは２５７番目のシンボルから５１２番目のシンボルに対してＦＦＴが実行される。

【0016】

この時、１／２オーバーラップＦＦＴ部７は、Ｎ（ＦＦＴのサイズ又はポイント数）の半分ずつオーバーラップしながら検波信号のデータに対してフーリエ変換を行う。例えば１フレーム当たり（１２８＋１２８×３００）シンボルの場合、３００回のＦＦＴが行われる。このように検波信号を分割しかつ一部をオーバーラップしてＦＦＴを行うことにより、ＬＰ信号が複数のＦＦＴの窓に跨った場合でも検出感度が下がるのを防ぐことができる。なお、オーバーラップはＮ／２に限定されず、例えばＮ／３又は２Ｎ／３でもよい。

【0017】

第１の算出値Ｘ_Ｒ（ｋ）は以下の式で算出される。ただし、回路構成ではＦＦＴが使用されるが、論理上はディスクリートフーリエ変換（ＤＦＴ）となるため、以下の式ではＤＦＴ（及びＩＤＦＴ（インバースＤＦＴ，逆ＤＦＴ））を使用する。なお、Ｘ_Ｒ（ｋ）は、サンプリング点（標本点）における信号の複素数表現（Ｒｅ＋ｊＩｍ）である。

【数1】

なお、ＬＰ信号に対して、ＬＰＦをかけたパターンとすることで波長分散やＰＭＤ（偏波モード分散）等の伝送路ひずみに対して強化できる。

【0018】

ＦＦＴ部８は、１／２オーバーラップＦＦＴ部７と同じサイズで、既知信号であるＬＰ信号をフーリエ変換して第２の算出値Ｘ_ＬＰ（ｋ）を得る。例えば、ＬＰ信号がＮ＝２５６個のサンプリングで表されるとして、ＬＰ信号２５６シンボルに対して２５６ポイントのＦＦＴが実行される。第２の算出値Ｘ_ＬＰ（ｋ）は以下の式で算出される。

【数2】

【0019】

除算部９は、第１の算出値Ｘ_Ｒ（ｋ）を第２の算出値Ｘ_ＬＰ（ｋ）で除算して第３の算出値Ｘ_Ｒ（ｋ）／Ｘ_ＬＰ（ｋ）を得る。なお、この除算は複素数での除算なので、以下のように乗算の形式で行うと効率的な演算が行える。また、ゼロでの除算を避けるため、第１の算出値Ｘ_Ｒ（ｋ）に第２の算出値Ｘ_ＬＰ（ｋ）の複素共役を乗算する構成でもよい。
１／（Ｒｅ＋ｊＩｍ）＝｛１／（Ｒｅ^２＋Ｉｍ^２）｝（Ｒｅ−ｊＩｍ）
この場合、第１の算出値Ｘ_Ｒ（ｋ）に第２の算出値Ｘ_ＬＰ（ｋ）の複素共役（Ｒｅ−ｊＩｍ）のみを乗算する（係数は任意に設定する）と更に効率的な演算が行える。

【0020】

ＩＦＦＴ部１０は、第３の算出値Ｘ_Ｒ（ｋ）／Ｘ_ＬＰ（ｋ）を逆フーリエ変換して第４の算出値ｙ（ｎ）を得る。この逆フーリエ変換も、検波信号のデータに沿って複数回実施される。
ｙ（ｎ）＝ＩＤＦＴ［Ｘ_Ｒ（ｋ）／Ｘ_ＬＰ（ｋ）］
ＩＤＦＴの結果は、２５６の標本点に対して、それぞれＲｅ部とＩｍ部が出力される。ここで、Ｒｅ^２＋Ｉｍ^２は第４の算出値ｙ（ｎ）の振幅の二乗を表す。

【0021】

最大値検出部１１は、Ｎ＝２５６個の標本点における各振幅の最大値Ａと、その最大値を得る標本点ｎ_０とを検出する。但し、ｎ_０は０〜Ｎ−１である。

【0022】

ここで、検波信号の中にＬＰ信号が含まれていると、図４に示すように、受信した検波信号のＬＰ信号と、既知信号として比較対象としたＬＰ信号とのずれ分のｎの位置に、ＩＦＦＴ部１０の出力ｙ（ｎ）がインパルスとなって現れる。

【0023】

上述した最大値検出は、検波信号の１フレームの中でオーバーラップして実施する複数のＦＦＴ及びＩＦＦＴの出力に対して行われる。ここでは、１フレーム当たり３００の最大値とその標本点の組みが検出される。

【0024】

位置検出部６は、最大値を得る標本点から受信信号のフレームにおける既知信号の位置を検出する。図５は、本発明の実施の形態１に係る位置検出部の動作を説明するための図である。周波数領域での相関は時間域に戻すとインパルスとして検出される。従って、各ＦＦＴの窓にＬＰ信号が存在する場合は、ＩＦＦＴ部１０の出力ｙ（ｎ）にインパルスが発生する。このため、１フレームの中で最大値検出した複数のＦＦＴのうち最大値を取るＦＦＴにＬＰ信号が存在することになる。そのＦＦＴのうち最大値を得る標本点の位置がＬＰ信号の位置となる。ｐ番目のＦＦＴの標本点ｎ_０でインパルスが検出できた場合、フレームにおけるＬＰ信号の位置は（Ｎ／２）×（ｐ−１）＋（ｎ_０＋１）で算出される。但し、ＦＦＴをＮ／２ずつオーバーラップして実施した場合の例であり、他のオーバーラップの場合でも容易に算出式を構成できる。例えば、３番目のＦＦＴのｎ_０＝５０の標本点で最大になった場合、フレームの端から２５６／２×（３−１）＋（５０＋１）＝３０７番目のシンボルの位置がＬＰ信号の位置と検出できる。

【0025】

以上説明したように、本実施の形態ではＦＦＴ及びＩＦＦＴを利用することで、従来のようにシンボル単位で時間域で比較する方法と比べて、受信信号における既知信号の位置を簡易な構成で検出でき、計算の規模を低減できる。そして、既知信号として特殊なパターンを用いることなく、偏波分離と伝送特性の補償が完全に行われていない状態でも受信信号における既知信号の位置を確実に検出することができる。

【0026】

実施の形態２．
図６は、本発明の実施の形態２に係る相関検出部を示す図である。図７は、本発明の実施の形態２に係る相関検出部の動作を説明するための図である。本実施の形態では、最大値検出までの構成は実施の形態１と同じであり、その後段にベクトル化部１２及び平均化部１３が追加されている。

【0027】

最大値検出部１１は、各フレームのそれぞれのＦＦＴにおいて振幅の最大値Ａと、その最大値を得る標本点ｎ_０とを検出する。ベクトル化部１２は、以下に示すように、最大値Ａを振幅に対応づけ標本点ｎ_０を角度に対応づけたベクトルＣ（ｆ，ｍ）を生成する。
Ｃ（ｆ，ｍ）＝Ａｅｘｐ（ｊ２π（ｎ_０／Ｎ））
＝Ａｃｏｓ２π（ｎ_０／Ｎ）＋ｊＡｓｉｎ２π（ｎ_０／Ｎ）
ここで、ｆはｆ番目のＦＦＴ、ｍはｍ番目のフレームであることを示している。Ｎは離散フーリエ変換のサイズに該当する。特に、標本点ｎ_０を角度の指標に変換することで、ベクトルの合成により２次元的に平均化を行うことを容易にしている。

【0028】

各フレームで検出した最大値検出結果のベクトルを極座標上で表現すると図７の下図のようになる。光通信において伝送路特性により検波信号が歪を受けて劣化した場合、既知のＬＰ信号との相関を取ると、雑音の影響を受ける場合がある。図７において各フレームでほぼ同じような方向に最大値を取る信号が見えるが、雑音によっては大きな相関値を出力する場合もある。このような雑音は以下に説明する平均化によって解消できる。

【0029】

平均化部１３は、ベクトルを複数のフレームに渡って平均化する。平均化したベクトルＣ_ＡＶ（ｆ）は下式によって算出される。
Ｃ_ＡＶ（１）＝｛Ｃ（１，１）＋Ｃ（１，２）＋…＋Ｃ（１，ｍ）｝／ｍ
Ｃ_ＡＶ（２）＝｛Ｃ（２，１）＋Ｃ（２，２）＋…＋Ｃ（２，ｍ）｝／ｍ
・
・
・
Ｃ_ＡＶ（ｆ）＝｛Ｃ（ｆ，１）＋Ｃ（ｆ，２）＋…＋Ｃ（ｆ，ｍ）｝／ｍ

【0030】

具体的には次の２つの手法がある。一つめの手法は、最大値検出結果から求めたベクトルを、ＦＦＴ毎に、ｍ個のフレームに渡って累積加算を行う。具体的には、極座標におけるＲｅ部とＩｍ部とでそれぞれ累積加算をすることで求められる。
それぞれのＲｅ部及びＩｍ部は下式によって算出される。
Ｒｅ＝Ａｃｏｓ２π（ｎ_０／Ｎ）
Ｉｍ＝Ａｓｉｎ２π（ｎ_０／Ｎ）

【0031】

累積加算なので、最初のフレームのデータ（Ｒｅ部及びＩｍ部）に次のフレームのデータ（Ｒｅ部及びＩｍ部）を加算していけば、メモリも最小限化することができる。なお、平均化の式の最後に「ｍ」で除する計算は、メモリや回路構成から必要に応じて削除または追加が可能である。一般的に、デジタルデータ処理上は、平均化は累積加算と等価である。

【0032】

二つめの手法は、忘却係数を用いたＩＩＲ（Infinite Impulse Response）を利用する方法である。この方法によりメモリ量を抑えることができる。ＩＩＲフィルタは、フィードバックループを含むが、少ないフィルタ係数の構成で順次的に入力されるデータの平均化行うことができる。即ち、このＩＩＲフィルタでは、過去の値の影響を忘却係数としてフィルタ係数に設定している。忘却係数がゼロに近い程、過去の影響を受けず、逆に１に近い程過去が影響してくる。

【0033】

既知信号がフレーム毎に同じ位置に繰り返し挿入される場合、複数フレームにおいて生成したベクトルの平均化を行う。これにより、ランダム的な信号は低減され、定常的に挿入された既知信号の部分のみが残り、ピークがより鮮明となるため、ＬＰ信号の位置を更に高精度に検出することができる。

【0034】

図８は、本発明の実施の形態２に係る位置検出部の動作を説明するための図である。動作原理は実施の形態１と同じである。位置検出部６は、平均化したベクトルの振幅が最大となる角度に対応した標本点からＬＰ信号の位置を検出する。具体的には、まず、平均化したベクトルＣ_ＡＶ（１）〜Ｃ_ＡＶ（３００）の振幅が最大となるフーリエ変換窓を検出する。ここではｐ番目のＦＦＴで最大値が得られたとする。次に、検出したＦＦＴからｎ_０を抽出する。フーリエ変換窓のフレームにおける位置と、平均化したベクトルの振幅が最大となる角度に対応した標本点から、実施の形態１と同様に、フレームにおけるＬＰ信号の位置は（Ｎ／２）×（ｐ−１）＋（ｎ_０＋１）で検出される。但し、ＦＦＴをＮ／２ずつオーバーラップして実施した場合の例であり、他のオーバーラップの場合でも容易に算出式を構成できる。

【0035】

実施の形態３．
図９は、本発明の実施の形態３に係る差動検波部を示す図である。差動検波部１４は、それぞれＸ偏波信号Ｘ（ｎ）とそれを１シンボル遅延した信号Ｘ（ｎ−１）とで内積を求める。差動検波部１５は、それぞれＹ偏波信号Ｙ（ｎ）とそれを１シンボル遅延した信号Ｙ（ｎ−１）とで内積を求める。その手法を以下で説明する。
差動検波部１４の出力＝Ｘ（ｎ）×Ｘ（ｎ−１）^＊
＝［Ｘｉ（ｎ）＋ｊＸｑ（ｎ）］×［Ｘｉ（ｎ−１）−ｊＸｑ（ｎ−１）］
＝［Ｘｉ（ｎ）Ｘｉ（ｎ−１）＋Ｘｑ（ｎ）Ｘｑ（ｎ−１）］＋ｊ［−Ｘｉ（ｎ）Ｘｑ（ｎ−１）＋Ｘｉ（ｎ−１）Ｘｑ（ｎ）］
差動検波部１５の出力＝Ｙ（ｎ）×Ｙ（ｎ−１）^＊
＝［Ｙｉ（ｎ）＋ｊＹｑ（ｎ）］×［Ｙｉ（ｎ−１）−ｊＹｑ（ｎ−１）］
＝［Ｙｉ（ｎ）Ｙｉ（ｎ−１）＋Ｙｑ（ｎ）Ｙｑ（ｎ−１）］＋ｊ［−Ｙｉ（ｎ）Ｙｑ（ｎ−１）＋Ｙｉ（ｎ−１）Ｙｑ（ｎ）］

【0036】

位相変動や周波数オフセットの影響は、隣接シンボル間では、比較的小さいため、１シンボル遅延の差動検波により位相雑音や周波数オフセットの影響を大きく低減できる。差動検波部１４，１５で各偏波の信号での内積を取り、加算部１６で偏波２成分を加算することより、完全に偏波分離が成されていない状態及び線形歪が存在する状態においても、その影響を相殺でき、信号の抽出が可能となる。

【0037】

図１０は、本発明の実施の形態３に係る既知信号検出装置を示す図である。Ｘｉ［０］〜Ｘｉ［５１１］はＸ偏波の受信信号のＲｅ部をサンプリングしたデータから５１２サンプル切り出したデータである。Ｘｑ［０］〜Ｘｑ［５１１］はＸ偏波の受信信号のＩｍ部をサンプリングしたデータから５１２サンプル切り出したデータである。Ｙｉ［０］〜Ｙｉ［５１１］はＹ偏波の受信信号のＲｅ部をサンプリングしたデータから５１２サンプル切り出したデータである。Ｙｑ［０］〜Ｙｑ［５１１］はＸ偏波の受信信号のＩｍ部をサンプリングしたデータから５１２サンプル切り出したデータである。なお、本例では、１シンボル当たり２サンプルのため、シンボルは１つ置きに示される。差動検波の場合は、サンプル５１１とサンプル５０９が使用される。この図には記載していないが、サンプル１には隣のサンプル５１１が使用される。

【0038】

例えば、サンプル５１１の差動検波は以下の式で示される。
Ｘ偏波差動検波出力＝［Ｘｉ（５１１）＋ｊＸｑ（５１１）］×［Ｘｉ（５０９）−ｊＸｑ（５０９）］
Ｙ偏波差動検波出力＝［Ｙｉ（５１１）＋ｊＹｑ（５１１）］×［Ｙｉ（５０９）−ｊＹｑ（５０９）］
検波信号＝Ｘ偏波差動検波出力＋Ｙ偏波差動検波出力
＝Ｚｉ（５１１）＋ｊＺｑ（５１１）＝Ｚ（５１１）
この場合、受信信号系列に対して、Ｘｉ[０]〜Ｘｉ[５１１]、Ｘｑ[０]〜Ｘｑ[５１１]、Ｙｉ[０]〜Ｙｉ[５１１]、Ｙｑ[０]〜Ｙｑ[５１１]に対して、ＬＰＦを適用することで、波長分散やＰＭＤなどの伝送路歪みに対して強化できる。その際、ＬＰＦにてダウンサンプルも同時に実施することも可能である。ＬＰＦの簡易化ケースとして、隣接２サンプルを加算して、１sample/symbolへ変換した上で、図１の検波部４や図１０の共役複素乗算１４、１５への入力とする。

【0039】

上述のようにして、検波信号Ｚ（１）〜Ｚ（５１１）（但し、１、３、・・・５０９、５１１）が求まる。これらは、１／２オーバーラップＦＦＴ部７である２５６ｐｔＦＦＴに入力され、ＤＦＴが行われる。一方、既知のＬＰ信号に対しても同様に、ＦＦＴ部８である２５６ｐｔＦＦＴによりＤＦＴが行われる。それらの計算結果は、除算部９において除算され、除算結果は、ＦＦＴ部８である２５６ｐｔＩＦＦＴに入力されＩＤＦＴが行われる。最大値検出部１１は、ＩＤＦＴが行われた２５６個のデータについて、振幅の最大値Ａと、その最大値を得る標本点ｎ_０とを検出する。１２８シンボル（２５６サンプル）ずらして同様の処理を行う。例えば、１フレームにおいて３００回のＦＦＴを実行した場合は、それぞれにおいて振幅の最大値Ａと、その最大値を得る標本点ｎ_０とを検出する。更に、複数フレームでこれを実行した場合は、ベクトル化部１２及び平均化部１３で実施の形態２と同様の動作が行われる。最後に、位置検出部６がＬＰ信号の位置を検出する。

【0040】

なお、実施の形態１〜３の既知信号検出方法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て、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又はプログラマブルロジックデバイスに読み込ませ、実行することにより既知信号検出を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。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、ＣＤ−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。更に「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が送信された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（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。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よい。更に、前述した機能をコンピュータシステムに既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、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

【符号の説明】

【0041】

１ 偏波分離・光電気変換器、２，３ サンプリング装置、４ 検波部、５ 相関検出部、６ 位置検出部、７ １／２オーバーラップＦＦＴ部、８ ＦＦＴ部、９ 除算部、１０ ＩＦＦＴ部、１１ 最大値検出部、１２ ベクトル化部、１３ 平均化部、１４，１５ 差動検波部、１６ 加算部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】