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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024025582
(43)【公開日】2024-02-26
(54)【発明の名称】位相補償装置、光受信器および位相補償方法
(51)【国際特許分類】
H04B 10/61 20130101AFI20240216BHJP
H04B 10/077 20130101ALI20240216BHJP
H04L 27/22 20060101ALI20240216BHJP
【ＦＩ】
H04B10/61
H04B10/077 190
H04L27/22 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022129126
(22)【出願日】2022-08-12
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和２～３年度、総務省、「新たな社会インフラを担う革新的光ネットワーク技術の研究開発（課題Ｉ）」研究開発委託契約に基づく開発項目「５Ｔｂｐｓ級高速大容量・低消費電力光伝送技術」委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
(71)【出願人】
【識別番号】000005223
【氏名又は名称】富士通株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100104190
【弁理士】
【氏名又は名称】酒井 昭徳
(72)【発明者】
【氏名】野村 義孝
(72)【発明者】
【氏名】中島 久雄
(72)【発明者】
【氏名】小泉 伸和
【テーマコード（参考）】
5K102
【Ｆターム（参考）】
5K102AA01
5K102AA52
5K102AD15
5K102AH14
5K102AH27
5K102KA20
5K102KA39
5K102LA04
5K102LA22
5K102LA32
5K102LA52
5K102PH02
(57)【要約】
【課題】受信信号の位相反転を簡単かつ正しく検出し、位相反転補償できること。
【解決手段】位相補償装置１００は、位相変調された光信号を光電変換した受信信号の位相を補償する。位相補償装置１００は、受信信号に含まれる既知信号に基づき、受信信号の位相反転の有無を検出する位相反転検出部１０５と、位相反転検出部１０５が検出した位相反転の有無に基づき、受信信号の位相を位相補償する位相補償部１０２と、位相反転検出部１０５が検出した位相反転の有無に基づき、位相補償後の受信信号の位相反転を補償する位相反転補償部１０３と、を備える。既知信号は、位相反転検出用の信号ＴＳ２を含む。位相反転検出部１０５は、位相反転検出用の信号ＴＳ２が示す光送信器での変調による基準となる２シンボル間の位相差分と、受信信号の２シンボル間の位相差分との差分に基づき、受信信号の位相反転の有無を検出する。
【選択図】図１
【解決手段】位相補償装置１００は、位相変調された光信号を光電変換した受信信号の位相を補償する。位相補償装置１００は、受信信号に含まれる既知信号に基づき、受信信号の位相反転の有無を検出する位相反転検出部１０５と、位相反転検出部１０５が検出した位相反転の有無に基づき、受信信号の位相を位相補償する位相補償部１０２と、位相反転検出部１０５が検出した位相反転の有無に基づき、位相補償後の受信信号の位相反転を補償する位相反転補償部１０３と、を備える。既知信号は、位相反転検出用の信号ＴＳ２を含む。位相反転検出部１０５は、位相反転検出用の信号ＴＳ２が示す光送信器での変調による基準となる２シンボル間の位相差分と、受信信号の２シンボル間の位相差分との差分に基づき、受信信号の位相反転の有無を検出する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
位相変調された光信号を光電変換した受信信号の位相を補償する位相補償装置において、
前記受信信号に含まれる既知信号に基づき、前記受信信号の位相反転の有無を検出する位相反転検出部と、
前記位相反転検出部が検出した位相反転の有無に基づき、前記受信信号の位相を位相補償する位相補償部と、
前記位相反転検出部が検出した位相反転の有無に基づき、前記位相補償後の前記受信信号の位相反転を補償する位相反転補償部と、
を備えたことを特徴とする位相補償装置。
前記受信信号に含まれる既知信号に基づき、前記受信信号の位相反転の有無を検出する位相反転検出部と、
前記位相反転検出部が検出した位相反転の有無に基づき、前記受信信号の位相を位相補償する位相補償部と、
前記位相反転検出部が検出した位相反転の有無に基づき、前記位相補償後の前記受信信号の位相反転を補償する位相反転補償部と、
を備えたことを特徴とする位相補償装置。
【請求項2】
前記既知信号は、位相反転検出用の信号を含み、
前記位相反転検出部は、
前記位相反転検出用の信号が示す光送信器での変調による基準となる２シンボル間の位相差分と、前記受信信号の２シンボル間の位相差分との差分に基づき、前記受信信号の位相反転の有無を検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の位相補償装置。
前記位相反転検出部は、
前記位相反転検出用の信号が示す光送信器での変調による基準となる２シンボル間の位相差分と、前記受信信号の２シンボル間の位相差分との差分に基づき、前記受信信号の位相反転の有無を検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の位相補償装置。
【請求項3】
前記位相反転検出部は、
ＩＱ軸上において、位相反転がない場合およびＩＱ軸のいずれも位相反転が生じた第１の検出状態と、Ｉ軸のみあるいはＱ軸のみ位相反転が生じた第２の検出状態と、の２通りを検出し、
前記第１の検出状態は位相反転なしと判断し、前記第２の検出状態は位相反転ありと判断し、判断結果を前記位相補償部に出力する、
ことを特徴とする請求項２に記載の位相補償装置。
ＩＱ軸上において、位相反転がない場合およびＩＱ軸のいずれも位相反転が生じた第１の検出状態と、Ｉ軸のみあるいはＱ軸のみ位相反転が生じた第２の検出状態と、の２通りを検出し、
前記第１の検出状態は位相反転なしと判断し、前記第２の検出状態は位相反転ありと判断し、判断結果を前記位相補償部に出力する、
ことを特徴とする請求項２に記載の位相補償装置。
【請求項4】
前記既知信号として、時間毎に位相反転がない状態、および時間毎に位相反転がある状態でのＩＱ軸上の各象限のシンボル点間の位相差分の情報の組み合わせパターンを保持する記憶部を有し、
前記位相反転検出部は、
前記組み合わせパターンのなかから、受信信号の時間毎の特定の２シンボルの組み合わせに対応するシンボル点間の位相差分を参照し、ＩＱ軸上の位相反転がない領域、あるいはＩＱ軸上の位相反転がある領域、のいずれであるかに基づき、位相反転の有無を検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の位相補償装置。
前記位相反転検出部は、
前記組み合わせパターンのなかから、受信信号の時間毎の特定の２シンボルの組み合わせに対応するシンボル点間の位相差分を参照し、ＩＱ軸上の位相反転がない領域、あるいはＩＱ軸上の位相反転がある領域、のいずれであるかに基づき、位相反転の有無を検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の位相補償装置。
【請求項5】
前記位相補償部は、
送受信間のレーザ周波数差による光周波数オフセットを補償する光周波数オフセット補償部と、
送受信間の位相差を補償する位相雑音補償部と、を含み、
前記光周波数オフセット補償部および前記位相雑音補償部は、それぞれ、前記位相反転検出部による位相反転の有無に基づく補償を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の位相補償装置。
送受信間のレーザ周波数差による光周波数オフセットを補償する光周波数オフセット補償部と、
送受信間の位相差を補償する位相雑音補償部と、を含み、
前記光周波数オフセット補償部および前記位相雑音補償部は、それぞれ、前記位相反転検出部による位相反転の有無に基づく補償を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の位相補償装置。
【請求項6】
前記位相補償部は、位相反転補償部を含み、
前記位相反転補償部は、
前記位相反転検出部による位相反転検出の結果が位相反転なしと判定した場合には、位相補償した信号をそのまま出力し、
前記位相反転検出部による位相反転検出の結果が位相反転ありと判定した場合には、Ｉ軸の位相反転を基準とした位相量に基づき位相反転を補償する、
ことを特徴とする請求項１に記載の位相補償装置。
前記位相反転補償部は、
前記位相反転検出部による位相反転検出の結果が位相反転なしと判定した場合には、位相補償した信号をそのまま出力し、
前記位相反転検出部による位相反転検出の結果が位相反転ありと判定した場合には、Ｉ軸の位相反転を基準とした位相量に基づき位相反転を補償する、
ことを特徴とする請求項１に記載の位相補償装置。
【請求項7】
前記位相補償部は、位相反転補償部を含み、
前記位相反転補償部は、
前記位相反転検出部による位相反転検出の結果が位相反転なしと判定した場合には、位相補償した信号をそのまま出力し、
前記位相反転検出部による位相反転検出の結果が位相反転ありと判定した場合には、Ｑ軸の位相反転を基準とした位相量に基づき位相反転を補償する、
ことを特徴とする請求項１に記載の位相補償装置。
前記位相反転補償部は、
前記位相反転検出部による位相反転検出の結果が位相反転なしと判定した場合には、位相補償した信号をそのまま出力し、
前記位相反転検出部による位相反転検出の結果が位相反転ありと判定した場合には、Ｑ軸の位相反転を基準とした位相量に基づき位相反転を補償する、
ことを特徴とする請求項１に記載の位相補償装置。
【請求項8】
前記位相反転検出部による位相反転検出の結果が位相反転なしと判定した場合、位相反転なし、あるいはＩ軸およびＱ軸の位相反転であり、
前記位相反転検出部による位相反転検出の結果が位相反転ありと判定した場合、Ｉ軸のみの位相反転、あるいはＱ軸のみの位相反転である、
ことを特徴とする請求項６または７に記載の位相補償装置。
前記位相反転検出部による位相反転検出の結果が位相反転ありと判定した場合、Ｉ軸のみの位相反転、あるいはＱ軸のみの位相反転である、
ことを特徴とする請求項６または７に記載の位相補償装置。
【請求項9】
位相変調された光信号を光電変換した受信信号を復調する光受信器において、
受信した光信号を偏波分離する９０度光ハイブリッドと、
偏波分離後の光信号を光電変換する光電変換部と、
光電変換後の受信信号を復調する復調部と、を含み、
前記復調部は、
前記受信信号に対する適応等化処理を行う適応等化処理部と、
前記適応等化処理後の前記受信信号に含まれる既知信号に基づき、前記受信信号の位相反転の有無を検出する位相反転検出部と、
前記位相反転検出部が検出した位相反転の有無に基づき、前記受信信号の位相を位相補償する位相補償部と、
前記位相反転検出部が検出した位相反転の有無に基づき、前記位相補償後の前記受信信号の位相反転を補償する位相反転補償部と、
を備えたことを特徴とする光受信器。
受信した光信号を偏波分離する９０度光ハイブリッドと、
偏波分離後の光信号を光電変換する光電変換部と、
光電変換後の受信信号を復調する復調部と、を含み、
前記復調部は、
前記受信信号に対する適応等化処理を行う適応等化処理部と、
前記適応等化処理後の前記受信信号に含まれる既知信号に基づき、前記受信信号の位相反転の有無を検出する位相反転検出部と、
前記位相反転検出部が検出した位相反転の有無に基づき、前記受信信号の位相を位相補償する位相補償部と、
前記位相反転検出部が検出した位相反転の有無に基づき、前記位相補償後の前記受信信号の位相反転を補償する位相反転補償部と、
を備えたことを特徴とする光受信器。
【請求項10】
位相変調された光信号を光電変換した受信信号の位相を補償する位相補償方法において、
前記受信信号に含まれる既知信号に基づき、前記受信信号の位相反転の有無を検出し、
検出した位相反転の有無に基づき、前記受信信号の位相を位相補償し、
前記位相反転検出部が検出した位相反転の有無に基づき、前記位相補償後の前記受信信号の位相反転を補償する、
ことを特徴とする位相補償方法。
前記受信信号に含まれる既知信号に基づき、前記受信信号の位相反転の有無を検出し、
検出した位相反転の有無に基づき、前記受信信号の位相を位相補償し、
前記位相反転検出部が検出した位相反転の有無に基づき、前記位相補償後の前記受信信号の位相反転を補償する、
ことを特徴とする位相補償方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、位相補償装置、光受信器および位相補償方法に関する。
【背景技術】
【0002】
光伝送システムの光送信器は、アナログの電気信号を光信号に変換する変調器を含む。変調器は、変換時に符号反転や信号の歪などが発生する可能性がある。変調器が有するオートバイアス（ＡＢＣ）制御装置は、Ｎｕｌｌ点にバイアス電圧を制御する動作を行うことで、信号の歪を最小にするように調整するが、位相信号は調整されることなく、送信出力される。
【0003】
変調器は、例えば、ＩＱ変調のＩ軸とＱ軸とで異なるＮｕｌｌ点の設定により、同相の入力信号に対し、Ｉ軸とＱ軸とで位相が反転した光信号を出力する。変調器で発生したＩＱ位相反転した光信号は、光送信器から伝送路を介し光受信器まで伝達される。光受信器内部においても、光信号は、９０度ハイブリッドやＴＩＡ（ＴｒａｎｓＩｍｐｅｄａｎｃｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）等で修正されることなく、受信信号を処理する受信ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）まで伝達される。このため、受信ＤＳＰでは、光信号を正しく復調するために、ＩＱ位相反転を検出および補償する信号処理を行う必要がある。光受信器では、光信号の位相ゆらぎを検出し、位相補償することで、送信側と同じＩＱコンスタレーションを復元する。
【0004】
先行技術として、例えば、復調後の信号に対し硬判定処理を行った後の信号を差動処理した信号と、送信信号に差動処理した信号の信号パターンを比較し、ＩＱ位相反転の有無を判定する、Ｎ乗法による位相補償の技術がある（例えば、下記特許文献１参照。）。また、送信側で挿入した複数のパイロットシンボルと予め定めた参照シンボルとに基づき、位相変動の誤差信号を算出し、フィルタ処理によりパイロットシンボル間の位相変動を推定し、位相補償する技術がある（例えば、下記特許文献２参照。）。また、光送信器において、マッハツェンダ変調器の位相反転状態を検出することで、変調後の光の位相と情報との対応関係を確定する光送信器の技術がある（例えば、下記特許文献３参照。）。また、ＩＱチャンネルの入力信号のシンボル列と既知のシンボル列との相関値に基づき、入力信号のチャンネルを入れ替えて復調する復調装置の技術がある（例えば、下記特許文献４参照。）。また、送信側から同期信号と、予め定められた所定位置に配された複数の既知符号とを含む信号を送信し、受信側で同期信号に挟まれた既知信号のチェックによりサイクルスリップを検出し、位相補正する技術がある（例えば、下記特許文献５参照。）。また、受信側において、デジタル信号のスペクトラム重心を算出し、スペクトラム重心に基づいて推定した周波数オフセットを小さく調整することで周波数オフセットを補償する技術がある（例えば、下記特許文献６参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１７－０４１６６６号公報
【特許文献2】国際公開第２０１４／１２６１３２号
【特許文献3】国際公開第２０１３／０８４３６６号
【特許文献4】特開２００８－２７８１７３号公報
【特許文献5】特開２０１４－０１４１１１号公報
【特許文献6】特開２０１１－２２８８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
従来技術において、特許文献１のように、Ｎ乗法により位相ゆらぎを検出する場合、受信信号電界を４乗する処理が必要となり、演算量および回路規模が大きくなり、消費電力が増大してしまう。また、従来の既知シンボルを用いた位相補償では、ＩＱの位相反転があると、送信された既知シンボル系統とは異なるシンボル系統として受信されるため、位相雑音量を誤って認識し、位相補償できない。
【0007】
これに対応するため、位相ゆらぎを補償する補償部の前段で位相反転を検出することが考えられるが、この場合、位相ゆらぎを含む信号から位相反転を検出する必要が生じる。例えば、特許文献１では、位相反転の検出は、適応等化および位相補償の後段、および誤り訂正の直前で行っている。この特許文献１では、復調後の信号に対して硬判定を用いるため、位相ゆらぎがある状態では硬判定結果に多くの判定誤りが含まれることとなり、正しく位相反転を検出することはできない。
【0008】
一つの側面では、本発明は、受信信号の位相反転を簡単かつ正しく検出し、位相反転補償できることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の一側面によれば、位相変調された光信号を光電変換した受信信号の位相を補償する位相補償装置において、前記受信信号に含まれる既知信号に基づき、前記受信信号の位相反転の有無を検出する位相反転検出部と、前記位相反転検出部が検出した位相反転の有無に基づき、前記受信信号の位相を位相補償する位相補償部と、前記位相反転検出部が検出した位相反転の有無に基づき、前記位相補償後の前記受信信号の位相反転を補償する位相反転補償部と、を備えたことを要件とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明の一態様によれば、受信信号の位相反転を簡単かつ正しく検出し、位相反転補償できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下に図面を参照して、開示の位相補償装置、光受信器および位相補償方法の実施の形態を詳細に説明する。位相補償装置は、光受信器に設けられる。実施の形態の位相補償装置は、光送信器から伝送路を介して送信された光信号（送信信号）を受信処理する際、送信信号のＩＱコンスタレーション上の信号点（シンボル点）位相反転の有無を位相補償する前段で検出する。また、位相補償装置は、送信信号に含まれる既知信号を用いて受信信号の位相補償を行い、受信信号を復調する。
【0013】
（実施の形態の位相補償装置の概要）
図１は、実施の形態にかかる位相補償装置の実施例の構成図である。はじめに、実施の形態にかかる位相補償装置の概要について説明する。図１に示す位相補償装置１００は、例えば、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等により機能実現できる。位相補償装置１００は、入力されるＩＱの受信信号に対し、適応等化処理部１０１、位相補償部１０２、位相反転補償部１０３、誤り訂正部１０４の順に接続されている。
図１は、実施の形態にかかる位相補償装置の実施例の構成図である。はじめに、実施の形態にかかる位相補償装置の概要について説明する。図１に示す位相補償装置１００は、例えば、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等により機能実現できる。位相補償装置１００は、入力されるＩＱの受信信号に対し、適応等化処理部１０１、位相補償部１０２、位相反転補償部１０３、誤り訂正部１０４の順に接続されている。
【0014】
適応等化処理部１０１には、光受信器のＴＩＡ等から振幅と位相成分を含むアナログ信号をＡ／Ｄ変換後のデジタルの受信信号が入力され、適応等化処理を行う。位相補償部１０２は、既知信号を用いて受信信号に対する位相補償を行う。位相反転補償部１０３は、受信信号に対する位相反転の処理を行う。誤り訂正部１０４は、受信信号の誤り訂正を行う。
【0015】
実施の形態の位相補償装置１００では、適応等化処理部１０１の出力分岐により、受信信号の位相反転を検出する位相反転検出部１０５を含む。位相反転検出部１０５による位相反転の検出結果は、位相反転補償部１０３と、位相反転付加部１０６に出力される。図１に示すように、実施の形態の位相補償装置１００は、位相反転検出部１０５を位相補償部１０２の前段に配置している。
【0016】
また、実施の形態の位相補償装置１００は、既知信号を用いて位相補償を行う。後述するが、例えば、既知信号は、光送信器が一定間隔、例えばＫシンボル間隔ごとに送信データに挿入するパイロット信号ＰＳを含む。
【0017】
図１に示す位相反転付加部１０６は、位相反転検出部１０５で検出した位相反転の状態を判断し、位相反転の状態別の位相反転の結果を位相補償部１０２に出力する。この位相反転付加部１０６は、後述する図２で説明する４通りの位相反転状態について、２通りの位相反転の結果を位相補償部１０２に出力する。例えば、位相反転付加部１０６は、位相反転がＩ軸のみ、あるいはＱ軸のみの場合にはＩ軸反転のみが発生したとして、位相反転がある旨を位相補償部１０２に出力する。
【0018】
図１の下半部には、位相補償部１０２の内部構成例を示す。実施の形態の位相補償装置１００は、既知信号を位相反転検出の基準として用いた位相補償を行う。位相補償部１０２は、前段に光周波数オフセット補償部１１０が配置され、後段に位相雑音補償部１２０が配置される。
【0019】
位相反転検出部１０５を位相補償部１０２の前段に配置する構成とすることで、実施の形態の位相補償部１０２の内部構成を一般的な構成とすることができる。位相反転検出部１０５を位相補償部１０２の前段に配置することで、位相補償部１０２は、従来のＮ乗法、例えば４乗法の演算部を不要とし、より簡素な演算の乗算部を用いることができるため、演算量を削減し、消費電力を低減する。
【0020】
光周波数オフセット補償部１１０は、共役部（第１共役部）１１１、乗算部（第１乗算部）１１２、共役部（第２共役部）１１３、遅延部１１４、乗算部（第２乗算部）１１５を含む。また、光周波数オフセット補償部１１０は、平均化／補償量算出部（第１平均化／補償量算出部）１１６、乗算部（第３乗算部）１１７を含む。
【0021】
共役部１１１は、位相反転付加部１０６の出力の共役演算を行う。乗算部１１２は、受信信号の分岐出力と、共役部１１１が出力する既知信号とを乗算する。共役部１１３は、乗算部１１２の出力の共役演算を行う。遅延部１１４は、共役部１１３の出力を所定量（例えば、１シンボル分）遅延させる。乗算部１１５は、乗算部１１２の出力と遅延部１１４の出力とを乗算する。平均化／補償量算出部１１６は、乗算部１１５の出力に対する平均化の処理を行い、必要な位相の補償量を算出する。乗算部１１７は、受信信号に補償量を乗算した出力を後段の位相雑音補償部１２０に出力する。
【0022】
位相雑音補償部１２０は、共役部１２１、乗算部（第４乗算部）１２２、平均化／補償量算出部（第２平均化／補償量算出部）１２３、乗算部（第５乗算部）１２４を含む。
【0023】
共役部１２１は、位相反転付加部１０６の出力の共役演算を行う。乗算部１２２は、光周波数オフセット補償部１１０の出力と、共役部１２１が出力する既知信号とを乗算する。平均化／補償量算出部１２３は、乗算部１２２の出力に対する平均化の処理を行い、必要な位相の補償量を算出する。乗算部１２４は、受信信号に補償量を乗算する。
【0024】
実施の形態では、受信信号から求めた２シンボル分の位相差分と、光送信器側での送信信号の変調による位相差分（２シンボルのＰＳ間の期待される位相差分）と、の差分（Δαｔ）を利用してＩＱの位相反転を検出する。
【0025】
（位相補償部による位相反転補償の概要）
位相補償部１０２は、受信信号の全データの位相が等しく一定量（π）ずれた状態でも正しく動作する。そのため、位相補償部１０２における受信信号に対する位相反転の処理は、以下の２通りに整理することできる。上述したように、受信信号の位相反転は、光送信器の変調器で生じ、光受信器まで伝達される。
位相補償部１０２は、受信信号の全データの位相が等しく一定量（π）ずれた状態でも正しく動作する。そのため、位相補償部１０２における受信信号に対する位相反転の処理は、以下の２通りに整理することできる。上述したように、受信信号の位相反転は、光送信器の変調器で生じ、光受信器まで伝達される。
【0026】
図２は、送信信号に対する受信信号の複数の位相反転状態を示す図表である。
Ａ．受信信号について、（１）位相反転がない場合と、（４）Ｉ軸およびＱ軸の両方の位相反転が発生した場合とでは、位相がπずれた関係のため、位相補償部１０２は、位相反転がない場合として処理しても正しく動作する。
Ａ．受信信号について、（１）位相反転がない場合と、（４）Ｉ軸およびＱ軸の両方の位相反転が発生した場合とでは、位相がπずれた関係のため、位相補償部１０２は、位相反転がない場合として処理しても正しく動作する。
【0027】
Ｂ．受信信号について、（２）位相反転がＩ軸反転のみ発生した場合と、（３）位相反転がＱ軸反転のみ発生した場合は、位相がπずれた関係のため、位相補償部１０２は、位相反転がＩ軸反転のみ発生した場合として処理しても正しく動作する。ここで、変調器による位相反転が、Ｉ軸反転（Ｑ軸反転）のみが発生した場合は、１．位相反転がない場合と比較して、全データで等しく一定量ずれた関係でないため、正しく動作しない。
【0028】
このため、位相反転検出部１０５は、Ａ．の第１の状態（（１）位相反転がない、（４）Ｉ軸およびＱ軸の両方の位相反転が発生した）か、Ｂ．の第２の状態（（２）受信信号に位相反転がＩ軸反転のみが発生、（３）位相反転がＱ軸反転のみ発生）かを判定する。
【0029】
位相反転検出部１０５は、Ａ．の第１の状態を位相反転なし、Ｂ．の第２の状態を位相反転ありと判断する。位相反転付加部１０６では、Ｂ．の状態の場合、位相反転がＩ軸反転のみ、Ｑ軸反転のみに関係なく、Ｉ軸反転のみが発生したとして、入力信号に位相反転を付加して出力する。位相反転補償部１０３では、位相反転がＩ軸反転のみ、Ｑ軸反転のみに関係なく、Ｉ軸反転のみが発生したとして位相反転補償を行う。
【0030】
上記位相反転の各状態（１）～（４）における位相補償部１０２の位相補償の動作例の詳細は後述する。
【0031】
（光送受信システムの構成例）
図３は、実施の形態にかかる光送受信システムの構成例を示す図である。図３（ａ）に示す光送受信システムは、コヒーレント光を伝送する光送信器３０１と、伝送路３０２と、光受信器３０３とを含む。
図３は、実施の形態にかかる光送受信システムの構成例を示す図である。図３（ａ）に示す光送受信システムは、コヒーレント光を伝送する光送信器３０１と、伝送路３０２と、光受信器３０３とを含む。
【0032】
光送信器３０１は、送信ＤＳＰ３１１、ドライバ３１２、変調器３１３等を含む。光送信器３０１は、送信ＤＳＰ３１１に入力された送信用のデータを、例えば、ＱＰＳＫのＩＱの送信データに変換処理し、ドライバ３１２を介して変調器３１３に出力する。変調器３１３は、送信データを光信号に変換し、光ファイバ等の伝送路３０２に光出力する。ＱＰＳＫは、Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇの略である。
【0033】
光受信器３０３は、９０度光ハイブリッド３２１、ＰＤ／ＴＩＡ等の光電変換部３２２、受信ＤＳＰ３２３等を含む。光受信器３０３は、９０度光ハイブリッド３２１により偏波分離してＩＱ別の受信信号の電界を抽出し、光電変換部３２２により受信信号を光電変換して振幅と位相成分を抽出する。受信ＤＳＰ３２３は、図１で説明した位相補償装置１００の各機能を有し、受信信号を波形整形および位相補償して外部出力する。
【0034】
９０度光ハイブリッド３２１は、光受信器３０３内部の局発光源（ローカル光源）に基づき、受信信号を抽出する。光周波数オフセット補償部１１０は、光送信器３０１が送信した光信号の周波数ｆと、光受信器３０３で受信した光信号の周波数ｆ’との差分（周波数オフセット）を補償する。位相雑音補償部１２０は、送受信間の光信号の位相差をキャンセルして光信号の搬送波を再生出力する。受信ＤＳＰ３２３内のこれら光周波数オフセット補償部１１０と位相雑音補償部１２０により、受信した光信号の位相差を補償する位相補償部１０２の機能を実現する。
【0035】
図３（ｂ）には、位相ゆらぎを示す。例えば、４相のＱＰＳＫの光送信器３０１は、一定なシンボル周期でシンボルを光信号として伝送し、ＩＱ軸の第１象限から第４象限に信号点が配置される（コンスタレーション）。しかし、光受信器３０３側での受信信号の適応等化処理部１０１の出力には、光送信器３０１と光受信器３０３とのレーザ周波数の差や、位相雑音等により、搬送波位相ゆらぎθｅが生じる。位相補償部１０２は、この搬送波位相ゆらぎθｅを検出し、補償することで、光送信器３０１が送信した光信号と同じコンスタレーションを復元する。
【0036】
（光変調器の構成例）
図４は、光送信器の変調器の説明図である。図４（ａ）には変調器の構成例を示す。変調器３１３は、例えば、マッハツェンダ型の変調器であり、レーザ光源４０１からの光源がＩ軸の変調部４０２と、Ｑ軸の変調部４０３に入力される。これらＩ軸の変調部４０２と、Ｑ軸の変調部４０３には、それぞれ送信する電気信号としてＩ軸とＱ軸の入力信号が入力される。Ｉ軸とＱ軸の変調部４０２，４０３は、それぞれドライバ３１２からバイアス値が入力され、入力信号を変調した光信号を生成して出力する。位相変調部４０４は、入力される位相変調用のバイアス値により、一方のＱ軸の位相を変調しＩ軸の位相に整合させる。
図４は、光送信器の変調器の説明図である。図４（ａ）には変調器の構成例を示す。変調器３１３は、例えば、マッハツェンダ型の変調器であり、レーザ光源４０１からの光源がＩ軸の変調部４０２と、Ｑ軸の変調部４０３に入力される。これらＩ軸の変調部４０２と、Ｑ軸の変調部４０３には、それぞれ送信する電気信号としてＩ軸とＱ軸の入力信号が入力される。Ｉ軸とＱ軸の変調部４０２，４０３は、それぞれドライバ３１２からバイアス値が入力され、入力信号を変調した光信号を生成して出力する。位相変調部４０４は、入力される位相変調用のバイアス値により、一方のＱ軸の位相を変調しＩ軸の位相に整合させる。
【0037】
図４（ｂ）は、Ｉ軸の変調部４０２およびＱ軸の変調部４０３による光信号の出力状態を示す。図表の横軸はバイアス電圧、縦軸は光信号の振幅を示す。変調器３１３は、ＡＢＣ制御により、Ｎｕｌｌ点でロックするバイアス制御により、信号の歪が最小になるように調整する。ここで、変調器３１３のＩ軸とＱ軸には、位相が同相の入力信号が入力される。また、Ｉ軸のＮｕｌｌ点は図中Ａ点であり、Ｑ軸のＮｕｌｌ点は図中Ｂであるとする。
【0038】
この場合、同じ入力信号を入れた場合でも、Ｉ軸のＡ点でロックした場合と、Ｑ軸のＢ点でロックした場合とでは、ＩＱそれぞれが出力する光信号の位相が反転することになる。
【0039】
（従来のＮ乗法による位相補償例）
図５は、従来のＮ乗法による位相補償装置の説明図である。Ｎ乗法（４乗法）による位相補償について説明しておく。図５（ａ）には、従来の位相補償装置５００の構成を示す。位相補償装置５００は、入力されるＩＱの受信信号に対し、適応等化処理部５０１、位相補償部５０２、位相反転補償部５０３、誤り訂正部５０４の順に接続されている。
図５は、従来のＮ乗法による位相補償装置の説明図である。Ｎ乗法（４乗法）による位相補償について説明しておく。図５（ａ）には、従来の位相補償装置５００の構成を示す。位相補償装置５００は、入力されるＩＱの受信信号に対し、適応等化処理部５０１、位相補償部５０２、位相反転補償部５０３、誤り訂正部５０４の順に接続されている。
【0040】
この位相補償装置５００では、位相補償部５０２の出力分岐により位相反転を検出する位相反転検出部５０５が接続されている。位相反転補償部５０３は、位相反転検出部５０５の検出出力に基づき、位相補償を行う。このように、従来の位相補償装置５００は、位相反転検出部５０５は、位相補償部５０２の後段に配置されている。
【0041】
従来の位相補償装置５００は、位相反転検出前の段階で位相補償部５０２により、位相変調されたデータを用いてブラインド方式による位相補償を行う。従来の位相補償装置５００は、前段に光周波数オフセット補償部５１０が配置され、後段に位相雑音補償部５２０が配置される。
【0042】
光周波数オフセット補償部５１０は、４乗算部５１１、共役部（第１共役部）５１２、遅延部５１３、差分部５１４、平均化／補償量算出部（第１平均化／補償量算出部）５１５、乗算部（第１乗算部）５１６を含む。
【0043】
位相雑音補償部５２０は、４乗算部５２１、平均化／補償量算出部（第２平均化／補償量算出部）５２２、乗算部（第２乗算部）５２３を含む。
【0044】
図５（ｂ）は、位相ゆらぎがないときのＩＱコンスタレーション、図５（ｃ）は、位相ゆらぎがあるときのＩＱコンスタレーションを示す。従来の位相補償装置５００では、ＱＰＳＫの例において、４乗法の演算処理により、受信位相を一つの特定の位相に変換（ロック）するため、受信信号の位相反転の影響を受けずに位相補償できる。
【0045】
図６，図７は、従来の４乗法による周波数オフセット検出例の説明図である。図６では、変調器による位相反転なし、周波数オフセットが＋π／８の条件において、従来の位相補償装置５００での周波数オフセット検出例を示す。図６（ａ）はＱＰＳＫのコンスタレーション図である。図６（ｂ）の横軸は時間（Ｔ，Ｔ＋１，Ｔ＋２，…）である。図６（ｂ）の縦軸には、各時間の光送信器３０１の送信データ（２ビット００～１１）と、送信変調（角度）と、位相反転なし（角度）の変調器３１３の変調器出力信号とを示す。また、各時間の周波数オフセットを示す。また、各時間の光受信器３０３が受信する受信信号と、４乗法（演算出力）と、周波数オフセット推定量（シンボル間（時間Ｔ＋１）－（時間Ｔ）の周波数オフセット、図６では×４倍）とを示す。受信信号は、変調器出力信号＋周波数オフセットである。図６（ｂ）に示すように、４乗法を用いることで、各時間において、期待する周波数オフセット量（＋π／８）が算出（検出）できている。
【0046】
次に、図７では、変調器による位相反転（Ｉ軸反転）あり、周波数オフセットが＋π／８の条件において、従来の位相補償装置５００での周波数オフセット検出例を示す。図７（ａ）はＱＰＳＫのコンスタレーション図である。図７（ｂ）の横軸は時間（Ｔ，Ｔ＋１，Ｔ＋２，…）である。図７（ｂ）の縦軸には、各時間の光送信器３０１の送信データと、送信変調（角度）と、位相反転あり（Ｉ軸の位相反転）の変調器３１３の変調器出力信号とを示す。また、各時間の周波数オフセットを示す。また、各時間の光受信器３０３が受信する受信信号と、４乗法（演算出力）と、周波数オフセット推定量（シンボル間（時間Ｔ＋１）－（時間Ｔ）の周波数オフセット、図７では×４倍）を示す。図７（ｂ）に示すように、４乗法を用いることで、Ｉ軸の位相反転がある場合でも、各時間において、期待する周波数オフセット量（＋４π／８）が算出（検出）できることが示されている。
【0047】
しかしながら、従来のＮ乗法（４乗法）では、位相ゆらぎを検出する位相反転検出部５０５が位相補償部５０２の後段に配置されているため、位相反転検出前の段階で位相補償部５０２による受信電界強度を４乗する処理が必要となる。このため、従来の位相補償装置５００では、４乗算部５１１，５２１での演算量が増大し、消費電力が増大する問題を有する。
【0048】
これに対し、実施の形態の位相補償装置１００では、Ｎ乗法を用いることなく消費電力を抑えるために、既知信号を用いて位相補償を行う。
【0049】
【0050】
既知シンボルを使った位相補償では、送信した既知シンボルと受信したシンボルとの位相差を位相雑音量とする方式である。このため、既知シンボルを使った位相補償では、位相反転があると、送信された既知シンボル系列とは異なるシンボル系列として受信されるため、位相雑音量を誤って認識し、位相補償として機能しなくなる。
【0051】
これに対応するため、位相ゆらぎを補償する前段で位相反転を検出することが考えられるが、この場合、位相ゆらぎを含む信号から位相反転を検出する方式が必要となる。図８（ａ）に示す送信既知信号に対する受信信号の位相ゆらぎａは、送受信レーザの周波数差による位相ゆらぎと、位相雑音による位相ゆらぎと、を含む。
【0052】
ここで、例えば、特許文献１に記載の技術は、硬判定を用いた手法であり、位相ゆらぎがある状態では硬判定結果に多くの判定誤りが含まれるため、正しく位相反転を検出することができない。
【0053】
（既知信号のみの場合の周波数オフセット検出状態例）
図９～図１２は、既知信号を用いた周波数オフセット検出例の説明図である。図９には、変調器による位相反転なし、周波数オフセットが＋π／４の条件において、従来の既知信号を用いた周波数オフセット検出例を示す。図９（ａ）はＱＰＳＫのコンスタレーション図である。図９（ｂ）の横軸は時間（Ｔ，Ｔ＋１，Ｔ＋２，…）である。図９（ｂ）の縦軸には、各時間の光送信器３０１の送信データと、送信変調（角度）と、位相反転なし（角度）の変調器３１３の変調器出力信号とを示す。また、各時間の周波数オフセットを示す。また、各時間の光受信器３０３が受信する受信信号と、送信変調と受信信号の差分と、周波数オフセット推定量（シンボル間（時間Ｔ＋１）－（時間Ｔ）の周波数オフセット）とを示す。図９（ｂ）に示すように、既知信号を用いることで、各時間において、期待する周波数オフセット量（＋π／４）が算出（検出）できている。
図９～図１２は、既知信号を用いた周波数オフセット検出例の説明図である。図９には、変調器による位相反転なし、周波数オフセットが＋π／４の条件において、従来の既知信号を用いた周波数オフセット検出例を示す。図９（ａ）はＱＰＳＫのコンスタレーション図である。図９（ｂ）の横軸は時間（Ｔ，Ｔ＋１，Ｔ＋２，…）である。図９（ｂ）の縦軸には、各時間の光送信器３０１の送信データと、送信変調（角度）と、位相反転なし（角度）の変調器３１３の変調器出力信号とを示す。また、各時間の周波数オフセットを示す。また、各時間の光受信器３０３が受信する受信信号と、送信変調と受信信号の差分と、周波数オフセット推定量（シンボル間（時間Ｔ＋１）－（時間Ｔ）の周波数オフセット）とを示す。図９（ｂ）に示すように、既知信号を用いることで、各時間において、期待する周波数オフセット量（＋π／４）が算出（検出）できている。
【0054】
図１０には、変調器による位相反転なし、周波数オフセットが＋π／８の条件において、従来の既知信号を用いた周波数オフセット検出例を示す。図１０（ａ）はＱＰＳＫのコンスタレーション図である。図１０（ｂ）の横軸は時間（Ｔ，Ｔ＋１，Ｔ＋２，…）である。図１０（ｂ）の縦軸には、各時間の光送信器３０１の送信データと、送信変調（角度）と、位相反転なし（角度）の変調器３１３の変調器出力信号とを示す。また、各時間の周波数オフセットを示す。また、各時間の光受信器３０３が受信する受信信号と、送信変調と受信信号の差分と、周波数オフセット推定量（シンボル間（時間Ｔ＋１）－（時間Ｔ）の周波数オフセット）とを示す。図１０（ｂ）に示すように、既知信号を用いることで、各時間において、期待する周波数オフセット量（＋π／８）が算出（検出）できている。
【0055】
図１１には、変調器による位相反転（Ｉ軸反転）あり、周波数オフセットが＋π／４の条件において、従来の既知信号を用いた周波数オフセット検出例を示す。図１１（ａ）はＱＰＳＫのコンスタレーション図である。図１１（ｂ）の横軸は時間（Ｔ，Ｔ＋１，Ｔ＋２，…）である。図１１（ｂ）の縦軸には、各時間の光送信器３０１の送信データと、送信変調（角度）と、Ｉ軸の位相反転あり（角度）の変調器３１３の変調器出力信号とを示す。また、各時間の周波数オフセットを示す。また、各時間の光受信器３０３が受信する受信信号と、送信変調と受信信号の差分と、周波数オフセット推定量（シンボル間（時間Ｔ＋１）－（時間Ｔ）の周波数オフセット）とを示す。図１１（ｂ）に示すように、既知信号を用いる場合に位相反転（Ｉ軸反転）があると、期待する周波数オフセット量（＋π／４）が算出（検出）できないことが示されている。
【0056】
図１２には、変調器による位相反転（Ｉ軸反転）あり、周波数オフセットが＋π／８の条件において、従来の既知信号を用いた周波数オフセット検出例を示す。図１２（ａ）はＱＰＳＫのコンスタレーション図である。図１２（ｂ）の横軸は時間（Ｔ，Ｔ＋１，Ｔ＋２，…）である。図１２（ｂ）の縦軸には、各時間の光送信器３０１の送信データと、送信変調（角度）と、Ｉ軸の位相反転あり（角度）の変調器３１３の変調器出力信号とを示す。また、各時間の周波数オフセットを示す。また、各時間の光受信器３０３が受信する受信信号と、送信変調と受信信号の差分と、周波数オフセット推定量（シンボル間（時間Ｔ＋１）－（時間Ｔ）の周波数オフセット）とを示す。図１２（ｂ）に示すように、既知信号を用いる場合に位相反転（Ｉ軸反転）があると、期待する周波数オフセット量（＋π／８）が算出（検出）できないことが示されている。
【0057】
上記のように、従来の既知信号を用いて周波数オフセットを検出する場合、変調器出力信号に位相反転がなければ図９，図１０に示したように周波数オフセットを正しく検出できる。しかし、変調器出力信号に位相反転がある場合には、図１１，図１２に示したように周波数オフセットを正しく検出することができない。このように、既知信号を用いた周波数オフセットの検出では、位相反転を考慮する必要がある。
【0058】
（実施の形態の位相補償装置の詳細）
次に、実施の形態の位相補償装置１００の詳細を説明する。実施の形態では、位相反転を考慮することで位相ゆらぎを正しく検出して、既知信号による位相補償を実現する。実施の形態の位相補償装置１００は、既知信号を用いた位相補償のために、図１に示したように、受信信号の位相反転を位相補償部１０２の前段に配置した位相反転検出部１０５で検出する。
次に、実施の形態の位相補償装置１００の詳細を説明する。実施の形態では、位相反転を考慮することで位相ゆらぎを正しく検出して、既知信号による位相補償を実現する。実施の形態の位相補償装置１００は、既知信号を用いた位相補償のために、図１に示したように、受信信号の位相反転を位相補償部１０２の前段に配置した位相反転検出部１０５で検出する。
【0059】
（実施の形態による位相反転の検出について）
実施の形態の位相補償装置１００において、図１に示したように、位相補償部１０２の前段に位相反転検出部１０５を配置し、位相反転を検出する場合下記１．２．の影響を考慮する。
実施の形態の位相補償装置１００において、図１に示したように、位相補償部１０２の前段に位相反転検出部１０５を配置し、位相反転を検出する場合下記１．２．の影響を考慮する。
【0060】
１．位相ゆらぎの影響
位相補償部１０２の前段では、位相ゆらぎ、すなわち送受レーザの周波数差による位相ゆらぎと位相雑音による位相ゆらぎの影響があるため、受信信号が不定となる。これに対応するには、位相補償装置１００は、位相ゆらぎの影響を受けにくい位相反転検出が必要となる。
位相補償部１０２の前段では、位相ゆらぎ、すなわち送受レーザの周波数差による位相ゆらぎと位相雑音による位相ゆらぎの影響があるため、受信信号が不定となる。これに対応するには、位相補償装置１００は、位相ゆらぎの影響を受けにくい位相反転検出が必要となる。
【0061】
２．伝送路のＡＳＥ雑音の影響
位相補償装置１００は、伝送路のＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）雑音の影響を考慮した、位相反転検出が必要となる。
位相補償装置１００は、伝送路のＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）雑音の影響を考慮した、位相反転検出が必要となる。
【0062】
（既知信号を用いた位相補償の詳細）
実施の形態の位相補償装置１００は、既知信号を用いた位相補償を実現するため、下記３．４．の構成を有する。
３．既知信号の挿入
光受信器３０３で位相反転を検出するために、光送信器３０１は、既知信号を送信信号に挿入して送信する。
４．光受信器３０３の構成
光受信器３０３は、位相反転検出部１０５を位相補償部１０２の前段に配置し、位相反転を検出する。
位相補償部１０２は、既知信号を用いた位相補償を行い、送信信号を復調する。
実施の形態の位相補償装置１００は、既知信号を用いた位相補償を実現するため、下記３．４．の構成を有する。
３．既知信号の挿入
光受信器３０３で位相反転を検出するために、光送信器３０１は、既知信号を送信信号に挿入して送信する。
４．光受信器３０３の構成
光受信器３０３は、位相反転検出部１０５を位相補償部１０２の前段に配置し、位相反転を検出する。
位相補償部１０２は、既知信号を用いた位相補償を行い、送信信号を復調する。
【0063】
（送信信号に対する既知信号の挿入について）
図１３は、送信信号に対する既知信号の挿入の説明図である。図１３（ａ）には、光送信器３０１が送信する送信信号の構成例を示す。横軸は時間である。光送信器３０１は、送信信号として、送信データと、位相補償を行うための既知信号を光受信器３０３に送信する。既知信号は、位相補償を行うための既知信号（パイロット信号）ＰＳと、ＰＳ等を検出するための既知信号ＴＳ１と、位相反転を検出するための既知信号ＴＳ２とを含む。ＴＳはＴｒａｉｎｉｎｎｇ Ｓｉｇｎａｌの略、ＰＳはＰｉｌｏｔ Ｓｉｇｎａｌの略である。
図１３は、送信信号に対する既知信号の挿入の説明図である。図１３（ａ）には、光送信器３０１が送信する送信信号の構成例を示す。横軸は時間である。光送信器３０１は、送信信号として、送信データと、位相補償を行うための既知信号を光受信器３０３に送信する。既知信号は、位相補償を行うための既知信号（パイロット信号）ＰＳと、ＰＳ等を検出するための既知信号ＴＳ１と、位相反転を検出するための既知信号ＴＳ２とを含む。ＴＳはＴｒａｉｎｉｎｎｇ Ｓｉｇｎａｌの略、ＰＳはＰｉｌｏｔ Ｓｉｇｎａｌの略である。
【0064】
図１３（ａ）に示すように、光送信器３０１は、送信信号の先頭にＴＳ１と、位相反転検出用の既知信号（位相反転判定信号と称す）ＴＳ２を付加して送信する。また、光送信器３０１は、送信データに一定間隔でＰＳを挿入して送信する。光送信器３０１が送信する送信信号（送信データ、ＴＳ１，ＴＳ２，ＰＳ）は、光受信器３０３により受信される。例えば、光受信器３０３は、光電変換後の受信信号から既知信号を抽出して記憶部に格納し、記憶部に格納した既知信号を基準として参照し、受信信号の位相補償および位相反転補償を行う。
【0065】
図１３（ｂ）には、光送信器３０１における送信信号の生成の構成例を示す。送信データは変調部３１３ａで変調する。ＴＳ１，ＴＳ２，ＰＳは、それぞれＱＰＳＫ変調部３１３ｂによりＱＰＳＫ変調を行う。送信データと、ＴＳ１，ＴＳ２，ＰＳとは結合部１３０１により結合し、ナイキストフィルタ１３０２による帯域制御後、送信出力される。既知信号（位相反転判定信号）ＴＳ２は、光送信器３０１のＱＰＳＫ変調部３１３ｂによる変調状態を示す信号である。
【0066】
なお、光信号の送信側で送信信号にＴＳ１およびＰＳを挿入する構成は既存の技術を用いることができる。また、実施の形態では、位相反転判定信号ＴＳ２は、既存のＴＳ１のデータ領域に含ませることとしてもよい。
【0067】
（位相反転検出部の構成例）
図１４は、位相反転検出部の構成例を示す図である。実施の形態の位相補償装置１００は、位相反転検出部１０５を位相補償部１０２の前段に配置し、受信信号の位相反転を検出する。位相補償装置１００は、受信信号に含まれる既知信号ＴＳ１の受信により、位相補償および位相反転補償を行う。
図１４は、位相反転検出部の構成例を示す図である。実施の形態の位相補償装置１００は、位相反転検出部１０５を位相補償部１０２の前段に配置し、受信信号の位相反転を検出する。位相補償装置１００は、受信信号に含まれる既知信号ＴＳ１の受信により、位相補償および位相反転補償を行う。
【0068】
位相反転検出部１０５は、受信信号に位相反転が発生しているか否かを検出する。例えば、光受信器３０３（位相補償装置１００）は、送信信号に含まれる既知信号（ＴＳ１，ＴＳ２，ＰＳ）を抽出して記憶部に格納保持する。位相反転検出部１０５は、記憶部に保持した既知信号、例えば、位相反転判定信号ＴＳ２を基準として受信信号の位相反転の有無を検出する。記憶部は、例えば、光受信器３０３のメモリを用いることができる。光受信器３０３は、受信したＰＳを用いて位相補償を行い、位相反転判定信号ＴＳ２を用いて位相反転補償を行うことで、受信信号を復調する。
【0069】
図１４に示す位相反転検出部１０５は、位相差分演算部１４０１、位相反転判定信号対象判定部１４０２、平均化部１４０３、位相反転検出部１４０４を含む。位相反転判定信号対象判定部１４０２には、既知信号（位相反転判定信号）ＴＳ２が入力される。既知信号ＴＳ２は、送信データに挿入されており、異なる時間別の２シンボル間での位相差分の情報を複数組み合わせたパターン（送信既知パターンと称す）を有する。位相反転判定信号対象判定部１４０２は、受信信号（受信した送信信号）の２シンボル間の位相差分と、記憶部に保持された送信既知パターンが有する複数の既知信号ＴＳ２のなかから、受信信号（受信した送信信号）の位相反転検出との比較対応用の２シンボル間の位相差分を選択する。
【0070】
ここで、送信既知パターンを構成する複数の既知信号ＴＳ２は、光送信器３０１で送信信号に一括で挿入するに限らない。例えば、２シンボルごとの既知信号ＴＳ２を一定間隔に対応し、時間別（ＩＱ軸の象限別）の複数の位相差分の情報を、予め記憶部に記憶させることとしてもよい。
【0071】
送信既知パターンは、光送信器３０１側で変調された送信信号で期待される基準の位相の情報である。位相反転検出部１０５は、期待される送信既知パターンを基準として参照し、受信信号の２シンボル間の位相差分との差分（Δαt）に基づき受信信号の位相反転の有無を検出する。
【0072】
位相差分演算部１４０１は、光受信器３０３の適応等化処理部１０１で適応等化処理後の受信信号Ｅと、位相反転判定信号対象判定部１４０２が選択した既知信号（送信既知パターン）ＴＳ２の２シンボルの位置情報に基づき、位相反転の検出に使用する位相変化量を算出する。平均化部１４０３は、位相差分演算部１４０１の出力信号の雑音軽減化のための平均化処理を行う。位相反転検出部１４０４は、受信信号の位相反転状態を検出し、検出した位相反転状態を位相反転補償部１０３に出力する。
【0073】
位相反転検出部１０５は、２シンボル間の位相変化量を利用して位相反転を検出する。このため、図１４に示す適応等化処理後の受信信号Ｅから求めた２シンボル間の位相差分と、送信既知パターン（ＴＳ２）とに基づき送信信号の変調による位相差分（期待される位相差分）の差（Δαt）を利用して位相反転を検出する。
【0074】
光送信器３０１が変調器で変調後の送信信号と、光受信器３０３の適応等化処理後の受信信号は下記式で示される。
送信信号：Ｓ（ｔ）＝ｓ（ｔ）ｅjθt
受信信号：Ｅ（ｔ）＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+γt+δt)
但し、ｓ（ｔ）：振幅変調成分、θt：位相変調成分、βt：位相反転による成分、γt：光周波数オフセットによる成分、δt：位相雑音による成分、である。
送信信号：Ｓ（ｔ）＝ｓ（ｔ）ｅjθt
受信信号：Ｅ（ｔ）＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+γt+δt)
但し、ｓ（ｔ）：振幅変調成分、θt：位相変調成分、βt：位相反転による成分、γt：光周波数オフセットによる成分、δt：位相雑音による成分、である。
【0075】
上記により、位相変化を含む受信信号は、下記式で示される。
Ｅ（ｔ）＊Ｅ（ｔ－１）*＝ｓ（ｔ）ｓ（ｔ－１）ｅj((θt-θt-1)+(βt-βt-1)+(γt-γt-1)+(δt-δt))
＝ｓ（ｔ）ｓ（ｔ－１）ｅj(Δθt+Δβt+Δγt+Δδt)＝ｓ（ｔ）ｓ（ｔ－１）ｅj(Δθt+Δαt+Δδt)
Ｅ（ｔ）＊Ｅ（ｔ－１）*＝ｓ（ｔ）ｓ（ｔ－１）ｅj((θt-θt-1)+(βt-βt-1)+(γt-γt-1)+(δt-δt))
＝ｓ（ｔ）ｓ（ｔ－１）ｅj(Δθt+Δβt+Δγt+Δδt)＝ｓ（ｔ）ｓ（ｔ－１）ｅj(Δθt+Δαt+Δδt)
【0076】
適応等化処理後の既知信号の２シンボル間の位相差分は、下記ａ～ｃの位相変化の影響を受ける。
ａ．２シンボル間の変調による位相変動量（期待される位相差分）
ｂ．変調器の位相反転の影響
ｃ．光周波数オフセットによる位相変化量（位相雑音の影響は短い時間でのシンボル間差分をとることでキャンセルすることができる（Δδt＝０））
ａ．２シンボル間の変調による位相変動量（期待される位相差分）
ｂ．変調器の位相反転の影響
ｃ．光周波数オフセットによる位相変化量（位相雑音の影響は短い時間でのシンボル間差分をとることでキャンセルすることができる（Δδt＝０））
【0077】
これにより、上記Δαt＝変調器の位相反転の影響による位相変化量＋光周波数オフセットによる位相変化量となる。
【0078】
図１５は、位相反転検出部の位相反転検出処理例を示すフローチャートである。図１４に記載した位相反転検出部１０５は、上述したＤＳＰ等に限らず、プロセッサがプログラム実行することで位相反転検出を行うこともできる。プロセッサを用いた構成例では、例えば、図１に示した適応等化処理部１０１が出力するデータを記憶部に格納し、プロセッサが記憶部からデータを読み出すことで位相反転検出を行うことができる。
【0079】
図１５の処理例は、図１４に示した位相反転検出部１０５の構成例に対応している。はじめに、位相反転検出部１０５は、受信信号から位相反転検出用の判定箇所を抽出する（ステップＳ１５０１）。ここでは、受信信号の異なる時間の２シンボルを判定箇所として抽出する。次に、位相反転検出部１０５は、抽出した判定箇所について、１シンボル前の受信信号との間の２シンボル間の位相差分を演算する（ステップＳ１５０２）。
【0080】
次に、位相反転検出部１０５は、送信既知パターン（ＴＳ２）を参照し、送信既知パターンのうち、抽出した２シンボルの受信信号に対応し、位相反転の検出に用いる位相反転判定信号の対象を選択する（ステップＳ１５０３）。次に、位相反転検出部１０５は、選択した位相変化量の情報を参照し、ステップＳ１５０２で演算した位相差分に対する平均化処理を行う（ステップＳ１５０４）。次に、位相反転検出部１０５は、受信信号に対する位相反転の状態を検出する（ステップＳ１５０５）。
【0081】
（位相反転検出例）
図１６は、位相反転検出部による位相反転検出例の説明図である。図１６において、周波数オフセット量は０であるとする。図１６（ａ）は、光送信器３０１のＱＰＳＫの変調器による位相反転がない場合の位相変化量を示す図表である。例えば、位相反転がない場合、時間Ｔ－１の送信シンボルの第１象限の検出点と、時間Ｔの送信シンボルの第２象限の検出点との間には＋π／２の位相変化量がある。この図１６（ａ）は、上記（１）位相反転なし、および（４）Ｉ軸とＱ軸の位相反転がある場合に相当する。
図１６は、位相反転検出部による位相反転検出例の説明図である。図１６において、周波数オフセット量は０であるとする。図１６（ａ）は、光送信器３０１のＱＰＳＫの変調器による位相反転がない場合の位相変化量を示す図表である。例えば、位相反転がない場合、時間Ｔ－１の送信シンボルの第１象限の検出点と、時間Ｔの送信シンボルの第２象限の検出点との間には＋π／２の位相変化量がある。この図１６（ａ）は、上記（１）位相反転なし、および（４）Ｉ軸とＱ軸の位相反転がある場合に相当する。
【0082】
また、図１６（ｂ）は、光送信器３０１の変調器による位相反転がある場合の位相変化量を示す図表である。例えば、Ｉ軸反転あるいはＱ軸反転がある場合、時間Ｔ－１の送信シンボルの第１象限の検出点と、時間Ｔの送信シンボルの第２象限の検出点との間には＋３π／２の位相変化量がある。図１６（ｂ）は、上記（３）Ｉ軸のみ位相反転がある場合、および（３）Ｑ軸のみ位相反転がある場合に相当する。
【0083】
これら図１６（ａ），（ｂ）において、横軸は時間Ｔの送信シンボルの各象限、縦軸は一つ前の送信シンボル（Ｔ－１）の送信シンボルの各象限である。位相反転検出部１０５は、既知の２シンボル間の位相変化量を利用して位相反転を検出する。図１６（ａ），（ｂ）において、位相反転検出部１０５は、上記の位相反転判定信号対象判定として、太字で示した特定の２シンボルの組み合わせのみを位相変化量の判定用として記憶部から選択（参照）すればよい。位相反転検出部１０５（位相差分演算部１３０１）は、時間Ｔの送信シンボルと、一つ前の送信シンボル（Ｔ－１）の組み合わせにより受信信号の位相差分を、例えば、ａｔａｎ（Ｅ×Ｅ*）により演算する。
【0084】
図１６（ｃ）には、ＩＱ軸上における受信信号の位相差分の検出点を示す。周波数オフセットがない（γ＝０）ことを前提として、位相反転検出部１０５は領域Ａでは「位相反転がない」と判定する。位相反転がない場合の検出点は＋π／２に位置する。また、位相反転検出部１０５は領域Ｂでは「位相反転がある」と判定する。位相反転がある場合の検出点は＋３π／２に位置する。
【0085】
図１７は、位相反転検出部による位相反転検出例の説明図である。図１７は、周波数オフセットがある場合のＩＱ軸を示す。上述したように、実際に検出される位相差分の差Δαtには、周波数オフセット量が含まれる。このため、例えば、図１７に示す周波数オフセット分（π／４）だけ位相反転がある場合と、図１６（ｃ）に示した周波数オフセットがない場合とでは検出点が変化する。
【0086】
ここで、位相反転を検出するための判定条件は変化しないため、位相反転検出部１０５は、周波数オフセット＜±π／２を満たす場合は、位相反転を検出可能である。なお、周波数オフセットが大きい場合には、粗推定により検出する際の周波数オフセットを小さくする技術を用いることで対応が可能である（例えば、上記特許文献６参照。）。
【0087】
（位相反転の有無別の動作例）
以下、実施の形態の位相補償装置の位相反転の有無別の動作例を説明する。以下の説明において、図１と同様の構成部には同一の符号を付してある。
以下、実施の形態の位相補償装置の位相反転の有無別の動作例を説明する。以下の説明において、図１と同様の構成部には同一の符号を付してある。
【0088】
実施の形態の位相補償装置１００は、図２での概要説明に対応して、位相補償部１０２は、（１）位相反転がない場合（下記の動作例１）と、（４）Ｉ軸およびＱ軸の両方の位相反転が発生した場合（動作例２）について説明する。また、（２）位相反転がＩ軸反転のみ発生した場合（動作例３）と、（３）位相反転がＱ軸反転のみ発生した場合（動作例４）について説明する。
【0089】
（動作例１：変調器で位相反転が発生しない場合）
図１８は、位相反転が発生しない場合の位相補償装置の動作例を示す図である。図１８の各構成部および信号経路上には、処理データの内容を記載してある。また、図１８において、ｓ（ｔ）：振幅変調成分，θｔ：位相変調成分、βｔ：位相反転による成分、γｔ：光周波数オフセットによる位相変化量、δｔ：位相雑音による成分、ＰＳ：位相補償を行うための既知信号である。
図１８は、位相反転が発生しない場合の位相補償装置の動作例を示す図である。図１８の各構成部および信号経路上には、処理データの内容を記載してある。また、図１８において、ｓ（ｔ）：振幅変調成分，θｔ：位相変調成分、βｔ：位相反転による成分、γｔ：光周波数オフセットによる位相変化量、δｔ：位相雑音による成分、ＰＳ：位相補償を行うための既知信号である。
【0090】
光送信器３０１の変調器で位相反転が発生していない（βｔ＝０）場合を想定して説明する。位相反転検出部１０５では、位相反転が発生していないと判定される。位相反転付加部１０６では、位相反転が発生していないとして、入力された信号をそのまま出力する。位相補償部１０２は、適応等化処理部１０１による適応等化処理後の信号（Ｅ（ｔ））について、位相反転付加部１０６の出力を利用して、光周波数オフセットによる位相変化量（γｔ）と位相雑音量（δｔ）を推定する。位相補償部１０２は、推定した結果を利用して、位相補償を行う。
【0091】
位相反転補償部１０３は、位相補償部１０２による位相補償後の信号に対して、位相反転検出部１０５の結果に従って、位相補償後の信号に対して位相反転補償を行う。この動作例１では、位相反転が発生していないため、入力された信号をそのまま出力する。
【0092】
（光周波数オフセット補償部１１０の動作）
図１９は、動作例１における光周波数オフセット補償部の動作を示す図である。光周波数オフセット補償部１１０では、受信信号のパイロットと送信信号のパイロットを利用して、光周波数オフセットによる位相変化量を推定し、推定した結果を利用して下記式に示す光周波数オフセット補償を行う。
図１９は、動作例１における光周波数オフセット補償部の動作を示す図である。光周波数オフセット補償部１１０では、受信信号のパイロットと送信信号のパイロットを利用して、光周波数オフセットによる位相変化量を推定し、推定した結果を利用して下記式に示す光周波数オフセット補償を行う。
【0093】
Ｓ（ｔ）’＝Ｓ（ｔ）ｅjθt
Ｅ（ｔ）＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+γt+δt)
Ｅ（ｔ）’＝Ｅ（ｔ）（Ｓ（ｔ）’）*＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+γt+δt)（ｓ（ｔ）ｅjθt）*＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+γt+δt)ｓ（ｔ）ｅ-jθt＝ｓ（ｔ）2ｅj(βt+γt+δt)
Ｅ（ｔ）＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+γt+δt)
Ｅ（ｔ）’＝Ｅ（ｔ）（Ｓ（ｔ）’）*＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+γt+δt)（ｓ（ｔ）ｅjθt）*＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+γt+δt)ｓ（ｔ）ｅ-jθt＝ｓ（ｔ）2ｅj(βt+γt+δt)
【0094】
位相雑音の影響は短い時間（時間ｔと時間ｔ－ｋ，ｋ：パイロット間隔）でのシンボル間差分をとることでキャンセルできる（δt－δt-k）＝０）
Ｅ（ｔ）’（Ｅ（ｔ－ｋ）’）*＝ｓ（ｔ）2ｅj(βt+γt+δt)ｓ（ｔ－ｋ）2ｅ-j(βt-k+γt-k+δt-k)＝ｓ（ｔ）2ｓ（ｔ－ｋ）2ｅj(βt-βt-k+γt-γt-k+δt-δt-k)
δt－δt-k＝０およびβt＝０でありβt－βt-k＝０を満たすため、以下のようになる。
Ｅ（ｔ）’（Ｅ（ｔ－ｋ）’）*＝ｓ（ｔ）2ｓ（ｔ－ｋ）2ｅj(γt-γt-k)＝ｓ（ｔ）2ｓ（ｔ－ｋ）2ｅjΔγt
Ｅ（ｔ）’（Ｅ（ｔ－ｋ）’）*＝ｓ（ｔ）2ｅj(βt+γt+δt)ｓ（ｔ－ｋ）2ｅ-j(βt-k+γt-k+δt-k)＝ｓ（ｔ）2ｓ（ｔ－ｋ）2ｅj(βt-βt-k+γt-γt-k+δt-δt-k)
δt－δt-k＝０およびβt＝０でありβt－βt-k＝０を満たすため、以下のようになる。
Ｅ（ｔ）’（Ｅ（ｔ－ｋ）’）*＝ｓ（ｔ）2ｓ（ｔ－ｋ）2ｅj(γt-γt-k)＝ｓ（ｔ）2ｓ（ｔ－ｋ）2ｅjΔγt
【0095】
送受信間のレーザ周波数差であるΔγtは、時間的に変動が小さいため、雑音を減らすために、光周波数オフセット補償部１１０は、Ｅ（ｔ）’（Ｅ（ｔ－ｋ）’）*を平均化したのち、１シンボル単位の補償量を算出する。この例では、ｋシンボルでの変動量がΔγtとなるため、１シンボルの変化量は１／ｋ倍したΔγt／ｋとなる。それ故、１シンボルあたりの補償量は－Δγt／ｋ＝－Δγとなる（ｋ：パイロット間隔）。
【0096】
光周波数オフセット補償部１１０は、上記の値を利用して、Ｅ（ｔ）を補償する。ある時間Ｔの光周波数オフセットは、あるタイミングの光周波数オフセットの位相変化量γ’と１シンボルあたりの位相変動量であるΔγを用いて、次のように表現できる。
γt＝γ’＋Δγ×ｔ
γ’は、固定量のため位相雑音の成分（δt）の一部だと考えることができる。その結果、光周波数オフセット後の補償後の受信データＥ（ｔ）”は以下のように表現できる。
Ｅ（ｔ）”＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+Δγ×t+δt)×ｅj(-Δγ×t)＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)
γt＝γ’＋Δγ×ｔ
γ’は、固定量のため位相雑音の成分（δt）の一部だと考えることができる。その結果、光周波数オフセット後の補償後の受信データＥ（ｔ）”は以下のように表現できる。
Ｅ（ｔ）”＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+Δγ×t+δt)×ｅj(-Δγ×t)＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)
【0097】
（位相雑音補償部１２０の動作）
図２０は、動作例１における位相雑音補償部の動作を示す図である。位相雑音補償部１２０は、光周波数オフセット補償部１１０での光周波数オフセット補償後の信号に対して位相反転を考慮したパイロット信号ＰＳを用いて位相雑音補償を行う。
図２０は、動作例１における位相雑音補償部の動作を示す図である。位相雑音補償部１２０は、光周波数オフセット補償部１１０での光周波数オフセット補償後の信号に対して位相反転を考慮したパイロット信号ＰＳを用いて位相雑音補償を行う。
【0098】
Ｓ（ｔ）’＝Ｓ（ｔ）＝ｓ（ｔ）ｅjθt
Ｅ（ｔ）”＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)
Ｅ（ｔ）”（Ｓ（ｔ）’）*＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)（ｓ（ｔ）ｅjθt）*＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)ｓ（ｔ）ｅ-jθt＝ｓ（ｔ）2ｅj(βt+δt)
Ｅ（ｔ）”＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)
Ｅ（ｔ）”（Ｓ（ｔ）’）*＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)（ｓ（ｔ）ｅjθt）*＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)ｓ（ｔ）ｅ-jθt＝ｓ（ｔ）2ｅj(βt+δt)
【0099】
位相雑音（δt）は短い時間ならば一定とみなすことができる点と変調器による位相反転量（βt）が固定値である点から、以下のようになる（δt＝δ，βt＝０＝β）。
Ｅ（ｔ）”（Ｓ（ｔ）’）*＝ｓ（ｔ）2ｅj(βt+δt)＝ｓ（ｔ）2ｅj(β+δ)
Ｅ（ｔ）”（Ｓ（ｔ）’）*＝ｓ（ｔ）2ｅj(βt+δt)＝ｓ（ｔ）2ｅj(β+δ)
【0100】
Ｅ（ｔ）”（Ｓ（ｔ）’）*は、短い時間ならば位相変化量が一定とみなすことができるため、位相雑音補償部１２０は、雑音低減のためＥ（ｔ）”（Ｓ（ｔ）’）*の結果を平均化し、補償量を算出する。
【0101】
位相雑音補償部１２０での補償量は、平均化後の位相量に－１を乗算した値となる。また、補償係数を算出した時間と補償係数を適用する時間は短いため、δt＝δの関係が成立している。また、変調器による位相反転量は固定（βt＝β）であるため、以下のようになる。
Ｅ（ｔ）’’’＝Ｅ（ｔ）”×ｅ-j(βt+δt)＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)×ｅ-j(βt+δ)＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+β+δ)×ｅ-j(β+δ)＝ｓ（ｔ）ｅj(θt)＝Ｓ（ｔ）
Ｅ（ｔ）’’’＝Ｅ（ｔ）”×ｅ-j(βt+δt)＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)×ｅ-j(βt+δ)＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+β+δ)×ｅ-j(β+δ)＝ｓ（ｔ）ｅj(θt)＝Ｓ（ｔ）
【0102】
（位相反転補償部１０３の動作）
図２１は、動作例１における位相反転補償部の動作を説明する図表である。位相反転補償部１０３は、位相反転検出部１０５による位相反転検出の結果に基づき補償を行う。ここで、位相反転検出部１０５では、位相反転が発生していないと判定しているため、位相反転補償部１０３は、入力された信号をそのまま出力する。
Ｅ（ｔ）’’’＝Ｓ（ｔ）
以上のように、動作例１について位相補償装置１００は、受信信号を正しく復調できることが示されている。
図２１は、動作例１における位相反転補償部の動作を説明する図表である。位相反転補償部１０３は、位相反転検出部１０５による位相反転検出の結果に基づき補償を行う。ここで、位相反転検出部１０５では、位相反転が発生していないと判定しているため、位相反転補償部１０３は、入力された信号をそのまま出力する。
Ｅ（ｔ）’’’＝Ｓ（ｔ）
以上のように、動作例１について位相補償装置１００は、受信信号を正しく復調できることが示されている。
【0103】
（動作例２：変調器によるＩ軸およびＱ軸の位相反転が発生した場合）
図２２は、Ｉ軸およびＱ軸の位相反転が発生した場合の位相補償装置の動作例を示す図である。
図２２は、Ｉ軸およびＱ軸の位相反転が発生した場合の位相補償装置の動作例を示す図である。
【0104】
光送信器３０１の変調器でＩ軸およびＱ軸の両方で位相反転が発生した（βｔ＝－π）場合を想定して説明を行う。この場合、位相反転検出部１０５では、位相反転が発生していないと判定される。位相反転付加部１０６では、位相反転が発生していないとして、入力された信号をそのまま出力する。位相補償部１０２は、適応等化処理部１０１での適応等化処理後の信号（Ｅ（ｔ））について、位相反転付加部１０６の出力を利用して、光周波数オフセットによる位相変化量（γt）と位相雑音量（δt）を推定する。位相補償部１０２は、推定した結果を利用して、位相補償を行う。
【0105】
位相反転補償部１０３は、位相補償後の信号に対して、位相反転検出部１０５の結果によって、位相補償後の信号に対して位相反転補償を行う。この動作例２では、位相反転が発生していないとして、入力された信号をそのまま出力する。
【0106】
（光周波数オフセット補償部１１０の動作）
図２３は、動作例２における光周波数オフセット補償部の動作を示す図である。光周波数オフセット補償部１１０では、受信信号のパイロットと送信信号のパイロットを利用して、光周波数オフセットの位相変化量を推定し、推定した結果を利用して下記式に示す光周波数オフセット補償を行う。
図２３は、動作例２における光周波数オフセット補償部の動作を示す図である。光周波数オフセット補償部１１０では、受信信号のパイロットと送信信号のパイロットを利用して、光周波数オフセットの位相変化量を推定し、推定した結果を利用して下記式に示す光周波数オフセット補償を行う。
【0107】
Ｓ（ｔ）’＝Ｓ（ｔ）＝ｓ（ｔ）ｅjθt
Ｅ（ｔ）＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+γt+δt)
Ｅ（ｔ）’＝Ｅ（ｔ）（Ｓ（ｔ）’）*＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+γt+δt)（ｓ（ｔ）ｅjθt）*＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+γt+δt)ｓ（ｔ）ｅ-jθt＝ｓ（ｔ）2ｅj(βt+γt+δt)
Ｅ（ｔ）＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+γt+δt)
Ｅ（ｔ）’＝Ｅ（ｔ）（Ｓ（ｔ）’）*＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+γt+δt)（ｓ（ｔ）ｅjθt）*＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+γt+δt)ｓ（ｔ）ｅ-jθt＝ｓ（ｔ）2ｅj(βt+γt+δt)
【0108】
位相雑音の影響は短い時間（時間ｔと時間ｔ－ｋ）でのシンボル間差分をとることでキャンセルできる（δt－δt-k＝０）。
Ｅ（ｔ）’（Ｅ（ｔ－ｋ）’）*＝ｓ（ｔ）2ｅj(βt+γt+δt)ｓ（ｔ－ｋ）2ｅ-j(βt-k+γt-k+δt-k)＝ｓ（ｔ）2ｓ（ｔ－ｋ）2ｅj(βt-βt-k+γt-γt-k+δt-δt-k)
δt－δt-k＝０およびβt＝πのためβt－βt-k＝０を満たすため、以下のようになる。
Ｅ（ｔ）’（Ｅ（ｔ－ｋ）’）*＝ｓ（ｔ）2ｓ（ｔ－ｋ）2ｅj(γt-γt-k)＝ｓ（ｔ）2ｓ（ｔ－ｋ）2ｅjΔγt
Ｅ（ｔ）’（Ｅ（ｔ－ｋ）’）*＝ｓ（ｔ）2ｅj(βt+γt+δt)ｓ（ｔ－ｋ）2ｅ-j(βt-k+γt-k+δt-k)＝ｓ（ｔ）2ｓ（ｔ－ｋ）2ｅj(βt-βt-k+γt-γt-k+δt-δt-k)
δt－δt-k＝０およびβt＝πのためβt－βt-k＝０を満たすため、以下のようになる。
Ｅ（ｔ）’（Ｅ（ｔ－ｋ）’）*＝ｓ（ｔ）2ｓ（ｔ－ｋ）2ｅj(γt-γt-k)＝ｓ（ｔ）2ｓ（ｔ－ｋ）2ｅjΔγt
【0109】
送受信間のレーザ周波数差であるΔγtは、時間的に変動が小さいため、雑音を減らすために、光周波数オフセット補償部１１０は、Ｅ（ｔ）’（Ｅ（ｔ－ｋ）’）*を平均化したのち、１シンボル単位の補償量を算出する。この例では、ｋシンボルでの変動量がΔγtとなるため、１シンボルの変化量は１／ｋ倍したγt／ｋとなる。それ故、１シンボルあたりの補償量は－Δγt／ｋ＝－Δγとなる（ｋ：パイロット間隔）。
【0110】
光周波数オフセット補償部１１０は、上記の値を利用して、Ｅ（ｔ）を補償する。ある時間Ｔの周波数オフセットは、あるタイミングの光周波数オフセットの位相変化量γ’と１シンボルあたりの位相変動量であるΔγを用いて、以下のように表現できる。
γt＝γ’＋Δγ×ｔ
γ’は、固定量のため位相雑音の成分（δt）の一部だと考えることができる。その結果、光周波数オフセット後の補償後の受信データＥ（ｔ）’は以下のように表現できる。
Ｅ（ｔ）”＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+Δγ×t+δt)×ｅj(-Δγ×t)＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)
γt＝γ’＋Δγ×ｔ
γ’は、固定量のため位相雑音の成分（δt）の一部だと考えることができる。その結果、光周波数オフセット後の補償後の受信データＥ（ｔ）’は以下のように表現できる。
Ｅ（ｔ）”＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+Δγ×t+δt)×ｅj(-Δγ×t)＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)
【0111】
（位相雑音補償部１２０の動作）
図２４は、動作例２における位相雑音補償部の動作を示す図である。位相雑音補償部１２０は、光周波数オフセットの補償後の信号に対して位相反転を考慮したパイロットの既知送信信号を用いて位相雑音補償を行う。
Ｓ（ｔ）’＝Ｓ（ｔ）＝ｓ（ｔ）ｅjθt
Ｅ（ｔ）”＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)
Ｅ（ｔ）”（Ｓ（ｔ）’）*＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)（ｓ（ｔ）ｅjθt）*＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)ｓ（ｔ）ｅ-jθt＝ｓ（ｔ）2ｅj(βt+δt)
図２４は、動作例２における位相雑音補償部の動作を示す図である。位相雑音補償部１２０は、光周波数オフセットの補償後の信号に対して位相反転を考慮したパイロットの既知送信信号を用いて位相雑音補償を行う。
Ｓ（ｔ）’＝Ｓ（ｔ）＝ｓ（ｔ）ｅjθt
Ｅ（ｔ）”＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)
Ｅ（ｔ）”（Ｓ（ｔ）’）*＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)（ｓ（ｔ）ｅjθt）*＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)ｓ（ｔ）ｅ-jθt＝ｓ（ｔ）2ｅj(βt+δt)
【0112】
位相雑音（δt）は短い時間ならば一定とみなすことができる点と変調器による位相反転量（βt）が固定値のため、以下のようになる（δt＝δ，βt＝－π＝β）。
Ｅ（ｔ）”（Ｓ（ｔ）’）*＝ｓ（ｔ）2ｅj(βt+δt)＝ｓ（ｔ）2ｅj(β+δ)
Ｅ（ｔ）”（Ｓ（ｔ）’）*＝ｓ（ｔ）2ｅj(βt+δt)＝ｓ（ｔ）2ｅj(β+δ)
【0113】
Ｅ（ｔ）”（Ｓ（ｔ）’）*は、短い時間ならば位相変化量が一定とみなすことができるため、位相雑音補償部１２０は、雑音低減のためＥ（ｔ）”（Ｓ（ｔ）’）*の結果を平均化し、補償量を算出する。
【0114】
位相雑音補償部１２０での補償量は、平均化後の位相量に－１を乗算した値となる。また、補償係数を算出した時間と補償係数を適用する時間は短いため、δt＝δの関係が成立している。また、変調器による位相反転量は固定（βt＝β）であるため、以下のようになる。
Ｅ（ｔ）’’’＝Ｅ（ｔ）”×ｅ-j(β+δt)＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)×ｅ-j(β+δ)＝＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+β+δ)×ｅ-j(β+δ)＝ｓ（ｔ）ｅj(θt)＝Ｓ（ｔ）
Ｅ（ｔ）’’’＝Ｅ（ｔ）”×ｅ-j(β+δt)＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)×ｅ-j(β+δ)＝＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+β+δ)×ｅ-j(β+δ)＝ｓ（ｔ）ｅj(θt)＝Ｓ（ｔ）
【0115】
（位相反転補償部１０３の動作）
図２５は、動作例２における位相反転補償部の動作を説明する図表である。位相反転補償部１０３は、位相反転検出部１０５による位相反転検出の結果に基づき補償を行う。ここで、位相反転検出部１０５では、位相反転が発生していないと判定しているため、位相反転補償部１０３は、入力された信号をそのまま出力する。
Ｅ（ｔ）’’’＝Ｓ（ｔ）
以上のように、動作例２について位相補償装置１００は、受信信号を正しく復調できることが示されている。
図２５は、動作例２における位相反転補償部の動作を説明する図表である。位相反転補償部１０３は、位相反転検出部１０５による位相反転検出の結果に基づき補償を行う。ここで、位相反転検出部１０５では、位相反転が発生していないと判定しているため、位相反転補償部１０３は、入力された信号をそのまま出力する。
Ｅ（ｔ）’’’＝Ｓ（ｔ）
以上のように、動作例２について位相補償装置１００は、受信信号を正しく復調できることが示されている。
【0116】
（動作例３：変調器によるＩ軸の位相反転のみが発生した場合）
図２６は、Ｉ軸のみ位相反転が発生した場合の位相補償装置の動作例を示す図である。
図２６は、Ｉ軸のみ位相反転が発生した場合の位相補償装置の動作例を示す図である。
【0117】
光送信器３０１の変調器でＩ軸の位相反転のみが発生した場合を想定して説明を行う。この場合、位相反転検出部１０５では、Ｉ軸反転のみの位相反転が発生しているため、位相反転ありと判断する。位相反転付加部１０６では、位相反転検出部１０５が位相反転ありと判断したため、Ｉ軸の位相反転が発生したとして、Ｉ軸の位相反転を考慮した信号を出力する。
【0118】
位相補償部１０２は、適応等化処理部１０１での適応等化処理後の信号（Ｅ（ｔ））について、位相反転付加部１０６の出力の信号を利用して、光周波数オフセットの位相変化量（γt）と位相雑音量（δt）を推定する。位相補償部１０２は、推定した結果を利用して、位相補償を行う。
【0119】
位相反転補償部１０３は、位相補償部１０２による位相補償後の信号に対して、位相反転検出部１０５の判定結果によって、位相補償後の信号に対して位相反転補償を行う。この動作例３では、Ｉ軸反転の位相反転が発生した場合として補償を行う。
【0120】
（光周波数オフセット補償部１１０の動作）
図２７は、動作例３における光周波数オフセット補償部の動作を示す図である。光周波数オフセット補償部１１０では、受信信号のパイロットと送信信号のパイロットを利用して、光周波数オフセットの位相変化量を推定し、推定した結果を利用して下記式に示す光周波数オフセット補償を行う。
図２７は、動作例３における光周波数オフセット補償部の動作を示す図である。光周波数オフセット補償部１１０では、受信信号のパイロットと送信信号のパイロットを利用して、光周波数オフセットの位相変化量を推定し、推定した結果を利用して下記式に示す光周波数オフセット補償を行う。
【0121】
Ｓ（ｔ）’＝Ｓ（ｔ）ｅj(βt)＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt)
Ｅ（ｔ）＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+γt+δt)
Ｅ（ｔ）’＝Ｅ（ｔ）（Ｓ（ｔ）’）*＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+γt+δt)（ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt)）*＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+γt+δt)ｓ（ｔ）ｅ-j(θt+βt)＝ｓ（ｔ）2ｅj(γt+δt)
Ｅ（ｔ）＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+γt+δt)
Ｅ（ｔ）’＝Ｅ（ｔ）（Ｓ（ｔ）’）*＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+γt+δt)（ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt)）*＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+γt+δt)ｓ（ｔ）ｅ-j(θt+βt)＝ｓ（ｔ）2ｅj(γt+δt)
【0122】
位相雑音の影響は短い時間（時間ｔと時間ｔ－ｋ）でのシンボル間差分をとることでキャンセルできる（δt－δt-k＝０）。
Ｅ（ｔ）’（Ｅ（ｔ－ｋ）’）*＝ｓ（ｔ）2ｅj(γt+δt)ｓ（ｔ－ｋ）2ｅ-j(γt-k)+δt-k)＝ｓ（ｔ）2ｓ（ｔ－ｋ）2ｅj(γt-γt-k+δt-δt-k)
δt－δt-k＝０を満たすため、以下のようになる。
Ｅ（ｔ）’（Ｅ（ｔ－ｋ）’）*＝ｓ（ｔ）2ｓ（ｔ－ｋ）2ｅj(γt-γt-k)＝ｓ（ｔ）2ｓ（ｔ－ｋ）2ｅjΔγt
Ｅ（ｔ）’（Ｅ（ｔ－ｋ）’）*＝ｓ（ｔ）2ｅj(γt+δt)ｓ（ｔ－ｋ）2ｅ-j(γt-k)+δt-k)＝ｓ（ｔ）2ｓ（ｔ－ｋ）2ｅj(γt-γt-k+δt-δt-k)
δt－δt-k＝０を満たすため、以下のようになる。
Ｅ（ｔ）’（Ｅ（ｔ－ｋ）’）*＝ｓ（ｔ）2ｓ（ｔ－ｋ）2ｅj(γt-γt-k)＝ｓ（ｔ）2ｓ（ｔ－ｋ）2ｅjΔγt
【0123】
送受信間のレーザ周波数差であるΔγtは、時間的に変動が小さいため、雑音を減らすために、光周波数オフセット補償部１１０は、Ｅ（ｔ）’（Ｅ（ｔ）’）*を平均化したのち、１シンボル単位の補償量を算出する。この例では、ｋシンボルでの変動量がΔγtとなるため、１シンボルの変化量は１／ｋ倍したΔγt／ｋとなる。それ故、１シンボルあたりの補償量は－Δγt／ｋ＝－Δγとなる（ｋ：パイロット間隔）。
【0124】
光周波数オフセット補償部１１０は、上記の値を利用して、Ｅ（ｔ）を補償する。ある時間Ｔの周波数オフセットは、あるタイミングの光周波数オフセットの位相変化量γ’と１シンボルあたりの位相変動量であるΔγを用いて、以下のように表現できる。
γt＝γ’＋Δγ×ｔ
γ’は、固定量のため位相雑音の成分（δt）の一部だと考えることができる。その結果、光周波数オフセット後の補償後の受信データＥ（ｔ）’は以下のように表現できる。
Ｅ（ｔ）”＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+Δγ×t+δt)×ｅj(-Δγ×t)＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)
γt＝γ’＋Δγ×ｔ
γ’は、固定量のため位相雑音の成分（δt）の一部だと考えることができる。その結果、光周波数オフセット後の補償後の受信データＥ（ｔ）’は以下のように表現できる。
Ｅ（ｔ）”＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+Δγ×t+δt)×ｅj(-Δγ×t)＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)
【0125】
（位相雑音補償部１２０の動作）
図２８は、動作例３における位相雑音補償部の動作を示す図である。位相雑音補償部１２０は、光周波数オフセットの補償後の信号に対して位相反転を考慮したパイロットの既知送信信号を用いて位相雑音補償を行う。
Ｓ（ｔ）’＝Ｓ（ｔ）ｅj(βt)＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt)
Ｅ（ｔ）”＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)
Ｅ（ｔ）”（Ｓ（ｔ）’）*＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)（ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt)）*＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)ｓ（ｔ）ｅ-j(θt+βt)＝ｓ（ｔ）2ｅj(δt)
図２８は、動作例３における位相雑音補償部の動作を示す図である。位相雑音補償部１２０は、光周波数オフセットの補償後の信号に対して位相反転を考慮したパイロットの既知送信信号を用いて位相雑音補償を行う。
Ｓ（ｔ）’＝Ｓ（ｔ）ｅj(βt)＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt)
Ｅ（ｔ）”＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)
Ｅ（ｔ）”（Ｓ（ｔ）’）*＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)（ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt)）*＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)ｓ（ｔ）ｅ-j(θt+βt)＝ｓ（ｔ）2ｅj(δt)
【0126】
位相雑音は短い時間ならば一定とみなすことができる（δt＝δ）。
Ｅ（ｔ）”（Ｓ（ｔ）’）*＝ｓ（ｔ）2ｅj(δt)＝ｓ（ｔ）2ｅj(δ)
Ｅ（ｔ）”（Ｓ（ｔ）’）*＝ｓ（ｔ）2ｅj(δt)＝ｓ（ｔ）2ｅj(δ)
【0127】
Ｅ（ｔ）”（Ｓ（ｔ）’）*は、短い時間ならば位相変化量が一定とみなすことができるため、位相雑音補償部１２０は、雑音低減のためＥ（ｔ）”（Ｓ（ｔ）’）*の結果を平均化し、補償量を算出する。
【0128】
位相雑音補償部１２０での補償量は、平均化後の位相量に－１を乗算した値となる。また、補償係数を算出した時間と補償係数を適用する時間は短いため、δt＝δの関係が成立しており、以下のようになる。
Ｅ（ｔ）’’’＝Ｅ（ｔ）”×ｅ-j(δt)＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)×ｅ-j(δ)＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt-δ)＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt)＝Ｓ（ｔ）ｅj(βt)
Ｅ（ｔ）’’’＝Ｅ（ｔ）”×ｅ-j(δt)＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)×ｅ-j(δ)＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt-δ)＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt)＝Ｓ（ｔ）ｅj(βt)
【0129】
（位相反転補償部１０３の動作）
図２９は、動作例３における位相反転補償部の動作を説明する図表である。位相反転補償部１０３は、位相反転検出部１０５による位相反転検出の結果に基づき補償を行う。ここで、位相反転補償部１０３は、位相反転補償を行う際には、Ｉ軸の位相反転で位相反転補償処理を行う。位相反転補償部１０３では、Ｉ軸の位相反転補償を行うため、Ｑ軸の符号を入れ替える処理を行うことになる。
図２９は、動作例３における位相反転補償部の動作を説明する図表である。位相反転補償部１０３は、位相反転検出部１０５による位相反転検出の結果に基づき補償を行う。ここで、位相反転補償部１０３は、位相反転補償を行う際には、Ｉ軸の位相反転で位相反転補償処理を行う。位相反転補償部１０３では、Ｉ軸の位相反転補償を行うため、Ｑ軸の符号を入れ替える処理を行うことになる。
【0130】
ここで、送信信号をＱＰＳＫ信号と仮定とし、雑音などがない場合を想定する。その場合、位相反転補償部１０３に入力される信号（Ｅ（ｔ）’’’）は、βtがＩ軸反転による位相量を表しているため、送信側でＩ軸の位相反転が発生している信号となる。
【0131】
位相反転補償部１０３では、Ｉ軸の位相反転が発生したと仮定して補償することになるため、以下のような位相反転補償になる。
Ｅ（ｔ）’’’×ｅj(-βt)＝Ｓ（ｔ）ｅj(βt)×ｅj(-βt)＝Ｓ（ｔ）
以上のように、動作例３について位相補償装置１００は、受信信号を正しく復調できることが示されている。
Ｅ（ｔ）’’’×ｅj(-βt)＝Ｓ（ｔ）ｅj(βt)×ｅj(-βt)＝Ｓ（ｔ）
以上のように、動作例３について位相補償装置１００は、受信信号を正しく復調できることが示されている。
【0132】
（動作例４：変調器によるＱ軸の位相反転のみが発生した場合）
図３０は、Ｑ軸のみ位相反転が発生した場合の位相補償装置の動作例を示す図である。
図３０は、Ｑ軸のみ位相反転が発生した場合の位相補償装置の動作例を示す図である。
【0133】
光送信器３０１の変調器でＱ軸の位相反転のみが発生した場合を想定して説明を行う。この場合、位相反転検出部１０５では、Ｑ軸の位相反転のみが発生しているため、位相反転ありと判断する。位相反転付加部１０６では、位相反転検出部１０５が位相反転ありと判断したため、Ｑ軸の位相反転が発生したとして、Ｑ軸の位相反転した場合の信号を出力する。Ｑ軸反転のみの位相反転は、Ｉ軸反転のみの位相反転（βt）に、位相として－π足した位相反転として表記することができる。
【0134】
位相補償部１０２は、適応等化処理部１０１での適応等化処理後の信号（Ｅ（ｔ））について、位相反転付加部１０６の出力信号を利用して、光周波数オフセットの位相変化量（γt）と位相雑音量（δｔ）を推定する。位相補償部１０２は、推定した結果を利用して、位相補償を行う。
【0135】
位相反転補償部１０３は、位相補償部１０２による位相補償後の信号に対して、位相反転検出部１０５の検出結果によって、位相補償後の信号から位相反転補償を行う。ここで、位相反転検出部１０５は、位相反転が発生したかどうかのみを検出している。このため、送信側でＱ軸の位相反転が発生していたとしても、受信側では、Ｉ軸の位相反転が発生したとして位相補償処理を行う。この動作例４では、位相反転ありと判定したため、Ｉ軸の位相反転（Ｑ軸の位相反転量－π）が発生したとして位相補償を行う。
【0136】
ここで、パラメータβｔは、送信側の位相反転量のため、受信側での補償量は、以下のようになる。
（１）送信側でＩ軸反転が発生した場合、βｔはＩ軸の位相反転量となる。そのため、受信側での補償量の表記は以下のようになる。
受信側でＩ軸の位相反転が発生したとして補償する場合の補償量の表記はβｔ、
受信側でＱ軸の位相反転が発生したとして補償する場合の補償量の表記はβｔ－πとなる。
（１）送信側でＩ軸反転が発生した場合、βｔはＩ軸の位相反転量となる。そのため、受信側での補償量の表記は以下のようになる。
受信側でＩ軸の位相反転が発生したとして補償する場合の補償量の表記はβｔ、
受信側でＱ軸の位相反転が発生したとして補償する場合の補償量の表記はβｔ－πとなる。
【0137】
（２）送信側でＱ軸反転が発生した場合、βｔはＱ軸の位相反転量となる。そのため、受信側での補償量の表記は以下のようになる。
受信側でＩ軸の位相反転が発生したとして補償する場合の補償量の表記はβｔ－π、
受信側でＱ軸の位相反転が発生したとして補償する場合の補償量の表記はβｔとなる。
受信側でＩ軸の位相反転が発生したとして補償する場合の補償量の表記はβｔ－π、
受信側でＱ軸の位相反転が発生したとして補償する場合の補償量の表記はβｔとなる。
【0138】
（光周波数オフセット補償部１１０の動作）
図３１は、動作例４における光周波数オフセット補償部の動作を示す図である。光周波数オフセット補償部１１０では、受信信号のパイロットと送信信号のパイロットを利用して、光周波数オフセットの位相変化量を推定し、推定した結果を利用して下記式に示す光周波数オフセット補償を行う。
図３１は、動作例４における光周波数オフセット補償部の動作を示す図である。光周波数オフセット補償部１１０では、受信信号のパイロットと送信信号のパイロットを利用して、光周波数オフセットの位相変化量を推定し、推定した結果を利用して下記式に示す光周波数オフセット補償を行う。
【0139】
Ｓ（ｔ）’＝Ｓ（ｔ）ｅj(βt-π)＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt-π)
Ｅ（ｔ）＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+γt+δt)
Ｅ（ｔ）’＝Ｅ（ｔ）（Ｓ（ｔ）’）*＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+γt+δt)（ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt-π)）*＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+γt+δt)ｓ（ｔ）ｅ-j(θt+βt-π)＝ｓ（ｔ）2ｅj(γt+δt+π)
Ｅ（ｔ）＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+γt+δt)
Ｅ（ｔ）’＝Ｅ（ｔ）（Ｓ（ｔ）’）*＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+γt+δt)（ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt-π)）*＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+γt+δt)ｓ（ｔ）ｅ-j(θt+βt-π)＝ｓ（ｔ）2ｅj(γt+δt+π)
【0140】
位相雑音の影響は短い時間（時間ｔと時間ｔ－ｋ）でのシンボル間差分をとることでキャンセルできる（δt－δt-k＝０）。
Ｅ（ｔ）’（Ｅ（ｔ－ｋ）’）*＝ｓ（ｔ）2ｅj(γt+δt+π)ｓ（ｔ－ｋ）2ｅ-j(γt-k+δt-k+π)＝ｓ（ｔ）2ｓ（ｔ－１）2ｅj(γt-γt-k+δt-δt-k)
δt－δt-k＝０を満たすため、以下のようになる。
Ｅ（ｔ）’（Ｅ（ｔ）’）*＝ｓ（ｔ）2ｓ（ｔ－１）2ｅj(γt-γt-1)＝ｓ（ｔ）2ｓ（ｔ－１）2ｅjΔγt
Ｅ（ｔ）’（Ｅ（ｔ－ｋ）’）*＝ｓ（ｔ）2ｅj(γt+δt+π)ｓ（ｔ－ｋ）2ｅ-j(γt-k+δt-k+π)＝ｓ（ｔ）2ｓ（ｔ－１）2ｅj(γt-γt-k+δt-δt-k)
δt－δt-k＝０を満たすため、以下のようになる。
Ｅ（ｔ）’（Ｅ（ｔ）’）*＝ｓ（ｔ）2ｓ（ｔ－１）2ｅj(γt-γt-1)＝ｓ（ｔ）2ｓ（ｔ－１）2ｅjΔγt
【0141】
送受信間のレーザ周波数差であるΔγtは、時間的に変動が小さいため、雑音を減らすために、光周波数オフセット補償部１１０は、Ｅ（ｔ）’（Ｅ（ｔ）’）*を平均化したのち、１シンボル単位の補償量を算出する。この例では、ｋシンボルでの変動量がΔγtとなるため、１シンボルの変化量は１／ｋ倍したΔγｔ／ｋとなる。それ故、１シンボルあたりの補償量は－Δγt／ｋ＝－Δγとなる（ｋ：パイロット間隔）。
【0142】
光周波数オフセット補償部１１０は、上記の値を利用して、Ｅ（ｔ）を補償する。ある時間Ｔの周波数オフセットは、あるタイミングの光周波数オフセットの位相変化量γ’と１シンボルあたりの位相変動量であるΔγを用いて、以下のように表現できる。
γt＝γ’＋Δγ×ｔ
γ’は、固定量のため位相雑音の成分（δt）の一部だと考えることができる。その結果、光周波数オフセット後の補償後の受信データＥ（ｔ）’は以下のように表現できる。
Ｅ（ｔ）”＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+Δγ×t+δt)×ｅj(-Δγ×t)＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)
γt＝γ’＋Δγ×ｔ
γ’は、固定量のため位相雑音の成分（δt）の一部だと考えることができる。その結果、光周波数オフセット後の補償後の受信データＥ（ｔ）’は以下のように表現できる。
Ｅ（ｔ）”＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+Δγ×t+δt)×ｅj(-Δγ×t)＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)
【0143】
（位相雑音補償部１２０の動作）
図３２は、動作例４における位相雑音補償部の動作を示す図である。位相雑音補償部１２０は、光周波数オフセットの補償後の信号に対して位相反転を考慮したパイロットの既知送信信号を用いて位相雑音補償を行う。
Ｓ（ｔ）’＝Ｓ（ｔ）ｅj(βt-π)＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt-π)
Ｅ（ｔ）”＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)
Ｅ（ｔ）”（Ｓ（ｔ）’）*＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)（ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt-π)）*＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)ｓ（ｔ）ｅ-j(θt+βt-π)＝ｓ（ｔ）2ｅj(δt+π)
図３２は、動作例４における位相雑音補償部の動作を示す図である。位相雑音補償部１２０は、光周波数オフセットの補償後の信号に対して位相反転を考慮したパイロットの既知送信信号を用いて位相雑音補償を行う。
Ｓ（ｔ）’＝Ｓ（ｔ）ｅj(βt-π)＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt-π)
Ｅ（ｔ）”＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)
Ｅ（ｔ）”（Ｓ（ｔ）’）*＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)（ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt-π)）*＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)ｓ（ｔ）ｅ-j(θt+βt-π)＝ｓ（ｔ）2ｅj(δt+π)
【0144】
位相雑音は短い時間ならば一定とみなすことができる（δt＝δ）。
Ｅ（ｔ）”（Ｓ（ｔ）’）*＝ｓ（ｔ）2ｅj(δt+π)＝ｓ（ｔ）2ｅj(δ+π)
Ｅ（ｔ）”（Ｓ（ｔ）’）*＝ｓ（ｔ）2ｅj(δt+π)＝ｓ（ｔ）2ｅj(δ+π)
【0145】
Ｅ（ｔ）”（Ｓ（ｔ）’）*は、短い時間ならば位相変化量が一定とみなすことができるため、位相雑音補償部１２０は、雑音低減のためＥ（ｔ）”（Ｓ（ｔ）’）*の結果を平均化し、補償量を算出する。
【0146】
位相雑音補償部１２０での補償量は、平均化後の位相量に－１を乗算した値となる。また、補償係数を算出した時間と補償係数を適用する時間は短いため、δt＝δの関係が成立しており、以下のようになる。
【0147】
Ｅ（ｔ）’’’＝Ｅ（ｔ）”×ｅ-j(δt+π)＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt)×ｅ-j(δ+π)＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt+δt-δ-π)＝ｓ（ｔ）ｅj(θt+βt-π)＝Ｓ（ｔ）ｅj(βt-π)
【0148】
（位相反転補償部１０３の動作）
図３３は、動作例４における位相反転補償部の動作を説明する図表である。位相反転補償部１０３は、位相反転検出部１０５による位相反転検出の結果に基づき補償を行う。ここで、位相反転補償部１０３は、位相反転補償を行う際には、Ｑ軸の位相反転量－πで位相反転補償処理を行う。位相反転補償部１０３では、Ｉ軸の位相反転補償を行うため、Ｑ軸の符号を入れ替える処理を行うことになる。
図３３は、動作例４における位相反転補償部の動作を説明する図表である。位相反転補償部１０３は、位相反転検出部１０５による位相反転検出の結果に基づき補償を行う。ここで、位相反転補償部１０３は、位相反転補償を行う際には、Ｑ軸の位相反転量－πで位相反転補償処理を行う。位相反転補償部１０３では、Ｉ軸の位相反転補償を行うため、Ｑ軸の符号を入れ替える処理を行うことになる。
【0149】
ここで、送信信号をＱＰＳＫ信号と仮定とし、雑音などがない場合を想定する。その場合、位相反転補償部１０３に入力される信号（Ｅ（ｔ）’’’）は、βtがＱ軸反転による位相量を表しているので、βt－πはＩ軸反転の位相量を表すことになり、送信側でＩ軸の位相反転が発生している相当の信号となる。
【0150】
位相反転補償部１０３では、Ｑ軸の位相反転量－πが発生したと仮定して補償することになるため、以下のような位相反転補償になる。
Ｅ（ｔ）’’’×ｅj(-(βt-π))＝Ｓ（ｔ）ｅj(βt-π)×ｅj(-(βt-π))＝Ｓ（ｔ）
以上のように、動作例４について位相補償装置１００は、受信信号を正しく復調できることが示されている。
Ｅ（ｔ）’’’×ｅj(-(βt-π))＝Ｓ（ｔ）ｅj(βt-π)×ｅj(-(βt-π))＝Ｓ（ｔ）
以上のように、動作例４について位相補償装置１００は、受信信号を正しく復調できることが示されている。
【0151】
以上の動作例１～４のように、位相補償装置１００は、変調器の位相反転がＩ軸の位相反転のみが発生した場合と、Ｑ軸の位相反転のみが発生した場合には、位相反転に関係なく、受信側ではＩ軸の位相反転のみが発生した処理とすることで、正しく復調できる。なお、位相反転付加部１０６および位相反転補償部１０３は、同一の位相反転が発生したとして処理することで、正しく復調することが可能である。このほか、光送信器３０１の変調器の位相反転がＩ軸の位相反転のみが発生した場合、およびＱ軸の位相反転のみが発生した場合には、変調器の位相反転に関係なく、位相補償装置１００は、Ｑ軸の位相反転のみの発生として処理しても同様に正しく復調できる。
【0152】
以上説明した実施の形態の位相補償装置は、位相変調された光信号を光電変換した受信信号の位相を補償する。位相補償装置は、受信信号に含まれる既知信号に基づき、受信信号の位相反転の有無を検出する位相反転検出部と、位相反転検出部が検出した位相反転の有無に基づき、受信信号の位相を位相補償する位相補償部と、位相反転検出部が検出した位相反転の有無に基づき、位相補償後の受信信号の位相反転を補償する位相反転補償部と、を備える。これにより、位相補償部は、位相反転検出部で検出した位相反転の有無に基づいて正しく位相補償でき、従来のＮ乗法の演算等を不要とし簡単な構成および低消費電力化を図ることができるようになる。
【0153】
また、既知信号は、位相反転検出用の信号を含み、位相反転検出部は、位相反転検出用の信号が示す光送信器での変調による基準となる２シンボル間の位相差分と、受信信号の２シンボル間の位相差分との差分に基づき、受信信号の位相反転の有無を検出する。これにより、２シンボル間の既知信号と受信信号とを用いて簡単に位相反転の有無を検出できる。ここで、位相補償部の前段では、位相ゆらぎ、すなわち送受レーザの周波数差による位相ゆらぎと、位相雑音による位相ゆらぎの影響を受ける。しかし、位相補償部の前段に配置した位相反転検出部は、上記構成により、位相ゆらぎの影響を受けずに位相反転を正しく検出できるようになる。
【0154】
また、位相反転検出部は、ＩＱ軸上において、位相反転がない場合およびＩＱ軸のいずれも位相反転が生じた第１の検出状態と、Ｉ軸のみあるいはＱ軸のみ位相反転が生じた第２の検出状態と、の２通りを検出し、第１の検出状態は位相反転なしと判断し、第２の検出状態は位相反転ありと判断し、判断結果を位相補償部に出力する。これにより、位相反転検出部はＩ軸とＱ軸の計４通りの反転状態を２通りの反転結果にして位相補償部に出力して簡単に位相補償できる。
【0155】
また、既知信号として、時間毎に位相反転がない状態、および時間毎に位相反転がある状態でのＩＱ軸上の各象限のシンボル点間の位相差分の情報の組み合わせパターンを保持する記憶部を有する。位相反転検出部は、組み合わせパターンのなかから、受信信号の時間毎の特定の２シンボルの組み合わせに対応するシンボル点間の位相差分を参照し、ＩＱ軸上の位相反転がない領域、あるいはＩＱ軸上の位相反転がある領域、のいずれであるかに基づき、位相反転の有無を検出する。これにより、時間（シンボル間）毎にＩＱ軸上で異なるシンボル位置に対応して、各時間での受信信号の位相反転を簡単に検出できるようになる。この既知信号の組み合わせパターンが示す各時間での受信信号の位相の情報は、予め記憶部に保持しておいてもよい。
【0156】
また、位相補償部は、送受信間のレーザ周波数差による光周波数オフセットを補償する光周波数オフセット補償部と、送受信間の位相差を補償する位相雑音補償部と、を含む。これにより、光周波数オフセット補償部および位相雑音補償部は、それぞれ、位相反転検出部による位相反転の有無に基づいて、正しく光周波数オフセット補償および位相雑音補償できる。
【0157】
また、位相補償部は、位相反転補償部を含む。また、位相反転補償部は、位相反転検出部による位相反転検出の結果が位相反転なしと判定した場合には、位相補償した信号をそのまま出力する。また、位相反転補償部は、位相反転検出部による位相反転検出の結果が位相反転ありと判定した場合には、Ｉ軸の位相反転を基準とした位相量に基づき位相反転を補償する。また、位相反転補償部は、位相反転検出部による位相反転検出の結果が位相反転ありと判定した場合には、Ｑ軸の位相反転を基準とした位相量に基づき位相反転を補償してもよい。また、位相反転検出部による位相反転検出の結果が位相反転なしと判定した場合、位相反転なし、あるいはＩ軸およびＱ軸の位相反転であり、位相反転検出部による位相反転検出の結果が位相反転ありと判定した場合、Ｉ軸のみの位相反転、あるいはＱ軸のみの位相反転があることを示す。このように、位相反転補償部は、位相反転の有無に基づき、位相反転の出力を最適化することで位相補償を簡単に行えるようになる。
【0158】
また、実施の形態の光受信器は、位相変調された光信号を光電変換した受信信号を復調する。光受信器は、受信した光信号を偏波分離する９０度光ハイブリッドと、偏波分離後の光信号を光電変換する光電変換部と、光電変換後の受信信号を復調する復調部と、を含む。復調部は、受信信号に対する適応等化処理を行う適応等化処理部と、適応等化処理後の受信信号に含まれる既知信号に基づき、受信信号の位相反転の有無を検出する位相反転検出部と、位相反転検出部が検出した位相反転の有無に基づき、受信信号の位相を位相補償する位相補償部と、位相反転検出部が検出した位相反転の有無に基づき、位相補償後の受信信号の位相反転を補償する位相反転補償部と、を備える。これにより、光送信器の変調器が出力する送信信号にＩＱ軸の位相反転が生じても、光受信器側で正しく位相反転を検出し補償できるようになる。
【0159】
上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【0160】
（付記１）位相変調された光信号を光電変換した受信信号の位相を補償する位相補償装置において、
前記受信信号に含まれる既知信号に基づき、前記受信信号の位相反転の有無を検出する位相反転検出部と、
前記位相反転検出部が検出した位相反転の有無に基づき、前記受信信号の位相を位相補償する位相補償部と、
前記位相反転検出部が検出した位相反転の有無に基づき、前記位相補償後の前記受信信号の位相反転を補償する位相反転補償部と、
を備えたことを特徴とする位相補償装置。
前記受信信号に含まれる既知信号に基づき、前記受信信号の位相反転の有無を検出する位相反転検出部と、
前記位相反転検出部が検出した位相反転の有無に基づき、前記受信信号の位相を位相補償する位相補償部と、
前記位相反転検出部が検出した位相反転の有無に基づき、前記位相補償後の前記受信信号の位相反転を補償する位相反転補償部と、
を備えたことを特徴とする位相補償装置。
【0161】
（付記２）前記既知信号は、位相反転検出用の信号を含み、
前記位相反転検出部は、
前記位相反転検出用の信号が示す光送信器での変調による基準となる２シンボル間の位相差分と、前記受信信号の２シンボル間の位相差分との差分に基づき、前記受信信号の位相反転の有無を検出する、
ことを特徴とする付記１に記載の位相補償装置。
前記位相反転検出部は、
前記位相反転検出用の信号が示す光送信器での変調による基準となる２シンボル間の位相差分と、前記受信信号の２シンボル間の位相差分との差分に基づき、前記受信信号の位相反転の有無を検出する、
ことを特徴とする付記１に記載の位相補償装置。
【0162】
（付記３）前記位相反転検出部は、
ＩＱ軸上において、位相反転がない場合およびＩＱ軸のいずれも位相反転が生じた第１の検出状態と、Ｉ軸のみあるいはＱ軸のみ位相反転が生じた第２の検出状態と、の２通りを検出し、
前記第１の検出状態は位相反転なしと判断し、前記第２の検出状態は位相反転ありと判断し、判断結果を前記位相補償部に出力する、
ことを特徴とする付記２に記載の位相補償装置。
ＩＱ軸上において、位相反転がない場合およびＩＱ軸のいずれも位相反転が生じた第１の検出状態と、Ｉ軸のみあるいはＱ軸のみ位相反転が生じた第２の検出状態と、の２通りを検出し、
前記第１の検出状態は位相反転なしと判断し、前記第２の検出状態は位相反転ありと判断し、判断結果を前記位相補償部に出力する、
ことを特徴とする付記２に記載の位相補償装置。
【0163】
（付記４）前記既知信号として、時間毎に位相反転がない状態、および時間毎に位相反転がある状態でのＩＱ軸上の各象限のシンボル点間の位相差分の情報の組み合わせパターンを保持する記憶部を有し、
前記位相反転検出部は、
前記組み合わせパターンのなかから、受信信号の時間毎の特定の２シンボルの組み合わせに対応するシンボル点間の位相差分を参照し、ＩＱ軸上の位相反転がない領域、あるいはＩＱ軸上の位相反転がある領域、のいずれであるかに基づき、位相反転の有無を検出する、
ことを特徴とする付記１に記載の位相補償装置。
前記位相反転検出部は、
前記組み合わせパターンのなかから、受信信号の時間毎の特定の２シンボルの組み合わせに対応するシンボル点間の位相差分を参照し、ＩＱ軸上の位相反転がない領域、あるいはＩＱ軸上の位相反転がある領域、のいずれであるかに基づき、位相反転の有無を検出する、
ことを特徴とする付記１に記載の位相補償装置。
【0164】
（付記５）前記位相補償部は、
送受信間のレーザ周波数差による光周波数オフセットを補償する光周波数オフセット補償部と、
送受信間の位相差を補償する位相雑音補償部と、を含み、
前記光周波数オフセット補償部および前記位相雑音補償部は、それぞれ、前記位相反転検出部による位相反転の有無に基づく補償を行う、
ことを特徴とする付記１に記載の位相補償装置。
送受信間のレーザ周波数差による光周波数オフセットを補償する光周波数オフセット補償部と、
送受信間の位相差を補償する位相雑音補償部と、を含み、
前記光周波数オフセット補償部および前記位相雑音補償部は、それぞれ、前記位相反転検出部による位相反転の有無に基づく補償を行う、
ことを特徴とする付記１に記載の位相補償装置。
【0165】
（付記６）前記位相補償部は、位相反転補償部を含み、
前記位相反転補償部は、
前記位相反転検出部による位相反転検出の結果が位相反転なしと判定した場合には、位相補償した信号をそのまま出力し、
前記位相反転検出部による位相反転検出の結果が位相反転ありと判定した場合には、Ｉ軸の位相反転を基準とした位相量に基づき位相反転を補償する、
ことを特徴とする付記１に記載の位相補償装置。
前記位相反転補償部は、
前記位相反転検出部による位相反転検出の結果が位相反転なしと判定した場合には、位相補償した信号をそのまま出力し、
前記位相反転検出部による位相反転検出の結果が位相反転ありと判定した場合には、Ｉ軸の位相反転を基準とした位相量に基づき位相反転を補償する、
ことを特徴とする付記１に記載の位相補償装置。
【0166】
（付記７）前記位相補償部は、位相反転補償部を含み、
前記位相反転補償部は、
前記位相反転検出部による位相反転検出の結果が位相反転なしと判定した場合には、位相補償した信号をそのまま出力し、
前記位相反転検出部による位相反転検出の結果が位相反転ありと判定した場合には、Ｑ軸の位相反転を基準とした位相量に基づき位相反転を補償する、
ことを特徴とする付記１に記載の位相補償装置。
前記位相反転補償部は、
前記位相反転検出部による位相反転検出の結果が位相反転なしと判定した場合には、位相補償した信号をそのまま出力し、
前記位相反転検出部による位相反転検出の結果が位相反転ありと判定した場合には、Ｑ軸の位相反転を基準とした位相量に基づき位相反転を補償する、
ことを特徴とする付記１に記載の位相補償装置。
【0167】
（付記８）前記位相反転検出部による位相反転検出の結果が位相反転なしと判定した場合、位相反転なし、あるいはＩ軸およびＱ軸の位相反転であり、
前記位相反転検出部による位相反転検出の結果が位相反転ありと判定した場合、Ｉ軸のみの位相反転、あるいはＱ軸のみの位相反転である、
ことを特徴とする付記６または７に記載の位相補償装置。
前記位相反転検出部による位相反転検出の結果が位相反転ありと判定した場合、Ｉ軸のみの位相反転、あるいはＱ軸のみの位相反転である、
ことを特徴とする付記６または７に記載の位相補償装置。
【0168】
（付記９）前記既知信号の組み合わせパターンが予め前記記憶部に保持されていることを特徴とする付記４に記載の位相補償装置。
【0169】
（付記１０）位相変調された光信号を光電変換した受信信号を復調する光受信器において、
受信した光信号を偏波分離する９０度光ハイブリッドと、
偏波分離後の光信号を光電変換する光電変換部と、
光電変換後の受信信号を復調する復調部と、を含み、
前記復調部は、
前記受信信号に対する適応等化処理を行う適応等化処理部と、
前記適応等化処理後の前記受信信号に含まれる既知信号に基づき、前記受信信号の位相反転の有無を検出する位相反転検出部と、
前記位相反転検出部が検出した位相反転の有無に基づき、前記受信信号の位相を位相補償する位相補償部と、
前記位相反転検出部が検出した位相反転の有無に基づき、前記位相補償後の前記受信信号の位相反転を補償する位相反転補償部と、
を備えたことを特徴とする光受信器。
受信した光信号を偏波分離する９０度光ハイブリッドと、
偏波分離後の光信号を光電変換する光電変換部と、
光電変換後の受信信号を復調する復調部と、を含み、
前記復調部は、
前記受信信号に対する適応等化処理を行う適応等化処理部と、
前記適応等化処理後の前記受信信号に含まれる既知信号に基づき、前記受信信号の位相反転の有無を検出する位相反転検出部と、
前記位相反転検出部が検出した位相反転の有無に基づき、前記受信信号の位相を位相補償する位相補償部と、
前記位相反転検出部が検出した位相反転の有無に基づき、前記位相補償後の前記受信信号の位相反転を補償する位相反転補償部と、
を備えたことを特徴とする光受信器。
【0170】
（付記１１）位相変調された光信号を光電変換した受信信号の位相を補償する位相補償方法において、
前記受信信号に含まれる既知信号に基づき、前記受信信号の位相反転の有無を検出し、
検出した位相反転の有無に基づき、前記受信信号の位相を位相補償し、
前記位相反転検出部が検出した位相反転の有無に基づき、前記位相補償後の前記受信信号の位相反転を補償する、
ことを特徴とする位相補償方法。
前記受信信号に含まれる既知信号に基づき、前記受信信号の位相反転の有無を検出し、
検出した位相反転の有無に基づき、前記受信信号の位相を位相補償し、
前記位相反転検出部が検出した位相反転の有無に基づき、前記位相補償後の前記受信信号の位相反転を補償する、
ことを特徴とする位相補償方法。
【符号の説明】
【0171】
１００ 位相補償装置
１０１ 適応等化処理部
１０２ 位相補償部
１０３ 位相反転補償部
１０４ 誤り訂正部
１０５ 位相反転検出部
１０６ 位相反転付加部
１１０ 光周波数オフセット補償部
１１１，１１３，１２１ 共役部
１１２，１１５，１１７，１２２，１２４ 乗算部
１１４ 遅延部
１１６，１２３ 平均化／補償量算出部
１２０ 位相雑音補償部
３０１ 光送信器
３０２ 伝送路
３０３ 光受信器
３１２ ドライバ
３１３ 変調器
３２１ ９０度光ハイブリッド
３２２ 光電変換部
３２３ 受信ＤＳＰ
４０１ レーザ光源
４０２ Ｉ軸変調部
４０３ Ｑ軸変調部
４０４ 位相変調部
１３０１ 結合部
１３０２ ナイキストフィルタ
１４０１ 位相差分演算部
１４０２ 位相反転判定信号対象判定部
１４０３ 平均化部
１４０４ 位相反転検出部
Ｅ 受信信号（受信データ）
ＴＳ１ 既知信号
ＴＳ２ 位相反転判定信号
ＰＳ パイロット信号
１０１ 適応等化処理部
１０２ 位相補償部
１０３ 位相反転補償部
１０４ 誤り訂正部
１０５ 位相反転検出部
１０６ 位相反転付加部
１１０ 光周波数オフセット補償部
１１１，１１３，１２１ 共役部
１１２，１１５，１１７，１２２，１２４ 乗算部
１１４ 遅延部
１１６，１２３ 平均化／補償量算出部
１２０ 位相雑音補償部
３０１ 光送信器
３０２ 伝送路
３０３ 光受信器
３１２ ドライバ
３１３ 変調器
３２１ ９０度光ハイブリッド
３２２ 光電変換部
３２３ 受信ＤＳＰ
４０１ レーザ光源
４０２ Ｉ軸変調部
４０３ Ｑ軸変調部
４０４ 位相変調部
１３０１ 結合部
１３０２ ナイキストフィルタ
１４０１ 位相差分演算部
１４０２ 位相反転判定信号対象判定部
１４０３ 平均化部
１４０４ 位相反転検出部
Ｅ 受信信号（受信データ）
ＴＳ１ 既知信号
ＴＳ２ 位相反転判定信号
ＰＳ パイロット信号
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】