接收器的制作方法

1.本发明涉及对空间中传播来的光的检波信号进行补偿的接收器。


背景技术：

2.作为接收空间中传播来的光的接收器存在如下的接收器，该接收器具有：光学系统，其使空间中传播来的光会聚，使会聚后的光与光纤耦合；以及光放大器，其对由光纤传输的光进行放大。
3.由于大气的影响，空间中传播来的光的波面畸变，因此，在通过该光学系统，该光与光纤耦合时，该光的功率有时损失。伴随着光的损失，该光放大器的输出信号的信噪比(snr：signal-to-noise ratio)降低。
4.光的损失伴随着时间的经过而变化，因此，该光放大器的输出信号的snr也伴随着时间的经过而变化。当该光放大器的输出信号的snr降低时，接收器无法对光进行解调，有时比特错误率上升。
5.在以下的专利文献1中公开有改善比特错误率的波形均衡器。
6.专利文献1公开的波形均衡器应用于产生振幅较大的脉冲性噪声的传输路径，对被输入的信号的波形进行均衡，由此改善该信号的比特错误率。该波形均衡器在被输入脉冲性噪声时，在继续对信号的波形进行均衡的功能(以下称作“波形均衡功能”)时，波形均衡功能可能发散，因此，停止波形均衡功能。
7.即，该波形均衡器监视该波形均衡器的误差量，在检测到该误差量超过上限阈值时，停止波形均衡功能。
8.现有技术文献
9.专利文献
10.专利文献1：日本特开2005-303786号公报


技术实现要素：

11.发明要解决的课题
12.脉冲性噪声是振幅较大的噪声，因此，在对专利文献1公开的波形均衡器输入脉冲性噪声时，该波形均衡器的误差量大幅变化。因此，如果监视该波形均衡器的误差量，则能够检测到被输入了脉冲性噪声。
13.但是，在信号的振幅没有大幅变化而snr降低时，该波形均衡器的误差量不会大幅增加，因此，即使监视该波形均衡器的误差量，也很难检测snr的降低。因此，在snr降低至难以进行光的解调的程度时，也无法停止波形均衡功能，因此，有时该波形均衡器的抽头系数被更新为不适当的值。当该波形均衡器的抽头系数暂时被更新为不适当的值时，即使snr的降低被消除，如果不反复多次进行该波形均衡器的抽头系数的更新处理，则无法改善比特错误率。即，存在如下课题：即使snr的降低被消除，直到能够改善比特错误率为止也需要较多的时间。
14.本发明正是为了解决上述课题而完成的，其目的在于得到如下的接收器：在检波信号的信噪比从小于能够进行检波信号的解调的信噪比变化成能够进行检波信号的解调的信噪比以上时，重新计算自适应滤波器使用的滤波系数，不实施对自适应滤波器使用的滤波系数进行更新的处理，就能够改善比特错误率。
15.用于解决课题的手段
16.本发明的接收器具有：时钟提取部，其提取空间中传播来的光的检波信号中叠加的时钟信号；降低判定部，其根据由时钟提取部提取出的时钟信号的振幅，判定检波信号的信噪比与能够进行检波信号的解调的信噪比相比是否降低；自适应滤波器，其使用滤波系数对检波信号的信号值进行补偿，输出信号值补偿后的检波信号；系数计算部，作为滤波系数，该系数计算部计算使从自适应滤波器输出的检波信号的信号值成为基准值的滤波系数；以及系数更新部，其在由降低判定部判定为未降低时，存储由系数计算部计算出的滤波系数，在由降低判定部判定为降低时，将自适应滤波器使用的滤波系数变更为所存储的滤波系数。
17.发明效果
18.根据本发明，以如下方式构成接收器：系数更新部在由降低判定部判定为未降低时，存储由系数计算部计算出的滤波系数，在由降低判定部判定为降低时，将自适应滤波器使用的滤波系数变更为所存储的滤波系数。因此，本发明的接收器在检波信号的信噪比从小于能够进行检波信号的解调的信噪比变化成能够进行检波信号的解调的信噪比以上时，重新计算自适应滤波器使用的滤波系数，不实施对自适应滤波器使用的滤波系数进行更新的处理，就能够改善比特错误率。
附图说明
19.图1是示出实施方式1的接收器的结构图。
20.图2是示出实施方式1的接收器的接收处理部6的结构图。
21.图3是示出实施方式1的接收器的接收处理部6的硬件的硬件结构图。
22.图4是接收处理部6通过软件或固件等实现的情况下的计算机的硬件结构图。
23.图5是示出接收处理部6中的均衡部13的处理顺序的流程图。
24.图6是示出接收处理部6中的均衡部20的处理顺序的流程图。
25.图7是示出实施方式2的接收器的结构图。
26.图8是示出实施方式2的接收器中的接收处理部6的硬件和异常判定部61的硬件的一部分的硬件结构图。
27.图9是示出异常判定部61的判定结果的一例的说明图。
具体实施方式
28.下面，为了更加详细地说明本发明，按照附图对用于实施本发明的方式进行说明。
29.实施方式1
30.图1是示出实施方式1的接收器的结构图。
31.图1所示的接收器具有光学系统1、光纤2、2’、光放大器3、相干检波器4、模拟数字转换器(以下称作“adc”)5和接收处理部6。
32.光学系统1使空间中传播来的光会聚，使会聚后的光与光纤2耦合。空间中传播来的光是从未图示的发送器发送的光，从发送器发送的光的基带信号例如通过4值相位调制(qpsk：quadrature phase shift keying)或8psk的调制方式来调制。
33.光纤2将由光学系统1会聚后的光传输到光放大器3。
34.光放大器3以使由光纤2传输来的光的功率成为既定的功率的方式对该光进行放大。
35.光放大器3经由光纤2’将放大后的光输出到相干检波器4。
36.光纤2’连接光放大器3与相干检波器4之间，将从光放大器3输出的光传输到相干检波器4。
37.相干检波器4对从光放大器3输出的放大后的光进行相干检波，作为光的相干检波结果，将光的检波信号输出到adc5。检波信号是电信号。
38.另外，相干检波器4使从光放大器3输出的放大后的光和相同频率的光发生干涉，由此进行相干检波。理想情况下，作为相干检波结果的光的检波信号的频率与基带信号的频率一致。但是，现实中，有时从光放大器3输出的放大后的光的频率和发生干涉的光的频率稍微不同，因此，有时在光的检波信号的频率与基带信号的频率之间产生偏移。
39.在图1所示的接收器中，为了消除上述偏移，后述的频率补偿部21对从后述的自适应滤波器14输出的数字检波信号的频率进行补偿。
40.adc5将从相干检波器4输出的检波信号从模拟信号转换成数字信号(以下称作“数字检波信号”)。
41.adc5将数字检波信号输出到接收处理部6。
42.接收处理部6对从adc5输出的数字检波信号进行补偿，对补偿后的数字检波信号进行解调。
43.图2是示出实施方式1的接收器的接收处理部6的结构图。
44.图3是示出实施方式1的接收器的接收处理部6的硬件的硬件结构图。
45.在图2中，时钟提取部11例如通过图3所示的时钟提取电路31实现。
46.时钟提取部11提取从adc5输出的数字检波信号中叠加的时钟信号。例如，能够通过使用以下的非专利文献1记载的被称作“时钟恢复(cdr：clock data recovery)”的技术，从数字检波信号中提取时钟信号。
47.非专利文献1：m.oerder and h.meyr,“digital filter and square timing recovery,”in ieee transactions on communications,vol.36,no.5,pp.605-612,may 1988.
48.时钟提取部11将提取出的时钟信号输出到后述的降低判定部12。
49.降低判定部12例如通过图3所示的降低判定电路32实现。
50.降低判定部12根据由时钟提取部11提取出的时钟信号的振幅，判定从adc5输出的数字检波信号的snr(信噪比)与能够进行数字检波信号的解调的snr(以下称作“可解调snr”)相比是否降低。
51.即，降低判定部12对由时钟提取部11提取出的时钟信号的振幅和阈值进行比较，如果时钟信号的振幅为阈值以上，则判定为数字检波信号的snr与可解调snr相比未降低。
52.如果时钟信号的振幅小于阈值，则降低判定部12判定为数字检波信号的snr与可
解调snr相比降低。
53.在图1所示的接收器中，如果时钟信号的振幅为阈值以上，则后述的均衡部13和均衡部20分别能够对数字检波信号进行均衡，如果时钟信号的振幅小于阈值，则均衡部13和均衡部20分别有时无法对数字检波信号进行均衡。
54.阈值可以存储于降低判定部12的内部存储器，也可以从接收处理部6的外部提供。
55.降低判定部12将表示数字检波信号的snr与可解调snr相比是否降低的判定结果分别输出到后述的系数更新部16的系数更新处理部17和后述的补偿值更新部23的补偿值更新处理部24。
56.均衡部13具有自适应滤波器14、系数计算部15和系数更新部16。
57.自适应滤波器14例如通过图3所示的数字滤波电路33实现。
58.自适应滤波器14使用由后述的系数存储部18存储的滤波系数，对从adc5输出的数字检波信号的信号值进行补偿。
59.自适应滤波器14将信号值补偿后的数字检波信号分别输出到系数计算部15、后述的均衡部20的频率补偿部21和补偿值计算部22。
60.系数计算部15例如通过图3所示的系数计算电路34实现。
61.系数计算部15计算从自适应滤波器14输出的检波信号的信号值成为基准值的滤波系数，作为自适应滤波器14使用的滤波系数。
62.即，系数计算部15的内部存储器存储有与从adc5输出的数字检波信号的信号值对应的基准值。
63.系数计算部15从由内部存储器存储的基准值中取得与从adc5输出的数字检波信号的信号值对应的基准值，取得由系数存储部18存储的滤波系数。
64.系数计算部15使用由系数存储部18存储的滤波系数，重新计算从自适应滤波器14输出的检波信号的信号值成为取得的基准值的滤波系数。
65.系数计算部15进行的滤波系数的计算处理本身是公知技术，因此省略详细说明。另外，光的调制方式例如是qpsk即可，能够通过执行公知的恒定包络线基准算法(cma：constant modulus algorithm)，计算滤波系数。
66.由系数计算部15计算的滤波系数不需要是从自适应滤波器14输出的检波信号的信号值与取得的基准值严格一致的滤波系数，也可以是在实用方面没有问题的范围内从自适应滤波器14输出的检波信号的信号值与取得的基准值不同的滤波系数。
67.系数计算部15将计算出的滤波系数输出到系数更新部16的系数更新处理部17。
68.数字检波信号的信号值根据光的调制方式而不同。在以数字检波信号的信号值例如成为0、1、2、3、4、5中的任意一个值的方式进行调制的情况下，基准值成为0、1、2、3、4、5。由于未图示的发送器中的光的调制异常或大气的影响等，从adc5输出的数字检波信号的信号值有时从基准值偏移。
69.下面，例示从adc5输出的数字检波信号的信号值与基准值的关系。
[0070][0071]
系数更新部16具有系数更新处理部17、系数存储部18和第1先入先出存储器(以下称作“第1fifo存储器”)19。
[0072]
在由降低判定部12判定为未降低时，系数更新部16存储由系数计算部15计算出的滤波系数。
[0073]
此外，在由降低判定部12判定为未降低时，系数更新部16将自适应滤波器14使用的滤波系数变更为由系数计算部15计算出的滤波系数。
[0074]
在由降低判定部12判定为降低时，系数更新部16将自适应滤波器14使用的滤波系数变更为所存储的滤波系数。
[0075]
系数更新处理部17例如通过图3所示的系数更新处理电路35实现。
[0076]
在由降低判定部12判定为未降低时，系数更新处理部17使系数存储部18存储由系数计算部15计算出的滤波系数，将自适应滤波器14使用的滤波系数变更为由系数计算部15计算出的滤波系数。
[0077]
此外，在由降低判定部12判定为未降低时，系数更新处理部17使第1fifo存储器19存储由系数计算部15计算出的滤波系数。
[0078]
在由降低判定部12判定为降低时，系数更新处理部17停止系数计算部15中的滤波系数的计算处理。
[0079]
此外，在由降低判定部12判定为降低时，系数更新处理部17读出由第1fifo存储器19存储的滤波系数中的最先存储的滤波系数。
[0080]
系数更新处理部17使系数存储部18存储已读出的滤波系数，由此将自适应滤波器14使用的滤波系数变更为已读出的滤波系数。
[0081]
系数存储部18例如通过图3所示的系数存储电路36实现。
[0082]
系数存储部18存储有自适应滤波器14使用的滤波系数。
[0083]
第1fifo存储器19例如通过图3所示的fifo存储器电路37实现。
[0084]
第1fifo存储器19是存储由系数计算部15计算出的滤波系数的先入先出方式的存储介质。
[0085]
第1fifo存储器19的滤波系数的可存储数为d，在从系数更新处理部17接收到滤波系数时，存储该滤波系数。
[0086]
但是，第1fifo存储器19在已经存储有d个滤波系数时，在从系数更新处理部17接收到滤波系数时，在存储该滤波系数时，丢弃最先存储的滤波系数。
[0087]
在图2所示的接收处理部6中，系数计算部15中的滤波系数的计算周期t比时钟提
取部11中的时钟信号的提取所需时间e短，对滤波系数的可存储数d和计算周期t相乘而得到的值为提取所需时间e以上。
[0088]
均衡部20具有频率补偿部21、补偿值计算部22和补偿值更新部23。
[0089]
频率补偿部21例如通过图3所示的频率补偿电路38实现。
[0090]
频率补偿部21使用由后述的补偿值存储部25存储的频率补偿值，使从自适应滤波器14输出的数字检波信号进行相位旋转，由此，对从自适应滤波器14输出的数字检波信号的频率进行补偿。
[0091]
频率补偿部21将频率补偿后的数字检波信号分别输出到补偿值计算部22和后述的相位补偿部27。
[0092]
补偿值计算部22例如通过图3所示的补偿值计算电路39实现。
[0093]
补偿值计算部22计算从自适应滤波器14输出的数字检波信号的频率，作为频率补偿部21在数字检波信号的相位旋转中使用的频率补偿值。
[0094]
即，补偿值计算部22根据从自适应滤波器14输出的数字检波信号、从频率补偿部21输出的频率补偿后的数字检波信号和由补偿值存储部25存储的频率补偿值，计算新的频率补偿值，作为频率补偿部21在数字检波信号的相位旋转中使用的频率补偿值。
[0095]
补偿值计算部22进行的频率补偿值的计算处理本身是公知技术，例如，在以下的非专利文献2中公开有频率补偿值的计算方法。
[0096]
非专利文献2：a.leven,n.kaneda,u.koc and y.chen,“frequency estimation in intradyne reception,”in ieee photonics technology letters,vol.19,no.6,pp.366-368,march15,2007.
[0097]
补偿值计算部22将计算出的频率补偿值输出到补偿值更新部23的补偿值更新处理部24。
[0098]
补偿值更新部23具有补偿值更新处理部24、补偿值存储部25和第2先入先出存储器(以下称作“第2fifo存储器”)26。
[0099]
在由降低判定部12判定为未降低时，补偿值更新部23存储由补偿值计算部22计算出的频率补偿值。
[0100]
此外，在由降低判定部12判定为未降低时，将频率补偿部21在数字检波信号的相位旋转中使用的频率补偿值变更为由补偿值计算部22计算出的频率补偿值。
[0101]
在由降低判定部12判定为降低时，补偿值更新部23将频率补偿部21在数字检波信号的相位旋转中使用的频率补偿值变更为所存储的频率补偿值。
[0102]
补偿值更新处理部24例如通过图3所示的补偿值更新处理电路40实现。
[0103]
在由降低判定部12判定为未降低时，补偿值更新处理部24使补偿值存储部25存储由补偿值计算部22计算出的频率补偿值，由此，将频率补偿部21在数字检波信号的相位旋转中使用的频率补偿值变更为由补偿值计算部22计算出的频率补偿值。
[0104]
此外，在由降低判定部12判定为未降低时，补偿值更新处理部24使第2fifo存储器26存储由补偿值计算部22计算出的频率补偿值。
[0105]
在由降低判定部12判定为降低时，补偿值更新处理部24停止补偿值计算部22中的频率补偿值的计算处理。
[0106]
此外，在由降低判定部12判定为降低时，补偿值更新处理部24读出由第2fifo存储
器26存储的频率补偿值中的最先存储的频率补偿值。
[0107]
补偿值更新处理部24使补偿值存储部25存储已读出的频率补偿值，由此，将频率补偿部21在数字检波信号的相位旋转中使用的频率补偿值变更为已读出的频率补偿值。
[0108]
补偿值存储部25例如通过图3所示的补偿值存储电路41实现。
[0109]
补偿值存储部25存储有频率补偿部21在数字检波信号的相位旋转中使用的频率补偿值。
[0110]
第2fifo存储器26例如通过图3所示的fifo存储器电路42实现。
[0111]
第2fifo存储器26是存储由补偿值计算部22计算出的频率补偿值的先入先出方式的存储介质。
[0112]
第2fifo存储器26的频率补偿值的可存储数为d’，在从补偿值更新处理部24接收到频率补偿值时，存储该频率补偿值。
[0113]
但是，第2fifo存储器26在已经存储d’个频率补偿值时，在从补偿值更新处理部24接收到频率补偿值时，在存储该频率补偿值时，丢弃最先存储的频率补偿值。
[0114]
在图2所示的接收处理部6中，补偿值计算部22中的频率补偿值的计算周期t’比时钟提取部11中的时钟信号的提取所需时间e短，对频率补偿值的可存储数d’和计算周期t’相乘而得到的值为提取所需时间e以上。
[0115]
相位补偿部27例如通过图3所示的相位补偿电路43实现。
[0116]
相位补偿部27对从频率补偿部21输出的频率补偿后的数字检波信号的相位进行补偿。
[0117]
相位补偿部27将相位补偿后的数字检波信号输出到信号判定部28。
[0118]
信号判定部28例如通过图3所示的信号判定电路44实现。
[0119]
信号判定部28对从相位补偿部27输出的相位补偿后的数字检波信号进行解调。
[0120]
如果空间中传播来的光例如通过qpsk的调制方式进行调制，则通过qpsk的解调方式对数字检波信号进行解调。此外，如果空间中传播来的光例如通过8psk的调制方式进行调制，则通过8psk的解调方式对数字检波信号进行解调。
[0121]
在图2中，假设作为接收处理部6的结构要素的时钟提取部11、降低判定部12、自适应滤波器14、系数计算部15、系数更新处理部17、系数存储部18、第1fifo存储器19、频率补偿部21、补偿值计算部22、补偿值更新处理部24、补偿值存储部25、第2fifo存储器26、相位补偿部27和信号判定部28分别通过图3所示的这种专用硬件实现。即，假设接收处理部6通过时钟提取电路31、降低判定电路32、数字滤波电路33、系数计算电路34、系数更新处理电路35、系数存储电路36、fifo存储器电路37、频率补偿电路38、补偿值计算电路39、补偿值更新处理电路40、补偿值存储电路41、fifo存储器电路42、相位补偿电路43和信号判定电路44实现。
[0122]
这里，系数存储电路36、fifo存储器电路37、补偿值存储电路41和fifo存储器电路42分别例如是ram(random access memory：随机存取存储器)、rom(read only memory：只读存储器)、闪存、eprom(erasable programmable read only memory：可擦除可编程只读存储器)、eeprom(electrically erasable programmable read only memory：电可擦除可编程只读存储器)等非易失性或易失性半导体存储器、磁盘、软盘、光盘、高密度盘、迷你盘或dvd(digital versatile disc：数字多功能盘)。
[0123]
此外，时钟提取电路31、降低判定电路32、数字滤波电路33、系数计算电路34、系数更新处理电路35、频率补偿电路38、补偿值计算电路39、补偿值更新处理电路40、相位补偿电路43和信号判定电路44分别例如是单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、asic(application specific integrated circuit：专用集成电路)、fpga(field-programmable gate array：现场可编程门阵列)或对它们进行组合而得到的部件。
[0124]
接收处理部6的结构要素不限于通过专用硬件实现，接收处理部6也可以通过软件、固件或软件和固件的组合来实现。
[0125]
软件或固件作为程序存储于计算机的存储器。计算机意味着执行程序的硬件，例如是cpu(central processing unit：中央处理单元)、中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、微计算机、处理器或dsp(digital signal processor：数字信号处理器)。
[0126]
图4是接收处理部6通过软件或固件等实现的情况下的计算机的硬件结构图。
[0127]
在接收处理部6通过软件或固件等实现的情况下，系数存储部18、第1fifo存储器19、补偿值存储部25和第2fifo存储器26构成于计算机的存储器51上。用于使计算机执行时钟提取部11、降低判定部12、自适应滤波器14、系数计算部15、系数更新处理部17、频率补偿部21、补偿值计算部22、补偿值更新处理部24、相位补偿部27和信号判定部28的处理顺序的程序存储于存储器51。而且，计算机的处理器52执行存储器51中存储的程序。
[0128]
此外，在图3中，示出接收处理部6的结构要素分别通过专用硬件实现的例子，在图4中，示出接收处理部6通过软件或固件等实现的例子。但是，这只不过是一例，也可以是，接收处理部6中的一部分结构要素通过专用硬件实现，其余结构要素通过软件或固件等实现。
[0129]
接着，对图1所示的接收器的动作进行说明。
[0130]
图5是示出接收处理部6中的均衡部13的处理顺序的流程图。
[0131]
图6是示出接收处理部6中的均衡部20的处理顺序的流程图。
[0132]
未图示的发送器按照通信对象的信息对从未图示的光源射出的光进行调制。作为光的调制方式，例如能够使用qpsk或8psk的调制方式。
[0133]
未图示的发送器使按照通信对象的信息调制后的光向空间射出。
[0134]
光学系统1使从未图示的发送器射出后在空间中传播来的光会聚，使会聚后的光与光纤2耦合。
[0135]
光纤2将由光学系统1会聚后的光传输到光放大器3。
[0136]
光放大器3以使由光纤2传输来的光的功率成为既定的功率的方式对该光进行放大。
[0137]
光放大器3经由光纤2’将放大后的光输出到相干检波器4。
[0138]
相干检波器4从光放大器3接收到放大后的光时，对放大后的光进行相干检波。
[0139]
相干检波器4将光的检波信号作为光的相干检波结果输出到adc5。
[0140]
adc5从相干检波器4接收到检波信号时，将检波信号从模拟信号转换成数字信号。
[0141]
adc5将作为数字信号的数字检波信号分别输出到接收处理部6的时钟提取部11、自适应滤波器14和系数计算部15。
[0142]
接收处理部6从adc5接收到数字检波信号时，对数字检波信号进行补偿，对补偿后的数字检波信号进行解调。
[0143]
下面，具体说明接收处理部6进行的数字检波信号的补偿处理等。
[0144]
时钟提取部11从adc5接收到数字检波信号时，例如使用被称作cdr的技术提取数字检波信号中叠加的时钟信号。
[0145]
时钟提取部11将提取出的时钟信号输出到降低判定部12。
[0146]
降低判定部12从时钟提取部11接收到时钟信号时，根据时钟信号的振幅，判定从adc5输出的数字检波信号的snr与可解调snr相比是否降低。
[0147]
即，降低判定部12对由时钟提取部11提取出的时钟信号的振幅和阈值进行比较，如果时钟信号的振幅为阈值以上，则判定为数字检波信号的snr与可解调snr相比未降低。
[0148]
如果时钟信号的振幅小于阈值，则降低判定部12判定为数字检波信号的snr与可解调snr相比降低。
[0149]
降低判定部12将表示数字检波信号的snr与可解调snr相比是否降低的判定结果分别输出到系数更新处理部17和补偿值更新处理部24。
[0150]
自适应滤波器14从adc5接收到数字检波信号时，使用由系数存储部18存储的滤波系数，对数字检波信号的信号值进行补偿(图5的步骤st1)。
[0151]
自适应滤波器14将信号值补偿后的数字检波信号分别输出到系数计算部15、频率补偿部21和补偿值计算部22。
[0152]
自适应滤波器14对数字检波信号的信号值进行补偿，由此，例如即使产生数字检波信号中叠加的时钟信号的相位的时间变动或数字检波信号的频率特性的时间变动，也能够使数字检波信号的信号值接近基准值。
[0153]
如果由系数存储部18存储的滤波系数是适当的系数，则从自适应滤波器14输出的数字检波信号的信号值大致与基准值一致。
[0154]
设以数字检波信号的信号值例如成为0、1、2、3、4、5中的任意一个值的方式进行调制，由系数存储部18存储的滤波系数是适当的系数。此时，如果从adc5输出的数字检波信号的信号值例如为“2.8”，则从自适应滤波器14输出的数字检波信号的信号值大致成为“3”。此外，如果从adc5输出的数字检波信号的信号值例如为“4.3”，则从自适应滤波器14输出的数字检波信号的信号值大致成为“4”。
[0155]
系数计算部15从adc5接收到数字检波信号时，从由内部存储器存储的基准值中取得与数字检波信号的信号值对应的基准值。在以数字检波信号的信号值例如成为0、1、2、3、4、5中的任意一个值的方式进行调制的情况下，如果数字检波信号的信号值例如为“2.7”，则系数计算部15取得“3”作为基准值，如果数字检波信号的信号值例如为“1.3”，则系数计算部15取得“1”作为基准值。
[0156]
此外，系数计算部15取得由系数存储部18存储的滤波系数。
[0157]
系数计算部15使用由系数存储部18存储的滤波系数，重新计算从自适应滤波器14输出的检波信号的信号值成为取得的基准值的滤波系数(图5的步骤st2)。
[0158]
系数计算部15将计算出的滤波系数输出到系数更新处理部17。
[0159]
在图2所示的接收处理部6中，系数计算部15中的滤波系数的计算周期t比时钟提取部11中的时钟信号的提取所需时间e短。
[0160]
例如，如果系数计算部15中的滤波系数的计算周期t为时钟提取部11中的时钟信号的提取所需时间e的n分之一，则在时钟提取部11提取1次时钟信号的期间内，系数计算部15计算n次滤波系数。n为2以上的整数。
[0161]
系数更新处理部17取得从降低判定部12输出的判定结果。
[0162]
如果判定结果表示未降低的意思(图5的步骤st3：是的情况下)，则系数更新处理部17使系数存储部18存储由系数计算部15计算出的滤波系数(图5的步骤st4)。
[0163]
系数更新处理部17使系数存储部18存储由系数计算部15计算出的滤波系数，由此，将自适应滤波器14在信号值的补偿中使用的滤波系数变更为由系数计算部15计算出的滤波系数。
[0164]
此外，如果判定结果表示未降低的意思，则系数更新处理部17使第1fifo存储器19存储由系数计算部15计算出的滤波系数(图5的步骤st5)。
[0165]
第1fifo存储器19存储从系数更新处理部17输出的滤波系数。但是，第1fifo存储器19在已经存储d个滤波系数时，在从系数更新处理部17接收到滤波系数时，在存储该滤波系数时，丢弃最先存储的滤波系数。
[0166]
自适应滤波器14从adc5接收到新的数字检波信号时，使用由系数存储部18存储的滤波系数对数字检波信号的信号值进行补偿(图5的步骤st1)。
[0167]
自适应滤波器14将信号值补偿后的数字检波信号分别输出到系数计算部15、频率补偿部21和补偿值计算部22。
[0168]
如果从降低判定部12输出的判定结果表示降低的意思(图5的步骤st3：否的情况下)，则系数更新处理部17停止系数计算部15中的滤波系数的计算处理(图5的步骤st6)。
[0169]
此外，如果判定结果表示降低的意思，则系数更新处理部17读出由第1fifo存储器19存储的滤波系数中的最先存储的滤波系数。
[0170]
系数更新处理部17使系数存储部18存储已读出的滤波系数(图5的步骤st7)。
[0171]
系数更新处理部17使系数存储部18存储已读出的滤波系数，由此，将自适应滤波器14在信号值的补偿中使用的滤波系数变更为已读出的滤波系数。
[0172]
系数计算部15中的滤波系数的计算周期t比时钟提取部11中的时钟信号的提取所需时间e短，对滤波系数的可存储数d和计算周期t相乘而得到的值为提取所需时间e以上。因此，如果第1fifo存储器19例如存储有d个滤波系数，则已读出的滤波系数是在比当前靠前d
×
t的时刻由系数计算部15计算出的滤波系数。另外，已读出的滤波系数是在数字检波信号的snr与可解调snr相比未降低时由系数计算部15计算出的滤波系数。
[0173]
自适应滤波器14从adc5接收到新的数字检波信号时，使用由系数存储部18存储的滤波系数对数字检波信号的信号值进行补偿(图5的步骤st8)。
[0174]
自适应滤波器14将信号值补偿后的数字检波信号分别输出到系数计算部15、频率补偿部21和补偿值计算部22。
[0175]
系数更新处理部17在从降低判定部12输出的判定结果从表示降低的意思的判定结果变化成表示未降低的意思的判定结果时(图5的步骤st9：是的情况下)，再次开始系数计算部15中的滤波系数的计算处理(图5的步骤st10)。
[0176]
如果从降低判定部12输出的判定结果未从表示降低的意思的判定结果变化成表示未降低的意思的判定结果(图5的步骤st9：否的情况下)，则自适应滤波器14使用由系数存储部18存储的滤波系数对数字检波信号的信号值进行补偿(图5的步骤st8)。
[0177]
此后，均衡部13反复实施图5的步骤st1～st10的处理。
[0178]
频率补偿部21从自适应滤波器14接收到数字检波信号时，使用由补偿值存储部25
存储的频率补偿值使该数字检波信号进行相位旋转，由此，对该数字检波信号的频率进行补偿(图6的步骤st11)。
[0179]
频率补偿部21进行的频率的补偿处理本身是公知技术，因此省略详细说明。
[0180]
频率补偿部21将频率补偿后的检波信号分别输出到补偿值计算部22和相位补偿部27。
[0181]
频率补偿部21对数字检波信号的频率进行补偿，由此，例如即使从光放大器3输出的放大后的光的频率和发生干涉的光的频率稍微不同，也能够消除数字检波信号的频率与基带信号的频率之间的偏移。
[0182]
补偿值计算部22根据从自适应滤波器14输出的数字检波信号、从频率补偿部21输出的频率补偿后的数字检波信号和由补偿值存储部25存储的频率补偿值，计算新的频率补偿值，作为频率补偿部21在数字检波信号的相位旋转中使用的频率补偿值(图6的步骤st12)。
[0183]
补偿值计算部22将计算出的频率补偿值输出到补偿值更新部23的补偿值更新处理部24。
[0184]
在图2所示的接收处理部6中，补偿值计算部22中的频率补偿值的计算周期t’比时钟提取部11中的时钟信号的提取所需时间e短。
[0185]
例如，如果补偿值计算部22中的频率补偿值的计算周期t’为时钟提取部11中的时钟信号的提取所需时间e的n’分之一，则在时钟提取部11提取1次时钟信号的期间内，补偿值计算部22计算n’次滤波系数。n’为2以上的整数。
[0186]
补偿值更新处理部24取得从降低判定部12输出的判定结果。
[0187]
如果判定结果表示未降低的意思(图6的步骤st13：是的情况下)，则补偿值更新处理部24使补偿值存储部25存储由补偿值计算部22计算出的频率补偿值(图6的步骤st14)。
[0188]
补偿值更新处理部24使补偿值存储部25存储由补偿值计算部22计算出的频率补偿值，由此，频率补偿部21在数字检波信号的相位旋转中使用的频率补偿值被变更为由补偿值计算部22计算出的频率补偿值。
[0189]
此外，如果判定结果表示未降低的意思，则补偿值更新处理部24使第2fifo存储器26存储由补偿值计算部22计算出的频率补偿值(图6的步骤st15)。
[0190]
第2fifo存储器26存储从补偿值更新处理部24输出的频率补偿值。但是，第2fifo存储器26在已经存储d’个频率补偿值时，在从补偿值更新处理部24接收到频率补偿值时，在存储该频率补偿值时，丢弃最先存储的频率补偿值。
[0191]
频率补偿部21从自适应滤波器14接收到新的数字检波信号时，使用由补偿值存储部25存储的频率补偿值使该数字检波信号进行相位旋转，由此，对该数字检波信号的频率进行补偿(图6的步骤st11)。
[0192]
频率补偿部21将频率补偿后的检波信号分别输出到补偿值计算部22和相位补偿部27。
[0193]
如果判定结果表示降低的意思(图6的步骤st13：否的情况下)，则补偿值更新处理部24停止补偿值计算部22中的频率补偿值的计算处理(图6的步骤st16)。
[0194]
此外，如果判定结果表示降低的意思，则补偿值更新处理部24读出由第2fifo存储器26存储的频率补偿值中的最先存储的频率补偿值。
[0195]
补偿值更新处理部24使补偿值存储部25存储已读出的频率补偿值(图6的步骤st17)。
[0196]
补偿值更新处理部24使补偿值存储部25存储已读出的频率补偿值，由此，频率补偿部21在数字检波信号的相位旋转中使用的频率补偿值被变更为已读出的频率补偿值。
[0197]
补偿值计算部22中的频率补偿值的计算周期t’比时钟提取部11中的时钟信号的提取所需时间e短，对频率补偿值的可存储数d’和计算周期t’相乘而得到的值为提取所需时间e以上。因此，如果第2fifo存储器26例如存储有d’个频率补偿值，则已读出的频率补偿值是在比当前靠前d
’×
t’的时刻由补偿值计算部22计算出的频率补偿值。另外，已读出的频率补偿值是在数字检波信号的snr与可解调snr相比未降低时由补偿值计算部22计算出的频率补偿值。
[0198]
频率补偿部21从自适应滤波器14接收到新的数字检波信号时，使用由补偿值存储部25存储的频率补偿值使该数字检波信号进行相位旋转，由此，对该数字检波信号的频率进行补偿(图6的步骤st18)。
[0199]
频率补偿部21将频率补偿后的检波信号分别输出到补偿值计算部22和相位补偿部27。
[0200]
在从降低判定部12输出的判定结果从表示降低的意思的判定结果变化成表示未降低的意思的判定结果时(图6的步骤st19：是的情况下)，补偿值更新处理部24再次开始补偿值计算部22中的频率补偿值的计算处理(图6的步骤st20)。
[0201]
如果从降低判定部12输出的判定结果未从表示降低的意思的判定结果变化成表示未降低的意思的判定结果(图6的步骤st19：否的情况下)，则频率补偿部21使用由补偿值存储部25存储的频率补偿值使从自适应滤波器14输出的数字检波信号进行相位旋转，由此，对该数字检波信号的频率进行补偿(图6的步骤st18)。
[0202]
此后，均衡部20反复实施图6的步骤st11～st20的处理。
[0203]
相位补偿部27接收到从频率补偿部21输出的频率补偿后的数字检波信号时，对数字检波信号的相位进行补偿。
[0204]
相位补偿部27进行的数字检波信号的相位补偿处理本身是公知技术，因此省略详细说明。
[0205]
相位补偿部27将相位补偿后的数字检波信号输出到信号判定部28。
[0206]
信号判定部28从相位补偿部27接收到相位补偿后的数字检波信号时，对相位补偿后的数字检波信号进行解调。
[0207]
信号判定部28进行的数字检波信号的解调处理本身是公知技术，因此省略详细说明。
[0208]
信号判定部28将数字检波信号的解调结果输出到外部。
[0209]
在以上的实施方式1中，以如下方式构成接收器，该接收器具有：时钟提取部11，其提取空间中传播来的光的检波信号中叠加的时钟信号；降低判定部12，其根据由时钟提取部11提取出的时钟信号的振幅，判定检波信号的snr与能够进行检波信号的解调的snr相比是否降低；自适应滤波器14，其使用滤波系数对检波信号的信号值进行补偿，输出信号值补偿后的检波信号；以及系数计算部15，其计算从自适应滤波器14输出的检波信号的信号值成为基准值的滤波系数，作为滤波系数，系数更新部16在由降低判定部12判定为未降低时，
存储由系数计算部15计算出的滤波系数，在由降低判定部12判定为降低时，将自适应滤波器14使用的滤波系数变更为所存储的滤波系数。因此，接收器在检波信号的snr从小于能够进行检波信号的解调的snr变化成能够进行检波信号的解调的snr以上时，重新计算自适应滤波器14使用的滤波系数，不实施对自适应滤波器14使用的滤波系数进行更新的处理，就能够改善比特错误率。
[0210]
此外，在实施方式1中，以如下方式构成接收器，该接收器具有：频率补偿部21，其使用频率补偿值使从自适应滤波器14输出的检波信号进行相位旋转，由此对从自适应滤波器14输出的检波信号的频率进行补偿，输出频率补偿后的检波信号；以及补偿值计算部22，其计算从自适应滤波器14输出的检波信号的频率作为频率补偿值，补偿值更新部23在由降低判定部12判定为未降低时，存储由补偿值计算部22计算出的频率补偿值，在由降低判定部12判定为降低时，将频率补偿部21在检波信号的相位旋转中使用的频率补偿值变更为所存储的频率补偿值。因此，接收器在检波信号的snr从小于能够进行检波信号的解调的snr变化成能够进行检波信号的解调的snr以上时，重新计算从自适应滤波器14输出的检波信号的相位旋转中使用的频率补偿值，不实施对频率补偿部21在数字检波信号的相位旋转中使用的频率补偿值进行更新的处理，就能够改善比特错误率。
[0211]
图2所示的接收器具有均衡部13和均衡部20双方。但是，这只不过是一例，也可以是具有均衡部13和均衡部20中的任意一个均衡部的接收器。
[0212]
实施方式2
[0213]
在实施方式2中，对具有判定光通信中的异常的种类的异常判定部61的接收器进行说明。
[0214]
图7是示出实施方式2的接收器的结构图。
[0215]
图8是示出实施方式2的接收器中的接收处理部6的硬件和异常判定部61的硬件的一部分的硬件结构图。
[0216]
在图7和图8中，与图1和图3相同的标号表示相同或相当的部分，因此省略详细说明。
[0217]
异常判定部61具有光功率检测器62、信号功率检测器63、振幅检测器64和异常判定处理部65。
[0218]
异常判定部61根据空间中传播的光的功率、从adc5输出的数字检波信号的功率和由接收处理部6的时钟提取部11提取出的时钟信号的振幅，判定光通信中的异常的种类。
[0219]
光功率检测器62检测在空间中传播后由光学系统1会聚后的光的功率，将表示光的功率的第1数字信号输出到异常判定处理部65。
[0220]
信号功率检测器63检测从adc5输出的数字检波信号的功率，将表示数字检波信号的功率的第2数字信号输出到异常判定处理部65。
[0221]
振幅检测器64检测由时钟提取部11提取出的时钟信号的振幅，将表示时钟信号的振幅的第3数字信号输出到异常判定处理部65。
[0222]
异常判定处理部65例如通过图8所示的异常判定处理电路70实现。
[0223]
异常判定处理部65根据从光功率检测器62输出的第1数字信号、从信号功率检测器63输出的第2数字信号和从振幅检测器64输出的第3数字信号，判定光通信中的异常的种类。
[0224]
在图7中，假设作为接收处理部6的结构要素的时钟提取部11、降低判定部12、自适应滤波器14、系数计算部15、系数更新处理部17、系数存储部18、第1fifo存储器19、频率补偿部21、补偿值计算部22、补偿值更新处理部24、补偿值存储部25、第2fifo存储器26、相位补偿部27和信号判定部28中的每一个以及作为异常判定部61的结构要素的一部分的异常判定处理部65通过图8所示的这种专用硬件实现。即，假设接收处理部6通过时钟提取电路31、降低判定电路32、数字滤波电路33、系数计算电路34、系数更新处理电路35、系数存储电路36、fifo存储器电路37、频率补偿电路38、补偿值计算电路39、补偿值更新处理电路40、补偿值存储电路41、fifo存储器电路42、相位补偿电路43和信号判定电路44实现，异常判定部61的一部分通过异常判定处理电路70实现。
[0225]
这里，异常判定处理电路70例如是单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、asic、fpga或对它们进行组合而得到的部件。
[0226]
接收处理部6的结构要素和异常判定部61的一部分不限于通过专用硬件实现，接收处理部6和异常判定部61的一部分也可以通过软件、固件或软件和固件的组合来实现。
[0227]
在接收处理部6和异常判定部61的一部分通过软件或固件等实现的情况下，系数存储部18、第1fifo存储器19、补偿值存储部25和第2fifo存储器26构成于图4所示的计算机的存储器51上。用于使计算机执行时钟提取部11、降低判定部12、自适应滤波器14、系数计算部15、系数更新处理部17、频率补偿部21、补偿值计算部22、补偿值更新处理部24、相位补偿部27、信号判定部28和异常判定处理部65的处理顺序的程序存储于图4所示的存储器51。而且，图4所示的处理器52执行存储器51中存储的程序。
[0228]
接着，对图7所示的接收器的动作进行说明。
[0229]
异常判定部61以外的部分与图1所示的接收器相同，因此，这里仅对异常判定部61的动作进行说明。
[0230]
图9是示出异常判定部61的判定结果的一例的说明图。
[0231]
异常判定部61的光功率检测器62监视由光学系统1会聚后的光，检测该光的功率。
[0232]
光功率检测器62将表示检测到的光的功率的第1数字信号输出到异常判定处理部65。
[0233]
信号功率检测器63监视从adc5输出的数字检波信号，检测该数字检波信号的功率。
[0234]
信号功率检测器63将表示检测到的数字检波信号的功率的第2数字信号输出到异常判定处理部65。
[0235]
振幅检测器64监视由时钟提取部11提取出的时钟信号，检测该时钟信号的振幅。
[0236]
振幅检测器64将表示检测到的时钟信号的振幅的第3数字信号输出到异常判定处理部65。
[0237]
异常判定处理部65取得从光功率检测器62输出的第1数字信号、从信号功率检测器63输出的第2数字信号和从振幅检测器64输出的第3数字信号。
[0238]
异常判定处理部65的内部存储器存储有第1数字信号的第1阈值、第2数字信号的第2阈值和第3数字信号的第3阈值。
[0239]
这里，异常判定处理部65的内部存储器存储有第1阈值、第2阈值和第3阈值。但是，这只不过是一例，第1阈值、第2阈值和第3阈值也可以从接收器的外部提供。
[0240]
异常判定处理部65对第1数字信号和第1阈值进行比较，如果第1数字信号为第1阈值以上，则判定为处于由光学系统1会聚后的光的功率较高的状态。
[0241]
如果第1数字信号小于第1阈值，则异常判定处理部65判定为处于由光学系统1会聚后的光的功率较低的状态。
[0242]
异常判定处理部65对第2数字信号和第2阈值进行比较，如果第2数字信号为第2阈值以上，则判定为处于数字检波信号的功率较高的状态。
[0243]
如果第2数字信号小于第2阈值，则异常判定处理部65判定为处于数字检波信号的功率较低的状态。
[0244]
异常判定处理部65对第3数字信号和第3阈值进行比较，如果第3数字信号为第3阈值以上，则判定为处于时钟信号的振幅较高的状态。
[0245]
如果第3数字信号小于第3阈值，则异常判定处理部65判定为处于时钟信号的振幅较低的状态。
[0246]
如果处于光的功率较高的状态、处于数字检波信号的功率较高的状态且处于时钟信号的振幅较高的状态，则如图9所示，异常判定处理部65判定为正常地进行了光通信。
[0247]
如果处于光的功率较高的状态、处于数字检波信号的功率较高的状态且处于时钟信号的振幅较低的状态，则如图9所示，异常判定处理部65判定为产生未图示的发送器中的光的调制异常。由于产生光的调制异常，因此，时钟提取部11无法充分提取时钟信号，认为成为时钟信号的振幅较低的状态。
[0248]
如果处于光的功率较高的状态、处于数字检波信号的功率较低的状态且处于时钟信号的振幅较低的状态，则如图9所示，异常判定处理部65判定为产生由光学系统1会聚后的光的波长从由未图示的发送器的光源振荡出的光的波长偏移的波长偏移的异常。由于产生波长偏移的异常，因此，无法通过相干检波器4正常地对从光放大器3输出的光进行相干检波，认为成为数字检波信号的功率和时钟信号的振幅分别较低的状态。
[0249]
如果处于光的功率较低的状态、处于数字检波信号的功率较高的状态且处于时钟信号的振幅较低的状态，则如图9所示，异常判定处理部65例如判定为处于由于大气的影响而使由光学系统1会聚后的光的功率降低的状态。
[0250]
异常判定处理部65将光通信中的异常的种类的判定结果输出到外部。
[0251]
在以上的实施方式2中，以如下方式构成图7所示的接收器：具有异常判定部61，该异常判定部61根据空间中传播的光的功率、光的检波信号的功率和由时钟提取部11提取出的时钟信号的振幅，判定光通信中的异常的种类。因此，图7所示的接收器与图1所示的接收器同样能够改善比特错误率，除此之外，还能够得知光通信中的异常的种类的判定结果。
[0252]
另外，本技术能够在其发明范围内进行各实施方式的自由组合、或各实施方式的任意结构要素的变形、或各实施方式中的任意结构要素的省略。
[0253]
产业上的可利用性
[0254]
本发明适用于对空间中传播来的光的检波信号进行补偿的接收器。
[0255]
标号说明
[0256]
1：光学系统；2、2’：光纤；3：光放大器；4：相干检波器；5：adc；6：接收处理部；11：时钟提取部；12：降低判定部；13：均衡部；14：自适应滤波器；15：系数计算部；16：系数更新部；17：系数更新处理部；18：系数存储部；19：第1fifo存储器；20：均衡部；21：频率补偿部；22：
补偿值计算部；23：补偿值更新部；24：补偿值更新处理部；25：补偿值存储部；26：第2fifo存储器；27：相位补偿部；28：信号判定部；31：时钟提取电路；32：降低判定电路；33：数字滤波电路；34：系数计算电路；35：系数更新处理电路；36：系数存储电路；37：fifo存储器电路；38：频率补偿电路；39：补偿值计算电路；40：补偿值更新处理电路；41：补偿值存储电路；42：fifo存储器电路；43：相位补偿电路；44：信号判定电路；51：存储器；52：处理器；61：异常判定部；62：光功率检测器；63：信号功率检测器；64：振幅检测器；65：异常判定处理部；70：异常判定处理电路。