JP2008160292A - 光受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の送信装置からの信号を受信し、どの送信装置からの信号かによってその受信レベルが相違する場合に、受信信号に含まれる雑音の分散値を計算することなく、受信信号を軟判定復号できる光受信装置を提供する。
【解決手段】尤度テーブル記憶部４４は、データ送信機器ごとに、少なくとも１つのサンプリング点での受信信号の強度を表わすデータと尤度との関係を定めた尤度テーブルを記憶する。宅側装置特定部４１は、受信信号の送信元のデータ送信機器を特定する。尤度決定部４５は、受信信号の送信元のデータ送信機器に対応するテーブルを選択して、選択したテーブルを参照して、強度出力部３２から出力される少なくとも１つのサンプリング点での受信信号の強度を表わすデータに対応する尤度を特定する。誤り訂正復号化部２５は、特定された尤度に基づいて、誤り訂正復号を行なう。
【選択図】図６

Description

本発明は、光受信装置に関し、特に受信した光信号を軟判定復号する光受信装置に関する。

通信システムの長距離化、大容量化を低コストで実現するための技術として誤り訂正が大きな役割を担っている。従来は、Read Solomonなどの硬判定誤り訂正技術を用いて受信感度の向上が図られていたが、近年、さらに受信感度の向上が可能である軟判定誤り訂正が標準仕様（広帯域無線アクセスであるIEEE802.16e、デジタル放送規格のDVB-S2、10ｇ Base-T規格のIEEE802.3anなど）に組み込まれ使用されている。代表的な軟判定誤り訂正符号としてはTurbo符号、LDPC符号が知られている。

軟判定誤り訂正符号では、受信したデータを０と１の２値のビット列で表現（硬判定）するのではなく、受信したデータの確からしさを用いて表現（軟判定）することで訂正能力を向上させている。

たとえば、非特許文献１では、送信シンボル（０、１）を（＋１、−１）に変調して送信するシステムにおいて加法性白色ガウス雑音が印加されると仮定し、送信データｘnが元々「０」である場合にｙnとして受信した確率と、送信データｘnが元々「１」である場合にｙnとして受信した確率の比として受信した第ｎシンボルの受信値ｙnの確からしさを表わしている。この確率の比は２×ｙn／σ²となり、対数尤度比と呼ばれる。ここで、σ²は、印加される雑音の分散値である。

また、非特許文献２には、受信したデータを２値でサンプリングするのではなく、複数ビットを出力できるＡＤコンバータを用いて、２値以上の多値でサンプリングすることで、受信したデータを軟判定する方法が開示されている。
和田山正、「低密度パリティ検査符号とその復号法について」、信学技報、ＭＲ２００１−８３、２００１年１２月 大内一英他、「ＷＤＭシステム用軟判定ＦＥＣにおける閾値間隔制御に関する検討」、電子情報通信学会総合大会、２００４年、４６９頁

ところで、複数の送信装置からの信号を受信する受信装置では、どの送信装置からの信号かによって、その受信レベルが相違する場合がある。たとえば、通信システムが光通信路を共有するＰＯＮ（Passive Optical Network)の場合、各宅側装置から局側装置までの光ファイバの距離、および／または合波数などが相違するため、局側装置は、どの宅側装置からの光信号かによって、その受信レベルが相違する。

しかしながら、非特許文献１および非特許文献２では、複数の送信装置からの信号を受信し、どの送信装置からの信号かによってその受信レベルが相違する場合に、受信信号の軟判定復号のために、受信信号から受信信号に含まれる雑音の分散値を送信装置ごとに計算する必要があり、そのために時間を要する。

それゆえに、本発明の目的は、複数の送信装置からの信号を受信し、どの送信装置からの信号かによってその受信レベルが相違する場合に、受信信号に含まれる雑音の分散値を計算することなく、受信信号を軟判定復号できる光受信装置を提供することである。

上記課題を解決するために、複数個のデータ送信機器からの光信号を光ファイバを通じて受信する光受信装置であって、データ送信機器ごとに、少なくとも１つのサンプリング点での受信信号の強度を表わすデータと尤度との関係を定めたテーブルを記憶する記憶部と、各サンプリング点において、受信信号の強度を表わすデータを出力する強度出力部と、受信信号の送信元のデータ送信機器を特定する送信機器特定部と、特定した送信元のデータ送信機器に対応するテーブルを選択して、選択したテーブルを参照して、強度出力部から出力される少なくとも１つのサンプリング点での受信信号の強度を表わすデータに対応する尤度を特定する尤度決定部と、特定された尤度に基づいて、誤り訂正復号を行なう誤り訂正復号化部とを備える。

好ましくは、データ送信機器ごとのテーブルの少なくとも１つのサンプリング点での受信信号の強度を表わすデータと尤度との関係は、データ送信機器から光受信装置までの光ファイバの距離、データ送信機器から光受信装置までの光ファイバの合波数、データ送信機器の光出力レベル、およびデータ送信機器の設置年数のいずれか、またはこれらのうちの任意の組合わせに応じて設定されている。

また、本発明は、複数個のデータ送信機器からの光信号を光ファイバを通じて受信する光受信装置であって、データ送信機器の特性ごとに、少なくとも１つのサンプリング点での受信信号の強度を表わすデータと尤度との関係を定めたテーブルを記憶する記憶部と、各サンプリング点において、受信信号の強度を表わすデータを出力する強度出力部と、受信信号の送信元のデータ送信機器を特定する送信機器特定部と、特定した送信元のデータ送信機器の特性に対応するテーブルを選択して、選択したテーブルを参照して、強度出力部から出力される少なくとも１つのサンプリング点での受信信号の強度を表わすデータに対応する尤度を特定する尤度決定部と、特定された尤度に基づいて、誤り訂正復号を行なう誤り訂正復号化部とを備える。

好ましくは、特性は、データ送信機器から光受信装置までの光ファイバの距離、データ送信機器から光受信装置までの光ファイバの合波数、データ送信機器の光出力レベル、およびデータ送信機器の設置年数のいずれか、またはこれらのうちの任意の組合わせである。

好ましくは、光受信装置は、さらに、誤り訂正復号の結果に基づいて、テーブル内の尤度を更新するテーブル更新部を備える。

好ましくは、テーブル更新部は、誤り訂正復号によって得られた復号ビットが第１の値をとる確率、および／または第２の値をとる確率に基づいて、テーブル内の尤度を更新する。

好ましくは、複数個のデータ送信機器からの信号は時分割で伝送され、送信機器特定部は、受信信号を受信した時点に基づいて、受信信号の送信元のデータ送信機器を特定する。

本発明の光受信装置によれば、複数の送信装置からの信号を受信し、どの送信装置からの信号からによってその受信レベルが相違する場合に、受信信号に含まれる雑音の分散値を計算することなく、受信信号を軟判定復号できる。

以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の実施形態に従う通信システムの構成の一例を示す図である。

図１を参照して、この通信システムは、ＰＯＮ（Passive Optical Network)とよばれるものであって、１つの局側装置と、複数個の宅側装置２ａ，２ｂ，・・・，２ｉ，２ｊが光ファイバで接続される。ＰＯＮでは、光スプリッタを用いて光ファイバは分岐させることによって、１本の光ファイバを複数の宅側装置で共有できるようにしている。

局側装置１からの光ファイバは、１×４スプリッタ３によって分岐される。１×４スプリッタ３で分岐された光ファイバは、１×４スプリッタ４ａによって分岐されて宅側装置２ａ，２ｂに接続され、１×４スプリッタ４ｄによって分岐されて宅側装置２ｉ，２ｊに接続される。したがって、局側装置１から宅側装置２ａ，２ｂ，・・・，２ｉ，２ｊまでの光ファイバの分岐数は、４×４＝１６分岐である。これを逆向きにいうと、宅側装置２ａ，２ｂ，・・・，２ｉ，２ｊから局側装置１までの光ファイバの合波数は、４×４＝１６合波である。

第１の実施形態では、宅側装置２ａ，２ｂ，・・・，２ｉ，２ｊから局側装置１までの光ファイバの距離が各宅側装置によって相違する場合を前提とする。

すなわち、局側装置１と１×４スプリッタ３との距離が１ｋｍであり、１×４スプリッタ３と１×４スプリッタ４ａとの距離が５ｋｍである。１×４スプリッタ４ａと宅側装置２ａとの距離が６ｋｍであり、１×４スプリッタ４ａと宅側装置２ｂとの距離が７ｋｍである。また、１×４スプリッタ３と１×４スプリッタ４ｄとの距離が９ｋｍである。１×４スプリッタ４ｄと宅側装置２ｉとの距離が８ｋｍであり、１×４スプリッタ４ｄと宅側装置２ｊとの距離が７ｋｍである。

このような宅側装置２ａ，２ｂ，・・・，２ｉ，２ｊから局側装置１までの光ファイバの距離の相違によって、どの宅側装置から送信された光信号かによって局側装置１で受信する光信号のパワーが相違する。

たとえば、宅側装置２ａで送信された光信号を局側装置１で受信するときには、送信された光信号は、１６合波によってパワーが１／１６倍となり、かつ１２ｋｍ分の伝送距離によってパワーがさらに低下する。

また、宅側装置２ｉから送信された光信号を局側装置１で受信するときには、送信された光信号は、１６合波によってパワーが１／１６倍となり、かつ１８ｋｍ分の伝送距離によってパワーがさらに低下する。

ＰＯＮにおいては、局側装置１と宅側装置２ａ，２ｂ，・・・，２ｉ，２ｊの間で双方向通信が可能であるが、本発明の実施形態では、このうちの宅側装置１から局側装置２ａ，２ｂ，・・・，２ｉ，２ｊへの通信において効果があるので、宅側装置２ａ，２ｂ，・・・，２ｉ，２ｊを送信側とし、局側装置１を受信側として説明する。

局側装置１は、各宅側装置の送信タイミングが重ならないように定めて、定めたタイミングを各宅側装置に通知する。各宅側装置は、通知されたタイミングに従って信号を送信する。これによって、宅側装置２ａ，２ｂ，・・・，２ｉ，２ｊから局側装置１への通信が時分割で行なわれる。

図２は、図１の通信システムの送信側である宅側装置（光送信装置）２ａの構成を表わす図である。他の宅側装置２ｂ，・・・，２ｉ，２ｊもこれと同様である。

図２を参照して、宅側装置２ａは、誤り訂正符号化部１１と、電気光変換器１２とを有する。

誤り訂正符号化部１１は、送信データをＫビットごとに分割する。誤り訂正符号化部１１は、Ｋビットの情報ビットに、Ｋビットの情報ビットから計算されたＭビットの冗長ビットを付加して、Ｎ（＝Ｋ＋Ｍ）ビットのＬＤＰＣ符号（低密度パリティ検査符号）データを生成する。

電気光変換器１２は、誤り訂正符号化部１１から出力されるＬＤＰＣ符号データ（０または１の時系列列データ）を光信号に変換して光ファイバに出力する。

図３は、図１の通信システムの受信側である局側装置（光受信装置）１の構成を表わす図である。

図３を参照して、局側装置１は、光強度出力部３２と、対数尤度比算出部２４と、誤り訂正復号化部２５とを有する。光強度出力部３２は、光電気変換器２１と、ＴＩＡ(Trans-Impedance Amplifier)２２と、ＬＡ(Limiting Amplifier)２３と、ＡＤ変換器３１とを含む。

光電気変換器２１は、光ファイバから受信した受信信号の光レベルに応じた電流を出力する。

ＴＩＡ２２は、光電気変換器２１から出力される電流をアナログ電圧に変換する。
ＬＡ２３は、ＴＩＡ２２から出力されるアナログ電圧を増幅する。

ＡＤ変換器３１は、各サンプリング点において、複数ビットを出力するもので、宅側装置２ａ，２ｂ，・・・，２ｉ，２ｊから送信される送信信号の周波数で受信信号をサンプリングし、サンプリングした値をＰビット（Ｐは２以上の自然数）の値のいずれかの値として出力する。

対数尤度比算出部２４は、ＬＡ２３から出力される電圧から対数尤度比λを算出する。
誤り訂正復号化部２５は、対数尤度比λに従って、符号長Ｎの単位でsum-product復号法によって誤り訂正復号を行なう。

図４は、図３の誤り訂正復号化部２５の構成を表わす図である。
図４を参照して、誤り訂正復号化部２５は、パリティ検査行列の行処理を行なう行処理部２７と、パリティ検査行列の列処理を行なう列処理部２８と、対数尤度比算出部からの対数尤度比λnと行処理部２７の出力ビット（外部値対数比）αmnとに従って復号語を生成するループ判定部２６とを含む。

行処理部２７および列処理部２８は、それぞれ、次式（１）および（２）に従って、演算処理を行ない、パリティ検査行列の行の各要素についての処理（行処理）および列についての各要素についての処理（列処理）を実行する。

行処理部２７は、列処理部２８から与えられる事前値対数比βmnと対数尤度比λnとに従って外部値対数比αmnを更新する。列処理部２８は、行処理部２７から与えられる外部値対数比αmnに従って、事前値対数比βmnを算出する。

ここで、上式（１）および（２）それぞれにおいて、ｎ′∈Ａ（ｍ）＼ｎおよびｍ′∈Ｂ（ｎ）＼ｍは、自身を除く要素を意味する。外部値対数比αmnについては、ｎ′≠ｎであり、事前値対数比βmnについては、ｍ′≠ｍである。また、αおよびβの行列内の位置を示す添え字“ｍｎ”は、通常は下付文字で示されるが、本明細書においては、読みやすさのために、「横並びの文字」で示す。

ここで、関数ｆ（ｘ）は、次式（３）で定義される。

また、関数ｓｉｇｎ（ｘ）は、次式（４）で定義される。

また、集合Ａ（ｍ）およびＢ（ｎ）は、２元Ｍ・Ｎ行列Ｈ＝［Ｈｍｎ］を復号対象のＬＤＰＣ符号の検査行列とした場合、集合［１，Ｎ］＝｛１，２，…，Ｎ｝の部分集合である。
Ａ（ｍ）＝｛ｎ：Ｈｍｎ＝１｝
Ｂ（ｎ）＝｛ｍ：Ｈｍｎ＝１｝
すなわち、部分集合Ａ（ｍ）は、検査行列Ｈの第ｍ行目において１が立っている列インデックスの集合を意味し、部分集合Ｂ（ｎ）は、検査行列Ｈの第ｎ列目において１が立っている行インデックスの集合を示す。

ループ判定部２６は、これらの行処理部２７および列処理部２８における演算処理結果に基づいて、１次推定語を生成し、これらの１次推定語が符号語を構成しているかを検査する。このパリティ検査時において、シンドロームが“０”とならない場合には、再び処理を繰返し実行する。この処理の繰返し回数が所定値に到達すると、そのときの１次推定語を復号語として出力する。

図５は、このループ判定部２６の処理動作を示すフロー図である。以下、図５を参照して、ループ判定部２６の処理操作について説明する。

まず、初期動作として、ループ回数および事前値対数比βmnの初期設定が行なわれる。このループ回数は、列処理部２８で生成された事前値対数比βmnを用いて再び行処理部２７で外部値対数比αmnを生成するループにおける演算回数を示す。このループ回数においては、最大値が予め定められる。事前値対数比mnは、“０”に初期設定される（ステップＳＰ１）。

次いで、受信シンボル系列に従って、近似対数尤度比λnおよび外部値対数比αmnが、それぞれ、対数尤度比算出部および行処理部２７により生成されて、ループ判定部２６へ供給される（ステップＳＰ２）。

ループ判定部２６は、これらの供給された近似対数尤度比λnおよび外部値対数比αmnに従って、演算λn＋Σαm′nを行って推定受信語Ｑnを算出する（ステップＳＰ３）。ここで、総和Σは、部分集合Ｂ（ｎ）の要素ｍ′について実行される。

このステップＳＰ３において算出された値Ｑnの正負の符号を判定し（ステップＳＰ４）、１次推定符号Ｃnを生成する（ステップＳＰ５）。この符号の正／負判定においては、たとえば、推定受信語Ｑnが２の補数表示されているときには、最上位ビット（符号ビット）のビット値を見ることにより、正および負の判定を行なうことができる。

推定符号Ｃnが全て生成され、符号語（Ｃ1，・・・，ＣN）が生成されると、次いでパリティ検査を実行する（ステップＳＰ６）。このパリティ検査においては、先の検査行列Ｈの転置行列を用いて、（Ｃ1，…，ＣN）・Ｈ^t＝０を計算する。この計算により、生成されるシンドロームが０であれば、Ｋビットの１次推定語（Ｃ1，…，ＣK）を推定語として出力する（ステップＳＰ９）。

一方、この生成されたシンドロームが０と異なる場合には、ループ回数が最大値であるかの判定が行なわれる（ステップＳＰ７）。すなわち、この１次推定語の生成回数をカウントし、その生成回数が所定の最大回数に到達すると、その符号についての算出をそれ以上をやめて、現在生成されている１次推定語を復号語として出力する（ステップＳＰ９）。これにより、収束性の悪いノイジーな符号に対して、不必要に演算処理時間が要するのを防止する。

ステップＳＰ７において、ループ回数が最大値に到達していないと判定されると、このループ回数を１インクリメントして、再び、行処理部２７および列処理部２８における処理を開始させて、再びステップＳＰ２からの処理を実行する。

誤り訂正復号化部２５によるこれら一連の処理が、ＬＤＰＣのsum-product法の動作である。

図６は、第１の実施形態の対数尤度比算出部２４の構成を表わす図である。
図６を参照して、この対数尤度比算出部２４は、宅側装置特定部４１と、宅側装置特性テーブル記憶部４２と、宅側装置特性特定部４３と、尤度テーブル記憶部４４と、尤度決定部４５と、訂正結果テーブル記憶部４６と、訂正結果更新部４７と、尤度テーブル更新部４８と、操作入力部４９とを備える。

宅側装置特定部４１は、図示しない宅側装置との通信の制御を行なう制御手段から、複数個の宅側装置の信号の送信タイミングの通知を受けて、受信信号を受信した時点がいつかによって、受信信号の送信元の宅側装置を特定する。

宅側装置特性テーブル記憶部４２は、宅側装置ごとにその特性を記憶する。第１の実施形態では、特性として宅側装置から局側装置までの光ファイバの距離を用いる。これは、宅側装置から局側装置までの光ファイバの距離が相違すると、局側装置で受信した光信号の受信レベルが相違するからである。

図７は、第１の実施形態の宅側装置特性テーブルの例を表わす図である。
図７を参照して、この宅側装置特定テーブルは、宅側装置ごとに局側装置までの光ファイバの距離を記憶する。たとえば、番号が１の宅側装置は、局側装置までの光ファバの距離が８ｋｍであり、番号２の宅側装置は、局側装置までの光ファイバの距離が４ｋｍである。

宅側装置特性特定部４３は、宅側装置特性テーブルを参照して、宅側装置特定部４１で特定された受信信号の送信元の宅側装置の特性、すなわち局側装置までの光ファイバの距離を特定する。

尤度テーブル記憶部４４は、宅側装置の特性ごとに、ＰビットのＡＤ変換値とＲビットの対数尤度比λとの関係を定めた尤度テーブルを記憶する。

図８（ａ）および（ｂ）は、第１の実施形態の尤度テーブルの例を表わす図である。
図８（ａ）は、宅側装置の特性が局側装置までの光ファイバの距離が１０ｋｍ未満の場合の、尤度テーブルの例を表わす。

図８（ｂ）は、宅側装置の特性が局側装置までの光ファイバの距離が１０ｋｍ以上２０ｋｍ未満の場合の、尤度テーブルの例を表わす。

図８（ａ）および（ｂ）に示されるように、Ｐ（＝５）ビットのＡＤ変換値が、Ｒ（＝７）ビットの対数尤度比と対応している。

操作入力部４９は、ユーザからの、尤度テーブル内のデータの作成または編集操作を受け付ける。

尤度決定部４５は、宅側装置特性特定部４３で特定された受信信号の送信元の宅側装置の特性、すなわち局側装置までの光ファイバの距離に対応する尤度テーブルを選択する。たとえば、受信信号の送信元の宅側装置から局側装置までの光ファイバの距離が５ｋｍであれば、図８（ａ）の尤度テーブルが選択され、１３ｋｍであれば、図８（ｂ）の尤度テーブルが選択される。尤度決定部４５は、選択した尤度テーブルを参照して、ＡＤ変換器３１から出力されるＡＤ変換値に対応する対数尤度比を特定して出力する。

訂正結果テーブル記憶部４６は、宅側装置の特性ごとに、対数尤度比と、その対数尤度比で誤り訂正復号された結果「０と判定回数された回数」と、「１と判定された回数」を定めたテーブルを記憶する。

図９（ａ）および（ｂ）は、第１の実施形態の訂正結果テーブルの例を表わす図である。

図９（ａ）は、宅側装置の特性が局側装置までの距離が１０ｋｍ未満の場合の、訂正結果テーブルの例を表わす。

図９（ｂ）は、宅側装置の特性が、局側装置までの距離が１０ｋｍ以上２０ｋｍ未満の場合の、訂正結果テーブルの例を表わす。

訂正結果更新部４７は、対数尤度比λiを誤り訂正復号化部に出力し、それによって誤り訂正復号化部から出力される復号ビットＣiを受けた場合に、その復号ビットＣiの値が「０」のときには、受信信号の送信元の宅側装置の特性に対応するテーブル内の対数尤度比λiの値に対応する「０と判定された回数」をインクリメントする。また、訂正結果更新部４７は、その復号ビットＣiの値が「１」のときには、そのテーブル内の対数尤度比λiの値に対応する「１と判定された回数」をインクリメントする。訂正結果更新部４７は、一定期間ごとに、訂正結果テーブル内の「０と判定された回数」および「１と判定された回数」を「０」にリセットする。

尤度テーブル更新部４８は、一定期間ごとに、宅側装置の特性ごとの訂正結果テーブルに従って、それに対応する尤度テーブルを更新する。すなわち、尤度テーブル更新部４８は、各訂正結果テーブルを順次選択し、選択したテーブル内の各対数尤度比Ｚに対応する「０と判定された回数」がＸ回であり、「１と判定された回数」がＹ回の場合には、次の式に従って、対数尤度比Ｚ'を算出する。
Ｚ'＝ｌｎ｛｛Ｘ／（Ｘ＋Ｙ）｝／｛Ｙ／（Ｘ＋Ｙ）｝｝＝ｌｎ（Ｘ／Ｙ）

さらに、尤度テーブル更新部４８は、算出された対数尤度比Ｚ'を、Ｒビットに量子化してＺ''を算出する。尤度テーブル更新部４８は、選択された訂正結果テーブルに対応する尤度テーブル内の対数尤度比ＺをＺ''に修正する。

たとえば、図９（ａ）の訂正結果テーブルにおいて、対数尤度比Ｚ（「００００００１」）に対応する「０と判定された回数」が「９７６」回であり、「１と判定された回数」が「１１１」回であるので、対数尤度比Ｚ’はｌｎ（９７６／１１１）となる。この値が７ビットに量子化された値Ｚ''が「０００００１１」であるとする。その場合には、図８（ａ）の対数尤度比Ｚ（「００００００１」）がＺ''（「０００００１１」）に修正される。

以上のように、第１の実施形態の局側装置（光受信装置）によれば、宅側装置の特性（局側装置までの光ファイバの距離）ごとのＡＤ変換値と対数尤度比との関係を定めた尤度テーブルを用いて尤度を決定するので、どの宅側装置からの信号かによってその受信レベルが相違する場合にも、受信信号を正しく軟判定復号できる。また、誤り訂正復号の結果に基づいて、尤度テーブル内の尤度が更新されるので、尤度テーブル内の尤度をより正確な値へ近づけていくことができる。さらに、複数の宅側装置からの信号が時分割で送信される場合には、宅側装置特定部４１は、受信信号を受信した時点に基づいて、受信信号の送信元の宅側装置を特定するので、簡単な処理で宅側装置の特定が可能となる。

［第２の実施形態］
第２の実施形態は、宅側装置から局側装置までの光ファイバの合波数が各宅側装置によって相違する場合を前提とする。

第２の実施形態の対数尤度比算出部は、第１の実施形態の対数尤度比算出部と相違する点は、宅側装置特定部４１と、宅側装置特性テーブル記憶部４２と、宅側装置特性特定部４３と、尤度テーブル記憶部４４と、尤度決定部４５である。

宅側装置特性テーブル記憶部４２は、宅側装置ごとにその特性を記憶する。第２の実施形態では、特性として宅側装置から局側装置までの光ファイバの合波数を用いる。これは、宅側装置から局側装置までの光ファイバの合波数が相違すると、局側装置で受信した光信号の受信レベルが相違するからである。

図１０は、第２の実施形態の宅側装置特性テーブルの例を表わす図である。
図１０を参照して、この宅側装置特定テーブルは、宅側装置ごとに局側装置までの光ファイバの合波数を記憶する。たとえば、番号が１の宅側装置は、局側装置までの光ファイバの合波数が「１２」個であり、番号２の宅側装置は、局側装置までの光ファイバの合波数が「２４」個である。

宅側装置特性特定部４３は、宅側装置特性テーブルを参照して、宅側装置特定部４１で特定された受信信号の送信元の宅側装置の特性、すなわち局側装置までの光ファイバの合波数を特定する。

尤度テーブル記憶部４４は、宅側装置の特性ごとに、ＰビットのＡＤ変換値とＲビットの対数尤度比λとの関係を定めた尤度テーブルを記憶する。

図１１（ａ）および（ｂ）は、第２の実施形態の尤度テーブルの例を表わす図である。
図１１（ａ）は、宅側装置の特性が、宅側装置から局側装置までの光ファイバの合波数が１０個未満の場合の、尤度テーブルの例を表わす。

図１１（ｂ）は、宅側装置の特性が、宅側装置から局側装置までの光ファイバの合波数が１０個以上２０個未満の場合の、尤度テーブルの例を表わす。

図１１（ａ）および（ｂ）に示されるように、Ｐ（＝５）ビットのＡＤ変換値が、Ｒ（＝７）ビットの対数尤度比と対応している。

尤度決定部４５は、宅側装置特性特定部４３で特定された受信信号の送信元の宅側装置の特性、すなわち宅側装置から局側装置までの光ファイバの合波数に対応する尤度テーブルを選択する。たとえば、受信信号の送信元の宅側装置から局側装置までの光ファイバの合波数が５個であれば、図１１（ａ）の尤度テーブルが選択され、１３個であれば、図１１（ｂ）の尤度テーブルが選択される。尤度決定部４５は、選択した尤度テーブルを参照して、ＡＤ変換器３１から出力されるＡＤ変換値に対応する対数尤度比を特定して出力する。

以上のように、第２の実施形態の局側装置（光受信装置）によれば、宅側装置の特性（局側装置までの光ファイバの合波数）ごとのＡＤ変換値と対数尤度比との関係を定めた尤度テーブルを用いて尤度を決定するので、どの宅側装置からの信号かによってその受信レベルが相違する場合にも、受信信号を正しく軟判定復号できる。

［第３の実施形態］
第３の実施形態は、宅側装置から出力される光信号のレベルが各宅側装置によって相違する場合を前提とする。

第３の実施形態の対数尤度比算出部は、第１の実施形態の対数尤度比算出部と相違する点は、宅側装置特定部４１と、宅側装置特性テーブル記憶部４２と、宅側装置特性特定部４３と、尤度テーブル記憶部４４と、尤度決定部４５である。

宅側装置特性テーブル記憶部４２は、宅側装置ごとにその特性を記憶する。第３の実施形態では、特性として宅側装置から出力される光信号のレベルを用いる。これは、宅側装置の光信号の出力レベルが相違すると、局側装置で受信した光信号の受信レベルが相違するからである。

図１２は、第３の実施形態の宅側装置特性テーブルの例を表わす図である。
図１２を参照して、この宅側装置特定テーブルは、宅側装置ごとに出力される光信号のレベル（光出力レベル）を記憶する。たとえば、番号１の宅側装置は、光出力レベルが「４」であり、番号２の宅側装置は、光出力レベルが「２」個である。

宅側装置特性特定部４３は、宅側装置特性テーブルを参照して、宅側装置特定部４１で特定された受信信号の送信元の宅側装置の特性、すなわち光出力レベルを特定する。

尤度テーブル記憶部４４は、宅側装置の特性ごとに、ＰビットのＡＤ変換値とＲビットの対数尤度比λとの関係を定めた尤度テーブルを記憶する。

図１３（ａ）および（ｂ）は、第３の実施形態の尤度テーブルの例を表わす図である。
図１３（ａ）は、宅側装置の特性が光出力レベルが２未満の場合の、尤度テーブルの例を表わす。

図１３（ｂ）は、宅側装置の特性が光出力レベルが２以上未満の場合の、尤度テーブルの例を表わす。

図１３（ａ）および（ｂ）に示されるように、Ｐ（＝５）ビットのＡＤ変換値が、Ｒ（＝７）ビットの対数尤度比と対応している。

尤度決定部４５は、宅側装置特性特定部４３で特定された受信信号の送信元の宅側装置の特性、すなわち宅側装置の光出力レベルに対応する尤度テーブルを選択する。たとえば、受信信号の送信元の宅側装置の光出力レベルが１であれば、図１３（ａ）の尤度テーブルが選択され、３であれば、図１３（ｂ）の尤度テーブルが選択される。尤度決定部４５は、選択した尤度テーブルを参照して、ＡＤ変換器３１から出力されるＡＤ変換値に対応する対数尤度比を特定して出力する。

以上のように、第３の実施形態の局側装置（光受信装置）によれば、宅側装置の特性（宅側装置の光出力レベル）ごとのＡＤ変換値と対数尤度比との関係を定めた尤度テーブルを用いて尤度を決定するので、どの宅側装置からの信号かによってその受信レベルが相違する場合にも、受信信号を正しく軟判定復号できる。

［第４の実施形態］
第４の実施形態は、宅側装置の設置年数が相違する場合を前提とする。

第４の実施形態の対数尤度比算出部２４は、第１の実施形態の対数尤度比算出部２４と相違する点は、宅側装置特定部４１と、宅側装置特性テーブル記憶部４２と、宅側装置特性特定部４３と、尤度テーブル記憶部４４と、尤度決定部４５である。

宅側装置特性テーブル記憶部４２は、宅側装置ごとにその特性を記憶する。第４の実施形態では、特性として宅側装置の設置年数を用いる。これは、宅側装置の設置年数が相違すると、局側装置で受信した光信号の受信レベルが相違するからである。

図１４は、第４の実施形態の宅側装置特性テーブルの例を表わす図である。
図１４を参照して、この宅側装置特定テーブルは、宅側装置ごとに設置年数を記憶する。たとえば、番号が１の宅側装置は、設置年数が「４」年であり、番号２の宅側装置は、設置年数が「２」年である。

宅側装置特性特定部４３は、宅側装置特性テーブルを参照して、宅側装置特定部４１で特定された受信信号の送信元の宅側装置の特性、すなわち設置年数を特定する。

尤度テーブル記憶部４４は、宅側装置の特性ごとに、ＰビットのＡＤ変換値とＲビットの対数尤度比λとの関係を定めた尤度テーブルを記憶する。

図１５（ａ）および（ｂ）は、尤度テーブルの例を表わす図である。
図１５（ａ）は、宅側装置の特性が設置年数が２年未満の場合の、尤度テーブルの例を表わす。

図１５（ｂ）は、宅側装置の特性が設置年数が２以上４年未満の場合の、尤度テーブルの例を表わす。

図１５（ａ）および（ｂ）に示されるように、Ｐ（＝５）ビットのＡＤ変換値が、Ｒ（＝７）ビットの対数尤度比と対応している。

尤度決定部４５は、宅側装置特性特定部４３で特定された受信信号の送信元の宅側装置の特性、すなわち宅側装置の設置年数に対応する尤度テーブルを選択する。たとえば、受信信号の送信元の宅側装置の設置年数が１年であれば、図１５（ａ）の尤度テーブルが選択され、３年であれば、図１５（ｂ）の尤度テーブルが選択される。尤度決定部４５は、選択した尤度テーブルを参照して、ＡＤ変換器３１から出力されるＡＤ変換値に対応する対数尤度比を特定して出力する。

以上のように、第４の実施形態の局側装置（光受信装置）によれば、宅側装置の特性（宅側装置の設置年数）ごとのＡＤ変換値と対数尤度比との関係を定めた尤度テーブルを用いて尤度を決定するので、どの宅側装置からの信号かによってその受信レベルが相違する場合にも、受信信号を正しく軟判定復号できる。

［第５の実施形態］
図１６は、第５の実施形態の対数尤度比算出部１２４の構成を表わす図である。

図１６を参照して、この対数尤度比算出部１２４は、宅側装置特定部４１と、尤度テーブル記憶部５４と、尤度決定部５５と、訂正結果テーブル記憶部５６と、訂正結果更新部５７と、尤度テーブル更新部５８と、操作入力部５９とを備える。

宅側装置特定部４１は、第１〜第４の実施形態と同様にして、受信信号の送信元の宅側装置を特定する。

尤度テーブル記憶部５４は、宅側装置ごとに、ＰビットのＡＤ変換値とＲビットの対数尤度比λとの関係を定めた尤度テーブルを記憶する。

宅側装置ごとの尤度テーブルにおけるＡＤ変換値と対数尤度比との関係は、宅側装置から局側装置までの光ファイバの距離に応じて設定されている。たとえば、光ファイバの距離が同程度の宅側装置Ａと宅側装置Ｂでは、そのテーブル内のデータ、すなわち、ＡＤ変換値に対応する対数尤度比の関係は、同一である。

図１７（ａ）および（ｂ）は、第５の実施形態の尤度テーブルの例を表わす図である。
図１７（ａ）は、宅側装置１についての尤度テーブルの例を表わす。

図１７（ｂ）は、宅側装置２についての尤度テーブルの例を表わす。
図１７（ａ）および（ｂ）に示されるように、Ｐ（＝５）ビットのＡＤ変換値が、Ｒ（＝７）ビットの対数尤度比と対応している。

尤度決定部５５は、宅側装置特定部４１で特定された受信信号の送信元の宅側装置に対応する尤度テーブルを選択する。たとえば、受信信号の送信元の宅側装置が宅側装置１であれば、図１７（ａ）の尤度テーブルが選択され、宅側装置２であれば、図１７（ｂ）の尤度テーブルが選択される。尤度決定部５５は、選択した尤度テーブルを参照して、ＡＤ変換器３１から出力されるＡＤ変換値に対応する対数尤度比を特定して出力する。

訂正結果テーブル記憶部５６は、宅側装置ごとに、対数尤度比と、その対数尤度比で誤り訂正復号された結果「０と判定回数された回数」と、「１と判定された回数」を定めたテーブルを記憶する。

図１８（ａ）および（ｂ）は、第５の実施形態の訂正結果テーブルの例を表わす図である。

図１８（ａ）は、宅側装置１についての、訂正結果テーブルの例を表わす。
図１８（ｂ）は、宅側装置２についての、訂正結果テーブルの例を表わす。

訂正結果更新部５７は、対数尤度比λiを誤り訂正復号化部に出力し、それによって誤り訂正復号化部から出力される復号ビットＣiを受けた場合に、その復号ビットＣiの値が「０」のときには、受信信号の送信元の宅側装置に対応するテーブル内の対数尤度比λiの値に対応する「０と判定された回数」をインクリメントする。また、訂正結果更新部５７は、その復号ビットＣiの値が「１」のときには、そのテーブル内の対数尤度比λiの値に対応する「１と判定された回数」をインクリメントする。訂正結果更新部５７は、一定期間ごとに、訂正結果テーブル内の「０と判定された回数」および「１と判定された回数」を「０」にリセットする。

尤度テーブル更新部５８は、一定期間ごとに、宅側装置ごとの訂正結果テーブルに従って、それに対応する尤度テーブルを更新する。すなわち、尤度テーブル更新部５８は、各訂正結果テーブルを順次選択し、選択したテーブル内の各対数尤度比Ｚに対応する「０と判定された回数」がＸ回であり、「１」と判定された回数がＹ回の場合には、次の式に従って、対数尤度比Ｚ'を算出する。
Ｚ'＝ｌｎ｛｛Ｘ／（Ｘ＋Ｙ）｝／｛Ｙ／（Ｘ＋Ｙ）｝｝＝ｌｎ（Ｘ／Ｙ）

さらに、尤度テーブル更新部５８は、算出された対数尤度比Ｚ'を、Ｒビットに量子化してＺ''を算出する。尤度テーブル更新部５８は、選択された訂正結果テーブルに対応する尤度テーブル内の対数尤度比ＺをＺ''に修正する。

たとえば、図１８（ａ）の訂正結果テーブルにおいて、対数尤度比Ｚ（「００００００１」）に対応する「０と判定された回数」が「１１０２」回であり、「１と判定された回数」が「５９」回であるので、対数尤度比Ｚ’はｌｎ（１１０２／５９）となる。この値が７ビットに量子化された値Ｚ''が「００００１１１」であるとする。その場合には、図１８（ａ）の対数尤度比Ｚ（「００００００１」）がＺ''（「００００１１１」）に修正される。

以上のように、第５の実施形態の局側装置（光受信装置）によれば、宅側装置ごとのＡＤ変換値と対数尤度比との関係を定めた尤度テーブル（光ファイバの距離が同程度であれば、テーブルの内容は同一である）を用いて尤度を決定するので、どの宅側装置からの信号かによってその受信レベルが相違する場合にも、受信信号を正しく軟判定復号できる。

（変形例）
本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、たとえば以下のような変形例を含む。

（１） 第１〜第４の実施形態の尤度テーブル
第１〜第４の実施形態では、宅側装置の単一な特性、すなわち、宅側装置から局側装置までの光ファイバの距離、宅側装置から局側装置までの光ファイバの合波数、宅側装置の光出力レベル、および宅側装置の設置年数のいずれかごとに尤度テーブルを備えるものとしたが、これに限定するものではない。これらの特性のうちのいくつかを組合わせた特性ごとに尤度テーブルを備えるものとしてもよい。

（２） 第５の実施形態の尤度テーブル
第５の実施形態では、尤度テーブルは、宅側装置から局側装置までの光ファイバの距離に応じて設定されているものとしたがこれに限定するものではない。尤度テーブルは、宅側装置から局側装置までの光ファイバの距離、宅側装置から局側装置までの光ファイバの合波数、宅側装置の光出力レベル、および宅側装置の設置年数のいずれか、またはこれらのうちの任意の組合わせに応じて設定されているものであってもよい。

（３） オーバーサンプリング
本発明の実施形態では、複数ビットを出力するＡＤ変換器が出力される１つのサンプリング点での複数ビットのデータで受信信号の強度を表わしたが、これに限定するものではなく、たとえば、ＡＤ変換の代わりに、オーバーサンプリングを行なってもよい。

すなわち、強度出力部は、受信信号を送信周波数よりも大きな周波数で（たとえば５倍で）オーバーサンプリングしてバイナリ判定し、各バイナリデータ（２値）を受信信号の強度を表わすデータとして出力する。

尤度テーブル記憶部は、宅側装置の特性または宅側装置ごとに、５個のサンプリング点での受信信号の強度を表わすデータ（つまり５ビットのオーバーサンプリングデータ）と、Ｒビットの対数尤度比λとの関係を定めた尤度テーブルを記憶する。

尤度決定部は、特定した送信元の宅側装置に対応する尤度テーブルまたは特定した送信元の宅側装置の特性に対応する尤度テーブルを選択して、選択した尤度テーブルを参照して、強度出力部から出力される、１つの送信データに対応する５個のサンプリング点での受信信号の強度を表わすデータ（つまり、５ビットのオーバーサンプリングデータ）に対応する対数尤度比を特定して出力する。

（４） 宅側装置の特定
本発明の実施形態では、複数の宅側装置からの信号が時分割で送信されることを前提として、受信信号を受信した時点に基づいて、受信信号の送信元の宅側装置を特定することとしたが、これに限定するものではない。たとえば、局側装置が宅側装置に信号を送信し、宅側装置が受信した信号に基いて信号を返信するような場合では、局側装置は、宅側装置に信号を送信した直後に受信した信号の送信元は、自分が信号を送信した相手側の宅側装置であると判断することができる。また、宅側装置から送信される光信号の波長が、宅側装置ごとに相違するような場合では、局側装置は、受信した光信号の波長に基づいて、受信信号の送信元の宅側装置を特定することができる。

（５） 誤り訂正復号
本発明の実施形態では、送信側でＬＤＰＣで符号化し、受信側では、sum-product法にって誤り訂正復号する場合について説明したが、これに限定するものではない。受信側では、sum-product法以外の方法、たとえばmin-sum法によって誤り訂正復号を行なうものとしてもよい。また、送信側でTurbo符号化で符号化し、受信側では、Turbo符号を復号化するための誤り訂正復号を用いてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施形態に従う通信システムの構成の一例を示す図である。 図１の通信システムの送信側である宅側装置の構成を表わす図である。 図１の通信システムの受信側である局側装置の構成を表わす図である。 図３の誤り訂正復号化部の構成を表わす図である。 ループ判定部の処理動作を示すフロー図である。 第１の実施形態の対数尤度比算出部の構成を表わす図である。 第１の実施形態の宅側装置特性テーブルの例を表わす図である。 （ａ）および（ｂ）は、第１の実施形態の尤度テーブルの例を表わす図である。 （ａ）および（ｂ）は、第１の実施形態の訂正結果テーブルの例を表わす図である。 第２の実施形態の宅側装置特性テーブルの例を表わす図である。 （ａ）および（ｂ）は、第２の実施形態の尤度テーブルの例を表わす図である。 第３の実施形態の宅側装置特性テーブルの例を表わす図である。 （ａ）および（ｂ）は、第３の実施形態の尤度テーブルの例を表わす図である。 第４の実施形態の宅側装置特性テーブルの例を表わす図である。 （ａ）および（ｂ）は、尤度テーブルの例を表わす図である。 第５の実施形態の対数尤度比算出部の構成を表わす図である。 （ａ）および（ｂ）は、第５の実施形態の尤度テーブルの例を表わす図である。 （ａ）および（ｂ）は、第５の実施形態の訂正結果テーブルの例を表わす図である。

符号の説明

１ 局側装置、２ａ〜２ｊ 宅側装置、３，４ａ，４ｄ １×４スプリッタ、４ｂ〜４ｃ １×８スプリッタ、１１ 誤り訂正符号化部、１２ 電気光変換器、２１ 光電気変換器、２２ ＴＩＡ、２３ ＬＡ、２４，１２４ 対数尤度比算出部、２５ 誤り訂正復号化部、２６ ループ判定部、２７ 行処理部、２８ 列処理部、３１ ＡＤ変換器、３２ 光強度出力部、４１ 宅側装置特定部、４２ 宅側装置特性テーブル記憶部、４３ 宅側装置特性特定部、４４，５４ 尤度テーブル記憶部、４５，５５ 尤度決定部、４６，５６ 訂正結果テーブル記憶部、４７，５７ 訂正結果更新部、４８，５８ 尤度テーブル更新部、４９，５９ 操作入力部。

Claims (7)

1. 複数個のデータ送信機器からの光信号を光ファイバを通じて受信する光受信装置であって、
   前記データ送信機器ごとに、少なくとも１つのサンプリング点での受信信号の強度を表わすデータと尤度との関係を定めたテーブルを記憶する記憶部と、
   各サンプリング点において、受信信号の強度を表わすデータを出力する強度出力部と、
   前記受信信号の送信元のデータ送信機器を特定する送信機器特定部と、
   前記特定した送信元のデータ送信機器に対応するテーブルを選択して、前記選択したテーブルを参照して、前記強度出力部から出力される前記少なくとも１つのサンプリング点での受信信号の強度を表わすデータに対応する尤度を特定する尤度決定部と、
   前記特定された尤度に基づいて、誤り訂正復号を行なう誤り訂正復号化部とを備えた光受信装置。
2. 前記データ送信機器ごとのテーブルの少なくとも１つのサンプリング点での受信信号の強度を表わすデータと尤度との関係は、前記データ送信機器から前記光受信装置までの光ファイバの距離、前記データ送信機器から前記光受信装置までの光ファイバの合波数、前記データ送信機器の光出力レベル、および前記データ送信機器の設置年数のいずれか、またはこれらのうちの任意の組合わせに応じて設定されている、請求項１記載の光受信装置。
3. 複数個のデータ送信機器からの光信号を光ファイバを通じて受信する光受信装置であって、
   前記データ送信機器の特性ごとに、少なくとも１つのサンプリング点での受信信号の強度を表わすデータと尤度との関係を定めたテーブルを記憶する記憶部と、
   各サンプリング点において、受信信号の強度を表わすデータを出力する強度出力部と、
   前記受信信号の送信元のデータ送信機器を特定する送信機器特定部と、
   前記特定した送信元のデータ送信機器の特性に対応するテーブルを選択して、前記選択したテーブルを参照して、前記強度出力部から出力される前記少なくとも１つのサンプリング点での受信信号の強度を表わすデータに対応する尤度を特定する尤度決定部と、
   前記特定された尤度に基づいて、誤り訂正復号を行なう誤り訂正復号化部とを備えた光受信装置。
4. 前記特性は、前記データ送信機器から前記光受信装置までの光ファイバの距離、前記データ送信機器から前記光受信装置までの光ファイバの合波数、前記データ送信機器の光出力レベル、および前記データ送信機器の設置年数のいずれか、またはこれらのうちの任意の組合わせである、請求項３記載の光受信装置。
5. 前記光受信装置は、さらに、
   前記誤り訂正復号の結果に基づいて、前記テーブル内の尤度を更新するテーブル更新部を備えた請求項１または３記載の光受信装置。
6. 前記テーブル更新部は、前記誤り訂正復号によって得られた復号ビットが第１の値をとる確率、および／または第２の値をとる確率に基づいて、前記テーブル内の尤度を更新する、請求項５記載の光受信装置。
7. 前記複数個のデータ送信機器からの信号は時分割で伝送され、
   前記送信機器特定部は、
   前記受信信号を受信した時点に基づいて、前記受信信号の送信元のデータ送信機器を特定する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光受信装置。

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