JP2009253754A - 周波数分割多重通信方法及びその通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】周波数チャネル毎の伝送特性に差があっても、各周波数チャネル間の伝送品質を同様とし、全体の伝送品質が向上するOFDM通信方法を提供する。
【解決手段】本発明のOFDM通信方法は光伝送路でデータ信号を伝送する方法であり、送信機側にて、周波数チャネルごとにデータ信号の変調方式を決定する変調モード決定過程と、データ信号が対応する変調方式に適するようシリアル・パラレル変換を行うシリアル・パラレル変換過程と、周波数チャネル毎に変調し、逆フーリエ変換により時系列の送信データに変換するIFFT過程と、送信データを光信号に変換する電気・光変換過程とを備え、受信機側にて、光信号を電気信号の受信信号へ変換して出力する光・電気変換過程と、受信信号の先頭位置を検出する過程と、受信信号のフーリエ変換を行うFFT過程と、受信信号を復調する復調過程と、パラレル・シリアル変換を行い復元するパラレル・シリアル変換過程とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、周波数分割多重変復調技術を用いた光伝送システムに対する周波数分割多重通信方法及びその通信装置に関する。

近年、マルチキャリアを用いた通信システムにおける光伝送方式として、周波数分割多重変復調技術を用いることが検討されている。この周波数分割多重変復調技術を用いた直交波周波数分割多重通信装置を図９を参照して説明する。
図９は光の伝送路を介して、直交波周波数分割多重方式により高速の通信速度を実現する従来技術における直交波周波数分割多重通信装置の構成例である。この直交波周波数分割多重通信装置は、シリアル・パラレル変換回路９０１、変調回路９０２、ＩＦＦＴ回路９０３、電気・光変換回路９０４、光伝送路９０５、電気・光変換回路９０６、ＦＦＴ回路９０７、復調回路９０８、パラレル・シリアル変換回路９０９から構成されている。

送信機において、シリアル・パラレル変換回路９０１は、送信されるデータ信号が入力されると、マルチキャリアの周波数チャネル数に分割して変調回路９０２へ出力する。
そして、変調回路９０２は、周波数チャネルごとに、予め定められた共通の変調方式によりデータ信号の変調を行い、ＩＦＦＴ回路９０３に出力する。
変調されたデータ信号が入力されると、ＩＦＦＴ回路９０３は、入力されるデータ信号を周波数軸における入力と見なして、各周波数成分の信号を時系列の送信信号に変換を行い、既知信号の付与とガードインターバル信号の挿入を行った後、各周波数チャネルを合成して電気・光変換回路９０４へ出力する。
そして、電気・光変換回路９０４は、入力される合成されたデータ信号を、電気信号から光信号に変換し、光伝送路９０５（光ファイバーなど）を介して受信機に対して送信する。

受信機において、光・電気変換回路９０６は、受信された光信号である合成されたデータ信号を電気信号に変換して、ＦＦＴ回路９０７に出力する。
上記データ信号が入力されると、ＦＦＴ回路９０７では、信号の先頭位置を検出し、ガードインターバル信号を除いた位置でフーリエ変換を行い、マルチキャリアにおける各周波数チャネルの周波数領域ごとに分解して、復調回路９０８に出力する。
そして、復調回路９０８は、得られた周波数チャネルごとのデータ信号に、既知信号から得られたチャネル情報を用いて復調を行い、パラレル・シリアル変換回路９０９に出力する。
パラレル・シリアル変換回路９０９は、復調回路９０８から並列に入力されるデータ信号に対してパラレル・シリアル変換を行い、送信された元のデータ信号を得る。

上述した直交波周波数分割多重方式は、全ての周波数チャネルにおいて、同様の信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）がほぼ等しい場合にのみ、高い伝送特性を得ることができる。
しかし、実際には装置特性や、波長分散、偏波モード分散、非線形光学効果などの光伝送路９０５の伝搬特性による影響を受けるため、信号対干渉雑音比が低下する周波数チャネルが生じてしまい、この周波数チャネルで生じる伝送誤りが全体の特性を劣化させることとなる。
例えば非特許文献１では、送信機の周波数特性によって誤り率が高いチャネルがあり、全体の特性を劣化させている。
Brendon J.C.Schmidt, et.al., OFC2007, PDP18

このように、従来の光伝送システムに直交波周波数分割多重技術を適用した場合では、周波数チャネルによって伝送特性に差が生じ、この特性の違いが全体の伝送品質を低下させるという問題があった。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、周波数チャネルごとの伝送特性に差があっても、各周波数チャネル間の伝送品質を同様とし、全体の伝送品質の向上を実現する周波数分割多重通信方法及びその通信装置を提供することを目的とする。

本発明の周波数分割多重通信方法は、送信機側から受信機側に対し、光伝送路を介してデータ信号を伝送する周波数分割多重通信方法であって、前記送信機において、伝送に用いる周波数チャネルごとに、前記データ信号の変調方式を決定する変調モード決定ステップと、送信される前記データ信号を周波数チャネルに割り当てられている変調方式に適するようにシリアル・パラレル変換を行い、前記データ信号を振り分けるシリアル・パラレル変換ステップと、周波数チャネルごとに変調を行い、逆フーリエ変換により時系列の送信データに変換する逆フーリエ変換ステップと、前記送信データを光信号に変換する電気・光変換ステップとを備え、前記受信機において、前記電気・光変換ステップにより変換された前記光信号が、光伝送路を介して入力されると、該光信号を電気信号に変換し、受信信号として出力する光・電気変換ステップと、前記受信信号の先頭位置を検出するステップと、該受信信号のフーリエ変換を行い、各周波数チャネルの受信データに変換するフーリエ変換ステップと、前記受信データを復調する復調ステップと、パラレル・シリアル変換を行い送信されたデータ信号に復元するパラレル・シリアル変換ステップとを備えていることを特徴とする。

本発明の周波数分割多重通信装置は、送信機側から受信機側に対し、光伝送路を介してデータ信号を伝送する周波数分割多重通信方法であって、前記送信機において、伝送に用いる周波数帯域ごとに、前記データ信号の変調方式を決定する変調モード決定ステップと、送信されるデータ信号に畳み込み符号化を行う畳み込みステップと、該符号化された符号化データを元のビット配列と異なるよう並び替える並べ替えステップと、該並べ替えられた前記符号化データを、周波数チャネルに割り当てられている変調方式に適するようにシリアル・パラレル変換を行い、振り分けを行うシリアル・パラレル変換ステップと、周波数チャネルごとに変調を行い、逆フーリエ変換により時系列の送信データに変換する逆フーリエ変換ステップと、該送信データを光信号に変換する電気・光変換ステップとを備え、前記受信機において、前記電気・光変換ステップにより変換された光信号が、光伝送路を介して入力されると、該光信号を電気信号に変換し、受信信号として出力する光・電気変換ステップと、前記受信信号の先頭位置を検出する検出ステップと、該変換された電気信号にフーリエ変換を行い、周波数チャネルの受信データに変換するフーリエ変換ステップと、前記受信データの復調を行う復調ステップと、該復調された前記受信データを元のビット配列となるよう並べ替える並べ替えステップと、該並べ替えられた前記受信データに誤り訂正を行う誤り訂正ステップと、該受信信号のパラレル・シリアル変換を行い、送信された送信データに復元するパラレル・シリアル変換ステップとを備えていることを特徴とする。

本発明の周波数分割多重通信方法は、送信機側から受信機側に対し、光伝送路を介してデータ信号を伝送する周波数分割多重通信方法であって、前記送信機において、周波数帯域及び偏波チャネルごとに変調方式を決定する変調モード決定ステップと、送信されるデータ信号に畳み込み符号化を行う畳み込みステップと、該符号化された符号化データを元のビット配列と異なるよう並び替える並べ替えステップと、該並べ替えられた前記符号化データを、周波数チャネルに割り当てられている２つの偏波チャネルの変調方式に適するようにシリアル・パラレル変換を行い、分解されたデータを対応する偏波の周波数チャネルに振り分けて送信信号とするシリアル・パラレル変換ステップと、各偏波チャネル用の前記送信信号に対し、周波数チャネルごとに変調を行い、逆フーリエ変換により時系列の送信データにそれぞれ変換するステップと、該２つの偏波用の前記送信データを対応する偏波で光信号に変換する電気・光変換ステップとを備え、前記受信機において、前記電気・光変換ステップにより変換された光信号が、光伝送路を介して入力されると、前記光信号を２つの偏波チャネルに分離するステップと、各偏波チャネルに対応する光信号を、電気信号に変換し、受信信号として出力する光・電気変換ステップと、前記受信信号の先頭位置を検出するステップと、該変換された２つの偏波チャネルに対応する電気信号に対し、それぞれフーリエ変換を行い周波数チャネルの受信データに変換するステップと、受信された２つの偏波チャネルに対する前記受信データを用いて復調を行うステップと、該復調された前記受信データを元のビット配列となるよう並べ替えるステップと、該並べ替えられた前記受信データに誤り訂正を行い、前記送信データの復元を行うステップとを備えていることを特徴とする。

本発明の周波数分割多重通信方法は、上記いずれかに記載の変調モード決定ステップは、前記光伝送路における光ファイバの周波数チャネル、偏波チャネルの特性を鑑み、信号対干渉雑音比もしくは信号対干渉雑音比と相関のあるパラメータの大きさにより、当該周波数チャネルで送信可能なビット数を決定し、かつ対応する変調方式を割り当てることを特徴とする。

本発明の周波数分割多重通信方法は、上記いずれかに記載の周波数分割多重通信方法において、データ信号を誤り検出可能な形式に変換するデータ変換ステップ及び復調を行うステップにおいて、一つもしくは複数の周波数チャネルを１ブロックとして、周波数ブロックごとの誤り率の検出を行う誤り検出ステップと、前記誤り率が、予め設定した閾値より小さいか否かを判定し、閾値より大きくなる場合、変調モード決定回路に対応する周波数ブロックの変調方式を、よりビット数の低いものに変更する誤り判定ステップとを備えることを特徴とする。

本発明の周波数分割多重通信方法は、上記いずれかに記載の周波数分割多重通信方法において、前記送信信号に対し、用いている変調方式より大きい送信ビットに対応する変調方式による冗長信号を付加するデータ付加ステップと、復調を行うステップにおいて、一つもしくは複数の周波数チャネルを１ブロックとして、周波数ブロックごとの該冗長信号の誤りの検出を行う誤り検出ステップと、該冗長信号の誤り率が設定した閾値より小さいか判定し、閾値より小さくなる場合は、変調モード決定回路に対応する周波数ブロックの変調方式をよりビットの大きいものに変更する誤り判定ステップと、
を備えることを特徴とする。

本発明の周波数分割多重通信装置は、送信機側から受信機側に対し、光伝送路を介してデータ信号を伝送する周波数分割多重通信装置であって、前記送信機において、周波数帯域及び偏波チャネルごとに、前記データ信号の変調方式を決定する変調モード決定回路と、送信されるデータ信号を割り当てられている変調方式に適するようにシリアル・パラレル変換を行い、分割信号への振り分けを行うシリアル・パラレル変換回路と、シリアル・パラレル変換回路から入力された前記分割信号に対し、周波数チャネルごとに対応する変調を行い、逆フーリエ変換により時系列の送信データに変換する逆フーリエ変換回路と、逆フーリエ変換回路から入力された送信データが１つの偏波成分に対応するものであれば、光信号に変換し、２つの偏波成分に対応するものであれば対応する偏波面の光信号に変換する電気・光変換回路とを備え、前記受信機において、前記電気・光変換ステップにより変換された光信号が、前記光伝送路を介して入力されると、受信する光信号を２つの偏波面に分離し、電気信号に変換して受信信号として出力する光・電気変換回路と、前記受信信号の先頭位置を検出し、適切な位置にフーリエ変換を行い周波数チャネルの受信データに変換するフーリエ変換回路と、前記受信データに含まれるチャネル情報及び該受信データを用い、送信された送信データを復調する復調回路と、パラレル・シリアル変換を行い送信されたデータ信号に復元するパラレル・シリアル変換回路とを備えていることを特徴とする。

本発明の周波数分割多重通信装置は、送信機側から受信機側に対し、光伝送路を介してデータ信号を伝送する周波数分割多重通信装置であって、前記送信機において、周波数帯域及び偏波チャネルごとに、前記データ信号の変調方式を決定する変調モード決定回路と、送信される前記データ信号に畳み込み符号化を行う畳み込み回路と、畳み込み回路から入力される前記データ信号を元のビット配列と異なるよう並び替える並べ替え回路と、該並べ替え回路から入力された前記データ信号を、割り当てられている変調方式に適するようにシリアル・パラレル変換を行い、送信信号を生成して、各周波数チャネルと、１つもしくは２つの偏波チャネルに前記送信信号を振り分けるシリアル・パラレル変換回路と、各偏波チャネル用の前記送信信号に対し、対応するチャネルごとに変調を行い、逆フーリエ変換により時系列の送信データに変換する逆フーリエ変換回路と、逆フーリエ変換回路から入力された、１つもしくは２つの偏波チャネルの前記送信データを対応する偏波で光信号に変換する電気・光変換回路と、を備え、前記受信機において、前記電気・光変換ステップにより変換された光信号が、光伝送路を介して入力されると、１つの偏波チャネルによる送信の場合、前記光信号を電気信号に変換し、２つの偏波チャネルによる送信の場合には光信号を２つの偏波チャネルに分離し、光信号をそれぞれ電気信号に変換し、受信信号として出力する光・電気変換回路と、１つもしくは２つの偏波チャネルに対し、前記受信信号の先頭位置を検出し、適切な位置でフーリエ変換を行い、周波数チャネルの受信データに変換するフーリエ変換回路と、受信された１つもしくは２つの偏波チャネルに対する前記受信データから復調を行う復調回路と、該復調された前記受信データを元のビット配列となるよう並べ替える並べ替え回路と、並べ替え回路から入力された前記受信データに対し、誤り訂正を行う誤り訂正回路とを備えていることを特徴とする。

本発明の周波数分割多重通信装置は、上記記載の変調モード決定回路は、光ファイバの周波数チャネル、偏波チャネルの特性を鑑み、信号に劣化の大きいもしくは信号電力が小さい周波数チャネルには送信ビット数の低い変調方式、信号が劣化しないもしくは信号電力が大きくなる周波数チャネルには送信ビット数の高い変調方式を割り当てることを特徴とする。

本発明の周波数分割多重通信装置は、上記記載の変調モード決定回路は、光ファイバの周波数チャネル及び偏波チャネルの特性を鑑み、信号対干渉雑音比もしくは信号対干渉雑音比と相関のあるパラメータの大きさにより、当該周波数チャネルで送信可能なビット数を決定し、対応する変調方式を割り当てることを特徴とする。

本発明の周波数分割多重通信装置は、上記記載の復調回路において、一つもしくは複数の周波数チャネルを１ブロックとして、周波数ブロックごとの誤り率の検出を行う誤り検出回路と、前記誤り率が設定した閾値より小さいか判定し、閾値より大きくなる場合は、変調モード決定回路に対応する周波数ブロックの変調方式をよりビットの低いものに変更する誤り判定回路とをさらに備えることを特徴とする。
本発明の周波数分割多重通信装置は、上記いずれかに記載の復調回路において、一つまたは複数の周波数チャネルを１ブロックとして、周波数ブロックごとに付加されたビットの大きい変調シンボルの誤り率の検出を行う誤り検出回路と、誤り率が設定した閾値より小さいか否かを判定し、該閾値より小さい場合、変調モード決定回路に対応する周波数ブロックの変調方式を、よりビット数の多いものに変更する誤り判定回路とを更に備えることを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、周波数チャネルの伝送品質に応じて、それぞれの周波数チャネルに対応するデータ信号のデジタル変調方式を予め割り振っておき、それぞれの周波数チャネルに割り振られたデジタル変調方式により、送信する際にデータ信号を変調することにより、周波数チャネルごとの伝送特性に差があっても、各周波数チャネル間の伝送品質を同様とすることが可能となり、全体の伝送品質を向上させることができる。

＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態による周波数分割多重通信装置を図面を参照して説明する。図１は同実施形態による高速の通信速度を実現する周波数分割多重通信装置の構成例を示すブロック図である。
本実施形態における光直交波周波数分割多重通信装置は、シリアル・パラレル変換回路１０１、変調回路１０２、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）回路１０３、電気・光変換回路１０４、光伝送路１０５、電気・光変換回路１０６、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）回路１０７、復調回路１０８、パラレル・シリアル変換回路１０９、変調モード決定回路１１０を有している。図示していないが、送信機及び受信機は、データを相互に送受信する構成を有している（第２〜第４の実施形態も同様）。

次に、図１を参照して本実施形態による光直交波周波数分割多重通信装置の動作を説明する。
送信機側において、シリアル・パラレル変換回路１０１は、外部回路から送信されるデータ信号が入力されると、予め決定されたデジタル変調方式に従って、このデジタル変調方式の多値化に対応するビット数となるように、直列に入力されるデータ信号をシリアル・パラレル変換し、変換された各分割データを、それぞれ周波数チャネルに対応させて変調回路１０２に対して並列に出力する。
そして、変調回路１０２は、入力される分割データそれぞれを、周波数チャネルごとに予め定められたデジタル変調方式により変調を行い、変調された分割データそれぞれをＩＦＦＴ回路１０３に対して出力する。

変調モード決定回路１１０は、受信側が送信する、光伝送路１０５の周波数チャネルの伝送品質（特性）により、後述するように、信号対干渉雑音比もしくは信号対干渉雑音比と相関のあるパラメータの大きさにより、各周波数チャネルの伝送品質が、伝送品質を複数の判定値により分割した伝送品質レベルのいずれかに対応するかを検出し、対応する伝送品質のある周波数チャネルに対応した送信可能なビット数を決定し、対応するデジタル変調方式を割り当てる。

変調された分割データが入力されると、ＩＦＦＴ回路１０３は、各周波数成分の信号である分割データを、逆フーリエ変換処理を行って時系列の送信信号に変換し、デジタル変調方式の識別情報、上位レイヤのための付加情報を定めたヘッダ情報と、既知信号の付与と、ガードインターバル信号とのそれぞれの挿入を行った後、電気・光変換回路１０４に出力する。
電気・光変換回路１０４は、入力される各周波数サブキャリアの電気信号を合成した後、この合成電気信号を光信号に変換し、光伝送路１０５を介して受信機に対してこの光信号を送信する。

受信機側において、光・電気変換回路１０６は、光伝送路１０５を介して受信する光信号を、電気信号に変換し、ＦＦＴ回路１０７に出力する。
上記電気信号が入力されると、ＦＦＴ回路１０７は、上記ヘッダ情報により、上記電気信号の先頭位置を検出し、ガードインターバル信号を除いた位置においてフーリエ変換を行い、各周波数チャネルの周波数領域の情報に変換した後、変換結果から得られる各周波数チャネルの受信データを復調回路１０８に出力する。

そして、復調回路１０８は、入力される周波数チャネルごとの受信データに、既知信号から得られたチャネル情報（CSI：channel state information ）を用いて復調を行い、パラレル・シリアル変換回路１０９に、復調された復調信号を出力する。この際、復調回路１０８は、受信信号に付加されたヘッダ情報から、各周波数チャネルごとのデジタル変調方式の識別情報を抽出し、この識別情報によりそれぞれの周波数チャネルに対応したデジタル変調方式により、周波数チャネルごとの信号それぞれを復調して、各デジタル変調方式ごとのビットデータの復調処理を行う。
復調された各周波数チャネルのビットデータが入力されると、パラレル・シリアル変換回路１０９は、入力される上記復調信号にパラレル・シリアル変換を行い、送信機が送信し送信データを復元して出力する。

ここで、変調モード決定回路１１０は、データ信号の送信を行う前に、各周波数チャネルの伝送品質に対応し、周波数チャネルそれぞれに対して用いるデジタル変調方式を予め決定する。
すなわち、変調モード決定回路１１０には、予め伝送品質のレベルを決定する、すなわち伝送品質を評価する判定値に対し、複数の閾値を設定し、伝送品質のレベルを複数段階に設定されており（記憶されており）、この複数のレベル範囲において、各周波数チャネルの伝送品質がいずれのレベルにあるかを検出し、この品質に対応する多重化可能なビット数に対応したデジタル変調方式を決定しておく。
例えば、上記伝送品質の判定値としてＳＩＮＲ（Signal to Interference plus Noise power Ratio、信号対干渉雑音比）を用いるとし、設定されている複数の閾値にて、それぞれ区切られる各レベル範囲において、このＳＩＮＲが５ｄＢ以下の周波数チャネルを使用しない、５〜１５ｄＢの周波数チャネルではＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）を用い、１５〜２５ｄＢの周波数チャネルではＱＰＳＫ（quadrature phase shift keying）、２５ｄＢ以上の周波数チャネルでは１６ＱＡＭ（16 Quadrature Amplitude Modulation）を用いる、として各周波数チャネルの周波数帯で使用する変調方式を決定する。
したがって、変調回路１０２は、分割データに割り当てられたサブキャリア（周波数チャネル）ごとに、同相成分（Ｉ成分）と直交成分（Ｑ成分）とからなる信号を出力する。

上述した伝送品質の判定値としては、ＳＩＮＲ以外には、信号対干渉雑音比と相関のあるパラメータとして、信号を送信した場合の各周波数チャネルの受信電力や、信号を送らない場合に受信される各周波数チャネルの受信電力と、任意の信号を送信した際に受信される各周波数チャネルの受信電力の比、あるいは実際に信号を送信し計測されたＢＥＲ（Bit Error Rate）、または経験的に得られる周波数チャネルの伝送品質特性などを用いることができる。
また、デジタル変調方式は、装置設置者が伝送品質を測定しながら変調方式の初期設定値を与えることができる。

また、送信機において、変調モード決定回路１１０は、受信機から送信される伝送路における周波数チャネルの伝送品質に関する情報をフィードバックし、上述したように、各周波数チャネルごとに上記判定値を求め、各周波数チャネルの伝送品質の判定を行い、各周波数チャネルの伝送品質に対応した変調方式を、それぞれの周波数チャネルごとに決定することもできる。
そして、変調モード決定回路１１０は、周波数チャネルごとに、この周波数チャネルに対応したデジタル変調方式を、シリアル・パラレル変換回路１０９及び変調回路１０２へ出力する。

シリアル・パラレル変換回路１０９は、変調モード決定回路１１０から入力される周波数チャネルごとのデジタル変調方式により、直列に入力されるビット列を、各周波数チャネルの多重化できるビット数単位に分割し、それぞれの分割単位を並列に変調回路１０２へ出力する。
分割単位のビット列が入力されると、変調回路１０２は、各周波数チャネルに対応したデジタル変調方式のビット数にて、それぞれ入力される分割単位を変調し、ＩＦＦＴ回路１０３へ、それぞれの変調結果を出力する。

上述した構成により、デジタル変調において、例えばＳＩＮＲが大きく、伝送品質が高い場合、低い場合に比較してより多値の変調を可能とすることができることを利用し、各周波数チャネルの伝送品質を測定値から評価し、それぞれが行えるデジタル変調を設定して、伝送品質が使用に適さない周波数チャネルを未使用とし、伝送品質に対応したデジタル変調処理を行うことができる。
このため、周波数チャネルそれぞれの伝送品質に対応させ、周波数チャネルごとに適切なデジタル変調方式を設定してデジタル変調を行うことにより、変調結果の送信データにより送信を行うことにより、信号対干渉雑音比が低下する周波数チャネルによる伝送品質の劣化を低減し、伝送全体の伝送品質を向上させることができる。

また、各周波数チャネルのデジタル変調方式の決定は、すでに述べたように、伝送を開始する前に、送信機からパイロット信号を受信機に対して送信し、受信機が各周波数チャネルの伝送品質を測定し、測定結果を送信機に対してフィードバックすることにより、変調モード決定回路１１０は、受信機から得られる伝送品質の情報から、各周波数チャネルの伝送品質を判定値により各レベルに振り分け、周波数チャネルごとのデジタル変調方式を選択する。ここで、伝送品質の情報としては、上述したように、ＳＩＮＲだけでなく、受信機側の受信電力値、信号の有無による受信電力比、誤り率などを用いることができる。

したがって、デジタル変調方式の選択は、送信機及び受信機が協働して、判定を行うための種々の伝送品質を表す情報を得ることにより行うことになる。
また、上述したように、通信を開始する際にデジタル変調方式を選択するようにしても良いが、周期的に、送信機から受信機に対してパイロット信号を送信し、通信状況をモニタリングしたり、通信に用いたデータ信号をモニタリングしたりして、周波数チャネルに対するデジタル変調方式を動的に変化させるようにしても良い。

＜第２の実施形態＞
以下、本発明の第２の実施形態による光直交波周波数分割多重通信装置を図面を参照して説明する。図２は同実施形態による高速の通信速度を実現する光直交波周波数分割多重通信装置の構成例を示すブロック図である。
本実施形態における光直交波周波数分割多重通信装置は、シリアル・パラレル変換回路２０１、変調回路２０２、ＩＦＦＴ回路２０３、電気・光変換回路２０４、光伝送路２０５、光・電気変換回路２０６、ＦＦＴ回路２０７、復調回路２０８、パラレル・シリアル変換回路２０９、変調モード決定回路２１０、畳み込み符号化回路２１１、ビット並べ替え回路２１２、誤り訂正回路２１３、ビット再並べ替え回路２１４を有している。

畳み込み符号化回路２１１は、送信されるデータ信号が入力されると、前方誤り訂正を行うための冗長ビットを付加した後、ビット並べ替え回路２１２に出力する。ここで、畳み込み符号化回路２１１は、上記データ信号の情報ビット群を引数とする予め設定された関数により、上記冗長ビットを生成する。
そして、ビット並べ替え回路２１２は、伝送誤りを分散させるため、入力される冗長ビットが付加されたデータ信号のビット列において、元と異なる配列となるようビットの配置の並べ替えを行い、並べ替えた結果をシリアル・パラレル変換回路２０１へ出力する。

並べ替えが行われたデータ信号が入力されると、シリアル・パラレル変換回路２０１は、各周波数チャネルごとに予め決定されたデジタル変調方式に従い、対応する周波数チャネルのデジタル変調方式における多値化のビット数ごとに分割し、この分割された分割データをパラレルに周波数チャネルごとに分岐し、並列に変調回路２０２に出力する。
次に、変調回路２０２は、入力される分割データに対して、周波数チャネルごとに予め定められたデジタル変調方式により変調を行い、ＩＦＦＴ回路２０３に出力を行う。
したがって、変調回路２０２は、分割データに割り当てられたサブキャリア（周波数チャネル）ごとに、同相成分と直交成分とからなる信号を出力する。

変調モード決定回路２１０は、受信側が送信する、光伝送路２０５の周波数チャネルの伝送品質（特性）により、後述するように、信号対干渉雑音比もしくは信号対干渉雑音比と相関のあるパラメータの大きさにより、各周波数チャネルの伝送品質が、伝送品質を複数の判定値により分割した伝送品質レベルのいずれかに対応するかを検出し、対応する伝送品質のある周波数チャネルに対応した送信可能なビット数を決定し、対応するデジタル変調方式を割り当てる。

変調された分割データが入力されると、ＩＦＦＴ回路２０３は、各周波数チャネルの該分割データを時系列の送信信号に変換し、デジタル変調方式及び符号化率の組み合わせを識別する識別情報、上位レイヤのための付加情報を定めたヘッダ情報と、既知信号の付与とガードインターバル信号との挿入を行い、電気・光変換回路２０４に出力する。
電気・光変換回路２０４は、入力される各周波数チャネルの電気信号を合成し、この合成電気信号を光信号に変換し、光伝送路２０５を介してこの光信号を受信機に送信する。

受信機側において、光・電気変換回路２０６は、光伝送路２０５を介して受信された光信号を電気信号に変換し、ＦＦＴ回路２０７に出力する。
電気信号が入力されると、ＦＦＴ回路２０７は、上記ヘッダ情報により、この電気信号の先頭位置を検出し、ガードインターバル信号を除いた位置でフーリエ変換を行い、周波数チャネルごとの周波数領域の情報に変換した後、変換結果から得られる各周波数チャネルの受信データを、復調回路２０８に出力する。

そして、復調回路２０８は、入力される周波数チャネルごとの受信データに、既知信号から得られたチャネル情報を用いて復調を行い、パラレル・シリアル変換回路２０９に受信信号の出力を行う。この際、復調回路２０８は、受信信号に付加されたヘッダ情報から、各周波数チャネルごとのデジタル変調方式及び符号化率の組み合わせの識別情報を抽出し、この識別情報によりそれぞれの周波数チャネルに対応したデジタル変調方式により、周波数チャネルごとの信号それぞれを復調して、各デジタル変調方式ごとのビットデータへの復調処理を行い、復調信号をパラレル・シリアル変換回路２０９へ出力する。

復調された各周波数チャネルのビットデータが入力されると、パラレル・シリアル変換回路２０９は、入力される上記復調信号にパラレル・シリアル変換を行い、ビットデータをビット再並べ替え回路２１４に出力する。
次に、ビット並べ替え回路２１４は、ビット並べ替え回路２１２の並べ替えに対応し、入力されたビットデータの再並び替えを行い、ビットデータのビット列を、送信機側における冗長ビットが付加されたデータ信号のビット列の並びのビット配列に戻し、並び替えた結果である送信データを誤り訂正回路２１３へ出力する。この並べ替え規則に対しては、予め送信機及び受信機間相互にて送受信が行われて、同一の規則を有している。
そして、誤り訂正回路２１３は、送信データから、付加されている符号化率に対応したビット数の冗長ビットを抽出して除去し、この冗長ビットを用いて送信データの誤り訂正を行った後、送信された元の送信データを復元して出力する。

上述した伝送品質の判定値としては、第１の実施形態と同様に、ＳＩＮＲ以外には信号対干渉雑音比と相関のあるパラメータとして、信号を送信した場合の各周波数チャネルの受信電力や、信号を送らない場合に受信される各周波数チャネルの受信電力と、任意の信号を送信した際に受信される各周波数チャネルの受信電力の比、あるいは実際に信号を送信し計測されたＢＥＲ、または経験的に得られる周波数チャネルの伝送品質特性などを用いることができる。

また、送信機において、変調モード決定回路２１０は、受信機から送信される伝送路における周波数チャネルの伝送品質に関する情報をフィードバックし、上述したように、各周波数チャネルごとに上記判定値を求め、各周波数チャネルの伝送品質のレベル判定を行い、各周波数チャネルの伝送品質のレベルに対応した多重化可能なビット数のデジタル変調方式及び符号化率を、それぞれの周波数チャネルごとに決定することもできる。

そして、変調モード決定回路２１０は、周波数チャネルごとに、この周波数チャネルに対応したデジタル変調方式及び符号化率を、シリアル・パラレル変換回路２０１、変調回路２０２、畳み込み符号化回路２１１、ビット並べ替え回路２１２へ出力する。ここで符号化率は、畳み込み符号化回路２１１に入力される送信データと、冗長ビットが付加されて出力される送信データとのビット数の比を示している。これにより、符号化率及びデジタル変調方式に対応した畳み込み符号化、ビット列の並べ替え、ビット列のシリアル・パラレル変換の各処理が行われる。

ここで、デジタル変調方式及び誤り訂正の符号化率は、装置設置者が伝送品質を測定しながらデジタル変調方式及び誤り訂正の符号化率の初期設定値を与えることができる。
また、第１の実施形態と同様に、受信機より伝送路のチャネル情報をフィードバックし、送信機において、第１の実施形態と同様に判定値によるレベル判定を行い、変調方式と符号化率を決定することもできる。第２の実施形態において、変調モード決定回路２１０には、予め伝送品質のレベルを決定する、各レベルの判定値を設定しておき、この判定値により複数のレベル範囲で区切り、ある範囲に対応するデジタル変調方式及び符号化率の組み合わせを決定しておく。これにより、識別情報としては、デジタル変調方式及び符号化率の組み合わせが、ヘッダ情報に含まれることになる。また、符号化率に対応して、並べ替えの規則も設定されている。
このように送信を行うことで、信号対干渉雑音比が低下する周波数チャネルによる伝送品質の劣化を低減することができる。

＜第３の実施形態＞
以下、本発明の第３の実施形態による光直交波周波数分割多重通信装置を図面を参照して説明する。図３は同実施形態による高速の通信速度を実現する光直交波周波数分割多重通信装置の構成例を示すブロック図である。
本実施形態における光直交波周波数分割多重通信装置は、シリアル・パラレル変換回路３０１、変調回路３０２＿１及び３０２＿２、ＩＦＦＴ回路３０３＿１及び３０３＿２、電気・光変換回路３０４、光伝送路３０５、光・電気変換回路３０６、ＦＦＴ回路３０７＿１及び３０７＿２、復調回路３０８、パラレル・シリアル変換回路３０９、変調モード決定回路３１０、畳み込み符号化回路３１１、ビット並べ替え回路３１２、誤り訂正回路３１３、ビット再並べ替え回路３１４を有している。

本実施形態においては、光伝送路３０５（例えば、光ファイバ）の周波数チャネル、偏波チャネルの特性を鑑み、信号に劣化の大きいもしくは信号電力が小さい偏波の周波数チャネルには送信ビット数の低い変調方式、信号が劣化しないもしくは信号電力が大きくなる偏波の周波数チャネルには送信ビット数の高い変調方式を割り当てる。

畳み込み符号化回路３１１は、送信するデータ信号が入力されると、第２の実施形態と同様に冗長ビットを付加し、ビット並べ替え回路３１２へ出力する。
そして、ビット並べ替え回路３１２は、冗長ビットを付加したデータ信号のビット列において、ビットを並べ替えた後、シリアル・パラレル変換回路３０１へ出力する。

ビットの並べ替えられたデータ信号が入力されると、シリアル・パラレル変換回路３０１は、入力された当該データ信号を、各偏波モードの周波数チャネルごとに設定されたデジタル変調方式に対応した多値化のビット数ごとに分割データに分割し、各周波数チャネルに対して分岐させて並列に、変調回路３０２＿１及び３０２＿２に対して、各偏波モードの周波数チャネルごとに、それぞれのデジタル変調方式に対応したビット数の分割データを出力する。すなわち、本実施形態においては、直交する偏波モードごとの各周波数チャネルに対し、それぞれの伝送品質に対応したデジタル変調方式を対応させる。

ここで、変調回路３０２＿１及び３０２＿２には、それぞれ同一の周波数チャネルの変調を行う回路が設けられているが、当該回路がそれぞれの周波数チャネルごとに直交する偏波モードの通信路に対応する変調を行う。そして、変調回路３０２＿１及び３０２＿２は、それぞれ対応する偏波成分の周波数チャネルごとに予め設定されたデジタル変調方式により変調を行う。変調処理後、変調回路３０２＿１はＩＦＦＴ回路３０３＿１に対して変調を行った分割データを出力し、変調回路３０２＿２はＩＦＦＴ回路３０３＿２に対して変調を行った分割データを出力する。

変調モード決定回路３１０は、受信側が送信する、光伝送路３０５の周波数チャネル及び偏波チャネルの伝送品質（特性）により、後述するように、信号対干渉雑音比もしくは信号対干渉雑音比と相関のあるパラメータの大きさにより、各偏波チャネル及び周波数チャネルの伝送品質が、伝送品質を複数の判定値により分割した伝送品質レベルのいずれかに対応するかを検出し、対応する伝送品質のある偏波チャネル及び周波数チャネルに対応した送信可能なビット数を決定し、対応するデジタル変調方式を割り当てる。

次に、ＩＦＦＴ回路３０３＿１及び３０３＿２は、それぞれ入力される波長チャネルごとの周波数成分の分割データを、時系列の送信信号に逆フーリエ変換し、デジタル変調方式の識別情報、上位レイヤのための付加情報を定めたヘッダ情報と、既知信号の付与と、ガードインターバル信号との挿入を行った後、電気信号として電気・光変換回路３０４に出力する。

そして、電気・光変換回路３０４は、ＩＦＦＴ回路３０３＿１及び３０３＿２から入力される電気信号を、それぞれ直交する偏波の光信号に変換し、各周波数チャネルの偏波の光信号を合成した後に、光伝送路３０５を介して受信機に送信を行う。

受信機側において、光・電気変換回路３０６は、受信された２つの偏波成分に対応する上記光信号を、２つの偏波成分に対応する電気信号にそれぞれ変換し、この電気信号を偏波に対応してＦＦＴ回路３０７＿１と３０７＿２に出力する。ここで、ＦＦＴ回路３０７＿１と３０７＿２は、それぞれ伝送路３０５における直交する偏波モードの通信路に対応するＦＦＴ回路として設けられている。

ＦＦＴ回路３０７＿１と３０７＿２は、上記ヘッダ情報により、それぞれ各電気信号における信号の先頭位置を検出し、ガードインターバル信号を除いた位置でフーリエ変換を行い、周波数チャネルごとの周波数領域の情報に変換した後、各周波数チャネルの受信データを復調回路３０８に出力する。
また、ＦＦＴ回路３０７＿１と３０７＿２は、信号の先頭位置の検出を行う際、入力されたデータに対してダイバーシチ技術を用いて検定することもできる。

復調回路３０８は、得られた周波数チャネルごとの受信データに対し、既知信号を用いて、送信を行った偏波の出力ポートと、受信に用いた偏波モードの入力ポートとの間のチャネル情報を、各周波数チャネルに対して推定する。そして、復調回路３０８は、推定したチャネル情報と、偏波モード及び周波数チャネルごとに得られた受信データとから復調を行い、パラレル・シリアル変換回路３０９に、復調された受信データを出力する。この際、復調回路３０８は、この受信信号に付加されたヘッダ情報から、各周波数チャネルごとのデジタル変調方式及び符号化率の組み合わせの識別情報を抽出し、この識別情報によりそれぞれの周波数チャネルに対応したデジタル変調方式により、周波数チャネルごとの受信データそれぞれを復調して、各デジタル変調方式ごとのビットデータへの復調処理を行い、復調信号をパラレル・シリアル変換回路３０９へ出力する。

そして、パラレル・シリアル変換回路３０９は、入力される各周波数チャネルごとの復調信号のビットデータに対してパラレル・シリアル変換を行い、ビット再並べ替え回路３１４に出力する。
次に、第２の実施形態におけるビット再並べ替え回路２１４及び誤り訂正回路２１３と同様に、ビット再並べ替え回路３１４は入力されたビットの再並び替えを行い、誤り訂正回路３１３は、並び替えられたビット列の誤り訂正を行った後、送信機から送信された送信データを復元して得ることができる。

上述した伝送品質の判定値としては、第１の実施形態と同様に、ＳＩＮＲ以外には信号対干渉雑音比と相関のあるパラメータとして、信号を送信した場合の各周波数チャネルの受信電力や、信号を送らない場合に受信される各周波数チャネルの受信電力と、任意の信号を送信した際に受信される各周波数チャネルの受信電力の比、あるいは実際に信号を送信し計測された誤り訂正前のＢＥＲ、各周波数チャネルで得られるチャネル情報から構成される行列の固有値、逆行列を構成するベクトルのノルム、それらの熱雑音との比、または経験的に得られる周波数チャネルの伝送品質特性などを用いることができる。

また、デジタル変調方式は、装置設置者が伝送品質を測定しながら変調方式及び誤り訂正の符号化率の初期設定値を与えることができる。受信機より伝送路のチャネル情報をフィードバックし、送信機において上記のような判定を行い、変調方式と符号化率を決定するようにしても良い。
上述した構成の送信機及び受信機によりデータの送信を行うことにより、信号対干渉雑音比が低下する周波数チャネルによる伝送品質の劣化を低減し、全周波数チャネルにおける伝送品質を向上させることができる。

また、第３の実施形態の受信装置と、第２の実施形態の送信装置とを用いて送受信を行う際、第２の実施形態の送信装置において、１つの偏波成分に対応する電気信号を光信号へ変換し、第３の実施形態の受信装置において、２つの偏波成分に対する受信信号を受信ダイバーシチ技術を用いて復号することにより、偏波によるダイバーシチ効果を得ることができる。

また、第３の実施形態のシリアル・パラレル変換回路３０１においては、送信ダイバーシチ技術により、２つの偏波成分に同じ信号、もしくは同じ信号にある係数の乗算および並べ替えの処理を行った結果を出力することにより、２つの偏波モードの通信路に共通の信号系列に対応する送信信号を出力することにより、偏波によるダイバーシチ効果を得ることができる。

＜第４の実施形態＞
以下、本発明の第４の実施形態による光直交波周波数分割多重通信装置における復調回路を図面を参照して説明する。図４は同実施形態による高速の通信速度を実現する光直交波周波数分割多重通信装置における復調回路の構成例を示すブロック図である。すなわち、本実施形態による光直交波周波数分割多重通信装置は、第１、第２及び第３の実施形態による光直交波周波数分割多重通信装置に対して、図４の復調回路を用いる。
本実施形態における復調回路は、復調部４０８、誤り検出回路４１５＿１〜４１５＿Ｌ、誤り判定回路４１６＿１〜４１６＿Ｌを有している。誤り検出回路４１５＿１〜４１５＿Ｌは、一つもしくは複数の周波数チャネルを１ブロックとして、周波数ブロックごとの誤り率の検出を行う。誤り判定回路４１６＿１〜４１６＿Ｌは、誤り率が予め設定された閾値より小さいか否かを判定し、閾値より大きくなる場合、変調モード決定回路に対応する周波数ブロックのデジタル変調方式をよりビットの少ないものに変更し、閾値より小さくなる場合、変調モード決定回路に対応する周波数ブロックのデジタル変調方式をよりビットの多いものに変更する。

送信装置は送信する送信データを光信号として送信する際、この送信データを誤り検出が可能なデータ形式（例えば、パリティあるいはCRC：Cyclic Redundancy Check等の誤り検出情報を付加）として送信する。
そして、復調部４０８（第１〜第３の実施形態における復調回路１０８、２０８及び３０８に対応）は、受信信号の復調を行った後、Ｆ個ある周波数チャネルをＬ（Ｆ≦Ｌ）個の周波数帯域の周波数ブロックに振り分け、復調された受信信号を対応する周波数ブロックの誤り検出回路（４１５＿１〜４１６＿Ｌ）に出力する。

ここで、ｉ番目の周波数ブロックに注目すると、誤り検出回路４１５−ｉは、入力される受信信号に誤りが発生している否かを、上記誤り検出情報を用いて検出し、誤り数、もしくは誤り数及び全体のデータ量を、誤り判定回路４１６−ｉへ出力する。
誤り判定回路４１６−ｉは、入力される誤り数（ビット数）と、考慮するデータ量（周波数ブロックにおけるデータのビット数）とから、考慮するデータ量における誤り率を算出する。そして、誤り判定回路４１６−ｉは、算出された誤り率が、予め設定された閾値以上か否かの判定を行う（閾値未満か否かの判定でも良い）。

ここで、誤り判定回路４１６＿ｉには、検出に必要なデータ量を予め設定しておき、必要なデータ量を上回った場合の誤り率のみを考慮したり、必要なデータ量を上回る過去の検出結果を消去したり、もしくは必要なデータ量に満たない場合、誤り率に対してデータ量に応じたを係数（例えば、必要なデータ量に対する入力されたデータ量の比）を乗算して判定結果への影響を減らしていくこともできる。
そして、誤り判定回路４１６＿ｉは、誤り率が設定されている閾値を上回る場合、送信回路における変調モード決定回路に対し、変調方式を送信ビットの少ないものに変更するように指示し（この情報を送信機に対して送信する）、変調モードを変更するようにしても良い。

また、誤り判定回路４１６＿ｉは、誤り率が設定されている閾値を上回る場合、変調回路に対して、当該周波数ブロックの送信電力の割当を増加させるように指示し、周波数チャネル間における電力分配比を変更するようにしても良い。
また、例えば、受信機側の誤り判定回路から、送信側の変調回路、もしくは変調モード決定回路への電力の割り当て、もしくはデジタル変調方式の通知は、光ファイバや無線通信を介したフィードバック情報を用いて通知することができる。
上述したように、本発明によれば、直交波周波数分割多重方式を用いた光通信において、伝送特性の低い周波数チャネル、偏波チャネルによる通信品質の劣化を、従来例に比較して低減させることができる。

また、通信装置において、ヘッダ情報と同様に、送信信号に現在用いられている変調方式より送信ビット数の大きい変調方式を１つもしくは複数の周波数チャネルからなる周波数ブロックにそれぞれ付加し、この冗長ビットの誤り率を誤り判定回路４１６＿ｉにおいて判定することもできる。誤り検出回路４１５＿ｉは、冗長ビットの誤りを検出し、誤り判定回路４１６＿ｉに対して誤り数、もしくは誤り数とデータ量を出力する。
誤り判定回路４１６＿ｉは、入力される誤り数（ビット数）と、考慮するデータ量（周波数ブロックにおけるデータのビット数）とから、考慮するデータ量における誤り率を算出する。そして、誤り判定回路４１６＿ｉは、算出された誤り率が予め設定された閾値以下であるか否かの判定を行う（閾値以上か否かの判定でも良い）。

ここで、誤り判定回路４１６＿ｉには、検出に必要なデータ量を予め設定しておき、必要なデータ量を上回った場合の誤り率のみを考慮したり、必要なデータ量を上回る過去の検出結果を消去したり、もしくは必要なデータ量に満たない場合、誤り率に対してデータ量に応じたを係数（例えば、必要なデータ量に対する入力されたデータ量の比）を乗算して判定結果への影響を減らしていくこともできる。
そして、誤り判定回路４１６＿ｉは、誤り率が設定されている閾値を下回る場合、送信回路における変調モード決定回路に対し、変調方式を送信ビットの多いものに変更するよう指示し（この情報を送信機にた対して送信する）、変調モードを変更するようにしても良い。

また、本発明による周波数チャネルの変調方式の決定方法は、直交波周波数分割多重方式以外にも、複数の周波数チャネルを形成し、通信を行う伝送方式にも用いることができる。

本発明の第１の実施形態による直交波周波数分割多重光伝送システムの構成例を示す図である。 本発明の第２の実施形態による直交波周波数分割多重光伝送システムの構成例を示す図である。 本発明の第３の実施形態による直交波周波数分割多重光伝送システムの構成例を示す図である。 本発明の第４の実施形態による直交波周波数分割多重光伝送システムの構成例を示す図である。 従来技術における直交波周波数分割多重光伝送システムを示す図である。

符号の説明

１０１，２０１，３０１…シリアル・パラレル変換回路
１０２，２０２，３０２＿１，３０２＿２…変調回路
１０３，２０３，３０３＿１，３０３＿３…ＩＦＦＴ回路
１０４，２０４，３０４…電気・光変換回路
１０５，２０５，３０５…光伝送路
１０６，２０６，３０６…光・電気変換回路
１０７，２０７，３０７＿１，３０７＿２…ＦＦＴ回路
１０８，２０８，３０８…復調回路
１０９，２０９，３０９…パラレル・シリアル変換回路
１１０，２１０，３１０…変調モード決定回路
２１１，３１１…畳み込み符号化回路
２１２，３１２…ビット並べ替え回路
２１３，３１３…誤り訂正回路
２１４，３１４…ビット再並べ替え回路
４０８…復調部
４１５＿１，４１５＿２，４１５＿Ｌ…誤り検出回路
４１６＿１，４１６＿２，４１６＿Ｌ…誤り判定回路

Claims (12)

1. 送信機側から受信機側に対し、光伝送路を介してデータ信号を伝送する周波数分割多重通信方法であって、
   前記送信機において、
   伝送に用いる周波数チャネルごとに、前記データ信号の変調方式を決定する変調モード決定ステップと、
   送信される前記データ信号を周波数チャネルに割り当てられている変調方式に適するようにシリアル・パラレル変換を行い、前記データ信号を振り分けるシリアル・パラレル変換ステップと、
   周波数チャネルごとに変調を行い、逆フーリエ変換により時系列の送信データに変換する逆フーリエ変換ステップと、
   前記送信データを光信号に変換する電気・光変換ステップと
   を備え、
   前記受信機において、
   前記電気・光変換ステップにより変換された前記光信号が、光伝送路を介して入力されると、該光信号を電気信号に変換し、受信信号として出力する光・電気変換ステップと、
   前記受信信号の先頭位置を検出するステップと、
   該受信信号のフーリエ変換を行い、各周波数チャネルの受信データに変換するフーリエ変換ステップと、
   前記受信データを復調する復調ステップと、
   パラレル・シリアル変換を行い送信されたデータ信号に復元するパラレル・シリアル変換ステップと
   を備えていることを特徴とする周波数分割多重通信方法。
2. 送信機側から受信機側に対し、光伝送路を介してデータ信号を伝送する周波数分割多重通信方法であって、
   前記送信機において、
   伝送に用いる周波数帯域ごとに、前記データ信号の変調方式を決定する変調モード決定ステップと、
   送信されるデータ信号に畳み込み符号化を行う畳み込みステップと、
   該符号化された符号化データを元のビット配列と異なるよう並び替える並べ替えステップと、
   該並べ替えられた前記符号化データを、周波数チャネルに割り当てられている変調方式に適するようにシリアル・パラレル変換を行い、振り分けを行うシリアル・パラレル変換ステップと、
   周波数チャネルごとに変調を行い、逆フーリエ変換により時系列の送信データに変換する逆フーリエ変換ステップと、
   該送信データを光信号に変換する電気・光変換ステップと
   を備え、
   前記受信機において、
   前記電気・光変換ステップにより変換された光信号が、光伝送路を介して入力されると、該光信号を電気信号に変換し、受信信号として出力する光・電気変換ステップと、
   前記受信信号の先頭位置を検出する検出ステップと、
   該変換された電気信号にフーリエ変換を行い、周波数チャネルの受信データに変換するフーリエ変換ステップと、
   前記受信データの復調を行う復調ステップと、
   該復調された前記受信データを元のビット配列となるよう並べ替える並べ替えステップと、
   該並べ替えられた前記受信データに誤り訂正を行う誤り訂正ステップと、
   該受信信号のパラレル・シリアル変換を行い、送信された送信データに復元するパラレル・シリアル変換ステップと
   を備えていることを特徴とする周波数分割多重通信方法。
3. 送信機側から受信機側に対し、光伝送路を介してデータ信号を伝送する周波数分割多重通信方法であって、
   前記送信機において、
   周波数帯域及び偏波チャネルごとに変調方式を決定する変調モード決定ステップと、
   送信されるデータ信号に畳み込み符号化を行う畳み込みステップと、
   該符号化された符号化データを元のビット配列と異なるよう並び替える並べ替えステップと、
   該並べ替えられた前記符号化データを、周波数チャネルに割り当てられている２つの偏波チャネルの変調方式に適するようにシリアル・パラレル変換を行い、分解されたデータを対応する偏波の周波数チャネルに振り分けて送信信号とするシリアル・パラレル変換ステップと、
   各偏波チャネル用の前記送信信号に対し、周波数チャネルごとに変調を行い、逆フーリエ変換により時系列の送信データにそれぞれ変換するステップと、
   該２つの偏波用の前記送信データを対応する偏波で光信号に変換する電気・光変換ステップと
   を備え、
   前記受信機において、
   前記電気・光変換ステップにより変換された光信号が、光伝送路を介して入力されると、前記光信号を２つの偏波チャネルに分離するステップと、
   各偏波チャネルに対応する光信号を、電気信号に変換し、受信信号として出力する光・電気変換ステップと、
   前記受信信号の先頭位置を検出するステップと、
   該変換された２つの偏波チャネルに対応する電気信号に対し、それぞれフーリエ変換を行い周波数チャネルの受信データに変換するステップと、
   受信された２つの偏波チャネルに対する前記受信データを用いて復調を行うステップと、
   該復調された前記受信データを元のビット配列となるよう並べ替えるステップと、
   該並べ替えられた前記受信データに誤り訂正を行い、前記送信データの復元を行うステップと
   を備え
   ていることを特徴とする周波数分割多重通信方法。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の変調モード決定ステップは、
   前記光伝送路における光ファイバの周波数チャネル、偏波チャネルの特性を鑑み、信号対干渉雑音比もしくは信号対干渉雑音比と相関のあるパラメータの大きさにより、当該周波数チャネルで送信可能なビット数を決定し、かつ対応する変調方式を割り当てる
   ことを特徴とする周波数分割多重通信方法。
5. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の周波数分割多重通信方法において、
   データ信号を誤り検出可能な形式に変換するデータ変換ステップ及び復調を行うステップにおいて、
   一つもしくは複数の周波数チャネルを１ブロックとして、周波数ブロックごとの誤り率の検出を行う誤り検出ステップと、
   前記誤り率が、予め設定した閾値より小さいか否かを判定し、閾値より大きくなる場合、変調モード決定回路に対応する周波数ブロックの変調方式を、よりビット数の低いものに変更する誤り判定ステップと
   を備えることを特徴とする周波数分割多重通信方法。
6. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の周波数分割多重通信方法において、
   前記送信信号に対し、用いている変調方式より大きい送信ビットに対応する変調方式による冗長信号を付加するデータ付加ステップと、
   復調を行うステップにおいて、
   一つもしくは複数の周波数チャネルを１ブロックとして、周波数ブロックごとの該冗長信号の誤りの検出を行う誤り検出ステップと、
   該冗長信号の誤り率が設定した閾値より小さいか判定し、閾値より小さくなる場合は、変調モード決定回路に対応する周波数ブロックの変調方式をよりビットの大きいものに変更する誤り判定ステップと、
   を備えることを特徴とする周波数分割多重通信方法。
7. 送信機側から受信機側に対し、光伝送路を介してデータ信号を伝送する周波数分割多重通信装置であって、
   前記送信機において、
   周波数帯域及び偏波チャネルごとに、前記データ信号の変調方式を決定する変調モード決定回路と、
   送信されるデータ信号を割り当てられている変調方式に適するようにシリアル・パラレル変換を行い、分割信号への振り分けを行うシリアル・パラレル変換回路と、
   シリアル・パラレル変換回路から入力された前記分割信号に対し、周波数チャネルごとに対応する変調を行い、逆フーリエ変換により時系列の送信データに変換する逆フーリエ変換回路と、
   逆フーリエ変換回路から入力された送信データが１つの偏波成分に対応するものであれば、光信号に変換し、２つの偏波成分に対応するものであれば対応する偏波面の光信号に変換する電気・光変換回路と
   を備え、
   前記受信機において、
   前記電気・光変換ステップにより変換された光信号が、前記光伝送路を介して入力されると、受信する光信号を２つの偏波面に分離し、電気信号に変換して受信信号として出力する光・電気変換回路と、
   前記受信信号の先頭位置を検出し、適切な位置にフーリエ変換を行い周波数チャネルの受信データに変換するフーリエ変換回路と、
   前記受信データに含まれるチャネル情報及び該受信データを用い、送信された送信データを復調する復調回路と、
   パラレル・シリアル変換を行い送信されたデータ信号に復元するパラレル・シリアル変換回路と
   を備えていることを特徴とする周波数分割多重通信装置。
8. 送信機側から受信機側に対し、光伝送路を介してデータ信号を伝送する周波数分割多重通信装置であって、
   前記送信機において、
   周波数帯域及び偏波チャネルごとに、前記データ信号の変調方式を決定する変調モード決定回路と、
   送信される前記データ信号に畳み込み符号化を行う畳み込み回路と、
   畳み込み回路から入力される前記データ信号を元のビット配列と異なるよう並び替える並べ替え回路と、
   該並べ替え回路から入力された前記データ信号を、割り当てられている変調方式に適するようにシリアル・パラレル変換を行い、送信信号を生成して、各周波数チャネルと、１つもしくは２つの偏波チャネルに前記送信信号を振り分けるシリアル・パラレル変換回路と、
   各偏波チャネル用の前記送信信号に対し、対応するチャネルごとに変調を行い、逆フーリエ変換により時系列の送信データに変換する逆フーリエ変換回路と、
   逆フーリエ変換回路から入力された、１つもしくは２つの偏波チャネルの前記送信データを対応する偏波で光信号に変換する電気・光変換回路と、を備え、
   前記受信機において、
   前記電気・光変換ステップにより変換された光信号が、光伝送路を介して入力されると、１つの偏波チャネルによる送信の場合、前記光信号を電気信号に変換し、２つの偏波チャネルによる送信の場合には光信号を２つの偏波チャネルに分離し、光信号をそれぞれ電気信号に変換し、受信信号として出力する光・電気変換回路と、
   １つもしくは２つの偏波チャネルに対し、前記受信信号の先頭位置を検出し、適切な位置でフーリエ変換を行い、周波数チャネルの受信データに変換するフーリエ変換回路と、
   受信された１つもしくは２つの偏波チャネルに対する前記受信データから復調を行う復調回路と、
   該復調された前記受信データを元のビット配列となるよう並べ替える並べ替え回路と、
   並べ替え回路から入力された前記受信データに対し、誤り訂正を行う誤り訂正回路と
   を備え
   ていることを特徴とする周波数分割多重通信装置。
9. 請求項７または請求項８に記載の変調モード決定回路は、
   光ファイバの周波数チャネル、偏波チャネルの特性を鑑み、信号に劣化の大きいもしくは信号電力が小さい周波数チャネルには送信ビット数の低い変調方式、信号が劣化しないもしくは信号電力が大きくなる周波数チャネルには送信ビット数の高い変調方式を割り当てることを特徴とする周波数分割多重通信装置。
10. 請求項７または請求項８に記載の変調モード決定回路は、
    光ファイバの周波数チャネル及び偏波チャネルの特性を鑑み、信号対干渉雑音比もしくは信号対干渉雑音比と相関のあるパラメータの大きさにより、当該周波数チャネルで送信可能なビット数を決定し、対応する変調方式を割り当てる
    ことを特徴とする周波数分割多重通信装置。
11. 請求項７または請求項８記載の復調回路において、
    一つもしくは複数の周波数チャネルを１ブロックとして、周波数ブロックごとの誤り率の検出を行う誤り検出回路と、
    前記誤り率が設定した閾値より小さいか判定し、閾値より大きくなる場合は、変調モード決定回路に対応する周波数ブロックの変調方式をよりビットの低いものに変更する誤り判定回路と
    をさらに備えることを特徴とする周波数分割多重通信装置。
12. 請求項７から請求項９のいずれかに記載の復調回路において、
    一つまたは複数の周波数チャネルを１ブロックとして、周波数ブロックごとに付加されたビットの大きい変調シンボルの誤り率の検出を行う誤り検出回路と、
    誤り率が設定した閾値より小さいか否かを判定し、該閾値より小さい場合、変調モード決定回路に対応する周波数ブロックの変調方式を、よりビット数の多いものに変更する誤り判定回路と
    を更に備えることを特徴とする周波数分割多重通信装置。

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