JP7007588B2 - 信号処理装置及び光受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、信号処理装置及び光受信装置に関する。

光加入者系アクセスネットワークとして、現在、日本において採用されている方式として、ＰＯＮ（Passive Optical Network）方式がある。例えば、図２８に示すように、ＰＯＮ方式の通信システム５００は、１つの局側通信装置５１０と、複数の加入者側通信装置５５０－１～５５０－Ｎと、光カプラ５６０とを備える。局側通信装置５１０と光カプラ５６０は、光ファイバ５６５により接続されており、複数の加入者側通信装置５５０－１～５５０－Ｎの各々と、光カプラ５６０とは、それぞれ光ファイバ５６６－１～５６６－Ｎにより接続される（ただし、Ｎは、２以上の整数である）。

したがって、ＰＯＮ方式では、局側通信装置５１０と加入者側通信装置５５０－１～５５０－Ｎを光ファイバにより１対１で接続する方式よりも、経済的に光ファイバ５６５，５６６－１～５６６－Ｎを敷設することができる。

ＰＯＮ方式のような１対多通信においては、複数の加入者側通信装置５５０－１～５５０－Ｎが局側通信装置５１０に送信する上り信号と、局側通信装置５１０が複数の加入者側通信装置５５０－１～５５０－Ｎに送信する下り信号とが存在する。したがって、ＰＯＮ方式では、光ファイバ５６５の区間において信号を衝突させたり、信号を消失させたりすることなく送受信するための多重技術が必要となる。

実用化されている現行のＰＯＮ方式の通信システムでは、多重技術として、局側通信装置５１０が加入者側通信装置５５０－１～５５０－Ｎの各々に対して個別の時間を割り当てて送受信を行うＴＤＭ（Time Division Multiplexing：時分割多重）技術が採用されている。上り信号については、更に、局側通信装置５１０が加入者側通信装置５５０－１～５５０－Ｎの各々に対して通信時間を割り当てるＬ２(Layer2)制御の技術として、ＤＢＡ（Dynamic Bandwidth Allocation：動的帯域割当）技術が採用されている。

図２９に示すように、ＤＢＡを用いたＴＤＭ－ＰＯＮ方式の上り信号の送信は、加入者側通信装置５５０－１～５５０－Ｎの各々が、信号の送信を許可された通信時間に上り信号をフレーム構成で送信する。この上り信号は、ＴＤＭ－ＰＯＮ方式における上りバースト信号（以下「バースト光信号」という。）と呼ばれている。バースト光信号の特徴として、以下２点が挙げられる。

１点目として、ＤＢＡを用いたＴＤＭ－ＰＯＮ方式では、加入者側通信装置５５０－１～５５０－Ｎが割り当てられた通信時間にしたがって信号を送信する。そのため、局側通信装置５１０が受信する信号は、連続信号ではなく、間欠的な、すなわち信号と信号の間に無信号の時間が存在する信号となる。

２点目として、ＤＢＡを用いたＴＤＭ－ＰＯＮ方式では、加入者側通信装置５５０－１～５５０－Ｎの各々の周波数特性の個体差や、加入者側通信装置５５０－１～５５０－Ｎの各々と、局側通信装置５１０との間の伝送路条件、例えば、距離等が異なる。そのため、局側通信装置５１０が受信する信号は、送信した加入者側通信装置５５０－１～５５０－Ｎごとに信号の強度、歪みなどの特性がそれぞれ異なる信号となる。

上記のフレーム構成で送信されるバースト光信号は、バーストフレームとも呼ばれている。図３０に示すように、一般的に、バーストフレーム６００は、プリアンブル６０１、ペイロード６０２及びエンドオブバースト６０３の３個の部分を含んでいる。ペイロード６０２が、実信号部であり、ペイロード６０２の前に信号同期や受信信号レベルの等化などを行うプリアンブル６０１が付加される。ペイロード６０２の後のエンドオブバースト６０３は、レーザの立下りなどを含む時間である。

ところで、近年、移動体通信網においては、急増するモバイルトラフィックに対応するためのスモールセル化が進むことが見込まれ、そのスモールセルの経済的な収容手段としてＰＯＮ技術の活用が検討されている。

移動体通信網における収容手段は、光加入者系よりも伝送距離や伝送速度などの条件が厳しいことが知られている。そのため、現行のＰＯＮ方式における検波技術として採用されているアナログ部品のみで構成されたＤＤ（Direct Detection：直接検波）方式（以下「アナログＤＤ方式」という。）では限界があると考えられる。

そこで、アナログＤＤ方式に替えてデジタル信号処理を用いた検波方式をＰＯＮ方式の通信システムに対して適用することに関する技術が検討されている。デジタル信号処理を用いることにより、アナログＤＤ方式では実現困難な様々な変調方式への対応が可能となり、また、伝送による信号の歪み補償も可能となる。

デジタル信号処理を用いた検波方式として最も一般的な方式は、コヒーレント検波方式と組み合わせたデジタルコヒーレント検波方式である。デジタルコヒーレント検波方式を用いた光受信装置は、既にコア／メトロネットワーク向けに商用化されており、要素技術は確立されている。

デジタルコヒーレント検波方式を含めデジタル信号処理を用いた検波方式や受信方式において、デジタル信号処理によってどのような処理を行うかは、対象となるシステムや、何を補償するかにより異なり、一般的には複数の処理が組み合わされる。

例えば、高次変調方式を採用する場合、デジタル信号処理によって、高次変調の復調処理を行う。また、高次変調方式と、コヒーレント検波方式、特にイントラダイン検波方式とを組み合わせる場合、信号光とローカル光の周波数差による信号の歪み、すなわちＩＱ平面上での信号点の回転という形で現れる歪みをデジタル信号処理によって補償する処理を行う。

最小受光感度を改善するための波形歪みの等化処理も、デジタル信号処理を行う信号処理部を備える光受信装置において、一般的に施される処理の１つであり、時間領域と周波数領域のどちらでも等化処理が可能である。図３１は、デジタル信号処理を行う信号処理部に構成される時間領域の適応等化フィルタ７００の一般例を示すブロック図である。適応等化フィルタ７００におけるフィルタ入力信号は、例えば、図３２（ｂ）に示すようなデジタル信号である。

図３２（ｂ）に示すデジタル信号は、図３２（ａ）に示すアナログ信号をシンボルレートのｍ倍（ただし、ｍは、２以上の整数）のサンプリングレートでＡＤＣ（Analog/Digital Converter）を用いてオーバーサンプリングすることにより得られる信号である。なお、オーバーサンプリングは、ＡＤＣに内挿処理を組み合わせて行うようにしてもよい。図３２（ａ）に示すアナログ信号において、１シンボル間隔の時間Ｔは、Ｔ＝１／シンボルレートであり、図３２（ｂ）に示すデジタル信号において、ｍ＝３である。

図３１に示す適応等化フィルタ７００において、「ｋ」は、タップ数を示す値であり、「ｋ」は、２以上の整数である。デジタル信号の隣接するｋ個のサンプル信号がフィルタ入力信号となり、ｋ個のサンプル信号の各々は、乗算器７２０－１～７２０－ｋによって、タップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋの各々と乗算される。乗算により得られた複数の乗算値は、加算器７５０によって合計されてフィルタ出力値となり、フィルタ出力値を時系列に並べることによりフィルタ出力信号が得られる。

図３１に示すタップ係数算出部７７０が、フィルタ出力値、フィルタ出力値の目標値などの参照値に基づいて、タップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋの更新値を算出する。タップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋには、最初に任意に定められる初期値が与えられるため、適応等化フィルタ７００がタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋの算出を開始する際、フィルタ出力値は所望の値とは異なる値となる。タップ係数算出部７７０によるフィードバック計算の繰り返しによりフィルタ出力値を所望の値に近づけていく。

所望の値に近づくのに要する計算時間は、タップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋの算出に用いるアルゴリズムやパラメータに依存しており、何度もフィードバック計算が必要になることもある。フィルタ出力値が所望の値にある一定の基準で達することをタップ係数の収束といい、収束までにかかる時間を収束時間という。

適応等化フィルタ７００を備える光受信装置が所望の受光感度を満たしているか否かは、基本的には、タップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋが収束した後のＢＥＲ（Bit Error Rate：信号誤り率）に基づいて評価される。タップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋが収束する前のフィルタ出力信号は、所望の信号品質を満たしていない信号や、信号を復元できない状態になっている場合もある。そのため、適応等化フィルタ７００により信号の補償を行う光受信装置では、通常、実信号を処理する前にプリアンブル６０１などの実信号ではない信号を用いてタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋを収束させておく。ペイロード６０２に含まれる実信号部の信号については、収束したタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋを用いて適応等化フィルタ７００が補償を行う。

また、タップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋは、補償対象となる信号の歪みに固有のものであり、タップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋが収束した後でも、フィルタ入力信号の送信元の周波数特性や伝送路状態が変化すれば、フィルタ出力値は所望の値から外れることになる。その場合、再びフィードバック計算の繰り返しにより収束させる必要があり、この収束のために更に時間を要することになる。

適応等化フィルタ７００により信号の補償を行う際、コア/メトロ系ネットワークのような１対１通信における連続信号に対しては、実信号の前にタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋの収束のための信号を送信し、タップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋを収束させておく手段がある。それにより、その後、実信号を処理することで、収束したタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋを用いて実信号の補償を行うことができる。

これに対して、光アクセスネットワークのＴＤＭ－ＰＯＮ方式におけるバースト光信号を局側通信装置５１０で受信する場合、バーストフレーム６００ごとに、バーストフレーム６００の送信元である加入者側通信装置５５０－１～５５０－Ｎが異なる。加入者側通信装置５５０－１～５５０－Ｎが異なると、加入者側通信装置５５０－１～５５０－Ｎの各々が備える光送信装置の周波数特性や信号が通ってきた伝送路も異なる。そのため、バーストフレーム６００ごとに、信号の歪みが異なり、最適なタップ係数も異なる値となる。

新たなバーストフレーム６００が局側通信装置５１０に到達した際、適応等化フィルタ７００のタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋは、初期値であるか、または、１つ前のバーストフレーム６００に最適な値であり、到達したバーストフレーム６００に最適な値にはなっていない。そのため、新たなバーストフレーム６００が到達するごとにタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋを収束させるための収束時間が必要になる。

また、バーストフレーム６００のペイロード６０２は収束したタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋで適応等化フィルタリングを行う必要があるため、プリアンブル６０１は、予想する収束時間よりも長く設定する必要がある。収束時間が長くなるとプリアンブル６０１の長さが長くなるため、ペイロード６０２に割り当てる時間が短くなり、伝送効率が低下することになる。そのため、伝送効率の観点からも収束時間を短縮することが望まれている。

特開２０１７－１５２７７３号公報

上述したＴＤＭ－ＰＯＮ方式において、バーストフレーム６００ごとに、最適なタップ係数が異なる問題を解決するため、例えば、特許文献１では以下のような技術が開示されている。特許文献１に記載の技術では、バーストフレーム６００ごとに最適なタップ係数を算出して送信元である加入者側通信装置５５０－１～５５０－Ｎに予め関連付けて置く。ＤＢＡの処理が行われ、ＤＢＡのスケジューリング情報が得られると、当該スケジューリング情報から次に到達するバーストフレーム６００の送信元を特定する。そして、特定した送信元に対応する最適なタップ係数を検出し、バーストフレーム６００ごとに、検出したタップ係数に置き換えることにより、タップ係数の収束時間の短縮を図っている。

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、送信元ごとに予め最適なタップ係数を算出し、算出した最適なタップ係数をスケジューリング情報に基づいて選択して適用する構成となっており、タップ係数の算出に必要な演算時間を短縮しているわけではない。そのため、伝送路の特性が変動した場合や、送信元である加入者側通信装置が新たに追加されるような場合には、送信元が送信するバースト光信号に基づいて、従前と同様に、フィードバック計算の繰り返しにより最適なタップ係数の算出を行わなければならないという問題がある。

上記事情に鑑み、本発明は、最適なタップ係数の算出における収束時間を短縮することができる技術の提供を目的としている。

本発明の一態様は、複数の光送信装置が送信するバースト光信号を受信する光受信装置が備える信号処理装置であって、電気信号に変換された前記バースト光信号をシンボルレートよりも大きいサンプリングレートでオーバーサンプリングすることにより得られるサンプル信号に基づいてシンボルタイミングを検出するシンボルタイミング検出部と、前記サンプル信号の等化処理を行う適応等化フィルタ部と、前記サンプル信号を前記適応等化フィルタ部が取り込む際、前記適応等化フィルタ部が備えるタップの中でタップ係数が最大値である前記タップに、前記シンボルタイミングに対応する前記サンプル信号が与えられるようにタイミングを整合するタイミング整合部と、を備える信号処理装置である。

本発明の一態様は、上記の信号処理装置であって、前記タイミング整合部は、前記サンプル信号を取り込み、取り込んだ前記サンプル信号を前記適応等化フィルタ部に出力するタイミングを調整することにより、前記タップ係数が最大値である前記タップに対して前記シンボルタイミングに対応する前記サンプル信号を与える入力タイミング調整部を備える。

本発明の一態様は、上記の信号処理装置であって、前記入力タイミング調整部は、前記シンボルタイミング検出部が検出する前記シンボルタイミングと、前記タップ係数が最大値である前記タップの位置とに基づいて遅延量を算出する遅延量算出部と、前記サンプル信号を取り込み、前記遅延量算出部が算出する前記遅延量にしたがって、前記サンプル信号を遅延させて前記適応等化フィルタ部に出力する遅延部と、を備える。

本発明の一態様は、上記の信号処理装置であって、前記入力タイミング調整部は、前記適応等化フィルタ部が、収束した前記タップ係数を得た場合、収束した前記タップ係数の最大値が与えられる前記タップに対して前記シンボルタイミングに対応する前記サンプル信号を与えるように、取り込んだ前記サンプル信号を前記適応等化フィルタ部に出力するタイミングを調整する。

本発明の一態様は、上記の信号処理装置であって、前記サンプル信号から前記バースト光信号のフレームに対応する部分をバーストフレーム信号として検出するフレーム検出部と、前記フレーム検出部が新たな前記バーストフレーム信号を検出した場合、前記適応等化フィルタ部の前記タップの前記タップ係数を予め定められる初期値にするタップ係数初期化部と、を備える。

本発明の一態様は、上記の信号処理装置であって、前記複数の光送信装置の各々が前記バースト光信号を送信するタイミングを示すスケジューリング情報に基づいて、前記光送信装置ごとに予め定められる前記タップ係数の中から次に前記バースト光信号を送信する前記光送信装置に対応する前記タップ係数を選択し、選択した前記タップ係数を前記適応等化フィルタ部の前記タップに与えるタップ係数選択部を備え、前記入力タイミング調整部は、前記サンプル信号を取り込み、取り込んだ前記サンプル信号を前記適応等化フィルタ部に出力するタイミングを調整することにより、前記タップ係数選択部が前記タップに与えた前記タップ係数の中で最大値の前記タップ係数の前記タップに対して前記シンボルタイミングに対応する前記サンプル信号を出力する。

本発明の一態様は、上記の信号処理装置であって、前記タイミング整合部は、前記シンボルタイミングに対応する前記サンプル信号が与えられる前記タップの前記タップ係数が最大値となるように前記タップ係数を前記タップに対して与えるタップ係数初期値調整部を備える。

本発明の一態様は、複数の光送信装置が送信するバースト光信号を受光して電気信号に変換して出力する受光部と、前記受光部が出力する前記バースト光信号に対応するアナログの前記電気信号を、シンボルレートよりも大きいサンプリングレートでオーバーサンプリングして得られるサンプル信号を含むデジタル信号に変換するアナログデジタル変換部と、上記に記載の信号処理装置である信号処理部と、を備える光受信装置である。

本発明により、最適なタップ係数の算出における収束時間を短縮することが可能となる。

第１の実施形態の通信システムの構成を示すブロック図である。 同実施形態の局側通信装置の光受信装置の構成を示すブロック図である。 同実施形態のタイミング整合部の内部構成及び他の機能部との接続関係を示す図である。 同実施形態の適応等化フィルタ部の内部構成を示す図である。 同実施形態における初期値のタップ係数の構成を示す図である。 同実施形態における収束したタップ係数の構成を示す図である。 同実施形態におけるＡＤＣ部が出力するデジタル信号の一例を示す図である。 適応等化フィルタ部にデジタル信号を与える例（その１）を示す図である。 適応等化フィルタ部にデジタル信号を与える例（その２）を示す図である。 同実施形態におけるタイミング整合部によるタイミング整合の一例を示す図である。 同実施形態の信号処理部による処理の流れを示すフローチャートである。 同実施形態のシンボルタイミング検出部による処理の一例を示す図である。 同実施形態の光受信装置の他の構成例を示すブロック図である。 第２の実施形態の局側通信装置の光受信装置の構成を示すブロック図である。 同実施形態の適応等化フィルタ部の内部構成を示す図である。 同実施形態の光受信装置の記憶部が記憶するデータ構成を示す図である。 同実施形態の信号処理部による処理の流れを示すフローチャートである。 特許文献１に開示されるＯＬＴの内部構成を示すブロック図である。 第３の実施形態の局側通信装置の光受信装置の構成を示すブロック図である。 同実施形態の光受信装置の記憶部が記憶するタップ係数テーブルのデータ構成を示す図である。 同実施形態の適応等化フィルタ部の内部構成を示す図である。 同実施形態の信号処理部による処理の流れを示すフローチャートである。 同実施形態の光受信装置の他の構成例を示すブロック図である。 第４の実施形態の局側通信装置の光受信装置の構成を示すブロック図である。 同実施形態の信号処理部による処理の流れを示すフローチャートである。 シンボルタイミング検出部による処理の他の例を示す図である。 第１の実施形態の光受信装置の他の構成例を示すブロック図である。 ＰＯＮ方式の通信システムの構成を示すブロック図である。 ＰＯＮ方式の通信システムにおけるＤＢＡを説明する図である。 バースト信号のフレーム構成を示す図である。 一般的な適応等化フィルタの構成を示すブロック図である。 バースト光信号から得られる電気のアナログ信号とデジタル信号の例を示す図である。

（第１の実施形態）
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、第１の実施形態による通信システム１の構成を示すブロック図である。通信システム１は、例えば、ＴＤＭ－ＰＯＮ方式の通信システムであり、局側通信装置５、加入者側通信装置５０－１～５０－Ｎ（Ｎは、２以上の整数である）及び光カプラ６０を備える。

局側通信装置５と光カプラ６０は、光ファイバ６５により接続されており、複数の加入者側通信装置５０－１～５０－Ｎの各々と、光カプラ６０とは、それぞれ光ファイバ６６－１～６６－Ｎにより接続される。

局側通信装置５及び加入者側通信装置５０－１～５０－Ｎの各々は、光信号を送信する光送信装置と、光信号を受信する光受信装置とを備える。図１においては、以下の第１の実施形態において構成を説明する局側通信装置５の光受信装置１０と、光受信装置１０に対して光信号を送信する加入者側通信装置５０－１～５０－Ｎの光送信装置５１－１～５１－Ｎを示す。

通信システム１には、局側通信装置５が、加入者側通信装置５０－１～５０－Ｎの各々に対して個別の時間を割り当てて送受信を行うＴＤＭ技術が適用される。上り信号については、更に、局側通信装置５の光受信装置１０が、加入者側通信装置５０－１～５０－Ｎの光送信装置５１－１～５１－Ｎの各々に対して動的に通信時間を割り当てるＤＢＡ技術が適用される。

図２は、局側通信装置５の光受信装置１０の内部構成を示すブロック図である。光受信装置１０は、受光部１１、ＡＤＣ部１２及び信号処理部１３を備える。受光部１１は、加入者側通信装置５０－１～５０－Ｎの光送信装置５１－１～５１－Ｎが送信するバースト光信号を受光し、受光したバースト光信号を電気信号に変換して出力する。なお、受光部１１として、ＤＤ検波器を適用してもよいし、コヒーレント検波器を適用してもよい。

ＡＤＣ部１２は、少なくとも１つのＡＤＣ１２－１を備える。受光部１１にコヒーレント検波器が適用されたり、偏波ダイバーシティや偏波多重等の方式が適用されたりする場合、受光部１１の出力数が増加するため、ＡＤＣ部１２は、図２に示すように、受光部１１の出力数に応じた数の複数のＡＤＣ１２－１～１２－Ｌを備える（複数備える場合、Ｌは、２以上の整数となる）。

ＡＤＣ１２－１～１２－Ｌの各々は、受光部１１が出力するアナログの電気信号を取り込み、バースト光信号のシンボルレートのｍ倍のサンプリングレートでオーバーサンプリングしてデジタルの電気信号（以下「デジタル信号」という。）に変換して出力する（ただし、ｍは、２以上の整数）。なお、受光部１１が出力するアナログの電気信号は、例えば、図３２（ａ）に示した波形の信号であり、ＡＤＣ部１２が出力するデジタル信号は、例えば、ｍ＝３の場合、図３２（ｂ）に示したオーバーサンプリングによって得られたサンプル信号を複数含む信号となる。また、Ｔは、上述の通り、１シンボル間隔の時間であり、Ｔ＝１／シンボルレートである。

信号処理部１３は、デジタル信号処理を行う機能部であり、フレーム検出部１３１、シンボルタイミング検出部１３２、タイミング整合部１３３、適応等化フィルタ部１３４及び記憶部１３５を備える。

フレーム検出部１３１は、ＡＤＣ部１２が出力するデジタル信号を取り込み、バーストフレームを検出する。フレーム検出部１３１が、バーストフレームを検出することにより、無信号状態から新たなバーストフレームが光送信装置５１－１～５１－Ｎから到達したことを検出する。フレーム検出部１３１が検出するバーストフレームは、例えば、上述した図３０に示したバーストフレーム６００が、電気信号のデジタル信号に変換されたバーストフレームである。以下、電気信号のデジタル信号に変換されたバーストフレームをバーストフレーム信号という。

また、フレーム検出部１３１は、検出したバーストフレーム信号をシンボルタイミング検出部１３２に出力する。なお、フレーム検出部１３１の入力数は、ＡＤＣ１２－１～１２－Ｌの数に応じて増加する。

シンボルタイミング検出部１３２は、フレーム検出部１３１が出力するバーストフレーム信号を取り込み、オーバーサンプリングされているバーストフレーム信号のシンボルタイミングを検出する。また、シンボルタイミング検出部１３２は、検出したシンボルタイミングを示す情報を含むシンボルタイミング通知信号を生成して出力する。ここで、シンボルタイミング検出部１３２が検出するシンボルタイミングとは、本来のシンボルタイミングに最も近いサンプル信号の位置であり、以下、シンボルタイミングに対応するサンプル信号という。また、シンボルタイミングを示す情報とは、シンボルタイミングに対応するサンプル信号の位置を示す情報である。また、シンボルタイミング検出部１３２は、取り込んだバーストフレーム信号を主信号として出力する。

記憶部１３５は、タップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋの系列の中の最大値の位置、すなわち、適応等化フィルタ部１３４のタップ４０－１～４０－ｋの中で最大値となるタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋが与えられるタップの位置を示す情報（以下「ピークのタップ係数の位置情報」という。）を予め記憶する。

タイミング整合部１３３は、図３に示す入力タイミング調整部３０を備える。入力タイミング調整部３０は、遅延部３１及び遅延量算出部３２を備える。遅延量算出部３２は、シンボルタイミング検出部１３２が出力するシンボルタイミング通知信号を取り込む。また、遅延量算出部３２は、取り込んだシンボルタイミング通知信号に含まれるシンボルタイミングを示す情報と、記憶部１３５が記憶するピークのタップ係数の位置情報とに基づいて遅延量を算出する。

遅延部３１は、シンボルタイミング検出部１３２が出力する主信号を取り込み、主信号ごとに遅延量算出部３２が算出する遅延量にしたがった時間、取り込んだ主信号を遅延させてから主信号を適応等化フィルタ部１３４に出力する。

適応等化フィルタ部１３４は、図４に示す内部構成を有しており、複数のタップ４０－１～４０－ｋ、加算器４１、記憶部４２、タップ係数算出部４３、タップ係数設定部４４及びフィルタ入力信号抽出部４９を備える（ただし、ｋは、２以上の整数である）。

フィルタ入力信号抽出部４９は、遅延部３１が出力する主信号を取り込み、取り込んだ主信号を、ｍサンプル、すなわち１シンボルずつ遅らせたｋ個のサンプル信号をフィルタ入力信号として順次出力する。

例えば、フィルタ入力信号抽出部４９が、１周期目に、主信号から抽出したＸ_１～Ｘ_１＋ｋのｋ個のサンプル信号をフィルタ入力信号として出力した場合、２周期目は、主信号から抽出したＸ_１＋ｍ～Ｘ_{１＋ｍ＋ｋ}のｋ個のサンプル信号をフィルタ入力信号として出力し、３周期目は、主信号から抽出したＸ_１＋２ｍ～Ｘ_{１＋２ｍ＋ｋ}のｋ個のサンプル信号をフィルタ入力信号として出力する。これにより、ダウンサンプリングして、適応等化フィルタ部１３４が出力するフィルタ出力信号をシンボルレートに合わせることができる。

複数のタップ４０－１～４０－ｋの各々は、乗算器１４０－１～１４０－ｋを備える。また、複数のタップ４０－１～４０－ｋのうち、２段目以降のタップ４０－２～４０－ｋは、遅延器１４１－２～１４１－ｋを備える。遅延器１４１－２～１４１－ｋは、サンプル信号の１単位時間である「Ｔ／ｍ」の時間前のサンプル信号を出力する。例えば、フィルタ入力信号が、早い時刻の信号から順に、Ｘ_１，Ｘ_２，…，Ｘ_１＋ｋの順で並んでいる場合、乗算器１４０－１，１４０－２，…，１４０－ｋの順に、Ｘ_１＋ｋ，Ｘ_ｋ，…，Ｘ_１が与えられる。

乗算器１４０－１～１４０－ｋは、タップ係数設定部４４からそれぞれに与えられるタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋの各々と、フィルタ入力信号のサンプル信号の各々とを乗算し、乗算値を加算器４１に出力する。加算器４１は、乗算器１４０－１～１４０－ｋが出力する乗算値を合計し、合計した値をフィルタ出力値として出力する。フィルタ出力値を時系列に並べることによりフィルタ出力信号が得られる。記憶部４２は、予め定められるタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋの初期値と、予め定められるフィルタ出力値の目標値などの参照値とを予め記憶する。

タップ係数算出部４３は、加算器４１が出力するフィルタ出力値と、記憶部４２が記憶する参照値とに基づいて、タップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋの更新値を算出する。以下、説明の便宜のため、タップ係数算出部４３が算出するタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋの更新値を、添え字に「Ｍ」を付加して、タップ係数Ｗ_Ｍ１～Ｗ_Ｍｋとして示す。

タップ係数算出部４３が更新値のタップ係数Ｗ_Ｍ１～Ｗ_Ｍｋを算出する際のアルゴリズムとして、例えば、最小二乗法に基づく手法や、再帰最小二乗法に基づく手法などが適用される。なお、アルゴリズムは、種々存在するため、対象となるシステムに対して最適な手法を適用するようにしてもよい。

タップ係数設定部４４は、光受信装置１０が起動した際、記憶部４２が記憶する初期値のタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋを読み出し、読み出した初期値のタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋの各々を乗算器１４０－１～１４０－ｋに出力する。また、タップ係数設定部４４は、タップ係数算出部４３が算出した更新値のタップ係数Ｗ_Ｍ１～Ｗ_Ｍｋを取り込み、更新値のタップ係数Ｗ_Ｍ１～Ｗ_Ｍｋの各々を乗算器１４０－１～１４０－ｋに出力する。

（タイミング整合部による整合の目的）
以下、タイミング整合部１３３が、シンボルタイミングと、ピークのタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋとを整合する目的について説明する。

図５に示すように、ｋ個のタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋの初期値をタップ係数Ｗ_Ｄ１～Ｗ_Ｄｋとして表すとすると、一般的には、１つのタップ係数Ｗ_ｉの初期値のＷ_Ｄｉのみが、他のタップ係数の初期値よりも大きな値になるように予め定められる。この関係を式で示すと、Ｗ_Ｄｉ＞Ｗ_Ｄ１…Ｗ_Ｄｉ－１，Ｗ_Ｄｉ＋１…Ｗ_Ｄｋとなる。例えば、中央のタップ係数、すなわち、ｉ＝（ｋ＋１）／２番目のＷ_Ｄｉのみを「１」として、他は「０」とするような初期値の設定が行われる。以下、Ｗ_Ｄｉを初期値のタップ係数のピークという。

また、図６に示すように、ある１つのバーストフレーム信号に対して、タップ係数設定部４４が、繰り返し更新値のタップ係数Ｗ_Ｍ１～Ｗ_Ｍｋを算出することにより得られる収束したタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋをタップ係数Ｗ_Ｃ１～Ｗ_Ｃｋとして表す。ここで、収束したタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋ、すなわちタップ係数Ｗ_Ｃ１～Ｗ_Ｃｋは、所望の値に予め定められる一定の基準で達した更新値のタップ係数Ｗ_Ｍ１～Ｗ_Ｍｋのことである。

このとき、タップ係数Ｗ_Ｃ１～Ｗ_Ｃｋも、１つのタップ係数Ｗ_Ｃｊが、他のタップ係数よりも大きい値になっていることが多い。なお、タップ係数Ｗ_Ｃｊの位置である「ｊ」番目は、必ずしも中央の位置ではない。この関係を式で示すと、Ｗ_Ｃｊ＞Ｗ_Ｃ１…Ｗ_Ｃｊ－１，Ｗ_Ｃｊ＋１…Ｗ_Ｃｋとなる。以下、Ｗ_Ｃｊを収束したタップ係数のピークという。

タップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋの収束時間は、バーストフレーム信号が与えられる際のタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋと、当該バーストフレーム信号を用いて収束させた後のタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋとが、近い値であるほど短くなり、かい離しているほど長くなることが知られている。なお、バーストフレーム信号が与えられる際のタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋは、最初にバーストフレーム信号が与えられた場合には、予め定められる初期値のタップ係数Ｗ_Ｄ１～Ｗ_Ｄｋとなる。２回目以降にバーストフレーム信号が与えられる際のタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋは、１つ前のバーストフレーム信号により収束した後のタップ係数Ｗ_Ｃ１～Ｗ_Ｃｋとなる。

また、適応等化フィルタ部１３４におけるタップ４０－１～４０－ｋの中で信号のシンボルタイミングに対応するサンプル信号が与えられるタップをタップ４０－ｔとした場合、通常、タップ４０－ｔに与えられるタップ係数Ｗ_ｔが、収束後に最大値になることが知られている。

これらのことから、「ｉ」番目のタップ４０－ｉにピークのタップ係数Ｗ_ｉが与えられる場合、タップ４０－ｉと、シンボルタイミングに対応するサンプル信号が与えられるタップ４０－ｔとを一致させることにより、短い収束時間でタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋを収束させることができる。

ＡＤＣ部１２がシンボルレートのｍ倍でオーバーサンプリングすることにより得られるデジタル信号に含まれるバーストフレーム信号は、ほとんどの場合、各シンボル内でシンボルタイミングに対応するサンプル信号がｍサンプルごとに現れる。例えば、ｍ＝３の場合、図７に示すように、符号３０１，３０２，３０３，３０４で示す位置にシンボルタイミングに対応するサンプル信号が現れる。

シンボルタイミング検出部１３２が出力する主信号、すなわちバーストフレーム信号を、そのまま適応等化フィルタ部１３４のフィルタ入力信号にしたとする。この場合、１／ｍの確率で、図８に示すように、ピークのタップ係数Ｗ_ｉが与えられる乗算器１４０－ｉにシンボルタイミングに対応するサンプル信号３０３が与えられることになる。一方、（ｍ－１）／ｍの確率で、図９に示すように、ピークのタップ係数Ｗ_ｉが与えられる乗算器１４０－ｉにシンボルタイミングに対応するサンプル信号３０１，３０２，３０３，３０４のいずれもが与えられないことになる。

ピークのタップ係数Ｗ_ｉが与えられる乗算器１４０－ｉにシンボルタイミングに対応するサンプル信号３０１，３０２，３０３，３０４のいずれかが与えられるか否かは、信号処理部１３が、デジタル信号を取り込むタイミングによりランダムに異なる。そのため、シンボルタイミング検出部１３２の主信号をそのまま適応等化フィルタ部１３４のフィルタ入力信号とする場合、全体の１／ｍのバーストフレーム信号については、収束時間を短くすることができる。これに対して、全体の（ｍ－１）／ｍのバーストフレーム信号については、収束時間が長くなる。

そこで、図１０に示すようにタイミング整合部１３３が、ピークのタップ係数Ｗ_ｉが与えられる乗算器１４０－ｉに、シンボルタイミング検出部１３２が出力する主信号のシンボルタイミングに対応するサンプル信号が与えられるようにタイミングを整合する。適応等化フィルタ部１３４のフィルタ入力信号抽出部４９は、主信号をｍサンプルずつ遅らせてフィルタ入力信号を出力する。そのため、バーストフレーム信号から得られる最初のフィルタ入力信号のタイミングが整合されていれば、その後のフィルタ入力信号のタイミングも整合されることになる。これにより、適応等化フィルタ部１３４は、常に、短い時間でタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋを収束させることができる。第１の実施形態のタイミング整合部１３３では、入力タイミング調整部３０が、主信号を出力するタイミングを調整することによりタイミングを整合するようにしている。

（第１の実施形態の信号処理部による処理）
次に、図１１及び図１２を参照しつつ、第１の実施形態の信号処理部１３の処理について説明する。図１１は、第１の実施形態の信号処理部１３の処理の流れを示すフローチャートである。光送信装置５１－１～５１－Ｎのいずれかがバースト光信号を送信すると、光受信装置１０の受光部１１が、当該バースト光信号を受光して電気信号に変換して出力する。

ＡＤＣ部１２は、受光部１１が出力するアナログの電気信号をバースト光信号のシンボルレートのｍ倍のサンプリングレートでオーバーサンプリングしてデジタル信号に変換して出力する。信号処理部１３のフレーム検出部１３１は、ＡＤＣ部１２が出力するデジタル信号からバーストフレーム信号を検出し、検出したバーストフレーム信号をシンボルタイミング検出部１３２に出力する（ステップＳ１）。

シンボルタイミング検出部１３２は、フレーム検出部１３１が出力するバーストフレーム信号を取り込み、取り込んだバーストフレーム信号に含まれるシンボルタイミングを検出する。シンボルタイミング検出部１３２がシンボルタイミングを検出する手法として、例えば、下記の参考文献に示されるＭＡＭ(Maximum Amplitude Method)法が適用される。

「参考文献：三瓶 政一、Kamilo Feher、神尾 享秀、「１６ＱＡＭ／ＴＤＭＡのためのシンボルタイミング再生方法」、通信総合研究所季報、1995年6月、Vol. 41、No. 2、pp. 189-196」

ＭＡＭ法は、シンボルタイミングに対応するサンプル信号の振幅Ａが、他のサンプル信号の振幅Ａよりも大きくなる変調方式、例えば、ＢＰＳＫ(Binary Phase Shift Keying)やＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)などが適用されている場合に利用可能な手法である。ここでは、送信側の光送信装置５１－１～５１－Ｎにおいて、ＢＰＳＫやＱＰＳＫ等のシンボルタイミングに対応するサンプル信号の振幅Ａが、他のサンプル信号の振幅Ａよりも大きくなる変調方式が適用されているとする。

ＭＡＭ法は、図１２に示すように、ｍサンプル信号ごとに振幅Ａの平均値を算出し、算出したｍ個の振幅値の平均の中で最大の平均値となるサンプル信号をシンボルタイミングに対応するサンプル信号として検出する手法である。なお、振幅Ａの平均値以外に、平均値と同じ傾向を示す値、例えば、振幅Ａの合計値を算出するようにしてもよい。

シンボルタイミング検出部１３２は、シンボルタイミングを検出すると、検出したシンボルタイミングを示す情報を含むシンボルタイミング通知信号を生成する。シンボルタイミング検出部１３２は、取り込んだバーストフレーム信号を主信号とし、主信号と、生成したシンボルタイミング通知信号とをタイミング整合部１３３に出力する（ステップＳ２）。

タイミング整合部１３３が備える入力タイミング調整部３０の遅延部３１は、シンボルタイミング検出部１３２が出力する主信号を取り込み、取り込んだ主信号を内部のバッファ等の記憶領域に書き込んで記憶させておく（ステップＳ３－１）。

タイミング整合部１３３が備える入力タイミング調整部３０の遅延量算出部３２は、シンボルタイミング検出部１３２が出力するシンボルタイミング通知信号を取り込む。遅延量算出部３２は、取り込んだシンボルタイミング通知信号に含まれるシンボルタイミングを示す情報と、記憶部１３５が記憶するピークのタップ係数の位置情報とに基づいて遅延量を算出する。算出した遅延量が、シンボルタイミングを示す情報、すなわちシンボルタイミングに対応するサンプル信号の位置と、ピークのタップ係数の位置との時間軸上における差となる。遅延量の時間分、主信号の出力を遅らせることで、シンボルタイミングに対応するサンプル信号の位置と、ピークのタップ係数の位置とを整合することができる。

遅延量算出部３２は、算出した遅延量を遅延部３１に出力する（ステップＳ３－２）。
ここで、遅延量算出部３２が算出する遅延量は、例えば、０から（ｍ－１）Ｔ／ｍまで、Ｔ／ｍ刻みで離散的に変化する量であり、１つの主信号、すなわち１つのバーストフレーム信号ごと１つの遅延量を算出する。遅延部３１は、遅延量算出部３２から受けた遅延量にしたがった時間、待機した後、内部の記憶領域から主信号を読み出し、読み出した主信号を適応等化フィルタ部１３４に出力する（ステップＳ４）。

適応等化フィルタ部１３４は、遅延部３１が出力する主信号を取り込み、１つの主信号、すなわち、１つのバーストフレーム信号について、以下のステップＳ５及びステップＳ６の処理を繰り返し行う（ループＬ１ｓ～Ｌ１ｅ）。

フィルタ入力信号抽出部４９は、主信号を取り込み、ループ処理の１周期目において、主信号からｋ個のサンプル信号をフィルタ入力信号として抽出し、２周期目以降について、ｍサンプルずつ遅らせたｋ個のサンプル信号を主信号から抽出してフィルタ入力信号として出力する（ステップＳ５）。

適応等化フィルタ部１３４のタップ４０－１～４０－ｋの各々は、フィルタ入力信号抽出部４９が出力するフィルタ入力信号として取り込む。タップ４０－１～４０－ｋの各々が、最初のフィルタ入力信号を取り込んだ際、タップ４０－１～４０－ｋの乗算器１４０－１～１４０－ｋの各々には、タップ係数設定部４４により記憶部４２が記憶する初期値のタップ係数Ｗ_Ｄ１～Ｗ_Ｄｋが与えられている。

乗算器１４０－１～１４０－ｋは、フィルタ入力信号に含まれるｋ個のサンプル信号の各々と、初期値のタップ係数Ｗ_Ｄ１～Ｗ_Ｄｋの各々とを乗算し、乗算により得られた乗算値を加算器４１に出力する。加算器４１は、乗算値を合計してフィルタ出力値を算出して出力する（ステップＳ６）。

タップ係数算出部４３は、加算器４１が出力するフィルタ出力値を取り込み、記憶部４２が記憶する参照値を読み出し、フィルタ出力値及び参照値に基づいて、例えば、上述した最小二乗法などのアルゴリズムにより、更新値のタップ係数Ｗ_Ｍ１～Ｗ_Ｍｋを算出する（ステップＳ７）。

タップ係数設定部４４は、タップ係数算出部４３が算出した更新値のタップ係数Ｗ_Ｍ１～Ｗ_Ｍｋの各々を、乗算器１４０－１～１４０－ｋの各々に対して出力し、次のループ処理が行われる。

１つのバーストフレーム信号に含まれるプリアンブル６０１に相当する部分から得られるフレーム入力信号の間に、タップ係数算出部４３が算出する更新値のタップ係数Ｗ_Ｍ１～Ｗ_Ｍｋが収束して、ほぼ固定値となり、この固定値が、当該バーストフレーム信号に対して最適な収束したタップ係数Ｗ_Ｃ１～Ｗ_Ｃｋとなる。

他の光送信装置５１－１～５１－Ｎがバースト光信号を送信して、光受信装置１０の受光部１１が当該バースト光信号を受光して、ＡＤＣ部１２がデジタル信号を出力すると、再び、信号処理部１３が、図１１のフローチャートの処理を行う。

上記の第１の実施形態の構成により、複数の光送信装置５１－１～５１－Ｎが送信するバースト光信号を受信する光受信装置１０に備えられる信号処理部１３において、シンボルタイミング検出部１３２は、電気信号に変換されたバースト光信号をシンボルレートよりも大きいサンプリングレートでオーバーサンプリングすることにより得られるサンプル信号に含まれるシンボルタイミングを検出する。適応等化フィルタ部１３４は、サンプル信号の等化処理を行う。タイミング整合部１３３は、サンプル信号を適応等化フィルタ部１３４が取り込む際、適応等化フィルタ部１３４が備えるタップ４０－１～４０－ｋの中でタップ係数が最大値であるタップ４０－１～４０－ｋに、シンボルタイミングに対応するサンプル信号が与えられるようにタイミングを整合する。これにより、シンボルタイミングに対応するサンプル信号と、ピークのタップ係数とを同じタップ４０－１～４０－ｋに与えることができる。そのため、バースト光信号を受信するごとに行う最適なタップ係数の算出において、フィードバック計算の繰り返し回数を削減することができ、収束時間の短縮が可能となる。

更に、第１の実施形態のタイミング整合部１３３は、入力タイミング調整部３０を備えており、入力タイミング調整部３０は、サンプル信号を取り込み、取り込んだサンプル信号を適応等化フィルタ部１３４に出力するタイミングを調整することにより、タップ係数が最大値であるタップ４０－１～４０－ｋに対してシンボルタイミングに対応するサンプル信号を与える。

入力タイミング調整部３０によるタイミングの調整は、入力タイミング調整部３０が備える遅延部３１と遅延量算出部３２によって行われる。遅延量算出部３２は、シンボルタイミング検出部１３２が検出するシンボルタイミングと、タップ係数が最大値であるタップの位置とに基づいて遅延量を算出する。遅延部３１は、サンプル信号を取り込み、遅延量算出部３２が算出する遅延量にしたがって、サンプル信号を遅延させて適応等化フィルタ部１３４に出力する。遅延部３１がサンプル信号を遅延させて出力することにより、主信号に含まれるシンボルタイミングに対応するサンプル信号が、タップ係数が最大値であるタップ４０－１～４０－ｋに与えられることになる。

入力タイミング調整部３０の遅延部３１が、最初のバーストフレーム信号に対応する主信号を、適応等化フィルタ部１３４に出力する際、タップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋは、初期値のタップ係数Ｗ_Ｄ１～Ｗ_Ｄｋである。その後、タップ係数算出部４３が更新値のタップ係数Ｗ_Ｍ１～Ｗ_Ｍｋを繰り返し算出していく過程で、更新値のタップ係数Ｗ_Ｍ１～Ｗ_Ｍｋは、当該バーストフレーム信号に対して適応等化フィルタリング処理を行うのに最適なタップ係数Ｗ_Ｃ１～Ｗ_Ｃｋに収束していくことになる。

入力タイミング調整部３０の遅延部３１は、遅延量算出部３２が算出する遅延量に基づいて、初期値のタップ係数Ｗ_Ｄ１～Ｗ_Ｄｋの最大値が与えられる「ｉ」番目のタップ４０－ｉに対してバーストフレーム信号のシンボルタイミングに対応するサンプル信号を与えるように調整している。また、適応等化フィルタ部１３４のフィルタ入力信号抽出部４９は、主信号をｍサンプルずつ遅らせてフィルタ入力信号を出力する。そのため、収束後のタップ係数Ｗ_Ｃ１～Ｗ_Ｃｋの値が変化しても、ピークの位置は、ほとんどの場合、タップ４０－ｉのままであると考えられる。

その後、入力タイミング調整部３０の遅延部３１が、次のバーストフレーム信号に対応する主信号を適応等化フィルタ部１３４に出力する際、適応等化フィルタ部１３４のタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋは、１つ前のバーストフレーム信号に最適なタップ係数Ｗ_Ｃ１～Ｗ_Ｃｋになっている。上述したように、当該タップ係数Ｗ_Ｃ１～Ｗ_Ｃｋのピークの位置は、初期値のタップ係数Ｗ_Ｄ１～Ｗ_Ｄｋのピークの位置である「ｉ」番目に一致していることが多い。そのため、次のバーストフレーム信号についても、入力タイミング調整部３０によるタイミングの整合によって、シンボルタイミングに対応するサンプル信号が、タップ４０－ｉに与えられることになる。

その結果、その後の全てのバーストフレーム信号についても、シンボルタイミングに対応するサンプル信号が、タップ４０－ｉに与えられることになり、入力タイミング調整部３０によるタイミングの調整なしに、バーストフレーム信号を適応等化フィルタ部１３４に与える場合に比べて、タップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋを収束させる時間を短縮することが可能となる。

（第１の実施形態の他の構成例）
図１３は、第１の実施形態の光受信装置１０の他の構成例である光受信装置１０－１の構成を示すブロック図である。光受信装置１０－１は、光受信装置１０が備える適応等化フィルタ部１３４に替えて、適応等化フィルタ部１３４－１を備える。適応等化フィルタ部１３４－１は、タップ係数設定部４４に替えて、タップ係数設定部４４－１を備える。タップ係数設定部４４－１は、記憶部１３５に接続されており、記憶部１３５が記憶するピークのタップ係数の位置情報を書き換える。

すなわち、タップ係数設定部４４－１は、記憶部４２から初期値のタップ係数Ｗ_Ｄ１～Ｗ_Ｄｋを読み出した際、初期値の中の最大値を出力するタップ４０－ｉの位置を示す情報を記憶部１３５に書き込んで記憶させる。

また、１つのバーストフレーム信号から得られる全てのフレーム入力信号についての処理が終了した際、すなわち、図１１に示す処理が終了した場合、タップ係数設定部４４－１は、タップ係数算出部４３から最後に受けたタップ係数Ｗ_Ｍ１～Ｗ_Ｍｋの中の最大値の位置を検出する。換言すると、タップ係数算出部４３から最後に受けたタップ係数Ｗ_Ｍ１～Ｗ_Ｍｋは、収束したタップ係数Ｗ_Ｃ１～Ｗ_Ｃｋであるため、タップ係数設定部４４－１は、収束したタップ係数Ｗ_Ｃ１～Ｗ_Ｃｋの中の最大値の位置を検出する。

タップ係数設定部４４－１は、検出したタップ係数Ｗ_Ｃ１～Ｗ_Ｃｋの最大値の位置を示す情報をピークのタップ係数の位置情報として記憶部１３５に書き込んで記憶させる。なお、図１１に示す処理の終了のタイミングは、例えば、タップ係数設定部４４－１が、予め定められる一定時間、例えば、タップ係数算出部４３の１回の演算時間よりも長い時間、タップ係数算出部４３が新たな更新値のタップ係数Ｗ_Ｍ１～Ｗ_Ｍｋを出力しないことにより検出する。

光受信装置１０－１の構成により、あるバーストフレーム信号に基づいて、例えば、収束したタップ係数Ｗ_Ｃ１～Ｗ_Ｃｋのピークが、初期値のピークの位置である「ｉ」番目の位置から「ｊ」番目にずれた場合であっても、記憶部１３５が記憶するピークのタップ係数の位置を変更することができる。そのため、入力タイミング調整部３０は、新たなバーストフレーム信号に対応する主信号を出力する際、常に、シンボルタイミングに対応するサンプル信号を、ピークのタップ係数の位置情報に対応するタップ４０－１～４０－ｋに与えることが可能となる。そのため、フィードバック計算の繰り返し回数を削減することができ、収束時間の短縮が可能となる。

（第２の実施形態）
図１４は、第２の実施形態の光受信装置１０ａの内部構成を示すブロック図である。なお、図示していないが、説明の便宜上、第２の実施形態による通信システム１ａは、第２の実施形態の光受信装置１０ａを備える局側通信装置５ａと、第１の実施形態と同一構成の加入者側通信装置５０－１～５０－Ｎ及び光カプラ６０とを備える。第２の実施形態の光受信装置１０ａにおいて、第１の実施形態の光受信装置１０と同一の構成については、同一の符号を付し、以下、異なる構成について説明する。

光受信装置１０ａは、受光部１１、ＡＤＣ部１２及び信号処理部１３ａを備える。信号処理部１３ａは、フレーム検出部１３１ａ、シンボルタイミング検出部１３２、タイミング整合部１３３、適応等化フィルタ部１３４ａ、記憶部１３５ａ及びタップ係数初期化部１３６を備える。

信号処理部１３ａにおいて、フレーム検出部１３１ａは、デジタル信号からバーストフレーム信号を検出した際、バーストフレーム信号を検出したことを示すフレーム検出通知信号をタップ係数初期化部１３６に出力する。また、フレーム検出部１３１ａは、検出したバーストフレーム信号をシンボルタイミング検出部１３２に出力する。

適応等化フィルタ部１３４ａは、図１５に示す内部構成を有しており、複数のタップ４０－１～４０－ｋ、加算器４１、記憶部４２ａ、タップ係数算出部４３、タップ係数設定部４４ａ及びフィルタ入力信号抽出部４９を備える。記憶部４２ａは、第１の実施形態の記憶部４２が記憶する初期値のタップ係数Ｗ_Ｄ１～Ｗ_Ｄｋを記憶せず、フィルタ出力値の目標値などの参照値のみを記憶する。

タップ係数設定部４４ａは、タップ係数算出部４３が更新値のタップ係数Ｗ_Ｍ１～Ｗ_Ｍｋを出力する場合、更新値のタップ係数Ｗ_Ｍ１～Ｗ_Ｍｋをタップ４０－１～４０－ｋの各々に出力する。また、タップ係数設定部４４ａは、外部からタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋを受けた場合、タップ係数算出部４３から更新値のタップ係数Ｗ_Ｍ１～Ｗ_Ｍｋを受けていたとしても、外部から受けたタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋの各々を優先してタップ４０－１～４０－ｋに出力する。

記憶部１３５ａは、図１６に示すように、ピークのタップ係数の位置情報と、タップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋの初期値、すなわちタップ係数Ｗ_Ｄ１～Ｗ_Ｄｋを予め記憶する。タップ係数初期化部１３６は、フレーム検出部１３１ａからフレーム検出通知信号を受けた場合、記憶部１３５ａから初期値のタップ係数Ｗ_Ｄ１～Ｗ_Ｄｋを読み出し、読み出した初期値であるタップ係数Ｗ_Ｄ１～Ｗ_Ｄｋを適応等化フィルタ部１３４ａのタップ係数設定部４４ａに出力する。

（第２の実施形態の信号処理部による処理）
次に、図１７に示すフローチャートを参照しつつ、第２の実施形態の信号処理部１３ａの処理について説明する。信号処理部１３ａのフレーム検出部１３１ａは、ＡＤＣ部１２が出力するデジタル信号からバーストフレーム信号を検出し、検出したバーストフレーム信号をシンボルタイミング検出部１３２に出力する。また、フレーム検出部１３１ａは、バーストフレーム信号を検出した際、フレーム検出通知信号をタップ係数初期化部１３６に出力する（ステップＳａ１）。

シンボルタイミング検出部１３２は、第１の実施形態のステップＳ２と同一の処理を行い、取り込んだバーストフレーム信号を主信号とし、主信号と、生成したシンボルタイミング通知信号とをタイミング整合部１３３に出力する（ステップＳａ２－１）。

タップ係数初期化部１３６は、フレーム検出部１３１ａからフレーム検出通知信号を受けると、記憶部１３５ａから初期値のタップ係数Ｗ_Ｄ１～Ｗ_Ｄｋを読み出す。タップ係数初期化部１３６は、読み出した初期値であるタップ係数Ｗ_Ｄ１～Ｗ_Ｄｋを適応等化フィルタ部１３４ａのタップ係数設定部４４ａに出力する（ステップＳａ２－２）。

ステップＳａ３－１、ステップＳａ３－２、ステップＳａ４については、第１の実施形態のステップＳ３－１、ステップＳ３－２、ステップＳ４と同一の処理が、タイミング整合部１３３の入力タイミング調整部３０によって行われる。

また、繰り返し処理であるループＬａ１ｓ～Ｌａ１ｅ及びループ内のステップＳａ５，Ｓａ６，Ｓａ７については、第１の実施形態のループＬ１ｓ～Ｌ１ｅ及びループ内のステップＳ５，Ｓ６，Ｓ７と同一の処理が、適応等化フィルタ部１３４ａによって行われる。なお、最初のフレーム入力信号におけるステップＳａ６の処理の際、タップ係数設定部４４ａは、タップ係数初期化部１３６から受けた初期値であるタップ係数Ｗ_Ｄ１～Ｗ_Ｄｋを乗算器１４０－１～１４０－ｋに出力する。

他の光送信装置５１－１～５１－Ｎがバースト光信号を送信して、光受信装置１０ａの受光部１１が当該バースト光信号を受光して、ＡＤＣ部１２がデジタル信号を出力すると、再び、信号処理部１３ａが、図１７のフローチャートの処理を行う。

上記のステップＳａ２－２の処理により、フレーム検出部１３１ａが新たなバーストフレーム信号を検出するごとに、タップ係数初期化部１３６は、初期値のタップ係数Ｗ_Ｄ１～Ｗ_Ｄｋを適応等化フィルタ部１３４ａのタップ係数設定部４４ａに出力する。そのため、バーストフレーム信号ごとに、タップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋが、初期化されることになる。

上記の第２の実施形態の構成により、フレーム検出部１３１ａは、バースト光信号に対応するデジタル信号から当該バースト光信号のフレームに対応する部分をバーストフレーム信号として検出する。タップ係数初期化部１３６は、フレーム検出部１３１ａが新たなバーストフレーム信号を検出した場合、適応等化フィルタ部１３４のタップ４０－１～４０－ｋのタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋを予め定められる初期値にする。

第１の実施形態の光受信装置１０では、時系列で２番目以降のバーストフレーム信号に対して適応等化フィルタ部１３４が処理を行う際、タップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋは、１つ前のバーストフレーム信号の送信元の光送信装置５１－１～５１－Ｎに最適な値に収束している。この場合においても、タップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋがピークとなっているタップ４０－１～４０－ｉの位置が変わらないか、または、光受信装置１０－１のようにピークのタップ４０－１～４０－ｉの位置を更新するようになっていれば、収束時間を短縮することができる。

これに対して、例えば、送信元の光送信装置５１－１～５１－Ｎごとに、特性や、光受信装置１０ａまでの伝送距離が大きく異なっている場合がある。このような場合、１つ前のバーストフレーム信号によって収束したタップ係数Ｗ_Ｃ１～Ｗ_Ｃｋよりも、初期値のタップ係数Ｗ_Ｄ１～Ｗ_Ｄｋの方が、タップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋの収束時間が短くなる場合がある。

そのような場合、第２の実施形態の光受信装置１０ａを適用することにより、新たなバーストフレーム信号を検出するごとに、適応等化フィルタ部１３４ａのタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋを初期値のタップ係数Ｗ_Ｄ１～Ｗ_Ｄｋに戻すことができる。それにより、送信元の光送信装置５１－１～５１－Ｎごとに、特性や、光受信装置１０ａまでの伝送距離が大きく異なっている場合であってもフィードバック計算の繰り返し回数を削減して、タップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋの収束時間を短くすることが可能となる。

なお、上記の第２の実施形態の構成において、タップ係数初期化部１３６は、適応等化フィルタ部１３４ａの内部に備えられる構成であってもよい。

（第３の実施形態）
上述した、特許文献１に記載のタップ係数の収束時間を短縮させる手法について、図面を参照して説明する。図１８は、特許文献１の図３の図面の符号を置き換えて転記した図面である。図１８は、ＰＯＮ方式における局側通信装置であるＯＬＴ（Optical Line Terminal）２９１の光受信装置の構成を示すブロック図である。なお、特許文献１では、適応等化フィルタリングに用いるタップ係数を波形等化係数ＣＦとして記載しているが、説明の便宜上、波形等化係数ＣＦをタップ係数として説明する。ＯＬＴ２９１の情報保持部２４２は、バーストフレーム信号の送信元ごとの最適なタップ係数を、送信元に関連付けて予め内部の記憶領域に書き込んで記憶させている。

通信スケジューラ部２４１は、ＤＢＡを行い、ＤＢＡにより得られるＤＢＡのスケジューリング情報を出力する。情報保持部２４２は、通信スケジューラ部２４１が出力するスケジューリング情報と、フレーム検出部２３２が出力するフレーム検出通知信号とに基づいて、どの送信元からのバーストフレーム信号を、どのタイミングで波形等化部２３１が取り込むかを検出する。

情報保持部２４２は、次に波形等化部２３１が取り込むバーストフレーム信号の送信元に対応するタップ係数を内部の記憶領域から読み出し、波形等化部２３１のタップ係数を読み出したタップ係数で初期化する。１つのバーストフレーム信号について、波形等化部２３１が適応等化フィルタリングの処理を終了すると、波形等化部２３１は、送信元に関連付けて収束したタップ係数を情報保持部２４２に出力する。情報保持部２４２は、波形等化部２３１から送信元に関連付けられたタップ係数を受けると、内部の記憶領域から当該送信元のタップ係数を記憶している領域を検出し、検出した領域に波形等化部２３１から受けたタップ係数を書き込んで当該送信元のタップ係数の更新を行う。

上記の処理を行うことにより、波形等化部２３１が新たなバーストフレーム信号を取り込む際、波形等化部２３１は、当該バーストフレーム信号の送信元に最適である予め算出したタップ係数を用いて適応等化フィルタリング処理を行うことが可能となる。そのため、特許文献１に記載の技術では、既に算出したタップ係数を用いるため、１つ前のバーストフレーム信号の送信元に最適なタップ係数や、任意の初期値のタップ係数を用いる場合に比べて、収束時間を短縮することを可能としている。特許文献１に記載の手法に対して、更に、バーストフレーム信号のシンボルタイミングと、ピークのタップ係数の位置とのタイミングを合わせる手法を組み合わせた構成が、以下に説明する第３の実施形態である。

（第３の実施形態の構成）
図１９は、第３の実施形態の光受信装置１０ｂの内部構成を示すブロック図である。なお、図示していないが、説明の便宜上、第３の実施形態による通信システム１ｂは、第３の実施形態の光受信装置１０ｂを備える局側通信装置５ｂと、第１の実施形態と同一構成の加入者側通信装置５０－１～５０－Ｎ及び光カプラ６０とを備える。第３の実施形態の光受信装置１０ｂにおいて、第１及び第２の実施形態の光受信装置１０，１０ａと同一の構成については、同一の符号を付し、以下、異なる構成について説明する。

光受信装置１０ｂは、受光部１１、ＡＤＣ部１２、信号処理部１３ｂ及び通信スケジューラ部１４を備える。信号処理部１３ｂは、フレーム検出部１３１ａ、シンボルタイミング検出部１３２、タイミング整合部１３３、適応等化フィルタ部１３４ｂ、記憶部１３５ｂ及びタップ係数選択部１３７を備える。

通信スケジューラ部１４は、ＤＢＡを行い、ＤＢＡにより得られるＤＢＡのスケジューリング情報を出力する。ここで、ＤＢＡのスケジューリング情報とは、加入者側通信装置５０－１～５０－Ｎの光送信装置５１－１～５１－Ｎごとに通信スケジューラ部１４が割り当てる上り信号の送信を許可する通信時間を示す情報であり、光送信装置５１－１～５１－Ｎごとの識別情報と、許可された通信時間を示す情報とが含まれている。ここで、光送信装置５１－１～５１－Ｎごとの識別情報とは、例えば、ＰＯＮ方式におけるＯＮＵ（Optical Network Unit）の各々に割り当てられるＬＬＩＤ（Logical Link ID）などの情報である。

信号処理部１３ｂにおいて、記憶部１３５ｂは、図２０に示すタップ係数テーブル１３５１を記憶する。タップ係数テーブル１３５１は、「送信元」、「ピークのタップ係数の位置」、「タップ係数１」、「タップ係数２」、…、「タップ係数ｋ」の項目を有する。「送信元」の項目には、光送信装置５１－１～５１－Ｎの各々に予め割り当てられる識別情報が書き込まれる。

「ピークのタップ係数の位置」の項目には、対応する「タップ係数１」、「タップ係数２」、…、「タップ係数ｋ」の項目に書き込まれるタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋの中の最大値の位置を示すピークのタップ係数の位置情報が書き込まれる。「タップ係数１」、「タップ係数２」、…、「タップ係数ｋ」の項目には「送信元」の項目に書き込まれる光送信装置５１－１～５１－Ｎが送信する光信号から得られるバーストフレーム信号に対して、予め算出されている最適なタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋの各々が書き込まれる。

タップ係数選択部１３７は、通信スケジューラ部１４が出力するスケジューリング情報を取り込む。また、タップ係数選択部１３７は、内部に時計等の計時手段を備えており、フレーム検出部１３１ａが出力するフレーム検出通知信号を受けると、フレーム検出通知信号を受けた時刻情報を計時手段から取得する。また、タップ係数選択部１３７は、取得した時刻情報と、スケジューリング情報とに基づいて、フレーム検出通知信号に対応するバーストフレーム信号の送信元の光送信装置５１－１～５１－Ｎを特定する識別情報をスケジューリング情報から特定する。

また、タップ係数選択部１３７は、光送信装置５１－１～５１－Ｎを示す識別情報を特定すると、記憶部１３５ｂのタップ係数テーブル１３５１を参照し、識別情報に対応するピークのタップ係数の位置情報と、タップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋとを読み出す。また、タップ係数選択部１３７は、読み出した識別情報に対応するピークのタップ係数の位置情報をタイミング整合部１３３の入力タイミング調整部３０の遅延量算出部３２に出力する。また、タップ係数選択部１３７は、読み出した識別情報に対応するタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋを、識別情報と共に適応等化フィルタ部１３４ｂに出力する。

適応等化フィルタ部１３４ｂは、図２１に示す内部構成を有しており、複数のタップ４０－１～４０－ｋ、加算器４１、記憶部４２ａ、タップ係数算出部４３、タップ係数設定部４４ｂ及びフィルタ入力信号抽出部４９を備える。

タップ係数設定部４４ｂは、タップ係数算出部４３が更新値のタップ係数Ｗ_Ｍ１～Ｗ_Ｍｋを出力する場合、更新値のタップ係数Ｗ_Ｍ１～Ｗ_Ｍｋをタップ４０－１～４０－ｋの各々に出力する。また、タップ係数設定部４４ｂは、外部から識別情報に関連付けられたタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋを受けた場合、タップ係数算出部４３から更新値のタップ係数Ｗ_Ｍ１～Ｗ_Ｍｋを受けていたとしても、外部から受けたタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋの各々を優先してタップ４０－１～４０－ｋに出力する。また、タップ係数設定部４４ｂは、外部から与えられた識別情報を内部の記憶領域に書き込んで記憶させる。

また、１つの主信号からフィルタ入力信号抽出部４９が抽出するフレーム入力信号についての処理が終了した際、タップ係数設定部４４ｂは、タップ係数算出部４３から受けたタップ係数Ｗ_Ｍ１～Ｗ_Ｍｋ、すなわち収束したタップ係数Ｗ_Ｃ１～Ｗ_Ｃｋの中の最大値の位置を検出する。また、タップ係数設定部４４ｂは、内部の記憶領域が記憶する識別情報に対応する記憶部１３５ｂのタップ係数テーブル１３５１のレコードの「ピークタップ係数の位置」の項目に検出したタップ係数Ｗ_Ｃ１～Ｗ_Ｃｋの最大値の位置を示す情報を書き込み、「タップ係数１」、「タップ係数２」、…、「タップ係数ｋ」の項目の各々に、タップ係数Ｗ_Ｃ１～Ｗ_Ｃｋを書き込んで更新する。

（第３の実施形態の信号処理部による処理）
次に、図２２に示すフローチャートを参照しつつ、第３の実施形態の信号処理部１３ｂの処理について説明する。通信スケジューラ部１４は、ＤＢＡを行うごとにスケジューリング情報を出力しており、タップ係数選択部１３７は、通信スケジューラ部１４がスケジューリング情報を出力するごとに、スケジューリング情報を順次取り込む。

信号処理部１３ｂのフレーム検出部１３１ａは、ＡＤＣ部１２が出力するデジタル信号からバーストフレーム信号を検出し、検出したバーストフレーム信号をシンボルタイミング検出部１３２に出力する。また、フレーム検出部１３１ａは、バーストフレーム信号を検出した際、フレーム検出通知信号をタップ係数選択部１３７に出力する（ステップＳｂ１）。

シンボルタイミング検出部１３２は、第１の実施形態のステップＳ２と同一の処理を行い、取り込んだバーストフレーム信号を主信号とし、主信号と、生成したシンボルタイミング通知信号とをタイミング整合部１３３に出力する（ステップＳｂ２－１）。

タップ係数選択部１３７は、フレーム検出部１３１ａからフレーム検出通知信号を受けると、フレーム検出通知信号を受けた時刻情報を内部の計時手段から取得する。タップ係数選択部１３７は、取得した時刻情報と、既に取り込み済みのスケジューリング情報とに基づいて、フレーム検出通知信号に対応するバーストフレーム信号の送信元の光送信装置５１－１～５１－Ｎの識別情報をスケジューリング情報から特定する。

タップ係数選択部１３７は、識別情報を特定すると、記憶部１３５ｂのタップ係数テーブル１３５１を参照し、識別情報に対応するレコードから、ピークのタップ係数の位置情報と、タップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋとを読み出す。タップ係数選択部１３７は、読み出した識別情報に対応するピークのタップ係数の位置情報をタイミング整合部１３３の入力タイミング調整部３０の遅延量算出部３２に出力する。タップ係数選択部１３７は、読み出した識別情報に対応するタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋを、識別情報に関連付けて適応等化フィルタ部１３４ｂに出力する（ステップＳｂ２－２）。

ステップＳｂ３－１、ステップＳｂ３－２及びステップＳｂ４については、第１の実施形態のステップＳ３－１、ステップＳ３－２及びステップＳ４と同一の処理が、タイミング整合部１３３の入力タイミング調整部３０によって行われる。なお、ステップＳｂ３－２の処理において、タイミング整合部１３３が備える入力タイミング調整部３０の遅延量算出部３２は、第１の実施形態では、記憶部１３５からピークのタップ係数の位置情報を読み出していたが、第３の実施形態では、タップ係数選択部１３７が出力するピークのタップ係数の位置情報を取り込んで、遅延量の算出を行う。

また、繰り返し処理であるループＬｂ１ｓ～Ｌｂ１ｅ及びループ内のステップＳｂ５，Ｓｂ６，Ｓｂ７については、第１の実施形態のループＬ１ｓ～Ｌ１ｅ及びループ内のステップＳ５，Ｓ６，Ｓ７と同一の処理が、適応等化フィルタ部１３４ｂによって行われる。なお、最初のフレーム入力信号におけるステップＳｂ６の処理の際、タップ係数設定部４４ｂは、タップ係数選択部１３７から受けたタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋを乗算器１４０－１～１４０－ｋに出力し、タップ係数選択部１３７から受けた識別情報を、内部の記憶領域に書き込んで記憶させる。

また、繰り返し処理であるループＬｂ１ｓ～Ｌｂ１ｅが終了した際、タップ係数設定部４４ｂは、タップ係数算出部４３から受けたタップ係数Ｗ_Ｍ１～Ｗ_Ｍｋ、すなわち収束したタップ係数Ｗ_Ｃ１～Ｗ_Ｃｋの中の最大値の位置を検出する。なお、図２２に示すループＬｂ１ｓ～Ｌｂ１ｅの終了のタイミングは、例えば、タップ係数設定部４４ｂが、予め定められる一定時間、例えば、タップ係数算出部４３の１回の演算時間よりも長い時間、タップ係数算出部４３が新たな更新値のタップ係数Ｗ_Ｍ１～Ｗ_Ｍｋを出力しないことにより検出する。

タップ係数設定部４４ｂは、内部の記憶領域が記憶する識別情報に対応する記憶部１３５ｂのタップ係数テーブル１３５１のレコードの「ピークタップ係数の位置」の項目に検出したタップ係数Ｗ_Ｃ１～Ｗ_Ｃｋの最大値の位置を示す情報を書き込み、「タップ係数１」、「タップ係数２」、…、「タップ係数ｋ」の項目の各々に、タップ係数Ｗ_Ｃ１～Ｗ_Ｃｋを書き込んで更新する（ステップＳｂ８）。

他の光送信装置５１－１～５１－Ｎがバースト光信号を送信して、光受信装置１０ｂの受光部１１が当該バースト光信号を受光して、ＡＤＣ部１２がデジタル信号を出力すると、再び、信号処理部１３ｂが、図２２のフローチャートの処理を行う。

上記の第３の実施形態の構成により、タップ係数選択部１３７は、複数の光送信装置５１－１～５１－Ｎの各々がバースト光信号を送信するタイミングを示すスケジューリング情報に基づいて、光送信装置５１－１～５１－Ｎごとに予め定められるタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋの中から次にバースト光信号を送信する光送信装置５１－１～５１－Ｎに対応するタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋを選択し、選択したタップ係数を適応等化フィルタ部１３４ｂのタップ４０－１～４０－ｋに与える。入力タイミング調整部３０は、バーストフレーム信号のサンプル信号を取り込み、取り込んだサンプル信号を適応等化フィルタ部１３４ｂに出力するタイミングを調整することにより、タップ係数選択部１３７がタップ４０－１～４０－ｋに与えたタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋの中で最大値のタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋが与えられているタップ４０－１～４０－ｋに対してシンボルタイミングに対応するサンプル信号を出力する。

換言すると、第３の実施形態の光受信装置１０ｂは、バーストフレーム信号の送信元の光送信装置５１－１～５１－Ｎの特性に応じて予め算出した最適なタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋを予め記憶部１３５ｂのタップ係数テーブル１３５１に記憶させておく。タップ係数選択部１３７は、フレーム検出通知信号と、スケジューリング情報とに基づいて、次の適応等化フィルタリング処理の処理対象のバーストフレーム信号の送信元を特定し、特定した送信元に対応するタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋをタップ係数テーブル１３５１から選択する。適応等化フィルタ部１３４ｂは、タップ係数選択部１３７が選択したタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋを用いて適応等化フィルタリング処理を行う。

上述したように、タップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋの収束時間は、バーストフレーム信号が与えられた際のタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋと、当該バーストフレーム信号を用いて収束させた後のタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋとが、近い値であるほど短くなり、かい離しているほど長くなることが知られている。第３の実施形態の光受信装置１０ｂでは、初期値であるタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋが既に、バーストフレーム信号に対して最適なタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋになっているため、収束後のタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋとの間でかい離が小さく、収束時間も短時間になる。

更に、第３の実施形態の光受信装置１０ｂは、第１の実施形態の光受信装置１０と同様に、タイミング整合部１３３の入力タイミング調整部３０が、シンボルタイミングに対応するサンプル信号と、ピークのタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋとが与えられるタップ４０－１～４０－ｉを一致させることにより、フィードバック計算の繰り返し回数を削減して、タップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋの収束時間の短縮化を行っている。そのため、第３の実施形態の光受信装置１０ｂは、２つの収束時間の短縮化の手法を組み合わせているため、タップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋの収束時間の大幅な短縮を行うことが可能となる。

（第３の実施形態の他の構成例）
図２３は、第３の実施形態の光受信装置１０ｂの他の構成例である光受信装置１０ｂ－１の構成を示すブロック図である。第３の実施形態の光受信装置１０ｂでは、信号処理部１３ｂが、タップ係数選択部１３７と記憶部１３５ｂを備えていたのに対して、光受信装置１０ｂ－１では、信号処理部１３ｂ－１が、タップ係数選択部１３７及び記憶部１３５ｂを備えない構成になっている。例えば、通信スケジューラ部１４が、光受信装置１０ｂ－１のＬ２処理部に備えられているような場合、当該Ｌ２処理部が、タップ係数選択部１３７及び記憶部１３５ｂを備えるようにしてもよい。また、記憶部１３５ｂは、信号処理部１３ｂの内部に備えて、タップ係数選択部１３７のみを、信号処理部１３ｂの外部に備えるようにしてもよい。

また、第２の実施形態の光受信装置１０ａにおいても、同様に、記憶部１３５ａ及びタップ係数初期化部１３６を信号処理部１３ａの外部に備えるようにしてもよいし、タップ係数初期化部１３６のみを信号処理部１３ａの外部に備えるようにしてもよい。

（第４の実施形態）
図２４は、第４の実施形態の光受信装置１０ｃの内部構成を示すブロック図である。なお、図示していないが、説明の便宜上、第４の実施形態による通信システム１ｃは、第４の実施形態の光受信装置１０ｃを備える局側通信装置５ｃと、第１の実施形態と同一構成の加入者側通信装置５０－１～５０－Ｎ及び光カプラ６０とを備える。第４の実施形態の光受信装置１０ｃにおいて、第１、第２及び第３の実施形態の光受信装置１０，１０ａ，１０ｂと同一の構成については、同一の符号を付し、以下、異なる構成について説明する。

光受信装置１０ｃは、受光部１１、ＡＤＣ部１２及び信号処理部１３ｃを備える。信号処理部１３ｃは、フレーム検出部１３１、シンボルタイミング検出部１３２、タイミング整合部１３３ｃ、適応等化フィルタ部１３４ａ、記憶部１３５ｃ及び遅延部１３８を備える。

記憶部１３５ｃは、初期値のタップ係数Ｗ_Ｄ１～Ｗ_Ｄｋの最大値であるタップ係数を予め記憶する。以下、初期値のタップ係数Ｗ_Ｄ１～Ｗ_Ｄｋの最大値をタップ係数Ｗ_ＤＭＡＸとして示す。

タイミング整合部１３３ｃは、タップ係数初期値調整部３５を備える。第４の実施形態のタイミング整合部１３３ｃは、第１の実施形態のタイミング整合部１３３と同様に、ピークのタップ係数Ｗ_ＤＭＡＸが与えられる乗算器１４０－１～１４０－ｋに、シンボルタイミング検出部１３２が出力する主信号のシンボルタイミングに対応するサンプル信号が与えられるようにタイミングを整合する。

第１の実施形態のタイミング整合部１３３が、主信号を出力するタイミングを調整してタイミングを合わせていたのに対して、第４の実施形態のタイミング整合部１３３ｃは、初期値の最大値のタップ係数Ｗ_ＤＭＡＸの出力先を調整することによりタイミングを合わせる。

タップ係数初期値調整部３５は、シンボルタイミング検出部１３２からシンボルタイミング通知信号を受けると、記憶部１３５ｃから初期値のピークのタップ係数Ｗ_ＤＭＡＸを読み出す。また、タップ係数初期値調整部３５は、シンボルタイミング通知信号に含まれるシンボルタイミングに対応するサンプル信号が与えられるタップ４０－ｔに対して、読み出した初期値のピークのタップ係数Ｗ_ＤＭＡＸを与えるように初期値のタップ係数Ｗ_Ｄ１～Ｗ_Ｄｋの系列を生成する。

例えば、記憶部１３５ｃが記憶するピークのタップ係数Ｗ_ＤＭＡＸが「１」である場合、タップ係数初期値調整部３５は、ピークのタップ係数Ｗ_ＤＭＡＸの位置を定め、残りの位置の初期値を「０」として、初期値のタップ係数Ｗ_Ｄ１～Ｗ_Ｄｋの系列を生成する。また、タップ係数初期値調整部３５は、生成した初期値のタップ係数Ｗ_Ｄ１～Ｗ_Ｄｋを適応等化フィルタ部１３４ａに出力し、遅延部１３８に対して出力指示信号を出力する。

遅延部１３８は、シンボルタイミング検出部１３２が出力するバーストフレーム信号に対応する主信号を取り込んで待機し、タップ係数初期値調整部３５から出力指示信号を受けると、取り込んだ主信号を適応等化フィルタ部１３４ａに出力する。

（第４の実施形態の信号処理部による処理）
次に、図２５に示すフローチャートを参照しつつ、第４の実施形態の信号処理部１３ｃの処理について説明する。信号処理部１３ｃのフレーム検出部１３１は、ＡＤＣ部１２が出力するデジタル信号からバーストフレーム信号を検出し、検出したバーストフレーム信号をシンボルタイミング検出部１３２に出力する（ステップＳｃ１）。

シンボルタイミング検出部１３２は、シンボルタイミングを検出すると、検出したシンボルタイミングを示す情報を含むシンボルタイミング通知信号を生成する。シンボルタイミング検出部１３２は、生成したシンボルタイミング通知信号をタップ係数初期値調整部３５に出力する。シンボルタイミング検出部１３２は、取り込んだバーストフレーム信号を主信号とし、主信号を遅延部１３８に出力する（ステップＳｃ２）。

遅延部１３８は、主信号を取り込んで、タップ係数初期値調整部３５から出力指示信号を受けるのを待機する（ステップＳｃ３－１）。タップ係数初期値調整部３５は、シンボルタイミング検出部１３２からシンボルタイミング通知信号を受けると、記憶部１３５ｃから初期値のピークのタップ係数Ｗ_ＤＭＡＸを読み出す。タップ係数初期値調整部３５は、シンボルタイミング通知信号に含まれるシンボルタイミングに対応するサンプル信号が与えられるタップ４０－ｔに対して、読み出した初期値のピークのタップ係数Ｗ_ＤＭＡＸを与えるように初期値のタップ係数Ｗ_Ｄ１～Ｗ_Ｄｋの系列を生成する（ステップＳｃ３－２）。

タップ係数初期値調整部３５は、生成した初期値のタップ係数Ｗ_Ｄ１～Ｗ_Ｄｋを適応等化フィルタ部１３４ａに出力し、遅延部１３８に対して出力指示信号を出力する（ステップＳｃ４）。遅延部１３８は、タップ係数初期値調整部３５から出力指示信号を受けると、取り込んだ主信号を適応等化フィルタ部１３４ａに出力する（ステップＳｃ５）。

繰り返し処理であるループＬｃ１ｓ～Ｌｃ１ｅ及びループ内のステップＳｃ６，Ｓｃ７，Ｓｃ８については、第１の実施形態のループＬ１ｓ～Ｌ１ｅ及びループ内のステップＳ５，Ｓ６，Ｓ７と同一の処理が、適応等化フィルタ部１３４ａによって行われる。なお、最初のフレーム入力信号におけるステップＳｃ７の処理の際、タップ係数設定部４４ａは、タップ係数初期値調整部３５から受けた初期値であるタップ係数Ｗ_Ｄ１～Ｗ_Ｄｋを乗算器１４０－１～１４０－ｋに出力する。

他の光送信装置５１－１～５１－Ｎがバースト光信号を送信して、光受信装置１０ｃの受光部１１が当該バースト光信号を受光して、ＡＤＣ部１２がデジタル信号を出力すると、再び、信号処理部１３ｃが、図２５のフローチャートの処理を行う。

上記の第４の実施形態の構成では、タイミング整合部１３３ｃが備えるタップ係数初期値調整部３５が、シンボルタイミングに対応するサンプル信号が与えられるタップ４０－１～４０－ｋのタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋが最大値となるようにタップ係数Ｗ_１～Ｗ_ｋをタップ４０－１～４０－ｋに対して与える。これにより、シンボルタイミングに対応するサンプル信号と、ピークのタップ係数とを同じタップ４０－１～４０－ｋに与えることができる。そのため、光受信装置１０ｃは、バースト光信号を受信するごとに行う最適なタップ係数の算出において、フィードバック計算の繰り返し回数を削減することができ、収束時間の短縮が可能となる。

なお、上記の第４の実施形態では、記憶部１３５ｃが、初期値の最大値であるタップ係数Ｗ_ＤＭＡＸを予め記憶し、タップ係数初期値調整部３５が、記憶部１３５ｃからタップ係数Ｗ_ＤＭＡＸを読み出し、タップ係数Ｗ_ＤＭＡＸの位置を定めて初期値のタップ係数Ｗ_Ｄ１～Ｗ_Ｄｋの系列を生成するようにしているが、本発明の構成は、当該実施の形態に限られない。例えば、記憶部１３５ｃを備えず、タップ係数初期値調整部３５が、シンボルタイミング通知信号に含まれるシンボルタイミングに対応するサンプル信号が与えられるタップ４０－ｔの位置が最大値になるような乱数を生成し、生成した乱数を初期値のタップ係数Ｗ_Ｄ１～Ｗ_Ｄｋの系列としてもよい。

また、上記の第１から第４の実施形態において、シンボルタイミング検出部１３２は、シンボルタイミングに対応するサンプル信号の振幅Ａが、他のサンプル信号の振幅Ａよりも大きくなる変調方式、例えば、ＢＰＳＫやＱＰＳＫなどが適用されている場合に適用できるＭＡＭ法を用いているが、本発明の構成は、当該実施の形態に限られない。例えば、シンボルタイミングに対応するサンプル信号が、他のサンプル信号よりも振幅Ａの分散や標準偏差が大きくなるような変調方式、例えば、ＯＯＫ（On-Off-Keying）などが、光送信装置５１－１～５１－Ｎに適用されている場合、図２６に示すシンボルタイミング検出部１３２ｄを適用するようにしてもよい。

図２６に示すシンボルタイミング検出部１３２ｄは、ｍサンプルごとに振幅Ａの分散、もしくは標準偏差、または、分散や標準偏差と同様の傾向を示す値を算出し、算出したｍ個の値の中で最大値となるサンプル信号をシンボルタイミングに対応するサンプル信号として検出する。

また、上記の第１の実施形態の光受信装置１０，１０－１では、ＡＤＣ部１２が、オーバーサンプリングを行っているが、本発明の構成は、当該実施の形態に限られない。ＡＤＣ部１２が、オーバーサンプリングを行わず、例えば、図２７に示す光受信装置１０ｅのように、フレーム検出部１３１と、シンボルタイミング検出部１３２の間に、内挿処理を行う内挿部１３９を備えるようにして、ＡＤＣ部１２のサンプリングレートよりも、多くのサンプル点を生成するようにしてもよい。第２から第４の実施形態の光受信装置１０ａ，１０ｂ，１０ｂ－１，１０ｃについても同様に、フレーム検出部１３１ａ，１３１と、シンボルタイミング検出部１３２との間に内挿部１３９を備えるようにしてもよい。

また、上記の第１から第４の実施形態において、信号処理部１３，１３－１，１３ａ，１３ｂ，１３ｂ－１，１３ｃを、機能部として備えるのではなく、単独の信号処理装置として構成し、ＡＤＣ部１２に接続して用いるようにしてもよい。

上述した実施形態における信号処理部１３，１３－１，１３ａ，１３ｂ，１３ｂ－１，１３ｃをコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１…通信システム，５…局側通信装置，１０…光受信装置，１１…受光部，１２…ＡＤＣ部，１３…信号処理部，１３１…フレーム検出部，１３２…シンボルタイミング検出部，１３３…タイミング整合部，１３４…適応等化フィルタ部，１３５…記憶部

Claims (8)

1. 複数の光送信装置が送信するバースト光信号を受信する光受信装置が備える信号処理装置であって、
   電気信号に変換された前記バースト光信号をシンボルレートよりも大きいサンプリングレートでオーバーサンプリングすることにより得られるサンプル信号に基づいてシンボルタイミングを検出するシンボルタイミング検出部と、
   前記サンプル信号の等化処理を行う適応等化フィルタ部と、
   前記サンプル信号を前記適応等化フィルタ部が取り込む際、前記適応等化フィルタ部が備えるタップの中でタップ係数が最大値である前記タップに、前記シンボルタイミングに対応する前記サンプル信号が与えられるようにタイミングを整合するタイミング整合部と、
   を備える信号処理装置。
2. 前記タイミング整合部は、
   前記サンプル信号を取り込み、取り込んだ前記サンプル信号を前記適応等化フィルタ部に出力するタイミングを調整することにより、前記タップ係数が最大値である前記タップに対して前記シンボルタイミングに対応する前記サンプル信号を与える入力タイミング調整部
   を備える請求項１に記載の信号処理装置。
3. 前記入力タイミング調整部は、
   前記シンボルタイミング検出部が検出する前記シンボルタイミングと、前記タップ係数が最大値である前記タップの位置とに基づいて遅延量を算出する遅延量算出部と、
   前記サンプル信号を取り込み、前記遅延量算出部が算出する前記遅延量にしたがって、前記サンプル信号を遅延させて前記適応等化フィルタ部に出力する遅延部と、
   を備える請求項２に記載の信号処理装置。
4. 前記入力タイミング調整部は、
   前記適応等化フィルタ部が、収束した前記タップ係数を得た場合、収束した前記タップ係数の最大値が与えられる前記タップに対して前記シンボルタイミングに対応する前記サンプル信号を与えるように、取り込んだ前記サンプル信号を前記適応等化フィルタ部に出力するタイミングを調整する
   請求項２または３に記載の信号処理装置。
5. 前記サンプル信号から前記バースト光信号のフレームに対応する部分をバーストフレーム信号として検出するフレーム検出部と、
   前記フレーム検出部が新たな前記バーストフレーム信号を検出した場合、前記適応等化フィルタ部の前記タップの前記タップ係数を予め定められる初期値にするタップ係数初期化部と、
   を備える請求項２または３に記載の信号処理装置。
6. 前記複数の光送信装置の各々が前記バースト光信号を送信するタイミングを示すスケジューリング情報に基づいて、前記光送信装置ごとに予め定められる前記タップ係数の中から次に前記バースト光信号を送信する前記光送信装置に対応する前記タップ係数を選択し、選択した前記タップ係数を前記適応等化フィルタ部の前記タップに与えるタップ係数選択部を備え、
   前記入力タイミング調整部は、
   前記サンプル信号を取り込み、取り込んだ前記サンプル信号を前記適応等化フィルタ部に出力するタイミングを調整することにより、前記タップ係数選択部が前記タップに与えた前記タップ係数の中で最大値の前記タップ係数の前記タップに対して前記シンボルタイミングに対応する前記サンプル信号を出力する
   請求項２または３に記載の信号処理装置。
7. 前記タイミング整合部は、
   前記シンボルタイミングに対応する前記サンプル信号が与えられる前記タップの前記タップ係数が最大値となるように前記タップ係数を前記タップに対して与えるタップ係数初期値調整部
   を備える請求項１に記載の信号処理装置。
8. 複数の光送信装置が送信するバースト光信号を受光して電気信号に変換して出力する受光部と、
   前記受光部が出力する前記バースト光信号に対応するアナログの前記電気信号を、シンボルレートよりも大きいサンプリングレートでオーバーサンプリングして得られるサンプル信号を含むデジタル信号に変換するアナログデジタル変換部と、
   請求項１から６のいずれか一項に記載の信号処理装置である信号処理部と、
   を備える光受信装置。

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