WO2017169927A1 - 光空間通信の受信装置およびその制御方法 - Google Patents

光空間通信の受信装置およびその制御方法 Download PDF

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WO2017169927A1
WO2017169927A1 PCT/JP2017/011004 JP2017011004W WO2017169927A1 WO 2017169927 A1 WO2017169927 A1 WO 2017169927A1 JP 2017011004 W JP2017011004 W JP 2017011004W WO 2017169927 A1 WO2017169927 A1 WO 2017169927A1
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recording
signal processing
digital signal
input signals
data receiving
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PCT/JP2017/011004
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晃平 細川
俊治 伊東
成五 高橋
学 有川
孝史 石川
善将 小野
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日本電気株式会社
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    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/04—Mode multiplex systems

Definitions

  • the present invention relates to an optical space communication receiving apparatus and a control method thereof, and more particularly to a receiving apparatus that combines a plurality of received signals to perform decoding processing.
  • the present optical space communication system describes an intensity-modulated direct detection method in which 1 and 0 of digital signals to be transmitted correspond to on and off of light as it is, and the light intensity is detected by a light receiving element, or non-patent document 1.
  • a method using pulse position modulation as described above is used. For this reason, it is difficult to further increase the transmission capacity.
  • Non-Patent Document 2 used in the optical fiber communication system to the optical space communication system.
  • the digital coherent technology used in the optical fiber communication system
  • the atmosphere generally called atmospheric fluctuations
  • the core diameter of the fiber is small, which is a major issue. It becomes.
  • Patent Document 1 proposes a method for avoiding deterioration in fiber coupling efficiency by using a multimode fiber having a fiber core diameter larger than that of a single mode fiber.
  • FIG. 14 is a block diagram showing an assumed overall image when a receiver for optical space communication is configured by applying the method proposed in Patent Document 1.
  • 14 includes an optical lens 10, a multimode fiber 20, a mode separation device (Mode Demux) 30, a single mode fiber 40s that propagates an optical signal 40 in a specific propagation mode, and a 90-degree hybrid unit 50.
  • 14 includes a transimpedance conversion amplifier (TIA) 60, an analog-digital converter (ADC) 70, a digital signal processing unit (DSP) 80, a local oscillator (LO) 90, and the like.
  • TIA transimpedance conversion amplifier
  • ADC analog-digital converter
  • DSP digital signal processing unit
  • LO local oscillator
  • the received light is coupled to the multimode fiber 20 by the optical lens 10 and separated into the respective natural propagation modes by the mode separator 30, and then each signal is received by the digital signal processor 80. It is a method of processing and combining.
  • the plurality of optical signals 40 are combined and decoded by the digital signal processing unit 80, and then output from the digital signal processing unit 80 as an output signal 80 s.
  • the reception scale processed by the digital signal processing means that processes each received light and eigenpropagation mode is processed.
  • the circuit scale of the digital signal processing unit 80 in FIG. 14 is not a part for synthesizing a plurality of signals, but the processing of each eigenpropagation mode occupies most of the circuit, so that the circuit scale increases in proportion to the number of eigenpropagation modes to be processed. There is.
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • 21 optical space communication systems using a multimode fiber of 21 modes are used.
  • FPGA is required. That is, in the case of an optical space communication system using a multimode fiber of 21 modes, the optical space communication system described in Patent Document 1 can stabilize communication, but its scale and cost are at least 21 times higher. There is a problem of becoming.
  • An object of the present invention is to provide a receiving device for optical space communication and a control method therefor that reduce the circuit scale of the receiving device while ensuring communication stability in the optical space communication system.
  • a data receiving apparatus is a data receiving apparatus that decodes one data from a plurality of input signals.
  • At least two or more digital signal processing means for performing signal processing on the plurality of input signals;
  • First recording means for temporarily recording the plurality of input signals;
  • Switch means for supplying the plurality of input signals or the values recorded in the first recording means to the digital signal processing means;
  • An S / N ratio estimating means for estimating an S / N ratio of each of the plurality of input signals and determining a signal to be combined with a combined number of the plurality of input signals;
  • Second recording means for temporarily recording the value output from the digital signal processing means;
  • Combining means for combining using a plurality of data recorded in the second recording means;
  • Scheduling means for performing overall control based on the result of the SN ratio estimation means,
  • the scheduling means is When the number of the input signals recorded in the first recording means is greater than or equal to the number of the digital signal processing means, the time recorded in the first recording means in the digital signal processing
  • the first recording means records the signal determined to be synthesized by the SN ratio estimation means among the input signals at the time,
  • the digital signal processing means processes the signals recorded in the first recording means and the input signals.
  • the digital signal processing means processes the signals determined by the SN ratio estimation means Control is performed so that only the signal not to be recorded is recorded in the first recording means.
  • a method for controlling a data receiving apparatus is a method for controlling a data receiving apparatus for decoding one data from a plurality of input signals
  • the data receiving device is: First recording means for temporarily recording a plurality of input signals; An S / N ratio estimating means for estimating an S / N ratio of each of the plurality of input signals and determining a signal to be combined with a combined number of the plurality of input signals; At least two or more digital signal processing means for performing signal processing on the plurality of input signals; Switch means for supplying a plurality of input signals or values recorded in the first recording means to the digital signal processing means; Second recording means for temporarily recording the value output from the digital signal processing means; Combining means for combining using a plurality of data recorded in the second recording means; Scheduling means for performing overall control based on the result of the SN ratio estimation means,
  • the scheduling means is When the number of the input signals recorded in the first recording means is greater than or equal to the number of the digital signal processing means, the digital signal processing means is in order from the
  • Processing and recording in the first recording means the signal determined by the S / N ratio estimation means to be synthesized among the input signals at the time,
  • the digital signal processing means processes the signals recorded in the first recording means and the input signals.
  • the digital signal processing means processes the signals determined by the SN ratio estimation means. Control is performed so that only the signals that are not recorded are recorded in the first recording means.
  • a control program for a data receiving device is a control program for a data receiving device that decodes one data from a plurality of input signals, Computer At least two or more digital signal processing means for performing signal processing on the plurality of input signals; First recording means for temporarily recording the plurality of input signals; Switch means for supplying the plurality of input signals or the values recorded in the first recording means to the digital signal processing means; An S / N ratio estimating means for estimating an S / N ratio of each of the plurality of input signals and determining a signal to be combined with a combined number of the plurality of input signals; Second recording means for temporarily recording the value output from the digital signal processing means; Combining means for combining using a plurality of data recorded in the second recording means; Based on the result of the SN ratio estimation means, function as a schedule means for performing overall control, The scheduling means is When the number of the input signals recorded in the first recording means is greater than or equal to the number of the digital signal processing means, the time when the digital signal processing means is recorded in the first
  • Processing and recording in the first recording means the signal determined by the S / N ratio estimation means to be synthesized among the input signals at the time,
  • the digital signal processing means processes the signals recorded on the first recording means and the input signals.
  • the digital signal processing means processes the signals determined by the SN ratio estimation means. Control is performed so that only the unrecorded signal is recorded in the first recording means.
  • the present invention can reduce the circuit scale of a receiving device while ensuring the stability of communication in an optical space communication system.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a receiving device according to an embodiment of the highest concept. It is the block diagram which showed the receiver by 1st Embodiment. It is a figure for demonstrating a flame
  • the receiving apparatus of the present invention is a data receiving apparatus that decodes one piece of data from a plurality of input signals.
  • the receiving apparatus of the present invention includes an SN ratio estimating means for estimating the S / N ratio of the plurality of input signals, and a memory for temporarily saving the value of each signal.
  • the digital signal processing means processes the time recorded in the memory in order from the earliest time, and the input signal at the time Is recorded in the memory.
  • the digital signal processing means processes the signal recorded in the memory and the input signal.
  • the number of signals to be processed by the digital signal processing means is smaller than the number of synthesis determined by the S / N ratio estimation means, the operation is performed so that only necessary signals among the input signals are recorded in the memory.
  • 1 is a receiver for optical space communication. 1 includes an SN ratio estimation unit 101, a first recording unit 102, a plurality of digital signal processing units 103, a switch unit 104, a second recording unit 105, a combining unit 106, and a scheduling unit 109.
  • the SN ratio estimation means 101 estimates the S / N ratio (SignalSignto Noise ratio) of each of a plurality of input digital signals.
  • the first recording unit 102 temporarily records the value of the digital signal based on the determination by the schedule unit 109.
  • the plurality of digital signal processing means 103 is a block that performs digital signal processing, and removes a distortion or the like in each digital signal so that a symbol can be determined.
  • the switch means 104 selects data corresponding to the number of the digital signal processing means 103 from the input digital signals or the data recorded in the first recording means 102 and passes the data to the digital signal processing means 103.
  • the switch means 104 is executed in accordance with an instruction from the schedule means 109.
  • the second recording means 105 is means for recording the result processed by the digital signal processing means 103.
  • the second recording unit 105 temporarily records the data output from the digital signal processing unit 103.
  • the synthesizing unit 106 when all the data of each frame (described later) is recorded in the second recording unit 105, performs synthesis processing of the frame and generates decoded data.
  • the schedule unit 109 controls the entire receiving apparatus based on the S / N ratio of each data signal estimated by the SN ratio estimation unit 101.
  • the schedule unit 109 controls the various units described above at certain time intervals.
  • control is performed when the number of input signals recorded in the first recording means 102 is greater than or equal to the number of digital signal processing means 103 and when the number is smaller than the number of digital signal processing means 103. This is because each control is optimized.
  • the digital signal processing means 103 is recorded in the first recording means 102. Process in ascending order of time. Furthermore, the signal determined by the SN ratio estimation unit 101 to be combined among the input signals at the time is recorded in the first recording unit 102.
  • the digital signal processing means 103 processes the signals and input signals recorded in the first recording means 102. .
  • the digital signal processing unit 103 processes the signal determined by the SN ratio estimation unit 101. Only the signal not to be recorded is recorded in the first recording means 102.
  • the circuit scale of the receiving apparatus can be reduced. Further, according to the receiving apparatus of the above-described embodiment, it is possible to reduce the circuit scale of the entire system while ensuring the stability of communication in the optical space communication system.
  • the receiving apparatus of the above-described embodiment it is possible to reduce the circuit scale of the entire system while ensuring the stability of communication in the optical space communication system.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the receiving apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a frame.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an example of the operation of the SN ratio estimation unit 201.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the receiving apparatus according to the first embodiment.
  • ADCs 200 includes a plurality of ADCs 200, an S / N ratio estimation unit 201, a first recording unit 202, a plurality of digital signal processing units 203, a switch unit 204, a second recording unit 205, a combining unit 206, and a scheduling unit 209. Including.
  • ADCs 200.1 to 200 That receive A analog signals and generate A digital signals.
  • A is shown.
  • B digital signal processing means 203.1 to 203 is shown. The case where B is provided is shown.
  • a frame Before describing the operation of each function, the frame will be described with reference to FIG. 3 represents ADC 200.1 to 200.200.
  • the output value of the ADC at time x output from A is shown.
  • a frame is a unit for switching the operation of the schedule means 209.
  • the frame means about 1024 units, which will be described as F in the following description. For example, when delay interference reception is performed at a transmission rate of 2.5 Gbps and sampling is performed twice / symbol, the time for one frame (1024 data) is 204.8 ns.
  • the fluctuation speed of light intensity due to atmospheric fluctuation is about several kHz, so if the frame size is designed to be shorter than that, there will be no fluctuation in light intensity due to atmospheric fluctuation within the same frame. It can be designed assuming that.
  • A generates A digital signals from A analog signals. That is, the modulation method is limited to a modulation method that generates one digital signal from one analog signal, and for example, BPSK [Binary Phase Shift Shift Keying] using delayed interference reception can be given as an example.
  • BPSK Binary Phase Shift Shift Keying
  • the SN ratio estimation means 201 includes ADCs 200.1 to 200. Based on the A digital signals output from A, the S / N ratio of each signal is estimated. For example, the S / N ratio is estimated for each frame using a histogram as shown in FIG. In the case of FIG. 4, the signal is assumed to be the vertex of each symbol, and the noise may be assumed to be a difference between each symbol position and the signal position. As another method of estimating the S / N ratio, there is a method of estimating using the ADC clip rate (the ratio at which the output value of the ADC is the minimum value or the maximum value).
  • the first recording means 202 records the digital signal based on the determination by the scheduling means 209.
  • the capacity required for the first recording means 202 is the digital signal processing means 203.1 to 203.203. It is determined from the number of Bs, the probability distribution of the number of composites necessary for establishing communication, and the probability that the process may not be continued due to insufficient capacity of the first recording means 202.
  • the capacity required for the first recording means 202 can be obtained using, for example, queue theory.
  • the throughput (bandwidth, data amount that can be transferred per second) from the switch means 204 to the first recording means 202 is at least “ADC sampling rate ⁇ ADC resolution ⁇ A”. Conversely, the throughput from the first recording means 202 to the switch means 204 is “ADC sampling rate ⁇ ADC resolution ⁇ B”.
  • Digital signal processing means 203.1 to 203. B is a block that performs B digital signal processing, and removes distortion and the like in each digital signal so that symbols can be determined. Naturally, A> B.
  • Each digital signal processing means 203.1 to 203. B represents ADC200.1-200.
  • the data from A or the data recorded in the first recording means 202 is processed in units of one frame to compensate for distortion or the like generated in the communication path or the transceiver.
  • the switch means 204 includes ADCs 200.1 to 200.
  • the first recording means 202 also has digital signal processing means 203.1 to 203.203. It is also the role of this means to discard it without passing it to B.
  • the second recording means 205 includes digital signal processing means 203.1 to 203.
  • B is a means for recording the processing result.
  • the second recording means 205 includes digital signal processing means 203.1 to 203. Data output from B is temporarily recorded.
  • the synthesizing unit 206 is a unit that, when all the data of each frame is recorded in the second recording unit 205, performs a synthesizing process of the frame and generates decoded data.
  • the combining method of the combining unit 206 may be maximum ratio combining or equiratio combining.
  • the schedule unit 209 controls the entire receiving apparatus based on the S / N ratio of each data signal estimated by the SN ratio estimation unit 201.
  • the schedule means 209 controls the various means described above at certain time intervals. In the future, this time interval will be referred to as a frame.
  • a representing the number of input signals is 8 or more (hereinafter described as 8), and the digital signal processing means 203.1 to 203.
  • the number B of B is four will be described, the number of input signals (A) and the number of digital signal processing means 203 (B) are not limited to this.
  • FIG. 5 shows that the SN ratio estimation means 201 has four at time 1, two at time 2, eight at time 3, one at time 4, five at time 5, and five at time 6. This is an example in which it is determined that one signal, one signal at time 7 and one signal at time 8 are combined.
  • X_Y in each of the digital signal processing means 203.1 to 203.4 is processed by the corresponding digital signal processing means 203.1 to 203.4 of the Y-th signal having the highest S / N ratio. It means that. That is, at time 1, the digital signal processing means 203.1 processes the signal having the highest S / N ratio at time 1, and the digital signal processing means 203.2 has the second highest S / N ratio at time 1. It means to process the signal.
  • each digital signal processing means 203.1 to 203.4 processes data at time 1 in descending order of S / N ratio.
  • the switch means 204 inputs four pieces of data having a high S / N ratio among the data outputted from the ADCs 200.1 to 200.8 to the digital signal processing means 203.1 to 203.4, and the other four pieces. The data operates to be discarded.
  • the signal processed by the digital signal processing means 203.1 to 203.4 is recorded in the second recording means 205.
  • each digital signal processing means 203.1 to 203.4 processes data at time 2 in descending order of S / N ratio. Since the signal-to-noise ratio estimation means 201 determines that two data can be combined, the digital signal processing means 203.1 to 203.2 process the two data. At this time, the switch means 204 operates to input two pieces of data having a high S / N ratio to the digital signal processing means 203.1 to 203.2 and discard the other six pieces of data as at time 1. By processing only the minimum data to be processed in this way, it is possible to reduce power consumption, the storage capacity of the second recording means 205, and the like. However, when it is desired to reduce the communication error rate, since the digital signal processing means 203.3 to 203.4 are vacant, the data 2_3 and 2_4 may be scheduled to be supplied to them.
  • each digital signal processing means 203.1 to 203.4 processes data at time 3 in descending order of S / N ratio. Since the SN ratio estimation unit 201 determines that it is necessary to synthesize 8 signals at time 3, the remaining 4 data are recorded in the first recording unit 202. The four data processed by the digital signal processing means 203.1 to 203.4 are temporarily stored in the second recording means 205 in order to be combined with the data recorded in the first recording means 202 in the future.
  • the SN ratio estimation means 201 suffices with one data, so that the switch means 204 causes the digital signal processing means 203.1 to 203.4 to process the data 3_5, 3_6, 3_7, 3_8. It operates to record the input data 4_1 (the signal having the highest S / N ratio at time 4) in the first recording means 202 and discard the other input data.
  • the synthesizing means 206 reads the data 1_1, 1_2, 1_3, 1_4 from the second recording means 205, synthesizes them, and outputs the decoded data for time 1.
  • the delay amount is set to 3. However, if the delay amount is too short, there is a section where the output data from the synthesizing unit 206 is interrupted.
  • the delay amount is increased, the delay is not interrupted, but it is necessary for the second recording unit 205. There is a problem that the capacity increases.
  • the data 1_1, 1_2, 1_3, and 1_4 used for the synthesis are deleted from the second recording unit 205.
  • the switch means 204 transfers the data 5_1, 5_2, and 5_3 to the digital signal processing means 203.2 to 203.4, and the data 5_4 and 5_5. It records in the 1st recording means 202, and it operate
  • the synthesizing unit 206 reads the data 2_1 and 2_2 for the time 2 following the time 4 from the second recording unit 205, synthesizes them, and outputs them.
  • the operation is performed so as to preferentially process them.
  • the switch means 204 outputs the data 6_1 to the digital signal processing means. Enter in 203.3.
  • the remaining digital signal processing means 203.4 may process the data 6_2 to stabilize the communication, or may stop the operation to reduce power consumption and the used capacity of the second recording means 205. good.
  • the synthesizing unit 206 reads the data 3_1 to 3_8 for the time 3 following the time 5 from the second recording unit 205, synthesizes them, and outputs them.
  • control is performed when the number of input signals recorded in the first recording unit 202 is greater than or equal to the number of digital signal processing units 203 and when the number is smaller than the number of digital signal processing units 203. This is because the control is optimized.
  • the digital signal processing means 203 is recorded in the first recording means 202. Process in ascending order of time. Furthermore, the signal determined by the SN ratio estimation unit 201 to be combined among the input signals at the time is recorded in the first recording unit 202.
  • the digital signal processing unit 203 When the number of input signals recorded in the first recording unit 202 is smaller than the number of digital signal processing units 203, the digital signal processing unit 203 The signal and input signal recorded in one recording means 202 are processed. When the number of input signals to be processed by the digital signal processing unit 203 is smaller than the composite number determined by the SN ratio estimation unit 201, the digital signal processing unit 203 processes the signals determined by the SN ratio estimation unit 201. Only the signal not to be recorded is recorded in the first recording means 202.
  • the operation may be fixed so as to synthesize the maximum number.
  • the recording capacity required for the first recording means 202 increases and the total number of data processed by the digital signal processing means 203 increases, but there is an advantage that complex control can be simplified.
  • first recording means 202 and the second recording means 205 may be constituted by the same recording means. This complicates the operation, but has the advantage of reducing the number of physical devices.
  • the scheduling unit 209 may schedule so that the processing is skipped for each frame.
  • the digital signal processing means 203.1 to 203 It becomes possible to reduce the amount of data processed in B.
  • the digital signal processing means 203.1 is the digital signal processing means 203. It may be designed with higher accuracy than B.
  • the digital signal processing means 203.1 is a digital signal processing means 203.
  • a signal having a higher S / N ratio than B is processed, and a signal having a higher S / N ratio has a higher weight at the time of synthesis. Therefore, by configuring in this way, noise after synthesis can be reduced. I can do it.
  • the operation of the present embodiment described above shows a rough flow.
  • the actual processing time may not match the time described in the flow of the present embodiment due to the delay caused by B or the introduction of a pipeline, the present invention is not limited thereto.
  • this embodiment associates one optical signal with one digital signal, but the embodiment of the present invention is not limited to this. Even when one optical signal is two digital signals (for example, unipolar QPSK [Quadrature Phase Shift Keying]), it can be dealt with by collectively handling digital signals corresponding to one optical signal. Further, even when one optical signal is four digital signals (for example, both polarization QPSK), it can be dealt with by collectively handling digital signals corresponding to one optical signal.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a receiving apparatus according to the second embodiment.
  • the same configurations as those of the receiving apparatus according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the receiving apparatus of the second embodiment includes a plurality of ADCs 200, an S / N ratio estimation unit 201, a first recording unit 202, a plurality of digital signal processing units 203, a switching unit 204, and a first unit.
  • Two recording means 205 are included.
  • the receiving device of the second embodiment includes a combining unit 206 and a scheduling unit 209, as in the receiving device of the first embodiment.
  • ADCs 200.1 to 200 that receive A analog signals and generate A digital signals as an example of a plurality of ADCs 200.
  • the case of A is shown.
  • B digital signal processing means 203.1 to 203.203. The case where B is provided is shown.
  • the receiving apparatus of the second embodiment includes a monitoring unit 600.
  • the monitor means 600 is provided outside, for example, ADCs 200.1 to 200.
  • the intensity of the received signal before being input to A is monitored.
  • the S / N ratio estimation unit 201 includes ADCs 200.1 to 200.
  • the S / N ratio of each of the A digital signals output from A is estimated, in the present embodiment, ADCs 200.1 to 200.
  • the S / N ratio of each signal is estimated by using the monitor means 600 that monitors the intensity of the received signal before being input to A.
  • the S / N ratio estimation means 201 uses the fact that the S / N ratio depends on the received signal strength (generally, a weak signal has a lot of noise and a strong signal has a little noise). Is estimated. For example, the SN ratio estimation unit 201 estimates the S / N ratio by measuring the S / N ratio for each reception strength in advance and comparing the value with the reception strength acquired by the monitoring unit 600.
  • the number of digital signal processing means 203 can be reduced as in the first embodiment described above. As a result of reducing the number of digital signal processing means 203, the circuit scale of the entire system can be reduced.
  • the monitor means 600 includes ADCs 200.1 to 200. By monitoring the intensity of the received signal before being input to A, the S / N ratio can be estimated more accurately.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a receiving apparatus according to the third embodiment of the present invention.
  • the same configurations as those of the receiving apparatus according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the receiving apparatus of the third embodiment includes a plurality of ADCs 200, an SN ratio estimating unit 201, a first recording unit 202, a plurality of digital signal processing units 203, a switching unit 204, and a second unit. Recording means 205 is included. Further, the receiving device of the third embodiment includes a combining unit 206 and a scheduling unit 209 as in the receiving device of the first embodiment.
  • the case of A is shown.
  • B digital signal processing means 203.1 to 203.203. The case where B is provided is shown.
  • the receiving apparatus of the third embodiment includes an amplifying unit 700.
  • the amplification means 700 is provided, for example, outside, and is an electric or optical amplifier, and amplifies the input power to the ADC 200 to be constant in order to maximize the performance of the ADC 200.
  • the S / N ratio estimation means 201 has the ADCs 200.1 to 200.200. Rather than judging by looking at the output of A, ADCs 200.1 to 200. Amplifying means 700.1 to 700 in front of A. By looking at the amplification factor of A, the S / N ratio of each signal is estimated.
  • the S / N ratio estimating means 201 amplifies means 700.1 to 700. By looking at the amplification factor of A, it is determined that a signal with a high amplification factor has a lot of noise and a low signal has a little noise. For example, the SN ratio estimation means 201 measures the S / N ratio for each amplification factor in advance, and the value and the amplification means 700.1 to 700. The S / N ratio is estimated by comparing with the amplification factor of A.
  • the number of digital signal processing means 203 can be reduced as in the first embodiment described above. As a result of reducing the number of digital signal processing means 203, the circuit scale of the entire system can be reduced.
  • the S / N ratio of each signal is estimated.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a receiving apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the same configurations as those of the receiving apparatus according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the receiving apparatus of the fourth embodiment includes a plurality of ADCs 200, an SN ratio estimating unit 201, a first recording unit 202, a plurality of digital signal processing units 203, a switching unit 204, and a second unit.
  • a recording unit 205 and a synthesizing unit 206 are included.
  • the receiving apparatus of the fourth embodiment includes a schedule unit 209.
  • ADCs 200.1 to 200 that receive A analog signals and generate A digital signals.
  • A is shown.
  • the receiving apparatus of the third embodiment includes a second synthesizing unit 800.
  • the second synthesizing unit 800 includes digital signal processing units 203.1 to 203.203. B is added between the second recording means 205.
  • the second synthesizing unit 800 performs partial synthesis in order to reduce the amount of data written to the second recording unit 205. For example, in the case of time 3 in FIG. 5, the data 3_1, 3_2, 3_3, and 3_4 are combined, and in the case of time 5, the signal that combines the data 5_1, 5_2, and 5_3 is recorded in the second recording unit 205. More specifically, for example, s1w1 + w2s2 + w3s3 is written when the three signals are s_i and the combination weight is w_i and the three signals are combined at the maximum ratio.
  • the synthesizing unit 206 reads the value partially synthesized by the second synthesizing unit 800 when the data at a certain time is ready, and performs addition. For example, when the data at time 3 is synthesized at time 4 in FIG. 5, a value obtained by synthesizing (data 3_1, 3_2, 3_3, 3_4) and a value obtained by synthesizing (data 3_5, 3_6, 3_7, 3_8) are two. Add one and compose.
  • the number of digital signal processing means 203 can be reduced as in the first embodiment described above. As a result of reducing the number of digital signal processing means 203, the circuit scale of the entire system can be reduced.
  • the capacity and throughput of the second recording means 205 can be reduced as compared with the first embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a receiving apparatus according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the same configurations as those of the receiving apparatus according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the receiving apparatus of the fifth embodiment includes a plurality of ADCs 200, an SN ratio estimating unit 201, a first recording unit 202, a plurality of digital signal processing units 203, a switching unit 204, and a second unit.
  • a recording unit 205 and a synthesizing unit 206 are included.
  • the receiving apparatus of the fifth embodiment includes a schedule unit 209.
  • A is shown.
  • the receiving apparatus of the fifth embodiment includes throughput smoothing means 900.
  • the throughput smoothing unit 900 is added between the first recording unit 202 and the switch unit 204.
  • the throughput smoothing means 900 smoothes the writing speed to the first recording means 202.
  • the writing throughput to the first recording means 202 is “ADC sampling rate ⁇ ADC resolution ⁇ A”, and even with a transmission capacity of 10 Gb, a throughput of several hundred GB / sec is required depending on the size of A. It becomes.
  • the frequency of writing to the first recording means 202 is at most about 10%, it is the role of the throughput smoothing means 900 to use this to lower the throughput.
  • the number of digital signal processing means 203 can be reduced as in the first embodiment described above. As a result of reducing the number of digital signal processing means 203, the circuit scale of the entire system can be reduced.
  • the writing throughput to the first recording means 202 can be greatly reduced as compared with the first embodiment.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a receiving apparatus according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the same configurations as those of the receiving apparatus according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the receiving apparatus of the sixth embodiment includes a plurality of ADCs 200, a signal to noise ratio estimation means 201, a first recording means 202, a plurality of digital signal processing means 203, a switching means 204, Two recording means 205 are included. Further, the receiving apparatus of the sixth embodiment includes a combining unit 206 and a scheduling unit 209 as in the receiving apparatus of the first embodiment.
  • ADCs 200.1 to 200 That receive A analog signals and generate A digital signals as an example of a plurality of ADCs 200.
  • the case of A is shown.
  • B digital signal processing means 203.1 to 203 As in the case of the receiving apparatus of the first embodiment, B digital signal processing means 203.1 to 203. The case where B is provided is shown.
  • the receiving apparatus of the sixth embodiment includes an overlap adding unit 1000 and an overlap removing unit 1001.
  • the sixth embodiment is a form in which an overlap adding unit 1000 and an overlap removing unit 1001 are added to the first embodiment.
  • the overlap adding means 1000 is means for adding data of the overlap part before and after each frame as shown in FIG. More specifically, the second frame in FIG. 11 is means for adding data corresponding to the gray time before and after.
  • the overlap removal unit 1001 is a unit that deletes the data of the overlap part added before and after each frame, contrary to the overlap addition unit 1000. More specifically, the second frame in FIG. 11 is means for removing data corresponding to the gray time before and after.
  • the number of digital signal processing means 203 can be reduced as in the first embodiment described above. As a result of reducing the number of digital signal processing means 203, the circuit scale of the entire system can be reduced.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating a receiving apparatus according to the seventh embodiment of the present invention.
  • the same configurations as those of the receiving apparatus according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the receiving apparatus of the seventh embodiment includes a plurality of ADCs 200, an S / N ratio estimating unit 201, a first recording unit 202, a plurality of digital signal processing units 203, a switching unit 204, and a first unit.
  • Two recording means 205 are included.
  • the receiving device of the seventh embodiment includes a combining unit 206 and a scheduling unit 209 as in the receiving device of the first embodiment.
  • A is shown.
  • the receiving apparatus of the seventh embodiment includes a mode separator 1200, a plurality of receiving optical systems 1201, and a plurality of amplifiers 1202.
  • a mode separator 1200 for separating the plurality of reception optical systems 1201 into the plurality of signals.
  • a plurality of reception optical systems 1201 A reception optical systems 1201.1 to 1201. The case of A is shown.
  • a amplifiers 1202.1 to 1202. The case of A is shown.
  • the seventh embodiment is different from the first embodiment in the mode separator 1200 and the reception optical systems 1201.1 to 1201. A, amplifiers 1202.1 to 1202. This is a form in which A is added.
  • the mode separator 1200 receives the output from the multimode fiber 1203, separates it into A eigenpropagation modes, and outputs a signal of each eigenpropagation mode to a single mode fiber.
  • Receiving optical system 1201.1 to 1201. A is an optical system adapted to each modulation method such as a delay interferometer and a 90-degree hybrid.
  • Amplifiers 1202.1 to 1202. A is a receiving optical system 1201.1 to 1201.
  • a value of electricity output from A is converted to ADC 200.1 to 200. The value of electricity is amplified so as to maximize the performance of A.
  • the number of digital signal processing means 203 can be reduced as in the first embodiment described above. As a result of reducing the number of digital signal processing means 203, the circuit scale of the entire system can be reduced.
  • each embodiment described above can be combined with a receiving apparatus according to another embodiment.
  • the receiving device by combining the second combining means 800 of the fourth embodiment with the receiving devices of the second embodiment, the third embodiment, and the fifth to seventh embodiments.
  • the receiving apparatus by combining the throughput smoothing means 900 of the fifth embodiment with the receiving apparatuses of the second to fourth embodiments, the sixth embodiment, and the seventh embodiment.
  • the receiving apparatus of the present invention is used in a receiving apparatus that receives one transmission signal by a plurality of receivers and combines the received signals to perform a decoding process.
  • it is used for optical space communication in which laser light is propagated in the atmosphere for communication.
  • the technology can be applied to optical fiber communication and wireless communication.
  • the optical space communication receiving apparatus described above can also be realized by an information processing apparatus that can execute a program that realizes the above-described operation.
  • This program can be distributed in the form of a computer-readable recording medium. By reading the program recorded in such a recording medium and executing it by the information processing apparatus, the receiving apparatus of the above-described embodiment can be realized in software.
  • FIG. 13A is a block diagram showing an information processing apparatus for a receiving apparatus according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 13B is a reception realized by the information processing apparatus of FIG. It is a block diagram which shows an apparatus.
  • the information processing apparatus in FIG. 13A includes a memory 1302 including a CPU (Central Processing Unit) 1301 and a RAM (Random Access Memory).
  • CPU Central Processing Unit
  • RAM Random Access Memory
  • the information processing apparatus having such a hardware configuration, a part or all of the first recording unit 1311, the switch unit 1312, the SN ratio estimation unit 1313, the schedule unit 1314, and the digital signal processing unit 1315 in FIG. Can be realized.
  • part or all of the second recording unit 1316 and the combining unit 1317 in FIG. 13B can be realized.
  • the receiving apparatus according to the embodiment of the present invention can also be realized by causing the information processing apparatus in FIG. 13A to read and execute the control program of the receiving apparatus.
  • control program of the receiving device can be distributed in the form of a recording medium on which the program is recorded.
  • This program is a general-purpose semiconductor recording device such as CF (Compact Flash (registered trademark)) and SD (Secure Digital), a magnetic recording medium such as a flexible disk, or a CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory). ) And the like in the form of an optical recording medium.
  • a data receiving apparatus that decodes one data from a plurality of input signals, At least two or more digital signal processing means for performing signal processing on the plurality of input signals; First recording means for temporarily recording the plurality of input signals; Switch means for supplying the plurality of input signals or values recorded in the first recording means to the digital signal processing means; An S / N ratio estimating means for estimating an S / N ratio of each of the plurality of input signals and determining a signal to be combined with a combined number of the plurality of input signals; Second recording means for temporarily recording a value output from the digital signal processing means; Combining means for combining using a plurality of data recorded in the second recording means; Scheduling means for controlling all the means based on the result of the SN ratio estimation means,
  • the scheduling means includes When the number of the input signals recorded in the first recording means is greater than or equal to the number of the digital signal processing means, the digital signal processing means is in order from the earliest time recorded in the first recording means.
  • the digital signal processing means processes the signals recorded in the first recording means and the input signals.
  • the digital signal processing means processes the signals determined by the SN ratio estimation means A data receiving apparatus that performs control so that only signals that are not recorded are recorded in the first recording means.
  • the first effect of the embodiment of the present invention is that the circuit scale of the digital signal processing means (DSP) can be reduced.
  • DSP digital signal processing means
  • the schedule means records the time when the digital signal processing means is recorded in the first recording means. Are recorded in the first recording means, and the number of input signals recorded in the first recording means is digital signal processing.
  • the digital signal processing means processes the signal and the input signal recorded in the first recording means, and the number of input signals to be processed by the digital signal processing means is determined by the SN ratio estimation means. This is because when the number is less than the number of synthesis, control is performed so that only the signal not processed by the digital signal processing means among the signals determined by the SN ratio estimation means is recorded in the first recording means.
  • the number of necessary digital signal processing means can be set to the average number required for stabilizing communication, and the number of digital signal processing means can be reduced. .
  • the second effect of the embodiment of the present invention is a secondary effect of the first effect, and has effects such as reduction of power consumption and improvement of chip yield rate.
  • At least two or more digital signal processing means for performing signal processing on the plurality of input signals; First recording means for temporarily recording the plurality of input signals; Switch means for supplying the plurality of input signals or values recorded in the first recording means to the digital signal processing means; An S / N ratio estimating means for estimating an S / N ratio of each of the plurality of input signals and determining a signal to be combined with a combined number of the plurality of input signals; Second recording means for temporarily recording a value output from the digital signal processing means; Combining means for combining using a plurality of data recorded in the second recording means; Schedule means for performing overall control based on the result of the SN ratio estimation means, The scheduling means includes When the number of the input signals recorded in the first recording means is greater than or equal to the number of the digital signal processing means, the times recorded in the first
  • the first recording means records the signal determined by the SN ratio estimation means to be combined among the input signals at the time,
  • the digital signal processing means processes the signals recorded on the first recording means and the input signals.
  • the digital signal processing means processes the signals determined by the SN ratio estimation means A data receiving apparatus that performs control so that only the signal that is not recorded is recorded in the first recording means.
  • the data receiving device receives a plurality of analog signals, Analog-to-digital conversion means for generating the data signal from the plurality of analog signals; monitor means for monitoring the reception intensity of the analog signal; Have The data receiving apparatus according to claim 1, wherein the SN ratio estimating means estimates an S / N ratio based on a value obtained from the monitoring means.
  • the data receiving device receives a plurality of analog signals, Amplifying means for amplifying the plurality of analog signals; Analog-to-digital conversion means for generating the data signal from the signal output from the amplification means; Have The data receiving apparatus according to claim 1, wherein the SN ratio estimation means estimates an S / N ratio based on an amplification factor of the amplification means.
  • a data receiving apparatus comprising a second synthesizing unit between the digital signal processing unit and the second recording unit.
  • a receiving device for optical space communication comprising: a mode separator; and a plurality of receiving optical systems for supplying the plurality of input signals to the data receiving device.
  • a method for controlling a data receiving apparatus for decoding one data from a plurality of input signals is: First recording means for temporarily recording a plurality of input signals; An S / N ratio estimating means for estimating an S / N ratio of each of the plurality of input signals and determining a signal to be combined with a combined number of the plurality of input signals; At least two or more digital signal processing means for performing signal processing on the plurality of input signals; Switch means for supplying a plurality of input signals or values recorded in the first recording means to the digital signal processing means; Second recording means for temporarily recording data output from the digital signal processing means; Combining means for combining using a plurality of data recorded in the second recording means; Schedule means for performing overall control based on the result of the SN ratio estimation means,
  • the scheduling means includes When the number of the input signals recorded in the first recording means is greater than or equal to the number of the digital signal processing means, the digital signal processing means is in order from the earliest time recorded in the first recording means.
  • the digital signal processing means processes the signals recorded in the first recording means and the input signals.
  • the digital signal processing means processes the signals determined by the SN ratio estimation means A control method for a data receiving apparatus that controls to record only a signal not to be recorded on the first recording means.
  • the control method of the data receiving device is as follows: Receive multiple analog signals, Generating the data signal from the plurality of analog signals; Monitor the reception strength of the analog signal, The method for controlling a data receiving apparatus, wherein the SN ratio estimating means estimates an S / N ratio based on a monitoring result of the reception intensity of the analog signal.
  • the control method of the data receiving device described in supplementary note 9 is as follows: Receive multiple analog signals, Amplifying the plurality of analog signals; Generating the data signal from the amplified analog signals; The method for controlling a data receiving apparatus, wherein the SN ratio estimating means estimates an S / N ratio based on amplification factors of the plurality of analog signals.
  • the second recording means changes its operation so as to record only a part of the signals output from the digital signal processing means.
  • a control program for a data receiving apparatus for decoding one data from a plurality of input signals Computer At least two or more digital signal processing means for performing signal processing on the plurality of input signals; First recording means for temporarily recording the plurality of input signals; Switch means for supplying the plurality of input signals or values recorded in the first recording means to the digital signal processing means; An S / N ratio estimating means for estimating an S / N ratio of each of the plurality of input signals and determining a signal to be combined with a combined number of the plurality of input signals; Second recording means for temporarily recording a value output from the digital signal processing means; Combining means for combining using a plurality of data recorded in the second recording means; Function as a schedule means for performing overall control based on the result of the SN ratio estimation means,
  • the scheduling means includes When the number of the input signals recorded in the first recording means is greater than or equal to the number of the digital signal processing means, the digital signal processing means is in order from the earliest time recorded in the first recording means.
  • the digital signal processing means processes the signals recorded in the first recording means and the input signals.
  • the digital signal processing means processes the signals determined by the SN ratio estimation means
  • a control program for a data receiving apparatus that performs control so that only signals that are not recorded are recorded in the first recording means.
  • the control program for the data receiving device described in supplementary note 16 is: The data receiving device receives a plurality of analog signals; The computer, Analog-to-digital conversion means for generating the data signal from the plurality of analog signals; Function as a monitoring means for monitoring the reception intensity of the analog signal; A control program for a data receiving apparatus, wherein the SN ratio estimating means functions to estimate an S / N ratio based on a value obtained from the monitoring means.
  • the control program of the data receiving device described in supplementary note 16 is The data receiving device receives a plurality of analog signals;
  • the computer Amplifying means for amplifying the plurality of analog signals; Function as an analog-to-digital converter that generates the data signal from the signal output from the amplifier,
  • a control program for a data receiving apparatus wherein the SN ratio estimating means functions to estimate an S / N ratio based on an amplification factor of the amplifying means.

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Abstract

光空間通信システムにおいて通信の安定性を確保しつつ、受信装置の回路規模を削減する。複数の入力信号から一つのデータを復号するデータ受信装置は、上記複数の入力信号に対して信号処理を行う少なくとも２以上のデジタル信号処理手段と、上記複数の入力信号を一時的に記録する第一記録手段と、上記複数の入力信号の各々のＳ／Ｎ比を推定し、上記複数の入力信号の合成数と合成する信号を決定するＳＮ比推定手段と、上記ＳＮ比推定手段の結果に基づいて全体制御を行うスケジュール手段と、を有し、上記スケジュール手段は、上記第一記録手段に記録された上記入力信号の数が上記デジタル信号処理手段の数よりも多いときもしくは等しいときは、上記デジタル信号処理手段に上記第一記録手段に記録された時刻が早い順に処理させ、および、当該時刻の上記入力信号のうち上記ＳＮ比推定手段が合成すると決定した信号を上記第一記録手段に記録させ、上記第一記録手段に記録された上記入力信号の数が上記デジタル信号処理手段の数よりも少ないときは、上記デジタル信号処理手段に上記第一記録手段に記録された信号と上記入力信号を処理させ、上記デジタル信号処理手段で処理する上記入力信号の数が上記ＳＮ比推定手段によって決定された合成数よりも少ないときは上記ＳＮ比推定手段が決定した信号のうち上記デジタル信号処理手段で処理しない信号のみを上記第一記録手段に記録するように制御を行う。

Description

光空間通信の受信装置およびその制御方法
　本発明は、光空間通信の受信装置およびその制御方法に関し、特に受信した複数の信号を合成して復号処理を行う受信装置に関する。
　近年、航空機や人工衛星に搭載されたセンサーなどの性能向上に伴い、これらの移動体から地上への伝送容量拡大が求められている。将来予想される更なる伝送容量の拡大要求に応えるために、これまでのマイクロ波を用いた無線通信システムに比べて格段に伝送容量を拡大可能な光空間通信システムがある。
　しかしながら、現在の光空間通信システムは送信するデジタル信号の１と０をそのまま光のオンとオフに対応させ、その光強度を受光素子で検波する強度変調直接検波方式や、非特許文献１に記載されているようなパルス位置変調を用いた方式を利用している。このため、これ以上の伝送容量増加は困難である。
　そのため、光ファイバ通信システムで用いられているデジタルコヒーレント技術（非特許文献２）を、光空間通信システムに適用することが求められている。しかし、光は大気の影響（一般的に大気揺らぎと呼ばれる）を受けるため、特にデジタルコヒーレント技術で利用されるシングルモードファイバへ受信光を結合させる場合は、ファイバのコア径が小さいため、大きな課題となる。
　この課題を解決するために、特許文献１では、ファイバのコア径がシングルモードファイバよりも大きいマルチモードファイバを利用することにより、ファイバ結合効率の劣化を回避する方法が、提案されている。
　図１４は、特許文献１が提案する方法を適用して光空間通信の受信装置を構成した場合の、想定される全体像を示すブロック図である。図１４の受信装置は、光学レンズ１０、マルチモードファイバ２０、モード分離装置（Ｍｏｄｅ　Ｄｅｍｕｘ）３０、ある固有伝搬モードの光信号４０を伝搬するシングルモードファイバ４０ｓ、および９０度ハイブリッド部５０を含む。さらに図１４の光空間通信受信装置は、トランスインピーダンス変換増幅器（ＴＩＡ）６０、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）７０、デジタル信号処理部（ＤＳＰ）８０、局部発振器（ＬＯ）９０などを含む。
　図１４の光空間通信の受信装置では、受信光を光学レンズ１０でマルチモードファイバ２０に結合させ、モード分離装置３０で各固有伝搬モードに分離した後、デジタル信号処理部８０で各々の信号を処理し合成する方法である。複数の光信号４０は、デジタル信号処理部８０で合成、復号された後、出力信号８０ｓとなってデジタル信号処理部８０から出力される。
国際公開第２０１５／１３６５７２号
Bryan S. Robinson,　"781 Mbit/s photon-counting optical communications using a superconducting nanowire detector", OPTICS LETTERS, Vol.31, No.4, pp.444-446, 2006. 鈴木他、"光通信ネットワークの大容量化に向けたデジタルコヒーレント信号処理技術の研究開発"、電子情報通信学会会誌、Ｖｏｌ．９５、Ｎｏ．１２、ｐｐ．１１００－１１１６、２０１２．
　特許文献１記載の光空間通信システムでは、適切な受信望遠鏡サイズを用いることで各固有伝搬モードの光強度の確率分布はほぼ同一分布になるので、受信する固有伝搬モード数を増加することでビット誤り率を低下させることが可能になる。
　しかしながら、複数の望遠鏡で受信した光や固有伝搬モードを受信して一つの信号を合成する光空間通信システムでは、各受信光や固有伝搬モードを処理するデジタル信号処理手段の回路規模が処理する受信光や固有伝搬モードの数に比例して大きくなるという課題がある。図１４のデジタル信号処理部８０の回路規模は、複数の信号を合成する部分ではなく、各固有伝搬モードの処理が大部分を占めるため、処理する固有伝搬モード数に比例して大きくなるという課題がある。
　より具体的に記載すれば、一つの固有伝搬モードを処理するために１個のＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）が必要である場合、２１モードのマルチモードファイバを利用する光空間通信システムでは２１個のＦＰＧＡを必要とする。つまり、２１モードのマルチモードファイバを利用する光空間通信システムの場合には、特許文献１記載の光空間通信システムは、通信を安定化させることが出来るものの、その規模およびコストは少なくとも２１倍になるという、課題がある。
　本発明の目的は、光空間通信システムにおいて通信の安定性を確保しつつ、受信装置の回路規模を削減する、光空間通信の受信装置およびその制御方法を提供することにある。
　前記目的を達成するため、本発明に係るデータ受信装置は、複数の入力信号から、一つのデータを復号するデータ受信装置において、
　上記複数の入力信号に対して信号処理を行う少なくとも２以上のデジタル信号処理手段と、
　上記複数の入力信号を一時的に記録する第一記録手段と、
　上記複数の入力信号もしくは上記第一記録手段に記録された値を上記デジタル信号処理手段に供給するスイッチ手段と、
　上記複数の入力信号の各々のＳ／Ｎ比を推定し、上記複数の入力信号の合成数と合成する信号を決定するＳＮ比推定手段と、
　上記デジタル信号処理手段から出力された値を一時的に記録する第二記録手段と、
　上記第二記録手段に記録された複数のデータを用いて合成する合成手段と、
　上記ＳＮ比推定手段の結果に基づいて全体制御を行うスケジュール手段と
を有し、
　上記スケジュール手段は、
　上記第一記録手段に記録された上記入力信号の数が上記デジタル信号処理手段の数よりも多いときもしくは等しいときは、上記デジタル信号処理手段に上記第一記録手段に記録された時刻が早い順に処理させ、および、当該時刻の上記入力信号のうち上記ＳＮ比推定手段が合成すると決定した信号を上記第一記録手段に記録させ、
　上記第一記録手段に記録された上記入力信号の数が上記デジタル信号処理手段の数よりも少ないときは、上記デジタル信号処理手段に上記第一記録手段に記録された信号と上記入力信号を処理させ、上記デジタル信号処理手段で処理する上記入力信号の数が上記ＳＮ比推定手段によって決定された合成数よりも少ないときは上記ＳＮ比推定手段が決定した信号のうち上記デジタル信号処理手段で処理しない信号のみを上記第一記録手段に記録させる
ように制御を行う。
　本発明に係るデータ受信装置の制御方法は、複数の入力信号から、一つのデータを復号するデータ受信装置の制御方法であって、
　上記データ受信装置は、
　複数の入力信号を一時的に記録する第一記録手段と、
　上記複数の入力信号の各々のＳ／Ｎ比を推定し、上記複数の入力信号の合成数と合成する信号を決定するＳＮ比推定手段と、
　上記複数の入力信号に対して信号処理を行う少なくとも２以上のデジタル信号処理手段と、
　複数の入力信号もしくは上記第一記録手段に記録された値を上記デジタル信号処理手段に供給するスイッチ手段と、
　上記デジタル信号処理手段から出力された値を一時的に記録する第二記録手段と、
　上記第二記録手段に記録された複数のデータを用いて合成する合成手段と、
　上記ＳＮ比推定手段の結果に基づいて全体制御を行うスケジュール手段と
を有し、
　上記スケジュール手段は、
　上記第一記録手段に記録された上記入力信号の数が上記デジタル信号処理手段の数よりも多いときもしくは等しいときは、上記デジタル信号処理手段は上記第一記録手段に記録された時刻が早い順に処理し、および、当該時刻の上記入力信号のうち上記ＳＮ比推定手段が合成すると決定した信号を上記第一記録手段に記録し、
　上記第一記録手段に記録された上記入力信号の数が上記デジタル信号処理手段の数よりも少ないときは、上記デジタル信号処理手段は上記第一記録手段に記録された信号と上記入力信号を処理し、上記デジタル信号処理手段で処理する上記入力信号の数が上記ＳＮ比推定手段によって決定された合成数よりも少ないときは上記ＳＮ比推定手段が決定した信号のうち上記デジタル信号処理手段で処理しない信号のみを上記第一記録手段に記録するように制御する。
　本発明に係るデータ受信装置の制御プログラムは、複数の入力信号から、一つのデータを復号するデータ受信装置の制御プログラムであって、
　コンピュータを、
　上記複数の入力信号に対して信号処理を行う少なくとも２以上のデジタル信号処理手段と、
　上記複数の入力信号を一時的に記録する第一記録手段と、
　上記複数の入力信号もしくは上記第一記録手段に記録された値を上記デジタル信号処理手段に供給するスイッチ手段と、
　上記複数の入力信号の各々のＳ／Ｎ比を推定し、上記複数の入力信号の合成数と合成する信号を決定するＳＮ比推定手段と、
　上記デジタル信号処理手段から出力された値を一時的に記録する第二記録手段と、
　上記第二記録手段に記録された複数のデータを用いて合成する合成手段と、
　上記ＳＮ比推定手段の結果に基づいて全体制御を行うスケジュール手段と
して機能させ、
　上記スケジュール手段は、
　上記第一記録手段に記録された上記入力信号の数が上記デジタル信号処理手段の数よりも多いときもしくは等しいときは、上記デジタル信号処理手段が上記第一記録手段に記録された時刻が早い順に処理し、および、当該時刻の上記入力信号のうち上記ＳＮ比推定手段が合成すると決定した信号を上記第一記録手段に記録し、
　上記第一記録手段に記録された上記入力信号の数が上記デジタル信号処理手段の数よりも少ないときは、上記デジタル信号処理手段が上記第一記録手段に記録された信号と上記入力信号を処理し、上記デジタル信号処理手段で処理する上記入力信号の数が上記ＳＮ比推定手段によって決定された合成数よりも少ないときは上記ＳＮ比推定手段が決定した信号のうち上記デジタル信号処理手段で処理しない信号のみを上記第一記録手段に記録するように制御を行う。
　本発明は、光空間通信システムにおいて通信の安定性を確保しつつ、受信装置の回路規模を削減することができる。
最上位概念の実施形態による受信装置を示したブロック図である。 第１実施形態による受信装置を示したブロック図である。 フレームを説明するための図である。 ＳＮ比推定手段の動作の一例を説明するための図である。 第１実施形態の受信装置の動作を説明するための図である。 第２実施形態による受信装置を示したブロック図である。 第３実施形態による受信装置を示したブロック図である。 第４実施形態による受信装置を示したブロック図である。 第５実施形態による受信装置を示したブロック図である。 第６実施形態による受信装置を示したブロック図である。 オーバーラップを説明するための図である。 第７実施形態による受信装置を示したブロック図である。 （ａ）はその他の実施形態による受信装置のための情報処理装置を示したブロック図であり、（ｂ）は（ａ）の情報処理装置により実現される受信装置を示すブロック図である。 特許文献１が提案する方法を適用して光空間通信の受信装置を構成した場合の、想定される全体像を示すブロック図である。
　本発明の受信装置を概観すると、本発明の受信装置は、複数の入力信号から、一つのデータを復号するデータ受信装置である。本発明の受信装置は、上記複数の入力信号のＳ／Ｎ比を推定するＳＮ比推定手段と、各信号の値を一時的に退避するメモリを備える。本発明の受信装置では、メモリに記録された信号の数がデジタル信号処理手段の数よりも多いときは、デジタル信号処理手段はメモリに記録された時刻が早い順に処理しおよび当該時刻の入力信号をメモリに記録するように動作する。本発明の受信装置では、メモリに記録された信号の数がデジタル信号処理手段の数よりも少ないときは、デジタル信号処理手段はメモリに記録された信号と入力信号とを処理する。そして、デジタル信号処理手段で処理する信号の数がＳＮ比推定手段によって決定された合成数よりも少ないときは、入力信号のうち必要となる信号のみをメモリに記録するように動作する。
　本発明の好ましい実施形態について説明する前に、本発明の最上位概念の実施形態による受信装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図面中の矢印の向きは、一例を示すものであり、ブロック間の信号の向きを限定するものではない。
　図１の受信装置は、光空間通信の受信装置である。図１の受信装置は、ＳＮ比推定手段１０１、第一記録手段１０２、複数のデジタル信号処理手段１０３、スイッチ手段１０４、第二記録手段１０５、合成手段１０６、およびスケジュール手段１０９を含む。
　ＳＮ比推定手段１０１は、入力される複数のデジタル信号の各々のＳ／Ｎ比（Signal to Noise ratio）を推定する。第一記録手段１０２は、スケジュール手段１０９の決定に基づいて、デジタル信号の値を一時的に記録する。
　複数のデジタル信号処理手段１０３は、デジタル信号処理を行うブロックであり、シンボル判定できるように各デジタル信号にある歪みなどを除去する。
　スイッチ手段１０４は、入力される上記複数のデジタル信号もしくは第一記録手段１０２に記録されたデータから、デジタル信号処理手段１０３の数分のデータを選択し、デジタル信号処理手段１０３に渡す。スイッチ手段１０４は、スケジュール手段１０９の指示に従い実行する。
　第二記録手段１０５は、デジタル信号処理手段１０３が処理した結果を記録する手段である。第二記録手段１０５は、デジタル信号処理手段１０３から出力されたデータを一時的に記録する。
　合成手段１０６は、各フレーム（後述）のデータのうち、全部のデータが第二記録手段１０５に記録されたら、そのフレームの合成処理を行い、復号データを生成する。
　スケジュール手段１０９は、ＳＮ比推定手段１０１が推定した各データ信号のＳ／Ｎ比を元に受信装置全体を制御する。スケジュール手段１０９は、上述した各種手段の制御をある時間間隔で行う。
　（本実施形態の効果）
　図１の受信装置によれば、デジタル信号処理手段１０３の数を削減することが出来る。
　その理由は、第一記録手段１０２に記録された入力信号の数が、デジタル信号処理手段１０３の数よりも多いときもしくは等しいときと、デジタル信号処理手段１０３の数よりも少ないときで、制御を異ならせて、それぞれ制御を最適化しているからである。
　具体的には、第一記録手段１０２に記録された入力信号の数が、デジタル信号処理手段１０３の数よりも多いときもしくは等しいときには、デジタル信号処理手段１０３は第一記録手段１０２に記録された時刻が早い順に処理する。さらに、当該時刻の入力信号のうちＳＮ比推定手段１０１が合成すると決定した信号を第一記録手段１０２に記録する。
　また第一記録手段１０２に記録された入力信号の数がデジタル信号処理手段１０３の数よりも少ないときは、デジタル信号処理手段１０３は第一記録手段１０２に記録された信号と入力信号を処理する。そして、デジタル信号処理手段１０３で処理する入力信号の数がＳＮ比推定手段１０１によって決定された合成数よりも少ないときは、ＳＮ比推定手段１０１が決定した信号のうちデジタル信号処理手段１０３で処理しない信号のみを第一記録手段１０２に記録する。
　デジタル信号処理手段１０３の数を削減することができた結果、受信装置の回路規模を削減することができる。また、上述した実施形態の受信装置によれば、光空間通信システムにおいて通信の安定性を確保しつつ、システム全体の回路規模を削減できる。以下、本発明のより具体的な実施形態について説明する。
　〔第１実施形態〕
　次に、本発明の第１実施形態による受信装置について、説明する。図２は、第１実施形態による受信装置を示したブロック図である。図３は、フレームを説明するための図である。図４は、ＳＮ比推定手段２０１の動作の一例を説明するための図である。図５は、第１実施形態の受信装置の動作を説明するための図である。
　図２の受信装置は、複数のＡＤＣ２００、ＳＮ比推定手段２０１、第一記録手段２０２、複数のデジタル信号処理手段２０３、スイッチ手段２０４、第二記録手段２０５、合成手段２０６、およびスケジュール手段２０９を含む。
　図２の受信装置では、複数のＡＤＣ２００の一例として、Ａ個のアナログ信号を入力し、Ａ個のデジタル信号を生成するＡＤＣ２００．１～２００．Ａの場合を示す。さらに、図２の受信装置では、複数のデジタル信号処理手段２０３の一例として、Ｂ個のデジタル信号処理手段２０３．１～２０３．Ｂを備えた場合を示す。
　（本実施形態の動作）
　各機能の動作を説明する前に、図３を用いてフレームについて説明を行う。図３の数字ｘは、ＡＤＣ２００．１～２００．Ａから出力される時刻ｘのＡＤＣの出力値を示している。フレームとはスケジュール手段２０９が動作を切り替える単位であり、図３の場合はほぼ１０２４単位で行うことを示しており、以下明細書ではＦとして記載する。例えば、伝送速度２．５Ｇｂｐｓで遅延干渉受信を行い２回／シンボルでサンプリングした場合の１フレーム（１０２４個のデータ）の時間は２０４．８ｎｓとなる。光空間通信システムの場合、大気揺らぎによる光強度の変動速度は数ｋＨｚ程度とされているので、フレームの大きさをそれよりも短く設計すれば、同一フレーム内では大気揺らぎによる光強度変動はないと仮定して設計することが出来る。
　次に各機能の動作について、さらに詳細に説明する。
　ＡＤＣ２００．１～２００．Ａは、Ａ個のアナログ信号からＡ個のデジタル信号を生成する。つまり、１つのアナログ信号から１つのデジタル信号を生成する変調方式に限定され、例えば、遅延干渉受信を利用したＢＰＳＫ[Binary Phase Shift Keying]が例として挙げられる。
　ＳＮ比推定手段２０１は、ＡＤＣ２００．１～２００．Ａから出力されたＡ個のデジタル信号を元に各信号のＳ／Ｎ比を推定する。たとえばＳ／Ｎ比は、フレーム毎に図４のようなヒストグラムを用いて推定する。図４の場合、信号は各シンボルの頂点と仮定し、ノイズは各シンボル位置と信号の位置との差と仮定すれば良い。また、Ｓ／Ｎ比を推定する別の方法としては、ＡＤＣのクリップ率（ＡＤＣの出力値が最小値もしくは最大値になっている割合）を使用して推定する方法もある。
　第一記録手段２０２は、スケジュール手段２０９の決定に基づいて、上記デジタル信号を記録する。第一記録手段２０２に必要となる容量は、デジタル信号処理手段２０３．１～２０３．Ｂの数、通信を成立させるために必要となる合成数の確率分布、第一記録手段２０２の容量不足で処理が継続出来なくてもよい確率から決定される。この第一記録手段２０２に必要となる容量は、例えば、待ち行列理論を用いて求めることが可能である。一方、スイッチ手段２０４から第一記録手段２０２へのスループット（帯域幅、１秒間に転送できるデータ量）は、少なくとも「ＡＤＣのサンプリングレート×ＡＤＣの分解能×Ａ」である。その逆の第一記録手段２０２からスイッチ手段２０４へのスループットは「ＡＤＣのサンプリングレート×ＡＤＣの分解能×Ｂ」となる。
　デジタル信号処理手段２０３．１～２０３．Ｂは、Ｂ個のデジタル信号処理を行うブロックであり、シンボル判定できるように各デジタル信号にある歪みなどを除去する。当然Ａ＞Ｂである。各デジタル信号処理手段２０３．１～２０３．Ｂは、ＡＤＣ２００．１～２００．Ａからのデータもしくは第一記録手段２０２に記録されたデータを１フレーム単位で処理し、通信路や送受信機で生じる歪みなどを補償する。
　スイッチ手段２０４は、ＡＤＣ２００．１～２００．Ａもしくは第一記録手段２０２に記録されたデータから、デジタル信号処理手段２０３．１～２０３．Ｂの数分のデータを選択し、デジタル信号処理手段２０３．１～２０３．Ｂに渡す。言い換えると、スケジュール手段２０９の指示に従い、ＡＤＣ２００．１～２００．Ａもしくは第一記録手段２０２に記録されたデータの中から、デジタル信号処理手段２０３．１～２０３．Ｂに渡す。また、同時にＡＤＣ２００．１～２００．Ａから出力されるデータのうち、第一記録手段２０２にもデジタル信号処理手段２０３．１～２０３．Ｂにも渡さず、破棄するのも本手段の役割である。
　第二記録手段２０５は、デジタル信号処理手段２０３．１～２０３．Ｂが処理した結果を記録する手段である。第二記録手段２０５は、デジタル信号処理手段２０３．１～２０３．Ｂから出力されたデータを一時的に記録する。
　合成手段２０６は、各フレームのデータのうち、全部のデータが第二記録手段２０５に記録されたら、そのフレームの合成処理を行い、復号データを生成する手段である。合成手段２０６の合成手法は、最大比合成でも構わないし、等比合成でも構わない。
　スケジュール手段２０９は、ＳＮ比推定手段２０１が推定した各データ信号のＳ／Ｎ比を元に、受信装置全体を制御する。スケジュール手段２０９は、上述した各種手段の制御をある時間間隔で行う。今後、この時間間隔をフレームと呼ぶことにする。
　次に本実施形態の詳しい動作の流れを、図５の例を用いて説明する。このとき、入力信号数を表すＡは８以上（以下では８として説明）、デジタル信号処理手段２０３．１～２０３．Ｂの数Ｂは４の場合について説明するが、入力信号の数（Ａ）やデジタル信号処理手段２０３の数（Ｂ）はこれに限られない。
　図５は、ＳＮ比推定手段２０１が、時刻１には４個、時刻２には２個、時刻３には８個、時刻４には１個、時刻５には５個、時刻６には１個、時刻７には１個、時刻８には１個、の信号を合成すると判断した場合の例である。各デジタル信号処理手段２０３．１～２０３．４にあるＸ＿Ｙは、該当するデジタル信号処理手段２０３．１～２０３．４がＸ時刻のデータのうちＹ番目にＳ／Ｎ比の高い信号を処理するという意味である。つまり、時刻１においては、デジタル信号処理手段２０３．１は時刻１の最もＳ／Ｎ比が高い信号を処理し、デジタル信号処理手段２０３．２は時刻１の２番目にＳ／Ｎ比が高い信号を処理するという意味である。
　時刻１では、各デジタル信号処理手段２０３．１～２０３．４はＳ／Ｎ比の高い順に時刻１のデータを処理する。スイッチ手段２０４は、ＡＤＣ２００．１～２００．８から出力されるデータのうちＳ／Ｎ比の高い４個のデータをデジタル信号処理手段２０３．１～２０３．４に入力し、その他の４個のデータは破棄するように動作する。デジタル信号処理手段２０３．１～２０３．４で処理された信号は、第二記録手段２０５に記録される。
　時刻２では、各デジタル信号処理手段２０３．１～２０３．４はＳ／Ｎ比の高い順に時刻２のデータを処理する。ＳＮ比推定手段２０１は２個のデータの合成で良いと判断したため、２個のデータをデジタル信号処理手段２０３．１～２０３．２で処理する。このときスイッチ手段２０４は時刻１と同じくＳ／Ｎ比の高い２個のデータをデジタル信号処理手段２０３．１～２０３．２に入力し、その他の６個のデータは破棄するように動作する。このように処理すべき最低限のデータのみを処理することで、消費電力や第二記録手段２０５の記憶容量などを削減することが出来る。ただし、通信の誤り率を低下させたい場合はデジタル信号処理手段２０３．３～２０３．４は空いているため、それらにデータ２＿３と２＿４を供給するようにスケジュールしても良い。
　時刻３では、各デジタル信号処理手段２０３．１～２０３．４はＳ／Ｎ比の高い順に時刻３のデータを処理する。時刻３ではＳＮ比推定手段２０１は８個の信号を合成する必要があると判断しているため、残りの４個のデータは第一記録手段２０２に記録される。デジタル信号処理手段２０３．１～２０３．４で処理された４個のデータは、今後第一記録手段２０２に記録されたデータと共に合成するため、一時的に第二記録手段２０５に保存される。
　時刻４では、ＳＮ比推定手段２０１が１個のデータで充分としているため、スイッチ手段２０４は、デジタル信号処理手段２０３．１～２０３．４がデータ３＿５、３＿６、３＿７、３＿８を処理するように動作し、入力データ４＿１（時刻４で最もＳ／Ｎ比の高い信号）を第一記録手段２０２に記録し、その他の入力データを破棄するように動作する。合成手段２０６は、第二記録手段２０５からデータ１＿１、１＿２、１＿３、１＿４を読み込み、合成し、時刻１に対する復号データを出力する。この例では遅延量を３としているが、この遅延量が短すぎると合成手段２０６からの出力データが途切れる区間もあり、遅延量を長くすると途切れることはなくなるが第二記録手段２０５に必要となる容量は大きくなるという課題がある。また合成に使用した１＿１、１＿２、１＿３、１＿４のデータは第二記録手段２０５から消去する。
　時刻５では、第一記録手段２０２にデータ４＿１が記録されているため、これを優先的に処理するように動作する。ただし、残り３個のデジタル信号処理手段２０３．２～２０３．４があるので、スイッチ手段２０４はデータ５＿１、５＿２、５＿３をデジタル信号処理手段２０３．２～２０３．４に、データ５＿４、５＿５を第一記録手段２０２に記録し、残りの５＿６、５＿７、５＿８を廃棄するように動作する。合成手段２０６は、時刻４に続いて時刻２に対するデータ２＿１、２＿２を第二記録手段２０５から読み込み、合成し、出力する。
　時刻６では、第一記録手段２０２にデータ５＿４とデータ５＿５が記録されているため、これを優先的に処理するように動作する。ただし、残り２個のデジタル信号処理手段２０３．３、２０３．４があり、ＳＮ比推定手段２０１が１個のデータで良いと判断しているので、スイッチ手段２０４はデータ６＿１をデジタル信号処理手段２０３．３に入力する。残りのデジタル信号処理手段２０３．４には、通信を安定させるためにデータ６＿２を処理しても良いし、消費電力や第二記録手段２０５の使用容量を削減するために動作を停止するのでも良い。合成手段２０６は、時刻５に続いて時刻３に対するデータ３＿１～３＿８を第二記録手段２０５から読み込み、合成し、出力する。
　（本実施形態の効果）
　図２の受信装置によれば、デジタル信号処理手段２０３の数を削減することが出来る。
　その理由は、第一記録手段２０２に記録された入力信号の数が、デジタル信号処理手段２０３の数よりも多いときもしくは等しいときと、デジタル信号処理手段２０３の数よりも少ないときとで、制御を異ならせ、それぞれ制御を最適化しているからである。
　具体的には、第一記録手段２０２に記録された入力信号の数が、デジタル信号処理手段２０３の数よりも多いときもしくは等しいときには、デジタル信号処理手段２０３は第一記録手段２０２に記録された時刻が早い順に処理する。さらに、当該時刻の入力信号のうちＳＮ比推定手段２０１が合成すると決定した信号を第一記録手段２０２に記録する。
　また第一記録手段２０２に記録された入力信号の数が、第一記録手段２０２に記録された入力信号の数がデジタル信号処理手段２０３の数よりも少ないときは、デジタル信号処理手段２０３は第一記録手段２０２に記録された信号と入力信号を処理する。そして、デジタル信号処理手段２０３で処理する入力信号の数がＳＮ比推定手段２０１によって決定された合成数よりも少ないときは、ＳＮ比推定手段２０１が決定した信号のうちデジタル信号処理手段２０３で処理しない信号のみを第一記録手段２０２に記録する。
　デジタル信号処理手段２０３の数を削減することができた結果、システム全体の回路規模を削減することができる。
　たとえば、本実施形態では入力信号の数Ａ＝８で、デジタル信号処理手段２０３の数Ｂ＝４なので、４（＝８－４）個のデジタル信号処理手段２０３が削減できる。
　また、本実施形態でＳＮ比推定手段２０１はデジタル信号処理手段２０３の数以上の信号の合成が必要と判断したときは、最大数合成するように動作を固定しても良い。これにより、第一記録手段２０２に必要となる記録容量は増加し、デジタル信号処理手段２０３が処理するデータ総数は増加するものの、複雑な制御を簡易化することが出来る利点がある。
　また、第一記録手段２０２と第二記録手段２０５を同一の記録手段で構成しても良い。これにより動作は複雑になるが、物理的な装置点数を削減できる利点がある。
　また、スケジュール手段２０９は、ＳＮ比推定手段２０１が入力された信号全てを合成しても復号できないと判断したときは、そのフレームごと処理を飛ばすようにスケジュールしても良い。これによりデジタル信号処理手段２０３．１～２０３．Ｂで処理するデータ量を減らすことが可能になる。
　また、Ｂ個のデジタル信号処理手段２０３のうち、デジタル信号処理手段２０３．１はデジタル信号処理手段２０３．Ｂより高精度で設計しても良い。デジタル信号処理手段２０３．１はデジタル信号処理手段２０３．Ｂよりも高いＳ／Ｎ比を持つ信号を処理し、Ｓ／Ｎ比の高い信号の方が合成時の重みが大きいため、このように構成することで、合成後のノイズを低減することが出来る。
　また、上述した本実施形態の動作は、大まかな流れを示している。実際の回路では、デジタル信号処理手段２０３．１～２０３．Ｂで生じる遅延や、パイプラインの導入などで実際の処理時刻と本実施形態の流れで説明した時刻が合わないことがあるものの、本発明を限定するものではない。
　また、本実施形態は説明を簡単にするために、一つの光信号を一つのデジタル信号に対応させているが、本発明の実施形態はこれに限られない。一つの光信号が二つのデジタル信号（たとえば、片偏波ＱＰＳＫ[Quadrature Phase Shift Keying]）の場合も、一つの光信号に対応するデジタル信号をまとめて扱うことで対応可能である。また一つの光信号が四つのデジタル信号（たとえば、両偏波ＱＰＳＫ）の場合も、一つの光信号に対応するデジタル信号をまとめて扱うことで対応可能である。
　〔第２実施形態〕
　次に、本発明の第２実施形態による受信装置について、説明する。本実施形態は、Ｓ／Ｎ比推定に外部の光モニタを使用する方法に関するものである。図６は、第２実施形態による受信装置を示したブロック図である。第１実施形態による受信装置と同様な構成には、同じ参照番号を付して、その詳細な説明は省略することとする。
　第２実施形態の受信装置は、第１実施形態の受信装置と同様に、複数のＡＤＣ２００、ＳＮ比推定手段２０１、第一記録手段２０２、複数のデジタル信号処理手段２０３、スイッチ手段２０４、および第二記録手段２０５を含む。さらに第２実施形態の受信装置は、第１実施形態の受信装置と同様に、合成手段２０６、およびスケジュール手段２０９を含む。
　図６の受信装置では第１実施形態の受信装置と同様に、複数のＡＤＣ２００の一例として、Ａ個のアナログ信号を入力し、Ａ個のデジタル信号を生成するＡＤＣ２００．１～２００．Ａの場合を示す。さらに、図６の受信装置では第１実施形態の受信装置と同様に、複数のデジタル信号処理手段２０３の一例として、Ｂ個のデジタル信号処理手段２０３．１～２０３．Ｂを備えた場合を示す。
　さらに第２実施形態の受信装置は、モニタ手段６００を含む。モニタ手段６００は例えば外部に設けられるもので、ＡＤＣ２００．１～２００．Ａに入力される前の受信信号の強度をモニタする。第１実施形態では、ＳＮ比推定手段２０１が、ＡＤＣ２００．１～２００．Ａから出力されたＡ個のデジタル信号の各々のＳ／Ｎ比を推定しているが、本実施形態はＡＤＣ２００．１～２００．Ａに入力される前の受信信号の強度をモニタするモニタ手段６００を使用して、各信号のＳ／Ｎ比を推定する形態である。
　ＳＮ比推定手段２０１は、Ｓ／Ｎ比が受信信号強度に依存する（一般的には強度の弱い信号はノイズが多く、強度の強い信号はノイズが少ない）ことを利用してＳ／Ｎ比を推定する。例えば、ＳＮ比推定手段２０１は、受信強度毎のＳ／Ｎ比を予め測定し、その値とモニタ手段６００により取得された受信強度を比較することでＳ／Ｎ比を推定する。
　本実施形態によれば、上述した第１実施形態と同様に、デジタル信号処理手段２０３の数を削減することが出来る。デジタル信号処理手段２０３の数を削減することができた結果、システム全体の回路規模を削減することができる。
　さらに本実施形態では、モニタ手段６００が、ＡＤＣ２００．１～２００．Ａに入力される前の受信信号の強度をモニタすることにより、より正確にＳ／Ｎ比を推定することが可能となる。
　〔第３実施形態〕
　次に、本発明の第３実施形態による受信装置について、説明する。本実施形態は、Ｓ／Ｎ比を外部の増幅手段の増幅率を見て判断する方法に関するものである。図７は、本発明の第３実施形態による受信装置を示したブロック図である。第１実施形態による受信装置と同様な構成には、同じ参照番号を付して、その詳細な説明は省略することとする。
　第３実施形態の受信装置は、第１実施形態の受信装置と同様に、複数のＡＤＣ２００、ＳＮ比推定手段２０１、第一記録手段２０２、複数のデジタル信号処理手段２０３、スイッチ手段２０４、第二記録手段２０５を含む。さらに第３実施形態の受信装置は、第１実施形態の受信装置と同様に、合成手段２０６、およびスケジュール手段２０９を含む。
　図７の受信装置では第１実施形態の受信装置と同様に、複数のＡＤＣ２００の一例として、Ａ個のアナログ信号を入力し、Ａ個のデジタル信号を生成するＡＤＣ２００．１～２００．Ａの場合を示す。さらに、図７の受信装置では第１実施形態の受信装置と同様に、複数のデジタル信号処理手段２０３の一例として、Ｂ個のデジタル信号処理手段２０３．１～２０３．Ｂを備えた場合を示す。
　さらに第３実施形態の受信装置は、増幅手段７００を含む。増幅手段７００は例えば外部に設けられるもので、電気もしくは光の増幅器であり、ＡＤＣ２００の性能を最大限引き出すためにＡＤＣ２００への入力パワーを一定にするように増幅する。図７では、ＡＤＣ２００．１～２００．Ａに対し、増幅手段７００．１～７００．Ａを設けた場合を示す。
　本実施形態では、第１実施形態のようにＳＮ比推定手段２０１がＡＤＣ２００．１～２００．Ａの出力を見て判断するのではなく、ＡＤＣ２００．１～２００．Ａの前にある増幅手段７００．１～７００．Ａの増幅率を見て、各信号のＳ／Ｎ比を推定する。
　第２実施形態で説明したように、一般的に強度の弱い信号はノイズが多く、強度の強い信号はノイズが少ないため、増幅率の高い信号はノイズが多く、増幅率の低い信号はノイズが少ない。この傾向を利用し、ＳＮ比推定手段２０１は増幅手段７００．１～７００．Ａの増幅率を見て、増幅率の高い信号はノイズが多く、低い信号はノイズが少ないように、判定する。例えば、ＳＮ比推定手段２０１は、増幅率毎のＳ／Ｎ比を予め測定し、その値と増幅手段７００．１～７００．Ａの増幅率とを比較することでＳ／Ｎ比を推定する。
　本実施形態によれば、上述した第１実施形態と同様に、デジタル信号処理手段２０３の数を削減することが出来る。デジタル信号処理手段２０３の数を削減することができた結果、システム全体の回路規模を削減することができる。
　さらに本実施形態では、ＡＤＣ２００の性能を引き出すためにＡＤＣ２００への入力パワーを一定にするように増幅する増幅手段７００．１～７００．Ａの増幅率を見て、各信号のＳ／Ｎ比を推定する。ＡＤＣ２００．１～２００．Ａの周波数特性などの影響を受けないので、第１実施形態よりも、正確にＳ／Ｎ比を推定することが可能となる。
　〔第４実施形態〕
　次に、本発明の第４実施形態による受信装置について、説明する。本実施形態は、簡易的に合成した後に記録することを特徴とするものである。図８は、本発明の第４実施形態による受信装置を示したブロック図である。第１実施形態による受信装置と同様な構成には、同じ参照番号を付して、その詳細な説明は省略することとする。
　第４実施形態の受信装置は、第１実施形態の受信装置と同様に、複数のＡＤＣ２００、ＳＮ比推定手段２０１、第一記録手段２０２、複数のデジタル信号処理手段２０３、スイッチ手段２０４、第二記録手段２０５、および合成手段２０６を含む。第４実施形態の受信装置は、第１実施形態の受信装置と同様に、スケジュール手段２０９を含む。
　図８の受信装置では第１実施形態の受信装置と同様に、複数のＡＤＣ２００の一例として、Ａ個のアナログ信号を入力し、Ａ個のデジタル信号を生成するＡＤＣ２００．１～２００．Ａの場合を示す。さらに、図８の受信装置では第１実施形態の受信装置と同様に、複数のデジタル信号処理手段２０３の一例として、Ｂ個のデジタル信号処理手段２０３．１～２０３．Ｂを備えた場合を示す。
　さらに第３実施形態の受信装置は、第二合成手段８００を含む。第二合成手段８００は、デジタル信号処理手段２０３．１～２０３．Ｂと第二記録手段２０５の間に追加されている。
　第二合成手段８００は、第二記録手段２０５に書き込むデータ量を削減するために、部分的に合成を行うものである。例えば、図５の時刻３の場合はデータ３＿１、３＿２、３＿３、３＿４を合成したものを、時刻５の場合はデータ５＿１、５＿２、５＿３を合成した信号を、第二記録手段２０５に記録する。より具体的に説明すると、例えば、３つの信号をｓ＿ｉ、合成の重みをｗ＿ｉとし、３つの信号を最大比合成する場合は、ｓ１ｗ１＋ｗ２ｓ２＋ｗ３ｓ３を書き込む。
　合成手段２０６は、ある時刻のデータが揃った時点で第二合成手段８００が部分的に合成した値を読み込み、加算を行う。例えば、図５の時刻４において時刻３のデータを合成する場合は、（データ３＿１、３＿２、３＿３、３＿４）を合成した値と、（データ３＿５、３＿６、３＿７、３＿８）を合成した値の２つを加算して合成する。
　本実施形態によれば、上述した第１実施形態と同様に、デジタル信号処理手段２０３の数を削減することが出来る。デジタル信号処理手段２０３の数を削減することができた結果、システム全体の回路規模を削減することができる。
　さらに本実施形態では、第１実施形態と比較して、第二記録手段２０５の容量およびスループットを削減することが出来る。
　〔第５実施形態〕
　次に、本発明の第５実施形態による受信装置について、説明する。本実施形態は、スループットを下げるために、第一記録手段と第二記録手段との間にバッファを挟んだ構成に関するものである。図９は、本発明の第５実施形態による受信装置を示したブロック図である。第１実施形態による受信装置と同様な構成には、同じ参照番号を付して、その詳細な説明は省略することとする。
　第５実施形態の受信装置は、第１実施形態の受信装置と同様に、複数のＡＤＣ２００、ＳＮ比推定手段２０１、第一記録手段２０２、複数のデジタル信号処理手段２０３、スイッチ手段２０４、第二記録手段２０５、および合成手段２０６を含む。第５実施形態の受信装置は、第１実施形態の受信装置と同様に、スケジュール手段２０９を含む。
　図９の受信装置では第１実施形態の受信装置と同様に、複数のＡＤＣ２００の一例として、Ａ個のアナログ信号を入力し、Ａ個のデジタル信号を生成するＡＤＣ２００．１～２００．Ａの場合を示す。さらに、図９の受信装置では第１実施形態の受信装置と同様に、複数のデジタル信号処理手段２０３の一例として、Ｂ個のデジタル信号処理手段２０３．１～２０３．Ｂを備えた場合を示す。
　さらに第５実施形態の受信装置は、スループット平滑化手段９００を含む。スループット平滑化手段９００は、第一記録手段２０２とスイッチ手段２０４との間に追加されている。
　スループット平滑化手段９００は、第一記録手段２０２への書込速度を平滑化するものである。第１実施形態では、第一記録手段２０２への書込スループットは「ＡＤＣのサンプリングレート×ＡＤＣの分解能×Ａ」となり、伝送容量１０ＧｂでもＡの大きさによっては数百ＧＢ／ｓｅｃのスループットが必要となる。ただし、第一記録手段２０２への書込頻度はせいぜい１０％程度なので、これを利用してスループットを下げるのが、スループット平滑化手段９００の役割である。
　本実施形態によれば、上述した第１実施形態と同様に、デジタル信号処理手段２０３の数を削減することが出来る。デジタル信号処理手段２０３の数を削減することができた結果、システム全体の回路規模を削減することができる。
　さらに本実施形態では、第１実施形態と比較して、第一記録手段２０２への書込スループットを大幅に削減できる。
　〔第６実施形態〕
　次に、本発明の第６実施形態による受信装置について、説明する。図１０は、本発明の第６実施形態による受信装置を示したブロック図である。第１実施形態による受信装置と同様な構成には、同じ参照番号を付して、その詳細な説明は省略することとする。
　第６実施形態の受信装置は、第１実施形態の受信装置と同様に、複数のＡＤＣ２００、ＳＮ比推定手段２０１、第一記録手段２０２、複数のデジタル信号処理手段２０３、スイッチ手段２０４、および第二記録手段２０５を含む。さらに第６実施形態の受信装置は、第１実施形態の受信装置と同様に、合成手段２０６、およびスケジュール手段２０９を含む。
　図１０の受信装置では第１実施形態の受信装置と同様に、複数のＡＤＣ２００の一例として、Ａ個のアナログ信号を入力し、Ａ個のデジタル信号を生成するＡＤＣ２００．１～２００．Ａの場合を示す。さらに、図１０の受信装置では第１実施形態の受信装置と同様に、複数のデジタル信号処理手段２０３の一例として、Ｂ個のデジタル信号処理手段２０３．１～２０３．Ｂを備えた場合を示す。
　さらに第６実施形態の受信装置は、オーバーラップ追加手段１０００、およびオーバーラップ除去手段１００１を含む。言い換えると、第６実施形態は、第１実施形態にオーバーラップ追加手段１０００とオーバーラップ除去手段１００１を追加した形態である。
　オーバーラップ追加手段１０００とは、図１１のように各フレームの前後にオーバーラップ部分のデータを追加する手段である。より具体的に記載すれば、図１１の２フレーム目であれば前後に灰色時刻に相当するデータを追加する手段である。
　オーバーラップ除去手段１００１とは、オーバーラップ追加手段１０００とは逆に、各フレームの前後に追加したオーバーラップ部分のデータを削除する手段である。より具体的に記載すれば、図１１の２フレーム目であれば前後に灰色時刻に相当するデータを除去する手段である。
　本実施形態によれば、上述した第１実施形態と同様に、デジタル信号処理手段２０３の数を削減することが出来る。デジタル信号処理手段２０３の数を削減することができた結果、システム全体の回路規模を削減することができる。
　上述した第１実施形態の場合はフレームの先頭の誤差を推定するのにそれより前のデータを使用することが出来ないが、本実施形態はフレームの先頭より前のデータを用いてフレームの先頭の誤差を推定できる。これにより、デジタル信号処理手段２０３．１～２０３．Ｂにより多くのアルゴリズムを採用出来、より良い補償を行うことが可能となる。
　〔第７実施形態〕
　次に、本発明の第７実施形態による受信装置について、説明する。本実施形態は、より具体化された受信装置に関するものである。図１２は、本発明の第７実施形態による受信装置を示したブロック図である。第１実施形態による受信装置と同様な構成には、同じ参照番号を付して、その詳細な説明は省略することとする。
　第７実施形態の受信装置は、第１実施形態の受信装置と同様に、複数のＡＤＣ２００、ＳＮ比推定手段２０１、第一記録手段２０２、複数のデジタル信号処理手段２０３、スイッチ手段２０４、および第二記録手段２０５を含む。さらに第７実施形態の受信装置は、第１実施形態の受信装置と同様に、合成手段２０６、およびスケジュール手段２０９を含む。
　図１２の受信装置では第１実施形態の受信装置と同様に、複数のＡＤＣ２００の一例として、Ａ個のアナログ信号を入力し、Ａ個のデジタル信号を生成するＡＤＣ２００．１～２００．Ａの場合を示す。さらに、図１２の受信装置では第１実施形態の受信装置と同様に、複数のデジタル信号処理手段２０３の一例として、Ｂ個のデジタル信号処理手段２０３．１～２０３．Ｂを備えた場合を示す。
　さらに第７実施形態の受信装置は、モード分離器１２００、複数の受信光学系１２０１、および複数の増幅器１２０２を含む。図１２では複数の受信光学系１２０１の一例として、Ａ個の受信光学系１２０１．１～１２０１．Ａの場合を示す。図１２では複数の増幅器１２０２の一例として、Ａ個の増幅器１２０２．１～１２０２．Ａの場合を示す。
　言い換えると、第７実施形態は第１実施形態に、特許文献１などのモード分離器１２００、受信光学系１２０１．１～１２０１．Ａ、増幅器１２０２．１～１２０２．Ａを追加した形態である。
　モード分離器１２００は、マルチモードファイバ１２０３からの出力を入力とし、Ａ個の固有伝搬モードに分離し、シングルモードファイバに各固有伝搬モードの信号を出力するものである。
　受信光学系１２０１．１～１２０１．Ａは、遅延干渉器や９０度ハイブリッドなど各変調方式に合わせた光学系である。増幅器１２０２．１～１２０２．Ａは、受信光学系１２０１．１～１２０１．Ａから出力された電気の値をＡＤＣ２００．１～２００．Ａの性能を最大限引き出すように電気の値を増幅するものである。
　本実施形態によれば、上述した第１実施形態と同様に、デジタル信号処理手段２０３の数を削減することが出来る。デジタル信号処理手段２０３の数を削減することができた結果、システム全体の回路規模を削減することができる。
　さらに本実施形態によれば、デジタル信号処理の回路規模を固有伝搬モード数分増やさず、同程度の誤り率を実現できる効果がある。
　以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上述した各実施形態の特徴を、他の実施形態による受信装置に組み合わせて構成することもできる。例えば、第４実施形態の第二合成手段８００を、第２実施形態、第３実施形態や第５実施形態～第７実施形態の受信装置に組み合わせて、受信装置を構成することも考えられる。また第５実施形態のスループット平滑化手段９００を、第２実施形態～第４実施形態、第６実施形態や第７実施形態の受信装置に組み合わせて、受信装置を構成することも考えられる。
　また本発明の受信装置は、一つの送信信号を複数の受信器で受信し、受信した複数の信号を合成して復号処理を行う受信装置に用いられる。特に、レーザー光を大気中に伝搬させて通信を行う光空間通信に用いられる。また、当該技術は光ファイバ通信および無線通信にも適用可能である。請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲に含まれることはいうまでもない。
　〔その他の実施形態〕
　上述した光空間通信の受信装置は、上述した動作を実現するプログラムを実行できる情報処理装置によっても実現され得る。このプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体の形態で、流通され得る。このような記録媒体に記録されたプログラムを読み込んで、情報処理装置で実行することにより、上述した実施形態の受信装置をソフトウェア的に実現することもできる。
　図１３（ａ）は本発明のその他の実施形態による受信装置のための情報処理装置を示したブロック図であり、図１３（ｂ）は図１３（ａ）の情報処理装置により実現される受信装置を示すブロック図である。図１３（ａ）の情報処理装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１３０１や、ＲＡＭ（Random Access Memory）などで構成されるメモリ１３０２を、含む。
　このようなハードウェア構成の情報処理装置で、図１３（ｂ）の第一記録手段１３１１、スイッチ手段１３１２、ＳＮ比推定手段１３１３、スケジュール手段１３１４、およびデジタル信号処理手段１３１５の一部又は全部は実現され得る。またこのようなハードウェア構成の情報処理装置で、図１３（ｂ）の第二記録手段１３１６、および合成手段１３１７の一部又は全部は実現され得る。図１３（ａ）の情報処理装置に、受信装置の制御プログラムを読み込んで実行させることによっても、本発明の実施形態の受信装置は実現できる。
　また、この受信装置の制御プログラムは、プログラムを記録した記録媒体の形態で、流通され得る。このプログラムは、ＣＦ（Compact Flash（登録商標））及びＳＤ（Secure Digital）等の汎用的な半導体記録デバイス、フレキシブルディスク（Flexible Disk）等の磁気記録媒体、又はＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）などの光学記録媒体などの形態で、流通され得る。
　（課題を解決するための手段のまとめ）
　複数の入力信号から、一つのデータを復号するデータ受信装置において、
　前記複数の入力信号に対して信号処理を行う少なくとも２以上のデジタル信号処理手段と、
　前記複数の入力信号を一時的に記録する第一記録手段と、
　前記複数の入力信号もしくは前記第一記録手段に記録された値を前記デジタル信号処理手段に供給するスイッチ手段と、
　前記複数の入力信号の各々のＳ／Ｎ比を推定し、前記複数の入力信号の合成数と合成する信号を決定するＳＮ比推定手段と、
　前記デジタル信号処理手段から出力された値を一時的に記録する第二記録手段と、
　前記第二記録手段に記録された複数のデータを用いて合成する合成手段と、
　前記ＳＮ比推定手段の結果に基づいて前記の全手段の制御を行うスケジュール手段とを有し、
　前記スケジュール手段は、
　前記第一記録手段に記録された前記入力信号の数が前記デジタル信号処理手段の数よりも多い時もしくは等しい時は、前記デジタル信号処理手段は前記第一記録手段に記録された時刻が早い順に処理し、および、当該時刻の前記入力信号のうち前記ＳＮ比推定手段が合成すると決定した信号を前記第一記録手段に記録し、
　前記第一記録手段に記録された前記入力信号の数が前記デジタル信号処理手段の数よりも少ない時は、前記デジタル信号処理手段は前記第一記録手段に記録された信号と前記入力信号を処理し、前記デジタル信号処理手段で処理する前記入力信号の数が前記ＳＮ比推定手段によって決定された合成数よりも少ない時は前記ＳＮ比推定手段が決定した信号のうち前記デジタル信号処理手段で処理しない信号のみを前記第一記録手段に記録するように制御を行うデータ受信装置。
　（実施形態による効果のまとめ）
　本発明の実施形態の第一の効果は、デジタル信号処理手段（ＤＳＰ）の回路規模を削減できることである。
　その理由は、スケジュール手段は、第一記録手段に記録された入力信号の数がデジタル信号処理手段の数よりも多い時もしくは等しい時は、デジタル信号処理手段は第一記録手段に記録された時刻が早い順に処理し、および、当該時刻の入力信号のうちＳＮ比推定手段が合成すると決定した信号を第一記録手段に記録し、第一記録手段に記録された入力信号の数がデジタル信号処理手段の数よりも少ない時は、デジタル信号処理手段は第一記録手段に記録された信号と入力信号を処理し、デジタル信号処理手段で処理する入力信号の数がＳＮ比推定手段によって決定された合成数よりも少ない時はＳＮ比推定手段が決定した信号のうちデジタル信号処理手段で処理しない信号のみを第一記録手段に記録するように制御するためである。
　このように制御することで、必要となるデジタル信号処理手段の数は、通信を安定化させるのに必要となる平均の数とすることができ、デジタル信号処理手段の数を削減することが出来る。
　本発明の実施形態の第二の効果は、第一の効果の副次的な効果であるが、消費電力の削減、チップ歩留まり率向上などの効果がある。
　上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）複数の入力信号から、一つのデータを復号するデータ受信装置において、
前記複数の入力信号に対して信号処理を行う少なくとも２以上のデジタル信号処理手段と、
前記複数の入力信号を一時的に記録する第一記録手段と、
前記複数の入力信号もしくは前記第一記録手段に記録された値を前記デジタル信号処理手段に供給するスイッチ手段と、
前記複数の入力信号の各々のＳ／Ｎ比を推定し、前記複数の入力信号の合成数と合成する信号を決定するＳＮ比推定手段と、
前記デジタル信号処理手段から出力された値を一時的に記録する第二記録手段と、
前記第二記録手段に記録された複数のデータを用いて合成する合成手段と、
前記ＳＮ比推定手段の結果に基づいて全体制御を行うスケジュール手段と
を有し、
前記スケジュール手段は、
前記第一記録手段に記録された前記入力信号の数が前記デジタル信号処理手段の数よりも多いときもしくは等しいときは、前記デジタル信号処理手段に前記第一記録手段に記録された時刻が早い順に処理させ、および、当該時刻の前記入力信号のうち前記ＳＮ比推定手段が合成すると決定した信号を前記第一記録手段に記録させ、
前記第一記録手段に記録された前記入力信号の数が前記デジタル信号処理手段の数よりも少ないときは、前記デジタル信号処理手段に前記第一記録手段に記録された信号と前記入力信号を処理させ、前記デジタル信号処理手段で処理する前記入力信号の数が前記ＳＮ比推定手段によって決定された合成数よりも少ないときは前記ＳＮ比推定手段が決定した信号のうち前記デジタル信号処理手段で処理しない信号のみを前記第一記録手段に記録させる
ように制御を行うデータ受信装置。
（付記２）付記１記載のデータ受信装置は、複数のアナログ信号を受信し、
前記複数のアナログ信号から前記データ信号を生成するアナログデジタル変換手段と、前記アナログ信号の受信強度をモニタするモニタ手段と、
を有し、
前記ＳＮ比推定手段は前記モニタ手段から得られる値に基づいてＳ／Ｎ比を推定する
ことを特徴とするデータ受信装置。
（付記３）付記１記載のデータ受信装置は、複数のアナログ信号を受信し、
前記複数のアナログ信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段から出力された信号から前記データ信号を生成するアナログデジタル変換手段と、
を有し、
前記ＳＮ比推定手段は前記増幅手段の増幅率に基づいてＳ／Ｎ比を推定する
ことを特徴とするデータ受信装置。
（付記４）付記１乃至付記３のいずれか一つに記載のデータ受信装置において、
前記デジタル信号処理手段と前記第二記録手段との間に第二合成手段を有する
ことを特徴とするデータ受信装置。
（付記５）付記１乃至付記４のいずれか一つに記載のデータ受信装置において、
前記スイッチ手段と前記第一記録手段との間にスループットを平滑化するスループット平滑化手段を有する
ことを特徴とするデータ受信装置。
（付記６）付記１乃至付記５のいずれか一つに記載のデータ受信装置において、
前記データを故意にオーバーラップさせるオーバーラップ追加手段と、
前記オーバーラップ追加手段が追加したオーバーラップ部分を除去するオーバーラップ除去手段と、を有する
ことを特徴とするデータ受信装置。
（付記７）付記１乃至付記６のいずれか一つに記載のデータ受信装置において、
前記ＳＮ比推定手段は、前記複数の入力信号を合成しても所定の誤り率以下を実現できない場合は、当該データを処理しないように動作する
ことを特徴とするデータ受信装置。
（付記８）付記１乃至付記７のいずれか一つに記載のデータ受信装置と、
モード分離器と、前記複数の入力信号を前記データ受信装置に与える複数の受信光学系と、を含む
光空間通信の受信装置。
（付記９）複数の入力信号から、一つのデータを復号するデータ受信装置の制御方法であって、
前記データ受信装置は、
複数の入力信号を一時的に記録する第一記録手段と、
前記複数の入力信号の各々のＳ／Ｎ比を推定し、前記複数の入力信号の合成数と合成する信号を決定するＳＮ比推定手段と、
前記複数の入力信号に対して信号処理を行う少なくとも２以上のデジタル信号処理手段と、
複数の入力信号もしくは前記第一記録手段に記録された値を前記デジタル信号処理手段に供給するスイッチ手段と、
前記デジタル信号処理手段から出力されたデータを一時的に記録する第二記録手段と、
前記第二記録手段に記録された複数のデータを用いて合成する合成手段と、
前記ＳＮ比推定手段の結果に基づいて全体制御を行うスケジュール手段と
を有し、
前記スケジュール手段は、
前記第一記録手段に記録された前記入力信号の数が前記デジタル信号処理手段の数よりも多いときもしくは等しいときは、前記デジタル信号処理手段は前記第一記録手段に記録された時刻が早い順に処理し、および、当該時刻の前記入力信号のうち前記ＳＮ比推定手段が合成すると決定した信号を前記第一記録手段に記録し、
前記第一記録手段に記録された前記入力信号の数が前記デジタル信号処理手段の数よりも少ないときは、前記デジタル信号処理手段は前記第一記録手段に記録された信号と前記入力信号を処理し、前記デジタル信号処理手段で処理する前記入力信号の数が前記ＳＮ比推定手段によって決定された合成数よりも少ないときは前記ＳＮ比推定手段が決定した信号のうち前記デジタル信号処理手段で処理しない信号のみを前記第一記録手段に記録するように制御する
データ受信装置の制御方法。
（付記１０）付記９記載のデータ受信装置の制御方法は、
複数のアナログ信号を受信し、
前記複数のアナログ信号から前記データ信号を生成し、
前記アナログ信号の受信強度をモニタし、
前記ＳＮ比推定手段は前記アナログ信号の受信強度のモニタ結果に基づいてＳ／Ｎ比を推定する
ことを特徴とするデータ受信装置の制御方法。
（付記１１）付記９記載のデータ受信装置の制御方法は、
複数のアナログ信号を受信し、
前記複数のアナログ信号を増幅し、
前記増幅された複数のアナログ信号から前記データ信号を生成し、
前記ＳＮ比推定手段は前記複数のアナログ信号の増幅率に基づいてＳ／Ｎ比を推定する
ことを特徴とするデータ受信装置の制御方法。
（付記１２）付記９乃至付記１１のいずれか一つに記載のデータ受信装置の制御方法において、
前記第二記録手段は、前記デジタル信号処理手段から出力された一部の信号のみを記録するように動作を変更した
ことを特徴とするデータ受信装置の制御方法。
（付記１３）付記９乃至付記１２のいずれか一つに記載のデータ受信装置の制御方法において、
前記スイッチ手段と前記第一記録手段との間でスループットを平滑化する
ことを特徴とするデータ受信装置の制御方法。
（付記１４）付記９乃至付記１３のいずれか一つに記載のデータ受信装置の制御方法において、
前記スイッチ手段に入力される複数の入力信号の前記データを故意にオーバーラップさせ、
前記デジタル信号処理手段から出力された前記データのオーバーラップ部分を除去する
ことを特徴とするデータ受信装置の制御方法。
（付記１５）付記９乃至付記１４のいずれか一つに記載のデータ受信装置の制御方法において、
前記ＳＮ比推定手段は、前記複数の入力信号を合成しても所定の誤り率以下を実現できない場合は、当該データを処理しないように
動作することを特徴とするデータ受信装置の制御方法。
（付記１６）複数の入力信号から、一つのデータを復号するデータ受信装置の制御プログラムであって、
コンピュータを、
前記複数の入力信号に対して信号処理を行う少なくとも２以上のデジタル信号処理手段と、
前記複数の入力信号を一時的に記録する第一記録手段と、
前記複数の入力信号もしくは前記第一記録手段に記録された値を前記デジタル信号処理手段に供給するスイッチ手段と、
前記複数の入力信号の各々のＳ／Ｎ比を推定し、前記複数の入力信号の合成数と合成する信号を決定するＳＮ比推定手段と、
前記デジタル信号処理手段から出力された値を一時的に記録する第二記録手段と、
前記第二記録手段に記録された複数のデータを用いて合成する合成手段と、
前記ＳＮ比推定手段の結果に基づいて全体制御を行うスケジュール手段と
して、機能させ、
前記スケジュール手段は、
前記第一記録手段に記録された前記入力信号の数が前記デジタル信号処理手段の数よりも多いときもしくは等しいときは、前記デジタル信号処理手段は前記第一記録手段に記録された時刻が早い順に処理し、および、当該時刻の前記入力信号のうち前記ＳＮ比推定手段が合成すると決定した信号を前記第一記録手段に記録し、
前記第一記録手段に記録された前記入力信号の数が前記デジタル信号処理手段の数よりも少ないときは、前記デジタル信号処理手段は前記第一記録手段に記録された信号と前記入力信号を処理し、前記デジタル信号処理手段で処理する前記入力信号の数が前記ＳＮ比推定手段によって決定された合成数よりも少ないときは前記ＳＮ比推定手段が決定した信号のうち前記デジタル信号処理手段で処理しない信号のみを前記第一記録手段に記録する
ように制御を行うデータ受信装置の制御プログラム。
（付記１７）付記１６記載のデータ受信装置の制御プログラムは、
前記データ受信装置は複数のアナログ信号を受信し、
前記コンピュータを、
前記複数のアナログ信号から前記データ信号を生成するアナログデジタル変換手段と、
前記アナログ信号の受信強度をモニタするモニタ手段として機能させ、
前記ＳＮ比推定手段が前記モニタ手段から得られる値に基づいてＳ／Ｎ比を推定するように機能させる
ことを特徴とするデータ受信装置の制御プログラム。
（付記１８）付記１６記載のデータ受信装置の制御プログラムは、
前記データ受信装置は複数のアナログ信号を受信し、
前記コンピュータを、
前記複数のアナログ信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段から出力された信号から前記データ信号を生成するアナログデジタル変換手段として機能させ、
前記ＳＮ比推定手段が前記増幅手段の増幅率に基づいてＳ／Ｎ比を推定するように機能させる
ことを特徴とするデータ受信装置の制御プログラム。
（付記１９）付記１６乃至付記１８のいずれか一つに記載のデータ受信装置の制御プログラムは、
前記コンピュータを、
前記第二記録手段が、前記デジタル信号処理手段から出力された一部の信号のみを記録するように動作を変更させる
ことを特徴とするデータ受信装置の制御プログラム。
（付記２０）付記１６乃至付記１９のいずれか一つに記載のデータ受信装置の制御プログラムは、
前記コンピュータを、
前記スイッチ手段と前記第一記録手段との間でスループットを平滑化するスループット平滑化手段としてさらに機能させる
ことを特徴とするデータ受信装置の制御プログラム。
（付記２１）付記１６乃至付記２０のいずれか一つに記載のデータ受信装置の制御プログラムは、
前記コンピュータを、
前記データを故意にオーバーラップさせるオーバーラップ追加手段と、
前記オーバーラップ追加手段が追加したオーバーラップ部分を除去するオーバーラップ除去手段と、してさらに機能させる
ことを特徴とするデータ受信装置の制御プログラム。
（付記２２）付記１６乃至付記２１のいずれか一つに記載のデータ受信装置の制御プログラムは、
前記コンピュータを、
前記ＳＮ比推定手段が、前記複数の入力信号を合成しても所定の誤り率以下を実現できない場合は、当該データを処理しないように動作させる
ことを特徴とするデータ受信装置の制御プログラム。
　以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。
　この出願は、２０１６年３月２９日に出願された日本出願特願２０１６－６５８７８号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
　１０１、２０１　　ＳＮ比推定手段
　１０２、２０２　　第一記録手段
　１０３、２０３、２０３．１～２０３．Ｂ　　デジタル信号処理手段
　１０４、２０４　　スイッチ手段
　１０５、２０５　　第二記録手段
　１０６、２０６　　合成手段
　１０９、２０９　　スケジュール手段
　２００、２００．１～２００．Ａ　　ＡＤＣ
　６００　　モニタ手段
　７００、７００．１～７００．Ａ　　増幅手段
　８００　　第二合成手段
　９００　　スループット平滑化手段
　１０００　　オーバーラップ追加手段
　１００１　　オーバーラップ除去手段
　１２００　　モード分離器
　１２０１、１２０１．１～１２０１．Ａ　　受信光学系
　１２０２、１２０２．１～１２０２．Ａ　　増幅器
　１２０３　　マルチモードファイバ
　１３０１　　ＣＰＵ
　１３０２　　メモリ

Claims (22)

  1. 　複数の入力信号から、一つのデータを復号するデータ受信装置において、
    　前記複数の入力信号に対して信号処理を行う少なくとも２以上のデジタル信号処理手段と、
    　前記複数の入力信号を一時的に記録する第一記録手段と、
    　前記複数の入力信号もしくは前記第一記録手段に記録された値を前記デジタル信号処理手段に供給するスイッチ手段と、
    　前記複数の入力信号の各々のＳ／Ｎ比を推定し、前記複数の入力信号の合成数と合成する信号を決定するＳＮ比推定手段と、
    　前記デジタル信号処理手段から出力された値を一時的に記録する第二記録手段と、
    　前記第二記録手段に記録された複数のデータを用いて合成する合成手段と、
    　前記ＳＮ比推定手段の結果に基づいて全体制御を行うスケジュール手段と
    を有し、
    　前記スケジュール手段は、
    　前記第一記録手段に記録された前記入力信号の数が前記デジタル信号処理手段の数よりも多いときもしくは等しいときは、前記デジタル信号処理手段に前記第一記録手段に記録された時刻が早い順に処理させ、および、当該時刻の前記入力信号のうち前記ＳＮ比推定手段が合成すると決定した信号を前記第一記録手段に記録させ、
    　前記第一記録手段に記録された前記入力信号の数が前記デジタル信号処理手段の数よりも少ないときは、前記デジタル信号処理手段に前記第一記録手段に記録された信号と前記入力信号を処理させ、前記デジタル信号処理手段で処理する前記入力信号の数が前記ＳＮ比推定手段によって決定された合成数よりも少ないときは前記ＳＮ比推定手段が決定した信号のうち前記デジタル信号処理手段で処理しない信号のみを前記第一記録手段に記録させる
    ように制御を行うデータ受信装置。
  2. 　請求項１記載のデータ受信装置は、複数のアナログ信号を受信し、
    　前記複数のアナログ信号から前記データ信号を生成するアナログデジタル変換手段と、
    　前記アナログ信号の受信強度をモニタするモニタ手段と、
    を有し、
    　前記ＳＮ比推定手段は前記モニタ手段から得られる値に基づいてＳ／Ｎ比を推定する
    ことを特徴とするデータ受信装置。
  3. 　請求項１記載のデータ受信装置は、複数のアナログ信号を受信し、
    　前記複数のアナログ信号を増幅する増幅手段と、
    　前記増幅手段から出力された信号から前記データ信号を生成するアナログデジタル変換手段と、
    を有し、
    　前記ＳＮ比推定手段は前記増幅手段の増幅率に基づいてＳ／Ｎ比を推定する
    ことを特徴とするデータ受信装置。
  4. 　請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のデータ受信装置において、
    　前記デジタル信号処理手段と前記第二記録手段との間に第二合成手段を有する
    ことを特徴とするデータ受信装置。
  5. 　請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のデータ受信装置において、
    　前記スイッチ手段と前記第一記録手段との間にスループットを平滑化するスループット平滑化手段を有する
    ことを特徴とするデータ受信装置。
  6. 　請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のデータ受信装置において、
    　前記データを故意にオーバーラップさせるオーバーラップ追加手段と、
    　前記オーバーラップ追加手段が追加したオーバーラップ部分を除去するオーバーラップ除去手段と、を有する
    ことを特徴とするデータ受信装置。
  7. 　請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のデータ受信装置において、
    　前記ＳＮ比推定手段は、前記複数の入力信号を合成しても所定の誤り率以下を実現できない場合は、当該データを処理しないように動作する
    ことを特徴とするデータ受信装置。
  8. 　請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のデータ受信装置と、モード分離器と、前記複数の入力信号を前記データ受信装置に与える複数の受信光学系と、を含む光空間通信の受信装置。
  9. 　複数の入力信号から、一つのデータを復号するデータ受信装置の制御方法であって、
    　前記データ受信装置は、
    　複数の入力信号を一時的に記録する第一記録手段と、
    　前記複数の入力信号の各々のＳ／Ｎ比を推定し、前記複数の入力信号の合成数と合成する信号を決定するＳＮ比推定手段と、
    　前記複数の入力信号に対して信号処理を行う少なくとも２以上のデジタル信号処理手段と、
    　複数の入力信号もしくは前記第一記録手段に記録された値を前記デジタル信号処理手段に供給するスイッチ手段と、
    　前記デジタル信号処理手段から出力された値を一時的に記録する第二記録手段と、
    　前記第二記録手段に記録された複数のデータを用いて合成する合成手段と、
    　前記ＳＮ比推定手段の結果に基づいて全体制御を行うスケジュール手段と
    を有し、
    　前記スケジュール手段は、
    　前記第一記録手段に記録された前記入力信号の数が前記デジタル信号処理手段の数よりも多いときもしくは等しいときは、前記デジタル信号処理手段は前記第一記録手段に記録された時刻が早い順に処理し、および、当該時刻の前記入力信号のうち前記ＳＮ比推定手段が合成すると決定した信号を前記第一記録手段に記録し、
    　前記第一記録手段に記録された前記入力信号の数が前記デジタル信号処理手段の数よりも少ないときは、前記デジタル信号処理手段は前記第一記録手段に記録された信号と前記入力信号を処理し、前記デジタル信号処理手段で処理する前記入力信号の数が前記ＳＮ比推定手段によって決定された合成数よりも少ないときは前記ＳＮ比推定手段が決定した信号のうち前記デジタル信号処理手段で処理しない信号のみを前記第一記録手段に記録するように制御する
    データ受信装置の制御方法。
  10. 　請求項９記載のデータ受信装置の制御方法は、
    　複数のアナログ信号を受信し、
    　前記複数のアナログ信号から前記データ信号を生成し、
    　前記アナログ信号の受信強度をモニタし、
    　前記ＳＮ比推定手段は前記アナログ信号の受信強度のモニタ結果に基づいてＳ／Ｎ比を推定する
    ことを特徴とするデータ受信装置の制御方法。
  11. 　請求項９記載のデータ受信装置の制御方法は、
    　複数のアナログ信号を受信し、
    　前記複数のアナログ信号を増幅し、
    　前記増幅された複数のアナログ信号から前記データ信号を生成し、
    　前記ＳＮ比推定手段は前記複数のアナログ信号の増幅率に基づいてＳ／Ｎ比を推定する
    ことを特徴とするデータ受信装置の制御方法。
  12. 　請求項９乃至請求項１１のいずれか一項に記載のデータ受信装置の制御方法において、前記第二記録手段は、前記デジタル信号処理手段から出力された一部の信号のみを記録するように動作を変更したことを特徴とするデータ受信装置の制御方法。
  13. 　請求項９乃至請求項１２のいずれか一項に記載のデータ受信装置の制御方法において、前記スイッチ手段と前記第一記録手段との間でスループットを平滑化することを特徴とするデータ受信装置の制御方法。
  14. 　請求項９乃至請求項１３のいずれか一項に記載のデータ受信装置の制御方法において、前記スイッチ手段に入力される複数の入力信号の前記データを故意にオーバーラップさせ、
    前記デジタル信号処理手段から出力された前記データのオーバーラップ部分を除去することを特徴とするデータ受信装置の制御方法。
  15. 　請求項９乃至請求項１４のいずれか一項に記載のデータ受信装置の制御方法において、前記ＳＮ比推定手段は、前記複数の入力信号を合成しても所定の誤り率以下を実現できない場合は、当該データを処理しないように動作することを特徴とするデータ受信装置の制御方法。
  16. 　複数の入力信号から、一つのデータを復号するデータ受信装置の制御プログラムを記録したプログラム記録媒体であって、
    　コンピュータを、
    　前記複数の入力信号に対して信号処理を行う少なくとも２以上のデジタル信号処理手段と、
    　前記複数の入力信号を一時的に記録する第一記録手段と、
    　前記複数の入力信号もしくは前記第一記録手段に記録された値を前記デジタル信号処理手段に供給するスイッチ手段と、
    　前記複数の入力信号の各々のＳ／Ｎ比を推定し、前記複数の入力信号の合成数と合成する信号を決定するＳＮ比推定手段と、
    　前記デジタル信号処理手段から出力された値を一時的に記録する第二記録手段と、
    　前記第二記録手段に記録された複数のデータを用いて合成する合成手段と、
    　前記ＳＮ比推定手段の結果に基づいて全体制御を行うスケジュール手段と
    して、機能させ、
    　前記スケジュール手段は、
    　前記第一記録手段に記録された前記入力信号の数が前記デジタル信号処理手段の数よりも多いときもしくは等しいときは、前記デジタル信号処理手段は前記第一記録手段に記録された時刻が早い順に処理し、および、当該時刻の前記入力信号のうち前記ＳＮ比推定手段が合成すると決定した信号を前記第一記録手段に記録し、
    　前記第一記録手段に記録された前記入力信号の数が前記デジタル信号処理手段の数よりも少ないときは、前記デジタル信号処理手段は前記第一記録手段に記録された信号と前記入力信号を処理し、前記デジタル信号処理手段で処理する前記入力信号の数が前記ＳＮ比推定手段によって決定された合成数よりも少ないときは前記ＳＮ比推定手段が決定した信号のうち前記デジタル信号処理手段で処理しない信号のみを前記第一記録手段に記録する
    ように制御を行うデータ受信装置の制御プログラムを記録したプログラム記録媒体。
  17. 　請求項１６記載のデータ受信装置の制御プログラムを記録したプログラム記録媒体は、
    　前記データ受信装置は複数のアナログ信号を受信し、
    　前記コンピュータを、
    　前記複数のアナログ信号から前記データ信号を生成するアナログデジタル変換手段と、
    　前記アナログ信号の受信強度をモニタするモニタ手段として機能させ、
    　前記ＳＮ比推定手段が前記モニタ手段から得られる値に基づいてＳ／Ｎ比を推定するように機能させる
    ことを特徴とするデータ受信装置の制御プログラムを記録したプログラム記録媒体。
  18. 　請求項１６記載のデータ受信装置の制御プログラムを記録したプログラム記録媒体は、
    　前記データ受信装置は複数のアナログ信号を受信し、
    　前記コンピュータを、
    　前記複数のアナログ信号を増幅する増幅手段と、
    　前記増幅手段から出力された信号から前記データ信号を生成するアナログデジタル変換手段として機能させ、
    　前記ＳＮ比推定手段が前記増幅手段の増幅率に基づいてＳ／Ｎ比を推定するように機能させる
    ことを特徴とするデータ受信装置の制御プログラムを記録したプログラム記録媒体。
  19. 　請求項１６乃至請求項１８のいずれか一項に記載のデータ受信装置の制御プログラムを記録したプログラム記録媒体は、
    　前記コンピュータを、
    　前記第二記録手段が、前記デジタル信号処理手段から出力された一部の信号のみを記録するように動作を変更させる
    ことを特徴とするデータ受信装置の制御プログラムを記録したプログラム記録媒体。
  20. 　請求項１６乃至請求項１９のいずれか一項に記載のデータ受信装置の制御プログラムを記録したプログラム記録媒体は、
    　前記コンピュータを、
    　前記スイッチ手段と前記第一記録手段との間でスループットを平滑化するスループット平滑化手段としてさらに機能させる
    ことを特徴とするデータ受信装置の制御プログラムを記録したプログラム記録媒体。
  21. 　請求項１６乃至請求項２０のいずれか一項に記載のデータ受信装置の制御プログラムを記録したプログラム記録媒体は、
    　前記コンピュータを、
    　前記データを故意にオーバーラップさせるオーバーラップ追加手段と、
    　前記オーバーラップ追加手段が追加したオーバーラップ部分を除去するオーバーラップ除去手段と、してさらに機能させる
    ことを特徴とするデータ受信装置の制御プログラムを記録したプログラム記録媒体。
  22. 　請求項１６乃至請求項２１のいずれか一項に記載のデータ受信装置の制御プログラムを記録したプログラム記録媒体は、
    　前記コンピュータを、
    　前記ＳＮ比推定手段が、前記複数の入力信号を合成しても所定の誤り率以下を実現できない場合は、当該データを処理しないように動作させる
    ことを特徴とするデータ受信装置の制御プログラムを記録したプログラム記録媒体。
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