所表示的符号的信号。
[0082] 波长色散补偿部85对从AD转换器84输入的符号补偿由于波长色散所造成的波 长失真。自适应均衡部86对在波长色散补偿部85中补偿了波形失真的符号补偿由于线 性极化串扰、极化模色散等而产生的失真。频率偏移补偿部87对在自适应均衡部86中补 偿了失真的符号补偿由于在发送光信号的发送装置与接收装置80之间会发生的频率偏移 所造成的影响。频率偏移例如由于在发送装置和接收装置中使用的本地振荡激光的频移 (frequencyshift)而产生。
[0083] 相位周跳减少部88和相位补偿部89对在频率偏移补偿部87中补偿了频率偏移 的符号进行相位的补偿来减少相位周跳的发生。纠错/判定部90在对在相位补偿部89中 补偿了相位的符号进行解调并进行了针对通过解调得到的数据的检错和纠错之后，将数据 输入到客户端接口 91。客户端接口 91根据在连接于接收装置的后级的装置中使用的信号 格式、帖结构对从纠错/判定部90输入的数据进行变换并输出。
[0084] 在接收装置80中，向包括从波长色散补偿部85到客户端接口 91的数字信号处理 部92输入使用相干检波将接收到的光信号变换为电信号并将电信号变换为数字信号后的 接收信号。输入到数字信号处理部92的接收信号是示出数据基于在发送装置中使用的调 制方式而被映射的符号序列的信号。在接收装置80中，在光纤传输路径、发送装置和接收 装置中附加的波形的失真和噪声在波长色散补偿部85、自适应均衡部86中被减少或补偿。
[0085] 本实施例的相位补偿部89的目的在于，估计并去除或减少叠加于载波的相位噪 声。在此，对相位周跳减少部88和相位补偿部89进行详述。
[0086] 在相位补偿部89中，根据接收符号序列进行载波相位估计。当所谓的外来值分散 于在载波相位估计中使用的接收符号序列的符号之中时，不能进行精度良好的载波相位估 计，发生相位周跳。在相位补偿部89中，具有如下功能；针对前述接收符号序列的各符号， 施行统计处理，由此，检测所谓的外来值，减少外来值符号影响，之后进行载波相位估计。
[0087] 在相位周跳减少部88中，使用频率偏移补偿部87的输出来检测相位周跳的发生， 对被施行了由于相位周跳而错误的相位补偿的接收符号施行因相位周跳而错误的量的相 位补偿。
[008引（第；实施方式） 图5是示出第=实施方式的相位补偿电路的结构的框图。在该相位补偿电路中，相位 周跳减少部/载波相位估计部501和载波相位补偿部60相当于图4所示的相位周跳减少 部88,相位周跳判定/补偿部70相当于图4所示的相位补偿部89。
[0089] 依次输入到相位补偿电路的输入符号被输入到作为N乘方电路起作用的增益调 整电路51 (W下，记载为N乘方电路)和延迟电路61。但是，记载N乘方电路来作为增益调 整电路51的一个例子，并不限定于此。N乘方电路51对输入符号进行N乘方。针对输入符 号的N乘方的运算是为了消去在各符号中冗余的2比特（1，1)、（1，-1)、（-1，1)和（-1，-1) 的数据依赖性。
[0090] 抽头系数计算电路56通过对经N乘方的输入符号施行统计处理来检测外来值。抽 头系数计算电路56为了减少该外来值的影响而计算在外来值中与符号对应的抽头系数并 输出。在通过乘法电路57将前述抽头系数乘W前后的输入符号的N乘方值之后，平均化电 路52对由N乘方电路所计算的输入符号的N乘方值按照每M个平均化窗口宽度在复平面 上合计，由此，进行平均化，降低噪声分量。
[0091] 角度计算电路53计算在平均化电路52中平均化后的符号(复数)的偏角。在角度 计算电路53中，例如通过arctan(Q/I)将符号变换为角度。包括于角度计算电路53的展 开电路对在角度计算电路53计算的角度中残留的任意性（360°Xn，n为整数）进行校正。 具体而言，展开电路W针对一个前的输入符号的角度与现在的角度之差变小的方式对角度 进行校正。
[0092] 除法电路54使在展开电路中校正后的角度为（1/N)倍来计算载波相位估计值。复 数计算电路55计算将由除法电路54所计算的载波相位估计值作为偏角的大小1的复数， 并输出到乘法电路62。
[0093] 延迟电路61对输入符号施加从N乘方电路51到复数计算电路55的运算所需要 的时间量的延迟，将输入符号在与该输入符号对应的大小1的复数相同的定时输出到乘法 电路62。乘法电路62将由延迟电路61施加了延迟的输入符号乘W由复数计算电路55所 计算的复数，对包括于输入符号的相位噪声等进行补偿。
[0094] 另一方面，所计算的估计误差相位经由LPF71输入到延迟差分电路72。延迟差分 电路72计算估计误差相位的时间变动。跳变判定部73基于由延迟差分部72所计算的估 计误差相位的时间变动来判定针对输入信号是否发生了相位周跳。相位周跳的判定存在90 度、-90度、180度度3种，而该些能够通过时间变动的极性和绝对值来判定。
[0095] 在跳变判定部73中判定为发生了相位周跳的情况下，跳变补偿部75针对由载波 (carrier)相位补偿部60减少了相位误差的输入信号进行相位周跳的补偿。
[0096] 相位周跳补偿在90度跳变判定时对相位周跳发生时W后的相位估计值进行90度 的减法运算。在-90度跳变判定时，对相位估计值进行90度的加法运算。在180度跳变判 定时，对相位估计值进行180度的加法(或减法）运算。
[0097] 跳变补偿部75将对输入信号进行相位周跳的补偿而得到的信号作为输出信号进 行输出。此外，在跳变判定部73中判定为未发生相位周跳的情况下，跳变补偿部75将由载 波相位补偿部60减少了相位误差的输入信号作为输出信号进行输出。
[009引（第四实施方式） 接着，对本发明的实施方式的相位补偿电路的概要进行说明。图6是示出本发明的第 四实施方式的相位补偿电路的结构的框图。相位补偿电路在光通信系统中被用于光接收装 置。如该图所示，相位补偿电路具备：载波相位估计部1、载波相位补偿部2、延迟差分部3、 跳变判定部4W及跳变补偿部5。
[0099] 针对接收到的光信号进行了光电变换之后进行模拟-数字变换而得到的数字信 号作为输入信号被输入到相位补偿电路。对输入信号，在输入到相位补偿电路之前，根据需 要而进行波长色散的补偿、传输中的失真的补偿等。
[0100] 载波相位估计部1针对输入信号进行利用反馈方式或前馈方式的载波相位估计。 载波相位估计部1将作为载波相位误差的估计值的估计误差相位输出到载波相位补偿部2 和延迟差分部3。载波相位补偿部2基于估计误差相位来减少包括于输入信号的相位误差。
[0101] 延迟差分部3计算估计误差相位的时间变动。跳变判定部4基于由延迟差分部3 所计算的估计误差相位的时间变动来判定对输入信号是否发生了相位周跳。
[0102] 在跳变判定部4中判定为发生了相位周跳的情况下，跳变补偿部5对由载波相位 补偿部2减少了相位误差的输入信号进行相位周跳的补偿。跳变补偿部5将对输入信号进 行相位周跳的补偿而得到的信号作为输出信号进行输出。此外，在跳变判定部4中判定为 未发生相位周跳的情况下，跳变补偿部5将由载波相位补偿部2减少了相位误差的输入信 号作为输出信号进行输出。
[0103] 图7是示出载波相位估计部1输出的估计误差相位的一个例子的图表。目P，图7 是示出相位跳变检测时的过去1280符号(相当于保护段)的相位补偿量的图表。在图7中， 横轴示出输入信号的符号编号，纵轴示出相位补偿量。相位补偿量是基于估计误差相位使 相位误差减少时的相位量。在图7中，在由虚线示出的区域即符号编号为800的附近发生 了估计误差相位的急剧的变动。该急剧的变动是由于相位周跳的发生而造成的。
[0104] 当观察估计误差相位的变动时，如图7所示，在发生了相位周跳时，在载波相位估 计部1中的滤波器的抽头长度的平均数倍左右的短的期间(在抽头长度的平均为17的情况 下，为100符号左右）产生了（n/2)弧度左右的变化。另一方面，在未发生相位周跳时，在 短的期间不产生超过1弧度那样的估计误差相位的变化。
[0105] 利用该样的估计误差相位的特性来进行相位周跳的检测和相位周跳的补偿。具体 而言，对载波相位估计部1输出的估计误差相位进行监视，在短时间中检测到急剧的变动 时判定为产生了相位周跳，进行针对输入信号的相位周跳的补偿。急剧的变动是指例如超 过1弧度那样的变动。通过用相位补偿电路对相位周跳进行补偿，从而能够在相位补偿电 路的后级进行的信号处理中抑制相位周跳的发生频度。
[0106] 由此，能够使实质的相位周跳的发生频度减少到（(相位周跳的发生频度）X (1-(检测率)）+(误检测数)）。检测率是能够检测跳变判定部4中的相位周跳的比例，误 检测数是在跳变判定部4中错误地判定为发生了相位周跳的次数。
[0107] (第五实施方式） 图8是示出本发明的第五实施方式的光通信系统的结构例的框图。本实施方式的光通 信系统具备；光信号发送装置11、由单模光纤传输路径和光放大器构成的传输路径12W及 光信号接收装置13。光信号接收装置11将对使用例如QPSK方式的调制格式而得到的信号 进行极化复用后的光信号经由传输路径12输出到光信号接收装置13。
[010引在本实施方式的光通信系统中，不进行作动编码。再有，在W下的说明中，说明了 将QPSK方式用于调制格式并对极化复用后的信号进行收发的结构。但是，既可W使用BPSK (BinaryPhaseShiftIfeying，二进制移相键控法）方式、16QAM(Qua化atureAmpli1:ude Mo化lation，正交幅度调制）方式等m-QAM方式的调制格式，也可W为对单极化的信号进行 收发的结构。
[0109] 图9是示出本实施方式的光信号接收装置13的结构例的框图。光信号接收装置 13从经由传输路径12输入的光信号取得在光信号发送装置11中变换为光信号的数据。光 信号接收装置13具备；本振激光发生器14、90°光混合器15、光电变换器16、模拟-数字 变换器（AD变换器）17、W及数字信号处理部18。
[0110] 输入到光信号接收装置13的光信号与本振激光发生器14输出的本地振荡激光在 90°光混合器15中被混合并进行零差检波或外差检波。通过检波而得到的光信号在光电 变换器16中被变换为4通道（lane)的基带的模拟电信号。该模拟电信号在模拟-数字变 换器17中被数字化，作为X极化和Y极化的2通道的复数字信号而输出到数字信号处理部 18。数字信号处理部18针对X极化和Y极化的复数字信号在进行了线性波形失真的补偿 之后进行解调解码。数字信号处理部18将通过解调解码而得到的数据输出到连接于后级 的装置等。
[0111] 数字信号处理部18具有；波长色散补偿电路19、自适应均衡电路20、频率偏移补 偿电路21、相位补偿电路22、解调解码电路23、W及客户端接口 24。输入到数字信号处理 部18的X极化和Y极化的复数字信号(接收信号)由于传输路径12中的极化状态的旋转的 影响等而被线性混合。
[0112] 波长色散补偿电路19针对输入到数字信号处理部18的X极化和Y极化的复数字 信号补偿由于波长色散所造成的线性波形失真。自适应均衡电路20针对在波长色散补偿 电路19中被补偿了波长色散的X极化和Y极化的复数字信号补偿由于线性极化串扰、极化 模色散（PMD)等而在传输路径中失真的信号。
[0113] 频率偏移补偿电路21针对在自适应均衡电路20中被补偿了失真的X极化和Y极 化的复数字信号补偿由于在光信号接收装置和光信号发送装置之间会发生的频率偏移所 造成的影响。频率偏移例如由于在光信号发送装置11和光信号接收装置13中使用的本地 振荡激光的频移而发生。相位补偿电路22针对在频率偏移补偿电路21中被补偿了频率偏 移的X极化和Y极化的复数字信号补偿相位周跳。
[0114] 解调解码电路23针对在相位补偿电路22中被补偿了相位周跳的X极化和Y极化 的复数字信号进行与在光信号发送装置11中使用的调制格式对应的解调和纠错解码。解 调解码电路23将通过解调和纠错解码而得到的数据输出到客户端接口 24。客户端接口 24 根据在连接于数字信号处理部18的后级的装置中使用的信号格式、帖结构来对从解调解 码电路23输入的数据进行变换并输出。
[0115] 图10是示出本实施方式的相位补偿电路22的结构例的框图。相位补偿电路22 具有与X极化对应的相位补偿块220和与Y极化对应的相位补偿块220。在W下的说明中， 对与X极化对应的相位补偿块220进行说明，而省略针对具有相同结构的与Y极化对应的 相位补偿块220的说明。
[0116] 相位补偿块220具有载波相位估计电路221、载波相位补偿电路222、延迟电路 223、低通滤波器（LPF) 224、延迟差分电路225、跳变判定电路226、化及跳变补偿电路227。 向相位补偿块220输入X极化的复数字信号。
[0117] 载波相位估计电路221进行例如如非专利文献1所记载的前馈方式或如参考文献 1所记载的反馈方式的载波相位误差的估计（参考文献1;T.Kobayashietal, "160-抓/ sPolarization-Multiplexed16-QAMlong-haultransmissionover3, 123kmusing digitalcoherentreceiverwithdigitalPLLbasedfrequencyoffsetcompensator，，， OTuDl0FC/NF0EC2010)。
[0118] 载波相位估计电路221估计由于光信号发送装置11和光信号接收装置13中的本 地振荡激光等所造成的相位差。该相位差时间地变动，因此，载波相位估计电路221连续地 进行载波相位估计并进行追踪于相位差的变动的估计。例如，在调制格式为QPSK方式的情 况下，进行基于四乘法的前馈型的载波相位估计。此外，在为BPSK方式的情况下，基于二乘 法来进行载波相位估计，在为m-QAM方式的情况下，基于最优判定（ML)法来进行载波相位 估计。目P，在载波相位估计电路221中，使用针对调制格式适当的相位估计法。
[0119] 此外，载波相位估计电路221对包括于X极化的复数字信号的相位误差进行估计。 载波相位估计电路221将作为估计的相位误差的估计误差相位输出到载波相位估计电路 221和低通滤波器224。
[0120] 载波相位补偿电路222基于载波相位估计电路221输出的估计误差相位来进行包 括于X极化的复数字信号的相位误差的补偿。载波相位补偿电路222将被补偿了相位误差 的X极化的复数字信号输出到延迟电路223。再有，相位误差是复数字信号的相位之中的不 依赖于调制分量的相位。例如，由于光信号发送装置11和光信号接收装置13的本地振荡 激光的相位差、传输路径的非线性等而产生。
[0121] 图11是示出载波相位估计电路221的结构例的框图。该图所示的载波相位估计 电路221具有前馈方式的结构。载波相位估计电路221具有；相位m倍增电路2211、K符 号平均化电路2212、相位提取电路2213、W及相位连续化电路2214。相位m倍增电路2211 对包括相位误差的输入复信号的相位分量进行m倍增。如果调制格式为QPSK方式，则m=4， 如果为BPSK方式则为2。通过对相位分量进行m倍增来使信号分量简并化为一定值，因此， 相位m倍增电路2211的输出信号的相位仅包括相位误差。相位m倍增电路2211的输出被 输入到K符号平均化电路2212。
[0122] 图12是示出本实施方式的相位m倍增电路2211的结构例的框图。相位m倍增电 路2211具有振幅/相位分离电路22111、乘法器22112、W及振幅/相位再结合电路22113。 输入到相位m倍增电路2211的信号通过振幅/相位分离电路22111而分离为相位分量和 振幅分量。在振幅/相位分离电路22111中分离的相位分量通过乘法器22112而为m倍。 通过乘法器22112而为m倍的相位分量和在振幅/相位分离电路22111中分离的振幅分量 通过振幅/相位再结合电路22113重新构成为复信号并输出。
[0123] 图13是示出K符号平均化电路2212的结构例的框图。如该图所示，K符号平均化 电路2212被构成为抽头长度K的有限脉冲响应滤波器。在该图中，示出了平均化长度K=4 的K符号平均化电路2212的结构例。
[0124] 回到图11来继续载波相位估计电路221的构造的说明。
[0125]K符号平均化电路2212的输出被输入到相位提取电路2213。相位提取电路2213 取出作为复数的输入信号的相位分量并输出。相位提取电路2213的输出取例如-31~+ 31弧 度的直径2 31的值。此时，在相位超过±31的点而变动的情况下，输出变得不连续，因此， 理想地将相位通过相位连续化电路2214能取的范围扩大到+无限大(实际上，到充分大的 范围)，除去相位不连续。关于相位连续化的算法，从W前提出了各种的方法，例如，能够使 用在参考文献2中所记载的方法(参考文献2;KazuyoshiItohetal，AP化IEDOPTICS/ Vol. 21，No. 14/15 1982年7月）。通过相位连续化电路2214被除去了相位不连续的信 号被输出为作为载波相位估计电路221的输出的估计误差相位。
[0126] 回到图10来继续相位补偿块220的说明。
[0127] 延迟电路223针对从载波相位补偿电路222输出的复数字信号施加低通滤波器 224、延迟差分电路225和跳变判定电路226中的信号处理所需要的时间(符号数)的延迟并 输出到跳变补偿电路227。目P，延迟电路223施加延迟，W使得从载波相位补偿电路222输 出的复数字信号被输入到跳变补偿电路227的定时和针对该复数字信号的跳变判定电路 226的判定结果被输入到跳变补偿电路227的定时一致。延迟电路223例如能够使用移位 寄存器来构成。在该情况下，1移位延迟量为1符号时间。
[012引低通滤波器224使载波相位估计电路221输出的估计误差相位的变动平滑化，除 去估计误差相位中的高频分量并输出到延迟差分电路225。延迟差分电路225输出与在低 通滤波