器224中平滑化后的估计误差相位的时间变动成比例的信号。
[0129] 延迟差分电路225输出的信号是示出延迟差分值d的信号。遍及N个符号监视时 间变动的估计误差相位（4 (nT))，使用下式（3)来计算延迟差分值d。延迟差分电路225 将示出所计算的延迟差分值d的信号输出到跳变判定电路226。在式（3)中，n为自然数并 且为符号编号，T为符号时间间隔。 d=#(nT) ( (n-N)T) …（3)
[0130] 图14是示出本实施方式的延迟差分电路225的结构例的框图。延迟差分电路225 具有N符号延迟器2251、乘法器2252W及加法器2253。在低通滤波器224中平滑化后的 估计误差相位（4 (nT))被输入到N符号延迟器2251和加法器2253。N符号延迟器2251 输出N个符号前的估计误差相位（4 ((n-N)T))。N符号延迟器2251能够使用例如移位寄 存器来构成。在该情况下，1移位延迟量为1符号时间，使应存储的范围为K符号平均化电 路2212中的滤波器抽头长度K的5倍左右。
[0131] 乘法器2252将（-1)乘W从N符号延迟器2251输出的N个符号前的估计误差相 位并输出加法器2253。加法器2253将从低通滤波器224输出的估计误差相位和从乘法器 2252输出的值相加。目P，加法器2253进行式（3)的运算，将运算结果作为延迟差分值d进 行输出。
[0132]N符号延迟器2251的N(延迟符号数)被预先设定在相对于K符号平均化电路2212 的滤波器的抽头数的平均值1~5倍左右的范围内。关于N，例如设定为能够检测出在图7中 所示那样的估计误差相位的急剧的变动并且难W发生由于估计误差相位的波动等所造成 的变动而引起的误检测的值。从具有该样的结构的延迟差分电路225输出的信号示出与估 计误差相位的时间斜率(每单位时间的斜率的变化量)成比例的量。N的最佳值能够通过仿 真等来求取。例如，在K符号平均化电路2212的滤波器的抽头长度K为17的情况下，通过 仿真等而推测最佳的值存在于K的约3倍的N=50附近。
[0133] 回到图10来继续相位补偿块220的说明。
[0134] 跳变判定电路226将从延迟差分电路225输出的延迟差分值d和预先确定的检测 阔值相比较，判定是否发生了相位周跳，W及在发生了相位周跳的情况下判定其方向。在如 图7所示产生了估计相位误差的急剧的变动的情况下，延迟差分值d的绝对值增大。是否 发生了相位周跳的判定基于d是否遍及L个符号左右连续地超过阔值来进行。在此，L为与 前述的延迟差分电路225的延迟值N对应的值，为满足0 <L<N的值。例如为N的6成 左右的值（NX0. 6)。跳变判定电路226将示出是否发生了相位周跳的判定结果W及在发生 了相位周跳时示出其旋转方向的跳变判定信号输出到跳变补偿电路227。
[0135] 此外，针对延迟差分值d的检测阔值根据调制格式而不同。例如，在使用QPSK方 式、QAM方式的情况下，使用大概1弧度左右的值。但是，实际上，根据相位噪声的量等条件 来设定使得在从相位补偿块220输出的复数字信号中残留的相位周跳的发生频度(残留跳 变频度）最小化的检测阔值是适当的。相位周跳的发生频度例如通过(相位周跳发生次数） /(发送符号数）来计算。
[0136] 针对延迟差分值d的检测阔值例如基于仿真、实测结果等来设定。再有，针对如 QPSK方式、QAM方式等那样符号间的相位差在星座中为（31/2)弧度的调制格式而言，能取 得最佳的值的范围为0弧度到（n/2)弧度的范围。此外，针对m-PSK方式的调制格式而言， 为0弧度到（2 31 /m)弧度的范围。
[0137] 此外，在存在由于光信号发送装置11中的本地振荡激光和光信号接收装置13中 的本地振荡激光的振荡频率的差异而产生的频率偏移并在频率偏移补偿电路21中不能充 分地补偿的情况下，根据残留频率偏移来变更检测阔值是优选的。
[013引向跳变补偿电路227输入从跳变判定电路226输出的跳变判定信号和从延迟电路 223输出的复数字信号。跳变补偿电路227基于根据跳变判定信号而切换的相位补偿量来 对复数字信号的相位进行补偿。跳变补偿电路227中的相位补偿量在调制格式为QPSK方 式或QAM方式的情况下，为0°、90°、180°、270°的任一个。关于相位补偿量，例如初始值 为0°，根据跳变判定信号W90度单位正旋转或负旋转地进行切换。在此，正旋转为相位增 加的旋转，负旋转为相位减少的旋转。
[0139] 具体而言，在跳变判定信号示出发生了正旋转方向的相位周跳的情况下，进行将 相位补偿量切换为使现在的相位补偿量-90°后的值的更新。此外，在跳变判定信号示出 发生了负旋转方向的相位周跳的情况下，进行将相位补偿量切换为使现在的相位补偿量 +90°后的值的更新。
[0140] 此外，在调制格式为m-PSK方式的情况下，针对复数字信号的相位补偿量的切换 W(36〇D/m)单位进行。此外，根据跳变判定信号而切换的相位补偿量在下次检测到相位 周跳的发生之前被维持。跳变补偿电路227总是对从延迟电路223输出的复数字信号进行 利用按照跳变判定信号而切换的相位补偿量的相位的补偿。
[0141] 图15是示出本实施方式的跳变判定电路226进行的跳变判定处理的流程图。跳 变判定电路226当开始处理时输入延迟差分电路225输出的延迟差分值d(步骤S101)。
[0142] 跳变判定电路226判定输入的延迟差分值d的绝对值是否比预先确定的检测阔值 化大(步骤S102)。
[0143] 在绝对值不比检测阔值化大的情况下(步骤S102;否)，跳变判定电路226将0代 入到参数P、q来初始化(步骤S103)，使处理回到步骤S101。参数P为用于对延迟差分值d 在正旋转方向上连续地超过检测阔值化的符号数进行计数的参数。参数q为用于对延迟 差分值d在负旋转方向上连续地超过检测阔值化的符号数进行计数的参数。
[0144] 另一方面，在绝对值比检测阔值化大的情况下(步骤S102;是)，跳变判定电路226 判定延迟差分值d是否比0大(步骤S104)。
[0145] 在延迟差分值不比0大的情况下（步骤S104;否)，跳变判定电路226使参数q增 加1 (步骤S105)，并判定参数q是否超过判定阔值L(步骤S106)。
[0146] 判定阔值L为如上述那样与延迟差分电路225的延迟值N对应地预先确定的值， 例如为N的6成左右的值（NX0. 6)。再有，判定阔值L既可W根据延迟差分值d的偏差情 况、符号间的时间间隔等来确定，也可W基于仿真、实测值W使相位周跳的误检测为规定的 值W下的方式确定。
[0147] 在参数q的值不超过判定阔值L的情况下(步骤S106;否)，跳变判定电路226使 处理回到步骤S101。
[0148] 在参数q的值超过判定阔值L的情况下(步骤S106;是)，跳变判定电路226判定 为发生了负旋转方向的相位周跳，将示出发生了负旋转方向的相位周跳的跳变判定信号输 出到跳变补偿电路227 (步骤S107)，使处理回到步骤S101。
[0149] 在步骤S104中延迟差分值d比0大的情况下（步骤S104;是)，跳变判定电路226 使参数P增加1 (步骤S108)，并判定参数P是否超过判定阔值L(步骤S109)。
[0150] 在参数P的值不超过判定阔值L的情况下(步骤S109;否)，跳变判定电路226使 处理回到步骤S101。
[0151] 在参数P的值超过判定阔值L的情况下(步骤S109;是)，跳变判定电路226判定 为发生了正旋转方向的相位周跳，将示出发生了正旋转方向的相位周跳的跳变判定信号输 出到跳变补偿电路227 (步骤SllO)，使处理回到步骤SlOl。
[0152] 如上述那样，跳变判定电路226在延迟差分值d的绝对值遍及L个符号连续地超 过检测阔值化的情况即差分延迟值d变化得大的情况下，判定为发生了相位周跳。此时， 跳变判定电路226在延迟差分值d超过取正的值的检测阔值化（化> 0 ;上侧检测阔值） 时判定为发生了正旋转的相位周跳。此外，跳变判定电路226在延迟差分值d小于取负的 值的检测阔值（-化）（下侧检测阔值）时判定为发生了负旋转的相位周跳。
[0153]跳变补偿电路227基于示出由跳变判定电路226的判定结果的跳变判定信号来切 换相位补偿量，进行针对从延迟电路223输出的复数字信号的补偿。
[0154]然而，从发生了相位周跳到该被跳变判定电路226检测并且跳变补偿电路227的 相位补偿量被切换为止，产生了延时。该延时为低通滤波器224、延迟差分电路225、跳变判 定电路226和跳变补偿电路227中的处理时间。延迟电路223对该延时进行补偿。由此， 针对从载波相位补偿电路222输出的复数字信号，在跳变补偿电路227中进行利用与跳变 判定信号对应的相位补偿量的相位周跳的补偿。
[0155]像该样，在相位补偿电路22中，对载波相位估计电路221的输出进行监视，由此， 能够在不使用导频符号等冗余的信号的情况下即刻地检测发生的相位周跳并纠正。由此， 能够抑制相位周跳的实质的发生频度，从而将导频符号等的信号的冗余度抑制得小并能够 实现利用绝对相位的相干光通信。再有，冗余度例如通过(每单位时间的导频符号数)/(每 单位时间的亲全符号数）来计算。
[0156]此外，在相位补偿电路22中，在载波相位估计电路221和延迟差分电路225之间 设置低通滤波器224,由此，使估计误差相位的波动、由噪声造成的变动平滑化。由此，能够 提高使用了延迟差分值d的相位周跳的检测精度。
[0157]在此，示出了将本实施方式的数字信号处理部18的各电路安装在计算机上来进 行光传输实验数据的离线解调的结果。在此，评价了误比特率和符号跳变率。图16是示出 在光传输实验数据的取得中使用的实验装置的结构的概略框图。在该图中，记载为"离线 DSP"的块对应于数字信号处理部18。
[015引图17是示出进行通过图16所示的实验装置而得到的光传输实验数据的离线解调 的结果的图表。在该图中，横轴示出了载波相位估计电路221和K符号平均化电路2212中 的抽头长度，纵轴示出了误比特率（邸R)和符号跳变率（SlipRate)。在该图中示出了本实 施方式的进行相位周跳补偿的结果和作为对比例的不进行相位周跳补偿的结果。如该图所 示，通过进行相位周跳补偿，从而能够在相位补偿电路22的后级将相位周跳的发生频度抑 制到1/20左右。此外，即使在误比特率2X1CT2该样的严峻的条件下，也能够将相位周跳的 频度抑制到10^6范围。
[0159] 如果是该相位周跳的发生频度，则使用冗余度1%左右的导频符号来将由相位周 跳所造成的突发错误的影响抑制为前向纠错的容许阔值W下，因此，能够避免差动编码。例 如，为了得到误比特率IX1(T2而需要的光信号噪声比的条件能够通过差动编码避免而缓 和1. 1~1. 4地左右。
[0160](第六实施方式） 在第五实施方式的跳变判定电路226中，使在检测相位周跳的发生时使用的检测阔值 为固定值。在第六实施方式中，作为针对第五实施方式的变形例，说明了根据延迟差分值d 来变更检测阔值并且适应性地确定检测阔值的结构。
[0161] 图18是示出第六实施方式的相位补偿块320的结构的框图。在此，示出了对应于 X极化的相位补偿块320,但是，针对Y极化也使用相同的相位补偿块320。
[0162] 本实施方式的相位补偿块320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224、延迟差分电路225、跳变判定电路326、跳变补偿电路 227W及阔值计算电路328。相位补偿块320代替跳变判定电路226而具有跳变判定电路 326,W及具有阔值计算电路328,该与第五实施方式的相位补偿块220(图10)不同。再有， 在相位补偿块320中，对与第五实施方式相同的结构，附加相同的附图标记而省略其说明。
[0163] 向跳变判定电路326输入从延迟差分电路225输出的延迟差分值d和包括阔值计 算电路328计算的上侧检测阔值和下侧检测阔值的检测阔值。跳变判定电路326当延迟差 分值d遍及L个符号连续地超过上侧检测阔值时，判定为发生了正旋转的相位周跳。此外， 跳变判定电路326当延迟差分值d遍及L个符号连续地小于下侧检测阔值时，判定为发生 了负旋转的相位周跳。跳变判定电路326将示出是否发生了相位周跳的判定结果W及在发 生了相位周跳时示出其旋转方向的跳变判定信号输出到跳变补偿电路227。
[0164] 阔值计算电路328输入从延迟差分电路225输出的延迟差分值d，根据延迟差分 值d来计算检测阔值。图19是示出本实施方式的阔值计算电路328的结构例的框图。阔 值计算电路328具有乘法器3281、加法器3282、乘法器3283、延迟器3284、加法器3285W 及减法器3286。
[0165] 向乘法器3281输入延迟差分值d。乘法器3281将所输入的延迟差分值d与预先 确定的系数a相乘，将乘法运算结果输出到加法器3282。向加法器3282输入来自乘法器 3281的乘法运算结果和从延迟器3284输出的值。加法器3282将从延迟器3284输出的值 与乘法运算结果相加，将加法运算结果输出到乘法器3283、加法器3285和减法器3286。
[0166] 乘法器3283将从加法器3282输出的加法运算结果与系数（1-a)相乘，将乘法运 算结果输出到延迟器3284。延迟器3284使从乘法器3283输出的乘法运算结果延迟1符号 量后输出到加法器3282。
[0167]目P，在阔值计算电路328中，通过乘法器3281、加法器3282、乘法器3283、W及延 迟器3284来如下式（4)所示那样计算延迟差分值d的指数移动平均D。n为符号编号。a 为遗忘系数。 D ( n + 1 ) =(1-a)D( n ) +ad(n) (4)
[016引加法器3285将从加法器3282输出的加法运算结果(指数移动平均D)与预先确定 的阔值宽度相加，将加法运算结果作为上侧检测阔值进行输出。减法器3286从自加法器 3282输出的加法运算结果(指数移动平均D)减去阔值宽度，将减法运算结果作为下侧检测 阔值进行输出。阔值宽度例如为1弧度左右。关于阔值宽度，W与第五实施方式的检测阔 值化相同的方式确定与调制格式对应的值。
[0169] 通过上述的结构，阔值计算电路328基于延迟差分值d来适应性地计算包括上侧 检测阔值和下侧检测阔值的检测阔值，由此，即使在输入到相位补偿块320的复数字信号 中残留频率偏移的情况下，也能够高精度地进行相位周跳的检测和补偿。
[0170] 图20A和20B是对使检测阔值为固定值的情况和根据延迟差分值d来确定检测阔 值的情况进行比较的图表。在该图中示出了使检测阔值为固定值的情况和根据延迟差分值d来确定检测阔值的情况下的误比特率（B邸）和符号跳变率（SlipRate)的一个例子。在该 图中，横轴示出了频率偏移，纵轴示出了误比特率（BER)和符号跳变率（S1ipRate)。再有， 使K符号平均化电路2212中的抽头长度为17,在延迟差分电路225中使延迟量为60符号， 使光信号噪声比（OSNR)为12. 5地。再有，其他的条件按照图16所示的实验装置中的条件。
[0171] 图20A示出了使检测阔值固定为1弧度的情况下的误比特率和符号跳变率与频率 偏移的关系。再有，符号跳变率示出了正旋转方向、负旋转方向、W及它们的总计。如该图 所示，只要频率偏移为lOMHz左右的宽度，则觸比特率/符号跳变率)示出103的良好的特 性。但是，当频率偏移变为50MHz附近时，符号跳变率恶化2位数W上。
[0172] 图20B示出了根据延迟差分值d来确定检测阔值的情况下的误比特率和符号跳变 率与频率偏移的关系。再有，使阔值宽度为1弧度，使遗忘系数a为1X1CT3。根据延迟差 分值d来确定上侧检测阔值和下侧检测阔值，由此，即使频率偏移为50MHz附化也能够得 到1〇3W上的觸比特率/符号跳变率)。
[0173] 像该样，根据延迟差分值d来确定检测阔值，由此，即使在输入到相位补偿块320 的复数字信号中残留频率偏移的情况下，也能够提高针对相位周跳的检测和补偿的精度。
[0174](第^::实施方式） 第五实施方式的跳变判定电路226为基于从一个延迟差分电路225输入的延迟差 分值d来判定是否发生了相位周跳的结构。在第走实施方式中，设置多个不同的延迟数 (N个符号）的延迟差分电路225来按照从每一个延迟差分电路225输出的每个延迟差分 值d判定是否发生了相位周跳。通过进行基于每一个判定结果的多数决判定（majority determination)来提高检测相位周跳的精度。
[0175] 图21是示出了第走实施方式的相位补偿块420的结构的框图。在此，示出了对应 于X极化的相位补偿块420,但是，针对Y极化也使用相同的相位补偿块420。相位补偿块 420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224、3 个延迟差分电路225-1~225-3、跳变判定电路426、W及跳变补偿电路227。
[0176] 相位补偿块420具有多个延迟差分电路225，W及代替跳变判定电路226而具有跳 变判定电路426,该与第五实施方式的相位补偿块220 (图10)不同。再有，在相位补偿块 420中，对与第五实施方式相同的结构，附加相同的附图标记而省略其说明。
[0177] 延迟差分电路225-1~225-3具有与第五实施方式的延迟差分电路225相同的结 构，但是N符号延迟器2251的延迟量不同。
[017引跳变判定电路426按照分别从延迟差分电路225-1~225-3输出的延迟差分值d进 行跳变判定处理（图15)。跳变判定电路426通过进行使用了针对各延迟差分值d进行的判 定结果的多数决判定来判定是否发生了相位周跳，W及对判定为发生了相位周跳的的情况 下的旋转方向进行判定。具体而言，在判定为跳变判定处理中的判定结果之中至少2个发 生了相同旋转方向的相位周跳的情况下，将示出发生了相位周跳的跳变判定信号输出到跳 变补偿电路227。