JP2020141294A - 信号処理方法、信号処理装置及び通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】精度よく歪み補償を行う等化処理の処理速度を速める。【解決手段】受信機は、偏波多重された受信信号の各偏波の実数成分及び虚数成分のそれぞれに、受信機の周波数特性を補償するインパルス応答及び波長分散補償用の複素インパルス応答を畳み込み、各偏波ごとに、畳み込みが行われた各偏波の実数成分及び虚数成分とそれらの位相共役とを入力信号として生成する。受信機は、各偏波ごとに、各偏波の実数成分及び虚数成分それぞれに複素インパルス応答を乗算したのち加算し、周波数オフセット補償用の位相回転を施した第一加算信号と、各偏波の実数成分の位相共役及び虚数成分の位相共役それぞれに複素インパルス応答を乗算したのち加算し、周波数オフセット補償用の位相回転とは逆の位相回転を施した第二加算信号とを生成し、生成した第一加算信号と第二加算信号を加算した信号に、送信データバイアス補正信号を加算又は減算する。【選択図】図２

Description

本発明は、信号処理方法、信号処理装置及び通信システムに関する。

高次多値の高速ボーレート信号は、反射、レーン間スキュー、ＩＱインバランス等にセンシティブであるため、送受信器で精密なキャリブレーションが求められる。従来の技術では、受信された既知信号から送信機および受信機の伝達関数を推定し、送信機の予等化回路及び受信機の等化回路により信号歪みを精度よく補償する（例えば、特許文献１参照）。この技術は、静的な波形歪み要因に対しては非常に有効であり、高次多値信号の送受信においては必須の技術である。

しかしながら、各種デバイスの経時変化や変調器バイアス等の時間変動する波形歪み要因に対しては、適応等化器を多段構成にするなどして補償する必要があった。例えば、従来の等化器構成（例えば、非特許文献文献１参照）では、受信した複素信号を実部・虚部に分けて、各々に波長分散補償を複素信号処理で行う。このような処理により、波長分散による信号歪みがあり、かつＩＱミキシングの存在下においても、受信機のＩＱインバランスやスキューを動的に補償可能である。しかしながら、この等化器構成では、送信機におけるＩＱインバランスおよびスキューを補償することが出来ない。よって、受信機は、復調処理を行った後に、各偏波成分に実数信号処理による２ｘ２ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）信号処理（例えば、非特許文献２のFig.2におけるGainIQ+Skew Controlの部分）を行うことが必要となる。

特許第６３１９４８７号公報

Rafael Rios-Muller，Jeremie Renaudier，Gabriel Charlet，"Blind Receiver Skew Compensation and Estimation for Long-Haul Non-Dispersion Managed Systems Using Adaptive Equalizer"，Journal of Lightwave Technology, Vol. 33，No. 7， 2015年4月，p.1315-1318 C.R.S. Fludger，T. Kupfer，"Transmitter Impairment Mitigation and Monitoring for High Baud-Rate, High Order Modulation Systems", 42nd European Conference and Exhibition on Optical Communications，2016年9月，p.256-258

しかしながら、非特許文献２の技術では、受信機の適応等化器が多段構成になる。この構成の初段では、等化器を含んだ復調信号処理を行う。受信機は、初段の復調信号処理が収束したのちに、後段に配置された送信器内信号歪み補償用のＭＩＭＯ等化器を動作させる。そのため、復調処理全体の適応動作が複雑化し、適応信号処理の収束が遅くなるという課題があった。更に、送信機における歪み成分が大きいと、２つの等化器の適応等化が振動もしくは発散することがあった。

上記事情に鑑み、本発明は、精度よく歪み補償を行う等化処理の処理速度を速めることができる信号処理方法、信号処理装置及び通信システムを提供することを目的としている。

本発明の一態様は、偏波多重された受信信号の各偏波の実数成分及び虚数成分のそれぞれに、受信機の周波数特性を補償するインパルス応答及び波長分散補償用の複素インパルス応答を畳み込む第一補償ステップと、各偏波ごとに、畳み込みが行われた各偏波の前記実数成分及び前記虚数成分と畳み込みが行われた各偏波の前記実数成分及び前記虚数成分それぞれの位相共役とを入力信号として生成する入力信号生成ステップと、各偏波ごとに、前記入力信号に含まれる各偏波の前記実数成分及び前記虚数成分それぞれに複素インパルス応答を乗算したのち加算し、さらに周波数オフセット補償用の位相回転を施した第一加算信号と、前記入力信号に含まれる各偏波の前記実数成分の前記位相共役及び前記虚数成分の前記位相共役それぞれに複素インパルス応答を乗算したのち加算し、さらに周波数オフセット補償用の前記位相回転とは逆の位相回転を施した第二加算信号とを生成する等化ステップと、各偏波ごとに、前記第一加算信号と前記第二加算信号とを加算した信号に、送信データバイアス補正信号を加算又は減算する第二補償ステップと、を有する信号処理方法である。

本発明の一態様は、上述の信号処理方法であって、前記受信機は、光信号により前記偏波多重された受信信号を受信する。

本発明の一態様は、空間的にＮ（Ｎは２以上の整数）多重された偏波多重受信信号に含まれる各偏波の実数成分及び虚数成分のそれぞれに、受信機の周波数特性を補償するインパルス応答及び波長分散補償用の複素インパルス応答を畳み込む第一補償ステップと、Ｎ個の前記偏波多重受信信号それぞれの各偏波ごとに、Ｎ個の前記偏波多重受信信号それぞれの畳み込みが行われた各偏波の前記実数成分及び前記虚数成分とＮ個の前記偏波多重受信信号それぞれの畳み込みが行われた各偏波の前記実数成分及び前記虚数成分それぞれの位相共役とを入力信号として生成する入力信号生成ステップと、Ｎ個の前記偏波多重受信信号それぞれの各偏波ごとに、該偏波の前記入力信号に含まれる各偏波の前記実数成分及び前記虚数成分それぞれに複素インパルス応答を乗算したのち加算し、さらに周波数オフセット補償用の位相回転を施した第一加算信号を生成する処理と、Ｎ個の前記偏波多重受信信号それぞれの各偏波ごとに、該偏波の前記入力信号に含まれる各偏波の前記実数成分の前記位相共役及び前記虚数成分の前記位相共役それぞれに複素インパルス応答を乗算したのち加算し、さらに周波数オフセット補償用の前記位相回転とは逆の位相回転を施した第二加算信号を生成する処理とを行う等化ステップと、Ｎ個の前記偏波多重受信信号それぞれの各偏波ごとに、該偏波について生成された前記第一加算信号と前記第二加算信号とを加算した信号に、送信データバイアス補正信号を加算又は減算する第二補償ステップと、を有する信号処理方法である。

本発明の一態様は、上述の信号処理方法であって、前記複素インパルス応答は、動的に更新され、前記第四ステップにおいては、前記送信データバイアス補正信号を適応的に加算又は減算する。

本発明の一態様は、偏波多重された受信信号の各偏波の実数成分及び虚数成分のそれぞれに、受信機の周波数特性を補償するインパルス応答及び波長分散補償用の複素インパルス応答を畳み込む第一補償部と、各偏波ごとに、畳み込みが行われた各偏波の前記実数成分及び前記虚数成分と畳み込みが行われた各偏波の前記実数成分及び前記虚数成分それぞれの位相共役とを入力信号として生成する入力信号生成部と、各偏波ごとに、前記入力信号に含まれる各偏波の前記実数成分及び前記虚数成分それぞれに複素インパルス応答を乗算したのち加算し、さらに周波数オフセット補償用の位相回転を施した第一加算信号と、前記入力信号に含まれる各偏波の前記実数成分の前記位相共役及び前記虚数成分の前記位相共役それぞれに複素インパルス応答を乗算したのち加算し、さらに周波数オフセット補償用の前記位相回転とは逆の位相回転を施した第二加算信号とを生成する等化部と、各偏波ごとに、前記第一加算信号と前記第二加算信号とを加算した信号に、送信データバイアス補正信号を加算又は減算する第二補償部と、を備える信号処理装置である。

本発明の一態様は、空間的にＮ（Ｎは２以上の整数）多重された偏波多重受信信号に含まれる各偏波の実数成分及び虚数成分のそれぞれに、受信機の周波数特性を補償するインパルス応答及び波長分散補償用の複素インパルス応答を畳み込む第一補償部と、Ｎ個の前記偏波多重受信信号それぞれの各偏波ごとに、Ｎ個の前記偏波多重受信信号それぞれの畳み込みが行われた各偏波の前記実数成分及び前記虚数成分とＮ個の前記偏波多重受信信号それぞれの畳み込みが行われた各偏波の前記実数成分及び前記虚数成分それぞれの位相共役とを入力信号として生成する入力信号生成部と、Ｎ個の前記偏波多重受信信号それぞれの各偏波ごとに、該偏波の前記入力信号に含まれる各偏波の前記実数成分及び前記虚数成分それぞれに複素インパルス応答を乗算したのち加算し、さらに周波数オフセット補償用の位相回転を施した第一加算信号を生成する処理と、Ｎ個の前記偏波多重受信信号それぞれの各偏波ごとに、該偏波の前記入力信号に含まれる各偏波の前記実数成分の前記位相共役及び前記虚数成分の前記位相共役それぞれに複素インパルス応答を乗算したのち加算し、さらに周波数オフセット補償用の前記位相回転とは逆の位相回転を施した第二加算信号を生成する処理とを行う等化部と、Ｎ個の前記偏波多重受信信号それぞれの各偏波ごとに、該偏波について生成された前記第一加算信号と前記第二加算信号とを加算した信号に、送信データバイアス補正信号を加算又は減算する第二補償部と、を備える信号処理装置である。

本発明の一態様は、送信機と、上述したずれかの信号処理装置を有する受信機とを備える通信システムである。

本発明により、精度よく歪み補償を行う等化処理の処理速度を速めることができる。

本発明の第１の実施形態によるデジタルコヒーレント光伝送システムの構成図である。 同実施形態による復調デジタル信号処理部を示す図である。 従来技術を適用した復調デジタル信号処理部を示す図である。 従来技術及び実施形態の実験結果を示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態によるデジタルコヒーレント光伝送システム１の構成図である。デジタルコヒーレント光伝送システム１は、送信機１０及び受信機５０を有する。受信機５０は、送信機１０から偏波多重信号を受信する。

送信機１０は、１以上の送信部を有する。本実施形態では、送信機１０は、ＷＤＭのチャネル数分の送信部１００を有する。各送信部１００はそれぞれ、異なる波長の光信号を出力する。ＷＤＭ合波器２０は、各送信部１００が出力した光信号を合波し、光ファイバ伝送路３０に出力する。光ファイバ伝送路３０には、任意の台数の光増幅器３１が備えられる。各光増幅器３１は、送信機１０側の光ファイバ伝送路３０から光信号を入力して増幅し、受信機５０側の光ファイバ伝送路３０へ出力する。ＷＤＭ分波器４０は、光ファイバ伝送路３０を伝送した光信号を波長により分波する。受信機５０は、１以上の受信部５００を有する。本実施形態では、受信機５０は、ＷＤＭのチャネル数分の受信部５００を有する。各受信部５００は、ＷＤＭ分波器４０が分波した光信号を受信する。各受信部５００が受信する光信号の波長はそれぞれ異なる。

送信部１００は、デジタル信号処理部１１０と、変調器ドライバ１２０と、光源１３０と、集積モジュール１４０とを備える。デジタル信号処理部１１０は、符号化部１１１と、マッピング部１１２と、トレーニング信号挿入部１１３と、サンプリング周波数変更部１１４と、波形整形部１１５と、予等化部１１６と、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）１１７−１〜１１７−４とを備える。

符号化部１１１は、送信ビット列にＦＥＣ（forward error correction：前方誤り訂正）符号化を行って得られた送信信号を出力する。マッピング部１１２は、符号化部１１１から出力された送信信号をシンボルにマッピングする。トレーニング信号挿入部１１３は、マッピング部１１２によりシンボルマッピングされた送信信号に既知のトレーニング信号を挿入する。サンプリング周波数変更部１１４は、トレーニング信号が挿入された送信信号に対するサンプリング周波数を変更することにより、アップサンプリングを行う。波形整形部１１５は、サンプリングされた送信信号の帯域を制限する。

予等化部１１６は、波形整形部１１５により帯域制限された送信信号の波形の歪みを補償し、ＤＡＣ１１７−１〜１１７−４に出力する。ＤＡＣ１１７−１は、予等化部１１６から入力した送信信号のＸ偏波のＩ（同相）成分をデジタル信号からアナログ信号に変換し、変調器ドライバ１２０に出力する。ＤＡＣ１１７−２は、予等化部１１６から入力した送信信号のＸ偏波のＱ（直交）成分をデジタル信号からアナログ信号に変換し、変調器ドライバ１２０に出力する。ＤＡＣ１１７−３は、予等化部１１６から入力した送信信号のＹ偏波のＩ成分をデジタル信号からアナログ信号に変換し、変調器ドライバ１２０に出力する。ＤＡＣ１１７−４は、予等化部１１６から入力した送信信号のＹ偏波のＱ成分をデジタル信号からアナログ信号に変換し、変調器ドライバ１２０に出力する。

変調器ドライバ１２０は、アンプ１２１−１〜１２１−４を有する。アンプ１２１−ｉ（ｉは１以上４以下の整数）は、ＤＡＣ１１７−ｉから出力されたアナログ信号を増幅し、増幅したアナログ信号により集積モジュール１４０の変調器を駆動する。光源１３０は、例えばＬＤ（半導体レーザ）である。ｊ番目の送信部１００が有する光源１３０は、波長λｊ（ｊは１以上ＷＤＭのチャネル数以下の整数）の光を出力する。

集積モジュール１４０は、ＩＱ変調器１４１−１及び１４１−２と、偏波合成部１４２とを備える。ＩＱ変調器１４１−１は、光源１３０が出力した光信号を、アンプ１２１−１から出力されたＸ偏波のＩ成分と、アンプ１２１−２から出力されたＸ偏波のＱ成分とにより変調して生成したＸ偏波の光信号を出力する。ＩＱ変調器１４１−２は、光源１３０が出力した光信号を、アンプ１２１−３から出力されたＹ偏波のＩ成分と、アンプ１２１−４から出力されたＹ偏波のＱ成分とにより変調して生成したＹ偏波の光信号を出力する。偏波合成部１４２は、ＩＱ変調器１４１−１が出力したＸ偏波の光信号と、ＩＱ変調器１４１−２が出力したＹ偏波の光信号とを偏波合成してＷＤＭ合波器２０に出力する。

受信部５００は、局部発振光源５１０と、光フロントエンド５２０と、デジタル信号処理部５３０とを備える。局部発振光源５１０は、例えばＬＤである。局部発振光源５１０は、局部発振光（ＬＯ：Local Oscillator）を出力する。

光フロントエンド５２０は、偏波多重された位相変調信号の位相及び振幅を保ったまま光信号を電気信号に変換する。光フロントエンド５２０は、偏波分離部５２１と、光９０度ハイブリッドカプラ５２２−１、５２２−２と、ＢＰＤ（Balanced Photo Diode；バランスフォトダイオード）５２３−１〜５２３−４と、アンプ５２４−１〜５２４−４とを備える。

偏波分離部５２１は、入力した光信号をＸ偏波とＹ偏波に分離する。偏波分離部５２１は、Ｘ偏波の光信号を光９０度ハイブリッドカプラ５２２−１に出力し、Ｙ偏波の光信号を光９０度ハイブリッドカプラ５２２−２に出力する。光９０度ハイブリッドカプラ５２２−１は、Ｘ偏波の光信号と、局部発振光源５１０から出力された局部発振光とを干渉させ、受信光電界のＩ成分とＱ成分とを抽出する。光９０度ハイブリッドカプラ５２２−１は、抽出したＸ偏波のＩ成分及びＱ成分を、ＢＰＤ５２３−１及び５２３−２へ出力する。光９０度ハイブリッドカプラ５２２−２は、Ｙ偏波の光信号と、局部発振光源５１０から出力された局部発振光とを干渉させ、受信光電界のＩ成分とＱ成分とを抽出する。光９０度ハイブリッドカプラ５２２−２は、抽出したＹ偏波のＩ成分及びＱ成分を、ＢＰＤ５２３−３及びＢＰＤ５２３−４に出力する。

ＢＰＤ５２３−１〜５２３−４は、差動入力型の光電変換器である。ＢＰＤ５２３−ｉは、特性の揃った２つのフォトダイオードにおいてそれぞれ発生する光電流の差分値を、アンプ５２４−ｉに出力する。ＢＰＤ５２３−１は、Ｘ偏波の受信信号のＩ成分を電気信号に変換し、アンプ５２４−１に出力する。ＢＰＤ５２３−２は、Ｘ偏波の受信信号のＱ成分を電気信号に変換し、アンプ５２４−２に出力する。ＢＰＤ５２３−３は、Ｙ偏波の受信信号のＩ成分を電気信号に変換し、アンプ５２４−３に出力する。ＢＰＤ５２３−４は、Ｙ偏波の受信信号のＱ成分を電気信号に変換し、アンプ５２４−４に出力する。アンプ５２４−ｉ（ｉは１以上４以下の整数）は、ＢＰＤ５２３−ｉから出力された電気信号を増幅し、デジタル信号処理部５３０に出力する。

デジタル信号処理部５３０は、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）５３１−１〜５３１−４と、フロントエンド補正部５３２と、波長分散補償部５３３と、適応等化部５３４と、周波数及び位相オフセット補償部５３５と、デマッピング部５３６と、復号部５３７とを備える。ＡＤＣ５３１−ｉ（ｉは１以上４以下の整数）は、アンプ５２４−ｉから出力された電気信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、フロントエンド補正部５３２に出力する。

フロントエンド補正部５３２は、ＡＤＣ５３１−１からＸ偏波の受信信号のＩ成分を、ＡＤＣ５３１−２からＸ偏波の受信信号のＱ成分を、ＡＤＣ５３１−３からＹ偏波の受信信号のＩ成分を、ＡＤＣ５３１−４からＹ偏波の受信信号のＱ成分を入力する。フロントエンド補正部５３２は、入力した各信号を用いて、光フロントエンド５２０における周波数特性の補償を行った受信信号を生成し、波長分散補償部５３３に出力する。

波長分散補償部５３３は、光ファイバ伝送路３０において受けた波長分散を推定し、フロントエンド補正部５３２から出力された電気信号に対して、推定した波長分散の補償を行い、適応等化部５３４に出力する。適応等化部５３４は、波長分散補償部５３３から出力された受信信号に対し、適応的に等化処理を行う。周波数及び位相オフセット補償部５３５は、適応等化部５３４が等化処理を行った受信信号に対して、周波数オフセット及び位相ノイズの補償等の処理を行う。

デマッピング部５３６は、周波数及び位相オフセット補償部５３５が出力した受信信号のシンボルを判定し、判定したシンボルをバイナリデータに変換する。復号部５３７は、デマッピング部５３６によりデマッピングされたバイナリデータにＦＥＣなどの誤り訂正復号処理を行い、受信ビット列を得る。

なお、上記実施形態では１本の光ファイバ伝送路の例を記載しているが、空間的に多重された伝送系（例えば、マルチコアファイバ、マルチモードファイバ、及び自由空間伝送）でも同様である。

以下に、フロントエンド補正部５３２と、波長分散補償部５３３と、適応等化部５３４と、周波数及び位相オフセット補償部５３５とを含む復調デジタル信号処理部Ａに適用される等化処理方法の原理を説明する。

送信対象の理想的な偏波多重光信号のＸ偏波成分を複素信号Ｓ_Ｘ０と表し、Ｙ偏波成分を複素信号Ｓ_Ｙ０と表す。送信機１０における変調器ドライバ１２０のばらつきによるＩＱインバランスや、レーン間のスキュー、周波数特性を考慮した送信機出力であるＸ偏波成分の複素信号Ｓ_Ｘ１及びＹ偏波成分の複素信号Ｓ_Ｙ１は、４つの複素インパルス応答ｈ_Ｔｘ、ｇ_Ｔｘ、ｈ_Ｔｙ、ｇ_Ｔｙとバイアスずれ項Ｃ_Ｘ、Ｃ_Ｙを用いて、以下の式（１）のように記述できる(Widely linear表示)。なお、右肩の「＊」は、位相共役を示す。

Ｘ偏波成分の複素信号Ｓ_Ｘ１及びＹ偏波成分の複素信号Ｓ_Ｙ１は、光ファイバ伝送路３０を伝送中に、波長分散及び偏波回転・偏波モード分散・偏波依存損失を受ける。波長分散を複素インパルス応答ｈ_ＣＤ，偏波回転・偏波モード分散の影響をｈ_ｘｘ、ｈ_ｙｘ、ｈ_ｙｙ、ｈ_ｘｙで表すと、光ファイバ伝送後のＸ偏波成分の光信号Ｓ_Ｘ２及びＹ偏波成分の光信号Ｓ_Ｙ２は、以下の式（２）で表せる。

送信機１０の光源１３０が出力するレーザー光と受信機５０の局部発振光源５１０が出力する局部発振光との間の周波数オフセットω_ｘ、ω_ｙが存在する場合、光／電気変換後のＸ偏波成分の信号Ｓ_Ｘ３及びＹ偏波成分の信号Ｓ_Ｙ３は、以下の式（３）で表せる。

更に、ＢＰＤ５２３−１〜５２３−４における光／電気変換、ＡＤＣ５３１−１〜５３１−４等の受信フロントエンドの周波数特性とＩＱインバランス、スキュー（Ｓｋｅｗ）などを考慮したＸ偏波成分の受信複素信号Ｓ_Ｘ４及びＹ偏波成分の受信複素信号Ｓ_Ｙ４は、４つの複素インパルス応答ｈ_Ｒｘ、ｇ_Ｒｘ、ｈ_Ｒｙ、ｇ_Ｒｙを用いて式（４）で表せる。

従って、適当な４×４行列Ｗと定数項Ｃ_{ｂｉａｓＸ}、Ｃ_{bｉａｓＹ}を定義すると、Ｘ偏波成分の受信複素信号Ｓ_Ｘ４及びＹ偏波成分の受信複素信号Ｓ_Ｙ４は式（５）で表すことができる。

式（１）〜式（５）から、受信機５０におけるＸ偏波成分の受信複素信号Ｓ_Ｘ４は式（６）のように、受信機５０におけるＹ偏波成分の受信複素信号Ｓ_Ｙ４は式（７）のようになる。

実際のコヒーレント受信機のデジタル信号処理部５３０は、受信複素信号Ｓ_Ｘ４、Ｓ_Ｙ４の実数（Real）成分及び虚数（Imaginary）成分を受信する。そこで、さらに変形すると、式（８）及び式（９）のようになる。

なお、式（８）及び式（９）におけるインパルス応答ｈ_１〜ｈ_１６は、行列Ｗの逆行列の要素である。

そこで、復調デジタル信号処理部Ａは、コヒーレント受信機（光フロントエンド５２０）が出力する４つの実信号であるＸ偏波成分のＩ（実数）成分信号（ＸＩ）及びＱ（虚数）成分信号（ＸＱ）とＹ偏波成分のＩ成分信号（ＹＩ）及びＱ成分信号（ＹＱ）に対して、波長分散の複素インパルス応答の逆応答ｈ_ＣＤ ^−１を畳み込んだ信号を生成する。適応等化部５３４は、Ｘ偏波成分とＹ偏波成分のそれぞれについて、この畳み込みを行ったＸ偏波成分のＩ成分信号（ＸＩ）及びＱ成分信号（ＸＱ）とＹ偏波成分のＩ成分信号（ＹＩ）及びＱ成分信号（ＹＱ）と、それらそれぞれの位相共役（ｃｏｎｊ）を取った信号との合計８つの入力を持つ。

図２は、復調デジタル信号処理部Ａの構成図である。図２に示す復調デジタル信号処理部Ａは、ＭＩＭＯ等化器として動作する。復調デジタル信号処理部Ａは、式（８）及び式（９）に基づいて受信信号を復調する。

復調デジタル信号処理部Ａは、ＡＤＣ５３１−１〜５３１−４によりデジタル信号に変換されたＸ偏波の受信複素信号Ｓ_Ｘ４の実数成分ＸＩ及び虚数成分ＸＱと、Ｙ偏波の受信複素信号Ｓ_Ｙ４の実数成分ＹＩ及び虚数成分ＹＱとを入力する。復調デジタル信号処理部Ａは、実数成分ＸＩ、虚数成分ＸＱ、実数成分ＹＩ及び虚数成分ＹＱのそれぞれに対して、受信機５０の周波数特性を補償するインパルス応答と波長分散補償用の複素インパルス応答ｈ_ＣＤ ^−１を畳み込み、周波数オフセット補償用位相回転を施す。これにより、Ｘ偏波成分、Ｙ偏波成分それぞれについて２つの複素信号が出力される。続いて、復調デジタル信号処理部Ａは、２つの複素信号それぞれの位相共役を生成し、Ｘ偏波成分及びＹ偏成分波それぞれについて、実数成分ＸＩ、虚数成分ＸＱ、実数成分ＹＩ及び虚数成分ＹＱと、それらそれぞれの位相共役との８つの信号を入力とする。これにより、受信機５０の適応等化器５２４で、光ファイバ伝送路３０及び受信機５０で生じたインペアメントに加えて、送信機１０で生じたＩＱインバランスやＩＱレーン間スキュー、ＩＱ変調器１４１−１、１４１−２のバイアスずれ等を動的に補償することが可能になり、受信信号が高品質化される。

具体的には、復調デジタル信号処理部Ａは、Ｘ偏波成分の受信複素信号Ｒ_Ｘ４の実数成分ＸＩに受信機５０の周波数特性を補償するインパルス応答ｈ_ＲＸＩ及び波長分散補償用のインパルス応答ｈ_ＣＤ ^−１を施し、Ｘ偏波成分の受信複素信号Ｒ_Ｘ４の虚数成分ＸＱに受信機５０の周波数特性を補償するインパルス応答ｈ_ＲＸＱ及び波長分散補償用のインパルス応答ｈ_ＣＤ ^−１を施す。同様に、復調デジタル信号処理部Ａは、Ｙ偏波成分の受信複素信号Ｒ_Ｙ４の実数成分ＹＩに受信機５０の周波数特性を補償するインパルス応答ｈ_ＲＹＩ及び波長分散補償用のインパルス応答ｈ_ＣＤ ^−１を施し、Ｙ偏波成分の受信複素信号Ｒ_Ｙ４の虚数成分ＹＱに受信機５０の周波数特性を補償するインパルス応答ｈ_ＲＹＱ及び波長分散補償用のインパルス応答ｈ_ＣＤ ^−１を施す。復調デジタル信号処理部Ａは、受信機５０の周波数特性を補償するインパルス応答及び波長分散補償用のインパルス応答が畳み込まれた実数成分ＸＩ、虚数成分ＸＱ、実数成分ＹＩ、虚数成分ＹＱのそれぞれを４つに分岐し、分岐した４つの信号のうち２つの信号をそのまま適応等化部５３４に入力し、残りの２つの信号を位相共役信号に変換して適応等化部５３４に入力する。

適応等化部５３４は、インパルス応答ｈ_１が畳み込まれた実数成分ＸＩと、インパルス応答ｈ_５が畳み込まれた虚数成分ＸＱと、インパルス応答ｈ_９が畳み込まれた実数成分ＹＩと、インパルス応答ｈ_１３が畳み込まれた虚数成分ＹＱとを加算した後、周波数オフセットｅｘｐ（ｊω_ｘ（ｎ／Ｔ））を施す。ｎは、シンボル間隔、Ｔはシンボルの周期を表す。さらに、適応等化部５３４は、インパルス応答ｈ_２が畳み込まれた実数成分位相共役ＸＩ^＊と、インパルス応答ｈ_６が畳み込まれた虚数成分位相共役ＸＱ^＊と、インパルス応答ｈ_１０が畳み込まれた実数成分位相共役ＹＩ^＊と、インパルス応答ｈ_１４が畳み込まれた虚数成分位相共役ＹＱ^＊とを加算した後、周波数オフセットｅｘｐ（−ｊω_ｘ（ｎ／Ｔ））を施す。適応等化部５３４は、周波数オフセットｅｘｐ（ｊω_ｘ（ｎ／Ｔ））が施された加算信号と、周波数オフセットｅｘｐ（−ｊω_ｘ（ｎ／Ｔ））が施された加算信号とを加算し、Ｘ偏波成分の受信信号を得る。適応等化部５３４は、得られたＸ偏波成分の受信信号に、Ｘ偏波成分のバイアスずれをキャンセルするための送信データバイアス補正信号Ｃ_Ｘを加算（又は減算）し、歪み補正を行ったＸ偏波成分の受信信号Ｘ_Ｒｓｉｇ（ｎ）を得る。デマッピング部５３６は、受信信号Ｘ_Ｒｓｉｇ（ｎ）にシンボル判定を行った結果得られた受信信号Ｘ＾_Ｒｓｉｇ（ｎ）を出力する。

一方、適応等化部５３４は、インパルス応答ｈ_３が畳み込まれた実数成分ＸＩと、インパルス応答ｈ_７が畳み込まれた虚数成分ＸＱと、インパルス応答ｈ_１１が畳み込まれた実数成分ＹＩと、インパルス応答ｈ_１５が畳み込まれた虚数成分ＹＱとを加算した後、周波数オフセットｅｘｐ（ｊω_ｙ（ｎ／Ｔ））を施す。さらに、適応等化部５３４は、インパルス応答ｈ_４が畳み込まれた実数成分位相共役ＸＩ^＊と、インパルス応答ｈ_１２が畳み込まれた虚数成分位相共役ＸＱ^＊と、インパルス応答ｈ_１６が畳み込まれた実数成分位相共役ＹＩ^＊と、インパルス応答ｈ_１４が畳み込まれた虚数成分位相共役ＹＱ^＊とを加算した後、周波数オフセットｅｘｐ（−ｊω_ｙ（ｎ／Ｔ））を施す。適応等化部５３４は、周波数オフセットｅｘｐ（ｊω_ｙ（ｎ／Ｔ））が施された加算信号と、周波数オフセットｅｘｐ（−ｊω_ｙ（ｎ／Ｔ））が施された加算信号とを加算し、Ｙ偏波成分の受信信号を得る。適応等化部５３４は、得られたＹ偏波成分の受信信号に、Ｙ偏波成分のバイアスずれをキャンセルするための送信データバイアス補正信号Ｃ_Ｙを加算（又は減算）し、歪み補正を行ったＸ偏波成分の受信信号Ｙ_Ｒｓｉｇ（ｎ）を得る。デマッピング部５３６は、受信信号Ｙ_Ｒｓｉｇ（ｎ）にシンボル判定を行った結果得られた受信信号Ｙ＾_Ｒｓｉｇ（ｎ）を出力する。

なお、波長分散補償用の複素インパルス応答ｈ_ＣＤ ^−１、インパルス応答ｈ_１〜ｈ_１６、及び、周波数オフセットｅｘｐ（ｊω_ｘｎ／Ｔ）、ｅｘｐ（−ｊω_ｘｎ／Ｔ）、ｅｘｐ（ｊω_ｙｎ／Ｔ）、ｅｘｐ（−ｊω_ｙｎ／Ｔ）は適応的かつ動的に変更される。受信機５０は、これらの値を任意の方法により取得する。

なお、インパルス応答ｈ_ＲＸＩ、ｈ_ＲＸＱ、ｈ_ＲＹＩ、ｈ_ＲＹＱの畳み込みは、図１に示すフロントエンド補正部５３２の処理に対応し、波長分散補償用のインパルス応答ｈ_ＣＤ ^−１の畳み込みは波長分散補償部５３３の処理に対応する。送信データバイアス補正信号Ｃ_Ｘ、Ｃ_Ｙの加算（又は減算）は、周波数及び位相オフセット補償部５３５の機能に対応する。

図３は、従来技術を用いた復調デジタル信号処理部の構成図である。図３に示す構成でも、受信機において生じるＩＱインバランス・スキューを補償可能である。しかし、複素数４×２ＭＩＭＯ等化器では、送受信器間の光源に波長オフセット及び位相オフセットが存在した場合、送信器で生じた波形歪みを補償できない。換言すれば、補償に必要なタップ（ｈ）の種類（未知数の数）に比べて、入力信号の次元(連立方程式の数)が不足している。

具体的には、Ｘ偏波の受信複素信号Ｓ_ｘ４は、式（６）に示すように、複素信号Ｓ_ｘ０、Ｓ_Ｙ０及びその共役Ｓ_ｘ０ ^＊、Ｓ_Ｙ０ ^＊に異なる複素インパルス応答を畳み込み、周波数オフセットｅｘｐ（ｊω_ｘｎ）又はｅｘｐ（−ｊω_ｘｎ）を乗じた独立な８個の複素項とバイアス項Ｃ_{ｂｉａｓＸ}の加算によって表現できる。同様に、Ｙ偏波の受信複素信号Ｓ_Ｙ４は、式（７）に示すように、複素信号Ｓ_Ｘ０、Ｓ_Ｙ０及びその共役Ｓ_Ｘ０ ^＊、Ｓ_Ｙ０ ^＊に異なる複素インパルス応答を畳み込み、周波数オフセットｅｘｐ（ｊω_ｙｎ）又はｅｘｐ（−ｊω_ｙｎ）を乗じた独立な８個の複素項とバイアス項Ｃ_{ｂｉａｓＹ}との加算によって表現できる。ゆえに、行列表現式（５）のように、ファイバ伝搬後に受信した偏波多重信号は、１６個の独立な複素項ｗ_１１〜ｗ_４４と、２つのバイアス項Ｃ_{ｂｉａｓｘ}、Ｃ_{ｂｉａｓｙ}とで表現できる。従って、複素信号Ｓ_ｘ０、Ｓ_Ｙ０は、受信複素信号Ｓ_ｘ４、Ｓ_Ｙ４及びその共役Ｓ_ｘ０ ^＊、Ｓ_Ｙ０ ^＊に、正負の周波数オフセットを乗じ、適当な１６個の異なるインパルス応答ｈ_１〜ｈ_１６を畳みこむことで表現可能である。上述したように、インパルス応答ｈ_１〜ｈ_１６は、行列Ｗの逆行列の要素である。

しかしながら、図３に示すような従来技術を適用した構成では、式（５）において、周波数オフセットｅｘｐ（ｊω_ｘｎ）のみを考慮したモデルを用いているため、一方の周波数オフセットのみを乗じて、ｅｘｐ（ｊω_ｘｎ）Ｓ_ｘ４、ｅｘｐ（ｊω_ｘｎ）Ｓ_Ｙ４とその共役ｅｘｐ（−ｊω_ｘｎ）Ｓ_ｘ４ ^＊、ｅｘｐ（−ｊω_ｘｎ）Ｓ_Ｙ４ ^＊項のみを使って送信信号を表現している。よって、ｈ_ｒｘ、ｇ_ｒｘで表現される受信機のＩＱインバランス及びスキューは補正可能であったが、送信機での歪みは補正できない。

図４は、適応等化処理の品質に関する実験結果を示す図である。図４（ａ）は、従来技術を用いた受信機における受信信号のコンスタレーションを示し、図４（ｂ）は、本実施形態の受信機５０における受信信号のコンスタレーションを示す。受信信号は、波長分散１３６０ｐｓ／ｎｍのシングルモードファイバ（ＳＭＦ）を８０ｋｍ伝送した偏波多重１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）信号である。周波数オフセットは１６０［ＭＨｚ］とした。また、受信機内スキューについては、ＸＩ−ＸＱを１０［ｐｓ］、ＹＩ−ＹＱを２５［ｐｓ］とした。

図４（ａ）に示すように、従来技術を用いた受信機では、変調器バイアスのずれの影響のため、ひし形の歪みが残っている。ＢＥＲ（Bit Error Rate：ビット誤り率）は、７．４×１０^−４であった。一方、図４（ｂ）に示すように、本実施形態の受信機５０では、正方形で歪みのない信号を得ることができた。ＢＥＲは、１．３×１０^−４であり、従来技術を用いた受信機よりも低かった。

上記の実験結果から、本実施形態によれば、従来技術では除去できなかった変調器バイアスのずれの影響（ひし形の歪み）を除去し、正方形で歪みの無い信号を得ることが可能であることがわかる。

続いて、本発明の第２の実施形態について説明する。図示はしないが、第２の実施形態では、偏波多重信号が空間的にＮ多重（Ｎ≧２）された場合について説明する。本実施形態のデジタルコヒーレント光伝送システムの基本的なシステム構成は、図１に示す第１の実施形態のデジタルコヒーレント光伝送システム１と同様である。本実施形態のデジタルコヒーレント光伝送システムが、図１に示すデジタルコヒーレント光伝送システム１と異なる点は、送信機１０が空間的にＮ多重された偏波多重信号を送信する点、ＷＤＭ合波器２０及びＷＤＭ分波器４０に加え、モード合分波器などの空間多重・分離用のデバイスが挿入される点、及び、受信機５０において、光フロントエンド５２０が空間多重数分配置され、ＭＩＭＯ等化器（復調デジタル信号処理部Ａ）の入力および複素インパルス応答の数が１６Ｎ^２に増加し、Ｎ組の偏波多重信号が復調される点である。

空間的にＮ多重された偏波多重信号は、例えば、マルチコアファイバやマルチモード等により受信機５０に送信される。モード数Ｎの空間多重伝送においては、上記の式（５）と同様にして、４Ｎ×４Ｎの行列により送受信機を含めた伝送路の状態を記述することができる。したがって、受信機のＭＩＭＯ等化器における複素インパルス応答の数を１６Ｎ^２とすれば、空間多重伝送の場合においても、送信機で生じた歪みを受信機におけるデジタル信号処理で補償可能になる。

具体的には、復調デジタル信号処理部Ａは、以下のように動作する。光フロントエンド５２０が出力するｉ番目（ｉは１以上Ｎ以下の整数）の偏波多重受信信号のＸ偏波成分のＩ成分信号を実数成分ＸＩ_ｉ、Ｑ成分信号を虚数成分ＸＱ_ｉとし、Ｙ偏波成分のＩ成分信号を実数成分ＹＩ_ｉ、Ｑ成分信号を虚数成分ＹＱ_ｉとする。復調デジタル信号処理部Ａは、ｉ番目の偏波多重受信信号の実数成分ＸＩ_ｉ、虚数成分ＸＱ_ｉ、実数成分ＹＩ_ｉ、及び、実数成分ＹＱ_ｉのそれぞれに、各成分に応じて、受信機の周波数特性を補償するインパルス応答及び波長分散補償用の複素インパルス応答を畳み込む。復調デジタル信号処理部Ａは、畳み込みが行われた実数成分ＸＩ_ｉ、虚数成分ＸＱ_ｉ、実数成分ＹＩ_ｉ、及び、虚数成分ＹＱ_ｉのそれぞれを４Ｎ個に分岐する。復調デジタル信号処理部Ａは、分岐した４Ｎ個の信号のうち２Ｎ個の信号をそのまま適応等化部５３４に入力し、残りの２Ｎ個の信号を位相共役信号に変換して適応等化部５３４に入力する。実数成分ＸＩ_ｉ、虚数成分ＸＱ_ｉ、実数成分ＹＩ_ｉ、虚数成分ＹＱ_ｉそれぞれの位相共役を、実数成分位相共役ＸＩ_ｉ ^＊、虚数成分位相共役ＸＱ_ｉ ^＊、実数成分位相共役ＹＩ_ｉ ^＊、虚数成分位相共役ＹＱ_ｉ ^＊とする。実数成分ＸＩ_ｉ、虚数成分ＸＱ_ｉ、実数成分ＹＩ_ｉ、虚数成分ＹＱ_ｉ、実数成分位相共役ＸＩ_ｉ ^＊、虚数成分位相共役ＸＱ_ｉ ^＊、実数成分位相共役ＹＩ_ｉ ^＊、及び、虚数成分位相共役ＹＱ_ｉ ^＊からなる２Ｎ個の組それぞれは、Ｎ個の偏波多重受信信号のＸ偏波成分及びＹ偏波成分に対応する。

適応等化部５３４は、２Ｎ個の実数成分ＸＩ_１〜ＸＩ_Ｎ、虚数成分ＸＱ_１〜ＸＱ_Ｎ、実数成分ＹＩ_１〜ＹＩ_Ｎ、虚数成分ＹＱ_１〜ＹＱ_Ｎ、実数成分位相共役ＸＩ_１ ^＊〜ＸＩ_Ｎ ^＊、虚数成分位相共役ＸＱ_１ ^＊〜ＸＱ_Ｎ ^＊、実数成分位相共役ＹＩ_１ ^＊〜ＹＩ_Ｎ ^＊、虚数成分位相共役ＹＱ_１ ^＊〜ＹＱ_Ｎ ^＊のそれぞれに、インパルス応答を畳み込む。各成分及び各位相共役に畳み込むインパルス応答は、４Ｎ×４Ｎで表された式（５）の行列Ｗの逆行列の要素で表される。適応等化部５３４は、各偏波多重受信信号の偏波ごとに、該偏波及び各成分に応じたインパルス応答が畳み込まれた実数成分ＸＩ_１〜ＸＩ_Ｎ、虚数成分ＸＱ_１〜ＸＱ_Ｎ、実数成分ＹＩ_１〜ＹＩ_Ｎ、及び、虚数成分ＹＱ_１〜ＹＱ_Ｎを加算し、周波数オフセット補償用の位相回転を施して第一加算信号を生成する。同様に、適応等化部５３４は、各偏波多重受信信号の偏波ごとに、該偏波及び各位相共役に応じたインパルス応答が畳み込まれた実数成分位相共役ＸＩ_１ ^＊〜ＸＩ_Ｎ ^＊、虚数成分位相共役ＸＱ_１ ^＊〜ＸＱ_Ｎ ^＊、実数成分位相共役ＹＩ_１ ^＊〜ＹＩ_Ｎ ^＊、及び、虚数成分位相共役ＹＱ_１ ^＊〜ＹＱ_Ｎ ^＊を加算し、周波数オフセット補償用の位相回転とは逆の位相回転を施して第二加算信号を生成する。適応等化部５３４は、各偏波多重受信信号の偏波ごとに、該偏波について生成された第一加算信号及び第二加算信号を加算して受信信号を得ると、該偏波の送信データバイアス補正信号を加算（又は減算）して歪み補正を行う。

以上説明した実施形態によれば、受信機が備える信号処理装置は、第一補償部と、入力信号生成部と、等化部と、第二補償部とを備える。受信機が、シングルモードファイバ伝送用の偏波多重信号を受信する場合、例えば、信号処理装置はデジタル信号処理部５３０であり、第一補償部はフロントエンド補正部５３２及び波長分散補償部５３３であり、入力信号生成部は波長分散補償部５３３であり、等化部は適応等化部５３４であり、第二補償部は周波数及び位相オフセット補償部５３５である。

第一補償部は、偏波多重された受信信号の各偏波の実数成分及び虚数成分のそれぞれに、受信機の周波数特性を補償するインパルス応答及び波長分散補償用の複素インパルス応答を畳み込む。入力信号生成部は、各偏波ごとに、畳み込みが行われた各偏波の実数成分及び虚数成分と畳み込みが行われた各偏波の実数成分及び虚数成分それぞれの位相共役とを入力信号として生成する。等化部は、各偏波ごとに、入力信号に含まれる各偏波の実数成分及び虚数成分それぞれに複素インパルス応答を乗算したのち加算し、さらに周波数オフセット補償用の位相回転を施した第一加算信号と、入力信号に含まれる各偏波の実数成分の位相共役及び虚数成分の位相共役それぞれに複素インパルス応答を乗算したのち加算し、さらに周波数オフセット補償用の位相回転とは逆の位相回転を施した第二加算信号とを生成する。第二補償部は、第一加算信号と第二加算信号とを加算した信号に、送信データバイアス補正信号を加算又は減算する。

あるいは、信号処理装置を備える受信機は、空間的にＮ多重された偏波多重受信信号を受信する。第一補償部は、空間的にＮ（Ｎは２以上の整数）多重された偏波多重受信信号に含まれる各偏波の実数成分及び虚数成分のそれぞれに、受信機の周波数特性を補償するインパルス応答及び波長分散補償用の複素インパルス応答を畳み込む。入力信号生成部は、Ｎ個の偏波多重受信信号それぞれの各偏波ごとに、Ｎ個の偏波多重受信信号それぞれの畳み込みが行われた各偏波の実数成分及び虚数成分とＮ個の偏波多重受信信号それぞれの畳み込みが行われた各偏波の実数成分及び虚数成分それぞれの位相共役とを入力信号として生成する。これにより、各偏波多重受信信号の偏波成分ごとに、８Ｎ個の信号が入力信号として生成され、Ｘ偏波及びＹ偏波成分からなる１つの偏波多重受信信号については、１６Ｎ個の信号が入力信号となる。等化部は、Ｎ個の偏波多重受信信号それぞれの各偏波ごとに、該偏波について生成された入力信号に含まれる各偏波の実数成分及び虚数成分それぞれに複素インパルス応答を乗算したのち加算し、さらに周波数オフセット補償用の位相回転を施して第一加算信号を生成する。また、等化部は、Ｎ個の偏波多重受信信号それぞれの各偏波ごとに、該偏波について生成された入力信号に含まれるＮ個の偏波の実数成分の位相共役及び虚数成分の位相共役それぞれに複素インパルス応答を乗算したのち加算し、さらに周波数オフセット補償用の位相回転とは逆の位相回転を施した第二加算信号とを生成する。第二補償部は、Ｎ個の偏波多重受信信号それぞれの各偏波ごとに、該偏波について生成された第一加算信号と第二加算信号とを加算した信号に、送信データバイアス補正信号を加算又は減算する。

なお、複素インパルス応答は、動的に更新される。また、第二補償部は、送信データバイアス補正信号を適応的に加算又は減算する。

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

１…デジタルコヒーレント光伝送システム
１０…送信機
２０…ＷＤＭ合波器
３０…光ファイバ伝送路
３１…光増幅器
４０…ＷＤＭ分波器
５０…受信機
１００…送信部
１１０…デジタル信号処理部
１１１…符号化部
１１２…マッピング部
１１３…トレーニング信号挿入部
１１４…サンプリング周波数変更部
１１５…波形整形部
１１６…予等化部
１１７−１〜１１７−４デジタル−アナログ変換器
１２０…変調器ドライバ
１２１−１〜１２１−４…アンプ
１３０…光源
１４０…集積モジュール
１４１−１、１４１−２…ＩＱ変調器
１４２…偏波合成部
５００…受信部
５１０…局部発振光源
５２０…光フロントエンド
５２１…偏波分離部
５２２−１、５２２−２…光９０度ハイブリッドカプラ
５２３−１〜５２３−４…ＢＰＤ
５２４−１〜５２４−４…アンプ
５３０…デジタル信号処理部
５３１−１〜５３１−４…アナログ−デジタル変換器
５３２…フロントエンド補正部
５３３…波長分散補償部
５３４…適応等化部
５３５…周波数及び位相オフセット補償部
５３６…デマッピング部
５３７…復号部

Claims (7)

1. 偏波多重された受信信号の各偏波の実数成分及び虚数成分のそれぞれに、受信機の周波数特性を補償するインパルス応答及び波長分散補償用の複素インパルス応答を畳み込む第一補償ステップと、
   各偏波ごとに、畳み込みが行われた各偏波の前記実数成分及び前記虚数成分と畳み込みが行われた各偏波の前記実数成分及び前記虚数成分それぞれの位相共役とを入力信号として生成する入力信号生成ステップと、
   各偏波ごとに、前記入力信号に含まれる各偏波の前記実数成分及び前記虚数成分それぞれに複素インパルス応答を乗算したのち加算し、さらに周波数オフセット補償用の位相回転を施した第一加算信号と、前記入力信号に含まれる各偏波の前記実数成分の前記位相共役及び前記虚数成分の前記位相共役それぞれに複素インパルス応答を乗算したのち加算し、さらに周波数オフセット補償用の前記位相回転とは逆の位相回転を施した第二加算信号とを生成する等化ステップと、
   各偏波ごとに、前記第一加算信号と前記第二加算信号とを加算した信号に、送信データバイアス補正信号を加算又は減算する第二補償ステップと、
   を有する信号処理方法。
2. 前記受信機は、光信号により前記偏波多重された受信信号を受信する、
   請求項１に記載の信号処理方法。
3. 空間的にＮ（Ｎは２以上の整数）多重された偏波多重受信信号に含まれる各偏波の実数成分及び虚数成分のそれぞれに、受信機の周波数特性を補償するインパルス応答及び波長分散補償用の複素インパルス応答を畳み込む第一補償ステップと、
   Ｎ個の前記偏波多重受信信号それぞれの各偏波ごとに、Ｎ個の前記偏波多重受信信号それぞれの畳み込みが行われた各偏波の前記実数成分及び前記虚数成分とＮ個の前記偏波多重受信信号それぞれの畳み込みが行われた各偏波の前記実数成分及び前記虚数成分それぞれの位相共役とを入力信号として生成する入力信号生成ステップと、
   Ｎ個の前記偏波多重受信信号それぞれの各偏波ごとに、該偏波の前記入力信号に含まれる各偏波の前記実数成分及び前記虚数成分それぞれに複素インパルス応答を乗算したのち加算し、さらに周波数オフセット補償用の位相回転を施した第一加算信号を生成する処理と、Ｎ個の前記偏波多重受信信号それぞれの各偏波ごとに、該偏波の前記入力信号に含まれる各偏波の前記実数成分の前記位相共役及び前記虚数成分の前記位相共役それぞれに複素インパルス応答を乗算したのち加算し、さらに周波数オフセット補償用の前記位相回転とは逆の位相回転を施した第二加算信号を生成する処理とを行う等化ステップと、
   Ｎ個の前記偏波多重受信信号それぞれの各偏波ごとに、該偏波について生成された前記第一加算信号と前記第二加算信号とを加算した信号に、送信データバイアス補正信号を加算又は減算する第二補償ステップと、
   を有する信号処理方法。
4. 前記複素インパルス応答は、動的に更新され、
   前記第二補償ステップにおいては、前記送信データバイアス補正信号を適応的に加算又は減算する、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の信号処理方法。
5. 偏波多重された受信信号の各偏波の実数成分及び虚数成分のそれぞれに、受信機の周波数特性を補償するインパルス応答及び波長分散補償用の複素インパルス応答を畳み込む第一補償部と、
   各偏波ごとに、畳み込みが行われた各偏波の前記実数成分及び前記虚数成分と畳み込みが行われた各偏波の前記実数成分及び前記虚数成分それぞれの位相共役とを入力信号として生成する入力信号生成部と、
   各偏波ごとに、前記入力信号に含まれる各偏波の前記実数成分及び前記虚数成分それぞれに複素インパルス応答を乗算したのち加算し、さらに周波数オフセット補償用の位相回転を施した第一加算信号と、前記入力信号に含まれる各偏波の前記実数成分の前記位相共役及び前記虚数成分の前記位相共役それぞれに複素インパルス応答を乗算したのち加算し、さらに周波数オフセット補償用の前記位相回転とは逆の位相回転を施した第二加算信号とを生成する等化部と、
   各偏波ごとに、前記第一加算信号と前記第二加算信号とを加算した信号に、送信データバイアス補正信号を加算又は減算する第二補償部と、
   を備える信号処理装置。
6. 空間的にＮ（Ｎは２以上の整数）多重された偏波多重受信信号に含まれる各偏波の実数成分及び虚数成分のそれぞれに、受信機の周波数特性を補償するインパルス応答及び波長分散補償用の複素インパルス応答を畳み込む第一補償部と、
   Ｎ個の前記偏波多重受信信号それぞれの各偏波ごとに、Ｎ個の前記偏波多重受信信号それぞれの畳み込みが行われた各偏波の前記実数成分及び前記虚数成分とＮ個の前記偏波多重受信信号それぞれの畳み込みが行われた各偏波の前記実数成分及び前記虚数成分それぞれの位相共役とを入力信号として生成する入力信号生成部と、
   Ｎ個の前記偏波多重受信信号それぞれの各偏波ごとに、該偏波の前記入力信号に含まれる各偏波の前記実数成分及び前記虚数成分それぞれに複素インパルス応答を乗算したのち加算し、さらに周波数オフセット補償用の位相回転を施した第一加算信号を生成する処理と、Ｎ個の前記偏波多重受信信号それぞれの各偏波ごとに、該偏波の前記入力信号に含まれる各偏波の前記実数成分の前記位相共役及び前記虚数成分の前記位相共役それぞれに複素インパルス応答を乗算したのち加算し、さらに周波数オフセット補償用の前記位相回転とは逆の位相回転を施した第二加算信号を生成する処理とを行う等化部と、
   Ｎ個の前記偏波多重受信信号それぞれの各偏波ごとに、該偏波について生成された前記第一加算信号と前記第二加算信号とを加算した信号に、送信データバイアス補正信号を加算又は減算する第二補償部と、
   を備える信号処理装置。
7. 送信機と、請求項５又は請求項６に記載の信号処理装置を有する受信機とを備える通信システム。

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