特許 5764454 受信装置および送受信システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5764454

(24)【登録日】2015年6月19日

(45)【発行日】2015年8月19日

(54)【発明の名称】受信装置および送受信システム

(51)【国際特許分類】

   H04B 7/15 20060101AFI20150730BHJP

   H04L 27/00 20060101ALI20150730BHJP

【ＦＩ】

   H04B7/15

   H04L27/00 Z

【請求項の数】4

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2011-220819(P2011-220819)

(22)【出願日】2011年10月5日

(65)【公開番号】特開2013-81122(P2013-81122A)

(43)【公開日】2013年5月2日

【審査請求日】2014年7月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100143959

【弁理士】

【氏名又は名称】住吉 秀一

(74)【代理人】

【識別番号】100167852

【弁理士】

【氏名又は名称】宮城 康史

(72)【発明者】

【氏名】三木 健一

(72)【発明者】

【氏名】大石 慧介

(72)【発明者】

【氏名】畑野 達也

(72)【発明者】

【氏名】藤島 勇人

【審査官】 前田 典之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２０３８７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１９７０１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 Ampalavanapillai Nirmalathas, et al.，Digitized RF transmission over fiber，IEEE Microwave Magazine，米国，IEEE，２００９年 ６月，Vol.10, Issue.4，pages.75-81

【文献】 Yizhuo Yang, et al.，Experimental Demonstration of Multi-Service Hybrid Fiber-Radio System Using Digitized RF-Over-Fiber Technique，Journal of Lightwave Technology，米国，IEEE，２０１１年 ７月１５日，Vol.29, Issue.14，pages.2131-2137

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ ７／１５

Ｈ０４Ｌ ２７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

送信装置において第１周波数の信号を用いてダウンコンバートされてデジタル化された信号を受信する受信装置において、
前記デジタル化された信号をアナログ信号に変換する変換手段と、
前記変換手段によって得られた前記アナログ信号に含まれる所定の次数のエイリアシング信号を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出された前記エイリアシング信号を、前記第１周波数よりも周波数が低い第２周波数の信号を用いてアップコンバートして原信号に復元する復元手段と、
を有することを特徴とする受信装置。

【請求項2】

前記送信装置は、前記第１周波数の信号を用いて原信号を第１ナイキストゾーンの信号にダウンコンバートし、当該ダウンコンバートした信号をオーバーサンプリングし、
前記抽出手段は、第３次のエイリアシング信号を抽出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の受信装置。

【請求項3】

前記送信装置は、前記第１周波数の信号を用いて原信号を第３ナイキストゾーンの信号にダウンコンバートし、当該ダウンコンバートした信号を帯域制限サンプリングし、
前記抽出手段は、第５次のエイリアシング信号を抽出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の受信装置。

【請求項4】

原信号を第１周波数の信号を用いてダウンコンバートしてデジタル化して送信する送信装置と、
前記デジタル化された信号をアナログ信号に変換する変換手段と、前記変換手段によって得られた前記アナログ信号に含まれる所定の次数のエイリアシング信号を抽出する抽出手段と、前記抽出手段によって抽出された前記エイリアシング信号を、前記第１周波数よりも周波数が低い第２周波数の信号を用いてアップコンバートして原信号に復元する復元手段と、を備える受信装置と、
を有することを特徴とする送受信システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、受信装置および送受信システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、光ファイバ伝送装置に関する技術が開示されている。この技術では、送信装置においてＲＦ信号をダウンコンバートによってＩＦ信号に変換し、Ａ／Ｄ変換によってデジタル信号にした後、光信号に変換して受信装置に向けて送信する。受信装置では、受信した光信号を電気信号に変換した後にＤ／Ａ変換してアナログ信号に変換し、アップコンバートによってＲＦ信号に復元する。

【0003】

図８，図９は、特許文献１の動作の一例を説明するための図である。図８は、送信装置の動作を示している。送信装置では、図８（Ａ）に示すように、例えば、帯域幅（ＢＷ）が９０ＭＨｚで、中心周波数（ｆｃ）が３．５５ＧＨｚのＲＦ信号（実線で示す台形形状の信号）を、３．５ＧＨｚの局発信号（実線で示す矢印の信号）によってダウンコンバートする。この結果、図８（Ｂ）に示すように、帯域幅が９０ＭＨｚで、中心周波数が５５ＭＨｚの信号（実線で示す台形形状の信号）が生成される。このようにしてダウンコンバートされた信号は、サンプリング周波数Ｆｓによってサンプリングされ、デジタル信号に変換された後、光信号に変換されて受信装置に送信される。

【0004】

受信装置では、受信された光信号が電気信号に変換された後、Ｄ／Ａ変換によってアナログ信号に変換される。その結果、図９（Ａ）に示すように、帯域幅が９０ＭＨｚで、中心周波数が５５ＭＨｚの信号（実線で示す台形形状の信号）が生成される。このようなアナログ信号は、図９（Ｂ）に示すように、３．５ＧＨｚの局発信号（実線で示す矢印の信号）によってアップコンバートされて元のＲＦ信号（実線で示す台形形状の信号）が生成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平０８−３１６９０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

前述した技術では、受信装置において、アップコンバートによって得られたＲＦ信号に含まれている局発信号を減衰して除去する必要があるので、図９（Ｂ）に示すように、一点鎖線で示す通過特性を有するバンドパスフィルタを出力に設ける必要がある。

【0007】

ところで、図９（Ｂ）に示す特性を有するバンドパスフィルタは、通過帯域の周波数が非常に高く、また、遮断特性が非常に急峻である必要がある。このようなバンドパスフィルタの設計は難しく、また、価格が高いという問題点がある。

【0008】

そこで、ダウンコンバート後の信号の周波数が高くなるように設定することで、ＲＦ信号と局発信号の間隔を広く設定することも考えられる。このような設定によれば、ＲＦ信号と局発信号の間隔が広くなることから、遮断特性が緩やかなバンドパスフィルタを用いることができる。しかしながら、そのように設定した場合、Ａ／Ｄ変換器におけるサンプリングクロックのジッタによってＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）が劣化するという問題点がある。すなわち、ジッタによるＳＮＲは以下の式によって表される。.

【0009】

【0010】

ここで、ｆｉｎはＡ／Ｄ変換器に入力されるアナログ信号（ＩＦ信号）の周波数であり、Ｊｉｔｔｅｒ_{ｃｌｏｃｋ}はＡ／Ｄ変換器に供給される外部クロックのジッタの実効値であり、Ｊｉｔｔｅｒ_{ａｐｐｅｒｔｕｒｅ}はＡ／Ｄ変換器のサンプリング間の変動によるジッタの実効値である。この式から、入力されるアナログ信号の周波数が大きくなるほど、クロックのジッタによる振幅誤差が大きくなり、ＳＮＲが劣化することが分かる。図１０は、周波数ｆｉｎによるＳＮＲの劣化を示す図である。この図に示すように、サンプリングクロックの時間的なジッタΔｔが存在する場合、周波数が高い場合には周波数が低い場合に比較して電圧の誤差ΔＶが大きくなっている。したがって、Ａ／Ｄ変換器に入力される信号の周波数が高く設定すると、バンドパスフィルタの特性は緩やかにすることができるが、ＳＮＲが劣化してしまうという問題点がある。

【0011】

そこで、本発明は、雑音の発生が少なく、かつ、特性が緩やかなフィルタを用いることができる受信装置および送受信システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記課題を解決するために、本発明は、送信装置において第１周波数の信号を用いてダウンコンバートされてデジタル化された信号を受信する受信装置において、前記デジタル化された信号をアナログ信号に変換する変換手段と、前記変換手段によって得られた前記アナログ信号に含まれる所定の次数のエイリアシング信号を抽出する抽出手段と、前記抽出手段によって抽出された前記エイリアシング信号を、前記第１周波数よりも周波数が低い第２周波数の信号を用いてアップコンバートして原信号に復元する復元手段と、を有することを特徴とする。
このような構成によれば、雑音の発生が少なく、かつ、特性が緩やかなフィルタを用いることができる受信装置を提供することができる。

【0013】

また、他の発明は、上記発明に加えて、前記送信装置は、前記第１周波数の信号を用いて原信号を第１ナイキストゾーンの信号にダウンコンバートし、当該ダウンコンバートした信号をオーバーサンプリングし、前記抽出手段は、第３次のエイリアシング信号を抽出することを特徴とする。
このような構成によれば、より雑音の発生を少なくすることができる。

【0014】

また、他の発明は、上記発明に加えて、前記送信装置は、前記第１周波数の信号を用いて原信号を第３ナイキストゾーンの信号にダウンコンバートし、当該ダウンコンバートした信号を帯域制限サンプリングし、前記抽出手段は、第５次のエイリアシング信号を抽出することを特徴とする。
このような構成によれば、折り返し雑音によって原信号の特性を損なうことなく、信号を送信することができる。

【0015】

また、本発明は、原信号を第１周波数の信号を用いてダウンコンバートしてデジタル化して送信する送信装置と、前記デジタル化された信号をアナログ信号に変換する変換手段と、前記変換手段によって得られた前記アナログ信号に含まれる所定の次数のエイリアシング信号を抽出する抽出手段と、前記抽出手段によって抽出された前記エイリアシング信号を、前記第１周波数よりも周波数が低い第２周波数の信号を用いてアップコンバートして原信号に復元する復元手段と、を備える受信装置と、を有することを特徴とする。
このような構成によれば、雑音の発生が少なく、かつ、特性が緩やかなフィルタを用いることができる送受信システムを提供することができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、雑音の発生が少なく、かつ、特性が緩やかなフィルタを用いることができる受信装置を提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の第１実施形態に係る送受信システムの構成例を示す図である。

【図2】図１に示す送信装置の構成例を示す図である。

【図3】図１に示す受信装置の構成例を示す図である。

【図4】図２に示す送信装置の動作を説明するための図である。

【図5】ナイキストゾーンを説明するための図である。

【図6】図３に示す受信装置の動作を説明するための図である。

【図7】本発明の第２実施形態の構成例を示す図である。

【図8】従来技術の送信装置の動作を説明するための図である。

【図9】従来技術の受信装置の動作を説明するための図である。

【図10】周波数によるジッタ雑音の発生の様子を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

次に、本発明の実施形態について説明する。

【0019】

（Ａ）第１実施形態の構成の説明
図１は、本発明の第１実施形態に係る送受信システムの概略の構成例を示す図である。この図に示すように、送受信システム１は、送信装置１０、光ファイバ３０、および、受信装置２０を主要な構成要素としている。図１に示す第１実施形態は、携帯電話の基地局からの電波が届きにくい電波不感地帯に電波を供給するシステムとして構成されている。

【0020】

ここで、送信装置１０は、図示しない基地局からの電波を受信可能な場所に配置され、基地局からの電波をアンテナ１１によって捕捉する。そして、送信装置１０は、受信信号（ＲＦ信号）をダウンコンバートしてデジタル化した後、光信号に変換して光ファイバ３０を介して受信装置２０に伝送する。また、送信装置１０は、受信装置２０から光ファイバ３０を介して受信した光信号を電気信号に変換してアナログ信号に変換した後、アップコンバートして元のＲＦ信号に復元し、アンテナ１１を介して電波として基地局に向けて送信する。なお、図１の例では、送信装置１０と基地局とは無線で情報を授受するようにしているが、これらが有線で情報を授受するようにしてもよい。

【0021】

受信装置２０は、基地局からの電波が届きにくい電波不感地帯に配置され、送信装置１０から光ファイバ３０を介して伝送された光信号を受信する。そして、受信装置２０は、受信した光信号を電気信号に変換してアナログ信号に変換した後、アップコンバートして元のＲＦ信号に復元し、アンテナ２１を介して電波不感地帯に電波を送信する。また、受信装置２０は、携帯電話から受信した電波をアンテナ２１によって受信し、受信信号（ＲＦ信号）をダウンコンバートしてデジタル化した後、光信号に変換して光ファイバ３０を介して送信装置１０に供給する。なお、受信装置２０は、実際には、電波不感帯の面積等に応じて複数個接続されているが、図１では図面を簡略化するために１台だけ接続された状態を示している。

【0022】

以上のような構成により、携帯電話を有するユーザが電波不感帯に位置している場合であっても、携帯電話と基地局との間で、第１実施形態の送受信システム１を介して電波の授受が可能になるので、通話または通信を実行することができる。

【0023】

図２は、図１に示す送信装置１０の構成例を示す図である。なお、図２の例では、図面を簡略化するために、下り方向（基地局から受信した電波を受信装置２０に送信する方向）に関するブロック図のみを示している。図２に示すように、送信装置１０は、ミキサ１０１、ローパスフィルタ１０２、増幅部１０３、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）１０４、信号処理部１０５、光送信部１０８、光分配部１０９、クロック部１１０、分配部（ＤＩＶ）１１１、ＰＬＬシンセサイザ（ＰＬＬＳＹＮ）１１２、および、発振部１１３を有している。

【0024】

ここで、ミキサ１０１は、アンテナ１１を介して供給されるＲＦ信号と、発振部１１３から供給される局発信号とをミキシングし、中間周波数信号を出力する。なお、アンテナ１１を介して供給される信号は、例えば、中心周波数ｆｃが３．５５ＧＨｚで、帯域幅ＢＷが９０ＭＨｚの信号とすることができる。また、発振部１１３から出力される局発信号は、３．５ＧＨｚの信号とすることができる。

【0025】

ローパスフィルタ１０２は、ミキサ１０１で生成された中間周波数信号を通過させ、それ以外の帯域成分を減衰させるフィルタである。増幅部１０３は、ローパスフィルタ１０２を通過した中間周波数信号を所定のゲインで増幅して出力する。ＡＤＣ１０４は、増幅部１０３によって増幅された中間周波数信号を分配部１１１から供給されるクロック信号に同期してサンプリングし、デジタル信号に変換して出力する。

【0026】

信号処理部１０５は、パラレルシリアル変換部（Ｐ／Ｓ）１０６、および、送信部（ＴＸＤ）１０７を有しており、例えば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等によって構成され、ＡＤＣ１０４から出力されるデジタル信号に対してパラレルシリアル変換その他のエンコード処理を施して出力する。ここで、パラレルシリアル変換部１０６は、分配部１１１から出力されるクロック信号に基づいて、ＡＤＣ１０４から出力されるパラレル信号をシリアル信号に変換して出力する。送信部１０７は、パラレルシリアル変換部１０６から供給されるシリアル信号を、例えば、８ｂ／１０ｂ変換してクロック信号を重畳して送信信号を生成した後、出力する。

【0027】

光送信部１０８は、送信部１０７から供給される電気信号を対応する光信号に変換して出力する。光分配部１０９では、光送信部１０８から出力される光信号が各光ファイバ３０に対して分配される。

【0028】

クロック部１１０は、例えば、周波数が２５０ＭＨｚのクロック信号を生成して出力する。分配部１１１は、クロック部１１０から供給されたクロック信号を、ＡＤＣ１０４、パラレルシリアル変換部１０６、送信部１０７、および、ＰＬＬシンセサイザ１１２に分配する。

【0029】

ＰＬＬシンセサイザ１１２は、分配部１１１から供給されるクロック信号に基づいて発振部１１３から出力される局発信号が所定の周波数になるように制御する。発振部１１３は、ＰＬＬシンセサイザ１１２から供給される制御電圧に対応した周波数の正弦波信号を発生する電圧制御発振回路（ＶＣＯ：Voltage Control Oscillator）である。なお、この例では、局発信号としては３．５ＧＨｚの信号が出力される。

【0030】

図３は、図１に示す受信装置２０の詳細な構成例を示す図である。なお、図３の例では、図面を簡略化するために、図２と同様に、下り方向（基地局から受信した電波を受信装置２０に送信する方向）に関するブロック図のみを示している。図３に示すように、受信装置２０は、光受信部（ＲＸ）２０１、信号処理部２０２、ＤＡＣ（Digital to Analog Converter）２０５、バンドパスフィルタ２０６、ミキサ２０７、バンドパスフィルタ２０８、波形整形部（Cleaner）２０９、ＰＬＬシンセサイザ（ＰＬＬＳＹＮ）２１０、および、発振部２１１を有している。

【0031】

ここで、光受信部２０１は、光ファイバ３０を介して送信装置１０から伝送されてきた光信号を電気信号に変換して信号処理部２０２に供給する。

【0032】

信号処理部２０２は、受信部（ＲＸＤ）２０３およびシリアルパラレル変換部（Ｓ／Ｐ）２０４を有しており、例えば、ＦＰＧＡ等によって構成され、光受信部２０１から出力されるシリアル信号をパラレル信号に変換してＤＡＣ２０５に供給するとともに、クロック信号を抽出して波形整形部２０９に供給する。ここで、受信部２０３は、光受信部２０１から供給される電気信号から主信号であるデジタル信号を抽出してシリアルパラレル変換部２０４に供給するとともに、クロック信号を抽出して波形整形部２０９に供給する。シリアルパラレル変換部２０４は、受信部２０３から供給されるシリアル信号を波形整形部２０９から供給されるクロック信号に基づいてパラレル信号に変換し、ＤＡＣ２０５に供給する。

【0033】

ＤＡＣ２０５は、シリアルパラレル変換部２０４から供給されるデジタル信号を波形整形部２０９から供給されるクロック信号に同期してアナログ信号に変換して出力する。バンドパスフィルタ２０６は、ＤＡＣ２０５から出力されるアナログ信号から第３次のエイリアシング信号を抽出して出力する。

【0034】

波形整形部２０９は、受信部２０３によって抽出されたクロック信号を整形して、シリアルパラレル変換部２０４、ＤＡＣ２０５、および、ＰＬＬシンセサイザ２１０に供給する。ＰＬＬシンセサイザ２１０は、波形整形部２０９から供給されるクロック信号に基づいて発振部２１１から出力される局発信号が所定の周波数になるように制御する。発振部２１１は、ＰＬＬシンセサイザ２１０から供給される制御電圧に対応した周波数の正弦波信号を発生する電圧制御発振回路である。なお、この例では、局発信号としては、送信装置１０の局発信号である３．５ＧＨｚよりも低い周波数の３．２５ＧＨｚが出力される。

【0035】

ミキサ２０７は、バンドパスフィルタ２０６から出力される第３次のエイリアシング信号と、発振部２１１から供給される局発信号とをミキシングすることでアップコンバートを実行し、ＲＦ信号を生成して出力する。なお、バンドパスフィルタ２０６から出力される第３次のエイリアシング信号は、例えば、中心周波数ｆｃが３０５ＭＨｚで、帯域幅ＢＷが９０ＭＨｚの信号である。また、発振部２１１から供給される局発信号は、前述のように３．２５ＧＨｚの信号である。これらの信号のミキシングにより、中心周波数ｆｃが３．５５ＧＨｚであり、帯域幅ＢＷが９０ＭＨｚのＲＦ信号が生成される。バンドパスフィルタ２０８は、ミキサ２０７から出力される信号に含まれているＲＦ信号を通過させ、それ以外の周波数成分を減衰して出力する。

【0036】

（Ｂ）第１実施形態の動作の説明
つぎに、第１実施形態の動作について説明する。図示しない基地局から送信された電波は、送信装置１０のアンテナ１１によって捕捉され、例えば、中心周波数ｆｃが３．５５ＧＨｚで、帯域幅ＢＷが９０ＭＨｚのＲＦ信号としてミキサ１０１に供給される。ミキサ１０１は、発振部１１３から供給される３．５ＧＨｚの局発信号とＲＦ信号とをミキシングして出力する。図４（Ａ）はミキサ１０１に入力されるＲＦ信号（台形形状の信号）と局発信号（矢印形状の信号）との関係を示す図である。なお、この図の横軸は周波数を示し、縦軸は振幅を示している。図４（Ａ）に示すように、局発信号はＲＦ信号よりも約５０ＭＨｚ低い周波数に設定されている。このような２つの信号をミキサ１０１によってミキシングすることにより、図４（Ｂ）に示すように、これらの周波数の差分に対応する中心周波数ｆｃ５５ＭＨｚを有する、ダウンコンバートされたＩＦ信号（図中実線で示す信号）が得られる。

【0037】

ミキサ１０１から出力されたＩＦ信号は、ローパスフィルタ１０２に供給され、そこで、ＩＦ信号以外の周波数成分が減衰されて増幅部１０３に出力される。増幅部１０３では、ローパスフィルタ１０２から出力されたＩＦ信号が所定のゲインで増幅されて出力される。

【0038】

ＡＤＣ１０４は、分配部１１１から供給されるクロック信号に同期して増幅部１０３から供給されるＩＦ信号をサンプリングして量子化し、デジタル信号に変換する。図４（Ｂ）に示すように、ＩＦ信号は帯域幅ＢＷが９０ＭＨｚであり、ＡＤＣ１０４のサンプリング周波数Ｆｓは２５０ＭＨｚであるので、ＩＦ信号の帯域幅の２倍以上のサンプリング周波数によってオーバーサンプリングが実行され、例えば、１２ビットのデジタル信号に変換された後、信号処理部１０５に出力される。

【0039】

信号処理部１０５のパラレルシリアル変換部１０６は、ＡＤＣ１０４から出力されたデジタル信号を分配部１１１から供給されるクロック信号に基づいてシリアル信号に変換して送信部１０７に出力する。送信部１０７は、パラレルシリアル変換部１０６から供給されるシリアル信号を、例えば、８ｂ／１０ｂ変換してクロック信号を重畳した後に、光送信部１０８に出力する。

【0040】

光送信部１０８は、送信部１０７から供給される電気信号を対応する光信号に変換し、光分配部１０９および光ファイバ３０を介して受信装置２０に送信する。

【0041】

以上の動作により、アンテナ１１によって捕捉された基地局からの電波が、局発信号によってダウンコンバートされた後にデジタル化される。そして、デジタル化された信号は、シリアル信号に変換されて光信号に変換され、光ファイバ３０に送出される。

【0042】

送信装置１０から送信された光信号は、受信装置２０の光受信部２０１によって受信され、対応する電気信号に変換された後、信号処理部２０２に出力される。信号処理部２０２の受信部２０３は、光受信部２０１から供給される信号に含まれているクロック信号を抽出して波形整形部２０９に供給するとともに、主信号であるデジタル信号をシリアルパラレル変換部２０４に供給する。シリアルパラレル変換部２０４は、受信部２０３から供給されるデジタル信号（シリアル信号）を、波形整形部２０９から供給されるクロック信号に基づいてパラレル信号に変換し、ＤＡＣ２０５に出力する。

【0043】

ＤＡＣ２０５は、シリアルパラレル変換部２０４から出力されるデジタル信号を、波形整形部２０９から供給されるクロック信号に同期してアナログ信号に変換し、バンドパスフィルタ２０６に出力する。バンドパスフィルタ２０６は、ＤＡＣ２０５から出力される信号から第３次エイリアシング信号を抽出する。図５はエイリアシング信号を説明する図である。この図５において横軸は、信号周波数をサンプリング周波数で規格化した規格化周波数を示す。すなわち、規格化周波数の「１」は、信号周波数とサンプリング周波数が等しいことを示す。また、縦軸は振幅を示し、各帯域の信号に付されている数字は、ナイキストゾーン番号を示している。

【0044】

ここで、標本化定理で知られるように、サンプリング周波数の１／２の周波数（規格化周波数０〜０．５）の信号をサンプリングして復元した場合、図５に示すように、原信号以外の信号（エイリアシング信号）が現れる。すなわち、図５では原信号（ナイキストゾーン番号が１の信号）以外にも、２〜６次の信号が示されている。なお、奇数次の信号と、偶数次の信号では、周波数関係が反転している。バンドパスフィルタ２０６では、図５に示す第３次エイリアシング信号（ナイキストゾーン番号が３の信号）が抽出されて、ミキサ２０７に供給される。

【0045】

ミキサ２０７は、発振部２１１から供給される局発信号と、バンドパスフィルタ２０６から供給される信号をミキシングして出力する。図６はバンドパスフィルタ２０６とミキサ２０７の動作を説明するための図である。図６（Ａ）はバンドパスフィルタ２０６によって抽出される信号を示している。この図に示すように、バンドパスフィルタ２０６では、サンプリング周波数Ｆｓの右側に実線で示す第３次エイリアシング信号（中心周波数が約３０５ＭＨｚ（＝２５０＋５５ＭＨｚ）の信号）を抽出する。つぎに、ミキサ２０７は、図６（Ｂ）に示すように、バンドパスフィルタ２０６から出力される第３次エイリアシング信号と、発振部２１１から供給される３．２５ＧＨｚの局発信号とをミキシングし、アップコンバートすることにより、中心周波数ｆｃが３．５５ＧＨｚの元のＲＦ信号（実線で示す信号）を得る。このようにして得られたＲＦ信号は、バンドパスフィルタ２０８によってＲＦ信号以外の成分が減衰された後、アンテナ２１を介して電波として送信される。受信装置２０の通信エリア内に存在している携帯電話では、基地局から送信されたものと同じ電波を受信することができる。

【0046】

なお、受信装置２０は、２つのバンドパスフィルタ２０６，２０８を有しているが、バンドパスフィルタ２０６は通過帯域が３００ＭＨｚ程度であるので、図９（Ｂ）に示す従来技術における３ＧＨｚ帯域の通過帯域のバンドパスフィルタに比較すると、フィルタ素子を構成する能動素子および受動素子として低い周波数特性の素子を用いることができることから、簡易かつ低コストで構成することができる。一方、バンドパスフィルタ２０８は、３．２５ＧＨｚの局発信号と、３．５５ＧＨｚのＲＦ信号との間隔が、図９（Ｂ）の従来技術の場合に比較すると広いため、図６（Ｂ）に一点鎖線で示すような遮断特性が緩やかなバンドパスフィルタを用いることができる。このため、設計を簡略化するとともに、装置のコストを抑えることができる。

【0047】

以上に説明したように、本発明の第１実施形態によれば、送信装置１０において第１周波数である３．５ＧＨｚの信号を用いてダウンコンバートされてデジタル化された信号を光信号に変換して送信し、受信装置２０において、電気信号に変換した後にアナログ信号に変換し、このアナログ信号に含まれる第３次エイリアシング信号を抽出して、第２周波数である３．２５ＧＨｚの信号を用いてアップコンバートして元の信号に復元するようにした。これにより、局発信号とＲＦ信号との周波数軸上における間隔を広くすることができるので、遮断特性が緩やかなバンドパスフィルタ２０８の使用が可能になり、設計を簡易化するとともに、製造コストを低減できる。

【0048】

また、第１実施形態では、送信装置１０においてダウンコンバートする際の局発信号は、図８と同じ３．５ＧＨｚの信号を用いて中心周波数ｆｃが約５５ＭＨｚの信号にコンバートするようにしたので、ＡＤＣ１０４におけるジッタ雑音の発生を増加させることなく、バンドパスフィルタ２０８として遮断特性が緩やかなフィルタを用いることが可能となる。なお、バンドパスフィルタ２０６では第３次エイリアシング信号を抽出しているが、この第３次エイリアシング信号は第１ナイキストゾーン信号の高調波成分であるので、第３次エイリアシング信号が有するジッタ雑音は、第１ナイキストゾーン信号である約５５ＭＨｚの信号と同じである。このため、ジッタ雑音を増加させることなく、バンドパスフィルタ２０８として遮断特性が緩やかなフィルタを用いることが可能となる。

【0049】

また、第１実施形態では、送信装置１０と受信装置２０において、異なる周波数の局発信号に基づいてダウンコンバートおよびアップコンバートを実行しているが、これらはクロック部１１０によって発生された同じ周波数のクロック信号に基づいて生成されていることから、異なる周波数によってコンバートを行った場合であっても、復元されるＲＦ信号の周波数偏差を抑えることが可能になる。

【0050】

（Ｃ）第２実施形態の構成の説明
図７は、本発明の第２実施形態について説明するための図である。第２実施形態では、受信装置の構成が第１実施形態と異なっており、システムとしての構成および送信装置１０の構成は第１実施形態の場合と同様である。なお、この図７において、図３と対応する部分については同一の符号を付してあるので、その説明は省略する。図３と比較すると、図７に示す受信装置２０Ａでは、ＰＬＬシンセサイザ２１０、発振部２１１、ミキサ２０７、および、バンドパスフィルタ２０６が除外されている。また、信号処理部２０２に、バンドパスフィルタ２２０が新たに追加されて信号処理部２０２Ａとされるとともに、バンドパスフィルタ２０８がバンドパスフィルタ２２１に置換されている。それ以外の構成は、図３の場合と同様である。

【0051】

ここで、バンドパスフィルタ２２０は、デジタルフィルタであり、シリアルパラレル変換部２０４から出力されるデジタル信号に含まれるエイリアシング信号から、ＲＦ信号に対応する周波数を有する信号（３．５ＧＨｚ）の信号を抽出して出力する。バンドパスフィルタ２２１は、ＤＡＣ２０５から出力される信号からＲＦ信号に対応する信号を通過させ、それ以外は減衰させる。

【0052】

（Ｄ）第２実施形態の動作の説明
第２実施形態では、受信装置２０Ａにおいてアップコンバートがされずに、ＲＦ信号に対応する帯域のエイリアシング信号が抽出されることを特徴とする。より詳細に説明する。送信装置１０では、第１実施形態の場合と同様に、基地局から受信したＲＦ信号をダウンコンバートし、デジタル信号に変換して光信号に変換した後に、光ファイバ３０を介して送信する。なお、第２実施形態においては、送信装置１０におけるダウンコンバートする際の局発信号の周波数は、受信装置２０ＡにおけるＤＡＣ２０５から出力される所定の次数のエイリアシング信号の周波数がＲＦ信号と同じ周波数となるように設定されている。

【0053】

このような光信号を受信した受信装置２０Ａは、光受信部２０１において対応する電気信号に変換し、受信部２０３に供給する。受信部２０３では、クロック信号を抽出して波形整形部２０９に供給し、デジタル信号をシリアルパラレル変換部２０４に供給する。波形整形部２０９は、クロック信号の波形を整形した後、シリアルパラレル変換部２０４、バンドパスフィルタ２２０、および、ＤＡＣ２０５に供給する。

【0054】

シリアルパラレル変換部２０４は、波形整形部２０９から供給されるクロック信号に基づいて受信部２０３から供給されるデジタル信号（シリアル信号）をパラレル信号に変換する。バンドパスフィルタ２２０は、パラレル信号に変換されたデジタル信号に対して、例えば、ＩＩＲ（Infinite Impulse Response）等のフィルタリング処理を施し、ＲＦ信号と同じ周波数帯域（この例では３．５５ＧＨｚ）の信号を選択的に通過させる。

【0055】

ＤＡＣ２０５は、バンドパスフィルタ２２０から出力されたデジタル信号を、波形整形部２０９から供給されるクロック信号に同期してアナログ信号に変換し、出力する。バンドパスフィルタ２２１は、ＤＡＣ２０５から出力されるアナログ信号のうち、ＲＦ信号に対応する周波数帯域（この例では３．５５ＧＨｚ）の信号を通過し、それ以外の帯域については減衰して出力する。バンドパスフィルタ２２１を通過したＲＦ信号は、アンテナ２１を介して携帯電話に対して送信される。

【0056】

以上に説明したように、本発明の第２実施形態では、受信装置２０Ａにおいて、アップコンバートを行わずに、ＲＦ信号に対応する帯域のエイリアシング信号を抽出するようにしたので、アップコンバートに関係する構成部を省略することで装置を簡略化することができる。

【0057】

また、第２実施形態では、ＤＡＣ２０５の前段においてデジタルフィルタであるバンドパスフィルタ２２０によりＲＦ信号に対応する帯域のエイリアシング信号を抽出するようにした。前述したように、デジタルフィルタは、フィルタ定数を調整することにより、急峻な特性を簡単に実現することができる。したがって、ＤＡＣ２０５の前段においてバンドパスフィルタ２２０による処理を実行することで、アナログフィルタであるバンドパスフィルタ２２１として図９と比較して緩やかな特性のフィルタを用いることができるので、装置の構成を簡略化するとともに設計を簡易化することができる。

【0058】

なお、以上の第２実施形態では、シリアルパラレル変換部２０４の出力をバンドパスフィルタ２２０に直接入力するようにしたが、例えば、シリアルパラレル変換部２０４とバンドパスフィルタ２２０の間にアップサンプラを挿入するようにしてもよい。ここで、アップサンプラとは、シリアルパラレル変換部２０４から出力されるデジタル信号を元のサンプリング周波数（この例では、２５０ＭＨｚ）よりも高い周波数（例えば、１ＧＨｚ）でアップサンプリングするとともに、アップサンプリングによって生じるエイリアスを抑制するためにインタポーレーションを実行して出力する。このようなアップサンプラを挿入することにより、同じナイキスト領域内におけるエイリアシング信号を抑制することができるので、送信装置１０におけるサンプリング周波数を低く設定することができる。

【0059】

（Ｅ）変形実施形態の説明
以上の実施形態は一例であって、本発明が上述したような場合のみに限定されるものでないことはいうまでもない。例えば、以上の各実施形態では、図１に示すように送信装置１０はアンテナ１１にて基地局との間で無線にて情報を授受するようにしたが、基地局と有線接続して情報を授受するようにしてもよい。また、図１では、受信装置２０は１台だけとしたが、電波不感帯のエリアサイズに応じて複数の受信装置２０を接続するようにしてもよい。

【0060】

また、以上の各実施形態では、簡略化のために下り方向（送信装置１０から受信装置２０への方向）の構成のみを示したが、上り方向（受信装置２０から送信装置１０への方向）の構成として、図２，３，７と同様の構成を付加するようにしてもよい。

【0061】

また、以上の第１実施形態では、第３次エイリアシング信号を、アナログフィルタであるバンドパスフィルタ２０６を用いて抽出するようにしたが、例えば、ＤＡＣ２０５とシリアルパラレル変換部２０４の間にデジタルフィルタを挿入し、このようなデジタルフィルタによって第３次エイリアシング信号を抽出するようにしてもよい。なお、このようなデジタルフィルタを単独で使用してもよいし、あるいは、バンドパスフィルタ２０６と組み合わせて使用するようにしてもよい。

【0062】

また、以上の第１実施形態では、第３次エイリアシング信号を抽出するようにしたが、これ以外の次数のエイリアシング信号を用いることも可能である。例えば、エイリアシング信号の次数をｎとし、サンプリング周波数をＦｓとし、発振部１１３の局発信号の周波数をＦｄとし、発振部２１１の局発信号の周波数をＦｕとした場合、これらの間に以下の関係が成立するように各パラメータを設定すればよい。
Ｆｕ＝Ｆｄ−Ｆｓ×（ｎ−１）／２ ・・・（１）

【0063】

また、以上の各実施形態では、送信装置１０では、ＩＦ信号が第１ナイキストゾーン内に収まるように構成したが、例えば、第３または第５ナイキストゾーンに収まるように構成してもよい。例えば、ＡＤＣ１０４の入力信号周波数のナイキストゾーンの次数をｍとし、ＤＡＣ２０５の出力信号周波数のナイキストゾーンの次数をｎとすると、前述した式（１）は以下の式（２）のように拡張することができる。
Ｆｕ＝Ｆｄ−Ｆｓ×（ｎ−ｍ）／２ ・・・（２）

【0064】

また、以上の各実施形態で挙げた周波数等の数値は、一例であって、これ以外の数値を採用してもよい。

【0065】

また、以上の各実施形態では、送信装置と受信装置とを光ファイバで接続するようにしたが、これ以外の伝送媒体（例えば、伝送ケーブル）等によって接続するようにしてもよいことは言うまでもない。

【0066】

なお、以上の実施形態に関連して付記を以下に記載する。

【0067】

（付記１）
送信装置においてダウンコンバートされてデジタル化された信号を受信する受信装置において、
前記デジタル化された信号をアナログ信号に変換する変換手段と、
前記変換手段によって得られた前記アナログ信号に含まれる所定の次数のエイリアシング信号であって、前記送信装置においてダウンコンバートされる前の原信号に対応する周波数帯域を有するエイリアシング信号を抽出する抽出手段と、
を有することを特徴とする受信装置。

【0068】

（付記２）
前記変換手段の前段に、前記ダウンコンバートされる前の原信号に対応する周波数帯域を有するエイリアシング信号を通過帯域とするデジタルフィルタを有していることを特徴とする付記１に記載の受信装置。

【0069】

（付記３）
前記デジタルフィルタの前段に、前記送信装置におけるサンプリング周波数よりも高い周波数に変更するアップサンプラを有していることを特徴とする付記２に記載の受信装置。

【0070】

（付記４） 原信号をダウンコンバートしてデジタル化して送信する送信装置と、
前記デジタル化された信号をアナログ信号に変換する変換手段と、前記変換手段によって得られた前記アナログ信号に含まれる所定の次数のエイリアシング信号であって、前記送信装置においてダウンコンバートされる前の原信号に対応する周波数帯域を有するエイリアシング信号を抽出する抽出手段と、を備える受信装置と、
を有することを特徴とする送受信システム。

【符号の説明】

【0071】

１０ 送信装置
１１ アンテナ
２０，２０Ａ 受信装置
２１ アンテナ
３０ 光ファイバ
１０１ ミキサ
１０２ ローパスフィルタ
１０３ 増幅部
１０４ ＡＤＣ
１０５ 信号処理部
１０６ パラレルシリアル変換部
１０７ 送信部
１０８ 光送信部
１０９ 光分配部
１１０ クロック部
１１１ 分配部
１１２ ＰＬＬシンセサイザ
１１３ 発振部
２０１ 光受信部
２０２，２０２Ａ 信号処理部
２０３ 受信部
２０４ シリアルパラレル変換部
２０５ ＤＡＣ（変換手段）
２０６ バンドパスフィルタ（抽出手段）
２０７ ミキサ（復元手段）
２０８ バンドパスフィルタ
２０９ 波形整形部
２１０ ＰＬＬシンセサイザ
２１１ 発振部
２２０，２２１ バンドパスフィルタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】