特許 6618657 基地局装置、地上局装置および地上アンテナ装置

(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】6618657

(24)【登録日】2019年11月22日

(45)【発行日】2019年12月11日

(54)【発明の名称】基地局装置、地上局装置および地上アンテナ装置

(51)【国際特許分類】

   H04B 10/2575 20130101AFI20191202BHJP

   H04J 14/02 20060101ALI20191202BHJP

   H04W 88/08 20090101ALI20191202BHJP

   H04W 56/00 20090101ALI20191202BHJP

【ＦＩ】

   H04B10/2575 120

   H04J14/02

   H04W88/08

   H04W56/00 110

【請求項の数】11

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2019-519846(P2019-519846)

(86)(22)【出願日】2017年5月23日

(86)【国際出願番号】JP2017019204

(87)【国際公開番号】WO2018216106

(87)【国際公開日】20181129

【審査請求日】2019年6月18日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118762

【弁理士】

【氏名又は名称】高村 順

(72)【発明者】

【氏名】西本 浩

(72)【発明者】

【氏名】原口 英介

(72)【発明者】

【氏名】西谷 隆志

【審査官】 前田 典之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０６０３１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１１５６９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１６／０７２２０５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００３−１６３６３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１９３１７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１８８２２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ １０／２５７５

Ｈ０４Ｊ １４／０２

Ｈ０４Ｗ ５６／００

Ｈ０４Ｗ ８８／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地上局装置と、
光伝送路を介して前記地上局装置に接続される複数の地上アンテナ装置と、
を備え、
前記地上局装置は、
移動局へ送信するアナログ電気信号と、基準クロック信号と、を電気信号から光信号に変換し、得られた各光信号を波長分割多重して前記光伝送路へ出力し、
前記複数の地上アンテナ装置の各々は、
前記光伝送路から入力される前記各光信号を分波し、分波後の各光信号を電気信号に変換し、電気信号に変換後の前記基準クロック信号に基づいて、電気信号に変換後の前記アナログ電気信号の周波数をアップコンバートして前記移動局へ送信し、
前記地上局装置は、
前記アナログ電気信号を生成する送信電気信号生成部と、
前記基準クロック信号を生成する基準クロック信号生成部と、
前記基準クロック信号を電気信号から光信号に変換する変換部と、
前記アナログ電気信号を電気信号から光信号に変換し、変換後の光信号と、前記変換部で光信号に変換された後の前記基準クロック信号とを波長分割多重して前記光伝送路へ出力する、前記複数の地上アンテナ装置と同じ数の電気光変換部と、
を備え、
前記電気光変換部の各々は、前記複数の地上アンテナ装置のいずれか１つと１対１で接続され、
前記電気光変換部の各々には、前記アナログ電気信号と、前記変換部で光信号に変換された後の前記基準クロック信号とが入力され、
前記複数の地上アンテナ装置の各々は、
前記光伝送路から入力される前記各光信号を分波し、分波後の各光信号を電気信号に変換する光電気変換部と、
電気信号に変換後の前記基準クロック信号に基づいて、前記アナログ電気信号の周波数をアップコンバートする周波数変換処理部と、
を備えることを特徴とする基地局装置。

【請求項2】

地上局装置と、
光伝送路を介して前記地上局装置に接続される複数の地上アンテナ装置と、
を備え、
前記地上局装置は、
移動局へ送信するアナログ電気信号と、基準クロック信号と、を電気信号から光信号に変換し、得られた各光信号を波長分割多重して前記光伝送路へ出力し、
前記複数の地上アンテナ装置の各々は、
前記光伝送路から入力される前記各光信号を分波し、分波後の各光信号を電気信号に変換し、電気信号に変換後の前記基準クロック信号に基づいて、電気信号に変換後の前記アナログ電気信号の周波数をアップコンバートして前記移動局へ送信し、
前記地上局装置は、
前記アナログ電気信号を生成する送信電気信号生成部と、
前記基準クロック信号を生成する基準クロック信号生成部と、
前記アナログ電気信号および前記基準クロック信号を電気信号から光信号に変換し、変換後の各光信号を波長分割多重して前記光伝送路へ出力するとともに、前記地上アンテナ装置が前記移動局から受信したアナログ電気信号を光信号に変換して波長分割多重により前記光伝送路へ出力した各光信号を受け取り、受け取った各光信号を分波した後、各光信号を電気信号に変換する電気光変換部と、
前記電気光変換部で電気信号に変換された信号を復調する無線復調部と、
を備え、
前記複数の地上アンテナ装置の各々は、
前記光伝送路から入力される前記各光信号を分波し、分波後の各光信号を電気信号に変換するとともに、前記移動局から受信したアナログ電気信号を光信号に変換し、波長分割多重により前記光伝送路へ出力する光電気変換部と、
前記光電気変換部で電気信号に変換された後の前記基準クロック信号に基づいて、前記光電気変換部で電気信号に変換された後の前記アナログ電気信号の周波数をアップコンバートする第１の周波数変換処理部と、
前記光電気変換部で電気信号に変換された後の前記基準クロック信号に基づいて、前記移動局から受信したアナログ電気信号の周波数をダウンコンバートし、ダウンコンバート後のアナログ電気信号を前記光電気変換部へ出力する第２の周波数変換処理部と、
を備えることを特徴とする基地局装置。

【請求項3】

前記無線復調部は、複数の前記地上アンテナ装置が前記移動局から受信したアナログ電気信号を前記電気光変換部から受け取り、受け取ったアナログ電気信号をダイバーシチ復調する、
ことを特徴とする請求項２に記載の基地局装置。

【請求項4】

前記無線復調部は、前記電気光変換部から受け取ったアナログ電気信号の中から最大電力のアナログ電気信号を選択し、選択したアナログ電気信号を復調する、
ことを特徴とする請求項３に記載の基地局装置。

【請求項5】

前記無線復調部は、前記電気光変換部から受け取ったアナログ電気信号を同相合成し、合成後のアナログ電気信号を復調する、
ことを特徴とする請求項３に記載の基地局装置。

【請求項6】

光伝送路を介して接続された複数の地上アンテナ装置とともに無線通信システムの基地局装置を構成する地上局装置であって、
移動局へ送信するアナログ電気信号と、前記アナログ電気信号をアップコンバートする際に用いられる基準クロック信号とを電気信号から光信号に変換し、得られた各光信号を波長分割多重して前記光伝送路経由で前記複数の地上アンテナ装置へ伝送し、
前記アナログ電気信号を生成する送信電気信号生成部と、
前記基準クロック信号を生成する基準クロック信号生成部と、
前記アナログ電気信号および前記基準クロック信号を電気信号から光信号に変換し、変換後の各光信号を波長分割多重して前記光伝送路へ出力するとともに、前記地上アンテナ装置が前記移動局から受信したアナログ電気信号を光信号に変換して波長分割多重により前記光伝送路へ出力した各光信号を受け取り、各光信号を分波した後、各光信号を電気信号に変換する電気光変換部と、
前記電気光変換部で電気信号に変換された信号を復調する無線復調部と、
を備えることを特徴とする地上局装置。

【請求項7】

前記無線復調部は、複数の前記地上アンテナ装置が前記移動局から受信したアナログ電気信号を前記電気光変換部から受け取り、受け取ったアナログ電気信号をダイバーシチ復調する、
ことを特徴とする請求項６に記載の地上局装置。

【請求項8】

前記無線復調部は、前記電気光変換部から受け取ったアナログ電気信号の中から最大電力のアナログ電気信号を選択し、選択したアナログ電気信号を復調する、
ことを特徴とする請求項７に記載の地上局装置。

【請求項9】

前記無線復調部は、前記電気光変換部から受け取ったアナログ電気信号を同相合成し、合成後のアナログ電気信号を復調する、
ことを特徴とする請求項７に記載の地上局装置。

【請求項10】

移動局へ送信するアナログ電気信号と、前記アナログ電気信号をアップコンバートする際に用いられる基準クロック信号とを電気信号から光信号に変換し、得られた各光信号を波長分割多重して光伝送路へ出力する地上局装置に前記光伝送路を介して接続され、他の地上アンテナ装置とともに無線通信システムの基地局装置を構成する地上アンテナ装置であって、
前記光伝送路から入力される前記各光信号を分波し、分波後の各光信号を電気信号に変換し、電気信号に変換後の前記基準クロック信号に基づいて、電気信号に変換後の前記アナログ電気信号の周波数をアップコンバートして前記移動局へ送信し、
前記光伝送路から入力される前記各光信号を分波し、分波後の各光信号を電気信号に変換する光電気変換部と、
電気信号に変換後の前記基準クロック信号に基づいて、前記アナログ電気信号の周波数をアップコンバートする周波数変換処理部と、
を備えることを特徴とする地上アンテナ装置。

【請求項11】

移動局へ送信するアナログ電気信号と、前記アナログ電気信号をアップコンバートする際に用いられる基準クロック信号とを電気信号から光信号に変換し、波長分割多重して光伝送路へ出力する地上局装置に前記光伝送路を介して接続され、他の地上アンテナ装置とともに無線通信システムの基地局装置を構成する地上アンテナ装置であって、
前記光伝送路から入力される前記各光信号を分波し、分波後の各光信号を電気信号に変換し、電気信号に変換後の前記基準クロック信号に基づいて、電気信号に変換後の前記アナログ電気信号の周波数をアップコンバートして前記移動局へ送信し、
前記光伝送路から入力される前記各光信号を分波し、分波後の各光信号を電気信号に変換するとともに、前記移動局から受信したアナログ電気信号を光信号に変換し、波長分割多重して前記光伝送路へ出力する光電気変換部と、
前記光電気変換部で電気信号に変換された後の前記基準クロック信号に基づいて、前記光電気変換部で電気信号に変換された後の前記アナログ電気信号の周波数をアップコンバートする第１の周波数変換処理部と、
前記光電気変換部で電気信号に変換された後の前記基準クロック信号に基づいて、前記移動局から受信したアナログ電気信号の周波数をダウンコンバートし、ダウンコンバート後のアナログ電気信号を前記光電気変換部へ出力する第２の周波数変換処理部と、
を備えることを特徴とする地上アンテナ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、分散配置された複数のアンテナを使用して移動局へ信号を送信する基地局装置、地上局装置および地上アンテナ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

高速道路および鉄道に代表される高速な陸上移動環境では、軌道等により移動方向が固定しているケースが多い。高速で移動する移動局に対して無線通信を提供する場合、地上側のアンテナ設備は移動方向に沿ってアンテナを分散配置する線形分散アンテナ構成が好適である。ここでは、連続する複数の線形分散アンテナにより、同一信号を同一周波数で同期して送受する一定の通信エリアをリニアセルと呼ぶ（例えば、非特許文献１）。

【0003】

非特許文献１によれば、リニアセルは通信エリアが移動方向に限られるため、地上に設置されたアンテナ（以下、地上アンテナと称する）の放射方向および指向性を移動方向に限定することで高効率かつ高品質な無線回線を実現できる。また、リニアセルは、地上アンテナ毎に異なる無線周波数（ＲＦ：Radio Frequency）を用いる場合、すなわち、地上アンテナ毎に異なるセルを形成する場合に比べて、セル径を延伸することができる。特に移動局が高速で移動するケースではセル間ハンドオーバ頻度を軽減できるという利点がある。

【0004】

リニアセルの実現には、移動局への送信信号を生成する地上局から複数の地上アンテナに対して無線信号を張り出す構成が有望である。張出構成における地上アンテナはＲＲＨ（Remote Radio Head）またはＲＲＥ（Remote Radio Equipment）とも呼ばれる。特に、張出線として光ファイバを用いる光張出構成が広帯域伝送に適している。また、信号帯域幅が数百ＭＨｚ〜数ＧＨｚ幅の広帯域信号の張出には、アナログの無線信号を電気光変換して張り出すアナログ光ＲｏＦ（Radio-on-Fiber、あるいは、Radio-over-Fiber）方式が簡易である。このとき、ＲＦ帯信号がミリ波帯等の数十ＧＨｚの高周波数帯の場合、ＲＦ帯信号自体を電気光変換するためには、マッハツェンダ変調等を用いた外部変調型の光変調器が必要となり、高コストである。これに対し、ベースバンド信号、あるいは中心周波数が数ＧＨｚまでのＩＦ（Intermediate Frequency）帯信号であれば、その光変換には安価な直接変調型の光変調器を用いることができ、ミリ波帯の信号をダイレクトに電気光変換する構成に比べて経済的である。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】H.Nishimoto, A.Okazaki, Y.Kinoshita, K.Tsukamoto, S.Umeda, K.Tsuji, K.Yamaguchi, and A.Okamura, "Millimeter-wave train radio communication system based on linear cell concept", Proc.STECH2015, 2E11, Nov. 2015.

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

リニアセルは単一セルであるため、セルを構成する複数の地上アンテナ間で高精度な無線周波数同期が求められる。地上アンテナ間の無線周波数に誤差があると、移動局は同一セル内を移動する場合であっても、各地上アンテナが形成するエリアを渡る度に無線周波数を再度引き込む必要が生じ、性能劣化に繋がる。また、移動局は主に近傍の地上アンテナと通信するが、遠方の地上アンテナから無線周波数の誤差を含む信号が到来すると、近傍の地上アンテナからの信号と遠方の地上アンテナからの信号とが互いに干渉となり性能劣化に繋がる。特に、経済性に優れる構成である、ベースバンド信号、あるいはＩＦ帯信号を光変換して張り出す構成とする場合、各地上アンテナで独立にＲＦ帯へ周波数を変換するため、地上アンテナ間での無線周波数の同期の実現が課題となる。

【0007】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、リニアセルを形成する複数のアンテナの各々から送信する無線信号の周波数を高精度に同期させることが可能な基地局装置を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる基地局装置は、地上局装置と、光伝送路を介して地上局装置に接続される複数の地上アンテナ装置とを備える。地上局装置は、移動局へ送信するアナログ電気信号と、基準クロック信号と、を電気信号から光信号に変換し、得られた各光信号を波長分割多重して光伝送路へ出力する。複数の地上アンテナ装置の各々は、光伝送路から入力される各光信号を分波し、分波後の各光信号を電気信号に変換し、電気信号に変換後の基準クロック信号に基づいて、電気信号に変換後のアナログ電気信号の周波数をアップコンバートして移動局へ送信する。地上局装置は、アナログ電気信号を生成する送信電気信号生成部と、基準クロック信号を生成する基準クロック信号生成部と、基準クロック信号を電気信号から光信号に変換する変換部とを備える。また、地上局装置は、アナログ電気信号を電気信号から光信号に変換し、変換後の光信号と、変換部で光信号に変換された後の基準クロック信号とを波長分割多重して光伝送路へ出力する、複数の地上アンテナ装置と同じ数の電気光変換部を備える。電気光変換部の各々は、複数の地上アンテナ装置のいずれか１つと１対１で接続され、電気光変換部の各々には、アナログ電気信号と、変換部で光信号に変換された後の基準クロック信号とが入力される。複数の地上アンテナ装置の各々は、光伝送路から入力される各光信号を分波し、分波後の各光信号を電気信号に変換する光電気変換部と、電気信号に変換後の基準クロック信号に基づいて、アナログ電気信号の周波数をアップコンバートする周波数変換処理部と、を備える。

【発明の効果】

【0009】

本発明にかかる基地局装置は、複数の地上アンテナ装置の各々から送信する無線信号の周波数を高精度に同期させることができる、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施の形態１にかかる基地局装置が適用される無線通信システムの構成例を示す図

【図2】実施の形態１にかかる基地局装置の構成例を示す図

【図3】実施の形態１にかかる地上局装置の構成例を示す図

【図4】実施の形態１にかかる地上局側光変換ユニットの構成例を示す図

【図5】実施の形態１にかかる地上局装置と地上アンテナ装置との間の光ファイバ上を伝送される光信号の光スペクトルのイメージを示す図

【図6】実施の形態１にかかる地上アンテナ装置の構成例を示す図

【図7】図６に示した地上アンテナ側光変換ユニットの構成例を示す図

【図8】図６に示した周波数変換部の構成例を示す図

【図9】図６に示した合波部の構成例を示す図

【図10】図２に示した構成の基地局装置と同様の効果を奏することが可能な基地局装置の構成例を示す図

【図11】実施の形態２にかかる地上局装置の構成例を示す図

【図12】図１１に示した基準クロック信号用光変換ユニットの構成例を示す図

【図13】図１１に示した地上局側光変換ユニットの構成例を示す図

【図14】実施の形態３にかかる基地局装置の構成例を示す図

【図15】実施の形態３にかかる地上局装置の構成を示す図

【図16】図１５に示した地上局側光変換ユニットの構成例を示す図

【図17】実施の形態３にかかる地上局装置と地上アンテナ装置との間の光ファイバ上を伝送される光信号の光スペクトルのイメージを示す図

【図18】実施の形態３にかかる地上アンテナ装置の構成例を示す図

【図19】図１８に示した地上アンテナ側光変換ユニットの構成例を示す図

【図20】図１８に示した周波数変換部の構成例を示す図

【図21】図１８に示した分波部の構成例を示す図

【図22】実施の形態４にかかる地上局装置の構成例を示す図

【図23】図２２に示した構成の基地局装置と同様の効果を奏することが可能な基地局装置の構成例を示す図

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に、本発明の実施の形態にかかる基地局装置、地上局装置および地上アンテナ装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

【0012】

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる基地局装置が適用される無線通信システムの構成例を示す図である。

【0013】

実施の形態１にかかる無線通信システムは、複数の地上局装置１００および複数の地上アンテナ装置２００を含んで構成される。複数の地上局装置１００の各々には複数の地上アンテナ装置２００が接続され、同じ地上局装置１００に接続されている各地上アンテナ装置２００は、同一信号を同一周波数で同期して送信する。すなわち、１台の地上局装置１００、および、この地上局装置１００に接続された複数の地上アンテナ装置２００が１つのリニアセルを形成する。図１に示した例では、３台の地上局装置１００の各々が形成しているリニアセルをリニアセルＡ〜リニアセルＣとしている。また、図１では、移動体としての鉄道車両に搭載された車上局３００も記載している。車上局３００は移動局である。なお、地上局装置１００側すなわち地上アンテナ装置２００側から車上局３００への通信をダウンリンク通信、逆方向の通信をアップリンク通信と呼ぶ。

【0014】

図１に示した無線通信システムは、アナログ光ＲｏＦ方式を用いてリニアセルを実現するものとする。複数の地上局装置１００の各々の構成および動作は同様であり、また、複数の地上アンテナ装置２００の構成および動作は同様である。

【0015】

以下では、図１に示した無線通信システムにおいて１つのリニアセルを実現する１台の地上局装置１００およびＮ（Ｎ≧２）台の地上アンテナ装置２００で構成される単位を基地局装置と呼ぶ。各実施の形態では、１つの基地局装置の構成および動作について説明を行う。また、各実施の形態では、基地局装置から車上局３００へのダウンリンク通信を主に扱うものとする。特に、実施の形態１および実施の形態２では、基地局装置において地上局装置１００からＮ台の地上アンテナ装置２００へアナログ光信号を伝送する形態を例に挙げて説明する。車上局３００から基地局装置へのアップリンク通信についてはダウンリンク通信と可逆的であり、基地局装置においてＮ台の地上アンテナ装置２００から地上局装置１００へアナログ光信号を伝送する場合についても同様に適用可能である。また、以下に説明する各実施の形態では、基準クロック信号の数を１として例示するが、これに限らず、基準クロック信号数を２以上としてもよい。

【0016】

図２は、実施の形態１にかかる基地局装置１の構成例を示す図である。基地局装置１は、１台の地上局装置１００と、Ｎ台の地上アンテナ装置２００−１〜２００−Ｎとを備える。地上局装置１００と地上アンテナ装置２００−１〜２００−Ｎの各々とは光伝送路を構成する光ファイバで接続されている。光ファイバには光信号ｏ(t)が伝送される。ここで、ｔは時刻を表す変数である。地上局装置１００から送られる光信号ｏ(t)は地上アンテナ装置２００−１〜２００−Ｎによらず同一である。すなわち、１台の基地局装置１を構成する地上アンテナ装置２００−１〜２００−Ｎは同一の信号を送信する。以下の説明では、地上局装置１００と、ある１台の地上アンテナ装置２００とに焦点を当て、これを地上アンテナ装置２００として説明を進める。

【0017】

図３は、実施の形態１にかかる地上局装置１００の構成例を示す図である。地上局装置１００は、送信電気信号生成部である無線変調部１１０と、基準クロック信号生成部１３０と、電気光変換部である地上局側光変換ユニット１５０とを備える。本実施の形態では、一例として、無線伝送する信号として２つの異なる周波数で周波数多重する独立な２信号を扱う。ただし、これに限らず、無線伝送する信号数を１つとしてもよく、また、３つ以上としてもよい。また、複数の無線信号を周波数多重で伝送するのではなく空間多重で伝送する構成としてもよい。

【0018】

無線変調部１１０は、周波数多重して無線伝送する２つのアナログ電気信号を生成し、それぞれを送信電気信号ｓ_t1(ｔ)，ｓ_t2(ｔ)として地上局側光変換ユニット１５０に出力する。ここで、送信電気信号ｓ_t1(ｔ)，ｓ_t2(ｔ)は、ベースバンド信号、または、ＩＦ帯信号である。また、地上アンテナ装置２００と車上局３００との間に適用される無線伝送方式がデジタル方式である場合、送信電気信号ｓ_t1(ｔ)，ｓ_t2(ｔ)は、デジタルアナログ変換後のアナログ電気信号を指す。基準クロック信号生成部１３０は、正弦波または矩形波のアナログ周期信号を生成し、基準クロック電気信号ｓ_c(ｔ)として地上局側光変換ユニット１５０に出力する。ここで、基準クロック電気信号ｓ_c(ｔ)は１０ＭＨｚ以上の周期信号である。

【0019】

図４は、実施の形態１にかかる地上局側光変換ユニット１５０の構成例を示す図である。地上局側光変換ユニット１５０は、Ｅ／Ｏ（Electrical/Optical）変換器１５１−１〜１５１−３と、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplex）合波器１５５とを備える。Ｅ／Ｏ変換器１５１−１には送信電気信号ｓ_t1(ｔ)が入力され、Ｅ／Ｏ変換器１５１−２には送信電気信号ｓ_t2(ｔ)が入力され、Ｅ／Ｏ変換器１５１−３には基準クロック電気信号ｓ_c(ｔ)が入力される。

【0020】

Ｅ／Ｏ変換器１５１−１〜１５１−３は、入力される送信電気信号ｓ_t1(ｔ)，ｓ_t2(ｔ)、および、基準クロック電気信号ｓ_c(ｔ)をそれぞれ電気光変換する。なお、電気光変換は電気信号を光信号に変換する処理である。Ｅ／Ｏ変換器１５１−１〜１５１−３が出力する光信号の波長をそれぞれλ₁，λ₂，λ₃とする。ＷＤＭ合波器１５５は、電気光変換された３つの信号をＷＤＭすなわち波長分割多重により合波し、３波長が合波されたアナログの光信号ｏ(ｔ)を光ファイバに出力する。地上局側光変換ユニット１５０のＷＤＭ合波器１５５から光ファイバに出力された光信号ｏ(ｔ)は、図３に示したように、Ｎ台の地上アンテナ装置２００−１〜２００−Ｎに向けて分配送信される。

【0021】

図５は、実施の形態１にかかる地上局装置１００と地上アンテナ装置２００−１〜２００−Ｎとの間の光ファイバ上を伝送される光信号ｏ(ｔ)の光スペクトルのイメージを示す図である。地上局装置１００から地上アンテナ装置２００−１〜２００−Ｎの各々に向けて伝送される各光信号は同一の信号であるが、便宜上、図５ではこれらを光信号ｏ₁(ｔ)〜ｏ_N(ｔ)としている。光信号ｏ₁(ｔ)〜ｏ_N(ｔ)は、異なる３つの光波長λ₁，λ₂，λ₃の送信光信号がＷＤＭで多重された信号である。光信号ｏ₁(ｔ)〜ｏ_N(ｔ)のそれぞれにおいて、電気光変換された送信電気信号ｓ_t1(ｔ)，ｓ_t2(ｔ)、および、基準クロック電気信号ｓ_c(ｔ)が搬送される。なお、光波長の順番は一例であり、３つの光スペクトルはどのような順番であってもよい。また、多重される送信光信号同士の波長の間隔は不均等であってもよい。

【0022】

図６は、実施の形態１にかかる地上アンテナ装置２００の構成例を示す図である。地上アンテナ装置２００は、光電気変換部である地上アンテナ側光変換ユニット２１０と、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）部２３０と、周波数変換部２５０−１，２５０−２と、合波部２７０と、アンテナ２９０とを備える。周波数変換部２５０−１，２５０−２の内部構成は同一である。ＰＬＬ部２３０および周波数変換部２５０−１，２５０−２は、周波数変換処理部を構成する。周波数変換部２５０−１と周波数変換部２５０−２とを区別しない場合、これらを周波数変換部２５０と記載する。

【0023】

図７は、図６に示した地上アンテナ側光変換ユニット２１０の構成例を示す図である。地上アンテナ側光変換ユニット２１０は、ＷＤＭ分波器２１１と、Ｏ／Ｅ（Optical/Electrical）変換器２１５−１〜２１５−３とを備える。

【0024】

地上アンテナ側光変換ユニット２１０において、ＷＤＭ分波器２１１は、地上局装置１００から送られてきた光信号ｏ(ｔ)を波長ごとに分波し、各波長の光信号をＯ／Ｅ変換器２１５−１〜２１５−３に出力する。Ｏ／Ｅ変換器２１５−１〜２１５−３は、ＷＤＭ分波器２１１から入力された光信号を光電気変換し、光信号から電気信号に変換する。Ｏ／Ｅ変換器２１５−１は、入力された光信号を光電気変換し、送信電気信号ｓ_t1(ｔ)を取り出す。Ｏ／Ｅ変換器２１５−２は、入力された光信号を光電気変換し、送信電気信号ｓ_t2(ｔ)を取り出す。Ｏ／Ｅ変換器２１５−３は、入力された光信号を光電気変換し、基準クロック電気信号ｓ_c(ｔ)を取り出す。このうち、基準クロック電気信号ｓ_c(ｔ)は図６に示したＰＬＬ部２３０に入力され、位相同期回路であるＰＬＬ部２３０により局部発振電気信号ｓ_cf1(ｔ)およびｓ_cf2(ｔ)が生成される。局部発振電気信号ｓ_cf1(ｔ)およびｓ_cf2(ｔ)はともに正弦波信号であり、それぞれの周波数は送信電気信号ｓ_t1(ｔ)およびｓ_t2(ｔ)をＲＦ帯に周波数変換するための局部発振周波数である。局部発振電気信号ｓ_cf1(ｔ)は周波数変換部２５０−１に入力され、局部発振電気信号ｓ_cf2(ｔ)は周波数変換部２５０−２に入力される。

【0025】

図８は、図６に示した周波数変換部２５０−１および２５０−２の構成例を示す図である。周波数変換部２５０−１と２５０−２とは同一の構成であるため、図８ではこれらの中の１つを周波数変換部２５０として記載している。また、図８では、周波数変換部２５０への入力信号を送信電気信号ｓ(ｔ)と局部発振電気信号ｓ_cf(ｔ)としている。周波数変換部２５０は、ミクサ２５１および帯域通過フィルタ２５５を備える。ミクサ２５１には送信電気信号ｓ(ｔ)および局部発振電気信号ｓ_cf(ｔ)が入力される。ミクサ２５１は、送信電気信号ｓ(ｔ)に対して局部発振電気信号ｓ_cf(ｔ)を乗積することにより送信電気信号ｓ(ｔ)の周波数をアップコンバートし、アップコンバート後の送信電気信号ｓ(ｔ)を帯域通過フィルタ２５５へ出力する。帯域通過フィルタ２５５は、入力された信号から不要な周波数成分を除去してＲＦ帯に周波数変換された送信電気信号を生成する。帯域通過フィルタ２５５は、生成した周波数変換後の送信電気信号を送信ＲＦ信号ｖ(ｔ)として、図６に示した合波部２７０に出力する。

【0026】

図９は、図６に示した合波部２７０の構成例を示す図である。合波部２７０は、合波器２７１および増幅器２７５を備える。合波器２７１には、周波数変換部２５０−１および２５０−２の各々から出力された送信ＲＦ信号ｖ_t1(ｔ)、ｖ_t2(ｔ)が入力される。合波器２７１は、入力された２つの送信ＲＦ信号ｖ_t1(ｔ)およびｖ_t2(ｔ)を周波数多重して増幅器２７５へ出力する。増幅器２７５は、合波器２７１から入力された信号を増幅してアンテナ２９０に出力する。

【0027】

上述したように、周波数変換部２５０−１および２５０−２は、ＰＬＬ部２３０で生成された局部発振電気信号ｓ_cf1(ｔ)およびｓ_cf2(ｔ)を使用して、入力された信号をアップコンバートしてＲＦ帯に周波数変換する。ここで、ＰＬＬ部２３０における局部発振電気信号の生成基準となるクロック信号は地上局装置１００から伝送された基準クロック電気信号ｓ_c(ｔ)であり、これはＮ台の地上アンテナ装置２００−１〜２００−Ｎで共通である。したがって、異なる地上アンテナ装置間で高精度な無線周波数の同期を実現できる。

【0028】

図１０は、図２に示した構成の基地局装置１と同様の効果を奏することが可能な基地局装置１ａの構成例を示す図である。基地局装置１ａは、基地局装置１の地上局装置１００を地上局装置１００ａとしたものである。基地局装置１ａの地上アンテナ装置２００−１〜２００−Ｎは、基地局装置１の地上アンテナ装置２００−１〜２００−Ｎと同一である。地上局装置１００ａは、無線変調部１１０と、基準クロック信号生成部１３０と、地上局側光変換ユニット１５０−１〜１５０−Ｎとを備える。

【0029】

基地局装置１の地上局装置１００は、図３に示したように、地上局側光変換ユニット１５０により変換された光信号をＮ分配して伝送する構成であった。これに対して、地上局装置１００ａは、図１０に示すように、各電気信号ｓ_t1(ｔ)、ｓ_t2(ｔ)およびｓ_c(ｔ)をそれぞれＮ分配した後、Ｎ個の地上局側光変換ユニット１５０−１〜１５０−Ｎにより光信号に変換する構成である。地上局側光変換ユニット１５０−１〜１５０−Ｎは図４に示した地上局側光変換ユニット１５０と同一の構成であるため説明を割愛する。

【0030】

以上のように、本実施の形態では、アナログ光ＲｏＦ方式を用いる基地局装置１および１ａにおいて、地上局装置１００および１００ａは、移動局へ伝送する信号と、基準クロック信号とをＷＤＭにより複数の地上アンテナ装置２００へ多重伝送する。地上アンテナ装置２００は、基準クロック信号を用いて、移動局へ伝送する信号を無線周波数帯域の信号へ変換する。これにより、複数の地上アンテナ装置２００の各々から移動局に向けて送信する無線信号の周波数を高精度に同期させることができる。

【0031】

実施の形態２．
図１１は、実施の形態２にかかる地上局装置１００ｂの構成例を示す図である。なお、地上局装置１００ｂを備える基地局装置を基地局装置１ｂとする。

【0032】

本実施の形態にかかる基地局装置１ｂは、実施の形態１で説明した基地局装置１ａの地上局装置１００ａを地上局装置１００ｂに置き換えたものである。地上局装置１００ｂは、無線変調部１１０と、基準クロック信号生成部１３０と、基準クロック信号用光変換ユニット１４０と、地上局側光変換ユニット１５０ｂ−１〜１５０ｂ−Ｎとを備える。地上局側光変換ユニット１５０ｂ−１〜１５０ｂ−Ｎは同一の構成である。無線変調部１１０および基準クロック信号生成部１３０は、実施の形態１で説明した地上局装置１００，１００ａの無線変調部１１０および基準クロック信号生成部１３０と同一であるため、説明を割愛する。

【0033】

地上局装置１００ｂと地上局装置１００ａとの相違点は、送信電気信号ｓ_t1(ｔ)およびｓ_t2(ｔ)が電気信号の状態でＮ分配される一方、基準クロック信号については予め光電気変換した上でＮ分配する点である。以下に実施の形態１、特に地上局装置１００ａと異なる点を中心に説明する。

【0034】

図１２は、基準クロック信号用光変換ユニット１４０の構成例を示す図である。基準クロック信号用光変換ユニット１４０は、Ｅ／Ｏ変換器１４１および光増幅器１４５を備える。基準クロック信号用光変換ユニット１４０は、基準クロック信号を電気信号から光信号に変換する変換部である。Ｅ／Ｏ変換器１４１は、基準クロック信号生成部１３０から入力された基準クロック電気信号ｓ_c(ｔ)を電気光変換して光増幅器１４５に出力する。光増幅器１４５は、Ｅ／Ｏ変換器１４１から入力された光信号を増幅し、基準クロック光信号ｏ_c(ｔ)として出力する。基準クロック信号用光変換ユニット１４０から出力された基準クロック光信号ｏ_c(ｔ)は、Ｎ分配され、地上局側光変換ユニット１５０ｂ−１〜１５０ｂ−Ｎに入力される。基準クロック電気信号ｓ_c(ｔ)を光信号である基準クロック光信号ｏ_c(ｔ)に変換した上でＮ分配することで、実施の形態１に比べ、各地上アンテナ装置２００に同一性の高い基準クロック信号を伝送することができ、より高精度な周波数同期を実現できる。

【0035】

図１３は、地上局側光変換ユニット１５０ｂ−１〜１５０ｂ−Ｎの構成例を示す図である。Ｎ個の地上局側光変換ユニット１５０ｂ−１〜１５０ｂ−Ｎは同一の構成であるため、図１３ではこれらの１つを地上局側光変換ユニット１５０ｂとして記載している。地上局側光変換ユニット１５０ｂは、Ｅ／Ｏ変換器１５１−１および１５１−２と、ＷＤＭ合波器１５５とを備える。Ｅ／Ｏ変換器１５１−１には送信電気信号ｓ_t1(ｔ)が入力され、Ｅ／Ｏ変換器１５１−２には送信電気信号ｓ_t2(ｔ)が入力される。また、ＷＤＭ合波器１５５には、Ｅ／Ｏ変換器１５１−１が出力する信号と、Ｅ／Ｏ変換器１５１−２が出力する信号と、基準クロック光信号ｏ_c(ｔ)とが入力される。ここで、送信電気信号ｓ_t1(ｔ)およびｓ_t2(ｔ)は、図１１に示すとおり予めそれぞれＮ分配されている。

【0036】

Ｅ／Ｏ変換器１５１−１は、入力された送信電気信号ｓ_t1(ｔ)を電気光変換してＷＤＭ合波器１５５に出力する。Ｅ／Ｏ変換器１５１−２は、入力された送信電気信号ｓ_t2(ｔ)を電気光変換してＷＤＭ合波器１５５に出力する。ＷＤＭ合波器１５５は、基準クロック光信号ｏ_c(ｔ)を含めた３つの光信号、すなわち入力された３つの光信号を波長分割多重して地上アンテナ装置２００へ出力する。

【0037】

以上のように、本実施の形態では、アナログ光ＲｏＦ方式を用いる基地局装置１において、地上局装置１００ｂは、移動局へ伝送する信号と基準クロック信号とをＷＤＭによりＮ台の地上アンテナ装置２００へ多重伝送する際に、基準クロック電気信号を光信号に変換した上で、Ｎ台の地上局側光変換ユニットにＮ分配する。これにより、基準クロック電気信号をＮ台の地上局側光変換ユニットにＮ分配する場合に比べて異なる複数の地上アンテナ装置に同一性の高い基準クロック信号を伝送することができ、複数の地上アンテナ装置２００の各々から移動局に向けて送信する無線信号の周波数を高精度に同期させることができる。

【0038】

実施の形態３．
図１４は、実施の形態３にかかる基地局装置１ｃの構成例を示す図である。基地局装置１ｃは、１台の地上局装置１００ｃと、Ｎ台の地上アンテナ装置２００ｃ−１〜２００ｃ−Ｎとを備える。地上局装置１００ｃと地上アンテナ装置２００ｃ−１〜２００ｃ−Ｎの各々とは光ファイバで接続されている。本実施の形態にかかる基地局装置１ｃと実施の形態１，２にかかる基地局装置との相違点は、基地局装置から車上局へのダウンリンク伝送に加えて車上局から基地局装置へのアップリンク伝送も実施し、ダウンリンクおよびアップリンクの両伝送信号をＷＤＭにより光ファイバ区間において多重伝送する点である。以降では実施の形態１及び２との相違点を中心に説明する。なお、地上アンテナ装置２００ｃ−１〜２００ｃ−Ｎの構成は同一である。以下の説明では、地上アンテナ装置２００ｃ−１〜２００ｃ−Ｎを区別しない場合、これらを地上アンテナ装置２００ｃと記載する。

【0039】

図１５は、実施の形態３にかかる地上局装置１００ｃの構成を示す図である。地上局装置１００ｃは、無線変調部１１０と、無線復調部１２０と、基準クロック信号生成部１３０と、地上局側光変換ユニット１５０ｃとを備える。無線変調部１１０および基準クロック信号生成部１３０は、図３に示した実施の形態１にかかる地上局装置１００の無線変調部１１０および基準クロック信号生成部１３０と同一である。無線復調部１２０は、地上局側光変換ユニット１５０ｃから入力される受信電気信号ｓ_r1(ｔ)およびｓ_r2(ｔ)を復調する。無線復調部１２０に入力される受信電気信号ｓ_r1(ｔ)およびｓ_r2(ｔ)は、地上アンテナ装置２００ｃが車上局から受信し、ベースバンドあるいはＩＦ帯に周波数変換したアナログ電気信号である。地上アンテナ装置２００ｃと車上局との間の無線伝送方式がデジタル方式である場合、無線復調部１２０では受信電気信号ｓ_r1(ｔ)およびｓ_r2(ｔ)をアナログデジタル変換した上でデジタル信号処理により復調を行う。

【0040】

図１６は、地上局側光変換ユニット１５０ｃの構成例を示す図である。地上局側光変換ユニット１５０ｃは、Ｅ／Ｏ変換器１５１−１〜１５１−３と、Ｏ／Ｅ変換器１５２−１および１５２−２と、ＷＤＭ分合波器１５６とを備える。Ｅ／Ｏ変換器１５１−１〜１５１−３は、実施の形態１で説明した地上局側光変換ユニット１５０のＥ／Ｏ変換器１５１−１〜１５１−３と同一である。ここで、送信電気信号ｓ_t1(ｔ)，ｓ_t2(ｔ)および基準クロック電気信号ｓ_c(ｔ)の伝送方向は地上局装置１００ｃから地上アンテナ装置２００ｃへ向かう方向であり、受信電気信号ｓ_r1(ｔ)，ｓ_r2(ｔ)の伝送方向は地上アンテナ装置２００ｃから地上局装置１００ｃへ向かう方向である。

【0041】

各電気信号ｓ_t1(ｔ)，ｓ_t2(ｔ)，ｓ_c(ｔ)はそれぞれＥ／Ｏ変換器１５１−１〜１５１−３において電気信号から光信号に変換される。

【0042】

ＷＤＭ分合波器１５６は、異なる５つの光波長を対象として、分波および合波を行う。具体的には、ＷＤＭ分合波器１５６は、Ｅ／Ｏ変換器１５１−１〜１５１−３から入力された３つの送信光信号を波長分割多重して地上アンテナ装置２００ｃへ出力する。また、ＷＤＭ分合波器１５６は、２つの受信光信号が波長分割多重された状態で地上アンテナ装置２００ｃから入力された光信号を２つの受信光信号に分波する。ＷＤＭ分合波器１５６で分波された２つの受信光信号はＯ／Ｅ変換器１５２−１および１５２−２に入力される。

【0043】

Ｏ／Ｅ変換器１５２−１および１５２−２は、ＷＤＭ分合波器１５６から入力された受信光信号に対して光電気変換を実行して電気信号に変換し、受信電気信号ｓ_r1(ｔ)およびｓ_r2(ｔ)として無線復調部１２０へ出力する。

【0044】

図１７は、実施の形態３にかかる地上局装置１００ｃと地上アンテナ装置２００ｃ−１〜２００ｃ−Ｎとの間の光ファイバ上を伝送される光信号ｏ(ｔ)の光スペクトルのイメージを示す図である。図１７では、地上局装置１００ｃと地上アンテナ装置２００ｃ−１〜２００ｃ−Ｎとの間で伝送される各光信号をｏ₁(ｔ)〜ｏ_N(ｔ)としている。また、図１７では、波長分割多重されて光信号ｏ₁(ｔ)〜ｏ_N(ｔ)として伝送される各波長をそれぞれλ₁，λ₂，λ₃，λ₄，λ₅としている。波長分割多重された５つの光信号のそれぞれの元の電気信号はｓ_t1(ｔ)，ｓ_t2(ｔ)，ｓ_c(ｔ)，ｓ_r1(ｔ)，ｓ_r2(ｔ)である。なお、実施の形態１，２とは異なり、本実施の形態では各地上アンテナ装置２００ｃで受信したアップリンク信号も光ファイバ上を通っている。単一の車上局から送信されたアップリンク信号であっても、無線電波伝搬における反射および回折、マルチパス等の影響により、各地上アンテナ装置２００ｃで受信するアップリンク信号のフェージング状態は信号ごとに異なり、各地上アンテナ装置２００ｃで受信した信号については光ファイバ毎に異なる。そのため、図１７では、各光ファイバ上の光信号をそれぞれｏ₁(ｔ)〜ｏ_N(ｔ)として異なる信号としている。光波長の順番は一例であり、５つの光スペクトルはどのような順番であってもよい。また、波長分割多重される光信号同士の波長の間隔は不均等であってもよい。

【0045】

図１８は、実施の形態３にかかる地上アンテナ装置２００ｃの構成例を示す図である。地上アンテナ装置２００ｃは、地上アンテナ側光変換ユニット２１０ｃと、ＰＬＬ部２３０と、周波数変換部２５０−１，２５０−２および２６０−１，２６０−２と、合波部２７０と、分波部２８０と、アンテナ２９０と、デュプレクサ２９１とを備える。ＰＬＬ部２３０、周波数変換部２５０−１，２５０−２、合波部２７０およびアンテナ２９０は、実施の形態１にかかる地上アンテナ装置２００のＰＬＬ部２３０、周波数変換部２５０−１，２５０−２、合波部２７０およびアンテナ２９０と同じものである。また、周波数変換部２６０−１および２６０−２の内部構成は同一である。周波数変換部２６０−１と周波数変換部２６０−２とを区別しない場合、これらを周波数変換部２６０と記載する。地上アンテナ装置２００ｃにおいて、周波数変換部２５０−１および２５０−２は、ＰＬＬ部２３０とともに第１の周波数変換処理部を構成し、周波数変換部２６０−１および２６０−２は、ＰＬＬ部２３０とともに第２の周波数変換処理部を構成する。

【0046】

デュプレクサ２９１は、地上局装置１００ｃから送信されたダウンリンク信号およびアンテナ２９０で受信したアップリンク信号の複信を実現する役割を持ち、アンテナ２９０をダウンリンクおよびアップリンクで共用するために用いられる。以下では、複信方式として時間分割複信（ＴＤＤ：Time Division Duplex）を用いる例を説明するが、これに限らず、周波数分割複信（ＦＤＤ：Frequency Division Duplex）を用いてもよい。以下では、実施の形態１で説明した地上アンテナ装置２００と同一の構成回路については説明を割愛し、異なる点を中心に説明を行う。

【0047】

図１９は、地上アンテナ側光変換ユニット２１０ｃの構成例を示す図である。地上アンテナ側光変換ユニット２１０ｃは、ＷＤＭ分合波器２１２と、Ｏ／Ｅ変換器２１５−１〜２１５−３と、Ｅ／Ｏ変換器２１６−１，２１６−２とを備える。

【0048】

上述のとおり、地上局装置１００ｃとの間で伝送される光信号は、元の電気信号としてのｓ_t1(ｔ)、ｓ_t2(ｔ)、ｓ_c(ｔ)、ｓ_r1(ｔ)およびｓ_r2(ｔ)を電気光変換して得られる５つの光信号がＷＤＭで多重されている。ＷＤＭ分合波器２１２では、これら５つの光信号を分波および合波する。具体的には、ＷＤＭ分合波器２１２は、地上局装置１００ｃより受け取った光信号から、送信電気信号ｓ_t1(ｔ)が変換された光信号、送信電気信号ｓ_t2(ｔ)が変換された光信号および基準クロック電気信号ｓ_c(ｔ)が変換された光信号を分波し、分波後の各光信号をＯ／Ｅ変換器２１５−１、２１５−２および２１５−３のそれぞれに出力する。また、ＷＤＭ分合波器２１２は、Ｅ／Ｏ変換器２１６−１が受信電気信号ｓ_r1(ｔ)を変換して得られた光信号と、Ｅ／Ｏ変換器２１６−２が受信電気信号ｓ_r2(ｔ)を変換して得られた光信号とを合波し、地上局装置１００ｃに出力する。

【0049】

Ｏ／Ｅ変換器２１５−１は、ＷＤＭ分合波器２１２から入力された、地上局装置１００ｃからの光信号を光電気変換し、送信電気信号ｓ_t1(ｔ)を取り出す。同様に、Ｏ／Ｅ変換器２１５−２は、ＷＤＭ分合波器２１２から入力された、地上局装置１００ｃからの光信号を光電気変換し、送信電気信号ｓ_t2(ｔ)を取り出す。Ｏ／Ｅ変換器２１５−３は、ＷＤＭ分合波器２１２から入力された、地上局装置１００ｃからの光信号を光電気変換し、基準クロック電気信号ｓ_c(ｔ)を取り出す。Ｅ／Ｏ変換器２１６−１は、図１８に示した周波数変換部２６０−１がアップリンク信号を周波数変換して得られた受信電気信号ｓ_r1(ｔ)を電気光変換し、ＷＤＭ分合波器２１２に出力する。Ｅ／Ｏ変換器２１６−２は、図１８に示した周波数変換部２６０−２がアップリンク信号を周波数変換して得られた受信電気信号ｓ_r2(ｔ)を電気光変換し、ＷＤＭ分合波器２１２に出力する。

【0050】

図２０は、図１８に示した周波数変換部２６０−１および２６０−２の構成例を示す図である。周波数変換部２６０−１と２６０−２とは同一の構成であるため、図２０ではこれらの中の１つを周波数変換部２６０として記載している。周波数変換部２６０の主な機能は実施の形態１で説明した周波数変換部２５０と同様であるが、周波数変換部２６０は、図１８に示したアンテナ２９０で受信した受信ＲＦ信号の周波数をダウンコンバートする。周波数変換部２６０は、ミクサ２６１およびフィルタ２６５を備える。ミクサ２６１には受信ＲＦ信号ｖ_r(ｔ)と、図１８に示したＰＬＬ部２３０で生成された局部発振電気信号ｓ_cf(ｔ)とが入力される。ミクサ２６１は、受信ＲＦ信号ｖ_r(ｔ)に対して局部発振電気信号ｓ_cf(ｔ)を乗積することにより、受信ＲＦ信号ｖ_r(ｔ)の周波数をダウンコンバートし、ダウンコンバート後の信号をフィルタ２６５へ出力する。フィルタ２６５は、入力された信号から不要な周波数成分を除去する。ここで、フィルタ２６５は、入力される周波数変換後の信号がベースバンド信号であれば低域通過フィルタが適しており、ＩＦ帯信号であれば当該ＩＦ帯を通過させる帯域通過フィルタが適しているが、これらの限りではない。

【0051】

図２１は、図１８に示した分波部２８０の構成例を示す図である。分波部２８０は、増幅器２８１と、帯域通過フィルタ２８５−１および２８５−２とを備える。増幅器２８１には、図１８に示したデュプレクサ２９１から出力された受信ＲＦ信号が入力される。増幅器２８１は、入力された受信ＲＦ信号を増幅する。増幅後の受信ＲＦ信号は２分配され、帯域通過フィルタ２８５−１および２８５−２に入力される。帯域通過フィルタ２８５−１は、入力された信号から受信ＲＦ信号Ｖ_r1(ｔ)を抽出し、図１８に示した周波数変換部２６０−１に出力する。帯域通過フィルタ２８５−２は、入力された信号から受信ＲＦ信号Ｖ_r2(ｔ)を抽出し、図１８に示した周波数変換部２６０−２に出力する。

【0052】

以上のように、本実施の形態では、アナログ光ＲｏＦ方式を用いる基地局装置１ｃにおいて、地上局装置１００ｃおよび複数の地上アンテナ装置２００ｃは、移動局へ伝送するダウンリンクの信号と、基準クロック信号と、移動局から伝送されるアップリンクの信号とをＷＤＭにより多重し、光張出構成を実現する。これにより、複数の地上アンテナ装置が送信する無線信号の周波数および受信する無線信号の周波数を高精度に同期させることが可能となる。

【0053】

実施の形態４．
図２２は、実施の形態４にかかる地上局装置１００ｄの構成例を示す図である。なお、地上局装置１００ｄを備える基地局装置を基地局装置１ｄとする。

【0054】

本実施の形態にかかる基地局装置１ｄは、実施の形態３で説明した基地局装置１ｃの地上局装置１００ｃを地上局装置１００ｄに置き換えたものである。地上局装置１００ｄは、無線変調部１１０と、無線復調部１２０ｄと、基準クロック信号生成部１３０と、地上局側光変換ユニット１５０ｃ−１〜１５０ｃ−Ｎとを備える。

【0055】

本実施の形態にかかる地上局装置１００ｄは、実施の形態３にかかる地上局装置１００ｃと同様、ダウンリンクおよびアップリンクの両伝送信号をＷＤＭにより光ファイバ区間において多重伝送する構成である。地上局装置１００ｄは地上局装置１００ｃの構成を基準としているが、相違点は、Ｎ個の地上局側光変換ユニット１５０ｃ−１〜１５０ｃ−Ｎを有し、Ｎ台の地上アンテナ装置２００ｃ−１〜２００ｃ−Ｎで受信したＮ本の受信電気信号ｓ_r1(ｔ)とＮ本の受信電気信号ｓ_r2(ｔ)とが無線復調部１２０ｄに入力される点である。以下に実施の形態３、特に地上局装置１００ｃと異なる点を中心に説明する。地上局装置１００ｄの無線変調部１１０および基準クロック信号生成部１３０は、地上局装置１００ｃの無線変調部１１０および基準クロック信号生成部１３０と同一であるため、説明を割愛する。

【0056】

無線変調部１１０から出力される送信電気信号ｓ_t1(ｔ)およびｓ_t2(ｔ)は、それぞれＮ分配されて地上局側光変換ユニット１５０ｃ−１〜１５０ｃ−Ｎに入力される。ここで、地上局側光変換ユニット１５０ｃ−１〜１５０ｃ−Ｎは、実施の形態３で説明した地上局側光変換ユニット１５０ｃと同一である。また、基準クロック信号生成部１３０から出力される基準クロック電気信号ｓ_c(ｔ)もＮ分配されて地上局側光変換ユニット１５０ｃ−１〜１５０ｃ−Ｎに入力される。

【0057】

無線復調部１２０ｄには、地上局側光変換ユニット１５０ｃ−１〜１５０ｃ−Ｎから出力される受信電気信号ｓ_r1(ｔ)およびｓ_r2(ｔ)がＮ組入力される。無線復調部１２０ｄは、入力されるＮ本の受信電気信号ｓ_r1(ｔ)の中から最大電力である１本を選択するか、Ｎ本の受信電気信号ｓ_r1(ｔ)を同相合成または最大比合成となるよう合成して１本の信号とした後、復調する。受信電気信号ｓ_r2(ｔ)についても同様に、無線復調部１２０ｄは、Ｎ本から最大電力のものを選択、あるいはＮ本を合成した後、復調する。これにより、Ｎ台の地上アンテナ装置２００ｃ−１〜２００ｃ−Ｎで受信した信号をダイバーシチ受信することができ、実施の形態３に比べて高品質な復調性能が得られるという効果を奏する。

【0058】

図２３は、図２２に示した構成の基地局装置１ｄと同様の効果を奏することが可能な基地局装置１ｅの構成例を示す図である。基地局装置１ｅは、基地局装置１ｄの地上局装置１００ｄを地上局装置１００ｅとしたものである。地上局装置１００ｅは、無線変調部１１０と、無線復調部１２０と、信号選択部１２５−１および１２５−２と、基準クロック信号生成部１３０と、地上局側光変換ユニット１５０ｃ−１〜１５０ｃ−Ｎとを備える。図２３に示したように、基地局装置１ｅと基地局装置１ｄとの相違点は、基地局装置１ｅが、無線復調部１２０と地上局側光変換ユニット１５０ｃ−１〜１５０ｃ−Ｎとの間に信号選択部１２５−１および１２５−２を備える点である。地上局装置１００ｅの無線復調部１２０は、実施の形態３で説明した地上局装置１００ｃの無線復調部１２０と同じものである。

【0059】

信号選択部１２５−１は、地上局側光変換ユニット１５０ｃ−１〜１５０ｃ−Ｎから出力されたＮ本の受信電気信号ｓ_r1(ｔ)から最大電力である１本を選択するか、Ｎ本の受信電気信号ｓ_r1(ｔ)を同相合成または最大比合成となるよう合成して１本の信号とした後、無線復調部１２０に出力する。同様に、信号選択部１２５−２は、地上局側光変換ユニット１５０ｃ−１〜１５０ｃ−Ｎから出力されたＮ本の受信電気信号ｓ_r2(ｔ)から最大電力である１本を選択するか、Ｎ本の受信電気信号ｓ_r2(ｔ)を同相合成または最大比合成となるよう合成して１本の信号とした後、無線復調部１２０に出力する。

【0060】

以上のように、本実施の形態では、アナログ光ＲｏＦ方式を用いる基地局装置１ｄおよび１ｅにおいて、地上局装置１００ｄ，１００ｅおよび複数の地上アンテナ装置２００ｃは、移動局へ伝送するダウンリンクの信号と、基準クロック信号と、移動局から伝送されるアップリンクの信号とをＷＤＭにより多重し、光張出構成を実現する。これにより、異なる複数の地上アンテナ装置から送信する無線信号の周波数および受信する無線信号の周波数を高精度に同期させることが可能となる。また、地上局装置１００ｄ，１００ｅは、アップリンク信号のダイバーシチ受信を行うこととしたので、高品質なアップリンク伝送を実現できる。

【0061】

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

【符号の説明】

【0062】

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ 基地局装置、１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ，１００ｅ 地上局装置、１１０ 無線変調部、１２０，１２０ｄ 無線復調部、１２５−１，１２５−２ 信号選択部、１３０ 基準クロック信号生成部、１４０ 基準クロック信号用光変換ユニット、１５０，１５０−１〜１５０−Ｎ，１５０ｂ，１５０ｂ−１〜１５０ｂ−Ｎ，１５０ｃ，１５０ｃ−１〜１５０ｃ−Ｎ 地上局側光変換ユニット、１４１，１５１−１，１５１−２，１５１−３，２１６−１，２１６−２ Ｅ／Ｏ変換器、１４５ 光増幅器、１５２−１，１５２−２，２１５−１，２１５−２，２１５−３ Ｏ／Ｅ変換器、１５５ ＷＤＭ合波器、１５６ ＷＤＭ分合波器、２００，２００−１〜２００−Ｎ，２００ｃ，２００ｃ−１〜２００ｃ−Ｎ 地上アンテナ装置、２１０，２１０ｃ 地上アンテナ側光変換ユニット、２３０ ＰＬＬ部、２５０，２５０−１，２５０−２，２６０，２６０−１，２６０−２ 周波数変換部、２５１，２６１ ミクサ、２５５，２８５−１，２８５−２ 帯域通過フィルタ、２６５ フィルタ、２７０ 合波部、２７１ 合波器、２７５，２８１ 増幅器、２８０ 分波部、２９０ アンテナ、２９１ デュプレクサ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】