特許 6704785 光送信装置、光受信装置および光送信方法

(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】6704785

(24)【登録日】2020年5月15日

(45)【発行日】2020年6月3日

(54)【発明の名称】光送信装置、光受信装置および光送信方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 10/2575 20130101AFI20200525BHJP

【ＦＩ】

   H04B10/2575

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2016-96110(P2016-96110)

(22)【出願日】2016年5月12日

(65)【公開番号】特開2017-204764(P2017-204764A)

(43)【公開日】2017年11月16日

【審査請求日】2018年8月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000208891

【氏名又は名称】ＫＤＤＩ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114258

【弁理士】

【氏名又は名称】福地 武雄

(74)【代理人】

【識別番号】100125391

【弁理士】

【氏名又は名称】白川 洋一

(72)【発明者】

【氏名】田中 和樹

(72)【発明者】

【氏名】西村 公佐

(72)【発明者】

【氏名】縣 亮

(72)【発明者】

【氏名】小林 嵩

【審査官】 対馬 英明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−１１５６９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２１１５１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２３３０３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第０２６３９９７７（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 特開２０１５−０１５６５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１９１２８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 HAN et al.，Linearity improvement of directly-modulated multi-IF-over-fibre LTE-A mobile fronthaul link using shunt diode predistorter，ECOC 2015，米国，IEEE，２０１５年 ９月

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ １０／００−１０／９０

Ｈ０４Ｊ １４／００−１４／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アナログ電気信号を光信号に変換し、光ファイバを用いた伝送を行うアナログＲｏＦ（Radio over Fiber）システムに適用される光送信装置であって、
ＲＦ（Radio Frequency）信号のレベル分布において、発生頻度の高いＲＦ信号のレベルに対しては、Ｅ／ＯのＲｏＦリンクにおける印加電圧と光出力との関係を示す伝達関数の傾きが大きい箇所を対応させる一方、発生頻度の低いＲＦ信号のレベルに対しては前記伝達関数の傾きが小さい箇所を対応させて、入力されたデジタル電気信号をアナログ電気信号に変換する送信処理部と、
前記アナログ電気信号を光信号に変換して光ファイバに出力する送信部と、を備えることを特徴とする光送信装置。

【請求項2】

前記伝達関数は、アナログＲｏＦシステムの送信側から受信側へ伝送されたトレーニングシーケンス波形を用いて予め生成され、前記ＲＦ信号のレベル分布と対応付けるために前記送信処理部で保持され、定期的に更新されることを特徴とする請求項１記載の光送信装置。

【請求項3】

アナログ電気信号を光信号に変換し、光ファイバを用いた伝送を行うアナログＲｏＦ（Radio over Fiber）システムに適用される光受信装置であって、
請求項１または請求項２記載の光送信装置が、ＲＦ（Radio Frequency）信号のレベル分布において、発生頻度の高いＲＦ信号のレベルに対しては、Ｅ／ＯのＲｏＦリンクにおける印加電圧と光出力との関係を示す伝達関数の傾きが大きい箇所を対応させる一方、発生頻度の低いＲＦ信号のレベルに対しては前記伝達関数の傾きが小さい箇所を対応させて、入力されたデジタル電気信号からアナログ信号に変換し、前記アナログ信号から変換して送信した光信号を受信し、前記受信した光信号をアナログ電気信号に変換する受信部と、
前記アナログ電気信号に通常の線形量子化を行ってデジタル電気信号に変換し、前記光送信装置から定期的に送信されるトレーニングシーケンス波形に基づいて更新する前記伝達関数の逆関数をかける受信処理部と、を備え、
前記変換されたデジタル電気信号は、非線形量子化されたデジタル電気信号と等価であることを特徴とする光受信装置。

【請求項4】

アナログ電気信号を光信号に変換し、光ファイバを用いた伝送を行うアナログＲｏＦ（Radio over Fiber）システムに適用される光送信方法であって、
ＲＦ（Radio Frequency）信号のレベル分布において、発生頻度の高いＲＦ信号のレベルに対しては、Ｅ／ＯのＲｏＦリンクにおける印加電圧と光出力との関係を示す伝達関数の傾きが大きい箇所を対応させる一方、発生頻度の低いＲＦ信号のレベルに対しては前記伝達関数の傾きが小さい箇所を対応させて、入力されたデジタル電気信号をアナログ電気信号に変換するステップと、
前記アナログ電気信号を光信号に変換して光ファイバに出力するステップと、を少なくとも含むことを特徴とする光送信方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アナログ電気信号を光信号に変換し、光ファイバを用いた伝送を行うアナログＲｏＦ（Radio over Fiber）システムに適用される技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、電気信号のアナログ波形をそのまま光信号に変換して伝送するＲｏＦ伝送技術が知られている。例えば、携帯電話システムの基地局からアンテナを張り出すＤＡＳ（Distribution Antenna System）や、通信事業者またはケーブルテレビ事業者の局舎から各家庭まで光ファイバを使って放送波を伝送するＲＦ映像配信システムが商用化されている。

【0003】

また、これらのアナログＲｏＦシステムに加えて、非特許文献２に記載されているように、アナログＲｏＦ伝送区間の前後にＤＳＰ（Digital Signal Processing）を配置し、単なるＥ／Ｏ（Electrical to Optical Converter）、およびＯ／Ｅ（Optical to Electrical Converter）機能以外の機能をも有するＲｏＦ伝送技術が提案されている（DSP-assisted Analog RoF）。

【0004】

従来の多くの携帯電話システムの基地局は、制御部のＢＢＵ（Baseband Unit）とＲＦ（Radio Frequency）部のＲＲＨ（Remote Radio Head）を、同一サイトに設置したＤ‐ＲＡＮ（Distributed Radio Access Network）と呼ばれる構成を採っている。一方、将来の基地局の構成として、基地局性能の向上のために、各基地局のＢＢＵをまとめて設置し、それぞれを連携されるＣ‐ＲＡＮ（Centralized Radio Access Network）と呼ばれる構成が検討されているが、Ｃ‐ＲＡＮにするとＤ‐ＲＡＮと比較して、ＢＢＵとＲＲＨ間の光伝送区間で必要となる容量が大きくなり、将来的に基地局の容量が増大した場合、経済的な回線提供が困難になる可能性がある。

【0005】

この様な課題への対策の一つとして、効率的な光伝送が可能なアナログＲｏＦ伝送技術が考えられる。非特許文献１では、アナログＲｏＦ伝送の課題として、ＲｏＦ区間で発生する信号歪の影響とその対策についての検討が記されている。また、特許文献１では、Ｃ‐ＲＡＮ構成の基地局をアナログＲｏＦとする際の光区間での歪推定方法の提案がされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１５−１５６５９号公報

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】We_4_4_4, ECOC2015（http://www.ecoc2015.org/modules.php?name=webstructure&idwebstructure=1）

【非特許文献2】ITU-T G.sup.55（G.RoF）（http://www.itu.int/ITU-T/recommendations/rec.aspx?id=12575&lang=en）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、ＲＦ（Radio Frequency）信号のアナログ波形を光ファイバで伝送させるアナログＲｏＦ（Radio over Fiber）伝送システムでは、Ｅ／Ｏ（Electrical to Optical Converter）等で発生する信号波形歪により、ＲＦ信号品質が劣化する。特に、将来の５Ｇ（第5世代移動通信）の基地局では、複数のアンテナで無線電波の送受信を行うＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）の多重数も増えることから、複数のＲＦ信号を１本の光ファイバでアナログ伝送する際の信号歪の影響が問題となる。

【0009】

ここで、従来のアナログＲｏＦ伝送システムとして、ＤＡＳやＲＦ映像配信システムがあるが、従来は、光区間で発生する信号歪による品質劣化を抑えるために、Ｅ／Ｏの「印加電圧／光出力特性」の線形性が高い領域でのみ、Ｅ／Ｏを使用していた。しかし、それによって伝送すべきＲＦ信号数が増えると、各ＲＦ信号の光変調度が小さくなり、十分なＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）が取れなくなるという問題がある。

【0010】

この点、非特許文献１では、歪による品質劣化を補償する手法が提案されているが、同手法をＤＳＰ−Ａｓｓｉｓｔｅｄ ＲｏＦに適用すると、補償のための機器を追加しなければならず、構成が複雑になってしまう。また、動作環境（温度等）の変化や各構成機器の経年劣化により品質が劣化する可能性がある。

【0011】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、機器構成がシンプルで伝送品質が劣化し難いアナログＲｏＦ伝送システムを実現することができる光送信装置、光受信装置および光送信方法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】

（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の光送信装置は、アナログ電気信号を光信号に変換し、光ファイバを用いた伝送を行うアナログＲｏＦ（Radio over Fiber）システムに適用される光送信装置であって、ＲＦ（Radio Frequency）信号のレベル分布において、発生頻度の高いＲＦ信号のレベルに対しては、ＲｏＦリンクにおける伝達関数の傾きが大きい箇所を対応させる一方、発生頻度の低いＲＦ信号のレベルに対しては前記伝達関数の傾きが小さい箇所を対応させて、入力されたデジタル電気信号をアナログ電気信号に変換する送信処理部と、前記アナログ電気信号を光信号に変換して光ファイバに出力する送信部と、を備えることを特徴とする。

【0013】

このように、ＲＦ信号のレベル分布において、発生頻度の高いＲＦ信号のレベルに対しては、ＲｏＦリンクにおける伝達関数の傾きが大きい箇所を対応させる一方、発生頻度の低いＲＦ信号のレベルに対しては伝達関数の傾きが小さい箇所を対応させて、入力されたデジタル電気信号をアナログ電気信号に変換する。これにより、光ファイバ伝送後の光受信装置でのアナログ電気信号のデジタル化の際に、線形量子化を用いてもＲＦ信号のレベル分布において、発生頻度の高い箇所では量子化ビットが密になる一方、発生頻度の低い箇所では量子化ビットが疎となるため、受信側においては、アナログ電気信号に通常の線形量子化を行ってデジタル電気信号に変換し、線形量子化を実行しつつも非線形量子化の効果を得て、品質を向上させることが可能となる。さらに伝達関数の逆関数をかけることによって、品質を確保することが可能となる。その結果、伝送品質が確保され、多チャネル、広帯域な信号伝送が可能となる。

【0014】

（２）また、本発明の光送信装置において、前記伝達関数は、アナログＲｏＦシステムの送信側から受信側へ伝送されたトレーニングシーケンス波形を用いて予め生成され、前記ＲＦ信号のレベル分布と対応付けるために前記送信処理部で保持され、定期的に更新されることを特徴とする。

【0015】

このように、伝達関数は、アナログＲｏＦシステムの送信側から受信側へ伝送されたトレーニングシーケンス波形を用いて予め生成され、前記ＲＦ信号のレベル分布と対応付けるために送信処理部で保持され、定期的に更新されるので、常に適正な伝達関数を使用することが可能となる。これにより、伝達関数の経年変化、環境変化があっても信号品質を確保することが可能となる。

【0016】

（３）また、本発明の光受信装置は、アナログ電気信号を光信号に変換し、光ファイバを用いた伝送を行うアナログＲｏＦ（Radio over Fiber）システムに適用される光受信装置であって、上記（１）または（２）に記載の光送信装置から受信した光信号をアナログ電気信号に変換する受信部と、前記アナログ電気信号に通常の線形量子化を行ってデジタル電気信号に変換し、前記光送信装置から定期的に送信されるトレーニングシーケンス波形に基づいて更新する前記伝達関数の逆関数をかける受信処理部と、を備えることを特徴とする。

【0017】

このように、上記（１）または（２）に記載の光送信装置から受信した光信号をアナログ電気信号に変換し、アナログ電気信号に通常の線形量子化を行ってデジタル電気信号に変換し、光送信装置から定期的に送信されるトレーニングシーケンス波形に基づいて更新する伝達関数の逆関数をかけるので、通常の線形量子化を行うにもかかわらず、非線形量子化されたデジタル電気信号と同等のデジタル電気信号へ変換することが可能となり、品質の向上を図ることが可能となる。これにより、伝送品質が確保され、多チャネル、広帯域な信号伝送が可能となる。また、伝達関数を光送信装置から定期的に送信されるトレーニングシーケンス波形に基づいて更新するので、伝達関数の経年変化、環境変化があっても信号品質を確保することが可能となる。

【0018】

（４）また、本発明の光送信方法は、アナログ電気信号を光信号に変換し、光ファイバを用いた伝送を行うアナログＲｏＦ（Radio over Fiber）システムに適用される光送信方法であって、ＲＦ（Radio Frequency）信号のレベル分布において、発生頻度の高いＲＦ信号のレベルに対しては、ＲｏＦリンクにおける伝達関数の傾きが大きい箇所を対応させる一方、発生頻度の低いＲＦ信号のレベルに対しては前記伝達関数の傾きが小さい箇所を対応させて、入力されたデジタル電気信号をアナログ電気信号に変換するステップと、前記アナログ電気信号を光信号に変換して光ファイバに出力するステップと、を少なくとも含むことを特徴とする。

【0019】

このように、ＲＦ信号のレベル分布において、発生頻度の高いＲＦ信号のレベルに対しては、ＲｏＦリンクにおける伝達関数の傾きが大きい箇所を対応させる一方、発生頻度の低いＲＦ信号のレベルに対しては伝達関数の傾きが小さい箇所を対応させて、入力されたデジタル電気信号をアナログ電気信号に変換する。これにより、光ファイバ伝送後の光受信装置でのアナログ電気信号のデジタル化の際に、線形量子化を用いてもＲＦ信号のレベル分布において、発生頻度の高い箇所では量子化ビットが密になる一方、発生頻度の低い箇所では量子化ビットが疎となるため、受信側においては、アナログ電気信号に通常の線形量子化を行ってデジタル電気信号に変換し、線形量子化を実行しつつも非線形量子化の効果を得て、品質を向上させることが可能となる。さらに伝達関数の逆関数をかけることによって、品質を確保することが可能となる。その結果、伝送品質が確保され、多チャネル、広帯域な信号伝送が可能となる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、線形量子化を実行しつつ、非線形量子化の効果を得ることができ、伝送品質が確保され、多チャネル、広帯域な信号伝送が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本実施形態に係るアナログＲｏＦシステムの概略構成を示す図である。

【図2】アナログＲｏＦシステムの送信側の概略構成を示す図である。

【図3】アナログＲｏＦシステムの受信側の概略構成を示す図である。

【図4】ＲＦレベル分布の一例を示す図である。

【図5】Ｅ／Ｏにおける印加電圧と光出力パワーとの関係を示す図である。

【図6】Ｅ／Ｏの入力波形例を示す図である。

【図7】Ｏ／Ｅの出力波形例とＲＦレベルの分布例を示す図である。

【図8】Ｏ／Ｅの出力波形を量子化する概念を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

本発明者らは、従来、光区間で発生する信号歪による品質劣化を抑えるため、Ｅ／Ｏの「印加電圧／光出力特性」の線形性が高い領域でのみ、Ｅ／Ｏが使用されていたが、それによって伝送すべきＲＦ信号数が増えると、各ＲＦ信号の光変調度が小さくなり、十分なＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）が取れなくなるという問題に着目し、線形性と非線形性の両方の特性を有するＥ／Ｏを、ＲＦ信号レベルの分布特性に適合させることによって、非線形量子化の効果を得ることができることを見出し、本発明に至った。

【0023】

すなわち、本発明の光送信装置は、アナログ電気信号を光信号に変換し、光ファイバを用いた伝送を行うアナログＲｏＦ（Radio over Fiber）システムに適用される光送信装置であって、ＲＦ（Radio Frequency）信号のレベル分布において、発生頻度の高いＲＦ信号のレベルに対しては、ＲｏＦリンクにおける伝達関数の傾きが大きい箇所を対応させる一方、発生頻度の低いＲＦ信号のレベルに対しては前記伝達関数の傾きが小さい箇所を対応させて、入力されたデジタル電気信号をアナログ電気信号に変換する送信処理部と、前記アナログ電気信号を光信号に変換して光ファイバに出力する送信部と、を備えることを特徴とする。

【0024】

これにより、本発明者らは、非線形量子化の効果を得ることを可能とし、伝送品質を確保し、多チャネル、広帯域な信号伝送を可能とした。以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

【0025】

図１は、本実施形態に係るアナログＲｏＦシステムの概略構成を示す図である。アナログＲｏＦ伝送送信機１は、配下の複数のＢＢＵ（Baseband Unit）３−１〜３−ｎからデジタル電気信号を入力し、デジタル−アナログ変換をした後、光信号に変換して光ファイバ４に送出する。アナログＲｏＦ伝送受信機５は、光ファイバ４を介して受信した光信号を電気信号に変換し、アナログ−デジタル変換をし、配下のＲＲＨ（Remote Radio Head）７−１〜７−ｍにデジタル電気信号を送信する。各ＲＲＨ７−１〜７−ｍは、ＡＮＴ（Antenna）９−１〜９−ｍから無線信号を送信する。

【0026】

図２は、アナログＲｏＦシステムの送信側の概略構成を示す図である。アナログＲｏＦ伝送送信機１は、ＤＳＰ１−ａにおいて、ＢＢＵ３−１〜３−ｎから入力したデジタル電気信号を多重し、ＤＡＣ（Digital Analog Converter）１−ｂにおいて、アナログ電気信号に変換する。ＤＳＰ１−ａおよびＤＡＣ１−ｂは、送信処理部１０を構成し、後述するように、伝達関数とＲＦ信号のレベル分布に応じた非線形量子化を行う。駆動回路１−ｃは、このアナログ電気信号を適切なレベルに調整してＥ／Ｏ１−ｄに入力する。Ｅ／Ｏ１−ｄは、ＬＤ（Laser Diode）１−ｅから光信号を入力し、駆動回路１−ｃから入力されたアナログ波形で変調し、光ファイバ４に光信号を出力する。Ｅ／Ｏ１−ｄは、送信部を構成する。

【0027】

図３は、アナログＲｏＦシステムの受信側の概略構成を示す図である。光ファイバ４で伝送された光信号は、アナログＲｏＦ伝送受信機５で受信される。アナログＲｏＦ伝送受信機５では、Ｏ／Ｅ５−ａにおいて、光信号からアナログの電気信号に変換される。このアナログの電気信号はＡＤＣ（Analog Digital Converter）５−ｂでデジタル電気信号に変換され、ＤＳＰ５−ｃを介して、配下のＲＲＨ７−１〜７−ｍに送信される。ＡＤＣ５−ｂおよびＤＳＰ５−ｃは、受信処理部６を構成し、デジタル電気信号に後述する伝達関数の逆関数をかけて歪の影響を補正する。ＲＲＨ７−１〜７−ｍから出力された電気信号は、ＡＮＴ９−１〜９−ｍから無線信号として送信される。なお、Ｏ／Ｅ５−ａは、受信部を構成する。

【0028】

本実施形態に係るアナログＲｏＦシステムは、伝送するＲＦ信号レベルの分布特性に適合した非線形性の入出力特性を有するＥ／Ｏを用いることを特徴としている。すなわち、図４に示すように、ＬＴＥ（Long Term Evolution）等のＯＦＤＭ信号のレベルはガウス分布を示す。このため、図５に示すように、各ＲＦ信号レベルの発生頻度から、Ｅ／Ｏにおいて、発生頻度の高いレベルに対しては伝達関数の傾きが大きい箇所を対応させる一方、発生頻度の低いレベルに対しては伝達関数の傾きが小さい箇所を対応させる。

【0029】

図５に示すように、従来は、三角関数のうち、直線に近似できる傾きの大きいＶ_ｂ部分のみを利用し、線形量子化をしていたが、本実施形態では、三角関数のうち、直線に近似できる傾きの大きい部分のみならず、傾きの小さい部分も広く利用する。そして、図４に示したＲＦレベル分布を適用することによって、ＲＦ信号レベルの発生頻度が高いところでは量子化ビットが密になり、低いところでは粗となるため、線形量子化を行うＤＡ変換器を用いて、非線形量子化の効果を得ることが可能となる。なお、Ｅ／Ｏとして「印加電圧／光出力関係」が三角関数で表される通常のＬＮ（LiNbO₃：ニオブ酸リチウム）の強度変調器も有効である。

【0030】

また、従来のアナログＲｏＦ伝送システムでは、一般的にＥ／Ｏでの光変調度を３０％以下としているが、本実施形態では、Ｅ／Ｏを駆動する際、変調度の高い領域（E/Oの印加電圧と光出力パワーの関係が非線形となっている領域）も利用する。ここで、本実施形態に係るＥ／Ｏの特性上、伝達関数の傾きが小さい範囲は、レベル発生頻度の低い領域であるため、全体として信号品質は一定以上に確保されることとなる。

【0031】

伝達関数については、ＲｏＦ伝送区間前後のＤＳＰに関して、送信側のＤＳＰからトレーニングシーケンス波形を伝送し、受信側のＤＳＰで解析し、伝達関数を特定しておく。その結果に基づいて、受信側のＤＳＰで逆関数を掛けて元に戻す。

【0032】

さらに、より効果を得るために、次のような手段を講じても良い。
（ａ）信号品質をより向上させるため、Ｅ／Ｏ前、Ｏ／Ｅ後のＤＳＰ処理において、Ｅ／Ｏの「印加電圧／光出力特性（伝達関数特性）」に合わせて、データの順序を並び変えてＲＦ信号レベルの発生頻度を調整するようにしても良い。
（ｂ）信号品質をより向上させるため、Ｅ／Ｏ前、Ｏ／Ｅ後のＤＳＰ処理において、Ｅ／Ｏの「印加電圧／光出力特性（伝達関数特性）」に合わせて、信号レベルを別の信号レベルへ１対１でマッピングすることによって、ＲＦ信号レベルの発生頻度を調整するようにしても良い。

【0033】

さらに、個々のＥ／Ｏデバイスの「印加電圧／光出力特性」への対応、「印加電圧／光出力関係」の環境変動・経年劣化による品質劣化を防ぐため、送信側のＤＳＰから受信側のＤＳＰに対して、定期的に試験信号（トレーニングシーケンス波形）を送信し、受信側のＤＳＰで伝達関数に関する情報を更新し、それに合わせてかけるべき逆関数を変更するようにしても良い。逆関数の変更の代わりに、確認した伝達関数情報を送信側のＤＳＰに送信し、上記（ａ）または（ｂ）の手段を実行して、品質劣化を防ぐようにしても良い。

【0034】

なお、以上の説明では、Ｅ／Ｏのみが非線形性を有しており、他は線形性を有しているとした説明を行ったが、ＲｏＦリンク（光区間）を一つの大きなＥ／Ｏと捉えて、上記の手段を講じることも可能である。さらに、ＤＳＰでは、電気信号の多重／分離、周波数変換、光ファイバ伝送で発生する波長分散補償を実施しても良い。

【0035】

次に、本実施形態に係るアナログＲｏＦシステムの動作について説明する。図１に示すように、ＢＢＵ３−１〜３−ｎとＲＲＨ７−１〜７−ｍ間の光伝送に本発明を用いたＲｏＦ伝送装置を利用する。ＢＢＵ３−１〜３−ｎ、ＲＲＨ７−１〜７−ｍと同装置とのインターフェースは、ＣＰＲＩやＯＢＳＡＩ等のＤ−ＲｏＦ信号が考えられるが、それ以外のデジタル電気信号でも良い。図６は、Ｅ／Ｏの入力波形例を示す図である。時間の増加と共に出力電圧が大きくなる線形性を示している。図７は、Ｏ／Ｅの出力波形例とＲＦレベルの分布例を示す図である。ｔ＝（ｔ_１＋ｔ_２）／２を中心として、これから離れるに従って歪が大きくなる。このため、最も発生頻度の高いレベルが、図７に示すＶ_ｂレベルに相当するように、レベルを調整してＥ／Ｏを変調する。基地局をＬＴＥとした時は、図６および図７に示したように、ＲＦ信号レベルがガウス分布を示し、Ｅ／Ｏとして、図５に示したように、印加電圧と光パワー出力の関係が三角関数で表される一般的なＬＮ強度変調器を利用する。

【0036】

一方、送信側ＤＳＰ１−ａから受信側ＤＳＰ５−ｃへ、トレーニングシーケンス波形を伝送して、既知の入力波形と実際の出力波形との関係から、伝達関数について事前に解析し、その情報をメモリ等に保持しておく。

【0037】

次に、複数のＢＢＵ３−１〜３−ｎからのデジタル電気信号がＤＳＰ１−ａで多重され、ＤＡＣ１−ｂでアナログ電気信号に変換される。変換されたアナログ電気信号は駆動回路１−ｃで適切なレベルにしてＥ／Ｏ１−ｄに入力される。具体的には、図４に示すＲＦレベル発生分布の高い発生頻度のレベルが、図５のＥ／Ｏ特性の伝達関数の傾きの大きいＶ_ｂとなる様にする。ＬＤ１−ｅからの光信号がＥ／Ｏ１−ｄに入力され、駆動回路１−ｃから入力されたアナログ波形で変調される。

【0038】

次に、光ファイバ４を伝送された光信号がＯ／Ｅ５−ａでアナログ電気信号に変換される。このアナログ電気信号をＡＤＣ５−ｂで通常の等間隔量子化を用いてデジタル電気信号に変換する。図８は、Ｏ／Ｅの出力波形を量子化する概念を示す図である。図８に示すように、等間隔の量子化でも発生頻度の高いレベルは量子化が密に行われており、発生頻度の低いレベルは量子化が粗になっている。このため、Ｏ／Ｅ後のＡＤＣ５−ｂにおいて等間隔で量子化しても、実際の入力信号に対しては非線形で量子化をしていることと等価となる。また、図７において、ＲＦ信号レベルの発生頻度が低い領域では、実際の信号レベルとの誤差が大きくなるが、発生頻度が低いため、全体としては信号品質を維持することが可能となる。

【0039】

次に、デジタル化された信号をＤＳＰ５−ｃに入力し、アナログＲｏＦ伝送送信機１で確認した伝達関数から求められる逆関数を掛けて、歪影響を補正する。次に、ＤＳＰ５−ｃで周波数変換、信号分離、波長分散補償等を実施し、ＲＲＨ７−１〜７−ｍに電気信号を送信する。各ＲＲＨ７−１〜７−ｍは、ＡＮＴ９−１〜９−ｍを用いて無線信号を送信する。

【0040】

以上説明したように、本実施形態によれば、アナログＲｏＦシステムで伝送するＲＦ信号のレベル分布とＲｏＦリンクの伝達関数との間に、発生頻度の高いレベルに対しては伝達関数の傾きを大きくする一方、発生頻度の小さいレベルに対しては伝達関数の傾きを小さくする関係を持たせることによって、ＲｏＦリンクの受信側のＡＤＣ（Analog Digital Converter）において、一般的な等間隔の量子化を用いて線形量子化を実行しつつ、非線形量子化の効果が得られ、伝送品質の確保が可能となる。その結果、多チャネル、広帯域な信号伝送が求められる５Ｇ基地局のＣ‐ＲＡＮ構成の光アクセス回線に適用することが可能となる。

【符号の説明】

【0041】

１ アナログＲｏＦ伝送送信機
３−１〜３−ｎ ＢＢＵ
４ 光ファイバ
５ アナログＲｏＦ伝送受信機
６ 受信処理部
７−１〜７−ｍ ＲＲＨ
９−１〜９−ｍ ＡＮＴ
１０ 送信処理部
１−ａ、５−ｃ ＤＳＰ
１−ｂ ＤＡＣ
１−ｃ 駆動回路
１−ｄ Ｅ／Ｏ
１−ｅ ＬＤ
５−ａ Ｏ／Ｅ
５−ｂ ＡＤＣ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】