特許 6960136 直交周波数分割多重信号分離システム

(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】6960136

(24)【登録日】2021年10月13日

(45)【発行日】2021年11月5日

(54)【発明の名称】直交周波数分割多重信号分離システム

(51)【国際特許分類】

   H04L 27/26 20060101AFI20211025BHJP

   H04J 14/00 20060101ALI20211025BHJP

【ＦＩ】

   H04L27/26 400

   H04J14/00

【請求項の数】1

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2017-9268(P2017-9268)

(22)【出願日】2017年1月23日

(65)【公開番号】特開2018-121107(P2018-121107A)

(43)【公開日】2018年8月2日

【審査請求日】2019年12月24日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２８年度、総務省戦略的情報通信研究開発推進事業（ＳＣＯＰＥ）（受付番号１６５００７００１）の委託事業、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】593006630

【氏名又は名称】学校法人立命館

(74)【代理人】

【識別番号】100154014

【弁理士】

【氏名又は名称】正木 裕士

(74)【代理人】

【識別番号】100154520

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 祐子

(72)【発明者】

【氏名】瀧口 浩一

【審査官】 阿部 弘

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１７２４００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１６／１８５８２３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 S. Koenig et al.，Wireless sub-THz communication system with high data rate enabled by RF photonics and active MMIC technology，2014 IEEE Photonics Conference，IEEE，2014年10月12日，pp. 414-415，https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=6995424

【文献】 M. Beltran et al.，Single-and Multiband OFDM Photonic Wireless Links in the 75-110GHz Band Employing Optical Combs，IEEE Photonics Journal，IEEE，2012年10月09日，Volume 4／Issue 5／Oct. 2012，pp. 2027-2036，https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=6327320

【文献】 瀧口 浩一 Koichi Takiguchi，光ＦＦＴ回路を用いた集積型ＯＦＤＭ信号分離回路 Integrated-optic demultiplexer for OFDM sub-carrier channels using optical FFT circuit，電子情報通信学会２００９年エレクトロニクスソサイエティ大会講演論文集１ PROCEEDINGS OF THE 2009 IEICE ELECTRONICS SOCIETY CONFERENCE，日本，社団法人電子情報通信学会 THE INSTITUTE OF ELECTRONICS, INFORMATION AND COMMUNICATION ENGINEERS，2009年09月01日，p. 224

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｌ ２７／２６

Ｈ０４Ｊ １４／００

ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ

３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１−４

ＳＡ ＷＧ１−４

ＣＴ ＷＧ１，４

ＩＥＥＥ ８０２．１１

１５

１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のサブキャリア信号を持つテラヘルツ帯の直交周波数分割多重信号を分離するための直交周波数分割多重信号分離システムであって、
テラヘルツ帯の直交周波数分割多重信号を受信する受信部と、
前記受信部にて受信したテラヘルツ帯の直交周波数分割多重信号をＲＦ帯の直交周波数分割多重信号に変換するＲＦ変換部と、
前記ＲＦ変換部にて変換されたＲＦ帯の直交周波数分割多重信号を光直交周波数分割多重信号に変換する光変換部と、
前記光変換部にて変換された光直交周波数分割多重信号から複数のサブキャリア信号を分離する分離部と、を有し、
前記分離部は、
前記光変換部にて変換された光直交周波数分割多重信号を、分岐比可変方向性結合器を用いて複数に分岐する光分岐部と、
前記光分岐部にて分岐された光直交周波数分割多重信号を遅延させる光遅延部と、
前記光遅延部にて遅延させた光直交周波数分割多重信号をフーリエ変換し複数のサブキャリア信号に分離する光フーリエ変換部と、
前記光フーリエ変換部にて分離された複数のサブキャリア信号をそれぞれ出力する出力導波路と、
前記出力導波路それぞれに設けられている位相シフト付与部と、
前記位相シフト付与部を介して出力された前記出力導波路間の光波を干渉させる干渉部と、を有してなる直交周波数分割多重信号分離システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、直交周波数分割多重信号分離システムに関し、特に、テラヘルツ帯の直交周波数分割多重（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＯＦＤＭ）信号を実時間分離することができる直交周波数分割多重信号分離システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、直交周波数分割多重信号を分離できる回路として、特許文献１に記載のような発明が知られている。この発明は、光離散フーリエ変換をスラブ型スターカプラで主に実現することにより、任意のチャネル数で動作し、チャネル数が増加しても光回路サイズを小型に保つことができるというものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−４８１７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記のような発明では、高速に伝播するテラヘルツ帯のＯＦＤＭ信号に対応することができず、もって、テラヘルツ帯のＯＦＤＭ信号を分離することができないという問題があった。そのため、現状では、テラヘルツ帯のＯＦＤＭ信号を一旦メモリに蓄積しておき、その蓄積したメモリのデータを随時読み出して行くことで、テラヘルツ帯のＯＦＤＭ信号を分離する、所謂、オフライン処理でしか対応することができないという問題があった。

【0005】

そこで、本発明は、上記問題に鑑み、テラヘルツ帯のＯＦＤＭ信号を実時間分離することができる直交周波数分割多重信号分離システムを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記本発明の目的は、以下の手段によって達成される。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0007】

請求項１に係る直交周波数分割多重信号分離システムは、複数のサブキャリア信号（ｄ_０，ｄ_１，・・・・・，ｄ_ｎ−１）を持つテラヘルツ帯の直交周波数分割多重信号を分離するための直交周波数分割多重信号分離システムであって、
テラヘルツ帯の直交周波数分割多重信号を受信する受信部（受信アンテナ部１）と、
前記受信部（受信アンテナ部１）にて受信したテラヘルツ帯の直交周波数分割多重信号をＲＦ帯の直交周波数分割多重信号に変換するＲＦ変換部（２）と、
前記ＲＦ変換部（２）にて変換されたＲＦ帯の直交周波数分割多重信号を光直交周波数分割多重信号に変換する光変換部（３）と、
前記光変換部（３）にて変換された光直交周波数分割多重信号から複数のサブキャリア信号を分離する分離部（分離回路４）と、を有し、
前記分離部（分離回路４）は、
前記光変換部（３）にて変換された光直交周波数分割多重信号を、分岐比可変方向性結合器（４１ａ）を用いて複数に分岐する光分岐部（４１）と、
前記光分岐部（４１）にて分岐された光直交周波数分割多重信号を遅延させる光遅延部（４２）と、
前記光遅延部（４２）にて遅延させた光直交周波数分割多重信号をフーリエ変換し複数のサブキャリア信号に分離する光フーリエ変換部（４４）と、
前記光フーリエ変換部（４４）にて分離された複数のサブキャリア信号をそれぞれ出力する出力導波路（４５−１〜４５−８）と、
前記出力導波路（４５−１〜４５−８）それぞれに設けられている位相シフト付与部（第２位相シフト付与部４６）と、
前記位相シフト付与部（第２位相シフト付与部４６）を介して出力された前記出力導波路（４５−１〜４５−８）間の光波を干渉させる干渉部（４７）と、を有してなることを特徴としている。

【発明の効果】

【0009】

次に、本発明の効果について、図面の参照符号を付して説明する。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0010】

請求項１に係る発明によれば、テラヘルツ帯の直交周波数分割多重信号をＲＦ変換部（２）にてＲＦ帯の直交周波数分割多重信号に変換（ダウンコンバート）し、ＲＦ変換部（２）にて変換（ダウンコンバート）されたＲＦ帯の直交周波数分割多重信号を光変換部（３）にて光直交周波数分割多重信号に変換し、その変換した光直交周波数分割多重信号を分離部（分離回路４）にて複数のサブキャリア信号に分離するようにしているから、テラヘルツ帯の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号であっても、実時間分離することができる。

【0011】

また、請求項１に係る発明によれば、光変換部（３）にて変換された光直交周波数分割多重信号を、分岐比可変方向性結合器（４１ａ）を用いて複数に分岐しているから、分離チャネル特性を変化させることができる。この際、使用しない出力導波路（４５−１〜４５−８）が増えれば増えるほど、使用する出力導波路（４５−１〜４５−８）の損失が増えないように、出力導波路（４５−１〜４５−８）の後段に位相シフト付与部（第２位相シフト付与部４６）と、干渉部（４７）とを設けている。これにより、出力チャネル数が変動しても使用する出力チャネルの損失の変動を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明に係る直交周波数分割多重信号分離システムの一実施形態を示すブロック図である。

【図2】テラヘルツ帯の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号のスペクトル形状を示す図である。

【図3A】従来の分離回路にて分離された信号（Δｆ_８＝１０ＧＨｚ，Δｆ：分離チャネル周波数間隔、Δｆの下付添数字は分離可能チャネル数）の周波数特性を示す図である。

【図3B】従来の分離回路にて分離された信号（Δｆ_４＝２０ＧＨｚ，Δｆ：分離チャネル周波数間隔、Δｆの下付添数字は分離可能チャネル数）の周波数特性を示す図である。

【図3C】従来の分離回路にて分離された信号（Δｆ_２＝４０ＧＨｚ，Δｆ：分離チャネル周波数間隔、Δｆの下付添数字は分離可能チャネル数）の周波数特性を示す図である。

【図4A】本実施形態に係る分離回路にて分離された信号（Δｆ_８＝１０ＧＨｚ，Δｆ：分離チャネル周波数間隔、Δｆの下付添数字は分離可能チャネル数）の周波数特性を示す図である。

【図4B】本実施形態に係る分離回路にて分離された信号（Δｆ_４＝２０ＧＨｚ，Δｆ：分離チャネル周波数間隔、Δｆの下付添数字は分離可能チャネル数）の周波数特性を示す図である。

【図4C】本実施形態に係る分離回路にて分離された信号（Δｆ_２＝４０ＧＨｚ，Δｆ：分離チャネル周波数間隔、Δｆの下付添数字は分離可能チャネル数）の周波数特性を示す図である。

【図5】光直交周波数分割多重信号分離回路の一実施形態を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明に係る直交周波数分割多重信号分離システムを、図面を参照して具体的に説明する。なお、以下の説明において、上下左右の方向を示す場合は、図示正面から見た場合の上下左右をいうものとする。

【0014】

図１に示すように、直交周波数分割多重信号分離システムは、テラヘルツ帯の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号を受信可能な受信アンテナ部１と、該受信アンテナ部１にて受信したテラヘルツ帯の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号をＲＦ帯の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号に変換するＲＦ変換部２と、該ＲＦ変換部２にて変換されたＲＦ帯の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号を光直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号に変換する光変換部３と、該光変換部３にて変換された光直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号を分離する分離回路４とで構成されている。

【0015】

テラヘルツ帯の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号は、図２に示すように、搬送周波数（中心周波数）が相違する複数のサブキャリア信号ｄ_０，ｄ_１，・・・・・，ｄ_ｎ−１間の直交関係を用いることで伝送する占有帯域幅を抑圧することができるものである。直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）における直交関係とは、各サブキャリア信号ｄ_０，ｄ_１，・・・・・，ｄ_ｎ−１の変調信号のシンボルレート１／Ｔ（Ｔは、各サブキャリア信号のシンボル時間）とサブキャリア信号周波数間隔Δｆとの間にΔｆ＝１／Ｔの関係が成立するとき、サブキャリア信号毎の伝送スペクトルがオーバーラップしていても、各サブキャリア信号の分離、識別が可能になるというものである。

【0016】

かくして、上記のようなテラヘルツ帯の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号は、図示しない基地局や移動局等から送信され、図１に示す受信アンテナ部１にて受信されることとなる。そして、受信アンテナ部１にて受信されたテラヘルツ帯の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号は、図１に示すＲＦ変換部２にてＲＦ帯の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号に変換されることとなる。より具体的に説明すると、ＲＦ変換部２は、図１に示すように、ミキサ２０と、局発信号発生器２１とで構成されており、受信アンテナ部１にてテラヘルツ帯の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号を受信すると、ミキサ２０は、その受信したテラヘルツ帯の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号を局発信号発生器２１が出力する局発信号を用いて、ＲＦ帯の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号にダウンコンバートし、ダウンコンバート後のＲＦ帯の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号を光変換部３に出力する。

【0017】

光変換部３は、電気信号を光信号に変換（Ｅ／Ｏ変換）して出力する光変調器からなるもので、ＲＦ変換部２より出力されたＲＦ帯の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号を光直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号に変換するものである。そして、このように光直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号は、分離回路４に出力されることとなる。

【0018】

分離回路４は、光変換部３にて変換された光直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号の各サブキャリア信号を分離するもので、図１に示すように、光変換部３にて変換された光直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号が入力される入力導波路４０と、入力された光直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号をＮ分岐させる光分岐部４１と、Ｎ分岐させた光直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号を遅延させる光遅延部４２と、遅延させた光直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号に所望の位相シフトを付与する第１位相シフト付与部４３と、所望の位相シフトが付与された光直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号をフーリエ変換処理し、各サブキャリア信号に分離する光フーリエ変換部４４と、光フーリエ変換部４４より出力される各サブキャリア信号を出力する出力導波路４５−１〜４５−８と、後述する干渉部４７での光波の干渉を効率良く行うことができるように設けられた第２位相シフト付与部４６と、出力導波路間の光波を干渉させる干渉部４７とで構成されている。

【0019】

光分岐部４１は、図１に示すように、分岐比可変方向性結合器４１ａを順次縦続接続し、入力導波路４０に入力された光直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号を任意の分岐比で２〜Ｎ分岐するようにしている。なお、分岐比可変方向性結合器４１ａとしては、例えば、対称マッハチェンダ型干渉計を使用することができる。

【0020】

一方、光遅延部４２は、遅延線４２−１〜４２−Ｎから構成されており、Ｎ分岐させた光直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号をどの遅延線４２−１〜４２−Ｎを使用するかによって、光直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号を分離するチャネル数を決定しているものである（本実施形態においては、遅延線４２−１〜４２−Ｎに関して、Ｎ＝８の例を示している）。そして、遅延線４２−１〜４２−Ｎにおいて使用される導波路の導波路長差をΔＬｕとすると、ｃを光速、ｎを光の経路となる導波路の実効屈折率とした際、フリースペクトルレンジ（ＦＳＲ）は、ＦＳＲ＝ｃ／（ｎ・ΔＬｕ）と表されるため、遅延線４２−１〜４２−Ｎにおいて使用される導波路の導波路長差がフリースペクトルレンジを決定することとなる。しかして、この遅延線４２−１〜４２−Ｎによって、各サブキャリア信号のシンボル時間Ｔと同一の時間内で入力された光直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号であるシリアル信号をパラレル信号に変換することが可能となる。なお、シンボル時間Ｔと同一の時間内で入力された光直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号であるシリアル信号をパラレル信号に変換するようにしているのは、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）における直交関係が成立するのは、シンボル時間Ｔと同一の時間内に限られるためである。

【0021】

第１位相シフト付与部４３は、熱光学位相シフタ等からなり、遅延線４２−１〜４２−Ｎのうち使用される（光が入力される）遅延線によって遅延させた光直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号の位相誤差を補償するためのもので、遅延させた光直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号それぞれに設けられている。また、第１位相シフト付与部４３は、後段の光フーリエ変換部４４にてフーリエ変換される光信号の周波数特性（図３Ａ〜図４Ｃ参照）の中心周波数を所望の値に設定するためにも用いられる。

【0022】

一方、光直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号を光領域で直接高速に各サブキャリア信号に分離するために、その構成要素として、光離散フーリエ変換（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：光ＤＦＴ）、または光高速フーリエ変換（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：光ＦＦＴ）を実行可能な光素子が必須である。そこで、本実施形態においては、光フーリエ変換部４４を、Ｎ入力Ｎ出力のスラブ型スターカプラにて構成している。これにより、所望の位相シフトが付与されたＮ個の光直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号（図１では、Ｎ＝８）が、Ｎ入力Ｎ出力のスラブ型スターカプラにて離散フーリエ変換されると共に、その離散フーリエ変換されたＮ個の光信号（図１では、Ｎ＝８）が異なる位置に出力されることとなる。なお、Ｎ入力Ｎ出力のスラブ型スターカプラにてＮ個の光信号が離散フーリエ変換されると共に、Ｎ個の光信号が異なる位置に出力される原理は、特開２０１２−４８１７２号公報にて示す内容と同一であるため、詳しい説明は省略することとする。

【0023】

ところで、従来における分離回路は、上述した光分岐部４１と、光遅延部４２と、第１位相シフト付与部４３と、光フーリエ変換部４４と、出力導波路４５−１〜４５−８とで構成され、出力導波路４５−１〜４５−８を介して、光直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号から分離された各サブキャリア信号が出力されることとなる。しかして、このようにしても、光直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号が分離されるため、テラヘルツ帯の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号を実時間分離するには問題はない。しかしながら、従来における分離回路では、使用する遅延線数を減らすと、出力導波路の損失が増えるという問題があった。すなわち、遅延線４２−１〜４２−Ｎを全て使用した場合に分離可能なチャネル間隔をΔｆとした際、例えば、隣合うｋ本の遅延線を使用したとすると、フリースペクトルレンジ（ＦＳＲ）は全遅延線を使用した際の値と変わらないことから、分離チャネル数はｋ、分離可能なチャネル間隔は、Δｆ_ｋ＝（８／ｋ）Δｆとなる（本実施形態においては、最大８チャネルの光直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号を分離する例を示しているため、８／ｋとなっている）。

【0024】

ここで、光フーリエ変換部４４におけるＮ入力Ｎ出力のスラブ型スターカプラの出力導波路は、Δｆ毎の信号を分離するように配置されているため、光フーリエ変換部４４におけるＮ入力Ｎ出力のスラブ型スターカプラの出力導波路８／ｋ−１おきに分離信号が出力され、その他の出力導波路は使用されない（無用）となる。なお、ｋの取り得る値は、２，４，８のみである。そのため、それ以外の値の出力導波路は使用されない（無用）となる。

【0025】

しかしながら、使用されない（無用な）出力導波路からも、光信号は出力されているため、使用されない（無用な）出力導波路が増えれば増えるほど、使用する出力導波路の損失が増えることとなる。この点、具体例を示して説明すると、フリースペクトルレンジの値を８０ＧＨｚ、Δｆ＝１０ＧＨｚ，ｋ＝８，４，２とすると、Δｆ_８＝１０ＧＨｚ、Δｆ_４＝２０ＧＨｚ、Δｆ_２＝４０ＧＨｚとなるから、Δｆ_８＝１０ＧＨｚの周波数特性は、図３Ａに示すようになり、Δｆ_４＝２０ＧＨｚの周波数特性は、図３Ｂに示すようになり、Δｆ_２＝４０ＧＨｚの周波数特性は、図３Ｃに示すようになる。

【0026】

ここで、この図３Ａ〜図３Ｃに示す周波数特性を比較すると、図３Ｂに示す周波数特性は、図３Ａに示す周波数特性より損失が３ｄＢ増加し、図３Ｃに示す周波数特性は、図３Ａに示す周波数特性より損失が６ｄＢ増加していることが分かる。これにより、使用しない（無用な）出力導波路が増えれば増えるほど、使用する出力導波路の損失が増えることが分かる。なお、本実施形態においては、図３Ａに示す周波数特性の損失が０ｄＢとなっているが、これは、損失の変動を分かり易くするために、０ｄＢにしているもので、実際には、構成要素の損失に起因する多少の損失がある。

【0027】

かくして、上記のような問題を解決すべく、本実施形態においては、光フーリエ変換部４４の後段に、第２位相シフト付与部４６と、干渉部４７とを設けるようにしている。すなわち、第２位相シフト付与部４６は、熱光学位相シフタ等からなり、後段の干渉部４７での光波の干渉を効率良く行うためのものであり、出力導波路４５−１〜４５−８それぞれに設けられている。また、干渉部４７は、２入力２出力の分岐比可変方向性結合器４７ａを順次縦続接続するようにしている。これにより、出力導波路４５−１〜４５−８間の光波を干渉させることによって、出力チャネルの損失の変動を低減するようにしている。具体的に説明すると、例えば、ｋ＝２の場合、分岐比可変方向性結合器４７ａを全て使用し干渉させ、２出力チャネル（ＣＨ１，ＣＨ５）又は（ＣＨ２，ＣＨ６）から出力させる。そして、ｋ＝４の場合、分岐比可変方向性結合器４７ａのうち、縦に４列並んだ分岐比可変方向性結合器４７ａのみ使用して干渉させ、縦に４列並んだ分岐比可変方向性結合器４７ａの後段に設けられている縦に２列並んだ分岐比可変方向性結合器４７ａの結合率を０にして光波をスルーさせ、４出力チャネル（ＣＨ０，ＣＨ２，ＣＨ４，ＣＨ６）、或いは、（ＣＨ１，ＣＨ３，ＣＨ５，ＣＨ７）から出力させる。さらに、ｋ＝８の場合、全ての分岐比可変方向性結合器４７ａの結合率を０にして光波をスルーさせ、すなわち、光波を干渉させず、全てスルーして、８出力チャネル（ＣＨ０〜ＣＨ７）から出力させる。この周波数出力特性の結果を図４Ａ〜図４Ｃに示す。図４Ａに示す周波数特性は、ｋ＝８の場合を示し、図４Ｂに示す周波数特性は、ｋ＝４の場合を示し、図４Ｃに示す周波数特性は、ｋ＝２の場合を示している。なお、図３Ａ〜図３Ｃに示すものと同じく、フリースペクトルレンジの値は、８０ＧＨｚ、Δｆは、１０ＧＨｚ，Δｆ_８は、１０ＧＨｚ、Δｆ_４は、２０ＧＨｚ、Δｆ_２は、４０ＧＨｚである。

【0028】

ここで、この図４Ａ〜図４Ｃに示す周波数特性を比較すると、図４Ａに示す周波数特性と図４Ｂに示す周波数特性を比較しても、損失は発生しておらず、図４Ａに示す周波数特性と図４Ｃに示す周波数特性を比較しても、損失は発生してないことが分かる。これにより、干渉部４７を設けて、出力導波路間の光波を干渉させるようにすれば、出力チャネル数が変動しても出力チャネルの損失の変動を低減できることが分かる。なお、本実施形態においては、第２位相シフト付与部４６を設ける例を示したが、干渉部４７での光波の干渉を効率良く行う必要性がなければ、設けなくとも良い。

【0029】

かくして、上記のように構成される分離回路４にて、光変換部３にて変換された光直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号は各サブキャリア信号に分離されることとなる。

【0030】

しかして、以上説明した本実施形態によれば、テラヘルツ帯の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号をＲＦ変換部２にてＲＦ帯の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号にダウンコンバートし、ダウンコンバート後のＲＦ帯の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号を光変換部３にて光直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号に変換した上で、分離回路４にて分離するようにしているから、テラヘルツ帯の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号であっても、実時間分離することができることとなる。

【0031】

なお、分離回路４には、分離可能な光直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号に変換した信号を入力するようにしているから、本実施形態に示したものに限らず、光直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号を分離できるものであれば良いため、固定あるいは可変シンボルレートサブキャリア信号分離用どちらであっても、従来報告されている光離散フーリエ変換集積回路、光高速フーリエ変換集積回路からなる分離回路を用いることが可能である。

【0032】

しかしながら、本実施形態において示す分離回路４を用いた方が、出力チャネル数が変動しても出力チャネルの損失の変動を低減させることができるため、好ましい。

【0033】

なお、本実施形態における直交周波数分割多重信号分離システムを用いれば、物理的に光ファイバ回線を敷設できない場所、あるいは固定回線ではなく移動通信が必要な場所（中継会場、室内など）での柔軟な、４Ｋ、８Ｋ、３Ｄ画像など高画質・大容量の高精細画像を実時間で伝送できる大容量無線通信が可能となる。

【0034】

一方、本実施形態においては、分離回路４をテラヘルツ帯通信用の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号を実時間分離する際に用いる例しか示していないが、それに限らず、分離回路４は、光通信用の光直交周波数分割多重信号分離回路として、テラヘルツ帯の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号以外の光直交周波数分割多重（光ＯＦＤＭ）信号にも使用可能である。すなわち、この光直交周波数分割多重信号分離回路は、図５に示すように、図１に示す分離回路４と同一に構成され、光直交周波数分割多重信号（光ＯＦＤＭ）が入力できるようになっている。しかして、このような光直交周波数分割多重信号分離回路を用いれば、上述したように、出力チャネル数が変動しても使用する出力チャネルの損失の変動を低減することができる。なお、分離回路４の構成は、図１に示すものと同一であるため、詳しい説明は省略する。また、光直交周波数分割多重信号（光ＯＦＤＭ）は、テラヘルツ帯の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号と同じく、図２に示すように、搬送周波数（中心周波数）が相違する複数のサブキャリア信号ｄ_０，ｄ_１，・・・・・，ｄ_ｎ−１間の直交関係を用いることで伝送する占有帯域幅を抑圧することができるものである。

【0035】

この光直交周波数分割多重信号分離回路について、より詳しく説明すると、従来の光直交周波数分割多重信号分離回路として、例えば、光分岐部４１と、光遅延部４２と、第１位相シフト付与部４３と、光フーリエ変換部４４と、出力導波路４５−１〜４５−８とで構成され、出力導波路４５−１〜４５−８を介して、光直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号から分離された各サブキャリア信号が出力されるものが知られている。

【0036】

しかしながら、このような光直交周波数分割多重信号分離回路においては、上述したように、使用する遅延線数を減らすと、出力導波路の損失が増えるという問題があった。この点は、図３Ａ〜図３Ｃを用いて説明した通りである。

【0037】

そこで、このような問題を解決する手段として、分離回路４の構成を備える光直交周波数分割多重信号分離回路を用いればこの問題を解決することができる。すなわち、具体的手段として、光直交周波数分割多重信号分離回路は、
光直交周波数分割多重信号を複数に分岐する光分岐部（４１）と、
前記光分岐部（４１）にて分岐された光直交周波数分割多重信号を遅延させる光遅延部（４２）と、
前記光遅延部（４２）にて遅延させた光直交周波数分割多重信号をフーリエ変換し複数のサブキャリア信号に分離する光フーリエ変換部（４４）と、
前記光フーリエ変換部（４４）にて分離された複数のサブキャリア信号をそれぞれ出力する出力導波路（４５−１〜４５−８）と、
前記出力導波路（４５−１〜４５−８）間の光波を干渉させる干渉部（４７）と、を有しておけば良い。

【0038】

しかして、上記のように構成された光直交周波数分割多重信号分離回路は、上記のような構成を有しておくことにより、光フーリエ変換部（４４）にて分離された複数のサブキャリア信号をそれぞれ出力する出力導波路（４５−１〜４５−８）間の光波を干渉部（４７）にて干渉させ、全て有効利用することによって、出力チャネル数が変動しても使用する出力チャネルの損失の変動を低減することができることとなる。それゆえ、上記問題を解決できることとなる。なお、この点の具体例は、図４Ａ〜図４Ｃを用いて説明した通りである。

【0039】

かくして、分離回路４は、光直交周波数分割多重信号分離回路として、テラヘルツ帯の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号以外の光直交周波数分割多重（光ＯＦＤＭ）信号にも使用可能である。

【符号の説明】

【0040】

１ 受信アンテナ（受信部）
２ ＲＦ変換部
３ 光変換部
４ 分離回路（分離部）
４１ 光分岐部
４２ 光遅延部
４４ 光フーリエ変換部
４５−１〜４５−８ 出力導波路
４７ 干渉部
ｄ_０〜ｄ_ｎ−１ サブキャリア信号

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】