特開 2025-98714 ＲｏＦ送受信機及び光ファイバ無線システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025098714

(43)【公開日】2025-07-02

(54)【発明の名称】ＲｏＦ送受信機及び光ファイバ無線システム

(51)【国際特許分類】

   H04B 7/005 20060101AFI20250625BHJP

   H04B 10/2575 20130101ALI20250625BHJP

   H04B 7/15 20060101ALI20250625BHJP

【ＦＩ】

H04B7/005

H04B10/2575 120

H04B7/15

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023215039

(22)【出願日】2023-12-20

(71)【出願人】

【識別番号】000006895

【氏名又は名称】矢崎総業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100111235

【弁理士】

【氏名又は名称】原 裕子

(74)【代理人】

【識別番号】100170575

【弁理士】

【氏名又は名称】森 太士

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 敏訓

(72)【発明者】

【氏名】相葉 孝充

【テーマコード（参考）】

5K046

5K072

5K102

【Ｆターム（参考）】

5K046AA09

5K046EE01

5K046KK01

5K072AA01

5K072BB27

5K072GG01

5K072GG14

5K102AA17

5K102AB13

5K102AH01

5K102PA01

5K102PB01

5K102PH31

5K102RD05

5K102RD12

5K102RD28

(57)【要約】

【課題】無線通信システムの機能を維持しつつ、効率よく無線システムの省電力化を図ることが可能なＲｏＦ送受信機を提供する。
【解決手段】ＲｏＦ送受信機１００は、基地局と、端末との間の無線通信における受信信号を、光ファイバ伝送路２００を介して中継伝送するためのＲｏＦ送受信機１００である。ＲｏＦ送受信機１００は、受信信号の受信電力を検出する受信信号レベル検出部１２１を備える。また、ＲｏＦ送受信機１００は、受信電力と、あらかじめ記憶部１８０に記憶された判定レベルとを比較する第１比較器１２２ａを備える。さらに、ＲｏＦ送受信機１００は、第１比較器１２２ａで比較された結果に基づいて、光ファイバ伝送路２００に光信号を発光する発光部１３０ａを制御するスイッチ制御部１２３を備える。スイッチ制御部１２３は、受信電力が判定レベルの上限を超える場合には、保護スイッチを終端抵抗１３３側に切り替えるよう制御する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基地局と、端末との間の無線通信における受信信号を、光ファイバ伝送路を介して中継伝送するためのＲｏＦ（Ｒａｄｉｏ ｏｖｅｒ Ｆｉｂｅｒ）送受信機であって、
第１増幅器、第２増幅器及び第１可変減衰器を含み、前記受信信号の受信電力を増減する第１可変利得増幅部と、
前記受信信号の前記受信電力を検出する受信信号レベル検出部と、
保護スイッチ、発光素子、発光素子駆動部、及び終端抵抗を含む発光部と、
前記受信電力と、あらかじめ記憶部に記憶された判定レベルとを比較する第１比較器と、
前記受信電力と、あらかじめ前記記憶部に記憶された第１基準レベルとを比較する第２比較器と、
前記第１比較器で比較された結果に基づいて、前記光ファイバ伝送路に光信号を発光する前記発光部を制御するスイッチ制御部と、
前記第２比較器の比較結果に基づいて、前記第１可変利得増幅部を制御する第１減衰器制御部と、を備え、
前記スイッチ制御部は、前記受信電力が前記判定レベルの上限を超える場合には、前記保護スイッチを前記終端抵抗側に切り替えるよう制御し、
前記第１減衰器制御部は、前記受信電力が前記第１基準レベル以上の場合は、前記受信電力が前記第１基準レベル以下になるように前記第１可変減衰器を制御し、
前記第１減衰器制御部は、前記受信電力が前記第１基準レベルより低い場合は、前記第１可変減衰器において前記受信信号を減衰させないように制御する、
ＲｏＦ送受信機。

【請求項2】

前記光ファイバ伝送路から受信した光信号を受信し、電気信号に変換する受光素子と、
前記受光素子で変換された前記電気信号の電流電圧変換を行う電流電圧変換部と、
第３増幅器、第４増幅器及び第２可変減衰器を含み、前記電気信号の送信電力を増減する第２可変利得増幅部と、
前記受信電力と、あらかじめ前記記憶部に記憶された第２基準レベルとを比較する第３比較器と、
前記第３比較器の比較結果に基づいて、前記第２可変利得増幅部を制御する第２減衰器制御部と、をさらに備え、
前記第２減衰器制御部は、前記受信電力が前記第２基準レベル以下の場合は、前記送信電力が前記第２基準レベル以下になるように前記第２可変減衰器を制御する、請求項１に記載のＲｏＦ送受信機。

【請求項3】

前記スイッチ制御部は、前記受信電力が前記判定レベルの下限を下回る場合には、前記発光素子駆動部をオフにし、前記発光素子へ電流が供給されないように制御する、請求項１に記載のＲｏＦ送受信機。

【請求項4】

前記スイッチ制御部は、温度を検知し、前記温度が所定の温度以上の場合には、前記発光素子の発光量が少なくなるように前記発光素子駆動部を制御し、前記温度が所定の温度以下の場合には、前記発光素子の発光量が多くなるように前記発光素子駆動部を制御する、請求項１に記載のＲｏＦ送受信機。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか一項に記載されたＲｏＦ送受信機であって、前記基地局と無線通信を行う第１送受信機と、前記端末と無線通信を行う第２送受信機と、を備え、
前記第１送受信機及び前記第２送受信機は、前記光ファイバ伝送路を介して接続される光ファイバ無線システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＲｏＦ送受信機及び光ファイバ無線システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、基地局からの電波を受信環境が良好な場所で受信し、光ファイバで遠方まで伝送し、基地局の電波が届きにくい場所で再放射することで不感地帯を解消する技術が提案されている。特許文献１には、基地局と、端末との間の無線通信における無線信号を、光ファイバ伝送路を介して中継するＲｏＦ送受信機（Ｒａｄｉｏ ｏｖｅｒ Ｆｉｂｅｒ）を備えた光ファイバ無線システムが開示されている。特許文献１に開示された光ファイバ無線システムは、低損失、広帯域な光ファイバの特徴を生かして直接電波が届かない場所（不感地帯）へ電波を届けることを可能にする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２３－３７６９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の光ファイバ無線システムにおいては、弱い受信信号電力を増幅する機能を実装しており、この増幅に電源を必要とする。また、従来の光ファイバ無線システムにおいては、微弱な信号電力を受信できるようにするため、受信していない時も常に最大利得で増幅させており、不要な電源電力を消費している。さらに、従来の光ファイバ無線システムにおいては、光ファイバで伝送するため受信信号を光信号に変換するが、常に発光させているため、不要な電源電力を消費する場合がある。そのため、光ファイバ無線システムにおいては、省電力化が必要とされている。

【0005】

本発明は、このような従来技術が有する課題に鑑みてなされたものである。そして本発明の目的は、無線通信システムの機能を維持しつつ、効率よく無線システムの省電力化を図ることが可能なＲｏＦ送受信機を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の態様に係るＲｏＦ送受信機は、基地局と、端末との間の無線通信における受信信号を、光ファイバ伝送路を介して中継伝送するためのＲｏＦ（Ｒａｄｉｏ ｏｖｅｒ Ｆｉｂｅｒ）送受信機であって、第１増幅器、第２増幅器及び第１可変減衰器を含み、受信信号の受信電力を増減する第１可変利得増幅部と、受信信号の受信電力を検出する受信信号レベル検出部と、保護スイッチ、発光素子、発光素子駆動部、及び終端抵抗を含む発光部と、受信電力と、あらかじめ記憶部に記憶された判定レベルとを比較する第１比較器と、受信電力と、あらかじめ記憶部に記憶された第１基準レベルとを比較する第２比較器と、第１比較器で比較された結果に基づいて、光ファイバ伝送路に光信号を発光する発光部を制御するスイッチ制御部と、第２比較器の比較結果に基づいて、第１可変利得増幅部を制御する第１減衰器制御部と、を備え、スイッチ制御部は、受信電力が判定レベルの上限を超える場合には、保護スイッチを終端抵抗側に切り替えるよう制御し、第１減衰器制御部は、受信電力が第１基準レベル以上の場合は、受信電力が第１基準レベル以下になるように第１可変減衰器を制御し、第１減衰器制御部は、受信電力が第１基準レベルより低い場合は、第１可変減衰器において受信信号を減衰させないように制御する。

【0007】

本発明の他の態様に係る光ファイバ無線システムは、上記のＲｏＦ送受信機であって、基地局と無線通信を行う第１送受信機と、端末と無線通信を行う第２送受信機と、を備え、第１送受信機及び第２送受信機は、光ファイバ伝送路を介して接続される。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、無線通信システムの機能を維持しつつ、効率よく無線システムの省電力化を図ることが可能なＲｏＦ送受信機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態に係る光ファイバ無線システムの構成を示す図である。

【図2】本実施形態に係るＲｏＦ送受信機の機能を説明するためのブロック図である。

【図3】本実施形態に係るＲｏＦ送受信機の機能的構成を示すブロック図である。

【図4】本実施形態に係る受信信号レベル検出部について説明するための図である。

【図5A】本実施形態に係る保護スイッチの制御について説明するための図である。

【図5B】本実施形態に係るバイアス電流制御回路について説明するための図である。

【図6】本実施形態に係る発光素子の特性について説明するための図である。

【図7】本実施形態に係る光ファイバ無線システムによる消費電力低減の効果について説明するための図である。

【図8A】本実施形態に係る光ファイバ無線システムが適用されない場合の電圧、電流及び電力について説明するための図である。

【図8B】本実施形態に係る光ファイバ無線システムが適用される場合の電圧、電流及び電力について説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を用いて本実施形態に係るＲｏＦ送受信機１００及び光ファイバ無線システム１０について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。また、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。

【0011】

（光ファイバ無線システム１０の概要）
図１は、本実施形態に係る光ファイバ無線システム１０の構成を示す図である。図１に示すように、光ファイバ無線システム１０は、基地局３００と無線通信を行う第１送受信機１００ａと、端末４００と無線通信を行う第２送受信機１００ｂと、を含んで構成される。また、第１送受信機１００ａ及び第２送受信機１００ｂは、光ファイバ伝送路２００を介して接続される。

【0012】

図１に示す光ファイバ無線システム１０においては、基地局３００が送信した無線信号を第１送受信機１００ａの受信アンテナ１４０で受信し、第１送受信機１００ａにおいて、無線信号が光信号に変換される。第１送受信機１００ａで変換された光信号は、光ファイバ伝送路２００を介して、第２送受信機１００ｂに送られる。

【0013】

光ファイバ無線システム１０においては、第１送受信機１００ａと、第２送受信機１００ｂとは、離れた場所に設置され、遠方の通信を可能とする。第２送受信機１００ｂは、光ファイバ伝送路２００を介して受信した光信号を電気信号に変換し、さらに無線信号として、携帯端末（モバイル端末）などの端末４００に送信する。

【0014】

また、光ファイバ無線システム１０は、端末４００が送信した無線信号を第２送受信機１００ｂの受信アンテナ１４０で受信し、第２送受信機１００ｂにおいて、無線信号が光信号に変換される。第２送受信機１００ｂで変換された光信号は、光ファイバ伝送路２００を介して、第１送受信機１００ａに送られる。第１送受信機１００ａは、光ファイバ伝送路２００を介して受信した光信号を電気信号に変換し、さらに無線信号として、基地局３００に送信する。

【0015】

すなわち、光ファイバ無線システム１０は、基地局３００と、端末４００との間の通信を中継伝送するためのシステムである。さらには、光ファイバ無線システム１０は、無線信号（ＲＦ信号、Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）を、光ファイバ伝送路２００を介して遠方に送るためのＲｏＦ（Ｒａｄｉｏ ｏｖｅｒ Ｆｉｂｅｒ、又はＲａｄｉｏ ｏｎ Ｆｉｂｅｒ）システムである。ＲｏＦシステムである光ファイバ無線システム１０は、無線高周波信号を光ファイバに乗せて長距離伝送を可能とする。また、光ファイバ無線システム１０は、低損失、広帯域な光ファイバの特徴を生かして直接電波が届かない場所（不感地帯）へ電波を届けることを可能とする。

【0016】

（ＲｏＦ送受信機１００の構成）
次に本実施形態に係るＲｏＦ送受信機１００について説明する。図１に示すようにＲｏＦ送受信機１００は、基地局３００側の第１送受信機１００ａ及び端末４００側の第２送受信機１００ｂに適用される。なお、本実施形態において第１送受信機１００ａ及び第２送受信機１００ｂは、同じ構成であるものとする。以降、第１送受信機１００ａ及び第２送受信機１００ｂを、それぞれを区別して説明する必要がない場合は、「ＲｏＦ送受信機１００」と表記する。

【0017】

図２は、本実施形態に係るＲｏＦ送受信機１００の機能を説明するためのブロック図である。なお、図２に示すブロック図は、ＲｏＦ送受信機１００の送信側の機能を模式的に示した図である。図２に示すように、受信アンテナ１４０を介して受信した無線信号は、所望の電力となるようにアンプ及び減衰器で調整される。例えばアンプは低ノイズに増幅を可能とするＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）で構成される。また、減衰器は、一般的な可変ＡＴＴ（アッテネータ、Ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ）で構成される。

【0018】

電力が調整された信号は、カプラ付きディテクタで受信電力が検知される。制御回路は、検知された受信電力に基づいて可変ＡＴＴを制御し、受信した信号を調整する。また、制御回路は、検知された受信電力に基づいて、発光素子（ＶＣＳＥＬ）からの発光を制御する。

【0019】

図３は、本実施形態に係るＲｏＦ送受信機１００の機能的構成を示すブロック図である。図３に示すように、ＲｏＦ送受信機１００は、光信号に対して送信側に相当するＲｏＦ＿Ｔｘ１１０ａ及び光信号に対して受信側に相当するＲｏＦ＿Ｒｘ１１０ｂで構成される。

【0020】

ＲｏＦ＿Ｔｘ１１０ａは、帯域通過フィルタ１１１ａ、１１１ｂと、第１可変利得増幅部１１２ａと、発光部１３０ａと、受信信号レベル検出部１２１と、を含んで構成される。また、ＲｏＦ＿Ｔｘ１１０ａは、第１比較器１２２ａと、第２比較器１２２ｂと、第３比較器１２２ｃと、を含んで構成される。また、ＲｏＦ＿Ｔｘ１１０ａは、スイッチ制御部１２３と、第１減衰器制御部１２４ａと、第２減衰器制御部１２４ｂと、を含んで構成される。

【0021】

発光部１３０ａは、保護スイッチ１３１と、発光素子駆動部１３２と、終端抵抗１３３と、発光素子１３４と、を含んで構成される。図３に示す例においては、発光素子１３４としてＬＤ（半導体レーザＬＤ：Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）が適用されている例を示す。また、図３に示す例においては、発光素子駆動部１３２として、ＬＤドライバが適用される例を示している。なお、発光素子１３４は、ＬＤに限定されず、垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）が適用されてもよい。

【0022】

ＲｏＦ＿Ｒｘ１１０ｂは、受光部１３０ｂと、第２可変利得増幅部１１２ｂと、帯域通過フィルタ１１１ｃとを含んで構成される。また、受光部１３０ｂは、受光素子１３５と、電流電圧変換部１３６とを含んで構成される。受光素子は、例えば、ＰＤ（フォトダイオード）で構成される。

【0023】

第１可変利得増幅部１１２ａは、第１増幅器１１３ａ、第２増幅器１１３ｂ及び第１可変減衰器１１４ａを含み、無線信号の受信電力を増減させる。

【0024】

受信信号レベル検出部１２１は、無線信号の受信電力を検出する。なお、受信信号レベル検出部１２１は、一般的なディテクタに相当する。受信信号レベル検出部１２１は、カプラ（図示なし）を用いて分岐させた受信信号のレベル検出を行う。受信信号レベル検出部１２１は、ダイオードを用いた検波回路を用いてもよい。また、受信信号レベル検出部１２１は、帯域通過フィルタ１１１ｂの後段に挿入されるのが好ましい。これにより、受信信号レベル検出部１２１は、不要な帯域外の電力の検出を防ぐことが可能となる。

【0025】

第１比較器１２２ａは、受信信号の受信電力と、あらかじめ記憶部１８０に記憶された判定レベルとを比較する。なお、本実施形態において判定レベルには、上限及び下限が設けられる。

【0026】

図４は、本実施形態に係る受信信号レベル検出部１２１について説明するための図である。受信信号レベル検出部１２１は、受信信号レベルを検出するため、例えば、図４の特性を持つディテクタが使用される。なお、図４に示す例において、挿入損失や経路損失は考慮しない。

【0027】

例えば図４に示す例において、発光素子１３４へ入力したい電力の上限が１０ｄＢｍ、下限が－２０ｄＢｍの場合、それぞれ対応する２Ｖ、０．１Ｖがディテクタから出力される。このように受信信号レベル検出部１２１は、受信電力（入力電力）に対応する出力電圧を検出する。この出力電圧を用いて、後述の第１比較器１２２ａ、第２比較器１２２ｂ、及び第３比較器１２２ｃで受信電力の判定が行われる。

【0028】

すなわち、図４に示す例においては、判定レベルの上限は、２Ｖであり、判定レベルの下限は０．１Ｖに相当する。なお、判定レベルの上限及び下限は、当該値に限定されるものではなく、発光素子１３４の特性等に応じて、２Ｖ及び０．１Ｖとは異なる値を適用してもよい。

【0029】

第２比較器１２２ｂは、受信信号の受信電力と、あらかじめ記憶部１８０に記憶された第１基準レベルとを比較する。また、第３比較器１２２ｃは、受信電力と、あらかじめ記憶部１８０に記憶された第２基準レベルとを比較する。

【0030】

スイッチ制御部１２３は、第１比較器１２２ａで比較された結果に基づいて、光ファイバ伝送路２００に光信号を発光する発光部１３０ａを制御する。具体的には、スイッチ制御部１２３は、受信電力が判定レベルの上限を超えた場合には、保護スイッチ１３１を終端抵抗側に切り替えるよう制御する。

【0031】

第１減衰器制御部１２４ａは、第２比較器１２２ｂの比較結果に基づいて、第１可変利得増幅部１１２ａを制御する。具体的には、第１減衰器制御部１２４ａは、受信電力が第１基準レベル以上の場合は、受信電力が第１基準レベル以下になるように第１可変減衰器１１４ａを制御する。

【0032】

また、第１減衰器制御部１２４ａは、受信電力が第１基準レベルより低い場合は、第１可変減衰器１１４ａにおいて受信信号を減衰させないように制御する。

【0033】

受光部１３０ｂは、受光素子１３５において、光ファイバ伝送路２００から受信した光信号を受信し、電気信号に変換する。また、電流電圧変換部１３６は、受光素子１３５で変換された電気信号の電流電圧変換を行う。

【0034】

第２可変利得増幅部１１２ｂは、第３増幅器１１３ｃ、第４増幅器１１３ｄ及び第２可変減衰器１１４ｂを含み、送信信号の送信電力を増減する。また、第２減衰器制御部１２４ｂは、第３比較器１２２ｃの比較結果に基づいて、第２可変利得増幅部１１２ｂを制御する。具体的には、第２減衰器制御部１２４ｂは、受信電力が第２基準レベル以下の場合は、送信電力が第２基準レベル以下になるように第２可変減衰器１１４ｂを制御する。

【0035】

本実施形態において、第２基準レベルは、ＲｏＦ＿Ｔｘ１１０ａと、ＲｏＦ＿Ｒｘ１１０ｂとの間のアイソレーションを超えない場合の送信電力となるような値があらかじめ設けられる。これにより、本実施形態に係る光ファイバ無線システム１０は、ＲｏＦ＿Ｔｘ１１０ａと、ＲｏＦ＿Ｒｘ１１０ｂとの間における回り込みや不要な電波放射を防ぎ、消費電力の低減を図ることが可能となる。

【0036】

（発光素子１３４の制御）
次に発光素子１３４の制御について説明する。図５Ａは、本実施形態に係る保護スイッチ１３１の制御について説明するための図である。例えば、ＲｏＦ送受信機１００は、ＯＰアンプを用いて第１比較器１２２ａを構成し、保護スイッチ１３１の制御を行う。受信信号レベル検出部１２１の出力が判定レベルの上限である２Ｖを超えた場合はＯＰアンプ（第１比較器１２２ａ）の出力がＨｉｇｈレベルとなり、保護スイッチ１３１を動作させる（出力ポートがＲＦｏｕｔ１からＲＦｏｕｔ２へ変わる）。これにより受信信号の出力先が終端抵抗１３３へ接続され、発光素子１３４が保護される。なお、この制御は一例としてＯＰアンプを用いたが、マイコンやコンピュータを用いても良い。

【0037】

図５Ｂは、本実施形態に係るバイアス電流制御回路について説明するための図である。図５Ｂに示す例においては、受信信号レベル検出部１２１への入力電力が微弱な場合の制御例を示している。図５Ｂに示す例においては、ＯＰアンプを用いて第１比較器１２２ａを構成し、発光素子駆動部１３２に設けられた定電流源ＩＣの制御を行う。

【0038】

受信信号レベル検出部１２１の出力電圧が０．１Ｖを下回るとＯＰアンプの出力がＬｏｗレベルとなり、定電流源ＩＣをＤｉｓａｂｌｅさせることで、電流が発光素子１３４へ供給されなくなる。すなわちスイッチ制御部１２３は、受信電力が判定レベルの下限を下回る場合には、発光素子駆動部１３２をオフにし、発光素子１３４へ電流が供給されないように制御する。

【0039】

この制御は上述の保護スイッチ１３１の制御と同様に簡易な方法としてＯＰアンプを用いているが、マイコンやコンピュータを用いても良い。また定電流源ＩＣは個々のデバイスを組み合わせて構成（ディスクリート）することも可能であるが、一般的に集積化（ＩＣ化）されているため、これを用いる方が簡便に構成することができる。

【0040】

図６は、本実施形態に係る発光素子の特性について説明するための図である。図６は、発光素子１３４に低消費電力とされるＶＣＳＥＬを用いた場合のＬＩＶ（光量、電流、電圧）特性を示す。

【0041】

例えば、７ｍＡ（２．４Ｖ）で駆動させた場合の消費電力は１６．８ｍＷであり、閾値電流である０．５ｍＡ（１．５Ｖ）にバイアス電流を低減させると消費電力は、０．７５ｍＷとなり、９５％以上電力削減が可能となる。

【0042】

また、発光素子１３４にＶＣＳＥＬよりも消費電流が大きいＬＤを用いた場合は、更なる消費電力の低減が可能となる。これによりＲｏＦ送受信機１００を使用していない時間帯やタイミングにおいては、消費電力を削減することができるほか、電子デバイスの発熱を抑えることが可能となる。

【0043】

無線信号が検出されないシチュエーションにおいて、基地局３００から電波を送信する場合、四方に送信する訳ではなく、ビームを形成して送信される。そのため、ＲｏＦ送受信機１００を通した通信が発生しない場合は受信信号電力が微弱となる。また、例えば鳥などの遮蔽物で一時的に遮蔽された場合など、電波を遮断するようなケースにおいても検出される電力量は微量となる。

【0044】

さらに、不感地帯に設置するアンテナ側（第２送受信機１００ｂ）は、移動端末（端末４００）が存在しない場合、無線信号が端末４００から送信されないため、ＲｏＦ送受信機１００での電力検出は無い状況となる。そして、帯域通過フィルタ（図３参照）により周波数帯ごと受信可否が異なるためＲｏＦ送受信機１００が対応する周波数以外は電力として検出されない。

【0045】

図７は、本実施形態に係る光ファイバ無線システム１０による消費電力低減の効果について説明するための図である。ＲｏＦ送受信機１００が使用されない場合の消費電力の抑制について、発光素子１３４とＲｏＦ送受信機１００の各電源を連動させた構成の電力値を試算した結果を図７に示す。また、図８Ａは、本実施形態に係る光ファイバ無線システム１０が適用されない場合の電圧、電流及び電力の値を示す。また、図８Ｂは、本実施形態に係る光ファイバ無線システム１０が適用される場合の電圧、電流及び電力の値を示す。

【0046】

図７に示すように、システム全体としてＲｏＦ送受信機１００が適用されない場合より瞬時的に７４％の消費電力の低減を図ることができる。従来は受信した無線信号を一度復調する工程が必要であり、復調による消費電力の増大や遅延時間の増加が懸念されていた。

【0047】

一方で、本実施形態に係る光ファイバ無線システム１０においては、復調する機能を備えなくても電力を検知する機能を有する。さらに、本実施形態に係る光ファイバ無線システム１０は、アンプ（第１可変利得増幅部１１２ａ、第２可変利得増幅部１１２ｂ）だけでなく発光素子１３４も電力制御することで、従来に比べて低消費電力なアナログＲｏＦを実現することが可能となる。

【0048】

上述の通り、本実施形態に係るＲｏＦ送受信機１００は、基地局３００と、端末４００との間の無線通信における受信信号を、光ファイバ伝送路２００を介して中継伝送するためのＲｏＦ（Ｒａｄｉｏ ｏｖｅｒ Ｆｉｂｅｒ）送受信機である。ＲｏＦ送受信機１００は、第１増幅器１１３ａ、第２増幅器１１３ｂ及び第１可変減衰器１１４ａを含み、受信信号の受信電力を増減する第１可変利得増幅部１１２ａを備える。また、ＲｏＦ送受信機１００は、受信信号の受信電力を検出する受信信号レベル検出部１２１を備える。また、ＲｏＦ送受信機１００は、保護スイッチ１３１、発光素子１３４、発光素子駆動部１３２、及び終端抵抗１３３を含む発光部１３０ａを備える。また、ＲｏＦ送受信機１００は、受信電力と、あらかじめ記憶部１８０に記憶された判定レベルとを比較する第１比較器１２２ａを備える。また、ＲｏＦ送受信機１００は、受信電力と、あらかじめ記憶部１８０に記憶された第１基準レベルとを比較する第２比較器１２２ｂを備える。また、ＲｏＦ送受信機１００は、第１比較器１２２ａで比較された結果に基づいて、光ファイバ伝送路２００に光信号を発光する発光部１３０ａを制御するスイッチ制御部１２３を備える。また、ＲｏＦ送受信機１００は、第２比較器１２２ｂの比較結果に基づいて、第１可変利得増幅部１１２ａを制御する第１減衰器制御部１２４ａを備える。スイッチ制御部１２３は、受信電力が判定レベルの上限を超える場合には、保護スイッチ１３１を終端抵抗１３３側に切り替えるよう制御する。第１減衰器制御部１２４ａは、受信電力が第１基準レベル以上の場合は、受信電力が第１基準レベル以下になるように第１可変減衰器１１４ａを制御する。また、第１減衰器制御部１２４ａは、受信電力が第１基準レベルより低い場合は、第１可変減衰器１１４ａにおいて受信信号を減衰させないように制御する。

【0049】

これにより、ＲｏＦ送受信機１００は、受信信号の受信電力に応じて、受信電力のレベルを調整し、適切に発光素子１３４の発光を制御する。よって、ＲｏＦ送受信機１００は、無線通信システムの機能を維持しつつ、効率よく無線システムの省電力化を図ることが可能となる。

【0050】

また、ＲｏＦ送受信機１００は、光ファイバ伝送路２００から受信した光信号を受信し、電気信号に変換する受光素子１３５をさらに備えてもよい。また、ＲｏＦ送受信機１００は、受光素子１３５で変換された電気信号の電流電圧変換を行う電流電圧変換部１３６を備えてもよい。また、ＲｏＦ送受信機１００は、第３増幅器１１３ｃ、第４増幅器１１３ｄ及び第２可変減衰器１１４ｂを含み、電気信号の送信電力を増減する第２可変利得増幅部１１２ｂを備えてもよい。また、ＲｏＦ送受信機１００は、受信電力と、あらかじめ記憶部１８０に記憶された第２基準レベルとを比較する第３比較器１２２ｃを備えてもよい。また、ＲｏＦ送受信機１００は、第３比較器１２２ｃの比較結果に基づいて、第２可変利得増幅部１１２ｂを制御する第２減衰器制御部１２４ｂを備えてもよい。第２減衰器制御部１２４ｂは、受信電力が第２基準レベル以下の場合は、送信電力が第２基準レベル以下になるように第２可変減衰器１１４ｂを制御してもよい。

【0051】

これにより、ＲｏＦ送受信機１００は、ＲｏＦ送受信機１００に設けられたＲｏＦ＿Ｔｘ１１０ａと、ＲｏＦ＿Ｒｘ１１０ｂとの間における回り込みや不要な電波放射を防ぎ、消費電力の低減を図ることが可能となる。

【0052】

また、スイッチ制御部１２３は、受信電力が判定レベルの下限を下回る場合には、発光素子駆動部１３２をオフにし、発光素子１３４へ電流が供給されないように制御してもよい。これにより、ＲｏＦ送受信機１００は、無線通信システムの機能を維持しつつ、簡易な構成で、効率よく無線システムの省電力化を図ることが可能となる。

【0053】

（他の実施形態）
実施形態につき、図面を参照しつつ詳細に説明したが、以上の実施形態に記載した内容により本実施形態が限定されるものではない。また、上記に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、上記に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

【0054】

スイッチ制御部１２３は、温度を検知し、温度が所定の温度以上の場合には、発光素子１３４の発光量が少なくなるように発光素子駆動部１３２を制御してもよい。また、スイッチ制御部１２３は、温度が所定の温度以下の場合には、発光素子１３４の発光量が多くなるように発光素子駆動部１３２を制御してもよい。これにより、ＲｏＦ送受信機１００は、温度が変化しても適切な発光量を維持することが可能となる。

【0055】

以下に、ＲｏＦ送受信機１００及び光ファイバ無線システム１０の特徴について記載する。

【0056】

第１の態様に係るＲｏＦ送受信機１００は、基地局３００と、端末４００との間の無線通信における受信信号を、光ファイバ伝送路２００を介して中継伝送するためのＲｏＦ（Ｒａｄｉｏ ｏｖｅｒ Ｆｉｂｅｒ）送受信機である。ＲｏＦ送受信機１００は、第１増幅器１１３ａ、第２増幅器１１３ｂ及び第１可変減衰器１１４ａを含み、受信信号の受信電力を増減する第１可変利得増幅部１１２ａを備える。また、ＲｏＦ送受信機１００は、受信信号の受信電力を検出する受信信号レベル検出部１２１を備える。また、ＲｏＦ送受信機１００は、保護スイッチ１３１、発光素子１３４、発光素子駆動部１３２、及び終端抵抗１３３を含む発光部１３０ａを備える。また、ＲｏＦ送受信機１００は、受信電力と、あらかじめ記憶部１８０に記憶された判定レベルとを比較する第１比較器１２２ａを備える。また、ＲｏＦ送受信機１００は、受信電力と、あらかじめ記憶部１８０に記憶された第１基準レベルとを比較する第２比較器１２２ｂを備える。また、ＲｏＦ送受信機１００は、第１比較器１２２ａで比較された結果に基づいて、光ファイバ伝送路２００に光信号を発光する発光部１３０ａを制御するスイッチ制御部１２３を備える。また、ＲｏＦ送受信機１００は、第２比較器１２２ｂの比較結果に基づいて、第１可変利得増幅部１１２ａを制御する第１減衰器制御部１２４ａを備える。スイッチ制御部１２３は、受信電力が判定レベルの上限を超える場合には、保護スイッチ１３１を終端抵抗１３３側に切り替えるよう制御する。第１減衰器制御部１２４ａは、受信電力が第１基準レベル以上の場合は、受信電力が第１基準レベル以下になるように第１可変減衰器１１４ａを制御する。また、第１減衰器制御部１２４ａは、受信電力が第１基準レベルより低い場合は、第１可変減衰器１１４ａにおいて受信信号を減衰させないように制御する。

【0057】

上記構成によれば、ＲｏＦ送受信機１００は、受信信号の受信電力に応じて、受信電力のレベルを調整し、適切に発光素子１３４の発光を制御する。よって、ＲｏＦ送受信機１００は、無線通信システムの機能を維持しつつ、効率よく無線システムの省電力化を図ることが可能となる。

【0058】

第２の態様に係るＲｏＦ送受信機１００は、光ファイバ伝送路２００から受信した光信号を受信し、電気信号に変換する受光素子１３５をさらに備えてもよい。また、ＲｏＦ送受信機１００は、受光素子１３５で変換された電気信号の電流電圧変換を行う電流電圧変換部１３６を備えてもよい。また、ＲｏＦ送受信機１００は、第３増幅器１１３ｃ、第４増幅器１１３ｄ及び第２可変減衰器１１４ｂを含み、電気信号の送信電力を増減する第２可変利得増幅部１１２ｂを備えてもよい。また、ＲｏＦ送受信機１００は、受信電力と、あらかじめ記憶部１８０に記憶された第２基準レベルとを比較する第３比較器１２２ｃを備えてもよい。また、ＲｏＦ送受信機１００は、第３比較器１２２ｃの比較結果に基づいて、第２可変利得増幅部１１２ｂを制御する第２減衰器制御部１２４ｂを備えてもよい。第２減衰器制御部１２４ｂは、受信電力が第２基準レベル以下の場合は、送信電力が第２基準レベル以下になるように第２可変減衰器１１４ｂを制御してもよい。

【0059】

上記構成によれば、ＲｏＦ送受信機１００は、ＲｏＦ送受信機１００に設けられたＲｏＦ＿Ｔｘ１１０ａと、ＲｏＦ＿Ｒｘ１１０ｂとの間における回り込みや不要な電波放射を防ぎ、消費電力の低減を図ることが可能となる。

【0060】

第３の態様に係るＲｏＦ送受信機１００のスイッチ制御部１２３は、受信電力が判定レベルの下限を下回る場合には、発光素子駆動部１３２をオフにし、発光素子１３４へ電流が供給されないように制御してもよい。

【0061】

上記構成によれば、ＲｏＦ送受信機１００は、無線通信システムの機能を維持しつつ、簡易な構成で、効率よく無線システムの省電力化を図ることが可能となる。

【0062】

第４の態様に係るＲｏＦ送受信機１００のスイッチ制御部１２３は、温度を検知してもよい。また、スイッチ制御部１２３は、温度が所定の温度以上の場合には、発光素子１３４の発光量が少なくなるように発光素子駆動部１３２を制御してもよい。また、スイッチ制御部１２３は、温度が所定の温度以下の場合には、発光素子１３４の発光量が多くなるように発光素子駆動部１３２を制御してもよい。

【0063】

上記構成によれば、ＲｏＦ送受信機１００は、温度が変化しても適切な発光量を維持することが可能となる。

【0064】

第５の態様に係る光ファイバ無線システム１０は、上記のＲｏＦ送受信機１００であって、基地局３００と無線通信を行う第１送受信機１００ａと、端末４００と無線通信を行う第２送受信機１００ｂと、を備える。また、第１送受信機１００ａ及び第２送受信機１００ｂは、光ファイバ伝送路２００を介して接続される。

【0065】

上記構成によれば、光ファイバ無線システム１０は、受信信号の受信電力に応じて、受信電力のレベルを調整し、適切に発光素子１３４の発光を制御する。これにより、光ファイバ無線システム１０は、不感地帯への無線信号の中継において無線通信システムの機能を維持しつつ、効率よく無線システムの省電力化を図ることが可能となる。

【符号の説明】

【0066】

１０ 光ファイバ無線システム
１００ ＲｏＦ送受信機
１００ａ 第１送受信機
１００ｂ 第２送受信機
１１０ａ ＲｏＦ＿Ｔｘ
１１０ｂ ＲｏＦ＿Ｒｘ
１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ 帯域通過フィルタ
１１２ａ 第１可変利得増幅部
１１２ｂ 第２可変利得増幅部
１１３ａ 第１増幅器
１１３ｂ 第２増幅器
１１３ｃ 第３増幅器
１１３ｄ 第４増幅器
１１４ａ 第１可変減衰器
１１４ｂ 第２可変減衰器
１２１ 受信信号レベル検出部
１２２ａ 第１比較器
１２２ｂ 第２比較器
１２２ｃ 第３比較器
１２３ スイッチ制御部
１２４ａ 第１減衰器制御部
１２４ｂ 第２減衰器制御部
１３１ 保護スイッチ
１３２ 発光素子駆動部
１３３ 終端抵抗
１３４ 発光素子
１３５ 受光素子
１３６ 電流電圧変換部
１４０ 受信アンテナ
１５０ 送信アンテナ
１８０ 記憶部
２００ 光ファイバ伝送路
３００ 基地局
４００ 端末

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】