特許 7525337 無線信号伝送装置、および無線信号伝送システム

(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】

(24)【登録日】2024-07-22

(45)【発行日】2024-07-30

(54)【発明の名称】無線信号伝送装置、および無線信号伝送システム

(51)【国際特許分類】

   H04B 1/44 20060101AFI20240723BHJP

   H04B 10/2575 20130101ALI20240723BHJP

【ＦＩ】

H04B1/44

H04B10/2575 120

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020144213

(22)【出願日】2020-08-28

(65)【公開番号】P2022039269

(43)【公開日】2022-03-10

【審査請求日】2023-06-15

(73)【特許権者】

【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】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】安田 裕紀

(72)【発明者】

【氏名】相葉 孝充

【審査官】対馬 英明

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１６３１９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１０４５２４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００２－２２３１７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１６３２１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２７２７３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－３７３３１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ １／４４

Ｈ０４Ｂ １０／２５７５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

無線信号伝送装置と通信を行う機器との間で送受信される無線信号を、光ファイバを介して装置に送受信する前記無線信号伝送装置であって、
前記機器からアンテナ部を介して受信した受信信号を増幅する受信用増幅器と、
前記受信用増幅器で増幅された前記受信信号を光信号に変換し、前記光ファイバへ送信する発光部と、
前記光ファイバから受信した光信号を電気信号に変換し、前記アンテナ部を介して、前記機器へ送信する送信信号を生成する受光部と、
前記受光部で生成された前記送信信号を増幅する送信用増幅器と、
前記アンテナ部を介して受信した前記受信信号に関する受信信号情報を検出する検出部と、
前記検出部で検出した前記受信信号情報を判定する判定部と、
前記判定部で判定した判定結果と、前記受信信号および前記送信信号の切替えタイミングを示す周期情報と、に基づいて、前記受信用増幅器と、前記送信用増幅器とのオン、オフを制御する制御部と、を備える、無線信号伝送装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記判定結果と、前記周期情報とに基づいて、さらに、前記発光部と、前記受光部とのオン、オフを制御する、請求項１に記載の無線信号伝送装置。

【請求項3】

前記受信信号情報は、前記機器から受信した前記受信信号のパワーレベルがオフになったことを示す情報である、請求項１または２に記載の無線信号伝送装置。

【請求項4】

前記受信信号情報は、前記機器からの前記受信信号、および前記機器への前記送信信号の切替えタイミングを示す情報である、請求項１または２に記載の無線信号伝送装置。

【請求項5】

前記制御部からの制御信号に応じて、前記アンテナ部と、前記受信用増幅器または前記送信用増幅器との接続を切り替えるスイッチ部をさらに備え、
前記制御部は、前記判定結果と、前記周期情報とに基づいて、前記スイッチ部の切替えを制御する、請求項１から４のいずれか一項に記載の無線信号伝送装置。

【請求項6】

サーキュレータをさらに備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の無線信号伝送装置。

【請求項7】

アンテナ部と、
光ファイバと、
無線信号伝送装置と通信を行う機器との間で、前記アンテナ部を介して送受信される無線信号を、前記光ファイバを介して装置に送受信する前記無線信号伝送装置と、を備え、
前記無線信号伝送装置は、
前記機器から前記アンテナ部を介して受信した受信信号を増幅する受信用増幅器と、
前記受信用増幅器で増幅された前記受信信号を光信号に変換し、前記光ファイバへ送信する発光部と、
前記光ファイバから受信した光信号を電気信号に変換し、前記アンテナ部を介して、前記機器へ送信する送信信号を生成する受光部と、
前記受光部で生成された前記送信信号を増幅する送信用増幅器と、
前記アンテナ部を介して受信した前記受信信号に関する受信信号情報を検出する検出部と、
前記検出部で検出した前記受信信号情報を判定する判定部と、
前記判定部で判定した判定結果と、前記受信信号および前記送信信号の切替えタイミングを示す周期情報と、に基づいて、前記受信用増幅器と、前記送信用増幅器とのオン、オフを制御する制御部と、を備える、無線信号伝送システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線信号伝送装置、および無線信号伝送システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、上り下りの信号を交互に送受信する時分割複信方式（ＴＤＤ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ方式）によって、基地局との双方向無線通信を可能とする装置がある。例えば、特許文献１には、送信系回路、受信系回路、ＴＤＤスイッチを有する装置における送受信切替方法が開示されている。特許文献１に開示された送受信切替方法は、送信信号と受信信号とを交互に伝送するために、ＴＤＤ制御回路で制御されるＴＤＤスイッチ（送受信切替スイッチ）で、信号が伝送する回路を切り替えて使用している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００３－２４４０１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

通信装置において、基地局と無線信号を送受信する伝送装置から、実際に無線信号を処理する装置までの伝送距離が長い場合や、伝送経路におけるノイズによる影響を抑制したい場合に、光ファイバを用いて信号を伝送するための光送受信器が用いられる場合がある。この場合、伝送装置において、送受信の切替えを行うスイッチ部のアイソレーションが十分でない場合や、送信経路と受信経路との間でクロストークが発生した場合に、信号の回り込みが発生する恐れがある。例えば、基地局への送信経路の信号が受信経路に流れる、信号の回り込みが発生した場合、信号の特性が劣化したり、受信経路側の増幅器で増幅された信号により光信号を生成するレーザー（Ｅ／Ｏ変換器）等が故障したりする場合がある。

【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、外部の基地局等との間で送受信される無線信号を内部の装置に対して伝送するための伝送装置において、伝送装置内の送信回路、および受信回路の間のクロストークを低減することができる無線信号伝送装置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無線信号伝送装置は、外部の基地局等との間で送受信される無線信号を、光ファイバを介して装置に送受信する無線信号伝送装置であって、基地局等からアンテナ部を介して受信した受信信号を増幅する受信用増幅器と、受信用増幅器で増幅された受信信号を光信号に変換し、光ファイバへ送信する発光部と、光ファイバから受信した光信号を電気信号に変換し、アンテナ部を介して、基地局等へ送信する送信信号を生成する受光部と、受光部で生成された送信信号を増幅する送信用増幅器と、アンテナ部を介して受信した受信信号に関する受信信号情報を検出する検出部と、検出部で検出した受信信号情報を判定する判定部と、判定部で判定した判定結果と、受信信号および送信信号の切替えタイミングを示す周期情報と、に基づいて、受信用増幅器と、送信用増幅器とのオン、オフを制御する制御部と、を備える。

【0007】

本発明の他の態様に係る無線信号伝送装置における制御部は、判定結果と、周期情報とに基づいて、さらに、発光部と、受光部とのオン、オフを制御することが好ましい。

【0008】

本発明のさらに他の態様に係る無線信号伝送装置における受信信号情報は、基地局等から受信した受信信号のパワーレベルがオフになったことを示す情報であることが好ましい。

【0009】

本発明のさらに他の態様に係る無線信号伝送装置における受信信号情報は、基地局等からの受信信号、および基地局等への送信信号の切替えタイミングを示す情報であることが好ましい。

【0010】

本発明のさらに他の態様に係る無線信号伝送装置は、制御部からの制御信号に応じて、アンテナ部と、受信用増幅器または送信用増幅器との接続を切り替えるスイッチ部をさらに備えることが好ましい。また、制御部は、判定結果と、周期情報とに基づいて、スイッチ部の切替えを制御することが好ましい。

【0011】

本発明のさらに他の態様に係る無線信号伝送装置は、サーキュレータをさらに備えることが好ましい。

【0012】

本発明の他の態様に係る無線信号伝送システムは、アンテナ部と、光ファイバと、外部の基地局等との間で、アンテナ部を介して送受信される無線信号を、光ファイバを介して装置に送受信する無線信号伝送装置と、を備え、無線信号伝送装置は、基地局等からアンテナ部を介して受信した受信信号を増幅する受信用増幅器と、受信用増幅器で増幅された受信信号を光信号に変換し、光ファイバへ送信する発光部と、光ファイバから受信した光信号を電気信号に変換し、アンテナ部を介して、基地局等へ送信する送信信号を生成する受光部と、受光部で生成された送信信号を増幅する送信用増幅器と、アンテナ部を介して受信した受信信号に関する受信信号情報を検出する検出部と、検出部で検出した受信信号情報を判定する判定部と、判定部で判定した判定結果と、受信信号および送信信号の切替えタイミングを示す周期情報と、に基づいて、受信用増幅器と、送信用増幅器とのオン、オフを制御する制御部と、を備える。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、外部の基地局等との間で送受信される無線信号を内部の装置に対して伝送するための伝送装置において、伝送装置内の送信回路、および受信回路の間のクロストークを低減する無線信号伝送装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本実施形態に係る無線信号伝送装置の一例を示すブロック図である。

【図2】本実施形態に係る無線信号伝送装置の動作の一例を示すフローチャートである。

【図3】本実施形態に係る無線信号伝送装置と、基地局等とがやり取りするデータの構成を説明するための図である。

【図4】本実施形態に係る無線信号伝送装置の動作の一例を示すフローチャートである。

【図5】本実施形態に係る無線信号伝送装置と、基地局等とのデータのやり取りを説明するための図である。

【図6】本実施形態に係る無線信号伝送装置と、基地局等とがやり取りするデータのうち、パケットのデータ構成を示す図である。

【図7】本実施形態に係る無線信号伝送装置の一例を示すブロック図である。

【図8】本実施形態に係る無線信号伝送装置の一例を示すブロック図である。

【図9】本実施形態に係る無線信号伝送装置の一例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を用いて本実施形態に係る無線信号伝送装置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。

【0016】

（第１の実施形態）
図１は、無線信号伝送装置１００の一例を示すブロック図である。無線信号伝送装置１００は、アンテナ部２００と接続され、アンテナ部２００を介して外部の基地局や端末等（以下、基地局等とする）との無線通信を行う。また、無線信号伝送装置１００は、光ファイバ４００と接続され、光ファイバ４００を介して内部の装置３００とデータの送受信を行う。本実施形態において、装置３００は、例えば、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）、ＲＦ信号再放射アンテナ装置、またはＷｉ－Ｆｉ（登録商標）無線信号に変換しＰＣや携帯電話につなぐ機器等である。但し、装置３００は、これらの装置に限定されず、無線信号伝送装置１００を介して、基地局等とデータを送受信し、基地局等との間でやり取りされるデータを処理する装置であればよい。

【0017】

第１の実施形態において、無線信号伝送装置１００は、検出部１１０と、判定部１２０と、制御部１３０と、受信回路１４０と、送信回路１５０と、スイッチ部１６０と、を備える。

【0018】

検出部１１０は、基地局等から送られてくるダウンリンクデータ（以下、ＤＬデータをする）に関する受信信号情報を検出する。第１の実施形態において、検出部１１０は、受信信号情報として、ＤＬデータのパワーレベルを検出する。検出部１１０は、検出したＤＬデータのパワーレベルを受信信号情報として判定部１２０に送る。

【0019】

判定部１２０は、検出部１１０で検出されたＤＬデータに関する受信信号情報に基づいて、受信回路１４０と、送信回路１５０と、の切り替えを行うタイミングであるか否かを判定する。第１の実施形態において、判定部１２０は、受信信号情報であるＤＬデータのパワーレベルがオフになったか否かを判定する。判定部１２０は、ＤＬデータのパワーレベルがオフになったと判定した場合、切替えタイミングであることを示す制御信号を判定結果として制御部１３０に送る。

【0020】

制御部１３０は、判定部１２０から送られてきた制御信号に基づいて、受信回路１４０、送信回路１５０、およびスイッチ部１６０を制御する。制御部１３０は、無線信号伝送装置１００が、外部の基地局等からアンテナ部２００を介してＤＬデータを受信する場合には、受信回路１４０を有効（オン）にし、送信回路１５０を無効（オフ）にする。一方で、制御部１３０は、無線信号伝送装置１００が、アンテナ部２００を介して外部の基地局等にアップリンクデータ（以下、ＵＬデータをする）を送信する場合には、送信回路１５０を有効（オン）にし、受信回路１４０を無効（オフ）にする。

【0021】

制御部１３０は、デフォルトの状態において、ＤＬデータを受信する状態になるように受信回路１４０を有効（オン）にし、送信回路１５０を無効（オフ）にする。第１の実施形態において、判定部１２０から送られてきた制御信号に基づいて、制御部１３０は、送受信の切り替えを行う。すなわち、制御部１３０は、判定部１２０から送られてきた制御信号に基づいて、送信回路１５０を有効（オン）にし、受信回路１４０を無効（オフ）にする。この制御により、無線信号伝送装置１００からアンテナ部２００を介して、基地局等にＵＬデータが送信される。

【0022】

また、制御部１３０は、送信回路１５０が有効（オン）の状態において、所定の時間経過後、送受信の切替えタイミングを示す周期情報に基づいて、受信回路１４０が有効（オン）、送信回路１５０が無効（オフ）となる制御を行う。第１の実施形態において、送受信の切替えタイミングを示す周期情報は、あらかじめユーザによって設定され、無線信号伝送装置１００の記憶部（図示なし）に記憶されている。この周期情報は、ＤＬデータとＵＬデータの切替え周期を示す。すなわち、制御部１３０は、周期情報に基づいて、ＵＬデータが基地局等に送信されている時間を判定し、所定の時間経過後、受信回路１４０、および送信回路１５０の制御を行い、基地局等からのＤＬデータを受信する状態（デフォルト状態）に戻す。

【0023】

受信回路１４０は、受信用増幅器１４０ａと、発光部１４０ｂとを備える。受信用増幅器１４０ａは、アンテナ部２００により受信したＤＬデータを、スイッチ部１６０を介して受信する。受信用増幅器１４０ａは、受信信号を増幅する増幅器（アンプ）であり、ＤＬデータを増幅し、発光部１４０ｂへ送る。

【0024】

発光部１４０ｂは、光ファイバ４００に送信する光信号を生成する。具体的には、発光部１４０ｂは、受信用増幅器１４０ａから送られてきたＤＬデータ（電気信号）を光信号に変換して、光ファイバ４００に送る。発光部１４０ｂは、電気信号を光信号に変換するＥ／Ｏ変換器（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ／Ｏｐｔｉｃａｌ変換器）であり、例えば半導体レーザーなどの発光素子が用いられる。また、半導体レーザーとしては、ＤＦＢ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＦｅｅｄＢａｃｋ）レーザー、ＦＰ（Ｆａｂｒｙ－Ｐｅｒｏｔ）レーザー、ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）等が用いられるが、本実施形態の内容を限定するものではない。なお、本実施形態における、制御部１３０による受信回路１４０のオン、オフの制御は、受信回路１４０に備えられた受信用増幅器１４０ａと、発光部１４０ｂとの両方に対して行われるが、制御対象はこれに限定されない。例えば、制御部１３０による受信回路１４０のオン、オフの制御において、受信用増幅器１４０ａに対してのみオン、オフの制御を行う構成とすることもできる。ただし、受信回路１４０のオン、オフの制御においては、受信用増幅器１４０ａと、発光部１４０ｂとの両方に対して行われる構成とするのが好ましい。これは、以下に述べるいずれの実施形態においても同様にあてはまるものとする。

【0025】

送信回路１５０は、送信用増幅器１５０ａと、受光部１５０ｂとを備える。受光部１５０ｂは、光ファイバ４００を介して送られてきた光信号を電気信号に変換するＯ／Ｅ変換器（Ｏｐｔｉｃａｌ／Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ変換器）であり、例えばフォトダイオードが用いられる。送信用増幅器１５０ａは、受光部１５０ｂで電気信号に変換された送信信号を増幅する増幅器であり、送信信号をＵＬデータとして増幅し、スイッチ部１６０へ送る。なお、本実施形態における、制御部１３０による送信回路１５０のオン、オフの制御は、送信回路１５０に備えられた送信用増幅器１５０ａと、受光部１５０ｂとの両方に対して行われるが、制御対象はこれに限定されない。例えば、制御部１３０による送信回路１５０のオン、オフの制御において、送信用増幅器１５０ａに対してのみオン、オフの制御を行う構成とすることもできる。ただし、送信回路１５０のオン、オフの制御においては、送信用増幅器１５０ａと、受光部１５０ｂとの両方に対して行われる構成とするのが好ましい。これは、以下に述べるいずれの実施形態においても同様にあてはまるものとする。

【0026】

スイッチ部１６０は、制御部１３０からの制御信号に応じて、アンテナ部２００と、受信回路１４０または送信回路１５０との接続を切り替える。制御部１３０からの制御信号により、受信回路１４０側が有効な場合には、アンテナ部２００からのＤＬデータが受信回路１４０に入力される。一方で、制御部１３０からの制御信号により、送信回路１５０側が有効な場合には、送信回路１５０からのＵＬデータがスイッチ部１６０を介してアンテナ部２００に送られる。

【0027】

次に、図２のフローチャートを用いて、第１の実施形態における検出部１１０、判定部１２０、および制御部１３０の処理を説明する。

【0028】

ステップＳ２０１において、検出部１１０は、基地局等から送られてくる信号のパワーレベルを検出する。ここで、基地局等との無線信号伝送装置１００とでやり取りされるデータは、例えば図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ＤＬデータおよびＵＬデータが所定の規則に従ってやり取りされる。図３（ａ）は、ＤＬデータとＵＬデータの構成周期が可変である場合の例を示し、図３（ｂ）は、ＤＬデータとＵＬデータの構成周期が固定の場合の例を示す。

【0029】

例えば、図３（ａ）に示すデータの構成例において、ＤＬデータとＵＬデータの間にスイッチング期間（Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｐｅｒｉｏｄ）が設けられている。図３（ａ）の構成例において、このＤＬデータ、スイッチング期間、およびＵＬデータの１周期の期間は、例えば、０．５ｍｓ、０．６２５ｍｓ、１ｍｓ、１．２５ｍｓ、２ｍｓ、２．５ｍｓ、５ｍｓ、または１０ｍｓ等を用いることができる。図３（ａ）に示すデータの構成例の場合、これらの１周期の期間、ＤＬデータの期間、スイッチング期間、およびＵＬデータの期間を周期情報として設定することができる。なお、図３（ａ）に示すスイッチング期間において、無線信号のパワーレベルは０となる。

【0030】

また、図３（ｂ）に示すデータの構成例は、３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ、登録商標）等によって規定されているデータ構成の一例を示す。図３（ｂ）に示す例では、ＤＬデータとＵＬデータとの間にＳデータが存在する。Ｓデータには、さらに、「ＤｗＰＴＳ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐｉｌｏｔ Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ）」、「Ｇｕａｒｄ Ｐｅｒｉｏｄ」、および「ＵｐＰＴＳ（Ｕｐｌｉｎｋ Ｐｉｌｏｔ Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ）」が存在する。「ＤｗＰＴＳ」期間においては、ＤＬデータが存在する。また、「ＵｐＰＴＳ」期間においては、ＵＬデータが存在する。図３（ｂ）に示すデータの構成例において、ＤＬデータ、Ｓデータ、およびＵＬデータの期間は、それぞれ１ｍｓで固定である。なお、図３（ｂ）に示すデータの構成例では、Ｓデータは、「Ｇｕａｒｄ Ｐｅｒｉｏｄ」において、無線信号のパワーレベルは０となる。

【0031】

ステップＳ２０１において、検出部１１０は、例えば、図３（ａ）または図３（ｂ）に示すデータに対してパワーレベルを検出し、パワーレベルを受信信号情報として判定部１２０に送り、ステップＳ２０２へ進む。なお、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すデータの構成例は、一例であり、一定の周期においてＤＬデータの後にパワーレベルが０となる期間が存在し、その後、ＵＬデータとなる構成であれば、第１の実施形態において適用可能である。

【0032】

ステップＳ２０２において判定部１２０は、検出部１１０から送られてきた受信信号情報であるパワーレベルに基づいて、切替えタイミングであるか否かを判定する。例えば、図３（ａ）に示すデータの構成例の場合は、スイッチング期間において、パワーレベルは０である。したがって、判定部１２０は、ＤＬデータにおける一定のパワーレベルから、スイッチング期間においてパワーレベルが０となるタイミングにおいて、パワーが途切れたと判定し、このタイミングが切替えタイミングであると判定することができる。

【0033】

また、図３（ｂ）に示すデータの構成例の場合は、Ｓデータは、「Ｇｕａｒｄ Ｐｅｒｉｏｄ」において、パワーレベルは０である。したがって判定部１２０は、Ｓデータの「ＤｗＰＴＳ」のパワーレベルから、「Ｇｕａｒｄ Ｐｅｒｉｏｄ」においてパワーレベルが０となるタイミングにおいて、パワーが途切れたと判定し、このタイミングが切替えタイミングであると判定することができる。

【0034】

ステップＳ２０２において、判定部１２０が、受信信号情報におけるパワーレベルが０ではなく、切替えタイミングではないと、判定した場合（ステップＳ２０２：ＮＯ）、ステップＳ２０１に戻る。一方で、ステップＳ２０２において、判定部１２０が、切替えタイミングであると判定した場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、ステップＳ２０３に進む。

【0035】

ステップＳ２０３において、判定部１２０は、制御部１３０に対し、判定結果として制御信号を送る。ここで、判定部１２０から制御部１３０に送られる制御信号は、切替えタイミングであることを示す信号である。その後、ステップＳ２０１に戻り、検出部１１０および判定部１２０での処理は、上述のステップＳ２０１からステップＳ２０３を繰り返す。

【0036】

ステップＳ２０４において、制御部１３０は、判定部１２０から判定結果として制御信号を受信する。その後、ステップＳ２０５に進む。

【0037】

ステップＳ２０５において、制御部１３０は、スイッチ部１６０に対して、ＤＬデータ／ＵＬデータの切替え制御を行う。すなわち、スイッチ部１６０を、受信用増幅器１４０ａとの接続から送信用増幅器１５０ａとの接続に切り替えるための制御信号をスイッチ部１６０に送る。次にステップＳ２０６に進む。

【0038】

ステップＳ２０６において、制御部１３０は、受信回路１４０および送信回路１５０に対し電圧制御を行う。本実施形態において、制御部１３０は、受信用増幅器１４０ａおよび発光部１４０ｂの電圧を０にすることで、受信用増幅器１４０ａおよび発光部１４０ｂをオフにする。また、制御部１３０は、送信用増幅器１５０ａおよび受光部１５０ｂに電圧を与えることで、送信用増幅器１５０ａおよび受光部１５０ｂをオンにする。

【0039】

次に、ステップＳ２０７において、制御部１３０は、ステップＳ２０６における電圧制御から所定の時間が経過したか否かを判定する。ここで、本実施形態において所定の時間は、ＵＬデータの送信が完了するまでの時間である。また、本実施形態において所定の時間は、あらかじめ無線信号伝送装置１００内の記憶部（図示なし）に設定された周期情報である。本実施形態において、所定の時間を示す周期情報は、あらかじめユーザによって設定されているものとする。なお、周期情報の設定は、ユーザによる設定に限定されず、例えば、検出部１１０が検出したＤＬデータを解析することにより、ＵＬデータの送信が完了するまでの時間を記憶部に記憶する形態を用いてもよい。

【0040】

図３（ａ）のデータの構成例で周期が１０ｍｓである場合には、例えばＵＬデータが５．６ｍｓ、スイッチング期間が０．４ｍｓ、およびＵＬデータが４ｍｓという周期情報があらかじめユーザによって設定される。この場合、制御部１３０は、ステップＳ２０７において、ＵＬデータが送信される４ｍｓが経過したか否かを判定する。

【0041】

また、基地局等との無線通信において送受信されるデータが、例えば図３（ｂ）のデータの構成例の場合、上述の通り、ＤＬデータ、Ｓデータ、およびＵＬデータの期間はそれぞれ１ｍｓである。また、「ＵｐＰＴＳ」は、規格に応じて、例えば、０．０７１２ｍｓ、０．１４２５ｍｓ、０．０８３３ｍｓ、および０．１６６６ｍｓ等が規定され、ユーザによって設定されている。よって、制御部１３０は、ステップＳ２０７において、「ＵｐＰＴＳ」の経過時間およびＵＬデータが送信される１ｍｓが経過したか否かを判定する。

【0042】

ステップＳ２０７において、制御部１３０が所定の時間経過したと判定した場合（ステップＳ２０７：ＹＥＳ）、ステップＳ２０８に進む。一方で、ステップＳ２０７において、制御部１３０が所定の時間経過していないと判定した場合（ステップＳ２０７：ＮＯ）、ステップＳ２０７に戻り、所定の時間が経過するまでステップＳ２０７が繰り返される。

【0043】

ステップＳ２０８において、制御部１３０は、受信回路１４０および送信回路１５０に対し電圧制御を行う。本実施形態において、制御部１３０は、受信用増幅器１４０ａおよび発光部１４０ｂに電圧を与えることで、受信用増幅器１４０ａおよび発光部１４０ｂをオンにする。また、制御部１３０は、送信用増幅器１５０ａおよび受光部１５０ｂの電圧を０にすることで送信用増幅器１５０ａおよび受光部１５０ｂをオフにする。

【0044】

その後、ステップＳ２０９において、制御部１３０は、スイッチ部１６０に対して、ＤＬデータ／ＵＬデータの切替え制御を行ない、検出部１１０、判定部１２０、および制御部１３０における処理が終了する。ステップＳ２０９において、制御部１３０は、スイッチ部１６０を、送信用増幅器１５０ａとの接続から、受信用増幅器１４０ａとの接続に切り替えるための制御信号をスイッチ部１６０に送る。

【0045】

上述の通り、第１の実施形態における無線信号伝送装置１００では、基地局等からの受信信号のパワーレベルを検出し、基地局等からの受信と基地局等への送信の切替えタイミングを検出する。この検出した結果に基づいて制御部１３０は、受信用増幅器１４０ａ、発光部１４０ｂ、送信用増幅器１５０ａ、および受光部１５０ｂのオン、オフを切り替える。すなわち、基地局等と無線信号の送受信が行われていない経路をオフにすることで、送受信の切替えを行うスイッチ部１６０のアイソレーションが十分に行われ、送信経路と受信経路でクロストークが発生した場合の信号の回り込みを低減することができる。

【0046】

また、第１の実施形態における無線信号伝送装置１００では、実際に基地局等とやり取りさせる無線信号に基づいて、制御部１３０が、送信経路、または受信経路のオン、オフを制御する。これにより、制御部１３０におけるオン、オフの制御が、基地局等との間でやり取りされるデータに対応づけられるため、より正確にオン、オフの制御を行うことができる。

【0047】

また、第１の実施形態における無線信号伝送装置１００は、ＤＬデータおよびＵＬデータの切替えタイミングを示す周期情報に基づいて、受信回路１４０をオンにし、送信回路１５０をオフにする。これにより、ＵＬデータの送信が終わったタイミングで確実に受信回路１４０をオンにすることができるため、ＤＬデータの取りこぼしを防ぐことができる。例えば、基地局等との無線信号のみで送受信を判定するような装置においては、ＵＬデータからＤＬデータの切替えのタイミングで、ＤＬデータを検出してから切替えの制御が行われるため、既に受信したＤＬデータの取りこぼしが想定される。これに対し、第１の実施形態に係る無線信号伝送装置１００では、ＵＬデータからＤＬデータの切替えのタイミングにおいて、ＤＬデータの検出ではなく、周期情報に基づいて切替えの制御が行われるため、ＤＬデータの取りこぼしを防ぐことが可能となる。

【0048】

（第２の実施形態）
以上の通り、具体的な実施形態を一つ説明したが、上述した実施形態は例示であって実施形態を限定するものではない。例えば、上述の実施形態では、ＤＬデータのパワーレベルを検出し、受信回路１４０および送信回路１５０の切替えを制御する形態を例示した。ここではさらに、ＤＬデータに含まれる情報を解析する第２の実施形態に係る無線信号伝送装置について、第１の実施形態と異なる構成について説明する。

【0049】

図４は、第２の実施形態に係る検出部１１０、判定部１２０、および制御部１３０の動作の一例を示すフローチャートである。

【0050】

ステップＳ４０１において、検出部１１０は、基地局等から送信されるＤＬデータを解析する。例えば、３ＧＰＰに規定されるＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ、登録商標）通信の場合、図５に示すように、コンフィギュレーションによって定まるデータの順番で基地局等との間でデータがやり取りされる。例えば、図５に示すコンフィギュレーションが２の場合においては、図５に示すように、ＤＬデータ、Ｓデータ、ＵＬデータ、ＤＬデータ、というデータの順番でやり取りされる。Ｓデータは、上述の図３（ｂ）に示す「ＤｗＰＴＳ」、「Ｇｕａｒｄ Ｐｅｒｉｏｄ」、および「ＵｐＰＴＳ」で構成されるデータである。なお、上述の図３（ｂ）に示すデータの構成例は、図５に示すコンフィギュレーションが２の場合の例を示すものである。

【0051】

図５に示すデータの構成例の場合においては、検出部１１０は、信号解析を行い、データがＤＬデータ、Ｓデータ、またはＵＬデータのいずれかであるかを検出し、受信信号情報として判定部１２０へ送る。

【0052】

また、基地局等からの受信データがパケットである場合、基地局等からの受信信号は、図６（ａ）に示すようなデータの構成となる。図６（ａ）に示すパケットの構成例において、パケットには、ヘッダ部とデータ部が設けられる。さらに、ヘッダ部には、データの属性等を示すデータが含まれる。ウインドウサイズは、基地局等から送信される受信データの数を示す。例えば、図６（ｂ）に示すように、ウインドウサイズが１の場合、基地局等からデータが一つ端末に送られると、端末からはＡＣＫ信号を返す。一方で図６（ｃ）に示すように、ウインドウサイズが３の場合には、基地局等から受信データが３回送られ、その後、端末からＡＣＫ信号が返されるというプロトコルになる。図６（ａ）～（ｃ）に示すデータの構成例の場合には、検出部１１０は、例えば受信データが何番目のデータかを検出し、受信信号情報として判定部１２０へ送る。なお、図６（ｂ）、（ｃ）における端末は本実施形態における無線信号伝送装置１００に相当する。

【0053】

図４のフローチャートに戻り、判定部１２０の処理について説明する。ステップＳ４０２において、判定部１２０は、検出部１１０から送られてきた受信信号情報の検出結果に基づき、ＤＬデータおよびＵＬデータの切替えタイミングを決定する。

【0054】

例えば、図５に示すデータの構成例の場合、Ｓデータの次にＵＬデータとなるため、Ｓデータの検出のタイミングが、切替えタイミングとなる。なお、図５に示すデータの構成例において、Ｓデータの前は必ずＤＬデータとなる。すなわち、判定部１２０は、直前のデータの種類を記憶部（図示なし）に記憶しておき、直前のデータがＤＬデータであり、検出部１１０で検出されたデータがＳデータである場合に、切替えタイミングであると判定する。

【0055】

また、基地局等とのデータのやり取りが、図６（ａ）に示すようなパケット通信である場合、判定部１２０は、データの受信回数をあらかじめ記憶部（図示なし）に記憶しておく。そして、判定部１２０は、ウインドウサイズに基づき、データの受信回数がウインドウサイズに達した場合に、切替えタイミングであると判定する。

【0056】

ステップＳ４０３において、判定部１２０は、切替えタイミングであると判定すると、ステップＳ４０４に進む。一方、ステップＳ４０３において、判定部１２０は、切替えタイミングでないと判定すると、ステップＳ４０１に戻り、再び信号解析を行う。

【0057】

ステップＳ４０４において、判定部１２０は、制御部１３０に対し、判定結果として制御信号を送る。ここで、判定部１２０から制御部１３０へ送られる制御信号は、切替えタイミングである旨の信号である。その後、ステップＳ４０１に戻り、検出部１１０および判定部１２０は、上述のステップＳ４０１からステップＳ４０４を繰り返す。

【0058】

ステップＳ４０５において、制御部１３０は、判定部１２０から判定結果として、制御信号を受信する。その後、ステップＳ４０６に進む。

【0059】

ステップＳ４０６において、制御部１３０は、スイッチ部１６０に対して、ＤＬデータ／ＵＬデータの切替え制御を行う。すなわち、スイッチ部１６０を、受信用増幅器１４０ａとの接続から送信用増幅器１５０ａとの接続に切り替えるための制御信号をスイッチ部１６０に送る。次にステップＳ４０７に進む。

【0060】

ステップＳ４０７において、制御部１３０は、受信回路１４０および送信回路１５０に対し電圧制御を行う。本実施形態において、制御部１３０は、受信用増幅器１４０ａおよび発光部１４０ｂの電圧を０にすることで、受信用増幅器１４０ａおよび発光部１４０ｂをオフにする。また、制御部１３０は、送信用増幅器１５０ａおよび受光部１５０ｂに電圧を与えることで、送信用増幅器１５０ａおよび受光部１５０ｂをオンにする。

【0061】

次に、ステップＳ４０８において、制御部１３０は、ステップＳ４０７における電圧制御から所定の時間が経過したか否かを判定する。ここで、本実施形態において所定の時間は、ＵＬデータの送信が完了するまでの時間である。また、本実施形態において所定の時間は、あらかじめ無線信号伝送装置１００内の記憶部（図示なし）に設定された周期情報である。本実施形態において、所定の時間を示す周期情報は、あらかじめユーザによって設定されているものとする。なお、周期情報の設定は、ユーザによる設定に限定されず、例えば、検出部１１０が検出したＤＬデータを解析することにより、ＵＬデータの送信が完了するまでの時間を記憶部に記憶する形態でもよい。

【0062】

周期情報は、基地局等との無線通信において送受信されるデータが、例えば図５のデータにおけるコンフィギュレーションが２の場合、上述の通り、ＤＬデータ、Ｓデータ、およびＵＬデータの期間はそれぞれ１ｍｓである。また、「ＵｐＰＴＳ」は、規格に応じて、例えば、０．０７１２ｍｓ、０．１４２５ｍｓ、０．０８３３ｍｓ、および０．１６６６ｍｓ等が規定され、ユーザによって設定されている。よって、制御部１３０は、ステップＳ４０８において、「ＵｐＰＴＳ」の経過時間およびＵＬデータが送信される１ｍｓが経過したか否かを判定する。また、基地局等との無線通信において送受信されるデータが、図６（ａ）に示すパケットの場合、あらかじめ設定されたＵＬデータの期間が経過したか否かを判定する。

【0063】

ステップＳ４０８において、制御部１３０が所定の時間経過したと判定した場合（ステップＳ４０８：ＹＥＳ）、ステップＳ４０９に進む。一方で、ステップＳ４０８において、制御部１３０が所定の時間経過していないと判定した場合（ステップＳ４０８：ＮＯ）、ステップＳ４０８に戻り、所定の時間が経過するまでステップＳ４０８が繰り返される。

【0064】

ステップＳ４０９において、制御部１３０は、受信回路１４０および送信回路１５０に対し電圧制御を行う。本実施形態において、制御部１３０は、受信用増幅器１４０ａおよび発光部１４０ｂに電圧を与えることで、受信用増幅器１４０ａおよび発光部１４０ｂをオンにする。また、制御部１３０は、送信用増幅器１５０ａおよび受光部１５０ｂの電圧を０にすることで送信用増幅器１５０ａおよび受光部１５０ｂをオフにする。

【0065】

その後、ステップＳ４１０において、制御部１３０は、スイッチ部１６０に対して、ＤＬデータ／ＵＬデータの切替え制御を行ない、検出部１１０、判定部１２０、および制御部１３０における処理が終了する。ステップＳ４１０において、制御部１３０は、スイッチ部１６０を、送信用増幅器１５０ａとの接続から、受信用増幅器１４０ａとの接続に切り替えるための制御信号をスイッチ部１６０に送る。

【0066】

上述の通り、第２の実施形態に係る無線信号伝送装置では、ＤＬデータやパケットデータの信号解析を行い、それに基づいて切替えタイミングを判定する。基地局等との無線信号のやり取りについては、あらかじめ定められた通信規則（プロトコル）に従ってデータが送受信されるため、ＤＬデータおよびＵＬデータの切替えタイミングを信号解析によって容易に検出することができる。この切替えタイミング、および周期情報を用いることで、受信回路１４０と送信回路１５０の切替えを確実に行うことが可能となる。また、信号解析によって容易に切替えタイミングを検出することができるため、検出部１１０の制御や回路の簡素化を図ることができる。

【0067】

（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発明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、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換または変更を行うことができる。

【0068】

上述の実施形態において、無線信号伝送装置１００は、スイッチ部１６０を用いる構成としたが、無線信号伝送装置１００の構成は、これに限定されない。例えば、スイッチ部１６０の代わりにサーキュレータ１７０を用いることが可能である。サーキュレータ１７０を用いる場合には、制御部１３０からの制御信号は必要なく、制御部１３０における制御が簡素化できる。

【0069】

また、上述の実施形態においては、アンテナ部２００が一つであり、スイッチ部１６０、または、サーキュレータ１７０でアンテナ部２００との無線データの送信、受信を切り替える例を示したがこれに限定されない。例えば、図８に示すように、受信用のアンテナ部２００に加え、送信用のアンテナ部２１０を備える構成としてもよい。図８に示す実施形態においては、スイッチ部１６０、または、サーキュレータ１７０を用いる必要がなく、スイッチ部１６０、または、サーキュレータ１７０を用いる場合に比べ、無線信号伝送装置１００の回路面積を小さくすることが可能となる。

【0070】

また、上述の実施形態における無線信号伝送装置１００においては、図８に示すように、Ａ／Ｄ変換器１４０ｃおよびＤ／Ａ変換器１５０ｃを設けることができる。この場合、無線信号伝送装置１００と、装置３００との間の光信号によるデータの送受信は、デジタル信号で行うことができる。

【0071】

また、上述の実施形態における無線信号伝送装置１００と同等の構成が、装置３００に組み込まれている場合もある。この場合、装置３００を無線信号伝送装置１００に置き換えて考え、上述の無線信号伝送装置１００に対して行った制御と同様の制御が、装置３００側で行われてもよい。また、上述の無線信号伝送装置１００に対して行った制御と同様の制御は、無線信号伝送装置１００と、装置３００との両方で行われてもよい。

【0072】

以下に、本実施形態の無線信号伝送装置、および無線信号伝送システムの特徴について記載する。

【0073】

第１の態様に係る無線信号伝送装置１００は、外部の基地局等との間で送受信される無線信号を、光ファイバ４００を介して装置に送受信する無線信号伝送装置１００である。無線信号伝送装置１００は、基地局等からアンテナ部２００を介して受信した受信信号を増幅する受信用増幅器１４０ａと、受信用増幅器１４０ａで増幅された受信信号を光信号に変換し、光ファイバへ送信する発光部１４０ｂと、を備える。また、無線信号伝送装置１００は、光ファイバ４００から受信した光信号を電気信号に変換し、アンテナ部２００を介して、基地局等へ送信する送信信号を生成する受光部１５０ｂと、受光部１５０ｂで生成された送信信号を増幅する送信用増幅器１５０ａとを備える。さらに、無線信号伝送装置１００は、アンテナ部２００を介して受信した受信信号に関する受信信号情報を検出する検出部１１０と、検出部１１０で検出した受信信号情報を判定する判定部１２０と、を備える。また、無線信号伝送装置１００は、判定部１２０で判定した判定結果と、受信信号および送信信号の切替えタイミングを示す周期情報と、に基づいて、受信用増幅器と、送信用増幅器とのオン、オフを制御する制御部１３０と、を備える。

【0074】

上記構成によれば、制御部１３０は、判定部１２０で判定した判定結果と、受信信号、送信信号の切替えタイミングを示す周期情報とに基づいて、受信用増幅器１４０ａと、送信用増幅器１５０ａとのオン、オフを制御する。これにより、制御部１３０の制御が、基地局等との間でやり取りされるデータに対応づけられるため、より正確にオン、オフの制御を行うことができる。さらに、周期情報に基づいてオン、オフを制御するため、ＤＬデータ（受信データ）の取りこぼしを防ぐことが可能となる。

【0075】

第２の態様に係る無線信号伝送装置１００の制御部１３０は、判定結果と、周期情報とに基づいて、さらに、発光部１４０ｂと、受光部１５０ｂとのオン、オフを制御することが好ましい。

【0076】

上記構成によれば、制御部１３０は、判定部１２０で判定した判定結果と、受信信号、送信信号の切替えタイミングを示す周期情報とに基づいて、さらに、発光部１４０ｂと、受光部１５０ｂとのオン、オフを制御する。これにより、基地局等と無線信号の送受信が行われていない経路をオフにすることで、送受信の切替えを行うスイッチ部１６０のアイソレーションが十分に行われ、送信経路と受信経路でクロストークが発生した場合の信号の回り込みを低減することができる。

【0077】

第３の態様に係る無線信号伝送装置１００の受信信号情報は、基地局等から受信した受信信号のパワーレベルがオフになったことを示す情報であることが好ましい。

【0078】

上記構成によれば、受信信号情報は、基地局等から受信した受信信号のパワーレベルがオフになったことを示す情報である。これにより、ＤＬデータ（受信データ）の受信が終わったことを確実に検出し、切替えタイミングを正確に判定できるため、制御部１３０におけるオン、オフの制御を正確に行うことが可能となる。

【0079】

第４の態様に係る無線信号伝送装置１００の受信信号情報は、基地局等からの受信信号、および基地局等への送信信号の切替えタイミングを示す情報であることが好ましい。

【0080】

上記構成によれば、検出部１１０で検出される受信信号情報は、切替えタイミングを示す情報である。基地局等との無線信号のやり取りについては、あらかじめ定められた通信規則（プロトコル）に従ってデータが送受信されるため、信号解析によって容易に切替えタイミングを検出することができる。これにより、検出部１１０の簡素化を図ることが可能となる。

【0081】

第５の態様に係る無線信号伝送装置１００は、制御部１３０からの制御信号に応じて、アンテナ部２００と、受信用増幅器１４０ａまたは送信用増幅器１５０ａとの接続を切り替えるスイッチ部１６０をさらに備えることが好ましい。さらに、制御部１３０は、判定結果と、周期情報とに基づいて、スイッチ部１６０の切替えを制御することが好ましい。

【0082】

上記構成によれば、制御部１３０は、判定部１２０で判定した判定結果と、受信信号および送信信号の切替えタイミングを示す周期情報とに基づいて、スイッチ部１６０の切替えを制御する。この制御部１３０からの制御信号に応じて、アンテナ部２００と、受信用増幅器１４０ａまたは送信用増幅器１５０ａとの接続を切り替えが行われるため、適切なタイミングで接続を切り替えることが可能となる。これにより、受信回路１４０と送信回路１５０との間で十分なアイソレーションを確保することができる。

【0083】

第６の態様に係る無線信号伝送装置１００は、サーキュレータ１７０をさらに備えることが好ましい。

【0084】

上記構成によれば、アンテナ部２００と接続される、受信回路１４０または送信回路１５０の切替えにおいて、制御部１３０からの制御信号は必要なく、制御部１３０における制御の簡素化を図ることができる。

【0085】

第７の態様に係る無線信号伝送システムは、アンテナ部２００と、光ファイバ４００と、外部の基地局等との間で、アンテナ部を介して送受信される無線信号を、光ファイバを介して装置に送受信する無線信号伝送装置１００と、を備える。無線信号伝送装置１００は、基地局等からアンテナ部２００を介して受信した受信信号を増幅する受信用増幅器１４０ａと、受信用増幅器１４０ａで増幅された受信信号を光信号に変換し、光ファイバへ送信する発光部１４０ｂと、を備える。また、無線信号伝送装置１００は、光ファイバ４００から受信した光信号を電気信号に変換し、アンテナ部２００を介して、基地局等へ送信する送信信号を生成する受光部１５０ｂと、受光部１５０ｂで生成された送信信号を増幅する送信用増幅器１５０ａとを備える。さらに、無線信号伝送装置１００は、アンテナ部２００を介して受信した受信信号に関する受信信号情報を検出する検出部１１０と、検出部１１０で検出した受信信号情報を判定する判定部１２０と、を備える。また、無線信号伝送装置１００は、判定部１２０で判定した判定結果と、受信信号および送信信号の切替えタイミングを示す周期情報と、に基づいて、受信用増幅器と、送信用増幅器とのオン、オフを制御する制御部１３０と、を備える。

【0086】

上記構成によれば、制御部１３０は、判定部１２０で判定した判定結果と、受信信号、送信信号の切替えタイミングを示す周期情報とに基づいて、受信用増幅器１４０ａと、送信用増幅器１５０ａと、発光部１４０ｂと、受光部１５０ｂとのオン、オフを制御する。これにより、制御部１３０の制御が、基地局等との間でやり取りされるデータに対応づけられるため、より正確にオン、オフの制御を行うことができる。さらに、周期情報に基づいてオン、オフを制御するため、ＤＬデータ（受信データ）の取りこぼしを防ぐことが可能となる。

【符号の説明】

【0087】

１００ 無線信号伝送装置
１１０ 検出部
１２０ 判定部
１３０ 制御部
１４０ 受信回路
１４０ａ 受信用増幅器
１４０ｂ 発光部
１４０ｃ Ａ／Ｄ変換器
１５０ 送信回路
１５０ａ 送信用増幅器
１５０ｂ 受光部
１５０ｃ Ｄ／Ａ変換器
１６０ スイッチ部
１７０ サーキュレータ
２００、２１０ アンテナ部
３００ 装置
４００ 光ファイバ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】