(57)【要約】【課題】遅延時間調整に要する作業負担を軽減できる光中継システムを提供する。【解決手段】基地局１が、ＬＣＸ３−１及び光ファイバ伝送路４−１〜４−ｎに同期信号を送信する信号送信（ＴＸ）部２００と、ＬＣＸに送信された同期信号と光ファイバ伝送路に送信された同期信号との位相差情報に基づいて、移動局７との間で送受信する信号の位相を調整する位相調整器１０１，１１０とを備え、中継機２−１〜２−ｎが、前段の中継機又は基地局１からＬＣＸを介して受信した同期信号と基地局１から光ファイバ伝送路を介して受信した同期信号との位相差を検出し、位相差情報として前段の中継機又は基地局１に送信する位相差検出部８００と、後段の中継機の位相差検出部８００から受信した位相差情報に基づいて、移動局７と基地局１との間で送受信する信号の位相を調整する位相調整器９０１，９１０とを備える。【選択図】図１
2008193404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局を起点として漏洩同軸ケーブルを縦続きに接続するとともに、光ファイバ伝送路で前記基地局に各々接続され、前記光ファイバ伝送路及び前記漏洩同軸ケーブルを介して移動局と前記基地局との無線通信を中継する中継機を備えた光中継システムにおいて、
前記基地局は、
前記漏洩同軸ケーブル及び前記光ファイバ伝送路を介して前記移動局へ送信する信号に同期信号を合成して送信する信号送信部と、
自局から後段の中継機に接続する漏洩同軸ケーブルを伝送する信号に合成された同期信号と、該後段の中継機に接続された光ファイバ伝送路を伝送して該後段の中継機から更に後段の中継機に接続する漏洩同軸ケーブルに伝送される信号に合成された同期信号との位相差情報に基づいて、両信号の位相を調整する基地局側位相調整部を備え、
前記中継機は、
前段の中継機又は前記基地局に接続する漏洩同軸ケーブルを伝送する信号に合成された同期信号と、自機に接続された光ファイバ伝送路を伝送して自機から後段の中継機に接続する漏洩同軸ケーブルに伝送される信号に合成された同期信号との位相差を検出し、位相差情報として前記前段の中継機又は前記基地局に送信する位相差検出部と、
前記自機から漏洩同軸ケーブルを介して接続する前記後段の中継機の位相差検出部から受信した前記位相差情報に基づいて、両信号の位相を調整する中継機側位相調整部を備えたことを特徴とする光中継システム。
【請求項２】
位相差検出部は、位相差情報をデジタル変調して前段の中継機又は基地局に送信し、
前記基地局及び中継機は、前記位相差情報をデジタル復調する復調部を備えたことを特徴とする請求項１記載の光中継システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、列車無線システムや自動交通システムに適用される移動体通信用の光中継システムに係り、特に漏洩同軸ケーブル（ＬＣＸ：Leakage CoaXial cable）及び光ファイバを介して移動局と基地局の通信を中継する光中継システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
漏洩同軸ケーブル（以下、ＬＣＸと称す）及び光ファイバ伝送路を介して移動局と基地局の通信を中継する従来のシステムとしては、例えば特許文献１に開示されるものがある。このシステムでは、前段の中継機と接続するＬＣＸの終端と後段の中継機に接続するＬＣＸの送信端との切れ目（以下、ＬＣＸ渡り区間と称す）にて基地局からの伝送経路長が異なる。これにより、光ファイバを介した通信とＬＣＸを介した通信の間における遅延時間の相違を生じ、移動局と基地局の通信が瞬断する可能性がある。
【０００３】
そこで、特許文献１のシステムでは、中継機間に敷設された各ＬＣＸの位相を、基地局の遅延補正装置内に実装された光ファイバ長を調整することにより遅延時間を調整している。具体的に説明すると、基地局から光ファイバ伝送路及び中継機を介してＬＣＸの端部へ伝搬した信号と、基地局から光ファイバ伝送路及び前記中継機の後段の中継機を介してＬＣＸの端部へ伝搬した信号との突き合わせ点にて遅延時間を測定し、位相を合わせるために基地局で必要な長さの光ファイバを切断、融着作業を行ってから遅延時間を再測定する。これらの作業を所望の位相差となるまで繰り返す。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２３６１６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のシステムは、光ファイバ伝送路での遅延時間が約５μｓ／ｋｍであるのに対し、ＬＣＸでの遅延時間が約３．７５μｓ／ｋｍであるので、これによる遅延時間を補正するものである。例えば、１Ｍｂｐｓのデータ伝送を行う場合、１ｂｉｔのデータ幅は１μｓであることから、この１／１０の時間である０．１μｓで位置合わせするには、±２０ｍの位置合わせ精度で光ファイバを切り出す必要がある。また、１／１００の時間である０．０１μｓで調整する場合は、±２ｍの精度で光ファイバを切り出さなければならない。さらに、この精度は、システムで許容されるエラーレートにより変化する。
【０００６】
このように、従来のシステムでは、システム設置現場で光ファイバの切断、融着、位相差測定を繰り返す煩雑な作業が必要であるため、光ファイバやＬＣＸの経路変更等により経路長が変化した場合、その都度調整作業をしなければならず、保守運用の面での作業負担が大きいという課題があった。また、システムが１０Ｍｂｐｓ以上の高いデータレートである場合、さらに高い精度での調整が必要となり、光ファイバ長を実際に調整するのは、物理的に不可能であるという課題があった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、遅延時間の調整を自動化することにより、遅延時間調整に要する作業負担を軽減できる光中継システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る光中継システムは、基地局を起点として漏洩同軸ケーブルを縦続きに接続するとともに、光ファイバ伝送路で基地局に各々接続され、光ファイバ伝送路及び漏洩同軸ケーブルを介して移動局と基地局との無線通信を中継する中継機を備えた光中継システムにおいて、基地局が、漏洩同軸ケーブル及び光ファイバ伝送路を介して移動局へ送信する信号に同期信号を合成して送信する信号送信部と、自局から後段の中継機に接続する漏洩同軸ケーブルを伝送する信号に合成された同期信号と、該後段の中継機に接続された光ファイバ伝送路を伝送して該後段の中継機から更に後段の中継機に接続する漏洩同軸ケーブルに伝送される信号に合成された同期信号との位相差情報に基づいて、両信号の位相を調整する基地局側位相調整部を備え、中継機が、前段の中継機又は基地局に接続する漏洩同軸ケーブルを伝送する信号に合成された同期信号と、自機に接続された光ファイバ伝送路を伝送して自機から後段の中継機に接続する漏洩同軸ケーブルに伝送される信号に合成された同期信号との位相差を検出し、位相差情報として前段の中継機又は基地局に送信する位相差検出部と、自機から漏洩同軸ケーブルを介して接続する後段の中継機の位相差検出部から受信した位相差情報に基づいて、両信号の位相を調整する中継機側位相調整部を備えるものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、基地局が、漏洩同軸ケーブル及び光ファイバ伝送路を介して移動局へ送信する信号に同期信号を合成して送信する信号送信部と、自局から後段の中継機に接続する漏洩同軸ケーブルを伝送する信号に合成された同期信号と、該後段の中継機に接続された光ファイバ伝送路を伝送して該後段の中継機から更に後段の中継機に接続する漏洩同軸ケーブルに伝送される信号に合成された同期信号との位相差情報に基づいて、両信号の位相を調整する基地局側位相調整部を備え、中継機が、前段の中継機又は基地局に接続する漏洩同軸ケーブルを伝送する信号に合成された同期信号と、自機に接続された光ファイバ伝送路を伝送して自機から後段の中継機に接続する漏洩同軸ケーブルに伝送される信号に合成された同期信号との位相差を検出し、位相差情報として前段の中継機又は基地局に送信する位相差検出部と、自機から漏洩同軸ケーブルを介して接続する後段の中継機の位相差検出部から受信した位相差情報に基づいて、両信号の位相を調整する中継機側位相調整部を備えるので、移動局と基地局との間で送受信される信号の位相調整を自動化することができ、システム導入時の調整を容易に行うことができるという効果がある。また、光ファイバ伝送路や漏洩同軸ケーブルの経路変更等による線路長変化時にも自動で対応することができ、保守運用の効率化を図ることができる。さらに、ｎｓオーダの調整が可能であり１０Ｍｂｐｓ超の高ビットレートの通信にも対応可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による光中継システムの構成を示す図であり、１局の基地局１に対し、中継機２−１〜２−ｎがＬＣＸ３−１〜３−ｎを介して数珠繋ぎに接続され、さらに光ファイバ伝送路４−１〜４−ｎを介して基地局１と接続させた構成を１つの無線ゾーンとして構築した場合を示している。図１に示す構成のシステムを複数接続することにより、ＬＣＸを介して基地局１と移動局７の間で無線信号８がやり取りされる広域な無線ゾーンを有する移動体通信システムの構築が可能である。
【００１１】
基地局１は、基地ＲＦ部１００、信号送信（ＴＸ）部（送信部）２００、信号受信（ＲＸ）部３００、基地Ｅ／Ｏ４００−１〜４００−ｎ、ＷＤＭフィルタ５及び基地Ｏ／Ｅ５００−１〜５００−ｎを備える。基地ＲＦ部１００は、基地局１から移動局７へ送信する下り信号を信号送信（ＴＸ）部２００から入力してＬＣＸ３−１へ直接送信すると共に、ＬＣＸ３−１を伝搬してきた移動局７から基地局１へ送信された上り信号を信号受信（ＲＸ）部３００へ出力する。
【００１２】
基地局１から移動局７へ送信する下り信号は、ＬＣＸを介して無線信号８として移動局７に送信され、移動局７から基地局１への無線信号８がＬＣＸで受信されて上り信号として基地局１へ送信される。図２は、実施の形態１による光中継システムで扱われる下り信号と上り信号の周波数帯域の配置例を示す図である。図２に示すように、基地局１と移動局７の間での通信信号である下り信号及び上り信号は、周波数帯域が異なる信号で構成される。図２の例では、下り信号より高周波帯域の信号で上り信号を構成している。
【００１３】
信号送信（ＴＸ）部２００は、ＬＣＸ３−１〜３−（ｎ＋１）の各区間に対応する（ｎ＋１）系統に下り信号を分配して、基地ＲＦ部１００、基地Ｅ／Ｏ部４００−１〜４００−ｎに出力する。信号受信（ＲＸ）部３００は、ＬＣＸ３−１を伝搬してきた上り信号を基地ＲＦ部１００を介して受信し、ＬＣＸ３−２〜３−（ｎ＋１）を伝搬してきた上り信号を中継機２−１〜２−ｎ、光ファイバ伝送路４−１〜４−ｎ及び基地Ｏ／Ｅ５００−１〜５００−ｎを介して受信する。
【００１４】
基地Ｅ／Ｏ４００−１〜４００−ｎは、信号送信（ＴＸ）部２００から入力した電気信号の下り信号を任意の波長λ１の下り光信号に電気光変換し、光ファイバ伝送路４−１〜４−ｎへ出力する。図３は、実施の形態１による光中継システムにおける電気光変換を説明するための図であり、基地Ｅ／Ｏ４００−１〜４００−ｎ内のＬＤ（信号用レーザダイオード）の駆動電流に対する光出力の特性を示している。図３に示すように、基地Ｅ／Ｏ４００−１〜４００−ｎは、下り信号を電気信号から光信号へ線形に変換する。
【００１５】
基地Ｏ／Ｅ５００−１〜５００−ｎは、光ファイバ伝送路４−１〜４−ｎを介して受信された上り光信号を元の電気信号の上り信号に変換して信号受信（ＲＸ）部３００に出力する。ＷＤＭフィルタ５は、光ファイバ伝送路４−１〜４−ｎに伝搬させる上り光信号（波長λ２）と下り光信号（波長λ１）を波長多重すると共に、光ファイバ伝送路４−１〜４−ｎを伝搬してきた上り光信号と下り光信号とを波長分離する。ここで、下り光信号の波長λ１としては、１３００ｎｍ〜１６００ｎｍの任意の１波長を選択してもよく、上り光信号の波長λ２と異なる波長であれば、既存の技術を用いて波長多重分離（合波、分波）することができる。
【００１６】
中継機２−１〜２−ｎは、ＷＤＭフィルタ５、中継Ｅ／Ｏ６００−１〜６００−ｎ、中継Ｏ／Ｅ７００−１〜７００−ｎ、位相差検出部８００及び中継ＲＦ部９００を備える。中継Ｅ／Ｏ６００−１〜６００−ｎは、中継ＲＦ部９００から入力した上り信号を上り光信号に変換し、光ファイバ伝送路４−１〜４−ｎへ出力する。中継Ｏ／Ｅ７００−１〜７００−ｎは、光ファイバ伝送路４−１〜４−ｎを介して受信された下り光信号を電気信号に変換して中継ＲＦ部９００に出力する。
【００１７】
位相差検出部８００は、基地局１から光ファイバ伝送路を経由して伝送されて中継ＲＦ部により後段の中継機に接続するＬＣＸに送出される下り信号と、後段のＬＣＸを伝搬して受信された下り信号との位相差、即ちＬＣＸ渡り区間６−１〜６−ｎにおける位相差を検出する。中継ＲＦ部９００は、中継Ｏ／Ｅにより元の電気信号に変換された下り信号を位相差検出部８００及びＬＣＸに出力すると共に、ＬＣＸを伝搬してきた上り信号を受信して中継Ｅ／Ｏに出力する。
【００１８】
次に、基地局１の内部構成について詳細に説明する。
図４は、図１中の基地ＲＦ部の内部構成を示す図である。図４に示すように、基地ＲＦ部１００は、位相調整器（基地局側位相調整部）１０１，１１０、下り信号用ＡＭＰ１０２、上り信号用ＡＭＰ１０３、フィルタ機能付き合成器１０４、分配器１０５、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１０６、バンドリジェクションフィルタ（ＢＲＦ）１０７、検波部１０８及びローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０９を備える。位相調整器１０１は、ローパスフィルタ１０９で平滑化された位相差信号（単一周波数Ｆｒの信号）に基づいて、信号送信（ＴＸ）部２００から入力した下り信号の位相を調整する。
【００１９】
下り信号用ＡＭＰ１０２は、位相調整器１０１により位相調整された下り信号を増幅する。上り信号用ＡＭＰ１０３は、フィルタ機能付き合成器１０４により分離された上り信号を増幅する。フィルタ機能付き合成器１０４は、ＬＣＸ３−１からの上り信号及び下り信号用ＡＭＰ１０２からの下り信号を入力し、これらを分離して下り信号をＬＣＸ３−１へ送信し、上り信号を上り信号用ＡＭＰ１０３へ出力する。なお、フィルタ機能付き合成器１０４におけるフィルタ機能とは、図２に示した下り信号と上り信号の周波数帯域を分けることができる機能をいう。
【００２０】
分配器１０５は、上り信号用ＡＭＰ１０３により増幅された上り信号をバンドパスフィルタ１０６及びバンドリジェクションフィルタ１０７へそれぞれ分配する。バンドパスフィルタ１０６は、入力した上り信号から位相差信号を抽出する。バンドリジェクションフィルタ１０７は、入力した上り信号から位相差信号を除去する。
【００２１】
検波部１０８は、バンドパスフィルタ１０６を通過した位相差信号を振幅検波する。ローパスフィルタ１０９では、検波部１０８により振幅検波された位相差信号を平滑化する。位相調整器１１０は、ローパスフィルタ１０９で平滑化された位相差信号に基づいて、バンドリジェクションフィルタ１０７を通過した上り信号の位相を調整する。
【００２２】
図５は、図１中の信号送信（ＴＸ）部の内部構成を示す図である。図５に示すように、信号送信（ＴＸ）部２００は、ＲＦ送信機（ＴＸ）２０１、合成器２０２、分配器２０３、同期信号発生部２０４、発振器（Ｆｐ）２０５、及び変調器２０６を備える。ＲＦ送信機（ＴＸ）２０１は、移動局７へ送信すべき下り主信号を生成する。
【００２３】
合成器２０２は、ＲＦ送信機（ＴＸ）２０１からの下り主信号と変調器２０６からの同期用変調信号（Ｆｐ＊Ｆｓ）とを合成する。合成器２０２による信号の合成レベルは、主信号への相互変調歪やスプリアスを考慮して、図２に示すように、キャリア信号（周波数Ｆｐ）が、下り信号となる主信号よりも１０ｄＢ以上低い電力（主信号の１／１０以下の電力を示す）と設定する。
【００２４】
分配器２０３では、合成器２０２により合成された信号を中継機の台数＋１（＝ｎ＋１）に分配し、１つは基地ＲＦ部１００へ、その他を電気光変換部である基地Ｅ／Ｏ４００−１〜４００−ｎに出力する。同期信号発生部２０４は、同期信号（周波数Ｆｓ）を発生する。なお、同期信号としては、周波数Ｆｓがキャリア信号の周波数Ｆｐよりも十分低い周波数（Ｆｓ≦｛Ｆｐ／１００｝）のパルス波若しくは特定パターンを選択する。
【００２５】
発振器２０５は、キャリア信号（周波数Ｆｐ）を発生する。変調器２０６は、同期信号発生部２０４で発生させた同期信号（周波数Ｆｓ）と、発振器２０５からのキャリア信号（周波数Ｆｐ）とを入力してＡＳＫ変調若しくはＡＭ変調により同期用変調信号（Ｆｐ＊Ｆｓ）を生成する。
【００２６】
図６は、図１中の信号受信（ＲＸ）部の内部構成を示す図である。図６に示すように、信号受信（ＲＸ）部３００は、ＲＦ受信機（ＲＸ）３０１及び合成器３０２を備える。ＲＦ受信機（ＲＸ）３０１は、合成器３０２により合成された信号を受信する。合成器３０２は、基地ＲＦ部１００又は基地Ｏ／Ｅ５００−１〜５００−ｎから受信した上り信号を合成する。
【００２７】
図７は、図１中の基地Ｅ／Ｏ及び基地Ｏ／Ｅの内部構成を示す図であり、図７（ａ）が基地Ｅ／Ｏの内部構成を示しており、図７（ｂ）が基地Ｏ／Ｅの内部構成を示している。図７（ａ）に示すように、基地Ｅ／Ｏ４００−１〜４００−ｎは、ＡＭＰ４０１及び信号用レーザダイオード（ＬＤ）４０２を備える。ＡＭＰ４０１は、信号送信（ＴＸ）部２００から入力した下り信号を所定の信号レベルまで増幅する。信号用レーザダイオード（ＬＤ）４０２は、ＡＭＰ４０１により増幅された下り信号を、波長λ１の下り光信号に電気光変換してＷＤＭフィルタ５へ出力する。
【００２８】
また、図７（ｂ）に示すように、基地Ｏ／Ｅ５００−１〜５００−ｎは、信号用フォトダイオード（ＰＤ）５０１及びＡＭＰ５０２を備える。信号用フォトダイオード（ＰＤ）５０１は、光ファイバ伝送路を伝搬してきた信号からＷＤＭフィルタ５により波長分離された上り光信号（波長λ２）を、元の電気信号の上り信号に光電変換する。ＡＭＰ５０２は、信号用フォトダイオード（ＰＤ）５０１により光電変換された上り信号を所望の信号レベルに増幅して信号受信（ＲＸ）部３００へ出力する。
【００２９】
次に、中継機の内部構成について詳細に説明する。
図８は、図１中の中継ＲＦ部の内部構成を示す図である。図８に示すように、中継ＲＦ部９００は、位相調整器（中継機側位相調整部）９０１，９１０、下り信号用ＡＭＰ９０２、上り信号用ＡＭＰ９０３、フィルタ機能付き合成器９０４、分配器９０５，９１１、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）９０６、バンドリジェクションフィルタ（ＢＲＦ）９０７、検波部９０８及びローパスフィルタ（ＬＰＦ）９０９を備える。
【００３０】
位相調整器９０１は、ローパスフィルタ９０９で平滑化された位相差信号Ｆｒに基づいて、中継Ｏ／Ｅから入力した下り信号の位相を調整する。分配器９１１は、位相調整器９０１によって位相調整された下り信号を下り信号用ＡＭＰ９０２と位相差検出部８００に分配する。
【００３１】
下り信号用ＡＭＰ９０２は、位相調整器９０１により位相調整された下り信号を増幅する。上り信号用ＡＭＰ９０３は、フィルタ機能付き合成器９０４により分離された上り信号を増幅する。フィルタ機能付き合成器９０４は、ＬＣＸからの上り信号及び下り信号用ＡＭＰ９０２からの下り信号を入力し、これらを分離して下り信号をＬＣＸへ送信し、上り信号を上り信号用ＡＭＰ９０３へ出力する。なお、フィルタ機能付き合成器９０４におけるフィルタ機能とは、基地ＲＦ部１００のフィルタ機能付き合成器と同様に、図２に示した下り信号と上り信号の周波数帯域を分けることができる機能をいう。
【００３２】
分配器９０５は、上り信号用ＡＭＰ９０３により増幅された上り信号をバンドパスフィルタ９０６及びバンドリジェクションフィルタ９０７へそれぞれ分配する。バンドパスフィルタ９０６は、入力した上り信号から位相差信号を抽出する。バンドリジェクションフィルタ９０７は、入力した上り信号から位相差信号を除去する。
【００３３】
検波部９０８は、バンドパスフィルタ９０６を通過した位相差信号を振幅検波する。ローパスフィルタ９０９では、検波部９０８により振幅検波された位相差信号を平滑化してＤＣ信号に変換する。位相調整器９１０は、ローパスフィルタ９０９で平滑化された位相差信号に基づいて、バンドリジェクションフィルタ９０７を通過した上り信号の位相を調整する。
【００３４】
図９は、図１中の中継Ｅ／Ｏ及び中継Ｏ／Ｅの内部構成を示す図であり、図９（ａ）が中継Ｅ／Ｏの内部構成を示しており、図９（ｂ）が中継Ｏ／Ｅの内部構成を示している。図９（ａ）に示すように、中継Ｅ／Ｏ６００−１〜６００−ｎは、ＡＭＰ６０１及び信号用レーザダイオード（ＬＤ）６０２を備える。ＡＭＰ６０１は、中継ＲＦ部９００から入力した下り信号を所定の信号レベルまで増幅する。信号用レーザダイオード（ＬＤ）６０２は、ＡＭＰ６０１により増幅された下り信号を、波長λ１の下り光信号に電気光変換してＷＤＭフィルタ５へ出力する。
【００３５】
また、図９（ｂ）に示すように、中継Ｏ／Ｅ７００−１〜７００−ｎは、信号用フォトダイオード（ＰＤ）７０１及びＡＭＰ７０２を備える。信号用フォトダイオード（ＰＤ）７０１は、光ファイバ伝送路を伝搬してきた信号からＷＤＭフィルタ５により波長分離された上り光信号（波長λ２）を、元の電気信号の上り信号に光電変換する。ＡＭＰ７０２は、信号用フォトダイオード（ＰＤ）７０１により光電変換された上り信号を所望の信号レベルに増幅して中継ＲＦ部９００へ出力する。
【００３６】
図１０は、図１中の位相差検出部の内部構成を示す図である。図１０に示すように、位相差検出部８００は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）８０１，８０５、復調部８０２，８１０、位相比較器（ＰＣ）８０３、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）８０４、発振器（Ｆｒ）８０６、ＡＭＰ８０７、可変減衰器（ＡＴＴ）８０８及び方向性結合器（ＣＩＲ）８０９を備える。バンドパスフィルタ８０１は、中継ＲＦ部９００の分配器９１１により入力された下り信号から同期用変調信号（Ｆｐ＊Ｆｓ）を抽出する。
【００３７】
復調部８０２では、バンドパスフィルタ８０１を通過した同期用変調信号に対してＡＳＫ復調若しくはＡＭ復調処理を施して同期信号（周波数Ｆｓ）を復調する。なお、復調方法としては、例えば包絡線検波を用いる。位相比較器（ＰＣ）８０３は、復調部８０２及び復調部８１０で復調された各同期信号（周波数Ｆｓ）の位相を比較し、これら信号の位相差信号を生成する。ローパスフィルタ８０４では、位相比較器８０３により生成された位相差信号を平滑化してＤＣ信号に変換する。
【００３８】
また、バンドパスフィルタ８０５は、方向性結合器（ＣＩＲ）８０９を介して入力した下り信号から同期用変調信号（Ｆｐ＊Ｆｓ）を抽出する。発振器８０６は、単一周波数Ｆｒの信号を発振する。ＡＭＰ８０７は、発振器８０６から出力される単一周波数Ｆｒの信号（正弦波）を所望の信号レベルに増幅する。可変減衰器（ＡＴＴ）８０８は、ローパスフィルタ８０４から入力した位相差信号に比例した振幅になるように、ＡＭＰ８０７で増幅された単一周波数Ｆｒの信号の振幅を制御する。これにより、単一周波数Ｆｒの信号の振幅情報が位相差信号となり、基地局１若しくは前段の中継機へフィードバックされる。
【００３９】
方向性結合器（ＣＩＲ）８０９は、前段の中継機の中継ＲＦ部９００と送信端が接続するＬＣＸの終端に接続しており、可変減衰器８０８から出力された単一周波数Ｆｒの信号を該ＬＣＸへ送信すると共に、該ＬＣＸを伝搬してきた下り信号をバンドパスフィルタ８０５へ出力する。なお、中継機２−１の方向性結合器８０９では、基地局１の基地ＲＦ部１００に送信端が接続するＬＣＸ３−１の終端と接続し、基地局１から送信されてＬＣＸ３−１を伝搬してくる下り信号をバンドパスフィルタ８０５へ出力する。
【００４０】
次に動作について説明する。
先ず、実施の形態１による光中継システムにおける下り信号の流れを説明する。
（１）基地局１→ＬＣＸ３−１→移動体７の順で伝送される場合
基地局１の信号送信（ＴＸ）部２００は、ＬＣＸ３−１〜３−（ｎ＋１）の区間分に相当する（ｎ＋１）系統に下り信号を分配し、その１つの下り信号が基地ＲＦ部１００に出力されてＬＣＸ３−１に送信され、ＬＣＸ３−１から無線信号８となって移動体７に送信される。
【００４１】
図４〜７を用いて説明する。先ず、基地局１を構成する信号送信（ＴＸ）部２００のＲＦ送信機（ＴＸ）２０１が、下り主信号を発生して合成器２０２に出力する。また、変調器２０６が、同期用変調信号（Ｆｐ＊Ｆｓ）を生成して合成器２０２に出力する。
【００４２】
なお、同期用変調信号（Ｆｐ＊Ｆｓ）は、変調器２０６が、同期信号発生部２０４により発振された周波数Ｆｓの同期信号を、発振器２０５により発振された周波数Ｆｐのキャリア信号を用いてＡＳＫ変調若しくはＡＭ変調して得られる。また、同期信号としては、周波数Ｆｐがキャリア信号の周波数Ｆｐよりも十分低い周波数（Ｆｓ≦｛Ｆｐ／１００｝）のパルス波若しくは特定パターンを選択する。
【００４３】
合成器２０２は、ＲＦ送信機（ＴＸ）２０１からの下り主信号と、変調器２０６からの同期用変調信号とを合成して分配器２０３に出力する。このときの合成レベルは、上述したように、下り主信号への相互変調歪やスプリアスを考慮して下り主信号よりも１０ｄＢ以上低い電力（主信号の１／１０以下の電力）と設定する。
【００４４】
分配器２０３では、合成器２０２から入力した下り信号を中継機の台数＋１の数（＝ｎ＋１）に分配し、１つは基地ＲＦ部１００へ出力し、その他を基地Ｅ／Ｏ−４００−１〜４００−ｎにそれぞれ出力する。
【００４５】
基地ＲＦ部１００に出力された下り信号は、位相調整器１０１で位相調整され、下り信号用ＡＭＰ１０２で所要の信号レベルまで増幅されると、上り信号と下り信号を分離するフィルタ機能付き合成器１０４を経由してＬＣＸ３−１に送信される。なお、上り信号と下り信号を分離するフィルタ機能は、図２に示す上り信号と下り信号の周波数帯域を分けることができるフィルタ機能を示している。ＬＣＸ３−１を伝搬した下り信号は、無線信号８として漏洩され、該ＬＣＸ３−１の区間を移動する移動体７に受信される。
【００４６】
（２）基地局１→光ファイバ伝送路４−１〜４−ｎ→中継機２−１〜２−ｎ→ＬＣＸ３−２〜３−（ｎ−１）→移動体７の順で伝送される場合
基地Ｅ／Ｏ４００−１〜４００−ｎが、基地局１の信号送信（ＴＸ）部２００によって分配された下り信号の１つを電気光変換により任意の下り光信号（波長λ１）に変換してＷＤＭフィルタ５に出力する。ＷＤＭフィルタ５では、下り光信号（波長λ１）と上り光信号（波長λ２）とを波長多重して中継機２−１〜２−ｎに向けて光ファイバ伝送路４−１〜４−ｎにそれぞれ送信する。
【００４７】
図４〜８を用いて説明する。上述のようにして、信号送信（ＴＸ）部２００の分配器２０３から基地Ｅ／Ｏ４００−１〜４００−ｎに下り信号が入力されると、基地Ｅ／Ｏ４００−１〜４００−ｎ内のＡＭＰ４０１は、この下り信号を所望の信号レベルに増幅する。この後、信号用レーザダイオード（ＬＤ）４０１が、この下り信号を波長λ１の下り光信号に電気光変換してＷＤＭフィルタ５に出力し、ＷＤＭフィルタ５を介して光ファイバ伝送路４−１〜４−ｎへ出力される。
【００４８】
光ファイバ伝送路４−１〜４−ｎを伝送してきた下り光信号が中継機２−１〜２−ｎに到達すると、中継機２−１〜２−ｎのＷＤＭフィルタ５によって下り光信号（波長λ１）と上り光信号（波長λ２）とが分離され、下り光信号が中継Ｏ／Ｅ７００−１〜７００−ｎに出力される。中継Ｏ／Ｅ７００−１〜７００−ｎでは、内部の信号用フォトダイオード（ＰＤ）７０１が、下り光信号を元の電気信号の下り信号に光電気変換し、ＡＭＰ７０２が該下り信号を所望の信号レベルに増幅した後、中継ＲＦ部９００に出力する。
【００４９】
中継ＲＦ部９００では、下り信号を入力すると、内部の位相調整器９０１が遅延調整した後、分配器９１１で下り信号用ＡＭＰ９０２と位相差検出部８００に２分岐する。下り信号用ＡＭＰ９０２は、下り信号を所望の信号レベルまで増幅すると、フィルタ機能付き合成器９０４に出力する。
【００５０】
なお、上記遅延調整は、各中継機にとって基地局１から１区間遠い（後段の）ＬＣＸとのＬＣＸ渡り区間を対象とする。位相調整器９０１には、可変位相分解能が約０．１ｎｓ／Ｖ以下のものを使用し、制御誤差が０．０１ｎｓ程度となる。これにより、ｎｓ台での位相調整が可能である。
【００５１】
中継機２−１〜２−ｎの各中継ＲＦ部９００内のフィルタ機能付き合成器９０４は、入力した下り信号を、ＬＣＸ３−２〜３−（ｎ＋１）にそれぞれ送信する。なお、フィルタ機能付き合成器９０４によるフィルタ機能とは、図２に示した上り信号と下り信号の周波数帯域を分けることができる機能をいう。ＬＣＸ３−２〜３−（ｎ＋１）に送信された下り信号は、ＬＣＸ３−２〜３−（ｎ＋１）から無線信号８として漏洩し、ＬＣＸ３−２〜３−（ｎ＋１）の区間を移動する移動局７に受信される。
【００５２】
一方、位相差検出部８００は、光ファイバ伝送路４−１〜４−ｎを介して中継機２−１〜２−ｎに伝送されてＬＣＸ３−２〜３−（ｎ＋１）に送信される下り信号（中継ＲＦ部９００の分配器９１１から入力した下り信号）（同期信号）と、基地局１からＬＣＸ３−１〜３−（ｎ＋１）の各々を介して伝送されてきた下り信号（同期信号）との位相差を検出する。
【００５３】
ここで、図１０を用いて位相差検出部８００による動作の詳細を説明する。
位相差検出部８００内のバンドパスフィルタ８０１は、中継ＲＦ部９００から入力した下り信号から同期変調信号（Ｆｐ＊Ｆｓ）を抽出して復調部８０２に出力する。復調部８０２は、同期変調信号（Ｆｐ＊Ｆｓ）に対してＡＳＫ復調若しくはＡＭ復調を行って同期信号（周波数Ｆｓ）を復調する。
【００５４】
中継機２−１の位相差検出部８００の場合は、基地局１から送信されてＬＣＸ３−１を経由してきた下り信号が方向性結合器８０９に入力し、中継機２−２〜２−ｎの位相差検出部８００の場合では、中継機２−１〜２−（ｎ−１）を経由してそれぞれＬＣＸ３−２〜３−ｎを伝搬してきた下り信号が方向性結合器８０９に入力され、バンドパスフィルタ８０５に出力される。バンドパスフィルタ８０５は、該下り信号から同期変調信号（Ｆｐ＊Ｆｓ）を抽出し復調部８１０へ出力する。
【００５５】
復調部８１０では、ＡＳＫ復調若しくはＡＭ復調を同期変調信号（Ｆｐ＊Ｆｓ）に施して同期信号Ｆｓを復調して位相比較器（ＰＣ）８０３に出力する。位相比較器（ＰＣ）８０３は、復調部８０２，８１０によりそれぞれ復調された同期信号を位相比較して位相差信号を生成し、ローパスフィルタ８０４に出力する。
【００５６】
ローパスフィルタ８０４は、入力した位相差信号を平滑化してＤＣ信号に変換し、可変減衰器（ＡＴＴ）８０８に出力する。一方、位相差検出部８００の発振器８０６は、単一周波数Ｆｒの信号を発振してＡＭＰ８０７に出力する。ＡＭＰ８０７は、入力した単一周波数Ｆｒの信号を所望の信号レベルに増幅して可変減衰器（ＡＴＴ）８０８に出力する。
【００５７】
可変減衰器（ＡＴＴ）８０８では、ローパスフィルタ８０４から入力したＤＣ化された位相差信号に比例した振幅となるように、ＡＭＰ８０７から入力した単一周波数Ｆｒの信号の振幅を制御して方向性結合器８０９に出力する。これにより、中継機２−１の位相差検出部８００の場合は、方向性結合器８０９からＬＣＸ３−１を介して基地局１へ該位相差信号がフィードバックされ、中継機２−２〜２−ｎの位相差検出部８００の場合は、方向性結合器８０９からＬＣＸ３−２〜３−ｎを介して該位相差信号が中継機２−１〜２−（ｎ−１）へそれぞれフィードバックされる。
【００５８】
ＬＣＸ３−１〜３−（ｎ−１）を上り信号と共に伝搬してきた位相差信号は、基地局１の基地ＲＦ部１００及び前段の中継機２−１〜２−（ｎ−１）の中継ＲＦ部９００に入力される。
【００５９】
このようなフィードバック制御を繰り返し行うことで位相調整が行われる。なお、位相調整を実施する手順は、基地局１より最も遠端にあたるＬＣＸ渡り区間６−ｎから順に、６−（ｎ−１），・・・，６−２，６−１を調整するため、中継機２−ｎから順に基地局１に向かって位相比較と位相調整を実施していく。
【００６０】
ここで、位相調整処理を詳細に説明する。
図１１は位相調整処理の流れを示すフローチャートであり、この図に沿って説明する。
中継機２−ｎには後段に中継機がなく位相差信号のフィードバックがないため、位相調整器９０１は固定動作として中継Ｏ／Ｅ７００−ｎから入力した信号を位相差検出部８００に出力する。また、基地局１の信号送信（ＴＸ）部２００が光ファイバ伝送路４−ｎを介して中継機２−ｎに通信接続する（ステップＳＴ１）。これにより、中継機２−ｎが、ＬＣＸ渡り区間６−ｎにおける伝搬遅延の調整を開始（ステップＳＴ２）し、基地局１の信号送信（ＴＸ）部２００が、光ファイバ伝送路４−（ｎ−１）を介して中継機２−（ｎ−１）に通信接続する（ステップＳＴ３）。
【００６１】
続いて、中継機２−ｎの中継ＲＦ部９００の位相調整器９０１は、光ファイバ伝送路４−ｎ及び中継Ｏ／Ｅ７００−ｎを経由して基地局１から下り信号を受信すると、分配器９１１に出力し、分配器９１１を介して位相差検出部８００に出力する。中継機２−ｎの位相差検出部８００のバンドパスフィルタ８０１は、分配器９１１により入力された信号から同期用変調信号（Ｆｐ＊Ｆｓ）を抽出して復調部８０２に出力する。復調部８０２では、バンドパスフィルタ８０１を通過した同期用変調信号に対してＡＳＫ復調若しくはＡＭ復調処理を施して同期信号（周波数Ｆｓ）を復調し、位相比較器（ＰＣ）８０３に出力する。
【００６２】
また、バンドパスフィルタ８０５は、方向性結合器（ＣＩＲ）８０９がＬＣＸ３−ｎを介して中継機２−（ｎ−１）より受信した信号から同期用変調信号（Ｆｐ＊Ｆｓ）を抽出し、復調部８１０に出力する。復調部８１０では、バンドパスフィルタ８０５を通過した同期用変調信号に対してＡＳＫ復調若しくはＡＭ復調処理を施して同期信号（周波数Ｆｓ）を復調し、位相比較器（ＰＣ）８０３に出力する。
【００６３】
位相比較器（ＰＣ）８０３は、復調部８０２及び復調部８１０で復調された各同期信号（周波数Ｆｓ）の位相を比較して位相差を検出し、該位相差が調整範囲内であるか否かを判定する（ステップＳＴ４）。このとき、位相差が調整範囲内であれば、前段の中継機による位相調整処理に移行する。
【００６４】
一方、位相差が調整範囲外である場合、位相比較器（ＰＣ）８０３は、復調部８０２及び復調部８１０で復調された各同期信号の位相差信号を生成して、ローパスフィルタ８０４に出力する。ローパスフィルタ８０４では、位相比較器８０３により生成された位相差信号を平滑化してＤＣ信号に変換し可変減衰器（ＡＴＴ）８０８に出力する。
【００６５】
可変減衰器（ＡＴＴ）８０８は、ローパスフィルタ８０４から入力した信号に比例した振幅になるように、ＡＭＰ８０７で増幅された単一周波数Ｆｒの信号の振幅を制御する。方向性結合器（ＣＩＲ）８０９は、可変減衰器８０８から出力された単一周波数Ｆｒの位相差信号を、ＬＣＸ３−ｎを介して中継機２−（ｎ−１）へ送信（フィードバック）する（ステップＳＴ５）。
【００６６】
中継機２−（ｎ−１）の中継ＲＦ部９００のフィルタ機能付き合成器９０４は、ＬＣＸ３−ｎを介して伝搬してきた信号から上り信号を分離し、上り信号用ＡＭＰ９０３へ出力する。上り信号用ＡＭＰ９０３では、該上り信号を所望の信号レベルに増幅して分配器９０５に出力する。分配器９０５は、上り信号用ＡＭＰ９０３から入力した上り信号をバンドパスフィルタ９０６及びバンドリジェクションフィルタ９０７へ各々分配する。
【００６７】
バンドパスフィルタ９０６では、入力した上り信号より中継機２−ｎからの位相差信号（単一周波数Ｆｒの信号）を抽出して検波部９０８に出力する。一方、バンドリジェクションフィルタ９０７は、入力した上り信号から上記位相差信号を除去して位相調整器９１０に出力する。
【００６８】
検波部９０８では、バンドパスフィルタ９０６を通過した上記位相差信号を振幅検波してローパスフィルタ９０９に出力する。ローパスフィルタ９０９は、検波部９０８により振幅検波された位相差信号を平滑化してＤＣ信号に変換し、位相調整器９０１と位相調整器９１０に出力する。位相調整器９１０では、ローパスフィルタ９０９で平滑化された中継機２−ｎからの位相差信号に基づいて、バンドリジェクションフィルタ９０７を通過した上り信号の位相を調整し、中継Ｅ／Ｏ６００−（ｎ−１）へ出力する。
【００６９】
一方、位相調整器９０１では、ローパスフィルタ９０９で平滑化された中継機２−ｎからの位相差信号に基づいて、中継Ｏ／Ｅ７００−（ｎ−１）から入力した下り信号の位相を調整する（ＬＣＸ渡り区間６−ｎでの伝送遅延の調整）（ステップＳＴ６）。分配器９１１は、位相調整器９０１により位相調整された下り信号を下り信号用ＡＭＰ９０２と位相差検出部８００に分配する。
【００７０】
中継機２−（ｎ−１）の位相差検出部８００のバンドパスフィルタ８０１は、上述のようにして中継ＲＦ部９００の分配器９１１により入力された信号から同期用変調信号（Ｆｐ＊Ｆｓ）を抽出して復調部８０２に出力する。復調部８０２では、バンドパスフィルタ８０１を通過した同期用変調信号に対してＡＳＫ復調若しくはＡＭ復調処理を施して同期信号（周波数Ｆｓ）を復調し、位相比較器（ＰＣ）８０３に出力する。
【００７１】
また、バンドパスフィルタ８０５は、方向性結合器（ＣＩＲ）８０９がＬＣＸ３−（ｎ−１）を介して中継機２−（ｎ−２）から受信した信号より同期用変調信号（Ｆｐ＊Ｆｓ）を抽出し、復調部８１０に出力する。位相比較器（ＰＣ）８０３では、復調部８０２及び復調部８１０で復調された各同期信号（周波数Ｆｓ）の位相を比較し、これら信号の位相差信号を生成する。ローパスフィルタ８０４では、位相比較器８０３により生成された位相差信号を平滑化してＤＣ信号に変換する。
【００７２】
可変減衰器（ＡＴＴ）８０８は、ローパスフィルタ８０４から入力した位相差信号に比例した振幅になるように、ＡＭＰ８０７で増幅された単一周波数Ｆｒの信号の振幅を制御する。方向性結合器（ＣＩＲ）８０９は、可変減衰器８０８から出力された単一周波数Ｆｒの位相差信号を、ＬＣＸ３−（ｎ−１）を介して中継機２−（ｎ−２）に送信（フィードバック）する。
【００７３】
上述したようなステップＳＴ１からステップＳＴ６までの処理は、中継機２−２（ｎ＝２）に至るまで繰り返される。これにより、ＬＣＸ渡り区間６−（ｎ−２）〜６−２における伝搬遅延差、つまり、ＬＣＸ３−（ｎ−２）〜３−２の伝搬遅延と光ファイバ伝送路４−(ｎ−２）〜４−２及び中継機２−（ｎ−２）〜２−２の伝搬遅延との差分がそれぞれ調整される。
【００７４】
続いて、中継機２−１が、上述のようにしてＬＣＸ渡り区間６−２での伝送遅延を調整すると、基地局１は、ＬＣＸ渡り区間６−１における伝搬遅延の調整を開始（ステップＳＴ７）し、基地局１の信号送信（ＴＸ）部２００が、光ファイバ伝送路４−１を介して中継機２−１に通信接続する（ステップＳＴ８）。
【００７５】
この後、中継機２−１の位相差検出部８００は、上述のようにして、中継ＲＦ部９００から入力した信号（光ファイバ伝送路４−１及び中継Ｏ／Ｅ７００−１を経由して伝送してきた同期信号）とＬＣＸ３−１を介して基地局１から受信した同期信号との位相差を検出し、該位相差が調整範囲内であるか否かを判定する（ステップＳＴ９）。このとき、位相差が調整範囲内であれば、位相調整処理を完了する。
【００７６】
一方、位相差が調整範囲外である場合、中継機２−１の位相差検出部８００は、上述のようにして上記同期信号の位相差信号を生成し、ＬＣＸ３−１を介して基地局１へ送信（フィードバック）する（ステップＳＴ１０）。
【００７７】
基地局１の基地ＲＦ部１００のフィルタ機能付き合成器１０４が、ＬＣＸ３−１を介して受信された信号から上記位相差信号を分離し、該位相差信号を上り信号用ＡＭＰ１０３へ出力する。これにより、分配器１０５は、上り信号用ＡＭＰ１０３で所望の信号レベルに増幅された位相差信号をバンドパスフィルタ１０６及びバンドリジェクションフィルタ１０７へそれぞれ分配する。
【００７８】
バンドパスフィルタ１０６では、入力した上り信号より中継機２−１からの位相差信号（単一周波数Ｆｒの信号）を抽出して検波部１０８に出力する。一方、バンドリジェクションフィルタ１０７は、入力した上り信号から上記位相差信号を除去して位相調整器１１０に出力する。
【００７９】
検波部１０８は、バンドパスフィルタ１０６を通過した上記位相差信号を振幅検波してローパスフィルタ１０９に出力する。ローパスフィルタ１０９では、検波部１０８により振幅検波された位相差信号を平滑化してＤＣ信号に変換して位相調整器１０１及び位相調整器１１０にそれぞれ出力する。
【００８０】
ステップＳＴ１１において、位相調整器１１０は、ローパスフィルタ１０９で平滑化された位相差信号に基づいて、バンドリジェクションフィルタ１０７を通過した上り信号の位相を調整する。一方、位相調整器１０１では、ローパスフィルタ１０９で平滑化された中継機２−１からの位相差信号に基づいて、信号送信（ＴＸ）部２００から入力した下り信号の位相を調整する。このステップＳＴ１１で位相調整された信号から、ステップＳＴ７からステップＳＴ１１までの処理を位相差が調整範囲外になるまで繰り返す。
【００８１】
次に、実施の形態１による光中継システムにおける上り信号の流れを説明する。
（１）移動体７→ＬＣＸ３−１→基地局１の順で伝送される場合
移動体７から無線信号８として送信された上り信号は、ＬＣＸ３−１に受信される。基地局１の基地ＲＦ部１００がＬＣＸ３−１を伝搬してきた上り信号を受信し、信号受信（ＲＸ）部３００に出力する。
【００８２】
図４を用いて説明すると、基地局１に到達した上り信号は、基地ＲＦ部１００に入力され、フィルタ機能付き合成器１０４によって上り信号が分離され、上り信号用ＡＭＰ１０３に出力される。分配器１０５では、上り信号用ＡＭＰ１０３により所望の信号レベルに増幅された上り信号をバンドパスフィルタ１０６とバンドリジェクションフィルタ１０７に分配する。
【００８３】
バンドパスフィルタ１０６では、入力した上り信号より中継機２−１からの位相差信号を抽出して検波部１０８に出力する。検波部１０８は、バンドパスフィルタ１０６を通過した上記位相差信号を振幅検波しローパスフィルタ１０９に出力する。ローパスフィルタ１０９は、検波部１０８で振幅検波された位相差信号を平滑化してＤＣ信号に変換し位相調整器１０１に出力する。
【００８４】
位相調整器１０１は、上述のようにして、ローパスフィルタ１０９からの信号に基づいて下り信号の位相調整を行い、該下り信号を下り信号用ＡＭＰ１０２で増幅した後、フィルタ機能付き合成器１０４によりＬＣＸ３−１に送出する。
【００８５】
一方、バンドリジェクションフィルタ１０７では、入力した上り信号から上記位相差信号（単一周波数Ｆｒの信号）を除去して位相調整器１１０に出力する。位相調整器１１０では、上述のようにしてローパスフィルタ１０９で平滑化された位相差信号に基づいて、バンドリジェクションフィルタ１０７を通過した上り信号の位相を調整する。位相を調整された上り信号は、基地局１の信号受信（ＲＸ）部３００にて受信される。
【００８６】
（２）移動体７→ＬＣＸ３−２〜３−ｎ→中継機２−１〜２−ｎ→光ファイバ伝送路４−１〜４−ｎ→基地局１の順で伝送される場合
ＬＣＸ３−２〜３−ｎの区間を移動する移動体７から無線信号８として送信された上り信号は、該ＬＣＸ３−２〜３−ｎに受信され、中継機２−１〜２−ｎの方向へ伝搬する。中継機２−１〜２−ｎに到達した上り信号は、中継機２−１〜２−ｎの中継ＲＦ部９００に受信される。中継機２−１〜２−ｎの中継ＲＦ部９００のフィルタ機能付き合成器９０４では、ＬＣＸ３−１〜３−ｎを経由して伝搬する信号から上り信号を分離する。該上り信号は、上り信号用ＡＭＰ９０３によって増幅された後、分配器９０５にてバンドパスフィルタ９０６とバンドリジェクションフィルタ９０７に分配される。
【００８７】
バンドパスフィルタ９０６では、入力した上り信号から位相差信号を抽出して検波部９０８に出力する。検波部９０８は、バンドパスフィルタ９０６を通過した上記位相差信号を振幅検波しローパスフィルタ９０９に出力する。ローパスフィルタ９０９は、検波部９０８で振幅検波された位相差信号を平滑化してＤＣ信号に変換し位相調整器９０１に出力する。
【００８８】
位相調整器９０１は、上述のようにして、ローパスフィルタ９０９からの信号に基づいて下り信号の位相調整を行う。該下り信号は、下り信号用ＡＭＰ９０２で増幅された後、フィルタ機能付き合成器９０４によりＬＣＸ３−２〜３−ｎに送出される。また、該下り信号は、分配器９１１によって位相差検出部８００に出力される。
【００８９】
一方、バンドリジェクションフィルタ９０７では、入力した上り信号から上記位相差信号（単一周波数Ｆｒの信号）を除去して位相調整器９１０に出力する。位相調整器９１０では、上述のようにしてローパスフィルタ９０９で平滑化された位相差信号に基づいて、バンドリジェクションフィルタ９０７を通過した上り信号の位相を調整する。位相を調整された上り信号は、中継Ｅ／Ｏ６００−１〜６００−ｎに出力される。
【００９０】
中継Ｅ／Ｏ６００−１〜６００−ｎは、入力した電気信号の上り信号を、波長λ２の上り光信号に電気光変換してＷＤＭフィルタ５に出力する。ＷＤＭフィルタ５は、中継Ｅ／Ｏ６００−１から入力した上り光信号と下り光信号（波長λ１）とを波長多重して光ファイバ伝送路４−１〜４−ｎに基地局１へ向けて送信される。
【００９１】
基地局１のＷＤＭフィルタ５は、中継機２−１〜２−ｎから光ファイバ伝送路４−１〜４−ｎを経由して到達した光信号から上り光信号と下り光信号とを分離し、上り光信号を基地Ｏ／Ｅ５００−１〜５００−ｎに出力する。基地Ｏ／Ｅ５００−１〜５００−ｎは、上り光信号を元の電気信号の上り信号に光電気変換して信号受信（ＲＸ）部３００に出力する。
【００９２】
中継機２−１〜２−ｎの位相差検出部８００では、光ファイバ伝送路４−１〜４−ｎを経由して伝送され、中継機２−１〜２−ｎを介してＬＣＸ３−２〜３−ｎに送出される下り信号と、基地局１からＬＣＸ３−１〜３−ｎを経由して中継機２−１〜２−ｎに到達した下り信号との位相差、即ちＬＣＸ渡り区間６−１〜６−ｎにおける位相差を検出する。中継機２−２〜２−ｎでは、それぞれＬＣＸ渡り区間６−２〜６−ｎの位相差をそれぞれ検出する。
【００９３】
なお、ＬＣＸ渡り区間６−２の位相差とは、光ファイバ伝送路４−１、中継機２−１及びＬＣＸ３−２の伝搬遅延と、光ファイバ伝送路４−２及び中継機２−２の伝搬遅延との差分を示している。即ち、ＬＣＸ渡り区間６−ｎの位相差は、光ファイバ伝送路４−（ｎ−１）、中継機２−（ｎ−１）及びＬＣＸ３−ｎの伝搬遅延と、光ファイバ伝送路４−ｎ及び中継機２−ｎの伝搬遅延との差分を示している。これらの区間は、下り信号及び上り信号のそれぞれに共通する区間を示しており、下り信号の位相差を検出した検出情報は、そのまま上り信号の位相差情報として利用が可能である。従って、位相差検出部として、同一構成のものに統一できる利点がある。
【００９４】
以上のように、この実施の形態１によれば、基地局１が、漏洩同軸ケーブル３−１及び光ファイバ伝送路４−１〜４−ｎを介して移動局７へ送信する信号に同期信号を合成して送信する信号送信（ＴＸ）部２００と、漏洩同軸ケーブル３−１を伝送する信号に合成された同期信号と、光ファイバ伝送路４−１を伝送して中継機２−１から漏洩同軸ケーブル３−２に伝送される信号に合成された同期信号との位相差情報に基づいて、両信号の位相を調整する位相調整器１０１，１１０を備え、中継機２−１〜２−ｎが、前段の中継機又は基地局に接続する漏洩同軸ケーブルを伝送する信号に合成された同期信号と、自機に接続された光ファイバ伝送路を伝送して自機から後段の中継機に接続する漏洩同軸ケーブルに伝送される信号に合成された同期信号との位相差を検出し、位相差情報として前段の中継機又は基地局に送信する位相差検出部８００と、自機から漏洩同軸ケーブルを介して接続する後段の中継機から受信した位相差情報に基づいて、両信号の位相を調整する位相調整器９０１，９１０を備えたので、位相調整が自動化されることから、システム導入時の調整の煩雑化を防ぐことができる。また、光ファイバ伝送路やＬＣＸの線路長変更にも自動で対応することができ、保守運用の効率化を図ることができる。
【００９５】
さらに、従来のシステムでファイバの線路長を調整していたために主信号の伝送レートが１Ｍｂｐｓ程度±２０ｍ程度に調整する必要があり、１０Ｍｂｐｓ以上は困難と考えられていたことに対し、本システムでは、フィードバックによる自動調整によりｎｓオーダの調整が可能であり１０Ｍｂｐｓ超の高ビットレートの通信にも対応が可能である。
【００９６】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、位相差検出部８００にて位相差に比例した振幅を持つ周波数Ｆｒの位相差信号をアナログ信号として送信した。これに対して、この実施の形態２では、位相差検出部８００ａが位相差情報をＡ／Ｄ変換しキャリア周波数Ｆｒでデジタル変調（ＡＳＫ変調）した信号を送信する。
【００９７】
図１２は、この発明の実施の形態２による光中継システムの構成を示す図であり、図１と同一又はこれに相当する構成要素には同一符号を付している。実施の形態２による光中継システムでは、基地局１の基地ＲＦ部１００ａ、中継機の位相差検出部８００ａ及び中継ＲＦ部９００ａが、上記実施の形態１の対応する構成要素と動作が異なる。なお、上り信号及び下り信号の流れは、上記実施の形態１と同様である。
【００９８】
図１３は、図１２中の基地ＲＦ部の内部構成を示す図である。図１３に示すように、基地ＲＦ部１００ａは、上記実施の形態１の基地ＲＦ部１００と同様の構成を有するが、基地ＲＦ部１００における検波部１０８が復調部１５１に置き換わり、ローパスフィルタ１０９がＤ／Ａ変換部１５２に置き換わっている。
【００９９】
復調部１５１は、バンドパスフィルタ１０６を通過したキャリア周波数Ｆｒでデジタル変調された位相差信号を復調する。例えば、後述するように位相差信号がＡＳＫ変調されている場合は、包絡線検波によりＡＳＫ変調信号からデジタル信号（位相差信号）を復調する。Ｄ／Ａ変換部１５２では、復調部１５２により復調された位相差信号をデジタル信号からアナログ信号へＤ／Ａ変換する。
【０１００】
図１４は、図１２中の中継ＲＦ部の内部構成を示す図である。図１４に示すように、中継ＲＦ部９００ａは、上記実施の形態１の中継ＲＦ部９００と同様の構成を有するが、中継ＲＦ部９００における検波部９０８が復調部９５１に置き換わり、ローパスフィルタ９０９がＤ／Ａ変換部９５２に置き換わっている。
【０１０１】
復調部９５１は、バンドパスフィルタ９０６を通過したキャリア周波数Ｆｒでデジタル変調された位相差信号を復調する。例えば、位相差信号がＡＳＫ変調されている場合、復調部１５１と同様に包絡線検波により復調する。Ｄ／Ａ変換部９５２では、復調部９５２により復調された位相差信号をデジタル信号からアナログ信号へＤ／Ａ変換する。
【０１０２】
図１５は、図１２中の位相差検出部の内部構成を示す図である。図１５に示すように、位相差検出部８００ａは、上記実施の形態１の位相差検出部８００と同様の構成を有するが、ローパスフィルタ８０４の出力を受けるＡ／Ｄ変換部８５１が追加され、可変減衰器８０８が変調部８５２に置き換わっている。
【０１０３】
Ａ／Ｄ変換部８５１は、ローパスフィルタ８０４によりＤＣ信号に変換された位相差信号をＡ／Ｄ変換してデジタル信号とする。このデジタル信号は、シリアルに生成されることから、基地ＲＦ部１００ａのＤ／Ａ変換部１５２や中継ＲＦ部９００ａのＤ／Ａ変換部９５２で非同期で判別できるように調歩同期やフレーム同期等を行う。また、このデジタル信号のビットレートは、キャリア信号の周波数Ｆｒを数百ＭＨｚとした場合、その１／１００の１Ｍｂｐｓ以下にする。
【０１０４】
変調部８５２は、Ａ／Ｄ変換部８５１によりデジタル信号に変換された位相差信号を、キャリア周波数ＦｒでＡＳＫ変調する。なお、ＡＳＫ変調では、デジタル化された位相差信号が「１」のときにキャリア信号を送出し、「０」のときにキャリア信号を送出しない変調方式であるので、変調部８５２では、デジタル化された位相差信号の値に応じてキャリア信号の送出をオンオフして該位相差信号を送出する。
【０１０５】
上記実施の形態１のようにアナログ信号での制御の場合、位相調整精度は良いメリットがあるが、逆に外乱など雑音に弱いデメリットがある。そこで、この実施の形態２のように位相差信号をデジタル化することにより雑音耐力を強くすることが可能である。ただし、デジタル変換する際の分解能（Ａ／Ｄのビット数）によって位相差調整精度が決まるため、雑音耐力と位相差調整精度はトレードオフの関係となり、システムにより選択する必要がある。
【０１０６】
次に動作について説明する。
（１）基地ＲＦ部１００ａの動作
基地局１の基地ＲＦ部１００ａのフィルタ機能付き合成器１０４では、ＬＣＸ３−１を介して受信した信号から上り信号を分離し、上り信号を上り信号用ＡＭＰ１０３へ出力する。これにより、分配器１０５は、上り信号用ＡＭＰ１０３で所望の信号レベルに増幅された上り信号をバンドパスフィルタ１０６及びバンドリジェクションフィルタ１０７へそれぞれ分配する。
【０１０７】
バンドパスフィルタ１０６では、入力した上り信号より中継機２−１からの位相差信号（周波数Ｆｒのキャリア信号で変調されたデジタル信号）を抽出して復調部１５１に出力する。一方、バンドリジェクションフィルタ１０７は、入力した上り信号から上記位相差信号を除去して位相調整器１１０に出力する。
【０１０８】
復調部１５１では、バンドパスフィルタ１０６を通過した周波数Ｆｒのキャリア信号でＡＳＫ変調された位相差信号を包絡線検波等により復調してＤ／Ａ変換部１５２に出力する。Ｄ／Ａ変換部１５２は、復調部１５１により復調された位相差信号をデジタル信号からアナログ信号に変換して位相調整器１０１及び位相調整器１１０にそれぞれ出力する。位相調整器１１０は、Ｄ／Ａ変換部１５２でアナログ化された位相差信号に基づいて、バンドリジェクションフィルタ１０７を通過した上り信号の位相を調整する。
【０１０９】
（２）中継ＲＦ部９００ａの動作
中継機２−１〜２−ｎの中継ＲＦ部９００ａのフィルタ機能付き合成器９０４では、ＬＣＸ３−２〜３−ｎを介して受信した信号から上り信号を分離し、上り信号を上り信号用ＡＭＰ９０３へ出力する。これにより、分配器９０５は、上り信号用ＡＭＰ９０３で所望の信号レベルに増幅された上り信号をバンドパスフィルタ９０６及びバンドリジェクションフィルタ９０７へそれぞれ分配する。
【０１１０】
バンドパスフィルタ９０６は、入力した上り信号から位相差信号（周波数Ｆｒのキャリア信号で変調されたデジタル信号）を抽出して復調部９５１に出力する。一方、バンドリジェクションフィルタ９０７は、入力した上り信号から上記位相差信号を除去して位相調整器９１０に出力する。
【０１１１】
復調部９５１では、バンドパスフィルタ９０６を通過した周波数Ｆｒのキャリア信号でＡＳＫ変調された位相差信号を包絡線検波等により復調してＤ／Ａ変換部９５２に出力する。Ｄ／Ａ変換部９５２では、復調部９５１により復調された位相差信号をデジタル信号からアナログ信号に変換して位相調整器９０１及び位相調整器９１０にそれぞれ出力する。
【０１１２】
位相調整器９１０は、Ｄ／Ａ変換部９５２でアナログ化された位相差信号に基づいて、バンドリジェクションフィルタ９０７を通過した上り信号の位相を調整する。これにより調整される位相差は、ＬＣＸ渡り区間６−１〜６−ｎにおける伝搬遅延差、つまり、ＬＣＸ３−２〜３−ｎの伝搬遅延と光ファイバ伝送路４−１〜４−ｎ及び中継機２−１〜２−ｎの伝搬遅延との差分である。
【０１１３】
（３）位相差検出部８００ａの動作
中継機２−１〜２−ｎの位相差検出部８００ａのバンドパスフィルタ８０１は、上述のようにして中継ＲＦ部９００ａの分配器９１１により入力された信号から同期用変調信号（Ｆｐ＊Ｆｓ）を抽出して復調部８０２に出力する。復調部８０２では、バンドパスフィルタ８０１を通過した同期用変調信号に対してＡＳＫ復調若しくはＡＭ復調処理を施して同期信号（周波数Ｆｓ）を復調し、位相比較器（ＰＣ）８０３に出力する。
【０１１４】
また、バンドパスフィルタ８０５は、ＬＣＸ３−２〜３−ｎを介して方向性結合器（ＣＩＲ）８０９が受信した中継機２−１〜２−ｎの位相差信号から同期用変調信号（Ｆｐ＊Ｆｓ）を抽出し、復調部８１０に出力する。位相比較器（ＰＣ）８０３では、復調部８０２及び復調部８１０で復調された各同期信号（周波数Ｆｓ）の位相を比較し、これら信号の位相差信号を生成する。
【０１１５】
ローパスフィルタ８０４では、位相比較器８０３により生成された位相差信号を平滑化してＤＣ信号に変換する。Ａ／Ｄ変換部８５１は、ローパスフィルタ８０４によりＤＣ信号に変換された位相差信号をＡ／Ｄ変換し、変調部８５２に出力する。
【０１１６】
変調部８５２は、Ａ／Ｄ変換部８５１によりデジタル信号に変換された位相差信号を、キャリア周波数ＦｒでＡＳＫ変調する。方向性結合器（ＣＩＲ）８０９は、変調部８５２から出力された周波数Ｆｒのキャリア信号で変調された位相差信号を、ＬＣＸ３−２〜３−ｎを介して中継機２−２〜２−ｎに送信する。
【０１１７】
以上のように、この実施の形態２によれば、位相差検出部８００ａが位相差情報をデジタル変調して前段の中継機又は基地局１に送信し、基地局１及び中継機が、位相差情報をデジタル復調する復調部１５１，９５１を備えたので、上記実施の形態１と同様の効果が得られると共に、雑音耐力を強くすることが可能である。
【０１１８】
なお、特許文献１では、１つの中継機に繋がる２本のＬＣＸから信号を送出する構成であり、上記実施の形態１、２では、１つの中継機に繋がる２本のＬＣＸのうち１本を信号の受信用とし、もう１本を信号の送出用とする構成であるが、特許文献１のＬＣＸ構成であっても同様の方式が適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】この発明の実施の形態１による光中継システムの構成を示す図である。
【図２】実施の形態１による光中継システムで扱われる下り信号と上り信号の周波数帯域の配置例を示す図である。
【図３】実施の形態１による光中継システムにおける電気光変換を説明するための図である。
【図４】図１中の基地ＲＦ部の内部構成を示す図である。
【図５】図１中の信号送信（ＴＸ）部の内部構成を示す図である。
【図６】図１中の信号受信（ＲＸ）部の内部構成を示す図である。
【図７】図１中の基地Ｅ／Ｏ及び基地Ｏ／Ｅの内部構成を示す図である。
【図８】図１中の中継ＲＦ部の内部構成を示す図である。
【図９】図１中の中継Ｅ／Ｏ及び中継Ｏ／Ｅの内部構成を示す図である。
【図１０】図１中の位相差検出部の内部構成を示す図である。
【図１１】位相調整の流れを示すフローチャートである。
【図１２】この発明の実施の形態２による光中継システムの構成を示す図である。
【図１３】図１２中の基地ＲＦ部の内部構成を示す図である。
【図１４】図１２中の中継ＲＦ部の内部構成を示す図である。
【図１５】図１２中の位相差検出部の内部構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１  基地局、２−１〜２−ｎ  中継機、３−１〜３−ｎ  ＬＣＸ、４−１〜４−ｎ  光ファイバ伝送路、５  ＷＤＭフィルタ、６−１〜６−ｎ  ＬＣＸ渡り区間、７  移動局、８  無線信号、１００，１００ａ  基地ＲＦ部、１０１，１１０  位相調整器（基地局側位相調整部）、１０２，９０２  下り信号用ＡＭＰ、１０３，９０３  上り信号用ＡＭＰ、１０４，９０４  フィルタ機能付き合成器、１０５，２０３，９０５，９１１  分配器、１０６，９０６  バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、１０７，９０７  バンドリジェクションフィルタ（ＢＲＦ）、１０８  検波部、１０９，８０４，９０９  ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、１５１，８０２，８１０，９５１  復調部、１５２，９５２  Ｄ／Ａ変換部、２００  信号送信（ＴＸ）部（送信部）、２０１  ＲＦ送信機（ＴＸ）、２０２，３０２  合成器、２０４  同期信号発生部、２０５  発振器（Ｆｐ）、２０６  変調器、３００  信号受信（ＲＸ）部、３０１  ＲＦ受信機（ＲＸ）、４００−１〜４００−ｎ  基地Ｅ／Ｏ、４０１  ＡＭＰ、４０２  信号用レーザダイオード（ＬＤ）、５００−１〜５００−ｎ  基地Ｏ／Ｅ、５０１  信号用フォトダイオード（ＰＤ）、５０２  ＡＭＰ、６００−１〜６００−ｎ  中継Ｅ／Ｏ、６０１，８０７  ＡＭＰ、６０２  信号用レーザダイオード（ＬＤ）、７００−１〜７００−ｎ  中継Ｏ／Ｅ、７０１  信号用フォトダイオード（ＰＤ）、７０２  ＡＭＰ、８００，８００ａ  位相差検出部、８０１，８０５  バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、８０３  位相比較器（ＰＣ）、８０６  発振器（Ｆｒ）、８０８  可変減衰器（ＡＴＴ）、８０９  方向性結合器（ＣＩＲ）、８５１  Ａ／Ｄ変換部、８５２  変調部、９００，９００ａ  中継ＲＦ部、９０１，９１０  位相調整器（中継機側位相調整部）、９０８  検波部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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