(57)【要約】【課題】制御局とアンテナ局との間およびアンテナ局と移動局との間の通信を特定の通信方式に限定しないで信号の干渉を防止することができ、かつ細長い形状の無線エリアを形成できる無線基地局およびそのような無線基地局の位相差調整方法を提供する。【解決手段】アンテナ局２ａ〜２ｃは、子局が移動可能な線上のエリアに沿って配置される。各アンテナ局２ａ〜２ｃと制御局６との間が、それぞれ専用の光ファイバ７ａ〜７ｃで接続される。制御局６では、Ｅ／Ｏ変換部６３ａ〜６３ｃが、無線部１２で変調された無線信号を光信号に変換して、送信先のアンテナ局に接続される光ファイバ７ａ〜７ｂのいずれかに出力し、Ｏ／Ｅ変換部６４ａ〜６４ｃが、光ファイバ７ａ〜７ｃのいずれかと接続され、接続されている光ファイバを通じて受信した光信号を無線信号に変換する。【選択図】図９
2008118394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御局とＮ個のアンテナ局からなる無線基地局であって、
前記各アンテナ局と前記制御局との間が、それぞれ専用の光ファイバで接続され、
前記制御局は、
メッセージデータを無線信号に変調し、かつ無線信号をメッセージデータに復調する無線部と、
前記無線部で変調された無線信号を光信号に変換して、Ｎ本の前記光ファイバのうち送信先のアンテナ局に接続される光ファイバに出力する少なくとも１つの第１の変換部と、
各々が、Ｎ本の前記光ファイバのいずれかと接続され、接続されている光ファイバを通じて受信した光信号を無線信号に変換するＮ個の第２の変換部とを備え、
前記各アンテナ局は、
無線信号を子局に送信し、かつ子局から無線信号を受信するアンテナと、
前記アンテナから出力される無線信号を光信号に変換して、接続されている光ファイバに出力する第１の変換部と、
接続されている光ファイバを通じて受信した光信号を無線信号に変換して前記アンテナに出力する第２の変換部とを備え、
前記Ｎ個のアンテナ局は、前記子局が移動可能な線上のエリアに沿って配置される、
ただし、Ｎは２以上の自然数である、無線基地局。
【請求項２】
前記制御局は、
複数のアンテナ局からの光信号または前記光信号が前記第２の変換部で変換された無線信号を比較して、そのレベルが最大またはその信号対雑音比が最大である信号を送信しているアンテナ局を特定する監視部と、
複数の前記第２の変換部で変換された無線信号のうち、前記特定したアンテナ局からの無線信号を前記無線部に出力するスイッチを備える、請求項１記載の無線基地局。
【請求項３】
前記制御局は、
複数のアンテナ局からの光信号または前記光信号が前記第２の変換部で変換された無線信号について、それらのレベルまたはそれらの信号対雑音比を特定するとともに、前記複数の光信号の間または前記複数の無線信号の間の位相差を特定する監視部と、
前記特定した位相差に基づいて複数の前記第２の変換部で変換された無線信号の位相を調整し、前記特定したレベルまたは信号対雑音比に基づく重みを用いて、前記位相調整後の複数の無線信号を合成して前記無線部に出力する合成部を備える、請求項１記載の無線基地局。
【請求項４】
前記制御局は、
複数のアンテナ局からの光信号または前記光信号が前記第２の変換部で変換された無線信号について、それらのレベルまたはそれらの信号対雑音比を特定するとともに、前記複数の光信号の間または前記複数の無線信号の間の位相差を特定する監視部と、
前記特定した信号のレベルまたは信号対雑音比の最大値が所定値以上のときには、複数の前記第２の変換部で変換された無線信号のうち、前記最大値である信号を送信しているアンテナ局からの無線信号を前記無線部に出力し、
前記特定した信号のレベルまたは信号対雑音比の最大値が前記所定値未満のときには、前記特定した位相差に基づいて複数の前記第２の変換部で変換された無線信号の位相を調整し、前記特定したレベルまたは信号対雑音比に基づく重みを用いて、前記位相調整後の複数の無線信号を合成して前記無線部に出力する合成部を備える、請求項１記載の無線基地局。
【請求項５】
前記制御局は、
各々が、Ｎ本の前記光ファイバのいずれかと接続され、接続されている光ファイバを通じて受信した光信号を、それ固有の遅延量だけ遅延させて、対応する前記第２の変換部に出力するＮ個の遅延素子を備える、請求項２〜４のいずれか１項に記載の無線基地局。
【請求項６】
前記制御局は、さらに、
各々が、Ｎ個の前記第２の変換部のいずれかと接続され、接続される第２の変換部から出力される無線信号をそれ固有の遅延量だけ遅延させて、前記スイッチまたは前記合成部に出力するＮ個の遅延素子を備える、請求項２〜４のいずれか１項に記載の無線基地局。
【請求項７】
前記遅延素子の遅延量は可変であり、
前記制御局は、さらに、
複数のアンテナ局からのパイロット信号の到達時刻の差に基づいて、前記Ｎ個の遅延素子の遅延量を調整する遅延量調整部を備えた、請求項５または６に記載の無線基地局。
【請求項８】
制御局とＮ個のアンテナ局からなる無線基地局において、前記Ｎ個のアンテナ局から前記制御局へ送信される信号の位相差を調整する方法であって、
前記各アンテナ局と前記制御局との間が、それぞれ専用の光ファイバで接続され、
前記複数のアンテナ局は、前記子局が移動可能な線上のエリアに沿って配置され、ただし、Ｎは２以上の自然数であり、
前記制御局は、前記Ｎ個のアンテナ局の各々ごとに、そこから受信した信号を固有の遅延量だけ遅延させるための遅延素子を有し、
前記方法は、
前記複数のアンテナ局のうち２個以上のアンテナ局が、移動局または基準局から無線信号の形態のパイロット信号を受信するステップと、
前記２個以上のアンテナ局が、前記受信した無線信号の形態のパイロット信号を光信号に変換して前記光ファイバを通じて前記制御局へ送信するステップと、
前記制御局が、前記光ファイバを通じて受信した複数のアンテナ局からの光信号の形態のパイロット信号の到達時刻の差に基づいて、前記２個以上のアンテナ局から信号を受ける遅延素子の遅延量を設定するステップとを含む、無線基地局における位相差調整方法。
【請求項９】
制御局とＮ個のアンテナ局からなる無線基地局において、前記Ｎ個のアンテナ局から前記制御局へ送信される信号の位相差を調整する方法であって、
前記各アンテナ局と前記制御局との間が、それぞれ専用の光ファイバで接続され、
前記複数のアンテナ局は、前記子局が移動可能な線上のエリアに沿って配置され、ただし、Ｎは２以上の自然数であり、
前記制御局は、前記Ｎ個のアンテナ局の各々ごとに、そこから受信した信号を固有の遅延量だけ遅延させるための遅延素子を有し、
前記方法は、
前記制御局が、前記複数のアンテナ局のうち、１つのアンテナ局を選択し、光信号の形態のパイロット信号を前記光ファイバを通じて前記選択したアンテナ局に送信するステップと、
前記選択されたアンテナ局が、前記光ファイバを通じて受信した光信号の形態のパイロット信号を無線信号の形態に変換するステップと、
前記選択されたアンテナ局が、前記変換された無線信号の形態のパイロット信号を近傍のアンテナ局へ送信するステップと、
前記近傍の複数のアンテナ局が、前記無線信号の形態のパイロット信号を受信するステップと、
前記近傍の複数のアンテナ局が、前記受信した無線信号の形態のパイロット信号を光信号に変換して前記光ファイバを通じて前記制御局へ送信するステップと、
前記制御局が、前記光ファイバを通じて受信した前記近傍の複数のアンテナ局からの光信号の形態のパイロット信号の到達時刻の差に基づいて、前記近傍のアンテナ局から信号を受ける遅延素子の遅延量を設定するステップとを含む、無線基地局における位相差調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線基地局および無線基地局の位相差調整方法に関し、特に制御局とアンテナ局とが光ファイバで接続された無線基地局およびそのような無線基地局の位相差調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電車や高速道度などを移動しながら、交通情報などをインターネットから取得できれば便利である。そのためには、道路や鉄道などの細長い形状の無線エリアを構築することが必要となる。細長い形状の無線エリアを構築する方法として、図１９に示すように、アンテナを高出力化して、大きな無線エリアを構築して、細長い形状のエリアを包含させる方法が考えられる。しかしながら、この方法では、所望のエリア以外の周囲にも無駄な無線エリアが広がるという問題がある。
【０００３】
また、別の方法として、図２０に示すように、アンテナに強い指向性を持たせることで細長い形状に合わせた無線エリアを構築する方法が考えられる。しかしながら、指向性を有するアンテナは、無指向性のアンテナに比べて、高価で、かつエレメントが増加、複雑化するという問題がある。
【０００４】
これに対して、たとえば、特許文献１には、制御局と、道路に沿って配置されたアンテナ局とが光ファイバで接続された路車間通信システムが開示されている。この路車間通信システムでは、複数のアンテナ局は、移動端末が移動すると想定される経路に沿って配置される。複数のアンテナ局のそれぞれは、移動端末が移動すると想定される向きに対向するようにアンテナを有する。複数のアンテナ局は、それぞれ、制御局から送信される光信号を電気信号に変換してアンテナを介して無線送信する。複数のアンテナ局は、移動端末から送信される無線信号をアンテナを介して受信して光信号に変換して制御局に光送信する光ファイバ無線伝送技術により、制御局と移動端末との間の通信を中継する。制御局と、複数のアンテナ局のそれぞれとの間の光通信の光キャリア波長は、互いに異なり、複数のアンテナ局は、制御局と、光波長分割多重技術により当該光信号の光通信を行って中継を行なう。制御局と、移動端末との間は符号分割多重無線伝送方式によって複数のアンテナ局に中継されて通信を行なう。制御局と移動端末との間の、複数のアンテナ局に中継される通信であって、制御局と移動端末との一方から他方への通信において、各アンテナ局ごとに、互いに異なる拡散符号群を割り当てる。当該一方は、他方に伝送すべきデータ信号を直並列変換して複数の信号とし、当該複数の信号のそれぞれに当該アンテナ局に割り当てられた拡散符号群に含まれる互いに異なる拡散符号を乗積し、その結果の複数の信号を加算した送信信号を当該アンテナ局を介して送信する。当該他方は、その一方から送信された信号を当該アンテナ局を介して受信信号として受信し、当該互いに異なる拡散符号と受信信号との相関を求めて当該拡散符号に対応する信号の位相変動を補償し、その結果の複数の信号を並直列変換して伝送すべきデータ信号を得る。
【特許文献１】特許第３４０７２５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の路車間システムでは、信号の干渉を防止するために、制御局とアンテナ局との間の通信が光波長分割多重方式に限定され、アンテナ局と移動局との通信が符号分割多重伝送方式に限定されるため、柔軟性のある無線システムを構築することができない。また、このような通信方式に限定されるため、たとえば無線ＬＡＮ(Local Area Network)を構築することは困難である。
【０００６】
それゆえに、本発明の目的は、制御局とアンテナ局との間およびアンテナ局と移動局との間の通信を特定の通信方式に限定しないで信号の干渉を防止することができ、かつ細長い形状の無線エリアを形成できる無線基地局およびそのような無線基地局の位相差調整方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、制御局とＮ個のアンテナ局からなる無線基地局であって、各アンテナ局と制御局との間が、それぞれ専用の光ファイバで接続され、制御局は、メッセージデータを無線信号に変調し、かつ無線信号をメッセージデータに復調する無線部と、無線部で変調された無線信号を光信号に変換して、Ｎ本の光ファイバのうち送信先のアンテナ局に接続される光ファイバに出力する少なくとも１つの第１の変換部と、各々が、Ｎ本の光ファイバのいずれかと接続され、接続されている光ファイバを通じて受信した光信号を無線信号に変換するＮ個の第２の変換部とを備え、各アンテナ局は、無線信号を子局に送信し、かつ子局から無線信号を受信するアンテナと、アンテナから出力される無線信号を光信号に変換して、接続されている光ファイバに出力する第１の変換部と、接続されている光ファイバを通じて受信した光信号を無線信号に変換してアンテナに出力する第２の変換部とを備え、Ｎ個のアンテナ局は、子局が移動可能な線上のエリアに沿って配置される、ただし、Ｎは２以上の自然数である。
【０００８】
好ましくは、制御局は、複数のアンテナ局からの光信号または光信号が第２の変換部で変換された無線信号を比較して、そのレベルが最大またはその信号対雑音比が最大である信号を送信しているアンテナ局を特定する監視部と、複数の第２の変換部で変換された無線信号のうち、特定したアンテナ局からの無線信号を無線部に出力するスイッチを備える。
【０００９】
好ましくは、制御局は、複数のアンテナ局からの光信号または光信号が第２の変換部で変換された無線信号について、それらのレベルまたはそれらの信号対雑音比を特定するとともに、複数の光信号の間または複数の無線信号の間の位相差を特定する監視部と、特定した位相差に基づいて複数の第２の変換部で変換された無線信号の位相を調整し、特定したレベルまたは信号対雑音比に基づく重みを用いて、位相調整後の複数の無線信号を合成して無線部に出力する合成部を備える。
【００１０】
好ましくは、制御局は、複数のアンテナ局からの光信号または光信号が第２の変換部で変換された無線信号について、それらのレベルまたはそれらの信号対雑音比を特定するとともに、複数の光信号の間または複数の無線信号の間の位相差を特定する監視部と、特定した信号のレベルまたは信号対雑音比の最大値が所定値以上のときには、複数の第２の変換部で変換された無線信号のうち、最大値である信号を送信しているアンテナ局からの無線信号を無線部に出力し、特定した信号のレベルまたは信号対雑音比の最大値が所定値未満のときには、特定した位相差に基づいて複数の第２の変換部で変換された無線信号の位相を調整し、特定したレベルまたは信号対雑音比に基づく重みを用いて、位相調整後の複数の無線信号を合成して無線部に出力する合成部を備える。
【００１１】
好ましくは、制御局は、各々が、Ｎ本の光ファイバのいずれかと接続され、接続されている光ファイバを通じて受信した光信号を、それ固有の遅延量だけ遅延させて、対応する第２の変換部に出力するＮ個の遅延素子を備える。
【００１２】
好ましくは、制御局は、さらに、各々が、Ｎ個の第２の変換部のいずれかと接続され、接続される第２の変換部から出力される無線信号をそれ固有の遅延量だけ遅延させて、スイッチまたは合成部に出力するＮ個の遅延素子を備える。
【００１３】
好ましくは、遅延素子の遅延量は可変であり、制御局は、さらに、複数のアンテナ局からのパイロット信号の到達時刻の差に基づいて、Ｎ個の遅延素子の遅延量を調整する遅延量調整部を備える。
【００１４】
また、本発明は、制御局とＮ個のアンテナ局からなる無線基地局において、Ｎ個のアンテナ局から制御局へ送信される信号の位相差を調整する方法であって、各アンテナ局と制御局との間が、それぞれ専用の光ファイバで接続され、複数のアンテナ局は、子局が移動可能な線上のエリアに沿って配置され、ただし、Ｎは２以上の自然数であり、制御局は、Ｎ個のアンテナ局の各々ごとに、そこから受信した信号を固有の遅延量だけ遅延させるための遅延素子を有し、方法は、複数のアンテナ局のうち２個以上のアンテナ局が、移動局または基準局から無線信号の形態のパイロット信号を受信するステップと、２個以上のアンテナ局が、受信した無線信号の形態のパイロット信号を光信号に変換して光ファイバを通じて制御局へ送信するステップと、制御局が、光ファイバを通じて受信した複数のアンテナ局からの光信号の形態のパイロット信号の到達時刻の差に基づいて、２個以上のアンテナ局から信号を受ける遅延素子の遅延量を設定するステップとを含む。
【００１５】
また、本発明は、制御局とＮ個のアンテナ局からなる無線基地局において、Ｎ個のアンテナ局から制御局へ送信される信号の位相差を調整する方法であって、各アンテナ局と制御局との間が、それぞれ専用の光ファイバで接続され、複数のアンテナ局は、子局が移動可能な線上のエリアに沿って配置され、ただし、Ｎは２以上の自然数であり、制御局は、Ｎ個のアンテナ局の各々ごとに、そこから受信した信号を固有の遅延量だけ遅延させるための遅延素子を有し、方法は、制御局が、複数のアンテナ局のうち、１つのアンテナ局を選択し、光信号の形態のパイロット信号を光ファイバを通じて選択したアンテナ局に送信するステップと、選択されたアンテナ局が、光ファイバを通じて受信した光信号の形態のパイロット信号を無線信号の形態に変換するステップと、選択されたアンテナ局が、変換された無線信号の形態のパイロット信号を近傍のアンテナ局へ送信するステップと、近傍の複数のアンテナ局が、無線信号の形態のパイロット信号を受信するステップと、近傍の複数のアンテナ局が、受信した無線信号の形態のパイロット信号を光信号に変換して光ファイバを通じて制御局へ送信するステップと、制御局が、光ファイバを通じて受信した近傍の複数のアンテナ局からの光信号の形態のパイロット信号の到達時刻の差に基づいて、近傍のアンテナ局から信号を受ける遅延素子の遅延量を設定するステップとを含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、制御局とアンテナ局との間およびアンテナ局と移動局との間の通信を特定の通信方式に限定しないで信号の干渉を防止することができ、かつ細長い形状の無線エリアを形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
第１の実施形態は、細長い線上のエリア内で無線通信を適切に行なうことができる無線通信システムに関する。
【００１８】
（構成）
図１は、第１の実施形態の無線通信システムを構成する装置の配置および接続を表わす図である。
【００１９】
図１を参照して、本発明の実施形態の無線通信システムは、光電波融合(Radio on Fiber)技術を用いて通信を行なう。
【００２０】
無線基地局は、制御局１と、複数個のアンテナ局２ａ〜２ｅからなる。ここでは、アンテナ局の数を５台として説明する。
【００２１】
アンテナ局２ａ〜２ｅは、線路、高速道路、または主要幹線道路などの細長い線上のエリアに沿って配置される。
【００２２】
制御局１とアンテナ局２ａ〜２ｅとの間は、光ファイバ４で接続されている。光ファイバ４の幹線部と支線部との間に、光分岐／結合器３ａ〜３ｄが設置されている。
【００２３】
光分岐／結合器３ａ〜３ｄは、制御局１から出力された光信号を分岐して、光ファイバ４の支線部を通じて各アンテナ局２ａ〜２ｅへ出力する。また、光分岐／結合器３ａ〜３ｄは、各アンテナ局２ａ〜２ｅから光ファイバ４の支線部に出力された光信号を１つに合成して、光ファイバ４の幹線部に出力する。
【００２４】
制御局１とアンテナ局２ａ〜２ｅとの間は、光ファイバ４を通じて光通信を行ない、アンテナ局２ａ〜２ｅと子局５との間は、アンテナによって無線通信を行なう。
【００２５】
図２は、第１の実施形態の制御局１の構成を表わす図である。
図２を参照して、制御局１は、メッセージ処理部１３、無線部１２、Ｅ／Ｏ変換部１０、およびＯ／Ｅ変換部１１を備える。
【００２６】
メッセージ処理部１３は、アンテナ局２ａ〜２ｅを通じて子局５へ送信するためのデジタルデータの形態の通信メッセージを作成する。また、メッセージ処理部１３は、アンテナ局２ａ〜２ｅを通じて子局５から受信したデジタルデータの形態の通信メッセージに基づいて、処理を行なう。
【００２７】
無線部１２は、メッセージ処理部１３で作成されたデジタルデータの形態の通信メッセージを無線周波数帯の信号に変調する。また、無線部１２は、Ｏ／Ｅ変換部１１から出力される無線周波数帯の通信メッセージをデジタルデータの形態に復調する。
【００２８】
Ｅ／Ｏ変換部１０は、無線部１２で変調された無線周波数帯の通信メッセージを光信号に変換して、光ファイバ４に出力する。
【００２９】
Ｏ／Ｅ変換部１１は、アンテナ局２ａ〜２ｅから光ファイバ４を通じて送られてきた光信号を電気信号に変換して無線部１２に出力する。
【００３０】
図３は、本発明の実施形態のアンテナ局２ａの構成を表わす図である。他のアンテナ局２ｂ〜２ｅの構成も、これと同様である。
【００３１】
図３を参照して、アンテナ局２ａは、Ｏ／Ｅ変換部２１、Ｅ／Ｏ変換部２０、およびアンテナ２２を備える。
【００３２】
Ｅ／Ｏ変換部２０は、アンテナ２２で受信した無線周波数帯の通信メッセージを光信号に変換して、光ファイバ４に出力する。
【００３３】
Ｏ／Ｅ変換部２１は、制御局１から光ファイバ４を通じて送られてきた光信号を電気信号に変換してアンテナ２２に出力する。
【００３４】
アンテナ２２は、Ｏ／Ｅ変換部２１から出力される無線周波数帯の通信メッセージを子局５へ送信する。また、アンテナ２２は、子局５から無線周波数帯の通信メッセージを受信してＥ／Ｏ変換部２０へ出力する。
【００３５】
図４は、本発明の実施形態の子局５の構成を表わす図である。
図４を参照して、子局５は、アンテナ５２、無線部５０、およびメッセージ処理部５１を備える。
【００３６】
メッセージ処理部５１は、アンテナ局２ａ〜２ｅを通じて制御局１へ送信するためのデジタルデータの形態の通信メッセージを作成する。また、メッセージ処理部５１は、アンテナ局２ａ〜２ｅを通じて制御局１から受信したデジタルデータの形態の通信メッセージに基づいて、処理を行なう。
【００３７】
無線部５０は、メッセージ処理部５１で作成されたデジタルデータの形態の通信メッセージを無線周波数帯の信号に変調する。また、無線部５０は、アンテナ５２から送られる無線周波数帯の通信メッセージをデジタルデータの形態に復調する。
【００３８】
アンテナ５２は、無線部５０で変調された無線周波数帯の通信メッセージをアンテナ局２ａ〜２ｅへ送信する。また、アンテナ５２は、アンテナ局２ａ〜２ｅから無線周波数帯の通信メッセージを受信してメッセージ処理部５１へ出力する。
【００３９】
（上り送信時の動作）
図５は、第１の実施形態の上り送信時の動作手順を表わすフローチャートである。ここでは、子局５からの無線信号は、３台のアンテナ局２ａ，２ｂ，２ｃで受信されるものとする。
【００４０】
図５を参照して、まず、子局５では、メッセージ処理部５１が、デジタルデータの形態の通信メッセージを作成する（ステップＳ１０１）。
【００４１】
子局５では、無線部５０が、デジタルデータの形態の通信メッセージを無線周波数帯の無線信号に変調する（ステップＳ１０２）。
【００４２】
次に、子局５では、アンテナ５２が、この無線信号を送信する（ステップＳ１０３）。
次に、アンテナ局２ａ，２ｂ，２ｃでは、アンテナ２２が、この無線信号を受信する（ステップＳ１０４）。
【００４３】
次に、アンテナ局２ａ，２ｂ，２ｃでは、Ｅ／Ｏ変換部２０が、アンテナ２２で受信した無線信号を光信号に変換して光ファイバ４を通じて制御局１へ送信する（ステップＳ１０５）。
【００４４】
次に、制御局１では、Ｏ／Ｅ変換部１１が、アンテナ局２ａ，２ｂ，２ｃから光ファイバ４を通じて光信号を受信し、電気信号（無線信号）に変換する（ステップＳ１０６）。
【００４５】
次に、制御局１では、無線部１２が、この無線信号をデジタルデータの形式に復調する（ステップＳ１０７）。
【００４６】
次に、制御局１では、メッセージ処理部１３が、デジタルデータの形態の通信メッセージに基づいて処理を行なう(ステップＳ１０８)。
【００４７】
（下り送信時の動作）
図６は、第１の実施形態の下り送信時の動作手順を表わすフローチャートである。
【００４８】
図６を参照して、まず、制御局１では、メッセージ処理部１３が、デジタルデータの形態の通信メッセージを作成する（ステップＳ２０１）。
【００４９】
次に、制御局１では、無線部１２が、デジタルデータの形態の通信メッセージを無線周波数帯の無線信号に変調する（ステップＳ２０２）。
【００５０】
次に、制御局１では、Ｅ／Ｏ変換部１０が、この無線信号を光信号に変換して光ファイバ４を通じてアンテナ局２ａ〜２ｅへ送信する（ステップＳ２０３）。
【００５１】
次に、アンテナ局２ａ〜２ｅでは、Ｏ／Ｅ変換部２１が、光ファイバ４を通じて光信号を受信し、電気信号（無線信号）に変換する（ステップＳ２０４）。
【００５２】
次に、アンテナ局２ａ〜２ｅでは、アンテナ２２が、この無線信号を送信する（ステップＳ２０５）。
【００５３】
次に、子局５では、アンテナ５２が、この無線信号を受信する（ステップＳ２０６）。
次に、子局５では、無線部５０が、この無線信号をデジタルデータの形式に復調する（ステップＳ２０７）。
【００５４】
次に、子局５では、メッセージ処理部５１が、デジタルデータの形態の通信メッセージに基づいて処理を行なう(ステップＳ２０８)。
【００５５】
以上のように、第１の実施形態の無線通信システムによれば、アンテナ局が、線路、高速道路、または主要幹線道路などの細長い線上のエリアに沿って配置されるので、指向性を有するアンテナを使用しなくても、細長い線上の無線エリアを形成できる。
【００５６】
［第２の実施形態］
第２の実施形態は、マルチゾーンの問題を解決することのできる無線通信システムに関する。
【００５７】
（問題点）
図７は、第１の実施形態におけるマルチゾーンの問題点を説明するための図である。
【００５８】
図７を参照して、子局５ａからの無線信号は、３個のアンテナ局２ａ，２ｂ，２ｃで受信される。３個のアンテナ局２ａ，２ｂ、２ｃは、それぞれ受信した無線信号を光信号に変換して光ファイバ４を通じて制御局１へ送信するが、３個の光信号が干渉することによって、ゴーストが発生する。また、制御局１からの光信号は、５個のアンテナ局２ａ〜２ｅで受信され、２個のアンテナ局２ｄ，２ｅからの無線信号が子局５ｂで受信され、これらの無線信号（電波）が干渉しあう。
【００５９】
（構成）
図８は、第２の実施形態の無線通信システムを構成する装置の配置および接続を表わす図である。
【００６０】
図８では、アンテナ局の数を３個の場合を例にして表わしたものである。
図８を参照して、この無線通信システムでは、第１の実施形態のような光分岐／結合器３ａ〜３ｄを備えず、各アンテナ局２ａ，２ｂ，２ｃと制御局６との間がそれぞれ専用の光ファイバ７ａ，７ｂ，７ｃで接続される。具体的には、制御局６とアンテナ局２ａとの間が光ファイバ７ａで接続され、制御局６とアンテナ局２ｂとの間が光ファイバ７ｂで接続され、制御局６とアンテナ局２ｃとの間が光ファイバ７ｃで接続される。
【００６１】
図９は、第２の実施形態の制御局６の構成を表わす図である。
図９を参照して、制御局６は、メッセージ処理部１３、無線部１２、モニタ部６２およびスイッチ６１を備える。
【００６２】
また、制御局６は、アンテナ局ごとに、Ｅ／Ｏ変換部６３ａ，６３ｂ，６３ｃおよびＯ／Ｅ変換部６４ａ，６４ｂ，６４ｃを備える。
【００６３】
メッセージ処理部１３は、アンテナ局２ａ〜２ｅを通じて子局５へ送信するためのデジタルデータの形態の通信メッセージを作成する。また、メッセージ処理部１３は、アンテナ局２ａ〜２ｅを通じて子局５から受信したデジタルデータの形態の通信メッセージに基づいて、処理を行なう。
【００６４】
無線部１２は、メッセージ処理部１３で作成されたデジタルデータの形態の通信メッセージを無線周波数帯の信号に変調して、送信先のアンテナ局２ａ〜２ｃに対応するＥ／Ｏ変換部６３ａ，６３ｂ，６３ｃに出力する。また、無線部１２は、スイッチ６１から出力される無線周波数帯の通信メッセージをデジタルデータの形態に復調する。
【００６５】
Ｅ／Ｏ変換部６３ａおよびＯ／Ｅ変換部６４ａは、アンテナ局２ａに対応する。Ｅ／Ｏ変換部６３ｂおよびＯ／Ｅ変換部６４ｂは、アンテナ局２ｂに対応する。Ｅ／Ｏ変換部６３ｃおよびＯ／Ｅ変換部６４ｃは、アンテナ局２ｃに対応する。
【００６６】
Ｅ／Ｏ変換部６３ａは、無線部１２で変調された無線周波数帯の通信メッセージを光信号に変換して、光ファイバ７ａを通じてアンテナ局２ａへ送信する。Ｅ／Ｏ変換部６３ｂは、無線部１２で変調された無線周波数帯の通信メッセージを光信号に変換して、光ファイバ７ｂを通じてアンテナ局２ｂへ送信する。Ｅ／Ｏ変換部６３ｃは、無線部１２で変調された無線周波数帯の通信メッセージを光信号に変換して、光ファイバ７ｃを通じてアンテナ局２ｃへ送信する。
【００６７】
Ｏ／Ｅ変換部６４ａは、アンテナ局２ａから光ファイバ７ａを通じて送られてきた光信号を電気信号に変換してスイッチ６１に出力する。Ｏ／Ｅ変換部６４ｂは、アンテナ局２ｂから光ファイバ７ｂを通じて送られてきた光信号を電気信号に変換してスイッチ６１に出力する。Ｏ／Ｅ変換部６４ｃは、アンテナ局２ｃから光ファイバ７ｃを通じて送られてきた光信号を電気信号に変換してスイッチ６１に出力する。
【００６８】
モニタ部６２は、３個のアンテナ局２ａ，２ｂ，２ｃからの光信号のレベルを比較して、レベルが最大の光信号を送信しているアンテナ局を特定する。
【００６９】
スイッチ６１は、３個のＯ／Ｅ変換部６４ａ，６４ｂ，６４ｃから送られる複数の無線信号のうち、モニタ部６２で特定されたアンテナ局からの無線信号のみを無線部１２に出力する。
【００７０】
（上り送信時の動作）
図１０は、第２の実施形態の上り送信時の動作手順を表わすフローチャートである。
【００７１】
図１０を参照して、まず。子局５では、メッセージ処理部５１が、デジタルデータの形態の通信メッセージを作成する（ステップＳ１０１）。
【００７２】
次に、子局５では、無線部５０が、デジタルデータの形態の通信メッセージを無線周波数帯の無線信号に変調する（ステップＳ１０２）。
【００７３】
次に、子局５では、アンテナ５２が、無線信号を送信する（ステップＳ１０３）。
次に、アンテナ局２ａ、２ｂ、２ｃでは、アンテナ２２が、この無線信号を受信する（ステップＳ１０４）。
【００７４】
次に、アンテナ局２ａ、２ｂ、２ｃでは、Ｅ／Ｏ変換部２０が、アンテナ２２で受信した無線信号を光信号に変換して光ファイバ７ａ，７ｂ，７ｃを通じて制御局６へ送信する（ステップＳ１０５）。
【００７５】
次に、制御局６では、モニタ部６２が、３個のアンテナ局２ａ，２ｂ，２ｃから光ファイバ７ａ，７ｂ，７ｃを通じて送られてきた光信号ｘ、ｙ、ｚのレベルを比較して、レベルが最大の信号を送信しているアンテナ局を特定する（ステップＳ３０６）。
【００７６】
次に、制御局６では、Ｏ／Ｅ変換部６４ａ，６４ｂ，６４ｃが、３個のアンテナ局２ａ，２ｂ，２ｃから光ファイバ７ａ，７ｂ，７ｃを通じて送られてくる光信号ｘ、ｙ、ｚを電気信号（無線信号）Ｘ、Ｙ、Ｚに変換して、スイッチ６１に出力する（ステップＳ３０７）。
【００７７】
次に、制御局６では、スイッチ６１が、電気信号（無線信号）Ｘ、Ｙ、Ｚのうち、モニタ部６２が特定したアンテナ局からの無線信号を無線部１２に出力する（ステップＳ３０８）。
【００７８】
次に、制御局６では、無線部１２が、スイッチ６１から出力される無線信号をデジタルデータの形式に復調する（ステップ３０９）。
【００７９】
次に、制御局６では、メッセージ処理部１３が、デジタルデータの形態の通信メッセージに基づいて処理を行なう(ステップＳ３１０)。
【００８０】
（下り送信時の動作）
第２の実施形態の下り送信時の動作手順は、第１の実施形態と基本的に同様であるので、説明は繰返さない。ただし、制御局６では、無線部１２から、３個のＥ／Ｏ変換部６３ａ，６３ｂ，６３ｃのうち、送信先のアンテナ局に接続される光ファイバと接続されるＥ／Ｏ変換部に無線信号を出力する。
【００８１】
以上のように、第２の実施形態の無線通信システムによれば、制御局とアンテナ局とが専用の光ファイバで接続されるので、信号の干渉を防止することができる。また、制御局は、複数のアンテナ局からの信号のうち、レベルが最大である信号を選択して復調するので、誤りの少ないメッセージデータを得ることができる。
【００８２】
［第３の実施形態］
第３の実施形態は、第２の実施形態と同様に、マルチゾーンの問題を解決することのできる無線通信システムに関する。
【００８３】
（構成）
第３の実施形態の無線通信システムでは、第２の実施形態と同様に、各アンテナ局２ａ，２ｂ，２ｃと制御局９との間がそれぞれ専用の光ファイバ７ａ，７ｂ，７ｃで接続される。具体的には、制御局９とアンテナ局２ａとの間が光ファイバ７ａで接続され、制御局９とアンテナ局２ｂとの間が光ファイバ７ｂで接続され、制御局９とアンテナ局２ｃとの間が光ファイバ７ｃで接続される。
【００８４】
図１１は、第３の実施形態の制御局９の構成を表わす図である。
図１１を参照して、制御局９は、メッセージ処理部１３、無線部１２、モニタ部７２および合成部７１を備える。
【００８５】
また、制御局９は、アンテナ局ごとに、Ｅ／Ｏ変換部６３ａ，６３ｂ，６３ｃおよびＯ／Ｅ変換部６４ａ，６４ｂ，６４ｃを備える。
【００８６】
メッセージ処理部１３は、アンテナ局２ａ，２ｂ，２ｃを通じて子局５へ送信するためのデジタルデータの形態の通信メッセージを作成する。また、メッセージ処理部１３は、アンテナ局２ａ，２ｂ，２ｃを通じて子局５から受信したデジタルデータの形態の通信メッセージに基づいて、処理を行なう。
【００８７】
無線部１２は、メッセージ処理部１３で作成されたデジタルデータの形態の通信メッセージを無線周波数帯の信号に変調して、送信先のアンテナ局に対応するＥ／Ｏ変換部に出力する。また、無線部１２は、合成部７１から出力される無線周波数帯の通信メッセージをデジタルデータの形態に復調する。
【００８８】
Ｅ／Ｏ変換部６３ａおよびＯ／Ｅ変換部６４ａは、アンテナ局２ａに対応する。Ｅ／Ｏ変換部６３ｂおよびＯ／Ｅ変換部６４ｂは、アンテナ局２ｂに対応する。Ｅ／Ｏ変換部６３ｃおよびＯ／Ｅ変換部６４ｃは、アンテナ局２ｃに対応する。
【００８９】
Ｅ／Ｏ変換部６３ａは、無線部１２で変調された無線周波数帯の通信メッセージを光信号に変換して、光ファイバ７ａを通じてアンテナ局２ａへ送信する。Ｅ／Ｏ変換部６３ｂは、無線部１２で変調された無線周波数帯の通信メッセージを光信号に変換して、光ファイバ７ｂを通じてアンテナ局２ｂへ送信する。Ｅ／Ｏ変換部６３ｃは、無線部１２で変調された無線周波数帯の通信メッセージを光信号に変換して、光ファイバ７ｃを通じてアンテナ局２ｃへ送信する。
【００９０】
Ｏ／Ｅ変換部６４ａは、アンテナ局２ａから光ファイバ７ａを通じて送られてきた光信号を電気信号に変換して合成部７１に出力する。Ｏ／Ｅ変換部６４ｂは、アンテナ局２ｂから光ファイバ７ｂを通じて送られてきた光信号を電気信号に変換して合成部７１に出力する。Ｏ／Ｅ変換部６４ｃは、アンテナ局２ｃから光ファイバ７ｃを通じて送られてきた光信号を電気信号に変換して合成部７１に出力する。
【００９１】
モニタ部７２は、３個のアンテナ局からの光信号のレベルを特定する。また、モニタ部７２は、光ファイバの長さが相違するために生じる３個の光信号の間の位相差を特定する。
【００９２】
合成部７１は、特定した光信号の位相差に基づいて、３個のＯ／Ｅ変換部６４ａ，６４ｂ，６４ｃから送られる３個の無線信号の間の位相が合うように調節する。さらに、合成部７１は、特定した光信号のレベルに基づく重みを用いて、位相調整後の３個の無線信号を合成して無線部１２に出力する。具体的には、光信号ｘ、ｙ、ｘのレベルが、ａ、ｂ、ｃで、位相調整後の３個の無線信号をＸ、Ｙ、Ｚとしたときに、合成部７２は、信号Ｌ（＝（ａ×Ｘ＋ｂ×Ｙ＋ｃ×Ｚ）／（ａ＋ｂ＋ｃ））を出力する。
【００９３】
以上のように、第３の実施形態の無線通信システムによれば、第２の実施形態と同様に、制御局とアンテナ局とが専用の光ファイバで接続されるので、信号の干渉を防止することができる。また、制御局は、複数のアンテナ局からの信号の位相を調整した上で合成するので、アンテナ局からの信号に位相差がある場合や、各アンテナ局からの信号のレベルが小さい場合でも、誤りの少ないメッセージデータを得ることができる。
【００９４】
［第３の実施形態の変形例］
本変形例は、第３の実施形態による合成部の変形例に関する。
【００９５】
すなわち、本変形例では、合成部７１は、特定した信号のレベルの最大値が所定値以上のときには、第２の実施形態と同様に、３個のＯ／Ｅ変換部６４ａ，６４ｂ，６４ｃから送られる複数の無線信号のうち、レベルが最大値である信号を送信しているアンテナ局からの無線信号のみを無線部１２に出力する。また、合成部７１は、特定した信号のレベルの最大値が所定値未満のときには、第３の実施形態と同様に、特定した光信号の位相差に基づいて、３個のＯ／Ｅ変換部６４ａ，６４ｂ，６４ｃから送られる３個の無線信号の間の位相が合うように調節し、特定した光信号のレベルに基づく重みを用いて、位相調整後の３個の無線信号を合成して無線部１２に出力する。
【００９６】
［第４の実施形態］
第４の実施形態は、ダイバーシテイ方式の問題を解決することのできる無線通信システムに関する。
【００９７】
（問題点）
図１２は、第２および第３の実施形態におけるダイバーシティ方式の問題点を説明するための図である。
【００９８】
図１２を参照して、子局５からの無線信号は、３個のアンテナ局２ａ，２ｂ，２ｃで受信される。３台のアンテナ局２ａ，２ｂ、２ｃは、それぞれ受信した無線信号を光信号に変換して光ファイバ７ａ、７ｂ、７ｃを通じて制御局６（または９）へ送信する。光ファイバ７ａ、７ｂ、７ｃの長さが著しく相違するときには、制御局６（または９）に各光信号が到達する時刻が大きく相違する。そのため、モニタ部で簡単に信号間の位相差を検出し、位相調整を行なうことが難しくなる。第３の実施形態のように信号間の位相を調整しようとする場合、時間的に非常に広い範囲の信号について、最適な位相点を探索する必要が生じ、複雑な回路が必要となる。
【００９９】
（構成）
第４の実施形態の無線通信システムでは、第２および第３の実施形態と同様に、各アンテナ局２ａ，２ｂ，２ｃと制御局８との間がそれぞれ専用の光ファイバ７ａ，７ｂ，７ｃで接続される。具体的には、制御局８とアンテナ局２ａとの間が光ファイバ７ａで接続され、制御局８とアンテナ局２ｂとの間が光ファイバ７ｂで接続され、制御局８とアンテナ局２ｃとの間が光ファイバ７ｃで接続される。
【０１００】
図１３は、第４の実施形態の制御局８の構成を表わす図である。
図１３を参照して、制御局８は、第２の実施形態と同様に、メッセージ処理部１３、無線部１２、Ｅ／Ｏ変換部６３ａ，６３ｂ，６３ｃ、Ｏ／Ｅ変換部６４ａ，６４ｂ，６４ｃ、モニタ部６２およびスイッチ６１を備える。これらについては、説明を繰返さない。
【０１０１】
制御局８は、さらに、遅延量調整部８２と、アンテナ局ごとの遅延素子８１ａ，８１ｂ，８１ｃを備える。
【０１０２】
遅延素子８１ａは、光ファイバ７ａに接続される。遅延素子８１ｂは、光ファイバ７ｂに接続される。遅延素子８１ｃは、光ファイバ７ｃに接続される。
【０１０３】
遅延素子８１ａは、アンテナ局２ａから光ファイバ７ａを通じて送られてきた光信号を固有の遅延量ｄ１だけ遅延させて、Ｏ／Ｅ変換部６４ａおよびモニタ部６２に出力する。遅延素子８１ｂは、光ファイバ７ｂを通じて送られてきたアンテナ局２ｂからの光信号を固有の遅延量ｄ２だけ遅延させて、Ｏ／Ｅ変換部６４ｂおよびモニタ部６２に出力する。遅延素子８１ｃは、光ファイバ７ｃを通じて送られてきたアンテナ局２ｃからの光信号を固有の遅延量ｄ３だけ遅延させて、Ｏ／Ｅ変換部６４ｃおよびモニタ部６２に出力する。
【０１０４】
遅延量調整部８２は、複数のアンテナ局からのパイロット信号の到達時刻の差に基づいて、複数のアンテナ局から制御局までの光信号の伝送時間が等しくなるように、遅延素子８１ａ，８１ｂ，８１ｃの遅延量ｄ１，ｄ２，ｄ３を調整する。
【０１０５】
（上り送信時の動作）
図１４は、第４の実施形態の上り送信時の動作手順を示すフローチャートである。
【０１０６】
図１４を参照して、まず、子局５では、メッセージ処理部５１が、デジタルデータの形態の通信メッセージを作成する（ステップＳ１０１）。
【０１０７】
次に、子局５では、無線部５０が、デジタルデータの形態の通信メッセージを無線周波数帯の無線信号に変調する（ステップＳ１０２）。
【０１０８】
次に、子局５では、アンテナ５２が、無線信号を送信する（ステップＳ１０３）。
次に、アンテナ局２ａ，２ｂ，２ｃでは、アンテナ２２が、この無線信号を受信する（ステップＳ１０４）。
【０１０９】
次に、アンテナ局２ａ，２ｂ，２ｃでは、Ｅ／Ｏ変換部２０が、アンテナ２２で受信した無線信号を光信号に変換して光ファイバ７ａ，７ｂ，７ｃを通じて制御局８へ送信する（ステップＳ１０５）。
【０１１０】
次に、制御局８では、遅延素子８１ａ，８１ｂ，８１が、３個のアンテナ局２ａ，２ｂ，２ｃから光ファイバ７ａ，７ｂ，７ｃを通じて送られてきた光信号α、β、γを遅延させて、光信号ｘ、ｙ、ｚを出力する（ステップＳ６０１）。
【０１１１】
次に、制御局８では、モニタ部６１が、光信号ｘ、ｙ、ｚのレベルを比較して、レベルが最大の信号を送信しているアンテナ局を特定する（ステップＳ３０６）。
【０１１２】
次に、制御局８では、Ｏ／Ｅ変換部６４ａ，６４ｂ，６４ｃが、光信号ｘ、ｙ、ｚを電気信号（無線信号）Ｘ、Ｙ、Ｚに変換して、スイッチ６１に出力する（ステップＳ３０７）。
【０１１３】
次に、制御局８では、スイッチ６１が、電気信号（無線信号）Ｘ、Ｙ、Ｚのうち、モニタ部６２が特定したアンテナ局からの無線信号を出力する（ステップＳ３０８）。
【０１１４】
次に、制御局８では、無線部１２が、スイッチ６１から出力される無線信号をデジタルデータの形式に復調する（ステップ３０９）。
【０１１５】
次に、制御局８では、メッセージ処理部１３が、デジタルデータの形態の通信メッセージに基づいて処理を行なう(ステップＳ３１０)。
【０１１６】
（遅延量の設定動作）
次に、本発明の実施形態による遅延素子の遅延量の設定動作の詳細を説明する。
【０１１７】
図１５は、第４の実施形態の遅延量の設定動作の手順を示すフローチャートである。図１６は、第４の実施形態の遅延量の設定動作の具体例を説明するための図である。この例が、第２および第３の実施形態と異なり、アンテナ局の数が５個の場合について示している。すなわち、アンテナ局（１）、アンテナ局（２）、アンテナ局（３）、アンテナ局（４）、アンテナ局（５）が細長い線上のエリア内でこの順番に配置されているものとする。一般に、アンテナ局の数がＮ個の場合には、制御局は、Ｎ個の遅延素子、Ｅ／Ｏ変換部、およびＯ／Ｅ変換部を備え、光ファイバがＮ本必要となる。したがって、この例の場合には、制御局８は、遅延素子８１ａ〜８１ｅを備え、遅延素子８１ａ〜８１ｅは、光ファイバ７ａ〜７ｅを通じてアンテナ局（１）２ａ〜アンテナ局（５）２ｅに接続される。
【０１１８】
図１５および図１６を参照して、まず、子局５が、アンテナ局（１）、アンテナ局（２）およびアンテナ局（３）に無線信号を同時またはほぼ同時に到達することができる位置に移動する（ステップＳ４０１）。
【０１１９】
次に、子局５では、メッセージ処理部５１が、デジタルデータの形態のパイロット信号を生成し、無線部５０が、無線信号のフレームにパイロット信号を埋め込み、アンテナ５２が、パイロット信号を含む無線信号を送信する（ステップＳ４０２）。
【０１２０】
次に、アンテナ局（１）、アンテナ局（２）およびアンテナ局（３）では、アンテナ２２がパイロット信号を含む無線信号を受信する（ステップＳ４０３）。
【０１２１】
次に、アンテナ局（１）、アンテナ局（２）およびアンテナ局（３）では、Ｅ／Ｏ変換部２０が、パイロット信号を含む無線信号を光信号に変換して、光ファイバ７ａ，７ｂ，７ｃを通じて制御局８へ送信する（ステップＳ４０４）。
【０１２２】
次に、制御局８では、遅延量調整部８２が、光ファイバ７ａ，７ｂ，７ｃを通じて３個のパイロット信号を受信し（ステップＳ４０５）、３個のパイロット信号の到達時刻の差に基づいて、３個のアンテナ局（１）、アンテナ局（２）、アンテナ局（３）に対する遅延素子８１ａ，８１ｂ，８１ｃの遅延量を設定する。具体的には、アンテナ局（１）からのパイロット信号の到達時刻をｔ１とし、アンテナ局（２）からのパイロット信号の到達時刻をｔ２とし、アンテナ局（３）からのパイロット信号の到達時刻をｔ３としたときに、遅延量調整部８２は、時間ｄ１２＝ｔ２−ｔ１を算出し、時間ｄ１３＝ｔ３−ｔ１を算出する。そして、遅延量調整部８２は、遅延素子８１ａの遅延量ｄ１を所定の値Ｄに設定し、遅延素子８１ｂの遅延量ｄ２をＤ−ｄ１２に設定し、遅延素子８１ｃの遅延量ｄ３をＤ−ｄ１３に設定する（ステップＳ４０６）。
【０１２３】
次に、子局が、アンテナ局（３）、アンテナ局（４）およびアンテナ局（５）に無線信号を届けることができる位置に移動し（ステップＳ４０１）、ステップＳ４０２〜Ｓ４０６の処理を繰返す。この場合、ステップＳ４０６において、アンテナ局（３）からのパイロット信号の到達時刻をｔ３とし、アンテナ局（４）からのパイロット信号の到達時刻をｔ４とし、アンテナ局（５）からのパイロット信号の到達時刻をｔ５としたときに、遅延量調整部８２は、時間ｄ３４＝ｔ４−ｔ３を算出し、時間ｄ３５＝ｔ５−ｔ３を算出する。そして、遅延量調整部８２は、遅延素子の遅延量ｄ４をｄ３−ｄ３４に設定し、遅延素子の遅延量ｄ５をｄ３−ｄ３５に設定する。
【０１２４】
以上の処理を、すべての遅延素子の遅延量の設定が終了するまで（ステップＳ４０７4でＹＥＳ）繰返す。
【０１２５】
以上のように、第４の実施形態の無線通信システムによれば、隣り合うアンテナ局間で接続される光ファイバの長さが大きく相違し、第３の実施形態の位相調整だけでは、信号間のタイミングを調整できない場合でも、制御局が、アンテナ局から受信した信号を適切な量だけ遅延させるので、信号間のタイミングを適切に調整することができる。また、遅延素子の遅延量を簡易な方法で設定することができる。
【０１２６】
［第５の実施形態］
第５の実施形態は、第４の実施形態とは別の方法で、遅延素子の遅延量を設定する発明に関する。
【０１２７】
（遅延量の設定動作）
本発明の実施形態による遅延素子の遅延量の設定動作の詳細を説明する。
【０１２８】
図１７は、第５の実施形態の遅延量の設定動作の手順を示すフローチャートである。図１８は、第５の実施形態の遅延量の設定動作の具体例を説明するための図である。この例が、第２および３の実施形態と異なり、アンテナ局の数が７個の場合について示している。すなわち、アンテナ局（１）、アンテナ局（２）、アンテナ局（３）、アンテナ局（４）、アンテナ局（５）、アンテナ局（６）、アンテナ局（７）が細長い線上のエリア内でこの順番に配置されているものとする。一般に、アンテナ局の数がＮ個の場合には、制御局は、Ｎ個の遅延素子、Ｅ／Ｏ変換部、およびＯ／Ｅ変換部を備える。したがって、この例の場合には、制御局８は、遅延素子８１ａ〜８１ｇを備え、遅延素子８１ａ〜８１ｇは、光ファイバ７ａ〜７ｇを通じてアンテナ局（１）２ａ〜アンテナ局（７）２ｇに接続される。
【０１２９】
図１７および図１８を参照して、まず、制御局８では、複数のアンテナ局のうち、アンテナ局（３）を選択する（ステップＳ５０１）。
【０１３０】
次に、制御局８では、メッセージ処理部１３が、デジタルデータの形態のパイロット信号を生成し、無線部１２が、無線信号のフレームにパイロット信号を埋め込み、選択したアンテナ局（３）に対応するＥ／Ｏ変換部６３ｃが、この無線信号を光信号に変換して光ファイバ７ｃを通じて選択したアンテナ局（３）に送信する（ステップＳ５０２）。
【０１３１】
次に、選択されたアンテナ局（３）では、Ｏ／Ｅ変換部２１が、光ファイバ７ｃを通じて光信号の形態のパイロット信号を受信して無線信号に変換し（ステップＳ５０３）、アンテナ２２が、この無線信号を近傍のアンテナ局（１）、アンテナ局（２）、アンテナ局（４）およびアンテナ局（５）に送信する（ステップＳ５０４）。
【０１３２】
次に、近傍のアンテナ局（１）、アンテナ局（２）、アンテナ局（４）およびアンテナ局（５）では、アンテナ２２が、パイロット信号を含む無線信号を受信する（ステップＳ５０５）。
【０１３３】
次に、アンテナ局（１）、アンテナ局（２）、アンテナ局（４）およびアンテナ局（５）では、Ｅ／Ｏ変換部２０が、パイロット信号を含む無線信号を光信号に変換して、光ファイバ７ａ，７ｂ，７ｄ，７ｅを通じて制御局８へ送信する（ステップＳ５０６）。
【０１３４】
次に、制御局８では、遅延量調整部８２が、４個のパイロット信号を受信し（ステップＳ５０７）、４個のパイロット信号の到達時刻の差に基づいて、４個のアンテナ局（１），アンテナ局（２）、アンテナ局（４）およびアンテナ局（５）に対する遅延素子８１ａ，８１ｂ、８１ｄ，８１ｅの遅延量を設定する。具体的には、アンテナ局（１）からのパイロット信号の到達時刻をｔ１とし、アンテナ局（２）からのパイロット信号の到達時刻をｔ２とし、アンテナ局（４）からのパイロット信号の到達時刻をｔ４とし、アンテナ局（５）からのパイロット信号の到達時刻をｔ５としたときに、遅延量調整部８２は、時間ｄ１２＝ｔ２−ｔ１を算出し、時間ｄ１４＝ｔ４−ｔ１を算出し、時間ｄ１５＝ｔ５−ｔ１を算出する。そして、遅延量調整部８２は、遅延素子８１ａの遅延量ｄ１を所定の値Ｄに設定し、遅延素子８１ｂの遅延量ｄ２をＤ−ｄ１２に設定し、遅延素子８１ｄの遅延量ｄ４をＤ−ｄ１４に設定し、遅延素子８１ｅの遅延量ｄ５をＤ−ｄ１５に設定する（ステップＳ５０８）。
【０１３５】
次に、制御局８では、複数のアンテナ局のうち、アンテナ局（５）を選択し（ステップＳ５０１）、ステップＳ５０２〜Ｓ５０８の処理を繰返す。この場合、ステップＳ５０８において、アンテナ局（３）からのパイロット信号の到達時刻をｔ３とし、アンテナ局（４）からのパイロット信号の到達時刻をｔ４とし、アンテナ局（６）からのパイロット信号の到達時刻をｔ６とし、アンテナ局（７）からのパイロット信号の到達時刻をｔ７としたときに、遅延量調整部は、時間ｄ４３＝ｔ３−ｔ４を算出し、時間ｄ４６＝ｔ６−ｔ４を算出し、ｄ４７＝ｔ７−ｔ４を算出する。そして、遅延量調整部は、遅延素子の遅延量ｄ３をｄ４−ｄ４３に設定し、遅延素子の遅延量ｄ６をｄ４−ｄ４６に設定し、遅延素子の遅延量ｄ７をｄ４−ｄ４７に設定する。
【０１３６】
以上の処理を、すべての遅延素子の遅延量の設定が終了するまで（ステップＳ５０９でＹＥＳ）繰返す。
【０１３７】
以上のように、第５の実施形態の無線通信システムによれば、第４の実施形態と同様に、遅延素子の遅延量を簡易な方法で設定することができる。
【０１３８】
（変形例）
本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、たとえば以下のような変形例を含む。
【０１３９】
（１）  制御局のＥ／Ｏ変換部
本発明の実施形態では、制御局は、アンテナ局の数だけＥ／Ｏ変換部を備えるものとしたが、これに限定するものではない。下り送信において同時に送信するアンテナ局の数がＭ個の場合に、Ｍ個のＥ／Ｏ変換部を備え、Ｍ個のＥ／Ｏ変換部が、宛先のアンテナ局と接続する光ファイバに信号を出力するものとしてもよい。
【０１４０】
（２）  信号対雑音比
本発明の第２の実施形態では、モニタ部は、３個のアンテナ局からの光信号のレベルを比較して、レベルが最大である信号を送信しているアンテナ局を特定したが、これに限定するものではない。３個のアンテナ局からの光信号の信号対雑音比を比較して、信号対雑音比が最大である光信号を送信しているアンテナ局を特定するものであってよい。
【０１４１】
また、本発明の第３の実施形態およびその変形例では、モニタ部は、３個のアンテナ局からの光信号のレベルを特定し、合成部は、特定した光信号のレベルに基づく重みを用いて、位相調整後の３個の無線信号を合成して無線部に出力したが、これに限定するものではない。モニタ部は、３個のアンテナ局からの光信号の信号対雑音比を特定し、合成部は、特定した光信号の信号対雑音比に基づく重みを用いて、位相調整後の３個の無線信号を合成して無線部に出力するものであってもよい。
【０１４２】
（３）  モニタ部の位置
本発明の第２〜第５の実施形態では、モニタ部は、３個のアンテナ局からの光信号を受けて、それらのレベルまたは信号対雑音比を特定または比較し、それらの位相差を特定したが、これに限定するものではない。モニタ部は、３個のＥ／Ｏ変換部からの無線信号を受けて、それらのレベルまたは信号対雑音比を特定または比較し、それらの位相差を特定するものとしてもよい。
【０１４３】
（４）  遅延量が固定
本発明の第４および第５の実施形態では、遅延素子の遅延量は調整可能なものとしたが、これに限定するものではなく、接続される光ファイバの長さに従って、遅延素子の遅延量が予め設定されており、変更できないものであってもよい。ただし、光ファイバの長さが温度によって大きく変化するような場合には、第４および第５の実施形態のように、遅延素子の遅延量が調整可能なものの方がよい。
【０１４４】
（５）  遅延素子の位置について
本発明の第４および第５の実施形態では、遅延素子８１ａ，８１ｂ，８１ｃをＯ／Ｅ変換部６４ａ，６４ｂ，６４ｃの前段に配置したが、これに限定するものではない。
【０１４５】
遅延素子８１ａ，８１ｂ，８１ｃをＯ／Ｅ変換部６４ａ，６４ｂ，６４ｃの後段に配置してもよい。そのような場合には、遅延素子８１ａは、Ｏ／Ｅ変換部６４ａで変換された無線信号を固有の遅延量ｄ１だけ遅延させて合成部に出力する。遅延素子８１ｂは、Ｏ／Ｅ変換部６４ｂで変換された無線信号を固有の遅延量ｄ２だけ遅延させて、合成部に出力する。遅延素子８１ｃは、Ｏ／Ｅ変換部６４ｃで変換された無線信号を固有の遅延量ｄ３だけ遅延させて、合成部に出力する。
【０１４６】
または、遅延素子をＯ／Ｅ変換部の前段と、Ｏ／Ｅ変換部の後段の両方に配置するものとしてもよい。
【０１４７】
（６）  第４および第５の実施形態の構成
本発明の第４および第５の実施形態では、制御局は、モニタ部６２およびスイッチ６１を備えるものとしたが、これに限定するものではなく、これらの代わりに、モニタ部７２および合成部７１を備えるものであってもよい。
【０１４８】
（７）  第４の実施形態の子局
本発明の第４の実施形態では、子局が、３個のアンテナ局に無線信号を同時またはほぼ同時に到達することができる位置に移動したが、これに限定するものではない。たとえば、複数個のアンテナ局ごとに、それらにパイロット信号を送信する固定の基準局を配置するものとしてもよい。
【０１４９】
（８）  第４および第５の実施形態の遅延量調整部
本発明の第４および第５の実施形態では、遅延量調整部が、複数個の光信号の形態のパイロット信号を受信して、これらの到達時刻に基づいて、遅延素子の遅延量を設定したが、これに限定するものではない。たとえば、遅延量調整部が、複数個の光信号の形態のパイロット信号が変換された無線信号、またはこの無線信号が変調されたデジタルデータに基づいて、パイロット信号の到達時刻を判断して、遅延素子の遅延量を設定するものであってもよい。
【０１５０】
（９）  波長多重
本発明の第４および第５の実施形態では、制御局とアンテナ局の間を複数の光ファイバ７ａ、７ｂ、７ｃを用いて、アンテナ局ごとに接続を行なっているが、制御局から各アンテナ局への光信号、およびアンテナ局から制御局への光信号をそれぞれ異なる波長とし、１本の光ファイバに波長多重を行なうことで、同様の機能を実現してもよい。
【０１５１】
（１０）  ＭＩＭＯ(Multi In Multi Output)への適用
本発明の実施形態の無線通信システムは、子局に複数のアンテナを搭載することとすれば、無線基地局と子局の間で複数の情報をやりとりするＭＩＭＯに適用することができる。すなわち、上り送信において、子局は、複数の情報をアンテナの個数に分割して、各アンテナから分割した情報を、複数のアンテナ局を通じて制御局へ送信する。下り通信において、制御局は、複数の情報をアンテナ局の個数に分割して、各アンテナ局を通じて分割した情報を子局に送信する。制御局および子局において、受信した分割された複数の情報を合成するのには、第３の実施形態で説明した合成部による処理を行なえばよい。
【０１５２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】第１の実施形態の無線通信システムを構成する装置の配置および接続を表わす図である。
【図２】第１の実施形態の制御局の構成を表わす図である。
【図３】本発明の実施形態のアンテナ局の構成を表わす図である。
【図４】本発明の実施形態の子局の構成を表わす図である。
【図５】第１の実施形態の上り送信時の動作手順を表わすフローチャートである。
【図６】第１の実施形態の下り送信時の動作手順を表わすフローチャートである。
【図７】第１の実施形態におけるマルチゾーンの問題点を説明するための図である。
【図８】第２の実施形態の無線通信システムを構成する装置の配置および接続を表わす図である。
【図９】第２の実施形態の制御局の構成を表わす図である。
【図１０】第２の実施形態の上り送信時の動作手順を表わすフローチャートである。
【図１１】第３の実施形態の制御局の構成を表わす図である。
【図１２】第２および第３の実施形態におけるダイバーシティ方式の問題点を説明するための図である。
【図１３】第４の実施形態の制御局の構成を表わす図である。
【図１４】第４の実施形態の上り送信時の動作手順を示すフローチャートである。
【図１５】第４の実施形態の遅延量の設定動作の手順を示すフローチャートである。
【図１６】第４の実施形態の遅延量の設定動作の具体例を説明するための図である。
【図１７】第５の実施形態の遅延量の設定動作の手順を示すフローチャートである。
【０１５４】
【図１８】第５の実施形態の遅延量の設定動作の具体例を説明するための図である。
【図１９】従来の無線通信方式を説明するための図である。
【図２０】従来の無線通信方式を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１５５】
１，６，８，９  制御局、２ａ〜２ｇ  アンテナ局、３ａ〜３ｄ  光分岐／結合器、４，７ａ〜７ｇ  光ファイバ、５，５ａ，５ｂ  子局、１０，２０，６３ａ，６３ｂ，６３ｃ  Ｅ／Ｏ変換部、１１，２１，６４ａ，６４ｂ，６４ｃ  Ｏ／Ｅ変換部、１２，５０  無線部、１３，５１  メッセージ処理部、２２，５２  アンテナ、６１  スイッチ、６２，７２  モニタ部、７１  合成部、８１ａ，８１ｂ，８１ｃ  遅延素子、８２  遅延量調整部。
【図１】
2008118394.tif 000003
【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】
2008118394.tif 000017
【図１６】
2008118394.tif 000018
【図１７】
2008118394.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2008118394.tif 000021
【図２０】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年11月7日(2006.11.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線基地局および無線基地局の位相差調整方法に関し、特に制御局とアンテナ局とが光ファイバで接続された無線基地局およびそのような無線基地局の位相差調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電車や高速道度などを移動しながら、交通情報などをインターネットから取得できれば便利である。そのためには、道路や鉄道などの細長い形状の無線エリアを構築することが必要となる。細長い形状の無線エリアを構築する方法として、図１９に示すように、アンテナを高出力化して、大きな無線エリアを構築して、細長い形状のエリアを包含させる方法が考えられる。しかしながら、この方法では、所望のエリア以外の周囲にも無駄な無線エリアが広がるという問題がある。
【０００３】
また、別の方法として、図２０に示すように、アンテナに強い指向性を持たせることで細長い形状に合わせた無線エリアを構築する方法が考えられる。しかしながら、指向性を有するアンテナは、無指向性のアンテナに比べて、高価で、かつエレメントが増加、複雑化するという問題がある。
【０００４】
これに対して、たとえば、特許文献１には、制御局と、道路に沿って配置されたアンテナ局とが光ファイバで接続された路車間通信システムが開示されている。この路車間通信システムでは、複数のアンテナ局は、移動端末が移動すると想定される経路に沿って配置される。複数のアンテナ局のそれぞれは、移動端末が移動すると想定される向きに対向するようにアンテナを有する。複数のアンテナ局は、それぞれ、制御局から送信される光信号を電気信号に変換してアンテナを介して無線送信する。複数のアンテナ局は、移動端末から送信される無線信号をアンテナを介して受信して光信号に変換して制御局に光送信する光ファイバ無線伝送技術により、制御局と移動端末との間の通信を中継する。制御局と、複数のアンテナ局のそれぞれとの間の光通信の光キャリア波長は、互いに異なり、複数のアンテナ局は、制御局と、光波長分割多重技術により当該光信号の光通信を行って中継を行なう。制御局と、移動端末との間は符号分割多重無線伝送方式によって複数のアンテナ局に中継されて通信を行なう。制御局と移動端末との間の、複数のアンテナ局に中継される通信であって、制御局と移動端末との一方から他方への通信において、各アンテナ局ごとに、互いに異なる拡散符号群を割り当てる。当該一方は、他方に伝送すべきデータ信号を直並列変換して複数の信号とし、当該複数の信号のそれぞれに当該アンテナ局に割り当てられた拡散符号群に含まれる互いに異なる拡散符号を乗積し、その結果の複数の信号を加算した送信信号を当該アンテナ局を介して送信する。当該他方は、その一方から送信された信号を当該アンテナ局を介して受信信号として受信し、当該互いに異なる拡散符号と受信信号との相関を求めて当該拡散符号に対応する信号の位相変動を補償し、その結果の複数の信号を並直列変換して伝送すべきデータ信号を得る。
【特許文献１】特許第３４０７２５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の路車間システムでは、信号の干渉を防止するために、制御局とアンテナ局との間の通信が光波長分割多重方式に限定され、アンテナ局と移動局との通信が符号分割多重伝送方式に限定されるため、柔軟性のある無線システムを構築することができない。また、このような通信方式に限定されるため、たとえば無線ＬＡＮ(Local
Area Network)を構築することは困難である。
【０００６】
それゆえに、本発明の目的は、制御局とアンテナ局との間およびアンテナ局と移動局との間の通信を特定の通信方式に限定しないで信号の干渉を防止することができ、かつ細長い形状の無線エリアを形成できる無線基地局およびそのような無線基地局の位相差調整方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、制御局とＮ個のアンテナ局からなる無線基地局であって、各アンテナ局と制御局との間が、それぞれ専用の光ファイバで接続され、制御局は、メッセージデータを無線信号に変調し、かつ無線信号をメッセージデータに復調する無線部と、無線部で変調された無線信号を光信号に変換して、Ｎ本の光ファイバのうち送信先のアンテナ局に接続される光ファイバに出力する少なくとも１つの第１の変換部と、各々が、Ｎ本の光ファイバのいずれかと接続され、接続されている光ファイバを通じて受信した光信号を無線信号に変換するＮ個の第２の変換部とを備え、各アンテナ局は、無線信号を子局に送信し、かつ子局から無線信号を受信するアンテナと、アンテナから出力される無線信号を光信号に変換して、接続されている光ファイバに出力する第１の変換部と、接続されている光ファイバを通じて受信した光信号を無線信号に変換してアンテナに出力する第２の変換部とを備え、Ｎ個のアンテナ局は、子局が移動可能な線上のエリアに沿って配置される、ただし、Ｎは２以上の自然数である。
【０００８】
好ましくは、制御局は、複数のアンテナ局からの光信号または光信号が第２の変換部で変換された無線信号を比較して、そのレベルが最大またはその信号対雑音比が最大である信号を送信しているアンテナ局を特定する監視部と、複数の第２の変換部で変換された無線信号のうち、特定したアンテナ局からの無線信号を無線部に出力するスイッチを備える。
【０００９】
好ましくは、制御局は、複数のアンテナ局からの光信号または光信号が第２の変換部で変換された無線信号について、それらのレベルまたはそれらの信号対雑音比を特定するとともに、複数の光信号の間または複数の無線信号の間の位相差を特定する監視部と、特定した位相差に基づいて複数の第２の変換部で変換された無線信号の位相を調整し、特定したレベルまたは信号対雑音比に基づく重みを用いて、位相調整後の複数の無線信号を合成して無線部に出力する合成部を備える。
【００１０】
好ましくは、制御局は、複数のアンテナ局からの光信号または光信号が第２の変換部で変換された無線信号について、それらのレベルまたはそれらの信号対雑音比を特定するとともに、複数の光信号の間または複数の無線信号の間の位相差を特定する監視部と、特定した信号のレベルまたは信号対雑音比の最大値が所定値以上のときには、複数の第２の変換部で変換された無線信号のうち、最大値である信号を送信しているアンテナ局からの無線信号を無線部に出力し、特定した信号のレベルまたは信号対雑音比の最大値が所定値未満のときには、特定した位相差に基づいて複数の第２の変換部で変換された無線信号の位相を調整し、特定したレベルまたは信号対雑音比に基づく重みを用いて、位相調整後の複数の無線信号を合成して無線部に出力する合成部を備える。
【００１１】
好ましくは、制御局は、各々が、Ｎ本の光ファイバのいずれかと接続され、接続されている光ファイバを通じて受信した光信号を、それ固有の遅延量だけ遅延させて、対応する第２の変換部に出力するＮ個の遅延素子を備える。
【００１２】
好ましくは、制御局は、さらに、各々が、Ｎ個の第２の変換部のいずれかと接続され、接続される第２の変換部から出力される無線信号をそれ固有の遅延量だけ遅延させて、スイッチまたは合成部に出力するＮ個の遅延素子を備える。
【００１３】
好ましくは、遅延素子の遅延量は可変であり、制御局は、さらに、複数のアンテナ局からのパイロット信号の到達時刻の差に基づいて、Ｎ個の遅延素子の遅延量を調整する遅延量調整部を備える。
【００１４】
また、本発明は、制御局とＮ個のアンテナ局からなる無線基地局において、Ｎ個のアンテナ局から制御局へ送信される信号の位相差を調整する方法であって、各アンテナ局と制御局との間が、それぞれ専用の光ファイバで接続され、複数のアンテナ局は、子局が移動可能な線上のエリアに沿って配置され、ただし、Ｎは２以上の自然数であり、制御局は、Ｎ個のアンテナ局の各々ごとに、そこから受信した信号を固有の遅延量だけ遅延させるための遅延素子を有し、方法は、複数のアンテナ局のうち２個以上のアンテナ局が、移動局または基準局から無線信号の形態のパイロット信号を受信するステップと、２個以上のアンテナ局が、受信した無線信号の形態のパイロット信号を光信号に変換して光ファイバを通じて制御局へ送信するステップと、制御局が、光ファイバを通じて受信した複数のアンテナ局からの光信号の形態のパイロット信号の到達時刻の差に基づいて、２個以上のアンテナ局から信号を受ける遅延素子の遅延量を設定するステップとを含む。
【００１５】
また、本発明は、制御局とＮ個のアンテナ局からなる無線基地局において、Ｎ個のアンテナ局から制御局へ送信される信号の位相差を調整する方法であって、各アンテナ局と制御局との間が、それぞれ専用の光ファイバで接続され、複数のアンテナ局は、子局が移動可能な線上のエリアに沿って配置され、ただし、Ｎは２以上の自然数であり、制御局は、Ｎ個のアンテナ局の各々ごとに、そこから受信した信号を固有の遅延量だけ遅延させるための遅延素子を有し、方法は、制御局が、複数のアンテナ局のうち、１つのアンテナ局を選択し、光信号の形態のパイロット信号を光ファイバを通じて選択したアンテナ局に送信するステップと、選択されたアンテナ局が、光ファイバを通じて受信した光信号の形態のパイロット信号を無線信号の形態に変換するステップと、選択されたアンテナ局が、変換された無線信号の形態のパイロット信号を近傍のアンテナ局へ送信するステップと、近傍の複数のアンテナ局が、無線信号の形態のパイロット信号を受信するステップと、近傍の複数のアンテナ局が、受信した無線信号の形態のパイロット信号を光信号に変換して光ファイバを通じて制御局へ送信するステップと、制御局が、光ファイバを通じて受信した近傍の複数のアンテナ局からの光信号の形態のパイロット信号の到達時刻の差に基づいて、近傍のアンテナ局から信号を受ける遅延素子の遅延量を設定するステップとを含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、制御局とアンテナ局との間およびアンテナ局と移動局との間の通信を特定の通信方式に限定しないで信号の干渉を防止することができ、かつ細長い形状の無線エリアを形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
第１の実施形態は、細長い線上のエリア内で無線通信を適切に行なうことができる無線通信システムに関する。
【００１８】
（構成）
図１は、第１の実施形態の無線通信システムを構成する装置の配置および接続を表わす図である。
【００１９】
図１を参照して、本発明の実施形態の無線通信システムは、光電波融合(Radio on Fiber)技術を用いて通信を行なう。
【００２０】
無線基地局は、制御局１と、複数個のアンテナ局２ａ〜２ｅからなる。ここでは、アンテナ局の数を５台として説明する。
【００２１】
アンテナ局２ａ〜２ｅは、線路、高速道路、または主要幹線道路などの細長い線上のエリアに沿って配置される。
【００２２】
制御局１とアンテナ局２ａ〜２ｅとの間は、光ファイバ４で接続されている。光ファイバ４の幹線部と支線部との間に、光分岐／結合器３ａ〜３ｄが設置されている。
【００２３】
光分岐／結合器３ａ〜３ｄは、制御局１から出力された光信号を分岐して、光ファイバ４の支線部を通じて各アンテナ局２ａ〜２ｅへ出力する。また、光分岐／結合器３ａ〜３ｄは、各アンテナ局２ａ〜２ｅから光ファイバ４の支線部に出力された光信号を１つに合成して、光ファイバ４の幹線部に出力する。
【００２４】
制御局１とアンテナ局２ａ〜２ｅとの間は、光ファイバ４を通じて光通信を行ない、アンテナ局２ａ〜２ｅと子局５との間は、アンテナによって無線通信を行なう。
【００２５】
図２は、第１の実施形態の制御局１の構成を表わす図である。
図２を参照して、制御局１は、メッセージ処理部１３、無線部１２、Ｅ／Ｏ変換部１０、およびＯ／Ｅ変換部１１を備える。
【００２６】
メッセージ処理部１３は、アンテナ局２ａ〜２ｅを通じて子局５へ送信するためのデジタルデータの形態の通信メッセージを作成する。また、メッセージ処理部１３は、アンテナ局２ａ〜２ｅを通じて子局５から受信したデジタルデータの形態の通信メッセージに基づいて、処理を行なう。
【００２７】
無線部１２は、メッセージ処理部１３で作成されたデジタルデータの形態の通信メッセージを無線周波数帯の信号に変調する。また、無線部１２は、Ｏ／Ｅ変換部１１から出力される無線周波数帯の通信メッセージをデジタルデータの形態に復調する。
【００２８】
Ｅ／Ｏ変換部１０は、無線部１２で変調された無線周波数帯の通信メッセージを光信号に変換して、光ファイバ４に出力する。
【００２９】
Ｏ／Ｅ変換部１１は、アンテナ局２ａ〜２ｅから光ファイバ４を通じて送られてきた光信号を電気信号に変換して無線部１２に出力する。
【００３０】
図３は、本発明の実施形態のアンテナ局２ａの構成を表わす図である。他のアンテナ局２ｂ〜２ｅの構成も、これと同様である。
【００３１】
図３を参照して、アンテナ局２ａは、Ｏ／Ｅ変換部２１、Ｅ／Ｏ変換部２０、およびアンテナ２２を備える。
【００３２】
Ｅ／Ｏ変換部２０は、アンテナ２２で受信した無線周波数帯の通信メッセージを光信号に変換して、光ファイバ４に出力する。
【００３３】
Ｏ／Ｅ変換部２１は、制御局１から光ファイバ４を通じて送られてきた光信号を電気信号に変換してアンテナ２２に出力する。
【００３４】
アンテナ２２は、Ｏ／Ｅ変換部２１から出力される無線周波数帯の通信メッセージを子
局５へ送信する。また、アンテナ２２は、子局５から無線周波数帯の通信メッセージを受信してＥ／Ｏ変換部２０へ出力する。
【００３５】
図４は、本発明の実施形態の子局５の構成を表わす図である。
図４を参照して、子局５は、アンテナ５２、無線部５０、およびメッセージ処理部５１を備える。
【００３６】
メッセージ処理部５１は、アンテナ局２ａ〜２ｅを通じて制御局１へ送信するためのデジタルデータの形態の通信メッセージを作成する。また、メッセージ処理部５１は、アンテナ局２ａ〜２ｅを通じて制御局１から受信したデジタルデータの形態の通信メッセージに基づいて、処理を行なう。
【００３７】
無線部５０は、メッセージ処理部５１で作成されたデジタルデータの形態の通信メッセージを無線周波数帯の信号に変調する。また、無線部５０は、アンテナ５２から送られる無線周波数帯の通信メッセージをデジタルデータの形態に復調する。
【００３８】
アンテナ５２は、無線部５０で変調された無線周波数帯の通信メッセージをアンテナ局２ａ〜２ｅへ送信する。また、アンテナ５２は、アンテナ局２ａ〜２ｅから無線周波数帯の通信メッセージを受信してメッセージ処理部５１へ出力する。
【００３９】
（上り送信時の動作）
図５は、第１の実施形態の上り送信時の動作手順を表わすフローチャートである。ここでは、子局５からの無線信号は、３台のアンテナ局２ａ，２ｂ，２ｃで受信されるものとする。
【００４０】
図５を参照して、まず、子局５では、メッセージ処理部５１が、デジタルデータの形態の通信メッセージを作成する（ステップＳ１０１）。
【００４１】
子局５では、無線部５０が、デジタルデータの形態の通信メッセージを無線周波数帯の無線信号に変調する（ステップＳ１０２）。
【００４２】
次に、子局５では、アンテナ５２が、この無線信号を送信する（ステップＳ１０３）。
次に、アンテナ局２ａ，２ｂ，２ｃでは、アンテナ２２が、この無線信号を受信する（ステップＳ１０４）。
【００４３】
次に、アンテナ局２ａ，２ｂ，２ｃでは、Ｅ／Ｏ変換部２０が、アンテナ２２で受信した無線信号を光信号に変換して光ファイバ４を通じて制御局１へ送信する（ステップＳ１０５）。
【００４４】
次に、制御局１では、Ｏ／Ｅ変換部１１が、アンテナ局２ａ，２ｂ，２ｃから光ファイバ４を通じて光信号を受信し、電気信号（無線信号）に変換する（ステップＳ１０６）。
【００４５】
次に、制御局１では、無線部１２が、この無線信号をデジタルデータの形式に復調する（ステップＳ１０７）。
【００４６】
次に、制御局１では、メッセージ処理部１３が、デジタルデータの形態の通信メッセージに基づいて処理を行なう(ステップＳ１０８)。
【００４７】
（下り送信時の動作）
図６は、第１の実施形態の下り送信時の動作手順を表わすフローチャートである。
【００４８】
図６を参照して、まず、制御局１では、メッセージ処理部１３が、デジタルデータの形態の通信メッセージを作成する（ステップＳ２０１）。
【００４９】
次に、制御局１では、無線部１２が、デジタルデータの形態の通信メッセージを無線周波数帯の無線信号に変調する（ステップＳ２０２）。
【００５０】
次に、制御局１では、Ｅ／Ｏ変換部１０が、この無線信号を光信号に変換して光ファイバ４を通じてアンテナ局２ａ〜２ｅへ送信する（ステップＳ２０３）。
【００５１】
次に、アンテナ局２ａ〜２ｅでは、Ｏ／Ｅ変換部２１が、光ファイバ４を通じて光信号を受信し、電気信号（無線信号）に変換する（ステップＳ２０４）。
【００５２】
次に、アンテナ局２ａ〜２ｅでは、アンテナ２２が、この無線信号を送信する（ステップＳ２０５）。
【００５３】
次に、子局５では、アンテナ５２が、この無線信号を受信する（ステップＳ２０６）。
次に、子局５では、無線部５０が、この無線信号をデジタルデータの形式に復調する（ステップＳ２０７）。
【００５４】
次に、子局５では、メッセージ処理部５１が、デジタルデータの形態の通信メッセージに基づいて処理を行なう(ステップＳ２０８)。
【００５５】
以上のように、第１の実施形態の無線通信システムによれば、アンテナ局が、線路、高速道路、または主要幹線道路などの細長い線上のエリアに沿って配置されるので、指向性を有するアンテナを使用しなくても、細長い線上の無線エリアを形成できる。
【００５６】
［第２の実施形態］
第２の実施形態は、マルチゾーンの問題を解決することのできる無線通信システムに関する。
【００５７】
（問題点）
図７は、第１の実施形態におけるマルチゾーンの問題点を説明するための図である。
【００５８】
図７を参照して、子局５ａからの無線信号は、３個のアンテナ局２ａ，２ｂ，２ｃで受信される。３個のアンテナ局２ａ，２ｂ、２ｃは、それぞれ受信した無線信号を光信号に変換して光ファイバ４を通じて制御局１へ送信するが、３個の光信号が干渉することによって、ゴーストが発生する。また、制御局１からの光信号は、５個のアンテナ局２ａ〜２ｅで受信され、２個のアンテナ局２ｄ，２ｅからの無線信号が子局５ｂで受信され、これらの無線信号（電波）が干渉しあう。
【００５９】
（構成）
図８は、第２の実施形態の無線通信システムを構成する装置の配置および接続を表わす図である。
【００６０】
図８では、アンテナ局の数を３個の場合を例にして表わしたものである。
図８を参照して、この無線通信システムでは、第１の実施形態のような光分岐／結合器３ａ〜３ｄを備えず、各アンテナ局２ａ，２ｂ，２ｃと制御局６との間がそれぞれ専用の光ファイバ７ａ，７ｂ，７ｃで接続される。具体的には、制御局６とアンテナ局２ａとの間が光ファイバ７ａで接続され、制御局６とアンテナ局２ｂとの間が光ファイバ７ｂで接
続され、制御局６とアンテナ局２ｃとの間が光ファイバ７ｃで接続される。
【００６１】
図９は、第２の実施形態の制御局６の構成を表わす図である。
図９を参照して、制御局６は、メッセージ処理部１３、無線部１２、モニタ部６２およびスイッチ６１を備える。
【００６２】
また、制御局６は、アンテナ局ごとに、Ｅ／Ｏ変換部６３ａ，６３ｂ，６３ｃおよびＯ／Ｅ変換部６４ａ，６４ｂ，６４ｃを備える。
【００６３】
メッセージ処理部１３は、アンテナ局２ａ〜２ｅを通じて子局５へ送信するためのデジタルデータの形態の通信メッセージを作成する。また、メッセージ処理部１３は、アンテナ局２ａ〜２ｅを通じて子局５から受信したデジタルデータの形態の通信メッセージに基づいて、処理を行なう。
【００６４】
無線部１２は、メッセージ処理部１３で作成されたデジタルデータの形態の通信メッセージを無線周波数帯の信号に変調して、送信先のアンテナ局２ａ〜２ｃに対応するＥ／Ｏ変換部６３ａ，６３ｂ，６３ｃに出力する。また、無線部１２は、スイッチ６１から出力される無線周波数帯の通信メッセージをデジタルデータの形態に復調する。
【００６５】
Ｅ／Ｏ変換部６３ａおよびＯ／Ｅ変換部６４ａは、アンテナ局２ａに対応する。Ｅ／Ｏ変換部６３ｂおよびＯ／Ｅ変換部６４ｂは、アンテナ局２ｂに対応する。Ｅ／Ｏ変換部６３ｃおよびＯ／Ｅ変換部６４ｃは、アンテナ局２ｃに対応する。
【００６６】
Ｅ／Ｏ変換部６３ａは、無線部１２で変調された無線周波数帯の通信メッセージを光信号に変換して、光ファイバ７ａを通じてアンテナ局２ａへ送信する。Ｅ／Ｏ変換部６３ｂは、無線部１２で変調された無線周波数帯の通信メッセージを光信号に変換して、光ファイバ７ｂを通じてアンテナ局２ｂへ送信する。Ｅ／Ｏ変換部６３ｃは、無線部１２で変調された無線周波数帯の通信メッセージを光信号に変換して、光ファイバ７ｃを通じてアンテナ局２ｃへ送信する。
【００６７】
Ｏ／Ｅ変換部６４ａは、アンテナ局２ａから光ファイバ７ａを通じて送られてきた光信号を電気信号に変換してスイッチ６１に出力する。Ｏ／Ｅ変換部６４ｂは、アンテナ局２ｂから光ファイバ７ｂを通じて送られてきた光信号を電気信号に変換してスイッチ６１に出力する。Ｏ／Ｅ変換部６４ｃは、アンテナ局２ｃから光ファイバ７ｃを通じて送られてきた光信号を電気信号に変換してスイッチ６１に出力する。
【００６８】
モニタ部６２は、３個のアンテナ局２ａ，２ｂ，２ｃからの光信号のレベルを比較して、レベルが最大の光信号を送信しているアンテナ局を特定する。
【００６９】
スイッチ６１は、３個のＯ／Ｅ変換部６４ａ，６４ｂ，６４ｃから送られる複数の無線信号のうち、モニタ部６２で特定されたアンテナ局からの無線信号のみを無線部１２に出力する。
【００７０】
（上り送信時の動作）
図１０は、第２の実施形態の上り送信時の動作手順を表わすフローチャートである。
【００７１】
図１０を参照して、まず。子局５では、メッセージ処理部５１が、デジタルデータの形態の通信メッセージを作成する（ステップＳ１０１）。
【００７２】
次に、子局５では、無線部５０が、デジタルデータの形態の通信メッセージを無線周波
数帯の無線信号に変調する（ステップＳ１０２）。
【００７３】
次に、子局５では、アンテナ５２が、無線信号を送信する（ステップＳ１０３）。
次に、アンテナ局２ａ、２ｂ、２ｃでは、アンテナ２２が、この無線信号を受信する（ステップＳ１０４）。
【００７４】
次に、アンテナ局２ａ、２ｂ、２ｃでは、Ｅ／Ｏ変換部２０が、アンテナ２２で受信した無線信号を光信号に変換して光ファイバ７ａ，７ｂ，７ｃを通じて制御局６へ送信する（ステップＳ１０５）。
【００７５】
次に、制御局６では、モニタ部６２が、３個のアンテナ局２ａ，２ｂ，２ｃから光ファイバ７ａ，７ｂ，７ｃを通じて送られてきた光信号ｘ、ｙ、ｚのレベルを比較して、レベルが最大の信号を送信しているアンテナ局を特定する（ステップＳ３０６）。
【００７６】
次に、制御局６では、Ｏ／Ｅ変換部６４ａ，６４ｂ，６４ｃが、３個のアンテナ局２ａ，２ｂ，２ｃから光ファイバ７ａ，７ｂ，７ｃを通じて送られてくる光信号ｘ、ｙ、ｚを電気信号（無線信号）Ｘ、Ｙ、Ｚに変換して、スイッチ６１に出力する（ステップＳ３０７）。
【００７７】
次に、制御局６では、スイッチ６１が、電気信号（無線信号）Ｘ、Ｙ、Ｚのうち、モニタ部６２が特定したアンテナ局からの無線信号を無線部１２に出力する（ステップＳ３０８）。
【００７８】
次に、制御局６では、無線部１２が、スイッチ６１から出力される無線信号をデジタルデータの形式に復調する（ステップ３０９）。
【００７９】
次に、制御局６では、メッセージ処理部１３が、デジタルデータの形態の通信メッセージに基づいて処理を行なう(ステップＳ３１０)。
【００８０】
（下り送信時の動作）
第２の実施形態の下り送信時の動作手順は、第１の実施形態と基本的に同様であるので、説明は繰返さない。ただし、制御局６では、無線部１２から、３個のＥ／Ｏ変換部６３ａ，６３ｂ，６３ｃのうち、送信先のアンテナ局に接続される光ファイバと接続されるＥ／Ｏ変換部に無線信号を出力する。
【００８１】
以上のように、第２の実施形態の無線通信システムによれば、制御局とアンテナ局とが専用の光ファイバで接続されるので、信号の干渉を防止することができる。また、制御局は、複数のアンテナ局からの信号のうち、レベルが最大である信号を選択して復調するので、誤りの少ないメッセージデータを得ることができる。
【００８２】
［第３の実施形態］
第３の実施形態は、第２の実施形態と同様に、マルチゾーンの問題を解決することのできる無線通信システムに関する。
【００８３】
（構成）
第３の実施形態の無線通信システムでは、第２の実施形態と同様に、各アンテナ局２ａ，２ｂ，２ｃと制御局９との間がそれぞれ専用の光ファイバ７ａ，７ｂ，７ｃで接続される。具体的には、制御局９とアンテナ局２ａとの間が光ファイバ７ａで接続され、制御局９とアンテナ局２ｂとの間が光ファイバ７ｂで接続され、制御局９とアンテナ局２ｃとの間が光ファイバ７ｃで接続される。
【００８４】
図１１は、第３の実施形態の制御局９の構成を表わす図である。
図１１を参照して、制御局９は、メッセージ処理部１３、無線部１２、モニタ部７２および合成部７１を備える。
【００８５】
また、制御局９は、アンテナ局ごとに、Ｅ／Ｏ変換部６３ａ，６３ｂ，６３ｃおよびＯ／Ｅ変換部６４ａ，６４ｂ，６４ｃを備える。
【００８６】
メッセージ処理部１３は、アンテナ局２ａ，２ｂ，２ｃを通じて子局５へ送信するためのデジタルデータの形態の通信メッセージを作成する。また、メッセージ処理部１３は、アンテナ局２ａ，２ｂ，２ｃを通じて子局５から受信したデジタルデータの形態の通信メッセージに基づいて、処理を行なう。
【００８７】
無線部１２は、メッセージ処理部１３で作成されたデジタルデータの形態の通信メッセージを無線周波数帯の信号に変調して、送信先のアンテナ局に対応するＥ／Ｏ変換部に出力する。また、無線部１２は、合成部７１から出力される無線周波数帯の通信メッセージをデジタルデータの形態に復調する。
【００８８】
Ｅ／Ｏ変換部６３ａおよびＯ／Ｅ変換部６４ａは、アンテナ局２ａに対応する。Ｅ／Ｏ変換部６３ｂおよびＯ／Ｅ変換部６４ｂは、アンテナ局２ｂに対応する。Ｅ／Ｏ変換部６３ｃおよびＯ／Ｅ変換部６４ｃは、アンテナ局２ｃに対応する。
【００８９】
Ｅ／Ｏ変換部６３ａは、無線部１２で変調された無線周波数帯の通信メッセージを光信号に変換して、光ファイバ７ａを通じてアンテナ局２ａへ送信する。Ｅ／Ｏ変換部６３ｂは、無線部１２で変調された無線周波数帯の通信メッセージを光信号に変換して、光ファイバ７ｂを通じてアンテナ局２ｂへ送信する。Ｅ／Ｏ変換部６３ｃは、無線部１２で変調された無線周波数帯の通信メッセージを光信号に変換して、光ファイバ７ｃを通じてアンテナ局２ｃへ送信する。
【００９０】
Ｏ／Ｅ変換部６４ａは、アンテナ局２ａから光ファイバ７ａを通じて送られてきた光信号を電気信号に変換して合成部７１に出力する。Ｏ／Ｅ変換部６４ｂは、アンテナ局２ｂから光ファイバ７ｂを通じて送られてきた光信号を電気信号に変換して合成部７１に出力する。Ｏ／Ｅ変換部６４ｃは、アンテナ局２ｃから光ファイバ７ｃを通じて送られてきた光信号を電気信号に変換して合成部７１に出力する。
【００９１】
モニタ部７２は、３個のアンテナ局からの光信号のレベルを特定する。また、モニタ部７２は、光ファイバの長さが相違するために生じる３個の光信号の間の位相差を特定する。
【００９２】
合成部７１は、特定した光信号の位相差に基づいて、３個のＯ／Ｅ変換部６４ａ，６４ｂ，６４ｃから送られる３個の無線信号の間の位相が合うように調節する。さらに、合成部７１は、特定した光信号のレベルに基づく重みを用いて、位相調整後の３個の無線信号を合成して無線部１２に出力する。具体的には、光信号ｘ、ｙ、ｘのレベルが、ａ、ｂ、ｃで、位相調整後の３個の無線信号をＸ、Ｙ、Ｚとしたときに、合成部７２は、信号Ｌ（＝（ａ×Ｘ＋ｂ×Ｙ＋ｃ×Ｚ）／（ａ＋ｂ＋ｃ））を出力する。
【００９３】
以上のように、第３の実施形態の無線通信システムによれば、第２の実施形態と同様に、制御局とアンテナ局とが専用の光ファイバで接続されるので、信号の干渉を防止することができる。また、制御局は、複数のアンテナ局からの信号の位相を調整した上で合成するので、アンテナ局からの信号に位相差がある場合や、各アンテナ局からの信号のレベル
が小さい場合でも、誤りの少ないメッセージデータを得ることができる。
【００９４】
［第３の実施形態の変形例］
本変形例は、第３の実施形態による合成部の変形例に関する。
【００９５】
すなわち、本変形例では、合成部７１は、特定した信号のレベルの最大値が所定値以上のときには、第２の実施形態と同様に、３個のＯ／Ｅ変換部６４ａ，６４ｂ，６４ｃから送られる複数の無線信号のうち、レベルが最大値である信号を送信しているアンテナ局からの無線信号のみを無線部１２に出力する。また、合成部７１は、特定した信号のレベルの最大値が所定値未満のときには、第３の実施形態と同様に、特定した光信号の位相差に基づいて、３個のＯ／Ｅ変換部６４ａ，６４ｂ，６４ｃから送られる３個の無線信号の間の位相が合うように調節し、特定した光信号のレベルに基づく重みを用いて、位相調整後の３個の無線信号を合成して無線部１２に出力する。
【００９６】
［第４の実施形態］
第４の実施形態は、ダイバーシテイ方式の問題を解決することのできる無線通信システムに関する。
【００９７】
（問題点）
図１２は、第２および第３の実施形態におけるダイバーシティ方式の問題点を説明するための図である。
【００９８】
図１２を参照して、子局５からの無線信号は、３個のアンテナ局２ａ，２ｂ，２ｃで受信される。３台のアンテナ局２ａ，２ｂ、２ｃは、それぞれ受信した無線信号を光信号に変換して光ファイバ７ａ、７ｂ、７ｃを通じて制御局６（または９）へ送信する。光ファイバ７ａ、７ｂ、７ｃの長さが著しく相違するときには、制御局６（または９）に各光信号が到達する時刻が大きく相違する。そのため、モニタ部で簡単に信号間の位相差を検出し、位相調整を行なうことが難しくなる。第３の実施形態のように信号間の位相を調整しようとする場合、時間的に非常に広い範囲の信号について、最適な位相点を探索する必要が生じ、複雑な回路が必要となる。
【００９９】
（構成）
第４の実施形態の無線通信システムでは、第２および第３の実施形態と同様に、各アンテナ局２ａ，２ｂ，２ｃと制御局８との間がそれぞれ専用の光ファイバ７ａ，７ｂ，７ｃで接続される。具体的には、制御局８とアンテナ局２ａとの間が光ファイバ７ａで接続され、制御局８とアンテナ局２ｂとの間が光ファイバ７ｂで接続され、制御局８とアンテナ局２ｃとの間が光ファイバ７ｃで接続される。
【０１００】
図１３は、第４の実施形態の制御局８の構成を表わす図である。
図１３を参照して、制御局８は、第２の実施形態と同様に、メッセージ処理部１３、無線部１２、Ｅ／Ｏ変換部６３ａ，６３ｂ，６３ｃ、Ｏ／Ｅ変換部６４ａ，６４ｂ，６４ｃ、モニタ部６２およびスイッチ６１を備える。これらについては、説明を繰返さない。
【０１０１】
制御局８は、さらに、遅延量調整部８２と、アンテナ局ごとの遅延素子８１ａ，８１ｂ，８１ｃを備える。
【０１０２】
遅延素子８１ａは、光ファイバ７ａに接続される。遅延素子８１ｂは、光ファイバ７ｂに接続される。遅延素子８１ｃは、光ファイバ７ｃに接続される。
【０１０３】
遅延素子８１ａは、アンテナ局２ａから光ファイバ７ａを通じて送られてきた光信号を
固有の遅延量ｄ１だけ遅延させて、Ｏ／Ｅ変換部６４ａおよびモニタ部６２に出力する。遅延素子８１ｂは、光ファイバ７ｂを通じて送られてきたアンテナ局２ｂからの光信号を固有の遅延量ｄ２だけ遅延させて、Ｏ／Ｅ変換部６４ｂおよびモニタ部６２に出力する。遅延素子８１ｃは、光ファイバ７ｃを通じて送られてきたアンテナ局２ｃからの光信号を固有の遅延量ｄ３だけ遅延させて、Ｏ／Ｅ変換部６４ｃおよびモニタ部６２に出力する。
【０１０４】
遅延量調整部８２は、複数のアンテナ局からのパイロット信号の到達時刻の差に基づいて、複数のアンテナ局から制御局までの光信号の伝送時間が等しくなるように、遅延素子８１ａ，８１ｂ，８１ｃの遅延量ｄ１，ｄ２，ｄ３を調整する。
【０１０５】
（上り送信時の動作）
図１４は、第４の実施形態の上り送信時の動作手順を示すフローチャートである。
【０１０６】
図１４を参照して、まず、子局５では、メッセージ処理部５１が、デジタルデータの形態の通信メッセージを作成する（ステップＳ１０１）。
【０１０７】
次に、子局５では、無線部５０が、デジタルデータの形態の通信メッセージを無線周波数帯の無線信号に変調する（ステップＳ１０２）。
【０１０８】
次に、子局５では、アンテナ５２が、無線信号を送信する（ステップＳ１０３）。
次に、アンテナ局２ａ，２ｂ，２ｃでは、アンテナ２２が、この無線信号を受信する（ステップＳ１０４）。
【０１０９】
次に、アンテナ局２ａ，２ｂ，２ｃでは、Ｅ／Ｏ変換部２０が、アンテナ２２で受信した無線信号を光信号に変換して光ファイバ７ａ，７ｂ，７ｃを通じて制御局８へ送信する（ステップＳ１０５）。
【０１１０】
次に、制御局８では、遅延素子８１ａ，８１ｂ，８１が、３個のアンテナ局２ａ，２ｂ，２ｃから光ファイバ７ａ，７ｂ，７ｃを通じて送られてきた光信号α、β、γを遅延させて、光信号ｘ、ｙ、ｚを出力する（ステップＳ６０１）。
【０１１１】
次に、制御局８では、モニタ部６１が、光信号ｘ、ｙ、ｚのレベルを比較して、レベルが最大の信号を送信しているアンテナ局を特定する（ステップＳ３０６）。
【０１１２】
次に、制御局８では、Ｏ／Ｅ変換部６４ａ，６４ｂ，６４ｃが、光信号ｘ、ｙ、ｚを電気信号（無線信号）Ｘ、Ｙ、Ｚに変換して、スイッチ６１に出力する（ステップＳ３０７）。
【０１１３】
次に、制御局８では、スイッチ６１が、電気信号（無線信号）Ｘ、Ｙ、Ｚのうち、モニタ部６２が特定したアンテナ局からの無線信号を出力する（ステップＳ３０８）。
【０１１４】
次に、制御局８では、無線部１２が、スイッチ６１から出力される無線信号をデジタルデータの形式に復調する（ステップ３０９）。
【０１１５】
次に、制御局８では、メッセージ処理部１３が、デジタルデータの形態の通信メッセージに基づいて処理を行なう(ステップＳ３１０)。
【０１１６】
（遅延量の設定動作）
次に、本発明の実施形態による遅延素子の遅延量の設定動作の詳細を説明する。
【０１１７】
図１５は、第４の実施形態の遅延量の設定動作の手順を示すフローチャートである。図１６は、第４の実施形態の遅延量の設定動作の具体例を説明するための図である。この例が、第２および第３の実施形態と異なり、アンテナ局の数が５個の場合について示している。すなわち、アンテナ局（１）、アンテナ局（２）、アンテナ局（３）、アンテナ局（４）、アンテナ局（５）が細長い線上のエリア内でこの順番に配置されているものとする。一般に、アンテナ局の数がＮ個の場合には、制御局は、Ｎ個の遅延素子、Ｅ／Ｏ変換部、およびＯ／Ｅ変換部を備え、光ファイバがＮ本必要となる。したがって、この例の場合には、制御局８は、遅延素子８１ａ〜８１ｅを備え、遅延素子８１ａ〜８１ｅは、光ファイバ７ａ〜７ｅを通じてアンテナ局（１）２ａ〜アンテナ局（５）２ｅに接続される。
【０１１８】
図１５および図１６を参照して、まず、子局５が、アンテナ局（１）、アンテナ局（２）およびアンテナ局（３）に無線信号を同時またはほぼ同時に到達することができる位置に移動する（ステップＳ４０１）。
【０１１９】
次に、子局５では、メッセージ処理部５１が、デジタルデータの形態のパイロット信号を生成し、無線部５０が、無線信号のフレームにパイロット信号を埋め込み、アンテナ５２が、パイロット信号を含む無線信号を送信する（ステップＳ４０２）。
【０１２０】
次に、アンテナ局（１）、アンテナ局（２）およびアンテナ局（３）では、アンテナ２２がパイロット信号を含む無線信号を受信する（ステップＳ４０３）。
【０１２１】
次に、アンテナ局（１）、アンテナ局（２）およびアンテナ局（３）では、Ｅ／Ｏ変換部２０が、パイロット信号を含む無線信号を光信号に変換して、光ファイバ７ａ，７ｂ，７ｃを通じて制御局８へ送信する（ステップＳ４０４）。
【０１２２】
次に、制御局８では、遅延量調整部８２が、光ファイバ７ａ，７ｂ，７ｃを通じて３個のパイロット信号を受信し（ステップＳ４０５）、３個のパイロット信号の到達時刻の差に基づいて、３個のアンテナ局（１）、アンテナ局（２）、アンテナ局（３）に対する遅延素子８１ａ，８１ｂ，８１ｃの遅延量を設定する。具体的には、アンテナ局（１）からのパイロット信号の到達時刻をｔ１とし、アンテナ局（２）からのパイロット信号の到達時刻をｔ２とし、アンテナ局（３）からのパイロット信号の到達時刻をｔ３としたときに、遅延量調整部８２は、時間ｄ１２＝ｔ２−ｔ１を算出し、時間ｄ１３＝ｔ３−ｔ１を算出する。そして、遅延量調整部８２は、遅延素子８１ａの遅延量ｄ１を所定の値Ｄに設定し、遅延素子８１ｂの遅延量ｄ２をＤ−ｄ１２に設定し、遅延素子８１ｃの遅延量ｄ３をＤ−ｄ１３に設定する（ステップＳ４０６）。
【０１２３】
次に、子局が、アンテナ局（３）、アンテナ局（４）およびアンテナ局（５）に無線信号を届けることができる位置に移動し（ステップＳ４０１）、ステップＳ４０２〜Ｓ４０６の処理を繰返す。この場合、ステップＳ４０６において、アンテナ局（３）からのパイロット信号の到達時刻をｔ３とし、アンテナ局（４）からのパイロット信号の到達時刻をｔ４とし、アンテナ局（５）からのパイロット信号の到達時刻をｔ５としたときに、遅延量調整部８２は、時間ｄ３４＝ｔ４−ｔ３を算出し、時間ｄ３５＝ｔ５−ｔ３を算出する。そして、遅延量調整部８２は、遅延素子の遅延量ｄ４をｄ３−ｄ３４に設定し、遅延素子の遅延量ｄ５をｄ３−ｄ３５に設定する。
【０１２４】
以上の処理を、すべての遅延素子の遅延量の設定が終了するまで（ステップＳ４０７4
でＹＥＳ）繰返す。
【０１２５】
以上のように、第４の実施形態の無線通信システムによれば、隣り合うアンテナ局間で接続される光ファイバの長さが大きく相違し、第３の実施形態の位相調整だけでは、信号
間のタイミングを調整できない場合でも、制御局が、アンテナ局から受信した信号を適切な量だけ遅延させるので、信号間のタイミングを適切に調整することができる。また、遅延素子の遅延量を簡易な方法で設定することができる。
【０１２６】
［第５の実施形態］
第５の実施形態は、第４の実施形態とは別の方法で、遅延素子の遅延量を設定する発明に関する。
【０１２７】
（遅延量の設定動作）
本発明の実施形態による遅延素子の遅延量の設定動作の詳細を説明する。
【０１２８】
図１７は、第５の実施形態の遅延量の設定動作の手順を示すフローチャートである。図１８は、第５の実施形態の遅延量の設定動作の具体例を説明するための図である。この例が、第２および３の実施形態と異なり、アンテナ局の数が７個の場合について示している。すなわち、アンテナ局（１）、アンテナ局（２）、アンテナ局（３）、アンテナ局（４）、アンテナ局（５）、アンテナ局（６）、アンテナ局（７）が細長い線上のエリア内でこの順番に配置されているものとする。一般に、アンテナ局の数がＮ個の場合には、制御局は、Ｎ個の遅延素子、Ｅ／Ｏ変換部、およびＯ／Ｅ変換部を備える。したがって、この例の場合には、制御局８は、遅延素子８１ａ〜８１ｇを備え、遅延素子８１ａ〜８１ｇは、光ファイバ７ａ〜７ｇを通じてアンテナ局（１）２ａ〜アンテナ局（７）２ｇに接続される。
【０１２９】
図１７および図１８を参照して、まず、制御局８では、複数のアンテナ局のうち、アンテナ局（３）を選択する（ステップＳ５０１）。
【０１３０】
次に、制御局８では、メッセージ処理部１３が、デジタルデータの形態のパイロット信号を生成し、無線部１２が、無線信号のフレームにパイロット信号を埋め込み、選択したアンテナ局（３）に対応するＥ／Ｏ変換部６３ｃが、この無線信号を光信号に変換して光ファイバ７ｃを通じて選択したアンテナ局（３）に送信する（ステップＳ５０２）。
【０１３１】
次に、選択されたアンテナ局（３）では、Ｏ／Ｅ変換部２１が、光ファイバ７ｃを通じて光信号の形態のパイロット信号を受信して無線信号に変換し（ステップＳ５０３）、アンテナ２２が、この無線信号を近傍のアンテナ局（１）、アンテナ局（２）、アンテナ局（４）およびアンテナ局（５）に送信する（ステップＳ５０４）。
【０１３２】
次に、近傍のアンテナ局（１）、アンテナ局（２）、アンテナ局（４）およびアンテナ局（５）では、アンテナ２２が、パイロット信号を含む無線信号を受信する（ステップＳ５０５）。
【０１３３】
次に、アンテナ局（１）、アンテナ局（２）、アンテナ局（４）およびアンテナ局（５）では、Ｅ／Ｏ変換部２０が、パイロット信号を含む無線信号を光信号に変換して、光ファイバ７ａ，７ｂ，７ｄ，７ｅを通じて制御局８へ送信する（ステップＳ５０６）。
【０１３４】
次に、制御局８では、遅延量調整部８２が、４個のパイロット信号を受信し（ステップＳ５０７）、４個のパイロット信号の到達時刻の差に基づいて、４個のアンテナ局（１），アンテナ局（２）、アンテナ局（４）およびアンテナ局（５）に対する遅延素子８１ａ，８１ｂ、８１ｄ，８１ｅの遅延量を設定する。具体的には、アンテナ局（１）からのパイロット信号の到達時刻をｔ１とし、アンテナ局（２）からのパイロット信号の到達時刻をｔ２とし、アンテナ局（４）からのパイロット信号の到達時刻をｔ４とし、アンテナ局（５）からのパイロット信号の到達時刻をｔ５としたときに、遅延量調整部８２は、時間
ｄ１２＝ｔ２−ｔ１を算出し、時間ｄ１４＝ｔ４−ｔ１を算出し、時間ｄ１５＝ｔ５−ｔ１を算出する。そして、遅延量調整部８２は、遅延素子８１ａの遅延量ｄ１を所定の値Ｄに設定し、遅延素子８１ｂの遅延量ｄ２をＤ−ｄ１２に設定し、遅延素子８１ｄの遅延量ｄ４をＤ−ｄ１４に設定し、遅延素子８１ｅの遅延量ｄ５をＤ−ｄ１５に設定する（ステップＳ５０８）。
【０１３５】
次に、制御局８では、複数のアンテナ局のうち、アンテナ局（５）を選択し（ステップＳ５０１）、ステップＳ５０２〜Ｓ５０８の処理を繰返す。この場合、ステップＳ５０８において、アンテナ局（３）からのパイロット信号の到達時刻をｔ３とし、アンテナ局（４）からのパイロット信号の到達時刻をｔ４とし、アンテナ局（６）からのパイロット信号の到達時刻をｔ６とし、アンテナ局（７）からのパイロット信号の到達時刻をｔ７としたときに、遅延量調整部は、時間ｄ４３＝ｔ３−ｔ４を算出し、時間ｄ４６＝ｔ６−ｔ４を算出し、ｄ４７＝ｔ７−ｔ４を算出する。そして、遅延量調整部は、遅延素子の遅延量ｄ３をｄ４−ｄ４３に設定し、遅延素子の遅延量ｄ６をｄ４−ｄ４６に設定し、遅延素子の遅延量ｄ７をｄ４−ｄ４７に設定する。
【０１３６】
以上の処理を、すべての遅延素子の遅延量の設定が終了するまで（ステップＳ５０９でＹＥＳ）繰返す。
【０１３７】
以上のように、第５の実施形態の無線通信システムによれば、第４の実施形態と同様に、遅延素子の遅延量を簡易な方法で設定することができる。
【０１３８】
（変形例）
本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、たとえば以下のような変形例を含む。
【０１３９】
（１）  制御局のＥ／Ｏ変換部
本発明の実施形態では、制御局は、アンテナ局の数だけＥ／Ｏ変換部を備えるものとしたが、これに限定するものではない。下り送信において同時に送信するアンテナ局の数がＭ個の場合に、Ｍ個のＥ／Ｏ変換部を備え、Ｍ個のＥ／Ｏ変換部が、宛先のアンテナ局と接続する光ファイバに信号を出力するものとしてもよい。
【０１４０】
（２）  信号対雑音比
本発明の第２の実施形態では、モニタ部は、３個のアンテナ局からの光信号のレベルを比較して、レベルが最大である信号を送信しているアンテナ局を特定したが、これに限定するものではない。３個のアンテナ局からの光信号の信号対雑音比を比較して、信号対雑音比が最大である光信号を送信しているアンテナ局を特定するものであってよい。
【０１４１】
また、本発明の第３の実施形態およびその変形例では、モニタ部は、３個のアンテナ局からの光信号のレベルを特定し、合成部は、特定した光信号のレベルに基づく重みを用いて、位相調整後の３個の無線信号を合成して無線部に出力したが、これに限定するものではない。モニタ部は、３個のアンテナ局からの光信号の信号対雑音比を特定し、合成部は、特定した光信号の信号対雑音比に基づく重みを用いて、位相調整後の３個の無線信号を合成して無線部に出力するものであってもよい。
【０１４２】
（３）  モニタ部の位置
本発明の第２〜第５の実施形態では、モニタ部は、３個のアンテナ局からの光信号を受けて、それらのレベルまたは信号対雑音比を特定または比較し、それらの位相差を特定したが、これに限定するものではない。モニタ部は、３個のＥ／Ｏ変換部からの無線信号を受けて、それらのレベルまたは信号対雑音比を特定または比較し、それらの位相差を特定
するものとしてもよい。
【０１４３】
（４）  遅延量が固定
本発明の第４および第５の実施形態では、遅延素子の遅延量は調整可能なものとしたが、これに限定するものではなく、接続される光ファイバの長さに従って、遅延素子の遅延量が予め設定されており、変更できないものであってもよい。ただし、光ファイバの長さが温度によって大きく変化するような場合には、第４および第５の実施形態のように、遅延素子の遅延量が調整可能なものの方がよい。
【０１４４】
（５）  遅延素子の位置について
本発明の第４および第５の実施形態では、遅延素子８１ａ，８１ｂ，８１ｃをＯ／Ｅ変換部６４ａ，６４ｂ，６４ｃの前段に配置したが、これに限定するものではない。
【０１４５】
遅延素子８１ａ，８１ｂ，８１ｃをＯ／Ｅ変換部６４ａ，６４ｂ，６４ｃの後段に配置してもよい。そのような場合には、遅延素子８１ａは、Ｏ／Ｅ変換部６４ａで変換された無線信号を固有の遅延量ｄ１だけ遅延させて合成部に出力する。遅延素子８１ｂは、Ｏ／Ｅ変換部６４ｂで変換された無線信号を固有の遅延量ｄ２だけ遅延させて、合成部に出力する。遅延素子８１ｃは、Ｏ／Ｅ変換部６４ｃで変換された無線信号を固有の遅延量ｄ３だけ遅延させて、合成部に出力する。
【０１４６】
または、遅延素子をＯ／Ｅ変換部の前段と、Ｏ／Ｅ変換部の後段の両方に配置するものとしてもよい。
【０１４７】
（６）  第４および第５の実施形態の構成
本発明の第４および第５の実施形態では、制御局は、モニタ部６２およびスイッチ６１を備えるものとしたが、これに限定するものではなく、これらの代わりに、モニタ部７２および合成部７１を備えるものであってもよい。
【０１４８】
（７）  第４の実施形態の子局
本発明の第４の実施形態では、子局が、３個のアンテナ局に無線信号を同時またはほぼ同時に到達することができる位置に移動したが、これに限定するものではない。たとえば、複数個のアンテナ局ごとに、それらにパイロット信号を送信する固定の基準局を配置するものとしてもよい。
【０１４９】
（８）  第４および第５の実施形態の遅延量調整部
本発明の第４および第５の実施形態では、遅延量調整部が、複数個の光信号の形態のパイロット信号を受信して、これらの到達時刻に基づいて、遅延素子の遅延量を設定したが、これに限定するものではない。たとえば、遅延量調整部が、複数個の光信号の形態のパイロット信号が変換された無線信号、またはこの無線信号が変調されたデジタルデータに基づいて、パイロット信号の到達時刻を判断して、遅延素子の遅延量を設定するものであってもよい。
【０１５０】
（９）  波長多重
本発明の第４および第５の実施形態では、制御局とアンテナ局の間を複数の光ファイバ７ａ、７ｂ、７ｃを用いて、アンテナ局ごとに接続を行なっているが、制御局から各アンテナ局への光信号、およびアンテナ局から制御局への光信号をそれぞれ異なる波長とし、１本の光ファイバに波長多重を行なうことで、同様の機能を実現してもよい。
【０１５１】
（１０）  ＭＩＭＯ(Multi In Multi Output)への適用
本発明の実施形態の無線通信システムは、子局に複数のアンテナを搭載することとすれ
ば、無線基地局と子局の間で複数の情報をやりとりするＭＩＭＯに適用することができる。すなわち、上り送信において、子局は、複数の情報をアンテナの個数に分割して、各アンテナから分割した情報を、複数のアンテナ局を通じて制御局へ送信する。下り通信において、制御局は、複数の情報をアンテナ局の個数に分割して、各アンテナ局を通じて分割した情報を子局に送信する。制御局および子局において、受信した分割された複数の情報を合成するのには、第３の実施形態で説明した合成部による処理を行なえばよい。
【０１５２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】第１の実施形態の無線通信システムを構成する装置の配置および接続を表わす図である。
【図２】第１の実施形態の制御局の構成を表わす図である。
【図３】本発明の実施形態のアンテナ局の構成を表わす図である。
【図４】本発明の実施形態の子局の構成を表わす図である。
【図５】第１の実施形態の上り送信時の動作手順を表わすフローチャートである。
【図６】第１の実施形態の下り送信時の動作手順を表わすフローチャートである。
【図７】第１の実施形態におけるマルチゾーンの問題点を説明するための図である。
【図８】第２の実施形態の無線通信システムを構成する装置の配置および接続を表わす図である。
【図９】第２の実施形態の制御局の構成を表わす図である。
【図１０】第２の実施形態の上り送信時の動作手順を表わすフローチャートである。
【図１１】第３の実施形態の制御局の構成を表わす図である。
【図１２】第２および第３の実施形態におけるダイバーシティ方式の問題点を説明するための図である。
【図１３】第４の実施形態の制御局の構成を表わす図である。
【図１４】第４の実施形態の上り送信時の動作手順を示すフローチャートである。
【図１５】第４の実施形態の遅延量の設定動作の手順を示すフローチャートである。
【図１６】第４の実施形態の遅延量の設定動作の具体例を説明するための図である。
【図１７】第５の実施形態の遅延量の設定動作の手順を示すフローチャートである。
【図１８】第５の実施形態の遅延量の設定動作の具体例を説明するための図である。
【図１９】従来の無線通信方式を説明するための図である。
【図２０】従来の無線通信方式を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１５４】
１，６，８，９  制御局、２ａ〜２ｇ  アンテナ局、３ａ〜３ｄ  光分岐／結合器、４，７ａ〜７ｇ  光ファイバ、５，５ａ，５ｂ  子局、１０，２０，６３ａ，６３ｂ，６３ｃ  Ｅ／Ｏ変換部、１１，２１，６４ａ，６４ｂ，６４ｃ  Ｏ／Ｅ変換部、１２，５０  無線部、１３，５１  メッセージ処理部、２２，５２  アンテナ、６１  スイッチ、６２，７２  モニタ部、７１  合成部、８１ａ，８１ｂ，８１ｃ  遅延素子、８２  遅延量調整部。