(57)【要約】【課題】波長分割多重化された光信号を一括して周波数変換処理することができる波長分割多重光信号受信における信号処理方法およびその装置を提案する。【解決手段】データの重畳された高周波信号でインターリーブ方式で変調された周波数分割多重光信号に関して、複数の光搬送波とそれに付随する側波帯を受信して、上記のそれぞれの光搬送波に伴われた側波帯を、それぞれに分離して復調する場合に、受信信号をＰとＱに分波し、その一方Ａを周波数シフトしてＲを生成し、ＱとＲとを合波してＳを生成し、Ｓを櫛型の透過特性をもった光濾波器で、それぞれひとつの光搬送波と側波帯を含みその光搬送波と側波帯との間隔がそれぞれ等しいという特徴をもった組を複数出力し、それらの複数の組から予め決められた組を選択し、あるいは分離して選択し、選択された組の光搬送波と側波帯とを混合して復調する。【選択図】図１
2004242185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波信号の側帯波をそれぞれに有する光搬送波を複数含み、それらの光搬送波は予め決められた周波数だけ離して配置された周波数分割多重光信号を受信して、上記のそれぞれの光搬送波に伴われた側波帯を、それぞれに分離して復調する受信機における信号処理方法であって、
受信信号をＡとＢに分波するステップと、
その一方Ａを周波数シフトしてＣを生成するステップと、
ＢとＣとを合波してＤを生成するステップと、
Ｄを櫛型の透過特性をもった光濾波器に入力して、それぞれひとつの光搬送波と側波帯を含み、その光搬送波と側波帯との間隔がそれぞれ等しいという特徴をもった複数の組みを出力するステップと、
それらの複数の組みから予め決められた組を選択するステップ、あるいは分離して選択するステップと、
選択された組の光搬送波と側波帯とを混合して復調するステップと、を、
含むことを特徴とする周波数分割多重光信号受信における信号処理方法。
【請求項２】
上記のＡに含まれる光搬送波をＣ１、Ｃ２、…、Ｃｎ、…、ＣＰとし、そのそれぞれの下側波帯をＬ１、Ｌ２、…、Ｌｎ、…、ＬＰとし、そのそれぞれの上側波帯をＵ１、Ｕ２、…、Ｕｎ、…、ＵＰとし、
ＣｎとＣｎ＋１との間にＬｎ＋１とＵｎとが配置された周波数分割多重光信号の受信において、
上記のＣに含まれる光搬送波をＣ’１、Ｃ’２、…、Ｃ’ｎ、…、Ｃ’Ｐとするとき、Ａを周波数シフトしてＣを生成するステップにおける周波数シフトは、上記の側波帯を除いて、
Ｃ’ｎがＬｎ＋１とＣｎ＋１との間に位置するようにする周波数シフト、あるいは、
Ｃ’ｎがＵｎ−１とＣｎ−１との間に位置するようにする周波数シフトであることを特徴とする請求項１に記載の周波数分割多重光信号受信における信号処理方法。
【請求項３】
上記のＡに含まれる光搬送波をＣ１、Ｃ２、…、Ｃｎ、…、ＣＰとし、そのそれぞれの下側波帯をＬ１、Ｌ２、…、Ｌｎ、…、ＬＰとし、そのそれぞれの上側波帯をＵ１、Ｕ２、…、Ｕｎ、…、ＵＰとし、
ＣｎとＣｎ＋１との間にＵｎ−１とＬｎ＋２とが配置された周波数分割多重光信号の受信において、
上記のＣに含まれる光搬送波をＣ’１、Ｃ’２、…、Ｃ’ｎ、…、Ｃ’Ｐとするとき、Ａを周波数シフトしてＣを生成するステップにおける周波数シフトは、上記の側波帯を除いて、
Ｃ’ｎがＣｎ＋１とＬｎ＋３との間に位置するようにする周波数シフト、あるいは、
Ｃ’ｎがＣｎ−１とＵｎ−３との間に位置するようにする周波数シフトであることを特徴とする請求項１に記載の周波数分割多重光信号受信における信号処理方法。
【請求項４】
上記のＡに含まれる光搬送波をＣ１、Ｃ２、…、Ｃｎ、…、ＣＰとし、そのそれぞれの下側波帯をＬ１、Ｌ２、…、Ｌｎ、…、ＬＰとし、そのそれぞれの上側波帯をＵ１、Ｕ２、…、Ｕｎ、…、ＵＰとし、
ＣｎとＣｎ＋１との間にＵｎ−１とＬｎ＋２とが配置された周波数分割多重光信号の受信において、
上記のＣに含まれる光搬送波をＣ’１、Ｃ’２、…、Ｃ’ｎ、…、Ｃ’Ｐとするとき、Ａを周波数シフトしてＣを生成するステップにおける周波数シフトは、上記の側波帯を除いて、
Ｃ’ｎがＬｎ＋３とＣｎ＋２との間に位置するようにする周波数シフト、あるいは、
Ｃ’ｎがＣｎ−２とＵｎ−３との間に位置するようにする周波数シフトであることを特徴とする請求項１に記載の周波数分割多重光信号受信における信号処理方法。
【請求項５】
高周波信号の側波帯をそれぞれに有する光搬送波を複数含み、それらの光搬送波は予め決められた周波数離間して等間隔で配置された周波数分割多重光信号を受信して、上記のそれぞれの光搬送波に伴われた側波帯を、それぞれに分離して復調する受信機における信号処理方法であって、
受信信号をＡとＢに分波する分波器と、
その一方Ａを周波数シフトしてＣを生成する周波数シフタと、
ＢとＣとを合波してＤを生成する合波器と、
Ｄを入力して、それぞれひとつの光搬送波と側波帯を含み、その光搬送波と側波帯との間隔がそれぞれ等しいという特徴をもった複数の組みを出力する櫛型の透過特性をもった光濾波器と、
それらの複数の組みから予め決められた組を選択する選択手段、あるいは分離して選択する分離選択手段と、
選択された組の光搬送波と側波帯とを混合して復調する復調器と、を、
備えることを特徴とする周波数分割多重光信号受信における信号処理装置。
【請求項６】
上記のＡに含まれる光搬送波をＣ１、Ｃ２、…、Ｃｎ、…、ＣＰとし、そのそれぞれの下側波帯をＬ１、Ｌ２、…、Ｌｎ、…、ＬＰとし、そのそれぞれの上側波帯をＵ１、Ｕ２、…、Ｕｎ、…、ＵＰとし、
ＣｎとＣｎ＋１との間にＬｎ＋１とＵｎとが配置された周波数分割多重光信号の受信において、
上記のＣに含まれる光搬送波をＣ’１、Ｃ’２、…、Ｃ’ｎ、…、Ｃ’Ｐとするとき、Ａを周波数シフトしてＣを生成する周波数シフタは、上記の側波帯を除いて、
Ｃ’ｎがＬｎ＋１とＣｎ＋１との間に位置するようにする周波数シフト、あるいは、
Ｃ’ｎがＵｎ−１とＣｎ−１との間に位置するようにする周波数シフトすることを特徴とする請求項５に記載の周波数分割多重光信号受信における信号処理装置。
【請求項７】
上記のＡに含まれる光搬送波をＣ１、Ｃ２、…、Ｃｎ、…、ＣＰとし、そのそれぞれの下側波帯をＬ１、Ｌ２、…、Ｌｎ、…、ＬＰとし、そのそれぞれの上側波帯をＵ１、Ｕ２、…、Ｕｎ、…、ＵＰとし、
ＣｎとＣｎ＋１との間にＵｎ−１とＬｎ＋２とが配置された周波数分割多重光信号の受信において、
上記のＣに含まれる光搬送波をＣ’１、Ｃ’２、…、Ｃ’ｎ、…、Ｃ’Ｐとするとき、Ａを周波数シフトしてＣを生成する周波数シフタは、上記の側波帯を除いて、
Ｃ’ｎがＣｎ＋１とＬｎ＋３との間に位置するようにする周波数シフト、あるいは、
Ｃ’ｎがＣｎ−１とＵｎ−３との間に位置するようにする周波数シフトであることを特徴とする請求項５に記載の周波数分割多重光信号受信における信号処理装置。
【請求項８】
上記のＡに含まれる光搬送波をＣ１、Ｃ２、…、Ｃｎ、…、ＣＰとし、そのそれぞれの下側波帯をＬ１、Ｌ２、…、Ｌｎ、…、ＬＰとし、そのそれぞれの上側波帯をＵ１、Ｕ２、…、Ｕｎ、…、ＵＰとし、
ＣｎとＣｎ＋１との間にＵｎ−１とＬｎ＋２とが配置された周波数分割多重光信号の受信において、
上記のＣに含まれる光搬送波をＣ’１、Ｃ’２、…、Ｃ’ｎ、…、Ｃ’Ｐとするとき、Ａを周波数シフトしてＣを生成する周波数シフタは、上記の側波帯を除いて、
Ｃ’ｎがＬｎ＋３とＣｎ＋２との間に位置するようにする周波数シフト、あるいは、
Ｃ’ｎがＣｎ−２とＵｎ−３との間に位置するようにする周波数シフトであることを特徴とする請求項５に記載の周波数分割多重光信号受信における信号処理装置。
【請求項９】
上記のＡに含まれる光搬送波をＣ１、Ｃ２、…、Ｃｎ、…、ＣＰとし、そのそれぞれの下側波帯をＬ１、Ｌ２、…、Ｌｎ、…、ＬＰとし、そのそれぞれの上側波帯をＵ１、Ｕ２、…、Ｕｎ、…、ＵＰとするとき、上記のＡには、上記の下側波帯あるいは上側波帯のみが含まれる場合で、
ＣｎとＣｎ＋１との間にＬｎ＋１あるいはＵｎが配置された周波数分割多重光信号の受信において、
上記のＣに含まれる光搬送波をＣ’１、Ｃ’２、…、Ｃ’ｎ、…、Ｃ’Ｐとするとき、Ａを周波数シフトしてＣを生成するステップにおける周波数シフトは、上記の上側波帯あるいは下側波帯を除いて、
上側波帯のみが含まれる場合にＣ’ｎがＣｎとＣｎ＋１との間に位置するようにする周波数シフト、あるいは、
下側波帯のみが含まれる場合にＣ’ｎがＣｎとＣｎ−１との間に位置するようにする周波数シフトであることを特徴とする請求項１に記載の周波数分割多重光信号受信における信号処理方法。
【請求項１０】
上記のＡに含まれる光搬送波をＣ１、Ｃ２、…、Ｃｎ、…、ＣＰとし、そのそれぞれの下側波帯をＬ１、Ｌ２、…、Ｌｎ、…、ＬＰとし、そのそれぞれの上側波帯をＵ１、Ｕ２、…、Ｕｎ、…、ＵＰとするとき、上記のＡには、上記の下側波帯あるいは上側波帯のみが含まれる場合で、
ＣｎとＣｎ＋１との間にＵｎ−１あるいはＬｎ＋２が配置された周波数分割多重光信号の受信において、
上記のＣに含まれる光搬送波をＣ’１、Ｃ’２、…、Ｃ’ｎ、…、Ｃ’Ｐとするとき、Ａを周波数シフトしてＣを生成するステップにおける周波数シフトは、上記の上側波帯あるいは下側波帯を除いて、
Ｃ’ｎがＣｎ＋１とＣｎ＋２との間に位置するようにする周波数シフト、あるいは、
Ｃ’ｎがＣｎ−１とＣｎ−２との間に位置するようにする周波数シフトであることを特徴とする請求項４に記載の周波数分割多重光信号受信における信号処理方法。
【請求項１１】
上記のＡに含まれる光搬送波をＣ１、Ｃ２、…、Ｃｎ、…、ＣＰとし、そのそれぞれの下側波帯をＬ１、Ｌ２、…、Ｌｎ、…、ＬＰとし、そのそれぞれの上側波帯をＵ１、Ｕ２、…、Ｕｎ、…、ＵＰとするとき、上記のＡには、上記の下側波帯あるいは上側波帯のみが含まれる場合で、
ＣｎとＣｎ＋１との間にＬｎ＋１あるいはＵｎが配置された周波数分割多重光信号の受信において、
上記のＣに含まれる光搬送波をＣ’１、Ｃ’２、…、Ｃ’ｎ、…、Ｃ’Ｐとするとき、Ａを周波数シフトしてＣを生成するステップにおける周波数シフタは、上記の上側波帯あるいは下側波帯を除いて、
Ｃ’ｎがＣｎとＣｎ＋１との間に位置するようにする周波数シフタ、あるいは、
Ｃ’ｎがＣｎとＣｎ−１との間に位置するようにする周波数シフタであることを特徴とする請求項５に記載の周波数分割多重光信号受信における信号処理装置。
【請求項１２】
上記のＡに含まれる光搬送波をＣ１、Ｃ２、…、Ｃｎ、…、ＣＰとし、そのそれぞれの下側波帯をＬ１、Ｌ２、…、Ｌｎ、…、ＬＰとし、そのそれぞれの上側波帯をＵ１、Ｕ２、…、Ｕｎ、…、ＵＰとするとき、上記のＡには、上記の下側波帯あるいは上側波帯のみが含まれる場合で、
ＣｎとＣｎ＋１との間にＵｎ−１あるいはＬｎ＋２が配置された周波数分割多重光信号の受信において、
上記のＣに含まれる光搬送波をＣ’１、Ｃ’２、…、Ｃ’ｎ、…、Ｃ’Ｐとするとき、Ａを周波数シフトしてＣを生成するステップにおける周波数シフタは、上記の上側波帯あるいは下側波帯を除いて、
Ｃ’ｎがＣｎ＋１とＣｎ＋２との間に位置するようにする周波数シフタ、あるいは、
Ｃ’ｎがＣｎ−１とＣｎ−２との間に位置するようにする周波数シフタであることを特徴とする請求項５に記載の周波数分割多重光信号受信における信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信に関し、特に周波数分割多重化された通信で、改善された伝送効率を備えた光変調波の多重信号信号処理方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
簡単な光通信に用いられる方法としては、光源として用いられるレーザダイオードを変調信号で直接変調するか、あるいはレーザダイオードからの光を外部光変調器を用いて変調して、変調された光信号を得、その光信号を光ファイバにより伝送する方法がある。また、光通信の広帯域性を活用するために、変調信号としては、周波数分割多重化された信号が用いられる場合がある。
【０００３】
受信側での検波の方法としては、その変調された光信号を受信し、光検出器を用いて直接電気信号に変換する方法が知られている。この方法では、周波数分割多重化された信号を復調する場合には、信号が干渉し、復調に困難が生じることが知られている。
【０００４】
また、受信した光信号の中心周波数と同一の周波数を持つ光搬送波と受信した光信号とを混合して検波する方法や、受信した光信号に、局部発振光を混合する方法も知られている。
【０００５】
本発明に近い従来の光ファイバ無線伝送方式の構成を、より具体的に説明するために、その一例を図８に示す。図８の構成では、単一モード発振光源１０１からの光波は、光変調器１０２に於いてデータの重畳された無線信号１０３によって光変調される。光変調器１０２から出力される変調光は光伝送路１０４を通じて伝送される。受信信号光は光増幅器１０５によって光増幅された後、光フィルタ１０６によって不要な帯域の雑音成分が除去される。１１１に示される光フィルタ出力信号を、光検出器１０７において光検波し、光検波された信号を電気ミキサ１０８と電気局部発振器１０９を用いて周波数変換し、信号処理に適する所望の帯域の中間周波数帯信号１１０を得る。
【０００６】
一般に強度変調された光は、図９（ａ）に示す（Ｃ１とＬ１、Ｕ１）様にその両側に側波帯を伴っている。ここで、２次以上の高次光側波帯成分は実際のシステムでは影響を及ぼさないことが多いので省略して描いている。また、光ファイバ無線通信の場合は、変調信号としてマイクロ波帯やミリ波帯などの高周波の電波帯信号が用いられるため、光搬送波と光側波帯が離れている。これは、変調信号が、上記の高周波の特定の帯域の信号であるためである。また、与えられた波長領域に多数の変調された光を伝搬させる場合は、一般に、隣の光信号（Ｃ２とＬ２、Ｕ２）との干渉を防ぐために、搬送波間隔を充分にとって、側波帯が干渉しないようにしている。このため、光信号を一本の光ファイバで伝送する際のスペクトル利用効率は、充分に高いものではなかった。
【０００７】
そこで、スペクトル利用効率を改善するために、図９（ｂ）の様に、搬送波と側波帯からなるそれぞれのグループをインターリーブ（重畳）方式で配置して、搬送波と側波帯との間に他の搬送波あるいは側波帯を配置する高密度周波数分割多重構成にした光信号を用いることが考えられる。図では長い棒で表されるスペクトルが搬送波を、短い棒で表されるスペクトルが側波帯を表す。周波数資源の利用効率が低い場合を図９（ａ）に示す。より高い場合を図９（ｂ）に示す。図９（ｂ）では、両側波帯が用いられているが、片方の側波帯を用いる技術が非特許文献１あるいは非特許文献２に記載されている。
【０００８】
【非特許文献１】
Ｃ．Ｌｉｍ，  ｅｔ  ａｌ．，“Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  ｆｏｒ  ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｉｎｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ−ｗａｖｅ  ＷＤＭ  ｆｉｂｒｅ−ｒａｄｉｏ”，  ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ  ＬＥＴＴＥＲＳ，  ｖｏｌ．３７，Ｎｏ．１６，ｐｐ．１０４３−１０４５，  ２ｎｄ  Ａｕｇｕｓｔ  ２００１
【非特許文献２】
Ｈ．ｔｏｄａ，  ｅｔ  ａｌ．，  “Ａ  ＤＷＤＭ  ＭＭ−ＷＡＶＥ  ＦＩＢＥＲ−ＲＡＤＩＯ  ＳＹＳＴＥＭ  ＢＹ  ＯＰＴＩＣＡＬＦＲＥＷＵＥＮＣＹＩＮＴＥＲＬＥＡＶＩＮＧ  ＦＯＲ  ＨＩＧＨ  ＳＰＥＣＴＲＡＬ  ＥＦＦＩＣＩＥＮＣＹ”，  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｏｐｉｃａｌ  Ｍｅｅｔｉｎｇ  ｏｎＭｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  （ＭＰＷ２００１）  Ｔｅｃｈ．  Ｄｉｇ．，  Ｔｕ−３．３，  ｐｐ．８５−８８，  ７ｔｈ−１０ｔｈＪａｎｕａｒｙ  ２００２
【０００９】
しかし、上記の非特許文献１あるいは２では、復調する際には、もとの搬送波と側波帯の組み合わせを受信した光信号から選択して、光検出器に入力して復調している。このため、光検出器から得られる信号は、搬送波と側波帯との周波数差の帯域に属する電気信号であり、ミリ波あるいはサブミリ波にあるため、この電気信号を電気的に周波数変換して、取り扱いの容易な、より低周波の電気信号にしている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
高密度周波数分割多重として報告された変調された光の多重信号処理では、光搬送波と光側波帯とからなるそれぞれのグループをインターリーブ方式で配置して、光搬送波と光側波帯との間に他の光搬送波あるいは光側波帯を配置している。しかし、その復調においては、もとの光搬送波と光側波帯との個別の組み合わせを、受信した光信号から選択して、光検出器に入力して復調している。この選択は、個別に行なわれるため、多重度の高い信号では、濾波器などの選択手段の数をそれに応じて増やさざるを得ない。また、光検出器から得られる信号は、光搬送波と光側波帯との周波数差の帯域に属する電気信号であり、従ってミリ波あるいはサブミリ波などの高周波の電波帯にあり、この電気信号を電気的に周波数変換して、取り扱いの容易な、より低周波の電気信号にする必要がある。
【００１１】
本発明は上記に鑑みて提案されたものであり、周波数分割多重化された光信号を一括して周波数変換処理することができる周波数分割多重光信号受信における信号処理方法およびその装置を提案している。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の第１の要件は、周波数分割多重化された光信号を受信する際に、多重化されたそれぞれの信号を、一括して周波数変換するという信号処理方法に関している。また、本発明の第５の要件は、そのための信号処理装置に関している。
【００１３】
この場合の周波数分割多重光信号とは、高周波信号の側波帯をそれぞれに有する光搬送波を複数含み、それらの光搬送波は予め決められた周波数だけ離して配置された周波数分割多重光信号である。その配置は、等間隔であることは厳密に成り立つ必要はないが、下記の信号処理において他の搬送波や側帯波との干渉が生じない程度のずれであれば、本発明を適用することができる。本発明は、特に、上記の光信号を受信して上記のそれぞれの光搬送波に伴われた側波帯をそれぞれに分離して復調する受信機における信号処理方法であって、次の手順により信号処理を行なう。
１）受信信号をＡとＢに分波する。この分波は、既に良く知られた分波器を用いて行なうことができる。
２）その一方Ａを周波数シフトしてＣを生成する。この周波数シフトは、単側波帯変調器や周波数変調器を用いて行なうことができる。
３）ＢとＣとを合波してＤを生成する。この合波は、重ね合わせを行なうものである。
４）Ｄを櫛型の透過特性をもった光濾波器に入力する。櫛型の透過特性をもった光濾波器は、既に良く知られており、ファブリペロフィルタや、ＦＢＧ（ファイバブラッググレーティング）などがある。この濾波器のひとつの透過帯域には、ひとつの光搬送波と側波帯が透るように設定する。ただし、その光搬送波と側波帯との間隔がそれぞれ等しいようにすることが肝要である。
５）それらの複数の組みから、復調しようとする信号に対応した組を選択する。この選択においては、隣り合う組が接近して選択が難しいときには、ＡＷＧ（アレイ型導波路格子）や高光分散素子などを用いてそれぞれの組みを分離してから選択する。
６）選択された組の光搬送波と側波帯とを混合して復調する。この復調には、フォトダイオードなどの非線形素子あるいは、他の光電気変換素子を用いることができる。この復調による出力は電気信号である。この電気信号は、高周波の信号であるが、上記の側波帯とそれに対応する光搬送波との周波数差に比べて低い周波数帯に属する。
【００１４】
また、本発明の第２あるいは第６の要件は、第１あるいは第５の要件の限定された条件に属するものである。上記のＡに含まれる光搬送波をＣ１、Ｃ２、…、Ｃｎ、…、ＣＰとし、そのそれぞれの下側波帯をＬ１、Ｌ２、…、Ｌｎ、…、ＬＰとし、そのそれぞれの上側波帯をＵ１、Ｕ２、…、Ｕｎ、…、ＵＰとするとき、この発明は、周波数帯の利用効率を改善するために、ＣｎとＣｎ＋１との間にＬｎ＋１とＵｎとが配置された周波数分割多重光信号の受信における復調方法に関している。第２の要件は、上記のＣに含まれる光搬送波をＣ’１、Ｃ’２、…、Ｃ’ｎ、…、Ｃ’Ｐとするとき、Ａを周波数シフトしてＣを生成するステップにおける周波数シフトを規定するものであって、組みとして用いる光搬送波と側波帯との間に、余分な信号が入りこむことを防ぐためのものであって、次の条件を満足するようにする。１）Ｃ’ｎがＬｎ＋１とＣｎ＋１との間に位置するようにする周波数シフトするか、あるいは、２）Ｃ’ｎがＵｎ−１とＣｎ−１との間に位置するようにする周波数シフトする。
【００１５】
また、本発明の第３あるいは第７の要件は、第１あるいは第５の要件の限定された条件に属するものである。この第３あるいは第６の要件は、第２あるいは第４の要件での周波数帯の利用効率よりさらに効率を良くするために、未使用の帯域を詰めたものであって、上記の記法を用いると、ＣｎとＣｎ＋１との間にＵｎ−１とＬｎ＋２とが配置された周波数分割多重光信号の受信における復調方法に関するものである。上記のＣに含まれる光搬送波をＣ’１、Ｃ’２、…、Ｃ’ｎ、…、Ｃ’Ｐとするとき、Ａを周波数シフトしてＣを生成するステップにおける周波数シフトは、１）Ｃ’ｎがＣｎ＋２とＬｎ＋４との間に位置するようにする周波数シフトするか、あるいは、２）Ｃ’ｎがＵｎ−４とＣｎ−２との間に位置するようにする周波数シフトする。
【００１６】
また、本発明の第４あるいは第８の要件は、第１あるいは第５の要件の限定された条件に属するものである。この第３あるいは第６の要件は、第２あるいは第４の要件での周波数帯の利用効率よりさらに効率を良くするために、未使用の帯域を詰めたものであって、上記の記法を用いると、ＣｎとＣｎ＋１との間にＵｎ−１とＬｎ＋２とが配置された周波数分割多重光信号の受信における復調方法に関するものである。上記のＣに含まれる光搬送波をＣ’１、Ｃ’２、…、Ｃ’ｎ、…、Ｃ’Ｐとするとき、Ａを周波数シフトしてＣを生成するステップにおける周波数シフトは、１）Ｃ’ｎがＬｎ＋３とＣｎ＋２との間に位置するようにする周波数シフトするか、あるいは、２）Ｃ’ｎがＣｎ−２とＵｎ−３との間に位置するようにする周波数シフトする。
【００１７】
また、本発明の第９あるいは第１１の要件は、第１あるいは第４の要件の限定された条件に属するものである。上記のＡに含まれる光搬送波をＣ１、Ｃ２、…、Ｃｎ、…、ＣＰとし、そのそれぞれの下側波帯をＬ１、Ｌ２、…、Ｌｎ、…、ＬＰとし、そのそれぞれの上側波帯をＵ１、Ｕ２、…、Ｕｎ、…、ＵＰとするとき、上記のＡには、上記の下側波帯あるいは上側波帯のみが含まれる場合で、この発明は、周波数帯の利用効率を改善するために、ＣｎとＣｎ＋１との間にＬｎ＋１あるいはＵｎが配置された周波数分割多重光信号の受信における復調方法に関している。第７あるいは第９の要件は、上記のＣに含まれる光搬送波をＣ’１、Ｃ’２、…、Ｃ’ｎ、…、Ｃ’Ｐとするとき、Ａを周波数シフトしてＣを生成するステップにおける周波数シフトを規定するものであって、組みとして用いる光搬送波と側波帯との間に、余分な信号が入りこむことを防ぐためのものであって、次の条件を満足するようにする。１）Ｃ’ｎがＣｎとＣｎ＋１との間に位置するようにする周波数シフトであるか、あるいは、２）Ｃ’ｎがＣｎとＣｎ−１との間に位置するようにする周波数シフトである。ただし、上記の上側波帯あるいは下側波帯を除くものとする。
【００１８】
また、本発明の第１０あるいは第１２の要件は、第１あるいは第４の要件の限定された条件に属するものである。この第１０あるいは第１２の要件は、第９あるいは第１１の要件での周波数帯の利用効率よりさらに効率を良くするために、未使用の帯域を詰めたものであって、上記の記法を用いると、ＣｎとＣｎ＋１との間にＵｎ−１あるいはＬｎ＋２が配置された周波数分割多重光信号の受信における復調方法に関するものである。上記のＣに含まれる光搬送波をＣ’１、Ｃ’２、…、Ｃ’ｎ、…、Ｃ’Ｐとするとき、Ａを周波数シフトしてＣを生成するステップにおける周波数シフトは、１）Ｃ’ｎがＣｎ＋１とＣｎ＋２との間に位置するようにする周波数シフトであるか、あるいは、２）Ｃ’ｎがＣｎ−１とＣｎ−２との間に位置するようにする周波数シフトである。ただし、上記の上側波帯あるいは下側波帯を除くものとする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明を用いる通信環境を説明する図である。先ず、送信部１では、データの重畳された高周波信号で変調された搬送波つきの光信号を周波数分割多重方式で多重化した周波数分割多重光信号を送信するものとする。従って、それぞれの光搬送波と側波帯とを取り出した場合には、それらの間には信号がなく、この部分は利用されていない。本発明が主眼とするのは、光搬送波と側波帯の組みの間に他の組みの光搬送波あるいは側波帯が入りこんだインターリーブと呼ばれる場合であるが、インターリーブされていない場合にも適用することができる。また、この場合の周波数分割多重光信号とは、高周波信号の側波帯をそれぞれに有する光搬送波を複数含み、それらの光搬送波は予め決められた周波数（ｆ）離間して等間隔で配置された周波数分割多重光信号である。この条件が満たされる部分には、本発明が適用できるので、取り扱う周波数分割多重光信号信号の全ての光搬送波が等間隔で配置されている必要はない。
【００２０】
上記の周波数分割多重光信号は、光ファイバあるいは自由空間の伝送部２を通じて伝送され、受信部３に達する。受信部３では、下記に説明する本発明の方法あるいは装置により復調するが、周波数分割多重光信号の構成の違いによって、下記の様な場合が生じる。
１）それぞれの光搬送波に両側波帯が付随している場合
１−１）光搬送波と付随する側波帯との間隔がｆ／２より大きくｆより小さい場合
１−２）光搬送波と付随する側波帯との間隔がｆより大きく３ｆ／２より小さい場合
１−３）光搬送波と付随する側波帯との間隔が３ｆ／２より大きく２ｆより小さい場合
１−４）光搬送波と付随する側波帯との間隔がｆ／２より小さい場合
２）光搬送波に下側波帯あるいは上側波帯の一方が付随している場合
２−１）光搬送波と付随する片側波帯との間隔がｆより小さい場合
２−２）光搬送波と付随する片側波帯との間隔がｆより大きく２ｆより小さい場合
これらの場合について以下に説明する。
【００２１】
１−１）光搬送波と付随する側波帯との間隔がｆ／２より大きくｆより小さい場合
【００２２】
この場合のスペクトル配置例を図２に示す。図２の場合は、上記の記号を用いて、Ｃｎ、Ｌｎ＋１、Ｕｎ、Ｃｎ＋１なる順に並ぶ場合である。この場合は、次のようにする。
１）分波器４を用いて、受信信号をＰとＱに分波する。この分波器４には、３デシベルカプラーあるいはハーフミラーを用いる。図２にこの場合のスペクトル配置を示す。長い棒が搬送波を、短い棒が側波帯を表す。図２（ａ）のスペクトルが上記のＰに対応する。
２）その一方Ｐを、周波数シフタ５で周波数変換してＲを生成する。この周波数シフトは、単側波帯変調器や周波数変調器を用いて行なうことができる。ここで周波数を上げる場合は、Ｌｎ＋１とＣｎ＋１との間に入るように行えばよい。但し、側波帯領域は用いない。周波数を下げる場合は、Ｃｎ−１とＵｎ−１との間に入るように行えばよい。この場合も、側波帯領域は用いない。このＲに対応するスペクトルを図２（ｂ）に示す。矢印１１が周波数シフトを示す。
３）合波器６を用いて、ＱとＲとを合波してＳを生成する。この合波は、重ね合わせを行なうものである。この合波には、３デシベルカプラーあるいはハーフミラーを用いる。
４）Ｓを櫛型の透過特性をもった櫛型濾波器７に入力する。この濾波器７のひとつの透過帯域には、ひとつの光搬送波と側波帯が透るように設定する。例えば、Ｃｎが高く周波数変換されたＣ’ｎとＵｎ、あるいは、低く周波数変換されたＣ’ｎとＬｎとをＦＢＧを用いて選択する。図２の点線の四角でその透過特性１０を示す。
５）それらの複数の組みから、復調しようとする信号に対応した組を選択する場合、通常は、隣り合う組が接近して選択が難しい。このため、ＡＷＧ（アレイ型導波路格子）や高光分散素子などを用いてそれぞれの組みを分離してから選択する。それぞれの組として分離された光信号は、光ファイバで次の段に送られる。
６）光ファイバで送られた光信号は、フォトダイオードアレイ８に入力される。フォトダイオードの非線形特性により選択された組の光搬送波と側波帯とが混合され、電気信号が得られるので、これを炉波器に通して、周波数変換された側波帯を得ることができる。
【００２３】
１−２）光搬送波と付随する側波帯との間隔がｆより大きく３ｆ／２より小さい場合
【００２４】
この場合のスペクトル配置例を図３に示す。図３の場合は、上記の１）〜６）とほぼ同様な信号処理を行なうが、繰返しを避けるために、上記の１）〜６）と異なる項目について説明する。
２）その一方Ｐを周波数シフトしてＲを生成する。この周波数シフトは、単側波帯変調器や周波数変調器を用いて行なうことができる。ここで周波数を上げる場合は、Ｃｎ＋１とＬｎ＋３との間に入るように行えばよい。但し、側波帯領域は用いない。周波数を下げる場合は、Ｃｎ−１とＵｎ−３との間に入るように行えばよい。この場合も、側波帯領域は用いない。
【００２５】
１−３）光搬送波と付随する側波帯との間隔が３ｆ／２より大きく２ｆより小さい場合
【００２６】
この場合のスペクトル配置例を図４に示す。この場合には、Ｐを周波数シフトしてＲを生成する際に、周波数を上げる場合は、Ｌｎ＋３とＣｎ＋２との間に入るように行えばよく、周波数を下げる場合は、Ｃｎ−２とＵｎ−３との間に入るように行えばよい。この場合も、側波帯領域は用いない。
【００２７】
１−４）光搬送波と付随する側波帯との間隔がｆ／２より小さい場合
【００２８】
この場合のスペクトル配置例を図５に示す。これは、インターリーブになっていない場合であるが、本発明を適用することは可能である。ただし、この場合には、Ｐを周波数シフトしてＲを生成する際に、周波数を上げる場合は、ＣｎとＬｎ＋１との間に入るようにすればよく、周波数を下げる場合は、ＣｎとＵｎ−１との間に入るようにする。この場合も、側波帯領域は用いない。
【００２９】
２−１）光搬送波と付随する片側波帯との間隔がｆより小さい場合
【００３０】
この場合のスペクトル配置例を図６に示す。これは、インターリーブになっていない場合であるが、本発明を適用することは可能である。この場合には、Ｐを周波数シフトしてＲを生成する際に、周波数を上げる場合は、ＣｎとＣｎ＋１との間に入るように行えばよく、周波数を下げる場合は、ＣｎとＣｎ−１との間に入るようにすればよい。この場合も、側波帯領域は用いない。
【００３１】
２−２）光搬送波と付随する片側波帯との間隔がｆより大きく２ｆより小さい場合
【００３２】
この場合のスペクトル配置例を図７に示す。この場合には、Ｐを周波数シフトしてＲを生成する際に、周波数を上げる場合は、Ｃｎ＋１とＣｎ＋２との間に入るように行えばよく、周波数を下げる場合は、Ｃｎ−１とＣｎ−２との間に入るようにすればよい。この場合も、側波帯領域は用いない。
【００３３】
以上のように、データの重畳された高周波信号で変調された周波数分割多重光信号で、その周波数資源の利用効率を改善するために、インターリーブ方式で複数の光搬送波とそれに付随する側波帯を配置する場合でも、本発明を適用する事により、受信側では、一括して、周波数変換を行ない、利用し易い周波数帯の信号に変換することができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明では、データの重畳された高周波信号で変調された周波数分割多重光信号に関して、その周波数資源の利用効率を改善するために、インターリーブ方式で配置された複数の光搬送波とそれに付随する側波帯を受信して、上記のそれぞれの光搬送波に伴われた側波帯を、それぞれに分離して復調する場合に、受信信号をＰとＱに分波し、その一方Ａを周波数シフトしてＲを生成し、ＱとＲとを合波してＳを生成し、Ｓを櫛型の透過特性をもった光濾波器で、それぞれひとつの光搬送波と側波帯を含みその光搬送波と側波帯との間隔がそれぞれ等しいという特徴をもった組を複数出力し、それらの複数の組から予め決められた組を選択し、あるいは分離して選択し、選択された組の光搬送波と側波帯とを混合して復調している。このため、受信した周波数分割多重光信号を一括して周波数変換を行ない、利用し易い周波数帯の信号に変換することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を用いる通信環境を説明する図である。
【図２】光搬送波と付随する側波帯との間隔がｆ／２より大きくｆより小さい場合のスペクトル配置例を示す図である。
【図３】光搬送波と付随する側波帯との間隔がｆより大きく３ｆ／２より小さい場合のスペクトル配置例を示す図である。
【図４】光搬送波と付随する側波帯との間隔が３ｆ／２より大きく２ｆより小さい場合のスペクトル配置例を示す図である。
【図５】光搬送波と付随する側波帯との間隔がｆ／２より小さい場合のスペクトル配置例を示す図である。
【図６】光搬送波と付随する片側波帯との間隔がｆより小さい場合のスペクトル配置例を示す図である。
【図７】光搬送波と付随する片側波帯との間隔がｆより大きく２ｆより小さい場合のスペクトル配置例を示す図である。
【図８】従来の光ファイバ無線伝送方式の構成例を示す図である。
【図９】周波数資源の利用形態例を示す図である。
【符号の説明】
１  送信部
２  伝送部
３  受信部
４  分波器
５  周波数シフタ
６  合波器
７  櫛型濾波器
８  フォトダイオードアレイ
１０  透過特性
１１  周波数シフト
【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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