(57)【要約】  【課題】基地局から子局へ、光ファイバーを介して無線信号を伝送する際の、小無線ゾーンの境界領域での電波信号の干渉を抑制する。  【解決手段】基地局１と、基地局から異なる距離に配置された複数の子局３ａ、３ｂと、基地局と子局とを接続する光伝送線路２ａ、２ｂとを備え、基地局は、無線周波数の搬送波信号を情報信号で変調する無線機４を有し、無線機から出力される変調信号を光信号に変換して、光伝送路を介して各子局に伝送する。各子局は伝送された光信号を光電気変換し、無線信号を各移動端末機に向けて送信して、各子局毎にそれぞれ異なる隣接した領域を対象とする小無線ゾーンを形成する。基地局と各子局との間の光伝送路の長さは、各子局と基地局との間の距離の相違にかかわらず一定に設定される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と、前記基地局からそれぞれ異なる距離に配置された複数の子局と、前記基地局と前記子局とを接続する光伝送線路とを備え、
前記基地局は、無線周波数の搬送波信号を情報信号で変調する無線機を有し、前記無線機から出力される変調信号を光信号に電気光変換して、前記光伝送路を介して前記各子局に伝送し、
前記各子局は前記伝送された光信号を光電気変換し、無線信号を各移動端末機に向けて送信して、前記各子局毎にそれぞれ異なる隣接した領域を対象とする小無線ゾーンを形成する移動体無線通信システムにおいて、
前記基地局と前記各子局との間の前記光伝送路の長さは、前記各子局と前記基地局との間の距離の相違にかかわらず一定に設定されたことを特徴とする移動体無線通信システム。
【請求項２】
前記基地局または前記子局に、前記光伝送路の一部を形成する光路長適合部を配置し、前記光路長適合部における光路長を異ならせることにより、前記各子局と前記基地局との間の前記光伝送路の長さを一定に設定した請求項１に記載の移動体無線通信システム。
【請求項３】
前記光路長適合部は、前記光伝送路を構成する光ファイバケーブルにより構成され、前記基地局と前記子局間の光伝送路として必要な長さを超えた部分が、光ファイバユニットとしてまとめて前記基地局または前記子局に配置された請求項２に記載の移動体無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線アクセスシステム、携帯電話システム、パーソナル通信システムなどの移動体無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の移動体無線通信システムを図５に示す。このシステムにおいては、基地局１０の伝送装置１１は、デジタル−デジタル変換器１２及び光電気変換器１３を備える。ネットワークを経由して送られて来た信号に対して、基地局１０では、デジタル−デジタル変換した後のベースバンド信号を光信号として、光ファイバ１４を通して子局１５に伝送する。子局１５は、伝送装置１６と無線機１７を備える。基地局１０から伝送された光信号は、伝送装置１６の光電気変換器１８により電気信号に変換され、デジタル−デジタル変換器１９により復元されたベースバンド信号が無線機１７に入力される。無線機１７では、ベースバンド信号を、デジタル−アナログ変換器２０により多重化された無線信号に変換し、増幅器２１を介してアンテナ２２から送信する。移動端末機（図示せず）からアンテナ２２を介して受信した時は、以上の信号処理とは逆に、子局１５で無線信号からベースバンド信号に変換し、光ファイバ１４を介して基地局１０に信号が伝送される。基地局１０では、受信信号をデジタル−デジタル変換して、さらにネットワークに向けて送出する。
【０００３】
この構成に基づき多数の子局１５を配置した移動体無線通信システムを、図６に示す。基地局１０には、光ファイバ１４を介して多数の子局１５が接続されている。各々の子局１５により、各小無線ゾーン２３が形成される。
【０００４】
このシステムでは、各々の子局１５で、ベースバンド信号を無線信号に変換する信号処理を行うため、子局１５の装置構成が複雑かつ大型になる。一方、携帯電話機等の移動端末機の小型化に伴って送信出力電力を低下させるためには、子局と移動端末機との間の距離を大幅に小さくする必要がある。そのためには、多数の子局を設置して、各々半径の小さな無線ゾーンを構成することが必要である。ところが、上記のような構成では、子局１５の装置構成が複雑かつ大型であるため、多数の子局１５を設置することは困難である。
【０００５】
この問題を解決するため、図７に示すように、子局２４に、ベースバンド信号の信号処理装置を設けず、無線通信に関するアナログ信号処理のみを行う送受信装置２５を設けて、子局２４の簡易化を図ることが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。具体的には、基地局２６に無線機２７を設置し、ベースバンド信号で搬送波を変調した後、その変調信号を光電気変換器２８により、電気信号と同じ変化をする光信号に変換して、光ファイバ１４を介して子局２４に伝送する。子局２４では、送受信装置２５により、受信した光信号を電気信号に変換した後増幅して移動端末機に向けて送信する。移動端末機（図示せず）からアンテナ２２を介して受信した時は、以上の信号処理とは逆に、子局２４から光ファイバ１４を介して基地局２６に信号が伝送され、基地局２６で無線信号からベースバンド信号に変換されて、ネットワークに向けて送出される。
【０００６】
この構成に基づき多数の子局１５を配置した移動体無線通信システムを、図８に示す。このシステムでは、子局２４は半径の小さな小無線ゾーン２９を形成し、基地局２６から各子局２４に送られた同一の光信号が、光電変換された後送信される。
【０００７】
このシステムにおいては、各子局２４はそれぞれ、少なくとも光電変換器、電光変換器、送信用電力増幅器、受信用低雑音増幅器、およびアンテナを備えるだけでよい。従って、図５に示したシステムと比較して、各々が小さな範囲の無線ゾーンを形成すればよいように、小型化した子局２４の装置を多数配置したシステムを、容易に構成することができる。すなわち、基地局２６に設置された少数の無線機で、無線サービス実施エリアを薄く広く展開可能であり、また、需要増に応じて基地局に無線機を増設することも容易である。なお、基地局２６と子局２４の間に光分岐器が必要な場合もあるが、通常は、基地局２６、あるいは基地局２６と子局２４を結ぶネットワークの途上に設置される。
【特許文献１】特開平５−１３６７２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図８に示した移動体無線通信システムにおいては、図９（ａ）に示すような問題が発生する。図９（ａ）において、２４ａ、２４ｂは、多数あるうちの２つの子局を示す。第１の子局２４ａ、第２の子局２４ｂは、それぞれ電波が到達する範囲である小無線ゾーン２９ａ、２９ｂを形成する。小無線ゾーン２９ａ、２９ｂの領域内で、移動端末機が受信する信号の波形を、図９の（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ示す。
【０００９】
図９（ｂ）、（ｃ）に示す信号波形は、同一の信号波形の位相がずれたものである。子局２４ａ、２４ｂでは、基地局２６から伝送される同一の光信号が、光電変換され無線送信される。ここで、基地局２６から各子局２４ａ、２４ｂまでの距離は一定ではないため、子局２４ａ、２４ｂに到達する光信号には、時間的な差が生じる。従って、図９（ｂ）、（ｃ）に示すように、無線信号に位相のずれを生じることは避けられない。
【００１０】
光信号の光ファイバー中の伝送速度は、２００万ｍ／ｓであり、１マイクロ秒で２００ｍ進む。従って、基地局２６から子局２４ａ、２４ｂまでの距離（光ファイバー長）に、２００ｍの差があれば、２つの子局間では伝送された光信号に１マイクロ秒の時間差が生じる。１Ｍｂｉｔ／ｓのデジタル信号では１マイクロ秒でｏｎ−ｏｆｆが繰り返されるので、Ｍｂｉｔ／ｓクラスの伝送を行う場合は、１ビット以上のずれが生じる。
【００１１】
このように、位相のずれた同一の信号波形が小無線ゾーン２９ａ、２９ｂで発信されると、小無線ゾーンの隣接した境界領域３０においては、図９（ｂ）、（ｃ）に示す位相のずれた信号波形を同時に受信することになる。その結果、図９（ｄ）に示すように信号の干渉が発生し、通信品質が著しく劣化する場合がある。
【００１２】
本発明は、小無線ゾーンを形成する子局を多数配置し、無線信号を基地局から光ファイバーを介して子局へ伝送する移動体無線通信システムにおける、小無線ゾーンの境界領域での電波信号の干渉を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の移動体無線通信システムは、 基地局と、前記基地局からそれぞれ異なる距離に配置された複数の子局と、前記基地局と前記子局とを接続する光伝送線路とを備え、前記基地局は、無線周波数の搬送波信号を情報信号で変調する無線機を有し、前記無線機から出力される変調信号を光信号に電気光変換して、前記光伝送路を介して前記各子局に伝送し、前記各子局は前記伝送された光信号を光電気変換し、無線信号を各移動端末機に向けて送信して、前記各子局毎にそれぞれ異なる隣接した領域を対象とする小無線ゾーンを形成する。前記基地局と前記各子局との間の前記光伝送路の長さは、前記各子局と前記基地局との間の距離の相違にかかわらず一定に設定される。
【発明の効果】
【００１４】
上記構成の移動体無線通信システムによれば、基地局と子局間の光伝送における時間差を生じることがないので、子局により形成される小無線ゾーンの境界領域における、電波信号の干渉を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の移動体無線通信システムにおいて、前記基地局または前記子局に、前記光伝送路の一部を形成する光路長適合部を配置し、前記光路長適合部における光路長を異ならせることにより、前記各子局と前記基地局との間の前記光伝送路の長さを一定に設定した構成とすることができる。
【００１６】
また、前記光路長適合部は、前記光伝送路を構成する光ファイバケーブルにより構成され、前記基地局と前記子局間の光伝送路として必要な長さを超えた部分が、光ファイバユニットとしてまとめて前記基地局または前記子局に配置された構成とすることができる。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態における移動体無線通信システムについて、図面を参照して具体的に説明する。
【００１８】
図１は、本実施の形態における移動体無線通信システムの要部を示すブロック図である。この移動体無線通信システムは、基地局１と、光ファイバケーブル２ａ、２ｂを介して基地局１と接続された、複数（ここでは２局のみを示す）の子局３ａ、３ｂから構成される。基地局１は、例えば、外部のネットワーク（図示せず）を経由して信号の授受を行うように接続される。また、基地局１は無線機４、及び光電気変換器５を有し、光電気変換器５から出力される光信号は、光ファイバケーブル２ａ、２ｂを介して子局３ａ、３ｂに伝送される。基地局１および子局３ａ、３ｂにおいて信号を処理するための装置の構成は、図７に示したものと同様である。
【００１９】
基地局１には、光ファイバケーブル２ａの一部からなる、光ファイバユニット６が配置されている。光ファイバユニット６は、基地局１から子局３ａ、３ｂまでの距離の相違にかかわらず、基地局１と子局３ａ、３ｂの間の光伝送路、すなわち光ファイバケーブル２ａ、２ｂの長さを同一にすることを可能にするための要素である光路長適合部として機能する。
【００２０】
基地局１から子局３ａ、３ｂまでの距離をそれぞれ、Ｌａ、Ｌｂ（Ｌａ＜Ｌｂ）とすれば、光ファイバユニット６には、光ファイバケーブル２ａの全長のうち、長さ（Ｌｂ−Ｌａ）分が収容されている。すなわち、光ファイバユニット６を配置して、光ファイバケーブル２ａ、２ｂの長さを互いに同一にしたことによる、実用上不要な部分の光ファイバケーブルを収容する。なお、光路長適合部は、光ファイバユニット６のように、光ファイバケーブル２ａにおける余分な長さを収容する構成に限られない。例えば、基地局１と子局３ａ、３ｂ間の光伝送路の長さを調整するために、光ファイバケーブルとは異なる、例えば光導波路のような調整用光伝送路を介在させて、調整用光伝送路により長さを調整する構成とすることもできる。
【００２１】
図２に示すように、各子局３ａ、３ｂはそれぞれ互いに隣接する小無線ゾーン７ａ、７ｂを形成する。各小無線ゾーン７ａ、７ｂにおいては、基地局１から伝送された無線周波数信号である、例えばミリ波帯の周波数からなる同一の周波数群の信号を用いて通信が行われる。小無線ゾーン７ａ、７ｂ内で、移動端末機が受信する信号の波形を、図２の（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ示す。
【００２２】
図２（ｂ）、（ｃ）に示す信号波形は、信号波形の位相が揃っている。基地局１から子局３ａ、３ｂまでの距離は一定ではないが、光ファイバユニット６により、光ファイバケーブル２ａ、２ｂの長さ、すなわち基地局１から送信される光信号が各子局３ａ、３ｂに至る光伝送路長が、互いに同一になっているからである。従って、小無線ゾーン７ａ、７ｂの隣接した境界領域８において、信号の干渉が発生することはなく、図２（ｄ）に示すような歪みのない信号を受信することができる。
【００２３】
図３は、上記構成の移動体無線通信システムにおいて、ｎ個の子局３（１）、３（２）、・・・３（ｎ）が設けられた場合を示す。基地局１と子局３（１）、３（２）、・・・３（ｎ）の間を接続する光ファイバーケーブル２（１）、２（２）、・・・２（ｎ）には、それぞれ光ファイバユニット６（１）、６（２）、・・・６（ｎ）が設けられている。光ファイバーケーブル２（１）、２（２）、・・・２（ｎ）の長さを各々、Ｌ１、Ｌ２、・・・Ｌｎとすれば、基準の長さをＬとして、光ファイバユニット６（１）、６（２）、・・・６（ｎ）には各々、（Ｌ−Ｌ１）、（Ｌ−Ｌ２）、・・・（Ｌ−Ｌｎ）の長さの部分が収容される。
【００２４】
光ファイバユニット６は、必ずしも全ての光ファイバーケーブル２に対して設ける必要はない。例えば、基地局１から最長距離にある子局３には光ファイバユニット６を設けず、それ以外の子局３に接続される光ファイバーケーブル２のみに光ファイバユニット６を設けた構成としてもよい。その場合は、最長距離にある子局３への光ファイバーケーブル２の長さを基準として長さを調整することができる。
【００２５】
図４には、このシステムにおいてｎ＝５の場合に、子局３（１）〜３（５）が形成する小無線ゾーン７（１）〜７（５）を示す。光路長適合ユニットにより、基地局から子局３（１）〜３（５）に伝送される光信号に時間差は無いので、各小無線ゾーン７（１）〜７（５）が隣接する境界領域８（１）〜８（５）における電波信号の干渉は抑制される。
【００２６】
以上の構成の移動体無線通信システムにおいて、光ファイバユニット６を、基地局１ではなく子局３に配置した構成としてもよい。その場合は、基地局側の一部の光伝送路を共通とし、途中で分岐する構成にすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の移動体無線通信システムによれば、小無線ゾーンを形成する子局を多数配置し、無線信号を基地局から光ファイバーを介して子局へ伝送するシステムにおける、小無線ゾーンの境界領域での電波信号の干渉を抑制することができる。従って、無線アクセスシステム、携帯電話システム、パーソナル通信システムなどに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態における移動体無線通信システムを示すブロック図
【図２】図１の移動体無線通信システムの動作を示す図
【図３】同移動体無線通信システムの他の例を示すブロック図
【図４】図３の移動体無線通信システムの動作を示す図
【図５】従来例の移動体無線通信システムにおける基地局と子局の構成を示すブロック図
【図６】図５の移動体無線通信システムの動作を示す図
【図７】他の従来例の移動体無線通信システムにおける基地局と子局の構成を示すブロック図
【図８】図７の移動体無線通信システムの動作を示す図
【図９】従来例の移動体無線通信システムにおける課題を示す図
【符号の説明】
【００２９】
１、１０、２６  基地局
２ａ、２ｂ、２（１）、２（２）、２（ｎ）  光ファイバケーブル
３ａ、３ｂ、３（１）〜３（５）、３（ｎ）、１５、２４、２４ａ、２４ｂ  子局
４、１７、２７  無線機
５、１３、１８、２８  光電気変換器
６、６（１）、６（２）、６（ｎ）  光ファイバユニット
７ａ、７ｂ、７（１）〜７（５）、２３、２９、２９ａ、２９ｂ  小無線ゾーン
８、８（１）〜８（５）、３０  境界領域
１１、１６  伝送装置
１２、１９  デジタル−デジタル変換器
１４  光ファイバ
２０  デジタル−アナログ変換器
２１  増幅器
２２  アンテナ
２５  送受信装置
【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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