(57)【要約】本発明は、中継装置（２０）において受信する無線信号のレベルを所定のダイナミックレンジの範囲内に収めることができる無線通信システムである。制御装置（１０）において、送信部（１０２）は、下り電気信号を下り光信号に変換し、光伝送路（４０）を介して中継装置（２０）に送信する。中継装置（２０）は、受信した下り光信号を下り電気信号に変換し、送受信アンテナ部（２０４）から無線信号として無線通信端末（３０）に送信する。中継装置（２０）において、レベル調整部（２０７）は、中継装置が受信する無線信号の受信強度が所定の範囲内に収まるように、中継装置（２０）が送信する無線信号のレベルを調整する。
2005011316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御装置と、前記制御装置と光伝送路を介して接続された１以上の中継装置と、前記中継装置と無線通信する複数の無線通信端末とを備える無線通信システムであって、
前記制御装置は、
下り電気信号を下り光信号に変換し、前記光伝送路を介して前記中継装置に送信する第１の光送信部と、
前記光伝送路を介して前記中継装置から送信されてくる上り光信号を上り電気信号に変換する第１の光受信部とを含み、
前記中継装置は、
前記光伝送路を介して前記制御装置から送信されてくる前記下り光信号を前記下り電気信号に変換する第２の光受信部と、
前記第２の光受信部によって変換された下り電気信号を前記無線通信端末に無線信号として送信し、前記無線通信端末から送信される無線信号を受信して前記上り電気信号とする送受信アンテナ部と、
前記送受信アンテナ部によって受信された前記上り電気信号を前記上り光信号に変換し、前記光伝送路を介して前記制御装置に送信する第２の光送信部とを含み、
前記中継装置が受信する無線信号の受信強度が所定の範囲内に収まるように、前記中継装置が送信または受信する無線信号のレベルを調整する無線信号レベル制限手段を備えることを特徴とする、無線通信システム。
【請求項２】
前記所定の範囲は、各前記無線通信端末が利用するそれぞれのチャンネルにおいて、当該チャンネル以外のチャンネルに漏洩する周波数成分のレベルに対する当該チャンネルを利用する無線信号のレベルの比である漏洩比と、当該チャンネルを利用する無線信号のレベルに対する当該チャンネル以外のチャンネルを利用する無線通信端末からの漏洩信号のレベルの比である信号対雑音比との差よりも小さい範囲であることを特徴とする、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記無線信号レベル制限手段は、前記第２の光受信部が出力する前記下り電気信号のレベルを調整する前記中継装置内に設けられたレベル制御部であり、
前記レベル制御部は、前記下り電気信号のレベルを減衰させることによって、前記中継装置の通信可能エリアを狭くし、通信可能エリア内に存在する無線通信端末が送信する無線信号のレベルが前記所定の範囲内となるようにすることを特徴とする、請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記第１の光送信部を複数含み、
前記無線信号レベル制限手段は、前記下り電気信号を分岐する前記制御装置内に設けられた信号分配部であり、
前記信号分配部は、前記下り電気信号を分岐して当該下り電気信号のレベルを減衰させることによって、前記中継装置の通信可能エリアを狭くし、通信可能エリア内に存在する無線通信端末が送信する無線信号のレベルが前記所定の範囲内となるようにし、
前記第１の光送信部は、前記信号分配部によって分岐された下り電気信号を下り光信号に変換する、請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記無線信号レベル制限手段は、前記下り電気信号に重畳して送信させるためのパイロット信号を生成する前記制御装置に設けられたパイロット信号生成部であり、
前記第１の光送信部は、前記パイロット信号が重畳された下り電気信号を下り光信号に変換し、
前記中継装置は、さらに、
前記中第２の光受信部によって変換された下り電気信号に重畳されているパイロット信号のレベルを検出するパイロット信号検出部と、
前記パイロット信号検出手段によって検出されたパイロット信号のレベルが一定となるように、前記無線信号のレベルを制御するレベル制御部とを含み、
前記パイロット信号生成部は、生成する前記パイロット信号のレベルを増大させることによって、前記中継装置の通信可能エリアを狭くし、通信可能エリア内に存在する無線通信端末が送信する無線信号のレベルが前記所定の範囲内となるようにすることを特徴とする、請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記無線信号レベル制限手段は、前記制御装置に設けられ、
前記第１の光受信部によって変換された上り電気信号の品質が所定の条件を満たしているか否かを監視する監視部と、
前記監視部によって前記上り電気信号の品質が所定の条件を満たしていないと判断された場合、前記第１の光送信部に入力される前記下り電気信号のレベルを低減し、光変調度を低下させるレベル制御部とからなり、
前記レベル制御部は、前記光変調度を低下させ、前記下り光信号のパワーを減衰することによって、前記中継装置の通信可能エリアを狭くし、通信可能エリア内に存在する無線通信端末が送信する無線信号のレベルが前記所定の範囲内となるようにすることを特徴とする、請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記無線信号レベル制限手段は、前記制御装置に設けられ、
前記第１の光受信部によって変換された上り電気信号の品質が所定の条件を満たしているか否かを監視する監視部と、
前記監視部によって前記上り電気信号の品質が所定の条件を満たしていないと判断された場合、前記第１の光送信部で設定されるバイアス電流のレベルを低減し、光変調度を低下させるレベル制御部とからなり、
前記レベル制御部は、前記光変調度を低下させ、前記下り光信号のパワーを減衰することによって、前記中継装置の通信可能エリアを狭くし、通信可能エリア内に存在する無線通信端末が送信する無線信号のレベルが前記所定の範囲内となるようにすることを特徴とする、請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記無線信号レベル制限手段は、前記第２の光送信部によって変換された前記上り光信号にひずみが発生しないレベルに前記無線信号を減衰するレベル減衰部を有する、請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項９】
互いに隣接する前記中継装置の通信範囲同士は、一部重複しており、
前記中継装置は、前記無線通信端末との間で送受信する前記無線信号のレベルを調整することによって利得を制御するレベル調整手段を含み、
前記レベル調整手段は、前記制御装置から送信される信号が、前記中継装置を介して、前記通信可能範囲が重複する区域に存在する前記無線通信端末に伝送されるまでに要する遅延時間と、前記制御装置から送信される信号が、隣接する前記中継装置を介して、前記通信可能範囲が重複する区域に存在する前記無線通信端末に伝送されるまでに要する遅延時間との差が所定時間内となるように前記無線信号のレベルを調整することを特徴とする、請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
隣接する２つの前記中継装置を１組としたとき、隣り合う前記中継装置の組は、別の隣り合う中継装置の組と異なる周波数を用いて通信することを特徴とする、請求項９に記載の無線通信システム。
【請求項１１】
前記送受信アンテナ部は、隣接する前記中継装置のうち、当該送受信アンテナ部を備える中継装置よりも、前記制御装置との間を接続する光伝送路の長さが長い中継装置に向かう指向性を有することを特徴とする、請求項９に記載の通信システム。
【請求項１２】
さらに、前記制御装置と各前記中継装置とを接続する光伝送路を分岐する光分岐結合部を備え、分岐された前記光ファイバの一方の端に中継装置が接続され、もう一方の端に別の光分岐手段が接続されることを特徴とする、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１３】
前記光分岐結合部は、前記制御装置内に接続される１本の光ファイバを所定の数以上に分配し、分配された光ファイバにそれぞれ中継装置が接続されることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１４】
前記レベル調整部は、前記遅延時間が、前記無線通信システムが許容する最大の遅延時間となるように、前記無線信号のレベルを調整することを特徴とする、請求項９に記載の無線通信システム。
【請求項１５】
互いに隣接する前記中継装置の通信範囲同士は、一部重複しており、
前記中継装置は、前記制御装置との間で送受信する前記光信号の遅延時間を制御する光信号制御手段を含み、
前記光信号制御手段は、前記制御装置から送信される信号が、前記中継装置を介して、前記通信可能範囲が重複する区域に存在する前記無線通信端末に伝送されるまでに要する遅延時間と、前記制御装置から送信される信号が、隣接する前記中継装置を介して、前記通信可能範囲が重複する区域に存在する前記無線通信端末に伝送されるまでに要する遅延時間との差が所定時間内となるように前記光信号の遅延時間を制御することを特徴とする、請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項１６】
前記送受信アンテナ部は、鉛直方向の受信感度が前記所定の範囲内となるような指向性を有し、
前記所定の範囲は、前記第２の光送信部が許容する範囲であることを特徴とする、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項１７】
前記無線信号レベル制限手段は、鉛直方向から送信されてくる無線信号を吸収する前記送受信アンテナ部に設けられた電波吸収体であることを特徴とする、請求項１６に記載の無線光伝送システム。
【請求項１８】
前記送受信アンテナ部は、双方向指向性を有するポールアンテナから構成されており、
前記ポールアンテナは、鉛直方向の受信感度が前記所定のレベル内となるように設置されていることを特徴とする、請求項１６に記載の無線光伝送システム。
【請求項１９】
前記ポールアンテナは、建物内の天井に設置されていることを特徴とする、請求項１８に記載の無線光伝送システム。
【請求項２０】
前記ポールアンテナは、建物内の床に設置されていることを特徴とする、請求項１８に記載の無線光伝送システム。
【請求項２１】
前記ポールアンテナは、建物内の壁に設置されていることを特徴とする、請求項１８に記載の無線光伝送システム。
【請求項２２】
前記送受信アンテナ部は、
前記第２の光受信部によって変換された下り電気信号を前記無線通信端末に無線信号として送信する受信アンテナ部と、
前記無線通信端末から送信される無線信号を受信して前記上り電気信号とする送信アンテナ部とからなり、
前記無線信号レベル制限手段は、前記送信アンテナ部であって、鉛直方向から送信されてくる無線信号を遮断する位置に設けられることを特徴とする、請求項１６に記載の無線光伝送システム。
【請求項２３】
前記送信アンテナ部は、前記受信アンテナ部が設けられた方向を除く方向に指向性を有することを特徴とする、請求項２２に記載の無線光伝送システム。
【請求項２４】
前記無線信号レベル制限手段は、さらに、前記送受信アンテナ部が受信する信号のレベルを減衰させ、各前記無線通信端末が利用するそれぞれのチャンネルにおいて、当該チャンネルを利用する無線信号のレベルに対する当該チャンネル以外のチャンネルを利用する無線通信端末からの漏洩信号のレベルの比である信号対雑音比を所定値以下とするレベル減衰部を有する、請求項１６に記載の無線通信システム。
【請求項２５】
各前記送受信アンテナ部は、直下に位置する前記無線通信端末からの無線信号を受信しないような単一指向性を有し、かつ受信可能範囲内に存在する前記無線通信端末から送信される無線信号を所定のレベル内で受信し、
前記送受信アンテナ部の内、少なくとも１つの前記送受信アンテナ部は、前記単一指向性が向かう方向に位置し、かつ当該送受信アンテナ部に隣接する中継装置における送受信アンテナ部の直下に位置する無線通信端末からの無線信号を受信し、
前記所定のレベルは、前記所定の範囲内となるレベルであることを特徴とする、請求項１６に記載の無線光伝送システム。
【請求項２６】
前記送受信アンテナ部の内、前記単一指向性が示す方向の最端箇所に位置する中継装置以外の中継装置の送受信アンテナ部は、前記単一指向性が向かう方向に位置し、かつ当該送受信アンテナ部に隣接する中継装置における送受信アンテナ部の直下に位置する無線通信端末からの無線信号を受信することを特徴とする、請求項２５に記載の無線光伝送システム。
【請求項２７】
各前記送受信アンテナ部の単一指向性は、鉛直斜め下方向から隣接する前記中継装置における前記送受信アンテナ部の直下方向に向けた指向性であることを特徴とする、請求項２６に記載の無線光伝送システム。
【請求項２８】
互いに隣接する前記中継装置の受信可能範囲同士は、一部重複していることを特徴とする、請求項２７に記載の無線光伝送システム。
【請求項２９】
前記送受信アンテナ部は、隣接した前記中継装置のうち、当該送受信アンテナ部を備える中継装置よりも、制御装置との間を接続する光伝送路の長さが長い中継装置に向かう単一指向性を有し、
前記単一指向性は、前記受信可能範囲が重複する区域から送信される無線信号が前記送受信アンテナ部によって受信され、前記制御装置に伝送されるまでに要する遅延時間と、当該無線信号が隣接する前記中継装置における前記送受信アンテナ部によって受信され、前記制御装置に伝送されるまでに要する遅延時間との差が所定時間内となるように調整されることを特徴とする、請求項２８に記載の無線光伝送システム。
【請求項３０】
前記単一指向性は、当該単一指向性の広がり角度を変更することによって調整されることを特徴とする、請求項２９に記載の無線光伝送システム。
【請求項３１】
前記単一指向性は、前記送受信アンテナ部の設置角度を変更することによって調整されることを特徴とする、請求項２９に記載の無線光伝送システム。
【請求項３２】
前記中継装置は、さらに、前記送受信アンテナ部によって受信された無線信号を増幅または減衰するレベル調整部を備え、
前記レベル調整部は、受信可能範囲が重複する区域から送信されてくる無線信号のレベルが所定のレベルとなるように無線信号を増幅または減衰し、
前記所定のレベルは、前記重複する区域から送信され、隣接した前記中継装置によって受信された無線信号のレベルとの差が所定範囲内となるようなレベルであることを特徴とする、請求項２９に記載の無線光伝送システム。
【請求項３３】
前記無線通信端末は、それぞれ異なる周波数の無線信号を用いて通信することを特徴とする、請求項１６に記載の無線光伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、制御装置が、中継装置を介して無線通信端末と通信するシステムに関し、より特定的には、制御装置と中継装置とが、光伝送路を介して接続されているシステムに関する。
【背景技術】  近年、無線通信端末と無線で通信する中継局が、光伝送路を介して制御装置と接続される無線通信システムが用いられるようになってきている（例えば、特開平９−２３３０５０号公報）。
図４３は、特開平９−２３３０５０号公報に記載されている従来の無線通信システムの構成を示す図である。図４３に示す無線通信システムにおいて、制御装置１９は、変調した信号を光信号に変換し、光伝送路５９を介して中継装置２９に送信する。中継装置２９は、制御装置１９から送信されてきた光信号を光電気変換部９５で電気信号に変換し、送受信部９３およびアンテナ部９２を介して、無線信号として、エリア内の無線通信端末３９に送信する。また、中継装置２９は、無線通信端末３９から送信されてきた無線信号をアンテナ部９２で受信し、送受信部９３を介し、電気光変換部９４で光信号に変換して、光伝送路５９に送出する。このようにして、従来の無線通信システムでは、中継装置と無線通信端末との間の通信が実現されている。
従来の無線通信システムは、良好な通信品質を実現するために、以下に示す第１〜第３の要求を満たさなければならない。
第１の要求は、中継装置が受信する無線信号のレベルを所定の範囲に収めなければならないことである。受信した無線信号を有効に再現することができる無線信号の最大レベルと最小レベルとの差をダイナミックレンジという。中継装置が受信する無線信号のレベルが大きすぎる場合、無線信号を光信号に変換した際に、光信号にひずみが発生してしまう。一方、中継装置が受信する無線信号のレベルが小さすぎる場合、受信すべき無線信号とノイズとを分離することができない。無線信号を高品質に光伝送するためには、中継装置が受信する無線信号のレベルを、ダイナミックレンジの範囲に収めなければならない。
次に、中継装置が無線通信端末に送信すべき信号成分を増幅する際、増幅器の非線形性によって、送信すべき信号成分以外に、送信すべき信号成分の帯域外周波数成分が出力されてしまう。帯域外周波数成分は、帯域外周波数成分と同じ周波数帯域を利用して通信する他の通信機器や、無線通信端末の周辺に存在する電気機器等に悪影響を及ぼす。したがって、中継装置が送信すべき無線信号成分のレベルに対する帯域外周波数成分のレベルは、一定レベル以下に収めなければならない。ここで、帯域外周波数成分のレベルと、中継装置が無線通信端末に送信すべき無線信号成分のレベルとの比を漏洩比と呼ぶ。このように、第２の要求は、無線信号における漏洩比を一定レベル以下に収めることである。
さらに、中継装置が無線通信端末と正常に通信するためには、送受信する無線信号の周波数帯における信号対妨害比（以下、Ｄ／Ｕ（Ｄｅｓｉｒｅｄ／Ｕｎｄｅｓｉｒｅｄ）比と呼ぶ）を一定レベル以上にしなければならない。なぜならば、Ｄ／Ｕ比が低下してしまうと、中継装置は受信すべき信号とノイズとを分離することができないからである。このように、第３の要求は、中継装置が受信する無線信号のＤ／Ｕ比を一定レベル以上に保つことである。
ここで、第１の課題を解決するために、図４４に示す無線通信システムが提案されている（特許第２８８５１４３号明細書参照）。図４４は、特許第２８８５１４３号明細書に記載されている従来の無線通信システムの構成を示す図である。図４４に示す従来の無線通信システムにおいて、中継装置２８と制御装置１８とは、光ファイバ５８を介して接続される。中継装置２８は、アンテナ部９２を介して、無線通信端末（図示せず）から送信されてくる無線信号を受信する。増幅器１は、アンテナ部９１が受信した電気信号を増幅する。増幅器１によって増幅された信号は、分配器２によって分配された後、ミキサ３ａ〜３ｄおよびシンセサイザ４ａ〜４ｄによって、周波数変換される。周波数変換された信号は、１波分の通過帯域をもつバンドバスフィルタ５ａ〜５ｄを通過後、非線形増幅器６ａ〜６ｄによって所定の信号レベルに増幅される。増幅された信号は、合成器７において合成された後、電気光変換器８によって光信号に変換される。当該光信号は、光ファイバ５８を介して、制御装置１８に伝送される。制御装置１８において、光電気変換器２１は、光ファイバ５８から送出される光信号を電気信号に変換する。当該電気信号は、分配器１１において分配された後、ミキサ１２ａ〜２３ｄおよび発信器１３ａ〜１３ｄによって元の周波数帯に戻すために周波数変換される。その後、周波数変換された信号は、１波分の通過帯域を有するバンドパスフィルタ１４ａ〜１４ｄによって分離される。分離された信号は、復調器１５ａ〜１５ｄによって復調されて外部に出力されるか、または検波器１６ａ〜１６ｄによって検知される。検波器１６ａ〜１６ｄが検知し、出力する信号は、Ａ／Ｄ変換器１７ａ〜１７ｄによってディジタル信号に変換された後、ＲＯＭ１８ａ〜１８ｄに格納される。
以上のように、特許第２８８５１４３号明細書に記載の従来の無線通信システムは、中継装置２８において、受信した信号を１波ごとに分離し、分離した各信号の信号レベルを非線形増幅器６ａ〜６ｄによって調整する。したがって、非線形増幅器６ａ〜６ｄを中継装置２８に設けることによって、中継装置が受信する無線信号のレベルを、所定のダイナミックレンジの範囲に収めることができる。これによって、第１の要求を満たすことができる。
次に、第２〜第３の要求を満たすために、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格は、中継装置および無線通信端末が送受信する無線信号の品質を規定している。ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格において、無線信号の変調方式が６４ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）であり、他チャンネルからの干渉がある場合、中継装置が受信する無線信号のダイナミックレンジは、最大約３２ｄＢとなるべきであると規定されている。また、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格より、Ｄ／Ｕ比は約２２ｄＢ以上必要であると計算される。さらに、ＡＲＩＢＳＴＤ−Ｔ７１において、無線信号における隣接チャンネルへの漏洩比は−２５ｄＢ以下、次隣接チャンネルへの漏洩比は−４０ｄＢ以下となるべきであると規定されている。これらの規定を満たす無線信号を用いて通信することによって、中継装置は、正常に通信することができる。
しかしながら、特許第２８８５１４３号明細書に記載の従来の無線通信システムは、無線信号をダイナミックレンジ内に収めるために、例えば非線形増幅器６ａ〜６ｄ等の、利得を制御するＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）機能を、中継装置に無線チャネル数分備えなければならない。このため、システムの構成が複雑になってしまう。
また、周波数分割多重方式を利用して信号を制御装置に送信する場合においても、システムの構成が複雑になってしまうという問題がある。中継装置は、複数の無線通信端末から同時に無線信号を受信した場合、複数の無線信号の信号レベルを一度に調整することができない。特許第２８８５１４３号明細書に記載の従来の無線通信システムにおいて、中継装置は、周波数変換した信号をいったんチャンネル数分に分離し、信号のレベルを一定に調整してから多重する。よって、中継装置には、分配器や、無線信号のチャネル数分のミキサ、シンセサイザ、バンドパスフィルタおよび非線形増幅器といった、多くの部品を設けなければならない。したがって、中継装置の構成が複雑になり、中継装置を小型化することが困難である。
さらに、特許第２８８５１４３号明細書に記載の従来の無線通信システムにおいて、中継装置および制御装置には、発振器を設けなければならない。したがって、システムの構成が高価になってしまうという問題がある。
以上のように、特許第２８８５１４３号明細書に記載の従来の無線通信システムは、第１の要求を満たすことはできるものの、システムの構成が複雑になってしまうという問題がある。
また、ＩＥＥＥ８０２．１１ａにおいて、中継装置が複数のチャンネルの無線信号を利用する場合は想定されていないため、ＩＥＥＥ８０２．１１ａで規定された無線信号を複数のチャンネルを用いたシステムに、そのまま適用することができない。以下、その理由について説明する。
複数のチャンネルの信号を利用して通信する場合、各チャンネルには、それぞれ異なる周波数が割り当てられる。図４５は、隣接する２つのチャンネルを利用する第１および第２の無線通信端末から送信される、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格に準拠した無線ＬＡＮ信号のスペクトラムを示す図である。実線は、信号ａのスペクトラムを示し、点線は、信号ｂのスペクトラムを示す。
第１の無線通信端末が送信する信号ａと、第２の無線通信端末が送信する信号ｂとは、互いに隣接するチャンネルの信号である。以下、信号ａが、信号ｂから漏洩する信号の成分によって妨害を受ける場合について説明する。
信号ａは、信号成分１００１ａと、信号漏洩成分１００２ａと、信号漏洩成分１００３ａとを有する。信号成分１００１ａは、中継装置が受信すべき信号ａの成分であって、帯域幅は、約２０ＭＨｚである。信号漏洩成分１００２ａは、信号成分１００１ａに最も近いチャンネル（以下、隣接チャンネルと呼ぶ）に漏洩する成分である。信号漏洩成分１００３ａは、信号成分１００１ａの帯域外周波数成分であって、信号成分１００１ａに２番目に近いチャンネル（以下、次隣接チャンネルと呼ぶ）に漏洩する成分である。信号の帯域外周波数が、当該信号に隣接するチャンネルの周波数と重なっている場合、帯域外周波数成分が隣接チャンネルに漏洩してしまう。なお、説明の簡単のために、それぞれの信号スペクトラムは、一定レベルであるものとして説明する。
無線通信システムにおいて、無線信号の変調方式が６４ＱＡＭであり、他チャンネルからの干渉がある場合、中継装置が受信する無線信号のダイナミックレンジは最大約３２ｄＢとなるべきであるとＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格で規定されている。また、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格より、Ｄ／Ｕ比は約２２ｄＢ以上必要であると計算される。
漏洩比１００４は、信号漏洩成分１００２ａと信号成分１００１ａとの比であって、−２５ｄＢ以下となるべきであると規定されている。また、信号のレベルを対数で表す場合、漏洩比１００４の対数は、信号漏洩成分１００２ａのレベルの対数と信号成分１００１ａのレベルの対数との差で表される。以下、本明細書において、漏洩比とは、対数で表されているものとして説明する。漏洩比１００５は、信号漏洩成分１００３ａのレベルと信号成分１００１ａのレベルとの差であって、−４０ｄＢ以下となるべきであると規定されている。
信号ｂは、信号成分１００１ｂと、信号漏洩成分１００２ｂと、信号漏洩成分１００３ｂとを有する。信号成分１００１ｂは、中継装置が受信すべき信号ｂの信号成分である。信号漏洩成分１００２ｂは、信号成分１００１ｂの隣接チャンネルに漏洩する信号の成分である。信号漏洩成分１００３ｂは、信号成分１００１ｂの次隣接チャンネルに漏洩する信号の成分である。
Ｄ／Ｕ比１０１０は、信号成分１００１ａと信号漏洩成分１００２ｂとのレベル差である。信号漏洩成分１００２ｂは、隣接チャンネルである信号ａに漏洩する。したがって、中継装置が、隣接チャネルからの漏洩に妨害されずに信号ａのみを光信号に変換するためには、信号成分１００１ａのレベルと信号漏洩成分１００２ｂのレベルとの差、つまりＤ／Ｕ比１０１０は、２２ｄＢ以上でなければならない。
中継装置が受信する無線信号のレベルは、中継装置と無線通信端末との間の距離に依存する。つまり、中継装置と無線通信端末との距離が離れるほど、中継装置のアンテナ部によって受信される無線信号のレベルは小さくなる。
したがって、中継装置が受信する無線信号のダイナミックレンジが３２ｄＢである場合、第１の通信端末および第２の通信端末の位置関係によっては、信号成分１００１ｂのレベルと信号成分１００１ａのレベルとの差が、最大３２ｄＢとなる場合がある。この場合、隣接チャンネルへの漏洩比が−２５ｄＢであるとすると、Ｄ／Ｕ比１０１０は−７ｄＢとなる。したがって、所要のＤ／Ｕ比２２ｄＢを満たすことができない。
このように、複数の通信端末が隣接する２つのチャンネルを利用して通信する場合、中継装置が受信する無線信号の品質が規格に定められた品質を保ち、かつ無線信号のレベルが規格で定められたダイナミックレンジの範囲内であっても、他チャンネルの信号に妨害され、正常に通信できなくなる場合がある。この場合、第１および第２の課題を解決することはできるが、所定のＤ／Ｕ比を満たすという第３の課題を解決することができない。
次に、次隣接チャンネルからの漏洩信号によって通信が妨害される場合について考える。図４６は、２チャンネル離れた２つのチャンネルを利用する第１および第３の無線通信端末から送信される無線ＬＡＮ信号のスペクトラムを示す図である。
実線は、信号ａのスペクトラムを示し、点線は、信号ｃのスペクトラムを示す。第１の無線通信端末が送信する信号ａと、第３の無線通信端末が送信する信号ｃとは、互いに２つ離れたチャンネルの信号である。以下、信号ａが、信号ｃから漏洩する信号の成分に妨害を受ける場合について説明する。
信号ａは、信号成分１００１ａと、信号漏洩成分１００２ａと、信号漏洩成分１００３ａとを有する。図４６に示す信号ａが有する信号成分は、図４５に示す信号ａが有する信号成分と同様であるため、説明を省略する。
信号ｃは、信号成分１００１ｃと、信号漏洩成分１００２ｃと、信号漏洩成分１００３ｃとを有する。信号成分１００１ｃは、中継装置が受信すべき信号ｃの信号成分である。信号漏洩成分１００２ｃは、信号成分１００１ｃの隣接チャンネルに漏洩する信号の成分である。信号漏洩成分１００３ｃは、信号成分１００１ｃの次隣接チャンネルに漏洩する信号の成分である。
Ｄ／Ｕ比１０１０は、信号成分１００１ａのレベルと信号漏洩成分１００３ｃのレベルとの差である。
中継装置が受信する無線信号のダイナミックレンジが３２ｄＢである場合、第１の無線通信端末および第３の無線通信端末の位置関係によって、信号成分１００１ｃのレベルと信号成分１００１ａのレベルとの差が、最大３２ｄＢとなる場合がある。この場合、次隣接チャンネル漏洩比が−４０ｄＢであるとすると、Ｄ／Ｕ比１０１０は８ｄＢとなる。したがって、所要のＤ／Ｕ比２２ｄＢを満たすことができない。
このように、複数の通信端末が２つ離れたチャンネルを利用して通信する場合、中継装置が受信する無線信号の品質が規格に定められた品質を保ち、かつ無線信号のレベルが規格で定められたダイナミックレンジの範囲内であっても、他チャンネルの信号に妨害され、正常に通信できなくなる場合がある。この場合、第１および第２の要求を満たすことはできるが、所定のＤ／Ｕ比を満たすという第３の要求を満たすことができない。
【発明の開示】
それゆえに、本発明の目的は、中継装置において受信する無線信号のレベルを所定のダイナミックレンジの範囲内に収めることができる無線通信システムを提供することである。
また、本発明のさらなる目的は、第１〜第３の要求を満たす、すなわち、中継装置が受信する無線信号のレベルを所定のダイナミックレンジの範囲に収めることができ、無線信号における漏洩比を一定レベル以下に収めることができ、かつ中継装置が受信する無線信号のＤ／Ｕ比を一定レベル以上に保つことができる無線通信システムを提供することである。
本発明は、上記のような目的を達成するために、以下に述べるような特徴を有している。
第１の局面は、制御装置と、制御装置と光伝送路を介して接続された１以上の中継装置と、中継装置と無線通信する複数の無線通信端末とを備える無線通信システムであって、制御装置は、下り電気信号を下り光信号に変換し、光伝送路を介して中継装置に送信する第１の光送信部と、光伝送路を介して中継装置から送信されてくる上り光信号を上り電気信号に変換する第１の光受信部とを含み、
中継装置は、光伝送路を介して制御装置から送信されてくる下り光信号を下り電気信号に変換する第２の光受信部と、第２の光受信部によって変換された下り電気信号を無線通信端末に無線信号として送信し、無線通信端末から送信される無線信号を受信して上り電気信号とする送受信アンテナ部と、送受信アンテナ部によって受信された上り電気信号を上り光信号に変換し、光伝送路を介して制御装置に送信する第２の光送信部とを含み、中継装置が受信する無線信号の受信強度が所定の範囲内に収まるように、中継装置が送信または受信する無線信号のレベルを調整する無線信号レベル制限手段を備えることを特徴とする。
これにより、中継装置が受信する無線信号のレベルを所定の範囲に収めることができる。中継装置が受信する無線信号を所定のダイナミックレンジに収めることができるため、無線信号を高品質に光伝送することができる。
好ましくは、所定の範囲は、各無線通信端末が利用するそれぞれのチャンネルにおいて、当該チャンネル以外のチャンネルに漏洩する周波数成分のレベルに対する当該チャンネルを利用する無線信号のレベルの比である漏洩比と、当該チャンネルを利用する無線信号のレベルに対する当該チャンネル以外のチャンネルを利用する無線通信端末からの漏洩信号のレベルの比である信号対雑音比との差よりも小さい範囲であるとよい。
これにより、中継装置が受信する無線信号のレベルを、漏洩比と信号対雑音比（Ｄ／Ｕ比）との差よりも小さい範囲に収めることができる。したがって、中継装置は、他チャンネルから漏洩してきた信号に妨害されることなく、正常に通信することができる。
１つの例として、無線信号レベル制限手段は、第２の光受信部が出力する下り電気信号のレベルを調整する中継装置内に設けられたレベル制御部であり、レベル制御部は、下り電気信号のレベルを減衰させることによって、中継装置の通信可能エリアを狭くし、通信可能エリア内に存在する無線通信端末が送信する無線信号のレベルが所定の範囲内となるようにする。
これにより、中継装置は、送信する無線信号のレベルを減衰させることによって、中継装置の通信可能エリアを狭くすることができる。したがって、通信可能エリア内に存在する無線通信端末が送信する無線信号のレベルを所定の範囲に収めることができる。したがって、中継装置が、複数のチャンネルの無線信号を利用して通信する場合においても、所要のＤ／Ｕ比を満たすことができる。よって、他チャンネルから漏洩してくる信号に妨害されることなく、正常に通信することができる。
また、他の例として、制御装置は、第１の光送信部を複数含み、無線信号レベル制限手段は、下り電気信号を分岐する制御装置内に設けられた信号分配部であり、信号分配部は、下り電気信号を分岐して当該下り電気信号のレベルを減衰させることによって、中継装置の通信可能エリアを狭くし、通信可能エリア内に存在する無線通信端末が送信する無線信号のレベルが所定の範囲内となるようにし、第１の光送信部は、信号分配部によって分岐された下り電気信号を下り光信号に変換する。
これにより、制御装置から送信される下り光信号のレベルが低減されるため、中継装置が送信する無線信号のレベルが低減されることとなる。したがって、通信可能エリア内に存在する無線通信端末が送信する無線信号のレベルを所定の範囲に収めることができる。したがって、中継装置が、複数のチャンネルの無線信号を利用して通信する場合においても、所要のＤ／Ｕ比を満たすことができる。よって、他チャンネルから漏洩してくる信号に妨害されることなく、正常に通信することができる。
また、他の例として、無線信号レベル制限手段は、下り電気信号に重畳して送信させるためのパイロット信号を生成する制御装置に設けられたパイロット信号生成部であり、第１の光送信部は、パイロット信号が重畳された下り電気信号を下り光信号に変換し、中継装置は、さらに、第２の光受信部によって変換された下り電気信号に重畳されているパイロット信号のレベルを検出するパイロット信号検出部と、パイロット信号検出部によって検出されたパイロット信号のレベルが一定となるように、無線信号のレベルを制御するレベル制御部とを含み、パイロット信号生成部は、生成するパイロット信号のレベルを増大させることによって、中継装置の通信可能エリアを狭くし、通信可能エリア内に存在する無線通信端末が送信する無線信号のレベルが所定の範囲内となるようにする。
これにより、制御装置が生成するパイロット信号のレベルを大きくすることによって、中継装置から送信する無線信号のレベルを低減することができる。したがって、中継装置の通信可能エリアを狭くすることができるため、通信可能エリア内に存在する無線通信端末が送信する無線信号のレベルを所定の範囲に収めることができる。
また、他の例として、無線信号レベル制限手段は、制御装置に設けられ、第１の光受信部によって変換された上り電気信号の品質が所定の条件を満たしているか否かを監視する監視部と、監視部によって上り電気信号の品質が所定の条件を満たしていないと判断された場合、第１の光送信部に入力される下り電気信号のレベルを低減し、光変調度を低下させるレベル制御部とからなり、レベル制御部は、光変調度を低下させ、下り光信号のパワーを減衰することによって、中継装置の通信可能エリアを狭くし、通信可能エリア内に存在する無線通信端末が送信する無線信号のレベルが所定の範囲内となるようにする。
これにより、上り電気信号の品質が低下した場合に、制御装置において、下り光信号の変調度を低下させることによって、中継装置に送信する下り光信号のパワーを低減することができる。したがって、中継装置の通信可能エリアを狭くすることができるため、通信可能エリア内に存在する無線通信端末が送信する無線信号のレベルを所定の範囲に収めることができる。
また、他の例として、無線信号レベル制限手段は、制御装置に設けられ、第１の光受信部によって変換された上り電気信号の品質が所定の条件を満たしているか否かを監視する監視部と、監視部によって上り電気信号の品質が所定の条件を満たしていないと判断された場合、第１の光送信部で設定されるバイアス電流のレベルを低減し、光変調度を低下させるレベル制御部とからなり、レベル制御部は、光変調度を低下させ、下り光信号のパワーを減衰することによって、中継装置の通信可能エリアを狭くし、通信可能エリア内に存在する無線通信端末が送信する無線信号のレベルが所定の範囲内となるようにする。
これにより、上り電気信号の品質が低下した場合に、制御装置において、バイアス電流のレベルを低減し、下り光信号の変調度を低下させることによって、中継装置に送信する下り光信号のパワーを低減することができる。したがって、中継装置の通信可能エリアを狭くすることができるため、通信可能エリア内に存在する無線通信端末が送信する無線信号のレベルを所定の範囲に収めることができる。
さらに、無線信号レベル制限手段は、第２の光送信部によって変換された上り光信号にひずみが発生しないレベルに無線信号を減衰するレベル減衰部を有していてもよい。
これにより、中継装置において、無線通信端末から受信する無線信号のレベルが大きい場合であっても、無線信号のレベルを低減することができるため、上り光信号にひずみが発生しない。したがって、無線信号を高品質に光伝送することができる。
好ましくは、互いに隣接する中継装置の通信範囲同士は、一部重複しており、中継装置は、無線通信端末との間で送受信する無線信号のレベルを調整することによって利得を制御するレベル調整手段を含み、レベル調整手段は、制御装置から送信される信号が、中継装置を介して、通信可能範囲が重複する区域に存在する無線通信端末に伝送されるまでに要する遅延時間と、制御装置から送信される信号が、隣接する中継装置を介して、通信可能範囲が重複する区域に存在する無線通信端末に伝送されるまでに要する遅延時間との差が所定時間内となるように無線信号のレベルを調整するとよい。
これにより、制御装置から送信された光信号が複数の中継装置を経由して無線通信端末に到達する場合においても、信号の遅延時間差を無線通システムが許容する遅延時間差の範囲に収めることができる。これにより、マルチパス干渉による信号の劣化を防止することができる。また、逆に、受信範囲が重複する区域から無線信号が送信され、当該無線信号が複数の受信アンテナ部によって受信された場合においても、受信アンテナ部の単一指向性を調整することによって、受信範囲が重複する区域から送信される無線信号の遅延時間差を所定の時間内に収めることができる。
また、隣接する２つの中継装置を１組としたとき、隣り合う中継装置の組は、別の隣り合う中継装置の組と異なる周波数を用いて通信してもよい。
これにより、信号の遅延時間差が調整された中継装置の組の受信範囲が、他の中継装置の組の受信範囲と重複する場合においても、利用する周波数が異なるため、マルチパス干渉が発生しない。
１つの例として、送受信アンテナ部は、隣接する中継装置のうち、当該送受信アンテナ部を備える中継装置よりも、制御装置との間を接続する光伝送路の長さが長い中継装置に向かう指向性を有する。
これにより、同一の周波数を利用して通信する中継装置を３つ以上連続して設置することができる。
さらに、制御装置と各中継装置とを接続する光伝送路を分岐する光分岐結合部を備え、分岐された光ファイバの一方の端に中継装置が接続され、もう一方の端に別の光分岐手段が接続されていてもよいし、光分岐結合部は、制御装置内に接続される１本の光ファイバを所定の数以上に分配し、分配された光ファイバにそれぞれ中継装置が接続されていてもよい。
これにより、多数の中継装置を設置することができる。
また、レベル調整部は、遅延時間が、無線通信システムが許容する最大の遅延時間となるように、無線信号のレベルを調整してもよい。
これによれば、中継装置を増設する場合においても、増設する中継装置を経由して無線通信端末または制御装置に到達する信号の遅延時間を無線通信システムが許容する最大遅延時間とすればよい。したがって、中継装置を増設する際に、他の既存の中継装置の設定を変更する必要がなくなる。
他の例として、互いに隣接する中継装置の通信範囲同士は、一部重複しており、中継装置は、制御装置との間で送受信する光信号の遅延時間を制御する光信号制御手段を含み、光信号制御手段は、制御装置から送信される信号が、中継装置を介して、通信可能範囲が重複する区域に存在する無線通信端末に伝送されるまでに要する遅延時間と、制御装置から送信される信号が、隣接する中継装置を介して、通信可能範囲が重複する区域に存在する無線通信端末に伝送されるまでに要する遅延時間との差が所定時間内となるように光信号の遅延時間を制御する。
これにより、利得を制御するレベル調整部を中継装置に設ける必要がない。したがって、無線通信システムの構成を簡易なものとすることができる。
また、他の例として、中継装置は、隣接する中継装置が利用する周波数とは異なる周波数で変調された無線信号を送受信してもよく、レベル調整部は、同一の無線変調信号を使用する他の中継装置が形成する無線可能範囲に対し、無線信号レベルが所定のレベル以下となるように、無線信号レベルを制御してもよい。
これにより、中継装置の通信範囲が他の中継装置の通信範囲と重複している場合においても、マルチパス干渉が発生しない。したがって、信号品質の劣化を防止することができる。
好ましくは、送受信アンテナ部は、鉛直方向の受信感度が所定の範囲内となるような指向性を有し、所定の範囲は、第２の光送信部が許容する範囲であるとよい。
これにより、中継装置は、当該中継装置の直下近傍に位置する無線通信端末が送信する無線信号を低利得で受信する。したがって、中継装置の近傍から送信される無線信号を所定のダイナミックレンジに収めることができる。また、中継装置は、当該中継装置の直下近傍に位置しない無線通信端末、つまり遠方に位置する無線通信端末が送信する無線信号を高利得で受信する。したがって、無線信号のレベルを所定のダイナミックレンジの範囲内に収めることができる。よって高品質の上り光信号を制御装置に送信することができる。また、中継装置にＡＧＣ回路を設ける必要がないため、無線通信システムの構成を簡易化することができる。したがって、当該システムを安価に構築することができる。
一例として、無線信号レベル制限手段は、鉛直方向から送信されてくる無線信号を吸収する送受信アンテナ部に設けられた電波吸収体である。
これにより、中継装置の直下近傍に位置する無線通信端末が送信する無線信号は、電波吸収体によって吸収されるため、受信アンテナ部は、当該無線信号を低利得で受信することとなる。これにより、無線基地局の近傍から送信される無線信号を所定の範囲に収めることができる。
他の例として、送受信アンテナ部は、双方向指向性を有するポールアンテナから構成されており、ポールアンテナは、鉛直方向の受信感度が所定のレベル内となるように設置されている。ポールアンテナは、建物内の天井に設置されていてもよく、建物内の床に設置されていてもよい。また、ポールアンテナは、建物内の壁に設置されていてもよい。
これにより、電波吸収体を設けることなく、鉛直方向に対する送受信アンテナ部の指向性を制限することができる。したがって、送受信アンテナ部が、アンテナと電波吸収体とから構成される場合に比べ、システムの構成をより簡略化することができる。
他の例として、送受信アンテナ部は、第２の光受信部によって変換された下り電気信号を無線通信端末に無線信号として送信する受信アンテナ部と、無線通信端末から送信される無線信号を受信して上り電気信号とする送信アンテナ部とからなり、無線信号レベル制限手段は、送信アンテナ部であって、鉛直方向から送信されてくる無線信号を遮断する位置に設けられる。好ましくは、送信アンテナ部は、受信アンテナ部が設けられた方向を除く方向に指向性を有するとよい。
これにより、電波吸収体を設けることなく、鉛直方向に対する受信アンテナ部の指向性を制限することができる。したがって、受信アンテナ部が、アンテナと電波吸収体とから構成される場合に比べ、システムの構成をより簡略化することができる。
無線信号レベル制限手段は、さらに、送受信アンテナ部が受信する信号のレベルを減衰させ、各無線通信端末が利用するそれぞれのチャンネルにおいて、当該チャンネルを利用する無線信号のレベルに対する当該チャンネル以外のチャンネルを利用する無線通信端末からの漏洩信号のレベルの比である信号対雑音比を所定値以下とするレベル減衰部を有するしていてもよい。
これにより、送信アンテナ部から受信アンテナ部に回り込む無線信号を低減することができる。したがって、無線基地局内の電気回路における発振や、上り信号および下り信号の干渉による信号劣化を防ぐことができる。
また、他の例として、各送受信アンテナ部は、直下に位置する無線通信端末からの無線信号を受信しないような単一指向性を有し、かつ受信可能範囲内に存在する無線通信端末から送信される無線信号を所定のレベル内で受信し、送受信アンテナ部の内、少なくとも１つの送受信アンテナ部は、単一指向性が向かう方向に位置し、かつ当該送受信アンテナ部に隣接する中継装置における送受信アンテナ部の直下に位置する無線通信端末からの無線信号を受信し、所定のレベルは、所定の範囲内となるレベルである。
これにより、送受信アンテナは、中継装置の直下近傍、つまり近距離から送信される信号レベルの大きい無線信号を受信することがない。したがって、第２の光送信部に入力される無線信号の信号レベルを、所定の範囲内に収めることができる。これにより、複数の中継装置を設置することによって広範囲の通信エリアをカバーすると共に、信号を高品質に光伝送することができる。また、中継装置は、ＡＧＣ機能を有する必要がないため、無線光伝送システムの構成を簡易化し、当該システムを安価に構築することができる。
好ましくは、送受信アンテナ部の内、単一指向性が示す方向の最端箇所に位置する中継装置以外の中継装置の送受信アンテナ部は、単一指向性が向かう方向に位置し、かつ当該送受信アンテナ部に隣接する中継装置における送受信アンテナ部の直下に位置する無線通信端末からの無線信号を受信するとよい。一例として、各送受信アンテナ部の単一指向性は、鉛直斜め下方向から隣接する中継装置における送受信アンテナ部の直下方向に向けた指向性である。
また、互いに隣接する中継装置の受信可能範囲同士は、一部重複しているとよい。
これにより、受信範囲が連続して形成されることとなるため、無線通信端末の配置場所についての自由度を向上させることができる。
好ましくは、送受信アンテナ部は、隣接した中継装置のうち、当該送受信アンテナ部を備える中継装置よりも、制御装置との間を接続する光伝送路の長さが長い中継装置に向かう単一指向性を有し、単一指向性は、受信可能範囲が重複する区域から送信される無線信号が送受信アンテナ部によって受信され、制御装置に伝送されるまでに要する遅延時間と、当該無線信号が隣接する中継装置における送受信アンテナ部によって受信され、制御装置に伝送されるまでに要する遅延時間との差が所定時間内となるように調整されるとよい。また、単一指向性は、当該単一指向性の広がり角度を変更することによって調整されてもよく、また、送受信アンテナ部の設置角度を変更することによって調整されてもよい。
これにより、受信範囲が重複する区域から無線信号が送信され、当該無線信号が複数の受信アンテナ部によって受信された場合においても、受信アンテナ部の単一指向性を調整することによって、受信範囲が重複する区域から送信される無線信号の遅延時間差を所定の時間内に収めることができる。これにより、マルチパス干渉による信号の劣化を防止することができる。
好ましくは、中継装置は、さらに、送受信アンテナ部によって受信された無線信号を増幅または減衰するレベル調整部を備え、レベル調整部は、受信可能範囲が重複する区域から送信されてくる無線信号のレベルが所定のレベルとなるように無線信号を増幅または減衰し、所定のレベルは、重複する区域から送信され、隣接した中継装置によって受信された無線信号のレベルとの差が所定範囲内となるようなレベルであるとよい。また、無線通信端末は、それぞれ異なる周波数の無線信号を用いて通信してもよい。
第２の局面は、無線通信区間に点在する複数の無線通信端末から送信される無線信号を受信して光信号に変換し、光伝送路を介して伝送する中継装置であって、建物内の天井、床、または壁に設置されており、無線通信端末から送信される無線信号を受信する送受信アンテナ部と、送受信アンテナ部によって受信された無線信号を光信号に変換し、光伝送路に送出する光送信部とを備え、送受信アンテナ部は、鉛直方向の受信感度が所定のレベル内となるような指向性を有し、所定のレベルは、受信した無線信号の受信強度が光送信部が許容する所定の範囲内となるレベルであることを特徴とする。
第３の局面は、無線通信区間に点在する複数の無線通信端末から送信される無線信号を受信する受信アンテナであって、建物内の天井、床、または壁に設置されており、
鉛直方向の受信感度が所定のレベル内となるような指向性を有し、所定のレベルは、受信した無線信号の受信強度が光送信部が許容する所定の範囲内となるレベルであることを特徴とする。
第４の局面は、光伝送路を介して接続されている制御装置から送信される光信号を中継装置が電気信号に変換し、無線信号として無線通信端末に送信する無線通信システムであって、制御装置は、下り電気信号を下り光信号に変換し、光伝送路を介して中継装置に送信する第１の光送信部を含み、中継装置は、光伝送路を介して制御装置から送信されてくる下り光信号を下り電気信号に変換する第１の光受信部と、第１の光受信部によって変換された下り電気信号を無線信号として無線通信端末に送信するアンテナ部とを含み、光伝送路における伝送品質を評価し、当該伝送品質が所定の条件を満たしているか否かを判断する品質評価手段と、品質評価手段によって、伝送品質が所定の条件を満たしていないと判断された場合、無線信号の送信を停止する信号送信停止手段とを備える。
これにより、光伝送路における伝送品質が低下した場合、無線信号の送信を停止することができる。したがって、例えば、電波法等において規定されている公的な条件を満たさない無線信号が送信されることがない。よって、他の通信機器や電気機器に悪影響を及ぼさないようにすることができる。
例えば、品質評価手段および信号送信停止手段は、中継装置に設けられ、品質評価手段は、下り光信号の品質を評価し、当該下り光信号の品質が所定の条件を満たしているか否かを判断し、信号送信停止手段は、品質評価手段によって、下り光信号の品質が所定の条件を満たしていないと判断された場合、無線信号の送信を停止する。
これにより、中継装置は、制御装置から受信した下り光信号の品質が低下した場合、無線信号の送信を停止することができる。したがって、品質が劣化した無線信号が送信されることがない。
一例として、品質評価手段は、中継装置が受信する下り光信号のパワーを検出し、パワーが所定値以下であるか否かを判断する受光パワー検出部であり、信号送信停止手段は、受光パワー検出部によって、下り光信号のパワーが所定値以下であると判断された場合、無線信号の送信を停止する。
これによれば、中継装置は、制御装置から送信されてきた下り光信号のパワーが低下すると、無線信号の送信を停止する。例えば、光伝送路に異常が発生した場合、信号の伝送損失が増加する。信号の伝送損失が増加すると、下り光信号のパワーが低下する。したがって、中継装置は、下り光信号のパワーを検出することによって、信号の伝送損失を評価することができる。
また、品質評価手段および信号送信停止手段は、中継装置に設けられ、品質評価手段は、下り電気信号の品質を評価し、当該下り電気信号の品質が所定の条件を満たしているか否かを判断し、信号送信停止手段は、品質評価手段によって、下り電気信号の品質が所定の条件を満たしていないと判断された場合、無線信号の送信を停止してもよい。
これにより、中継装置は、下り電気信号の品質が低下した場合、無線信号の送信を停止することができる。したがって、品質が劣化した無線信号が送信されることがない。
他の例として、品質評価手段は、第１の光受信部によって変換された下り電気信号から、アンテナ部から送信すべき無線信号の周波数帯域成分のレベルを検出する無線信号レベル検出部と、第１の光受信部によって変換された下り電気信号から、アンテナ部から送信すべき無線信号の周波数帯域外成分のレベルを検出する不要輻射レベル検出部と、無線信号レベル検出部によって検出された周波数帯域成分のレベルに対する、不要輻射レベル検出部によって検出された周波数帯域外成分のレベルが一定レベル以上であるか否かを判断するレベル判定部とからなり、信号送信停止手段は、レベル判定部によって、周波数帯域成分のレベルに対する周波数帯域外成分のレベルが一定レベル以上であると判断された場合、無線信号の送信を停止する。
これにより、中継装置は、周波数帯域外成分のレベルが大きい無線信号の送信を停止することができる。無線信号に含まれる周波数帯域外成分のレベルが大きい場合、当該周波数帯域外成分と同一の周波数帯域を利用して通信する通信機器に悪影響を及ぼす恐れがある。また、特定の周波数のレベルを検出すればよいため、無線通信システムの構成を簡易化することができる。
他の例として、制御装置は、さらに、異なる周波数の２つの試験信号を生成する試験信号生成部を含み、第１の光送信部は、試験信号生成部によって生成された試験信号を重畳した下り電気信号を下り光信号に変換し、品質評価手段は、第１の光受信部によって変換された下り電気信号に重畳されている試験信号の周波数帯域成分のレベルを検出する試験信号レベル検出部と、第１の光受信部によって変換された下り電気信号に重畳されている試験信号の相互変調ひずみのレベルを検出するひずみレベル検出部と、試験信号レベル検出部によって検出された周波数帯域成分のレベルに対する、ひずみレベル検出部によって検出された相互変調ひずみのレベルが一定レベル以上であるか否かを判断するレベル判定部とからなり、信号送信停止手段は、レベル判定部によって、試験信号の周波数帯域成分のレベルに対する相互変調ひずみのレベルが一定レベル以上であると判断された場合、無線信号の送信を停止する。
これにより、中継装置は、相互変調ひずみが増大し、品質が劣化した無線信号の送出を停止することができる。また、特定の周波数のレベルを検出すればよいため、無線通信システムの構成を簡易化することができる。
他の例として、制御装置は、さらに、試験信号を生成する試験信号生成部を含み、第１の光送信部は、試験信号生成部によって生成された試験信号を重畳した下り電気信号を下り光信号に変換し、品質評価手段は、第１の光受信部によって変換された下り電気信号に重畳されている試験信号の周波数帯域成分のレベルを検出する試験信号レベル検出部と、第１の光受信部によって変換された下り電気信号に重畳されている試験信号の高調波ひずみのレベルを検出するひずみレベル検出部と、試験信号レベル検出部によって検出された周波数帯域成分のレベルに対する、ひずみレベル検出部によって検出された高調波ひずみのレベルが一定レベル以上であるか否かを判断するレベル判定部とを有し、信号送信停止手段は、レベル判定部によって、試験信号の周波数帯域成分のレベルに対する高調波ひずみのレベルが一定レベル以上であると判断された場合、無線信号の送信を停止する。
これにより、中継装置は、高調波ひずみが増大し、品質が劣化した無線信号の送出を停止することができる。また、特定の周波数のレベルを検出すればよいため、無線通信システムの構成を簡易化することができる。
また、アンテナ部は、無線通信端末から送信されてきた無線信号を受信して上り電気信号とし、中継装置は、さらに、アンテナ部によって受信された上り電気信号を上り光信号に変換し、光伝送路を介して制御装置に送信する第２の光送信部を含み、制御装置は、さらに、光伝送路を介して中継装置から送信されてくる上り光信号を上り電気信号に変換する第２の光受信部を含み、品質評価手段および信号送信停止手段は、中継装置に設けられ、品質評価手段は、上り光信号の品質を評価し、当該上り光信号の品質が所定の条件を満たしているか否かを判断し、信号送信停止手段は、品質評価手段によって、上り光信号の品質が所定の条件を満たしていないと判断された場合、無線信号の送信を停止してもよい。
これにより、中継装置は、上り光信号の品質が低下した場合、無線信号の送信を停止することができる。したがって、品質が劣化した無線信号が送信されることがない。
一例として、品質評価手段は、第２の光送信部によって変換された上り光信号と、当該光伝送路から反射される反射光とを分岐する光カプラ部と、光カプラ部によって分岐された反射光のパワーを検出し、当該反射光のパワーが一定値以上であるか否かを判断する光パワー検出部とからなり、信号送信停止手段は、光パワー検出部によって、反射光のパワーが一定値以上であると判断された場合、無線信号の送信を停止する。
これにより、例えば、制御装置と中継装置とを接続する光伝送路に異常が発生することによって光反射が増大した場合に、中継装置は、無線信号の送信を停止することができる。これにより、異常が発生した光伝送路を介して制御装置から送信されてきた、品質が劣化した信号が無線信号に変換して送出されることがない。また、光伝送路からの反射光を検出すればよいため、無線通信システムの構成を簡易化することができる。
また、品質評価手段および信号送信停止手段は、制御装置に設けられ、品質評価手段は、下り光信号の品質を評価し、当該下り光信号の品質が所定の条件を満たしているか否かを判断し、信号送信停止手段は、品質評価手段によって、下り光信号の品質が所定の条件を満たしていないと判断された場合、当該下り光信号の送信を停止することによって、中継装置からの無線信号の送信を停止させてもよい。
これによれば、制御装置は、下り光信号の品質が低下した場合、下り光信号の送信を停止する。これにより、制御装置から下り光信号の送信が停止されるため、中継装置からの品質が低下した無線信号の送信を停止することができる。
一例として、品質評価手段は、第１の光送信部によって変換された下り光信号と、当該光伝送路から反射される反射光とを分岐する光カプラ部と、光カプラ部によって分岐された反射光のパワーを検出し、当該反射光のパワーが一定値以上であるか否かを判断する光パワー検出部とからなり、信号送信停止手段は、光パワー検出部によって、反射光のパワーが一定値以上であると判断された場合、下り光信号の送信を停止する。
これにより、例えば、制御装置と中継装置とを接続する光伝送路に異常が発生することによって光反射が増大した場合に、制御装置は、下り光信号の送信を停止することによって、無線信号の送信を停止することができる。したがって、品質が劣化した無線信号が中継装置から送信されることがない。また、光伝送路からの反射光を検出すればよいため、無線通信システムの構成を簡易化することができる。
また、アンテナ部は、無線通信端末から送信されてきた無線信号を受信して上り電気信号とし、中継装置は、さらに、アンテナ部によって受信された上り電気信号を上り光信号に変換し、光伝送路を介して制御装置に送信する第２の光送信部を含み、
制御装置は、さらに、光伝送路を介して中継装置から送信されてくる上り光信号を上り電気信号に変換する第２の光受信部を含み、品質評価手段および信号送信停止手段は、制御装置に設けられ、品質評価手段は、上り光信号の品質を評価し、信号送信停止手段は、品質評価手段によって、上り光信号の品質が所定の条件を満たさないと判断された場合、下り光信号の送信を停止することによって、中継装置からの無線信号の送信を停止させてもよい。
これによれば、例えば、光伝送路に異常が発生し、上り光信号の品質が劣化した際に、制御装置は、下り光信号の送信を停止する。これにより、異常が発生した光伝送路を伝送することで品質が劣化した下り光信号が、中継装置から無線信号として送信されることを防止することができる。
一例として、品質評価手段は、制御装置が受信する上り光信号のパワーを検出し、当該上り光信号のパワーが所定値以下であるか否かを判断する制御装置に設けられた受光パワー検出部であり、信号送信停止手段は、受光パワー検出部によって、上り光信号のパワーが所定値以下であると判断された場合、下り光信号の送信を停止する。
これにより、制御装置において受光パワーが低下した場合に、下り光信号の送信を停止することができる。また、制御装置は、受光パワーを検出する機能を有していればよいため、無線通信システムの構成を簡易化することができる。
また、アンテナ部は、無線通信端末から送信されてきた無線信号を受信して上り電気信号とし、中継装置は、さらに、アンテナ部によって受信された上り電気信号を上り光信号に変換し、光伝送路を介して制御装置に送信する第２の光送信部を含み、制御装置は、さらに、光伝送路を介して中継装置から送信されてくる上り光信号を上り電気信号に変換する第２の光受信部を含み、品質評価手段および信号送信停止手段は、制御装置に設けられ、品質評価手段は、上り電気信号の品質を評価し、信号送信停止手段は、品質評価手段によって、上り電気信号の品質が所定の条件を満たさないと判断された場合、下り光信号の送信を停止することによって、中継装置からの無線信号の送信を停止させてもよい。
これにより、信号の品質が低下し、制御装置が信号を正常に復調することができない場合、下り光信号の送信を停止することによって、中継装置から品質が低下した無線信号を送信することを防止することができる。
一例として、品質評価手段は、第２の光受信部によって変換された上り電気信号から、無線通信端末から受信すべき無線信号の周波数帯域成分のレベルを検出する信号レベル検出部と、第２の光受信部によって変換された上り電気信号から、無線通信端末から受信すべき無線信号の周波数帯域外成分のレベルを検出する不要輻射レベル検出部と、信号レベル検出部によって検出された周波数帯域成分のレベルに対する、不要輻射レベル検出部によって検出された周波数帯域外成分のレベルが一定レベル以上であるか否かを判断するレベル判定部とからなり、信号送信停止手段は、レベル判定部によって、周波数帯域成分のレベルに対する周波数帯域外成分のレベルが一定レベル以上であると判断された場合、下り光信号の送信を停止する。
これにより、制御装置は、規定レベル以上の帯域外周波数成分を含む無線信号の送信を停止することができる。
他の例として、中継装置は、さらに、異なる周波数の２つの試験信号を生成する試験信号生成部を含み、第２の光送信部は、試験信号生成部によって生成された試験信号を重畳した上り電気信号を上り光信号に変換し、品質評価手段は、第２の光受信部によって変換された上り電気信号に重畳されている試験信号の周波数帯域成分のレベルを検出する試験信号レベル検出部と、第２の光受信部によって変換された上り電気信号に重畳されている試験信号の相互変調ひずみのレベルを検出するひずみレベル検出部と、試験信号レベル検出部によって検出された周波数帯域のレベルに対する、ひずみレベル検出部によって検出された相互変調ひずみのレベルが一定レベル以上であるか否かを判断するレベル判定部とからなり、信号送信停止手段は、レベル判定部によって、試験信号の周波数帯域成分のレベルに対する相互変調ひずみのレベルが一定レベル以上であると判断された場合、下り光信号の送信を停止する。
これにより、制御装置は、相互変調ひずみが増大し、品質が劣化した無線信号の送出を停止することができる。また、特定の周波数のレベルを検出すればよいため、無線通信システムの構成を簡易化することができる。
他の例として、中継装置は、さらに、試験信号を生成する試験信号生成部を含み、第２の光送信部は、試験信号生成部によって生成された試験信号を重畳した上り電気信号を上り光信号に変換し、品質評価手段は、第２の光受信部によって変換された上り電気信号に重畳されている試験信号の周波数帯域成分のレベルを検出する試験信号レベル検出部と、第２の光受信部によって変換された上り電気信号に重畳されている試験信号の高調波ひずみのレベルを検出するひずみレベル検出部と、試験信号レベル検出部によって検出された周波数帯域成分のレベルに対する、ひずみレベル検出部によって検出された高調波ひずみのレベルが一定レベル以上であるか否かを判断するレベル判定部とを有し、信号送信停止手段は、レベル判定部によって、試験信号の周波数帯域成分のレベルに対する高調波ひずみのレベルが一定レベル以上であると判断された場合、下り光信号の送信を停止する。
これにより、制御装置は、高調波ひずみが増大し、品質が劣化した無線信号の送出を停止することができる。また、特定の周波数のレベルを検出すればよいため、無線通信システムの構成を簡易化することができる。
また、無線信号は、無線ＬＡＮで用いられる信号であってもよく、また、放送波の信号であってもよい。
好ましくは、光伝送路を接続するための光コネクタは、すべて斜め研磨コネクタであるとよい。これにより、他の光コネクタを用いる場合に比べ、光コネクタが緩んだ状態となった場合においても、発光素子への光反射や多重反射を防止することができる。したがって、光信号の品質の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。
図２は、図１に示す制御装置１０の構成を示すブロック図であり、
図３は、図１に示す中継装置２０の構成を示すブロック図であり、
図４Ａは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格に準拠した無線ＬＡＮで用いられ、中継装置が受信する無線信号のスペクトラムを示す図であり、
図４Ｂは、２チャンネル離れた２つのチャンネルを利用する第１および第２の無線通信端末から送信される無線ＬＡＮ信号のスペクトラムを示す図であり、
図５は、中継装置２０における受信信号の強度と、中継装置２０および無線通信端末３０間の距離との関係を表すグラフであり、
図６は、本発明の第１の実施形態の変形例に係る制御装置１０ａの構成を示すブロック図であり、
図７は、第１の実施形態の変形例に係る中継装置２０ａの構成を示すブロック図であり、
図８は、本発明の第２の実施形態に係る無線通信システムが備える制御装置１０ｂの構成を示すブロック図であり、
図９は、上り光信号をまとめて受信する制御装置１０ｃの構成を示すブロック図であり、
図１０は、発光素子に入力される入力信号と、光の出力パワーとの関係（レーザＩＬ特性）を示す図であり、
図１１は、第２の実施形態の変形例に係る無線通信システムが備える制御装置１０ｄの構成を示すブロック図であり、
図１２は、バイアス電流のレベルを制御することによって、光変調度を調整する制御装置１０ｅの構成を示すブロック図であり、
図１３は、下り光信号のパワーを調整する制御装置１０ｆの構成を示すブロック図であり、
図１４は、本発明の第３の実施形態に係る無線通信システムが備える中継装置２０ｂの構成を示すブロック図であり、
図１５は、第３の実施形態の変形例に係る無線通信システムが備える中継装置２０ｃの構成を示すブロック図であり、
図１６は、第４の実施形態に係る無線通信システムが備える中継装置２０ｄの構成を示すブロック図であり、
図１７は、電気信号評価部２１４の詳細な構成を示すブロック図であり、
図１８は、第４の実施形態の変形例に係る無線通信システムが備える制御装置１０ｇの構成を示すブロック図であり、
図１９は、電気信号評価部２１４ｅの詳細な構成を示すブロック図であり、
図２０は、電気信号評価部２１４ｆの詳細な構成を示すブロック図であり、
図２１は、第５の実施形態に係る制御装置１０ｈの構成を示すブロック図であり、
図２２は、第５の実施形態の変形例に係る無線通信システムが備える制御装置１０ｉの構成を示すブロック図であり、
図２３は、本発明の第６の実施形態に係る無線通信システムが備える制御装置１０ｊの構成を示すブロック図であり、
図２４は、第６の実施形態の変形例に係る無線通信システムが備える中継装置２０ｆの構成を示すブロック図であり、
図２５は、本発明の第７の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図であり、
図２６は、本発明の第８の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図であり、
図２７は、中継装置を５つ以上設ける場合における無線通信システムの構成を示す図であり、
図２８は、本発明の第９の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図であり、
図２９は、本発明の第１０の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図であり、
図３０は、本発明の第１１の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図であり、
図３１は、本発明の第１２の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図であり、
図３２は、第１２の実施形態において、４台の中継装置を備える無線通信システムの構成を示す図であり、
図３３は、本発明の第１３の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図であり、
図３４は、図３３に示す受信アンテナ部３２２の構成を示す図であり、
図３５は、中継装置３２における受信信号の強度と、中継装置３２および無線通信端末間の距離との関係を表すグラフであり、
図３６は、本発明の第１４の実施形態に係る無線通信システムの部分図であって、受信アンテナ部３２２ｘの構成およびその受信範囲３７ｘの断面を模式的に示す図であり、
図３７は、本発明の第１５の実施形態に係る無線通信システムの部分図であって、受信アンテナ部３２２ｙの構成およびその受信範囲３７ｙを模式的に示す図であり、
図３８は、本発明の第１６の実施形態に係る無線通信システムの部分図であって、受信アンテナ部３２２ｚの構成およびその受信範囲３７ｚを模式的に示す図であり、
図３９は、本発明の第１７の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図であり、
図４０は、本発明の第１８の実施の形態に係る無線通信システムの構成を示す図であり、
図４１は、図４０に示す無線通信システムの部分図であり、
図４２は、図４１に示す受信アンテナ部の受信範囲を模式的に示す図であり、
図４３は、特開平９−２３３０５０号公報に記載の従来の無線通信システムの構成を示す図であり、
図４４は、特許第２８８５１４３号明細書に記載の従来の無線通信システムの構成を示す図であり、
図４５は、隣接する２つのチャンネルを利用する第１および第２の無線通信端末から送信される、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格に準拠した無線ＬＡＮ信号のスペクトラムを示す図であり、
図４６は、２チャンネル離れた２つのチャンネルを利用する第１および第３の無線通信端末から送信される無線ＬＡＮ信号のスペクトラムを示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。
図１において、無線通信システムは、制御装置１０と、中継装置２０−１〜２０−ｎ（ｎ：１以上の自然数）と、無線通信端末３０−１〜３０−ｎとを備える。制御装置１０と、中継装置２０−１〜２０−ｎとは、それぞれ光伝送路４０−１〜４０−ｎを介して接続されている。また、中継装置２０−１〜２０−ｎと、無線通信端末３０−１〜３０−ｎとは、それぞれ無線を介して接続されている。光伝送路は、例えば、光ファイバである。
制御装置１０と外部のネットワーク（図示せず）とは、イーサネット（登録商標）ケーブル６０を介して接続される。なお、制御装置１０と外部ネットワークとは、イーサネット（登録商標）ケーブル６０以外のケーブル（例えば、電話線、同軸ケーブル、光ファイバ）を介して接続されてもよい。
以下、特に区別する必要がない場合、中継装置２０−１〜２０−ｎ（ｎ：１以上の自然数）、無線通信端末３０−１〜３０−ｍ（ｍ：１以上の自然数）、光伝送路４０−１〜４０−ｎを、中継装置２０、無線通信端末３０、光伝送路４０と総称する。
中継装置２０は、無線通信端末３０が送信する無線信号を上り光信号に変換し、光伝送路４０を介して制御装置１０に送信する。制御装置１０は、光伝送路４０を介して中継装置２０から送信されてくる上り光信号を上り電気信号に変換し、復調した後、イーサネット（登録商標）ケーブル６０を介して外部ネットワークに送信する。
一方、制御装置１０は、無線通信端末３０−１〜３０−ｍに送信すべき信号を下り光信号に変換し、光伝送路４０−１〜４０−ｎを介して中継装置２０−１〜２０−ｎに送信する。中継装置２０−１〜２０−ｎは、受信した下り光信号を無線信号に変換し、無線通信端末３０−１〜３０−ｍに送信する。
図２は、図１に示す制御装置１０の詳細な構成を示すブロック図である。図２において、制御装置１０は、送信信号処理部１０１と、光送信部１０２と、光分配部１０３と、光受信部１０４−１〜１０４−ｎと、受信信号処理部１０５とを含む。
送信信号処理部１０１は、イーサネット（登録商標）ケーブル６０を介して外部ネットワークから送信されてきた信号を変調し、光送信部１０２に出力する。
光送信部１０２は、送信信号処理部１０１によって変調された信号を下り光信号に変換し、光分配部１０３に出力する。
光分配部１０３は、光送信部１０２によって変換された光信号を、ｎ個の下り光信号に分岐し、光伝送路４０−１〜４０−ｎに送出する。
光受信部１０４−１〜１０４−ｎは、光伝送路４０−１〜４０−ｎを介して各中継装置２０−１〜２０−ｎから送信されてきた上り光信号を受信すると、受信した上り光信号を電気信号に変換する。
受信信号処理部１０５は、光受信部１０４−１〜１０４−ｎによって変換された電気信号を復調する。そして、受信信号処理部１０５は、復調した信号をイーサネット（登録商標）ケーブル６０を介して外部ネットワークに送信する。なお、受信信号処理部１０５は、信号の復調以外の信号処理を行ってもよい。当該信号処理は、例えば、単純な加算、ダイバシティ受信、ＲＡＫＥ受信、振幅調整、信号選択等である。
図３は、図１に示す中継装置２０の詳細な構成を示すブロック図である。図３において、中継装置２０は、光受信部２０１と、無線送信部２０２と、分離部２０３と、送受信アンテナ部２０４と、無線受信部２０５と、光送信部２０６と、レベル制御部２０７とを含む。
光受信部２０１は、光伝送路４０を介して制御装置１０から送信されてくる下り光信号を受信すると、受信した下り光信号を下り電気信号に変換し、レベル制御部２０７に出力する。
レベル制御部２０７は、例えば、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）アンプであって、光受信部２０１によって変換された下り電気信号のレベルを制御して無線送信部２０２に出力する。レベル制御部２０７は、中継装置２０が無線通信端末３０から受信する無線信号のレベルが所定ダイナミックレンジの範囲内に収まるように、下り電気信号のレベルを調整するが、詳細については後述する。
無線送信部２０２は、レベル制御部２０７から出力される下り電気信号に増幅等の処理を行い、分離部２０３に出力する。
分離部２０３は、無線送信部２０２から出力される下り電気信号を送受信アンテナ部２０４に出力する。また、分離部２０３は、送受信アンテナ部２０４が受信した電気信号を無線受信部２０５に出力する。
無線受信部２０５は、分離部２０３から出力される上り電気信号に増幅等の処理を行い、光送信部２０６に出力する。
光送信部２０６は、無線受信部２０５から出力される上り電気信号を上り光信号に変換し、光伝送路４０に送出する。
送受信アンテナ部２０４は、分離部２０３から出力される下り電気信号を無線信号として空中に送出する。また、送受信アンテナ部２０４は、無線通信端末３０から送信されてきた無線信号を受信する。
ここで、下り電気信号のレベルをどの程度調整すべきかについて説明する。図４Ａは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格に準拠した無線ＬＡＮで用いられ、中継装置が受信する無線信号のスペクトラムを示す図である。図４Ａに示す無線信号は、信号成分１００１と、信号漏洩成分１００２と、信号漏洩成分１００３とを有する。信号成分１００１は、中継装置が受信すべき信号成分（無線通信端末が送信すべき信号成分）であって、帯域幅は約２０ＭＨｚである。ここで、無線通信端末が中継装置に送信すべき信号成分を増幅する際、増幅器の非線形性によって、送信すべき信号成分以外に、送信すべき信号成分の帯域外周波数成分が出力されてしまう。
信号漏洩成分１００２は、信号成分１００１の帯域外周波数成分であって、信号成分１００１に最も近いチャンネル（以下、隣接チャンネルと呼ぶ）に漏洩する成分である。信号漏洩成分１００３は、信号成分１００１の帯域外周波数成分であって、信号成分１００１に２番目に近いチャンネル（以下、次隣接チャンネルと呼ぶ）に漏洩する成分である。説明の簡単のために、それぞれの信号スペクトラムは、一定レベルであるものとして説明する。
無線通信システムにおいて、無線信号の変調方式が６４ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）である場合、信号対妨害比（以下、Ｄ／Ｕ（Ｄｅｓｉｒｅｄ／Ｕｎｄｅｓｉｒｅｄ）比と呼ぶ）が、約２２ｄＢ以上であれば、正常に通信することができる。また、ＩＥＥＥ８０２．１１ａでは、他チャンネルからの干渉がある場合、中継装置が受信する信号のダイナミックレンジは、最大約３２ｄＢとなるべきであると規定されている。
また、漏洩比１００４は、信号漏洩成分１００２と信号成分１００１とのレベル差で表される。漏洩比１００５は、信号漏洩成分１００３と信号成分１００１とのレベル差である。
ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ７１において、漏洩比１００４は、約−２５ｄＢ以下、次隣接チャンネル漏洩比１００５は約−４０ｄＢ以下となるべきであると規定されている。
Ｄ／Ｕ比を２２ｄＢとし、かつ、隣接するチャンネルへの漏洩比を−２５ｄＢ以下とするためには、無線通信端末から受信する無線信号のダイナミックレンジを３ｄＢ以下としなければならない。しかしながら、受信する無線信号のダイナミックレンジを３ｄＢ以下に抑えることは困難であり、現実的でないため、隣接する２チャンネルの信号を同時に使用することはできない。
次に、２チャンネル離れた２つの信号を利用する場合について考える。図４Ｂは、２チャンネル離れた２つのチャンネルを利用する第１および第２の無線通信端末から送信される無線ＬＡＮ信号のスペクトラムを示す図である。
実線は、信号ａのスペクトラムを示し、点線は、信号ｃのスペクトラムを示す。第１の無線通信端末が送信する信号ａと、第２の無線通信端末が送信する信号ｃとは、互いに２つ離れたチャンネルの信号である。以下、信号ａが、信号ｃから漏洩する信号の成分に妨害を受ける場合について説明する。
信号ａは、信号成分１００１ａと、信号漏洩成分１００２ａと、信号漏洩成分１００３ａとを有する。信号成分１００１ａは、中継装置が受信すべき信号ａの成分である。信号漏洩成分１００２ａは、信号成分１００１ａの帯域外周波数成分であって、信号成分１００１ａの隣接チャンネルに漏洩する成分である。信号漏洩成分１００３ａは、信号成分１００１ａの帯域外周波数成分であって、信号成分１００１ａの次隣接チャンネルに漏洩する成分である。
信号ｃは、信号成分１００１ｃと、信号漏洩成分１００２ｃと、信号漏洩成分１００３ｃとを有する。信号成分１００１ｃは、中継装置が受信すべき信号ｃの信号成分である。信号漏洩成分１００２ｃは、信号成分１００１ｃの隣接チャンネルに漏洩する信号の成分である。信号漏洩成分１００３ｃは、信号成分１００１ｃの次隣接チャンネルに漏洩する信号の成分である。Ｄ／Ｕ比１００６は、信号ａに対する次隣接チャンネルからの漏洩比であって、信号成分１００１ａのレベルと信号漏洩成分１００３ｃのレベルとの差である。
レベル差１００７は、信号成分１００１ａのレベルと信号漏洩成分１００３ｃのレベルとの差である。変調方式として６４ＱＡＭを利用する場合、Ｄ／Ｕ比１００６を２２ｄＢ確保するためには、次隣接チャンネル漏洩比が−４０ｄＢであることから、レベル差１００７を１８ｄＢとすればよいことが分かる。つまり、中継装置が受信する無線信号のダイナミックレンジを１８ｄＢ以下とすれば、信号ａおよび信号ｃのレベル差を１８ｄＢ以下とすることができる。
よって、中継装置２０において、レベル制御部２０７は、中継装置２０が受信する無線信号のダイナミックレンジが１８ｄＢ以下となるように、中継装置２０から無線通信端末３０に送出する無線信号のパワーを調整すればよい。このように、中継装置が受信する無線信号のレベルを、各無線通信端末が利用するそれぞれのチャンネルにおいて、他のチャンネルへの漏洩比と、Ｄ／Ｕ比との差よりも小さい範囲に収めることで、中継装置は、正常に通信することができる。
図５は、中継装置２０における受信信号の強度と、中継装置２０および無線通信端末３０間の距離との関係を表すグラフである。図５に示すグラフにおいて、縦軸は、中継装置２０が受信する無線信号の強度を表し、横軸は、中継装置２０および無線通信端末３０の間の距離を表す。
図５に示すように、中継装置２０が受信する無線信号の強度は、無線通信端末との距離に依存する。例えば、中継装置において、受信した無線信号が他チャンネルの妨害を受けた場合、中継装置２０は、無線通信端末３０に送出する無線信号のパワーを小さくする。これにより、中継装置２０と通信可能な無線通信端末３０の存在可能範囲が狭くなる。つまり、中継装置と無線通信端末との距離のばらつきが小さくなる。これにより、狭められた無線通信区間に存在する無線通信端末から送信され、中継装置２０が受信する無線信号のばらつきを小さくすることができるため、受信する無線信号を所定ダイナミックレンジの範囲内（図５に示す縦線模様の部分）に収めることができる。
以上のように、本実施形態において、中継装置は、無線通信端末に送信する無線信号のパワーを調整する。これにより、通信可能な無線通信端末の存在可能範囲を調整することができる。したがって、無線通信端末から送信され、中継装置が受信する無線信号のレベルを所定ダイナミックレンジの範囲内に収めることができる。よって、他チャンネルの信号に妨害されることなく、複数のチャンネルからなる無線ＬＡＮ信号を同一のエリアで用いて通信することができる。
なお、制御装置から送出されるｎ個の下り光信号、および中継装置から送出されるｎ個の上り光信号は、図１における光伝送路４０−１〜４０−ｎにそれぞれ対応している。上り光信号と下り光信号とを異なる伝送路で伝送する場合、光伝送路４０−１〜ｎは、２芯の光ファイバから構成される。また、一芯双方向伝送の場合、光伝送路４０−１〜ｎは、それぞれ１芯の光ファイバから構成される。
また、本実施形態において、変調方式が６４ＱＡＭである場合について説明した。ここで、他の変調方式を利用する場合、必要なＤ／Ｕ比が小さくなる。したがって、隣接するチャンネルを同時に使用した場合においても、ダイナミックレンジを抑制することによって通信が可能となる。この場合においても、どの程度ダイナミックレンジを抑制すればよいかは、本実施形態と同様に考えればよい。
なお、本実施形態において、中継装置が受信する無線信号のレベルが大きく、上り光信号に変換した際にひずみが発生する場合、中継装置は、受信した無線信号のレベルを減衰する減衰器を設けていてもよい。これにより、無線信号を高品質に光伝送することができる。
次に、第１の実施形態の変形例について説明する。図６は、本変形例に係る無線通信システムが備える制御装置１０ａの構成を示すブロック図である。図６に示す制御装置１０ａは、図２に示す制御装置１０と比較すると、パイロット信号生成部１０６をさらに含む点で相違する。それ以外の構成は第１の実施形態と同様であるため、図２と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
パイロット信号生成部１０６は、パイロット信号を生成し、光送信部１０２に出力する。パイロット信号は、中継装置から送出される無線信号のレベルを制御するための信号であって、送信される無線信号よりも低い周波数の信号である。パイロット信号のレベルは、中継装置から送信すべき無線信号のレベルに比例する。中継装置２０において受信した無線信号が他チャンネルの信号の妨害を受けた場合、パイロット信号生成部１０６は、生成するパイロット信号のレベルを大きくする。
光送信部１０２は、パイロット信号生成部１０６によって生成されたパイロット信号を、送信信号処理部１０１から出力される下り電気信号に重畳させ、下り光信号に変換する。
図７は、本変形例に係る無線通信システムが備える中継装置２０ａの構成を示すブロック図である。図７に示す中継装置２０ａは、光受信部２０１ａと、無線送信部２０２と、分離部２０３と、送受信アンテナ部２０４と、無線受信部２０５と、光送信部２０６と、パイロット信号検出部２０８と、レベル制御部２０９とを含む。図３と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
光受信部２０１ａは、光伝送路４０を介して制御装置１０から送信されてきた下り光信号を下り電気信号に変換し、パイロット信号検出部２０８に出力する。
パイロット信号検出部２０８は、下り電気信号に重畳されているパイロット信号のレベルを検出し、検出したレベルと共に下り電気信号をレベル制御部２０９に出力する。
レベル制御部２０９は、下り電気信号のレベルを調整し、無線送信部２０２に出力する。レベル制御部２０９は、パイロット信号検出部２０８によって検出されたパイロット信号のレベルを基準にして、パイロット信号のレベルが常に一定になるように、下り電気信号のレベルを調整する。つまり、レベル制御部２０９は、パイロット信号のレベルが相対的に小さくなれば、下り電気信号を増幅し、逆に、パイロット信号のレベルが相対的に大きくなれば、下り電気信号を減衰する。
一般的に、周波数変調された無線信号のレベルを正確に検出することは難しい。特に、変調方式として、振幅変調やバースト変調、スペクトラム拡散信号変調を利用している場合、無線信号のレベルを正確に検出することが困難となる。しかしながら、上述の方法によれば、中継装置２０がパイロット信号の振幅を検出すればよいため、容易に無線信号のレベルを推定することができる。
以上のように、本変形例において、制御装置は、中継装置から送信されてきた上り光信号を正確に復調することができない場合、生成するパイロット信号のレベルを大きくする。中継装置は、制御装置から受信するパイロット信号のレベルを一定レベルに保つように下り電気信号のレベルを低減する。これにより、中継装置の通信可能範囲を狭くし、無線通信端末から受信する無線信号のレベルを所定の範囲内に収めることができる。したがって、他チャンネルの信号に妨害されることなく、複数のチャンネルからなる無線ＬＡＮ信号を同一のエリアで用いて通信することができる。
（第２の実施形態）
図８は、本発明の第２の実施形態に係る無線通信システムが備える制御装置１０ｂの構成を示すブロック図である。
図８に示す制御装置１０ｂは、図２に示す制御装置１０と比較すると、光分配部１０３の代わりに送信信号分配部１０７が設けられている点で相違する。それ以外の構成は、第１の実施形態と同様であるため、図２と同じ構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。なお、本実施形態において、中継装置２０は、図３に示す構成のうち、レベル制御部２０７が省略された構成となる。
制御装置１０ｂにおいて、送信信号処理部１０１は、外部ネットワークから受信した信号を変調し、送信信号分配部１０７に出力する。
送信信号分配部１０７は、送信信号処理部１０１によって変調された信号をｎ個に分岐する。そして、送信信号分配部１０７は、分配したｎ個の信号をそれぞれ光送信部１０２−１〜１０２−ｎに出力する。
光送信部１０２−１〜１０２−ｎは、送信信号分配部１０７によって分岐された信号を下り光信号に変換して、光伝送路４０−１〜４０−ｎに送出する。このように、ｎ個の下り光信号が各局に光伝送される。
以上の構成により、送信信号分配部１０７が、分岐した電気信号を光送信部１０２−１〜１０２−ｎに出力することによって、一つの光送信部が出力する光パワーを小さくすることができる。これにより、下り光信号のレベルが小さくなるため、中継装置が送信する無線信号のレベルを低減することができる。
以上のように、本実施形態によれば、制御装置は、中継装置に送信する光信号のレベルを低減する。これにより、中継装置から無線通信端末に送信される無線信号のパワーが低減されることとなる。これにより、通信可能な無線通信端末の存在可能範囲が狭くなるため、無線通信端末から送信され、中継装置２０が受信する無線信号のダイナミックレンジは小さくなる。したがって、他チャンネルの信号に妨害されることなく、複数のチャンネルからなる無線ＬＡＮ信号を同一のエリアで用いて通信することができる。
また、分岐された下り電気信号が光送信部によって下り光信号に変換されるため、１つの光送信部に入力される電気信号のレベルが小さくなる。レベルの大きい電気信号を光信号に変換する場合、ひずみが発生しやすくなるため、本実施形態において、レベルが小さい電気信号を変換する光送信部が有する光源（発光素子）の信頼性が向上する。また、レベルが小さい電気信号を扱うため、廉価な光源を採用することができる。さらに、１つの光源から出力される光信号を分配する場合、その光源が故障するとシステム全体の機能が失われてしまう。しかしながら、本実施形態によれば、１つの光源が故障した場合においても、機能が停止してしまうのは、その光源を有する光送信部だけである。したがって、機能が停止した光送信部に対応する中継装置だけの機能停止で済むため、システム全体への影響を小さくすることができる。
なお、本実施形態において、各中継装置から伝送されるｎ個の上り光信号は、それぞれ光受信部１０４−１〜１０４−ｎによって受信される。ここで、ｎ個の上り光信号をまとめて一つの光信号として受信することも可能である。
図９は、上り光信号をまとめて受信する制御装置１０ｃの構成を示すブロック図である。図９に示す制御装置１０ｃは、図２に示す制御装置１０と比較すると、光合波部１０８をさらに含み、制御装置１０ｃに設けられている光受信部が１つであるという点で相違する。それ以外の構成は、図２と同様であるため、図２と同じ構成要素については同一の符号を付し、説明を省略する。
光合波部１０８は、光伝送路４０−１〜４０−ｎを介して送信されてくるｎ個の上り光信号を１つの光信号に合波し、光受信部１０４に出力する。
光受信部１０４は、光合波部１０８によって合波された上り光信号を電気信号に変換し、受信信号処理部１０５に出力する。
以上の構成により、制御装置は、複数の上り光信号をまとめて１つの光信号として受信することができる。したがって、制御装置に設ける光受信部が１つで済むため、システムの構成が簡易となる。よって、システムを安価に構築することができる。なお、複数の上り光信号の波長が互いに近い場合、ビートを発生する。周波数が接近した複数の上り光信号を１つの光受信部で受信すると、周波数のうねり（ビート）が発生する場合がある。その場合、ビートの発生を防止するなんらかの機能を制御装置に設けるとよい。
次に、本実施形態の第１の変形例について説明する。本変形例において、制御装置は、送信する光信号の光変調度を調整する。光変調度とは、光信号で変調した搬送波の振幅変化の度合いをいう。
図１０は、発光素子に入力される入力信号と、光の出力パワーとの関係（レーザＩＬ特性）を示す図である。図１０において、横軸は、発光素子に入力される入力信号の電流値を表し、縦軸は、発光素子から出力される光信号のパワーを表す。
ここで、光変調度ｍは、
ｍ＝ΔＩ／（Ｉｂ−Ｉｔｈ）・・・（１）
で表される。式（１）において、ΔＩは入力信号の電流値、Ｉｂはバイアス電流値を表す。また、Ｉｔｈは、発光素子（図示せず）のレーザ閾値（出力の最低の励起準位）である。
バイアス電流は、光送信部が有する発光素子を駆動するための直流電流である。また、バイアス電流は、交流信号である送信信号の変化の中心点を与える。
制御装置から送信する光信号の光変調度を調整することによって、中継装置から送信される無線信号のレベルを間接的に調整することができる。
図１１は、本変形例に係る無線通信システムが備える制御装置１０ｄの構成を示すブロック図である。図１１において、制御装置１０ｄは、送信信号処理部１０１ｄと、光送信部１０２ｄと、光分配部１０３と、光受信部１０４−１〜１０４−ｎと、受信信号処理部１０５ｄと、監視部１０９と、レベル制御部１１０とを含む。
受信信号処理部１０５ｄは、光受信部１０４−１〜１０４−ｎによって変換された上り電気信号を監視部１０９に出力する。
監視部１０９は、受信信号処理部１０５ｄから出力される上り電気信号の品質を評価し、上り電気信号が他チャンネルによる妨害を受けているかか否かを判断する。上り電気信号に他チャンネルの信号が漏洩し、上り電気信号の品質が劣化している場合、監視部１０９は、光送信部１０２ｄに出力する入力信号のレベルを低減するよう、レベル制御部１１０に指示する。
送信信号処理部１０１ｄは、変調した送信信号をレベル制御部１１０に出力する。
レベル制御部１１０は、光送信部１０２の前段に設けられている可変減衰器（図示せず）または可変増幅器（図示せず）を制御する。これにより、送信信号のレベルが調整される。レベル制御部１１０は、レベルを調整した信号を光送信部１０２ｄに出力する。
光送信部１０２ｄは、送信信号を下り光信号に変換して、光伝送路４０に出力する。このとき、送信信号のレベルが低減されている場合、光変調度が低減される。したがって、光送信部１０２ｄが出力する下り光信号のパワーが低減される。
中継装置において、光受信部２０１が受光素子に流れる平均受光電流を検出し、その値から無線信号のレベルを検出している場合、下り光信号の光変調度が変化していても、受光素子に流れる平均受光電流は変化しない。したがって、中継装置２０における動作は、前述の第１の実施形態と同様である。なお、この場合、中継装置２０には、図３に示すレベル制御部２０７を設けていなくてもよい。
このように、制御装置１０が、中継装置２０に送信する光信号の光変調度を大きくすると、中継装置から送信される無線信号のパワーが大きくなる。一方、制御装置が中継装置２０に送信する光信号の光変調度を小さくすると、中継装置から送出する無線信号のパワーが小さくなる。つまり、中継装置から送出する無線信号のパワーを制御装置が制御することができる。したがって、中継装置が受信する無線信号のダイナミックレンジを制御することができる。
以上のように、本変形例によれば、制御装置は、中継装置から送信されてくる信号の品質を評価し、上りの信号の品質が所定の条件を満たさなくなると、中継装置に送信する光信号のレベルを低減する。これにより、中継装置から無線通信端末に送信される無線信号のパワーが低減されることとなる。これにより、通信可能な無線通信端末の存在可能範囲が狭くなるため、無線通信端末から送信され、中継装置２０が受信する無線信号のダイナミックレンジは小さくなる。したがって、他チャンネルの信号に妨害されることなく、複数のチャンネルからなる無線ＬＡＮ信号を同一のエリアで用いて通信することができる。
なお、監視部１０９は、信号の品質が劣化したことを検出すると、そのことを光送信部１０２を通じて中継装置に通知し、中継装置において送出する無線信号の送出パワーを低減するよう制御することとしてもよい。その場合、制御装置に、レベル制御部を設けなくてもよい。
また、中継装置から送信する無線信号のレベルを制御するための命令を制御装置が生成し、ディジタル情報として中継装置に送信してもよい。
以上では、光変調度を調整するために入力信号のレベルを制御する方法について説明したが、光変調度を調整するために、バイアス電流のレベルを制御することとしてもよい。
図１２は、バイアス電流のレベルを制御することによって、光変調度を調整する制御装置１０ｅの構成を示すブロック図である。
図１２に示す制御装置１０ｅは、送信信号処理部１０１と、光送信部１０２と、光分配部１０３と、光受信部１０４−１〜１０４−ｎと、受信信号処理部１０５ｅと、監視部１０９ｅと、バイアス制御部１１１とを含む。なお、図１１と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
送信信号処理部１０１は、変調した送信信号を光送信部１０２に出力する。
監視部１０９ｅは、受信信号処理部１０５ｅから出力される上り電気信号の品質を評価し、上り電気信号が他チャンネルによる妨害を受けているか否かを判断する。上り電気信号に他チャンネルの信号が漏洩し、上り電気信号の品質が劣化している場合、監視部１０９は、光送信部１０２に出力するバイアス電流のレベルを低減するよう、バイアス制御部１１１に指示する。
バイアス制御部１１１は、監視部１０９ｅからの指示に応じて、光送信部１０２の発光素子に入力されるバイアス電流を調整する。具体的には、バイアス制御部１１１は、発光素子を駆動するためのバイアス回路（図示せず）を制御することによって、発光素子に入力されるバイアス電流を調整する。
光送信部１０２は、送信信号を下り光信号に変換して、光伝送路４０に出力する。このとき、バイアス電流のレベルが低減されているため、光変調度が低減されることとなる。したがって、光送信部１０２が出力する下り光信号のパワーが低減される。
以上のように、本変形例によれば、制御装置は、中継装置から送信されてくる信号の品質を評価し、上りの信号の品質が所定の条件を満たさなくなると、中継装置に送信する光信号のレベルを低減する。これにより、中継装置から無線通信端末に送信される無線信号のパワーが低減されることとなる。これにより、通信可能な無線通信端末の存在可能範囲が狭くなるため、無線通信端末から送信され、中継装置２０が受信する無線信号のダイナミックレンジは小さくなる。したがって、他チャンネルの信号に妨害されることなく、複数のチャンネルからなる無線ＬＡＮ信号を同一のエリアで用いて通信することができる。
なお、本実施形態において、制御装置が送信する光信号のパワーを調整する手段について説明したが、下り光信号のパワーを調整することができる手段であればよく、上述の手段に限られない。例えば、下り光信号のパワーを調整するパワー調整部を制御装置に設けてもよい。
図１３は、下り光信号のパワーを調整する制御装置１０ｆの構成を示すブロック図である。図１３において、制御装置１０ｆは、送信信号処理部１０１と、光送信部１０２と、光分配部１０３ｆと、光受信部１０４−１〜１０４−ｎと、受信信号処理部１０５と、監視部１０９ｆ−１〜１０９ｆ−ｎと、パワー調整部１２０とを含む。なお、図１２と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
光分配部１０３ｆは、ｎ個に分岐した下り光信号を、後述する可変光減衰器１２１−１〜１２１−ｎに出力する。
監視部１０９ｆ−１〜１０９ｆ−ｎは、光受信部１０４−１〜１０４−ｎが受信した上り光信号の品質を監視する。監視部１０９ｆ−１〜１０９ｆ−ｎは、上り光信号の品質が劣化している場合、光分配部１０３から出力される下り光信号のレベルを低減するよう、後述する可変光減衰器駆動部１２２に指示する。
パワー調整部１２０は、可変光減衰器１２１−１〜１２１−ｎと、可変光減衰器駆動部１２２とを有し、光送信部１０２ｆから出力される下り光信号のパワーを調整する。
可変光減衰器１２１−１〜１２１−ｎは、光分配部１０３ｆから出力される下り光信号のパワーを減衰させ、光伝送路４０−１〜４０−ｎに送出する。
可変光減衰器駆動部１２２は、監視部１０９ｆ−１〜１０９ｆ−ｎの指示に応じて、光分配部１０３から出力される下り光信号のパワーが低減するように、可変光減衰器１２１−１〜１２１−ｎを駆動する電流のレベルを調整する。
このように、中継装置から送信されてきた上り光信号の品質が低下した場合、制御装置は、中継装置に送信する下り光信号のパワーを低減する。これにより、中継装置から送信される無線信号のパワーを低減することができる。
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態に係る無線通信システムについて説明する。本実施形態に係る無線通信システムは、光信号の品質が低下したことを検知すると、中継装置からの無線信号の送信を停止させる。品質が劣化した無線信号を送受信すると、他の通信機器や人体に悪影響を及ぼす可能性がある。したがって、無線信号を利用して通信する場合、通信機器が送信する無線信号の品質を、電波法に定められている公的な条件を満たすものにしなければならない。本実施形態においては、無線通信システムが光信号の品質を評価する場合を例に説明する。
図１４は、本実施形態に係る無線通信システムが備える中継装置２０ｂの構成を示すブロック図である。図１４において、中継装置２０ｂは、光受信部２０１ｂと、無線送信部２０２ｂと、分離部２０３と、送受信アンテナ部２０４と、無線受信部２０５と、光送信部２０６ｂと、品質評価部２９０ｂとを含む。なお、図３と同様の構成要素には、同一の符号を付し、説明を省略する。
光伝送路４０を介して制御装置１０から送信されてきた下り光信号は、光送信部２０１ｂによって下り電気信号に変換される。光送信部２０１ｂは、変換した下り電気信号を無線送信部２０２ｂに出力する。
一方、光送信部２０６ｂは、無線受信部２０５から出力される上り電気信号を上り光信号に変換し、後述する光カプラ部２１０に出力する。
品質評価部２９０ｂは、光カプラ部２１０と、光パワー検出部２１１と、パワー制御部２１２とを有する。
光カプラ部２１０は、光送信部２０６ｂによって変換された上り光信号を光伝送路４０に送出する。また、光カプラ部２１０は、光伝送路４０から反射される反射光を光パワー検出部２１１に出力する。
光パワー検出部２１１は、光カプラ部２１０から出力される反射光のレベルを検出し、反射光のレベルが所定値以上であるか否かを判断する。光伝送路４０に異常が発生した場合、光伝送路４０に光信号を出射した際の反射光のレベルが増大する。反射光のレベルが所定値以上である場合、光パワー検出部２１１は、光伝送路に異常が発生したと判断する。その場合、光パワー検出部２１１は、無線信号電波の送出を停止するよう、パワー制御部２１２に指示する。
パワー制御部２１２は、無線送信部２０２ｂを制御して、無線通信端末への無線信号電波の送出を停止する。具体的には、パワー制御部２１２は、無線送信部２０２ｂの電源をＯＦＦにするか、または、無線送信部２０２ｂにおける信号の経路のスイッチ（図示せず）をＯＦＦにする。
光伝送路４０に異常が発生し、光信号の伝送品質が低下すると、無線信号に品質も、電波法に定められているスプリアス発射電力や帯域外輻射電力等の項目について、規定の条件を満たすことができなくなる。スプリアス発射電力、および帯域外輻射電力とは、必要な周波数帯域外における不要波の発射電力をいう。これらが発射されると、他の通信機器を妨害してしまう恐れがあるため、不要波の発射電力は、できるだけ小さいことが望ましい。また、スプリアス発射電力、および帯域外輻射電力の許容値は、電波法において、周波数帯ごとに規定されている。中継装置２０は、上り光信号の伝送品質が低下した場合に、無線信号の送信を停止する。
以上のように、本実施形態によれば、光伝送路に異常が発生した場合に、中継装置からの無線信号の送信を停止することができる。したがって、公的な条件を満たさない無線信号が送信されることがない。また、中継装置において、反射光のレベルを検出するだけでよいため、システムの構成を簡易なものとすることができる。
なお、光伝送路が、２芯の光ファイバからなる場合においても、光ファイバの障害は、同じケーブル内に光ファイバに同じように影響することが多い。したがって、本方法は有効である。また、一芯双方向伝送の場合は、片方向だけに影響する可能性は極めて小さいため、本方法は有効である。
次に、第３の実施形態の変形例について説明する。本変形例に係る無線通信システムにおいて、中継装置２０ｃは、制御装置１０から受信した下り光信号の品質を評価する。
図１５は、本変形例に係る無線通信システムが備える中継装置２０ｃの構成を示すブロック図である。図１５において、中継装置２０ｃは、光受信部２０１ｃと、無線送信部２０２ｃと、分離部２０３と、送受信アンテナ部２０４と、無線受信部２０５と、光送信部２０６ｃと、品質評価部２９０ｃとを含む。なお、図３と同様の構成要素には、同一の符号を付し、説明を省略する。
光受信部２０１ｃは、光伝送路４０から送出される下り光信号を下り電気信号に変換して、無線送信部２０２と、後述する受光パワー検出部２１３とに出力する。
品質評価部２９０ｃは、パワー制御部２１２と、受光パワー検出部２１３とを有する。
受光パワー検出部２１３は、光受信部２０１が受信した下り光信号のパワーを検出し、下り光信号のパワーが所定値以上であるか否かを判断する。下り光信号のパワーが所定値未満となった場合、受光パワー検出部２１３は、無線信号の送信を停止するよう、パワー制御部２１２に指示する。
パワー制御部２１２は、受光パワー検出部２１３からの指示に応じて、無線信号の出力を停止させる。具体的には、パワー制御部２１２は、無線送信部２０２ｃの電源をＯＦＦにすることによって、無線信号の出力を停止させる。なお、パワー制御部２１２は、無線送信部２０２ｃの経路をスイッチによってＯＦＦとすることで、無線信号の出力を停止させてもよい。
光伝送路４０に異常が発生した場合、一般的には、光信号の伝送品質が劣化する。したがって、光伝送路の異常を監視することによって、間接的に伝送品質の劣化を検出することができる。伝送路に異常が発生し、伝送損失が増加すると、受光パワー検出部２１３が検出する光信号のパワーが低下する。したがって、中継装置において、受信する下り光信号のパワーを監視することによって、光信号の伝送品質を評価することができる。
以上のように、本変形例によれば、光伝送路に異常が発生した場合に、中継装置からの無線信号の送信を停止することができる。したがって、公的な条件を満たさない無線信号が送信されることがない。また、本変形例において、中継装置は、光伝送路を介して制御装置から送信されてくる光信号のレベルを検出する機能を有していればよく、スプリアス発射電力や帯域外輻射電力を測定するための複雑な検出回路を設ける必要がない。
（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施形態に係る無線通信システムについて説明する。本実施形態に係る無線通信システムにおいて、中継装置は、下り電気信号の品質を評価する。
図１６は、本実施形態に係る無線通信システムが備える中継装置２０ｄの構成を示すブロック図である。図１６において、中継装置２０ｄは、光受信部２０１ｄと、無線送信部２０２ｄと、分離部２０３と、送受信アンテナ部２０４と、無線受信部２０５と、光送信部２０６と、品質評価部２９０ｄとを含む。なお、図３と同様の構成要素には、同一の符号を付し、その説明を省略する。
無線送信部２０２ｄは、光受信部２０１ｄによって変換された下り電気信号に増幅等の処理を行った後、分離部２０３と、後述する電気信号評価部２１４とに出力する。
品質評価部２９０ｄは、パワー制御部２１２ｄと、電気信号評価部２１４とを有する。
電気信号評価部２１４は、無線送信部２０２ｄから出力される下り電気信号の品質を評価する。
図１７は、電気信号評価部２１４の詳細な構成を示すブロック図である。図１７において、電気信号評価部２１４は、バンドパスフィルタ−ｓ（以下、ＢＰＦ−ｓと呼ぶ）２５１と、バンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦと呼ぶ）２５２−１〜２５２−ｎと、レベル検出部２５３−１〜２５３−ｎと、レベル判定部２５４とからなる。
ＢＰＦ−ｓ２５１，ＢＰＦ２５２−１〜２５２−ｎは、スペクトラムマスクに応じた周波数を通過させる。ＢＰＦ−ｓ２５１は、本来送信すべき周波数帯域の無線信号を通過させ、当該無線信号の帯域外周波数を除去する。ＢＰＦ−ｓ２５１は、通過させた信号の周波数成分をレベル検出部２５３−１に出力する。レベル検出部２５３−１は、ＢＰＦ−ｓ２５１から出力される信号のレベルを検出し、レベル判定部２５４に出力する。
ＢＰＦ２５２−１〜２５２−ｎは、無線信号の帯域外周波数成分を通過させ、レベル検出部２５３−２〜２５３−ｎ＋１に出力する。なお、ＢＰＦ２５２−１〜２５２−ｎは、それぞれ異なる周波数を通過させる。
レベル判定部２５４は、レベル検出部２５３−１によって検出された周波数のレベルに対して、レベル検出部２５３−２〜２５３−ｎ＋１によって検出された帯域外周波数のレベルが一定レベル以上であるか否かを判断する。無線信号の品質が低下すると、無線信号の帯域外周波数のレベル、つまり、不要輻射電力のレベルが増加する。無線信号のレベルに対する不要輻射電力のレベルが一定レベル以上になった場合、レベル判定部２５４は、無線信号の送信を停止するようパワー制御部２１２に指示する。
パワー制御部２１２は、電気信号評価部２１４からの指示に応じて、無線信号の出力を停止させる。パワー制御部２１２の具体的な動作は、図１５に示すパワー制御部２１２と同様であるため、説明を省略する。
以上のように、本実施形態において、中継装置は、無線信号のレベルに対する不要輻射電力のレベルが一定レベル以上となり、無線信号の品質が公的な条件を満たすことができなくなったと判断した場合、無線信号の送信を停止する。したがって、公的な条件を満たさない無線信号が送信されることがない。
次に、第４の実施形態の変形例について説明する。本変形例に係る無線通信システムにおいて、制御装置は、試験信号を重畳した下り電気信号を下り光信号に変換して中継装置に送信する。中継装置は、制御装置から受信した試験信号の品質を評価する。
具体的には、中継装置は、試験信号の相互変調ひずみを評価する。相互変調ひずみとは、複数の異なる周波数の信号が、制御装置において下り光信号に変換される際に発生する信号をいう。相互変調ひずみは、発光素子のＩＬ特性に非直線性があるために発生する。
一般的に、異なる２波の信号が発光素子や増幅器等に入力されると、それぞれの基本波の周波数以外に、高調波成分や、２つの基本波の周波数の和および差、基本波の周波数と高調波の周波数との和および差、２つの高調波の周波数の和および差などの成分が現れる。このように、複数の周波数の相互関係から生じる周波数成分（高調波以外の成分）を相互変調ひずみと呼ぶ。例えば、周波数ａと、周波数ｂの２波が発光素子や増幅器等に入力された場合、相互変調ひずみとして、周波数２ａ−ｂなどが発生する。周波数２ａ−ｂは、主信号の周波数に接近するため、主信号を妨害する恐れがある。
図１８は、本変形例に係る無線通信システムが備える制御装置１０ｇの構成を示すブロック図である。図１８において、制御装置１０ｇは、送信信号処理部１０１と、光送信部１０２ｇと、光分配部１０３と、光受信部１０４−１〜１０４−ｎと、受信信号処理部１０５と、試験信号送信部１１２とを含む。なお、図２と同様の構成要素には、同一の符号を付し、説明を省略する。
試験信号送信部１１２は、下り電気信号に重畳させるための試験信号を生成し、光送信部１０２ｇに出力する。試験信号送信部１１２は、発振器ＳＧ−ａと、発振器ＳＧ−ｂとを有する。
発振器ＳＧ−ａは、試験信号ａを生成し、光送信部１０２ｇに出力する。試験信号ａの周波数をａとする。発振器ＳＧ−ｂは、試験信号ｂを生成し、光送信部１０２ｇに出力する。試験信号ｂの周波数をｂとする。
光送信部１０２ｇは、送信信号処理部１０１から出力される下り電気信号に、試験信号送信部１１２から出力される試験信号ａ，ｂを重畳させて下り光信号に変換する。
次に、制御装置１０ｇから送信されてくる試験信号を評価する中継装置について説明する。本変形例に係る中継装置の構成は、図１６に示す中継装置２０ｄの構成と比較すると、電気信号評価部の構成以外は同様であるため、図１６を援用し、電気信号評価部についてのみ説明する。また、本変形例に係る中継装置が含む電気信号評価部を図１７に示す電気信号評価部２１４と区別するために、本変形例に係る中継装置が含む電気信号評価部を電気信号評価部２１４ｅと呼ぶ。
図１９は、電気信号評価部２１４ｅの詳細な構成を示すブロック図である。図１９において、電気信号評価部２１４ｅは、バンドパスフィルタ−ａ（以下、ＢＰＦ−ａと呼ぶ）２５５と、バンドパスフィルタ−（２ａ−ｂ）（以下、ＢＰＦ−（２ａ−ｂ）と呼ぶ）２５６と、レベル検出部２５３−１〜２５３−２と、レベル判定部２５４ｅとからなる。
ＢＰＦ−ａ２５５は、周波数ａの試験信号ａを通過させて、試験信号ａの帯域外周波数を除去する。そして、ＢＰＦ−ａ２５５は、通過させた試験信号ａをレベル検出部２５３−１に出力する。レベル検出部２５３−１は、試験信号ａのレベルを検出し、レベル判定部２５４に出力する。
ＢＰＦ−（２ａ−ｂ）２５６は、相互変調ひずみの周波数（２ａ−ｂ）を通過させ、レベル検出部２５３−２に出力する。
レベル判定部２５４ｅは、レベル検出部２５３−１によって検出された試験信号ａのレベルに対して、レベル検出部２５３−２によって検出された相互変調ひずみのレベルが一定レベル以上であるか否かを判断する。試験信号ａのレベルに対する相互変調ひずみのレベルが一定レベル以上になった場合、レベル判定部２５４ｅは、無線信号の送信を停止するようパワー制御部２１２に指示する。
パワー制御部２１２は、電気信号評価部２１４からの指示に応じて、無線信号の出力を停止させる。パワー制御部２１２の具体的な動作は、図１５に示すパワー制御部２１２と同様であるため、説明を省略する。
以上のように、本変形例によれば、中継装置は、制御装置から送信されてくる試験信号の相互変調ひずみを評価し、試験信号のレベルに対する相互変調ひずみのレベルが一定レベル以上となった場合、無線信号の送信を停止する。これにより、品質が劣化した無線信号を送信することを防止することができる。
一般的に、スプリアス発射電力や帯域外輻射電力等を直接測定することは困難であり、これらを測定するためのコストも高い。しかしながら、本変形例によれば、試験用信号の相互変調ひずみを測定すればよい。相互変調ひずみを測定するためには、例えば、予め設定した周波数だけを観測すればよいため、簡易な回路で実現できるというメリットがある。
なお、上記変形例においては、試験信号の相互変調ひずみを測定する方法について説明したが、相互変調ひずみの代わりに、試験信号の高調波ひずみを測定することによって、伝送品質を評価することとしてもよい。
高調波とは、基本周波数の整数倍の周波数をもつ成分をいう。例えば、周波数ａの信号ａを非直線回路に入力すると、ひずみが発生し、周波数２ａや周波数３ａの高調波が周波数ａと共に出力される。信号の伝送品質が低下すると、これらの高調波のレベルが上昇する。したがって、高調波ひずみを測定することによって、伝送品質を評価することもできる。
その場合、制御装置から中継装置に送信される試験信号は、１種類でよいため、図１８に示す試験信号送信部１１２は、発振器ＳＧ−ａのみを有していればよい。これにより、中継装置には、試験信号ａが重畳された下り光信号が送信されることとなる。中継装置において、図１９に示す電気信号評価部２１４ｅは、ＢＰＦ−（２ａ−ｂ）の代わりに、周波数２ａを通過させるバンドパスフィルタ−２ａを有していればよい。
図２０は、電気信号評価部２１４ｆの構成を示すブロック図である。高調波ひずみを検出する場合、図１６に示す中継装置２０ｄは、電気信号評価部２１４の代わりに、図２０に示す電気信号評価部２１４ｆを含む。図２０において、電気信号評価部２１４ｆは、バンドパスフィルタ−ａ（以下、ＢＰＦ−ａと呼ぶ）２５５と、バンドパスフィルタ−２ａ（以下、ＢＰＦ−２ａと呼ぶ）２５７と、レベル検出部２５３−１〜２５３−２と、レベル判定部２５４ｆとからなる。
ＢＰＦ−ａ２５５は、周波数ａの試験信号ａを通過させて、試験信号ａの帯域外周波数を除去する。そして、ＢＰＦ−ａ２５５は、通過させた試験信号ａをレベル検出部２５３−１に出力する。レベル検出部２５３−１は、試験信号ａのレベルを検出し、レベル判定部２５４に出力する。
ＢＰＦ−２ａ２５７は、高調波ひずみの周波数２ａを通過させ、レベル検出部２５３−２に出力する。
レベル判定部２５４ｆは、レベル検出部２５３−１によって検出された試験信号ａのレベルに対して、レベル検出部２５３−２によって検出された高調波ひずみのレベルが一定レベル以上であるか否かを判断する。試験信号ａのレベルに対する高調波ひずみのレベルが一定レベル以上になった場合、レベル判定部２５４ｅは、無線信号の送信を停止するようパワー制御部２１２に指示する。
パワー制御部２１２ｄは、電気信号評価部２１４からの指示に応じて、無線信号の出力を停止させる。パワー制御部２１２ｄの具体的な動作は、図１５に示すパワー制御部２１２と同様であるため、説明を省略する。
以上のように、本変形例によれば、中継装置は、制御装置から送信されてくる試験信号の高調波ひずみを評価し、試験信号のレベルに対する高調波ひずみのレベルが一定レベル以上となった場合、無線信号の送信を停止する。これにより、品質が劣化した無線信号を送信することを防止することができる。
以上、第３の実施形態および第４の実施形態において、中継装置が無線信号または光信号の品質を評価する場合について説明した。ここで、中継装置ではなく、制御装置がこれらの信号の品質を評価してもよい。以下、制御装置が無線信号または光信号の品質を評価する場合について説明する。
（第５の実施形態）
図２１は、第５の実施形態に係る無線通信システムが備える制御装置１０ｈの構成を示すブロック図である。図２１において、制御装置１０ｈは、送信信号処理部１０１と、光送信部１０２ｈと、光分配部１０３と、光受信部１０４−１〜１０４−ｎと、受信信号処理部１０５と、品質評価部２９０ｈとを含む。なお、図２と同様の構成要素には、同一の符号を付し、説明を省略する。
光送信部１０２ｈは、外部ネットワークから送信されてくる信号を下り光信号に変換し、後述する光カプラ部１１３に出力する。
品質評価部２９０ｈは、光カプラ部１１３と、光パワー検出部１１４と、パワー制御部１１５とを有する。
光カプラ部１１３は、上り光信号を光分配部１０３に出力し、光伝送路４０から反射される反射光を光パワー検出部１１４に出力する。
光パワー検出部１１４は、光カプラ部１１３から出力される反射光のパワーを検出し、反射光のパワーが所定値以上である場合、下り光信号の送出を停止するよう、パワー制御部１１５に指示する。
パワー制御部１１５は、光送信部１０２ｈを制御して、下り光信号の送出を停止する。具体的には、パワー制御部２１２は、光送信部１０２ｈの電源をＯＦＦにするか、または、光送信部１０２ｈにおける信号の経路のスイッチ（図示せず）をＯＦＦにする。なお、光カプラ部１１３、光パワー検出部１１４、およびパワー制御部１１５は、それぞれ図１４に示す光カプラ部２１０、光パワー検出部２１１、およびパワー制御部２１２と同様の機能を有するため、詳細な説明を省略する。
なお、本実施形態に係る中継装置は、図１４に示す中継装置から品質評価部２９０ｂを省略した構成となる。
以上のように、本実施形態によれば、光伝送路に異常が発生した場合に、制御装置からの光信号の送信を停止することができる。したがって、公的な条件を満たさない無線信号が中継装置から送信されることがない。また、制御装置において、反射光を検出するだけでよいため、システムの構成を簡易なものとすることができる。
次に、第５の実施形態の変形例について説明する。図２２は、第５の実施形態の変形例に係る制御装置１０ｉの構成を示すブロック図である。
図２２において、制御装置１０ｉは、送信信号処理部１０１と、光送信部１０２と、光分配部１０３ｉと、光受信部１０４−１〜１０４−ｎと、受信信号処理部１０５と、品質評価部２９０ｉとを含む。なお、図２と同様の構成要素には、同一の符号を付し、説明を省略する。
光分配部１０３ｉは、ｎ個に分岐した下り光信号を、後述する可変光減衰器１２１−１〜１２１−ｎに出力する。
品質評価部２９０ｉは、パワー制御部１１５と、受光パワー検出部１１６−１〜１１６−ｎと、可変光減衰器１２１−１〜１２１−ｎとを有する。
受光パワー検出部１１６−１〜１１６−ｎは、光受信部１０４−１〜１０４−ｎが受信した上り光信号のパワーを検出し、上り光信号のパワーが所定値以上であるか否かを判断する。受光パワー検出部１１６−１〜１１６−ｎは、上り光信号のパワーが所定値未満となった場合、下り光信号の送信を停止するよう、パワー制御部１１５に指示する。
可変光減衰器１２１−１〜１２１−ｎは、光分配部１０３ｉから出力される下り光信号のパワーを減衰させ、光伝送路４０−１〜４０−ｎに送出する。
パワー制御部１１５は、受光パワー検出部１１６−１〜１１６−ｎからの指示に応じて、下り光信号の送信を停止させる。具体的には、パワー制御部１１５は、可変光減衰器１２１−１〜１２１−ｎにおける下り光信号の減衰量を制御し、下り光信号の出力を停止させる。また、このとき、パワー制御部１１５は、異常が発生した光伝送路のみに対する下り信号の送信を停止する。例えば、受光パワー検出部１１６−２によって検出された上り光信号のパワーが所定値未満である場合、パワー制御部１１５は、可変光減衰器１２１−２を制御し、光伝送路４０−２への下り光信号の送出を停止する。
なお、受光パワー検出部１１６およびパワー制御部１１５の機能は、それぞれ図１５に示す受光パワー検出部２１３、およびパワー制御部２１２の機能と同様であるため、詳細な説明を省略する。
以上のように、本変形例によれば、光伝送路に異常が発生した場合に、制御装置からの下り光信号の送信を停止することができる。したがって、公的な条件を満たさない無線信号が中継装置から送信されることがない。また、本変形例において、制御装置は、光伝送路を介して制御装置から送信されてくる光信号のレベルを検出する機能を有していればよく、スプリアス発射電力や帯域外輻射電力を測定するための複雑な検出回路を設ける必要がない。
（第６の実施形態）
図２３は、本発明の第６の実施形態に係る制御装置１０ｊの構成を示すブロック図である。
図２３において、制御装置１０ｊは、送信信号処理部１０１と、光送信部１０２と、光分配部１０３と、光受信部１０４−１〜１０４−ｎと、受信信号処理部１０５ｊと、品質評価部２９０ｊとを含む。なお、図２と同様の構成要素には、同一の符号を付し、説明を省略する。
受信信号処理部１０５ｊは、光受信部１０４−１〜１０４−ｎによって変換された上り電気信号を、後述する電気信号評価部１１７に出力する。
品質評価部２９０ｊは、パワー制御部１１５と、電気信号評価部１１７とを有する。
電気信号評価部１１７は、受信信号処理部１０５ｊから出力される電気信号の品質を評価し、電気信号の品質が低下した場合には、下り光信号の送信を停止する。ここで、電気信号評価部１１７は、図１７に示す電気信号評価部２１４に相当するため、図１７を援用し、詳細な説明を省略する。
パワー制御部１１５は、図１６に示すパワー制御部２１２に相当する。パワー制御部１１５は、電気信号評価部１１７からの指示に応じて、光送信部１０２からの下り光信号の出力を停止させる。
なお、本実施形態に係る中継装置は、図１４に示す中継装置から品質評価部２９０ｂを省略した構成となる。
以上のように、本実施形態において、制御装置は、中継装置から送信されてくる信号のレベルに対する不要輻射電力のレベルが一定以上であるか否かを判断する。例えば、光伝送路に異常が発生すると、上りの信号の品質が低下してしまう。この場合、下りの信号を中継装置に送信してしまうと、品質が劣化した無線信号を送信することになってしまう。制御装置は、上りの信号の品質が低下すると下り光信号の送信を停止する。したがって、公的な条件を満たさない無線信号が中継装置から送信されることがない。
次に、第６の実施形態の変形例について説明する。本変形例に係る無線通信システムにおいて、中継装置は、試験信号を重畳した上り電気信号を上り光信号に変換して制御装置に送信する。制御装置は、中継装置から受信した試験信号の品質を評価する。
図２４は、本変形例に係る無線通信システムが備える中継装置２０ｆの構成を示すブロック図である。図２４において、中継装置２０ｆは、光受信部２０１ｆと、無線送信部２０２と、分離部２０３と、送受信アンテナ部２０４と、無線受信部２０５と、光送信部２０６ｆと、試験信号送信部２１５とを含む。
光受信部２０１ｆは、変換した下り電気信号を無線送信部２０２に出力する。
試験信号送信部２１５は、中継装置２０ｆから送信する上り電気信号に重畳させるための試験信号を生成し、光送信部２０６ｆに出力する。試験信号送信部２１５は、発振器ＳＧ−ａと、発振器ＳＧ−ｂとを有する。
発振器ＳＧ−ａは、試験信号ａを生成し、光送信部２０６ｆに出力する。試験信号ａの周波数をａとする。発振器ＳＧ−ｂは、試験信号ｂを生成し、光送信部２０６ｆに出力する。試験信号ｂの周波数をｂとする。なお、試験信号送信部２１５は、図１８に示す試験信号送信部１１２に相当する。
光送信部２０６ｆは、無線受信部２０５から出力される上り電気信号に、試験信号送信部２１５から出力される試験信号ａ，ｂを重畳させて上り光信号に変換する。
次に、中継装置２０ｆから送信されてくる試験信号を評価する制御装置について説明する。本変形例に係る制御装置の構成は、図２３に示す制御装置１０ｊの構成と比較すると、電気信号評価部の構成以外は同様であるため、図２３を援用し、その相違点についてのみ説明する。相互変調ひずみを評価する場合における電気信号評価部の構成は、図１９に示す電気信号評価部２１４ｅの構成と同様であるため、図１９を援用する。電気信号評価部は、受信信号処理部１０５ｊから出力される上り電気信号に重畳されている試験信号の品質を評価する。電気信号評価部は、試験信号のレベルに対する相互変調ひずみのレベルが一定レベル以上となった場合、下り光信号の送信を停止させるよう、パワー制御部１１５に指示する。
以上のように、本変形例によれば、制御装置は、中継装置から送信されてくる試験信号の相互変調ひずみを評価し、試験信号のレベルに対する相互変調ひずみのレベルが一定レベル以上となった場合、下り光信号の送信を停止する。これにより、中継装置から品質が劣化した無線信号を送信することを防止することができる。
なお、本変形例において、制御装置は、相互変調ひずみを評価した。ここで、第４の実施形態の変形例と同様に、高調波ひずみを評価することとしてもよい。その場合の電気信号評価部の構成は、図２０に示す電気信号評価部２１４ｆと同様であるため、図２０を援用し、説明を省略する。
以上のように、本変形例において、制御装置は、中継装置から送信されてくる試験信号の相互変調ひずみまたは高調波ひずみを評価し、試験信号のレベルに対する相互変調ひずみまたは高調波ひずみのレベルが一定レベル以上となった場合、無線信号の送信を停止する。これにより、品質が劣化した無線信号を送信することを防止することができる。相互変調ひずみまたは高調波ひずみを測定するためには、例えば、予め設定した周波数だけを観測すればよいため、簡易な回路で実現できるというメリットがある。
以上、第３〜第６の実施形態においては、無線通信システムは、無線ＬＡＮ信号を利用して通信する場合を想定して説明した。ここで、無線通信システムは、放送波の不感地対策用の再送信システムとして利用することもできる。ただし、放送波を用いて通信するシステムにおいて、一般的には、上り系の信号は不要であると考えられる。したがって、第５の実施形態および第６の実施形態において説明したように、上り系の信号の品質を評価するという手法はとれないが、その他の方法に関しては、第３〜第６の実施形態に係る無線通信システムを利用することができる。
また、光伝送路同士、または光伝送路と装置とを接続する光コネクタとしては、斜め研磨コネクタが最も適している。コネクタが緩んだ状態になると、コネクタ端面において反射が発生するので、ＰＣコネクタ等では、発光素子への光反射が発生したり、反射点が複数ある場合、多重反射が発生したりするため、信号品質が劣化してしまう。しかしながら、斜め研磨コネクタを採用することによって、コネクタが緩んだ状態でも発光素子への光反射や多重反射が発生せず、信号品質が劣化しないというメリットがある。
以上、説明したように、第３〜第６の実施形態に係る無線通信システムは、同じエリアにおいて複数のチャンネルからなる無線信号で通信できるシステムであり、業務用ビル内ネットワーク、無線ＬＡＮサービス等として有用である。また、第３〜第６の実施形態に係る無線通信システムは、列車や航空機内ネットワーク等の用途や放送波の不感地対策用再送信システムにも応用できる。
以上のように、第１〜第２の実施形態においては、無線通信端末に送信すべき無線信号の信号レベルを、所定のダイナミックレンジの範囲内に収める無線通信システムについて説明した。しかし、第１〜第２の実施形態に係る無線通信システムにおいて、１つの中継装置がカバーするエリアが狭められるため、より広い通信範囲をカバーするためには、複数の中継装置を備える必要がある。
しかしながら、各中継装置と制御装置とを接続する光伝送路の長さは、複数存在する中継装置ごとに異なるため、１台の無線通信端末が送信した無線信号が、複数の中継装置によって受信された場合、異なる伝送路を経由した信号が制御装置３１に到達するまでの遅延時間差が生じる。これにより、信号が互いに干渉し合い（マルチパス干渉）、通信品質が劣化してしまうという問題がある。
以下、異なる無線伝送路および光伝送路を伝送する信号の遅延時間差を所定の時間内に収める方法について説明する。
（第７の実施形態）
図２５は、本発明の第７の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。図２５において、無線通信システムは、制御装置１０と、中継装置２０−１，２０−２と、無線通信端末３０とを備える。
無線通信端末３０と中継装置２０−１，２０−２とは、互いに無線で接続される。中継装置２０−１と制御装置１０とは、光伝送路４０−１を介して接続され、中継装置２０−２と制御装置１０とは、光伝送路４０−２を介して接続される。図２５において、無線通信区間に存在する無線通信端末は１台であるが、無線通信区間に存在する無線通信端末は２台以上であってもよい。
本実施形態に係る制御装置１０は、第１の実施形態または第２の実施形態に係る制御装置と同様の構成を有しているため、図２５には、制御装置１０の基本的な構成のみを図示する。
図２５に示す制御装置１０において、制御装置１０は、信号処理部１６１と、電気光変換部（Ｅ／Ｏ）１６２と、光電気変換部（Ｏ／Ｅ）１６３と、光分岐結合部１６４とを含む。
信号処理部１６１は、例えば図９に示す送信信号処理部１０１および受信信号処理部１０５に相当する。また、電気光変換部１６２は、図９に示す光送信部１０２に相当し、光電気変換部（Ｏ／Ｅ）１６３は、図９に示す光受信部１０５に相当する。また、光分岐結合部１６４は、図９に示す光分配部１０３および光合波部１０８に相当する。
光分岐結合部１６４は、制御装置１０の電気光変換部１６３から出力される下り光信号を分岐し、光伝送路４０−１，４０−２に送出する。また、光分岐結合部１６４は、光伝送路４０−１，４０−２を介して中継装置２０−１，２０−２から送信されてくる上り光信号を制御装置１０の光電気変換部１６３に出力する。
中継装置２０−１は、伝送路４０−１を介して伝送されてくる光信号を受信すると、受信した光信号を電気信号に変換し、無線信号として送受信アンテナ部２７５−１から送信する。
また、本実施形態に係る中継装置２０−１は、第１の実施形態または第２の実施形態に係る制御装置と基本的には同様の構成を有するが、レベル調整部２７３，２７４をさらに含む点で相違する。中継装置２０−１において、レベル調整部２７３，２７４以外の構成は、第１の実施形態および第２の実施形態と同様であるため、図２５には、中継装置２０−１の基本的な構成のみを図示する。
図２５に示す中継装置２０−１において、中継装置２０−１は、光電気変換部２７１と、電気光変換部２７２と、レベル調整部２７３，２７４と、送受信アンテナ部２７５−１を含む。
光電気変換部２７１は、図３に示す光受信部２０１に相当し、光伝送路４０−１から送出される下り光信号を電気信号に変換してレベル調整部２７３に出力する。
レベル調整部２７３は、例えば、利得可変増幅器や、可変減衰器であって、光電気変換部２７１によって変換された下り電気信号のレベルを調整する。レベル調整部２７３によってレベルが調整された下り電気信号は、図示しない無線送信部や分離部を経由し、無線信号として送受信アンテナ部２７５−１から送信される。
レベル調整部２７４もまた、レベル調整部２７３と同様の機能を有し、送受信アンテナによって受信された電気信号のレベルを調整し、電気光変換部２７２に出力する。
電気光変換部２７２は、図３に示す光送信部２０６に相当し、送受信アンテナ部２７５−１によって受信された無線信号を上り光信号に変換し、光伝送路４０−１に送出する。以上、中継装置２０−１について説明したが、中継装置２０−２も、中継装置２０−１と同様の構成を有する。
また、制御装置１０は、光伝送路４０−１を介して伝送されてくる光信号を受信すると、当該光信号を外部ネットワークに接続するための信号形態に復調し、イーサネット（登録商標）ケーブル６０を介して外部のネットワークに送信する。
ここで、送受信アンテナ部は、送受信アンテナ部の無線通信範囲の一部が、隣接する送受信アンテナ部の無線通信範囲の一部と重複するように設置されている。したがって、各送受信アンテナ部の無線通信範囲には、隣接する送受信アンテナ部の無線通信範囲が重複する区域が存在する。
図２５に示すように、無線通信端末３０が、無線通信範囲２７６−１および２７６−２が重複する区域に位置する場合、無線通信端末３０は、光分岐結合部１６４によって分岐された信号を、中継装置２０−１および２０−２の両方を介して受信することとなる。
制御装置１０から送信された信号が、中継装置２０−１を経由し、無線通信端末３０１に到達するまでにかかる送所要時間は、光信号が光ファイバ４０ａを伝搬する伝搬時間Ｔ（Ｌｏａ）と、無線信号が無線通信範囲２５６ａを伝搬する伝搬時間Ｔ（Ｌｗａ）との和である。また、制御装置１０から送信された信号が、中継装置２０−２を経由し、無線通信端末３０に到達するまでにかかる送所要時間は、光信号が光ファイバ４０ｂを伝搬する伝搬時間Ｔ（Ｌｏｂ）と、無線信号が無線通信範囲２７６−２を伝搬する伝搬時間Ｔ（Ｌｗｂ）との和である。
ここで、ＩＥＥＥ８０２．１１ａやＩＥＥＥ８０２．１１ｇといった規格において、ＯＦＤＭ変調方式を利用する無線ＬＡＮシステムは、一般的に、信号の遅延時間差を２５０ｎｓ程度許容することができる。無線伝送路および光伝送路における信号の遅延時間差に余裕を持たせるために、当該遅延時間差を２００ｎｓに設定する場合について考えると、例えば、当該システムにおいて、無線伝送路における無線信号の遅延時間差を１００ｎｓに低減することによって、光伝送路における許容遅延時間差を１００ｎｓまで許容することができる。１００ｎｓの遅延時間差は、光路長差に換算すると約２０ｍである。したがって、光路長差が２０ｍを超える場合、無線伝送路における信号の遅延時間差を縮小することによって、マルチパス干渉の影響を軽減することができる。
したがって、複数の受信アンテナ部から送信される無線信号が１台の無線通信端末に到達するまでの遅延時間差を解消するためには、伝搬時間Ｔ（Ｌｏａ）および伝搬時間Ｔ（Ｌｗａ）の和と、伝搬時間Ｔ（Ｌｏｂ）および伝搬時間Ｔ（Ｌｗｂ）の和とが所定時間内に収まるような位置に無線通信範囲２７６−１，２７６−２を形成すればよいことが分かる。
中継装置２０−１において、レベル調整部２７３は、送受信アンテナ部２７５−１から送信される無線信号のレベルを調整することによって、利得を制御する。これにより、無線通信範囲２７６−１を形成する。中継装置２０−２においても同様に、中継装置２０−２に設けられたレベル調整部２７３が送信する無線信号のレベルを調整することによって、無線通信範囲２７６−２が形成される。
例えば、光伝送路中を伝搬する光信号の伝搬速度が、空気中を伝搬する無線信号の伝搬速度の１．５倍である場合、
Ｌｗａ−Ｌｗｂ＝１．５×（Ｌｏｂ−Ｌｏａ）・・・（２）
という関係式を満たすように、各受信アンテナ部の指向性を調整し、受信範囲２７６−１，２７６−２を形成する。具体的には、各受信アンテナ部の傾斜角度を変更したり、各受信アンテナ部が有する指向性の広がり角度を変更したりすることによって、指向性を調整する。
例えば、光路差（Ｌｏｂ−Ｌｏａ）が３０ｍである場合、式（２）より、Ｌｗａ−Ｌｗｂ＝４５が求められる。したがって、この場合には、無線通信範囲２７６−１の半径を１００ｍ、無線通信範囲２７６−２の半径を５５ｍなどとすればよい。
なお、ここでは、下り系の信号について説明したが、上り系の信号についても同様に、レベル調整部２７４が電気光変換部２７２に入力される無線信号のレベルを調整すればよい。
以上のように、本実施形態によれば、複数の中継装置を設けることによって、無線通信区間を拡大することができる。また、利得を調整することによって、無線通信端末が、複数の送受信アンテナ部から送信される無線信号を受信した場合においても、無線伝送路および光伝送路における各無線信号の遅延時間差を所定の時間内に収めることができる。これにより、マルチパス干渉による信号の劣化を防止することができる。
なお、上記実施形態では、下り系の信号について説明したが、上り系の信号についても同様に、利得を調整することによって、信号の遅延時間差を所定時間相に収めることができる。これにより、無線信号が複数の送受信アンテナ部によって受信された場合においても、無線伝送路および光伝送路における各無線信号の遅延時間差を所定の時間内に収めることができる。
（第８の実施形態）
以下、本発明の第８の実施形態について説明する。第７の実施形態に係る無線通信システムが備える中継装置は２つであったのに対し、本実施形態に係る無線通信システムは、３つ以上の中継装置を備える点で相違する。
図２６は、本実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。図２６に示す無線通信システムは、図２５に示す第７の実施形態に係る無線通信システムと比較すると、中継装置２０−３および２０−４をさらに備える点で相違する。
中継装置２０−３と制御装置１０とは、光伝送路４０−３を介して接続され、中継装置２０−４と制御装置１０とは、光伝送路４０−４を介して接続される。
中継装置２０−１，２０−２は、中継装置２０−３，２０−４が無線通信端末との間で送受信する無線信号の周波数とは、異なる周波数を利用して無線通信端末と通信する。
制御装置１０は、異なる２つの周波数を送信するための構成要素を二組含む。具体的には、制御装置１０は、信号処理部１６１ａ，１６１ｂと、電気光変換部１６２ａ、１６２ｂと、光電気変換部１６３ａ、１６３ｂと、光分岐結合部１６４ａ，１６４ｂとを含む。なお、図２６に示す制御装置１０は、図２５に示す制御装置１０と同様に、基本的な構成のみが図示されている。
信号処理部１６１ａは、イーサネット（登録商標）ケーブル６０−１を介して外部ネットワークから送信されてきた信号を変調し、下り電気信号とする。下り電気信号は、電気光変換部１６２ａによって下り光信号に変換され、光分岐結合部１６４ａに出力される。光分岐結合部１６４ａは、下り光信号を分岐し、光伝送路４０−３，４０−４に送出する。
また、信号処理部１６１ｂは、イーサネット（登録商標）ケーブル６０−２を介して外部ネットワークから送信されてきた信号を変調し、下り電気信号とする。下り電気信号は、電気光変換部１６２ｂによって下り光信号に変換され、光分岐結合部１６４ｂに出力される。光分岐結合部１６４ｂは、下り光信号を分岐し、光伝送路４０−１，４０−２に送出する。
光伝送路４０−３，４０−４を介して中継装置２０−３，２０−４から送信されてくる上り光信号は、光分岐結合部１６４ａによって結合され、制御装置の光電気変換部１６３ａに入力される。また、光伝送路４０−１，４０−２を介して中継装置２０−１，２０−２から送信されてくる上り光信号は、光分岐結合部１６４ｂによって結合され、制御装置の光電気変換部１６３ｂに入力される。
中継装置２０−３，２０−４の構成は、図２５に示す中継装置２０−１，２０−２と同様であるため、説明を省略する。
中継装置２０−１，２０−２において、それぞれのレベル調整部２７３は、互いに無線信号の送信レベルを調整し、無線通信範囲２７６−１および２７６−２を形成している。この２つの中継装置２０−１，２０−２には、制御装置１０内の電気光変換部１６２ｂから出力され、光分岐結合部１６４ｂによって分岐された光信号が伝送される。中継装置２０−１，２０−２からは、同一周波数で変調された無線信号が送信される。
中継装置２０−３において、送受信アンテナ部２７５−３が形成する無線通信範囲２７６−３は、中継装置２０−２の送受信アンテナ部２７５−２が形成する無線通信範囲２７６−２の一部と重複する。また、中継装置２０−３の送受信アンテナ部２７５−３が形成する無線通信範囲２７６−３は、中継装置２０−４の送受信アンテナ部２７５−４が形成する無線通信範囲２７６−４の一部と重複する。
電気光変換部１６２ａと、電気光変換部１６２ｂとは、異なる周波数で変換された電気信号を光信号に変換して出力する。これにより、中継装置２０−２と、中継装置２０−３とは、それぞれ異なる周波数で変換された無線信号を無線通信端末に送信することとなる。したがって、中継装置２０−２が形成した無線通信範囲２７６−２と、中継装置２０−３が形成する無線通信範囲２７６−３とが重畳する区域に無線通信端末が存在する場合においても、通信に用いる無線信号の周波数が異なるため、マルチパス干渉が生じない。
第７の実施形態で説明したように、中継装置２０−１および中継装置２０−２において、各レベル調整部２７３は、互いの無線通信区間が重畳する区域に送信する無線信号の遅延時間が所定時間内に収まるように、利得を調整する。また、同様に、中継装置２０−３および中継装置２０−４において、各レベル調整部２７３は、互いの無線通信区間が重畳する区域に送信する無線信号の遅延時間が所定時間内に収まるように、利得を調整する。ここで、中継装置２０−２と中継装置２０−３とは、異なる周波数を利用して通信するため、中継装置２０−２と中継装置２０−３との間で、信号の遅延時間を調整する必要はない。
なお、無線変調信号としては、周波数多重や、符号分割多重方式などを用いることができる。例えば、周波数多重方式の場合、中継装置２０−１，２０−２の組と、中継装置２０−３，２０−４の組とが、異なる周波数で変調された無線信号を用いて通信することとすればよい。
以上のように、本実施形態によれば、無線通信システムに、最大４つの中継装置を設置することができる。信号の遅延時間差が調整された２つの中継装置を一組とすると、２つの組は、それぞれ異なる周波数を利用して通信する。これにより、利得を調整することによって、無線通信端末が、複数の送受信アンテナ部から送信される無線信号を受信した場合においても、無線伝送路および光伝送路における各無線信号の遅延時間差を所定の時間内に収めることができる。また、マルチパス干渉による信号の劣化を防止することができる。
なお、上記実施形態では、下り系の信号について説明したが、上り系の信号についても同様に、利得を調整することによって、信号の遅延時間差を所定時間相に収めることができる。これにより、無線信号が複数の送受信アンテナ部によって受信された場合においても、無線伝送路および光伝送路における各無線信号の遅延時間差を所定の時間内に収めることができる。
また、本実施形態を応用することによって、中継装置を５つ以上設置することもできる。
図２７は、中継装置を５つ以上設ける場合における無線通信システムの構成を示す図である。図２６に示す無線通信システムにおいて、光分岐結合部１６４ｂから分岐する光伝送路は、光伝送路４０−１，４０−２の２本であった。これに対し、図２７に無線通信システムにおいては、光分岐結合部１６４ｂからさらに光伝送路を分岐する。光分岐結合器１６４ｂから分岐された光伝送路には、光分岐結合部１６４ｃが接続される。光分岐結合部１６４ｃは、光分岐結合部１６４ｂによって分岐された光伝送路を、光伝送路４０−５および光伝送路４０−６を分岐する。光分岐結合部１６４ｃによって分岐された光伝送路４０−５には中継装置２０−５が接続され、光伝送路４０−６には中継装置２０−６が接続される。
中継装置２０−５において、送受信アンテナ部２７５−５が形成する無線通信範囲２７６−５は、中継装置２０−４の送受信アンテナ部２７５−４が形成する無線通信範囲２７６−４の一部と重複する。また、中継装置２０−５の送受信アンテナ部２７５−５が形成する無線通信範囲２７６−５は、中継装置２０−６の送受信アンテナ部２７５−６が形成する無線通信範囲２７６−６の一部と重複する。
同一無線変調信号を送出する中継装置２０−５および中継装置２０−６を接続する場合も、中継装置２０−５と中継装置２０−６との間で、互いに送信する無線信号のレベルを調整する。好ましくは、任意の位置にある無線通信端末において、中継装置２０−１もしくは２０１−２からの受信信号レベルと、中継装置２０１−５もしくは２０１−６からの受信信号レベル差が所定値以上となるようにするとよい。
例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａやＩＥＥＥ８０２．１１ｇなどのＯＦＤＭ変調を用いた無線ＬＡＮ信号を送信する場合、信号レベル差が２０ｄＢ以上あれば、マルチパスによる遅延時間差が５μｓｅｃ以上生じても伝送レートの劣化は起こらない。これにより、簡易な装置構成でマルチパス干渉を防ぎながら、複数台の中継装置を設け、無線通信範囲を拡大することができる。
なお、図２６および図２７に示す無線通信システムにおいて、所望の中継装置から所望の無線変調信号を送信するために、異なる光伝送路４０−１〜４０−６を用いているが、無線変調信号毎に異なる波長を用いて１つの光伝送路に多重する波長多重方式を用いて通信することとしてもよい。また、無線変調方式に周波数多重方式を用いる場合、各中継装置に所望の周波数帯だけを通過させるバンドバスフィルタを設けることとしてもよい。
（第９の実施形態）
以下、本発明の第９の実施形態について説明する。第９の実施形態に係る無線通信システムは、第８の実施形態と同様に、３つ以上の中継装置を備えるが、無線通信システムが備える中継装置が全て同一の周波数を利用して通信する点において、第８の実施形態と相違する。
図２８は、本実施形態における無線通信システムの構成を示す図である。図２８において、中継装置２０−１，２０−２が有する送受信アンテナ部２７７−１，２７７−２は、斜め方向に向かう指向性を有する指向性アンテナからなる。それ以外の構成要素は、図２５と同様であるため、図２５と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
光伝送路４０−２が光伝送路４０−１よりも光路が長い場合、中継装置２０−１の送受信アンテナ２７７−１は、より光路が長い光伝送路４０−２に接続された中継装置２０−２に向かう指向性を有する。また、図示はしていないが、さらに複数の中継装置を接続する場合にも同様に、それぞれの中継装置の送受信アンテナ部は、より遠方に位置する中継装置が存在する方向に指向性を有する。
その際、制御装置１０から光分配された信号が中継装置２０−１および２０−２を介して、同じ受信レベルとして無線通信端末３０１に到達するまでのそれぞれの所要時間であるＴ（Ｌｏａ）とＴ（Ｌｗａ）の和、Ｔ（Ｌｏｂ）とＴ（Ｌｗｂ）の和が一致するように、各指向性アンテナ２７５−１、および２７５−２を調整する。すなわち、前述の式（１）の関係を満たすように、各送受信アンテナ２７７の指向性を調整する。ここで、各送受信アンデナ部２７７の指向性は、設置角度を変更したり、アンテナの広がり角度を変更したりすることによって調整することができる。
また、例えば、ファイバ長差が３０ｍの場合、上記の式（２）より、Ｌｗａ−Ｌｗｂ＝４５（ｍ）と求められる。ここで、一般的な家屋に中継装置を設置する場合、天井の高さは約２ｍである。したがって、Ｌｗｂ＝０（ｍ）であると近似すると、Ｌｗａ＝４５（ｍ）となる。天井高さをゼロとみなした場合、Ｌｗａの長さは無線通信範囲の最大長さに等しいと考えられるため、無線通信範囲２７８−１，２７８−２の最大長さを４５ｍとすればよい。
以上のように、本実施形態によれば、無線伝送路および光伝送路における各無線信号の遅延時間差を所定の時間内に収めることができる。これにより、マルチパス干渉による信号の劣化を防止することができる。
なお、本実施形態において、アンテナの指向性は、アンテナの設置角度や広がり角度を変更することによって調整される。このとき、レベル調整部による利得の調整が不要である場合には、中継装置は、レベル調整部を設けていなくともよい。また、アンテナの設置角度や広がり角度は変更せず、レベル調整部による利得の調整だけで送受信アンテナ部の利得を制御することとしてもよい。
（第１０の実施形態）
図２９は、本発明の第１０の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。図２９において、図２５と同じ構成要素については、説明を省略し、図も簡略化する。
図２９において、各中継装置２０−１〜２０−３は、それぞれ光分岐結合部１６４ａ、１６４ｂによって分配された光伝送路４０−１〜４０−３に接続されている。図２９に示すように、光分岐結合部１６４ａ，１６４ｂは、１本の伝送路を２分配する。光伝送路の一端には光分岐結合部が接続され、他端には、別の光分岐結合部、または中継装置が接続されるように構成される。これにより、制御装置１０と各中継装置とを、芯数が少ない光ファイバを介して接続することができる。またこのとき、制御装置１０から各中継装置までの光伝送路長差を一定長以下にするか、または、光伝送路と無線伝送路によって生じる総信号遅延時間の差を、無線通信システムにおいて許容されている遅延時間以下とする。
制御装置１０と各中継装置２０とを接続する光伝送路長差を、一定長以下にする方法としては、例えば、各中継装置２０の内部または外部に、光伝送路を伝送する光信号に所定の遅延時間を付加する予長処理部を備えることが考えられる。例えば、制御装置１０と中継装置２０−１との間で送受信される光信号に所定の遅延時間を与える場合、信号に与えるべき遅延時間に相当する長さの光伝送路を、最も光伝送路長が短い光伝送路４０−１に予長として追加してもよい。好ましくは、予長処理部は、中継装置２０の内部に設けるとよい。
また、制御装置１０と各中継装置２０とを接続する光路長差が一定長以下となるように、各光伝送路に、疑似光遅延線路（例えば、グレーディング）等を設けてもよい。
さらに、光伝送路および無線伝送路において生じる総信号遅延時間を予め、送信する無線通信システムの通信が可能となる最大遅延時間に統一することとしてもよい。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａの無線ＬＡＮ信号は、一般的に５〜６百ｍ程度の通信範囲を許容するシステムとなっているため、例えば、光ファイバ長を２〜３百ｍ、無線通信範囲を半径１００ｍ程度とすることができる。これにより、中継装置を増設する際にも光ファイバ長や中継装置の設定を変更することなく、光伝送路および無線伝送路において生じる総信号遅延時間差を、所定時間以内とすることができる。
以上のように、本実施形態によれば、無線伝送路および光伝送路における各無線信号の遅延時間差を所定の時間内に収めることができる。これにより、マルチパス干渉による信号の劣化を防止することができる。また、予長処理部や疑似光遅延線路を設けることとすれば、利得を調整することなく、信号の遅延時間差を所定時間内に収めることができる。その場合、各中継装置に、レベル調整部を設けなくてもよい。
なお、本実施形態において、無線通信システムが備える中継装置は３台であったが、無線通信システムは、４台以上の中継装置を備えていてもかまわない。
（第１１の実施形態）
以下、本発明の第１１の実施形態に係る無線通信システムについて説明する。第１０の実施形態に係る無線通信システムにおいて、中継装置がバス型に接続されていたのに対して、本実施形態に係る無線通信システムは、中継装置がスター型に接続されている点で相違する。
図３０は、本発明の第１１の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。図３０において、図２５と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、図も簡略化する。
図３０において、光分岐結合部（図示せず）は、制御装置１０の内部に設けられている。なお、光分岐結合部は、光伝送路中に配置されていてもよい。光分岐結合部は、１つの光路を複数の光伝送路４０−１〜４０−３に分岐する。各中継装置２０−１〜２０−３は、それぞれ光伝送路４０−１〜４０−３に接続されている。
なお、光信号の分配数は、所望の分配数、もしくは、それ以上の分配数にして、空きポートは終端しておくことが望ましい。これにより、中継装置を増設する際にも、光分配器の空きポートに新たに光ファイバを接続することが容易である。また、すでに設置されている中継装置にも、新たな中継装置の増設による受光パワーの変動がない。したがって、中継装置内の増幅器の利得を、予め最適点に設定することができる。
また、このとき、第９の実施形態と同様に、制御装置１０から各中継装置２０までの光伝送路長を一定長以下とするか、または、光伝送路および無線伝送路において生じる総信号遅延時間の差を、無線通信システムが許容する遅延時間以下とすることが望ましい。さらに、光伝送路と無線伝送路によって生じる総信号遅延時間を予め、送信する無線通信システムの通信が可能となる最大遅延時間に統一することとしてもよい。
以上のように、本実施形態によれば、無線伝送路および光伝送路における各無線信号の遅延時間差を所定の時間内に収めることができる。これにより、マルチパス干渉による信号の劣化を防止することができる。また、予長処理部や疑似光遅延線路を設けることとすれば、利得を調整することなく、信号の遅延時間差を所定時間内に収めることができる。その場合、各中継装置に、レベル調整部を設けなくてもよい。
なお、本実施形態において、無線通信システムが備える中継装置は３台であったが、無線通信システムは、４台以上の中継装置を備えていてもかまわない。
（第１２の実施形態）
図３１は、本発明の第１２の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。図３１において、図２６と同じ構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
制御装置１０において、電気光変換部１６２ａから出力される下り光信号は、光伝送路４０−２を介して中継装置２０−２に送信される。また、電気光変換部１６２ｂから出力される下り光信号は、光伝送路４０−１を介して中継装置２０−１に送信される。
中継装置２０−１の受信アンテナ２７５−１が形成する無線通信範囲２７５−１は、中継装置２０−２の受信アンテナ２７５−２が形成する無線通信範囲２７５−２の一部と重複する。
ここで、信号処理部１６１ａから電気光変換部１６２ａに出力される変調信号と、信号処理部１６１ｂから電気光変換部１６２ｂに出力される変調信号とは、周波数が異なる。
なお、信号の変調方式としては、周波数多重や符号分割多重方式などを使用することができる。例えば、周波数多重方式を用いる場合、中継装置２０−１と中継装置２０−２とは、異なる周波数で変調された無線信号を用いて通信すればよい。
これにより図３１に示すように、中継装置２０−１，２０−２からは異なる無線変調信号が送信されるため、マルチパスによる干渉が発生しない。
以上のように、本実施形態によれば、隣接する中継装置同士は、異なる周波数を用いて通信するため、マルチパスによる干渉が発生しない。したがって、マルチパス干渉による信号の劣化を防止することができる。
また、本実施形態において、無線通信システムが備える中継装置は２台であったが、無線通信システムは、３台以上の中継装置を備えていてもよい。
図３２は、４台の中継装置を備える無線通信システムの構成を示す図である。図３２に示す無線通信システムは、図２６に示す第８の実施形態に係る無線通信システムと比較すると、各中継装置が設置される位置が相違する。その他の構成要素は図２６と同様であるため、図２６と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
図３２において、光分岐結合部１６４ａは、制御装置１０の電気光変換部１６２ａから出力される光信号を光伝送路４０−２，４０−４に分岐する。また、光分岐結合部１６４ｂは、制御装置１０の電気光変換部１６２ｂから出力される光信号を光伝送路４０−１，４０−３に分岐する。
ここで、中継装置２０−１〜２０−４は、隣接する中継装置とは異なる周波数の無線信号を利用して通信する。例えば、中継装置２０−２の送受信アンテナ部２７５−２が形成する無線通信範囲２７６−２は、中継装置２０−１の送受信アンテナ部２７５−１が形成する無線通信範囲２７６−１、および中継装置２０−３の送受信アンテナ部２７５−３が形成する無線通信端末２７６−３の無線通信範囲２７６−３の一部と重複する。中継装置２０−１，２０−３は互いに同じ周波数の無線信号を用いて通信するが、中継装置２０−２は、中継装置２０−１，２０−３とは異なる周波数の無線信号を用いて通信する。したがって、中継装置２０−１〜２０−３において、同一の周波数を用いて通信する中継装置の通信範囲は重複しないため、マルチパス干渉が発生しない。
また、中継装置４０−４もまた、無線通信範囲が重複する中継装置２０−３とは異なる周波数の無線信号を用いて通信するため、中継装置２０−３および中継装置２０−４の間においても、マルチパス干渉が発生しない。
このように、隣接する中継装置同士が異なる周波数の無線信号を利用して通信するように、中継装置を配置することによって、マルチパス干渉の発生を防止することができる。
なお、図３１および図３２では、所望の中継装置から所望の無線変調信号を送信するために、異なる光伝送路４０−１〜４０−４を用いているが、変調信号毎に異なる波長を用いて１つの光伝送路に多重する波長多重方式を使用してもよい。また、無線変調方式に周波数多重方式を用いる場合は、各中継装置に所望の周波数帯だけを通過させるバンドバスフィルタを用いてもよい。
以上、第１〜第１２の実施形態では、従来の無線通信システムにおける第１〜第３の要求を満たすことができる無線通信システムについて説明した。第１の要求は、中継装置が受信する無線信号のレベルを所定のダイナミックレンジの範囲に収めることであり、第２の要求は、無線信号における漏洩比を一定レベル以下に収めることである。第３の要求は、中継装置が受信する無線信号のＤ／Ｕ比を一定レベル以上に保つことである。上記の実施形態では、中継装置の通信可能エリアを狭めることによって、無線通信端末が送信する無線信号のレベルを所定の範囲に収めていた。ここで、中継装置は、受信する無線信号のレベルが電気光変換器が許容する範囲に収まるように、大きすぎるレベルの無線信号を受信しないようにしてもよい。以下、電気光変換器が許容することができるレベルの無線信号のみを中継装置が受信することによって、第１の要求を満たし、無線信号を高品質に光伝送することができる無線通信システムについて説明する。
（第１３の実施形態）
図３３は、本発明の第１３の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。図３３において、無線通信システムは、制御局３１と、中継装置３２と、無線通信端末３３ａ，３３ｂとを備える。制御局３１は、光電気変換部３１１と、信号処理部３１２とを含む。中継装置３２は、受信アンテナ部３２２と、電気光変換部３２１とを含む。なお、無線通信端末３３ａおよび３３ｂを特に区別する必要がない場合には、無線通信端末３３と総称する。
無線通信端末３３ａ，３３ｂと中継装置３２とは、互いに無線で接続される。中継装置３２と制御局３１とは、互いに光ファイバ３６を介して接続される。制御局３１と外部のネットワーク（図示せず）とは、イーサネット（登録商標）ケーブル３５を介して接続されている。
なお、図３３では、上り伝送系のみを示し、下り伝送系を省略している。また、外部ネットワークと制御局３１とは、イーサネット（登録商標）ケーブル以外の伝送路を介して接続されていてもよく、例えば、電話線、同軸ケーブル、または光ファイバを介して接続されていてもよい。また、図３３において、無線通信区間に存在する無線通信端末は２台であるが、無線通信区間に存在する無線通信端末は１台であってもよく、また、３台以上であってもよい。以下、上り信号が伝送される場合における、無線通信システムの動作について説明する。
無線通信端末３３ａおよび３３ｂは、中継装置３２に無線信号を送信する。中継装置３２は、建築物の天井３４に設置されており、受信アンテナ部３２２は、無線通信端末３３ａ，３３ｂから送信されてくる無線信号を受信する。電気光変換部３２１は、受信アンテナ部３２２が受信した電気信号を光信号に変換する光送信部である。電気光変換部３２１によって変換された光信号は、光ファイバ３６を伝送し、制御局３１の光電気変換部３１１に入力される。
制御局３１において、光電気変換部３１１は、入力された光信号を電気信号に変換する。信号処理部３１２は、電気信号を、外部ネットワークに送信するための信号形態に復調する。復調された信号は、イーサネット（登録商標）ケーブル３５を介して外部に伝送される。
図３４は、図３３に示す受信アンテナ部３２２の構成およびその受信範囲３７を模式的に示す図である。図３４に示すように、受信アンテナ部３２２は、指向性アンテナ３２３と、電波吸収体３２４とを有する。指向性アンテナ３２２は、例えば、平面アンテナである。受信アンテナ部３２２において、指向性アンテナ３２３の直下には、電波吸収体３２４が設置されている。電波吸収体３２４は、指向性アンテナ３２３から一定の距離を離して設置される。電波吸収体３２４は、例えば、ゴムまたはフェライトの焼結体であって、所定の周波数の電波を吸収する。なお、受信アンテナ部が有するアンテナは、無指向性アンテナであってもよい。
このように、指向性アンテナ３２３の直下に電波吸収体３２４を設けることにより、受信アンテナ部３２２は、受信アンテナ部３２２の直下およびその近傍の方向に対する受信感度が減衰される。したがって、アンテナ部３２２の直下近傍に位置する無線通信端末３３ａが送信する無線信号は、電波吸収体３２４に吸収されることによって、減衰して指向性アンテナ３２３に到達する。
一方、受信アンテナ部３２２の遠方に位置する無線通信端末（ここでは、無線通信端末３３ｂ）は、電波吸収体３２４に吸収されることなく指向性アンテナ３２３に到達する。また、中継装置が受信する無線信号の信号レベルは、中継装置３２と、無線通信端末３３ａ，３３ｂとの間の距離に依存する。したがって、遠方にある無線通信端末から送信された無線信号は、無線通信区間を伝搬するにつれ、ある程度減衰するものの、受信アンテナ部３２２は、当該無線信号を高利得で受信することができる。
このように、指向性アンテナの直下に電波吸収体を設置することによって、受信アンテナ部３２２の直下近傍に位置する無線通信端末は、受信アンテナ部３２２の受信範囲３７から除外される。受信アンテナ部３２２は、受信範囲３７内から送信される無線信号を高利得で受信し、受信範囲外３７外から送信される無線信号を低利得で受信する。
なお、電波吸収体３２４の面積や厚み、設置位置を変更することによって、電波の減衰量を調整することができる。これにより、電気光変換部３２１が許容するダイナミックレンジに応じて、鉛直方向から送信されてくる信号に対する受信アンテナ部３２２の受信利得を調整することができる。
図３５は、中継装置３２における無線信号の受信強度と、中継装置３２および無線通信端末３３の間の距離との関係を示すグラフである。図３５において、縦軸は、中継装置３２が受信する無線信号の受信強度を示す。横軸は、中継装置３２および無線通信端末３３の間の距離を示す。点線は、受信アンテナ部が従来の受信アンテナ部である場合、つまり、受信アンテナ部３２２が無指向アンテナのみを有する場合における、受信強度の変化を示す。実線は、本発明に係る受信アンテナ部３２２における、受信強度の変化を示す。
図３５に示すように、従来の無指向性アンテナ部が、近距離から送信される無線信号を受信する場合、無線信号の受信強度が大きいため、電気光変換部３２１が許容するダイナミックレンジの上限を超えてしまう。このような信号レベルの大きい無線信号を光信号に変換すると、光信号に歪みが発生するため、信号を高品質に光伝送することができない。
一方、本発明に係るアンテナ部３２２は、鉛直方向から送信されてくる無線信号の受信利得が制限されている。よって、鉛直方向、すなわち近距離から送信される無線信号は、低利得で受信されるため、当該無線信号を電気光変換部３２１が許容するダイナミックレンジの範囲内に収めることができる。
このように、受信アンテナ部３２２は、近傍に位置する無線通信端末から送信される、信号レベルが大きい無線信号を低利得で受信し、遠方に位置する無線通信端末から送信される、信号レベルが小さい無線信号を高利得で受信する。したがって、電気光変換部３２１に入力される無線信号の信号レベル差を縮小することができる。これにより、無線通信端末および中継装置間の距離に関わらず、広範囲に存在する無線通信端末からの送信信号を、電気光変換部３２１の許容ダイナミックレンジの範囲内で受信することができる。よって、信号を高品質に光伝送することができる。また、電気光変換部３２１に入力される無線信号の信号レベル差が縮小されるため、電気光変換部３２１に要求されるダイナミックレンジの制限を緩和することができる。
以上のように、本実施形態によれば、無線通信端末が広範囲に存在する場合においても、各無線通信端末が送信する無線信号の信号レベル差を縮小して電気光変換部に入力することができる。これにより、中継装置にＡＧＣ機能を付加することなく、受信した無線信号を電気光変換部が許容するダイナミックレンジの範囲に収めることができる。したがって、無線通信システムの構成を簡易化することができるため、当該システムを安価に構築することができる。
なお、受信アンテナ部と電気光変換部との間に、増幅器または減衰器を設けることとしてもよい。これにより、受信信号の信号レベルを、さらに精度よく調整することができる。この場合においても、一定利得の簡易な増幅器もしくは減衰器を用意すればよいため、ＡＧＣ回路を設ける場合に比べ、無線通信システムの構成を簡略化することができる。
なお、図３３において、上り伝送系のみが図示され、下り伝送系の図示は省略されていた。下り信号を伝送する場合、制御局３１において、信号処理部３１２から電気光変換部（図示せず）に入力される信号レベルは、ほぼ一定であるため、信号毎に特別な調整を行う必要がない。したがって、制御局３１から各無線通信端末３３ａ，３３ｂに信号を伝送する下り伝送系に必要な設備は、従来の構成のままでよい。
なお、中継装置において送受信する無線信号のＤ／Ｕ比が、所定のＤ／Ｕを満足することができない場合には、受信した無線信号のレベルを減衰させる減衰部を中継装置に設けることとしてもよい。これにより、中継装置が受信する無線信号のレベル差が小さくなるため、当該無線信号のレベルと、複数のチャンネルを利用して通信する場合に、他チャンネルから漏洩してくる信号のレベルとの差を大きくすることができる。したがって、他チャンネルから漏洩する信号に妨害されることなく正常に通信することができる。
（第１４の実施形態）
図３６は、本発明の第１４の実施形態に係る無線通信システムの部分図であって、受信アンテナ部３２２ｘの構成およびその受信範囲３７ｘの断面を模式的に示す図である。第１３の実施形態において、受信アンテナ部は、指向性アンテナと、電波吸収体とを有していた。これに対し、本実施形態において、受信アンテナ部３２２ｘは、ポールアンテナを有する点で第１３の実施形態と相違する。それ以外の構成要素は、第１３の実施形態と同様であるため、第１３の実施形態と同じ構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
図３６に示すように、受信アンテナ部３２２ｘを含む中継装置３２は、建築物の天井３４に設置される。受信アンテナ部３２２ｘを構成するポールアンテナは、線状のアンテナであって、ポールの長手方向に対して垂直な方向がピークとなる、ややつぶれた円形の双方向指向性（８の字指向性ともいう）を有する。なお、図３６に示す受信範囲３７ｘは、受信範囲の断面を示すにすぎず、実際には、受信範囲３７ｘは、受信アンテナ部３２２ｘを中心としたドーナツ形に形成されている。
中継装置３２を建築物の天井３４に設置した場合、中継装置３２との距離が近い無線通信端末は、中継装置３２の直下またはその近傍に位置する無線通信端末（ここでは、無線通信端末３３ｂ）である。一方、無線通信局３２との距離が遠い無線通信端末は、中継装置３２の直下から離れた場所に位置する無線通信端末（ここでは、無線通信端末３３ａ）である。
中継装置３２の受信アンテナ部３２２ｘは、近傍に位置する無線通信端末３３ｂを受信範囲に含まないように設置される。例えば、汎用のポールアンテナの長手方向を、鉛直方向に対して平行になるように設置することによって、鉛直方向に対する受信アンテナ部３２２ｘの指向性が制限される。これにより、受信アンテナ部３２２ｘは、鉛直方向に対する受信感度が制限された受信範囲３７ｘを有することとなる。受信アンテナ部３２２ｘは、受信範囲３７ｘ内に位置する無線通信端末が送信する無線信号を高利得で受信し、受信範囲３７ｘ外に位置する無線通信端末が送信する無線信号を低利得で受信する。
このように中継装置３２を天井３４に設置することにより、受信アンテナ部３２２ｘ無線通信局３２の直下近傍に位置する無線通信端末３３ｂは、受信アンテナ部３２２ｘの受信範囲３７ｘに含まれない。したがって、受信アンテナ部３２２ｘは、無線通信端末３３ｂが送信する無線信号を低利得で受信する。一方、無線通信局３２の遠方に位置する無線通信端末３３ａは、受信アンテナ部３２２ｘの受信範囲３７ｘに含まれるため、受信アンテナ部３２２ｘは、無線通信端末３３ａが送信する無線信号を高利得で受信する。
以上のように、本実施形態によれば、無線通信端末および中継装置間の距離に関わらず、電気光変換部に入力される無線信号の信号レベルを、電気光変換部が許容するダイナミックレンジの範囲内に収めることができる。また、電波吸収体を設けることなく、鉛直方向に対する受信アンテナ部の指向性を制限することができる。したがって、受信アンテナ部が電波吸収体を有する場合に比べ、システムの構成をより簡略化することができる。
（第１５の実施形態）
図３７は、本発明の第１５の実施形態に係る無線通信システムの部分図であって、受信アンテナ部３２２ｙの構成およびその受信範囲３７ｙを模式的に示す図である。第１３の実施形態において、中継装置は、天井に設置されていた。これに対し、本実施形態において、中継装置３２は、床４０に設置されている。また、受信アンテナ部３２２ｙは、ポールアンテナを有する。それ以外の構成要素は、第１３の実施形態と同様であるため、第１３の実施形態と同じ構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
中継装置３２を建築物の床４０に設置した場合、中継装置３２との距離が近い無線通信端末は、中継装置３２の直上またはその近傍に位置する無線通信端末（ここでは、無線通信端末３３ｂ）である。一方、無線通信局３２との距離が遠い無線通信端末は、中継装置３２の直上から離れた場所に位置する無線通信端末（ここでは、無線通信端末３３ａ）である。
中継装置３２の受信アンテナ部３２２ｙは、近傍に位置する無線通信端末３３ｂを受信範囲に含まないように設置される。例えば、図３７に示すように、汎用のポールアンテナの長手方向を、鉛直方向に対して平行になるように設置することによって、鉛直方向に対する受信アンテナ部３２２ｙの指向性が制限される。これにより、受信アンテナ部３２２ｙは、鉛直方向に対する受信感度が制限された受信範囲３７ｙを有することとなる。受信アンテナ部３２２ｙは、受信範囲３７ｙ内に位置する無線通信端末が送信する無線信号を高利得で受信し、受信範囲３７ｙ外に位置する無線通信端末が送信する無線信号を低利得で受信する。
このように中継装置３２を床４０に設置することにより、無線通信局３２の直上近傍に位置する無線通信端末３３ｂは、受信アンテナ部３２２ｙの受信範囲３７ｙに含まれない。したがって、受信アンテナ部３２２ｙは、無線通信端末３３ｂが送信する無線信号を低利得で受信する。一方、無線通信局３２の遠方に位置する無線通信端末３３ａは、受信アンテナ部３２２ｙの受信範囲３７ｙに含まれるため、受信アンテナ部３２２ｙは、無線通信端末３３ａが送信する無線信号を高利得で受信する。
以上のように、本実施形態によれば、無線通信端末および中継装置間の距離に関わらず、電気光変換部に入力される無線信号の信号レベルを、電気光変換部が許容するダイナミックレンジの範囲内に収めることができる。また、電波吸収体を設けることなく、鉛直方向に対する受信アンテナ部の指向性を制限することができる。したがって、受信アンテナ部が電波吸収体を有する場合に比べ、システムの構成をより簡略化することができる。
なお、本実施形態において、受信アンテナ部は、ポールアンテナから構成されていたが、受信アンテナ部は、無指向性アンテナおよび電波吸収体から構成されていてもよい。その場合、電波吸収体は、無指向性アンテナの上部に設けられるとよい。
（第１６の実施形態）
図３８は、本発明の第１６の実施形態に係る無線通信システムの部分図であって、受信アンテナ部３２２ｚの構成およびその受信範囲３７ｚを模式的に示す図である。第１３の実施形態において、中継装置は、天井に設置されていた。これに対し、本実施形態において、中継装置３２は、壁４１に設置されている。また、受信アンテナ部３２２ｚは、ポールアンテナを有する。それ以外の構成要素は、第１３の実施形態と同様であるため、第１３の実施形態と同じ構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
中継装置３２を建築物の壁４１に設置した場合、中継装置３２との距離が近い無線通信端末は、中継装置３２の直下またはその近傍に位置する無線通信端末（ここでは、無線通信端末３３ｂ）である。一方、無線通信局３２との距離が遠い無線通信端末は、中継装置３２の直下から離れた場所に位置する無線通信端末（ここでは、無線通信端末３３ａ）である。
中継装置３２の受信アンテナ部３２２ｚは、近傍に位置する無線通信端末３３ｂを受信範囲に含まないように設置される。例えば、汎用のポールアンテナの長手方向を、鉛直方向に対して平行になるように設置することによって、鉛直方向に対する受信アンテナ部３２２ｚの指向性が制限される。これにより、受信アンテナ部３２２ｚは、鉛直方向に対する受信感度が制限された受信範囲３７ｚを有することとなる。受信アンテナ部３２２ｚは、受信範囲３７ｚ内に位置する無線通信端末が送信する無線信号を高利得で受信し、受信範囲３７ｚ外に位置する無線通信端末が送信する無線信号を低利得で受信する。
このように中継装置３２を壁４１に設置することにより、無線通信局３２の直下近傍に位置する無線通信端末３３ｂは、受信アンテナ部３２２ｚの受信範囲３７ｚに含まれない。したがって、受信アンテナ部３２２ｚは、無線通信端末３３ｂが送信する無線信号を低利得で受信する。一方、無線通信局３２の遠方に位置する無線通信端末３３ａは、受信アンテナ部３２２ｚの受信範囲３７ｚに含まれるため、受信アンテナ部３２２ｚは、無線通信端末３３ａが送信する無線信号を高利得で受信する。
以上のように、本実施形態によれば、無線通信端末および中継装置間の距離に関わらず、電気光変換部に入力される無線信号の信号レベルを、電気光変換部が許容するダイナミックレンジの範囲内に収めることができる。また、電波吸収体を設けることなく、鉛直方向に対する受信アンテナ部の指向性を制限することができる。したがって、受信アンテナ部が電波吸収体を有する場合に比べ、システムの構成をより簡略化することができる。
なお、本実施形態において、受信アンテナ部は、ポールアンテナから構成されていたが、受信アンテナ部は、無指向性アンテナおよび電波吸収体から構成されていてもよい。その場合、電波吸収体は、無指向性アンテナの下部に設けられるとよい。
以上、第１３の実施形態〜第１６の実施形態について説明したが、これらの実施形態において、受信アンテナ部は、鉛直方向に位置する無線通信端末が送信する無線信号を低利得で受信し、鉛直方向以外の方向、つまり遠方に位置する無線通信端末が送信する無線信号を高利得で受信する点で共通する。なお、上記の実施形態において、受信アンテナ部は、鉛直方向から送信されてくる無線信号を電気光変換部が許容するダイナミックレンジの上限以下の信号レベルで受信することができる構成であればよく、上述の構成に限定されない。例えば、受信アンテナ部のアンテナは、複数のアンテナからなるアレーアンテナを有していてもよい。この場合、アレーアンテナを構成する複数のアンテナの指向性を、鉛直方向を除く方向に設定することによって、鉛直方向から送信されてくる無線信号の受信利得を制限することができる。
（第１７の実施形態）
図３９は、本発明の第１７の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。図３９に示す無線通信システムは、第１３の実施形態に係る無線通信システムの構成に加え、中継装置３２が、送信アンテナ部３２５と、光電気変換部３２３とをさらに含み、制御局３１が、電気光変換部３１３をさらに含む点で相違する。それ以外の構成要素は、第１３の実施形態と同様であるため、図３３と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
以下、下りの信号を伝送する場合における無線通信システムの動作について説明する。制御局３１において、信号処理部３１１は、イーサネット（登録商標）ケーブル３５を介して外部ネットワークから伝送されてくる信号を変調する。信号処理部３１１によって変調された信号は、電気光変換部３１３に入力される。電気光変換部３１３は、信号処理部３１１から入力される電気信号を光信号に変換する。電気光変換部３１３によって変換された光信号は、光ファイバ３６を伝送し、中継装置３２の光電気変換部３２３に入力される。
光電気変換部３２３は、光ファイバ３６から入力される光信号を電気信号に変換する。送信アンテナ部３２５は、当該電気信号を無線通信区間に送信する。ここで、図３９に示すように、送信アンテナ部３２５は、受信アンテナ部３２２の直下に設置される。好ましくは、送信アンテナ部３２５と受信アンテナ部３２２とは、一定の距離を離して配置するとよい。
受信アンテナ部３２２の真下に位置する無線通信端末が送信する無線信号は、送信アンテナ部３２５によって遮られる。これにより、受信アンテナ部３２２は、当該無線信号を低利得で受信することとなる。一方、受信アンテナ部３２２の遠方に位置する無線通信端末が送信する無線信号は、送信アンテナ部３２５に遮られない。よって、受信アンテナ部３２２は、当該無線信号を高利得で受信することができる。したがって、本実施形態に係る無線通信システムにおいて、送信アンテナ部３２５を設けることによって、受信アンテナ部３２２の鉛直方向に対する受信感度が低減されるため、受信アンテナ部３２２は、近距離から送信される無線信号の信号レベルを低利得で受信し、遠距離から送信される無線信号を高利得で受信することができる。これにより、電気光変換部に入力される無線信号の信号レベル差が縮小されることとなるため、中継装置に要求されるダイナミックレンジの制限を緩和することができる。
好ましくは、送信アンテナ部３２５は、受信アンテナ部３２２が設置されている方向とは逆方向に信号を送信するような指向性を有するとよい。これにより、送信アンテナ部３２５から受信アンテナ部３２２に回り込む無線信号を低減することができる。したがって、中継装置３２内の電気回路における発振や、上り信号および下り信号の干渉による信号劣化を防ぐことができる。
また、送信アンテナ部３２５と受信アンテナ部３２２との間に、電波吸収体を設けることとしてもよい。これにより、送信アンテナ部３２５から受信アンテナ部３２２に回り込む無線信号をさらに低減することができる。
（第１８の実施形態）
図４０は、本発明の第１８の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。図４０において、無線通信システムは、制御局３１と、複数の中継装置３２ａ〜３２ｃと、無線通信端末３３ｃとを備える。中継装置３２ａは、電気光変換部３２１と、受信アンテナ部３２２ａと、レベル調整部３２６とを含む。それ以外は、第１３の実施形態と同様であるため、第１３の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。なお、図４０において、無線通信区間に存在する無線通信端末は１台であるが、無線通信区間に存在する無線通信端末は２台以上であってもよい。
中継装置３２ａにおいて、受信アンテナ部３２２ａは、単一指向性アンテナを有する。単一指向性アンテナは、例えば、パラボラアンテナである。受信アンテナ部３２２ａは、鉛直方向に対して斜め方向に伸びるような指向性を有する。また、受信アンテナ部３２２ａの受信範囲４２ａは、隣接する中継装置のうち、制御局３１と接続された光伝送路の距離がより長い中継装置（ここでは、中継装置３２ｂ）の方向に向かって形成される。受信アンテナ部３２２ａは、受信範囲４２ａ内に位置する無線通信端末から送信される無線信号のみを受信し、受信範囲４２ａ外から送信される無線信号は受信しない。
レベル調整部３２６は、受信アンテナ部３２２ａが受信した無線信号を増幅することによって、電気光変換部３２１に入力される無線信号の信号レベルを調整するが、詳細については後述する。レベル調整部３２６によって増幅された無線信号は、電気光変換部３２１によって光信号に変換される。光信号は、光ファイバ３６ａ，３６ｄを伝送し、制御局３１に入力される。なお、中継装置３２ｂおよび中継装置３２ｃも、中継装置３２ａと同様の構成を有する。
なお、図４０において、中継装置３２ａ〜３２ｃは、バス型に接続されているが、中継装置３２ａ〜３２ｃは、制御局３１に対して、それぞれの中継装置が１対１で接続されるようなスター型に接続されていてもよい。
次に、本実施形態に係る無線通信システムにおける無線信号の受信動作について説明する。例えば、無線通信端末３３ｃから最も近い位置にある受信アンテナ部は、受信アンテナ部３２２ｂである。しかし、各受信アンテナ部は、鉛直方向に対して斜め方向に伸びる指向性を有するため、無線通信端末３３ｃは、受信アンテナ部３２２ｂの受信範囲４２ｂに含まれない。一方、無線通信端末３３ｃは、中継装置３２ｂに隣接する中継装置３２ａの受信範囲４２ａに含まれる。したがって、無線通信端末３３ｃが送信する無線信号は、中継装置３２ａの受信アンテナ部３２２ａによって受信される。
このように、各中継装置は、近距離から送信される信号レベルの大きい無線信号を受信することがない。したがって、中継装置の電気光変換部に入力される無線信号の信号レベルを、電気光変換部が許容するダイナミックレンジの上限内に収めることができる。これにより、複数の中継装置を設置することによって広範囲の通信エリアをカバーすると共に、信号を高品質に光伝送することができる。
ここで、各受信アンテナ部は、当該受信アンテナ部の受信範囲の一部が、隣接する受信アンテナ部の受信範囲の一部と重複するように設置されている。したがって、各受信アンテナ部の受信範囲には、隣接する受信アンテナ部の受信範囲が重複する区域が存在する。図４１は、複数の受信範囲が重複する区域に無線通信端末が存在する場合における無線通信システムの部分図である。図４１に示すように、無線通信端末３３ｃは、受信範囲４２ａおよび４２ｂが重複する区域に位置する。この場合、無線通信端末３３ｃが送信する無線信号は、受信アンテナ部３２２ａおよび３２２ｂの両方で受信されることとなる。中継装置３２ａの受信アンテナ部３２２ａにおいて受信された無線信号は光信号に変換された後、光ファイバ３６ａ，３６ｄを伝送して制御局３１に到達する。一方、中継装置３２ｂの受信アンテナ部３２２ｂにおいて受信された無線信号は光信号に変換された後、光ファイバ３６ｂ，３６ｄを伝送して制御局３１に到達する。
しかしながら、中継装置３２ａおよび制御局３１の間を接続する光ファイバの長さと、中継装置３２ｂおよび制御局３１の間を接続する光ファイバの長さとは異なる。したがって、１台の無線通信端末が送信した無線信号が、複数の受信アンテナ部によって受信された場合、異なる伝送路を経由した信号が制御局３１に到達するまでの遅延時間差が生じる。これにより、信号が互いに干渉し合い（マルチパス干渉）、通信品質が劣化してしまうという問題がある。
無線通信端末３３ｃが送信する無線信号が受信アンテナ部３２２ａによって受信され、制御局３１に到達するまでにかかる総所要時間は、無線信号が受信範囲４２ａを伝搬する伝搬時間Ｔ（Ｌｗａ）と、光信号が光ファイバ３６ａ，３６ｄを伝搬する伝搬時間Ｔ（Ｌｏａ）との和である。また、無線通信端末３３ｃから送信された無線信号が受信アンテナ部３２２ｂによって受信され、制御局３１に到達するまでにかかる総所要時間は、無線信号が受信範囲４２ｂを伝搬する伝搬時間Ｔ（Ｌｗｂ）と、光信号が光ファイバ３６ｂ，３６ｄを伝搬する伝搬時間Ｔ（Ｌｏｂ）との和である。
したがって、複数の受信アンテナ部によって受信される無線信号が制御局に到達するまでの遅延時間差を解消するためには、伝搬時間Ｔ（Ｌｏａ）および伝搬時間Ｔ（Ｌｗａ）の和と、伝搬時間Ｔ（Ｌｏｂ）および伝搬時間Ｔ（Ｌｗｂ）の和とがほぼ一致するような位置に受信範囲４２ａ，４２ｂを形成すればよいことが分かる。
例えば、光ファイバ内を伝搬する光信号の伝搬速度が、空気中を伝搬する無線信号の伝搬速度の１．５倍である場合、
Ｌｗａ−Ｌｗｂ＝１．５×（Ｌｏｂ−Ｌｏａ）・・・（３）
という関係式を満たすように、各受信アンテナ部の指向性を調整し、受信範囲４２ａ，４２を形成する。具体的には、各受信アンテナ部の傾斜角度を変更したり、各受信アンテナ部が有する指向性の広がり角度を変更したりすることによって、指向性を調整する。
以下、光伝送路の長さの差Ｌｏｂ−Ｌｏａが３０ｍである場合における中継装置および受信アンテナ部の設置方法について説明する。
Ｌｏｂ−Ｌｏａが３０ｍである場合、式（３）より、Ｌｗａ−Ｌｗｂ＝４５が求められる。ここで、例えば、受信アンテナ部３２２ａの受信可能範囲が６０ｍである場合、Ｌｗａ＝６０（ｍ）と考えられる。
図４２は、受信アンテナ部３２２ａの受信範囲を模式的に示す図である。図４２において、ｈは、天井と床との距離を表す。一般的な家屋の天井の高さは約２ｍであるため、ｈ＝２（ｍ）として説明する。また、アンテナの直下周辺において、ダイナミックレンジの上限を超えないように、無線信号を受信しない範囲は予め決められている。ここでは、受信アンテナ部直下からの無線信号を受信しない距離ｙ＝５（ｍ）とする。ｙ＝５、ｈ＝２であるから、直角三角形の定理より、Ｌｗｂ＝５．３９（ｍ）と求められる。ここで、Ｌｗａ＝６０（ｍ）であるため、Ｌｗａ−Ｌｗｂ＝４５を満たすためには、Ｌｗｂ＝１５（ｍ）とするのが理想的である。しかし、Ｌｗｂが１５ｍである場合、受信アンテナ部３２２ａの受信範囲が狭くなってしまう。また、無線通信区間において、１０ｍ程度の誤差は許容されるため、ここではＬｗｂ＝５．３９（ｍ）とする。そして、Ｌｗａ＝６０、ｈ＝２であるから、直角三角形の定理より、ｙ＋ｚ＝５９．９７が求められる。また、ｙ＝５であるから、受信範囲の底面の長さｚ＝５４．９７となる。
次に、受信アンテナ部３２２ａにおける指向性の広がり角度αを求める。Ｌｗａ＝６０、Ｌｗｂ＝５．３９、ｚ＝５４．９７であるから、余弦定理より、ｃｏｓα＝０．９４と求められる。よって、指向性の広がり角度αを約２０°とすればよいことが分かる。
また、受信アンテナ部３２２ａおよび３２２ｂの受信範囲において、重複している区域の長さをｘとすると、中継装置間の距離Ｒ＝ｙ＋ｚ−ｙ−ｘと表される。例えば、ｘ＝５（ｍ）のとき、Ｒは約５０ｍとなる。
以上より、中継装置間の距離Ｒが５０ｍ、受信範囲の最大長さＬｗａが６０ｍ、指向性の広がり角度αが約２０°となるように、中継装置３２ａおよび３２ｂを設置すればよいことが分かる。このように、光伝送路の長さに制限がある場合においても、無線信号を受信しない距離ｙおよび重複範囲ｘを設定することによって、指向性の広がり角度αと、受信範囲の最大長さＬｗａと、中継装置間の距離Ｒを求めることができる。
なお、中継装置間の距離Ｒが予め定められている場合においても、無線信号を受信しない距離ｙおよび重複範囲ｘの値を設定することによって、指向性の角度αと、受信範囲の最大長さＬｗａとを求めることができる。
好ましくは、一台の無線通信端末３３ｃが送信する無線信号を複数の中継装置が受信する場合、光ファイバ３６ａおよび３６ｂに送出される光信号の信号レベルの差が所定範囲内に収まるように、無線信号の信号レベルを調整するとよい。無線信号の信号レベルは、レベル調整部３２６によって調整することができる。
また、好ましくは、１つの中継装置がカバーする無線通信範囲を、提供する無線通信システムにおいて予め想定されている１つの無線伝送路の範囲よりも縮小するとよい。これにより、無線信号の遅延時間のばらつきを縮小することができる。したがって、中継装置および制御局を接続される光ファイバ長にばらつきがある場合においても、マルチパス干渉による通信品質の劣化を低減することができる。
以上のように、本実施形態によれば、各中継装置は、近距離から送信される信号レベルの大きい無線信号を受信せず、一定距離以上離れた無線通信端末が送信する無線信号を受信する。したがって、中継装置は、電気光変換部が許容するダイナミックレンジの上限を超えないレベルの信号のみを受信することができる。これにより、無線信号を高品質に光伝送することができる。また、中継装置は、ＡＧＣ機能を有する必要がないため、無線通信システムの構成を簡易化し、当該システムを安価に構築することができる。
さらに、本実施形態によれば、複数の中継装置を設けることによって、無線通信区間を拡大することができる。また、各受信アンテナ部の指向性を調整することによって、無線信号が複数の受信アンテナ部によって受信された場合においても、無線伝送路および光伝送路における各無線信号の遅延時間差を所定の時間内に収めることができる。これにより、マルチパス干渉による信号の劣化を防止することができる。
なお、上記実施形態において、各受信アンテナ部は、鉛直斜め下方向に対する指向性を有しているが、各受信アンテナ部は、直下に位置する無線通信端末から送信される無線信号を受信せず、隣接する中継装置の直下に位置する無線通信端末から送信される無線信号を受信することができるような指向性を有していればよいため、各受信アンテナ部の指向性は、上記実施形態に限られない。
なお、第１３の実施形態〜第１８の実施形態のいずれの実施形態においても、無線通信システムは、周波数分割多重化方式を利用して光伝送することができる。本発明によれば、複数の無線通信端末がそれぞれ異なる周波数を利用して中継装置と通信する場合においても、周波数に依存することなく、無線信号を電気光変換部が許容するダイナミックレンジの範囲内に収めることができる。したがって、無線信号を高品質に光伝送することができる。また、受信信号を分離する帯域通過フィルタや、信号レベルを調整するＡＧＣ回路を設ける必要がないため、中継装置の構成を簡易化することができる。さらに、各無線通信端末に割り当てられた周波数帯域幅が狭く、帯域通過フィルタの作製が困難である屋内利用の無線ＬＡＮの光伝送システムの場合、本発明は特に有効である。
【産業上の利用可能性】  本発明は、中継装置において受信する無線信号のレベルを所定のダイナミックレンジの範囲内に収めることができる無線通信システム等として有用である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年1月12日(2005.1.12)
【手続補正００１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（補正後）制御装置と、前記制御装置と光伝送路を介して接続された１以上の中継装置と、前記中継装置と無線通信する複数の無線通信端末とを備える無線通信システムであって、
前記制御装置は、
下り電気信号を下り光信号に変換し、前記光伝送路を介して前記中継装置に送信する第１の光送信部と、
前記光伝送路を介して前記中継装置から送信されてくる上り光信号を上り電気信号に変換する第１の光受信部とを含み、
前記中継装置は、
前記光伝送路を介して前記制御装置から送信されてくる前記下り光信号を前記下り電気信号に変換する第２の光受信部と、
前記第２の光受信部によって変換された下り電気信号を前記無線通信端末に無線信号として送信し、前記無線通信端末から送信される無線信号を受信して前記上り電気信号とする送受信アンテナ部と、
前記送受信アンテナ部によって受信された前記上り電気信号を前記上り光信号に変換し、前記光伝送路を介して前記制御装置に送信する第２の光送信部とを含み、
前記中継装置が受信する無線信号の受信強度が所定の範囲内に収まるように、前記中継装置が送信または受信する無線信号のレベルを減衰させる無線信号レベル制限手段を備えることを特徴とする、無線通信システム。
【請求項２】
前記所定の範囲は、各前記無線通信端末が利用するそれぞれのチャンネルにおいて、当該チャンネル以外のチャンネルに漏洩する周波数成分のレベルに対する当該チャンネルを利用する無線信号のレベルの比である漏洩比と、当該チャンネルを利用する無線信号のレベルに対する当該チャンネル以外のチャンネルを利用する無線通信端末からの漏洩信号のレベルの比である信号対雑音比との差よりも小さい範囲であることを特徴とする、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
（補正後）前記制御装置は、前記第１の光送信部を複数含み、
前記無線信号レベル制限手段は、前記下り電気信号を分岐する前記制御装置内に設けられた信号分配部であり、
前記信号分配部は、前記下り電気信号を分岐して当該下り電気信号のレペルを減衰させることによって、前記中継装置の通信可能エリアを狭くし、通信可能エリア内に存在する無線通信端末が送信する無線信号のレベルが前記所定の範囲内となるようにし、
前記第１の光送信部は、前記信号分配部によって分岐された下り電気信号を下り光信号に変換する、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項５】
（補正後）前記無線信号レベル制限手段は、前記下り電気信号に重畳して送信させるためのパイロット信号を生成する前記制御装置に設けられたパイロット信号生成部であり、
前記第１の光送信部は、前記パイロット信号が重畳された下り電気信号を下り光信号に変換し、
前記中継装置は、さらに、
前記中第２の光受信部によって変換された下り電気信号に重畳されているパイロット信号のレベルを検出するパイロット信号検出部と、
前記パイロット信号検出手段によって検出されたパイロット信号のレベルが一定となるように、前記無線信号のレベルを制御するレベル制御部とを含み、
前記パイロット信号生成部は、生成する前記パイロット信号のレベルを増大させることによって、前記中継装置の通信可能エリアを狭くし、通信可能エリア内に存在する無線通信端末が送信する無線信号のレベルが前記所定の範囲内となるようにすることを特徴とする、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項６】
（補正後）前記無線信号レベル制限手段は、前記制御装置に設けられ、
前記第１の光受信部によって変換された上り電気信号の品質が所定の条件を満たしているか否かを監視する監視部と、
前記監視部によって前記上り電気信号の品質が所定の条件を満たしていないと判断された場合、前記第１の光送信部に入力される前記下り電気信号のレベルを低減し、光変調度を低下させるレベル制御部とからなり、
前記レベル制御部は、前記光変調度を低下させ、前記下り光信号のパワーを減衰することによって、前記中継装置の通信可能エリアを狭くし、通信可能エリア内に存在する無線通信端末が送信する無線信号のレベルが前記所定の範囲内となるようにすることを特徴とする、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項７】
（補正後）前記無線信号レベル制限手段は、前記制御装置に設けられ、
前記第１の光受信部によって変換された上り電気信号の品質が所定の条件を満たしているか否かを監視する監視部と、
前記監視部によって前記上り電気信号の品質が所定の条件を満たしていないと判断された場合、前記第１の光送信部で設定されるバイアス電流のレベルを低減し、光変調度を低下させるレベル制御部とからなり、
前記レベル制御部は、前記光変調度を低下させ、前記下り光信号のパワーを減衰することによって、前記中継装置の通信可能エリアを狭くし、通信可能エリア内に存在する無線通信端末が送信する無線信号のレベルが前記所定の範囲内となるようにすることを特徴とする、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項８】
（補正後）前記無線信号レベル制限手段は、前記第２の光送信部によって変換された前記上り光信号にひずみが発生しないレベルに前記無線信号を減衰するレベル減衰部を有する、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項９】
（補正後）互いに隣接する前記中継装置の通信範囲同士は、一部重複しており、
前記中継装置は、前記無線通信端末との間で送受信する前記無線信号のレベルを調整することによって利得を制御するレベル調整手段を含み、
前記レベル調整手段は、前記制御装置から送信される信号が、前記中継装置を介して、前記通信可能範囲が重複する区域に存在する前記無線通信端末に伝送されるまでに要する遅延時間と、前記制御装置から送信される信号が、隣接する前記中継装置を介して、前記通信可能範囲が重複する区域に存在する前記無線通信端末に伝送されるまでに要する遅延時間との差が所定時間内となるように前記無線信号のレベルを調整することを特徴とする、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
隣接する２つの前記中継装置を１組としたとき、隣り合う前記中継装置の組は、別の隣り合う中継装置の組と異なる周波数を用いて通信することを特徴とする、請求項９に記載の無線通信システム。
【請求項１１】
（補正後）前記送受信アンテナ部は、隣接する前記中継装置のうち、当該送受信アンテナ部を備える中継装置よりも、前記制御装置との間を接続する光伝送路の長さが長い中継装置に向かう指向性を有することを特徴とする、請求項９に記載の無線通信システム。
【請求項１２】
さらに、前記制御装置と各前記中継装置とを接続する光伝送路を分岐する光分岐結合部を備え、分岐された前記光ファイバの一方の端に中継装置が接続され、もう一方の端に別の光分岐手段が接続されることを特徴とする、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１３】
（補正後）さらに、前記制御装置と各前記中継装置とを接続する光伝送路を分岐する光分岐結合部を備え、
前記光分岐結合部は、前記制御装置内に接続される１本の光ファイバを所定の数以上に分配し、分配された光ファイバにそれぞれ中継装置が接続されることを特徴とする、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１４】
（補正後）前記レベル調整手段は、前記遅延時間が、前記無線通信システムが許容する最大の遅延時間となるように、前記無線信号のレベルを調整することを特徴とする、請求項９に記載の無線通信システム。
【請求項１５】
（補正後）互いに隣接する前記中継装置の通信範囲同士は、一部重複しており、
前記中継装置は、前記制御装置との間で送受信する前記光信号の遅延時間を制御する光信号制御手段を含み、
前記光信号制御手段は、前記制御装置から送信される信号が、前記中継装置を介して、前記通信可能範囲が重複する区域に存在する前記無線通信端末に伝送されるまでに要する遅延時間と、前記制御装置から送信される信号が、隣接する前記中継装置を介して、前記通信可能範囲が重複する区域に存在する前記無線通信端末に伝送されるまでに要する遅延時間との差が所定時間内となるように前記光信号の遅延時間を制御することを特徴とする、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項１６】
（削除）
【請求項１７】
（削除）
【請求項１８】
（削除）
【請求項１９】
（削除）
【請求項２０】
（削除）
【請求項２１】
（削除）
【請求項２２】
（削除）
【請求項２３】
（削除）
【請求項２４】
（削除）
【請求項２５】
（削除）
【請求項２６】
（削除）
【請求項２７】
（削除）
【請求項２８】
（削除）
【請求項２９】
（削除）
【請求項３０】
（削除）
【請求項３１】
（削除）
【請求項３２】
（削除）
【請求項３３】
（補正後）複数の前記無線通信端末がそれぞれ通信に用いる無線信号は、少なくとも２つの異なる周波数を有することを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項３４】
（追加）制御装置と光伝送路を介して接続され、複数の無線通信端末と無線通信する中継装置であって、
前記光伝送路を介して前記制御装置から送信されてくる下り光信号を下り電気信号に変換する光受信部と、
前記光受信部によって変換された下り電気信号を前記無線通信端末に無線信号として送信し、前記無線通信端末から送信される無線信号を受信して上り電気信号とする送受信アンテナ部と、
前記送受信アンテナ部によって受信された前記上り電気信号を上り光信号に変換し、前記光伝送路を介して前記制御装置に送信する光送信部と、
前記送受信アンテナ部が受信する無線信号の受信強度が所定の範囲内に収まるように、前記送受信アンテナ部が送信または受信する無線信号のレベルを減衰させる無線信号レベル制限手段とを備える、中継装置。
【手続補正書】
【提出日】平成17年4月13日(2005.4.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御装置と、前記制御装置と光伝送路を介して接続された１以上の中継装置と、前記中継装置と無線通信する複数の無線通信端末とを備える無線通信システムであって、
前記制御装置は、
下り電気信号を下り光信号に変換し、前記光伝送路を介して前記中継装置に送信する第１の光送信部と、
前記光伝送路を介して前記中継装置から送信されてくる上り光信号を上り電気信号に変換する第１の光受信部とを含み、
前記中継装置は、
前記光伝送路を介して前記制御装置から送信されてくる前記下り光信号を前記下り電気信号に変換する第２の光受信部と、
前記第２の光受信部によって変換された下り電気信号を前記無線通信端末に無線信号として送信し、前記無線通信端末から送信される無線信号を受信して前記上り電気信号とする送受信アンテナ部と、
前記送受信アンテナ部によって受信された前記上り電気信号を前記上り光信号に変換し、前記光伝送路を介して前記制御装置に送信する第２の光送信部とを含み、
前記中継装置が受信する無線信号の受信強度が所定の範囲内に収まるように、前記中継装置が送信または受信する無線信号のレベルを減衰させる無線信号レベル制限手段を備えることを特徴とする、無線通信システム。
【請求項２】
前記所定の範囲は、各前記無線通信端末が利用するそれぞれのチャンネルにおいて、当該チャンネル以外のチャンネルに漏洩する周波数成分のレベルに対する当該チャンネルを利用する無線信号のレベルの比である漏洩比と、当該チャンネルを利用する無線信号のレベルに対する当該チャンネル以外のチャンネルを利用する無線通信端末からの漏洩信号のレベルの比である信号対雑音比との差よりも小さい範囲であることを特徴とする、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記第１の光送信部を複数含み、
前記無線信号レベル制限手段は、前記下り電気信号を分岐する前記制御装置内に設けられた信号分配部であり、
前記信号分配部は、前記下り電気信号を分岐して当該下り電気信号のレベルを減衰させることによって、前記中継装置の通信可能エリアを狭くし、通信可能エリア内に存在する無線通信端末が送信する無線信号のレベルが前記所定の範囲内となるようにし、
前記第１の光送信部は、前記信号分配部によって分岐された下り電気信号を下り光信号に変換する、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記無線信号レベル制限手段は、前記下り電気信号に重畳して送信させるためのパイロット信号を生成する前記制御装置に設けられたパイロット信号生成部であり、
前記第１の光送信部は、前記パイロット信号が重畳された下り電気信号を下り光信号に変換し、
前記中継装置は、さらに、
前記中第２の光受信部によって変換された下り電気信号に重畳されているパイロット信号のレベルを検出するパイロット信号検出部と、
前記パイロット信号検出部によって検出されたパイロット信号のレベルが一定となるように、前記無線信号のレベルを制御するレベル制御部とを含み、
前記パイロット信号生成部は、生成する前記パイロット信号のレベルを増大させることによって、前記中継装置の通信可能エリアを狭くし、通信可能エリア内に存在する無線通信端末が送信する無線信号のレベルが前記所定の範囲内となるようにすることを特徴とする、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記無線信号レベル制限手段は、前記制御装置に設けられ、
前記第１の光受信部によって変換された上り電気信号の品質が所定の条件を満たしているか否かを監視する監視部と、
前記監視部によって前記上り電気信号の品質が所定の条件を満たしていないと判断された場合、前記第１の光送信部に入力される前記下り電気信号のレベルを低減し、光変調度を低下させるレベル制御部とからなり、
前記レベル制御部は、前記光変調度を低下させ、前記下り光信号のパワーを減衰することによって、前記中継装置の通信可能エリアを狭くし、通信可能エリア内に存在する無線通信端末が送信する無線信号のレベルが前記所定の範囲内となるようにすることを特徴とする、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記無線信号レベル制限手段は、前記制御装置に設けられ、
前記第１の光受信部によって変換された上り電気信号の品質が所定の条件を満たしているか否かを監視する監視部と、
前記監視部によって前記上り電気信号の品質が所定の条件を満たしていないと判断された場合、前記第１の光送信部で設定されるバイアス電流のレベルを低減し、光変調度を低下させるレベル制御部とからなり、
前記レベル制御部は、前記光変調度を低下させ、前記下り光信号のパワーを減衰することによって、前記中継装置の通信可能エリアを狭くし、通信可能エリア内に存在する無線通信端末が送信する無線信号のレベルが前記所定の範囲内となるようにすることを特徴とする、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記無線信号レベル制限手段は、前記第２の光送信部によって変換された前記上り光信号にひずみが発生しないレベルに前記無線信号を減衰するレベル減衰部を有する、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項８】
互いに隣接する前記中継装置の通信範囲同士は、一部重複しており、
前記中継装置は、前記無線通信端末との間で送受信する前記無線信号のレベルを調整することによって利得を制御するレベル調整手段を含み、
前記レベル調整手段は、前記制御装置から送信される信号が、前記中継装置を介して、前記通信可能範囲が重複する区域に存在する前記無線通信端末に伝送されるまでに要する遅延時間と、前記制御装置から送信される信号が、隣接する前記中継装置を介して、前記通信可能範囲が重複する区域に存在する前記無線通信端末に伝送されるまでに要する遅延時間との差が所定時間内となるように前記無線信号のレベルを調整することを特徴とする、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項９】
隣接する２つの前記中継装置を１組としたとき、隣り合う前記中継装置の組は、別の隣り合う中継装置の組と異なる周波数を用いて通信することを特徴とする、請求項８に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
前記送受信アンテナ部は、隣接する前記中継装置のうち、当該送受信アンテナ部を備える中継装置よりも、前記制御装置との間を接続する光伝送路の長さが長い中継装置に向かう指向性を有することを特徴とする、請求項８に記載の無線通信システム。
【請求項１１】
さらに、前記制御装置と各前記中継装置とを接続する光伝送路を分岐する光分岐結合部を備え、
分岐された前記光伝送路の一方の端に中継装置が接続され、もう一方の端に別の光分岐結合部が接続されることを特徴とする、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１２】
さらに、前記制御装置と各前記中継装置とを接続する光伝送路を分岐する光分岐結合部を備え、
前記光分岐結合部は、前記制御装置内に接続される１本の光ファイバを所定の数以上に分配し、分配された光ファイバにそれぞれ中継装置が接続されることを特徴とする、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１３】
前記レベル調整手段は、前記遅延時間が、前記無線通信システムが許容する最大の遅延時間となるように、前記無線信号のレベルを調整することを特徴とする、請求項８に記載の無線通信システム。
【請求項１４】
互いに隣接する前記中継装置の通信範囲同士は、一部重複しており、
前記中継装置は、前記制御装置との間で送受信する前記光信号の遅延時間を制御する光信号制御手段を含み、
前記光信号制御手段は、前記制御装置から送信される信号が、前記中継装置を介して、前記通信可能範囲が重複する区域に存在する前記無線通信端末に伝送されるまでに要する遅延時間と、前記制御装置から送信される信号が、隣接する前記中継装置を介して、前記通信可能範囲が重複する区域に存在する前記無線通信端末に伝送されるまでに要する遅延時間との差が所定時間内となるように前記光信号の遅延時間を制御することを特徴とする、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項１５】
複数の前記無線通信端末がそれぞれ通信に用いる無線信号は、少なくとも２つの異なる周波数を有することを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１６】
制御装置と光伝送路を介して接続され、複数の無線通信端末と無線通信する中継装置であって、
前記光伝送路を介して前記制御装置から送信されてくる下り光信号を下り電気信号に変換する光受信部と、
前記光受信部によって変換された下り電気信号を前記無線通信端末に無線信号として送信し、前記無線通信端末から送信される無線信号を受信して上り電気信号とする送受信アンテナ部と、
前記送受信アンテナ部によって受信された前記上り電気信号を上り光信号に変換し、前記光伝送路を介して前記制御装置に送信する光送信部と、
前記送受信アンテナ部が受信する無線信号の受信強度が所定の範囲内に収まるように、前記送受信アンテナ部が送信または受信する無線信号のレベルを減衰させる無線信号レベル制限手段とを備える、中継装置。
【手続補正２】
【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、制御装置が、中継装置を介して無線通信端末と通信するシステムに関し、より特定的には、制御装置と中継装置とが、光伝送路を介して接続されているシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信端末と無線で通信する中継局が、光伝送路を介して制御装置と接続される無線通信システムが用いられるようになってきている（例えば、特開平９−２３３０５０号公報（特許文献１））。
【０００３】
図４３は、特許文献１に記載されている従来の無線通信システムの構成を示す図である。図４３に示す無線通信システムにおいて、制御装置１９は、変調した信号を光信号に変換し、光伝送路５９を介して中継装置２９に送信する。中継装置２９は、制御装置１９から送信されてきた光信号を光電気変換部９５で電気信号に変換し、送受信部９３およびアンテナ部９２を介して、無線信号として、エリア内の無線通信端末３９に送信する。また、中継装置２９は、無線通信端末３９から送信されてきた無線信号をアンテナ部９２で受信し、送受信部９３を介し、電気光変換部９４で光信号に変換して、光伝送路５９に送出する。このようにして、従来の無線通信システムでは、中継装置と無線通信端末との間の通信が実現されている。
【０００４】
従来の無線通信システムは、良好な通信品質を実現するために、以下に示す第１〜第３の要求を満たさなければならない。
【０００５】
第１の要求は、中継装置が受信する無線信号のレベルを所定の範囲に収めなければならないことである。受信した無線信号を有効に再現することができる無線信号の最大レベルと最小レベルとの差をダイナミックレンジという。中継装置が受信する無線信号のレベルが大きすぎる場合、無線信号を光信号に変換した際に、光信号にひずみが発生してしまう。一方、中継装置が受信する無線信号のレベルが小さすぎる場合、受信すべき無線信号とノイズとを分離することができない。無線信号を高品質に光伝送するためには、中継装置が受信する無線信号のレベルを、ダイナミックレンジの範囲に収めなければならない。
【０００６】
次に、中継装置が無線通信端末に送信すべき信号成分を増幅する際、増幅器の非線形性によって、送信すべき信号成分以外に、送信すべき信号成分の帯域外周波数成分が出力されてしまう。帯域外周波数成分は、帯域外周波数成分と同じ周波数帯域を利用して通信する他の通信機器や、無線通信端末の周辺に存在する電気機器等に悪影響を及ぼす。したがって、中継装置が送信すべき無線信号成分のレベルに対する帯域外周波数成分のレベルは、一定レベル以下に収めなければならない。ここで、帯域外周波数成分のレベルと、中継装置が無線通信端末に送信すべき無線信号成分のレベルとの比を漏洩比と呼ぶ。このように、第２の要求は、無線信号における漏洩比を一定レベル以下に収めることである。
【０００７】
さらに、中継装置が無線通信端末と正常に通信するためには、送受信する無線信号の周波数帯における信号対妨害比（以下、Ｄ／Ｕ（Ｄｅｓｉｒｅｄ／Ｕｎｄｅｓｉｒｅｄ）比と呼ぶ）を一定レベル以上にしなければならない。なぜならば、Ｄ／Ｕ比が低下してしまうと、中継装置は受信すべき信号とノイズとを分離することができないからである。このように、第３の要求は、中継装置が受信する無線信号のＤ／Ｕ比を一定レベル以上に保つことである。
【０００８】
ここで、第１の課題を解決するために、図４４に示す無線通信システムが提案されている（特許第２８８５１４３号明細書（特許文献２）参照）。図４４は、特許文献２に記載されている従来の無線通信システムの構成を示す図である。図４４に示す従来の無線通信システムにおいて、中継装置２８と制御装置１８とは、光ファイバ５８を介して接続される。中継装置２８は、アンテナ部９１を介して、無線通信端末（図示せず）から送信されてくる無線信号を受信する。増幅器１は、アンテナ部９１が受信した電気信号を増幅する。増幅器１によって増幅された信号は、分配器２によって分配された後、ミキサ３ａ〜３ｄおよびシンセサイザ４ａ〜４ｄによって、周波数変換される。周波数変換された信号は、１波分の通過帯域をもつバンドバスフィルタ５ａ〜５ｄを通過後、非線形増幅器６ａ〜６ｄによって所定の信号レベルに増幅される。増幅された信号は、合成器７において合成された後、電気光変換器８によって光信号に変換される。当該光信号は、光ファイバ５８を介して、制御装置１８に伝送される。制御装置１８において、光電気変換器２１は、光ファイバ５８から送出される光信号を電気信号に変換する。当該電気信号は、分配器１１において分配された後、ミキサ１２ａ〜１２ｄおよび発振器１３ａ〜１３ｄによって元の周波数帯に戻すために周波数変換される。その後、周波数変換された信号は、１波分の通過帯域を有するバンドパスフィルタ１４ａ〜１４ｄによって分離される。分離された信号は、復調器１５ａ〜１５ｄによって復調されて外部に出力されるか、または検波器１６ａ〜１６ｄによって検知される。検波器１６ａ〜１６ｄが検知し、出力する信号は、Ａ／Ｄ変換器１７ａ〜１７ｄによってディジタル信号に変換された後、ＲＯＭ１８ａ〜１８ｄに格納される。
【０００９】
以上のように、特許文献２に記載の従来の無線通信システムは、中継装置２８において、受信した信号を１波ごとに分離し、分離した各信号の信号レベルを非線形増幅器６ａ〜６ｄによって調整する。したがって、非線形増幅器６ａ〜６ｄを中継装置２８に設けることによって、中継装置が受信する無線信号のレベルを、所定のダイナミックレンジの範囲に収めることができる。これによって、第１の要求を満たすことができる。
【００１０】
次に、第２〜第３の要求を満たすために、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格は、中継装置および無線通信端末が送受信する無線信号の品質を規定している。ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格において、無線信号の変調方式が６４ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）であり、他チャンネルからの干渉がある場合、中継装置が受信する無線信号のダイナミックレンジは、最大約３２ｄＢとなるべきであると規定されている。また、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格より、Ｄ／Ｕ比は約２２ｄＢ以上必要であると計算される。さらに、ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ７１において、無線信号における隣接チャンネルへの漏洩比は−２５ｄＢ以下、次隣接チャンネルへの漏洩比は−４０ｄＢ以下となるべきであると規定されている。これらの規定を満たす無線信号を用いて通信することによって、中継装置は、正常に通信することができる。
【００１１】
しかしながら、特許文献２に記載の従来の無線通信システムは、無線信号をダイナミックレンジ内に収めるために、例えば非線形増幅器６ａ〜６ｄ等の、利得を制御するＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）機能を、中継装置に無線チャネル数分備えなければならない。このため、システムの構成が複雑になってしまう。
【００１２】
また、周波数分割多重方式を利用して信号を制御装置に送信する場合においても、システムの構成が複雑になってしまうという問題がある。中継装置は、複数の無線通信端末から同時に無線信号を受信した場合、複数の無線信号の信号レベルを一度に調整することができない。特許文献２に記載の従来の無線通信システムにおいて、中継装置は、周波数変換した信号をいったんチャンネル数分に分離し、信号のレベルを一定に調整してから多重する。よって、中継装置には、分配器や、無線信号のチャネル数分のミキサ、シンセサイザ、バンドパスフィルタおよび非線形増幅器といった、多くの部品を設けなければならない。したがって、中継装置の構成が複雑になり、中継装置を小型化することが困難である。
【００１３】
さらに、特許文献２に記載の従来の無線通信システムにおいて、中継装置および制御装置には、発振器を設けなければならない。したがって、システムの構成が高価になってしまうという問題がある。
【００１４】
以上のように、特許文献２に記載の従来の無線通信システムは、第１の要求を満たすことはできるものの、システムの構成が複雑になってしまうという問題がある。
【００１５】
また、ＩＥＥＥ８０２．１１ａにおいて、中継装置が複数のチャンネルの無線信号を利用する場合は想定されていないため、ＩＥＥＥ８０２．１１ａで規定された無線信号を複数のチャンネルを用いたシステムに、そのまま適用することができない。以下、その理由について説明する。
【００１６】
複数のチャンネルの信号を利用して通信する場合、各チャンネルには、それぞれ異なる周波数が割り当てられる。図４５は、隣接する２つのチャンネルを利用する第１および第２の無線通信端末から送信される、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格に準拠した無線ＬＡＮ信号のスペクトラムを示す図である。実線は、信号ａのスペクトラムを示し、点線は、信号ｂのスペクトラムを示す。
【００１７】
第１の無線通信端末が送信する信号ａと、第２の無線通信端末が送信する信号ｂとは、互いに隣接するチャンネルの信号である。以下、信号ａが、信号ｂから漏洩する信号の成分によって妨害を受ける場合について説明する。
【００１８】
信号ａは、信号成分１００１ａと、信号漏洩成分１００２ａと、信号漏洩成分１００３ａとを有する。信号成分１００１ａは、中継装置が受信すべき信号ａの成分であって、帯域幅は、約２０ＭＨｚである。信号漏洩成分１００２ａは、信号成分１００１ａに最も近いチャンネル（以下、隣接チャンネルと呼ぶ）に漏洩する成分である。信号漏洩成分１００３ａは、信号成分１００１ａの帯域外周波数成分であって、信号成分１００１ａに２番目に近いチャンネル（以下、次隣接チャンネルと呼ぶ）に漏洩する成分である。信号の帯域外周波数が、当該信号に隣接するチャンネルの周波数と重なっている場合、帯域外周波数成分が隣接チャンネルに漏洩してしまう。なお、説明の簡単のために、それぞれの信号スペクトラムは、一定レベルであるものとして説明する。
【００１９】
無線通信システムにおいて、無線信号の変調方式が６４ＱＡＭであり、他チャンネルからの干渉がある場合、中継装置が受信する無線信号のダイナミックレンジは最大約３２ｄＢとなるべきであるとＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格で規定されている。また、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格より、Ｄ／Ｕ比は約２２ｄＢ以上必要であると計算される。
【００２０】
漏洩比１００４は、信号漏洩成分１００２ａと信号成分１００１ａとの比であって、−２５ｄＢ以下となるべきであると規定されている。また、信号のレベルを対数で表す場合、漏洩比１００４の対数は、信号漏洩成分１００２ａのレベルの対数と信号成分１００１ａのレベルの対数との差で表される。以下、本明細書において、漏洩比とは、対数で表されているものとして説明する。漏洩比１００５は、信号漏洩成分１００３ａのレベルと信号成分１００１ａのレベルとの差であって、−４０ｄＢ以下となるべきであると規定されている。
【００２１】
信号ｂは、信号成分１００１ｂと、信号漏洩成分１００２ｂと、信号漏洩成分１００３ｂとを有する。信号成分１００１ｂは、中継装置が受信すべき信号ｂの信号成分である。信号漏洩成分１００２ｂは、信号成分１００１ｂの隣接チャンネルに漏洩する信号の成分である。信号漏洩成分１００３ｂは、信号成分１００１ｂの次隣接チャンネルに漏洩する信号の成分である。
【００２２】
Ｄ／Ｕ比１０１０は、信号成分１００１ａと信号漏洩成分１００２ｂとのレベル差である。信号漏洩成分１００２ｂは、隣接チャンネルである信号ａに漏洩する。したがって、中継装置が、隣接チャネルからの漏洩に妨害されずに信号ａのみを光信号に変換するためには、信号成分１００１ａのレベルと信号漏洩成分１００２ｂのレベルとの差、つまりＤ／Ｕ比１０１０は、２２ｄＢ以上でなければならない。
【００２３】
中継装置が受信する無線信号のレベルは、中継装置と無線通信端末との間の距離に依存する。つまり、中継装置と無線通信端末との距離が離れるほど、中継装置のアンテナ部によって受信される無線信号のレベルは小さくなる。
【００２４】
したがって、中継装置が受信する無線信号のダイナミックレンジが３２ｄＢである場合、第１の無線通信端末および第２の無線通信端末の位置関係によっては、信号成分１００１ｂのレベルと信号成分１００１ａのレベルとの差が、最大３２ｄＢとなる場合がある。この場合、隣接チャンネルへの漏洩比が−２５ｄＢであるとすると、Ｄ／Ｕ比１０１０は−７ｄＢとなる。したがって、所要のＤ／Ｕ比２２ｄＢを満たすことができない。
【００２５】
このように、複数の通信端末が隣接する２つのチャンネルを利用して通信する場合、中継装置が受信する無線信号の品質が規格に定められた品質を保ち、かつ無線信号のレベルが規格で定められたダイナミックレンジの範囲内であっても、他チャンネルの信号に妨害され、正常に通信できなくなる場合がある。この場合、第１および第２の課題を解決することはできるが、所定のＤ／Ｕ比を満たすという第３の課題を解決することができない。
【００２６】
次に、次隣接チャンネルからの漏洩信号によって通信が妨害される場合について考える。図４６は、２チャンネル離れた２つのチャンネルを利用する第１および第３の無線通信端末から送信される無線ＬＡＮ信号のスペクトラムを示す図である。
【００２７】
実線は、信号ａのスペクトラムを示し、点線は、信号ｃのスペクトラムを示す。第１の無線通信端末が送信する信号ａと、第３の無線通信端末が送信する信号ｃとは、互いに２つ離れたチャンネルの信号である。以下、信号ａが、信号ｃから漏洩する信号の成分に妨害を受ける場合について説明する。
【００２８】
信号ａは、信号成分１００１ａと、信号漏洩成分１００２ａと、信号漏洩成分１００３ａとを有する。図４６に示す信号ａが有する信号成分は、図４５に示す信号ａが有する信号成分と同様であるため、説明を省略する。
【００２９】
信号ｃは、信号成分１００１ｃと、信号漏洩成分１００２ｃと、信号漏洩成分１００３ｃとを有する。信号成分１００１ｃは、中継装置が受信すべき信号ｃの信号成分である。信号漏洩成分１００２ｃは、信号成分１００１ｃの隣接チャンネルに漏洩する信号の成分である。信号漏洩成分１００３ｃは、信号成分１００１ｃの次隣接チャンネルに漏洩する信号の成分である。
【００３０】
Ｄ／Ｕ比１０１０は、信号成分１００１ａのレベルと信号漏洩成分１００３ｃのレベルとの差である。
【００３１】
中継装置が受信する無線信号のダイナミックレンジが３２ｄＢである場合、第１の無線通信端末および第３の無線通信端末の位置関係によって、信号成分１００１ｃのレベルと信号成分１００１ａのレベルとの差が、最大３２ｄＢとなる場合がある。この場合、次隣接チャンネル漏洩比が−４０ｄＢであるとすると、Ｄ／Ｕ比１０１０は８ｄＢとなる。したがって、所要のＤ／Ｕ比２２ｄＢを満たすことができない。
【００３２】
このように、複数の通信端末が２つ離れたチャンネルを利用して通信する場合、中継装置が受信する無線信号の品質が規格に定められた品質を保ち、かつ無線信号のレベルが規格で定められたダイナミックレンジの範囲内であっても、他チャンネルの信号に妨害され、正常に通信できなくなる場合がある。この場合、第１および第２の要求を満たすことはできるが、所定のＤ／Ｕ比を満たすという第３の要求を満たすことができない。
【特許文献１】特開平９−２３３０５０号公報
【特許文献２】特許第２８８５１４３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３３】
それゆえに、本発明の目的は、中継装置において受信する無線信号のレベルを所定のダイナミックレンジの範囲内に収めることができる無線通信システムを提供することである。
【００３４】
また、本発明のさらなる目的は、第１〜第３の要求を満たす、すなわち、中継装置が受信する無線信号のレベルを所定のダイナミックレンジの範囲に収めることができ、無線信号における漏洩比を一定レベル以下に収めることができ、かつ中継装置が受信する無線信号のＤ／Ｕ比を一定レベル以上に保つことができる無線通信システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３５】
本発明は、上記のような目的を達成するために、以下に述べるような特徴を有している。
【００３６】
第１の局面は、制御装置と、制御装置と光伝送路を介して接続された１以上の中継装置と、中継装置と無線通信する複数の無線通信端末とを備える無線通信システムであって、制御装置は、下り電気信号を下り光信号に変換し、光伝送路を介して中継装置に送信する第１の光送信部と、光伝送路を介して中継装置から送信されてくる上り光信号を上り電気信号に変換する第１の光受信部とを含み、中継装置は、光伝送路を介して制御装置から送信されてくる下り光信号を下り電気信号に変換する第２の光受信部と、第２の光受信部によって変換された下り電気信号を無線通信端末に無線信号として送信し、無線通信端末から送信される無線信号を受信して上り電気信号とする送受信アンテナ部と、送受信アンテナ部によって受信された上り電気信号を上り光信号に変換し、光伝送路を介して制御装置に送信する第２の光送信部とを含み、中継装置が受信する無線信号の受信強度が所定の範囲内に収まるように、中継装置が送信または受信する無線信号のレベルを調整する無線信号レベル制限手段を備えることを特徴とする。
【００３７】
これにより、中継装置が受信する無線信号のレベルを所定の範囲に収めることができる。中継装置が受信する無線信号を所定のダイナミックレンジに収めることができるため、無線信号を高品質に光伝送することができる。
【００３８】
好ましくは、所定の範囲は、各無線通信端末が利用するそれぞれのチャンネルにおいて、当該チャンネル以外のチャンネルに漏洩する周波数成分のレベルに対する当該チャンネルを利用する無線信号のレベルの比である漏洩比と、当該チャンネルを利用する無線信号のレベルに対する当該チャンネル以外のチャンネルを利用する無線通信端末からの漏洩信号のレベルの比である信号対雑音比との差よりも小さい範囲であるとよい。
【００３９】
これにより、中継装置が受信する無線信号のレベルを、漏洩比と信号対雑音比（Ｄ／Ｕ比）との差よりも小さい範囲に収めることができる。したがって、中継装置は、他チャンネルから漏洩してきた信号に妨害されることなく、正常に通信することができる。
【００４０】
１つの例として、無線信号レベル制限手段は、第２の光受信部が出力する下り電気信号のレベルを調整する中継装置内に設けられたレベル制御部であり、レベル制御部は、下り電気信号のレベルを減衰させることによって、中継装置の通信可能エリアを狭くし、通信可能エリア内に存在する無線通信端末が送信する無線信号のレベルが所定の範囲内となるようにする。
【００４１】
これにより、中継装置は、送信する無線信号のレベルを減衰させることによって、中継装置の通信可能エリアを狭くすることができる。したがって、通信可能エリア内に存在する無線通信端末が送信する無線信号のレベルを所定の範囲に収めることができる。したがって、中継装置が、複数のチャンネルの無線信号を利用して通信する場合においても、所要のＤ／Ｕ比を満たすことができる。よって、他チャンネルから漏洩してくる信号に妨害されることなく、正常に通信することができる。
【００４２】
また、他の例として、制御装置は、第１の光送信部を複数含み、無線信号レベル制限手段は、下り電気信号を分岐する制御装置内に設けられた信号分配部であり、信号分配部は、下り電気信号を分岐して当該下り電気信号のレベルを減衰させることによって、中継装置の通信可能エリアを狭くし、通信可能エリア内に存在する無線通信端末が送信する無線信号のレベルが所定の範囲内となるようにし、第１の光送信部は、信号分配部によって分岐された下り電気信号を下り光信号に変換する。
【００４３】
これにより、制御装置から送信される下り光信号のレベルが低減されるため、中継装置が送信する無線信号のレベルが低減されることとなる。したがって、通信可能エリア内に存在する無線通信端末が送信する無線信号のレベルを所定の範囲に収めることができる。したがって、中継装置が、複数のチャンネルの無線信号を利用して通信する場合においても、所要のＤ／Ｕ比を満たすことができる。よって、他チャンネルから漏洩してくる信号に妨害されることなく、正常に通信することができる。
【００４４】
また、他の例として、無線信号レベル制限手段は、下り電気信号に重畳して送信させるためのパイロット信号を生成する制御装置に設けられたパイロット信号生成部であり、第１の光送信部は、パイロット信号が重畳された下り電気信号を下り光信号に変換し、中継装置は、さらに、第２の光受信部によって変換された下り電気信号に重畳されているパイロット信号のレベルを検出するパイロット信号検出部と、パイロット信号検出部によって検出されたパイロット信号のレベルが一定となるように、無線信号のレベルを制御するレベル制御部とを含み、パイロット信号生成部は、生成するパイロット信号のレベルを増大させることによって、中継装置の通信可能エリアを狭くし、通信可能エリア内に存在する無線通信端末が送信する無線信号のレベルが所定の範囲内となるようにする。
【００４５】
これにより、制御装置が生成するパイロット信号のレベルを大きくすることによって、中継装置から送信する無線信号のレベルを低減することができる。したがって、中継装置の通信可能エリアを狭くすることができるため、通信可能エリア内に存在する無線通信端末が送信する無線信号のレベルを所定の範囲に収めることができる。
【００４６】
また、他の例として、無線信号レベル制限手段は、制御装置に設けられ、第１の光受信部によって変換された上り電気信号の品質が所定の条件を満たしているか否かを監視する監視部と、監視部によって上り電気信号の品質が所定の条件を満たしていないと判断された場合、第１の光送信部に入力される下り電気信号のレベルを低減し、光変調度を低下させるレベル制御部とからなり、レベル制御部は、光変調度を低下させ、下り光信号のパワーを減衰することによって、中継装置の通信可能エリアを狭くし、通信可能エリア内に存在する無線通信端末が送信する無線信号のレベルが所定の範囲内となるようにする。
【００４７】
これにより、上り電気信号の品質が低下した場合に、制御装置において、下り光信号の変調度を低下させることによって、中継装置に送信する下り光信号のパワーを低減することができる。したがって、中継装置の通信可能エリアを狭くすることができるため、通信可能エリア内に存在する無線通信端末が送信する無線信号のレベルを所定の範囲に収めることができる。
【００４８】
また、他の例として、無線信号レベル制限手段は、制御装置に設けられ、第１の光受信部によって変換された上り電気信号の品質が所定の条件を満たしているか否かを監視する監視部と、監視部によって上り電気信号の品質が所定の条件を満たしていないと判断された場合、第１の光送信部で設定されるバイアス電流のレベルを低減し、光変調度を低下させるレベル制御部とからなり、レベル制御部は、光変調度を低下させ、下り光信号のパワーを減衰することによって、中継装置の通信可能エリアを狭くし、通信可能エリア内に存在する無線通信端末が送信する無線信号のレベルが所定の範囲内となるようにする。
【００４９】
これにより、上り電気信号の品質が低下した場合に、制御装置において、バイアス電流のレベルを低減し、下り光信号の変調度を低下させることによって、中継装置に送信する下り光信号のパワーを低減することができる。したがって、中継装置の通信可能エリアを狭くすることができるため、通信可能エリア内に存在する無線通信端末が送信する無線信号のレベルを所定の範囲に収めることができる。
【００５０】
さらに、無線信号レベル制限手段は、第２の光送信部によって変換された上り光信号にひずみが発生しないレベルに無線信号を減衰するレベル減衰部を有していてもよい。
【００５１】
これにより、中継装置において、無線通信端末から受信する無線信号のレベルが大きい場合であっても、無線信号のレベルを低減することができるため、上り光信号にひずみが発生しない。したがって、無線信号を高品質に光伝送することができる。
【００５２】
好ましくは、互いに隣接する中継装置の通信範囲同士は、一部重複しており、中継装置は、無線通信端末との間で送受信する無線信号のレベルを調整することによって利得を制御するレベル調整手段を含み、レベル調整手段は、制御装置から送信される信号が、中継装置を介して、通信可能範囲が重複する区域に存在する無線通信端末に伝送されるまでに要する遅延時間と、制御装置から送信される信号が、隣接する中継装置を介して、通信可能範囲が重複する区域に存在する無線通信端末に伝送されるまでに要する遅延時間との差が所定時間内となるように無線信号のレベルを調整するとよい。
【００５３】
これにより、制御装置から送信された光信号が複数の中継装置を経由して無線通信端末に到達する場合においても、信号の遅延時間差を無線通システムが許容する遅延時間差の範囲に収めることができる。これにより、マルチパス干渉による信号の劣化を防止することができる。また、逆に、受信範囲が重複する区域から無線信号が送信され、当該無線信号が複数の受信アンテナ部によって受信された場合においても、受信アンテナ部の単一指向性を調整することによって、受信範囲が重複する区域から送信される無線信号の遅延時間差を所定の時間内に収めることができる。
【００５４】
また、隣接する２つの中継装置を１組としたとき、隣り合う中継装置の組は、別の隣り合う中継装置の組と異なる周波数を用いて通信してもよい。
【００５５】
これにより、信号の遅延時間差が調整された中継装置の組の受信範囲が、他の中継装置の組の受信範囲と重複する場合においても、利用する周波数が異なるため、マルチパス干渉が発生しない。
【００５６】
１つの例として、送受信アンテナ部は、隣接する中継装置のうち、当該送受信アンテナ部を備える中継装置よりも、制御装置との間を接続する光伝送路の長さが長い中継装置に向かう指向性を有する。
【００５７】
これにより、同一の周波数を利用して通信する中継装置を３つ以上連続して設置することができる。
【００５８】
さらに、制御装置と各中継装置とを接続する光伝送路を分岐する光分岐結合部を備え、分岐された光伝送路の一方の端に中継装置が接続され、もう一方の端に別の光分岐結合部が接続されていてもよいし、光分岐結合部は、制御装置内に接続される１本の光ファイバを所定の数以上に分配し、分配された光ファイバにそれぞれ中継装置が接続されていてもよい。
【００５９】
これにより、多数の中継装置を設置することができる。
【００６０】
また、レベル調整手段は、遅延時間が、無線通信システムが許容する最大の遅延時間となるように、無線信号のレベルを調整してもよい。
【００６１】
これによれば、中継装置を増設する場合においても、増設する中継装置を経由して無線通信端末または制御装置に到達する信号の遅延時間を無線通信システムが許容する最大遅延時間とすればよい。したがって、中継装置を増設する際に、他の既存の中継装置の設定を変更する必要がなくなる。
【００６２】
他の例として、互いに隣接する中継装置の通信範囲同士は、一部重複しており、中継装置は、制御装置との間で送受信する光信号の遅延時間を制御する光信号制御手段を含み、光信号制御手段は、制御装置から送信される信号が、中継装置を介して、通信可能範囲が重複する区域に存在する無線通信端末に伝送されるまでに要する遅延時間と、制御装置から送信される信号が、隣接する中継装置を介して、通信可能範囲が重複する区域に存在する無線通信端末に伝送されるまでに要する遅延時間との差が所定時間内となるように光信号の遅延時間を制御する。
【００６３】
これにより、利得を制御するレベル調整部を中継装置に設ける必要がない。したがって、無線通信システムの構成を簡易なものとすることができる。
【００６４】
また、他の例として、中継装置は、隣接する中継装置が利用する周波数とは異なる周波数で変調された無線信号を送受信してもよく、レベル調整部は、同一の無線変調信号を使用する他の中継装置が形成する無線可能範囲に対し、無線信号レベルが所定のレベル以下となるように、無線信号レベルを制御してもよい。
【００６５】
これにより、中継装置の通信範囲が他の中継装置の通信範囲と重複している場合においても、マルチパス干渉が発生しない。したがって、信号品質の劣化を防止することができる。
【００６６】
好ましくは、送受信アンテナ部は、鉛直方向の受信感度が所定の範囲内となるような指向性を有し、所定の範囲は、第２の光送信部が許容する範囲であるとよい。
【００６７】
これにより、中継装置は、当該中継装置の直下近傍に位置する無線通信端末が送信する無線信号を低利得で受信する。したがって、中継装置の近傍から送信される無線信号を所定のダイナミックレンジに収めることができる。また、中継装置は、当該中継装置の直下近傍に位置しない無線通信端末、つまり遠方に位置する無線通信端末が送信する無線信号を高利得で受信する。したがって、無線信号のレベルを所定のダイナミックレンジの範囲内に収めることができる。よって高品質の上り光信号を制御装置に送信することができる。また、中継装置にＡＧＣ回路を設ける必要がないため、無線通信システムの構成を簡易化することができる。したがって、当該システムを安価に構築することができる。
【００６８】
一例として、無線信号レベル制限手段は、鉛直方向から送信されてくる無線信号を吸収する送受信アンテナ部に設けられた電波吸収体である。
【００６９】
これにより、中継装置の直下近傍に位置する無線通信端末が送信する無線信号は、電波吸収体によって吸収されるため、受信アンテナ部は、当該無線信号を低利得で受信することとなる。これにより、無線基地局の近傍から送信される無線信号を所定の範囲に収めることができる。
【００７０】
他の例として、送受信アンテナ部は、双方向指向性を有するポールアンテナから構成されており、ポールアンテナは、鉛直方向の受信感度が所定の範囲内となるように設置されている。ポールアンテナは、建物内の天井に設置されていてもよく、建物内の床に設置されていてもよい。また、ポールアンテナは、建物内の壁に設置されていてもよい。
【００７１】
これにより、電波吸収体を設けることなく、鉛直方向に対する送受信アンテナ部の指向性を制限することができる。したがって、送受信アンテナ部が、アンテナと電波吸収体とから構成される場合に比べ、システムの構成をより簡略化することができる。
【００７２】
他の例として、送受信アンテナ部は、第２の光受信部によって変換された下り電気信号を無線通信端末に無線信号として送信する送信アンテナ部と、無線通信端末から送信される無線信号を受信して上り電気信号とする受信アンテナ部とからなり、無線信号レベル制限手段は、送信アンテナ部であって、鉛直方向から送信されてくる無線信号を遮断する位置に設けられる。好ましくは、送信アンテナ部は、受信アンテナ部が設けられた方向を除く方向に指向性を有するとよい。
【００７３】
これにより、電波吸収体を設けることなく、鉛直方向に対する受信アンテナ部の指向性を制限することができる。したがって、受信アンテナ部が、アンテナと電波吸収体とから構成される場合に比べ、システムの構成をより簡略化することができる。
【００７４】
無線信号レベル制限手段は、さらに、送受信アンテナ部が受信する信号のレベルを減衰させ、各無線通信端末が利用するそれぞれのチャンネルにおいて、当該チャンネルを利用する無線信号のレベルに対する当該チャンネル以外のチャンネルを利用する無線通信端末からの漏洩信号のレベルの比である信号対雑音比を所定値以下とするレベル減衰部を有するしていてもよい。
【００７５】
これにより、送信アンテナ部から受信アンテナ部に回り込む無線信号を低減することができる。したがって、無線基地局内の電気回路における発振や、上り信号および下り信号の干渉による信号劣化を防ぐことができる。
【００７６】
また、他の例として、各送受信アンテナ部は、直下に位置する無線通信端末からの無線信号を受信しないような単一指向性を有し、かつ受信可能範囲内に存在する無線通信端末から送信される無線信号を所定のレベル内で受信し、送受信アンテナ部の内、少なくとも１つの送受信アンテナ部は、単一指向性が向かう方向に位置し、かつ当該送受信アンテナ部に隣接する中継装置における送受信アンテナ部の直下に位置する無線通信端末からの無線信号を受信し、所定のレベルは、所定の範囲内となるレベルである。
【００７７】
これにより、送受信アンテナは、中継装置の直下近傍、つまり近距離から送信される信号レベルの大きい無線信号を受信することがない。したがって、第２の光送信部に入力される無線信号の信号レベルを、所定の範囲内に収めることができる。これにより、複数の中継装置を設置することによって広範囲の通信エリアをカバーすると共に、信号を高品質に光伝送することができる。また、中継装置は、ＡＧＣ機能を有する必要がないため、無線光伝送システムの構成を簡易化し、当該システムを安価に構築することができる。
【００７８】
好ましくは、送受信アンテナ部の内、単一指向性が示す方向の最短箇所に位置する中継装置以外の中継装置の送受信アンテナ部は、単一指向性が向かう方向に位置し、かつ当該送受信アンテナ部に隣接する中継装置における送受信アンテナ部の直下に位置する無線通信端末からの無線信号を受信するとよい。一例として、各送受信アンテナ部の単一指向性は、鉛直斜め下方向から隣接する中継装置における送受信アンテナ部の直下方向に向けた指向性である。
【００７９】
また、互いに隣接する中継装置の受信可能範囲同士は、一部重複しているとよい。
【００８０】
これにより、受信範囲が連続して形成されることとなるため、無線通信端末の配置場所についての自由度を向上させることができる。
【００８１】
好ましくは、送受信アンテナ部は、隣接した中継装置のうち、当該送受信アンテナ部を備える中継装置よりも、制御装置との間を接続する光伝送路の長さが長い中継装置に向かう単一指向性を有し、単一指向性は、受信可能範囲が重複する区域から送信される無線信号が送受信アンテナ部によって受信され、制御装置に伝送されるまでに要する遅延時間と、当該無線信号が隣接する中継装置における送受信アンテナ部によって受信され、制御装置に伝送されるまでに要する遅延時間との差が所定時間内となるように調整されるとよい。また、単一指向性は、当該単一指向性の広がり角度を変更することによって調整されてもよく、また、送受信アンテナ部の設置角度を変更することによって調整されてもよい。
【００８２】
これにより、受信範囲が重複する区域から無線信号が送信され、当該無線信号が複数の受信アンテナ部によって受信された場合においても、受信アンテナ部の単一指向性を調整することによって、受信範囲が重複する区域から送信される無線信号の遅延時間差を所定の時間内に収めることができる。これにより、マルチパス干渉による信号の劣化を防止することができる。
【００８３】
好ましくは、中継装置は、さらに、送受信アンテナ部によって受信された無線信号を増幅または減衰するレベル調整部を備え、レベル調整部は、受信可能範囲が重複する区域から送信されてくる無線信号のレベルが所定のレベルとなるように無線信号を増幅または減衰し、所定のレベルは、重複する区域から送信され、隣接した中継装置によって受信された無線信号のレベルとの差が所定範囲内となるようなレベルであるとよい。また、無線通信端末は、それぞれ異なる周波数の無線信号を用いて通信してもよい。
【００８４】
第２の局面は、無線通信区間に点在する複数の無線通信端末から送信される無線信号を受信して光信号に変換し、光伝送路を介して伝送する中継装置であって、建物内の天井、床、または壁に設置されており、無線通信端末から送信される無線信号を受信する送受信アンテナ部と、送受信アンテナ部によって受信された無線信号を光信号に変換し、光伝送路に送出する光送信部とを備え、送受信アンテナ部は、鉛直方向の受信感度が所定のレベル内となるような指向性を有し、所定のレベルは、受信した無線信号の受信強度が光送信部が許容する所定の範囲内となるレベルであることを特徴とする。
【００８５】
第３の局面は、無線通信区間に点在する複数の無線通信端末から送信される無線信号を受信する受信アンテナであって、建物内の天井、床、または壁に設置されており、鉛直方向の受信感度が所定のレベル内となるような指向性を有し、所定のレベルは、受信した無線信号の受信強度が光送信部が許容する所定の範囲内となるレベルであることを特徴とする。
【００８６】
第４の局面は、光伝送路を介して接続されている制御装置から送信される光信号を中継装置が電気信号に変換し、無線信号として無線通信端末に送信する無線通信システムであって、制御装置は、下り電気信号を下り光信号に変換し、光伝送路を介して中継装置に送信する第１の光送信部を含み、中継装置は、光伝送路を介して制御装置から送信されてくる下り光信号を下り電気信号に変換する第１の光受信部と、第１の光受信部によって変換された下り電気信号を無線信号として無線通信端末に送信するアンテナ部とを含み、光伝送路における伝送品質を評価し、当該伝送品質が所定の条件を満たしているか否かを判断する品質評価手段と、品質評価手段によって、伝送品質が所定の条件を満たしていないと判断された場合、無線信号の送信を停止する信号送信停止手段とを備える。
【００８７】
これにより、光伝送路における伝送品質が低下した場合、無線信号の送信を停止することができる。したがって、例えば、電波法等において規定されている公的な条件を満たさない無線信号が送信されることがない。よって、他の通信機器や電気機器に悪影響を及ぼさないようにすることができる。
【００８８】
例えば、品質評価手段および信号送信停止手段は、中継装置に設けられ、品質評価手段は、下り光信号の品質を評価し、当該下り光信号の品質が所定の条件を満たしているか否かを判断し、信号送信停止手段は、品質評価手段によって、下り光信号の品質が所定の条件を満たしていないと判断された場合、無線信号の送信を停止する。
【００８９】
これにより、中継装置は、制御装置から受信した下り光信号の品質が低下した場合、無線信号の送信を停止することができる。したがって、品質が劣化した無線信号が送信されることがない。
【００９０】
一例として、品質評価手段は、中継装置が受信する下り光信号のパワーを検出し、パワーが所定値以下であるか否かを判断する受光パワー検出部であり、信号送信停止手段は、受光パワー検出部によって、下り光信号のパワーが所定値以下であると判断された場合、無線信号の送信を停止する。
【００９１】
これによれば、中継装置は、制御装置から送信されてきた下り光信号のパワーが低下すると、無線信号の送信を停止する。例えば、光伝送路に異常が発生した場合、信号の伝送損失が増加する。信号の伝送損失が増加すると、下り光信号のパワーが低下する。したがって、中継装置は、下り光信号のパワーを検出することによって、信号の伝送損失を評価することができる。
【００９２】
また、品質評価手段および信号送信停止手段は、中継装置に設けられ、品質評価手段は、下り電気信号の品質を評価し、当該下り電気信号の品質が所定の条件を満たしているか否かを判断し、信号送信停止手段は、品質評価手段によって、下り電気信号の品質が所定の条件を満たしていないと判断された場合、無線信号の送信を停止してもよい。
【００９３】
これにより、中継装置は、下り電気信号の品質が低下した場合、無線信号の送信を停止することができる。したがって、品質が劣化した無線信号が送信されることがない。
【００９４】
他の例として、品質評価手段は、第１の光受信部によって変換された下り電気信号から、アンテナ部から送信すべき無線信号の周波数帯域成分のレベルを検出する無線信号レベル検出部と、第１の光受信部によって変換された下り電気信号から、アンテナ部から送信すべき無線信号の周波数帯域外成分のレベルを検出する不要輻射レベル検出部と、無線信号レベル検出部によって検出された周波数帯域成分のレベルに対する、不要輻射レベル検出部によって検出された周波数帯域外成分のレベルが一定レベル以上であるか否かを判断するレベル判定部とからなり、信号送信停止手段は、レベル判定部によって、周波数帯域成分のレベルに対する周波数帯域外成分のレベルが一定レベル以上であると判断された場合、無線信号の送信を停止する。
【００９５】
これにより、中継装置は、周波数帯域外成分のレベルが大きい無線信号の送信を停止することができる。無線信号に含まれる周波数帯域外成分のレベルが大きい場合、当該周波数帯域外成分と同一の周波数帯域を利用して通信する通信機器に悪影響を及ぼす恐れがある。また、特定の周波数のレベルを検出すればよいため、無線通信システムの構成を簡易化することができる。
【００９６】
他の例として、制御装置は、さらに、異なる周波数の２つの試験信号を生成する試験信号生成部を含み、第１の光送信部は、試験信号生成部によって生成された試験信号を重畳した下り電気信号を下り光信号に変換し、品質評価手段は、第１の光受信部によって変換された下り電気信号に重畳されている試験信号の周波数帯域成分のレベルを検出する試験信号レベル検出部と、第１の光受信部によって変換された下り電気信号に重畳されている試験信号の相互変調ひずみのレベルを検出するひずみレベル検出部と、試験信号レベル検出部によって検出された周波数帯域成分のレベルに対する、ひずみレベル検出部によって検出された相互変調ひずみのレベルが一定レベル以上であるか否かを判断するレベル判定部とからなり、信号送信停止手段は、レベル判定部によって、試験信号の周波数帯域成分のレベルに対する相互変調ひずみのレベルが一定レベル以上であると判断された場合、無線信号の送信を停止する。
【００９７】
これにより、中継装置は、相互変調ひずみが増大し、品質が劣化した無線信号の送出を停止することができる。また、特定の周波数のレベルを検出すればよいため、無線通信システムの構成を簡易化することができる。
【００９８】
他の例として、制御装置は、さらに、試験信号を生成する試験信号生成部を含み、第１の光送信部は、試験信号生成部によって生成された試験信号を重畳した下り電気信号を下り光信号に変換し、品質評価手段は、第１の光受信部によって変換された下り電気信号に重畳されている試験信号の周波数帯域成分のレベルを検出する試験信号レベル検出部と、第１の光受信部によって変換された下り電気信号に重畳されている試験信号の高調波ひずみのレベルを検出するひずみレベル検出部と、試験信号レベル検出部によって検出された周波数帯域成分のレベルに対する、ひずみレベル検出部によって検出された高調波ひずみのレベルが一定レベル以上であるか否かを判断するレベル判定部とを有し、信号送信停止手段は、レベル判定部によって、試験信号の周波数帯域成分のレベルに対する高調波ひずみのレベルが一定レベル以上であると判断された場合、無線信号の送信を停止する。
【００９９】
これにより、中継装置は、高調波ひずみが増大し、品質が劣化した無線信号の送出を停止することができる。また、特定の周波数のレベルを検出すればよいため、無線通信システムの構成を簡易化することができる。
【０１００】
また、アンテナ部は、無線通信端末から送信されてきた無線信号を受信して上り電気信号とし、中継装置は、さらに、アンテナ部によって受信された上り電気信号を上り光信号に変換し、光伝送路を介して制御装置に送信する第２の光送信部を含み、制御装置は、さらに、光伝送路を介して中継装置から送信されてくる上り光信号を上り電気信号に変換する第２の光受信部を含み、品質評価手段および信号送信停止手段は、中継装置に設けられ、品質評価手段は、上り光信号の品質を評価し、当該上り光信号の品質が所定の条件を満たしているか否かを判断し、信号送信停止手段は、品質評価手段によって、上り光信号の品質が所定の条件を満たしていないと判断された場合、無線信号の送信を停止してもよい。
【０１０１】
これにより、中継装置は、上り光信号の品質が低下した場合、無線信号の送信を停止することができる。したがって、品質が劣化した無線信号が送信されることがない。
【０１０２】
一例として、品質評価手段は、第２の光送信部によって変換された上り光信号と、当該光伝送路から反射される反射光とを分岐する光カプラ部と、光カプラ部によって分岐された反射光のパワーを検出し、当該反射光のパワーが一定値以上であるか否かを判断する光パワー検出部とからなり、信号送信停止手段は、光パワー検出部によって、反射光のパワーが一定値以上であると判断された場合、無線信号の送信を停止する。
【０１０３】
これにより、例えば、制御装置と中継装置とを接続する光伝送路に異常が発生することによって光反射が増大した場合に、中継装置は、無線信号の送信を停止することができる。これにより、異常が発生した光伝送路を介して制御装置から送信されてきた、品質が劣化した信号が無線信号に変換して送出されることがない。また、光伝送路からの反射光を検出すればよいため、無線通信システムの構成を簡易化することができる。
【０１０４】
また、品質評価手段および信号送信停止手段は、制御装置に設けられ、品質評価手段は、下り光信号の品質を評価し、当該下り光信号の品質が所定の条件を満たしているか否かを判断し、信号送信停止手段は、品質評価手段によって、下り光信号の品質が所定の条件を満たしていないと判断された場合、当該下り光信号の送信を停止することによって、中継装置からの無線信号の送信を停止させてもよい。
【０１０５】
これによれば、制御装置は、下り光信号の品質が低下した場合、下り光信号の送信を停止する。これにより、制御装置から下り光信号の送信が停止されるため、中継装置からの品質が低下した無線信号の送信を停止することができる。
【０１０６】
一例として、品質評価手段は、第１の光送信部によって変換された下り光信号と、当該光伝送路から反射される反射光とを分岐する光カプラ部と、光カプラ部によって分岐された反射光のパワーを検出し、当該反射光のパワーが一定値以上であるか否かを判断する光パワー検出部とからなり、信号送信停止手段は、光パワー検出部によって、反射光のパワーが一定値以上であると判断された場合、下り光信号の送信を停止する。
【０１０７】
これにより、例えば、制御装置と中継装置とを接続する光伝送路に異常が発生することによって光反射が増大した場合に、制御装置は、下り光信号の送信を停止することによって、無線信号の送信を停止することができる。したがって、品質が劣化した無線信号が中継装置から送信されることがない。また、光伝送路からの反射光を検出すればよいため、無線通信システムの構成を簡易化することができる。
【０１０８】
また、アンテナ部は、無線通信端末から送信されてきた無線信号を受信して上り電気信号とし、中継装置は、さらに、アンテナ部によって受信された上り電気信号を上り光信号に変換し、光伝送路を介して制御装置に送信する第２の光送信部を含み、制御装置は、さらに、光伝送路を介して中継装置から送信されてくる上り光信号を上り電気信号に変換する第２の光受信部を含み、品質評価手段および信号送信停止手段は、制御装置に設けられ、品質評価手段は、上り光信号の品質を評価し、信号送信停止手段は、品質評価手段によって、上り光信号の品質が所定の条件を満たさないと判断された場合、下り光信号の送信を停止することによって、中継装置からの無線信号の送信を停止させてもよい。
【０１０９】
これによれば、例えば、光伝送路に異常が発生し、上り光信号の品質が劣化した際に、制御装置は、下り光信号の送信を停止する。これにより、異常が発生した光伝送路を伝送することで品質が劣化した下り光信号が、中継装置から無線信号として送信されることを防止することができる。
【０１１０】
一例として、品質評価手段は、制御装置が受信する上り光信号のパワーを検出し、当該上り光信号のパワーが所定値以下であるか否かを判断する制御装置に設けられた受光パワー検出部であり、信号送信停止手段は、受光パワー検出部によって、上り光信号のパワーが所定値以下であると判断された場合、下り光信号の送信を停止する。
【０１１１】
これにより、制御装置において受光パワーが低下した場合に、下り光信号の送信を停止することができる。また、制御装置は、受光パワーを検出する機能を有していればよいため、無線通信システムの構成を簡易化することができる。
【０１１２】
また、アンテナ部は、無線通信端末から送信されてきた無線信号を受信して上り電気信号とし、中継装置は、さらに、アンテナ部によって受信された上り電気信号を上り光信号に変換し、光伝送路を介して制御装置に送信する第２の光送信部を含み、制御装置は、さらに、光伝送路を介して中継装置から送信されてくる上り光信号を上り電気信号に変換する第２の光受信部を含み、品質評価手段および信号送信停止手段は、制御装置に設けられ、品質評価手段は、上り電気信号の品質を評価し、信号送信停止手段は、品質評価手段によって、上り電気信号の品質が所定の条件を満たさないと判断された場合、下り光信号の送信を停止することによって、中継装置からの無線信号の送信を停止させてもよい。
【０１１３】
これにより、信号の品質が低下し、制御装置が信号を正常に復調することができない場合、下り光信号の送信を停止することによって、中継装置から品質が低下した無線信号を送信することを防止することができる。
【０１１４】
一例として、品質評価手段は、第２の光受信部によって変換された上り電気信号から、無線通信端末から受信すべき無線信号の周波数帯域成分のレベルを検出する信号レベル検出部と、第２の光受信部によって変換された上り電気信号から、無線通信端末から受信すべき無線信号の周波数帯域外成分のレベルを検出する不要輻射レベル検出部と、信号レベル検出部によって検出された周波数帯域成分のレベルに対する、不要輻射レベル検出部によって検出された周波数帯域外成分のレベルが一定レベル以上であるか否かを判断するレベル判定部とからなり、信号送信停止手段は、レベル判定部によって、周波数帯域成分のレベルに対する周波数帯域外成分のレベルが一定レベル以上であると判断された場合、下り光信号の送信を停止する。
【０１１５】
これにより、制御装置は、規定レベル以上の帯域外周波数成分を含む無線信号の送信を停止することができる。
【０１１６】
他の例として、中継装置は、さらに、異なる周波数の２つの試験信号を生成する試験信号生成部を含み、第２の光送信部は、試験信号生成部によって生成された試験信号を重畳した上り電気信号を上り光信号に変換し、品質評価手段は、第２の光受信部によって変換された上り電気信号に重畳されている試験信号の周波数帯域成分のレベルを検出する試験信号レベル検出部と、第２の光受信部によって変換された上り電気信号に重畳されている試験信号の相互変調ひずみのレベルを検出するひずみレベル検出部と、試験信号レベル検出部によって検出された周波数帯域のレベルに対する、ひずみレベル検出部によって検出された相互変調ひずみのレベルが一定レベル以上であるか否かを判断するレベル判定部とからなり、信号送信停止手段は、レベル判定部によって、試験信号の周波数帯域成分のレベルに対する相互変調ひずみのレベルが一定レベル以上であると判断された場合、下り光信号の送信を停止する。
【０１１７】
これにより、制御装置は、相互変調ひずみが増大し、品質が劣化した無線信号の送出を停止することができる。また、特定の周波数のレベルを検出すればよいため、無線通信システムの構成を簡易化することができる。
【０１１８】
他の例として、中継装置は、さらに、試験信号を生成する試験信号生成部を含み、第２の光送信部は、試験信号生成部によって生成された試験信号を重畳した上り電気信号を上り光信号に変換し、品質評価手段は、第２の光受信部によって変換された上り電気信号に重畳されている試験信号の周波数帯域成分のレベルを検出する試験信号レベル検出部と、第２の光受信部によって変換された上り電気信号に重畳されている試験信号の高調波ひずみのレベルを検出するひずみレベル検出部と、試験信号レベル検出部によって検出された周波数帯域成分のレベルに対する、ひずみレベル検出部によって検出された高調波ひずみのレベルが一定レベル以上であるか否かを判断するレベル判定部とを有し、信号送信停止手段は、レベル判定部によって、試験信号の周波数帯域成分のレベルに対する高調波ひずみのレベルが一定レベル以上であると判断された場合、下り光信号の送信を停止する。
【０１１９】
これにより、制御装置は、高調波ひずみが増大し、品質が劣化した無線信号の送出を停止することができる。また、特定の周波数のレベルを検出すればよいため、無線通信システムの構成を簡易化することができる。
【０１２０】
また、無線信号は、無線ＬＡＮで用いられる信号であってもよく、また、放送波の信号であってもよい。
【０１２１】
好ましくは、光伝送路を接続するための光コネクタは、すべて斜め研磨コネクタであるとよい。これにより、他の光コネクタを用いる場合に比べ、光コネクタが緩んだ状態となった場合においても、発光素子への光反射や多重反射を防止することができる。したがって、光信号の品質の劣化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１２２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【０１２３】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。
【０１２４】
図１において、無線通信システムは、制御装置１０と、中継装置２０−１〜２０−ｎ（ｎ：１以上の自然数）と、無線通信端末３０−１〜３０−ｍとを備える。制御装置１０と、中継装置２０−１〜２０−ｎとは、それぞれ光伝送路４０−１〜４０−ｎを介して接続されている。また、中継装置２０−１〜２０−ｎと、無線通信端末３０−１〜３０−ｍとは、それぞれ無線を介して接続されている。光伝送路は、例えば、光ファイバである。
【０１２５】
制御装置１０と外部のネットワーク（図示せず）とは、イーサネット（登録商標）ケーブル６０を介して接続される。なお、制御装置１０と外部ネットワークとは、イーサネット（登録商標）ケーブル６０以外のケーブル（例えば、電話線、同軸ケーブル、光ファイバ）を介して接続されてもよい。
【０１２６】
以下、特に区別する必要がない場合、中継装置２０−１〜２０−ｎ（ｎ：１以上の自然数）、無線通信端末３０−１〜３０−ｍ（ｍ：１以上の自然数）、光伝送路４０−１〜４０−ｎを、中継装置２０、無線通信端末３０、光伝送路４０と総称する。
【０１２７】
中継装置２０は、無線通信端末３０が送信する無線信号を上り光信号に変換し、光伝送路４０を介して制御装置１０に送信する。制御装置１０は、光伝送路４０を介して中継装置２０から送信されてくる上り光信号を上り電気信号に変換し、復調した後、イーサネット（登録商標）ケーブル６０を介して外部ネットワークに送信する。
【０１２８】
一方、制御装置１０は、無線通信端末３０−１〜３０−ｍに送信すべき信号を下り光信号に変換し、光伝送路４０−１〜４０−ｎを介して中継装置２０−１〜２０−ｎに送信する。中継装置２０−１〜２０−ｎは、受信した下り光信号を無線信号に変換し、無線通信端末３０−１〜３０−ｍに送信する。
【０１２９】
図２は、図１に示す制御装置１０の詳細な構成を示すブロック図である。図２において、制御装置１０は、送信信号処理部１０１と、光送信部１０２と、光分配部１０３と、光受信部１０４―１〜１０４―ｎと、受信信号処理部１０５とを含む。
【０１３０】
送信信号処理部１０１は、イーサネット（登録商標）ケーブル６０を介して外部ネットワークから送信されてきた信号を変調し、光送信部１０２に出力する。
【０１３１】
光送信部１０２は、送信信号処理部１０１によって変調された信号を下り光信号に変換し、光分配部１０３に出力する。
【０１３２】
光分配部１０３は、光送信部１０２によって変換された光信号を、ｎ個の下り光信号に分岐し、光伝送路４０−１〜４０−ｎに送出する。
【０１３３】
光受信部１０４―１〜１０４―ｎは、光伝送路４０−１〜４０−ｎを介して各中継装置２０−１〜２０−ｎから送信されてきた上り光信号を受信すると、受信した上り光信号を電気信号に変換する。
【０１３４】
受信信号処理部１０５は、光受信部１０４―１〜１０４―ｎによって変換された電気信号を復調する。そして、受信信号処理部１０５は、復調した信号をイーサネット（登録商標）ケーブル６０を介して外部ネットワークに送信する。なお、受信信号処理部１０５は、信号の復調以外の信号処理を行ってもよい。当該信号処理は、例えば、単純な加算、ダイバシティ受信、ＲＡＫＥ受信、振幅調整、信号選択等である。
【０１３５】
図３は、図１に示す中継装置２０の詳細な構成を示すブロック図である。図３において、中継装置２０は、光受信部２０１と、無線送信部２０２と、分離部２０３と、送受信アンテナ部２０４と、無線受信部２０５と、光送信部２０６と、レベル制御部２０７とを含む。
【０１３６】
光受信部２０１は、光伝送路４０を介して制御装置１０から送信されてくる下り光信号を受信すると、受信した下り光信号を下り電気信号に変換し、レベル制御部２０７に出力する。
【０１３７】
レベル制御部２０７は、例えば、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）アンプであって、光受信部２０１によって変換された下り電気信号のレベルを制御して無線送信部２０２に出力する。レベル制御部２０７は、中継装置２０が無線通信端末３０から受信する無線信号のレベルが所定ダイナミックレンジの範囲内に収まるように、下り電気信号のレベルを調整するが、詳細については後述する。
【０１３８】
無線送信部２０２は、レベル制御部２０７から出力される下り電気信号に増幅等の処理を行い、分離部２０３に出力する。
【０１３９】
分離部２０３は、無線送信部２０２から出力される下り電気信号を送受信アンテナ部２０４に出力する。また、分離部２０３は、送受信アンテナ部２０４が受信した電気信号を無線受信部２０５に出力する。
【０１４０】
無線受信部２０５は、分離部２０３から出力される上り電気信号に増幅等の処理を行い、光送信部２０６に出力する。
【０１４１】
光送信部２０６は、無線受信部２０５から出力される上り電気信号を上り光信号に変換し、光伝送路４０に送出する。
【０１４２】
送受信アンテナ部２０４は、分離部２０３から出力される下り電気信号を無線信号として空中に送出する。また、送受信アンテナ部２０４は、無線通信端末３０から送信されてきた無線信号を受信する。
【０１４３】
ここで、下り電気信号のレベルをどの程度調整すべきかについて説明する。図４Ａは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格に準拠した無線ＬＡＮで用いられ、中継装置が受信する無線信号のスペクトラムを示す図である。図４Ａに示す無線信号は、信号成分１００１と、信号漏洩成分１００２と、信号漏洩成分１００３とを有する。信号成分１００１は、中継装置が受信すべき信号成分（無線通信端末が送信すべき信号成分）であって、帯域幅は約２０ＭＨｚである。ここで、無線通信端末が中継装置に送信すべき信号成分を増幅する際、増幅器の非線形性によって、送信すべき信号成分以外に、送信すべき信号成分の帯域外周波数成分が出力されてしまう。
【０１４４】
信号漏洩成分１００２は、信号成分１００１の帯域外周波数成分であって、信号成分１００１に最も近いチャンネル（以下、隣接チャンネルと呼ぶ）に漏洩する成分である。信号漏洩成分１００３は、信号成分１００１の帯域外周波数成分であって、信号成分１００１に２番目に近いチャンネル（以下、次隣接チャンネルと呼ぶ）に漏洩する成分である。説明の簡単のために、それぞれの信号スペクトラムは、一定レベルであるものとして説明する。
【０１４５】
無線通信システムにおいて、無線信号の変調方式が６４ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）である場合、信号対妨害比（以下、Ｄ／Ｕ（Ｄｅｓｉｒｅｄ／Ｕｎｄｅｓｉｒｅｄ）比と呼ぶ）が、約２２ｄＢ以上であれば、正常に通信することができる。また、ＩＥＥＥ８０２．１１ａでは、他チャンネルからの干渉がある場合、中継装置が受信する信号のダイナミックレンジは、最大約３２ｄＢとなるべきであると規定されている。
【０１４６】
また、漏洩比１００４は、信号漏洩成分１００２と信号成分１００１とのレベル差で表される。漏洩比１００５は、信号漏洩成分１００３と信号成分１００１とのレベル差である。
【０１４７】
ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ７１において、漏洩比１００４は、約−２５ｄＢ以下、次隣接チャンネル漏洩比１００５は約−４０ｄＢ以下となるべきであると規定されている。
【０１４８】
Ｄ／Ｕ比を２２ｄＢとし、かつ、隣接するチャンネルへの漏洩比を−２５ｄＢ以下とするためには、無線通信端末から受信する無線信号のダイナミックレンジを３ｄＢ以下としなければならない。しかしながら、受信する無線信号のダイナミックレンジを３ｄＢ以下に抑えることは困難であり、現実的でないため、隣接する２チャンネルの信号を同時に使用することはできない。
【０１４９】
次に、２チャンネル離れた２つの信号を利用する場合について考える。図４Ｂは、２チャンネル離れた２つのチャンネルを利用する第１および第２の無線通信端末から送信される無線ＬＡＮ信号のスペクトラムを示す図である。
【０１５０】
実線は、信号ａのスペクトラムを示し、点線は、信号ｃのスペクトラムを示す。第１の無線通信端末が送信する信号ａと、第２の無線通信端末が送信する信号ｃとは、互いに２つ離れたチャンネルの信号である。以下、信号ａが、信号ｃから漏洩する信号の成分に妨害を受ける場合について説明する。
【０１５１】
信号ａは、信号成分１００１ａと、信号漏洩成分１００２ａと、信号漏洩成分１００３ａとを有する。信号成分１００１ａは、中継装置が受信すべき信号ａの成分である。信号漏洩成分１００２ａは、信号成分１００１ａの帯域外周波数成分であって、信号成分１００１ａの隣接チャンネルに漏洩する成分である。信号漏洩成分１００３ａは、信号成分１００１ａの帯域外周波数成分であって、信号成分１００１ａの次隣接チャンネルに漏洩する成分である。
【０１５２】
信号ｃは、信号成分１００１ｃと、信号漏洩成分１００２ｃと、信号漏洩成分１００３ｃとを有する。信号成分１００１ｃは、中継装置が受信すべき信号ｃの信号成分である。信号漏洩成分１００２ｃは、信号成分１００１ｃの隣接チャンネルに漏洩する信号の成分である。信号漏洩成分１００３ｃは、信号成分１００１ｃの次隣接チャンネルに漏洩する信号の成分である。Ｄ／Ｕ比１００６は、信号ａに対する次隣接チャンネルからの漏洩比であって、信号成分１００１ａのレベルと信号漏洩成分１００３ｃのレベルとの差である。
【０１５３】
レベル差１００７は、信号成分１００１ａのレベルと信号漏洩成分１００３ｃのレベルとの差である。変調方式として６４ＱＡＭを利用する場合、Ｄ／Ｕ比１００６を２２ｄＢ確保するためには、次隣接チャンネル漏洩比が−４０ｄＢであることから、レベル差１００７を１８ｄＢとすればよいことが分かる。つまり、中継装置が受信する無線信号のダイナミックレンジを１８ｄＢ以下とすれば、信号ａおよび信号ｃのレベル差を１８ｄＢ以下とすることができる。
【０１５４】
よって、中継装置２０において、レベル制御部２０７は、中継装置２０が受信する無線信号のダイナミックレンジが１８ｄＢ以下となるように、中継装置２０から無線通信端末３０に送出する無線信号のパワーを調整すればよい。このように、中継装置が受信する無線信号のレベルを、各無線通信端末が利用するそれぞれのチャンネルにおいて、他のチャンネルへの漏洩比と、Ｄ／Ｕ比との差よりも小さい範囲に収めることで、中継装置は、正常に通信することができる。
【０１５５】
図５は、中継装置２０における受信信号の強度と、中継装置２０および無線通信端末３０間の距離との関係を表すグラフである。図５に示すグラフにおいて、縦軸は、中継装置２０が受信する無線信号の強度を表し、横軸は、中継装置２０および無線通信端末３０の間の距離を表す。
【０１５６】
図５に示すように、中継装置２０が受信する無線信号の強度は、無線通信端末との距離に依存する。例えば、中継装置において、受信した無線信号が他チャンネルの妨害を受けた場合、中継装置２０は、無線通信端末３０に送出する無線信号のパワーを小さくする。これにより、中継装置２０と通信可能な無線通信端末３０の存在可能範囲が狭くなる。つまり、中継装置と無線通信端末との距離のばらつきが小さくなる。これにより、狭められた無線通信区間に存在する無線通信端末から送信され、中継装置２０が受信する無線信号のばらつきを小さくすることができるため、受信する無線信号を所定ダイナミックレンジの範囲内（図５に示す縦線模様の部分）に収めることができる。
【０１５７】
以上のように、本実施形態において、中継装置は、無線通信端末に送信する無線信号のパワーを調整する。これにより、通信可能な無線通信端末の存在可能範囲を調整することができる。したがって、無線通信端末から送信され、中継装置が受信する無線信号のレベルを所定ダイナミックレンジの範囲内に収めることができる。よって、他チャンネルの信号に妨害されることなく、複数のチャンネルからなる無線ＬＡＮ信号を同一のエリアで用いて通信することができる。
【０１５８】
なお、制御装置から送出されるｎ個の下り光信号、および中継装置から送出されるｎ個の上り光信号は、図１における光伝送路４０−１〜４０−ｎにそれぞれ対応している。上り光信号と下り光信号とを異なる伝送路で伝送する場合、光伝送路４０−１〜ｎは、２芯の光ファイバから構成される。また、一芯双方向伝送の場合、光伝送路４０−１〜ｎは、それぞれ１芯の光ファイバから構成される。
【０１５９】
また、本実施形態において、変調方式が６４ＱＡＭである場合について説明した。ここで、他の変調方式を利用する場合、必要なＤ／Ｕ比が小さくなる。したがって、隣接するチャンネルを同時に使用した場合においても、ダイナミックレンジを抑制することによって通信が可能となる。この場合においても、どの程度ダイナミックレンジを抑制すればよいかは、本実施形態と同様に考えればよい。
【０１６０】
なお、本実施形態において、中継装置が受信する無線信号のレベルが大きく、上り光信号に変換した際にひずみが発生する場合、中継装置は、受信した無線信号のレベルを減衰する減衰器を設けていてもよい。これにより、無線信号を高品質に光伝送することができる。
【０１６１】
次に、第１の実施形態の変形例について説明する。図６は、本変形例に係る無線通信システムが備える制御装置１０ａの構成を示すブロック図である。図６に示す制御装置１０ａは、図２に示す制御装置１０と比較すると、パイロット信号生成部１０６をさらに含む点で相違する。それ以外の構成は第１の実施形態と同様であるため、図２と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１６２】
パイロット信号生成部１０６は、パイロット信号を生成し、光送信部１０２に出力する。パイロット信号は、中継装置から送出される無線信号のレベルを制御するための信号であって、送信される無線信号よりも低い周波数の信号である。パイロット信号のレベルは、中継装置から送信すべき無線信号のレベルに比例する。中継装置２０において受信した無線信号が他チャンネルの信号の妨害を受けた場合、パイロット信号生成部１０６は、生成するパイロット信号のレベルを大きくする。
【０１６３】
光送信部１０２は、パイロット信号生成部１０６によって生成されたパイロット信号を、送信信号処理部１０１から出力される下り電気信号に重畳させ、下り光信号に変換する。
【０１６４】
図７は、本変形例に係る無線通信システムが備える中継装置２０ａの構成を示すブロック図である。図７に示す中継装置２０ａは、光受信部２０１ａと、無線送信部２０２と、分離部２０３と、送受信アンテナ部２０４と、無線受信部２０５と、光送信部２０６と、パイロット信号検出部２０８と、レベル制御部２０９とを含む。図３と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１６５】
光受信部２０１ａは、光伝送路４０を介して制御装置１０から送信されてきた下り光信号を下り電気信号に変換し、パイロット信号検出部２０８に出力する。
【０１６６】
パイロット信号検出部２０８は、下り電気信号に重畳されているパイロット信号のレベルを検出し、検出したレベルと共に下り電気信号をレベル制御部２０９に出力する。
【０１６７】
レベル制御部２０９は、下り電気信号のレベルを調整し、無線送信部２０２に出力する。レベル制御部２０９は、パイロット信号検出部２０８によって検出されたパイロット信号のレベルを基準にして、パイロット信号のレベルが常に一定になるように、下り電気信号のレベルを調整する。つまり、レベル制御部２０９は、パイロット信号のレベルが相対的に小さくなれば、下り電気信号を増幅し、逆に、パイロット信号のレベルが相対的に大きくなれば、下り電気信号を減衰する。
【０１６８】
一般的に、周波数変調された無線信号のレベルを正確に検出することは難しい。特に、変調方式として、振幅変調やバースト変調、スペクトラム拡散信号変調を利用している場合、無線信号のレベルを正確に検出することが困難となる。しかしながら、上述の方法によれば、中継装置２０がパイロット信号の振幅を検出すればよいため、容易に無線信号のレベルを推定することができる。
【０１６９】
以上のように、本変形例において、制御装置は、中継装置から送信されてきた上り光信号を正確に復調することができない場合、生成するパイロット信号のレベルを大きくする。中継装置は、制御装置から受信するパイロット信号のレベルを一定レベルに保つように下り電気信号のレベルを低減する。これにより、中継装置の通信可能範囲を狭くし、無線通信端末から受信する無線信号のレベルを所定の範囲内に収めることができる。したがって、他チャンネルの信号に妨害されることなく、複数のチャンネルからなる無線ＬＡＮ信号を同一のエリアで用いて通信することができる。
【０１７０】
（第２の実施形態）
図８は、本発明の第２の実施形態に係る無線通信システムが備える制御装置１０ｂの構成を示すブロック図である。
【０１７１】
図８に示す制御装置１０ｂは、図２に示す制御装置１０と比較すると、光分配部１０３の代わりに送信信号分配部１０７が設けられている点で相違する。それ以外の構成は、第１の実施形態と同様であるため、図２と同じ構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。なお、本実施形態において、中継装置２０は、図３に示す構成のうち、レベル制御部２０７が省略された構成となる。
【０１７２】
制御装置１０ｂにおいて、送信信号処理部１０１は、外部ネットワークから受信した信号を変調し、送信信号分配部１０７に出力する。
【０１７３】
送信信号分配部１０７は、送信信号処理部１０１によって変調された信号をｎ個に分岐する。そして、送信信号分配部１０７は、分配したｎ個の信号をそれぞれ光送信部１０２−１〜１０２−ｎに出力する。
【０１７４】
光送信部１０２−１〜１０２−ｎは、送信信号分配部１０７によって分岐された信号を下り光信号に変換して、光伝送路４０−１〜４０−ｎに送出する。このように、ｎ個の下り光信号が各局に光伝送される。
【０１７５】
以上の構成により、送信信号分配部１０７が、分岐した電気信号を光送信部１０２−１〜１０２−ｎに出力することによって、一つの光送信部が出力する光パワーを小さくすることができる。これにより、下り光信号のレベルが小さくなるため、中継装置が送信する無線信号のレベルを低減することができる。
【０１７６】
以上のように、本実施形態によれば、制御装置は、中継装置に送信する光信号のレベルを低減する。これにより、中継装置から無線通信端末に送信される無線信号のパワーが低減されることとなる。これにより、通信可能な無線通信端末の存在可能範囲が狭くなるため、無線通信端末から送信され、中継装置２０が受信する無線信号のダイナミックレンジは小さくなる。したがって、他チャンネルの信号に妨害されることなく、複数のチャンネルからなる無線ＬＡＮ信号を同一のエリアで用いて通信することができる。
【０１７７】
また、分岐された下り電気信号が光送信部によって下り光信号に変換されるため、１つの光送信部に入力される電気信号のレベルが小さくなる。レベルの大きい電気信号を光信号に変換する場合、ひずみが発生しやすくなるため、本実施形態において、レベルが小さい電気信号を変換する光送信部が有する光源（発光素子）の信頼性が向上する。また、レベルが小さい電気信号を扱うため、廉価な光源を採用することができる。さらに、１つの光源から出力される光信号を分配する場合、その光源が故障するとシステム全体の機能が失われてしまう。しかしながら、本実施形態によれば、１つの光源が故障した場合においても、機能が停止してしまうのは、その光源を有する光送信部だけである。したがって、機能が停止した光送信部に対応する中継装置だけの機能停止で済むため、システム全体への影響を小さくすることができる。
【０１７８】
なお、本実施形態において、各中継装置から伝送されるｎ個の上り光信号は、それぞれ光受信部１０４−１〜１０４−ｎによって受信される。ここで、ｎ個の上り光信号をまとめて一つの光信号として受信することも可能である。
【０１７９】
図９は、上り光信号をまとめて受信する制御装置１０ｃの構成を示すブロック図である。図９に示す制御装置１０ｃは、図２に示す制御装置１０と比較すると、光合波部１０８をさらに含み、制御装置１０ｃに設けられている光受信部が１つであるという点で相違する。それ以外の構成は、図２と同様であるため、図２と同じ構成要素については同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１８０】
光合波部１０８は、光伝送路４０−１〜４０−ｎを介して送信されてくるｎ個の上り光信号を１つの光信号に合波し、光受信部１０４に出力する。
【０１８１】
光受信部１０４は、光合波部１０８によって合波された上り光信号を電気信号に変換し、受信信号処理部１０５に出力する。
【０１８２】
以上の構成により、制御装置は、複数の上り光信号をまとめて１つの光信号として受信することができる。したがって、制御装置に設ける光受信部が１つで済むため、システムの構成が簡易となる。よって、システムを安価に構築することができる。なお、複数の上り光信号の波長が互いに近い場合、ビートを発生する。周波数が接近した複数の上り光信号を１つの光受信部で受信すると、周波数のうねり（ビート）が発生する場合がある。その場合、ビートの発生を防止するなんらかの機能を制御装置に設けるとよい。
【０１８３】
次に、本実施形態の第１の変形例について説明する。本変形例において、制御装置は、送信する光信号の光変調度を調整する。光変調度とは、光信号で変調した搬送波の振幅変化の度合いをいう。
【０１８４】
図１０は、発光素子に入力される入力信号と、光の出力パワーとの関係（レーザＩＬ特性）を示す図である。図１０において、横軸は、発光素子に入力される入力信号の電流値を表し、縦軸は、発光素子から出力される光信号のパワーを表す。
【０１８５】
ここで、光変調度ｍは、
ｍ＝ΔＩ／（Ｉｂ−Ｉｔｈ）・・・（１）
で表される。式（１）において、ΔＩは入力信号の電流値、Ｉｂはバイアス電流値を表す。また、Ｉｔｈは、発光素子（図示せず）のレーザ閾値（出力の最低の励起準位）である。
【０１８６】
バイアス電流は、光送信部が有する発光素子を駆動するための直流電流である。また、バイアス電流は、交流信号である送信信号の変化の中心点を与える。
【０１８７】
制御装置から送信する光信号の光変調度を調整することによって、中継装置から送信される無線信号のレベルを間接的に調整することができる。
【０１８８】
図１１は、本変形例に係る無線通信システムが備える制御装置１０ｄの構成を示すブロック図である。図１１において、制御装置１０ｄは、送信信号処理部１０１ｄと、光送信部１０２ｄと、光分配部１０３と、光受信部１０４−１〜１０４−ｎと、受信信号処理部１０５ｄと、監視部１０９と、レベル制御部１１０とを含む。
【０１８９】
受信信号処理部１０５ｄは、光受信部１０４―１〜１０４―ｎによって変換された上り電気信号を監視部１０９に出力する。
【０１９０】
監視部１０９は、受信信号処理部１０５ｄから出力される上り電気信号の品質を評価し、上り電気信号が他チャンネルによる妨害を受けているかか否かを判断する。上り電気信号に他チャンネルの信号が漏洩し、上り電気信号の品質が劣化している場合、監視部１０９ｅは、光送信部１０２ｄに出力する入力信号のレベルを低減するよう、レベル制御部１１０に指示する。
【０１９１】
送信信号処理部１０１ｄは、変調した送信信号をレベル制御部１１０に出力する。
【０１９２】
レベル制御部１１０は、光送信部１０２の前段に設けられている可変減衰器（図示せず）または可変増幅器（図示せず）を制御する。これにより、送信信号のレベルが調整される。レベル制御部１１０は、レベルを調整した信号を光送信部１０２ｄに出力する。
【０１９３】
光送信部１０２ｄは、送信信号を下り光信号に変換して、光伝送路４０に出力する。このとき、送信信号のレベルが低減されている場合、光変調度が低減される。したがって、光送信部１０２ｄが出力する下り光信号のパワーが低減される。
【０１９４】
中継装置において、光受信部２０１が受光素子に流れる平均受光電流を検出し、その値から無線信号のレベルを検出している場合、下り光信号の光変調度が変化していても、受光素子に流れる平均受光電流は変化しない。したがって、中継装置２０における動作は、前述の第１の実施形態と同様である。なお、この場合、中継装置２０には、図３に示すレベル制御部２０７を設けていなくてもよい。
【０１９５】
このように、制御装置１０が、中継装置２０に送信する光信号の光変調度を大きくすると、中継装置から送信される無線信号のパワーが大きくなる。一方、制御装置が中継装置２０に送信する光信号の光変調度を小さくすると、中継装置から送出する無線信号のパワーが小さくなる。つまり、中継装置から送出する無線信号のパワーを制御装置が制御することができる。したがって、中継装置が受信する無線信号のダイナミックレンジを制御することができる。
【０１９６】
以上のように、本変形例によれば、制御装置は、中継装置から送信されてくる信号の品質を評価し、上りの信号の品質が所定の条件を満たさなくなると、中継装置に送信する光信号のレベルを低減する。これにより、中継装置から無線通信端末に送信される無線信号のパワーが低減されることとなる。これにより、通信可能な無線通信端末の存在可能範囲が狭くなるため、無線通信端末から送信され、中継装置２０が受信する無線信号のダイナミックレンジは小さくなる。したがって、他チャンネルの信号に妨害されることなく、複数のチャンネルからなる無線ＬＡＮ信号を同一のエリアで用いて通信することができる。
【０１９７】
なお、監視部１０９は、信号の品質が劣化したことを検出すると、そのことを光送信部１０２を通じて中継装置に通知し、中継装置において送出する無線信号の送出パワーを低減するよう制御することとしてもよい。その場合、制御装置に、レベル制御部を設けなくてもよい。
【０１９８】
また、中継装置から送信する無線信号のレベルを制御するための命令を制御装置が生成し、ディジタル情報として中継装置に送信してもよい。
【０１９９】
以上では、光変調度を調整するために入力信号のレベルを制御する方法について説明したが、光変調度を調整するために、バイアス電流のレベルを制御することとしてもよい。
【０２００】
図１２は、バイアス電流のレベルを制御することによって、光変調度を調整する制御装置１０ｅの構成を示すブロック図である。
【０２０１】
図１２に示す制御装置１０ｅは、送信信号処理部１０１と、光送信部１０２と、光分配部１０３と、光受信部１０４−１〜１０４−ｎと、受信信号処理部１０５ｅと、監視部１０９ｅと、バイアス制御部１１１とを含む。なお、図１１と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【０２０２】
送信信号処理部１０１は、変調した送信信号を光送信部１０２に出力する。
【０２０３】
監視部１０９ｅは、受信信号処理部１０５ｅから出力される上り電気信号の品質を評価し、上り電気信号が他チャンネルによる妨害を受けているか否かを判断する。上り電気信号に他チャンネルの信号が漏洩し、上り電気信号の品質が劣化している場合、監視部１０９は、光送信部１０２に出力するバイアス電流のレベルを低減するよう、バイアス制御部１１１に指示する。
【０２０４】
バイアス制御部１１１は、監視部１０９ｅからの指示に応じて、光送信部１０２の発光素子に入力されるバイアス電流を調整する。具体的には、バイアス制御部１１１は、発光素子を駆動するためのバイアス回路（図示せず）を制御することによって、発光素子に入力されるバイアス電流を調整する。
【０２０５】
光送信部１０２は、送信信号を下り光信号に変換して、光伝送路４０に出力する。このとき、バイアス電流のレベルが低減されているため、光変調度が低減されることとなる。したがって、光送信部１０２が出力する下り光信号のパワーが低減される。
【０２０６】
以上のように、本変形例によれば、制御装置は、中継装置から送信されてくる信号の品質を評価し、上りの信号の品質が所定の条件を満たさなくなると、中継装置に送信する光信号のレベルを低減する。これにより、中継装置から無線通信端末に送信される無線信号のパワーが低減されることとなる。これにより、通信可能な無線通信端末の存在可能範囲が狭くなるため、無線通信端末から送信され、中継装置２０が受信する無線信号のダイナミックレンジは小さくなる。したがって、他チャンネルの信号に妨害されることなく、複数のチャンネルからなる無線ＬＡＮ信号を同一のエリアで用いて通信することができる。
【０２０７】
なお、本実施形態において、制御装置が送信する光信号のパワーを調整する手段について説明したが、下り光信号のパワーを調整することができる手段であればよく、上述の手段に限られない。例えば、下り光信号のパワーを調整するパワー調整部を制御装置に設けてもよい。
【０２０８】
図１３は、下り光信号のパワーを調整する制御装置１０ｆの構成を示すブロック図である。図１３において、制御装置１０ｆは、送信信号処理部１０１と、光送信部１０２と、光分配部１０３ｆと、光受信部１０４−１〜１０４−ｎと、受信信号処理部１０５と、監視部１０９ｆ−１〜１０９ｆ−ｎと、パワー調整部１２０とを含む。なお、図１２と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【０２０９】
光分配部１０３ｆは、ｎ個に分岐した下り光信号を、後述する可変光減衰器１２１−１〜１２１−ｎに出力する。
【０２１０】
監視部１０９ｆ−１〜１０９ｆ−ｎは、光受信部１０４−１〜１０４−ｎが受信した上り光信号の品質を監視する。監視部１０９ｆ−１〜１０９ｆ−ｎは、上り光信号の品質が劣化している場合、光分配部１０３から出力される下り光信号のレベルを低減するよう、後述する可変光減衰器駆動部１２２に指示する。
【０２１１】
パワー調整部１２０は、可変光減衰器１２１−１〜１２１−ｎと、可変光減衰器駆動部１２２とを有し、光送信部１０２ｆから出力される下り光信号のパワーを調整する。
【０２１２】
可変光減衰器１２１−１〜１２１−ｎは、光分配部１０３ｆから出力される下り光信号のパワーを減衰させ、光伝送路４０−１〜４０−ｎに送出する。
【０２１３】
可変光減衰器駆動部１２２は、監視部１０９ｆ−１〜１０９ｆ−ｎの指示に応じて、光分配部１０３ｆから出力される下り光信号のパワーが低減するように、可変光減衰器１２１−１〜１２１−ｎを駆動する電流のレベルを調整する。
【０２１４】
このように、中継装置から送信されてきた上り光信号の品質が低下した場合、制御装置は、中継装置に送信する下り光信号のパワーを低減する。これにより、中継装置から送信される無線信号のパワーを低減することができる。
【０２１５】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態に係る無線通信システムについて説明する。本実施形態に係る無線通信システムは、光信号の品質が低下したことを検知すると、中継装置からの無線信号の送信を停止させる。品質が劣化した無線信号を送受信すると、他の通信機器や人体に悪影響を及ぼす可能性がある。したがって、無線信号を利用して通信する場合、通信機器が送信する無線信号の品質を、電波法に定められている公的な条件を満たすものにしなければならない。本実施形態においては、無線通信システムが光信号の品質を評価する場合を例に説明する。
【０２１６】
図１４は、本実施形態に係る無線通信システムが備える中継装置２０ｂの構成を示すブロック図である。図１４において、中継装置２０ｂは、光受信部２０１ｂと、無線送信部２０２ｂと、分離部２０３と、送受信アンテナ部２０４と、無線受信部２０５と、光送信部２０６ｂと、品質評価部２９０ｂとを含む。なお、図３と同様の構成要素には、同一の符号を付し、説明を省略する。
【０２１７】
光伝送路４０を介して制御装置１０から送信されてきた下り光信号は、光受信部２０１ｂによって下り電気信号に変換される。光受信部２０１ｂは、変換した下り電気信号を無線送信部２０２ｂに出力する。
【０２１８】
一方、光送信部２０６ｂは、無線受信部２０５から出力される上り電気信号を上り光信号に変換し、後述する光カプラ部２１０に出力する。
【０２１９】
品質評価部２９０ｂは、光カプラ部２１０と、光パワー検出部２１１と、パワー制御部２１２とを有する。
【０２２０】
光カプラ部２１０は、光送信部２０６ｂによって変換された上り光信号を光伝送路４０に送出する。また、光カプラ部２１０は、光伝送路４０から反射される反射光を光パワー検出部２１１に出力する。
【０２２１】
光パワー検出部２１１は、光カプラ部２１０から出力される反射光のレベルを検出し、反射光のレベルが所定値以上であるか否かを判断する。光伝送路４０に異常が発生した場合、光伝送路４０に光信号を出射した際の反射光のレベルが増大する。反射光のレベルが所定値以上である場合、光パワー検出部２１１は、光伝送路に異常が発生したと判断する。その場合、光パワー検出部２１１は、無線信号電波の送出を停止するよう、パワー制御部２１２に指示する。
【０２２２】
パワー制御部２１２は、無線送信部２０２ｂを制御して、無線通信端末への無線信号電波の送出を停止する。具体的には、パワー制御部２１２は、無線送信部２０２ｂの電源をＯＦＦにするか、または、無線送信部２０２ｂにおける信号の経路のスイッチ（図示せず）をＯＦＦにする。
【０２２３】
光伝送路４０に異常が発生し、光信号の伝送品質が低下すると、無線信号に品質も、電波法に定められているスプリアス発射電力や帯域外輻射電力等の項目について、規定の条件を満たすことができなくなる。スプリアス発射電力、および帯域外輻射電力とは、必要な周波数帯域外における不要波の発射電力をいう。これらが発射されると、他の通信機器を妨害してしまう恐れがあるため、不要波の発射電力は、できるだけ小さいことが望ましい。また、スプリアス発射電力、および帯域外輻射電力の許容値は、電波法において、周波数帯ごとに規定されている。中継装置２０ｂは、上り光信号の伝送品質が低下した場合に、無線信号の送信を停止する。
【０２２４】
以上のように、本実施形態によれば、光伝送路に異常が発生した場合に、中継装置からの無線信号の送信を停止することができる。したがって、公的な条件を満たさない無線信号が送信されることがない。また、中継装置において、反射光のレベルを検出するだけでよいため、システムの構成を簡易なものとすることができる。
【０２２５】
なお、光伝送路が、２芯の光ファイバからなる場合においても、光ファイバの障害は、同じケーブル内に光ファイバに同じように影響することが多い。したがって、本方法は有効である。また、一芯双方向伝送の場合は、片方向だけに影響する可能性は極めて小さいため、本方法は有効である。
【０２２６】
次に、第３の実施形態の変形例について説明する。本変形例に係る無線通信システムにおいて、中継装置２０ｃは、制御装置１０から受信した下り光信号の品質を評価する。
【０２２７】
図１５は、本変形例に係る無線通信システムが備える中継装置２０ｃの構成を示すブロック図である。図１５において、中継装置２０ｃは、光受信部２０１ｃと、無線送信部２０２ｃと、分離部２０３と、送受信アンテナ部２０４と、無線受信部２０５と、光送信部２０６ｃと、品質評価部２９０ｃとを含む。なお、図３と同様の構成要素には、同一の符号を付し、説明を省略する。
【０２２８】
光受信部２０１ｃは、光伝送路４０から送出される下り光信号を下り電気信号に変換して、無線送信部２０２と、後述する受光パワー検出部２１３とに出力する。
【０２２９】
品質評価部２９０ｃは、パワー制御部２１２と、受光パワー検出部２１３とを有する。
【０２３０】
受光パワー検出部２１３は、光受信部２０１が受信した下り光信号のパワーを検出し、下り光信号のパワーが所定値以上であるか否かを判断する。下り光信号のパワーが所定値未満となった場合、受光パワー検出部２１３は、無線信号の送信を停止するよう、パワー制御部２１２に指示する。
【０２３１】
パワー制御部２１２は、受光パワー検出部２１３からの指示に応じて、無線信号の出力を停止させる。具体的には、パワー制御部２１２は、無線送信部２０２ｃの電源をＯＦＦにすることによって、無線信号の出力を停止させる。なお、パワー制御部２１２は、無線送信部２０２ｃの経路をスイッチによってＯＦＦとすることで、無線信号の出力を停止させてもよい。
【０２３２】
光伝送路４０に異常が発生した場合、一般的には、光信号の伝送品質が劣化する。したがって、光伝送路の異常を監視することによって、間接的に伝送品質の劣化を検出することができる。伝送路に異常が発生し、伝送損失が増加すると、受光パワー検出部２１３が検出する光信号のパワーが低下する。したがって、中継装置において、受信する下り光信号のパワーを監視することによって、光信号の伝送品質を評価することができる。
【０２３３】
以上のように、本変形例によれば、光伝送路に異常が発生した場合に、中継装置からの無線信号の送信を停止することができる。したがって、公的な条件を満たさない無線信号が送信されることがない。また、本変形例において、中継装置は、光伝送路を介して制御装置から送信されてくる光信号のレベルを検出する機能を有していればよく、スプリアス発射電力や帯域外輻射電力を測定するための複雑な検出回路を設ける必要がない。
【０２３４】
（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施形態に係る無線通信システムについて説明する。本実施形態に係る無線通信システムにおいて、中継装置は、下り電気信号の品質を評価する。
【０２３５】
図１６は、本実施形態に係る無線通信システムが備える中継装置２０ｄの構成を示すブロック図である。図１６において、中継装置２０ｄは、光受信部２０１ｄと、無線送信部２０２ｄと、分離部２０３と、送受信アンテナ部２０４と、無線受信部２０５と、光送信部２０６と、品質評価部２９０ｄとを含む。なお、図３と同様の構成要素には、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０２３６】
無線送信部２０２ｄは、光受信部２０１ｄによって変換された下り電気信号に増幅等の処理を行った後、分離部２０３と、後述する電気信号評価部２１４とに出力する。
【０２３７】
品質評価部２９０ｄは、パワー制御部２１２と、電気信号評価部２１４とを有する。
【０２３８】
電気信号評価部２１４は、無線送信部２０２ｄから出力される下り電気信号の品質を評価する。
【０２３９】
図１７は、電気信号評価部２１４の詳細な構成を示すブロック図である。図１７において、電気信号評価部２１４は、バンドパスフィルタ−ｓ（以下、ＢＰＦ−ｓと呼ぶ）２５１と、バンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦと呼ぶ）２５２−１〜２５２−ｎと、レベル検出部２５３−１〜２５３−ｎ＋１と、レベル判定部２５４とからなる。
【０２４０】
ＢＰＦ−ｓ２５１，ＢＰＦ２５２−１〜２５２−ｎは、スペクトラムマスクに応じた周波数を通過させる。ＢＰＦ−ｓ２５１は、本来送信すべき周波数帯域の無線信号を通過させ、当該無線信号の帯域外周波数を除去する。ＢＰＦ−ｓ２５１は、通過させた信号の周波数成分をレベル検出部２５３―１に出力する。レベル検出部２５３−１は、ＢＰＦ−ｓ２５１から出力される信号のレベルを検出し、レベル判定部２５４に出力する。
【０２４１】
ＢＰＦ２５２−１〜２５２−ｎは、無線信号の帯域外周波数成分を通過させ、レベル検出部２５３−２〜２５３−ｎ＋１に出力する。なお、ＢＰＦ２５２−１〜２５２−ｎは、それぞれ異なる周波数を通過させる。
【０２４２】
レベル判定部２５４は、レベル検出部２５３−１によって検出された周波数のレベルに対して、レベル検出部２５３−２〜２５３−ｎ＋１によって検出された帯域外周波数のレベルが一定レベル以上であるか否かを判断する。無線信号の品質が低下すると、無線信号の帯域外周波数のレベル、つまり、不要輻射電力のレベルが増加する。無線信号のレベルに対する不要輻射電力のレベルが一定レベル以上になった場合、レベル判定部２５４は、無線信号の送信を停止するようパワー制御部２１２に指示する。
【０２４３】
パワー制御部２１２は、電気信号評価部２１４ｅからの指示に応じて、無線信号の出力を停止させる。パワー制御部２１２の具体的な動作は、図１５に示すパワー制御部２１２と同様であるため、説明を省略する。
【０２４４】
以上のように、本実施形態において、中継装置は、無線信号のレベルに対する不要輻射電力のレベルが一定レベル以上となり、無線信号の品質が公的な条件を満たすことができなくなったと判断した場合、無線信号の送信を停止する。したがって、公的な条件を満たさない無線信号が送信されることがない。
【０２４５】
次に、第４の実施形態の変形例について説明する。本変形例に係る無線通信システムにおいて、制御装置は、試験信号を重畳した下り電気信号を下り光信号に変換して中継装置に送信する。中継装置は、制御装置から受信した試験信号の品質を評価する。
【０２４６】
具体的には、中継装置は、試験信号の相互変調ひずみを評価する。相互変調ひずみとは、複数の異なる周波数の信号が、制御装置において下り光信号に変換される際に発生する信号をいう。相互変調ひずみは、発光素子のＩＬ特性に非直線性があるために発生する。
【０２４７】
一般的に、異なる２波の信号が発光素子や増幅器等に入力されると、それぞれの基本波の周波数以外に、高調波成分や、２つの基本波の周波数の和および差、基本波の周波数と高調波の周波数との和および差、２つの高調波の周波数の和および差などの成分が現れる。このように、複数の周波数の相互関係から生じる周波数成分（高調波以外の成分）を相互変調ひずみと呼ぶ。例えば、周波数ａと、周波数ｂの２波が発光素子や増幅器等に入力された場合、相互変調ひずみとして、周波数２ａ−ｂなどが発生する。周波数２ａ−ｂは、主信号の周波数に接近するため、主信号を妨害する恐れがある。
【０２４８】
図１８は、本変形例に係る無線通信システムが備える制御装置１０ｇの構成を示すブロック図である。図１８において、制御装置１０ｇは、送信信号処理部１０１と、光送信部１０２ｇと、光分配部１０３と、光受信部１０４−１〜１０４−ｎと、受信信号処理部１０５と、試験信号送信部１１２とを含む。なお、図２と同様の構成要素には、同一の符号を付し、説明を省略する。
【０２４９】
試験信号送信部１１２は、下り電気信号に重畳させるための試験信号を生成し、光送信部１０２ｇに出力する。試験信号送信部１１２は、発振器ＳＧ−ａと、発振器ＳＧ−ｂとを有する。
【０２５０】
発振器ＳＧ−ａは、試験信号ａを生成し、光送信部１０２ｇに出力する。試験信号ａの周波数をａとする。発振器ＳＧ−ｂは、試験信号ｂを生成し、光送信部１０２ｇに出力する。試験信号ｂの周波数をｂとする。
【０２５１】
光送信部１０２ｇは、送信信号処理部１０１から出力される下り電気信号に、試験信号送信部１１２から出力される試験信号ａ，ｂを重畳させて下り光信号に変換する。
【０２５２】
次に、制御装置１０ｇから送信されてくる試験信号を評価する中継装置について説明する。本変形例に係る中継装置の構成は、図１６に示す中継装置２０ｄの構成と比較すると、電気信号評価部の構成以外は同様であるため、図１６を援用し、電気信号評価部についてのみ説明する。また、本変形例に係る中継装置が含む電気信号評価部を図１７に示す電気信号評価部２１４と区別するために、本変形例に係る中継装置が含む電気信号評価部を電気信号評価部２１４ｅと呼ぶ。
【０２５３】
図１９は、電気信号評価部２１４ｅの詳細な構成を示すブロック図である。図１９において、電気信号評価部２１４ｅは、バンドパスフィルタ−ａ（以下、ＢＰＦ−ａと呼ぶ）２５５と、バンドパスフィルタ−（２ａ−ｂ）（以下、ＢＰＦ−（２ａ−ｂ）と呼ぶ）２５６と、レベル検出部２５３−１〜２５３−２と、レベル判定部２５４ｅとからなる。
【０２５４】
ＢＰＦ−ａ２５５は、周波数ａの試験信号ａを通過させて、試験信号ａの帯域外周波数を除去する。そして、ＢＰＦ−ａ２５５は、通過させた試験信号ａをレベル検出部２５３―１に出力する。レベル検出部２５３−１は、試験信号ａのレベルを検出し、レベル判定部２５４に出力する。
【０２５５】
ＢＰＦ−（２ａ−ｂ）２５６は、相互変調ひずみの周波数（２ａ−ｂ）を通過させ、レベル検出部２５３−２に出力する。
【０２５６】
レベル判定部２５４ｅは、レベル検出部２５３−１によって検出された試験信号ａのレベルに対して、レベル検出部２５３−２によって検出された相互変調ひずみのレベルが一定レベル以上であるか否かを判断する。試験信号ａのレベルに対する相互変調ひずみのレベルが一定レベル以上になった場合、レベル判定部２５４ｅは、無線信号の送信を停止するようパワー制御部２１２に指示する。
【０２５７】
パワー制御部２１２は、電気信号評価部２１４からの指示に応じて、無線信号の出力を停止させる。パワー制御部２１２の具体的な動作は、図１５に示すパワー制御部２１２と同様であるため、説明を省略する。
【０２５８】
以上のように、本変形例によれば、中継装置は、制御装置から送信されてくる試験信号の相互変調ひずみを評価し、試験信号のレベルに対する相互変調ひずみのレベルが一定レベル以上となった場合、無線信号の送信を停止する。これにより、品質が劣化した無線信号を送信することを防止することができる。
【０２５９】
一般的に、スプリアス発射電力や帯域外輻射電力等を直接測定することは困難であり、これらを測定するためのコストも高い。しかしながら、本変形例によれば、試験用信号の相互変調ひずみを測定すればよい。相互変調ひずみを測定するためには、例えば、予め設定した周波数だけを観測すればよいため、簡易な回路で実現できるというメリットがある。
【０２６０】
なお、上記変形例においては、試験信号の相互変調ひずみを測定する方法について説明したが、相互変調ひずみの代わりに、試験信号の高調波ひずみを測定することによって、伝送品質を評価することとしてもよい。
【０２６１】
高調波とは、基本周波数の整数倍の周波数をもつ成分をいう。例えば、周波数ａの信号ａを非直線回路に入力すると、ひずみが発生し、周波数２ａや周波数３ａの高調波が周波数ａと共に出力される。信号の伝送品質が低下すると、これらの高調波のレベルが上昇する。したがって、高調波ひずみを測定することによって、伝送品質を評価することもできる。
【０２６２】
その場合、制御装置から中継装置に送信される試験信号は、１種類でよいため、図１８に示す試験信号送信部１１２は、発振器ＳＧ−ａのみを有していればよい。これにより、中継装置には、試験信号ａが重畳された下り光信号が送信されることとなる。中継装置において、図１９に示す電気信号評価部２１４ｅは、ＢＰＦ−（２ａ−ｂ）の代わりに、周波数２ａを通過させるバンドパスフィルタ−２ａを有していればよい。
【０２６３】
図２０は、電気信号評価部２１４ｆの構成を示すブロック図である。高調波ひずみを検出する場合、図１６に示す中継装置２０ｄは、電気信号評価部２１４の代わりに、図２０に示す電気信号評価部２１４ｆを含む。図２０において、電気信号評価部２１４ｆは、バンドパスフィルタ−ａ（以下、ＢＰＦ−ａと呼ぶ）２５５と、バンドパスフィルタ−２ａ（以下、ＢＰＦ−２ａと呼ぶ）２５７と、レベル検出部２５３−１〜２５３−２と、レベル判定部２５４ｆとからなる。
【０２６４】
ＢＰＦ−ａ２５５は、周波数ａの試験信号ａを通過させて、試験信号ａの帯域外周波数を除去する。そして、ＢＰＦ−ａ２５５は、通過させた試験信号ａをレベル検出部２５３―１に出力する。レベル検出部２５３−１は、試験信号ａのレベルを検出し、レベル判定部２５４に出力する。
【０２６５】
ＢＰＦ−２ａ２５７は、高調波ひずみの周波数２ａを通過させ、レベル検出部２５３−２に出力する。
【０２６６】
レベル判定部２５４ｆは、レベル検出部２５３−１によって検出された試験信号ａのレベルに対して、レベル検出部２５３−２によって検出された高調波ひずみのレベルが一定レベル以上であるか否かを判断する。試験信号ａのレベルに対する高調波ひずみのレベルが一定レベル以上になった場合、レベル判定部２５４ｆは、無線信号の送信を停止するようパワー制御部２１２に指示する。
【０２６７】
パワー制御部２１２は、電気信号評価部２１４ｆからの指示に応じて、無線信号の出力を停止させる。パワー制御部２１２の具体的な動作は、図１５に示すパワー制御部２１２と同様であるため、説明を省略する。
【０２６８】
以上のように、本変形例によれば、中継装置は、制御装置から送信されてくる試験信号の高調波ひずみを評価し、試験信号のレベルに対する高調波ひずみのレベルが一定レベル以上となった場合、無線信号の送信を停止する。これにより、品質が劣化した無線信号を送信することを防止することができる。
【０２６９】
以上、第３の実施形態および第４の実施形態において、中継装置が無線信号または光信号の品質を評価する場合について説明した。ここで、中継装置ではなく、制御装置がこれらの信号の品質を評価してもよい。以下、制御装置が無線信号または光信号の品質を評価する場合について説明する。
【０２７０】
（第５の実施形態）
図２１は、第５の実施形態に係る無線通信システムが備える制御装置１０ｈの構成を示すブロック図である。図２１において、制御装置１０ｈは、送信信号処理部１０１と、光送信部１０２ｈと、光分配部１０３と、光受信部１０４−１〜１０４−ｎと、受信信号処理部１０５と、品質評価部２９０ｈとを含む。なお、図２と同様の構成要素には、同一の符号を付し、説明を省略する。
【０２７１】
光送信部１０２ｈは、外部ネットワークから送信されてくる信号を下り光信号に変換し、後述する光カプラ部１１３に出力する。
【０２７２】
品質評価部２９０ｈは、光カプラ部１１３と、光パワー検出部１１４と、パワー制御部１１５とを有する。
【０２７３】
光カプラ部１１３は、上り光信号を光分配部１０３に出力し、光伝送路４０から反射される反射光を光パワー検出部１１４に出力する。
【０２７４】
光パワー検出部１１４は、光カプラ部１１３から出力される反射光のパワーを検出し、反射光のパワーが所定値以上である場合、下り光信号の送出を停止するよう、パワー制御部１１５に指示する。
【０２７５】
パワー制御部１１５は、光送信部１０２ｈを制御して、下り光信号の送出を停止する。具体的には、パワー制御部２１２は、光送信部１０２ｈの電源をＯＦＦにするか、または、光送信部１０２ｈにおける信号の経路のスイッチ（図示せず）をＯＦＦにする。なお、光カプラ部１１３、光パワー検出部１１４、およびパワー制御部１１５は、それぞれ図１４に示す光カプラ部２１０、光パワー検出部２１１、およびパワー制御部２１２と同様の機能を有するため、詳細な説明を省略する。
【０２７６】
なお、本実施形態に係る中継装置は、図１４に示す中継装置から品質評価部２９０ｂを省略した構成となる。
【０２７７】
以上のように、本実施形態によれば、光伝送路に異常が発生した場合に、制御装置からの光信号の送信を停止することができる。したがって、公的な条件を満たさない無線信号が中継装置から送信されることがない。また、制御装置において、反射光を検出するだけでよいため、システムの構成を簡易なものとすることができる。
【０２７８】
次に、第５の実施形態の変形例について説明する。図２２は、第５の実施形態の変形例に係る制御装置１０ｉの構成を示すブロック図である。
【０２７９】
図２２において、制御装置１０ｉは、送信信号処理部１０１と、光送信部１０２と、光分配部１０３ｉと、光受信部１０４−１〜１０４−ｎと、受信信号処理部１０５と、品質評価部２９０ｉとを含む。なお、図２と同様の構成要素には、同一の符号を付し、説明を省略する。
【０２８０】
光分配部１０３ｉは、ｎ個に分岐した下り光信号を、後述する可変光減衰器１２１−１〜１２１−ｎに出力する。
【０２８１】
品質評価部２９０ｉは、パワー制御部１１５と、受光パワー検出部１１６−１〜１１６−ｎと、可変光減衰器１２１−１〜１２１−ｎとを有する。
【０２８２】
受光パワー検出部１１６−１〜１１６−ｎは、光受信部１０４−１〜１０４−ｎが受信した上り光信号のパワーを検出し、上り光信号のパワーが所定値以上であるか否かを判断する。受光パワー検出部１１６−１〜１１６−ｎは、上り光信号のパワーが所定値未満となった場合、下り光信号の送信を停止するよう、パワー制御部１１５に指示する。
【０２８３】
可変光減衰器１２１−１〜１２１−ｎは、光分配部１０３ｉから出力される下り光信号のパワーを減衰させ、光伝送路４０−１〜４０−ｎに送出する。
【０２８４】
パワー制御部１１５は、受光パワー検出部１１６−１〜１１６−ｎからの指示に応じて、下り光信号の送信を停止させる。具体的には、パワー制御部１１５は、可変光減衰器１２１−１〜１２１−ｎにおける下り光信号の減衰量を制御し、下り光信号の出力を停止させる。また、このとき、パワー制御部１１５は、異常が発生した光伝送路のみに対する下り信号の送信を停止する。例えば、受光パワー検出部１１６−２によって検出された上り光信号のパワーが所定値未満である場合、パワー制御部１１５は、可変光減衰器１２１−２を制御し、光伝送路４０−２への下り光信号の送出を停止する。
【０２８５】
なお、受光パワー検出部１１６およびパワー制御部１１５の機能は、それぞれ図１５に示す受光パワー検出部２１３、およびパワー制御部２１２の機能と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【０２８６】
以上のように、本変形例によれば、光伝送路に異常が発生した場合に、制御装置からの下り光信号の送信を停止することができる。したがって、公的な条件を満たさない無線信号が中継装置から送信されることがない。また、本変形例において、制御装置は、光伝送路を介して制御装置から送信されてくる光信号のレベルを検出する機能を有していればよく、スプリアス発射電力や帯域外輻射電力を測定するための複雑な検出回路を設ける必要がない。
【０２８７】
（第６の実施形態）
図２３は、本発明の第６の実施形態に係る制御装置１０ｊの構成を示すブロック図である。
【０２８８】
図２３において、制御装置１０ｊは、送信信号処理部１０１と、光送信部１０２と、光分配部１０３と、光受信部１０４−１〜１０４−ｎと、受信信号処理部１０５ｊと、品質評価部２９０ｊとを含む。なお、図２と同様の構成要素には、同一の符号を付し、説明を省略する。
【０２８９】
受信信号処理部１０５ｊは、光受信部１０４−１〜１０４−ｎによって変換された上り電気信号を、後述する電気信号評価部１１７に出力する。
【０２９０】
品質評価部２９０ｊは、パワー制御部１１５と、電気信号評価部１１７とを有する。
【０２９１】
電気信号評価部１１７は、受信信号処理部１０５ｊから出力される電気信号の品質を評価し、電気信号の品質が低下した場合には、下り光信号の送信を停止する。ここで、電気信号評価部１１７は、図１７に示す電気信号評価部２１４に相当するため、図１７を援用し、詳細な説明を省略する。
【０２９２】
パワー制御部１１５は、図１６に示すパワー制御部２１２に相当する。パワー制御部１１５は、電気信号評価部１１７からの指示に応じて、光送信部１０２からの下り光信号の出力を停止させる。
【０２９３】
なお、本実施形態に係る中継装置は、図１４に示す中継装置から品質評価部２９０ｂを省略した構成となる。
【０２９４】
以上のように、本実施形態において、制御装置は、中継装置から送信されてくる信号のレベルに対する不要輻射電力のレベルが一定以上であるか否かを判断する。例えば、光伝送路に異常が発生すると、上りの信号の品質が低下してしまう。この場合、下りの信号を中継装置に送信してしまうと、品質が劣化した無線信号を送信することになってしまう。制御装置は、上りの信号の品質が低下すると下り光信号の送信を停止する。したがって、公的な条件を満たさない無線信号が中継装置から送信されることがない。
【０２９５】
次に、第６の実施形態の変形例について説明する。本変形例に係る無線通信システムにおいて、中継装置は、試験信号を重畳した上り電気信号を上り光信号に変換して制御装置に送信する。制御装置は、中継装置から受信した試験信号の品質を評価する。
【０２９６】
図２４は、本変形例に係る無線通信システムが備える中継装置２０ｆの構成を示すブロック図である。図２４において、中継装置２０ｆは、光受信部２０１ｆと、無線送信部２０２と、分離部２０３と、送受信アンテナ部２０４と、無線受信部２０５と、光送信部２０６ｆと、試験信号送信部２１５とを含む。
【０２９７】
光受信部２０１ｆは、変換した下り電気信号を無線送信部２０２に出力する。
【０２９８】
試験信号送信部２１５は、中継装置２０ｆから送信する上り電気信号に重畳させるための試験信号を生成し、光送信部２０６ｆに出力する。試験信号送信部２１５は、発振器ＳＧ−ａと、発振器ＳＧ−ｂとを有する。
【０２９９】
発振器ＳＧ−ａは、試験信号ａを生成し、光送信部２０６ｆに出力する。試験信号ａの周波数をａとする。発振器ＳＧ−ｂは、試験信号ｂを生成し、光送信部２０６ｆに出力する。試験信号ｂの周波数をｂとする。なお、試験信号送信部２１５は、図１８に示す試験信号送信部１１２に相当する。
【０３００】
光送信部２０６ｆは、無線受信部２０５から出力される上り電気信号に、試験信号送信部２１５から出力される試験信号ａ，ｂを重畳させて上り光信号に変換する。
【０３０１】
次に、中継装置２０ｆから送信されてくる試験信号を評価する制御装置について説明する。本変形例に係る制御装置の構成は、図２３に示す制御装置１０ｊの構成と比較すると、電気信号評価部の構成以外は同様であるため、図２３を援用し、その相違点についてのみ説明する。相互変調ひずみを評価する場合における電気信号評価部の構成は、図１９に示す電気信号評価部２１４ｅの構成と同様であるため、図１９を援用する。電気信号評価部は、受信信号処理部１０５ｊから出力される上り電気信号に重畳されている試験信号の品質を評価する。電気信号評価部は、試験信号のレベルに対する相互変調ひずみのレベルが一定レベル以上となった場合、下り光信号の送信を停止させるよう、パワー制御部１１５に指示する。
【０３０２】
以上のように、本変形例によれば、制御装置は、中継装置から送信されてくる試験信号の相互変調ひずみを評価し、試験信号のレベルに対する相互変調ひずみのレベルが一定レベル以上となった場合、下り光信号の送信を停止する。これにより、中継装置から品質が劣化した無線信号を送信することを防止することができる。
【０３０３】
なお、本変形例において、制御装置は、相互変調ひずみを評価した。ここで、第４の実施形態の変形例と同様に、高調波ひずみを評価することとしてもよい。その場合の電気信号評価部の構成は、図２０に示す電気信号評価部２１４ｆと同様であるため、図２０を援用し、説明を省略する。
【０３０４】
以上のように、本変形例において、制御装置は、中継装置から送信されてくる試験信号の相互変調ひずみまたは高調波ひずみを評価し、試験信号のレベルに対する相互変調ひずみまたは高調波ひずみのレベルが一定レベル以上となった場合、無線信号の送信を停止する。これにより、品質が劣化した無線信号を送信することを防止することができる。相互変調ひずみまたは高調波ひずみを測定するためには、例えば、予め設定した周波数だけを観測すればよいため、簡易な回路で実現できるというメリットがある。
【０３０５】
以上、第３〜第６の実施形態においては、無線通信システムは、無線ＬＡＮ信号を利用して通信する場合を想定して説明した。ここで、無線通信システムは、放送波の不感地対策用の再送信システムとして利用することもできる。ただし、放送波を用いて通信するシステムにおいて、一般的には、上り系の信号は不要であると考えられる。したがって、第５の実施形態および第６の実施形態において説明したように、上り系の信号の品質を評価するという手法はとれないが、その他の方法に関しては、第３〜第６の実施形態に係る無線通信システムを利用することができる。
【０３０６】
また、光伝送路同士、または光伝送路と装置とを接続する光コネクタとしては、斜め研磨コネクタが最も適している。コネクタが緩んだ状態になると、コネクタ端面において反射が発生するので、ＰＣコネクタ等では、発光素子への光反射が発生したり、反射点が複数ある場合、多重反射が発生したりするため、信号品質が劣化してしまう。しかしながら、斜め研磨コネクタを採用することによって、コネクタが緩んだ状態でも発光素子への光反射や多重反射が発生せず、信号品質が劣化しないというメリットがある。
【０３０７】
以上、説明したように、第３〜第６の実施形態に係る無線通信システムは、同じエリアにおいて複数のチャンネルからなる無線信号で通信できるシステムであり、業務用ビル内ネットワーク、無線ＬＡＮサービス等として有用である。また、第３〜第６の実施形態に係る無線通信システムは、列車や航空機内ネットワーク等の用途や放送波の不感地対策用再送信システムにも応用できる。
【０３０８】
以上のように、第１〜第２の実施形態においては、無線通信端末に送信すべき無線信号の信号レベルを、所定のダイナミックレンジの範囲内に収める無線通信システムについて説明した。しかし、第１〜第２の実施形態に係る無線通信システムにおいて、１つの中継装置がカバーするエリアが狭められるため、より広い通信範囲をカバーするためには、複数の中継装置を備える必要がある。
【０３０９】
しかしながら、各中継装置と制御装置とを接続する光伝送路の長さは、複数存在する中継装置ごとに異なるため、１台の無線通信端末が送信した無線信号が、複数の中継装置によって受信された場合、異なる伝送路を経由した信号が制御装置に到達するまでの遅延時間差が生じる。これにより、信号が互いに干渉し合い（マルチパス干渉）、通信品質が劣化してしまうという問題がある。
【０３１０】
以下、異なる無線伝送路および光伝送路を伝送する信号の遅延時間差を所定の時間内に収める方法について説明する。
【０３１１】
（第７の実施形態）
図２５は、本発明の第７の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。図２５において、無線通信システムは、制御装置１０と、中継装置２０−１，２０−２と、無線通信端末３０とを備える。
【０３１２】
無線通信端末３０と中継装置２０−１，２０−２とは、互いに無線で接続される。中継装置２０−１と制御装置１０とは、光伝送路４０−１を介して接続され、中継装置２０−２と制御装置１０とは、光伝送路４０−２を介して接続される。図２５において、無線通信区間に存在する無線通信端末は１台であるが、無線通信区間に存在する無線通信端末は２台以上であってもよい。
【０３１３】
本実施形態に係る制御装置１０は、第１の実施形態または第２の実施形態に係る制御装置と同様の構成を有しているため、図２５には、制御装置１０の基本的な構成のみを図示する。
【０３１４】
図２５に示す制御装置１０において、制御装置１０は、信号処理部１６１と、電気光変換部（Ｅ／Ｏ）１６２と、光電気変換部（Ｏ／Ｅ）１６３と、光分岐結合部１６４とを含む。
【０３１５】
信号処理部１６１は、例えば図９に示す送信信号処理部１０１および受信信号処理部１０５に相当する。また、電気光変換部１６２は、図９に示す光送信部１０２に相当し、光電気変換部（Ｏ／Ｅ）１６３は、図９に示す光受信部１０４に相当する。また、光分岐結合部１６４は、図９に示す光分配部１０３および光合波部１０８に相当する。
【０３１６】
光分岐結合部１６４は、制御装置１０の電気光変換部１６２から出力される下り光信号を分岐し、光伝送路４０−１，４０−２に送出する。また、光分岐結合部１６４は、光伝送路４０−１，４０−２を介して中継装置２０−１，２０−２から送信されてくる上り光信号を制御装置１０の光電気変換部１６３に出力する。
【０３１７】
中継装置２０−１は、伝送路４０−１を介して伝送されてくる光信号を受信すると、受信した光信号を電気信号に変換し、無線信号として送受信アンテナ部２７５−１から送信する。
【０３１８】
また、本実施形態に係る中継装置２０−１は、第１の実施形態または第２の実施形態に係る制御装置と基本的には同様の構成を有するが、レベル調整部２７３，２７４をさらに含む点で相違する。中継装置２０−１において、レベル調整部２７３，２７４以外の構成は、第１の実施形態および第２の実施形態と同様であるため、図２５には、中継装置２０−１の基本的な構成のみを図示する。
【０３１９】
図２５に示す中継装置２０−１において、中継装置２０−１は、光電気変換部２７１と、電気光変換部２７２と、レベル調整部２７３，２７４と、送受信アンテナ部２７５−１を含む。
【０３２０】
光電気変換部２７１は、図３に示す光受信部２０１に相当し、光伝送路４０−１から送出される下り光信号を電気信号に変換してレベル調整部２７３に出力する。
【０３２１】
レベル調整部２７３は、例えば、利得可変増幅器や、可変減衰器であって、光電気変換部２７１によって変換された下り電気信号のレベルを調整する。レベル調整部２７３によってレベルが調整された下り電気信号は、図示しない無線送信部や分離部を経由し、無線信号として送受信アンテナ部２７５−１から送信される。
【０３２２】
レベル調整部２７４もまた、レベル調整部２７３と同様の機能を有し、送受信アンテナ部によって受信された電気信号のレベルを調整し、電気光変換部２７２に出力する。
【０３２３】
電気光変換部２７２は、図３に示す光送信部２０６に相当し、送受信アンテナ部２７５−１によって受信された無線信号を上り光信号に変換し、光伝送路４０−１に送出する。以上、中継装置２０−１について説明したが、中継装置２０−２も、中継装置２０−１と同様の構成を有する。
【０３２４】
また、制御装置１０は、光伝送路４０−１を介して伝送されてくる光信号を受信すると、当該光信号を外部ネットワークに接続するための信号形態に復調し、イーサネット（登録商標）ケーブル６０を介して外部のネットワークに送信する。
【０３２５】
ここで、送受信アンテナ部は、送受信アンテナ部の無線通信範囲の一部が、隣接する送受信アンテナ部の無線通信範囲の一部と重複するように設置されている。したがって、各送受信アンテナ部の無線通信範囲には、隣接する送受信アンテナ部の無線通信範囲が重複する区域が存在する。
【０３２６】
図２５に示すように、無線通信端末３０が、無線通信範囲２７６−１および２７６−２が重複する区域に位置する場合、無線通信端末３０は、光分岐結合部１６４によって分岐された信号を、中継装置２０−１および２０−２の両方を介して受信することとなる。
【０３２７】
制御装置１０から送信された信号が、中継装置２０−１を経由し、無線通信端末３０に到達するまでにかかる総所要時間は、光信号が光伝送路４０ａを伝搬する伝搬時間Ｔ（Ｌｏａ）と、無線信号が無線通信範囲２７６−１を伝搬する伝搬時間Ｔ（Ｌｗａ）との和である。また、制御装置１０から送信された信号が、中継装置２０−２を経由し、無線通信端末３０に到達するまでにかかる総所要時間は、光信号が光伝送路４０ｂを伝搬する伝搬時間Ｔ（Ｌｏｂ）と、無線信号が無線通信範囲２７６−２を伝搬する伝搬時間Ｔ（Ｌｗｂ）との和である。
【０３２８】
ここで、ＩＥＥＥ８０２．１１ａやＩＥＥＥ８０２．１１ｇといった規格において、ＯＦＤＭ変調方式を利用する無線ＬＡＮシステムは、一般的に、信号の遅延時間差を２５０ｎｓ程度許容することができる。無線伝送路および光伝送路における信号の遅延時間差に余裕を持たせるために、当該遅延時間差を２００ｎｓに設定する場合について考えると、例えば、当該システムにおいて、無線伝送路における無線信号の遅延時間差を１００ｎｓに低減することによって、光伝送路における許容遅延時間差を１００ｎｓまで許容することができる。１００ｎｓの遅延時間差は、光路長差に換算すると約２０ｍである。したがって、光路長差が２０ｍを超える場合、無線伝送路における信号の遅延時間差を縮小することによって、マルチパス干渉の影響を軽減することができる。
【０３２９】
したがって、複数の送受信アンテナ部から送信される無線信号が１台の無線通信端末に到達するまでの遅延時間差を解消するためには、伝搬時間Ｔ（Ｌｏａ）および伝搬時間Ｔ（Ｌｗａ）の和と、伝搬時間Ｔ（Ｌｏｂ）および伝搬時間Ｔ（Ｌｗｂ）の和とが所定時間内に収まるような位置に無線通信範囲２７６−１，２７６−２を形成すればよいことが分かる。
【０３３０】
中継装置２０−１において、レベル調整部２７３は、送受信アンテナ部２７５−１から送信される無線信号のレベルを調整することによって、利得を制御する。これにより、無線通信範囲２７６−１を形成する。中継装置２０−２においても同様に、中継装置２０−２に設けられたレベル調整部２７３が送信する無線信号のレベルを調整することによって、無線通信範囲２７６−２が形成される。
【０３３１】
例えば、光伝送路中を伝搬する光信号の伝搬速度が、空気中を伝搬する無線信号の伝搬速度の１．５倍である場合、
Ｌｗａ−Ｌｗｂ＝１．５×（Ｌｏｂ−Ｌｏａ）・・・（２）
という関係式を満たすように、各送受信アンテナ部の指向性を調整し、無線通信範囲２７６−１，２７６−２を形成する。具体的には、各送受信アンテナ部の傾斜角度を変更したり、各送受信アンテナ部が有する指向性の広がり角度を変更したりすることによって、指向性を調整する。
【０３３２】
例えば、光路差（Ｌｏｂ−Ｌｏａ）が３０ｍである場合、式（２）より、Ｌｗａ−Ｌｗｂ＝４５が求められる。したがって、この場合には、無線通信範囲２７６−１の半径を１００ｍ、無線通信範囲２７６−２の半径を５５ｍなどとすればよい。
【０３３３】
なお、ここでは、下り系の信号について説明したが、上り系の信号についても同様に、レベル調整部２７４が電気光変換部２７２に入力される無線信号のレベルを調整すればよい。
【０３３４】
以上のように、本実施形態によれば、複数の中継装置を設けることによって、無線通信区間を拡大することができる。また、利得を調整することによって、無線通信端末が、複数の送受信アンテナ部から送信される無線信号を受信した場合においても、無線伝送路および光伝送路における各無線信号の遅延時間差を所定の時間内に収めることができる。これにより、マルチパス干渉による信号の劣化を防止することができる。
【０３３５】
なお、上記実施形態では、下り系の信号について説明したが、上り系の信号についても同様に、利得を調整することによって、信号の遅延時間差を所定時間相に収めることができる。これにより、無線信号が複数の送受信アンテナ部によって受信された場合においても、無線伝送路および光伝送路における各無線信号の遅延時間差を所定の時間内に収めることができる。
【０３３６】
（第８の実施形態）
以下、本発明の第８の実施形態について説明する。第７の実施形態に係る無線通信システムが備える中継装置は２つであったのに対し、本実施形態に係る無線通信システムは、３つ以上の中継装置を備える点で相違する。
【０３３７】
図２６は、本実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。図２６に示す無線通信システムは、図２５に示す第７の実施形態に係る無線通信システムと比較すると、中継装置２０−３および２０−４をさらに備える点で相違する。
【０３３８】
中継装置２０−３と制御装置１０とは、光伝送路４０−３を介して接続され、中継装置２０−４と制御装置１０とは、光伝送路４０−４を介して接続される。
【０３３９】
中継装置２０−１，２０−２は、中継装置２０−３，２０−４が無線通信端末との間で送受信する無線信号の周波数とは、異なる周波数を利用して無線通信端末と通信する。
【０３４０】
制御装置１０は、異なる２つの周波数を送信するための構成要素を二組含む。具体的には、制御装置１０は、信号処理部１６１ａ，１６１ｂと、電気光変換部１６２ａ、１６２ｂと、光電気変換部１６３ａ、１６３ｂと、光分岐結合部１６４ａ，１６４ｂとを含む。なお、図２６に示す制御装置１０は、図２５に示す制御装置１０と同様に、基本的な構成のみが図示されている。
【０３４１】
信号処理部１６１ａは、イーサネット（登録商標）ケーブル６０−１を介して外部ネットワークから送信されてきた信号を変調し、下り電気信号とする。下り電気信号は、電気光変換部１６２ａによって下り光信号に変換され、光分岐結合部１６４ａに出力される。光分岐結合部１６４ａは、下り光信号を分岐し、光伝送路４０−３，４０−４に送出する。
【０３４２】
また、信号処理部１６１ｂは、イーサネット（登録商標）ケーブル６０−２を介して外部ネットワークから送信されてきた信号を変調し、下り電気信号とする。下り電気信号は、電気光変換部１６２ｂによって下り光信号に変換され、光分岐結合部１６４ｂに出力される。光分岐結合部１６４ｂは、下り光信号を分岐し、光伝送路４０−１，４０−２に送出する。
【０３４３】
光伝送路４０−３，４０−４を介して中継装置２０−３，２０−４から送信されてくる上り光信号は、光分岐結合部１６４ａによって結合され、制御装置の光電気変換部１６３ａに入力される。また、光伝送路４０−１，４０−２を介して中継装置２０−１，２０−２から送信されてくる上り光信号は、光分岐結合部１６４ｂによって結合され、制御装置の光電気変換部１６３ｂに入力される。
【０３４４】
中継装置２０−３，２０−４の構成は、図２５に示す中継装置２０−１，２０−２と同様であるため、説明を省略する。
【０３４５】
中継装置２０−１，２０−２において、それぞれのレベル調整部２７３は、互いに無線信号の送信レベルを調整し、無線通信範囲２７６−１および２７６−２を形成している。この２つの中継装置２０−１，２０−２には、制御装置１０内の電気光変換部１６２ｂから出力され、光分岐結合部１６４ｂによって分岐された光信号が伝送される。中継装置２０−１，２０−２からは、同一周波数で変調された無線信号が送信される。
【０３４６】
中継装置２０−３において、送受信アンテナ部２７５−３が形成する無線通信範囲２７６−３は、中継装置２０−２の送受信アンテナ部２７５−２が形成する無線通信範囲２７６−２の一部と重複する。また、中継装置２０−３の送受信アンテナ部２７５−３が形成する無線通信範囲２７６−３は、中継装置２０−４の送受信アンテナ部２７５−４が形成する無線通信範囲２７６−４の一部と重複する。
【０３４７】
電気光変換部１６２ａと、電気光変換部１６２ｂとは、異なる周波数で変換された電気信号を光信号に変換して出力する。これにより、中継装置２０−２と、中継装置２０−３とは、それぞれ異なる周波数で変換された無線信号を無線通信端末に送信することとなる。したがって、中継装置２０−２が形成した無線通信範囲２７６−２と、中継装置２０−３が形成する無線通信範囲２７６−３とが重畳する区域に無線通信端末が存在する場合においても、通信に用いる無線信号の周波数が異なるため、マルチパス干渉が生じない。
【０３４８】
第７の実施形態で説明したように、中継装置２０−１および中継装置２０−２において、各レベル調整部２７３は、互いの無線通信区間が重畳する区域に送信する無線信号の遅延時間差が所定時間内に収まるように、利得を調整する。また、同様に、中継装置２０−３および中継装置２０−４において、各レベル調整部２７３は、互いの無線通信区間が重畳する区域に送信する無線信号の遅延時間差が所定時間内に収まるように、利得を調整する。ここで、中継装置２０−２と中継装置２０−３とは、異なる周波数を利用して通信するため、中継装置２０−２と中継装置２０−３との間で、信号の遅延時間差を調整する必要はない。
【０３４９】
なお、無線変調方式としては、周波数多重や、符号分割多重方式などを用いることができる。例えば、周波数多重方式の場合、中継装置２０−１，２０−２の組と、中継装置２０−３，２０−４の組とが、異なる周波数で変調された無線信号を用いて通信することとすればよい。
【０３５０】
以上のように、本実施形態によれば、無線通信システムに、最大４つの中継装置を設置することができる。信号の遅延時間差が調整された２つの中継装置を一組とすると、２つの組は、それぞれ異なる周波数を利用して通信する。これにより、利得を調整することによって、無線通信端末が、複数の送受信アンテナ部から送信される無線信号を受信した場合においても、無線伝送路および光伝送路における各無線信号の遅延時間差を所定の時間内に収めることができる。また、マルチパス干渉による信号の劣化を防止することができる。
【０３５１】
なお、上記実施形態では、下り系の信号について説明したが、上り系の信号についても同様に、利得を調整することによって、信号の遅延時間差を所定時間相に収めることができる。これにより、無線信号が複数の送受信アンテナ部によって受信された場合においても、無線伝送路および光伝送路における各無線信号の遅延時間差を所定の時間内に収めることができる。
【０３５２】
また、本実施形態を応用することによって、中継装置を５つ以上設置することもできる。
【０３５３】
図２７は、中継装置を５つ以上設ける場合における無線通信システムの構成を示す図である。図２６に示す無線通信システムにおいて、光分岐結合部１６４ｂから分岐する光伝送路は、光伝送路４０−１，４０−２の２本であった。これに対し、図２７に無線通信システムにおいては、光分岐結合部１６４ｂからさらに光伝送路を分岐する。光分岐結合器１６４ｂから分岐された光伝送路には、光分岐結合部１６４ｃが接続される。光分岐結合部１６４ｃは、光分岐結合部１６４ｂによって分岐された光伝送路を、光伝送路４０−５および光伝送路４０−６を分岐する。光分岐結合部１６４ｃによって分岐された光伝送路４０−５には中継装置２０−５が接続され、光伝送路４０−６には中継装置２０−６が接続される。
【０３５４】
中継装置２０−５において、送受信アンテナ部２７５−５が形成する無線通信範囲２７６−５は、中継装置２０−４の送受信アンテナ部２７５−４が形成する無線通信範囲２７６−４の一部と重複する。また、中継装置２０−５の送受信アンテナ部２７５−５が形成する無線通信範囲２７６−５は、中継装置２０−６の送受信アンテナ部２７５−６が形成する無線通信範囲２７６−６の一部と重複する。
【０３５５】
同一無線変調信号を送出する中継装置２０−５および中継装置２０−６を接続する場合も、中継装置２０−５と中継装置２０−６との間で、互いに送信する無線信号のレベルを調整する。好ましくは、任意の位置にある無線通信端末において、中継装置２０−１もしくは２０−２からの受信信号レベルと、中継装置２０−５もしくは２０−６からの受信信号レベル差が所定値以上となるようにするとよい。
【０３５６】
例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａやＩＥＥＥ８０２．１１ｇなどのＯＦＤＭ変調を用いた無線ＬＡＮ信号を送信する場合、信号レベル差が２０ｄＢ以上あれば、マルチパスによる遅延時間差が５μｓｅｃ以上生じても伝送レートの劣化は起こらない。これにより、簡易な装置構成でマルチパス干渉を防ぎながら、複数台の中継装置を設け、無線通信範囲を拡大することができる。
【０３５７】
なお、図２６および図２７に示す無線通信システムにおいて、所望の中継装置から所望の無線変調信号を送信するために、異なる光伝送路４０−１〜４０−６を用いているが、無線変調信号毎に異なる波長を用いて１つの光伝送路に多重する波長多重方式を用いて通信することとしてもよい。また、無線変調方式に周波数多重方式を用いる場合、各中継装置に所望の周波数帯だけを通過させるバンドバスフィルタを設けることとしてもよい。
【０３５８】
（第９の実施形態）
以下、本発明の第９の実施形態について説明する。第９の実施形態に係る無線通信システムは、第８の実施形態と同様に、３つ以上の中継装置を備えるが、無線通信システムが備える中継装置が全て同一の周波数を利用して通信する点において、第８の実施形態と相違する。
【０３５９】
図２８は、本実施形態における無線通信システムの構成を示す図である。図２８において、中継装置２０−１，２０−２が有する送受信アンテナ部２７７−１，２７７−２は、斜め方向に向かう指向性を有する指向性アンテナからなる。それ以外の構成要素は、図２５と同様であるため、図２５と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【０３６０】
光伝送路４０−２が光伝送路４０−１よりも光路が長い場合、中継装置２０−１の送受信アンテナ２７７−１は、より光路が長い光伝送路４０−２に接続された中継装置２０−２に向かう指向性を有する。また、図示はしていないが、さらに複数の中継装置を接続する場合にも同様に、それぞれの中継装置の送受信アンテナ部は、より遠方に位置する中継装置が存在する方向に指向性を有する。その際、制御装置１０から光分配された信号が中継装置２０−１および２０−２を介して、同じ受信レベルとして無線通信端末３０に到達するまでのそれぞれの所要時間であるＴ（Ｌｏａ）とＴ（Ｌｗａ）の和、Ｔ（Ｌｏｂ）とＴ（Ｌｗｂ）の和が一致するように、各指向性アンテナ２７５−１、および２７５−２を調整する。すなわち、前述の式（２）の関係を満たすように、各送受信アンテナ２７７の指向性を調整する。ここで、各送受信アンテナ部２７７の指向性は、設置角度を変更したり、アンテナの広がり角度を変更したりすることによって調整することができる。
【０３６１】
また、例えば、ファイバ長差が３０ｍの場合、上記の式（２）より、Ｌｗａ−Ｌｗｂ＝４５（ｍ）と求められる。ここで、一般的な家屋に中継装置を設置する場合、天井の高さは約２ｍである。したがって、Ｌｗｂ＝０（ｍ）であると近似すると、Ｌｗａ＝４５（ｍ）となる。天井高さをゼロとみなした場合、Ｌｗａの長さは無線通信範囲の最大長さに等しいと考えられるため、無線通信範囲２７８−１，２７８−２の最大長さを４５ｍとすればよい。
【０３６２】
以上のように、本実施形態によれば、無線伝送路および光伝送路における各無線信号の遅延時間差を所定の時間内に収めることができる。これにより、マルチパス干渉による信号の劣化を防止することができる。
【０３６３】
なお、本実施形態において、アンテナの指向性は、アンテナの設置角度や広がり角度を変更することによって調整される。このとき、レベル調整部による利得の調整が不要である場合には、中継装置は、レベル調整部を設けていなくともよい。また、アンテナの設置角度や広がり角度は変更せず、レベル調整部による利得の調整だけで送受信アンテナ部の利得を制御することとしてもよい。
【０３６４】
（第１０の実施形態）
図２９は、本発明の第１０の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。図２９において、図２５と同じ構成要素については、説明を省略し、図も簡略化する。
【０３６５】
図２９において、各中継装置２０−１〜２０−３は、それぞれ光分岐結合部１６４ａ、１６４ｂによって分配された光伝送路４０−１〜４０−３に接続されている。図２９に示すように、光分岐結合部１６４ａ，１６４ｂは、１本の伝送路を２分配する。光伝送路の一端には光分岐結合部が接続され、他端には、別の光分岐結合部、または中継装置が接続されるように構成される。これにより、制御装置１０と各中継装置とを、芯数が少ない光ファイバを介して接続することができる。またこのとき、制御装置１０から各中継装置までの光伝送路長差を一定長以下にするか、または、光伝送路と無線伝送路によって生じる総信号遅延時間の差を、無線通信システムにおいて許容されている遅延時間以下とする。
【０３６６】
制御装置１０と各中継装置２０とを接続する光伝送路長差を、一定長以下にする方法としては、例えば、各中継装置２０の内部または外部に、光伝送路を伝送する光信号に所定の遅延時間を付加する予長処理部を備えることが考えられる。例えば、制御装置１０と中継装置２０−１との間で送受信される光信号に所定の遅延時間を与える場合、信号に与えるべき遅延時間に相当する長さの光伝送路を、最も光伝送路長が短い光伝送路４０−１に予長として追加してもよい。好ましくは、予長処理部は、中継装置２０の内部に設けるとよい。
【０３６７】
また、制御装置１０と各中継装置２０とを接続する光路長差が一定長以下となるように、各光伝送路に、疑似光遅延線路（例えば、グレーディング）等を設けてもよい。
【０３６８】
さらに、光伝送路および無線伝送路において生じる総信号遅延時間を予め、送信する無線通信システムの通信が可能となる最大遅延時間に統一することとしてもよい。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａの無線ＬＡＮ信号は、一般的に５〜６百ｍ程度の通信範囲を許容するシステムとなっているため、例えば、光ファイバ長を２〜３百ｍ、無線通信範囲を半径１００ｍ程度とすることができる。これにより、中継装置を増設する際にも光ファイバ長や中継装置の設定を変更することなく、光伝送路および無線伝送路において生じる総信号遅延時間差を、所定時間以内とすることができる。
【０３６９】
以上のように、本実施形態によれば、無線伝送路および光伝送路における各無線信号の遅延時間差を所定の時間内に収めることができる。これにより、マルチパス干渉による信号の劣化を防止することができる。また、予長処理部や疑似光遅延線路を設けることとすれば、利得を調整することなく、信号の遅延時間差を所定時間内に収めることができる。その場合、各中継装置に、レベル調整部を設けなくてもよい。
【０３７０】
なお、本実施形態において、無線通信システムが備える中継装置は３台であったが、無線通信システムは、４台以上の中継装置を備えていてもかまわない。
【０３７１】
（第１１の実施形態）
以下、本発明の第１１の実施形態に係る無線通信システムについて説明する。第１０の実施形態に係る無線通信システムにおいて、中継装置がバス型に接続されていたのに対して、本実施形態に係る無線通信システムは、中継装置がスター型に接続されている点で相違する。
【０３７２】
図３０は、本発明の第１１の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。図３０において、図２５と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、図も簡略化する。
【０３７３】
図３０において、光分岐結合部（図示せず）は、制御装置１０の内部に設けられている。なお、光分岐結合部は、光伝送路中に配置されていてもよい。光分岐結合部は、１つの光路を複数の光伝送路４０−１〜４０−３に分岐する。各中継装置２０−１〜２０−３は、それぞれ光伝送路４０−１〜４０−３に接続されている。
【０３７４】
なお、光信号の分配数は、所望の分配数、もしくは、それ以上の分配数にして、空きポートは終端しておくことが望ましい。これにより、中継装置を増設する際にも、光分配器の空きポートに新たに光ファイバを接続することが容易である。また、すでに設置されている中継装置にも、新たな中継装置の増設による受光パワーの変動がない。したがって、中継装置内の増幅器の利得を、予め最適点に設定することができる。
【０３７５】
また、このとき、第９の実施形態と同様に、制御装置１０から各中継装置２０までの光伝送路長差を一定長以下とするか、または、光伝送路および無線伝送路において生じる総信号遅延時間の差を、無線通信システムが許容する遅延時間差以下とすることが望ましい。さらに、光伝送路と無線伝送路によって生じる総信号遅延時間を予め、送信する無線通信システムの通信が可能となる最大遅延時間に統一することとしてもよい。
【０３７６】
以上のように、本実施形態によれば、無線伝送路および光伝送路における各無線信号の遅延時間差を所定の時間内に収めることができる。これにより、マルチパス干渉による信号の劣化を防止することができる。また、予長処理部や疑似光遅延線路を設けることとすれば、利得を調整することなく、信号の遅延時間差を所定時間内に収めることができる。その場合、各中継装置に、レベル調整部を設けなくてもよい。
【０３７７】
なお、本実施形態において、無線通信システムが備える中継装置は３台であったが、無線通信システムは、４台以上の中継装置を備えていてもかまわない。
【０３７８】
（第１２の実施形態）
図３１は、本発明の第１２の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。図３１において、図２６と同じ構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【０３７９】
制御装置１０において、電気光変換部１６２ａから出力される下り光信号は、光伝送路４０−２を介して中継装置２０−２に送信される。また、電気光変換部１６２ｂから出力される下り光信号は、光伝送路４０−１を介して中継装置２０−１に送信される。
【０３８０】
中継装置２０−１の受信アンテナ部２７５−１が形成する無線通信範囲２７６−１は、中継装置２０−２の受信アンテナ部２７５−２が形成する無線通信範囲２７６−２の一部と重複する。
【０３８１】
ここで、信号処理部１６１ａから電気光変換部１６２ａに出力される変調信号と、信号処理部１６１ｂから電気光変換部１６２ｂに出力される変調信号とは、周波数が異なる。
【０３８２】
なお、信号の変調方式としては、周波数多重や符号分割多重方式などを使用することができる。例えば、周波数多重方式を用いる場合、中継装置２０−１と中継装置２０−２とは、異なる周波数で変調された無線信号を用いて通信すればよい。
【０３８３】
これにより図３１に示すように、中継装置２０−１，２０−２からは異なる無線変調信号が送信されるため、マルチパスによる干渉が発生しない。
【０３８４】
以上のように、本実施形態によれば、隣接する中継装置同士は、異なる周波数を用いて通信するため、マルチパスによる干渉が発生しない。したがって、マルチパス干渉による信号の劣化を防止することができる。
【０３８５】
また、本実施形態において、無線通信システムが備える中継装置は２台であったが、無線通信システムは、３台以上の中継装置を備えていてもよい。
【０３８６】
図３２は、４台の中継装置を備える無線通信システムの構成を示す図である。図３２に示す無線通信システムは、図２６に示す第８の実施形態に係る無線通信システムと比較すると、各中継装置が設置される位置が相違する。その他の構成要素は図２６と同様であるため、図２６と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【０３８７】
図３２において、光分岐結合部１６４ａは、制御装置１０の電気光変換部１６２ａから出力される光信号を光伝送路４０−２，４０−４に分岐する。また、光分岐結合部１６４ｂは、制御装置１０の電気光変換部１６２ｂから出力される光信号を光伝送路４０−１，４０−３に分岐する。
【０３８８】
ここで、中継装置２０−１〜２０−４は、隣接する中継装置とは異なる周波数の無線信号を利用して通信する。例えば、中継装置２０−２の送受信アンテナ部２７５−２が形成する無線通信範囲２７６−２は、中継装置２０−１の送受信アンテナ部２７５−１が形成する無線通信範囲２７６−１、および中継装置２０−３の送受信アンテナ部２７５−３が形成する無線通信端末２７６−３の無線通信範囲２７６−３の一部と重複する。中継装置２０−１，２０−３は互いに同じ周波数の無線信号を用いて通信するが、中継装置２０−２は、中継装置２０−１，２０−３とは異なる周波数の無線信号を用いて通信する。したがって、中継装置２０−１〜２０−３において、同一の周波数を用いて通信する中継装置の通信範囲は重複しないため、マルチパス干渉が発生しない。
【０３８９】
また、中継装置２０−４もまた、無線通信範囲が重複する中継装置２０−３とは異なる周波数の無線信号を用いて通信するため、中継装置２０−３および中継装置２０−４の間においても、マルチパス干渉が発生しない。
【０３９０】
このように、隣接する中継装置同士が異なる周波数の無線信号を利用して通信するように、中継装置を配置することによって、マルチパス干渉の発生を防止することができる。
【０３９１】
なお、図３１および図３２では、所望の中継装置から所望の無線変調信号を送信するために、異なる光伝送路４０−１〜４０−４を用いているが、変調信号毎に異なる波長を用いて１つの光伝送路に多重する波長多重方式を使用してもよい。また、無線変調方式に周波数多重方式を用いる場合は、各中継装置に所望の周波数帯だけを通過させるバンドバスフィルタを用いてもよい。
【０３９２】
以上、第１〜第１２の実施形態では、従来の無線通信システムにおける第１〜第３の要求を満たすことができる無線通信システムについて説明した。第１の要求は、中継装置が受信する無線信号のレベルを所定のダイナミックレンジの範囲に収めることであり、第２の要求は、無線信号における漏洩比を一定レベル以下に収めることである。第３の要求は、中継装置が受信する無線信号のＤ／Ｕ比を一定レベル以上に保つことである。上記の実施形態では、中継装置の通信可能エリアを狭めることによって、無線通信端末が送信する無線信号のレベルを所定の範囲に収めていた。ここで、中継装置は、受信する無線信号のレベルが電気光変換器が許容する範囲に収まるように、大きすぎるレベルの無線信号を受信しないようにしてもよい。以下、電気光変換器が許容することができるレベルの無線信号のみを中継装置が受信することによって、第１の要求を満たし、無線信号を高品質に光伝送することができる無線通信システムについて説明する。
【０３９３】
（第１３の実施形態）
図３３は、本発明の第１３の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。図３３において、無線通信システムは、制御装置３１と、中継装置３２と、無線通信端末３３ａ，３３ｂとを備える。制御装置３１は、光電気変換部３１１と、信号処理部３１２とを含む。中継装置３２は、受信アンテナ部３２２と、電気光変換部３２１とを含む。なお、無線通信端末３３ａおよび３３ｂを特に区別する必要がない場合には、無線通信端末３３と総称する。
【０３９４】
無線通信端末３３ａ，３３ｂと中継装置３２とは、互いに無線で接続される。中継装置３２と制御装置３１とは、互いに光ファイバ３６を介して接続される。制御装置３１と外部のネットワーク（図示せず）とは、イーサネット（登録商標）ケーブル３５を介して接続されている。
【０３９５】
なお、図３３では、上り伝送系のみを示し、下り伝送系を省略している。また、外部ネットワークと制御装置３１とは、イーサネット（登録商標）ケーブル以外の伝送路を介して接続されていてもよく、例えば、電話線、同軸ケーブル、または光ファイバを介して接続されていてもよい。また、図３３において、無線通信区間に存在する無線通信端末は２台であるが、無線通信区間に存在する無線通信端末は１台であってもよく、また、３台以上であってもよい。以下、上り信号が伝送される場合における、無線通信システムの動作について説明する。
【０３９６】
無線通信端末３３ａおよび３３ｂは、中継装置３２に無線信号を送信する。中継装置３２は、建築物の天井３４に設置されており、受信アンテナ部３２２は、無線通信端末３３ａ，３３ｂから送信されてくる無線信号を受信する。電気光変換部３２１は、受信アンテナ部３２２が受信した電気信号を光信号に変換する光送信部である。電気光変換部３２１によって変換された光信号は、光ファイバ３６を伝送し、制御装置３１の光電気変換部３１１に入力される。
【０３９７】
制御装置３１において、光電気変換部３１１は、入力された光信号を電気信号に変換する。信号処理部３１２は、電気信号を、外部ネットワークに送信するための信号形態に復調する。復調された信号は、イーサネット（登録商標）ケーブル３５を介して外部に伝送される。
【０３９８】
図３４は、図３３に示す受信アンテナ部３２２の構成およびその受信範囲３７を模式的に示す図である。図３４に示すように、受信アンテナ部３２２は、指向性アンテナ３２３と、電波吸収体３２４とを有する。指向性アンテナ３２３は、例えば、平面アンテナである。受信アンテナ部３２２において、指向性アンテナ３２３の直下には、電波吸収体３２４が設置されている。電波吸収体３２４は、指向性アンテナ３２３から一定の距離を離して設置される。電波吸収体３２４は、例えば、ゴムまたはフェライトの焼結体であって、所定の周波数の電波を吸収する。なお、受信アンテナ部が有するアンテナは、無指向性アンテナであってもよい。
【０３９９】
このように、指向性アンテナ３２３の直下に電波吸収体３２４を設けることにより、受信アンテナ部３２２は、受信アンテナ部３２２の直下およびその近傍の方向に対する受信感度が減衰される。したがって、受信アンテナ部３２２の直下近傍に位置する無線通信端末３３ａが送信する無線信号は、電波吸収体３２４に吸収されることによって、減衰して指向性アンテナ３２３に到達する。
【０４００】
一方、受信アンテナ部３２２の遠方に位置する無線通信端末（ここでは、無線通信端末３３ｂ）は、電波吸収体３２４に吸収されることなく指向性アンテナ３２３に到達する。また、中継装置が受信する無線信号の信号レベルは、中継装置３２と、無線通信端末３３ａ，３３ｂとの間の距離に依存する。したがって、遠方にある無線通信端末から送信された無線信号は、無線通信区間を伝搬するにつれ、ある程度減衰するものの、受信アンテナ部３２２は、当該無線信号を高利得で受信することができる。
【０４０１】
このように、指向性アンテナの直下に電波吸収体を設置することによって、受信アンテナ部３２２の直下近傍に位置する無線通信端末は、受信アンテナ部３２２の受信範囲３７から除外される。受信アンテナ部３２２は、受信範囲３７内から送信される無線信号を高利得で受信し、受信範囲外３７外から送信される無線信号を低利得で受信する。
【０４０２】
なお、電波吸収体３２４の面積や厚み、設置位置を変更することによって、電波の減衰量を調整することができる。これにより、電気光変換部３２１が許容するダイナミックレンジに応じて、鉛直方向から送信されてくる信号に対する受信アンテナ部３２２の受信利得を調整することができる。
【０４０３】
図３５は、中継装置３２における無線信号の受信強度と、中継装置３２および無線通信端末３３の間の距離との関係を示すグラフである。図３５において、縦軸は、中継装置３２が受信する無線信号の受信強度を示す。横軸は、中継装置３２および無線通信端末３３の間の距離を示す。点線は、受信アンテナ部が従来の受信アンテナ部である場合、つまり、受信アンテナ部３２２が無指向アンテナのみを有する場合における、受信強度の変化を示す。実線は、本発明に係る受信アンテナ部３２２における、受信強度の変化を示す。
【０４０４】
図３５に示すように、従来の無指向性アンテナ部が、近距離から送信される無線信号を受信する場合、無線信号の受信強度が大きいため、電気光変換部３２１が許容するダイナミックレンジの上限を超えてしまう。このような信号レベルの大きい無線信号を光信号に変換すると、光信号に歪みが発生するため、信号を高品質に光伝送することができない。
【０４０５】
一方、本発明に係る受信アンテナ部３２２は、鉛直方向から送信されてくる無線信号の受信利得が制限されている。よって、鉛直方向、すなわち近距離から送信される無線信号は、低利得で受信されるため、当該無線信号を電気光変換部３２１が許容するダイナミックレンジの範囲内に収めることができる。
【０４０６】
このように、受信アンテナ部３２２は、近傍に位置する無線通信端末から送信される、信号レベルが大きい無線信号を低利得で受信し、遠方に位置する無線通信端末から送信される、信号レベルが小さい無線信号を高利得で受信する。したがって、電気光変換部３２１に入力される無線信号の信号レベル差を縮小することができる。これにより、無線通信端末および中継装置間の距離に関わらず、広範囲に存在する無線通信端末からの送信信号を、電気光変換部３２１の許容ダイナミックレンジの範囲内で受信することができる。よって、信号を高品質に光伝送することができる。また、電気光変換部３２１に入力される無線信号の信号レベル差が縮小されるため、電気光変換部３２１に要求されるダイナミックレンジの制限を緩和することができる。
【０４０７】
以上のように、本実施形態によれば、無線通信端末が広範囲に存在する場合においても、各無線通信端末が送信する無線信号の信号レベル差を縮小して電気光変換部に入力することができる。これにより、中継装置にＡＧＣ機能を付加することなく、受信した無線信号を電気光変換部が許容するダイナミックレンジの範囲に収めることができる。したがって、無線通信システムの構成を簡易化することができるため、当該システムを安価に構築することができる。
【０４０８】
なお、受信アンテナ部と電気光変換部との間に、増幅器または減衰器を設けることとしてもよい。これにより、受信信号の信号レベルを、さらに精度よく調整することができる。この場合においても、一定利得の簡易な増幅器もしくは減衰器を用意すればよいため、ＡＧＣ回路を設ける場合に比べ、無線通信システムの構成を簡略化することができる。
【０４０９】
なお、図３３において、上り伝送系のみが図示され、下り伝送系の図示は省略されていた。下り信号を伝送する場合、制御装置３１において、信号処理部３１２から電気光変換部（図示せず）に入力される信号レベルは、ほぼ一定であるため、信号毎に特別な調整を行う必要がない。したがって、制御装置３１から各無線通信端末３３ａ，３３ｂに信号を伝送する下り伝送系に必要な設備は、従来の構成のままでよい。
【０４１０】
なお、中継装置において送受信する無線信号のＤ／Ｕ比が、所定のＤ／Ｕを満足することができない場合には、受信した無線信号のレベルを減衰させる減衰部を中継装置に設けることとしてもよい。これにより、中継装置が受信する無線信号のレベル差が小さくなるため、当該無線信号のレベルと、複数のチャンネルを利用して通信する場合に、他チャンネルから漏洩してくる信号のレベルとの差を大きくすることができる。したがって、他チャンネルから漏洩する信号に妨害されることなく正常に通信することができる。
【０４１１】
（第１４の実施形態）
図３６は、本発明の第１４の実施形態に係る無線通信システムの部分図であって、受信アンテナ部３２２ｘの構成およびその受信範囲３７ｘの断面を模式的に示す図である。第１３の実施形態において、受信アンテナ部は、指向性アンテナと、電波吸収体とを有していた。これに対し、本実施形態において、受信アンテナ部３２２ｘは、ポールアンテナを有する点で第１３の実施形態と相違する。それ以外の構成要素は、第１３の実施形態と同様であるため、第１３の実施形態と同じ構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【０４１２】
図３６に示すように、受信アンテナ部３２２ｘを含む中継装置３２は、建築物の天井３４に設置される。受信アンテナ部３２２ｘを構成するポールアンテナは、線状のアンテナであって、ポールの長手方向に対して垂直な方向がピークとなる、ややつぶれた円形の双方向指向性（８の字指向性ともいう）を有する。なお、図３６に示す受信範囲３７ｘは、受信範囲の断面を示すにすぎず、実際には、受信範囲３７ｘは、受信アンテナ部３２２ｘを中心としたドーナツ形に形成されている。
【０４１３】
中継装置３２を建築物の天井３４に設置した場合、中継装置３２との距離が近い無線通信端末は、中継装置３２の直下またはその近傍に位置する無線通信端末（ここでは、無線通信端末３３ｂ）である。一方、中継装置３２との距離が遠い無線通信端末は、中継装置３２の直下から離れた場所に位置する無線通信端末（ここでは、無線通信端末３３ａ）である。
【０４１４】
中継装置３２の受信アンテナ部３２２ｘは、近傍に位置する無線通信端末３３ｂを受信範囲に含まないように設置される。例えば、汎用のポールアンテナの長手方向を、鉛直方向に対して平行になるように設置することによって、鉛直方向に対する受信アンテナ部３２２ｘの指向性が制限される。これにより、受信アンテナ部３２２ｘは、鉛直方向に対する受信感度が制限された受信範囲３７ｘを有することとなる。受信アンテナ部３２２ｘは、受信範囲３７ｘ内に位置する無線通信端末が送信する無線信号を高利得で受信し、受信範囲３７ｘ外に位置する無線通信端末が送信する無線信号を低利得で受信する。
【０４１５】
このように中継装置３２を天井３４に設置することにより、中継装置３２の直下近傍に位置する無線通信端末３３ｂは、受信アンテナ部３２２ｘの受信範囲３７ｘに含まれない。したがって、受信アンテナ部３２２ｘは、無線通信端末３３ｂが送信する無線信号を低利得で受信する。一方、中継装置３２の遠方に位置する無線通信端末３３ａは、受信アンテナ部３２２ｘの受信範囲３７ｘに含まれるため、受信アンテナ部３２２ｘは、無線通信端末３３ａが送信する無線信号を高利得で受信する。
【０４１６】
以上のように、本実施形態によれば、無線通信端末および中継装置間の距離に関わらず、電気光変換部に入力される無線信号の信号レベルを、電気光変換部が許容するダイナミックレンジの範囲内に収めることができる。また、電波吸収体を設けることなく、鉛直方向に対する受信アンテナ部の指向性を制限することができる。したがって、受信アンテナ部が電波吸収体を有する場合に比べ、システムの構成をより簡略化することができる。
【０４１７】
（第１５の実施形態）
図３７は、本発明の第１５の実施形態に係る無線通信システムの部分図であって、受信アンテナ部３２２ｙの構成およびその受信範囲３７ｙを模式的に示す図である。第１３の実施形態において、中継装置は、天井に設置されていた。これに対し、本実施形態において、中継装置３２は、床４０に設置されている。また、受信アンテナ部３２２ｙは、ポールアンテナを有する。それ以外の構成要素は、第１３の実施形態と同様であるため、第１３の実施形態と同じ構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【０４１８】
中継装置３２を建築物の床４０に設置した場合、中継装置３２との距離が近い無線通信端末は、中継装置３２の直上またはその近傍に位置する無線通信端末（ここでは、無線通信端末３３ｂ）である。一方、中継装置３２との距離が遠い無線通信端末は、中継装置３２の直上から離れた場所に位置する無線通信端末（ここでは、無線通信端末３３ａ）である。
【０４１９】
中継装置３２の受信アンテナ部３２２ｙは、近傍に位置する無線通信端末３３ｂを受信範囲に含まないように設置される。例えば、図３７に示すように、汎用のポールアンテナの長手方向を、鉛直方向に対して平行になるように設置することによって、鉛直方向に対する受信アンテナ部３２２ｙの指向性が制限される。これにより、受信アンテナ部３２２ｙは、鉛直方向に対する受信感度が制限された受信範囲３７ｙを有することとなる。受信アンテナ部３２２ｙは、受信範囲３７ｙ内に位置する無線通信端末が送信する無線信号を高利得で受信し、受信範囲３７ｙ外に位置する無線通信端末が送信する無線信号を低利得で受信する。
【０４２０】
このように中継装置３２を床４０に設置することにより、中継装置３２の直上近傍に位置する無線通信端末３３ｂは、受信アンテナ部３２２ｙの受信範囲３７ｙに含まれない。したがって、受信アンテナ部３２２ｙは、無線通信端末３３ｂが送信する無線信号を低利得で受信する。一方、中継装置３２の遠方に位置する無線通信端末３３ａは、受信アンテナ部３２２ｙの受信範囲３７ｙに含まれるため、受信アンテナ部３２２ｙは、無線通信端末３３ａが送信する無線信号を高利得で受信する。
【０４２１】
以上のように、本実施形態によれば、無線通信端末および中継装置間の距離に関わらず、電気光変換部に入力される無線信号の信号レベルを、電気光変換部が許容するダイナミックレンジの範囲内に収めることができる。また、電波吸収体を設けることなく、鉛直方向に対する受信アンテナ部の指向性を制限することができる。したがって、受信アンテナ部が電波吸収体を有する場合に比べ、システムの構成をより簡略化することができる。
【０４２２】
なお、本実施形態において、受信アンテナ部は、ポールアンテナから構成されていたが、受信アンテナ部は、無指向性アンテナおよび電波吸収体から構成されていてもよい。その場合、電波吸収体は、無指向性アンテナの上部に設けられるとよい。
【０４２３】
（第１６の実施形態）
図３８は、本発明の第１６の実施形態に係る無線通信システムの部分図であって、受信アンテナ部３２２ｚの構成およびその受信範囲３７ｚを模式的に示す図である。第１３の実施形態において、中継装置は、天井に設置されていた。これに対し、本実施形態において、中継装置３２は、壁４１に設置されている。また、受信アンテナ部３２２ｚは、ポールアンテナを有する。それ以外の構成要素は、第１３の実施形態と同様であるため、第１３の実施形態と同じ構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【０４２４】
中継装置３２を建築物の壁４１に設置した場合、中継装置３２との距離が近い無線通信端末は、中継装置３２の直下またはその近傍に位置する無線通信端末（ここでは、無線通信端末３３ｂ）である。一方、中継装置３２との距離が遠い無線通信端末は、中継装置３２の直下から離れた場所に位置する無線通信端末（ここでは、無線通信端末３３ａ）である。
【０４２５】
中継装置３２の受信アンテナ部３２２ｚは、近傍に位置する無線通信端末３３ｂを受信範囲に含まないように設置される。例えば、汎用のポールアンテナの長手方向を、鉛直方向に対して平行になるように設置することによって、鉛直方向に対する受信アンテナ部３２２ｚの指向性が制限される。これにより、受信アンテナ部３２２ｚは、鉛直方向に対する受信感度が制限された受信範囲３７ｚを有することとなる。受信アンテナ部３２２ｚは、受信範囲３７ｚ内に位置する無線通信端末が送信する無線信号を高利得で受信し、受信範囲３７ｚ外に位置する無線通信端末が送信する無線信号を低利得で受信する。
【０４２６】
このように中継装置３２を壁４１に設置することにより、中継装置３２の直下近傍に位置する無線通信端末３３ｂは、受信アンテナ部３２２ｚの受信範囲３７ｚに含まれない。したがって、受信アンテナ部３２２ｚは、無線通信端末３３ｂが送信する無線信号を低利得で受信する。一方、中継装置３２の遠方に位置する無線通信端末３３ａは、受信アンテナ部３２２ｚの受信範囲３７ｚに含まれるため、受信アンテナ部３２２ｚは、無線通信端末３３ａが送信する無線信号を高利得で受信する。
【０４２７】
以上のように、本実施形態によれば、無線通信端末および中継装置間の距離に関わらず、電気光変換部に入力される無線信号の信号レベルを、電気光変換部が許容するダイナミックレンジの範囲内に収めることができる。また、電波吸収体を設けることなく、鉛直方向に対する受信アンテナ部の指向性を制限することができる。したがって、受信アンテナ部が電波吸収体を有する場合に比べ、システムの構成をより簡略化することができる。
【０４２８】
なお、本実施形態において、受信アンテナ部は、ポールアンテナから構成されていたが、受信アンテナ部は、無指向性アンテナおよび電波吸収体から構成されていてもよい。その場合、電波吸収体は、無指向性アンテナの下部に設けられるとよい。
【０４２９】
以上、第１３の実施形態〜第１６の実施形態について説明したが、これらの実施形態において、受信アンテナ部は、鉛直方向に位置する無線通信端末が送信する無線信号を低利得で受信し、鉛直方向以外の方向、つまり遠方に位置する無線通信端末が送信する無線信号を高利得で受信する点で共通する。なお、上記の実施形態において、受信アンテナ部は、鉛直方向から送信されてくる無線信号を電気光変換部が許容するダイナミックレンジの上限以下の信号レベルで受信することができる構成であればよく、上述の構成に限定されない。例えば、受信アンテナ部のアンテナは、複数のアンテナからなるアレーアンテナを有していてもよい。この場合、アレーアンテナを構成する複数のアンテナの指向性を、鉛直方向を除く方向に設定することによって、鉛直方向から送信されてくる無線信号の受信利得を制限することができる。
【０４３０】
（第１７の実施形態）
図３９は、本発明の第１７の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。図３９に示す無線通信システムは、第１３の実施形態に係る無線通信システムの構成に加え、中継装置３２が、送信アンテナ部３２５と、光電気変換部３２３とをさらに含み、制御装置３１が、電気光変換部３１３をさらに含む点で相違する。それ以外の構成要素は、第１３の実施形態と同様であるため、図３３と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０４３１】
以下、下りの信号を伝送する場合における無線通信システムの動作について説明する。制御装置３１において、信号処理部３１１は、イーサネット（登録商標）ケーブル３５を介して外部ネットワークから伝送されてくる信号を変調する。信号処理部３１１によって変調された信号は、電気光変換部３１３に入力される。電気光変換部３１３は、信号処理部３１１から入力される電気信号を光信号に変換する。電気光変換部３１３によって変換された光信号は、光ファイバ３６を伝送し、中継装置３２の光電気変換部３２３に入力される。
【０４３２】
光電気変換部３２３は、光ファイバ３６から入力される光信号を電気信号に変換する。送信アンテナ部３２５は、当該電気信号を無線通信区間に送信する。ここで、図３９に示すように、送信アンテナ部３２５は、受信アンテナ部３２２の直下に設置される。好ましくは、送信アンテナ部３２５と受信アンテナ部３２２とは、一定の距離を離して配置するとよい。
【０４３３】
受信アンテナ部３２２の真下に位置する無線通信端末が送信する無線信号は、送信アンテナ部３２５によって遮られる。これにより、受信アンテナ部３２２は、当該無線信号を低利得で受信することとなる。一方、受信アンテナ部３２２の遠方に位置する無線通信端末が送信する無線信号は、送信アンテナ部３２５に遮られない。よって、受信アンテナ部３２２は、当該無線信号を高利得で受信することができる。したがって、本実施形態に係る無線通信システムにおいて、送信アンテナ部３２５を設けることによって、受信アンテナ部３２２の鉛直方向に対する受信感度が低減されるため、受信アンテナ部３２２は、近距離から送信される無線信号の信号レベルを低利得で受信し、遠距離から送信される無線信号を高利得で受信することができる。これにより、電気光変換部に入力される無線信号の信号レベル差が縮小されることとなるため、中継装置に要求されるダイナミックレンジの制限を緩和することができる。
【０４３４】
好ましくは、送信アンテナ部３２５は、受信アンテナ部３２２が設置されている方向とは逆方向に信号を送信するような指向性を有するとよい。これにより、送信アンテナ部３２５から受信アンテナ部３２２に回り込む無線信号を低減することができる。したがって、中継装置３２内の電気回路における発振や、上り信号および下り信号の干渉による信号劣化を防ぐことができる。
【０４３５】
また、送信アンテナ部３２５と受信アンテナ部３２２との間に、電波吸収体を設けることとしてもよい。これにより、送信アンテナ部３２５から受信アンテナ部３２２に回り込む無線信号をさらに低減することができる。
【０４３６】
（第１８の実施形態）
図４０は、本発明の第１８の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。図４０において、無線通信システムは、制御装置３１と、複数の中継装置３２ａ〜３２ｃと、無線通信端末３３ｃとを備える。中継装置３２ａは、電気光変換部３２１と、受信アンテナ部３２２ａと、レベル調整部３２６とを含む。それ以外は、第１３の実施形態と同様であるため、第１３の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。なお、図４０において、無線通信区間に存在する無線通信端末は１台であるが、無線通信区間に存在する無線通信端末は２台以上であってもよい。
【０４３７】
中継装置３２ａにおいて、受信アンテナ部３２２ａは、単一指向性アンテナを有する。単一指向性アンテナは、例えば、パラボラアンテナである。受信アンテナ部３２２ａは、鉛直方向に対して斜め方向に伸びるような指向性を有する。また、受信アンテナ部３２２ａの受信範囲４２ａは、隣接する中継装置のうち、制御装置３１と接続された光伝送路の距離がより長い中継装置（ここでは、中継装置３２ｂ）の方向に向かって形成される。受信アンテナ部３２２ａは、受信範囲４２ａ内に位置する無線通信端末から送信される無線信号のみを受信し、受信範囲４２ａ外から送信される無線信号は受信しない。
【０４３８】
レベル調整部３２６は、受信アンテナ部３２２ａが受信した無線信号を増幅することによって、電気光変換部３２１に入力される無線信号の信号レベルを調整するが、詳細については後述する。レベル調整部３２６によって増幅された無線信号は、電気光変換部３２１によって光信号に変換される。光信号は、光ファイバ３６ａ，３６ｄを伝送し、制御装置３１に入力される。なお、中継装置３２ｂおよび中継装置３２ｃも、中継装置３２ａと同様の構成を有する。
【０４３９】
なお、図４０において、中継装置３２ａ〜３２ｃは、バス型に接続されているが、中継装置３２ａ〜３２ｃは、制御装置３１に対して、それぞれの中継装置が１対１で接続されるようなスター型に接続されていてもよい。
【０４４０】
次に、本実施形態に係る無線通信システムにおける無線信号の受信動作について説明する。例えば、無線通信端末３３ｃから最も近い位置にある受信アンテナ部は、受信アンテナ部３２２ｂである。しかし、各受信アンテナ部は、鉛直方向に対して斜め方向に伸びる指向性を有するため、無線通信端末３３ｃは、受信アンテナ部３２２ｂの受信範囲４２ｂに含まれない。一方、無線通信端末３３ｃは、中継装置３２ｂに隣接する中継装置３２ａの受信範囲４２ａに含まれる。したがって、無線通信端末３３ｃが送信する無線信号は、中継装置３２ａの受信アンテナ部３２２ａによって受信される。
【０４４１】
このように、各中継装置は、近距離から送信される信号レベルの大きい無線信号を受信することがない。したがって、中継装置の電気光変換部に入力される無線信号の信号レベルを、電気光変換部が許容するダイナミックレンジの上限内に収めることができる。これにより、複数の中継装置を設置することによって広範囲の通信エリアをカバーすると共に、信号を高品質に光伝送することができる。
【０４４２】
ここで、各受信アンテナ部は、当該受信アンテナ部の受信範囲の一部が、隣接する受信アンテナ部の受信範囲の一部と重複するように設置されている。したがって、各受信アンテナ部の受信範囲には、隣接する受信アンテナ部の受信範囲が重複する区域が存在する。図４１は、複数の受信範囲が重複する区域に無線通信端末が存在する場合における無線通信システムの部分図である。図４１に示すように、無線通信端末３３ｃは、受信範囲４２ａおよび４２ｂが重複する区域に位置する。この場合、無線通信端末３３ｃが送信する無線信号は、受信アンテナ部３２２ａおよび３２２ｂの両方で受信されることとなる。中継装置３２ａの受信アンテナ部３２２ａにおいて受信された無線信号は光信号に変換された後、光ファイバ３６ａ，３６ｄを伝送して制御装置３１に到達する。一方、中継装置３２ｂの受信アンテナ部３２２ｂにおいて受信された無線信号は光信号に変換された後、光ファイバ３６ｂ，３６ｄを伝送して制御装置３１に到達する。
【０４４３】
しかしながら、中継装置３２ａおよび制御装置３１の間を接続する光ファイバの長さと、中継装置３２ｂおよび制御装置３１の間を接続する光ファイバの長さとは異なる。したがって、１台の無線通信端末が送信した無線信号が、複数の受信アンテナ部によって受信された場合、異なる伝送路を経由した信号が制御装置３１に到達するまでの遅延時間差が生じる。これにより、信号が互いに干渉し合い（マルチパス干渉）、通信品質が劣化してしまうという問題がある。
【０４４４】
無線通信端末３３ｃが送信する無線信号が受信アンテナ部３２２ａによって受信され、制御装置３１に到達するまでにかかる総所要時間は、無線信号が受信範囲４２ａを伝搬する伝搬時間Ｔ（Ｌｗａ）と、光信号が光ファイバ３６ａ，３６ｄを伝搬する伝搬時間Ｔ（Ｌｏａ）との和である。また、無線通信端末３３ｃから送信された無線信号が受信アンテナ部３２２ｂによって受信され、制御装置３１に到達するまでにかかる総所要時間は、無線信号が受信範囲４２ｂを伝搬する伝搬時間Ｔ（Ｌｗｂ）と、光信号が光ファイバ３６ｂ，３６ｄを伝搬する伝搬時間Ｔ（Ｌｏｂ）との和である。
【０４４５】
したがって、複数の受信アンテナ部によって受信される無線信号が制御装置に到達するまでの遅延時間差を解消するためには、伝搬時間Ｔ（Ｌｏａ）および伝搬時間Ｔ（Ｌｗａ）の和と、伝搬時間Ｔ（Ｌｏｂ）および伝搬時間Ｔ（Ｌｗｂ）の和とがほぼ一致するような位置に受信範囲４２ａ，４２ｂを形成すればよいことが分かる。
【０４４６】
例えば、光ファイバ内を伝搬する光信号の伝搬速度が、空気中を伝搬する無線信号の伝搬速度の１．５倍である場合、
Ｌｗａ−Ｌｗｂ＝１．５×（Ｌｏｂ−Ｌｏａ）・・・（３）
という関係式を満たすように、各受信アンテナ部の指向性を調整し、受信範囲４２ａ，４２を形成する。具体的には、各受信アンテナ部の傾斜角度を変更したり、各受信アンテナ部が有する指向性の広がり角度を変更したりすることによって、指向性を調整する。
【０４４７】
以下、光伝送路の長さの差Ｌｏｂ−Ｌｏａが３０ｍである場合における中継装置および受信アンテナ部の設置方法について説明する。
【０４４８】
Ｌｏｂ−Ｌｏａが３０ｍである場合、式（３）より、Ｌｗａ−Ｌｗｂ＝４５が求められる。ここで、例えば、受信アンテナ部３２２ａの受信可能範囲が６０ｍである場合、Ｌｗａ＝６０（ｍ）と考えられる。
【０４４９】
図４２は、受信アンテナ部３２２ａの受信範囲を模式的に示す図である。図４２において、ｈは、天井と床との距離を表す。一般的な家屋の天井の高さは約２ｍであるため、ｈ＝２（ｍ）として説明する。また、アンテナの直下周辺において、ダイナミックレンジの上限を超えないように、無線信号を受信しない範囲は予め決められている。ここでは、受信アンテナ部直下からの無線信号を受信しない距離ｙ＝５（ｍ）とする。ｙ＝５、ｈ＝２であるから、直角三角形の定理より、Ｌｗｂ＝５．３９（ｍ）と求められる。ここで、Ｌｗａ＝６０（ｍ）であるため、Ｌｗａ−Ｌｗｂ＝４５を満たすためには、Ｌｗｂ＝１５（ｍ）とするのが理想的である。しかし、Ｌｗｂが１５ｍである場合、受信アンテナ部３２２ａの受信範囲が狭くなってしまう。また、無線通信区間において、１０ｍ程度の誤差は許容されるため、ここではＬｗｂ＝５．３９（ｍ）とする。そして、Ｌｗａ＝６０、ｈ＝２であるから、直角三角形の定理より、ｙ＋ｚ＝５９．９７が求められる。また、ｙ＝５であるから、受信範囲の底面の長さｚ＝５４．９７となる。
【０４５０】
次に、受信アンテナ部３２２ａにおける指向性の広がり角度αを求める。Ｌｗａ＝６０、Ｌｗｂ＝５．３９、ｚ＝５４．９７であるから、余弦定理より、ｃｏｓα＝０．９４と求められる。よって、指向性の広がり角度αを約２０°とすればよいことが分かる。
【０４５１】
また、受信アンテナ部３２２ａおよび３２２ｂの受信範囲において、重複している区域の長さをｘとすると、中継装置間の距離Ｒ＝ｙ＋ｚ−ｙ−ｘと表される。例えば、ｘ＝５（ｍ）のとき、Ｒは約５０ｍとなる。
【０４５２】
以上より、中継装置間の距離Ｒが５０ｍ、受信範囲の最大長さＬｗａが６０ｍ、指向性の広がり角度αが約２０°となるように、中継装置３２ａおよび３２ｂを設置すればよいことが分かる。このように、光伝送路の長さに制限がある場合においても、無線信号を受信しない距離ｙおよび重複範囲ｘを設定することによって、指向性の広がり角度αと、受信範囲の最大長さＬｗａと、中継装置間の距離Ｒを求めることができる。
【０４５３】
なお、中継装置間の距離Ｒが予め定められている場合においても、無線信号を受信しない距離ｙおよび重複範囲ｘの値を設定することによって、指向性の角度αと、受信範囲の最大長さＬｗａとを求めることができる。
【０４５４】
好ましくは、一台の無線通信端末３３ｃが送信する無線信号を複数の中継装置が受信する場合、光ファイバ３６ａおよび３６ｂに送出される光信号の信号レベルの差が所定範囲内に収まるように、無線信号の信号レベルを調整するとよい。無線信号の信号レベルは、レベル調整部３２６によって調整することができる。
【０４５５】
また、好ましくは、１つの中継装置がカバーする無線通信範囲を、提供する無線通信システムにおいて予め想定されている１つの無線伝送路の範囲よりも縮小するとよい。これにより、無線信号の遅延時間のばらつきを縮小することができる。したがって、中継装置および制御装置を接続される光ファイバ長にばらつきがある場合においても、マルチパス干渉による通信品質の劣化を低減することができる。
【０４５６】
以上のように、本実施形態によれば、各中継装置は、近距離から送信される信号レベルの大きい無線信号を受信せず、一定距離以上離れた無線通信端末が送信する無線信号を受信する。したがって、中継装置は、電気光変換部が許容するダイナミックレンジの上限を超えないレベルの信号のみを受信することができる。これにより、無線信号を高品質に光伝送することができる。また、中継装置は、ＡＧＣ機能を有する必要がないため、無線通信システムの構成を簡易化し、当該システムを安価に構築することができる。
【０４５７】
さらに、本実施形態によれば、複数の中継装置を設けることによって、無線通信区間を拡大することができる。また、各受信アンテナ部の指向性を調整することによって、無線信号が複数の受信アンテナ部によって受信された場合においても、無線伝送路および光伝送路における各無線信号の遅延時間差を所定の時間内に収めることができる。これにより、マルチパス干渉による信号の劣化を防止することができる。
【０４５８】
なお、上記実施形態において、各受信アンテナ部は、鉛直斜め下方向に対する指向性を有しているが、各受信アンテナ部は、直下に位置する無線通信端末から送信される無線信号を受信せず、隣接する中継装置の直下に位置する無線通信端末から送信される無線信号を受信することができるような指向性を有していればよいため、各受信アンテナ部の指向性は、上記実施形態に限られない。
【０４５９】
なお、第１３の実施形態〜第１８の実施形態のいずれの実施形態においても、無線通信システムは、周波数分割多重化方式を利用して光伝送することができる。本発明によれば、複数の無線通信端末がそれぞれ異なる周波数を利用して中継装置と通信する場合においても、周波数に依存することなく、無線信号を電気光変換部が許容するダイナミックレンジの範囲内に収めることができる。したがって、無線信号を高品質に光伝送することができる。また、受信信号を分離する帯域通過フィルタや、信号レベルを調整するＡＧＣ回路を設ける必要がないため、中継装置の構成を簡易化することができる。さらに、各無線通信端末に割り当てられた周波数帯域幅が狭く、帯域通過フィルタの作製が困難である屋内利用の無線ＬＡＮの光伝送システムの場合、本発明は特に有効である。
【産業上の利用可能性】
【０４６０】
本発明は、中継装置において受信する無線信号のレベルを所定のダイナミックレンジの範囲内に収めることができる無線通信システム等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０４６１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムの構成を示すブロック図
【図２】図１に示す制御装置１０の構成を示すブロック図
【図３】図１に示す中継装置２０の構成を示すブロック図
【図４Ａ】ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格に準拠した無線ＬＡＮで用いられ、中継装置が受信する無線信号のスペクトラムを示す図
【図４Ｂ】２チャンネル離れた２つのチャンネルを利用する第１および第２の無線通信端末から送信される無線ＬＡＮ信号のスペクトラムを示す図
【図５】中継装置２０における受信信号の強度と、中継装置２０および無線通信端末３０間の距離との関係を表すグラフ
【図６】本発明の第１の実施形態の変形例に係る制御装置１０ａの構成を示すブロック図
【図７】第１の実施形態の変形例に係る中継装置２０ａの構成を示すブロック図
【図８】本発明の第２の実施形態に係る無線通信システムが備える制御装置１０ｂの構成を示すブロック図
【図９】上り光信号をまとめて受信する制御装置１０ｃの構成を示すブロック図
【図１０】発光素子に入力される入力信号と、光の出力パワーとの関係（レーザＩＬ特性）を示す図
【図１１】第２の実施形態の変形例に係る無線通信システムが備える制御装置１０ｄの構成を示すブロック図
【図１２】バイアス電流のレベルを制御することによって、光変調度を調整する制御装置１０ｅの構成を示すブロック図
【図１３】下り光信号のパワーを調整する制御装置１０ｆの構成を示すブロック図
【図１４】本発明の第３の実施形態に係る無線通信システムが備える中継装置２０ｂの構成を示すブロック図
【図１５】第３の実施形態の変形例に係る無線通信システムが備える中継装置２０ｃの構成を示すブロック図
【図１６】第４の実施形態に係る無線通信システムが備える中継装置２０ｄの構成を示すブロック図
【図１７】電気信号評価部２１４の詳細な構成を示すブロック図
【図１８】第４の実施形態の変形例に係る無線通信システムが備える制御装置１０ｇの構成を示すブロック図
【図１９】電気信号評価部２１４ｅの詳細な構成を示すブロック図
【図２０】電気信号評価部２１４ｆの詳細な構成を示すブロック図
【図２１】第５の実施形態に係る制御装置１０ｈの構成を示すブロック図
【図２２】第５の実施形態の変形例に係る無線通信システムが備える制御装置１０ｉの構成を示すブロック図
【図２３】本発明の第６の実施形態に係る無線通信システムが備える制御装置１０ｊの構成を示すブロック図
【図２４】第６の実施形態の変形例に係る無線通信システムが備える中継装置２０ｆの構成を示すブロック図
【図２５】本発明の第７の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図
【図２６】本発明の第８の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図
【図２７】中継装置を５つ以上設ける場合における無線通信システムの構成を示す図
【図２８】本発明の第９の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図
【図２９】本発明の第１０の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図
【図３０】本発明の第１１の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図
【図３１】本発明の第１２の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図
【図３２】第１２の実施形態において、４台の中継装置を備える無線通信システムの構成を示す図
【図３３】本発明の第１３の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図
【図３４】図３３に示す受信アンテナ部３２２の構成を示す図
【図３５】中継装置３２における受信信号の強度と、中継装置３２および無線通信端末間の距離との関係を表すグラフ
【図３６】本発明の第１４の実施形態に係る無線通信システムの部分図であって、受信アンテナ部３２２ｘの構成およびその受信範囲３７ｘの断面を模式的に示す図
【図３７】本発明の第１５の実施形態に係る無線通信システムの部分図であって、受信アンテナ部３２２ｙの構成およびその受信範囲３７ｙを模式的に示す図
【図３８】本発明の第１６の実施形態に係る無線通信システムの部分図であって、受信アンテナ部３２２ｚの構成およびその受信範囲３７ｚを模式的に示す図
【図３９】本発明の第１７の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図
【図４０】本発明の第１８の実施の形態に係る無線通信システムの構成を示す図
【図４１】図４０に示す無線通信システムの部分図
【図４２】図４１に示す受信アンテナ部の受信範囲を模式的に示す図
【図４３】特開平９−２３３０５０号公報に記載の従来の無線通信システムの構成を示す図
【図４４】特許第２８８５１４３号明細書に記載の従来の無線通信システムの構成を示す図
【図４５】隣接する２つのチャンネルを利用する第１および第２の無線通信端末から送信される、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格に準拠した無線ＬＡＮ信号のスペクトラムを示す図
【図４６】２チャンネル離れた２つのチャンネルを利用する第１および第３の無線通信端末から送信される無線ＬＡＮ信号のスペクトラムを示す図
【符号の説明】
【０４６２】
２ 分配器
３、１２ ミキサ
４ シンセサイザ
５、１４、２５２ バンドバスフィルタ
６ 非線形増幅器
７ 合成器
８、９４ 電気光変換器
１０、１８、１９ 制御装置
１１ 分配器
１３ 発振器
１５ 復調器
１６ 検波器
１７ Ａ／Ｄ変換器
１８ ＲＯＭ
２０、２８、２９、３２ 中継装置
２１、９５ 光電気変換器
３０、３３ 無線通信端末
３１ 制御装置
３４ 天井
３５、６０ イーサネット（登録商標）ケーブル
３６、５８ 光ファイバ
３７、４２ 受信範囲
３９ 無線通信端末
４０ 光伝送路
４１ 壁
９１、９２ アンテナ部
９３ 送受信部
１０１ 送信信号処理部
１０２、２０６ 光送信部
１０３ 光分配部
１０４、２０１ 光受信部
１０５ 受信信号処理部
１０６ パイロット信号生成部
１０７ 送信信号分配部
１０８ 光合波部
１０９ 監視部
１１０、２０７、２０９ レベル制御部
１１１ バイアス制御部
１１２、２１５ 試験信号送信部
１１３、２１０ 光カプラ部
１１４、２１１、２１３ 光パワー検出部
１１５、２１２ パワー制御部
１１６ 受光パワー検出部
１１７、２１４ 電気信号評価部
１２０ パワー調整部
１２１ 可変光減衰器
１２２ 可変光減衰器駆動部
１６１、３１１ 信号処理部
１６２、２７２、３１３、３２１ 電気光変換部
１６３、２７１、３１１、３２３ 光電気変換部
１６４ 光分岐結合部
２０２ 無線送信部
２０３ 分離部
２０４、２７５ 送受信アンテナ部
２０５ 無線受信部
２０８ パイロット信号検出部
２５３ レベル検出部
２５４ レベル判定部
２７３、２７４、３２６ レベル調整部
２７６ 無線通信範囲
２９０ 品質評価部
３２２ 受信アンテナ部
３２３ 指向性アンテナ
３２４ 電波吸収体
３２５ 送信アンテナ部
１００１ 信号成分
１００２、１００３ 信号漏洩成分
１００４、１００５ 漏洩比
１００６、１０１０ Ｄ／Ｕ比
１００７ レベル差
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2005011316.tif 000049
【図２】
2005011316.tif 000050
【図３】
2005011316.tif 000051
【図４Ａ】
2005011316.tif 000052
【図４Ｂ】
2005011316.tif 000053
【図５】
2005011316.tif 000054
【図６】
2005011316.tif 000055
【図７】
2005011316.tif 000056
【図８】
2005011316.tif 000057
【図９】
2005011316.tif 000058
【図１０】
2005011316.tif 000059
【図１１】
2005011316.tif 000060
【図１２】
2005011316.tif 000061
【図１３】
2005011316.tif 000062
【図１４】
2005011316.tif 000063
【図１５】
2005011316.tif 000064
【図１６】
2005011316.tif 000065
【図１７】
2005011316.tif 000066
【図１８】
2005011316.tif 000067
【図１９】
2005011316.tif 000068
【図２０】
2005011316.tif 000069
【図２１】
2005011316.tif 000070
【図２２】
2005011316.tif 000071
【図２３】
2005011316.tif 000072
【図２４】
2005011316.tif 000073
【図２５】
2005011316.tif 000074
【図２６】
2005011316.tif 000075
【図２７】
2005011316.tif 000076
【図２８】
2005011316.tif 000077
【図２９】
2005011316.tif 000078
【図３０】
2005011316.tif 000079
【図３１】
2005011316.tif 000080
【図３２】
2005011316.tif 000081
【図３３】
2005011316.tif 000082
【図３４】
2005011316.tif 000083
【図３５】
2005011316.tif 000084
【図３６】
2005011316.tif 000085
【図３７】
2005011316.tif 000086
【図３８】
2005011316.tif 000087
【図３９】
2005011316.tif 000088
【図４０】
2005011316.tif 000089
【図４１】
2005011316.tif 000090
【図４２】
2005011316.tif 000091
【図４３】
2005011316.tif 000092
【図４４】
2005011316.tif 000093
【図４５】
2005011316.tif 000094
【図４６】
2005011316.tif 000095
【国際調査報告】
2005011316.tif 000096
2005011316.tif 000097
2005011316.tif 000098
2005011316.tif 000099