(57)【要約】  通信端末間における無線信号の送受信をＩＰ(Internet Protocol)ネットワークに接続された複数の基地局を介して実行する無線通信方法において、一の基地局において、一の通信端末からアンテナを介して受信した無線信号を復調することなくＡＤ変換し、これをパケットデータ化して上記ＩＰネットワークを介して他の基地局へ送出し、また他の基地局において、上記ＩＰネットワークを介して上記一の基地局から受信したパケットデータをＤＡ変換し、これを変調することなく無線信号化して上記アンテナを介して他の通信端末へ送信する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信端末間における無線信号の送受信を有線ネットワークに接続された複数の基地局を介して実行する無線通信システムにおいて、一の基地局は、一の通信端末からアンテナを介して受信した無線信号を復調することなくＡＤ変換し、これをパケットデータ化して上記有線ネットワークを介して他の基地局へ送出し、また他の基地局は、上記有線ネットワークを介して上記一の基地局から受信したパケットデータをＤＡ変換し、これを変調することなく無線信号化して上記アンテナを介して他の通信端末へ送信することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
上記基地局は、上記ＡＤ変換したデータに対して、イーサネット（登録商標）プロトコルに基づいたフレーム化処理を施すことにより、上記パケットデータ化することを特徴とする請求の範囲第１項記載の無線通信システム。
【請求項３】
上記基地局は、上記ＡＤ変換したデータをパケット化する際に、ヘッダ部に無線通信パケットであることを表すビットシーケンスを挿入することを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項記載の無線通信システム。
【請求項４】
上記有線ネットワークに接続され、少なくとも基地局へのデータ出力を切り替え可能な切替装置をさらに備え、
上記切替装置は、上記有線ネットワークにより伝送されるパケットデータに挿入されたビットシーケンスに基づき、無線通信であることを識別した場合には、当該パケットデータにつきＤＡ変換し、これを変調することなく出力することを特徴とする請求の範囲第３項記載の無線通信システム。
【請求項５】
上記通信端末間の通信は、上記有線ネットワークに接続された複数の基地局を介してピア ・ツー・ピア （Ｐ２Ｐ）通信方式で実行されることを特徴とする請求の範囲第１項記載の無線通信システム。
【請求項６】
上記有線ネットワークに接続され、各通信端末間の通信を制御するための制御局を更に備え、上記各基地局は、上記制御局の宛先アドレスを予め取得しておき、上記Ｐ２Ｐ通信を開始する際には、上記基地局から先ず上記制御局へアクセスすることにより上記制御局を介して通信端末間の通信コネクションが確立され、これとともに上記制御局から、通信端末のアドレス及び／又は当該通信端末が属する基地局のアドレスが、それぞれ通信相手となる通信端末及び／又は当該通信端末が属する基地局へ通知され、その通知された各アドレスに基づいて上記通信コネクションを介して通信端末間の通信がその後実行されることを特徴とする請求の範囲第５項記載の無線通信システム。
【請求項７】
上記制御局は、Ｐ２Ｐ通信方式で通信する通信端末間において、送受信するパケットデータの最短の伝送経路に関する情報を上記基地局へ通知することを特徴とする請求の範囲第５項又は第６項記載の無線通信システム。
【請求項８】
アンテナを介して受信した無線信号を互いに同一時間軸においてＩチャネル信号、Ｑチャネル信号ともに複数のサンプリング期間に亘り切り出し、これらを復調することなくＡＤ変換し、更にこれらをパケットデータ化する際には、Ｉチャネルのサンプル値とＱチャネルのサンプル値とを交互に時系列順に並べること
を特徴とする請求の範囲第１項記載の無線通信システム。
【請求項９】
通信端末間における無線信号の送受信を有線ネットワークに接続された基地局を介して実行する無線通信システムにおいて、上記基地局は、一の通信端末からアンテナを介して受信した無線信号を復調することなくＡＤ変換し、これをパケットデータ化して上記有線ネットワークを介して制御局へ送出し、上記制御局は、上記有線ネットワークを介して上記基地局から受信したパケットデータにつき、ＤＡ変換して復調して得たデータを、又は当該パケットデータにＭＡＣ処理のみ施し得たデータを、ＩＰ(Internet Protocol)ネットワークを介して他の通信端末へ送信することを特徴とする無線通信システム。
【請求項１０】
通信端末間における無線信号の送受信を有線ネットワークに接続された複数の基地局を介して実行する無線通信システムにおいて、ＩＰ(Internet Protocol)ネットワーク上の一の通信端末は、宛先とする他の通信端末へ送信すべきデータにつき予め変調し、これをＡＤ変換し、さらにパケットデータ化した上で上記有線ネットワークを介して上記複数の基地局へ送信し、上記複数の基地局は、上記有線ネットワークを介して上記一の通信端末から受信したパケットデータをＤＡ変換し、これを変調することなく無線信号化してアンテナを介して他の通信端末へ送信すること
を特徴とする無線通信システム。
【請求項１１】
無線信号を送信する無線送信局と、上記無線送信局からアンテナを介して受信した無線信号を復調することなくＡＤ変換し、これをパケットデータ化して送出するパケット変換装置と、少なくとも上記パケット変換装置から送出されたパケットデータを伝送する有線ネットワークと、接続された上記有線ネットワークから伝送されたパケットデータを復調する復調手段を有する端末装置とを備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項１２】
接続された上記有線ネットワークから伝送されたパケットデータをＤＡ変換し、これを変調することなく無線信号化してアンテナを介して通信端末へ送信する無線基地局をさらに備えることを特徴とする請求の範囲第１１項記載の無線通信システム。
【請求項１３】
無線信号を送信する無線送信局と、上記無線送信局からアンテナを介して受信した無線信号を復調することなくＡＤ変換し、これをパケットデータ化して有線ネットワークへ送出するパケット変換装置と、接続された上記有線ネットワークを介して上記パケット変換装置から伝送されたパケットデータをＤＡ変換し、これを変調することなく無線信号化してアンテナを介して通信端末へ送信する基地局を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項１４】
上記無線送信局は、地上波アナログ放送信号もしくは地上波デジタル放送信号を上記無線信号として送信する無線局であり、上記パケット変換装置は、受信したこの無線信号のうち少なくとも１チャネル分の放送信号をパケットデータ化することを特徴とする請求の範囲第１３項記載の無線通信システム。
【請求項１５】
上記無線送信局は、地上波デジタル放送信号を上記無線信号として送信する無線局であり、上記パケット変換装置は、受信したこの無線信号のうち少なくとも１チャネル分の放送信号の中から１セグメント分のみをパケットデータ化することを特徴とする請求の範囲第１３項記載の無線通信システム。
【請求項１６】
上記パケット変換装置は、発振した基準信号を上記受信した無線信号に乗算することにより周波数変換を施すとともに、当該基準信号を１／Ｎの周波数に分周した分周信号を生成してこれを上記周波数変換を施した信号に加算し、
上記基地局は、上記伝送されたパケットデータから上記分周信号を分離し、これに基づいて基準信号を生成して、上記ＤＡされた信号に乗算することにより周波数変換を施すこと
を特徴とする請求の範囲第１３項記載の無線通信システム。
【請求項１７】
上記パケット変換装置は、上記ＡＤ変換したデータに対して、イーサネット（登録商標）に基づいたフレーム化処理を施すことにより、上記パケットデータ化することを特徴とする請求の範囲第９項〜第１６項のうち何れか１項記載の無線通信システム。
【請求項１８】
放送信号を送信する放送局と、
上記放送局から受信した放送信号を中継する中継器と、
上記中継器によって中継された放送信号を復調することなくＡＤ変換し、これをパケットデータ化してブロードバンドネットワークへ送出する複数の基地局と、
上記ブロードバンドネットワークを介して上記各基地局から伝送されてきたパケットデータをＤＡ変換してこれを復調・解析を行うことにより、上記各基地局にて受信されている放送信号の品質を判別し、判別した放送信号の品質に基づいて上記中継器が送出する信号の特性を制御する制御装置とを備え、
上記中継器は、上記制御装置による制御を受けて、上記中継すべき放送信号の送信条件を切り替えること
を特徴とする無線通信システム。
【請求項１９】
上記基地局は、上記パケットデータを所定の時間間隔をおいて送出すること
を特徴とする請求の範囲第１８項記載の無線通信システム。
【請求項２０】
請求の範囲第１項〜第９項の何れかの無線通信システムに適用され、上記通信端末との間で無線信号を送受信するためのアンテナと、上記アンテナを介して受信した無線信号を復調することなくＡＤ変換するＡＤ変換手段と、上記ＡＤ変換手段によりＡＤ変換されたデジタル信号をパケットデータ化して上記有線ネットワークへ送出するパケット変換手段と、上記有線ネットワークを介して受信したパケットデータの各種ヘッダを除去して連続デジタル信号に変換する逆パケット変換手段と、上記連続デジタル信号を変調することなく無線信号化し、これを上記アンテナを介して上記通信端末へ送信する送信手段とを備えることを特徴とする基地局。
【請求項２１】
請求の範囲第３項又は第４項の無線通信システムに適用され、上記有線ネットワークにより伝送されるパケットデータに挿入されたビットシーケンスに基づき、上記データ出力を切り替える切替手段を備えることを特徴とする切替装置。
【請求項２２】
請求の範囲第９項〜第１６項の何れかの無線通信システムに適用され、上記無線送信局からアンテナを介して受信した無線信号を復調することなくＡＤ変換し、これをパケットデータ化して送出する送出手段を備えることを特徴とするパケット変換装置。
【請求項２３】
通信端末間における無線信号の送受信を有線ネットワークに接続された複数の基地局を介して実行する無線通信方法において、一の基地局において、一の通信端末からアンテナを介して受信した無線信号を復調することなくＡＤ変換し、これをパケットデータ化して上記有線ネットワークを介して他の基地局へ送出し、また他の基地局において、上記有線ネットワークを介して上記一の基地局から受信したパケットデータをＤＡ変換し、これを変調することなく無線信号化して上記アンテナを介して他の通信端末へ送信することを特徴とする無線通信方法。
【請求項２４】
無線放送局から無線信号を送信し、上記送信した無線信号をアンテナを介してパケット変換装置において受信するとともに、その受信した無線信号を復調することなくＡＤ変換し、これをパケットデータ化して送出し、少なくとも上記パケット変換装置から送出したパケットデータを有線ネットワークを介して伝送し、上記有線ネットワークに接続された端末装置における復調手段により、上記伝送されてきたパケットデータを復調することを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信端末間における無線信号の送受信をＩＰネットワークに接続された複数の基地局を介して実行する無線通信システム及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等に代表される移動通信の無線基地局を光ファイバで制御局に収容するＲＯＦ(Radio over Fiber)技術を用いた無線伝送システムや無線アクセスシステムが近年において注目されている。このＲＯＦでは、光ファイバに無線信号をそのまま光伝送させることにより、変復調器及び制御器等を制御局に一括収容し、無線基地局の構成を簡単化して小型化することができる。このため、多数の無線基地局を道路沿い、地下街、トンネル等に配置することが可能となる。【０００３】
図１は、ＲＯＦ技術を用いた無線伝送システム８の構成例を示している。この無線伝送システム８では、通信端末１８１と、通信端末１８１との間で無線信号を送受信するための通信データを中継するための複数の基地局１８２a,１８２bと、光ファイバ通信網１８４を介して接続された各基地局１８２を含めたネットワーク全体における通信を制御するホスト制御装置１８３とを備えている。【０００４】
通信端末１８１は、各地区に設けられた基地局１８２との間で無線信号を送受信すべく、車載或いは携帯できるように構成されている。即ち、この通信端末１８１は、例えばパーソナルコンピュータ等に搭載されてデータ通信を行うための装置を含むものであるが、一般には音声による通話を行うための携帯電話等であり、特に小型軽量で携帯性に特化した機器として構成されている。【０００５】
各基地局１８２には、図２に示すように、通信端末１８１との間で無線信号を送受信するためのアンテナ１０１と、このアンテナ１０１に接続されたアンテナ共用器１０２と、このアンテナ共用器１０２に接続された光−電気変換部１０４並びに電気−光変換部１０３と、ＷＤＭ合波器（分波器）１０５とが実装されている。【０００６】
基地局１８２ａは、通信端末１８１から無線信号をアンテナ１０１を介して受信した場合には、接続されたアンテナ共用器１０２を介して電気−光変換部１０３へ送信し、さらにこの電気−光変換部１０３において上記無線信号を光信号に変換する。次に、この生成した光信号を受信光信号とＷＤＭ多重化して１本の光ファイバに光結合し、これを光ファイバ通信網１８４へと伝送する。このとき、基地局１８２は、いかなる無線フォーマットに関わらず、図１に示すように無線信号と同一波形からなるバースト波のまま、光搬送波をアナログ変調して光ファイバ通信網１８４へと伝送することになる。ちなみに、この光アナログ変調は、一般的にアナログ変調や強度変調が実行されることが多いが、種々の問題を解決するために光ＳＳＢ変調や光ＦＭ変調、更には光コヒーレント変調（ＰＭ変調）が施される場合がある。【０００７】
この基地局１８２ａから光ファイバ通信網１８４へと伝送された光信号は、ホスト制御局１８３による制御の下、変復調処理が施されて、改めて他のバックボーンネットワーク１９０や他の基地局１８２ｂへ送信されることになる。この基地局１８２ｂでは、光ファイバ通信網１８４を介して受信した上記光信号をＷＤＭ分波器１０５により分波し、これを光−電気変換部１０４により電気信号に変換し、さらにこれを無線信号としてアンテナ共用器１０２、アンテナ１０１を介して通信端末１８１へと送信する。【０００８】
即ち、上述の如きＲＯＦ技術を用いた無線伝送システムでは、基地局で無線信号の変復調を行う必要がなくなる。これにより、サービスや仕様の変更があっても基地局のシステム構成を置換する必要がなくなることから、システム全体の柔軟性を向上させることが可能となる。【０００９】
また、このＲＯＦは、放送波等の電波が届かない不感地帯対策として設置される低コストなリモートアンテナ構築の手段として利用される他、基地局を多数必要とするピコセル環境においてより低コストなシステムを構築する際に特に適する。特にこのＲＯＦは、多種多様な無線フォーマットを同一の基地局装置で一元的に扱うことが可能であるとともに、将来の無線フォーマットの変更に対して柔軟かつ迅速に対応可能な技術としても注目されている。【００１０】
従来において、このＲＯＦ技術を用いた無線伝送システムとして、例えば、特開２００５−１７５６７５号公報に示される開示技術が提案されている。この開示技術では、送信側の携帯通信機器において、受信側の携帯通信機器が備える帯域制限フィルタの帯域制限特性に対し逆特性となる帯域通過特性に従い無線送信信号の帯域を伸長し、これを光伝送路へ送信する。このため、光伝送区間で発生するスプリアスを、希望信号の特性を劣化させることなく効果的に減衰させることが可能となる。【００１１】
また、このＲＯＦ技術を用いた無線伝送システムは、例えば路車間通信システム（例えば、特開２００２−３３６９４号公報参照。）等に対しても適用されている。この路車間通信システムにおいては、道路に沿って配置された基地局及び各基地局のアンテナ部、基地局を統括する制御局並びにこれらを接続するケーブルによりネットワークを構築する。そして、車に搭載された移動体端末と基地局との間は符号分割多重伝送方式に基づいて無線伝送されることとし、制御局において通信の変復調処理、多元接続処理、周波数割り当て、符号割り当て等の各処理を集中制御する。これにより、車等の移動体の移動に伴う複雑な制御を最小限にすることが可能となる。【００１２】
ところで、上述の如き従来のＲＯＦ技術を利用した無線伝送システム８において、例えば、光ファイバ通信網１８４が専用のアナログ光リンク伝送路でなくＩＰ(Internet Protocol)ベースの既設光ネットワークで構築可能であれば理想的である。このＩＰネットワークは、ＩＰで決められたパケット転送を行うコネクションレス型のネットワークである。このＩＰネットワークにおいては、分割された送信データとしてのパケットのヘッダに送信先を示すアドレスが挿入され、このアドレスに基づいてルータ１８６がパケットを送信先まで転送する。【００１３】
このとき、ルータ１８６は、ＩＰネットワーク中を送信されてきたパケットのヘッダにある送信先のＩＰアドレスやＭＡＣアドレス及びその他付加されたタグやラベルを識別し、ルータ内部に実装されたルーティングテーブル（経路表）に従い、パケットを目的地へ続く伝送路へと送り出すことになる。ルータの例としては、従来のレガシールータに代わって低コストなＬ２／Ｌ３スイッチが近年において頻繁に適用されている。そして、このＬ２／Ｌ３スイッチによりアクセスノードをメッシュ状に配設することによりＩＰネットワークを構築する。今後は、より広域な基幹系ネットワークにおいても、同様のＬ２／Ｌ３スイッチで構築されるパケット交換型のメッシュ型ネットワークが主流になると考えられる。【００１４】
また、ある程度広域な基幹系ネットワークにおいても、扱うデータフォーマットをＩＰパケット及び標準化されたイーサネット（登録商標）プロトコルに基づいたフレームに限定することができれば、既設ルータをＬ２／Ｌ３スイッチに置換することにより、低コストなメッシュ状ネットワークを構築することが可能となる。【００１５】
これに対して、特に近年においてネットワーク全体のセキュリティを維持しつつも、コアネットワークとしては共通のＩＰネットワークを利用しながら、エンド−エンド間、又はサブネット−サブネット間の通信を、仮想的に他の通信用ネットワークとは分離された一つのＬＡＮとみなすいわゆるＶＰＮ（Virtual Private Network）が普及しつつある。このＶＰＮでは、共有ネットワーク上にプライベートネットワークを構築するものであり、通信相手間で送受信するデータを暗号化することにより、第三者に通信内容を見られないようにするものである。【００１６】
また、このＶＰＮにおいて、ＩＰネットワーク中でパケットを効率的に交換して通信相手に伝送するため、例えばラベルスイッチ技術としてのＭＰＬＳ（Multi-Protocol Label Switching）技術やタグＶＬＡＮ（Virtual LAN）等が提案されている。このタグＶＬＡＮは、無線ＬＡＮ／有線ＬＡＮを含めたネットワークにおいて、見かけ上の接続形態に依存せずに、任意の端末を組み合わせて仮想的なネットワークグループを構築するものである。【００１７】
ところで、上述の如きＲＯＦ技術を使用した無線伝送システムでは、光変調にアナログ変調方式を用いるのが一般的であり、特に上記光変調につき強度変調を適用する場合には、例えば、上記図２における光−電気変換部１０３並びに電気−光変換部１０４等のような伝送系で使用する光デバイスの非線形性の影響を受けやすい。このため、上述のＲＯＦにより情報を伝送する場合に、一般的な高速光デジタル通信に使用する光デバイスや光伝送機器をそのまま適用することができず、非線形性のない高性能の光デバイスや高度な非線形補償技術がＲＯＦ用に必要となるところ、システム全体の大幅なコスト高を引き起こす要因になっていた。【００１８】
また、特に近年におけるＦＴＴＨ(Fiber To The Home) 普及促進の流れから、各家庭や事業所の末端に至るまで光ファイバネットワークが敷設されつつある。しかしながら、かかる光ファイバネットワークは、あくまでブロードバンド回線を提供するためのＩＰネットワークとして、低コスト化、最適化が図られた光ファイバアクセス回線であり、これに適用される送受信機や交換機等を、ＲＯＦ技術を使用した無線伝送システムとして利用するのは困難であった。【００１９】
また、従来のＲＯＦでは、光ファイバ中での信号フォーマットがアナログ変調方式であるため、伝送すべき実データがＩＰパケットデータであっても、ＦＴＴＨや光イーサネット（登録商標）の拡大に応じて普及するデジタル光伝送機器との間で整合性に乏しかった。このため、従来では、ＲＯＦに基づく通信を実行する場合において、必ず制御局で復調処理を実行しなければパケット交換をすることができなかった。【００２０】
また、従来において無線アクセスに適した仮想閉域網を構築したい場合、即ち、異なる基地局また制御局が管轄する無線アクセスゾーンに属する無線通信端末間で信号の送受信をする場合に、ＲＯＦ技術の利用の有無に拘わらず、一通信端末から受信した信号を必ず基地局又は制御局等で一度復調しなければならなかった。またこの基地局等で復調されたＩＰパケットは、ＩＰネットワークを介して所望の基地局又は制御局に伝送された後、改めて変調されることにより、当該ＩＰパケットが無線信号化されて、アンテナを介して無線ゾーンへ送出される形式となっていた。このため、基地局や制御局で実行される変復調プロセスが冗長化し、さらにＩＰネットワーク内の無用なトラフィックが増大してしまい、ひいては延べ伝送量が増大してしまうという問題点もあった。【００２１】
さらに、近年において、移動端末による受信を対象とした地上波デジタル放送の１セグメント放送サービスも普及しつつあるが、ビル内や駅構内等の屋内のみならず屋外であっても一部の箇所において電波不感地帯が発生する。かかる電波不感地帯を解消するために、屋内外においてギャップフィラーシステムを介して、その放送波を再中継するシステムの導入が進展しつつある。このギャップフィラーシステムとして、上記ＲＯＦを利用することも検討されているが、そのために新たな機器を導入する必要があり、インフラも整備しなければならず、多大な時間とコストを浪費しなければならないという問題点があった。
【発明の開示】
【００２２】
上述の如き従来の実状に鑑み、本発明は、通信端末間における無線信号の送受信をＩＰネットワークに接続された複数の基地局を介して実行する際に、システム中で行われる冗長な変復調を解消し、その伝送の効率化を図りつつ、コストを大幅に削減可能な無線通信システム及びその方法を提供することを目的とする。
【００２３】
即ち、本発明に係る無線通信システムは、上述した課題を解決するために、通信端末間における無線信号の送受信を有線ネットワークに接続された複数の基地局を介して実行する無線通信システムにおいて、一の基地局は、一の通信端末からアンテナを介して受信した無線信号を復調することなくＡＤ変換し、これをパケットデータ化して上記有線ネットワークを介して他の基地局へ送出し、また他の基地局は、上記有線ネットワークを介して上記一の基地局から受信したパケットデータをＤＡ変換し、これを変調することなく無線信号化して上記アンテナを介して他の通信端末へ送信することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明に係る無線通信システムは、上述した課題を解決するために、通信端末間における無線信号の送受信を有線ネットワークに接続された基地局を介して実行する無線通信システムにおいて、上記基地局は、一の通信端末からアンテナを介して受信した無線信号を復調することなくＡＤ変換し、これをパケットデータ化して上記有線ネットワークを介して制御局へ送出し、上記制御局は、上記有線ネットワークを介して上記基地局から受信したパケットデータにつき、ＤＡ変換して復調して得たデータを、又は当該パケットデータにＭＡＣ処理のみ施し得たデータを、ＩＰ(Internet Protocol)ネットワークを介して他の通信端末へ送信することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明に係る無線通信システムは、上述した課題を解決するために、  通信端末間における無線信号の送受信を有線ネットワークに接続された複数の基地局を介して実行する無線通信システムにおいて、ＩＰ(Internet Protocol)ネットワーク上の一の通信端末は、宛先とする他の通信端末へ送信すべきデータにつき予め変調し、これをＡＤ変換し、さらにパケットデータ化した上で上記有線ネットワークを介して上記複数の基地局へ送信し、上記複数の基地局は、上記有線ネットワークを介して上記一の通信端末から受信したパケットデータをＤＡ変換し、これを変調することなく無線信号化してアンテナを介して他の通信端末へ送信することを特徴とする。
【００２６】
また、本発明に係る無線通信システムは、上述した課題を解決するために、無線信号を送信する無線送信局と、上記無線送信局からアンテナを介して受信した無線信号を復調することなくＡＤ変換し、これをパケットデータ化して送出するパケット変換装置と、少なくとも上記パケット変換装置から送出されたパケットデータを伝送する有線ネットワークと、接続された上記有線ネットワークから伝送されたパケットデータを復調する復調手段を有する端末装置とを備えることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明に係る無線通信システムは、上述した課題を解決するために、無線信号を送信する無線送信局と、上記無線送信局からアンテナを介して受信した無線信号を復調することなくＡＤ変換し、これをパケットデータ化して有線ネットワークへ送出するパケット変換装置と、接続された上記有線ネットワークを介して上記パケット変換装置から伝送されたパケットデータをＤＡ変換し、これを変調することなく無線信号化してアンテナを介して通信端末へ送信する基地局を備えることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明に係る無線通信方法は、上述した課題を解決するために、通信端末間における無線信号の送受信を有線ネットワークに接続された複数の基地局を介して実行する無線通信方法において、一の基地局において、一の通信端末からアンテナを介して受信した無線信号を復調することなくＡＤ変換し、これをパケットデータ化して上記有線ネットワークを介して他の基地局へ送出し、また他の基地局において、上記有線ネットワークを介して上記一の基地局から受信したパケットデータをＤＡ変換し、これを変調することなく無線信号化して上記アンテナを介して他の通信端末へ送信することを特徴とする。
【００２９】
また、本発明に係る無線通信方法は、上述した課題を解決するために、無線放送局から無線信号を送信し、上記送信した無線信号をアンテナを介してパケット変換装置において受信するとともに、その受信した無線信号を復調することなくＡＤ変換し、これをパケットデータ化して送出し、少なくとも上記パケット変換装置から送出したパケットデータを有線ネットワークを介して伝送し、上記有線ネットワークに接続された端末装置における復調手段により、上記伝送されてきたパケットデータを復調することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、ＲＯＦ技術を用いた無線伝送システムの構成例を示す図である。
【図２】図２は、基地局の一般的なブロック構成を示す図である。
【図３】図３は、本発明を適用した無線通信システムの構成図である。
【図４】図４は、通信端末のブロック構成を示す図である。
【図５】図５は、基地局のブロック構成を示す図である。
【図６】図６は、ＭＡＣ処理部において生成されるＭＡＣフレームの構成を示す図である。
【図７】図７は、制御局のブロック構成を示す図である。
【図８】図８は、通信端末間で通信を実行する際に、互いに最短経路で通信が実行されるように制御する例につき、説明するための図である。
【図９】図９は、本発明の適用によって実現を目指す無線アクセスに適した仮想閉域網の概念を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明を適用した放送波配信システムの構成例を示す図である。
【図１１】図１１は、複数チャネルの放送波を配信する放送波配信システムの例を示す図である。
【図１２】図１２は、Ｉチャネル及びＱチャネルのパケット化の例を示す図である。
【図１３】図１３は、ギャップフィラー中継可能な放送配信システムの構成図である。
【図１４】図１４は、ギャップフィラー中継可能な放送配信システムの更なる詳細な構成図である。
【図１５】図１５は、通信状態に応じて送信すべき放送信号のセグメント数を切り替え可能な放送信号中継システムの構成図である。
【図１６】図１６は、通信状態に応じて送信すべき放送信号のセグメント数を切り替え可能な放送信号中継システムの他の構成図である。
【図１７】図１７は、地下街等の電波の不感地帯において放送信号を中継する放送信号中継システムの構成図である。
【図１８】図１８は、図１７に示す放送信号中継システムの他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施するための最良の形態として、図３に示す無線通信システム１を適用する場合を例にとり説明をする。【００３２】
本発明を適用した無線通信システム１は、いわゆるＲＯＦ(Radio over Fiber)技術を用いる無線伝送システムで得られる効果に加えて、無線信号の有線ネットワーク内での柔軟な交換機能を備えるシステムであり、歩行者が携帯可能な移動体端末としての通信端末１１ａ、１１ｂと、通信端末１１との間で無線信号を送受信を行うことにより通信を中継するための複数の基地局１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅと、各基地局１２ａ、１２ｂ、１２ｃに接続される光ファイバ１４ａ、１４ｂ、１４ｃが連結される光スイッチ１３ａと、各基地局１２ｄ、１２ｅに接続される光ファイバ１４ｄ、１４ｅが連結される光スイッチ１３ｂと、一の光スイッチ１３ａに接続される制御局１５と、この制御局１５に接続されるＩＰ(Internet Protocol)ネットワーク１６とを備えている。なお、この図３は、無線通信システム１における基地局１２と光ファイバ１４との接続形態の一例を示すものであり、これに限定されるものではない。また、光ファイバ１４の代替として電気的信号を送受信する図示しない電線で構成してもよい。かかる場合には、後述する光−電気変換並びに電気−光変換のステップは全て省略されることになる。【００３３】
通信端末１１は、各地区に設けられた基地局１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅとの間で無線信号を送受信すべく、車載或いは携帯できるように構成されている。即ち、この通信端末１１は、例えばパーソナルコンピュータ等に搭載されてデータ通信を行うための装置を含むものであるが、一般には音声による通話を行うための携帯電話等であり、特に小型軽量で携帯性に特化した機器として構成されている。【００３４】
各基地局１２は、通信端末１１から受信した無線信号を復調することなくＡＤ（アナログ−デジタル）変換しデジタル信号を生成する。基地局１２は、この生成したデジタル信号につき、後述するようにパケットデータ化し、さらにこれを電気−光変換することにより光信号を生成する。基地局１２は、生成した光信号を合波させてこれを接続された光ファイバ１４を介して伝送する。【００３５】
また、基地局１２は、接続された光ファイバ１４を介して伝送されてきた光信号を分波し、これを光−電気変換することにより電気信号でのパケットデータ列を生成する。また、この基地局１２は、生成したパケットデータ列の実データ部につきＤＡ（デジタル−アナログ）変換してアナログ信号を生成し、これを無線信号化して通信端末１１へ送信する。【００３６】
光スイッチ１３は、例えば、イーサネット（登録商標）プロトコル規格のいわゆるイーサスイッチに準拠したＩＰルータやＬ２／Ｌ３スイッチ、ＡＴＭスイッチ等である。この光スイッチ１３には、小規模ＬＡＮで使用される安価なスイッチで適用されていてもよく、光ファイバ１４を接続するためのポートが複数に亘り設けられている。図３に示す例では、光スイッチ１３ａと光スイッチ１３ｂとが光ファイバを介して接続されており、この光スイッチ１３ａと光スイッチ１３ｂとで接続されるネットワークをイーサネット（登録商標）として活用している。また、この光スイッチ１３ａと光スイッチ１３ｂとで接続されるネットワークをイーサネット（登録商標）で構成する場合のみならず、ＩＰネットワークやＡＴＭネットワークで構成するようにしてもよい。【００３７】
制御局１５は、この無線通信システム１において必要とされる制御処理全般と変復調処理、また必要に応じてＩＰネットワークへと復調デジタル信号をブリッジするためのＭＡＣ処理を行う。例えば、制御局１５は、光スイッチ１３ｂから伝送されてきた光信号を分波し、これを光−電気変換することにより電気パケットデータ列を生成する。また、この制御局１５は、生成した電気信号につき、更にＭＡＣ処理を施して抽出した実データ部をＤＡ変換してアナログ信号を生成し、これを復調器で復調することで情報データが復調される。更に必要に応じてこれをＩＰネットワーク１６へ送出する際には、適切なＭＡＣ処理を施して送出する。【００３８】
ＩＰネットワーク１６は、ＩＰで決められたパケット転送を行うコネクションレス型のネットワークである。このＩＰネットワーク１６には端末装置１７が接続されている。この端末装置１７としては、例えば、ＩＰ電話、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、テレビジョン受像機等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。またこれら端末装置１７は、ＩＰネットワーク１６に対して図示しないＬＡＮ（Local Area Network）を介して接続されていてもよい。なお、本発明においては、このＩＰネットワーク１６をいかなる有線のネットワークに代替してもよい。【００３９】
次に、通信端末１１の詳細な構成につき、これを携帯電話として適用する場合を例に挙げて説明をする。【００４０】
通信端末１１は、例えば図４に示すように、入力部２２と、この入力部２２に接続される制御部２３と、制御部２３に接続される表示部２４並びに変復調部２７と、この変復調部２７から順次接続される無線部２８、アンテナ２９とを備え、さらに変復調部２７には音声処理部２６が接続され、音声処理部２６には送受話部２５が接続されている。【００４１】
入力部２２は、数字キー及び操作キーなどの複数のキーを、筐体の一主面上に備えている。入力部２２に備えられたキーが押下されることによって、当該キーに登録された数字や各種操作を指示するデータなどが、制御部２３へ供給される。【００４２】
制御部２３は、入力部２２、表示部２４、変復調部２７等の制御を行う。また、制御部２３は、入力部２２及び変復調部２７から供給された信号に基づいた処理を実行する。具体的に説明すると、制御部２３は、他の通信機器からの発呼に応じて呼び出し音を鳴動させたり、他の通信機器と通信を行うときに当該通信機器のアドレスを送信したりする。【００４３】
表示部２４は、制御部２３による制御のもとに各種情報を表示するものであり、液晶表示を行う表示面を筐体の一主面上に備えている。具体的に説明すると、表示部２４は、入力部２２から入力された情報や、外部から送信されてきた情報、さらには図示しないメモリに記憶された情報等を表示する。【００４４】
送受話部２５は、ユーザの発声によって生じる振動を検出して、これを電気信号に変換する。また、この送受話部２５は、音声処理部２６から供給された電気信号を音声に変換して出力する。【００４５】
音声処理部２６は、図示しないＡＤコンバータ、ＤＡコンバータ、アンプ、コーデック回路などを備える。音声処理部２６は、送受話部２５から供給された信号に対して増幅、Ａ／Ｄ変換、誤り訂正符号の付加などを施した後に、当該信号を変復調部２７へ供給する。また、音声処理部２６は、変復調部２７から供給された信号に対して誤り訂正処理、Ｄ／Ａ変換、増幅などを施した後に、当該信号を送受話部２５へと供給する。【００４６】
変復調部２７は、音声処理部２６から供給されたベースバンド信号に従って所定の搬送信号を変調し、無線部２８へ供給する。また、この変復調部２７は、入力部２２から制御部２３を介して送信されてきた情報信号を変調し、これを無線部２８へ供給する。さらに、変復調部２７は、無線部２８から供給された中間周波数信号（以下、ＩＦ信号と称する。）をベースバンド信号に復調し、音声処理部２６へ供給し、或いは表示部２４へ供給する。【００４７】
無線部２８は、変復調部２７から供給されたＩＦ信号を周波数シンセサイザからの出力と混合して無線信号とした後に、増幅を施してアンテナ２９へ供給する。また、アンテナ２９から供給された無線信号を増幅した後に、周波数シンセサイザからの出力と混合してＩＦ信号とし、当該ＩＦ信号を増幅した後に変復調部２７へ供給する。【００４８】
アンテナ２９は、無線部２８から供給された無線信号を基地局１２へ送信する。また、アンテナ２９は、基地局１２から送信されてきた信号を受信し、無線部２８へ供給する。【００４９】
このような構成からなる通信端末１１では、先ず、ユーザが発した音声に伴って生じる振動を電気信号に変換し、これを音声処理部２６へ供給する。音声供給部２６は、この供給された信号に対して増幅、Ａ／Ｄ変換、符号化、誤り訂正符号の付加等を行う。音声処理部２６において各種処理が施されたベースバンド信号は、変復調部２７において、所定搬送波信号で変調され、無線部２８へ供給されることになる。そして無線部２８は、かかる供給された信号を周波数シンセサイザからの出力と混合して無線信号とした後に、当該無線信号を増幅してアンテナ２９へ供給する。最後に、アンテナ２９が、無線部２８から供給された信号を、基地局１２へ送信する。【００５０】
また、アンテナ２９が基地局１２から無線信号を受信した場合には、これを無線部２８へ供給する。無線部２８は、アンテナ２９から供給された無線信号を増幅した後に、これを周波数シンセサイザからの出力と混合してＩＦ信号とし、当該ＩＦ信号を増幅する。ＩＦ信号は、無線部２８から変復調部２７へ送られて、そこで復調され、音声処理部２６へと供給されることになる。音声処理部２６に供給されたＩＦ信号は、符号化、誤り訂正処理、Ｄ／Ａ変換、増幅等が施され、送受話部２５を介して出力されることになる。ちなみに、この動作例は、あくまで通信端末１１を利用して電話による通信を実行する場合を挙げているが、これに限定されるものではなく、例えば電子メールによる通信を実行する場合には、送受話部２５の代替として、入力部２２並びに表示部２４を利用し、変復調部２７を経て同様の通信が実行されていくことになる。【００５１】
次に、基地局１２並びに制御局１５の詳細な構成につき、説明をする。【００５２】
基地局１２は、図５に示すように、通信端末１１との間で無線信号を送受信するためのアンテナ３１と、このアンテナ３１に接続されたアンテナ共用器３２と、このアンテナ共用器３２に接続されたＲＦユニット３３と、ＲＦユニット３３に接続されたＩＦユニット３４と、このＩＦユニット３４にそれぞれ接続されてなるＡＤ変換部３５並びにＤＡ変換部３６とを備えている。またこの基地局１２は、ＡＤ変換部３５においてデジタル化された信号が供給されるとともに、ＤＡ変換部３６へデジタル信号を供給するＭＡＣ（Media Access Control）処理部３７と、このＭＡＣ処理部３７にそれぞれ接続される電気−光変換部３８並びに光−電気変換部３９とを有し、さらにこれらに接続されてなるＷＤＭ部４０を備えている。また、この基地局１２は、アンテナ共用器３２、ＲＦユニット３３、ＩＦユニット３４、ＡＤ変換部３５、ＤＡ変換部３６、ＭＡＣ処理部３７にそれぞれ接続される制御部３０をさらに備えている。【００５３】
アンテナ共用器３２は、通信端末１１への信号の送信機能と、通信端末１１からの信号の受信機能を１本のアンテナ３１で共用させるべく配設されたものである。即ち、このアンテナ共用器３２では、アンテナ３１により受信された無線信号をＲＦユニット３３へ導くとともに、ＲＦユニット３３から供給された信号をアンテナ３１へ送信する。【００５４】
ＲＦユニット３３は、アンテナ共用器３２を介してアンテナ３１から送られてきた信号に適切な局部発振信号を混合することで、所望のＲＦ周波数信号を所望のＩＦ周波数信号に周波数変換してＩＦユニット３４へ送信する処理を行う。また、このＲＦユニット３３では、ＩＦユニット３４から送信されてきた信号に、適切な局部発振信号を混合することで所望のＲＦ周波数信号に周波数変換してアンテナ３１に送信する。【００５５】
ＩＦユニット３４は、ＲＦユニット３３から送られてきたＩＦ周波数信号を適切なレベルになるよう自動利得制御（ＡＧＣ）等の処理を施し、さらにこれを直交検波してベースバンド信号に周波数変換して、必要な帯域制限をしてＡＤ変換部３５へと送信する処理を行う。また、このＩＦユニット３４では、ＤＡ変換部３６から送信されてきたベースバンド信号でＩＦキャリアを直交変調して、所望のＩＦ信号に変換すると同時に適切なレベルに増幅処理を行ってＲＦユニット３３へ送信する。なお、本発明は受信無線信号を復調することなく、搬送波のアナログ状情報をＡＤ変換して伝送することが重要となる。従って、本構成においては、ＡＤ変換を行う際のサンプリング周波数を最も低減できるようにＩＦ信号をベースバンド信号に変換するＩＦユニット３４を配設している。しかしながらＡＤ変換器の能力が十分に高速なものであれば、ＩＦ信号、更にはＲＦ信号を直接ＡＤ変換することも可能であるため、本構成において、ＩＦユニット３４、更には増幅機能を除くＲＦユニット３３の機能そのものを省略するようにしてもよい。【００５６】
ＡＤ変換部３５は、いわゆるＡＤコンバータで構成され、ＩＦユニット３４から供給されるアナログ信号をデジタル信号に変換し、これをＭＡＣ処理部３７へ出力する。また、ＤＡ変換部３６は、いわゆるＤＡコンバータで構成され、ＭＡＣ処理部３７から供給されるデジタル信号をアナログ信号に変換し、これをＩＦユニット３４へ出力する。【００５７】
ＭＡＣ処理部３７は、ＡＤ変換部３５から入力されるデジタル信号を、ＩＰパケット列に構成する。このＭＡＣ処理部３７は、ＩＰプロトコル用のＩＰヘッダやイーサネット（登録商標）用のＭＡＣヘッダを付加する、更には適切なラベルやタグを挿入する等のＭＡＣ処理を施すことによりＭＡＣフレームを生成する。ＭＡＣ処理部３７では、光−電気変換部３９から受信したＭＡＣフレームにつき、ヘッダ除去、パケットの整列、遅延制御等の各種処理を施す。【００５８】
このＭＡＣフレームは、イーサネット（登録商標）並びにＩＰネットワークと完全整合したフレーム構成である。このＭＡＣフレームは、ＴＣＰ／ＩＰスタック層において組立てられるものであり、パケットのヘッダに機器固有のＭＡＣアドレスやＩＰアドレス、更には適切なラベルやタグを含めることができるため、より着実に通信相手にデータを転送することが可能となる。【００５９】
図６は、このＭＡＣ処理部３７において生成されるＭＡＣフレーム６の構成例を示している。なお、ＭＡＣフレーム構成はいわゆるＭＰＬＳ技術や、タグＶＬＡＮ技術を用いる場合にはこの構成に限られるものではない。この生成されるＭＡＣフレーム６はＩＥＥＥ８０２．３に規定するＭＡＣフレーム構成に準拠しており、フレームの開始を予告する７オクテットのプリアンブル６１と、実際のフレーム開始を表す１オクテットのＳＦＤ（Start Frame Delimiter）６２と、フレームの送信先を表す６オクテットの発信先ＭＡＣアドレス６３と、フレーム送信元を表す６オクテットの発信元ＭＡＣアドレス６４と、データの長さやフレームのタイプを表す２オクテットのフレーム長／フレームタイプ６５と、４６〜１５００オクテットのデータ部６６と、データ確認用の４オクテットのＦＣＳ（Frame Check Sequence）６７とから構成されている。データ部６６は、ＩＰヘッダと、ＡＤ変換部３５から入力されるデジタル信号としての実データを構成するための実データ部とからなる。【００６０】
電気−光変換部３８は、ＭＡＣ処理部３７において生成されたＭＡＣフレーム６を電気−光変換するための素子で構成される。この電気−光変換部３８は供給される電気信号を光信号に変換するいわゆるレーザダイオード（ＬＤ）等で構成されていてもよい。【００６１】
光−電気変換部３９は、ＷＤＭ部４０において分波された光信号を電気−光変換するための素子で構成される。この光−電気変換部３８は、例えば、受光強度に応じた電気信号を生成する、いわゆるアバランシェフォトダイオード（ＰＤ）やＰＩＮダイオード等で構成されていてもよい。【００６２】
ＷＤＭ部４０は、電気−光変換部３８において生成された光信号を多重化させ、これを光ファイバ１４へと伝送させる。またＷＤＭ部４０は、光ファイバ１４から伝送されてきた光信号を例えば波長ごとに分けて取り出し、それぞれを別個に光−電気変換部３９へと送信する。【００６３】
制御部３０は、アンテナ共用器３２、ＲＦユニット３３、ＩＦユニット３４、ＡＤ変換部３５、ＤＡ変換部３６、ＭＡＣ処理部３７を、予めダウンロードしたソフトウェア５０により制御する。この制御部３０は、いわゆるソフトウェア無線（Software Defined Radio：ＳＤＲ）に基づいて通信処理を実行する場合において必須の構成要素となる。このとき、制御部３０は、制御局１５から基地局１２を再構成するためのソフトウェアをダウンロードし、各ユニットの仕様を再構成することになる。ちなみに、ＳＤＲに基づいて通信処理を実行しない場合には、この制御部３０につき上述の如き機能を実装させることは必須とならない。【００６４】
制御局１５は、図７に示すように、光ファイバ１４との間で光信号を送受信するためのＷＤＭ部４０と、電気−光変換した光信号を当該ＷＤＭ部４０へ供給する電気−光変換部３８と、ＷＤＭ部４０において分波された光信号を電気信号に変換する光−電気変換部３９と、光−電気変換部３９において変換された電気信号をＤＡ変換するＤＡ変換部３６と、電気−光変換部３８へ供給すべきデジタル信号をＭＡＣ処理部３７からのアナログ信号に基づいて生成するＡＤ変換部３５と、ＤＡ変換部３６並びにＡＤ変換部３５に少なくとも接続されるＭＡＣ処理部３７と、この制御局１５全体を制御するための制御部４２とを備え、さらにこの制御部４２は、実際の制御を行うためのコントロール部９５と、ＤＡ変換部３６、ＡＤ変換部３５に接続されたモデム４１と、ＩＰネットワーク１６とのインタフェースを構築するためのＴＣＰ／ＩＰ部９６とを備えている。【００６５】
制御部４２では、必要に応じて、基地局からＩＰパケットとして受信した無線信号データをモデム部４１によって、そこに含まれる実データまで復調処理を行い、これがＩＰネットワーク１６へ送信すべきデータである場合には、改めてＴＣＰ／ＩＰ部９６においてＴＣＰ／ＩＰ処理を行ってＩＰネットワーク１６へと送信する。また、逆にＩＰネットワーク１６から通信端末１１、即ちこれが属する基地局１２宛に向けたデータを受信した場合には、適切な変調処理を行って、ＡＤ変換器３５へと送信する。なお、基地局１２からＩＰパケットとして受信した無線信号データが再度異なる基地局１２宛てのものであった際にも必要に応じてモデム４１で実データまで復調処理を行い、これを改めて変調処理を行ってＡＤ変換部３５へと送信する。また、上記復調処理によって取得した無線信号のデータから得た宛先情報等はＭＡＣ処理部３７にて付加されるＭＡＣアドレスの制御情報としても利用される。【００６６】
この制御局１５において、上述した基地局１２と同一の構成要素、部材に関しては、図５と同一の番号を付すことにより、以下での説明を省略する。【００６７】
次に、本発明を適用した無線通信システム１の動作につき、説明をする。【００６８】
先ず、通信端末１１ａと、通信端末１１ｂとの間で無線通信を実行する場合を例に挙げて説明をする。【００６９】
最初に、通信端末１１ａのユーザから無線信号が送信されてきた場合には、例えば、その通信端末１１ａの近傍に位置する基地局１２ｂにおけるアンテナ３１がこれを受ける。アンテナ３１を介して受信された無線信号は、アンテナ共用器３２を介してＲＦユニット３３へ送信され、ＩＦ周波数に変換されたのち、必要に応じてＩＦユニット３４を介して適切なレベルになるようＡＧＣ等の処理を施すと同時に、ベースバンド信号に変換されてＡＤ変換部３５に送信される。さらにＡＤ変換部３５において、ＡＤ変換されてデジタル信号とされた上で、ＭＡＣ処理部３７において図６に示すようなＭＡＣフレーム６に再構成される。このとき、フレームタイプ６５や新たに設けた独自フレームタイプ部分に、無線であることを一意に表すビットシーケンスを挿入するようにしてもよい。これにより、生成されたＭＡＣフレーム６の識別性を向上させることが可能となる。【００７０】
なお、この基地局１２では、通信端末１１から受信した無線信号をあえて復調しない。このため、この基地局１２内においては、中間周波数またはベースバンドに変換された無線信号のアナログ波形をそのままＡＤ変換してデジタル化し、さらにこのデジタル化された無線信号をそのままＭＡＣ処理することになる。このため、ＭＡＣ処理部３７において生成されるＭＡＣフレーム６内の実データ部６６には、アンテナ３１を介して通信端末１１から受信した無線信号と等価の振幅、位相、周波数のアナログ的変動情報がデジタル化され、さらにこれがパケット化された状態で反映されていることになる。なお、上記で無線信号をＡＤ変換して得たデジタル信号をＭＡＣ処理部においてフレーム化する際には、適切な暗号化を施してもよい。これによりセキュリティを維持した無線信号のカプセル化伝送が可能になる。【００７１】
ＭＡＣ処理部３７において構成されたＭＡＣフレーム６からなるパケットデータは、電気−光変換部３８において電気−光変換された上で、ＷＤＭ部４０を介して光ファイバ１４ｂへと送出され、光ファイバ１４ｂに接続された光スイッチ１３ａ,１３ｂへと送られることになる。【００７２】
光スイッチ１３ａ,１３ｂでは、受信したパケットデータにおけるＭＡＣフレームのヘッダに付された宛先アドレスやラベル、タグ等を読み取り、これを宛先となる制御局１５、次の宛先となる光スイッチ１３、宛先となる基地局１２へと導く。このとき光スイッチ１３ａ,１３ｂでは、上記のフレームタイプに記述されているビットシーケンスを識別することにより、データ出力の切替を実行するようにしてもよい。また、光スイッチ１３,１３ｂは、この識別したビットシーケンスに基づいて、信号をアナログ信号に変換し、これを図示しないアナログ出力を介して出力するようにしてもよい。【００７３】
制御局１５では、光スイッチ１３ｂ、光ファイバ１４を介して受信したパケットデータを受信する。この制御局１５においてパケットデータを受信した場合には、先ず図７に示すＷＤＭ部４０によりこれを分波して光−電気変換部３９へと出力する。光−電気変換部３９へ出力されたパケットデータは、光電変換され、さらにＭＡＣ処理部３７を介して、ＭＡＣフレーム６のヘッダに付加された各種情報を読み取り、必要に応じてＭＡＣフレーム６を除去したペイロード部をＤＡ変換部３６に送信する。ＤＡ変換部３６は、これをＤＡ変換することでアナログ信号として取り出し、モデム部４１に送信する。モデム部４１はこれを復調することで、受信したデータに含まれる実データ情報を得ることができる。なお、ＭＡＣ処理部３７において取得した、宛先および発信元情報、モデム部４１を介することで取得した実データの宛先端末情報や発信元端末情報等は、制御局１５内で管理されて、送受信及び転送するパケットを構成する際の宛先や制御情報として使用される。【００７４】
また、この制御局１５においては、受信したパケットデータを発信先となる通信端末１１ｂへ向けて送信する。このとき、上述と同様にＭＡＣフレーム６をＭＡＣ処理部３７において再構成し、ＡＤ変換部３５においてＡＤ変換した上で、電気−光変換部３８において光信号を生成する。この生成された光信号は、ＷＤＭ部４０を介して光ファイバ１４、光スイッチ１３ｂを介して光ファイバ１４ｄ上へ伝送されていくことになる。【００７５】
基地局１２ｅは、光ファイバ１４ｅから受信したパケットデータをＷＤＭ部４０で分波し、さらにこれを光−電気変換部３９において電気信号に変換した上で、ＭＡＣ処理部３７を介してＭＡＣフレーム６のヘッダに付された各種情報を読み取る。基地局１２ｅは、このＭＡＣ処理部３７において受信したパケットデータのフレーム情報を読み取り、必要なパケットデータの実データ部を抽出して、これをＤＡ変換部３６へ送る。ＤＡ変換部３６は、デジタル信号としての実データをアナログ信号に変換し、この変換されたアナログ信号は、ＩＦユニット３４、ＲＦユニット３３、アンテナ共用器３２を介してアンテナ３１へ送られ、ここで無線信号とされて通信端末１１ｂへ送信されることになる。通信端末１１ｂは、かかる無線信号を上述した動作に基づいて受信し、これを読み取ることとなる。【００７６】
なお、この基地局１２ｅで受信した光信号は、元々基地局１２ｂにおいて復調処理が施されていない信号や事前に制御局にて変調処理が施された中間周波数またはベースバンドに変換された無線信号のアナログ波形がデジタル化された信号である。従って、この基地局１２ｄにおいては変調処理を施す必要はない。【００７７】
即ち、この無線通信システム１においては、例えば通信端末１１ａから受信した無線信号を基地局１２ｂにおいて復調することなく、ＡＤ変換してＭＡＣフレーム６とし、これをイーサネット（登録商標）としての光ファイバ網１４へ送出する。この送出された光信号は、制御局１５による制御の下、基地局１２ｅへと送信される。この基地局１２ｄでは、ＤＡ変換され、さらに変調されることなく無線信号化されて通信端末１２ｂへと送信する。【００７８】
このように、基地局１２ｂ、光ファイバ１４網、制御局１５、光ファイバ１４網、基地局１２ｄへと続く通信経路において、送受信される信号は、無線信号と等価のアナログ波形をそのままＡＤ変換し、これをパケット化したものとして構成される。即ち、本発明を適用した無線通信システムでは、少なくともＲＯＦ技術を用いた場合と等価の効果を有しているため、各基地局１２で無線信号の変復調を行う必要がなくなり、基地局の小型化、低コスト化、汎用化を図ることが可能となる。これにより、サービスや仕様の変更があっても基地局のシステム構成を置換する必要がなくなることから、システム全体の柔軟性を向上させることが可能となる。【００７９】
また、本発明を適用した無線通信システムでは、さらに送受信する光信号をデジタル信号に変換した上で、これをパケットデータ化している。このため、従来の如く光変調にアナログ変調方式を用いる必要もなくなる。また、デジタル信号としての光信号を送受信する本願発明においては、従来の如く光デバイスの非線形性やファイバ分散に対する高度な対策を講じる必要性もなくなる。また、本発明では、光変調方式にデジタル変調を利用し、かつＩＰネットワーク１６に整合したフレームフォーマットを利用するため、高速で低廉なデジタル光回路でシステムを構成してもよく、またＩＰネットワーク１６内における交換処理に関しても、他の通常のパケットと同様に扱うことが可能となる。【００８０】
なお、上述した無線通信システム１においては、制御局１５による制御に基づいて通信端末１１ａと通信端末１１ｂとの間で通信する際に、先ず基地局１２ｂと基地局１２ｅとの間でリンクが確立された後、制御局１５を介することなく、リンクを確立された基地局１２ｂと基地局１２ｅ間で、光信号を直接的に送受信するようにしてもよい。かかる場合には、通信端末１１ａから通信端末１１ｂへ向けて無線信号を送信する際には、リンクが確立された基地局１２ｂから基地局１２ｅへかけて、光ファイバ１４ｂ、光スイッチ１３ａ、光スイッチ１３ｂ、光ファイバ１４ｅを経て光信号が送信されていくことになる。【００８１】
なお、上述した実施の形態においては、通信端末１１ａと、通信端末１１ｂとの間で無線通信を実行する場合を例に挙げて説明をしたが、かかる構成に限定されるものではない。制御局１５は、例えば基地局１２ｂから送られてきたＭＡＣフレーム６につき、そのままＩＰネットワーク１６へと送信するようにしてもよい。ＩＰネットワーク１６へ送信されたＭＡＣフレーム６は、そのまま端末装置１７へと送られ、当該端末装置１７において復調され、データ部６６に構成されたデータが読み取られることになる。また、上述した手法に基づいて、このＩＰネットワーク１６に接続された端末装置１７から信号を各通信端末１１へと送信するようにしてもよく、双方向の信号の送受信も可能となる。【００８２】
また、ＩＰ(Internet Protocol)ネットワーク１６上の端末装置１７から、宛先とする他の通信端末１１へ送信すべきデータにつき予め変調し、これをＡＤ変換し、さらにパケットデータ化した上で光ファイバ１４を介して複数の基地局１２へ送信し、複数の基地局１２は、受信したパケットデータをＤＡ変換し、これを変調することなく無線信号化してアンテナを介して他の通信端末１１へ送信するようにしてもよい。【００８３】
なお、中継する無線信号が広帯域となり、なおかつ処理遅延を極力小さくする必要があるアプリケーションにおいては、量子化されたサンプリング後のベースバンド信号をどのようにパケットフレームとして扱うかが重要な課題となる。近年、AD/DAコンバータの高速化が進む中、より高度な変復調方式に対応するため２入力２出力形式のコンバータ回路が普及し始めている。これは直交復調（IQ復調）したベースバンド信号をAD変換するのに最適であるが、広帯域、高分解能な変換によって得た出力を各々IPパケット化した場合、同時刻に生起しているIチャネル信号とQチャネル信号が異なるパケットとして転送される可能性が生じるため、受信側で再生信号に大きな遅延を発生させる。送受での遅延は放送のような単行通信ではあまり問題にならないが、電話のようなリアルタイム双方向通信においては、比較的厳しい要求条件がもとめられる。【００８４】
このため、本発明を適用した無線通信システム１において、ＲＦユニット３３に入力された信号を直交復調して得られるアナログベースバンド信号であるＩチャネル及びＱチャネルの各信号それぞれに対して、図１２(a)に示すように並列に２チャンネルサンプリングを行うようにしてもよい。ちなみに、この直交復調を実行する直交復調器は、上記構成において、ＩＦユニット３４と置き換わる形になるか、もしくはRFユニット３３と置き換わる形になってもよい。この２チャンネルサンプリングを実行する場合には、互いに同一時間軸においてＩチャネル信号、Ｑチャネル信号ともに複数のサンプリング期間に亘り切り出す。そして、これをパケット化する場合には、図１２(b)に示すように、実データ部６６において、Ｉチャネルのサンプル値とＱチャネルのサンプル値とを時系列順で交互に並べていくことにより、１つのパケットデータを生成する。このように、送られてきたＩチャネル信号、Ｑチャネル信号を所定の時間間隔で順次切り出して、これらを交互に並べてパケット化することにより、リアルタイム性に追従させたパケットデータを生成することができ、ひいてはパケット化伝送に伴う伝送遅延を防止することが可能となる。従って、より低遅延伝送特性が求められる無線中継システムに本技術は適する。【００８５】
なお本発明では、通信端末１１間で通信を実行する際に、互いに最短経路で通信が実行されるように制御するようにしてもよい。かかる場合には、例えば図８に示すような無線通信システム２を適用するようにしてもよい。【００８６】
この無線通信システム２は、通信端末１１ａ、１１ｂと、通信端末１１との間で無線信号を送受信を行うことにより通信を中継するための複数の基地局４５ａ、４５ｂ、４５ｃと、各基地局４５ａ、４５ｂ、４５ｃに対してＩＰネットワーク４８を介して接続される制御局４９_１、４９_２、・・、４９_ｋ、４９_Ｒと、光スイッチ４６に対して光ファイバ１４を介して接続され、Ｌ２／Ｌ３スイッチ等のデバイスも実装されたイーサネット（登録商標）４７とを備えている。この図８の例においては、基地局４５ｂ、４５ｃにつき、イーサネット（登録商標）４７に接続される場合を例に挙げて説明をする。【００８７】
基地局４５は、基地局１２と同様に、通信端末１１から受信した無線信号を復調することなくＡＤ変換しデジタル信号を生成する。基地局４５は、この生成したデジタル信号につき、後述するようにパケットデータ化し、さらにこれを電気−光変換することにより光信号を生成する。基地局４５は、生成した光信号を合波させてこれを接続された光ファイバ１４を介して伝送する。また基地局４５は、基地局１２と同様に、接続された光ファイバ１４を介して伝送されてきた光信号を電気信号に変換し、さらにこれをＤＡ変換してアナログ信号を生成する。そして、この生成したアナログ信号を無線信号化して通信端末１１へ送信する。【００８８】
光スイッチ４６は、上述した光スイッチ１３と同一の構成であるため、以下での詳細な説明を省略するが、例えば、イーサネット（登録商標）規格のいわゆるＬ２スイッチとして構成される。【００８９】
ＩＰネットワーク４８は、上述したＩＰネットワーク１６と同様、ＩＰで決められたパケット転送を行うコネクションレス型のネットワークである。【００９０】
制御局４９は、ＲＡＳ(Remote Antenna Station)制御局４９_Ｒと、周波数多重された信号を構成する各周波数帯の信号を制御するための制御局４９_１、４９_２、・・・、４９_ｋとからなる。【００９１】
ＲＡＳ制御局４９_Ｒは、基地局４５全体の状態管理やアドレス登録処理を行うほか、基地局４５が関係する各制御局４５のアドレス管理や状態管理等、システム全体に関する制御を担う。また、このＲＡＳ制御局４９_Ｒは、いわゆるＳＤＲ方式に基づいて各基地局４５の仕様を再構成可能な構造とする場合には、各基地局４５により取得されているソフトウェアの仕様を変更するためのダウンロードサービスをも制御する。これにより、各基地局４５を、いわゆるソフトウェア無線機として再構成することが可能となる。【００９２】
制御局４９_１は、無線周波数帯ｆ１を用いてデータを送受信しようとする無線信号のコネクション制御を担い、制御局４９_２は、無線周波数帯ｆ２を用いてデータを送受信しようとする無線信号のコネクション制御を担い、制御局４９_ｋは、無線周波数帯ｆｋを用いてデータを送受信しようとする無線信号のコネクション制御を担う。これら制御局４９_１、４９_２、・・・、４９_ｋは、それぞれ受信した各無線周波数ｆ１、ｆ２、・・・、ｆｋ相当のパケットに関わる宛先制御、転送制御を担う。なお、これらＲＡＳ制御局４９_Ｒ並びに制御局４９_１、４９_２、・・・、４９_ｋの構成は、上述した制御局１５と同様であるため、以下での説明を省略する。【００９３】
次に、基地局４５の詳細な構成につき、説明をする。【００９４】
基地局４５は、図８に示すように、通信端末１１との間で無線信号を送受信するためのアンテナ３１と、このアンテナ３１に接続されたアンテナ共用器３２と、このアンテナ共用器３２に接続されたＲＦユニット５２ａ、５２ｂと、ＲＦユニット５２ａに接続されたＡＤ変換部３５と、ＲＦユニット５２ｂに接続されたＤＡ変換部３６と、制御部５５と、ＡＤ変換部３５,３６にそれぞれ接続されたＢＰＦ（Band-Pass Filter）５６_１、５６_２、・・・、５６_ｋと、ＤＡ変換部５４に接続されたＢＰＦ５７_１、５７_２、・・・、５７_ｋと、少なくとも制御部５５並びにＢＰＦ５６、５７に接続されるＭＡＣ処理部５８、５９と、ＭＡＣ処理部５８に接続された電気−光変換部３８と、ＭＡＣ処理部５９に接続された光−電気変換部３９とを備え、電気−光変換部３８と光−電気変換部３９は、それぞれＷＤＭ部４０に接続されている。【００９５】
この基地局４５において、上述した基地局１２と同一の構成要素、部材に関しては、図５と同一の番号を付すことにより、以下での説明を省略する。【００９６】
ＲＦユニット５２ａは、アンテナ共用器３２を介してアンテナから送られてきた信号につき、必要に応じてＩＦ帯への周波数変換及び自動利得制御等の処理を施す。ＲＦユニット５２ｂは、ＤＡ変換部５４から受けた信号を無線周波数帯信号に変換する。【００９７】
制御部５５は、基地局４５がＲＡＳ制御局４９＿Ｒから受信した制御パケットＣの解析により、通信端末１１間において送受信する無線信号に関する、たとえば基地局が扱う各周波数やその各帯域幅情報、基地局が付すべき宛先アドレス情報を制御する。また、基地局４５が先述したいわゆるＳＤＲ方式に基づいて仕様を再構成可能な構造となっている場合には、再構成に必要なソフトウェアを制御パケットＣとして受信して、これを基地局４５を構成するデジタルフィルタＡＤ変換器、ＤＡ変換器などの再構成に用いる。【００９８】
ＢＰＦ５６は、ＡＤ変換されたデジタル信号から各周波数成分をフィルタリングする。即ち、ＢＰＦ５６_１は、周波数ｆ１のデジタル信号を、またＢＰＦ５６_２は、周波数ｆ２のデジタル信号を、またＢＰＦ５６_ｋは、周波数ｆｋのデジタル信号を抽出し、これをＭＡＣ処理部５８へ送信する。また、ＢＰＦ５７は、ＭＡＣ処理部５９から出力されてくる信号を同様にフィルタリングし、これをＤＡ変換部３６へと送信する。【００９９】
なお、図示はしていないが、各フィルタリングをデジタル領域で行うのではなく、アナログ領域でフィルタリングする、もしくはデジタルとアナログの併用構成も可能である。フィルタリングをアナログ領域で行う場合には、図８において、【０１００】
ＤＡ変換部３６とＢＰＦ５７、およびＡＤ変換部３５とＢＰＦ５６の配設順番が変わると同時に、ＤＡ変換部３６およびＡＤ変換部３５は配設するアナログＢＰＦの数だけ必要になる。【０１０１】
ＭＡＣ処理部５８は、ＢＰＦ５６から供給されるデジタル信号を、ＩＰパケット列に構成する。このＭＡＣ処理部５８は、制御部５５から通知される各周波数帯別宛先情報に基づき、ＢＰＦ５６_１から送信される周波数ｆ１のデジタル信号、ＢＰＦ５６_２から送信される周波数ｆ２のデジタル信号等に基づき、それぞれＭＡＣフレーム６を構成していく。ＭＡＣ処理部５９は、光−電気変換部３９から受信したＭＡＣフレームにつき、ヘッダ除去、パケットの整列、遅延制御等の各種処理を施す。【０１０２】
このような構成からなる無線通信システム２の動作について説明をする。【０１０３】
基地局４５ａは、通信端末１１ａからの無線信号をアンテナ３１を介して受信する。この基地局４５ａは、通信端末１１ａから、例えば、無線アクセス要求パケットを受信するようにしてもよい。このアンテナ３１により受信された信号は、アンテナ共用器３２を介してＲＦユニット５２ａへ送られ、この各種処理が施された上で、さらにＡＤ変換部３５においてＡＤ変換されることになる。このＡＤ変換されたデジタル信号は、それぞれＢＰＦ５６_１〜５６_ｋへ送信され、周波数成分毎にフィルタリングされた上で、ＭＡＣ処理部５８へと送られる。ＭＡＣ処理部５８では、周波数成分毎にパケット化を行うことによりＭＡＣフレーム６を生成する。このとき先頭のＭＡＣフレーム６には、制御部５５から送られてくる宛先情報を基にしたヘッダを付するか、デフォルト設定として受信周波数帯に対応した制御局宛てのラベルを付加するようにしてもよい。【０１０４】
ＭＡＣ処理部５８において構成されたＭＡＣフレーム６からなるパケットデータは、電気−光変換部３８において電気−光変換された上で、ＷＤＭ部４０を介して光ファイバ１４へと送出される。このときのパケットデータの列は、図８に示すように、無線周波数ｆ１、ｆ２、・・・、ｆｋ相当のパケットデータが続くことになるが、通常それらパケットは通信リンク確立を要求するための無線アクセス要求パケットや、それに対する応答である無線アクセス応答パケットから始まる。これらパケットデータは、互いに独立したＭＡＣフレーム６として構成されている。光スイッチ４６に到達したＭＡＣフレーム６としてのパケットデータは、発信先ＭＡＣアドレス６３が読み取られ、これに接続されるＩＰネットワーク４８へと転送される。このＩＰネットワーク４８において、無線周波数ｆ１相当のパケットデータは、制御局４９_１へ、無線周波数ｆ２相当のパケットデータは、制御局４９_２へ、さらに無線周波数ｆｋ相当のパケットデータは、制御局４９_ｋへと送られることになる。【０１０５】
制御局４９_１~４９_ｋは、これら受信した各パケットデータを必要な場合には復調することにより各種情報を識別し、所定の制御を実行していくことになる。また、各制御局４９は受信した無線アクセス要求パケットや、無線アクセス応答パケットを受信して、復調、解析することで、これに記述されている宛先アドレスや、発信元 アドレスを読み取って、これら情報をリンク確立の中継を担う各基地局に制御パケットＣとして通達して基地局４５の制御部内のメモリ領域に記憶させることができる。これによって、２回目以降の通信においては、各基地局４５が記憶した通信相手の宛先アドレスを制御部から読み出してＭＡＣフレームを構成することにより、制御局４９を経由した通信を省略するようにしてもよい。【０１０６】
このような各制御局４９_１~４９_ｋ、並びにＲＡＳ制御局_Ｒによる制御に基づいて、実際に通信を行う通信端末１１ａと通信端末１１ｂとの間で、基地局４５ａと基地局４５ｃ間のＴＣＰ／ＩＰコネクションを介したエンド−エンドリンクが確立される。例えば、通信端末１１ａと通信端末１１ｂが制御局４９−１がそのコネクションを管理すべき無線周波数帯ｆ１で通信を行う通信端末であると仮定する。まず、それぞれ通信端末は、事前に基地局４５ａと基地局４５ｂを介して、上記基地局に属していることを制御局４９−１へ登録する。これにより制御局４９−１は通信端末とそれが属する基地局のアドレスの対応表をもつ。【０１０７】
この最適パスの特定は、従来より使用されているいかなるプロトコルを利用してもよい。この最適パスの特定が終了した後、制御局４９は、各種ラベル情報や宛先アドレスを各基地局４５へ送信する。【０１０８】
各基地局４５は、制御局４９から送られてきた各種ラベル情報や宛先アドレスに基づいて最適パスを識別する。その後の通信においては、制御局４９を介すことなく、最適パスを介してパケットデータを送受信していくことになる。【０１０９】
なお、制御局４９は、最適パスを特定した後、その特定した最適パスに関する情報を各基地局４５へ送信するようにしてもよい。これにより、基地局４５は、その特定された最適パスを直接的に読み取り、その最適パスを介したリンク確立を実行することが可能となる。【０１１０】
特に、この無線通信システム２においては、伝送すべきパケットデータをＡＤ変換して、これを光フレーム化することを前提としているため、サンプリング周波数やＢＰＦ５６等の各定数を最適化しなければならないが、これをＲＡＳ制御局４９_Ｒを介してダウンロードしたソフトウェアに基づいて実行することも可能となる点において優位性がある。【０１１１】
図９は、この無線通信システム２において、エンド−エンド間、又はサブネット−サブネット間の通信を、他のエンドーエンド間、又は他のサブネットーサブネット間の通信と実際には同一のＩＰネットワークを共有して通信を実現していながら、仮想的に分離されたネットワークで通信を行っていることを実現すると同時に、事実上、異なる無線通信エリアとみなすことを実現する、仮想閉域無線アクセスネットワーク（ＶＰＷＡＮ:Virtual Private Wireless Access Network）３の概念を示している。【０１１２】
ＶＰＷＡＮ３は、ＩＰネットワーク等で構成され、上述した基地局４５や制御局４９が接続されている。このＶＰＷＡＮ３では、互いに通信を実行する複数の通信端末１１間において、基地局４５を介したいわゆるピア ・ツー・ピア （Ｐ２Ｐ）通信方式で通信を実行する。【０１１３】
このＰ２Ｐ通信方式に基づいて、例えば通信端末１１ａと通信端末１１ｃとの間で通信を開始する際には、基地局４５から先ず制御局４９へアクセスする。そして、このアクセスされた制御局４９により通信端末１１間のＰ２Ｐ通信リンクが確立される。これとともに制御局４９から、通信端末１１ａのアドレス及び／又は通信端末１１ａが属する基地局４５のアドレスが、通信相手となる通信端末１１ｃ及び／又は通信端末１１ｃが属する基地局４５へ通知される。また、制御局４９から、通信端末１１ｃのアドレス及び／又は通信端末１１ｃが属する基地局４５のアドレスが、それぞれ通信相手となる通信端末１１ａ及び／又は通信端末１１ａが属する基地局４５へと通知される。通信端末１１ａ並びに通信端末１１ｃは、その通知された各アドレスに基づいて、Ｐ２Ｐ通信リンクを介してその後の通信を実行していくことになる。【０１１４】
このＰ２Ｐ通信リンクの確立や上記アドレスの管理は、例えばＳＩＰ（Session Initiation Protocol）に基づいて実行するようにしてもよい。この場合、制御局４９がSIPサーバーの役目を担うことになり、通信端末１１ａがＶＰＷＡＮ３にアクセスを試みた場合において、これを検知した基地局４５は通信端末１１ａのプレゼンス情報と自身の基地局情報などの属性をＳＩＰの手順に従って制御局４９に伝えることで、所定のプレゼンス、基地局属性、およびアドレス対応テーブルに登録又はこれを更新する。【０１１５】
また同様にして、制御局４９には、通信端末１１ｃがこのＶＰＷＡＮ３にアクセスを試みた場合において、これを検知した基地局４５が通信端末１１ｃのプレゼンス情報と自身の基地局情報などの属性をＳＩＰの手順に従って制御局４９に伝えることで、所定のプレゼンス、基地局属性、およびアドレス対応テーブルに登録又は更新を行う。通信端末１１ｃにおける通信端末１１ａへの接続要求を受けて、制御局４９は、ＳＩＰに基づいて、通信端末１１ａのアドレスを通信端末１１ｃに通知し、通信端末１１ｃはこれを通信端末１１ａへの宛先アドレスとすると同時に、以降の通信のためにメモリ等に格納しておく。【０１１６】
これにより通信端末１１ａと通信端末１１ｃとの間でＰ２Ｐ通信リンクを介してその後の通信が実行されていくことになる。【０１１７】
即ち、このＶＰＷＡＮ３を利用した通信では、エンド−エンド間の無線通信を行う際において、変復調の処理を行うのは事実上、通信端末１１ａ、１１ｃのみという理想的な状況を作り出すことができる。また、このＶＰＷＡＮ３を利用した通信においては、制御局４９を介することなく、端末装置１１間において直接的に無線通信することが可能な、いわゆるアドホック通信を実現することが可能となり、単にオフィス環境やホームネットワーク環境のみならず、非常時における通信においても有効に機能させることが可能となる。【０１１８】
通信端末１１ａからの無線アクセス要求パケットを受信した基地局４５ａは、これに制御局４９−１宛の宛先ラベルを付してネットワークへ送信し、制御局４９−１はこの内容を復調、解析することで、これが通信端末１１ｂ宛のパケットであることを知る。次に事前に制御局４９−１が持っている対応表により、受信した無線アクセス要求パケットに改めて通信端末１１ｂが属する基地局４５ｃ宛の宛先ラベルを付してネットワークに送信する。基地局４５ｃはこれを受信してラベルを除去して通信端末１１ｂへ送信する。【０１１９】
上記無線アクセス要求パケットパケットを受信した通信端末１１ｂは、無線アクセス応答パケットを返す。これは基地局１１cによって受信され、制御局４９−1宛のラベルが付されてネットワークへ送信される。制御局４９−１においては、その内容が復調、解析することで、これが通信端末１１ｂからの通信端末１１ａに対する無線アクセス応答パケットであることを知り、通信端末１１ａが属する【０１２０】
基地局４５ａの宛先ラベルを付してネットワークへ転送する。【０１２１】
このような手順により、通信端末１１ａと通信端末１１ｂは制御局４９−１を介して通信と継続する。なお制御局４９−１は通信端末１１ａと通信端末１１ｂ間のコネクションが確立したことを確認した後、通信端末１１ａと通信端末１１ｂ間が基地局４５ａと基地局４５ｃ間コネクションを介して相互通信を行う際に最適なネットワークルーティングパスを明示するラベル情報をそれぞれの基地局に制御パケットＣとして通達して記憶させて、以降の通信端末１１ａと通信端末１１ｂ間でのパケット通信おいて、基地局４５ａおよび基地局４５ｃが宛先ラベル付する際にはこの情報をもとに宛先ラベルを付することで、制御局を介することなく直接パケットが基地局間で交わされることにしてもよい。【０１２２】
なお、このＶＰＷＡＮ３を利用した通信において、各通信端末１１に対して、通信相手のアドレス等を通知する場合のみならず、制御局４９において解析した最適パスを、各基地局４５へ通知するようにしてもよい。これにより、各基地局４５が無線信号をパケットデータ化し、これをＶＰＷＡＮ３へ送出する際には、この制御局４９から基地局４５へ通知された最適パスに基づいて通信リンクを確立し、Ｐ２Ｐ通信を最適経路で実現するようにしてもよい。【０１２３】
なお、マイクロ波帯を利用したＰ２Ｐ通信方式は、低コストで実現することができることからユーザにとって導入しやすい接続リンク方式であると考えられている。しかしながら、このマイクロ波帯を利用したＰ２Ｐ通信方式では、十分なアンテナ指向性が期待できず、予干渉、被干渉の問題が生じてしまう。他方、例えば準ミリ波やミリ波帯を利用したＰ２Ｐ通信方式を基本としたネットワークでは、各対向リンクについてはアンテナの見通し等に基づいて双方向で対向させる必要性があり、更には高コストを要するという問題点が存在するが、アンテナの指向性の問題、予被干渉の問題において特段の制約を受けることはない。【０１２４】
このため、本発明においては、このＶＰＷＡＮ３において、通信端末１１と各基地局４５間の通信についてマイクロ波を介して行うこととし、基地局４５間の通信についてミリ波（又は準ミリ波）帯ネットワークを介して行うようにしてもよい。ユーザは、通信端末１１を介してマイクロ波による無線通信により最寄の基地局１１に接続を行う。そして基地局１１は、受信した無線信号を上述した動作に基づいて、アナログ状態を保持したまま、ミリ波（又は準ミリ波）帯ネットワークを介して他の基地局１１へパケットデータを伝送する。このパケットデータの伝送は、有線通信網としてのＶＰＷＡＮ３を介して行ってもよいが、ミリ波（又は準ミリ波）帯無線通信網として構築したＶＰＷＡＮ３を介して行うことで、更にネットワーク構築の柔軟性向上と低コスト化を図ることが可能となる。特に上述したように無線通信網としてＶＰＷＡＮ３を構築する場合に、基地局１１間をミリ波（又は準ミリ波）帯により通信リンクを確立した場合には、アンテナの指向性を十分に期待することができるため、予干渉、被干渉の問題も解消することができ、極めて安全性の高いシステムとすることができる点において有用といえる。【０１２５】
特に、この無線通信網としてのＶＰＷＡＮ３においても、この基地局４５は常時固定されている状態にある。この固定された基地局４５間において、ユーザの通信端末１１からマイクロ波の無線信号を受信した場合に、これを復調することなく、アナログ状態を保持したままミリ波（又は準ミリ波）のパケットデータに変換し、伝送する。次に、パケットデータを受信した宛先側の基地局４５は、これを復調することなく再びマイクロ波の無線信号へ変換して通信端末１１へと送信する。【０１２６】
即ち、この基地局４５は、通信端末１１から送られてくるマイクロ波帯域の無線信号をミリ波などの信号へ変換する、いわゆるアクセスポイントとしての役割を果たすことになるが、このとき復調処理は一切行うことはない。通常、復調処理を行う場合には、ＶＰＷＡＮ３特有の変復調標準やコーディング等の制約を受けることになるが、本発明では、変復調の処理を行うのは事実上通信端末１１ａ、１１ｃのみという理想的な状況を作り出すことができる。このため本発明は、いかなる無線通信方式、符号化方式を採用するＶＰＷＡＮ３に対しても適用することが可能となり、これはP2P伝送を行う無線信号の変復調標準やコーディング方式とは完全に無関係な関係にある。この点からも、マイクロ波無線信号のP2Pサービスを提供する広帯域ネットワークプロバイダは、ユーザの無線インタフェース情報（変復調方式、コーディング方式）を知る必要が基本的になく、極めて安心で安全なマイクロ波無線信号のP2Pサービスの提供が可能となる。【０１２７】
なお、上述した例においてはＰ２Ｐ通信方式に適用する場合を中心に説明をしたが、かかる場合に限定されるものではなく、例えば近年のプッシュトークサービスに見られるようなＩＰベースのＰ−ＭＰ（Point to Multipoint）通信に対して適用するようにしてもよい。Ｐ−ＭＰ通信は、1対多方向の通信方式の総称をいう。即ち、本発明をこのＰ−ＭＰ通信に適用する場合において、基地局４５は、通信端末１１から送られてくるマイクロ波帯域の無線信号を復調することなくミリ波の信号へ変換し、これを他の複数の基地局４５に送信する。その結果、複数の基地局４５にアクセスされている複数の通信端末１１に対して、情報が送信されることになる。このＰ−ＭＰ通信を行う場合においても変復調を行うのは通信端末１１のみという理想的な状況を作り出すことができる。ちなみに、このＰ−ＭＰ通信方式を適用する場合においてもＳＩＰに基づいてシステム制御するようにしてもよい。【０１２８】
なお、上述した無線通信システム１、２における技術的思想を、放送波配信システムに適用するようにしてもよい。【０１２９】
図１０は、本発明を適用した放送波配信システム４の構成を示している。この放送波配信システム４は、放送波を送信する電波塔５１と、この電波塔５１から放送波を受信するアンテナ５２と、アンテナに接続されたリモートアンテナ装置５３と、このリモートアンテナ装置５３に接続されたＩＰネットワーク５４と、このＩＰネットワーク５４に接続された無線基地局５９とを備えている。このリモートアンテナ装置５３は、ＲＦユニット５５と、ＩＦユニット５６と、ＡＤ変換部５７と、ＭＡＣ処理部５８とを備えている。【０１３０】
アンテナ５２は、放送波を受信するためのＶＨＦ／ＵＨＦアンテナ等で構成される。【０１３１】
ＲＦユニット５５は、アンテナ５２で受信された放送信号を増幅し、周波数変換等の処理を施した上で、これをＩＦユニット５６へ出力する。ＩＦユニット５６は、ＲＦユニット５５から入力されたＩＦ帯放送信号を更にベースバンド信号に変換して、このベースバンド信号をＡＤ変換部５７へ供給する。ＡＤ変換部５７は、入力されたベースバンド信号をＡＤ変換し、これをＭＡＣ処理部５８へ供給する。ちなみに、十分高速なＡＤ変換器とネットワークが期待できる場合には、ＲＦユニット５５出力におけるＩＦ帯放送信号を直接ＡＤ変換してＩＦユニット５６を割愛する構成や、アンテナ５２から受信したRF帯放送信号を直接ＡＤ変換して、ＲＦユニット５５及びＩＦユニット５６の両方を実質的に割愛する構成も可能である。【０１３２】
ＭＡＣ処理部５８は、ＴＣＰ／ＩＰスタックによりＡＤ変換部５７から入力されるデジタル信号を、ＩＰパケット列に構成する。最終的に、このＭＡＣ処理部５８は、イーサネット（登録商標）用のＭＡＣヘッダーを付加する等のＭＡＣ処理を施すことにより上述の如きＭＡＣフレーム６を生成する。【０１３３】
無線基地局５９は、無線ＬＡＮを構成するアクセスポイントして設置される。この無線基地局５９を中心として形成される無線ＬＡＮを介して通信可能な通信端末１１ｄには、無線ＬＡＮカードが差し込まれることになる。【０１３４】
次に、上述の如き構成からなる放送波配信システム４の動作について説明をする。【０１３５】
電波塔５１からアンテナ５２を介して受信された放送波は、ＲＦユニット５５において適切に増幅された後、ＩＦ帯放送波に周波数変換される。このＩＦ帯放送波は、ＩＦユニット５６によって更にベースバンド信号とされた上で、ＡＤ変換部５７においてＡＤ変換され、さらにＭＡＣ処理部５８においてＭＡＣフレーム化される。ＭＡＣフレーム化することにより、ＩＰネットワーク５４への送出に対応することができ、さらにこのＩＰネットワーク５４がイーサネット（登録商標）で構成されている場合においても、これに対応することが可能となる。【０１３６】
ＭＡＣ処理部５８において生成されたパケットデータは、ＩＰネットワーク５４を介して各通信端末１１ａ〜１１ｃへ送信され、又は無線基地局５９を介して通信端末１１ｄへと送信されることになる。【０１３７】
通信端末１１ａ〜１１ｃに送信されたパケットデータは、図１０に示すようなプロトコルスタックで構成される。即ち、このプロトコルスタックでは、最下層には図示しない１００ＢＡＳＥ−Ｔ用ケーブルや１０００ＢＡＳＥ−Ｔ用ケーブル等の物理層、及びその上のデータリンク層としてEthernet（登録商標）８１が規定されている。【０１３８】
このデータリンク層の上には、ＩＰネットワーク５４上のデータ転送のためのインターフェースを規格するためのＩＰ（Internet Protocol）８２が構成され、さらにその上には、ＴＣＰ／ＵＤＰ（Transmission Control Protocol/ User Datagram Protocol）８３が構成されている。ちなみに、このＵＤＰは、下位層にあるＩＰパケットをほとんどそのままアプリケーションから使えるようにするためのプロトコルである。また、ＴＣＰ／ＵＤＰ８３上にあるＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）復調層８４は、直交周波数分割多重方式を変調方式として用いる放送波をソフトウェア上で復調するための上位層プロトコルであり、更にその上にあるアプリケーション層８５は、復調した放送波を表示するために設けられるアプリケーション層である。通信端末１１ａ〜１１ｃは、このようなプロトコルスタックからならなるパケットデータを受けて、これを復調し、映像や音声を取得することが可能となる。【０１３９】
また、通信端末１１ｄに送信されたパケットデータは、ＭＡＣ層以下を規定したＩＥＥＥ８０２．１１ｂやＩＥＥＥ８０２．１１ａに代表されるＷｉＦｉ８６が最下位層として規定され、その上には、順にＴＣＰ／ＵＤＰ８３、ＯＦＤＭ復調層８４、アプリケーション層８５が規定されている。通信端末１１ｄは、このようなプロトコルスタックからなるパケットデータを受け、これを復調し、映像や音声を取得することが可能となる。【０１４０】
このように、放送波配信システム４においては、リモートアンテナ装置５３において放送波を復調することなく、これをＡＤ変換し、ＭＡＣフレーム化してＩＰネットワーク５４へと送出する。ＩＰネットワーク５４は、放送波をそのままフレーム化したパケットデータが各通信端末１１へ向けて伝送されていくことになる。そして、パケットデータを受信した各通信端末１１において初めて復調処理が実行されていくことになる。特に、この放送波配信システム４では、既存のＩＰネットワーク５４に接続されている各通信端末１１に対し、ＲＯＦと同様に無線信号のアナログ情報に基づいて無線フォーマットを維持したパケットデータを伝送することが可能となる。【０１４１】
また、この放送波配信システム４では、無線基地局５９から無線ＬＡＮを介してパケットデータを通信端末１１ｄへと伝送することができる。また、無線ＬＡＮに接続中の通信端末１１ｄは、ソフトウェアチューナーを介して放送波としてのパケットデータを受信することが可能となる。一般に屋内においては、放送用途向けに特化したフィーダー線よりも、むしろＩＰネットワーク５４に特化したＬＡＮ（無線ＬＡＮ）が末端まで普及されている。本発明では、屋内で使用する多くの通信端末１１は、ＩＰネットワーク５４を介してブロードバンド接続することで、放送波を受信することができ、より汎用性を向上させることが可能となる。【０１４２】
さらに、この放送波配信システム４においては、例えば、地上波デジタル放送の１セグメント放送信号も同様のプロセスに基づいて各通信端末１１へ送信することが可能となる。この１セグメント放送では、多くのユーザが特にビル内や駅構内において可搬型の通信端末１１を介して受信を望む場合があるが、本発明では、リモートアンテナ装置５３において、ＩＰネットワーク５４上へ送信すべきデータを、ＭＡＣフレーム化して送信することができるため、予め整備された既存の無線ＬＡＮを含むＬＡＮ環境をそのまま利用して１セグメント放送の配信を実現することができる。これにより、屋内、屋外ともにギャップフィラー専用の機器や、これに接続されるケーブルを敷設する等、新たなインフラを構築する必要がなくなり、システム全体のコストを低減させることができ、またシステム構築までの工期をより短縮化させることが可能となる。【０１４３】
また、放送波配信システム４においては、光ケーブル等のＩＰネットワークが整備されている地域へ、事実上、デジタル地上波放送配信が可能となることから、不感地帯対策としても有用となる。【０１４４】
図１１は、複数チャネルの放送波を配信する放送波配信システム５の例を示している。この放送波配信システム５において、上述した放送波配信システム４と同一の構成要素、部材に関しては、同一の符号を付けることにより以下での説明を省略する。【０１４５】
この放送波配信システム５は、放送波を送信する電波塔５１と、この電波塔５１から放送波を受信するアンテナ５２と、アンテナに接続されたリモートアンテナ装置９０と、このリモートアンテナ装置９０に接続されたイーサネット（登録商標）等に基づくＬＡＮ９２と、このＬＡＮ９２に接続された通信端末１１とを備えている。このリモートアンテナ装置９０は、ＲＦユニット５５と、ＡＤ変換部５７と、ＢＰＦ９１_１〜ＢＰＦ９１_ｋと、ＭＡＣ処理部５８とを備えている。【０１４６】
ＢＰＦ９１は、ＡＤ変換部５７においてＡＤ変換されたデジタル信号から各周波数成分をフィルタリングする。即ち、ＢＰＦ９１_１は、周波数ｆ１のデジタル信号を、またＢＰＦ９１_２は、周波数ｆ２のデジタル信号を、またＢＰＦ９１_ｋは、周波数ｆｋのデジタル信号を抽出し、これをＭＡＣ処理部５８へ送信する。【０１４７】
上述の如き構成からなる放送波配信システム５の動作について説明をする。【０１４８】
先ず、アンテナ５２を介して、周波数毎にチャネルが割り当てられた放送波を受信する。この放送波は、ＲＦユニット５５においてＬＮＡ(Low Noise Amplifier)を用いて放送波を適切な受信レベルを増幅され、更に適切なＩＦ帯へダウンコンバートされる。ＡＤ変換部５７は、このＲＦユニット５５から出力された信号につき、適切なサンプリング周波数及び量子化ビットでＡＤ変換する。【０１４９】
ＡＤ変換部５７においてＡＤ変換して生成されたデジタル信号は、テレビ放送チャネル数分だけ分配され、ＢＰＦ９１_１〜ＢＰＦ９１_ｋにおいて所望のチャネルの放送信号のみが抽出される。このＢＰＦ９１_１〜ＢＰＦ９１_ｋから出力されるデジタルデータは、ＭＡＣ処理部５８においてＴＣＰ／ＩＰスタックによってパケット化が行われ、ＭＡＣフレーム化されてＬＡＮ９２に送出される。ＬＡＮ９２に接続されている通信端末１１は、所望の受信チャネルの周波数で構成されているパケットデータを受け取り、これをソフトウェアベースのチューナーに基づいて復調を行う。【０１５０】
この放送波配信システム５においても同様に、ＲＯＦシステムと同様に無線信号のアナログ情報を維持した信号をＭＡＣフレーム化したパケットデータとしてリモートアンテナ装置９０から送出することができるため、イーサネット（登録商標）に基づく既存のＬＡＮ９２をそのまま伝送媒体として活用することができ、システムの汎用性を高めることが可能となる。【０１５１】
なお、上述した無線通信システム１、２における技術的思想を、放送波配信システムに適用する場合においては、更に図１３に示すようなギャップフィラー中継可能な放送配信システム７として構成するようにしてもよい。【０１５２】
放送波配信システム７は、放送波を送信する電波塔５１と、この電波塔５１から放送波を中継する中継器７０と、中継器７０により中継された放送波をさらに中継する中継器７１と、中継器７１により中継された放送波を受信する基地局７２並びに室外アンテナ７３を備えている。この図１３の例において、中継器７１は、そのサービスエリア７４内にある基地局７２＿１、７２＿２、７２＿３、７２＿４並びに室外アンテナ７３に対して放送波を送信可能とされている。【０１５３】
各基地局７２＿１〜７２＿４は、それぞれイーサネット（登録商標）等に代表されるブロードバンドネットワーク７５に接続され、さらにこのブロードバンドネットワーク７５は、ＲＦ解析装置７７、中継器７１へと接続されている。この基地局７２＿１〜７２＿４は、例えば、テレビ受像機能を備える携帯電話等を始めとした通信端末に対して放送波を送信する。【０１５４】
図１４は、この放送波配信システム７の更なる詳細な構成を示している。この図１４において、上述した図７、１０における説明と同様の構成、要素に関しては、同一の符号を付すことにより、以下での説明を省略する。【０１５５】
基地局７２＿１〜７２＿４は、放送波を受信するアンテナ５２と、ＲＦユニット５５と、ＩＦユニット５６と、ＡＤ変換部５７と、ＭＡＣ処理部５８とを備えている。【０１５６】
ＲＦ解析装置７７は、ＭＡＣ処理部３７と、ＤＡ変換部３６と、ＲＦ解析装置全体を制御するとともに、ＤＡ変換部３６から送られてきたアナログ信号を復調し、解析し、これに基づいて中継器７１を制御するための制御部７８とを備えている。【０１５７】
次に、本発明に係る放送波配信システム７の動作について説明をする。【０１５８】
中継器７１を介して送られてきた放送波は、基地局７２においてアンテナ５２を介して受信され、ＲＦユニット５５において適切に増幅された後、ＩＦ帯放送波に周波数変換される。このＩＦ帯放送波は、ＩＦユニット５６によって更にベースバンド信号とされた上で、ＡＤ変換部５７においてＡＤ変換され、さらにＭＡＣ処理部５８においてＭＡＣフレーム化される。【０１５９】
ＭＡＣ処理部５８において生成されたパケットデータは、ブロードバンドネットワーク７５を介してＲＦ解析装置７７へ送信され、また図示しない無線通信手段を介して通信端末１１へと送信されることになる。【０１６０】
ＲＦ解析装置７７に送信されたパケットデータは、ＭＡＣ処理部３７を介して、ＭＡＣフレーム６のヘッダに付加された各種情報を読み取り、必要に応じてＭＡＣフレーム６を除去したペイロード部をＤＡ変換部３６に送信する。ＤＡ変換部３６は、これをＤＡ変換することでアナログ信号として取り出す。制御部７８では、ＭＡＣ処理部３７において取得した発信元情報を介して、何れの基地局７２＿１〜７２＿４から送られてきた信号であるかを識別する。また、この制御部７８は、複数の基地局から取得した実データを介して、識別した基地局７２に送られてきた放送波の電力の大きさ、指向性、干渉度合い、更にはチャンネルに関する情報を読み取っていく。これにより、ＲＦ解析装置７７は、識別した基地局７２に対して送信された放送波の信号品質を判別することが可能となる。【０１６１】
次に、このＲＦ解析装置７７は、判別した信号品質に基づいて、中継器７１を制御する。即ち、ＲＦ解析装置７７は、判別した信号品質が悪化している場合には、中継器７１が放送波を正常な状態で受信できていないことを判別することができる。かかる場合においてＲＦ解析装置７７は、内部に実装された制御部７８による制御の下、中継器７１を制御する。この中継器７１は、かかるＲＦ解析装置７７による制御を受けて、上記識別した基地局７２により受信される放送波の信号品質を向上させることができるように、放送波の送信条件を切り替える。【０１６２】
上述のように動作する放送波配信システム７では、ギャップフィラー中継も可能となる。例えば図１３に示すように、建物等の影響により、障害エリア７９が発生し、基地局７２＿１において受信した放送波の信号品質が悪化したものとする。かかる場合において、ＲＦ解析装置７７は、識別した基地局７２＿１に送られてきた放送波の電力の大きさ、指向性、更にはチャンネルに関する情報を介して、現時点における基地局７２＿１の放送波の信号品質を判別する。仮にこの基地局７２＿１の放送波の電力が基準よりも小さい場合には、建物等によって放送波が遮蔽されていることが考えられる。これを解消するために、ＲＦ解析装置７７は、基地局７２＿１に対する放送波の受信電力を向上させるように、中継器７１を制御する。同様に、基地局７２＿１の放送波の信号品質を判別した結果、基地局７２＿１の放送波が何らかの干渉を受けているものと判別した場合には、例えば電波塔５１から直接的に送られてくる放送波と中継器７１から送られてくる放送波との間で干渉が起きており、より忠実な放送波の中継が実現できていないものと考えられる。これを解消するために、ＲＦ解析装置７７は、基地局７２＿１に対する放送波の干渉が起きないように中継器７１を制御することになる。【０１６３】
このように、ＲＦ解析装置７７を介して、そのサービスエリア７４内にある全ての基地局７２＿１〜７２＿４における放送波の信号品質を監視し、多点の情報を一括でモニタリングすることができる。その結果、障害エリア７９にある基地局７２を特定することができ、当該基地局７２に対してのみ、適切な放送波を受信できるように、ＲＦ解析装置７７を制御することができる。その結果、いわゆるギャップフィラー中継を的確に行うことが可能となる。【０１６４】
特にこの放送波配信システム７においては、基地局７２＿１〜７２＿４において放送波を復調することなく、これをＡＤ変換し、ＭＡＣフレーム化してブロードバンドネットワーク７５へと送出する。ブロードバンドネットワーク７５は、放送波をそのままフレーム化したパケットデータをＲＦ解析装置７７に向けて伝送していくことになる。そして、パケットデータを受信したＲＦ解析装置７７において初めて復調処理が実行されていくことになる。即ち、この基地局７２＿１〜７２＿４から、ＲＦ解析装置７７に至る過程では、いわゆるＲＦ信号をそのままパケット化したデータが伝送され、ＲＦ解析装置において初めてこれを復調し、解析が行われることになる。【０１６５】
なお、基地局７２＿１〜７２＿４からＲＦ解析装置７７に至る過程において、伝送速度は回線品質に合わせ、リアルタイム、準リアルタイム、非同期等の条件で伝送するようにしてもよい。【０１６６】
このため、基地局７２＿１〜７２＿４においては、復調処理するための構成を設ける必要がなくなり、装置の規模をきわめて簡略化させることができる。特にこの基地局７２は、多点に亘り配設する必要があるが、本発明を適用した放送波配信システム７においては、基地局７２における装置の規模を簡略化させることができ、基地局７２における全ての箇所において高価な計測器を配備する必要性もなくなる。また復調処理を行う装置としては、ＲＦ解析装置７７を１つ設ければ足りることになる。このため、システム全体のコストの削減を図ることができ、特に多点における放送波の受信状況を一箇所で集中モニタリング・集中制御する際において、更にはギャップフィラーシステムの実現化の観点において非常に有用となる。【０１６７】
本発明を適用した放送波配信システム７においては、各点における基地局７２が正常に動作しているか、或いは基地局７２の故障や異常の有無についても判別することができ、さらには、現時点において行われている中継が実際に有効か否かについても判断することが可能となる。【０１６８】
なお、本発明においては、ＲＦ解析装置７７を中継器７１内部に実装するようにしてもよい。これにより、ＲＦ解析装置７７から中継器７１に至るまでの通信経路を省略することが可能となる。【０１６９】
また、基地局７２＿１〜７２＿４からＲＦ解析装置７７までのパケットデータの送信は、常時行う必要は無く、所定の時間間隔をおいて送信するようにしてもよい。基地局７２における故障や異常の監視は、２４時間体制で行う必要はあるものの、時間的に連続させて無間欠で監視する必要性は高くない。即ち、数分間隔で、又は数時間間隔で間欠的に基地局７２からＲＦ解析装置７７へ向けて信号を送信することにより、ＲＦ解析装置７７における計算量、データ処理量を減少させることができ、システム全体の効率化を図ることが可能となる。【０１７０】
なお、本発明は、例えば図１５に示すような放送信号中継システム１１０に対しても適用可能である。【０１７１】
この放送信号中継システム１１０では、デジタル地上波信号を生成するためのデジタル地上波信号生成器１１１と、このデジタル地上波信号生成器１１１から送られてくる複数セグメントからなるデジタル地上波信号を受信し、これをパケットデータに変換する無線データパケット変換装置１１３と、この無線データパケット変換装置１１３に接続されているＩＰネットワーク１１５と、このＩＰネットワーク１１５に接続され、パケットデータを無線信号としてのデジタル地上波信号に逆変換する無線データパケット逆変換装置１１４と、この無線データパケット逆変換装置１１４により無線信号化されたデジタル地上波信号を受信し、これを復調する、いわゆる携帯通信端末等に代表されるデジタル地上波信号復調器１１２を備えている。【０１７２】
デジタル地上波信号生成器１１１は、例えば放送局等において設置され、デジタル地上波放送用の信号を生成し、これを無線信号又は有線信号としてのデジタル地上波信号とする。【０１７３】
無線データパケット変換装置１１３は、制御部１２１にそれぞれ接続されているＩＦユニット１２２、ＡＤ変換部１２３、バッファユニット１２４、ＴＣＰ／ＩＰユニット１２５を備えている。【０１７４】
ＩＦユニット１２２は、デジタル地上波信号生成器１１１から送られてきた複数セグメントからなるデジタル地上波信号をフィルタ１３１により帯域制限する。また、このＩＦユニット１２２は、フィルタ１３１により帯域制限された信号と基準信号発振器１３２により発振された基準信号とを乗算する乗算器１３３と、この乗算器１３３から出力された信号を低周波側へダウンコンバートするためのダウンコンバーター１３４とを有している。【０１７５】
このＡＤ変換部１２３は、入力されたベースバンド信号をＡＤ変換し、これをバッファユニット１２４へ出力する。バッファユニット１２４は、ベースバンド信号を一時的に格納した上で、制御部１２１による制御の下、これＴＣＰ／ＩＰユニット１２５に出力する。ＴＣＰ／ＩＰユニット１２５は、バッファユニット１２４から出力されてきた信号につき、ＴＣＰ／ＩＰ処理を行い、最終的にパケットデータ化してＩＰネットワーク１１５へと送信する。このＩＰネットワーク１１５におけるパケットデータの伝送は、例えばＲＴＰ（Real-time Transport Protocol）に基づいて実行する。このＲＴＰは、ＴＣＰ／ＩＰネットワーク上で音声や映像等のリアルタイム性が要求されるデータを送受信するために用いられるプロトコルである。【０１７６】
無線データパケット逆変換装置１１４は、ＴＣＰ／ＩＰユニット１２６と、バッファユニット１２７と、ＤＡ変換部１２８と、ＩＦユニット１２９とを備えている。ＴＣＰ／ＩＰユニット１２６は、ＩＰネットワーク１１５を介して無線データパケット変換装置１１３から送られてきたパケットデータに対してＴＣＰ／ＩＰ処理を施す。またバッファユニット１２７は、ＴＣＰ／ＩＰユニット１２６から出力されたデータを一時的に格納する。バッファユニット１２７からのデータは、ＤＡ変換部１２８においてＤＡ変換された上で、ＩＦユニット１２９を介して無線信号化され、デジタル地上波信号復調器１１２へと送られる。【０１７７】
ちなみに、このＩＦユニット１２９は、乗算器１３５と、基準信号発振器１３６と、アップコンバーター１３７とを有している。基準信号発振器１３６は、上記基準信号発振器１３５と同様の基準信号を発振する。乗算器１３５は、送られてきた基準信号と、ＤＡ変換部１２８からのアナログ信号とを乗算する。この乗算された信号は、アップコンバーター１３７により高周波側へアップコンバートされることになる。【０１７８】
次に、この放送信号中継システム１１０の動作について説明をする。先ず、無線データパケット逆変換装置１１４は、無線データパケット変換装置１１３からＩＰネットワーク１１５を介してパケットデータを受信したとき、その受信したパケットデータを解析することにより、無線データパケット変換装置１１３との間で通信を保障できる帯域に関する帯域情報を生成する。次に、この無線データパケット逆変換装置１１４は、この生成した帯域情報を無線データパケット変換装置１１３へ送信する。無線データパケット変換装置１１３は、無線データパケット逆変換装置１１４から送信されてきた帯域情報を受けて、送信すべきデジタル地上波信号のセグメント数を制御する。【０１７９】
例えば、無線データパケット逆変換装置１１４から送信されてきた帯域情報において、通信状態が良好である旨が記述されていた場合には、無線データパケット変換装置１１３は、１３セグメントからなるデジタル地上波信号全てをパケットデータ化して無線データパケット逆変換装置１１４へと送信する。これにより、デジタル地上波信号復調器１１２のユーザはより高画質の映像を鑑賞することができる。これに対して、無線データパケット逆変換装置１１４から送信されてきた帯域情報において、通信状態が悪化している旨が記述されていた場合に、無線データパケット変換装置１１３は、１セグメントのみをパケットデータ化して転送する。これによりデジタル地上波信号復調器１１２のユーザは、いわゆる１セグの放送を楽しむことが可能となる。なお、このＲＴＰによるデータストリーム転送を実行する場合には、ＲＴＣＰ（RTP Control Protocol）によって上述した転送レートの制御を行うようにしてもよい。【０１８０】
図１５において、１セグメントのみをパケットデータ化して転送する場合における帯域分布の例を示す。デジタル地上波信号生成器１１１から複数セグメントからなる信号が送られてくる。しかし、無線データパケット逆変換装置１１４から送信されてきた帯域情報において、通信状態が悪化している旨が記述されていたものとする。かかる場合には、フィルタ１３１を介して１セグメントの信号となるように帯域制限し、さらにこれをダウンコンバーター１３４によりダウンコンバートする。この状態でＩＰネットワーク１１５を介してデータ転送を行い、無線データパケット逆変換装置１１４におけるＩＦユニット１２９においてこれをアップコンバートする。【０１８１】
このような構成からなる放送信号中継システム１１０においても、復調処理を行うのは、デジタル地上波信号復調器１１２のみという理想的な状態を作り出すことができ、上述と同様にシステム構成を簡略化させることでコストの削減を図ることが可能となる。【０１８２】
図１６は、放送信号中継システム１１０の変形例を示しており、上述した図１５と同一の構成要素については同一の番号を付すことにより以下での説明を省略する。【０１８３】
この図１６における放送信号中継システム１１０におけるＲＦ／ＩＦユニット１２２´は、局部信号発振器１３２に接続された1／Ｎ分周器１３８と、この１／Ｎ分周器１３８並びに帯域フィルタ１３４を伴うダウンコンバーター１３３に接続された加算器１３９とをさらに備えている。また無線データパケット逆変換装置１１４においては、ＴＣＰ／ＩＰユニット１２６に接続されたバッファ並びにデジタルフィルタ回路１４１を備え、ＲＦ／ＩＦユニット１２９´は、さらにＤＡ変換部１２８に接続されたＭ逓倍器１４２と、Ｍ逓倍器１４２と基準信号発振器１３６の中間に配設された増幅器１４３とを有している。なお、図１６に記述された1／Ｎ分周器１３８を、これによって出力される周波数と同等程度の低周波数を出力する、局部信号発振器１３２とは切り離された独立な発振器に置き換えることも可能である。【０１８４】
この図１６に示す放送信号中継システム１１０においては、上述した動作に加え、さらに基準信号発振器１３２から出力された基準信号は、1／Ｎ分周器１３８によって１／Ｎ倍に分周され、帯域フィルタ１３４を伴うダウンコンバーター１３３において、ダウンコンバートされた信号に加算器１３９において加算されることになる。その結果、図１６に示す帯域分布のように、複数セグメントからなる信号に、分周信号１５１が現れることになる。複数セグメントからなるデジタル地上波信号は、このような分周信号が付加された状態でパケット化されて相手側の無線データパケット逆変換装置１１４へと送信されることになる。分周信号１５１は、バッファ並びにデジタルフィルタ回路１４１において、上記デジタル地上波信号と分離されることになる。ちなみに、このバッファ並びにデジタルフィルタ回路１４１は、いわゆるデジタルフィルタリングを利用するものであり、狭い周波数バンドであっても容易に切り出すことが可能となる。このため、分周信号１５１も上記デジタル地上波信号から高効率に切り出されることになる。【０１８５】
分周信号１５１は、ＤＡ変換部１２８においてアナログ信号に変換された後、Ｍ逓倍器１４２に送られてＭ逓倍され、さらに帯域フィルタ１４３において不要波成分が除去されて注入同期発振器１３６に送られる。なお、Ｍ逓倍器１４２、帯域フィルタ１４３、および注入同期発振器１３６の組み合わせは、受信される送信局側が使用した基準信号を再生するための、回路であるため、他の構成もあり得る。例えば、Ｍ逓倍器１４２を送信側のぶ分周比率の逆数であるＮ低倍器として、注入同期発振器１３６を増幅器にするなどである。すなわち、基準信号発振器１３６は、帯域フィルタから送られてきた分周信号１５１に同期した基準信号を発振し、これは送信局において使用した基準信号と同期した信号となっている。その結果、無線データパケット変換装置１１３並びに無線データパケット逆変換装置１１４における周波数変換の基準信号につき互いに同期をとることが可能となり、ひいては位相雑音や周波数オフセット等の問題を解消することができる。【０１８６】
なお、本発明は、例えば図１７に示すような放送信号中継システム１９９に対しても適用可能である。この放送信号中継システム１９９では、地下街等の電波の不感地帯へのＡＭ放送、ＦＭ放送、地上波放送を中継する際に適用されるものである。この放送信号中継システム１９９において、上述した放送信号中継システム１１と同一の構成要素については同一の番号を付すことにより以下での説明を省略する。【０１８７】
放送信号中継システム１９９において、無線データパケット変換装置１１３と無線データパケット逆変換装置１１４とは、互いに有線／無線ＩＰもしくは単純Ｐ２Ｐリンク等が適用される伝送媒体２０１を介して通信を行う。【０１８８】
無線データパケット逆変換装置１１４は、バッファユニット１２７並びにＤＡ変換部１２８の間にチャネル選択部２０２が接続されている。また、無線データパケット逆変換装置１１４は、外部から受信した信号のレベルを検出する信号レベル検出部２０３と、この信号レベル検出部２０３により検出された受信信号に基づいて、当該無線データパケット逆変換装置１１４から送信すべき信号並びに除去すべき信号の周波数チャネルを判定するチャネル判定部２０４とを備えている。このチャネル判定部２０４は、チャネル選択部２０２並びにＩＦユニット１２９に接続され、チャネル選択部２０２は、チャネル判定部２０４により判定された周波数チャネルに応じてバッファ１２７から送られてくる信号の帯域を制限する。【０１８９】
上述の如き構成からなる放送信号中継システム１９９の動作について説明をする。【０１９０】
先ず、この無線データパケット変換装置１１３に対して、図１７に示すようにＡＭ、ＦＭ、地上波の信号が送られてくる。無線データパケット変換装置１１３は、これを変復調することなくパケット化して伝送媒体２０１を介して無線データパケット逆変換装置１１４へ送信する。無線データパケット逆変換装置１１４は、伝送媒体２０１を介して送られてきた信号につき、ＴＣＰ／ＩＰ処理並びにバッファリングを行うとともに、信号レベル検出部２０３において、無線データパケット逆変換装置１１４の設置エリアにおける残存無線信号レベルの検出、近隣局からの干渉レベル解析を行う。これら検出結果は、チャネル判定部２０４へ送られ、当該チャネル判定部２０４では、無線データパケット逆変換装置１１４から送信すべき信号並びに除去すべき信号の周波数チャネルを判定する。【０１９１】
このとき、チャネル判定部２０４において、ＡＭ放送信号が無線データパケット逆変換装置１１４の設置エリアに残存していることを判定することができたときは、かかるＡＭ放送信号の中継の必要は無く、残りのＦＭ放送信号、地上波放送信号のみを中継すればよいことが分かる。かかる場合においてチャネル選択部２０２は、バッファユニット１２７から送られてきたＡＭ、ＦＭ、地上波の信号のうち、ＦＭ、地上波の放送信号のみを通過させ、ＡＭ放送信号の帯域を制限する。その結果、ＦＭ、地上波の放送信号のみがＤＡ変換され、周波数変換された上で送出されることになる。【０１９２】
なお、チャネル選択部２０２におけるチャネル選択は、あくまでデジタル領域において行われるものであるが、これに限定されるものではなく、ＤＡ変換後のアナログ領域においてチャネル選択を行うようにしてもよい。かかる場合には、アナログ領域のチャネル選択をＩＦユニット１２９内に設けられた図示しないフィルタを介して実行することとし、チャネル選択部２０２の構成を省略するようにしてもよい。【０１９３】
このように、本発明を適用した放送信号中継システム１９９では、無線データパケット逆変換装置１１４の設置エリアにおける無線状況をモニタリングし、当該設置エリアにおいて必要な中継信号を判定し、さらに当該設置エリアに対して最適な放送信号チャネルのみ中継を行うことができる。また、本システム１９９では、設置エリアにおける周波数環境の変化に対してよりリアルタイム性のある追従を実現することができる。【０１９４】
図１８は、放送信号中継システム１９９の変形例としての放送信号中継システム２００の構成を示している。この放送信号中継システム２００において、上述した放送信号中継システム１９９と同一の構成要素については、同一の符号を付すことにより以下での説明を省略する。【０１９５】
放送信号中継システム２００では、チャネル判定部２０４がＴＣＰ／ＩＰユニット１２６に接続されている。ＴＣＰ／ＩＰユニット１２６には、バッファユニット１２７、ＤＡ変換部１２８、RF/IFユニット１２９が順次接続されている。【０１９６】
この放送信号中継システム２００において、チャネル判定部２０４を介して設置エリアに残存している放送信号の判定結果がＴＣＰ／ＩＰユニット１２６へ送られてくる。ＴＣＰ／ＩＰユニット１２６は、かかる判定結果を受けて、伝送媒体２０１を介して無線データパケット変換装置１１３へ要求信号を送信する。この要求信号には、無線データパケット逆変換装置１１４の設置エリアに残存している放送信号の判定結果も記述されている。【０１９７】
なお、ここでは設置エリアに残存している放送信号の判定を当該基地局内部にて行い、その結果をＴＣＰ／ＩＰユニット１２６を介して、無線データパケット変換装置１１３へ要求信号として伝送しているが、該設置エリアに残存している放送信号の判定は無線データパケット変換装置１１３内部の処理として任せてもよい。この場合、図１３ないしは図１４の説明において開示した無線信号のモニタリング方法と同様の手段で、間欠的であっても当該設置エリアの無線受信状況を、無線データパケット変換装置１１３側へIPネットワークなどを介して通知することで、事実上当該設置エリアが所望している無線信号を要求することができる。【０１９８】
無線データパケット変換装置１１３は、送られてきた要求信号に基づいて、ＩＰパケット化する放送信号の帯域を選択する。例えば、図１８に示すように、ＡＭ放送信号が無線データパケット逆変換装置１１４の設置エリアに残存していることが、上記要求信号に記述されている場合には、ＦＭ放送信号並びに地上波放送信号のみをＩＰパケット化し、これを伝送媒体２０１を介して無線データパケット逆変換装置１１４へと送信する。無線データパケット逆変換装置１１４は、かかるＦＭ放送信号並びに地上波放送信号からなるパケットデータをＴＣＰ／ＩＰ処理、バッファリング、ＤＡ変換等を施した上で、送出することになる。【０１９９】
このように、本発明を適用した放送信号中継システム２００では、無線データパケット逆変換装置１１４における設置エリアにおける周波数環境の変化に対してよりリアルタイム性のある追従を実現することができる。特にこの放送信号中継システム２００では、必要な放送信号を無線データパケット変換装置１１３において選択して、これを伝送することができるため、伝送媒体２０１におけるパケットデータの伝送量を減らすことができる。無線データパケット逆変換装置１１４における設置エリアにおける周波数環境の変化に対して高速性のあるレスポンスが求められない場合において、パケットデータの伝送量を減らすことにより、システム全体の効率化を図ることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０２００】
以上詳細に説明したように、本発明を適用した無線通信システム及び方法では、通信経路において送受信される信号は、無線信号と同一の振幅、周波数、位相の変化状態を表すアナログ情報をそのままＡＤ変換し、これをパケット化したものとして構成される。即ち、本発明では、ＲＯＦ技術の適用と同様に、直接通信端末と無線信号の送受を行う基地局が無線信号の変復調を行うことなく、これを中継する。これにより、サービスや仕様の変更があっても基地局のシステム構成を置換する必要がなくなることから、システム全体の柔軟性を向上させることが可能となる。【０２０１】
また、本発明を適用した無線通信システムでは、さらに送受信する光信号をデジタル信号に変換した上で、これをパケットデータ化している。このため、従来のＲＯＦシステムの如く光変調にアナログ変調方式を用いる必要もなくなる。また、本願発明では、デジタル信号としての光信号を送受信する本願発明においては、従来の如く光デバイスの非線形性の影響やファイバ分散の影響に対する高度な対策を講じる必要性もなくなる。また、本発明では、光変調方式にデジタル変調を利用し、かつＩＰネットワークに整合したフレームフォーマットを利用するため、高速で低廉なデジタル光回路でシステムを構成してもよく、またＩＰネットワーク内における交換処理に関しても、他の通常のパケットと同様に扱うことが可能となる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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