(57)【要約】    【課題】      光伝送信号の一部を搬送波にして送信することで光伝送信号が広帯域とならないようにし、光部品のコストダウンを図ること。    【解決手段】  光インターフェース部２がＲＦ信号をＩＦ信号の光信号に変換して伝送するとき、合波器２５が第１のミキサ２３から出力されたＩＦ信号と変調部２４によって制御信号が変調された原振信号とを合波し、この合波信号をＥ／Ｏ部２６によって光信号に変換して光ファイバ４より伝送する。光前進基地局３が光信号を受信するとＯ／Ｅ部３１が光信号から電気信号に変換する。復調部３３が制御信号と原振信号とを分離して取り出した後、原振信号は第２のＬＯ信号発生部３４によってＬＯ信号に変換される。第２のミキサ３５がＬＯ信号と分波器３２からのＩＦ信号とによってＲＦ信号を生成する。そして、制御信号に基づいて元のＲＦ信号に戻されてアンテナ５より出力される。  【選択図】      図１
2007036751.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原振信号を発生させる原振信号発生手段と、
前記原振信号発生手段が発生させた原振信号からＬＯ信号を発生させる第１のＬＯ信号発生手段と、
前記第１のＬＯ信号発生手段が発生させたＬＯ信号を用いてＲＦ信号をＩＦ信号に変換する第１のミキサと、
入力された制御信号に基づいて前記原振信号発生手段が発生させた原振信号を変調する変調手段と、
前記第１のミキサから出力された前記ＩＦ信号と前記変調手段で変調された原振信号とを合波する合波手段と、
前記合波手段で合波された合波信号を電気信号から光信号へ変換する電気／光変換手段と、を具備する光信号送信装置。
【請求項２】
請求項１記載の光信号送信装置から受信した光信号を電気信号に変換する光／電気変換手段と、
前記光／電気変換手段から出力された電気信号をＩＦ信号と変調された原振信号とに分波する分波手段と、
変調された原振信号から変調成分を取り除いて得られた原振信号と変調された原振信号を復調して得られた制御信号とを生成する復調手段と、
原振信号からＬＯ信号を生成する第２のＬＯ信号発生手段と、
前記第２のＬＯ信号発生手段で生成されたＬＯ信号を用いて、前記分波手段から入力されたＩＦ信号をＲＦ信号に変換する第２のミキサと、
前記復調手段で復調された制御信号によって利得を制御し、前記第２のミキサから出力されたＲＦ信号を増幅して出力する増幅手段と、を具備する光信号受信装置。
【請求項３】
原振信号を発生させる原振信号発生手段と、
前記原振信号発生手段が発生させた原振信号からＬＯ信号を発生させる第１のＬＯ信号発生手段と、
前記第１のＬＯ信号発生手段が発生させたＬＯ信号を用いて前記ＲＦ信号を前記ＩＦ信号に変換する第１のミキサと、
入力された制御信号に基づいて、前記第１のＬＯ信号発生手段が発生させたＬＯ信号を変調する変調手段と、
前記第１のミキサから出力された前記ＩＦ信号と前記変調手段で変調されたＬＯ信号とを合波する合波手段と、
前記合波手段で合波された合波信号を電気信号から光信号へ変換する電気／光変換手段と、を具備する光信号送信装置。
【請求項４】
請求項３記載の光信号送信装置から受信した光信号を電気信号に変換する光／電気変換手段と、
前記光／電気変換手段から出力された電気信号をＩＦ信号と変調されたＬＯ信号とに分波する分波手段と、
変調されたＬＯ信号から変調成分を取り除いて得られたＬＯ信号と変調されたＬＯ信号を復調して得られた制御信号とを生成する復調手段と、
前記復調手段より生成されたＬＯ信号を用いて、前記分波手段から入力されたＩＦ信号をＲＦ信号に変換する第２のミキサと、
前記復調手段で復調された制御信号によって利得を制御し、前記第２のミキサから出力されたＲＦ信号を増幅して出力する増幅手段と、を具備する光信号受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中間周波数帯で光信号の送受信を行うＩＦ（Intermediate Frequency：中間周波数）光伝送方式による光信号伝送システムを構成する光信号送信装置と光信号受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、高周波な無線信号（以下、ＲＦ（Radio Frequency：無線周波数）信号という）を光信号に変換して伝送するアナログ光伝送方式の光信号伝送システムが種々知られている。しかし、これらのアナログ光伝送方式による光信号伝送システムは、特性において直線性の優れた広帯域な光部品を必要とするため、かなり高価なものとなっている。そこで、低コスト化を図るために、ＲＦ信号をＩＦ信号に変換してから光信号に変換して伝送するＩＦ光伝送方式の光信号伝送システムが用いられている。このＩＦ光伝送方式の光信号伝送システムでは、光信号の伝送後に元のＲＦ信号に戻すために、ダウンコンバートする際に用いるＬＯ（Local Oscillation：局部発振）信号の周波数とアップコンバートする際に用いるＬＯ信号の周波数とを一致させる必要がある。そこで、ＩＦ信号と無変調波を多重化して光伝送し、光伝送後に逓倍器を用いて無変調波からＬＯ信号を生成する方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この技術によれば、無線機本体からアンテナ側へＩＦ帯付近の周波数の無変調波を光伝送することにより、各無線ゾーンのアンテナ側において同じ周波数のＬＯ信号を得ることができる。よって、光伝送装置がＲＦ帯で直線性の悪いものであっても、ＩＦ帯での直線性がよければ、無線機本体からアンテナへ光伝送するために要求される帯域周波数をＲＦ帯からＩＦ帯へ下げて送信することができるので、結果的に、光伝送装置のコストダウンを図ることができる。
【０００３】
また、ＩＦ光伝送方式において、光前進基地局の下り信号増幅器の増幅度を制御するための制御信号を下り送信信号に重畳して伝送する方式も提案されている（例えば、特許文献２参照）。この技術は、無線基地局の通話ゾーンを複数のマイクロセルに分割し、マイクロセルごとに光前進基地局を設け、無線基地局と光前進基地局とを光ファイバで接続するセル伝送方式である。この技術によれば、パイロット信号（つまり、制御信号）を下り送信信号に重畳し、このパイロット信号のレベルを検出して可変増幅器のゲインを制御することにより、増幅器特性の温度変動が大きくても下り送信出力レベル及び上り受信信号の増幅度を一定に保つことができる。したがって、汎用の光部品を用いることができるので、ＩＦ光伝送方式による光通信システムのコストダウンを図ることが可能となる。
【特許文献１】特開平６−１６４４２７号公報
【特許文献２】特開平８−１４９５５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記の特許文献２の技術は、安価な光部品を適用することができるＩＦ光伝送方式を用いることにより、下り信号の増幅度を制御するために下り信号にパイロット信号（制御信号）を重畳することは可能であるが、ＩＦ信号、原振信号、及びパイロット信号を別々の周波数帯域で伝送しなければならない。そのため、光伝送信号が広帯域なものとなってしまい、結果的には光通信システムをコストアップさせる要因となってしまう。また、前記の特許文献１の技術においても、ＩＦ信号、原振信号、及び制御信号を別々の帯域で伝送しなければならないので、光伝送信号が広帯域となって無線通信システムのコストアップを招くおそれがある。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、光伝送信号の一部を搬送波に多重して送信することによって光伝送信号が広帯域とならないようにし、光部品のコストダウンを図ることができる光信号送信装置及び光信号受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光信号送信装置は、原振信号を発生させる原振信号発生手段と、前記原振信号発生手段が発生させた原振信号からＬＯ信号を発生させる第１のＬＯ信号発生手段と、前記第１のＬＯ信号発生手段が発生させたＬＯ信号を用いてＲＦ信号をＩＦ信号に変換する第１のミキサと、入力された制御信号に基づいて前記原振信号発生手段が発生させた原振信号を変調する変調手段と、前記第１のミキサから出力された前記ＩＦ信号と前記変調手段で変調された原振信号とを合波する合波手段と、前記合波手段で合波された合波信号を電気信号から光信号へ変換する電気／光変換手段と、を具備する構成を採る。
【０００７】
また、本発明の光信号受信装置は、上記の光信号送信装置から受信した光信号を電気信号に変換する光／電気変換手段と、前記光／電気変換手段から出力された電気信号をＩＦ信号と変調された原振信号とに分波する分波手段と、変調された原振信号から変調成分を取り除いて得られた原振信号と変調された原振信号を復調して得られた制御信号とを生成する復調手段と、原振信号からＬＯ信号を生成する第２のＬＯ信号発生手段と、前記第２のＬＯ信号発生手段で生成されたＬＯ信号を用いて、前記分波手段から入力されたＩＦ信号をＲＦ信号に変換する第２のミキサと、前記復調手段で復調された制御信号によって利得を制御し、前記第２のミキサから出力されたＲＦ信号を増幅して出力する増幅手段と、を具備する構成を採る。
【０００８】
また、本発明の光信号送信装置は、原振信号を発生させる原振信号発生手段と、前記原振信号発生手段が発生させた原振信号からＬＯ信号を発生させる第１のＬＯ信号発生手段と、前記第１のＬＯ信号発生手段が発生させたＬＯ信号を用いて前記ＲＦ信号を前記ＩＦ信号に変換する第１のミキサと、入力された制御信号に基づいて、前記第１のＬＯ信号発生手段が発生させたＬＯ信号を変調する変調手段と、前記第１のミキサから出力された前記ＩＦ信号と前記変調手段で変調されたＬＯ信号とを合波する合波手段と、前記合波手段で合波された合波信号を電気信号から光信号へ変換する電気／光変換手段と、を具備する構成を採る。
【０００９】
また、本発明の光信号受信装置は、上記の光信号送信装置から受信した光信号を電気信号に変換する光／電気変換手段と、前記光／電気変換手段から出力された電気信号をＩＦ信号と変調されたＬＯ信号とに分波する分波手段と、変調されたＬＯ信号から変調成分を取り除いて得られたＬＯ信号と変調されたＬＯ信号を復調して得られた制御信号とを生成する復調する復調手段と、復調されたＬＯ信号を用いて、前記分波手段から入力されたＩＦ信号をＲＦ信号に変換する第２のミキサと、前記復調手段で復調された制御信号によって利得を制御し、前記第２のミキサから出力されたＲＦ信号を増幅して出力する増幅手段と、を具備する構成を採る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光信号送信装置側において、制御信号を伝送するための搬送波として原振信号を用いているので、光伝送信号が占有する周波数帯域を狭くすることができる。あるいは、制御信号を伝送するための搬送波としてＬＯ信号を用いるので、光伝送信号が占有する周波数帯域を狭くすることができる。これによって、光信号送信装置の回路構成が簡単になるために安価な光部品を使用することができる。また、光信号受信装置側においては、復調部によって制御信号と原振信号又はＬＯ信号を分離して取り出すことができるので、狭い伝送帯域で伝送された光伝送信号を容易に元のＲＦ信号に戻すことができる。これによって、光信号受信装置の回路構成が簡単になるために安価な光部品を使用することができる。よって、コスト低減を図った光信号伝送システムを構築することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
〈発明の概要〉
本発明の光信号伝送システムは、光信号送信装置側がＲＦ信号をＩＦ信号の光信号に変換して伝送するときに、原振信号またはＬＯ信号（局部発振信号）を搬送波とし、この搬送波に制御信号を変調して光伝送している。さらに、光信号受信装置側がＩＦ信号の光信号を受信したときは、復調部によって制御信号と原振信号またはＬＯ信号とを分離して取り出した後に、その制御信号に基づいて元のＲＦ信号に戻している。したがって、光伝送信号に広帯域な周波数を必要としないため、光信号送信装置及び光信号受信装置の回路構成が簡単になるので安価な光部品を使用することができる。その結果的、光信号伝送システムを安価に構築することができる。
【００１２】
以下、図面を用いて、本発明における光信号伝送システムの実施の形態について詳細に説明する。尚、各実施の形態に用いる図面において、同一の構成要素は同一の符号を付し、かつ重複する説明は可能な限り省略する。
【００１３】
〈実施の形態１〉
図１は、本発明の実施の形態１における光信号伝送システムの構成を示すブロック図である。図１に示す光信号伝送システムは、ＲＦ信号及び制御信号を送信する無線基地局１と、光信号送信装置である光インターフェース部２と、光信号受信装置である光前進基地局３と、光インターフェース部２と光前進基地局３を接続する光ファイバ４と、光前進基地局３から出力されたＲＦ信号を無線で送信するアンテナ５とによって構成されている。
【００１４】
光信号送信装置である光インターフェース部２は、原振信号（つまり、原発振信号）を発生させる原振信号発生部２１と、原振信号発生部２１からの原振信号からＬＯ信号（局部発振信号）を発生させる第１のＬＯ信号発生部２２と、第１のＬＯ信号発生部２２が発生させたＬＯ信号によって無線基地局からのＲＦ信号をＩＦ信号に変換する第１のミキサ２３と、無線基地局１からの制御信号によって原振信号発生部２１が発生した原振信号を変調する変調部２４と、第１のミキサ２３から出力されたＩＦ信号と変調部２４で変調された原振信号とを合波する合波器２５と、合波器２５で合波された合波信号を電気信号から光信号に変換して光ファイバ４へ伝送するＥ／Ｏ部（電気／光変換部）２６とを備えている。
【００１５】
また、光信号受信装置である光前進基地局３は、光インターフェース部２から光ファイバ４を伝送してきた光信号を受信して電気信号に変換するＯ／Ｅ部（光／電気変換部）３１と、Ｏ／Ｅ部３１から出力された電気信号をＩＦ信号と変調された原振信号とに分波する分波器３２と、変調された原振信号から変調成分を取り除いて得られた原振信号と変調された原振信号を復調して得られた制御信号とを生成する復調部３３と、原振信号からＬＯ信号（局部発振信号）を生成する第２のＬＯ信号発生部３４と、第２のＬＯ信号発生部３４で生成されたＬＯ信号を用いて、分波器３２から入力されたＩＦ信号をＲＦ信号に変換する第２のミキサ３５と、復調部３３で復調された制御信号によって利得を制御し、第２のミキサ３５から出力されたＲＦ信号を増幅してアンテナ５へ出力する増幅器３６とを備えている。
【００１６】
次に、図１に示す光信号伝送システムの動作について説明する。無線基地局１から出力されたＲＦ信号は光インターフェース部２へ入力される。光インターフェース部２においては、このＲＦ信号が第１のミキサ２３に入力される。すると、第１のミキサ２３は、原振信号発生部２１からの原振信号から第１のＬＯ信号発生部２２が発生したＬＯ信号を用いて、入力されたＲＦ信号をＩＦ信号に変換する。
【００１７】
一方、変調部２４は、無線基地局１から出力された制御信号に基づいて、原振信号発生部２１が発生した原振信号を変調する。そして、合波器２５が、変調部２４によって制御信号が変調された原振信号と第１のミキサ２３から出力されたＩＦ信号とを合波する。さらに、ＩＦ信号と制御信号が変調された原振信号との合波信号は、Ｅ／Ｏ部２６へ入力されて電気信号から光信号に変換される。そして、この合波信号（つまり、ＩＦ信号と制御信号が変調された原振信号）は、光信号としてＥ／Ｏ部２６から光ファイバ４を伝送して光前進基地局３へ送信される。
【００１８】
一方、光前進基地局３においては、Ｏ／Ｅ部３１が、受信した合波信号の光信号を再び電気信号に変換して分波器３２へ送信する。さらに、分波器３２が、ＩＦ信号と制御信号が変調された原振信号とに分波する。そして、復調部３３が、変調された原振信号から変調成分を取り除いて原振信号を取り出し，また，変調された原振信号を復調することで制御信号を取り出す。さらに、変調成分の取り除かれた原振信号は第２のＬＯ信号発生部３４へ入力される。そして、第２のＬＯ信号発生部３４がＬＯ信号を生成する。
【００１９】
次に、第２のミキサ３５が、第２のＬＯ信号発生部３４から出力されたＬＯ信号を用いてＩＦ信号をＲＦ信号に変換する。さらに、ミキサ３５によって変換されたＲＦ信号は、復調部３３で分離して抽出された制御信号によって利得制御された増幅器３６によって増幅される。そして、増幅器３６によって増幅されたＲＦ信号は元のＲＦ信号としてアンテナ５から無線電波によって出力される。
【００２０】
図２は、図１に示す光信号伝送システムにおける光前進基地局３に構成される復調部３３の詳細な構成を示すブロック図である。したがって、図２を用いて復調部３３の構成及び動作をさらに詳しく説明する。図２に示すように、復調部３３は、制御信号が変調された原振信号から変調成分を取り除いて搬送波である原振信号を抽出する搬送波再生回路３３ａと、制御信号が変調された原振信号と搬送波再生回路３３ａから出力された搬送波（原振信号）とを位相比較して、制御信号の成分を分離・抽出する位相検波回路３３ｂと、位相検波回路３３ｂから出力された制御信号の成分に基づいて制御信号の復調タイミングを抽出するタイミング抽出回路３３ｃと、タイミング抽出回路３３ｃから出力された復調タイミングに基づいて、増幅器を利得制御するための制御信号を出力する識別再生回路３３ｄとによって構成されている。
【００２１】
次に、図１を参照しながら図２に示す復調部３３の動作を説明する。復調部３３において、制御信号の変調された原振信号が搬送波再生回路３３ａに入力されると、搬送波再生回路３３ａが、変調成分である制御信号を取り除いて原振信号を抽出し、この原振信号を出力する。搬送波再生回路３３ａから出力された原振信号は、図１に示すように、第２のＬＯ信号発生部３４に入力されてＬＯ信号に変換されて搬送波となる。又は、搬送波再生回路３３ａから出力された原振信号をそのまま搬送波として出力することもできる。
【００２２】
また、制御信号が変調されている原振信号は位相検波回路３３ｂに入力され、搬送波再生回路３３ａから位相検波回路３３ｂに入力された搬送波（原振信号）と位相比較されて、制御信号の成分が分離して抽出される。位相検波回路３３ｂによって分離・抽出された制御信号の成分は、タイミング抽出回路３３ｃからの復調タイミングに基づいて、識別再生回路３３ｄによって増幅器の利得制御を行うための制御信号として出力される。すなわち、識別再生回路３３ｄから出力された制御信号は、図１に示すように、増幅器３６へ入力されてＲＦ信号の増幅率の制御を行う。
【００２３】
〈実施の形態２〉
図３は、本発明の実施の形態２における光信号伝送システムの構成を示すブロック図である。図３に示す実施の形態２の光信号伝送システムが、図１に示す実施の形態１の光信号伝送システムと異なるところは、光信号送信装置側における光インターフェース部２ａの合波器２５が、原振信号を変調してＩＦ信号と合波するのではなく、ＬＯ信号を変調してＩＦ信号と合波していることと、光信号受信装置側における光前進基地局３ａの復調部３９が、制御信号が変調された原振信号から変調成分を取り除いて原振信号を抽出するのではなく、制御信号が変調された原振信号から変調成分を取り除いて搬送波となるＬＯ信号を抽出していることである。
【００２４】
すなわち、図３に示す実施の形態２の光信号伝送システムが図１に示す実施の形態１の光信号伝送システムと異なっているところは、光信号送信装置である光インターフェース部２ａの構成において、変調部２９が、無線基地局１からの制御信号によって第１のＬＯ信号発生部２２が発生したＬＯ信号を変調し、変調されたＬＯ信号を合波器２５へ送信する仕組みと、光信号受信装置である光前進基地局３ａの構成において、復調部３９が、制御信号の変調されたＬＯ信号から変調成分を取り除いてＬＯ信号と制御信号とを分離して復調する仕組みである。このようにして復調部３９がＬＯ信号を復調し、第２のミキサ３５によってＩＦ信号とこのＬＯ信号を合波してＲＦ信号を生成することもできる。
【００２５】
〈まとめ〉
以上説明したように、本発明の光信号伝送システムによれば、光信号送信装置において、制御信号を伝送するための搬送波として原振信号又はＬＯ信号を用いている。これによって、光伝送信号が占有する周波数帯域幅が狭まるので、回路構成が簡単になって安価な光部品を使用することができる。また、光信号受信装置において、復調部によって制御信号と原振信号又はＬＯ信号を分離して取り出している。これによって、より狭い伝送帯域で伝送された光伝送信号を元のＲＦ信号に戻すことができる。また、ＬＯ信号に変調信号をかけて光伝送することにより、回路構成が簡単になって安価な光部品を使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明の光信号伝送システムによれば、原振信号又はＬＯ信号を搬送波として制御信号を伝送しているので狭い周波数帯域で光信号を伝送することができる。したがって、回路構成が簡単になるため汎用の安価な光部品を利用することができるので、低コストな無線送信装置や無線受信装置、あるいは無線通信システムとして有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態１における光信号伝送システムの構成を示すブロック図
【図２】図１に示す光信号伝送システムにおける光前進基地局の復調部の詳細な構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態２における光信号伝送システムの構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００２８】
１  無線基地局
２、２ａ  光インターフェース部
３、３ａ  光前進基地局
４  光ファイバ
５  アンテナ
２１  原振信号発生部
２２  第１のＬＯ信号発生部
２３  第１のミキサ
２４、２９  変調部
２５  合波器
２６  Ｅ／Ｏ部（電気／光変換部）
３１  Ｏ／Ｅ部（光／電気変換部）
３２  分波器
３３、３９  復調部
３３ａ  搬送波再生回路
３３ｂ  位相検波回路
３３ｃ  タイミング抽出回路
３３ｄ  識別再生回路
３４  第２のＬＯ信号発生部
３５  第２のミキサ
３６  増幅器
【図１】
2007036751.tif 000003
【図２】
2007036751.tif 000004
【図３】
2007036751.tif 000005