(57)【要約】      （修正有）【課題】遠隔基地局からの上り信号の強度が減少することなく、信号が集中基地局に伝送される無線基地局を提供する。【解決手段】無線基地局100は、集中基地局101と、遠隔基地局103a、103bとを備え、第１結合器107は、Ｎ本のポートで構成される第１入出力ポート及び第２入出力ポートを有し、第１入出力ポートのいずれかのポートへの信号を、第２入出力ポートから分岐して出力し、第２入出力ポートのいずれかのポートへの信号を、第１入出力ポートから分岐して出力し、第２結合器109は、第１ポートP5への信号を第２ポートP6から出力し、第３ポートP7への信号を第１ポートP5から出力し、Ｎ個の遠隔基地局は、第１入出力ポートにそれぞれ接続され、第２入出力ポートのうち１つのポートP4は、第１ポートP5に接続され、第２入出力ポートの残りのポートP3及び第２ポートP6は、上り信号処理部117に接続される。【選択図】図２
2013090217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下り信号処理部及び上り信号処理部を有する集中基地局と、第１結合器及び第２結合器が設けられた光ファイバ伝送路を介して接続され、移動局と無線信号を送受信するＮ個の遠隔基地局（Ｎは２以上の自然数）とを備える無線基地局であって、
前記第１結合器は、Ｎ本のポートで構成される第１入出力ポート及び第２入出力ポートを有し、前記第１入出力ポートのいずれかのポートへの信号を、前記第２入出力ポートから分岐して出力し、前記第２入出力ポートのいずれかのポートへの信号を、前記第１入出力ポートから分岐して出力し、
前記第２結合器は、第１ポート、第２ポート及び第３ポートを有し、第１ポートへの信号を第２ポートから出力し、第３ポートへの信号を第１ポートから出力し、
前記Ｎ個の遠隔基地局は、前記第１入出力ポートにそれぞれ接続され、
前記第２入出力ポートのうち１つのポートは、前記第１ポートに接続され、
前記第２入出力ポートの残りのポート及び前記第２ポートは、前記上り信号処理部に接続されている無線基地局。
【請求項２】
請求項１に記載の無線基地局において、前記第１結合器はＮが２である３ｄＢカプラであることを特徴とする無線基地局。
【請求項３】
請求項1又は２に記載の無線基地局において、
前記上り信号処理部は、前記第２入出力ポートの残りのポート及び前記第２ポートからの信号をそれぞれ電気信号に変換するＮ個の電気光変換部と、当該電気光変換部からのＮ個の電気信号を合成して増幅する１個の増幅部とを備える
ことを特徴とする無線基地局。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の無線基地局において、
前記無線信号は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing）通信方式又はＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）通信方式における信号であることを特徴とする無線基地局。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の無線基地局において、前記第３ポートは、前記下り信号処理部に接続されていることを特徴とする無線基地局。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の無線基地局において、前記第２結合器は、波長分割多重方式カプラであることを特徴とする無線基地局。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の無線基地局において、前記第２結合器は、３端子サーキュレータであることを特徴とする無線基地局。
【請求項８】
下り信号処理部及び上り信号処理部を有する集中基地局と、第１結合器及びＮ個の第２結合器が設けられた光ファイバ伝送路を介して接続され、移動局と無線信号を送受信するＮ個の遠隔基地局（Ｎは２以上の自然数）とを備える無線基地局であって、
前記第１結合器は、Ｎ本のポートで構成される出力ポート及び１本のポートで構成される入力ポートを有し、前記入力ポートへの信号を、前記出力ポートから分岐して出力し、
前記第２結合器は、第１ポート、第２ポート及び第３ポートを有し、第１ポートへの信号を第２ポートから出力し、第３ポートへの信号を第１ポートから出力し、
前記Ｎ個の遠隔基地局は、前記Ｎ個の第２結合器の第１ポートにそれぞれ接続され、
前記Ｎ個の第２結合器の第２ポートは、前記上り信号処理部にそれぞれ接続され、
前記Ｎ個の第２結合器の第３ポートは、前記出力ポートにそれぞれ接続され、
前記入力ポートは、前記下り信号処理部に接続されている無線基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線基地局に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、集中基地局（ＣＳ：Central Station又はＢＤＥ：Base station Digital Equipment）と複数の遠隔基地局（ＢＳ：Base Station又はＲＲＥ：Remote Radio Equipment）とを備え、集中基地局と遠隔基地局とが光ファイバ伝送路を介して接続されている光張り出し無線基地局が注目されている。集中基地局は、デジタル信号処理機能、保守監視機能などを備え、遠隔基地局のセル間の無線リソース制御を一括して行う。遠隔基地局は、アンテナを介した電波の送受信機能などを備えている。つまり、遠隔基地局は、独立基地局の無線部（ＲＥ：Radio Equipment）に相当するものであり、無線部のみの設置により通信エリアの拡張が図れる。
【０００３】
従来、光張り出し無線基地局に関する種々の技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、ＳＣＭ（Subcarrier Multiplexing：サブキャリア多重）伝送方式を用いたＲＯＦ（Radio Over Fiber：光ファイバ無線）システムが記載されている。遠隔基地局（子局装置）は複数のアンテナを有し、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）が採用されている。遠隔基地局は、複数のアンテナに対応する無線信号を多重化して、一本の光ファイバで集中基地局（親基地局）に伝送する。遠隔基地局は複数存在し、それぞれ集中基地局にスター状に光ファイバで接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−８７９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の技術では、各遠隔基地局は、上り回線用及び下り回線用の２本の光ファイバにより集中基地局に接続されている。そのため、遠隔基地局の数が増えれば増えるほど、必要となる光ファイバの本数も増え、光ファイバを敷設する上で手間及び費用がかかることになる。
【０００６】
１本の光ファイバを上り回線及び下り回線で兼用するためには、例えば、図１１のように、３ｄＢカプラといった分岐カプラを光ファイバ伝送路に設けることが想定される。３ｄＢカプラ４０７のポートＰ４１は集中基地局（ＣＳ）４０１のＣＳ下り信号処理部４１９に、ポートＰ４２は集中基地局４０１のＣＳ上り信号部４１７に、ポートＰ４３は遠隔基地局（ＢＳ）４０３のＢＳ下り信号処理部４１１に、ポートＰ４４は遠隔基地局４０３のＢＳ上り信号処理部４１３にそれぞれ接続される。
【０００７】
移動局４１０から集中基地局４０１への上り方向での信号伝送においては、ＢＳ上り信号処理部４１３は、移動局４１０から受信した信号（上り信号）をポートＰ４４に入力する。そして、上り信号は、３ｄＢカプラ４０７により２分割されて、ポートＰ４１及びポートＰ４２から出力される。つまり、ＣＳ上り信号処理部４１７は、信号強度が半減した上り信号を処理することになる。信号強度の半減は、ＳＮ比（Signal to Noise ratio）の低下を招き、ＣＳ上り信号処理部４１７での処理を困難にするおそれがある。集中基地局４０１から移動局４１０への下り方向での信号伝送においては、ＣＳ下り信号処理部４１９により生成された下り信号は、３ｄＢカプラ４０７により２分割されて、ポートＰ４３及びポートＰ４４から出力される。つまり、ＢＳ下り信号処理部４１１は、ＣＳ上り信号処理部４１７と同様、信号強度が半減した下り信号を処理することになる。そして、ＢＳ下り信号処理部４１１は、信号強度が半減した下り信号を移動局４１０に送信する。
【０００８】
ここで、下り方向における信号強度の減少を防ぐためには、ＣｏＭＰ（Coordinated Multi-Point transmission/reception：セル間協調送受信）技術の利用が想定される。ＣｏＭＰとは、ある移動局に対して複数のセル（遠隔基地局）が協調して送受信を行うことであり、所望信号電力を増大することができる。
【０００９】
図１２のように、２つの遠隔基地局４０３ａ及び４０３ｂが協調して移動局と通信を行っているとする。３ｄＢカプラ４０７のポートＰ４１及びポートＰ４２は、図１１と同様、ＣＳ下り信号処理部４１９及びＣＳ上り信号処理部４１７にそれぞれ接続されている。また、３ｄＢカプラ４０７のポートＰ４３及びポートＰ４４は、遠隔基地局４０３ａ及び４０３ｂのＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing：波長分割多重方式）カプラ４１５ａ及び４１５ｂのポートＰ４５ａ及びＰ４５ｂにそれぞれ接続されている。ＷＤＭカプラ４１５ａのポートＰ４６ａ及びポートＰ４７ａは、ＢＳ下り信号処理部４１１ａ及びＢＳ上り信号処理部４１３ａにそれぞれ接続されている。また、ＷＤＭカプラ４１５ｂのポートＰ４６ｂ及びポートＰ４７ｂは、ＢＳ下り信号処理部４１１ｂ及びＢＳ上り信号処理部４１３ｂにそれぞれ接続されている。なお、ＷＤＭカプラは、波長毎に信号を分波するものであり、ある一つの波長の信号を分割するものではない。そのため、分波に伴い信号強度が減少することはない。
【００１０】
下り方向において、ＣＳ下り信号処理部４１９からの下り信号は、３ｄＢカプラ４０７により２分割されて、ＷＤＭカプラ４１５ａ及び４１５ｂを介して、ＢＳ下り信号処理部４１１ａ及び４１１ｂに伝送される。そして、ＢＳ下り信号処理部４１１ａ及び４１１ｂは、信号強度が半減した下り信号をそれぞれ移動局４１０に送信する。つまり、移動局４１０は、２つの遠隔基地局４０３ａ及び４０３ｂからの信号の合成信号を受信することになる。移動局４１０は、２つの遠隔基地局４０３ａ及び４０３ｂからの合成信号を処理することができるので、３ｄＢカプラによる下り信号の信号強度の減少は解消される。
【００１１】
一方、上り方向においては、移動局４１０からの信号は、ＢＳ上り信号処理部４１３ａ及び４１３ｂにより受信される。そして、ＢＳ上り信号処理部４１３ａ及び４１３ｂが受信した信号は、３ｄＢカプラ４０７によってそれぞれ分割されてＣＳ上り信号処理部４１７に伝送される。つまり、ＣＳ上り信号処理部４１７には、ＢＳ上り信号処理部４１３ａ及び４１３ｂが受信した信号の合成信号ではなく、当該合成信号の半分のみが伝送される。
【００１２】
従って、上記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、遠隔基地局からの上り信号の強度が減少することなく、当該信号が集中基地局に伝送される無線基地局を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した諸課題を解決すべく、第１の観点による無線基地局は、
下り信号処理部及び上り信号処理部を有する集中基地局と、第１結合器及び第２結合器が設けられた光ファイバ伝送路を介して接続され、移動局と無線信号を送受信するＮ個の遠隔基地局（Ｎは２以上の自然数）とを備える無線基地局であって、
前記第１結合器は、Ｎ本のポートで構成される第１入出力ポート及び第２入出力ポートを有し、前記第１入出力ポートのいずれかのポートへの信号を、前記第２入出力ポートから分岐して出力し、前記第２入出力ポートのいずれかのポートへの信号を、前記第１入出力ポートから分岐して出力し、
前記第２結合器は、第１ポート、第２ポート及び第３ポートを有し、第１ポートへの信号を第２ポートから出力し、第３ポートへの信号を第１ポートから出力し、
Ｎ個の遠隔基地局は、前記第１入出力ポートにそれぞれ接続され、
前記第２入出力ポートのうち１つのポートは、前記第１ポートに接続され、
前記第２入出力ポートの残りのポート及び前記第２ポートは、前記上り信号処理部に接続されている無線基地局である。
【００１４】
また、前記第１結合器はＮが２である３ｄＢカプラであることが望ましい。
【００１５】
また、前記上り信号処理部は、前記第２入出力ポートの残りのポート及び前記第２ポートからの信号をそれぞれ電気信号に変換するＮ個の電気光変換部と、当該電気光変換部からのＮ個の電気信号を合成して増幅する１個の増幅部とを備えることが望ましい。
【００１６】
また、前記無線信号は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing）通信方式又はＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）通信方式における信号であることが望ましい。
【００１７】
また、前記第３ポートは、前記下り信号処理部に接続されていることが望ましい。
【００１８】
また、前記第２結合器は、波長分割多重方式カプラであることが望ましい。
【００１９】
また、前記第２結合器は、３端子サーキュレータであることが望ましい。
【００２０】
また、上述した諸課題を解決すべく、第２の観点による無線基地局は、
下り信号処理部及び上り信号処理部を有する集中基地局と、第１結合器及びＮ個の第２結合器が設けられた光ファイバ伝送路を介して接続され、移動局と無線信号を送受信するＮ個の遠隔基地局（Ｎは２以上の自然数）とを備える無線基地局であって、
前記第１結合器は、Ｎ本のポートで構成される出力ポート及び１本のポートで構成される入力ポートを有し、前記入力ポートへの信号を、前記出力ポートから分岐して出力し、
前記第２結合器は、第１ポート、第２ポート及び第３ポートを有し、第１ポートへの信号を第２ポートから出力し、第３ポートへの信号を第１ポートから出力し、
Ｎ個の遠隔基地局は、前記Ｎ個の第２結合器の第１ポートにそれぞれ接続され、
前記Ｎ個の第２結合器の第２ポートは、前記上り信号処理部にそれぞれ接続され、
前記Ｎ個の第２結合器の第３ポートは、前記出力ポートにそれぞれ接続され、
前記入力ポートは、前記下り信号処理部に接続されている無線基地局である。
【発明の効果】
【００２１】
上記のように構成された本発明に係る無線基地局によれば、複数の遠隔基地局からの信号は第１結合器に入力し、分岐して出力される。分岐された１つの信号は、第２結合器を介して、分岐されることなく集中基地局の上り信号処理部に入力される。また、分岐された残りの信号は、集中基地局の上り信号処理部に直接入力される。よって、複数の遠隔基地局からの信号は全て上り信号処理部に伝送される。つまり、複数の遠隔基地局からの信号の強度は、減少することがない。よって、遠隔基地局からの信号のＳＮ比の劣化が抑えられ、通信システムにおいて安定した通信が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る光張り出し無線基地局を含む通信システムの概略的な構成図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態に係る光張り出し無線基地局の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態に係るＢＳ下り信号処理部の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態に係るＢＳ上り信号処理部の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図５】図５は、本発明の第１実施形態に係るＣＳ上り信号処理部の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図６】図６は、本発明の第１実施形態に係るＣＳ下り信号処理部の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図７】図７は、本発明の第１実施形態に係るＢＳ上り信号処理部の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図８】図８は、本発明の第１実施形態に係るＢＳ下り信号処理部の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図９】図９は、本発明の第２実施形態に係る光張り出し無線基地局を含む通信システムの概略的な構成図である。
【図１０】図１０は、本発明の第２実施形態に係る光張り出し無線基地局の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図１１】図１１は、光張り出し無線基地局の概略構成の一例を示す機能ブロック図である。
【図１２】図１２は、光張り出し無線基地局の概略構成の一例を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２４】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る光張り出し無線基地局を含む通信システムの概略的な構成図である。通信システム１０は、光張り出し無線基地局（無線基地局）１００と移動局１１０とを有するものである。通信システム１０は、例えば、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing：直交周波数分割多重方式）通信方式やＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access：符号分割多元接続）通信方式が採用されたシステムである。光張り出し無線基地局１００は、集中基地局１０１と、当該集中基地局１０１と光ファイバ伝送路１０５を介して接続されているＮ個の遠隔基地局１０３（１０３ａ及び１０３ｂ）とを備える。Ｎは２以上の自然数である。なお、本実施形態では、Ｎは２であるとして説明する。移動局１１０は、光張り出し無線基地局１００と無線通信を行うもので、携帯電話機などの無線通信端末である。
【００２５】
集中基地局１０１は、デジタル信号処理機能、保守監視機能などを備え、遠隔基地局１０３のセル間の無線リソース制御を一括して行なう。遠隔基地局１０３は、移動局１１０とＲＦ（Radio Frequency）信号（無線信号）を送受信する機能や信号の変復調機能などが備えられている。通信システム１０にＯＦＤＭ通信方式又はＣＤＭＡ通信方式が採用されている場合、当該ＲＦ信号はＯＦＤＭ通信方式又はＣＤＭＡ通信方式の信号である。図１において、領域１０４ａは、基地局１０３ａのセル（通信可能エリア）を示している。領域１０４ｂは、基地局１０３ｂのセルを示している。移動局１１０が図１のように２つの領域が重なる領域に位置する場合、移動局１１０は、遠隔基地局１０３ａ及び１０３ｂの双方と通信することができる。よって、光張り出し無線基地局１００は、ＣｏＭＰによって移動局１１０と通信することができる。
【００２６】
光ファイバ伝送路１０５には、複数の光ファイバの経路を結合する第１結合器１０７及び第２結合器１０９が設けられている。
【００２７】
第１結合器１０７は、Ｎ本のポートで構成される第１入出力ポート及びＮ本のポートで構成される第２入出力ポートを有している。本実施形態ではＮは２であり、第１入出力ポートは、ポートＰ１及びＰ２で構成される。また、第２入出力ポートは、ポートＰ３及びＰ４で構成される。第１結合器１０７は、第１入出力ポートのいずれかのポートへの信号を、第２入出力ポートの全てのポートから分岐して出力し、また第２入出力ポートのいずれかのポートへの信号を、第１入出力ポートから分岐して出力する。第１結合器１０７は、例えば光分岐器である。光分岐器は、例えば、光ファイバの融着延伸により生成される分岐カプラである。
【００２８】
第２結合器１０９は、第１ポートＰ５（以下、ポートＰ５と称す）、第２ポートＰ６（以下、ポートＰ６と称す）及び第３ポートＰ７（以下、ポートＰ７と称す）を有し、ポートＰ５への信号をポートＰ６から出力し、ポートＰ７への信号をポートＰ５から出力する。第２結合器１０９は、例えば３端子サーキュレータや波長ごとに光の経路を決定できる光合分波器である。光合分波器は、例えば、融着延伸により生成されるＷＤＭカプラである。
【００２９】
図２は、本発明の第１実施形態に係る光張り出し無線基地局の概略構成を示す機能ブロック図である。
【００３０】
遠隔基地局１０３は、ＢＳ下り信号処理部１１１と、ＢＳ上り信号処理部１１３と、ＢＳ結合器１１５とを備えている。なお、図２に示された遠隔基地局１０３に関する機能ブロックは、遠隔基地局１０３ａ及び１０３ｂにおいて共通であり、遠隔基地局１０３ａに関する機能ブロックの参照符号にはａを、遠隔基地局１０３ｂに関する機能ブロックの参照符号にはｂを付して説明する。また、下り信号とは、集中基地局１０１から遠隔基地局１０３を介して移動局１１０へ伝送される信号であり、上り信号とは、移動局１１０から遠隔基地局１０３を介して集中基地局１０１へ伝送される信号である。
【００３１】
ＢＳ下り信号処理部１１１は、集中基地局１０１からの下り信号を、光ファイバ伝送路１０５を介して受信し、移動局１１０に向け送信するもので、例えば図３のように構成することができる。光電気変換部１２１は、集中基地局１０１からの光信号を電気信号に変換するもので、例えばフォトダイオードである。無線部１２３は、電気信号をアップコンバートしてＲＦ信号を生成し、アンテナを介して移動局１１０に向けＲＦ信号を送信するものである。電気信号のアップコンバートは、例えば、無線部１２３の局部発振器と混合器（ミキサ）とにより実現される。
【００３２】
ＢＳ上り信号処理部１１３は、移動局１１０からの上り信号を受信して、光ファイバ伝送路１０５を介して集中基地局１０１に送信するものである。
【００３３】
ＢＳ上り信号処理部１１３は、例えば図４のように構成することができる。無線部１２５は、アンテナを介して移動局１１０からのＲＦ信号を受信し、ダウンコンバートしてＩＦ（Intermediate Frequency：中間周波数）信号を生成するものである。ＲＦ信号のダウンコンバートは、例えば、無線部１２５の局部発振器と混合器とにより実現される。電気光変換部１２７は、ＩＦ信号を光信号に変換するもので、例えばレーザダイオードである。なお、無線部１２５は、無線部１２３と完全に独立している必要はなく、例えば構成要素であるアンテナやフィルタなどを共用してもよい。以下、本実施形態では、ＢＳ上り信号処理部１１３から出力される信号は、波長がλｕの光信号であるとする。
【００３４】
ＢＳ結合器１１５は、ＢＳ上り信号処理部１１３からの上り信号を集中基地局１０１（第１結合器１０７）へ、集中基地局１０１（第１結合器１０７）からの信号をＢＳ下り信号処理部１１１へ伝送するもので、例えばＷＤＭカプラや３端子サーキュレータである。ＢＳ結合器１１５ａ及び１１５ｂは、第１結合器１０７のポートＰ１及びポートＰ２にそれぞれ接続されている。
【００３５】
ＢＳ上り信号処理部１１３ａからの光信号は、第１結合器１０７のポートＰ１に入力し、分岐して、ポートＰ３及びＰ４から出力される。第１結合器１０７は３ｄＢカプラである場合、ポートＰ３及びＰ４からの出力信号の信号強度は、ポートＰ１への入力信号の信号強度の半分となる。同様に、ＢＳ上り信号処理部１１３ｂからの光信号は、第１結合器１０７のポートＰ２に入力し、ポートＰ３及びＰ４から分岐して出力される。
【００３６】
ポートＰ４は、第２結合器１０９のポートＰ５に接続されている。第２入出力ポートの残りのポート、つまりポートＰ３は、集中基地局１０１の後述するＣＳ上り信号処理部１１７に接続されている。よって、ポートＰ３からの出力信号は、ＣＳ上り信号処理部１１７に入力され、ポートＰ４からの出力信号は、第２結合器１０９のポートＰ５に入力される。
【００３７】
第２結合器１０９のポートＰ６は、集中基地局１０１のＣＳ上り信号処理部１１７に結合されている。そして、ポートＰ７を、集中基地局１０１の後述するＣＳ下り信号処理部１１９に接続することができる。第２結合器１０９のポートＰ５への入力信号は、分岐することなくポートＰ６から出力され、ＣＳ上り信号処理部１１７に入力される。また、第２結合器１０９のポートＰ７への入力信号は、分岐することなくポートＰ５から出力される。
【００３８】
続いて、遠隔基地局１０３の機能ブロックについて説明する。遠隔基地局１０３は、ＣＳ上り信号処理部１１７（請求項における上り信号処理部）と、ＣＳ下り信号処理部１１９（請求項における下り信号処理部）とを備えている。
【００３９】
ＣＳ上り信号処理部１１７は、遠隔基地局１０３からの上り信号を受信して、復調するもので、例えば図５のように構成することができる。光電気変換部１３１（１３１−１及び１３１−２）は、遠隔基地局１０３からの光信号を電気信号（出力電流）に変換するもので、例えばフォトダイオードである。増幅部１３３は、複数の光電気変換部１３１−１及び１３１−２からの出力電流を合成する。そして、増幅部１３３は、合成された出力電流を電圧に変換して増幅するものである。増幅部１３３は、例えば、電流・電圧変換器と帰還増幅回路とである。２つのフォトダイオードは、帰還増幅回路の２つの入力端子間に並列に接続されることになる。第１結合器１０７のポートＰ３及び第２結合器１０９のポートＰ６の双方からの信号を１つの増幅部１３３により一括して増幅することにより、増幅部１３３を複数設ける必要はなく、部品数の削減が可能となる。また、部品数の削減に伴いＣＳ上り信号処理部１１７の回路規模を小さくすることができる。ベースバンド部１３５は、増幅された電圧信号をＡＤ変換及び高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）して、信号を復調するものである。
【００４０】
ＣＳ下り信号処理部１１９は、移動局１１０に送るべき下り信号を変調し、遠隔基地局１０３に向け送信するものである。ＣＳ下り信号処理部１１９は、例えば図６のように構成することができる。ベースバンド部１３７は、ベースバンド信号をデジタル変調し、ＤＡ変換するものである。電気光変換部１３９は、ＤＡ変換された信号を光信号に変換するものであり、例えばレーザダイオードである。なお、ベースバンド部１３７は、ベースバンド部１３５と完全に独立している必要はなく、例えば高速フーリエ変換やデジタル変調などソフトウェア処理を行うＣＰＵ（中央処理装置）を共用してもよい。以下、本実施形態では、ＣＳ下り信号処理部１１９から出力される信号は、波長がλｄの光信号であるとする。
【００４１】
ＣＳ下り信号処理部１１９からの信号は、第２結合器１０９のポートＰ７に入力され、分岐することなくポートＰ５から出力される。第２結合器１０９がＷＤＭカプラの場合、信号が出力されるポートは、入力された信号の波長により決定される。よって、ＣＳ下り信号処理部１１９からの信号がポートＰ６に出力されないようにするために、ＣＳ下り信号処理部１１９からの信号の波長λｄは、ＢＳ上り信号処理部１１３から出力される信号の波長λｕと異なる必要がある。また、第２結合器１０９が３端子サーキュレータの場合、入力ポートと出力ポートの経路は３端子サーキュレータの構造により予め決まっているため、出力先は波長に依存するものではない。よって、λｄをλｕと同じ値にすることもできる。
【００４２】
ポートＰ５から出力された下り信号は、第１結合器１０７のポートＰ４に入力され、ポートＰ１及びＰ２から分岐して出力される。そして、ポートＰ１及びＰ２から出力された下り信号は、ＢＳ結合器１１５ａ及び１１５ｂを介して、ＢＳ下り信号処理部１１１ａ及び１１１ｂに入力され、移動局１１０に送信される。
【００４３】
上記説明では、遠隔基地局１０３は、１本のアンテナにより移動局１１０と通信する場合について説明したが、上述した集中基地局１０１と遠隔基地局１０３との接続態様は、遠隔基地局１０３が複数アンテナを有する場合も同様である。遠隔基地局１０３が複数アンテナを有する場合、光張り出し無線基地局１００は、複数アンテナを有する移動局１１０とＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）通信することができる。以下、遠隔基地局１０３が、２本のアンテナを有する場合について説明する。
【００４４】
まず、ＭＩＭＯ通信における上り方向での信号伝送について説明する。ＭＩＭＯ通信が可能なＢＳ上り信号処理部１１３は、図７のように、無線部１２５−１及び１２５−２と、加算部１２６と、電気光変換部１２７とを備える。無線部１２５−１及び１２５−２は、上述の無線部１２５の機能に加え、移動局１１０からのＲＦ信号をダウンコンバートする際、アンテナ毎に異なる周波数帯域のＩＦ信号を生成する。異なる周波数帯域のＩＦ信号の生成は、ダウンコンバートする際に使用される局部発振器の信号の周波数を異ならせることにより実現される。異なる周波数帯域のＩＦ信号とは、各信号の周波数帯域が互いに重なり合わないことを意味する。
【００４５】
加算部１２６は、無線部１２５−１及び１２５−２により生成されたＩＦ信号を周波数領域で多重化する。無線部１２５−１及び１２５−２のＩＦ信号は、周波数領域において互いに重なり合わないため、複数のＩＦ信号を多重化してもＦＦＴによって分離して抽出することが可能となる。多重化された信号は、電気光変換部１２７により、一つの波長の光信号に変換される。ＢＳ上り信号処理部１１３からの光信号は、第１結合器１０７及び第２結合器１０９を介して、ＣＳ上り信号処理部１１７に入力される。
【００４６】
ＭＩＭＯ通信が可能なＣＳ上り信号処理部１１７の機能ブロック図は、図５と同様であり、光電気変換部１３１−１及び１３１−２と、増幅部１３３と、ベースバンド部１３５とである。光電気変換部１３１及び増幅部１３３の機能は、１本のアンテナによる通信と同様であるため、説明は省略する。
【００４７】
ベースバンド部１３５は、まず、増幅部１３３により増幅された電気信号をＡＤ変換する。続いて、ベースバンド部１３５は、ＡＤ変換された信号に対して高速フーリエ変換を行い、遠隔基地局１０３ａ及び１０３ｂのアンテナ毎に対応させて周波数分離して、復調する。遠隔基地局１０３ａ及び１０３ｂのアンテナ毎に異なる周波数帯域のＩＦ信号が生成されるため、ベースバンド部１３５は、高速フーリエ変換によりアンテナ毎の信号に分離することができる。よって、光張り出し無線基地局１００は、移動局１１０とＭＩＭＯ通信を行なうことができる。高速フーリエ変換による周波数分離は、アナログフィルタ等での周波数分離に比べ精度が良い。そのため、アナログフィルタ等での周波数分離に比べ、アンテナ毎に生成される複数のＩＦ信号同士の周波数間隔を狭めることが可能である。よって、ＩＦ信号における周波数リソースを有効利用できる。なお、本発明は、ＩＦ信号の周波数分離を高速フーリエ変換により行なうことに限定されるものではなく、例えば、バンドパスフィルタなどのアナログフィルタによりＩＦ信号の周波数分離を行なうこともできる。この場合、ベースバンド部１３５によるＡＤ変換は不要となる。
【００４８】
続いて、ＭＩＭＯ通信における下り方向での信号伝送について説明する。ＭＩＭＯ通信が可能なＣＳ下り信号処理部１１９の機能ブロック図は、図６と同様であり、ベースバンド部１３７と、電気光変換部１３９とである。電気光変換部１３９の機能は、一本のアンテナによる通信と同様であるため、説明は省略する。
【００４９】
ベースバンド部１３７は、複数の遠隔基地局１０３ａ及び１０３ｂへの伝送信号を、各遠隔基地局のアンテナ毎に周波数帯域が互いに重なり合わないように生成する。そして、ベースバンド部１３７は、生成された伝送信号を多重化し、ＤＡ変換する。ＤＡ変換された信号は、電気光変換部１３９により、光信号に変換され、第２結合器１０９及び第１結合器１０７を介して、ＢＳ下り信号処理部１１１に入力される。
【００５０】
ＭＩＭＯ通信が可能なＢＳ下り信号処理部１１１は、図８のように、光電気変換部１２１と、信号処理部１２２と、無線部１２３−１及び１２３−２とを備える。光電気変換部１２１の機能は、一本のアンテナによる通信と同様であるため、説明は省略する。
【００５１】
信号処理部１２２は、光電気変換部１２１からの電気信号をＡＤ変換する。続いて、信号処理部１２２は、ＡＤ変換された信号に対して高速フーリエ変換を行ない、アンテナ毎に対応させて周波数分離する。遠隔基地局１０３のアンテナ毎に関して伝送信号の周波数帯域は重なり合っていないため、信号処理部１２２は、遠隔基地局１０３のアンテナ毎に対応する信号を抽出することができる。
【００５２】
続いて、信号処理部１２２は、アンテナ毎に抽出した信号それぞれに対してＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）を行い、ＤＡ変換する。
【００５３】
なお、本発明は、信号の周波数分離を高速フーリエ変換により行なうことに限定されるものではなく、例えば、バンドパスフィルタなどのアナログフィルタにより周波数分離を行なうこともできる。この場合、信号処理部１２２によるＡＤ変換、逆高速フーリエ変換及びＤＡ変換は不要となる。
【００５４】
無線部１２３−１及び１２３−２は、信号処理部１２２により各無線部に振り分けられた信号を、アップコンバートする。そして、無線部１２３−１及び１２３−２は、アップコンバートされた信号を増幅し、各アンテナを介して移動局１１０に送信する。
【００５５】
このように本実施形態では、上り信号を受信するＢＳ上り信号処理部１１３ａ及び１１３ｂは、信号を分岐する第１結合器１０７のポートＰ１又はＰ２に接続されている。第１結合器１０７のポートＰ３はＣＳ上り信号処理部１１７に接続され、第１結合器１０７のポートＰ４は、第２結合器１０９のポートＰ５及びＰ６を経て、ＣＳ上り信号処理部１１７に接続されている。よって、第１結合器１０７により分岐された上り信号は、ＣＳ上り信号処理部１１７に全て集まることになる。つまり、ＣＳ上り信号処理部１１７が集結した信号を合成することにより、信号強度の減少なく上り信号が遠隔基地局１０３ａ及び１０３ｂから集中基地局１０１に伝送されることになる。よって、上り信号のＳＮ比の劣化が抑えられ、通信システム１０において安定した通信が実現できる。
【００５６】
また、本実施形態では、ＣＳ上り信号処理部１１７は、２個の光電気変換部１３１−１及び１３１−２と、１個の増幅部１３３とを備えることができる。つまり、２個の光電気変換部１３１−１及び１３１−２からの電気信号を別々に増幅せずに、１個の増幅部１３３で、電気信号を合成して一括して増幅する。よって、増幅部１３３を複数設ける必要はなく、部品数の削減が可能となる。また、部品数の削減に伴いＣＳ上り信号処理部１１７の回路規模を小さくすることができる。
【００５７】
また、本実施形態では、移動局１１０と遠隔基地局１０３とが送受信する無線信号は、ＯＦＤＭ通信方式又はＣＤＭＡ通信方式における信号とすることができる。遠隔基地局１０３ａ及び１０３ｂは、移動局１１０から希望波のみならず、当該所望波の遅延波も併せて受信することがある。遅延波も含む上り信号は、集中基地局１０１のＣＳ上り信号処理部１１７で合成されることになり、遅延波が多いほどＣＳ上り信号処理部１１７での復調処理に悪影響を及ぼすことになる。しかし、通信システム１０にＯＦＤＭ通信方式が採用される場合、無線信号にはガードインターバルが付加される。ガードインターバルにより、ＣＳ上り信号処理部１１７で遅延波が合成されたとしても、復調の精度を上げることができる。また、通信システム１０にＣＤＭＡ通信方式が採用される場合は、レイク受信技術の使用により、ＣＳ上り信号処理部１１７は拡散符号を用いた逆拡散処理で複数の遅延波を合成して希望波の劣化を防ぐことができる。
【００５８】
また、本実施形態では、第２結合器１０９のポートＰ７は、ＣＳ下り信号処理部１１９に接続されている。これにより、ＣＳ下り信号処理部１１９からの下り信号は、第２結合器１０９のポートＰ７及びＰ５並びに第１結合器１０７のポートＰ４を経て、ポートＰ１及びＰ２から出力される。そして、下り信号は、ＢＳ結合器１１５ａ及び１１５ｂを経て遠隔基地局１０３ａのＢＳ下り信号処理部１１１ａ及び１１１ｂに伝送される。よって、ポートＰ７がＣＳ下り信号処理部１１９に接続されることにより、ポートＰ５とポートＰ４との間、ポートＰ１とＢＳ結合器１１５ａとの間及びポートＰ２とＢＳ結合器１１５ｂとの間の光ファイバ伝送路１０５は、上り信号と下り信号とにより兼用されることになる。光ファイバ伝送路１０５の兼用により、光ファイバの敷設距離が短くなり、光ファイバの敷設に必要な手間及び費用を抑えることができる。
【００５９】
また、本実施形態では、第２結合器１０９をＷＤＭカプラとすることができる。ＷＤＭカプラは、光ファイバの融着延伸により生成することができるため、光ファイバ以外の材料を必要としない。よって、第２結合器１０９を設ける上での費用を抑えることができる。また、光ファイバ自体が第２結合器１０９を形成するため、挿入損失を低くできる。
【００６０】
また、本実施形態では、第２結合器１０９を３端子サーキュレータとすることができる。３端子サーキュレータは、３端子サーキュレータの各ポート間の経路は、ポートに入力される波長ではなく、３端子サーキュレータの構造で決まる。よって、下り信号と上り信号とを波長で区別する必要がないため、下り信号及び上り信号に同一の波長を使用することができる。
【００６１】
（第２実施形態）
図９は、本発明の第２実施形態に係る光張り出し無線基地局を含む通信システムの概略的な構成図である。第２実施形態に係る通信ネットワーク２０は、光ファイバ伝送路に設けられている結合器以外は、第１実施形態に係る通信ネットワーク１０と同様である。よって、光張り出し無線基地局２００（集中基地局２０１及びＮ個の遠隔基地局２０３）と、移動局２１０と、遠隔基地局２０３（２０３ａ及び２０３ｂ）のセル２０４（２０４ａ及び２０４ｂ）との説明は省略する。なお、本実施形態においても、２以上の自然数であるＮは２であるとする。
【００６２】
光ファイバ伝送路２０５には、複数の光ファイバの経路を結合する第１結合器２０７及びＮ個の第２結合器２０９が設けられている。
【００６３】
第１結合器２０７は、Ｎ本のポートで構成される出力ポート及び１本のポートで構成される入力ポートを有している。本実施形態ではＮは２であり、出力ポートは、ポートＰ１１及びポートＰ１２で構成される。また、入力ポートは、ポートＰ１３で構成される。第１結合器２０７は、入力ポート、つまりポートＰ１３への信号を、出力ポート、つまりポートＰ１１及びＰ１２から分岐して出力する。第１結合器２０７は、例えば分岐カプラであり、光ファイバの融着延伸により生成される。
【００６４】
第２結合器２０９は、第１ポートＰ１４（以下、ポートＰ１４と称す）、第２ポートＰ１５（以下、ポートＰ１５と称す）及び第３ポートＰ１６（以下、ポートＰ１６と称す）を有し、ポートＰ１４への信号をポートＰ１５から出力し、ポートＰ１６への信号をポートＰ１４から出力する。第２結合器２０９は、例えば３端子サーキュレータや波長ごとに光の経路を決定できるＷＤＭカプラである。ＷＤＭカプラは、例えば、融着延伸により生成される。本実施形態では、Ｎは２であるため、光ファイバ伝送路２０５には、２つの第２結合器２０９−１及び２０９−２が設けられる。図９に示された第２結合器に関するポートの機能は、第２結合器２０９−１及び２０９−２において共通であり、第２結合器２０９−１に関するポートの参照符号には「−１」を、第２結合器２０９−２に関するポートの参照符号には「−２」を付して説明する。
【００６５】
図１０は、本発明の第２実施形態に係る光張り出し無線基地局の概略構成を示す機能ブロック図である。集中基地局２０１及び遠隔基地局２０３の機能ブロックは、第１実施形態に係る集中基地局１０１及び遠隔基地局１０３と同様である。よって、ＢＳ下り信号処理部２１１（ＢＳ下り信号処理部２１１ａ及び２１１ｂ）、ＢＳ上り信号処理部２１３（ＢＳ上り信号処理部２１３ａ及び２１３ｂ）、ＢＳ結合器２１５（ＢＳ結合器２１５ａ及び２１５ｂ）、ＣＳ上り信号処理部２１７及びＣＳ下り信号処理部２１９の説明は省略する。
【００６６】
上り方向での信号伝送では、まず、遠隔基地局２０３ａ及び２０３ｂのＢＳ上り信号処理部２１３ａ及び２１３ｂが受信した上り信号は、第２結合器２０９−１及び２０９−２のポートＰ１４−１及びＰ１４−２にそれぞれ入力される。そして、上り信号は、ポートＰ１５−１及びポートＰ１５−２から出力され、集中基地局２０１のＣＳ上り信号処理部（請求項における上り信号処理部）２１７に出力される。上り信号は、信号強度が減少する分岐カプラのような結合器を通らないため、信号強度が減少することなく集中基地局２０１に伝送される。
【００６７】
下り方向での信号伝送では、集中基地局２０１のＣＳ下り信号処理部（請求項における下り信号下り信号処理部）２１９からの下り信号は、第１結合器２０７のポートＰ１３に入力される。そして、下り信号は、ポートＰ１１及びポートＰ１２から分岐して出力され、遠隔基地局２０３ａ及び２０３ｂに伝送される。
【００６８】
このように本実施形態では、上り信号を受信するＢＳ上り信号処理部２１３ａ及び２１３ｂは、第２結合器２０９−１及び２０９−２のポートＰ１４−１又はＰ１４−２に接続されている。上り信号は、第２結合器２０９−１及び２０９−２により、分岐されることなくポートＰ１５−１及びＰ１５−２から出力される。そして、第２結合器２０９−１及び２０９−２から出力された上り信号は、ＣＳ上り信号処理部２１７に伝送される。よって、ＢＳ上り信号処理部２１３ａ及び２１３ｂからの上り信号は、分岐されないので、信号強度が減少することなく、ＣＳ上り信号処理部２１７に伝送される。従って、上り信号のＳＮ比の劣化が抑えられ、通信システム２０において安定した通信が実現できる。
【００６９】
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。
【００７０】
例えば、各部材、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１０、２０  通信システム
１００、２００  光張り出し無線基地局
１０１、２０１  集中基地局
１０３ａ、１０３ｂ、２０３ａ、２０３ｂ  遠隔基地局
１０４ａ、１０４ｂ、２０４ａ、２０４ｂ  領域
１０５、２０５  光ファイバ伝送路
１０７、２０７  第１結合器
１０９、２０９−１、２０９−２  第２結合器
１１０、２１０  移動局
Ｐ１〜Ｐ７、Ｐ１１〜Ｐ１３、Ｐ１４−１、Ｐ１４−２、Ｐ１５−１、Ｐ１５−２、Ｐ１６−１、Ｐ１６−２  ポート
１１１ａ、１１１ｂ、２１１ａ、２１１ｂ  ＢＳ下り信号処理部
１１３ａ、１１３ｂ、２１３ａ、２１３ｂ  ＢＳ上り信号処理部
１１５ａ、１１５ｂ、２１５ａ、２１５ｂ  ＢＳ結合器
１１７、２１７  ＣＳ上り信号処理部
１１９、２１９  ＣＳ下り信号処理部
１２１、１３１−１、１３１−２  光電気変換部
１２２  信号処理部
１２３、１２３−１、１２３−２、１２５、１２５−１、１２５−２  無線部
１２６  加算部
１２７、１３９  電気光変換部
１３３  増幅部
１３５、１３７  ベースバンド部
【図１】
2013090217.tif 000003
【図２】
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【図３】
2013090217.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013090217.tif 000009
【図８】
2013090217.tif 000010
【図９】
2013090217.tif 000011
【図１０】
2013090217.tif 000012
【図１１】
2013090217.tif 000013
【図１２】
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