(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
収容局に光送信器および光受信器を備え、
前記光送信器は光伝送路を介して無線基地局に光搬送波信号を送信し、
前記無線基地局は送信データで変調された無線信号（周波数ｆRF）を受信し、受信した無線信号で前記光搬送波信号を光変調し、その光変調信号を光伝送路を介して前記収容局に送信し、
前記光受信器は前記光変調信号を受信し、検波して前記送信データを再生する光−無線融合通信システムにおいて、
前記光送信器は、
第１の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆC1）を出力する第１の単一スペクトル光源と、
第２の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆC2）を出力する第２の単一スペクトル光源と、
第３の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆC3）を出力する第３の単一スペクトル光源と、
前記第２の単一スペクトルの光信号の偏波方向および光強度と、前記第３の単一スペクトルの光信号の偏波方向および光強度について、互いの偏波方向が直交しかつ等しい光強度になるように調整し、２波を直交偏波合成して偏波合成光信号として出力する偏波合成手段とを備え、
前記第１，第２および第３の単一スペクトルの光信号の中心周波数ｆC1, ｆC2, ｆC3は、前記無線信号の周波数ｆRF、所定の中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 に対して、
｜ｆC1−ｆC2｜＝ｆRF±ｆIF1 
｜ｆC1−ｆC3｜＝ｆRF±ｆIF2 
となるように制御され、
前記第１の単一スペクトルの光信号を前記光搬送波信号として前記無線基地局へ送信し、前記偏波合成光信号を前記光受信器へ出力する構成とし、
前記光受信器は、
前記無線基地局から送信された前記光変調信号と、前記光送信器から出力された前記偏波合成光信号とを合波する光合波器と、
前記光合波器で合波された光信号を受光し、前記中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号を出力する受光器と、
前記受光器から出力された前記中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号を検波する電気検波器と、
前記電気検波器の出力信号を低域濾過し、前記送信データを出力する低域濾過フィルタとを備えた
ことを特徴とする光−無線融合通信システム。
【請求項２】
収容局に光送信器および光受信器を備え、
前記光送信器は光伝送路を介して無線基地局に光搬送波信号を送信し、
前記無線基地局は送信データで変調された無線信号（周波数ｆRF）を受信し、受信した無線信号で前記光搬送波信号を光変調し、その光変調信号を光伝送路を介して前記収容局に送信し、
前記光受信器は前記光変調信号を受信し、検波して前記送信データを再生する光−無線融合通信システムにおいて、
前記光送信器は、
第１の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆC1）を出力する第１の単一スペクトル光源と、
第２の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆC2）を出力する第２の単一スペクトル光源と、
第３の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆC3）を出力する第３の単一スペクトル光源と、
前記第２の単一スペクトルの光信号の偏波方向および光強度と、前記第３の単一スペクトルの光信号の偏波方向および光強度について、互いの偏波方向が直交しかつ等しい光強度になるように調整し、２波を直交偏波合成して偏波合成光信号として出力する偏波合成手段とを備え、
前記第１，第２および第３の単一スペクトルの光信号の中心周波数ｆC1, ｆC2, ｆC3は、前記無線信号の周波数ｆRF、所定の中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 に対して、
｜ｆC1−ｆC2｜＝ｆRF±ｆIF1 
｜ｆC1−ｆC3｜＝ｆRF±ｆIF2 
となるように制御され、
前記偏波合成光信号を前記光搬送波信号として前記無線基地局へ送信し、前記第１の単一スペクトルの光信号を前記光受信器へ出力する構成とし、
前記光受信器は、
前記無線基地局から送信された前記光変調信号と、前記光送信器から出力された前記第１の単一スペクトルの光信号とを合波する光合波器と、
前記光合波器で合波された光信号を受光し、前記中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号を出力する受光器と、
前記受光器から出力された前記中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号を検波する電気検波器と、
前記電気検波器の出力信号を低域濾過し、前記送信データを出力する低域濾過フィルタとを備えた
ことを特徴とする光−無線融合通信システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光−無線融合通信システムにおいて、
前記光受信器は、
前記電気検波器および前記低域濾過フィルタに代えて、
前記受光器から出力される中間周波数ｆIF1 の電気信号および中間周波数ｆIF2 の電気信号を分離するフィルタと、
前記フィルタから出力される中間周波数ｆIF1 の電気信号および中間周波数ｆIF2 の電気信号をそれぞれ検波する第１の電気検波器および第２の電気検波器と、
前記第１の電気検波器の出力信号と前記第２の電気検波器の出力信号とを加算し、前記送信データを出力する加算器とを備えた
ことを特徴とする光−無線融合通信システム。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の光−無線融合通信システムにおいて、
前記光受信器は、
前記電気検波器および前記低域濾過フィルタに代えて、
前記受光器から出力される中間周波数ｆIF1 の電気信号および中間周波数ｆIF2 の電気信号を分離するフィルタと、
前記フィルタから出力される中間周波数ｆIF1 の電気信号および中間周波数ｆIF2 の電気信号をそれぞれ検波する第１の電気検波器および第２の電気検波器と、
前記第１の電気検波器の出力信号と前記第２の電気検波器の出力信号の位相を揃えて加算し、前記送信データを出力する位相調整加算器とを備えた
ことを特徴とする光−無線融合通信システム。
【請求項５】
請求項１に記載の光−無線融合通信システムにおいて、
複数の無線基地局と、前記収容局に前記複数の無線基地局から送信された光変調信号をそれぞれ受信する複数の光受信器を備え、
前記光送信器は、
前記第１の単一スペクトルの光信号を複数に分岐し、前記光搬送波信号として前記複数の無線基地局へそれぞれ送信する第１の光分岐器と、
前記偏波合成光信号を複数に分岐し、前記複数の光受信器へそれぞれ出力する第２の光分岐器とを備えた
ことを特徴とする光−無線融合通信システム。
【請求項６】
請求項２に記載の光−無線融合通信システムにおいて、
複数の無線基地局と、前記収容局に前記複数の無線基地局から送信された光変調信号をそれぞれ受信する複数の光受信器を備え、
前記光送信器は、
前記偏波合成光信号を複数に分岐し、前記光搬送波信号として前記複数の無線基地局へそれぞれ送信する第１の光分岐器と、
前記第１の単一スペクトルの光信号を複数に分岐し、前記複数の光受信器へそれぞれ出力する第２の光分岐器とを備えた
ことを特徴とする光−無線融合通信システム。
【請求項７】
請求項５に記載の光−無線融合通信システムにおいて、
前記第１の光分岐器に代えて、前記複数の無線基地局へそれぞれ送信する前記光搬送波信号の光強度を個々に設定可能な出力制御光分岐器を用いる
ことを特徴とする光−無線融合通信システム。
【請求項８】
請求項５に記載の光−無線融合通信システムにおいて、
前記第２の光分岐器に代えて、前記複数の光受信器へそれぞれ出力する前記偏波合成光信号の光強度を個々に設定可能な出力制御光分岐器を用いる
ことを特徴とする光−無線融合通信システム。
【請求項９】
請求項５に記載の光−無線融合通信システムにおいて、
前記第１の光分岐器に代えて、前記複数の無線基地局へそれぞれ送信する前記光搬送波信号の光強度を個々に設定可能な出力制御光分岐器を用い、
前記第２の光分岐器に代えて、前記複数の光受信器へそれぞれ出力する前記偏波合成光信号の光強度を個々に設定可能な出力制御光分岐器を用いる
ことを特徴とする光−無線融合通信システム。
【請求項１０】
請求項６に記載の光−無線融合通信システムにおいて、
前記第１の光分岐器に代えて、前記複数の無線基地局へそれぞれ送信する前記光搬送波信号の光強度を個々に設定可能な出力制御光分岐器を用いる
ことを特徴とする光−無線融合通信システム。
【請求項１１】
請求項６に記載の光−無線融合通信システムにおいて、
前記第２の光分岐器に代えて、前記複数の光受信器へそれぞれ出力する前記第１の単一スペクトルの光信号の光強度を個々に設定可能な出力制御光分岐器を用いる
ことを特徴とする光−無線融合通信システム。
【請求項１２】
請求項６に記載の光−無線融合通信システムにおいて、
前記第１の光分岐器に代えて、前記複数の無線基地局へそれぞれ送信する前記光搬送波信号の光強度を個々に設定可能な出力制御光分岐器を用い、
前記第２の光分岐器に代えて、前記複数の光受信器へそれぞれ出力する前記第１の単一スペクトルの光信号の光強度を個々に設定可能な出力制御光分岐器を用いる
ことを特徴とする光−無線融合通信システム。
【請求項１３】
請求項７〜請求項１２のいずれかに記載の光−無線融合通信システムにおいて、
前記光送信器の前記出力制御光分岐器は、分岐出力する各光信号の光強度について、前記光受信器の受光器から出力される中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号の信号強度が、前記無線基地局から受信した光信号の光強度に依らずに一定になるように設定する構成である
ことを特徴とする光−無線融合通信システム。
【請求項１４】
請求項７〜請求項１２のいずれかに記載の光−無線融合通信システムにおいて、
前記光送信器の前記出力制御光分岐器は、分岐出力する各光信号の光強度について、前記光受信器の受光器から出力される中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号の信号強度が、全ての光受信器において均一になるように設定する構成である
ことを特徴とする光−無線融合通信システム。
【請求項１５】
請求項７〜請求項１２のいずれかに記載の光−無線融合通信システムにおいて、
前記光送信器の前記出力制御光分岐器は、分岐出力する各光信号の光強度について、前記光受信器の受光器から出力される中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号の信号対雑音比が、全ての光受信器において均一になるよう設定する構成である
ことを特徴とする光−無線融合通信システム。
【請求項１６】
収容局に光送信器および光受信器を備え、
前記光送信器は光伝送路を介して無線基地局に光搬送波信号を送信し、
前記無線基地局は送信データで変調された無線信号（周波数ｆRF）を受信し、受信した無線信号で前記光搬送波信号を光変調し、その光変調信号を光伝送路を介して前記収容局に送信し、
前記光受信器は前記光変調信号を受信し、検波して前記送信データを再生する光−無線融合通信方法において、
前記光送信器は、第１の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆC1）を前記光搬送波信号として前記無線基地局へ送信し、第２の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆC2）と第３の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆC3）の偏波方向が直交しかつ等しい光強度になるように２波を直交偏波合成した偏波合成光信号を前記光受信器へ出力し、前記第１，第２および第３の単一スペクトルの光信号の中心周波数ｆC1, ｆC2, ｆC3は、前記無線信号の周波数ｆRF、所定の中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 に対して、
｜ｆC1−ｆC2｜＝ｆRF±ｆIF1 
｜ｆC1−ｆC3｜＝ｆRF±ｆIF2 
となるように制御し、
前記光受信器は、前記無線基地局から送信された前記光変調信号と前記光送信器から出力された前記偏波合成光信号とを合波し、合波された光信号を受光して得られた中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号を検波し、その出力信号を低域濾過して前記送信データを生成する
ことを特徴とする光−無線融合通信方法。
【請求項１７】
収容局に光送信器および光受信器を備え、
前記光送信器は光伝送路を介して無線基地局に光搬送波信号を送信し、
前記無線基地局は送信データで変調された無線信号（周波数ｆRF）を受信し、受信した無線信号で前記光搬送波信号を光変調し、その光変調信号を光伝送路を介して前記収容局に送信し、
前記光受信器は前記光変調信号を受信し、検波して前記送信データを再生する光−無線融合通信方法において、
前記光送信器は、第１の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆC1）を前記光受信器へ出力し、第２の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆC2）と第３の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆC3）の偏波方向が直交しかつ等しい光強度になるように２波を直交偏波合成して偏波合成光信号を生成し、前記光搬送波信号として前記無線基地局へ送信し、前記第１，第２および第３の単一スペクトルの光信号の中心周波数ｆC1, ｆC2, ｆC3は、前記無線信号の周波数ｆRF、所定の中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 に対して、
｜ｆC1−ｆC2｜＝ｆRF±ｆIF1 
｜ｆC1−ｆC3｜＝ｆRF±ｆIF2 
となるように制御し、
前記光受信器は、前記無線基地局から送信された前記光変調信号と前記光送信器から出力された前記光信号とを合波し、合波された光信号を受光して得られた中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号を検波し、その出力信号を低域濾過して前記送信データを生成する
ことを特徴とする光−無線融合通信方法。
【請求項１８】
請求項１６または請求項１７に記載の光−無線融合通信方法において、
前記光受信器は、前記中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号を分離し、前記中間周波数ｆIF1 の電気信号および前記中間周波数ｆIF2 の電気信号をそれぞれ検波し、各出力信号を加算して前記送信データを生成する
ことを特徴とする光−無線融合通信方法。
【請求項１９】
請求項１６または請求項１７に記載の光−無線融合通信方法において、
前記光受信器は、前記中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号を分離し、前記中間周波数ｆIF1 の電気信号および前記中間周波数ｆIF2 の電気信号をそれぞれ検波し、各出力信号の位相を揃えてから加算して前記送信データを生成する
ことを特徴とする光−無線融合通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線基地局で受信した高周波無線信号を光信号に変換して収容局に伝送する光−無線融合通信システムおよび光−無線融合通信方法に関する。特に、本発明の光−無線融合通信システムは、収容局の光送信器から無線基地局に光伝送路を介して光搬送波信号を送信し、無線基地局で受信した無線信号で光搬送波信号を光変調し、その光変調信号を無線基地局から収容局の光受信器に光伝送路を介して送信し、光受信器で受信する構成である。
【背景技術】
【０００２】
図２７は、従来の光−無線融合通信システムの構成例を示す。図２８は、光受信器の構成例を示す。図２９は、従来の光−無線融合通信システムにおける各信号の周波数スペクトルの一例を示す。【０００３】
収容局１００は、光送信器１０および複数の光受信器２０を備える。光送信器１０は、単一スペクトル光源１１から出力された単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆC ）０ａを光分岐器１２で複数に分岐する。分岐された各光信号０ａは、光搬送波信号としてそれぞれ光伝送路２０１を介して複数の無線基地局３００に伝送され、光変調器３０１に入力する。なお、ここでは、１つの無線基地局３００のみを示す。【０００４】
一方、無線端末４００は、発振器４０１から変調器４０２に入力される電気搬送波信号（周波数ｆRF1 ）０ｃを送信データ０ｂで強度変調し、無線信号０ｄとしてアンテナ４０３から無線基地局３００へ送信する。無線基地局３００は、送信データ０ｂで変調された無線信号０ｄをアンテナ３０２で受信し、光変調器３０１に入力する。光変調器３０１は、受信した無線信号で光送信器１０から供給された光搬送波信号０ａを光強度変調し、その光変調信号０ｅを光増幅器３０３で光増幅し、光伝送路２０２を介して収容局１００の光受信器２０へ送信する。なお、複数の光受信器２０は、それぞれ対応する無線基地局３００に接続される。【０００５】
光受信器２０では、無線基地局３００から送信された光変調信号０ｅを光増幅器２１で光増幅し、発振器２２から光変調器２３に入力される周波数ｆRF2/２の電気搬送波信号０ｆを用いて光変調信号０ｅを搬送波抑圧両側波帯光変調する。光変調器２３の出力光信号０ｇは、光フィルタ２４で所定の２波の光信号０ｈのみが抽出され、受光器２５で自乗検波される。【０００６】
ここで、発振器２２から出力される電気搬送波信号０ｆの周波数ｆRF2/２は、無線信号０ｄの周波数ｆRF1 より任意の中間周波数ｆIFだけ小さい周波数の半値とすることにより、受光器２５の出力として、任意の中間周波数ｆIFの電気信号０ｉが得られ、電気検波器２６で検波される。これにより、無線信号の周波数帯域の受信器を用いることなく、無線端末４００から送信された送信データ０ｂに対応する受信データ０ｊが得られる（非特許文献１参照）。
【非特許文献１】久利敏明、北山研一、「New Photonic Downconversion Technique with Optical Frequency Shifter for 60-GHz-Band Fiber-Radio Uplink Systems 」、2002年電子情報通信学会総合大会講演論文集、社団法人電子情報通信学会、2002年３月７日、Ｃ−14−13
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の光−無線融合通信システムでは、各無線基地局に対応した全ての光受信器において、無線基地局から送信された光信号を搬送波抑圧両側波帯光変調する。そのため、無線信号の周波数帯域を有する光変調器を用意する必要があり、構成が複雑になる。特に、端末装置と無線基地局との間で広帯域信号を伝送する場合には、無線信号の周波数として広い信号帯域が確保できるミリ波帯を用いることが予想されるが、これに対応する高周波帯の光変調器は高価であり、システム全体の構成が複雑かつ高価になる。【０００８】
また、全ての光受信器では、光ファイバ伝送による損失が大きいとき、無線基地局内の光変調器の挿入損失が大きいとき、さらに光変調器の変調度が小さいときに、光信号への変換損失を補償するための光増幅器が必要になり、システム全体の構成が複雑かつ高価になる。【０００９】
本発明は、光増幅器や高周波帯の光・電気回路などの複雑かつ高価な部品を用いることなく、簡単かつ安価なシステム構成により、無線基地局から送信された光信号を高感度受信することができる光−無線融合通信システムおよび光−無線融合通信方法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】
【００１０】
（第１の発明）
第１の発明は、収容局に光送信器および光受信器を備え、光送信器は光伝送路を介して無線基地局に光搬送波信号を送信し、無線基地局は送信データで変調された無線信号（周波数ｆRF）を受信し、受信した無線信号で光搬送波信号を光変調し、その光変調信号を光伝送路を介して収容局に送信し、光受信器は光変調信号を受信し、検波して送信データを再生する光−無線融合通信システムにおいて、光送信器および光受信器はそれぞれ次のような構成である。【００１１】
光送信器は、第１の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆC1）を出力する第１の単一スペクトル光源と、第２の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆC2）を出力する第２の単一スペクトル光源と、第３の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆC3）を出力する第３の単一スペクトル光源と、第２の単一スペクトルの光信号の偏波方向および光強度と、第３の単一スペクトルの光信号の偏波方向および光強度について、互いの偏波方向が直交しかつ等しい光強度になるように調整し、２波を直交偏波合成して偏波合成光信号として出力する偏波合成手段とを備える。第１，第２および第３の単一スペクトルの光信号の中心周波数ｆC1, ｆC2, ｆC3は、無線信号の周波数ｆRF、所定の中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 に対して、
｜ｆC1−ｆC2｜＝ｆRF±ｆIF1 
｜ｆC1−ｆC3｜＝ｆRF±ｆIF2 
となるように制御される。光送信器は、第１の単一スペクトルの光信号を光搬送波信号として無線基地局へ送信し、偏波合成光信号を光受信器へ出力する構成である。【００１２】
光受信器は、無線基地局から送信された光変調信号と、光送信器から出力された偏波合成光信号とを合波する光合波器と、光合波器で合波された光信号を受光し、中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号を出力する受光器と、受光器から出力された中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号を検波する電気検波器と、電気検波器の出力信号を低域濾過し、送信データを出力する低域濾過フィルタとを備える。【００１３】
第１の発明によれば、光送信器は、第１の単一スペクトルの光信号を光搬送波信号として無線基地局へ送信し、第２の単一スペクトルの光信号と第３の単一スペクトルの光信号の２波を直交偏波合成した偏波合成光信号を光受信器へ出力する。このとき光送信器では、無変調かつ減衰の無い光信号を基に周波数安定化制御を行うため、従来の高感度光受信のように光受信器において伝送損失により減衰した光変調信号を基に周波数安定化制御を行う場合と比較して、容易に周波数安定化制御が可能となる。【００１４】
無線基地局へ送信する光信号の電界Ｅopt-c と、光受信器へ出力する偏波合成光信号の電界Ｅopt-LOは、それぞれ次のように表すことができる。
Ｅopt-c ＝Ａcos(２πｆC1ｔ＋φ1(t))                                   …(1) 
Ｅopt-LO＝ＡLOcos(２πｆC2ｔ＋φ2(t)）＋ＡLOcos(２πｆC3ｔ＋φ3(t))   …(2) 
ここで、Ａ，ＡLOは電界振幅、φ1(t)，φ2(t)，φ3(t)は単一スペクトル光源の出力光信号の位相雑音成分とする。また、 (2)式の右辺の第１項と第２項は、互いに直交した偏波方向を有し、等振幅である。【００１５】
無線基地局では、光送信器から送信された光信号((1)式）を、無線端末から送信された無線信号で光強度変調した後に、光受信器へ送信する。２値ディジタル強度変調により、光受信器へ送信される光変調信号の電界Ｅopt-mod は、次式のように表すことができる。
Ｅopt-mod ∝ (１＋ｍａi cos２πｆRFｔ）
・Ａcos(２πｆC1(ｔ＋Ｔ)＋φ1(ｔ＋Ｔ))                  …(3) 
ここで、ｍは光変調度、ａi(＝０，１）は電界強度変調成分、Ｔは光信号が収容局−無線基地局間の光伝送に要する時間を表す。【００１６】
光受信器では、光送信器から出力された偏波合成光信号((2)式）と、無線基地局から送信された光変調信号((3)式）とを合波した後に、受光器で自乗検波する。合波した光信号の電界Ｅopt-coは、次式のように表すことができる。
Ｅopt-co＝ＡLOcos(２πｆC2ｔ＋φ2(t)）＋ＡLOcos(２πｆC3ｔ＋φ3(t)) 
＋ (１／γ)(１＋ｍａi cos２πｆRFｔ）
・Ａcos(２πｆC1(ｔ＋２Ｔ)＋φ1(ｔ＋２Ｔ))                …(4) 
ここで、γは無線基地局−光受信器リンクの光伝送損失や無線基地局内の光変調器の挿入損失などの損失の合計を表し、γ≫１である。【００１７】
(4)式の右辺の第１項および第２項の光信号は、光送信器から光受信器に直接入力されたために損失がなく、十分な光強度を有している。このため、 (4)式の光信号を受光器で自乗検波することで、高感度受信法として知られるヘテロダイン検波と同様に、無線基地局から送信された光変調信号((3)式）を高感度に受信することが可能となる。【００１８】
受光器から出力される２波の中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号の電界ＥIFは、次式のように表すことができる。
ＥIF≒Ｇａi [Ａ・ＡLO・cosθ・cos(２πｆIF1ｔ＋ψ1)
＋Ａ・ＡLO・sinθ・cos(２πｆIF2ｔ＋ψ2)]                   …(5) 
（ψ1 ＝± [４πｆC1Ｔ＋φ1(ｔ＋２Ｔ）−φ2(t)] ) 
（ψ2 ＝± [４πｆC1Ｔ＋φ1(ｔ＋２Ｔ）−φ3(t)] ) 
ここで、Ｇは前記ヘテロダイン検波の利得に依存する係数、ψ1 ，ψ2 はそれぞれの中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号の位相成分、θは無線基地局から送信された光変調信号((3)式）の偏波方向と、光送信器から出力された偏波合成光信号のうち (2)式の第１項で表される光信号の偏波方向との間の角度を表すものとする。【００１９】
光送信器では、第１，第２および第３の単一スペクトルの光信号の中心周波数が設定した値となるよう制御しているため、光受信器では、複雑な構成の無線周波数帯部品や中間周波数安定化回路を用いることなく、安定な中間周波数の信号を得ることができる。【００２０】
２波の中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号を包絡線検波した後に、低域濾過フィルタを通して得られる電気信号の電界ＥBBは、次式のように表すことができる。
ＥBB∝Ｇ2 ａi2(Ａ2・ＡLO2cos2θ＋Ａ2・ＡLO2sin2θ）
＝Ｇ2 ａi2・Ａ2・ＡLO2                                        …(6) 【００２１】
ここで、光送信器から出力された偏波合成光信号((2)式）が互いに直交した偏波方向と等しい光強度を有するため、低域濾過フィルタの出力信号強度が、無線基地局から送信された光変調信号((3)式）の偏波方向に不感応であることが分かる。【００２２】
（第２の発明）
第２の発明は、収容局に光送信器および光受信器を備え、光送信器は光伝送路を介して無線基地局に光搬送波信号を送信し、無線基地局は送信データで変調された無線信号（周波数ｆRF）を受信し、受信した無線信号で光搬送波信号を光変調し、その光変調信号を光伝送路を介して収容局に送信し、光受信器は光変調信号を受信し、検波して送信データを再生する光−無線融合通信システムにおいて、光送信器および光受信器はそれぞれ次のような構成である。【００２３】
光送信器は、第１の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆC1）を出力する第１の単一スペクトル光源と、第２の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆC2）を出力する第２の単一スペクトル光源と、第３の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆC3）を出力する第３の単一スペクトル光源と、第２の単一スペクトルの光信号の偏波方向および光強度と、第３の単一スペクトルの光信号の偏波方向および光強度について、互いの偏波方向が直交しかつ等しい光強度になるように調整し、２波を直交偏波合成して偏波合成光信号として出力する偏波合成手段とを備える。第１，第２および第３の単一スペクトルの光信号の中心周波数ｆC1, ｆC2, ｆC3は、無線信号の周波数ｆRF、所定の中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 に対して、
｜ｆC1−ｆC2｜＝ｆRF±ｆIF1 
｜ｆC1−ｆC3｜＝ｆRF±ｆIF2 
となるように制御される。光送信器は、偏波合成光信号を光搬送波信号として無線基地局へ送信し、第１の単一スペクトルの光信号を光受信器へ出力する構成である。【００２４】
光受信器は、無線基地局から送信された光変調信号と、光送信器から出力された第１の単一スペクトルの光信号とを合波する光合波器と、光合波器で合波された光信号を受光し、中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号を出力する受光器と、受光器から出力された中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号を検波する電気検波器と、電気検波器の出力信号を低域濾過し、送信データを出力する低域濾過フィルタとを備える。【００２５】
第２の発明によれば、光送信器は、第２の単一スペクトルの光信号と第３の単一スペクトルの光信号の２波を直交偏波合成した偏波合成光信号を光搬送波信号として無線基地局へ送信し、第１の単一スペクトルの光信号を光受信器へ出力する。【００２６】
無線基地局へ送信する偏波合成光信号の電界Ｅopt-c と、光受信器へ出力する光信号の電界Ｅopt-LOは、それぞれ次のように表すことができる。
Ｅopt-c ＝Ａcos(２πｆC2ｔ＋φ2(t)）＋Ａcos(２πｆC3ｔ＋φ3(t))       …(7) 
Ｅopt-LO＝ＡLOcos(２πｆC1ｔ＋φ1(t))                                 …(8) 
ここで、Ａ，ＡLOは電界振幅、φ1(t)，φ2(t)，φ3(t)は単一スペクトル光源の出力光信号の位相雑音成分を表す。また、 (7)式の右辺の第１項と第２項は、互いに直交した偏波方向を有し、等振幅とする。【００２７】
無線基地局では、光送信器から送信された光信号((7)式）を、無線端末から送信された無線信号で光強度変調した後に、光受信器へ送信する。２値ディジタル強度変調により、光受信器へ送信される光変調信号の電界Ｅopt-mod は、次式のように表すことができる。
Ｅopt-mod ∝（１＋ｍａi cos２πｆRFｔ）
・[Ａcos(２πｆC2(ｔ＋Ｔ)＋φ2(ｔ＋Ｔ))  
＋Ａcos(２πｆC3(ｔ＋Ｔ)＋φ3(ｔ＋Ｔ)) ]            …(9) 
ここで、ｍは光変調度、ａi(＝０，１）は電界強度変調成分、Ｔは光信号が収容局−無線基地局間の光伝送に要する時間を表す。【００２８】
光受信器では、光送信器から出力された光信号((8)式）と、無線基地局から送信された光変調信号((9)式）とを合波した後に、受光器で自乗検波する。合波した光信号の電界Ｅopt-coは、次式のように表すことができる。
Ｅopt-co＝ＡLOcos(２πｆC1ｔ＋φ1(t)）＋(１／γ)(１＋ｍａi cos２πｆRFｔ）
・ [Ａcos(２πｆC2(ｔ＋２Ｔ)＋φ2(ｔ＋２Ｔ))
＋Ａcos(２πｆC3(ｔ＋２Ｔ)＋φ3(ｔ＋２Ｔ)) ]          …(10)
ここで、γは無線基地局−光受信器リンクの光伝送損失や無線基地局内の光変調器の挿入損失などの損失の合計を表し、γ≫１である。【００２９】
(10)式の右辺の第１項の光信号は、光送信器から光受信器に直接入力されたために損失がなく、十分な光強度を有している。このため、(10)式の光信号を受光器で自乗検波することで、高感度受信法として知られるヘテロダイン検波と同様に、無線基地局から送信された光変調信号((9)式）を高感度に受信することが可能となる。【００３０】
受光器から出力される２波の中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号の電界ＥIFは、次式のように表すことができる。
ＥIF≒Ｇａi [Ａ・ＡLO・cosθ・cos(２πｆIF1ｔ＋ψ1)
＋Ａ・ＡLO・sinθ・cos(２πｆIF2ｔ＋ψ2) ]                  …(11)
（ψ1 ＝± [４πｆC2Ｔ＋φ2(ｔ＋２Ｔ）−φ1(t)] ) 
（ψ2 ＝± [４πｆC3Ｔ＋φ3(ｔ＋２Ｔ）−φ1(t)] ) 
ここで、Ｇは前記ヘテロダイン検波の利得に依存する係数、ψ1 ，ψ2 はそれぞれの中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号の位相成分、θは無線基地局から送信された光変調信号のうち (9)式の第１項で表される光信号の偏波方向と、光送信器から出力された光信号((8)式）の偏波方向との間の角度を表すものとする。【００３１】
光送信器では、第１、第２および第３の単一スペクトルの光信号の中心周波数を設定した値となるよう制御しているため、光受信器では、複雑な構成の無線周波数帯部品や中間周波数安定化回路を用いることなく、安定な中間周波数の信号を得ることができる。【００３２】
２波の中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号を包絡線検波した後に、低域濾過フィルタを通して得られる電気信号の電界ＥBBは、次式のように表すことができる。
ＥBB∝Ｇ2 ａi2(Ａ2・ＡLO2・cos2θ＋Ａ2・ＡLO2・sin2θ）
＝Ｇ2 ａi2・Ａ2・ＡLO2                                        …(12)【００３３】
ここで、光送信器から出力された偏波合成光信号((7)式）が互いに直交した偏波方向と等しい光強度を有するため、低域濾過フィルタの出力信号強度が、無線基地局から送信された光変調信号((9)式) の偏波方向に不感応であることが分かる。【００３４】
（第３の発明）
第３の発明は、第１または第２の発明の光−無線融合通信システムにおける光受信器の別の構成を示す。【００３５】
光受信器は、第１または第２の発明における光受信器の電気検波器および低域濾過フィルタに代えて、受光器から出力される中間周波数ｆIF1 の電気信号および中間周波数ｆIF2 の電気信号を分離するフィルタと、フィルタから出力される中間周波数ｆIF1 の電気信号および中間周波数ｆIF2 の電気信号をそれぞれ検波する第１の電気検波器および第２の電気検波器と、第１の電気検波器の出力信号と第２の電気検波器の出力信号とを加算し、送信データを出力する加算器とを備える。【００３６】
第３の発明における光受信器では、 (5)式または(11)式の中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号をフィルタで分離することにより、次式の２つの中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号ＥIF1 ，ＥIF2 が得られる。
ＥIF1 ≒Ｇａi Ａ・ＡLO・cosθ・cos(２πｆIF1ｔ＋ψ1)            …(13)
ＥIF2 ≒Ｇａi Ａ・ＡLO・sinθ・cos(２πｆIF2ｔ＋ψ2)            …(14)【００３７】
この中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号はそれぞれ包絡線検波され、得られた電気信号は加算器で加算される。加算器で得られる電気信号の電界ＥBBは、次式のように表すことができる。
ＥBB∝Ｇ2 ａi2（Ａ2・ＡLO2・cos2θ＋Ａ2・ＡLO2・sin2θ）
＝Ｇ2 ａi2・Ａ2・ＡLO2                                      …(15)【００３８】
ここで、第１の発明では光送信器から光受信器へ出力された偏波合成光信号((2)式）が互いに直交した偏波方向と等しい光強度を有し、第２の発明では光送信器から無線基地局へ送信された光信号((7)式）が互いに直交した偏波方向と等しい光強度を有するため、第３の発明における光受信器の加算器の出力は、無線基地局から送信された光変調信号((3)式,(9)式) の偏波方向に不感応であることが分かる。【００３９】
このように第３の発明によれば、光受信器において、無線周波数帯部品、中間周波数安定化回路および偏波ダイバーシティ回路を用いることなく、中間周波数帯の帯域を有する１つの受光器と２つの電気検波器からなる簡易な構成で高感度光受信が可能となる。【００４０】
（第４の発明）
第４の発明は、第１または第２の発明の光−無線融合通信システムにおける光受信器の別の構成を示す。【００４１】
光受信器は、第１または第２の発明における光受信器の電気検波器および低域濾過フィルタに代えて、受光器から出力される中間周波数ｆIF1 の電気信号および中間周波数ｆIF2 の電気信号を分離するフィルタと、フィルタから出力される中間周波数ｆIF1 の電気信号および中間周波数ｆIF2 の電気信号をそれぞれ検波する第１の電気検波器および第２の電気検波器と、第１の電気検波器の出力信号と第２の電気検波器の出力信号の位相を揃えて加算し、送信データを出力する位相調整加算器とを備える。【００４２】
第４の発明における光受信器では、第３の発明における光受信器と同様に、無線基地局から送信された光変調信号の偏波方向に不感応な一定の出力の受信信号を得ることができるとともに、次の機能が加わる。第１の電気検波器の出力信号と第２の電気検波器の出力信号の位相を揃えて加算することにより、光伝送路の分散により第１の電気検波器の出力信号と第２の電気検波器の出力信号との間に生じる時間差を補償することができる。【００４３】
このように、第４の発明によれば、第３の発明と同様に高感度光受信が可能になるとともに、光伝送路の分散の影響で第１の電気検波器の出力信号と第２の電気検波器の出力電気信号との間に生じる時間差を補償することにより、分散の影響を受けない光受信が実現できる。なお、第１の発明のように、光送信器から無線基地局に対して１波の光信号((1)式) を送信し、無線基地局から光受信器に光変調信号((3)式) を送信する場合には、２つの側帯波成分を有する光変調信号に光伝送路の分散の影響が現れる。また、第２の発明のように、光送信器から無線基地局に対して２波の偏波合成光信号((7)式) を送信し、無線基地局から光受信器に光変調信号((9)式) を送信する場合には、両光信号に光伝送路の分散の影響が現れる。
【００４４】
（第５の発明）
第５の発明は、第１の発明の光−無線融合通信システムにおいて、複数の無線基地局と、収容局に複数の無線基地局から送信された光変調信号をそれぞれ受信する複数の光受信器を備え、光送信器は、第１の単一スペクトルの光信号を複数に分岐し、光搬送波信号として複数の無線基地局へそれぞれ送信する第１の光分岐器と、偏波合成光信号を複数に分岐し、複数の光受信器へそれぞれ出力する第２の光分岐器とを備える。【００４５】
第５の発明によれば、全ての光受信器において、無線周波数帯部品、中間周波数安定化回路及び偏波ダイバーシティ回路を用いる必要がなく、システム全体の構成の大幅な簡略化が実現できる。【００４６】
（第６の発明）
第６の発明は、第２の発明の光−無線融合通信システムにおいて、複数の無線基地局と、収容局に複数の無線基地局から送信された光変調信号をそれぞれ受信する複数の光受信器を備え、光送信器は、偏波合成光信号を複数に分岐し、光搬送波信号として複数の無線基地局へそれぞれ送信する第１の光分岐器と、第１の単一スペクトルの光信号を複数に分岐し、複数の光受信器へそれぞれ出力する第２の光分岐器とを備える。【００４７】
第６の発明によれば、全ての光受信器において、無線周波数帯部品、中間周波数安定化回路及び偏波ダイバーシティ回路を用いる必要がなく、システム全体の構成の大幅な簡略化が実現できる。【００４８】
（第７の発明）
第７の発明は、第５の発明の光−無線融合通信システムにおいて、光送信器の第１の光分岐器に代えて、複数の無線基地局へそれぞれ送信する光搬送波信号の光強度を個々に設定可能な出力制御光分岐器を用いる。【００４９】
第７の発明によれば、光送信器は、第１の単一スペクトルの光信号（光搬送波信号）を複数の無線基地局へそれぞれ所定の光強度で送信し、第２の単一スペクトルの光信号と第３の単一スペクトルの光信号の２波の偏波合成光信号を複数の光受信器へ出力する。【００５０】
無線基地局へ送信する光信号の電界Ｅopt-c (i) と、光受信器へ出力する偏波合成光信号の電界Ｅopt-LO(i) は、それぞれ次のように表すことができる。
Ｅopt-c (i) ＝ＡC(i) cos(２πｆC1ｔ＋φ1(t))                          …(16)
Ｅopt-LO(i) ＝ＡLOcos(２πｆC2ｔ＋φ2(t)) ＋ＡLOcos(２πｆC3ｔ＋φ3(t))     …(17)
ここで、ｉはそれぞれの無線基地局−光受信器リンクを表す識別番号、ＡC(i)，ＡLOは電界振幅、φ1(t)，φ2(t)，φ3(t)は単一スペクトル光源の出力光信号の位相雑音成分とする。また、(17)式の右辺の第１項と第２項は、互いに直交した偏波方向を有し、等振幅である。【００５１】
無線基地局では、光送信器から送信された光信号（(16)式）を、無線端末から送信された無線信号で光強度変調した後に、光受信器へ送信する。２値ディジタル強度変調により、光受信器へ送信される光変調信号の電界Ｅopt-mod (i) は、次式のように表すことができる。
Ｅopt-mod (i) ∝ (１＋ｍ(i) ａi cos２πｆRFｔ) 
・ＡC(i) cos(２πｆC1(ｔ＋Ｔ) ＋φ1(ｔ＋Ｔ))            …(18)
ここで、ｍ(i) は光変調度であり、光変調器に入力する無線信号の信号強度に依存し、各リンクにおける無線基地局−無線端末間の無線伝搬距離に依存する値である。また、Ｔは収容局−無線基地局間の光伝送に要する時間、ａi(＝０，１）は電界強度変調成分を表す。【００５２】
光受信器では、光送信器から出力された偏波合成光信号（(17)式）と、無線基地局から送信された光変調信号（(18)式）とを合波した後に、受光器で自乗検波する。合波した光信号の電界Ｅopt-co(i) は、次式のように表すことができる。
Ｅopt-co(i) ＝ＡLOcos(２πｆC2ｔ＋φ2(t)) ＋ＡLOcos(２πｆC3ｔ＋φ3(t)) 
＋(１／γ(i)) (１＋ｍ(i)ａi cos２πｆRFｔ) 
・ＡC(i) cos(２πｆC1(ｔ＋２Ｔ) ＋φ1(ｔ＋２Ｔ))          …(19)
ここで、γ(i) はそれぞれの無線基地局−光受信器リンクの光伝送路損失や無線基地局内の光変調器の挿入損失などの損失の合計を表し、γ(i) ≫１である。【００５３】
また、(19)式の右辺の第１項および第２項の光信号は、光送信器から光受信器に直接入力されたため損失がなく、十分な光強度を有している。このため、(19)式の光信号を受光器で自乗検波することで、高感度受信法として知られるヘテロダイン検波と同様に、無線基地局から送信された光変調信号（(18)式）を高感度に受信することが可能となる。【００５４】
受光器から出力される２波の中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号の電界ＥIF(i) は、次式のように表すことができる。
ＥIF(i) ∝(ｍ(i)/γ(i))・ａi［ＡLO・ＡC(i)・cosθ・cos(２πｆIF1ｔ＋ψ1)
＋ＡLO・ＡC(i)・sinθ・cos(２πｆIF2ｔ＋ψ2)] 
＝(１／ｋ(i))・ａi［ＡLO・ＡC(i)・cosθ・cos(２πｆIF1ｔ＋ψ1)
＋ＡLO・ＡC(i)・sinθ・cos(２πｆIF2ｔ＋ψ2)]             …(20)
（ψ1 ＝± [４πｆC1Ｔ＋φ1(ｔ＋２Ｔ)−φ2(t)] ）
（ψ2 ＝± [４πｆC1Ｔ＋φ1(ｔ＋２Ｔ)−φ3(t)) ）
ここで、ψ1 ，ψ2 はそれぞれの中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号の位相成分、θは無線基地局から送信された光変調信号（(18)式）の偏波方向と、光送信器から出力された偏波合成光信号のうち(17)式の第１項で表される光信号の偏波方向との間の角度を表すものとする。また、ｋ(i) は各リンクにおける光伝送路長、無線伝搬距離に依存し、光変調信号の電界成分を表す係数で、次式を満たす。
ｋ(i) ＝γ(i)／ｍ(i)                                              …(21)【００５５】
光送信器では、第１、第２および第３の単一スペクトルの光信号の中心周波数が設定した値となるよう制御しているため、それぞれの光受信器において複雑な構成の無線周波数帯部品や中間周波数安定化回路を用いることなく、安定な中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号を得ることができる。【００５６】
さらに、光送信器の出力制御光分岐器で、各光無線基地局に送信する光信号の光強度を制御することで、それぞれの光受信器の受光器の出力として得られる中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号の信号強度を制御できることが分かる。【００５７】
２波の中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号を包絡線検波した後、低域濾過フィルタを通して得られる電気信号の電界ＥBB(i) は、次式のように表すことができる。
ＥBB(i) ∝(１／ｋ(i))2ａi2(ＡLO2 ＡC(i)2cos2θ＋ＡLO2 ＡC(i)2sin2θ) 
＝(１／ｋ(i))2ａi2 ＡLO2 ＡC(i)2                        …(22)【００５８】
ここで、光送信器から出力された偏波合成光信号（(17)式）が互いに直交した偏波方向と等しい光強度を有するため、いずれの光受信器においても、低域濾過フィルタの出力信号強度が、無線基地局から送信された光変調信号（(18)式）の偏波方向に不感応であることが分かる。なお、第７の発明において、第３または第４の発明の光受信器を用いた場合に、加算器または位相調整加算器で得られる電気信号についても同様である。【００５９】
（第８の発明）
第８の発明は、第５の発明の光−無線融合通信システムにおいて、光送信器の第２の光分岐器に代えて、複数の光受信器へそれぞれ出力する偏波合成光信号の光強度を個々に設定可能な出力制御光分岐器を用いる。【００６０】
第８の発明によれば、第１の単一スペクトルの光信号（光搬送波信号）を複数の無線基地局へ送信し、第２の単一スペクトルの光信号と第３の単一スペクトルの光信号の２波の偏波合成光信号を複数の光受信器へそれぞれ所定の光強度で出力する。【００６１】
無線基地局へ送信する光信号の電界Ｅopt-c (i) と、光受信器へ出力する偏波合成光信号の電界Ｅopt-LO(i) は、それぞれ次のように表すことができる。
Ｅopt-c (i) ＝ＡC cos(２πｆc1ｔ＋φ1(t))                           …(23)
Ｅopt-LO(i) ＝ＡLO(i) cos(２πｆc2ｔ＋φ2(t))＋ＡLO(i)(cos２πｆc3ｔ＋φ3(t)) …(24)
ここで、ｉはそれぞれの無線基地局−光受信器リンクを表す識別番号、ＡC ，ＡLO(i) は電界振幅、φ1(t)，φ2(t)，φ3(t)は単一スペクトル光源の出力光信号の位相雑音成分とする。また、(24)式の右辺の第１項と第２項は、互いに直交した偏波方向を有し、等振幅である。【００６２】
無線基地局では、光送信器から送信された光信号（(23)式）を、無線端末から送信された無線信号で光強度変調した後に、光受信器に送信する。２値ディジタル強度変調により、光受信器へ送信される光変調信号の電界Ｅopt-mod (i) は、次式のように表すことができる。
Ｅopt-mod (i) ∝ (１＋ｍ(i)ａi cos２πｆRFｔ) 
・ＡC cos(２πｆc1(ｔ＋Ｔ)＋φ1(ｔ＋Ｔ))            …(25)
ここで、ｍ(i) は光変調度であり、光変調器に入力する無線信号の信号強度に依存し、各リンクにおける無線基地局−無線端末間の無線伝搬距離に依存する値である。また、Ｔは収容局−無線基地局間の光伝送に要する時間、ａi(＝０，１）は電界強度変調成分を表す。【００６３】
光受信器では、光送信器から出力された偏波合成光信号（(24)式）と、無線基地局から送信された光変調信号（(25)式）とを合波した後に、受光器で自乗検波する。合波した光信号の電界Ｅopt-co(i) は、次式のように表すことができる。
Ｅopt-co(i) ＝ＡLO(i)cos(２πｆc2ｔ＋φ2(t))＋ＡLO(i)cos(２πｆc3ｔ＋φ3(t)) 
＋(１／γ(i)) (１＋ｍ(i)ａi cos２πｆRFｔ) 
・ＡC cos(２πｆc1(ｔ＋２Ｔ)＋φ1(ｔ＋２Ｔ))        …(26)
ここで、γ(i) はそれぞれの無線基地局−光受信器リンクの光伝送路損失や無線基地局内の光変調器の挿入損失などの損失の合計を表し、γ(i) ≫１である。【００６４】
(26)式の右辺の第１項および第２項の光信号は、光送信器から光受信器に直接入力されたため損失がなく、十分な光強度を有している。このため、(26)式の光信号を受光器で自乗検波することで、高感度受信法として知られるヘテロダイン検波と同様に、無線基地局から送信された光変調信号（(25)式）を高感度に受信することが可能となる。【００６５】
受光器から出力される中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号の電界ＥIF(i) は、次式のように表すことができる。
ＥIF(i) ∝(ｍ(i)/γ(i))・ａi［ＡLO(i)・ＡC・cosθ・cos(２πｆIF1ｔ＋ψ1)
＋ＡLO(i)・ＡC・sinθ・cos(２πｆIF2ｔ＋ψ2)] 
＝(１／ｋ(i))・ａi［ＡLO(i)・ＡC・cosθ・cos(２πｆIF1ｔ＋ψ1)
＋ＡLO(i)・ＡC・sinθ・cos(２πｆIF2ｔ＋ψ2)]             …(27)
（ψ1 ＝± [４πｆc1Ｔ＋φ1(ｔ＋２Ｔ)−φ2(t)] ）
（ψ2 ＝± [４πｆc1Ｔ＋φ1(ｔ＋２Ｔ)−φ3(t)] ）
ここで、ψ1 ，ψ2 はそれぞれの中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号の位相成分、θは無線基地局から送信された光変調信号（(25)式）の偏波方向と、光送信器から出力された偏波合成光信号のうち(24)式の第１項で表される光信号の偏波方向との間の角度を表すものとする。また、ｋ(i) は各リンクにおける光伝送路長、無線伝搬距離に依存し、光変調信号の電界成分を表す係数で、次式を満たす。
ｋ(i) ＝γ(i)／ｍ(i)                                              …(28)
【００６６】
光送信器では、第１、第２および第３の単一スペクトルの光信号の中心周波数が設定した値となるよう制御しているため、それぞれの光受信器において複雑な構成の無線周波数帯部品や中間周波数安定化回路を用いることなく、安定な中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号を得ることができる。【００６７】
さらに、光送信器の出力制御光分岐器で、各光受信器に出力する偏波合成光信号の光強度を制御することで、それぞれの光受信器の受光器の出力として得られる中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号の信号強度を制御できることが分かる。【００６８】
２波の中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号を包絡線検波した後、低域濾過フィルタを通して得られる電気信号の電界ＥBB(i) は、次式のように表すことができる。
ＥBB(i) ∝(１／ｋ(i))2ａi2(ＡLO(i)2ＡC2 cos2θ＋ＡLO(i)2ＡC2 sin2θ) 
＝(１／ｋ(i))2ａi2 ＡLO(i)2ＡC2                         …(29)【００６９】
ここで、光送信器から出力された偏波合成光信号（(24)式）が互いに直交した偏波方向と等しい光強度を有するため、いずれの光受信器においても、低域濾過フィルタの出力信号強度が、無線基地局から送信された光変調信号（(25)式）の偏波方向に不感応であることが分かる。なお、第８の発明において、第３または第４の発明の光受信器を用いた場合に、加算器または位相調整加算器で得られる電気信号についても同様である。【００７０】
（第９の発明）
第９の発明は、第５の発明の光−無線融合通信システムにおいて、光送信器の第１の光分岐器に代えて、複数の無線基地局へそれぞれ送信する光搬送波信号の光強度を個々に設定可能な出力制御光分岐器を用い、第２の光分岐器に代えて、複数の光受信器へそれぞれ出力する偏波合成光信号の光強度を個々に設定可能な出力制御光分岐器を用いる。【００７１】
第９の発明によれば、第１の単一スペクトルの光信号を複数の無線基地局へそれぞれ所定の光強度で送信し、第２の単一スペクトルの光信号と第３の単一スペクトルの光信号の２波の偏波合成光信号を複数の光受信器へそれぞれ所定の光強度で出力する。【００７２】
無線基地局へ送信する光信号の電界Ｅopt-c (i) と、光受信器へ出力する偏波合成光信号の電界Ｅopt-LO(i) は、それぞれ次のように表すことができる。
Ｅopt-c (i) ＝ＡC(i) cos(２πｆc1ｔ＋φ1(t))                        …(30)
Ｅopt-LO(i) ＝ＡLO(i) cos(２πｆc2ｔ＋φ2(t))＋ＡLO(i)(cos２πｆc3ｔ＋φ3(t)) …(31)【００７３】
無線基地局では、光送信器から送信された光信号（(30)式）を、無線端末から送信された無線信号で光強度変調した後に、光受信器に送信する。２値ディジタル強度変調により、光受信器へ送信される光変調信号の電界Ｅopt-mod (i) は、次式のように表すことができる。
Ｅopt-mod (i) ∝ (１＋ｍ(i)ａi cos２πｆRFｔ) 
・ＡC(i) cos(２πｆc1(ｔ＋Ｔ)＋φ1(ｔ＋Ｔ))           …(32)
ここで、ｍ(i) は光変調度であり、光変調器に入力する無線信号の信号強度に依存し、各リンクにおける無線基地局−無線端末間の無線伝搬距離に依存する値である。また、Ｔは収容局−無線基地局間の光伝送に要する時間、ａi(＝０，１）は電界強度変調成分を表す。【００７４】
光受信器では、光送信器から出力された偏波合成光信号（(31)式）と、無線基地局から送信された光変調信号（(32)式）とを合波した後に、受光器で自乗検波する。合波した光信号の電界Ｅopt-co(i) は、次式のように表すことができる。
Ｅopt-co(i) ＝ＡLO(i)cos(２πｆc2ｔ＋φ2(t))＋ＡLO(i)cos(２πｆc3ｔ＋φ3(t)) 
＋(１／γ(i)) (１＋ｍ(i)ａi cos２πｆRFｔ) 
・ＡC(i) cos(２πｆc1(ｔ＋２Ｔ)＋φ1(ｔ＋２Ｔ))      …(33)
ここで、γ(i) はそれぞれの無線基地局−光受信器リンクの光伝送路損失や無線基地局内の光変調器の挿入損失などの損失の合計を表し、γ(i) ≫１である。【００７５】
(33)式の右辺の第１項および第２項の光信号は、光送信器から光受信器に直接入力されたため損失がなく、十分な光強度を有している。このため、(33)式の光信号を受光器で自乗検波することで、高感度受信法として知られるヘテロダイン検波と同様に、無線基地局から送信された光変調信号（(32)式）を高感度に受信することが可能となる。【００７６】
受光器から出力される中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号の電界ＥIF(i) は、次式のように表すことができる。
ＥIF(i) ∝(ｍ(i)/γ(i))・ａi［ＡLO(i)・ＡC(i)・cosθ・cos(２πｆIF1ｔ＋ψ1)
＋ＡLO(i)・ＡC(i)・sinθ・cos(２πｆIF2ｔ＋ψ2)] 
＝(１／ｋ(i))・ａi［ＡLO(i)・ＡC(i)・cosθ・cos(２πｆIF1ｔ＋ψ1)
＋ＡLO(i)・ＡC(i)・sinθ・cos(２πｆIF2ｔ＋ψ2)]         …(34)
（ψ1 ＝± [４πｆc1Ｔ＋φ1(ｔ＋２Ｔ)−φ2(t)] ）
（ψ2 ＝± [４πｆc1Ｔ＋φ1(ｔ＋２Ｔ)−φ3(t)] ）
ここで、ψ1 ，ψ2 はそれぞれの中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号の位相成分、θは無線基地局から送信された光変調信号（(32)式）の偏波方向と、光送信器から出力された偏波合成光信号のうち(31)式の第１項で表される光信号の偏波方向との間の角度を表すものとする。また、ｋ(i) は各リンクにおける光伝送路長、無線伝搬距離に依存し、光変調信号の電界成分を表す係数で、次式を満たす。
ｋ(i) ＝γ(i)／ｍ(i)                                                …(35)【００７７】
光送信器では、第１、第２および第３の単一スペクトルの光信号の周波数を設定した値となるよう制御しているため、それぞれの光受信器において複雑な構成の無線周波数帯部品や中間周波数安定化回路を用いることなく、安定な中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号を得ることができる。【００７８】
さらに、光送信器の出力制御光分岐器で、各無線基地局に送信する光信号の光強度および各光受信器に出力する偏波合成光信号の光強度を制御することで、それぞれの光受信器の受光器の出力として得られる中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号の信号強度を制御できることが分かる。【００７９】
２波の中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号を包絡線検波した後に、低域濾過フィルタを通して得られる電気信号の電界ＥBB(i) は、次式のように表すことができる。
ＥBB(i) ∝(１／ｋ(i))2ａi2(ＡLO(i)2ＡC(i)2cos2θ＋ＡLO(i)2ＡC(i)2sin2θ) 
＝(１／ｋ(i))2ａi2 ＡLO(i)2ＡC(i)2                      …(36)【００８０】
ここで、光送信器から出力された偏波合成光信号（(31)式）が互いに直交した偏波方向と等しい光強度を有するため、いずれの光受信器においても、低域濾過フィルタの出力信号強度が、無線基地局から送信された光変調信号の偏波方向に不感応であることが分かる。なお、第９の発明において、第３または第４の発明の光受信器を用いた場合に、加算器または位相調整加算器で得られる電気信号についても同様である。【００８１】
（第１０の発明）
第１０の発明は、第６の発明の光−無線融合通信システムにおいて、光送信器の第１の光分岐器に代えて、複数の無線基地局へそれぞれ送信する光搬送波信号（偏波合成光信号）の光強度を個々に設定可能な出力制御光分岐器を用いる。【００８２】
第１０の発明によれば、光送信器は、第２の単一スペクトルの光信号と第３の単一スペクトルの光信号の２波の偏波合成光信号を複数の無線基地局へそれぞれ所定の光強度で送信し、第１の単一スペクトルの光信号を複数の光受信器へ出力する。【００８３】
無線基地局へ送信する偏波合成光信号の電界Ｅopt-c (i) と、光受信器へ出力する光信号の電界Ｅopt-LO(i) は、それぞれ次のように表すことができる。
Ｅopt-c(i)＝ＡC(i)cos(２πｆC2ｔ＋φ2(t))＋ＡC(i)cos(２πｆC3ｔ＋φ3(t)) …(37)
Ｅopt-LO(i)＝ＡLOcos(２πｆC1ｔ＋φ1(t))                             …(38)
ここで、ｉはそれぞれの無線基地局−光受信器リンクを表す識別番号、ＡC(i)，ＡLOは電界振幅、φ1(t)，φ2(t)，φ3(t)は単一スペクトル光源の出力光信号の位相雑音成分とする。また、(37)式の右辺の第１項と第２項は、互いに直交した偏波方向を有し、等振幅である。
【００８４】
無線基地局では、光送信器から送信された偏波合成光信号（(37)式）を、無線端末から送信された無線信号で光強度変調した後に、光受信器へ送信する。２値ディジタル強度変調により、光受信器へ送信される光変調信号の電界Ｅopt-mod (i) は、次式のように表すことができる。
Ｅopt-mod (i) ∝（１＋ｍ(i) ａi cos２πｆRFｔ）
・[ＡC(i)cos(２πｆC2(ｔ＋Ｔ)＋φ2(ｔ＋Ｔ))  
＋ＡC(i)cos(２πｆC3(ｔ＋Ｔ)＋φ3(ｔ＋Ｔ)) ]        …(39)
ここで、ｍ(i) は光変調度であり、光変調器に入力する無線信号の信号強度に依存し、各リンクにおける無線基地局−無線端末間の無線伝搬距離に依存する値である。また、Ｔは収容局−無線基地局間の光伝送に要する時間、ａi(＝０，１）は電界強度変調成分を表す。【００８５】
光受信器では、光送信器から出力された光信号 ((38)式）と、無線基地局から送信された光変調信号 ((39)式）とを合波した後に、受光器で自乗検波する。合波した光信号の電界Ｅopt-coは、次式のように表すことができる。
Ｅopt-co(i) ＝ＡLOcos(２πｆC1ｔ＋φ1(t))
＋(１／γ(i))(１＋ｍ(i) ａi cos２πｆRFｔ）
・ [ＡC(i)cos(２πｆC2(ｔ＋２Ｔ)＋φ2(ｔ＋２Ｔ))
＋ＡC(i)cos(２πｆC3(ｔ＋２Ｔ)＋φ3(ｔ＋２Ｔ)) ]      …(40)
ここで、γ(i) はそれぞれの無線基地局−光受信器リンクの光伝送路損失や無線基地局内の光変調器の挿入損失などの損失の合計を表し、γ(i) ≫１である。
【００８６】
また、(40)式の右辺の第１項の光信号は、光送信器から光受信器に直接入力されたため損失がなく、十分な光強度を有している。このため、(40)式の光信号を受光器で自乗検波することで、高感度受信法として知られるヘテロダイン検波と同様に、無線基地局から送信された光変調信号（(39)式）を高感度に受信することが可能となる。【００８７】
受光器から出力される２波の中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号の電界ＥIF(i) は、次式のように表すことができる。
ＥIF(i) ∝(ｍ(i)/γ(i))・ａi [ＡC(i)・ＡLO・cosθ・cos(２πｆIF1ｔ＋ψ1)
＋ＡC(i)・ＡLO・sinθ・cos(２πｆIF2ｔ＋ψ2) ]
＝(１／ｋ(i))・ａi [ＡC(i)・ＡLO・cosθ・cos(２πｆIF1ｔ＋ψ1)
＋ＡC(i)・ＡLO・sinθ・cos(２πｆIF2ｔ＋ψ2) ]          …(41)
（ψ1 ＝± [４πｆC2Ｔ＋φ2(ｔ＋２Ｔ）−φ1(t)] ) 
（ψ2 ＝± [４πｆC3Ｔ＋φ3(ｔ＋２Ｔ）−φ1(t)] ) 
ここで、ψ1 ，ψ2 はそれぞれの中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号の位相成分、θは無線基地局から送信された光変調信号（(39)式）のｆc2成分の偏波方向と、光送信器から出力された光信号（(38)式）の偏波方向との間の角度を表すものとする。また、ｋ(i) は各リンクにおける光伝送路長、無線伝搬距離に依存し、光変調信号の電界成分を表す係数で、次式を満たす。
ｋ(i) ＝γ(i)／ｍ(i)                                            …(42)
【００８８】
光送信器では、第１、第２および第３の単一スペクトルの光信号の中心周波数が設定した値となるよう制御しているため、光受信器において複雑な構成の無線周波数帯部品や中間周波数安定化回路を用いることなく、安定な中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号を得ることができる。【００８９】
さらに、光送信器の出力制御光分岐器で、各光無線基地局に送信する偏波合成光信号の光強度を制御することで、それぞれの光受信器の受光器の出力として得られる中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号の信号強度を制御できることが分かる。【００９０】
２波の中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号を包絡線検波した後に、低域濾過フィルタを通して得られる電気信号の電界ＥBB(i) は、次式のように表すことができる。
ＥBB(i) ∝(１／ｋ(i))2ａi2(ＡC(i)2・ＡLO2・cos2θ＋ＡC(i)2・ＡLO2・sin2θ）
＝(１／ｋ(i))2ａi2 ＡC(i)2ＡLO2                           …(43)【００９１】
ここで、光送信器から出力された偏波合成光信号 ((37)式）が互いに直交した偏波方向と等しい光強度を有するため、低域濾過フィルタの出力信号強度が、無線基地局から送信された光変調信号（(39)式）の偏波方向に不感応であることが分かる。なお、第１０の発明において、第３または第４の発明の光受信器を用いた場合に、加算器または位相調整加算器で得られる電気信号についても同様である。【００９２】
（第１１の発明）
第１１の発明は、第６の発明の光−無線融合通信システムにおいて、光送信器の第２の光分岐器に代えて、複数の光受信器へそれぞれ出力する第１の単一スペクトルの光信号の光強度を個々に設定可能な出力制御光分岐器を用いる。【００９３】
第１１の発明によれば、光送信器は、第２の単一スペクトルの光信号と第３の単一スペクトルの光信号の２波の偏波合成光信号を複数の無線基地局へ送信し、第１の単一スペクトルの光信号を複数の光受信器へそれぞれ所定の光強度で出力する。
【００９４】
無線基地局へ送信する偏波合成光信号の電界Ｅopt-c (i) と、光受信器へ出力する光信号の電界Ｅopt-LO(i) は、それぞれ次のように表すことができる。
Ｅopt-c(i)＝ＡCcos(２πｆC2ｔ＋φ2(t))＋ＡCcos(２πｆC3ｔ＋φ3(t))     …(44)
Ｅopt-LO(i)＝ＡLO(i) cos(２πｆC1ｔ＋φ1(t))                         …(45)
ここで、ｉはそれぞれの無線基地局−光受信器リンクを表す識別番号、ＡC ，ＡLO(i) は電界振幅、φ1(t)，φ2(t)，φ3(t)は単一スペクトル光源の出力光信号の位相雑音成分とする。また、(44)式の右辺の第１項と第２項は、互いに直交した偏波方向を有し、等振幅である。
【００９５】
無線基地局では、光送信器から送信された偏波合成光信号（(44)式）を、無線端末から送信された無線信号で光強度変調した後に、光受信器へ送信する。２値ディジタル強度変調により、光受信器へ送信される光変調信号の電界Ｅopt-mod (i) は、次式のように表すことができる。
Ｅopt-mod (i) ∝（１＋ｍ(i) ａi cos２πｆRFｔ）
・[ＡC cos(２πｆC2(ｔ＋Ｔ)＋φ2(ｔ＋Ｔ))  
＋ＡC cos(２πｆC3(ｔ＋Ｔ)＋φ3(ｔ＋Ｔ)) ]            …(46)
ここで、ｍ(i) は光変調度であり、光変調器に入力する無線信号の信号強度に依存し、各リンクにおける無線基地局−無線端末間の無線伝搬距離に依存する値である。また、Ｔは収容局−無線基地局間の光伝送に要する時間、ａi(＝０，１）は電界強度変調成分を表す。【００９６】
光受信器では、光送信器から出力された光信号 ((45)式）と、無線基地局から送信された光変調信号 ((46)式）とを合波した後に、受光器で自乗検波する。合波した光信号の電界Ｅopt-coは、次式のように表すことができる。
Ｅopt-co(i) ＝ＡLO(i) cos(２πｆC1ｔ＋φ1(t))
＋(１／γ(i))(１＋ｍ(i) ａi cos２πｆRFｔ）
・ [ＡC cos(２πｆC2（ｔ＋２Ｔ）＋φ2(ｔ＋２Ｔ))
＋ＡC cos(２πｆC3（ｔ＋２Ｔ）＋φ3(ｔ＋２Ｔ)) ]        …(47)
ここで、γ(i) はそれぞれの無線基地局−光受信器リンクの光伝送路損失や無線基地局内の光変調器の挿入損失などの損失の合計を表し、γ(i) ≫１である。
【００９７】
また、(47)式の右辺の第１項の光信号は、光送信器から光受信器に直接入力されたため損失がなく、十分な光強度を有している。このため、(47)式の光信号を受光器で自乗検波することで、高感度受信法として知られるヘテロダイン検波と同様に、無線基地局から送信された光変調信号（(46)式）を高感度に受信することが可能となる。【００９８】
受光器から出力される２波の中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号の電界ＥIF(i) は、次式のように表すことができる。
ＥIF(i) ∝(ｍ(i)/γ(i))・ａi [ＡC・ＡLO(i)・cosθ・cos(２πｆIF1ｔ＋ψ1)
＋ＡC・ＡLO(i)・sinθ・cos(２πｆIF2ｔ＋ψ2) ]  
＝(１／ｋ(i))・ａi [ＡC・ＡLO(i)・cosθ・cos(２πｆIF1ｔ＋ψ1)
＋ＡC・ＡLO(i)・sinθ・cos(２πｆIF2ｔ＋ψ2) ]          …(48)
（ψ1 ＝± [４πｆC2Ｔ＋φ2(ｔ＋２Ｔ）−φ1(t)] ) 
（ψ2 ＝± [４πｆC3Ｔ＋φ3(ｔ＋２Ｔ）−φ1(t)] ) 
ここで、ψ1 ，ψ2 はそれぞれの中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号の位相成分、θは無線基地局から送信された光変調信号（(46)式）のｆc2成分の偏波方向と、光送信器から出力された光信号（(45)式）の偏波方向との間の角度を表すものとする。また、ｋ(i) は各リンクにおける光伝送路長、無線伝搬距離に依存し、光変調信号の電界成分を表す係数で、次式を満たす。
ｋ(i) ＝γ(i)／ｍ(i)                                            …(49)
【００９９】
光送信器では、第１、第２および第３の単一スペクトルの光信号の中心周波数が設定した値となるよう制御しているため、光受信器において複雑な構成の無線周波数帯部品や中間周波数安定化回路を用いることなく、安定な中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号を得ることができる。【０１００】
さらに、光送信器の出力制御光分岐器で、各光受信器に出力する光信号の光強度を制御することで、それぞれの光受信器の受光器の出力として得られる中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号の信号強度を制御できることが分かる。
【０１０１】
２波の中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号を包絡線検波した後に、低域濾過フィルタを通して得られる電気信号の電界ＥBB(i) は、次式のように表すことができる。
ＥBB(i) ∝(１／ｋ(i))2ａi2(ＡC2・ＡLO(i)2・cos2θ＋ＡC2・ＡLO(i)2・sin2θ）
＝(１／ｋ(i))2ａi2 ＡC2ＡLO(i)2                        …(50)【０１０２】
ここで、光送信器から送信された偏波合成光信号 ((44)式）が互いに直交した偏波方向と等しい光強度を有するため、低域濾過フィルタの出力信号強度が、無線基地局から送信された光変調信号（(46)式）の偏波方向に不感応であることが分かる。なお、第１１の発明において、第３または第４の発明の光受信器を用いた場合に、加算器または位相調整加算器で得られる電気信号についても同様である。【０１０３】
（第１２の発明）
第１２の発明は、第６の発明の光−無線融合通信システムにおいて、光送信器の第１の光分岐器に代えて、複数の無線基地局へそれぞれ送信する光搬送波信号（偏波合成光信号）の光強度を個々に設定可能な出力制御光分岐器を用い、第２の光分岐器に代えて、複数の光受信器へそれぞれ出力する第１の単一スペクトルの光信号の光強度を個々に設定可能な出力制御光分岐器を用いる。【０１０４】
第１２の発明によれば、光送信器は、第２の単一スペクトルの光信号と第３の単一スペクトルの光信号の２波の偏波合成光信号を複数の無線基地局へそれぞれ所定の光強度で送信し、第１の単一スペクトルの光信号を複数の光受信器へそれぞれ所定の光強度で出力する。【０１０５】
無線基地局へ送信する偏波合成光信号の電界Ｅopt-c (i) と、光受信器へ出力する光信号の電界Ｅopt-LO(i) は、それぞれ次のように表すことができる。
Ｅopt-c (i) ＝ＡC(i)cos(２πｆC2ｔ＋φ2(t)）＋ＡC(i)cos(２πｆC3ｔ＋φ3(t)) …(51)
Ｅopt-LO(i) ＝ＡLO(i) cos(２πｆC1ｔ＋φ1(t))                         …(52)【０１０６】
無線基地局では、光送信器から送信された偏波合成光信号（(51)式）を、無線端末から送信された無線信号で光強度変調した後に、光受信器に送信する。２値ディジタル強度変調により、光受信器へ送信される光変調信号の電界Ｅopt-mod (i) は、次式のように表すことができる。
Ｅopt-mod (i) ∝ (１＋ｍ(i)ａi cos２πｆRFｔ) 
・［ＡC(i) cos(２πｆc2(ｔ＋Ｔ)＋φ2(ｔ＋Ｔ))
＋ＡC(i) cos(２πｆc3(ｔ＋Ｔ)＋φ3(ｔ＋Ｔ))］       …(53)
ここで、ｍ(i) は光変調度であり、光変調器に入力する無線信号の信号強度に依存し、各リンクにおける無線基地局−無線端末間の無線伝搬距離に依存する値である。また、Ｔは収容局−無線基地局間の光伝送に要する時間、ａi(＝０，１）は電界強度変調成分を表す。【０１０７】
光受信器では、光送信器から出力された光信号（(52)式）と、無線基地局から送信された光変調信号（(53)式）とを合波した後に、受光器で自乗検波する。合波した光信号の電界Ｅopt-co(i) は、次式のように表すことができる。
Ｅopt-co(i) ＝ＡLO(i) cos(２πｆC1ｔ＋φ1(t)）
＋(１／γ(i))(１＋ｍ(i) ａi cos２πｆRFｔ）
・ [ＡC(i) cos(２πｆC2（ｔ＋２Ｔ）＋φ2(ｔ＋２Ｔ))
＋ＡC(i) cos(２πｆC3（ｔ＋２Ｔ）＋φ3(ｔ＋２Ｔ)) ]    …(54)
ここで、γ(i) はそれぞれの無線基地局−光受信器リンクの光伝送路損失や無線基地局内の光変調器の挿入損失などの損失の合計を表し、γ(i) ≫１である。
【０１０８】
(54)式の右辺の第１項の光信号は、光送信器から光受信器に直接入力されたため損失がなく、十分な光強度を有している。このため、(54)式の光信号を受光器で自乗検波することで、高感度受信法として知られるヘテロダイン検波と同様に、無線基地局から送信された光変調信号（(53)式）を高感度に受信することが可能となる。【０１０９】
受光器から出力される中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号の電界ＥIF(i) は、次式のように表すことができる。
ＥIF(i) ∝(ｍ(i)/γ(i))・ａi［ＡLO(i)・ＡC(i)・cosθ・cos(２πｆIF1ｔ＋ψ1)
＋ＡLO(i)・ＡC(i)・sinθ・cos(２πｆIF2ｔ＋ψ2)] 
＝(１／ｋ(i))ａi［ＡLO(i)・ＡC(i)・cosθ・cos(２πｆIF1ｔ＋ψ1)
＋ＡLO(i)・ＡC(i)・sinθ・cos(２πｆIF2ｔ＋ψ2)]       …(55)
（ψ1 ＝± [４πｆc2Ｔ＋φ2(ｔ＋２Ｔ)−φ1(t)] ）
（ψ2 ＝± [４πｆc3Ｔ＋φ3(ｔ＋２Ｔ)−φ1(t)] ）
ここで、ψ1 ，ψ2 はそれぞれの中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号の位相成分、θは無線基地局から送信された光変調信号（(53)式）のｆC2成分の偏波方向と、光送信器から送信された光信号（(52)式）の偏波方向との間の角度を表すものとする。また、ｋ(i) は各リンクにおける光伝送路長、無線伝搬距離に依存し、光変調信号の電界成分を表す係数で、次式を満たす。
ｋ(i) ＝γ(i)／ｍ(i)                                            …(56)
【０１１０】
光送信器では、第１、第２および第３の単一スペクトルの光信号の周波数を設定した値となるよう制御しているため、それぞれの光受信器において複雑な構成の無線周波数帯部品や中間周波数安定化回路を用いることなく、安定な中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号を得ることができる。【０１１１】
さらに、光送信器の出力制御光分岐器で、各無線基地局に送信する偏波合成光信号の光強度および各光受信器に出力する光信号の光強度を制御することで、それぞれの光受信器の受光器の出力として得られる中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号の信号強度を制御できることが分かる。【０１１２】
２波の中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号を包絡線検波した後に、低域濾過フィルタを通して得られる電気信号の電界ＥBB(i) は、次式のように表すことができる。
ＥBB(i) ∝(１／ｋ(i))2ａi2(ＡLO(i)2ＡC(i)2cos2θ＋ＡLO(i)2ＡC(i)2sin2θ) 
＝(１／ｋ(i))2ａi2 ＡLO(i)2ＡC(i)2                      …(57)【０１１３】
ここで、光送信器から送信された偏波合成光信号（(51)式）が互いに直交した偏波方向と等しい光強度を有するため、いずれの光受信器においても、低域濾過フィルタの出力信号強度が、無線基地局から送信された光変調信号（(53)式）の偏波方向に不感応であることが分かる。なお、第１２の発明において、第３または第４の発明の光受信器を用いた場合に、加算器または位相調整加算器で得られる電気信号についても同様である。【０１１４】
（第１３の発明）
第１３の発明は、第７〜第１２の発明の光−無線融合通信システムにおける光送信器の出力制御光分岐器として、分岐出力する各光信号の光強度について、光受信器の受光器から出力される中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号の信号強度が、無線基地局から受信した光信号の光強度に依らずに一定になるように設定する構成とする。【０１１５】
第７〜第１２の発明において、受光器から出力される２波の中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号の電界ＥIF(i) は、(20)式、(27)式、(34)式、(41)式、(48)式、(55)式にそれぞれあるが、これらの信号強度ＰIF(i) は次式で表される。
ＰIF(i) ∝(１／ｋ(i))2ａi2 ＡLO2 ＡC(i)2                  …(58)
ＰIF(i) ∝(１／ｋ(i))2ａi2 ＡLO(i)2ＡC2                   …(59)
ＰIF(i) ∝(１／ｋ(i))2ａi2 ＡLO(i)2ＡC(i)2                …(60)
ＰIF(i) ∝(１／ｋ(i))2ａi2 ＡC(i)2ＡLO2                   …(61)
ＰIF(i) ∝(１／ｋ(i))2ａi2 ＡC2ＡLO(i)2                   …(62)
ＰIF(i) ∝(１／ｋ(i))2ａi2 ＡC(i)2ＡLO(i)2                …(63)【０１１６】
よって、それぞれＡC(i)／ｋ(i) 、ＡLO(i) ／ｋ(i) 、ＡLO(i)ＡC(i)／ｋ(i) が一定になるように、各無線基地局に送信する光搬送波信号および／または各光受信器に出力する光信号の光強度を制御することにより、光伝送路長および無線伝搬距離に関わらず、光受信器の受光器から出力される中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号の信号強度を一定に保つことができる。これにより、一定強度の中間周波数の電気信号が出力されるため、中間周波数において増幅器の利得を調節する必要がなくなり、この中間周波数の利得調整の性能に制限されない広いダイナミックレンジを確保できる。【０１１７】
（第１４の発明）
第１４の発明は、第７〜第１２の発明の光−無線融合通信システムにおける光送信器の出力制御光分岐器として、各無線基地局に送信する光搬送波信号および／または各光受信器に出力する光信号の光強度について、光受信器の受光器から出力される中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号の信号強度が、全ての光受信器において均一になるように設定する構成とする。【０１１８】
例えば第８の発明のように、第１の単一スペクトルの光信号を分岐して複数の無線基地局に送信し、偏波合成光信号を複数の光受信器へそれぞれ所定の光強度で出力する構成において、無線端末からの送信信号を良好な品質で受信するための条件を(59)式に対応して次のように定義する。
ＡLO(i) ＡC ／ｋ(i) ≧Ａth                                        …(64)【０１１９】
また、リンク数をＮとし、光変調信号電界係数ｋ(i) の最大値をｋmax と仮定する。
１≦ｉ≦Ｎ，ｋ(i) ≦ｋmax                                         …(65)【０１２０】
第１〜第６の発明において、光送信器からそれぞれの光受信器に分配する光信号強度は等しいので、いずれのリンクでも(64)式が成り立つためには、全てのリンクに、無線基地局から送信される光信号強度が最小の場合でも良好な受信特性が得られるだけの光信号強度を分配することになる。
ＡLO(i)ＡC／ｋmax ≧Ａth                                          …(66)【０１２１】
よって、光送信器から全ての光受信器に供給する光信号強度の総計Ｐall は
Ｐall ＝ΣＲ｛ＡLO(i)｝2 ［ｉ＝１〜Ｎ］
≧（ＲＡth2／Ａc2)・ｋmax2 Ｎ                               …(67)
で与えられる。ここで、Ｒは比例定数である。
【０１２２】
一方、本発明において、全ての光受信器に供給する光信号強度の総計Ｐall'は
Ｐall ' ＝ΣＲ｛ＡLO(i)｝2 ［ｉ＝１〜Ｎ］
≧（ＲＡth2／Ａc2)・Σ｛ｋ(i)｝2 ［ｉ＝１〜Ｎ］             …(68)
で与えられる。
【０１２３】
ここで、(65)式より、明らかに
Σ｛ｋ(i)｝2 ［ｉ＝１〜Ｎ］≦ｋmax2 Ｎ                            …(69)
が成り立つので、次式が成り立つ。
Ｐall'≦Ｐall                                                     …(70)【０１２４】
すなわち、本発明によれば、第１〜第６の発明に比べてより小さな光信号強度で同じ数のリンクを収容することができる。その効果を共用効果係数αとして、次式で表すこととする。
α＝Ｐall／Ｐall' 
＝（ｋmax2 Ｎ）／（Σ｛ｋ(i)｝2 ［ｉ＝１〜Ｎ］）≧１            …(71)
これにより、本方式によれば、第１〜第６の発明に比べてα倍の数の無線基地局−光受信器リンクを収容できると言える。【０１２５】
具体的な効果を示すために、各無線基地局−光受信器リンクにおける変調光信号損失係数ｋ(i) が、次式で表されるような一例についてαを算出する。
｛ｋ(i)｝2 ＝ｉｋ02
（ｋmax2＝Ｎｋ02）                                              …(72)【０１２６】
(72)式は、例えば、Ｎ個の無線基地局は収容局から均等な間隔で配置されており、かつ全ての無線基地局における無線伝搬距離が等しい場合に成り立つ。
これを(71)式に当てはめると、
α＝（ｋmax2 Ｎ）／（Σ｛ｋ(i)｝2 ［ｉ＝１〜Ｎ］）
＝（Ｎｋ02・Ｎ）／（Σｉｋ02［ｉ＝１〜Ｎ］）
＝（Ｎ2)／（Ｎ（Ｎ＋１）／２）＝２／（１＋（１／Ｎ））＜２      …(73)【０１２７】
この結果から、Ｎの値に応じて第１〜第６の発明に対する利得は変化し、その値は３ｄＢ弱であることが分かる。すなわち、本発明によれば、従来の技術に比べて２倍近くの数の無線基地局−光受信器リンクを収容できることになる。【０１２８】
このように、本発明によれば、分配できるリンク数が増えることにより、より大きな共用効果が得られ、結果としてシステム全体のコストを低減できる。【０１２９】
なお、第７の発明、第９の発明、第１０〜第１２の発明において、無線基地局に送信する光信号および／または光受信器に出力する光信号の各光強度を調整する場合でも同様の効果が得られる。
【０１３０】
（第１５の発明）
第１５の発明は、第７〜第１２の発明の光−無線融合通信システムにおける光送信器の出力制御光分岐器として、各無線基地局に送信する光搬送波信号および／または各光受信器に出力する光信号の光強度について、光受信器の受光器から出力される中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号の信号対雑音比が、全ての光受信器において均一になるよう設定する構成とする。【０１３１】
例えば第８の発明のように、第１の単一スペクトルの光信号を分岐して複数の無線基地局に送信し、偏波合成光信号を複数の光受信器へそれぞれ所定の光強度で出力する構成において、光受信器の受光器から出力される電気信号の信号対雑音比ＳＮＲは、次式のように表すことができる。
ＳＮＲ＝（Ｓ2・ＰLO(i)・Ｐc・ａi／ｋ(i)2)／(２ｅＳＰLO(i)ＲLＢ＋２ｋＴＦＢ）
＝｛（Ｓ2・ＰLO(i))／(ＮshotＰLO(i)＋Ｎthermal)｝Ｐs(i) 
＝Ｇ（ＰLO(i))・Ｐs(i)                                      …(74)
（Ｐs(i)＝Ｐc・ａi／ｋ(i)2，Ｎshot＝２ｅＳＲLＢ，Ｎthermal ＝２ｋＴＦＢ）
ここで、Ｓは受光器の感度、ＰLO(i) は各光受信器に出力される光信号強度、Ｐs(i)は各リンクの光変調信号強度、ＲL は負荷抵抗、ｅは電子電荷、ｋはボルツマン係数、Ｔは温度、Ｆは光受信器の雑音指数、Ｂは信号帯域幅を表し、Ｇ(x) は次式で表される関数である。
Ｇ(x) ＝Ｓ2 ｘ／（Ｎshotｘ＋Ｎthermal ）                          …(75)
【０１３２】
各リンクにおいて、無線端末からの送信信号を良好な品質で受信するための条件を次式のように定義する。
Ｇ(ＰLO(i))≧ＳＮＲth／Ｐs(i)                                     …(76)
ここで、ＳＮＲthは所要信号対雑音比を表すものとする。【０１３３】
第１〜第６の発明において、光送信器からそれぞれの光受信器に分配する光信号強度は等しいので、いずれのリンクでも(76)式が成り立つためには、全てのリンクに、無線基地局から送信される光信号強度が最小の場合でも良好な受信特性が得られるだけの光信号強度を分配することになる。【０１３４】
最も大きな損失を受けるリンク（ｋ(i) ＝ｋmax ）の変調光信号強度をＰs-min とすると、光送信器から全ての光受信器に供給する光信号強度の総計Ｐall は
Ｐall ＝ΣＧ-1（ＳＮＲth／Ｐs-min ）［ｉ＝１〜Ｎ］
＝Ｇ-1（ＳＮＲth／Ｐs-min ）・Ｎ                              …(77)
で与えられる。【０１３５】
一方、本発明において、全ての光受信器に供給する光信号強度の総計Ｐall ' は
Ｐall ' ＝ΣＧ-1（ＳＮＲth／Ｐs (i) ）［ｉ＝１〜Ｎ］                …(78)
で与えられる。
ここで、
ｄＧ(x) ／ｄｘ＝（ｄ／ｄｘ）（Ｓ2 ｘ／（Ｎshotｘ＋Ｎthermal ））
＝Ｓ2 Ｎthermal ／（Ｎshotｘ＋Ｎthermal ）2 ＞０      …(79)
から、Ｇ（ＰLO(i) ）はＰLO(i) に対して単調増加であるので、次式が成り立つ。
Ｇ-1（ＳＮＲth／Ｐs (i) ）≦Ｇ-1（ＳＮＲth／Ｐs-min ）              …(80)
よって、明らかに
Ｐall ' ≦Ｐall                                                     …(81)
が成り立ち、第１４の発明と同様に、第１〜第６の発明に比べてより小さな光信号強度で同じ数のリンクを収容することができるため、システム全体のコストを低減できる。【０１３６】
なお、第７の発明、第９の発明、第１０〜第１２の発明において、無線基地局に送信する光信号および／または光受信器に出力する光信号の各光強度を調整する場合でも同様の効果が得られる。
【０１３７】
（第１６の発明）
第１６の発明は、収容局に光送信器および光受信器を備え、光送信器は光伝送路を介して無線基地局に光搬送波信号を送信し、無線基地局は送信データで変調された無線信号（周波数ｆRF）を受信し、受信した無線信号で光搬送波信号を光変調し、その光変調信号を光伝送路を介して収容局に送信し、光受信器は光変調信号を受信し、検波して送信データを再生する光−無線融合通信方法において、光送信器および光受信器に特徴がある。【０１３８】
光送信器は、第１の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆC1）を光搬送波信号として無線基地局へ送信し、第２の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆC2）と第３の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆC3）の偏波方向が直交しかつ等しい光強度になるように２波を直交偏波合成した偏波合成光信号を光受信器へ出力し、第１，第２および第３の単一スペクトルの光信号の中心周波数ｆC1, ｆC2, ｆC3は、無線信号の周波数ｆRF、所定の中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 に対して、
｜ｆC1−ｆC2｜＝ｆRF±ｆIF1 
｜ｆC1−ｆC3｜＝ｆRF±ｆIF2 
となるように制御する。【０１３９】
光受信器は、無線基地局から送信された光変調信号と光送信器から出力された偏波合成光信号とを合波し、合波された光信号を受光して得られた中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号を検波し、その出力信号を低域濾過して送信データを生成する。【０１４０】
（第１７の発明）
第１７の発明は、収容局に光送信器および光受信器を備え、光送信器は光伝送路を介して無線基地局に光搬送波信号を送信し、無線基地局は送信データで変調された無線信号（周波数ｆRF）を受信し、受信した無線信号で光搬送波信号を光変調し、その光変調信号を光伝送路を介して収容局に送信し、光受信器は光変調信号を受信し、検波して送信データを再生する光−無線融合通信方法において、光送信器および光受信器に特徴がある。【０１４１】
光送信器は、第１の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆC1）を光受信器へ出力し、第２の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆC2）と第３の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆC3）の偏波方向が直交しかつ等しい光強度になるように２波を直交偏波合成して偏波合成光信号を生成し、光搬送波信号として無線基地局へ送信し、第１，第２および第３の単一スペクトルの光信号の中心周波数ｆC1, ｆC2, ｆC3は、無線信号の周波数ｆRF、所定の中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 に対して、
｜ｆC1−ｆC2｜＝ｆRF±ｆIF1 
｜ｆC1−ｆC3｜＝ｆRF±ｆIF2 
となるように制御する。【０１４２】
光受信器は、無線基地局から送信された光変調信号と光送信器から出力された光信号とを合波し、合波された光信号を受光して得られた中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号を検波し、その出力信号を低域濾過して送信データを生成する。【０１４３】
（第１８の発明）
第１８の発明は、第１６，第１７の発明において、光受信器は、中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号を分離し、中間周波数ｆIF1 の電気信号および中間周波数ｆIF2 の電気信号をそれぞれ検波し、各出力信号を加算して送信データを生成する。【０１４４】
（第１９の発明）
第１９の発明は、第１６，第１７の発明において、光受信器は、中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号を分離し、中間周波数ｆIF1 の電気信号および中間周波数ｆIF2 の電気信号をそれぞれ検波し、各出力信号の位相を揃えてから加算して送信データを生成する。
【発明の効果】
【０１４５】
本発明の光−無線融合通信システムは、無線基地局で無線信号により変調された光変調信号を送信し、収容局の光受信器で受信する構成において、光受信器に無線周波数帯の光変調器、光増幅器、中間周波数安定化回路および偏波変動補償回路等を用いることなく、１つの受光器で安定な中間周波数の変調信号を得ることができる。これにより、光−無線融合通信システムは安価かつ簡単な構成で、無線基地局から送信された光変調信号を高感度受信することができるので、無線エリアの拡大とシステムコストの削減が可能になる。【０１４６】
さらに、本発明の光−無線融合通信システムは、収容局の光送信器から無線基地局および光受信器に供給する光信号の光強度を制御することにより、受光器の出力変動を抑制してダイナミックレンジを拡大することができる。また、無線基地局−光受信器リンクに対して配分する光強度を制御することにより、一部のリンクで光強度過剰または光強度過小になる状態を回避し、１つの光送信器でより多くの無線基地局−光受信器リンクを収容することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】本発明の光−無線融合通信システムの第１の実施形態を示す図。
【図２】偏波合成手段の構成例を示す図。
【図３】光受信器１２０(A) の第１の構成例を示す図。
【図４】光受信器１２０(A) の第２の構成例を示す図。
【図５】光受信器１２０(A) の第３の構成例を示す図。
【図６】第１の実施形態および光受信器１２０(A) の第１の構成例における各信号の周波数スペクトルの一例を示す図。
【図７】第１の実施形態および光受信器１２０(A) の第２，第３の構成例における各信号の周波数スペクトルの一例を示す図。
【図８】第１の実施形態および光受信器１２０(A) の第３の構成例における各信号のタイムチャート。
【図９】本発明の光−無線融合通信システムの第２の実施形態を示す図。
【図１０】偏波合成手段の構成例を示す図。
【図１１】光受信器１２０(B) の第１の構成例を示す図。
【図１２】光受信器１２０(B) の第２の構成例を示す図。
【図１３】光受信器１２０(B) の第３の構成例を示す図。
【図１４】第２の実施形態および光受信器１２０(B) の第１の構成例における各信号の周波数スペクトルの一例を示す図。
【図１５】第２の実施形態および光受信器１２０(B) の第２，第３の構成例における各信号の周波数スペクトルの一例を示す図。
【図１６】第２の実施形態および光受信器１２０(B) の第３の構成例における各信号のタイムチャート。
【図１７】本発明の光−無線融合通信システムの第３の実施形態を示す図。
【図１８】本発明の光−無線融合通信システムの第４の実施形態を示す図。
【図１９】本発明の光−無線融合通信システムの第５の実施形態を示す図。
【図２０】本発明の光−無線融合通信システムの第６の実施形態を示す図。
【図２１】本発明の光−無線融合通信システムの第７の実施形態を示す図。
【図２２】第５〜第７の実施形態における各信号の周波数スペクトルの一例を示す図。
【図２３】本発明の光−無線融合通信システムの第８の実施形態を示す図。
【図２４】本発明の光−無線融合通信システムの第９の実施形態を示す図。
【図２５】本発明の光−無線融合通信システムの第１０の実施形態を示す図。
【図２６】第８〜第１０の実施形態における各信号の周波数スペクトルの一例を示す図。
【図２７】従来の光−無線融合通信システムの構成例を示す図。
【図２８】光受信器の構成例を示す図。
【図２９】従来の光−無線融合通信システムにおける各信号の周波数スペクトルの一例を示す図。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１４８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の光−無線融合通信システムの第１の実施形態を示す。なお、本実施形態では、収容局１００に１つの無線基地局３００が接続され、その無線基地局３００に１つの無線端末４００が接続される構成例に基づいて説明する。【０１４９】
図において、収容局１００は、光送信器１１０(A1)および光受信器１２０(A) を備える。光送信器１１０(A1)は、それぞれ単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆC1，ｆC2，ｆC3）１ａ，１ｂ，１ｃを出力する単一スペクトル光源１１１，１１２，１１３と、単一スペクトルの光信号１ｂ，１ｃを入力し、互いの偏波方向が直交しかつ等しい光強度になるように直交偏波合成した偏波合成光信号１ｄを出力する偏波合成手段１１４を備える。単一スペクトルの光信号１ａは、光搬送波信号として光伝送路２０１を介して無線基地局３００へ送信され、無線基地局３００の光変調器３０１に入力する。【０１５０】
一方、無線端末４００は、発振器４０１から変調器４０２に入力される電気搬送波信号（周波数ｆRF）を送信データ１ｅで振幅変調し、例えばミリ波帯の無線信号１ｆとしてアンテナ４０３から無線基地局３００へ送信する。無線基地局３００は、送信データ１ｅで変調された無線信号１ｆをアンテナ３０２で受信し、光変調器３０１に入力する。光変調器３０１は、受信した無線信号で光送信器１１０(A1)から送信された光信号１ａを光強度変調し、その光変調信号１ｇを光伝送路２０２を介して収容局１００の光受信器１２０(A) へ送信する。【０１５１】
光受信器１２０(A) は、無線基地局３００の光変調器３０１から送信された光変調信号１ｇと、収容局１００内の光送信器１１０(A1)の偏波合成手段１１４から出力された偏波合成光信号１ｄを入力し、無線端末４００から無線基地局３００を介して伝送された送信データ１ｅに対応する送信データ１ｋを再生する構成である。
【０１５２】
図２は、偏波合成手段１１４の構成例を示す。図において、単一スペクトルの光信号１ｂ，１ｃは、偏波調整器１１４１，１１４２で互いの偏波方向が直交するように調整され、出力調整器１１４３，１１４４で互いの光強度が等しくなるように調整され、偏波保持型の光合波器１１４５で直交偏波合成され、偏波合成光信号１ｄとして出力される。なお、この構成は一例であり、例えば単一スペクトル光源１１２，１１３が偏波調整器１１４１，１１４２および出力調整器１１４３，１１４４の機能を有し、偏波合成手段１１４は偏波保持型の光合波器１１４５のみで構成してもよい。
【０１５３】
図３は、光受信器１２０(A) の第１の構成例を示す。図６は、第１の実施形態および光受信器１２０(A) の第１の構成例における各信号の周波数スペクトルの一例を示す。【０１５４】
図３において、光受信器１２０(A1)は、光合波器１２１、受光器１２２、電気検波器１２３および低域濾過フィルタ（ＬＰＦ）１２４により構成される。光合波器１２１は、無線基地局３００から送信された光変調信号１ｇと、光送信器１１０(A1)から出力された偏波合成光信号１ｄとを合波し、合波した光信号１ｈ((4)式）は受光器１２２で電気信号に変換される。【０１５５】
ここで、光送信器１１０(A1)では、単一スペクトルの光信号１ａ，１ｂ，１ｃの中心周波数ｆC1, ｆC2, ｆC3は、無線信号１ｆの周波数ｆRF、所定の中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 に対して、
｜ｆC1−ｆC2｜＝ｆRF±ｆIF1 
｜ｆC1−ｆC3｜＝ｆRF±ｆIF2 
となるように制御される。これにより、光受信器１２０(A1)でミリ波帯部品や中間周波数安定化回路を用いることなく、受光器１２２の出力として直接、安定な２波の中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号１ｉ((5)式）を得ることができる。さらに、光送信器１１０(A1)から十分な光強度の偏波合成光信号１ｄを光受信器１２０(A1)に入力することにより、光ヘテロダイン検波による利得が得られる。受光器１２２から出力される電気信号１ｉは電気検波器１２３でまとめて検波され、その検波信号１ｊを低域濾過フィルタ１２４に通すことにより、送信データ１ｋ((6)式) を得ることができる。【０１５６】
ここで、光送信器１１０(A1)から出力される偏波合成光信号１ｄが互いに直交した偏波方向を有しかつ等しい光強度を有するので、低域濾過フィルタ１２４から出力されるデータ信号１ｋは、無線基地局３００から送信された光変調信号１ｇの偏波方向に依存することなく、一定の値となる。【０１５７】
図４は、光受信器１２０(A) の第２の構成例を示す。図７は、第１の実施形態および光受信器１２０(A) の第２の構成例における各信号の周波数スペクトルの一例を示す。【０１５８】
図４において、光受信器１２０(A2)は、光合波器１２１、受光器１２２、フィルタ１２５、電気検波器１２３-1，１２３-2および加算器１２６により構成される。光合波器１２１は、無線基地局３００から送信された光変調信号１ｇと、光送信器１１０(A1)から出力された偏波合成光信号１ｄとを合波し、合波した光信号１ｈ((4)式）は受光器１２２で電気信号に変換される。そして、上記の周波数関係により、受光器１２２の出力として直接、安定な２波の中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号１ｉ((5)式）を得ることができる。【０１５９】
フィルタ１２５は、中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号１ｉ((5)式）を入力し、中間周波数ｆIF1 の電気信号１ｉ1((13)式) および中間周波数ｆIF2 の電気信号１ｉ2((14)式) に分離する。各電気信号１ｉ1,１ｉ2 は電気検波器１２３-1，１２３-2でそれぞれ検波され、それぞれの検波信号を加算器１２６で加算することにより、送信データ１ｋ ((15)式) を得ることができる。【０１６０】
ここで、光送信器１１０(A1)から出力される偏波合成光信号１ｄが互いに直交した偏波方向を有しかつ等しい光強度を有するので、加算器１２６から出力されるデータ信号１ｋは、無線基地局３００から送信された光変調信号１ｇの偏波方向に依存することなく、一定の値となる。【０１６１】
図５は、光受信器１２０(A) の第３の構成例を示す。図７および図８は、第１の実施形態および光受信器１２０(A) の第３の構成例における各信号の周波数スペクトルおよびタイムチャートの一例を示す。【０１６２】
図５において、光受信器１２０(A3)は、光合波器１２１、受光器１２２、フィルタ１２５、電気検波器１２３-1，１２３-2および位相調整加算器１２７により構成される。光合波器１２１、受光器１２２、フィルタ１２５により、中間周波数ｆIF1 の電気信号１ｉ1((13)式) および中間周波数ｆIF2 の電気信号１ｉ2((14)式) が出力され、それぞれ電気検波器１２３-1，１２３-2でそれぞれ検波される構成は、光受信器１２０(A2)と同様である。【０１６３】
本構成では、図８に示すように、光伝送路２０１，２０２の分散により、第１の電気検波器の出力信号１ｊ1 と第２の電気検波器の出力信号１ｊ2 との間に時間差ΔＴが生じる場合を想定している。このとき、位相調整加算器１２７で出力信号１ｊ1 ，１ｊ2 の位相を揃えて加算することにより、その時間差を補償し、光伝送路の分散の影響を受けない送信データ１ｋを得る。【０１６４】
（第２の実施形態）
図９は、本発明の光−無線融合通信システムの第２の実施形態を示す。なお、本実施形態では、収容局１００に１つの無線基地局３００が接続され、その無線基地局３００に１つの無線端末４００が接続される構成例に基づいて説明する。【０１６５】
図において、収容局１００は、光送信器１１０(B1)および光受信器１２０(B) を備える。光送信器１１０(B1)は、それぞれ単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆC1，ｆC2，ｆC3）２ａ，２ｂ，２ｃを出力する単一スペクトル光源１１１，１１２，１１３と、単一スペクトルの光信号１ｂ，１ｃを入力し、互いの偏波方向が直交しかつ等しい光強度になるように直交偏波合成した偏波合成光信号２ｄを出力する偏波合成手段１１４を備える。この偏波合成光信号２ｄは、光搬送波信号として光伝送路２０１を介して無線基地局３００へ送信され、無線基地局３００の光変調器３０１に入力する。【０１６６】
一方、無線端末４００は、発振器４０１から変調器４０２に入力される電気搬送波信号（周波数ｆRF）を送信データ２ｅで振幅変調し、例えばミリ波帯の無線信号２ｆとしてアンテナ４０３から無線基地局３００へ送信する。無線基地局３００は、送信データ２ｅで変調された無線信号２ｆをアンテナ３０２で受信し、光変調器３０１に入力する。光変調器３０１は、受信した無線信号で光送信器１１０(B1)から送信された偏波合成光信号２ｄを光強度変調し、その光変調信号２ｇを光伝送路２０２を介して収容局１００の光受信器１２０(B) へ送信する。【０１６７】
光受信器１２０(B) は、無線基地局３００の光変調器３０１から送信された光変調信号２ｇと、収容局１００内の光送信器１１０(B1)の単一スペクトル光源１１１から出力された光周波数ｆC1の光信号２ａを入力し、無線端末４００から無線基地局３００を介して伝送された送信データ２ｅに対応する送信データ２ｋを再生する構成である。
【０１６８】
図１０は、偏波合成手段１１４の構成例を示す。図において、単一スペクトルの光信号２ｂ，２ｃは、偏波調整器１１４１，１１４２で互いの偏波方向が直交するように調整され、出力調整器１１４３，１１４４で互いの光強度が等しくなるように調整され、偏波保持型の光合波器１１４５で直交偏波合成され、偏波合成光信号２ｄとして出力される。なお、この構成は一例であり、例えば単一スペクトル光源１１２，１１３が偏波調整器１１４１，１１４２および出力調整器１１４３，１１４４の機能を有し、偏波合成手段１１４は偏波保持型の光合波器１１４５のみで構成してもよい。
【０１６９】
図１１は、光受信器１２０(B) の第１の構成例を示す。図１４は、第２の実施形態および光受信器１２０(B) の第１の構成例における各信号の周波数スペクトルの一例を示す。【０１７０】
図１１において、光受信器１２０(B1)は、光合波器１２１、受光器１２２、電気検波器１２３および低域濾過フィルタ（ＬＰＦ）１２４により構成される。光合波器１２１は、無線基地局３００から送信された光変調信号２ｇと、光送信器１１０(B1)から出力された光信号２ａとを合波し、合波した光信号２ｈ（(10)式）は受光器１２２で電気信号に変換される。【０１７１】
ここで、光送信器１１０(B1)では、単一スペクトルの光信号２ａ，２ｂ，２ｃの中心周波数ｆC1, ｆC2, ｆC3は、無線信号２ｆの周波数ｆRF、所定の中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 に対して、
｜ｆC1−ｆC2｜＝ｆRF±ｆIF1 
｜ｆC1−ｆC3｜＝ｆRF±ｆIF2 
となるように制御される。これにより、光受信器１２０(B1)でミリ波帯部品や中間周波数安定化回路を用いることなく、受光器１２２の出力として直接、安定な２波の中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号２ｉ（(11)式）を得ることができる。さらに、光送信器１１０(B1)から十分な光強度の光信号２ａを光受信器１２０(B1)に入力することにより、光ヘテロダイン検波による利得が得られる。受光器１２２から出力される電気信号２ｉは電気検波器１２３でまとめて検波され、その検波信号２ｊを低域濾過フィルタ１２４に通すことにより、送信データ２ｋ（(12)式) を得ることができる。【０１７２】
ここで、光送信器１１０(B1)から送信される光搬送波信号（偏波合成光信号２ｄ）が互いに直交した偏波方向を有しかつ等しい光強度を有するので、低域濾過フィルタ１２４から出力されるデータ信号２ｋは、無線基地局３００から送信された光変調信号２ｇの偏波方向に依存することなく、一定の値となる。【０１７３】
図１２は、光受信器１２０(B) の第２の構成例を示す。図１５は、第２の実施形態および光受信器１２０(B) の第２の構成例における各信号の周波数スペクトルの一例を示す。【０１７４】
図１２において、光受信器１２０(B2)は、光合波器１２１、受光器１２２、フィルタ１２５、電気検波器１２３-1，１２３-2および加算器１２６により構成される。光合波器１２１は、無線基地局３００から送信された光変調信号２ｇと、光送信器１１０(B1)から出力された光信号２ａとを合波し、合波した光信号２ｈ（(10)式）は受光器１２２で電気信号に変換される。そして、上記の周波数関係により、受光器１２２の出力として直接、安定な２波の中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号２ｉ（(11)式）を得ることができる。【０１７５】
フィルタ１２５は、中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号２ｉ（(11)式）を入力し、中間周波数ｆIF1 の電気信号２ｉ1((13)式) および中間周波数ｆIF2 の電気信号２ｉ2((14)式) に分離する。各電気信号２ｉ1,２ｉ2 は電気検波器１２３-1，１２３-2でそれぞれ検波され、それぞれの検波信号を加算器１２６で加算することにより、送信データ２ｋ ((15)式) を得ることができる。【０１７６】
ここで、光送信器１１０(B1)から送信される光搬送波信号（偏波合成光信号２ｄ）が互いに直交した偏波方向を有しかつ等しい光強度を有するので、加算器１２６から出力されるデータ信号２ｋは、無線基地局３００から送信された光変調信号２ｇの偏波方向に依存することなく、一定の値となる。【０１７７】
図１３は、光受信器１２０(B) の第３の構成例を示す。図１５および図１６は、第２の実施形態および光受信器１２０(B) の第３の構成例における各信号の周波数スペクトルおよびタイムチャートの一例を示す。【０１７８】
図１３において、光受信器１２０(B3)は、光合波器１２１、受光器１２２、フィルタ１２５、電気検波器１２３-1，１２３-2および位相調整加算器１２７により構成される。光合波器１２１、受光器１２２、フィルタ１２５により、中間周波数ｆIF1 の電気信号２ｉ1((13)式) および中間周波数ｆIF2 の電気信号２ｉ2((14)式) が出力され、それぞれ電気検波器１２３-1，１２３-2でそれぞれ検波される構成は、光受信器１２０(B2)と同様である。【０１７９】
本構成では、図１６に示すように、光伝送路２０１，２０２の分散により、第１の電気検波器の出力信号２ｊ1 と第２の電気検波器の出力信号２ｊ2 との間に時間差ΔＴが生じる場合を想定している。このとき、位相調整加算器１２７で出力信号２ｊ1 ，２ｊ2 の位相を揃えて加算することにより、その時間差を補償し、光伝送路の分散の影響を受けない送信データ２ｋを得る。【０１８０】
（第３の実施形態）
図１７は、本発明の光−無線融合通信システムの第３の実施形態を示す。なお、本実施形態では、収容局１００に複数の無線基地局３００-1〜３００-3が接続され、各無線基地局３００にそれぞれ無線端末（図では省略）が接続される構成例に基づいて説明する。【０１８１】
図において、収容局１００は、光送信器１１０(A2)および複数の光受信器１２０(A)-1 〜１２０(A)-3 を備える。光送信器１１０(A2)は、それぞれ単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆC1，ｆC2，ｆC3）１ａ，１ｂ，１ｃを出力する単一スペクトル光源１１１，１１２，１１３と、単一スペクトルの光信号１ｂ，１ｃを入力し、互いの偏波方向が直交しかつ等しい光強度になるように直交偏波合成した偏波合成光信号１ｄを出力する偏波合成手段１１４と、単一スペクトルの光信号１ａを複数に分岐する光分岐器１１５と、偏波合成光信号１ｄを複数に分岐する光分岐器１１６を備える。複数に分岐された単一スペクトルの光信号１ａは、それぞれ光搬送波信号として光伝送路２０１を介して複数の無線基地局３００-1〜３００-3へ送信され、各無線基地局３００の光変調器３０１に入力する。【０１８２】
一方、無線基地局３００-1〜３００-3は、送信データで変調された無線信号をアンテナ３０２で受信し、光変調器３０１に入力する。光変調器３０１は、受信した無線信号で光送信器１１０(A2)から送信された光信号１ａを光強度変調し、その光変調信号１ｇ１〜１ｇ３を光伝送路２０２を介して収容局１００の各光受信器１２０(A)-1 〜１２０(A)-3 へ送信する。【０１８３】
光受信器１２０(A)-1 〜１２０(A)-3 は、無線基地局３００-1〜３００-3の光変調器３０１-1〜３０１-3から送信された光変調信号１ｇ１〜１ｇ３と、収容局１００内の光送信器１１０(A2)の光分岐器１１６で分岐された偏波合成光信号１ｄをそれぞれ入力し、それぞれ送信データ１ｋ１〜１ｋ３を再生する構成である。
【０１８４】
本実施形態の特徴は、図１に示す第１の実施形態の構成において、光送信器１１０(A2)に光信号１ａを分岐する光分岐器１１５および偏波合成光信号１ｄを分岐する光分岐器１１６を備え、複数の無線基地局３００-1〜３００-3と複数の光受信器１２０(A)-1 〜１２０(A)-3 の関係に拡張したところにある。１組の無線基地局３００と光受信器１２０(A) の関係、特に光受信器１２０(A) の構成および無線基地局３００から送信された光変調信号１ｇから送信データ１ｋを再生する機能は、第１の実施形態と同様である。【０１８５】
（第４の実施形態）
図１８は、本発明の光−無線融合通信システムの第４の実施形態を示す。なお、本実施形態では、収容局１００に複数の無線基地局３００-1〜３００-3が接続され、各無線基地局３００にそれぞれ無線端末（図では省略）が接続される構成例に基づいて説明する。【０１８６】
図において、収容局１００は、光送信器１１０(B2)および複数の光受信器１２０(B)-1 〜１２０(B)-3 を備える。光送信器１１０(B2)は、それぞれ単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆC1，ｆC2，ｆC3）２ａ，２ｂ，２ｃを出力する単一スペクトル光源１１１，１１２，１１３と、単一スペクトルの光信号２ｂ，２ｃを入力し、互いの偏波方向が直交しかつ等しい光強度になるように直交偏波合成した偏波合成光信号２ｄを出力する偏波合成手段１１４と、単一スペクトルの光信号２ａを複数に分岐する光分岐器１１５と、偏波合成光信号２ｄを複数に分岐する光分岐器１１６を備える。複数に分岐された偏波合成光信号２ｄは、それぞれ光搬送波信号として光伝送路２０１を介して複数の無線基地局３００-1〜３００-3へ送信され、各無線基地局３００の光変調器３０１に入力する。【０１８７】
一方、無線基地局３００-1〜３００-3は、送信データで変調された無線信号をアンテナ３０２で受信し、光変調器３０１に入力する。光変調器３０１は、受信した無線信号で光送信器１１０(B2)から送信された偏波合成光信号２ｄを光強度変調し、その光変調信号２ｇ１〜２ｇ３を光伝送路２０２を介して収容局１００の各光受信器１２０(B)-1 〜１２０(B)-3 へ送信する。【０１８８】
光受信器１２０(B)-1 〜１２０(B)-3 は、無線基地局３００-1〜３００-3の光変調器３０１-1〜３０１-3から送信された光変調信号２ｇ１〜２ｇ３と、収容局１００内の光送信器１１０(B2)の光分岐器１１５で分岐された光信号２ａをそれぞれ入力し、それぞれ送信データ２ｋ１〜２ｋ３を再生する構成である。
【０１８９】
本実施形態の特徴は、図９に示す第２の実施形態の構成において、光送信器１１０(B2)に光信号２ａを分岐する光分岐器１１５および偏波合成光信号２ｄを分岐する光分岐器１１６を備え、複数の無線基地局３００-1〜３００-3と複数の光受信器１２０(B)-1 〜１２０(B)-3 の関係に拡張したところにある。１組の無線基地局３００と光受信器１２０(B) の関係、特に光受信器１２０(B) の構成および無線基地局３００から送信された光変調信号２ｇから送信データ２ｋを再生する機能は、第２の実施形態と同様である。【０１９０】
（第５の実施形態）
図１９は、本発明の光−無線融合通信システムの第５の実施形態を示す。本実施形態の特徴は、図１７に示す第３の実施形態の構成において、単一スペクトルの光信号１ａを分岐し、光搬送波信号として複数の無線基地局３００-1〜３００-3に送信する光分岐器１１５に代えて、分岐する各光信号１ａの光強度を個々に設定可能な出力制御光分岐器１１７を用いたところにある。本実施形態の光送信器１１０(A3)の他の構成は、第３の実施形態における光送信器１１０(A2)と同じである。【０１９１】
本実施形態では、収容局１００と各無線基地局３００-1〜３００-3との間の光伝送路長に応じた光損失や、各無線基地局３００-1〜３００-3と無線端末との間の無線伝送距離に応じた無線信号強度差により、各光受信器１２０(A)-1 〜１２０(A)-3 で受信する光変調信号１ｇ１〜１ｇ３に光強度差が生じる場合を想定している。この状況に応じて出力制御光分岐器１１７で各無線基地局３００-1〜３００-3へ送信する光搬送波信号（光信号１ａ）の光強度を調整する。これにより、図２２に示すように、無線基地局３００から送信される光変調信号１ｇの光強度（ｆC1，ｆC1±ｆRF成分）、および光受信器１２０(A) の光合波器１２１で合波された光信号１ｈの光強度（ｆC1，ｆC1±ｆRF成分）がそれぞれ調整される。そして、光受信器１２０(A) における中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号１ｉの信号強度が調整され、後述する良好な受信動作を実現することができる。【０１９２】
（第６の実施形態）
図２０は、本発明の光−無線融合通信システムの第６の実施形態を示す。本実施形態の特徴は、図１７に示す第３の実施形態の構成において、偏波合成光信号１ｄを複数の光受信器１２０(A)-1 〜１２０(A)-3 に出力する光分岐器１１６に代えて、分岐する各偏波合成光信号１ｄの光強度を個々に設定可能な出力制御光分岐器１１８を用いたところにある。本実施形態の光送信器１１０(A4)の他の構成は、第３の実施形態における光送信器１１０(A2)と同じである。【０１９３】
本実施形態では、収容局１００と各無線基地局３００-1〜３００-3との間の光伝送路長に応じた光損失や、各無線基地局３００-1〜３００-3と無線端末との間の無線伝送距離に応じた無線信号強度差により、各光受信器１２０(A)-1 〜１２０(A)-3 で受信する光変調信号１ｇ１〜１ｇ３に光強度差が生じる場合を想定している。この状況に応じて出力制御光分岐器１１８で各受信器１２０(A)-1 〜１２０(A)-3 に出力する偏波合成光信号１ｄの光強度を調整する。これにより、図２２に示すように、光受信器１２０(A) の光合波器１２１で合波された光信号１ｈの光強度（ｆC2，ｆC3成分）が調整される。そして、光受信器１２０(A) における中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号１ｉの信号強度が調整され、後述する良好な受信動作を実現することができる。【０１９４】
（第７の実施形態）
図２１は、本発明の光−無線融合通信システムの第７の実施形態を示す。本実施形態の特徴は、図１７に示す第３の実施形態の構成において、第５の実施形態の出力制御光分岐器１１７と、第６の実施形態の出力制御光分岐器１１８を備えるところにある。本実施形態の光送信器１１０(A5)の他の構成は、第３の実施形態における光送信器１１０(A2)と同じである。【０１９５】
本実施形態では、収容局１００と各無線基地局３００-1〜３００-3との間の光伝送路長に応じた光損失や、各無線基地局３００-1〜３００-3と無線端末との間の無線伝送距離に応じた無線信号強度差により、各光受信器１２０(A)-1 〜１２０(A)-3 で受信する光変調信号１ｇ１〜１ｇ３に光強度差が生じる場合を想定している。この状況に応じて出力制御光分岐器１１７で各無線基地局３００-1〜３００-3へ送信する光搬送波信号（光信号１ａ）の光強度を調整する。これにより、図２２に示すように、無線基地局３００から送信される光変調信号１ｇの光強度（ｆC1，ｆC1±ｆRF成分）、および光受信器１２０(A) の光合波器１２１で合波された光信号１ｈの光強度（ｆC1，ｆC1±ｆRF成分）がそれぞれ調整される。さらに、出力制御光分岐器１１８で各受信器１２０(A)-1 〜１２０(A)-3 に出力する偏波合成光信号１ｄの光強度を調整する。これにより、図２２に示すように、光受信器１２０(A) の光合波器１２１で合波された光信号１ｈの光強度（ｆC2，ｆC3成分）が調整される。そして、光受信器１２０(A) における中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号の信号強度が調整され、後述する良好な受信動作を実現することができる。【０１９６】
（第８の実施形態）
図２３は、本発明の光−無線融合通信システムの第８の実施形態を示す。本実施形態の特徴は、図１８に示す第４の実施形態の構成において、偏波合成光信号２ｄを分岐し、光搬送波信号として複数の無線基地局３００-1〜３００-3に送信する光分岐器１１６に代えて、分岐する各偏波合成光信号２ｄの光強度を個々に設定可能な出力制御光分岐器１１８を用いたところにある。本実施形態の光送信器１１０(B3)の他の構成は、第４の実施形態における光送信器１１０(B2)と同じである。【０１９７】
本実施形態では、収容局１００と各無線基地局３００-1〜３００-3との間の光伝送路長に応じた光損失や、各無線基地局３００-1〜３００-3と無線端末との間の無線伝送距離に応じた無線信号強度差により、各光受信器１２０(B)-1 〜１２０(B)-3 で受信する光変調信号２ｇ１〜２ｇ３に光強度差が生じる場合を想定ている。この状況に応じて出力制御光分岐器１１８で各無線基地局３００-1〜３００-3へ送信する光搬送波信号（偏波合成光信号２ｄ）の光強度を調整する。これにより、図２６に示すように、無線基地局３００から送信される光変調信号２ｇの光強度（ｆC2，ｆC2±ｆRF，ｆC3，ｆC3±ｆRF成分）、および光受信器１２０(B) の光合波器１２１で合波された光信号２ｈの光強度（ｆC2，ｆC2±ｆRF，ｆC3，ｆC3±ｆRF成分）がそれぞれ調整される。そして、光受信器１２０(B) における中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号２ｉの信号強度が調整され、後述する良好な受信動作を実現することができる。
【０１９８】
（第９の実施形態）
図２４は、本発明の光−無線融合通信システムの第９の実施形態を示す。本実施形態の特徴は、図１８に示す第４の実施形態の構成において、単一スペクトルの光信号２ａを複数の光受信器１２０(B)-1 〜１２０(B)-3 に出力する光分岐器１１５に代えて、分岐する各光信号２ａの光強度を個々に設定可能な出力制御光分岐器１１７を用いたところにある。本実施形態の光送信器１１０(B4)の他の構成は、第４の実施形態における光送信器１１０(B2)と同じである。【０１９９】
本実施形態では、収容局１００と各無線基地局３００-1〜３００-3との間の光伝送路長に応じた光損失や、各無線基地局３００-1〜３００-3と無線端末との間の無線伝送距離に応じた無線信号強度差により、各光受信器１２０(B)-1 〜１２０(B)-3 で受信する光変調信号２ｇ１〜２ｇ３に光強度差が生じる場合を想定している。この状況に応じて出力制御光分岐器１１７で各受信器１２０(B)-1 〜１２０(B)-3 に出力する光信号２ａの光強度を調整する。これにより、図２６に示すように、光受信器１２０(B) の光合波器１２１で合波された光信号２ｈの光強度（ｆC1成分）が調整される。そして、光受信器１２０(B) における中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号２ｉの信号強度が調整され、後述する良好な受信動作を実現することができる。
【０２００】
（第１０の実施形態）
図２５は、本発明の光−無線融合通信システムの第１０の実施形態を示す。本実施形態の特徴は、図１８に示す第４の実施形態の構成において、第８の実施形態の出力制御光分岐器１１８と、第９の実施形態の出力制御光分岐器１１７を備えるところにある。本実施形態の光送信器１１０(B5)の他の構成は、第４の実施形態における光送信器１１０(B2)と同じである。【０２０１】
本実施形態では、収容局１００と各無線基地局３００-1〜３００-3との間の光伝送路長に応じた光損失や、各無線基地局３００-1〜３００-3と無線端末との間の無線伝送距離に応じた無線信号強度差により、各光受信器１２０(B)-1 〜１２０(B)-3 で受信する光変調信号２ｇ１〜２ｇ３に光強度差が生じる場合を想定している。この状況に応じて出力制御光分岐器１１８で各無線基地局３００-1〜３００-3へ送信する光搬送波信号（偏波合成光信号２ｄ）の光強度を調整する。これにより、図２６に示すように、無線基地局３００から送信される光変調信号２ｇの光強度（ｆC2，ｆC2±ｆRF，ｆC3，ｆC3±ｆRF成分）、および光受信器１２０(B) の光合波器１２１で合波された光信号２ｈの光強度（ｆC2，ｆC2±ｆRF，ｆC3，ｆC3±ｆRF成分）がそれぞれ調整される。さらに、出力制御光分岐器１１７で各受信器１２０(B)-1 〜１２０(B)-3 に出力する光信号２ａの光強度を調整する。これにより、図２６に示すように、光受信器１２０(B) の光合波器１２１で合波された光信号２ｈの光強度（ｆC1成分）が調整される。そして、光受信器１２０(B) における中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号の信号強度が調整され、後述する良好な受信動作を実現することができる。
【０２０２】
ここで、第５〜第１０の実施形態における制御形態について説明する。
第１の制御形態は、光受信器の受光器から出力される中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号の信号強度を一定になるように、各無線基地局に送信する光搬送波信号および／または各光受信器に出力する光信号の光強度を制御する。【０２０３】
第２の制御形態は、光受信器の受光器から出力される中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号の信号強度が、全ての光受信器において均一になるように、各無線基地局に送信する光搬送波信号および／または各光受信器に出力する光信号の光強度を制御する。【０２０４】
第３の制御形態は、光受信器の受光器から出力される中間周波数ｆIF1 ，ｆIF2 の電気信号の信号対雑音比が、全ての光受信器において均一になるように、各無線基地局に送信する光搬送波信号および／または各光受信器に出力する光信号の光強度を制御する。
【産業上の利用可能性】
【０２０５】
本発明は、無線基地局と無線端末との間で無線回線を介してミリ波のような高周波無線信号を伝送し、その無線信号を受信した無線基地局から収容局に光伝送路を介して光信号伝送を行う光−無線融合通信システムおよびその収容局として用いられる。
【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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【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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