(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央局と、この中央局に光ファイバにより接続された複数の無線基地局とからなり前記光ファイバ内を伝送する光波に重畳された伝送信号により前記中央局と前記複数の無線基地局との情報伝送を行う光無線通信システムにおいて、
前記中央局は、
前記光波に重畳され前記無線基地局に伝送し、周波数軸上で等間隔に配置された複数の光信号からなる光基準信号を発生する基準光信号源とを有し、
前記無線基地局は、
前記中央局より伝送された前記光基準信号を電気信号に変換する光電変換器と、光電変換器から出力された周波数軸上で等間隔に配置された複数の信号により前記中央局に伝送する上り伝送信号を複数の周波数に周波数変換する周波数変換器と、
この周波数変換器から出力された複数の周波数の上り伝送信号の中で無線基地局固有の周波数の上り伝送信号を選択するフィルタと、
この選択された周波数の上り伝送信号により前記中央局に前記光ファイバ内を伝送する無線基地局固有の周波数をもつ上り光波を生成する光源とを有すること
を特徴とする光無線システム。
【請求項２】
前記基準光信号源は、パルス光源と、このパルス光源の出力を増幅する増幅器と、増幅された光パルス信号が供給される光ファイバとからなり、前記光ファイバの出力端において光モード数を増大させることにより前記光基準信号が発生することを特徴とする請求項１記載の光無線システム。
【請求項３】
前記基準光信号源は、光源と、この光源からの出力光が入力する光カプラ、可変光遅延器、位相変調器、光増幅器、光アイソレータからなる光ループ回路とからなり、このループ回路からの出力をとりだすことにより前記光基準信号が発生することを特徴とする請求項１記載の光無線システム。
【請求項４】
前記基準光信号源は、光源と、この光源からの出力光が入力する光変調器と、複数の発振周波数を発生するマルチトーン信号源とからなり、前記光変調器に対し前記マルチトーン信号源からの複数の発振信号により前記光基準信号が発生することを特徴とする請求項１記載の光無線システム。
【請求項５】
前記基準光信号源は、光信号の複数の高次側帯波成分を発生する第１の光源と、複数の周波数の光信号を発生する第２の光源とからなり、前記発生した複数の高次側帯波成分をもとに前記複数の光信号を変調することにより前記光基準信号が発生することを特徴とする請求項１記載の光無線システム。
【請求項６】
前記無線基地局で前記中央局から伝送された光波を光基準信号と下り伝送信号に分配した後、前記光基準信号を前記光電変換器に供給するとともに、前記下り伝送信号を無線送出することを特徴とする請求項１記載の光無線システム。
【請求項７】
前記無線基地局の前記光電変換器では前記中央局より伝送された光基準信号及び下りの前記伝送信号をそれぞれ信号が重畳した電気信号に変換し、この光電変換後に前記周波数軸上で等間隔に配置された複数の信号と下り伝送信号に分配し、前記下り伝送信号を無線送出することを特徴とする請求項１記載の光無線システム。
【請求項８】
前記中央局で前記無線基地局に伝送される異なる下り前記伝送信号を多重して多重伝送信号とした後、前記多伝送信号を前記光波に重畳することを特徴とする請求項１記載の光無線システム。
【請求項９】
前記中央局で前記無線基地局に伝送される異なる前記下り伝送信号をそれぞれ前記光波に前記光基準信号とともに重畳して波長多重伝送することを特徴とする請求項１記載の光無線システム。
【請求項１０】
中央局に光ファイバにより接続され、前記光ファイバ内を伝送する光波に重畳された伝送信号により前記中央局と情報伝送を行う無線基地局において、
前記中央局より伝送され、前記中央局で発生した周波数軸上で等間隔に配置された複数の光信号からなる光基準信号を電気信号に変換する光電変換器と、
光電変換器から出力された周波数軸上で等間隔に配置された複数の信号により前記中央局に伝送する上り伝送信号を複数の周波数に周波数変換する周波数変換器と、
この周波数変換器から出力された複数の周波数の上り伝送信号の中で無線基地局固有の周波数の上り伝送信号を選択するフィルタと、
この選択された周波数の上り伝送信号により前記中央局に前記光ファイバ内を伝送する無線基地局固有の周波数をもつ上り光波を生成する光源とを有すること
を特徴とする無線基地局。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は中央局と複数の無線基地局とを光ファイバで結び、無線基地局で子局と送受信する無線信号を中央局に光ファイバ伝送する光無線システム及び無線基地局に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の無線基地局であるアンテナ基地局とそれらを制御するとともに伝送信号の送受信を行う中央局とが光ファイバにより結ばれている光無線システムでは、アンテナ基地局で子局より受信した無線信号を一旦光波に重畳して光ファイバにより伝送するため、同軸電線に比較して低損失、大容量、かつ、長距離の伝送が行える利点があり、無線伝送の高速化をもたらすものとして期待されている。特に、山岳地帯、トンネル、地下街などの電波伝搬の自由度が極めて低い場所において、現在、光無線システムが実用化されつつある。
【０００３】
一方、周波数が数十GHzを超えるミリ波領域での無線通信に光無線システムを適用すれば、光波に重畳されたミリ波信号が長距離ファイバを伝送可能なため、中央局−アンテナ基地局間の距離を自由に設定でき、また短時間で所望の情報を伝送できるため将来、高速・柔軟な無線ネットワークへ応用されうるものとして近年盛んに検討されている。
【０００４】
複数のアンテナ基地局で受信され、中央局に光伝送される複数の上り信号の中から所望の信号成分を中央局内で識別・抽出する方法としては、特開2000−138644にサブキャリア伝送信号とともに2つのパイロットキャリア信号を中央局からアンテナ基地局に向けて発信する通信システムが示されている。
【０００５】
図１５にこの通信システムを示す。アンテナ基地局620内で中央局630より無線データ信号及び２つのパイロットキャリア信号(f1，f2)が光信号に重畳されて伝送されてきた下り信号は、バンドパスフィルタ（607,608,609）により無線データ信号613と2つのパイロットキャリア信号（614,615）に分離される。これら2つのパイロットキャリア信号（614,615）はローカルキャリア発生部610において適宜、逓倍・混合して得られたローカル信号616を用い、アンテナで受信された図示しない子局からの上り信号を周波数変換して、アンテナ基地局固有の周波数をもったIF（中間周波数）信号を生成することが出来、光源605の直接変調によりIF信号が光波重畳される。すなわち、ローカルキャリア発生部610で各パイロットキャリア信号（614、615）への逓倍率を適切に設定することにより、アンテナ基地局毎にIF周波数帯を割り当てることが可能である。
【０００６】
しかしながら、図15のローカルキャリア発生部610は、逓倍器や多数のミキサによって構成される回路ブロックである。一般に、逓倍器やミキサは、ダイオードなどの非線形性応答を利用して動作させるため、ダイオードを飽和させるだけの入力信号強度を要する。また、周波数変換時の変換損失も少なくない。
【０００７】
したがって、ローカルキャリア発生部610から発生されるローカル信号616を用いて、上り無線信号を効率よく周波数変換させるためには、ローカルキャリア発生部610内のミキサや逓倍器を十分に駆動させうるように回路ブロック内に多数の増幅器を用いる必要がある。
【０００８】
また、パイロットキャリア信号（614,615）はそれぞれローカルキャリア発生部610で逓倍されるが、所望の逓倍率（m,n）以外の次数成分を除去する２つ以上のフィルタもローカルキャリア発生部610内に用意しなくてはならない。
その結果、増幅器の段数が多くなり装置規模が大きくなってしまう。また、増幅器で発生される雑音は増幅器の段数に応じて累積されるため、逓倍率や周波数変換量を高めた場合には、周波数変換回路から発生されるローカル信号の雑音特性が劣化するおそれがあり、上り無線信号の中央局側での受信感度を下げてしまうことが懸念される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、複数のアンテナ基地局で受信され、中央局に光伝送される複数の上り信号の中から所望の信号成分を中央局内で識別・抽出するために、2つのパイロットキャリア電気信号をサブキャリア伝送信号とともに送り、アンテナ基地局内で該パイロットキャリア信号を逓倍・混合してローカル信号を生成し、アンテナで受信された上り信号をアンテナアンテナ基地局固有の周波数に変換した信号により光源を変調し、中央局までファイバ伝送させた場合には、パイロットキャリア信号の逓倍・混合時に要する信号増幅が多段になった場合には、装置規模が大きくなり、ローカル信号の雑音特性が劣化し上り受信信号の受信感度を劣化させうるという問題があった。
【００１０】
このような問題を解決するために本発明では、アンテナ基地局内において子局からの上り信号を周波数変換するためのローカル信号を中央局からの基準光信号を用いて生成する際に、アンテナ基地局内で周波数変換操作を多用することなくローカル信号を生成することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明の光無線システムは、中央局と、この中央局に光ファイバにより接続された複数の無線基地局とからなり前記光ファイバ内を伝送する光波に重畳された伝送信号により前記中央局と前記複数の無線基地局との情報伝送を行う光無線通信システムにおいて、前記中央局は、前記光波に重畳され前記無線基地局に伝送し、周波数軸上で等間隔に配置された複数の光信号からなる光基準信号を発生する基準光信号源とを有し、前記無線基地局は、前記中央局より伝送された前記光基準信号を電気信号に変換する光電変換器と、光電変換器から出力された周波数軸上で等間隔に配置された複数の信号により前記中央局に伝送する上り伝送信号を複数の周波数に周波数変換する周波数変換器と、この周波数変換器から出力された複数の周波数の上り伝送信号の中で無線基地局固有の周波数の上り伝送信号を選択するフィルタと、この選択された周波数の上り伝送信号により前記中央局に前記光ファイバ内を伝送する無線基地局固有の周波数をもつ上り光波を生成する光源とを有することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の無線基地局は、中央局に光ファイバにより接続され、前記光ファイバ内を伝送する光波に重畳された伝送信号により前記中央局と情報伝送を行う無線基地局において、前記中央局より伝送され、前記中央局で発生した周波数軸上で等間隔に配置された複数の光信号からなる光基準信号を電気信号に変換する光電変換器と、光電変換器から出力された周波数軸上で等間隔に配置された複数の信号により前記中央局に伝送する上り伝送信号を複数の周波数に周波数変換する周波数変換器と、この周波数変換器から出力された複数の周波数の上り伝送信号の中で無線基地局固有の周波数の上り伝送信号を選択するフィルタと、この選択された周波数の上り伝送信号により前記中央局に前記光ファイバ内を伝送する無線基地局固有の周波数をもつ上り光波を生成する光源とを有すること
を特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る光無線システムの信号系の構成図を図１に示す。中央局１は光ファイバ１５に及び光カプラ１３により複数の基地局４に接続している。中央局１には光基準信号源（光コム信号源）２が設けられ、この光コム信号源２から出力される光周波数コム信号は各アンテナ基地局４へ光ファイバ１５により伝送する。
【００１４】
伝送された光コム周波数信号は各アンテナ基地局４ではフォトディテクタ５により光電変換され、電気信号である無線コム信号が生成される。増幅器６によって増幅されたコム信号は図示しない子局から送信されアンテナ基地局で受信された上り無線信号８とともにミキサ９に取り込まれる。
【００１５】
その結果、ミキサ９では上り無線信号の周波数変換された信号が生成され、この信号は各アンテナ基地局４に固有のバンドバスフィルタ11によりアンテナ基地局固有の周波数選択が行われる。
【００１６】
バンドパスフィルタ11の中心透過周波数は基地局ごとに割り振られているため、各アンテナ基地局４で受信された上り信号は基地局固有のIF（中間周波数）帯の信号に変換されることになる。
【００１７】
したがって、これらIF信号を用いて基地局内の光源12の出力を変調し、光カプラ13により光カプラ13で光学的に束ねて中央局１まで上り無線信号を光ファイバ１５で伝送することにより中央局１において混信なく各アンテナ基地局４で受信された上り無線信号８を取り込むことが可能となる。
【００１８】
各アンテナ基地局４からの光源１２の出力を1本のファイバに束ねる際には、各光源12からの光信号の波長が重ならないように光源間の中心波長を離しておくか、各光源12のスペクトル幅を広げることにより、光信号間の光学的相関を十分落としてやればよい。（参考文献：国際会議MWP'96  講演番号WE4-6など）
次に図１の光コム信号源２について図２を用いて説明する。図２に示すようにパルス光源30の出力を光増幅器37により強度を上げて光ファイバ38での非線形光学効果を高め、光ファイバ38の短パルス光を出力端において光モード数を増大させることにより、他モード光信号が配信され、これを光周波数コム信号としてアンテナ基地局に配信している。
【００１９】
この方法は一般にスーパーコンティニウムと呼ばれている現象を利用する方法で、例えば文献2001年度電子情報通信学会総合大会  講演番号B-10-56などに示されている。また、光周波数コム信号をモードロックレーザなどのパルス光源によって生成することも可能である。
【００２０】
次に図３を用いて動作を説明する。光コム信号源からは周波数軸上に等間隔で位相がそろった光周波数コム信号20が出力される（図３（ａ））。この光周波数コム信号20は図１のアンテナ基地局４に入力され、図示しない子局からアンテナ16により受信された信号21（図３（ｂ））とミキサ９により混合されたのち、複数のＩＦ信号群24の中からバンドパスフィルタにより周波数選択（図３（ｃ））され上り信号として中央局１に伝送される。
【００２１】
なお、図３（ｃ）では23がバンドパスフィルタの周波数特性を示しており、この帯域内のＩＦ信号群が上り周波数信号となる。
【００２２】
さらに、フォトディテクタから出力された光周波数コム信号のスペクトル20と受信上り信号スペクトル21の関係に示すように、中央局での各上り信号間の混信を避けるため、子局の送信信号帯域の上限はコム周波数間隔22の半分以下の範囲となる。したがって、バンドパスフィルタの帯域幅23は、光コム周波数間隔の半分以下にしておくことにより、上り信号成分を混信なく中央局において分離可能となる。当然のことながら、子局からの送信信号のスペクトル幅がバンドパスフィルタの通過帯域内であれば、子局から発せられる信号はどのような変調・多重方式のものであってもよい。
【００２３】
一方、第１の実施の形態においてミリ波帯無線通信を行う場合にはアンテナ基地局4のコストを抑圧するために基地局内の周波数変換回路に含まれるミリ波回路の信号帯域を制限した方がよく、一般的にはミリ波周波数に比較して2桁以下に抑えておくことが望ましい。したがって子局から送信される信号帯域幅は、数百メガヘルツ以下にしておく必要がある。
【００２４】
次に、第１の実施の形態に用いられる光コム信号源の他の例を図４乃至図８に示す。
図４に示す光コム信号源は基準光源30の出力を光カプラ31、可変光遅延器36、位相変調器32、光増幅器33、光アイソレータ34からなる光ループを形成し、リング型光源を構成している。
【００２５】
リング長及び変調信号源35の周波数を適切に設定することにより光周波数コム信号が生成される。
【００２６】
図５は光周波数コム信号源の他の例を示す構成図であり、光基準光源40の出力が光変調器32に供給され、この光変調器32は複数の発振器から構成されるマルチトーン信号源29から発生される信号により光周波数コム信号が発生する。
【００２７】
図６に図５の光周波数コム信号源の動作を示す。すなわち、図５に示す光コム信号源は光基準光源の出力パルス（図６（a））を光変調器に供給し、この光パルスはこの変調器には複数の発振器から構成されるマルチトーン信号源から発生される複数の信号により変調されて光コム信号が生成される（図６（ｂ））。
【００２８】
また、図７(a)はミリ波帯での単側波変調された光波を出力する光源をマイクロ波信号により直接変調してミリ波帯のマルチトーン信号を生成して光コム信号源を構成した構成図であり、図７(ｂ)はその動作を説明した図である。
【００２９】
図７(a)及び図７(ｂ)に示すように第1の光源であるマスタ光源41に適当な正弦波信号源42からの正弦波信号で変調した結果、マスタ光源41から出力される高次側帯波成分43により第2の光源44の発振周波数45を固定し、かつ、第2の光源であるスレーブ光源44は、所望のコム間隔に相当した周波数を有するマイクロ波信号源46からのマイクロ波信号により直接変調されている。
【００３０】
ここで、スレーブ光源44は複数のモードで発振するマルチモードレーザであって、かつ、そのモード間隔は無線伝送に用いるミリ波帯周波数である。マスタ光源41から発せられる高次側帯波成分43の2本のモードによりスレーブ光源44の隣接２モード光について各々の周波数が固定される場合にはスレーブ光源44から周波数が固定された２モード光47が選択的に出力されるため、光周波数コム信号が光ファイバにより伝送されフォトディテクタで光電変換すると位相雑音特性にきわめて優れたミリ波搬送波を生成することができる（参考文献：国際会議：ECOC'99  講演番号P3-5  参照）。
【００３１】
また、スレーブ光源44の隣接２モード光の周波数が固定された状況で、マイクロ波信号源46から発生したマイクロ波信号によりスレーブ光源44の注入電流を直接変調しているため各2モード光は同時に振幅・位相変調される。ここで、スレーブ光源44の変調特性には非線形性が存在するためマイクロ波信号源からのマイクロ波信号46の強度を高めるなどして各2モード光47に対してマイクロ波信号に対する高調波成分48を多数発生させることができる。この結果、周波数軸上において2モード光47の周りにはマイクロ波信号間隔のマルチトーン信号が生成される。
【００３２】
アンテナ基地局におかれたフォトディテクタ出力では光電変換により自乗検波されるためマルチトーン信号のトーン数はさらに増加する。
【００３３】
以上の記述は、マルチモードレーザの2モード周波数を外部変調光により固定化した例であるが、外部光により3モード以上固定化した場合にはさらなるトーン数の増加を図ることができる。
【００３４】
また、上記の図７(a)の例ではスレーブ光源44としてマルチモードレーザを用いているが、図８のようにマスタ光源41からの高次側帯波成分を光カプラ５０で分配し２つのシングルモードレーザである第１のスレーブ光源51-1及び第２のスレーブ光源51-2を用い、第１のスレーブ光源51-1及び第２のスレーブ光源51-2をそれぞれ適当なマイクロ波信号源(52-1,52-2)からのマイクロ波信号により過変調してその高調波成分を多数発生させてもよい。
【００３５】
この場合には、第１のスレーブ光源51-1及び第２のスレーブ光源51-2の中心発振波長を温度により変更可能であり、かつ、第１の光源であるマスタ光源41への正弦波信号源42からの正弦波信号の周波数を調整することにより高調波成分の周波数を変えられるため、光周波数コム信号の周波数帯を自由に設定できるという特徴がある。
【００３６】
つぎに、図９乃至図１１を用いて本発明を利用した光無線システムの上り系と下り系の構成を説明する。図９は中央局１を示し、図１０は基地局４、図１１は図１０の基地局と通信をする子局である端末を示している。なお、図１０の基地局４は複数の同じ構成の基地局が光カプラ１３を介して光ファイバに接続されている。
【００３７】
図９に示すようにまず中央局1において、図１０の基地局４に伝送する信号群62を結合器63によりサブキャリア多重したものと無線搬送波信号源64からの無線搬送波信号とをミキサ65を用いてサブキャリア多重信号を無線周波数帯までアップコンバートする。アップコンバート信号の内、バンドパスフィルタ66により搬送波成分と片側波帯成分が選択され、搬送波成分はドライバ67を通じて光変調器68に入力される。そこで、シングルモード光源61からの信号を変調器68に供給することでサブキャリア多重信号は光波に重畳される。
【００３８】
変調器68の出力はWDMカプラ69により光コム信号源70から出力される光周波数コム信号に合波する。合波光信号は光増幅器71を通じて下り線の光ファイバ95-1を通して各アンテナ基地局４までファイバ伝送される。
【００３９】
図１０の各アンテナ基地局4では、光ファイバ95-1に接続されたカプラ13により伝送された合波光信号がアンテナ基地局４に取り込まれ、WDMカプラ69によって光サブキャリア多重信号と光周波数コム信号とに分波され２つの分波出力はそれぞれフォトディテクタ（72,73）によって受光される。
フォトディテクタ73で電気信号に変換されたサブキャリア多重信号は高周波増幅器76を通じてアンテナ77-1に導かれ、図１１の子局へと無線伝送される。
【００４０】
図１１の子局においては受信したサブキャリア多重信号をサーキュレータ７４を介し、高周波増幅器７６で信号が増幅された後、ダイプレクサ78により無線搬送波成分の一部がサブキャリア多重信号成分から分離される。
【００４１】
ここで、ダイプレクサ78を通過した信号成分を周波数変換部75に入力し、サブキャリア多重信号成分が無線伝送周波数帯からIF周波数帯へダウンコンバートされる。その後、受信器79においてIF周波数帯のサブキャリア多重信号から所望のチャンネル信号が適宜選択される。
【００４２】
一方、受信器79で選択したチャンネルの情報を図９の中央局１で把握させるために、送信器80では送信すべき上り信号の他に受信器79から送信器80へ送られるチャンネル選択信号82を合わせて送るようにしておく。
【００４３】
送信器80から出力される送信器出力信号はダイプレクサ78から出力される搬送波成分とミキサ65で混合され、バンドパスフィルタ84や無線増幅器85を通過後、アンテナ72-2から図１０の基地局４に無線伝送される。
【００４４】
次に図１０に示すように図１１の子局からの上り無線信号はアンテナ77-1により受信され、この受信信号はフォトディテクタ72で電気信号に変換された図９の中央局１より送られてきた無線周波数コム信号７と混合することによってコム状のIF周波数帯に変換される。
【００４５】
コム状のIF信号はアンテナ基地局４に固有な中心透過周波数を有するバンドパスフィルタ11により選択される。その結果、選択されたIF信号により光源12が変調され、この変調出力はカプラ13を通して上り線の光ファイバ95-2により図９の中央局１に伝送された後、中央局１内のフォトディテクタ86に取り込まれる。
【００４６】
図９の中央局１のフォトディテクタ86の出力は上り信号受信装置の制御回路87に供給されており、上り信号81に含まれる制御信号88を各下り信号源62に供給する。
【００４７】
このような光無線システムの構成では中央局１内の下り信号用の光源の数が一つで良いことである。中央局１と各アンテナ基地局４にはWDMカプラ69を用いているが、このWDMカプラ69はシングルモード光源61と光周波数コム信号の中心波長の差が十分に大きければ、誘電体多層膜フィルタなどによる比較的安価なWDMカプラを適用可能である。
【００４８】
また、各アンテナ基地局においてそれぞれのIF信号により（半導体ファブリペロレーザのような）安価な光源を直接変調し、各変調光信号を光カプラにより合波した後、中央局までファイバ伝送する。このような構成により、狭帯域光フィルタや単一モードレーザなど高価な光学部品をアンテナ基地局に導入せずに済み、中央局内でコム周波数を適切に設定・管理することによりすべての上り信号を混信なく中央局に取り込むことができる。
【００４９】
また、各子局の送信信号（アンテナ基地局で受信される信号）の周波数が同一であっても中央局において上り信号を混信なく受信できるという特徴がある。この特徴は、無線信号の利用可能な帯域が広くとれない場合に周波数の利用効率の点で有効である。同時に、子局側の送信周波数を同一化できるため子局内の送信回路部もまた画一化でき、特に、利用周波数帯が高い場合はコスト面で有利となる。
【００５０】
また、本実施の形態をミリ波帯通信に適用した場合には、アンテナ基地局内では高価な光学部品や基準信号源などが不要な一方で、高周波増幅器、ミキサなどが必要不可欠になるが、特定の限られた帯域で動作すればよく回路のIC化によって量産化を図れば、コストの抑圧が可能である。
【００５１】
また、フォトディテクタにおいて光電変換され生成される無線コム信号はミリ波帯信号であると同時に、コム間隔も数十メガヘルツ〜数ギガヘルツであることが望まれる。かかる要求に際しては、ミリ波帯搬送波信号で変調された光信号をマイクロ波周波数帯のコム信号で変調すればよい。変調器としては従来の光通信向けの外部変調器を用いることができる。
【００５２】
また、光周波数コム信号源を中央局で用い、かつ、コム周波数間隔がミリ波信号である場合には光周波数コム信号源の出力に対し外部変調器を介してマイクロ波帯コム信号により変調することによって、広範囲、かつ、稠密な光コム信号を発生可能である。このような場合に、アンテナ基地局ごとに中心透過光周波数が定められた光バンドパスフィルタを用いて、光コム信号をバンドパスフィルタの帯域ごとに周波数分割し、各アンテナ基地局にマイクロ波周波数間隔のコム信号源を分配してもよい。
【００５３】
このように本実施の形態では中央局からの基準となる光周波数コム信号をアンテナ基地局に送るためにアンテナ基地局内に光波長多重するための光光源として安価なマルチモード半導体レーザを利用できるなどの特徴を有する。
【００５４】
（他の実施の形態）
次に図１２に他の実施の形態を示す。図７(a)は光ケーブルに光カプラを介して接続された複数の基地局の構成例を示しており、図７(b)は下り信号と基準信号の光スペクトルを示す図である。この実施の形態は各アンテナ基地局への中央局からの下り信号と光コム基準信号の光電変換を一つのフォトディテクタで行うための構成を示している。
【００５５】
図７(a)の基地局では図７(ｂ)に示すように図示しない中央局から送られてきた下り信号光100と光周波数コム信号101との光学的干渉を避けるため、両者の光周波数は十分に離しておきフォトディテクタ102において生成される２つの光信号のビート周波数成分がフォトディテクタ102の帯域外にあるようにしている。
【００５６】
フォトディテクタ102の出力を光カプラ90により分配してバンドパスフィルタ103に供給し、このバンドパスフィルタ103により下り信号成分を抽出し、アンテナ93から図示しない子局へと無線伝送する。
【００５７】
また、光カプラ90より分配された光周波数コム信号はミキサ104に供給される。
さらに、図示しない子局から無線伝送された下り信号はその周波数とコム信号の平均周波数の差を十分とることによって、ミキサ104から出力される上り信号の光周波数コム信号と図示しない子局から無線伝送された下り信号の混合成分はバンドパスフィルタ105の帯域外に落とすことができ、図示しない中央局での上り信号と下り信号の混信を避けることができる。
【００５８】
なお、フォトディテクタ102への光入力強度が過大になると、場合によっては2光信号の混合成分が下り信号周波数上に現れることが知られている。このようなフォトディテクタの非線形応答を避けるためフォトディテクタ102への総入力光強度は一定の値を超えないような制御を行う。
【００５９】
本実施形態をミリ波帯の超高速無線伝送に適用した場合にはミリ波周波数で応答可能な超高速フォトディテクタの数をシステム内で半減でき、システム全体のコストを下げることができる。
【００６０】
（他の実施の形態）
次に図１３及び図１４に他の実施の形態を示す。図１３は中央局の構成を示しており、図１４は基地局の構成を示している。この実施の形態は図１４の各アンテナ基地局４への図１３の中央局からの下り光信号100が波長多重化されている例に関するものである。
【００６１】
図１３の中央局では複数の単一モード光源から成る波長多重光源200は各下り信号源201により直接変調されている。各単一モード光源200の出力は光合波器202により合波される。合波出力は、無線周波数帯の搬送波信号203により駆動された光変調器204に結合し、各光信号は無線搬送波203により一括変調される。
【００６２】
変調器204からの信号出力と光周波数コム信号源207の出力はWDMカプラ208により合波され、光増幅器209を通過後、下りの光ファイバ100により図１４の各アンテナ基地局210へファイバ伝送される。
【００６３】
図１４の第一のアンテナ基地局210においてWDMカプラ211により光周波数コム信号と下り信号は波長分離される。各アンテナ基地局には光周波数コム信号を分配する光カプラ212と各アンテナ基地局に対応した中心選択波長を有するドロップフィルタ213とを有している。
【００６４】
したがって、各ドロップフィルタ213により選択された光無線信号214はフォトディテクタ215、無線増幅器216を通じてアンテナ217から出力される。また、アンテナ217によって受信された図示しない子局からの上り信号はミキサ226に供給され、無線コム信号と混合されてコム状のIF帯信号群に変換された後、アンテナ基地局ごとに中心透過波長を定めたバンドパスフィルタ220によりIF周波数が選択される。
【００６５】
この後、光源221の出力はバンドパスフィルタ220からの上りIF信号により直接変調され、カプラ212を通じて図７１３の中央局１へとファイバ伝送される。中央基地局内でのフォトディテクタ223により発生した上り信号群は上り受信装置224の制御回路224に取り込まれ、上り信号の情報の一部が信号源201へ供給される。
【００６６】
図６の光無線システムと比較すると、この実施形態では、下り信号の光波長と上り信号のIF周波数が1対1に対応しており、図６のごとく子局内でチャンネル選択情報を上り信号に合わせて送らなくても子局―中央局間の信号の送受信が円滑に行いうるという特徴がある。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、中央局に周波数軸上で等間隔に配置された複数の光信号からなる光基準信号を設けることにより、各基地局内に高精度の無線基準信号源を用いることなく光無線システムを構成でき、中央局において各上り信号を混信すること無く光電変換して取り込むことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第1の実施形態の構成図を示す図。
【図２】本発明に係る光基準信号源の構成を示す図。
【図３】本発明に係る光基準信号源の原理を示す図。
【図４】本発明に係る光基準信号源の構成を示す図。
【図５】本発明に係る光基準信号源の構成を示す図。
【図６】本発明に係る光基準信号源の原理を示す図。
【図７】本発明に係る光基準信号源の構成を示す図。
【図８】本発明に係る光基準信号源の構成を示す図。
【図９】本発明の他の実施形態の構成図であり、中央局を示す図。
【図１０】本発明の他の実施形態の構成図であり、アンテナ基地局を示す図。
【図１１】本発明の他の実施形態の構成図であり、子局を示す図。
【図１２】本発明の他の実施形態の構成図であり、アンテナ基地局を示す図。
【図１３】本発明の他の実施形態の構成図であり、中央局を示す図。
【図１４】本発明の他の実施形態の構成図であり、アンテナ基地局を示す図。
【図１５】従来の光無線システムを示す構成図。
【符号の説明】
１  中央局
２  光基準信号源
４  アンテナ基地局
５  フォトディテクタ
６  増幅器
9  ミキサ
１１  バンドパスフィルタ
１２  光源
１３  光カプラ
１４  上り信号受信装置
【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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