JP2011155512A - Ｒｆ光伝送システム、親局無線装置、及びレベル安定化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】システム構成を容易に変更できるＲＦ光伝送システムを提供する。
【解決手段】 親局無線装置１０は、複数系統の無線信号を、それぞれ周波数が異なる複数の中間周波数帯信号に変換する周波数変換部１１１と、複数の中間周波数帯信号を電気的に合成して子局装置に分配する信号合成分配部１１２と、合成された光信号に変換し、光ファイバ１２１−１〜１２１−ｎを介して子局装置１３−１〜１３−ｎに出力する電気／光変換部１１３−１〜１１３−ｎを具備する。レベル安定化装置１６−１１〜１６−ｎ２は、子局装置から送られたＩＦ信号を分配する信号合成分配部１６１と、分配されたＩＦ信号を複数系統の所定の無線周波数の無線信号に変換する周波数変換部１６２と、無線信号を増幅する増幅部１６３、１６５と、複数のアンテナ装置１６９−０と１６９−１を具備する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＲＦ（Radio Frequency）信号を光信号に変換して無線装置間を伝送するＲＦ光伝送システム、親局無線装置、及びレベル安定化装置に関する。

携帯電話システムやＰＨＳ（personal handy-phone system）システム等の無線通信システムでは、携帯電話端末やＰＨＳ端末等の端末装置と無線基地局装置との間での信号送受信が無線通信によって行われている。このような無線通信システムでは電波を用いた通信が行われるため、高層ビルの中や地下街などの電波不感地帯では、無線基地局装置と端末装置との通信が難しい。電波不感地帯における通信を可能とするための技術として、ＲＯＦ（Radio over Fiber）技術が知られている。ＲＯＦ技術によれば、無線基地局装置から送信されるＲＦ信号が電気／光変換によって光信号に変換され、電波不感地帯に設置された子局装置まで光ファイバを用いて伝送される。端末装置には、子局装置から無線信号が送信される。

近年の無線通信システムでは、無線基地局装置及び端末装置にそれぞれ複数のアンテナが備えられるＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）システムが用いられるようになっている。このようなＭＩＭＯシステムにもＲＯＦ技術を適用して、電波不感地帯においても通信を可能とする技術が提案されている。例えば特許文献１には、無線周波数信号を光信号に変換し、光信号を多重化して、単一の光ファイバを介してアクセス・ポイントと集中基地局の間を伝送するＭＩＭＯシステムが記載されている。

特開２００４−５６８２１号公報（段落００１０、図１）

１台の子局装置から送出される信号を、同軸ケーブルや分配器によって分配し、分配された信号を複数の端末装置（あるいは複数のアンテナ）へ送出するシステムは、ＤＡＳ（distributed antenna system）と称される。信号の送受信が１系統で行なわれる従来の単一伝送方式では、ＤＡＳも１系統の信号の伝送に対応していた。

しかしながら、複数の系統の信号を並行伝送するＭＩＭＯ方式の無線基地局装置においては、１系統の送受信のために１系統のＤＡＳを配備する従来の方式では、ＭＩＭＯの系統数分のＤＡＳを構築して、系統毎に信号伝送を行なう必要があった。例えば特許文献１に記載のシステムでは、アクセス・ポイントと集中基地局が単一の光ケーブルで接続されている。従って、アクセス・ポイントを増設する場合には、対応する集中基地局も増設し、更に光ケーブルで接続する必要がある。このため、システム構成の変更が容易ではない。

本発明は、前記のような問題に鑑みなされたもので、システム構成が容易に変更できるＲＦ光伝送システム、親局無線装置、及びレベル安定化装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態に係るＲＦ光伝送システムは、基地局無線装置から所定の無線周波数で送信された複数系統の無線信号を受信する親局無線装置と、前記親局無線装置と光回線によって接続された少なくとも１つの子局装置と、前記子局装置と同軸ケーブルで接続された少なくとも１つのレベル安定化装置を含むＲＦ光伝送システムであって、前記親局無線装置は、前記複数系統の無線信号を、それぞれ周波数が異なる複数の中間周波数帯信号に変換する第１の周波数変換手段と、前記複数の中間周波数帯信号を電気的に合成して第１の合成信号を生成し、前記第１の合成信号を前記子局装置に分配する合成分配手段と、前記第１の合成信号を光信号に変換し、前記光回線を介して前記光信号を前記子局装置に出力する電気／光変換手段とを具備し、前記子局装置は、前記光回線を介して送られる前記光信号を受信して、電気信号に変換する光／電気変換手段と、前記電気信号を前記複数の中間周波数帯信号に分配する第１の分配手段と、前記複数の中間周波数帯信号を電気的に合成して第２の合成信号を生成し、前記第２の合成信号を前記同軸ケーブルに出力する合成手段とを具備し、前記レベル安定化装置は、前記第２の合成信号を、前記複数の中間周波数帯信号に分配する第２の分配手段と、前記複数の中間周波数帯信号を、前記所定の無線周波数の複数系統の無線信号に変換する第２の周波数変換手段と、前記複数系統の無線信号をそれぞれ増幅する複数の増幅手段と、前記増幅手段によって増幅された前記複数系統の無線信号を送出する複数のアンテナ装置を含む送信手段とを具備する。

また、本発明の一実施形態に係る親局無線装置は、基地局無線装置から所定の無線周波数で送信された複数系統の無線信号を受信する親局無線装置と、前記親局無線装置と光回線によって接続された少なくとも１つの子局装置と、前記子局装置と同軸ケーブルで接続された少なくとも１つのレベル安定化装置を含むＲＦ光伝送システムであって、前記子局装置は、前記親局装置から前記光回線を介して送られる前記光信号を受信して電気信号に変換し、前記電気信号をそれぞれ周波数が異なる複数の中間周波数帯信号に分配し、電気的に合成して前記同軸ケーブルに出力し、前記レベル安定化装置は、前記子局装置からの信号を前記複数の中間周波数帯信号に分配して、前記所定の無線周波数の複数系統の無線信号に変換し、前記複数系統の無線信号をそれぞれ増幅して複数のアンテナ装置から送出するＲＦ光伝送システムにおいて用いられる親局無線装置であって、前記複数系統の無線信号を、前記複数の中間周波数帯信号に変換する周波数変換手段と、前記複数の中間周波数帯信号を電気的に合成して合成信号を生成し、前記合成信号を前記子局装置に分配する合成分配手段と、前記合成信号を光信号に変換し、前記光回線を介して前記光信号を前記子局装置に出力する電気／光変換手段とを具備する。

また、本発明の一実施形態に係るレベル安定化装置は、基地局無線装置から所定の無線周波数で送信された複数系統の無線信号を受信する親局無線装置と、前記親局無線装置と光回線によって接続された少なくとも１つの子局装置と、前記子局装置と同軸ケーブルで接続された少なくとも１つのレベル安定化装置を含むＲＦ光伝送システムであって、前記親局無線装置は、前記複数系統の無線信号を、それぞれ周波数が異なる複数の中間周波数帯信号に変換し、それぞれ電気的に合成して前記子局装置に分配し、光信号に変換して前記光回線を介して前記光信号を前記子局装置に出力し、前記子局装置は、前記光回線を介して送られる前記光信号を電気信号に変換し、前記電気信号を前記複数の中間周波数帯信号に分配して電気的に合成し、前記同軸ケーブルに出力するＲＦ光伝送システムにおいて用いられるレベル安定化装置であって、前記複数系統の無線信号を合成した合成信号であって前記子局装置から前記同軸ケーブルを介して送信される合成信号を、複数の中間周波数帯信号に分配する分配手段と、前記複数の中間周波数帯信号を、前記所定の無線周波数の複数系統の無線信号に変換する周波数変換手段と、前記複数系統の無線信号をそれぞれ増幅する複数の増幅手段と、前記増幅手段によって増幅された前記複数系統の無線信号を送出する複数のアンテナ装置を含む送信手段とを具備する置。

本発明によれば、システム構成を容易に変更できるＲＦ光伝送システム、親局無線装置、及びレベル安定化装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る２×２ＭＩＭＯのＲＦ光伝送システムにおいて信号伝送に関する部分の構成を示すブロック図。 上記実施形態に係る２×２ＭＩＭＯのＲＦ光伝送システムにおいて損失補正に関する部分の構成を示すブロック図。 本発明の一実施形態に係る４×４ＭＩＭＯのＲＦ光伝送システムにおいて信号伝送に関する部分の構成を示すブロック図。

以下、図面を参照して本発明によるＲＦ光伝送システムの実施形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る２×２ＭＩＭＯのＲＦ光伝送システムにおいて信号伝送に関する部分の構成を示すブロック図である。図１に示すように、このＲＦ光伝送システムの下り回線では、基地局無線装置１０から出力された周波数Ｆの２系統（系統０と系統１）の無線信号（ＲＦ信号）が、親局無線装置１１で受信されて光信号に変換され、光ファイバ回線１２１−１〜１２１−ｎを介して子局装置１３−１〜１３−ｎに伝送される。光信号は子局装置１３−１〜１３−ｎで再び電気信号に変換されて、分配器１５−１〜１５−ｎを介してレベル安定化装置１６−１１〜１６−ｎ２に分配供給される。レベル安定化装置１６−１１〜１６−ｎ２は供給された信号を周波数Ｆの２系統の無線信号に復元し、端末装置（図示せず）に送出する。

端末装置から送出された無線信号（ＲＦ信号）を基地局無線装置１０に送信するための上り回線では、下り回線とは逆の信号伝送が行なわれる。すなわち、レベル安定化装置１６−１１〜１６−ｎ２のいずれかで受信されたＲＦ信号が対応するいずれかの子局装置１３−１〜１３−ｎに送られて光信号に変換され、対応するいずれかの光ファイバ１２２−１〜１２２−ｎを介して親局装置１１に送信される。親局装置１１は、当該光信号を電気信号に変換し、基地局無線装置１０に２系統の（系統０と系統１）無線信号として周波数Ｆで送信する。

基地局無線装置１０は、無線基地局に備えられ、２系統（系統０と系統１）の無線伝送に対応する無線装置である。基地局無線装置１０は、系統０に対応する送受信部１０−０及び系統１に対応する送受信部１０−１を具備している。送受信部１０−０は系統０に対応するアンテナ装置、送信機ＴＸ０及び受信機ＲＸ０を具備し、送受信部１０−１は系統１に対応するアンテナ装置、送信機ＴＸ１及び受信機ＲＸ１を具備している。

下り回線では、送信機ＴＸ０及び送信機ＴＸ１から親局装置１１へＲＦ信号が送信される。また上り回線では、親局装置１１から送信されたＲＦ信号が受信機ＲＸ０及び受信機ＲＸ１で受信される。

親局装置１１は、周波数変換部１１１、信号合成分配部１１２、電気／光（Ｅ／Ｏ）変換部１１３−１〜１１３−ｎ、及び光／電気（Ｏ／Ｅ）変換部１１４−１〜１１４−ｎを具備している。

周波数変換部１１１は、系統０に対応するアンテナ装置、送信機ＴＸ０及び受信機ＲＸ０、系統１に対応するアンテナ装置、送信機ＴＸ１と受信機ＲＸ１を具備している。この周波数変換部１１１は、基地局無線装置１０から２系統の下り回線によって送信された周波数ＦのＲＦ信号を受信し、中間周波数（Intermediate Frequency）帯の電気信号であるＩＦ信号へ変換する。周波数変換部１１１が下り回線のＲＦ信号を周波数変換する場合、系統０のＲＦ信号と系統１のＲＦ信号とは、互いに異なる周波数（但し、中間周波数帯）のＩＦ信号に変換される。以下では、系統０のＲＦ信号を周波数変換したＩＦ信号の周波数をｆ０、系統１のＲＦ信号を周波数変換したＩＦ信号の周波数をｆ３と表記する。

一方、上り回線によって信号を基地局無線装置１０に送信する場合には、周波数変換部１１１は、互いに異なる周波数のＩＦ信号を周波数Ｆの２系統のＲＦ信号に変換し、基地局無線装置１０へ送信する。以下では、周波数変換部１１１へ入力される系統０に対応するＩＦ信号の周波数をｆ１、系統１に対応するＩＦ信号の周波数をｆ４と表記する。

このように、下り回線の２系統のＲＦ信号をそれぞれ異なる周波数のＩＦ信号ｆ０、ｆ３へ変換することで、これらの２系統の信号を合成したり分配したりすることができるようになる。また、２系統のＲＦ信号が中間周波数帯の異なる周波数へ変換されるため、信号合成分配部などを構成する回路部材は、高周波帯の信号用の回路部材を使用するよりも安価な中間周波数帯用の部材を使用することができる。従って、ＲＦ光伝送システムの製造コストを抑えることができる。

信号合成分配部１１２は、周波数変換部１１１から入力される下り回線のＩＦ信号（周波数がｆ０とｆ３）を電気的に合成して１つのＩＦ信号とし、合成されたＩＦ信号をＥ／Ｏ変換部１１３−１〜１１３−ｎへ分配する。

また信号合成分配部１１２は、Ｏ／Ｅ変換部１１４−１〜１１４−ｎから入力されるＩＦ信号を周波数ｆ１のＩＦ信号と周波数ｆ４のＩＦ信号に分配し、周波数変換部１１１へ出力する。

Ｅ／Ｏ変換部１１３−１〜１１３−ｎは、下り回線のＩＦ信号を光信号へ変換し、対応する光ファイバ１２１−１〜１２１−ｎに出力する。一方Ｏ／Ｅ変換部１１４−１〜１１４−ｎは、上り回線の光信号を電気信号であるＩＦ信号に変換し、信号合成分配部１１２へ出力する。

親局装置１１と複数の子局装置１３−１〜１３−ｎは、対応する光ファイバ１２１−１〜１２１−ｎ及び光ファイバ１２２−１〜１２２−ｎを介してそれぞれ接続されている。光ファイバ１２１−１〜１２１−ｎは下り回線の接続に、光ファイバ１２２−１〜１２２−ｎは上り回線の接続に用いられる。

子局装置１３−１〜１３−ｎはそれぞれ、電波不感地帯に設置される。図１には、子局装置１３−１〜１３−ｎが共通して有する構成が図示されており、対応する部分には対応する参照数字が付されている。

子局装置１３−１〜１３−ｎのそれぞれは、光／電気（Ｏ／Ｅ）変換部１３１、電気／光（Ｅ／Ｏ）変換部１３２、信号合成分配部１３３、周波数ｆ０に対応する増幅部１３４、周波数ｆ１に対応する低雑音増幅部１３５、周波数ｆ３に対応する増幅部１３６、周波数ｆ４に対応する低雑音増幅部１３７、及びハイブリッド合成分配器（Ｈ）１３８を具備している。

Ｏ／Ｅ変換部１３１は、対応する光ファイバ１２１−１〜１２１−ｎを介して親局装置１１から送信された下り回線の光信号を電気信号であるＩＦ信号（周波数ｆ０、ｆ３）に変換する。Ｅ／Ｏ変換部１３２は、信号合成分配部１３３から出力されたＩＦ信号を光信号に変換して、対応する光ファイバ１２２−１〜１２２−ｎを介して親局装置１１に送信する。

信号合成分配部１３３は、Ｏ／Ｅ変換部１３１からの下り回線のＩＦ信号を周波数ｆ０のＩＦ信号と周波数ｆ３のＩＦ信号に電気的に分配する。分配された周波数ｆ０のＩＦ信号は増幅部１３４へ、周波数ｆ３のＩＦ信号は増幅部１３６へ送られる。

また信号合成分配部１３３は、低雑音増幅部１３５から入力する周波数ｆ１の上り回線のＩＦ信号と低雑音増幅部１３７から入力する周波数ｆ４の上り回線のＩＦ信号とを電気的に合成し、Ｅ／Ｏ変換部１３２に出力する。

ハイブリッド合成分配器１３８は、増幅部１３４及び１３６から入力する下り回線のＩＦ信号（周波数ｆ０、ｆ３）を合成して、接続された１以上のレベル安定化装置に同軸ケーブルを介して出力する。図１では、子局装置１３−１がレベル安定化装置１６−１１及びレベル安定化装置１６−１２に接続され、同様に子局装置１３−ｎはレベル安定化装置１６−ｎ１及びレベル安定化装置１６−ｎ２に接続されている。分配器１５−１〜１５−ｎは、それぞれ対応する子局装置１３−１〜１３−ｎから出力される電気信号をレベル安定化装置に分配する。各子局装置に接続されるレベル安定化装置の数は、２個に限定されず、分配器の数を増やして、子局装置に接続されるレベル安定化装置の数を増やすことも可能である。

またハイブリッド合成分配器１３８は、接続されたレベル安定化装置から同軸ケーブルを介して送られた上り回線のＩＦ信号（周波数ｆ１、ｆ４）を分配して、低雑音増幅部１３５及び１３７に出力する。

レベル安定化装置１６−１１〜１６−ｎ２はそれぞれ、２系統（系統０と系統１）の無線伝送に対応している。図１には、レベル安定化装置１６−１１〜１６−ｎ２が共通して有する構成が図示されており、対応する部分には対応する参照数字が付されている。

レベル安定化装置１６−１１〜１６−ｎ２のそれぞれは、信号合成分配部１６１、周波数変換部１６２、増幅部１６３、低雑音増幅部１６４、増幅部１６５、低雑音増幅部１６６、ハイブリッド分配合成器（Ｈ）１６７、及びハイブリッド分配合成器（Ｈ）１６８を具備している。ハイブリッド分配合成器１６７には、系統０に対応するアンテナ装置１６９−０が接続されている。また、ハイブリッド分配合成器１６８には、系統１に対応するアンテナ装置１６９−１が接続されている。

信号合成分配器１６１は、同軸ケーブルを介して伝送された下り回線のＩＦ信号を周波数ｆ０のＩＦ信号と周波数ｆ３のＩＦ信号に分配する。また信号合成分配器１６１は、周波数ｆ１の上り回線のＩＦ信号と周波数ｆ４の上り回線のＩＦ信号を合成し、同軸ケーブルを介して子局装置に送信する。

周波数変換部１６２は、下り回線のＩＦ信号（周波数ｆ０、ｆ３）を高周波のＲＦ信号（周波数Ｆ）に変換する。また逆に上り回線では、周波数変換部１６２は、系統０のＲＦ信号（周波数Ｆ）と系統１のＲＦ信号（周波数Ｆ）をそれぞれ異なる周波数のＩＦ信号（周波数ｆ１とｆ４）に変換する。

増幅部１６３は、周波数変換部１６２から出力された系統０に対応する下り回線のＲＦ信号を増幅し、ハイブリッド分配合成器１６７を介してアンテナ装置１６９−０に出力する。系統０のＲＦ信号（周波数Ｆ）は、アンテナ装置１６９−０から空中に送出される。

同様に増幅部１６５は、周波数変換部１６２から出力された系統１に対応する下り回線のＲＦ信号を増幅し、ハイブリッド分配合成器１６８を介してアンテナ装置１６９−１に出力する。系統１のＲＦ信号（周波数Ｆ）は、アンテナ装置１６９−１から空中に送出される。

一方、上り回線では、アンテナ装置１６９−０が受信した系統０のＲＦ信号が、ハイブリッド合成分配器１６７を介して低雑音増幅部１６４に出力される。またアンテナ装置１６９−１が受信した系統１のＲＦ信号は、ハイブリッド分配合成器１６８を介して低雑音増幅部１６６に出力される。低雑音増幅部１６４及び低雑音増幅部１６６は、ＲＦ信号に対して低雑音増幅を行い、周波数変換部１６２に出力する。

ハイブリッド分配合成器１６７は、系統０の上り回線の信号と下り回線の信号を分配又は合成するために用いられ、ハイブリッド分配合成器１６８は、系統１の上り回線の信号と下り回線の信号を分配又は合成するために用いられる。

アンテナ装置１６９−０及び１６９−１から無線端末装置へは、同一周波数（Ｆ）のＲＦ信号が系統０と系統１の２系統によって伝送される。

以上のように、図１に示す構成によるＲＦ光伝送システムによれば、親局装置と子局装置間で２×２ＭＩＭＯの２系統の信号を一括して伝送することが可能となる。このため、子局装置を増設する場合であっても、親局装置を増設して２つのＤＡＳシステムを構築する必要がなくなり、システム構成が簡易化される。

図１に示すＲＦ光伝送システムでは、子局装置からアンテナ装置までは、同軸ケーブルによって信号が伝送されるため、ケーブル損失の発生が避けられない。また、分配器１５−１〜１５−ｎでも、分配損失が生じる。本実施形態では、レベル安定化装置１６−１１〜１６−ｎ２において、以下に説明するように同軸ケーブル損失及び分配損失の補正を行なっている。

図２は、本実施形態に係る２×２ＭＩＭＯのＲＦ光伝送システムにおいて損失補正に関する部分の構成を示すブロック図である。図２において、図１と対応する部分には対応する参照数字が付されている。

以下では、一例として、系統０のＲＦ信号について、レベル安定化装置１６−１１からの出力レベルを安定化させる場合について説明する。説明を簡単化するため、図２では、系統１の信号伝送に関する構成、子局装置１３−２〜１３−ｎ、及びレベル安定化装置１６−１２〜１６−ｎ２の図示が省略されている。一方、レベル安定化のための制御信号の伝送に係る制御系が図示されている。

図２に示すように、親局装置１１は、図１に示す構成に加えてレベル安定化制御回路１７を具備している。レベル安定化制御回路１７は、所望の出力レベルをパラメータ化して、周波数ｆｘ（中間周波数帯）の制御信号１１４を生成する。周波数ｆｘの制御信号は、信号合成分配部１１２によって下り回線のＩＦ信号と重畳される。重畳されたＩＦ信号は、Ｅ／Ｏ変換部１１３−１によって光信号に変換され、光ファイバ１２１−１を介して子局装置１３−１に伝送される。

子局装置１３−１において、下り回線の光信号は、Ｏ／Ｅ変換部１３１によって中間周波数帯の電気信号に変換される。信号合成分配部１３３は、当該下り回線のＩＦ信号を周波数ｆ０とｆｘのＩＦ信号、及び周波数ｆ３のＩＦ信号に電気的に分配する。周波数ｆ０とｆｘのＩＦ信号は増幅器１３４に入力され、周波数ｆ３のＩＦ信号は増幅器１３６に入力されて、それぞれ増幅される。

ハイブリッド合成分配器１３８は、増幅部１３４から入力する下り回線のＩＦ信号と増幅部１３６から入力する下り回線のＩＦ信号を合成して、同軸ケーブルを介してレベル安定化装置１６−１１に出力する。

レベル安定化装置１６−１１は、図１に示す構成に加えて信号検出・レベル制御部１７０を具備している。信号合成分配部１６１は、下り回線のＩＦ信号を周波数ｆ０のＩＦ信号、周波数ｆ３のＩＦ信号、及び周波数ｆｘの制御信号に分配する。周波数ｆｘの制御信号は信号検出・レベル制御部１７０に入力され、周波数ｆ０のＩＦ信号は増幅部１６３に、周波数ｆ３のＩＦ信号は増幅部１６５に入力される。信号検出・レベル制御部１７０は、増幅部１６３の出力レベルを検出し、周波数ｆｘの制御信号に基づいて得られる所望の出力レベルとの差分を算出する。

算出された出力レベルの差分は、レベル安定化制御回路１７に伝達される。レベル安定化制御回路は、出力レベルの差分に基づいて信号検出・レベル制御部１７０を制御し、増幅部１６３の駆動パラメータを調整する。すなわち、増幅部１６３の出力レベルは上記所望の出力レベルに一致するよう調整される。

従って、レベル安定化装置１６−１１において、ＲＦ信号の送信を一定のレベルで行なうことができるようになる。なお、図２では説明を簡単化するため、系統１のＲＦ信号の伝送系については図示を省略した。しかしながら、系統１のＲＦ信号の伝送についても同様に、増幅部１６５の出力レベルと上記の所望のレベルとの差分に基づいて、増幅部１６５の駆動パラメータを調整すればよい。これによって、増幅部１６５の出力レベルも安定化させることができる。また、更に同様に低雑音増幅部１６４と低雑音増幅部１６６の駆動パラメータを調整して、損失補正を行なうことができる。

また、図２では子局装置１３−１とレベル安定化装置１６−１１のみが図示されているが、子局装置１３−１１に接続された他のレベル安定化装置（例えば図１に示すレベル安定化装置１６−１２）についても、同様に送受信レベルを安定化させることができる。

更に、図２には１つの子局装置１３−１が図示されているが、他の子局装置１３−２〜１３−ｎに接続されたレベル安定化装置１６−２１〜１６−ｎ２についても、同様に送受信レベルの安定化を図ることができる。

以上のように、本実施形態に係るＲＦ光伝送システムによれば、系統数分のＤＡＳを設置する必要が無く、機器の設置コスト、光ファイバーケーブルや同軸ケーブルの配線コスト、及び系統数分の同軸ケーブルの合分配器コスト等の機器コストを大幅に削減することが可能となる。また、複数系統のＤＡＳを設置する場合のように送信側と受信側それぞれに系統数分の専用装置を設ける必要が無くなり、それぞれの専用装置における光融着接続処理、及び設置箇所の各々における光ファイバーケーブルの余長処理（光ケーブル１本に対して２箇所）も不要となる。このため、施工コストも削減することができる。

また本実施形態に係るＲＦ光伝送システムでは、レベル安定化装置１６−１１〜１６−ｎ２によって各アンテナの送信出力レベルを均一化することができるため、同軸ケーブル損失や分配損失を補償することができる。従って、配線長や設置状況など現地に合わせたレベル補正計算が不要となり、設計コストを削減することが可能となる。

本実施形態に係るＲＦ光伝送システムによれば、ＭＩＭＯ対応の基地局無線装置の複数系統の信号が１つの親局装置１１によって一括して伝送される。このため、信号が分配されるアンテナ装置を増設しても、親局装置１１を増設する必要がなくなり、システム構成を簡単化することができる。親局装置１１は、ＭＩＭＯの系統数分のインタフェースを持ち、同一周波数の複数のＲＦ信号を異なる周波数のＩＦ信号に変換する。更に親局装置１１では、当該異なる周波数のＩＦ信号を電気的に合成して、一括して電気信号から光信号へと変換する。このため、同一周波数の複数系統のＲＦ信号を束ねることが可能となり、システム構成を簡単化することができる。親局装置１１から送信された光信号は、子局装置においてＩＦ信号に光−電気変換される。

また本実施形態にかかるＲＦ光伝送システムでは、アンテナ近傍にはレベル安定化装置が接続される。アンテナ装置の直近（例えばケーブル損失が０ｄＢ〜１ｄＢ程度の距離）に設置されたレベル安定化装置は、下り回線においては、異なる周波数のＩＦ信号を複数系統の同一周波数のＲＦ信号へ変換する。

また、本実施形態に係るＲＦ光伝送システムの実施は、２×２ＭＩＭＯシステムに限定されるものではない。例えば図３に示すように、４×４ＭＩＭＯシステムにも適用することができる。

図３は、本発明の一実施形態に係る４×４ＭＩＭＯのＲＦ光伝送システムにおいて信号伝送に関する部分の構成を示すブロック図である。図３に示すように、このＲＦ光伝送システムの下り回線では、基地局無線装置２０から出力された周波数Ｆの４系統（系統０、系統１、系統３及び系統４）の無線信号（ＲＦ信号）が、親局無線装置２１で受信されて光信号に変換され、光ファイバ回線２２１−１〜２２１−ｎを介して子局装置２３−１〜２３−ｎに伝送される。光信号は子局装置２３−１〜２３−ｎで再び電気信号に変換されて、分配器２５−１〜２５−ｎを介してレベル安定化装置２６−１１〜２６−ｎ２に分配供給される。レベル安定化装置２６−１１〜２６−ｎ２は供給された信号を周波数Ｆの４系統の無線信号に復元し、端末装置（図示せず）に送出する。

端末装置から送出された無線信号（ＲＦ信号）を基地局無線装置２０に送信するための上り回線では、下り回線とは逆の信号伝送が行なわれる。すなわち、レベル安定化装置２６−１１〜２６−ｎ２のいずれかで受信されたＲＦ信号が対応するいずれかの子局装置２３−１〜２３−ｎに送られて光信号に変換され、光ファイバ２２２−１〜２２２−ｎを介して親局装置２１に送信される。親局装置２１は、当該光信号を電気信号に変換し、基地局無線装置２０に４系統の無線信号として周波数Ｆで送信する。

基地局無線装置２０は、無線基地局に備えられ、４系統の無線伝送に対応する無線装置である。基地局無線装置２０は、系統０、系統１、系統３及び系統４にそれぞれ対応する送受信部２０−０、送受信部２０−１、送受信部２０−３及び送受信部２０−４を具備している。送受信部２０−０は系統０に対応するアンテナ装置、送信機ＴＸ０及び受信機ＲＸ０を具備し、送受信部２０−１は系統１に対応するアンテナ装置、送信機ＴＸ１及び受信機ＲＸ１を具備し、送受信部２０−３は系統３に対応するアンテナ装置、送信機ＴＸ３及び受信機ＲＸ３を具備し、送受信部２−４は系統４に対応するアンテナ装置、送信機ＴＸ４及び受信機ＲＸ４を具備している。

下り回線では、送信機ＴＸ０、ＴＸ１、ＴＸ３及びＴＸ４から親局装置２１へＲＦ信号が送信される。また上り回線では、親局装置２１から送信されたＲＦ信号が受信機ＲＸ０、ＲＸ１、ＲＸ３及びＲＸ４で受信される。

親局装置２１は、周波数変換部２１１、信号合成分配部２１２、電気／光（Ｅ／Ｏ）変換部２１３−１〜２１３−ｎ、及び光／電気（Ｏ／Ｅ）変換部２１４−１〜２１４−ｎを具備している。

周波数変換部２１１は、系統０に対応するアンテナ装置、送信機ＴＸ０及び受信機ＲＸ０、系統１に対応するアンテナ装置、送信機ＴＸ１と受信機ＲＸ１、系統３に対応するアンテナ装置、送信機ＴＸ３と受信機ＲＸ３、及び系統４に対応するアンテナ装置、送信機ＴＸ４と受信機ＲＸ４を具備している。周波数変換部２１１は、基地局無線装置２０から４系統の下り回線によって送信された周波数ＦのＲＦ信号を受信し、中間周波数帯のＩＦ信号へ変換する。周波数変換部２１１が下り回線のＲＦ信号を周波数変換する場合、各系統のＲＦ信号は互いに異なる周波数のＩＦ信号に変換される。以下では、系統０のＲＦ信号を周波数変換したＩＦ信号の周波数をｆ０、系統１のＲＦ信号を周波数変換したＩＦ信号の周波数をｆ３、系統３のＲＦ信号を周波数変換したＩＦ信号の周波数をｆ５、及び系統４のＲＦ信号を周波数変換したＩＦ信号の周波数をｆ７と表記する。

一方、上り回線によって信号を基地局無線装置２０に送信する場合には、周波数変換部２１１は、互いに異なる周波数のＩＦ信号を周波数Ｆの４系統のＲＦ信号に変換し、基地局無線装置２０へ送信する。以下では、周波数変換部２１１へ入力される系統０に対応するＩＦ信号の周波数をｆ１、系統１に対応するＩＦ信号の周波数をｆ４、系統３に対応するＩＦ信号の周波数をｆ６、系統４に対応するＩＦ信号の周波数をｆ８と表記する。

このように、４系統のＲＦ信号をそれぞれ異なる周波数のＩＦ信号へ変換することで、図１に示す例と同様に、これらの４系統の信号を合成したり分配したりすることができるようになる。

信号合成分配部２１２は、周波数変換部２１１から入力される下り回線のＩＦ信号を電気的に合成して１つのＩＦ信号とし、合成されたＩＦ信号をＥ／Ｏ変換部２１３−１〜２１３−ｎへ分配する。

また信号合成分配部２１２は、Ｏ／Ｅ変換部２１４−１〜２１４−ｎから入力されるＩＦ信号を各系統のＩＦ信号に分配し、周波数変換部２１１へ出力する。

Ｅ／Ｏ変換部２１３−１〜２１３−ｎは、図１に示すＥ／Ｏ変換部１１３−１〜１１３−ｎと同様の機能を有し、下り回線のＩＦ信号を光信号へ変換し、対応する光ファイバ２２１−１〜２２１−ｎに出力する。一方Ｏ／Ｅ変換部２１４−１〜２１４−ｎは、図１に示すＯ／Ｅ変換部１１４−１〜１１４−ｎと同様の機能を有し、上り回線の光信号を電気信号であるＩＦ信号に変換し、信号合成分配部２１２へ出力する。

親局装置２１と複数の子局装置２３−１〜２３−ｎは、対応する光ファイバ２２１−１〜２２１−ｎ及び光ファイバ２２２−１〜２２２−ｎを介してそれぞれ接続されている。光ファイバ２２１−１〜２２１−ｎは下り回線の接続に、光ファイバ２２２−１〜２２２−ｎは上り回線の接続に用いられる。

子局装置２３−１〜２３−ｎはそれぞれ、電波不感地帯に設置される。図１と同様に図２には、子局装置２３−１〜２３−ｎが共通して有する構成が図示されており、対応する部分には対応する参照数字が付されている。

子局装置２３−１〜２３−ｎのそれぞれは、光／電気（Ｏ／Ｅ）変換部２３１、電気／光（Ｅ／Ｏ）変換部２３２、信号合成分配部２３３、増幅部２３４、低雑音増幅部２３５、増幅部２３６、低雑音増幅部２３７、増幅部２３８、低雑音増幅部２３９、増幅部２４０、低雑音増幅部２４１及びハイブリッド合成分配器（Ｈ）２４２を具備している。

Ｏ／Ｅ変換部２３１は、図１に示すＯ／Ｅ変換部１３１と同様の機能を有し、光ファイバを介して送信された下り回線の光信号を電気信号であるＩＦ信号に変換する。Ｅ／Ｏ変換部２３２は、図１に示すＥ／Ｏ変換部１３２と同様の機能を有し、信号合成分配部２３３から出力されたＩＦ信号を光信号に変換して、光ファイバを介して親局装置２１に送信する。

信号合成分配部２３３は、下り回線のＩＦ信号を、周波数ｆ０のＩＦ信号、周波数ｆ３のＩＦ信号、周波数ｆ５のＩＦ信号及び周波数ｆ７のＩＦ信号に電気的に分配する。分配された周波数ｆ０のＩＦ信号は増幅部２３４へ、周波数ｆ３のＩＦ信号は増幅部２３６へ、周波数ｆ５のＩＦ信号は増幅部２３８へ、また周波数ｆ７のＩＦ信号は増幅部２４０へ送られる。

また信号合成分配部２３３は、低雑音増幅部２３５から入力する周波数ｆ１の上り回線のＩＦ信号、低雑音増幅部２３７から入力する周波数ｆ４の上り回線のＩＦ信号、低雑音増幅器２３９から入力する周波数ｆ６のＩＦ信号、及び低雑音増幅器２４１から入力する周波数ｆ８のＩＦ信号を電気的に合成し、Ｅ／Ｏ変換部２３２に出力する。

ハイブリッド合成分配器２４２は、増幅部２３４、２３６、２３８及び２４０から入力する下り回線のＩＦ信号を合成して、接続された１以上のレベル安定化装置に同軸ケーブルを介して出力する。またハイブリッド合成分配器２４２は、接続されたレベル安定化装置から同軸ケーブルを介して送られた上り回線のＩＦ信号を分配して、低雑音増幅部２３５、２３７、２３９及び２４１に出力する。

レベル安定化装置２６−１１〜２６−ｎ２はそれぞれ、４系統の無線伝送に対応しており、その他の機能は図１に示すレベル安定化装置１６−１１〜１６−ｎ２と同様である。図２には、子局装置２６−１１〜２６−ｎ２が共通して有する構成が図示されており、対応する部分には対応する参照数字が付されている。

レベル安定化装置２６−１１〜２６−ｎ２のそれぞれは、信号合成分配部２６１、周波数変換部２６２、増幅部２６３、低雑音増幅部２６４、増幅部２６５、低雑音増幅部２６６、増幅部２６７、低雑音増幅部２６８、増幅部２６９、低雑音増幅部２７０、及びハイブリッド分配合成器（Ｈ）２７１〜２７４を具備している。ハイブリッド分配合成器２７１には、系統０に対応するアンテナ装置２８１−０が接続されている。また、ハイブリッド分配合成器２７２は、系統１に対応するアンテナ装置２８１−１に接続されている。ハイブリッド分配合成器２７３は、系統３に対応するアンテナ装置２８１−３に接続されている。ハイブリッド分配合成器２７４は、系統４に対応するアンテナ装置２８１−４に接続されている。

信号合成分配器２６１は、同軸ケーブルを介して伝送された下り回線のＩＦ信号を周波数ｆ０のＩＦ信号、周波数ｆ３のＩＦ信号、周波数ｆ５のＩＦ信号、及び周波数ｆ７のＩＦ信号に分配する。また信号合成分配器２６１は、周波数ｆ１の回線の上り回線のＩＦ信号、周波数ｆ４の上り回線のＩＦ信号、周波数ｆ６の上り回線のＩＦ信号及び周波数ｆ８の上り回線のＩＦ信号を合成し、同軸ケーブルを介して子局装置に送信する。

周波数変換部２６２は、下り回線のＩＦ信号を高周波のＲＦ信号（周波数Ｆ）に変換する。また逆に上り回線では、周波数変換部２６２は、各系統のＲＦ信号をそれぞれ異なる周波数のＩＦ信号に変換する。

増幅部２６３は、周波数変換部２６２から出力された系統０に対応する下り回線のＲＦ信号を増幅し、ハイブリッド分配合成器２７１を介してアンテナ装置２８１−０に出力する。系統０のＲＦ信号（周波数Ｆ）は、アンテナ装置２８１−０から空中に送出される。

同様に増幅部２６５は、周波数変換部２６２から出力された系統１に対応する下り回線のＲＦ信号を増幅し、ハイブリッド分配合成器２７２を介してアンテナ装置２８１−１に出力する。系統１のＲＦ信号（周波数Ｆ）は、アンテナ装置２８１−１から空中に送出される。

増幅部２６７は、周波数変換部２６２から出力された系統３に対応する下り回線のＲＦ信号を増幅し、ハイブリッド分配合成器２７３を介してアンテナ装置２８１−３に出力する。系統３のＲＦ信号（周波数Ｆ）は、アンテナ装置２８３−０から空中に送出される。

増幅部２６９は、周波数変換部２６２から出力された系統４に対応する下り回線のＲＦ信号を増幅し、ハイブリッド分配合成器２７４を介してアンテナ装置２８１−４に出力する。系統４のＲＦ信号（周波数Ｆ）は、アンテナ装置２８４−１から空中に送出される。

一方、上り回線では、アンテナ装置２８１−０が受信した系統０のＲＦ信号が、ハイブリッド合成分配器２７１を介して低雑音増幅部２６４に出力される。またアンテナ装置２８１−１が受信した系統１のＲＦ信号は、ハイブリッド分配合成器２７２を介して低雑音増幅部２６６に出力される。アンテナ装置２８１−３が受信した系統３のＲＦ信号は、ハイブリッド合成分配器２７３を介して低雑音増幅部２６８に出力される。アンテナ装置２８１−４が受信した系統４のＲＦ信号は、ハイブリッド分配合成器２７４を介して低雑音増幅部２７０に出力される。低雑音増幅部２６４、２６６、２６８及び２７０は、ＲＦ信号に対して低雑音増幅を行い、周波数変換部２６２に出力する。

ハイブリッド分配合成器２７１は、系統０の上り回線の信号と下り回線の信号を分配又は合成するために用いられ、ハイブリッド分配合成器２７２は、系統１の上り回線の信号と下り回線の信号を分配又は合成するために用いられる。更にハイブリッド分配合成器２７３は、系統３の上り回線の信号と下り回線の信号を分配又は合成するために用いられ、ハイブリッド分配合成器２７４は、系統４の上り回線の信号と下り回線の信号を分配又は合成するために用いられる。

アンテナ装置２８１−０〜２８１−４から無線端末装置へは、同一周波数（Ｆ）のＲＦ信号が系統０、系統１、系統３及び系統４の４系統によって伝送される。

以上のように、図３に示す構成によるＲＦ光伝送システムによれば、親局装置と子局装置間で４×４ＭＩＭＯの４系統の信号を一括して伝送することが可能となる。このため、子局装置を増設する場合であっても、親局装置を増設して４つのＤＡＳシステムを構築する必要がなくなり、システム構成が簡易化される。

この図３に示す４×４ＭＩＭＯにおいても、図２に示した制御系と同様の信号系統によって送信出力レベルを一定化することができる。この場合、親局装置２１に、図２と同様のレベル安定化制御回路１７が設けられ、レベル安定化装置２６−１１〜２６−ｎ２のそれぞれに信号検出・レベル制御部１７０が設けられる。

このように対応系統数を増やしたＭＩＭＯシステムであっても、図２に示す２×２ＭＩＭＯシステムと同様の効果が得られる。

本実施形態に係るＲＦ光伝送システムは、携帯電話システムやＰＨＳシステムに適用されることが想定されているが、例えば携帯電話システムであれば、第３世代のＷ−ＣＤＭＡ、ＨＳＰＡ、ＣＤＭＡ２０００ １Ｘ、ＣＤＭＡ２０００ １Ｘ ＥＶ−ＤＯ等のシステムに適用することができる。また、ＩＥＥＥ８０２．１６等のモバイルＷｉＭＡＸ規格や、ＬＴＥシステム、第４世代以降のシステム等移動体通信方式において、ＭＩＭＯ対応の基地局無線装置の信号を光ケーブル及び同軸ケーブルによって伝送するような場合に、本実施形態に係るＲＦ光伝送システムを利用することができる。

本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。さらに、前記各実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、１つの実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されたり、幾つかの実施形態に示される構成要件が組み合わされても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除されたり組み合わされた構成が発明として抽出され得るものである。

１０…基地局無線装置、１１…親局無線装置、１３−１〜１３−ｎ…子局装置、１６−１１〜１６−ｎ２…レベル安定化装置、２０…基地局無線装置、２１…親局無線装置、２３−１〜２３−ｎ…子局装置、２６−１１〜２６−ｎ２…レベル安定化装置。

Claims (9)

1. 基地局無線装置から所定の無線周波数で送信された複数系統の無線信号を受信する親局無線装置と、前記親局無線装置と光回線によって接続された少なくとも１つの子局装置と、前記子局装置と同軸ケーブルで接続された少なくとも１つのレベル安定化装置を含むＲＦ光伝送システムであって、
   前記親局無線装置は、
   前記複数系統の無線信号を、それぞれ周波数が異なる複数の中間周波数帯信号に変換する第１の周波数変換手段と、
   前記複数の中間周波数帯信号を電気的に合成して第１の合成信号を生成し、前記第１の合成信号を前記子局装置に分配する合成分配手段と、
   前記第１の合成信号を光信号に変換し、前記光回線を介して前記光信号を前記子局装置に出力する電気／光変換手段と、
   を具備し、
   前記子局装置は、
   前記光回線を介して送られる前記光信号を受信して、電気信号に変換する光／電気変換手段と、
   前記電気信号を前記複数の中間周波数帯信号に分配する第１の分配手段と、
   前記複数の中間周波数帯信号を電気的に合成して第２の合成信号を生成し、前記第２の合成信号を前記同軸ケーブルに出力する合成手段と、
   を具備し、
   前記レベル安定化装置は、
   前記第２の合成信号を、前記複数の中間周波数帯信号に分配する第２の分配手段と、
   前記複数の中間周波数帯信号を、前記所定の無線周波数の複数系統の無線信号に変換する第２の周波数変換手段と、
   前記複数系統の無線信号をそれぞれ増幅する複数の増幅手段と、
   前記増幅手段によって増幅された前記複数系統の無線信号を送出する複数のアンテナ装置を含む送信手段と、
   を具備するＲＦ光伝送システム。
2. 前記レベル安定化装置は、
   前記複数の増幅手段の出力レベルと所望の出力レベルとの差分を検出する検出手段と、
   前記増幅手段の出力レベルが前記所望の出力レベルとなるよう前記検出された差分に基づいて前記増幅手段の駆動を調整する調整手段と、
   を更に具備する請求項１に記載のＲＦ光伝送システム。
3. 前記親局無線装置は、前記所望の出力レベルを制御信号として前記調整手段に提供し、前記調整手段の動作を制御する制御手段を更に具備し、
   前記合成分配手段は、前記複数の中間周波数帯信号と前記制御信号を電気的に合成して第１の合成信号を生成する請求項２に記載のＲＦ光伝送システム。
4. 前記親局無線装置は、２系統の無線信号を受信し、
   前記送信手段は、前記２系統の無線信号を送出するための２つのアンテナ装置を含む請求項１に記載のＲＦ光伝送システム。
5. 前記親局無線装置は、４系統の無線信号を受信し、
   前記送信手段は、前記４系統の無線信号を送出するための４つのアンテナ装置を含む請求項１に記載のＲＦ光伝送システム。
6. 基地局無線装置から所定の無線周波数で送信された複数系統の無線信号を受信する親局無線装置と、前記親局無線装置と光回線によって接続された少なくとも１つの子局装置と、前記子局装置と同軸ケーブルで接続された少なくとも１つのレベル安定化装置を含むＲＦ光伝送システムであって、前記子局装置は、前記親局装置から前記光回線を介して送られる前記光信号を受信して電気信号に変換し、前記電気信号をそれぞれ周波数が異なる複数の中間周波数帯信号に分配し、電気的に合成して前記同軸ケーブルに出力し、前記レベル安定化装置は、前記子局装置からの信号を前記複数の中間周波数帯信号に分配して、前記所定の無線周波数の複数系統の無線信号に変換し、前記複数系統の無線信号をそれぞれ増幅して複数のアンテナ装置から送出するＲＦ光伝送システムにおいて用いられる親局無線装置であって、
   前記複数系統の無線信号を、前記複数の中間周波数帯信号に変換する周波数変換手段と、
   前記複数の中間周波数帯信号を電気的に合成して合成信号を生成し、前記合成信号を前記子局装置に分配する合成分配手段と、
   前記合成信号を光信号に変換し、前記光回線を介して前記光信号を前記子局装置に出力する電気／光変換手段と、
   を具備する親局無線装置。
7. 基地局無線装置から所定の無線周波数で送信された複数系統の無線信号を受信する親局無線装置と、前記親局無線装置と光回線によって接続された少なくとも１つの子局装置と、前記子局装置と同軸ケーブルで接続された少なくとも１つのレベル安定化装置を含むＲＦ光伝送システムであって、前記親局無線装置は、前記複数系統の無線信号を、それぞれ周波数が異なる複数の中間周波数帯信号に変換し、それぞれ電気的に合成して前記子局装置に分配し、光信号に変換して前記光回線を介して前記光信号を前記子局装置に出力し、前記子局装置は、前記光回線を介して送られる前記光信号を電気信号に変換し、前記電気信号を前記複数の中間周波数帯信号に分配して電気的に合成し、前記同軸ケーブルに出力するＲＦ光伝送システムにおいて用いられるレベル安定化装置であって、
   前記複数系統の無線信号を合成した合成信号であって前記子局装置から前記同軸ケーブルを介して送信される合成信号を、複数の中間周波数帯信号に分配する分配手段と、
   前記複数の中間周波数帯信号を、前記所定の無線周波数の複数系統の無線信号に変換する周波数変換手段と、
   前記複数系統の無線信号をそれぞれ増幅する複数の増幅手段と、
   前記増幅手段によって増幅された前記複数系統の無線信号を送出する複数のアンテナ装置を含む送信手段と、
   を具備するレベル安定化装置。
8. 前記複数の増幅手段の出力レベルと所望の出力レベルとの差分を検出する検出手段と、
   前記増幅手段の出力レベルが前記所望の出力レベルとなるよう前記検出された差分に基づいて前記増幅手段の駆動を調整する調整手段と、
   を更に具備する請求項７に記載のレベル安定化装置。
9. 前記所望の出力レベルを与える制御信号は、前記複数の中間周波数帯信号と電気的に合成されて前記子局装置から送信される請求項８に記載のレベル安定化装置。

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