JP2005168043A - 基地局装置及び中継伝送局装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 基地局装置を利用して、スター型と多分岐型との短所を補った新たな構成の移動体通信用光伝送システムを実現する。
【解決手段】 回線網周波数電気信号と無線周波数電気信号との間で変復調処理する無線変復調装置（基地局装置）３を回線網１に電気信号伝送ケーブル２を介して接続し、無線周波数電気信号と光信号との変換を行う中央局５を下り及び上りの光ファイバケーブル１０ａ、１０ｂを介して光信号の分配及び合成を行う中継伝送局１１に接続し、移動体通信機８との無線通信及び電気信号と光信号との変換を行う複数の端末局７を中継伝送局１１にそれぞれ下り用及び上り用の光ファイバケーブル１２ａ、１２ｂを介して接続して、中央局５と中継伝送局１１との間の接続は少ない本数の光ファイバケーブルで接続し、中継伝送局１１と複数の端末局７との間はそれぞれ光ファイバケーブルで接続して独立性をもたせる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光伝送システムを用いた無線周波数信号の集配に関し、特に、トンネル内部、地下街内部、建物内部等といった無線電波の届き難い不感区域に存する移動体通信機に対して光ファイバケーブルを利用して無線信号を伝送する移動体通信用光伝送システムに関し、特に、当該システムを構成する基地局装置及び中継伝送局装置に関する。

自動車電話や携帯電話等の移動体通信システムでは、上位回線網（以下の説明では、公衆回線網を例にする）に接続されている基地局と携帯電話機等の移動体通信機とを無線接続して、移動体通信機が公衆回線網を通して通信することを可能にしている。
このような移動体通信システムでは、移動体通信機が屋外などの無線電波が届き易い場所に存するときには基地局と良好な無線通信を行うことができるが、移動体通信機が地下街内部などの無線電波の届き難い不感区域に存するときには基地局と良好な無線通信を行うことができない。

このような問題に対して、従来より、基地局と良好に無線通信を行える場所にアンテナを設置するとともに不感区域にもアンテナを設置し、これら両アンテナ間に中継増幅装置を有線接続して配して、不感区域に存する移動体通信機と基地局との通信を中継増幅によって可能にする工夫や、公衆回線網に直接的に接続した無線変復調装置と不感区域に設置したアンテナとを有線接続して、不感区域に存する移動体通信機と公衆回線網との通信を可能にする工夫がなされている。
そして、更に、例えば携帯電話に用いられる８００ＭＨｚや１．５ＧＨｚ帯といった高周波信号を効率良く伝送する必要があることから、中継増幅装置や無線変復調装置とアンテナとの接続にメタルケーブルに代わって軽量且つ柔軟で低損失な光ファイバケーブルを用いていた。

ここで、このように光ファイバケーブルを用いて伝送を行うシステムは、ネットワークトポロジーの観点からスター型と多分岐型とに分類することができ、これら両者は例えば坪坂他による「ＰＤＣ用光伝送装置」（松下テクニカルジャーナル第４４巻６号（１９９８年１２月））に説明されている。
ここでは、図７及び図８を参照して、無線変復調装置を用いた従来の光伝送システムを説明する。

図７にはスター型の移動体通信用光伝送システムを示してあり、このシステムは、公衆回線網１とメタルケーブルから成る電気信号伝送ケーブル２を介して接続された無線変復調装置３と、無線変復調装置３と電気信号伝送ケーブル４を介して接続された中央固定局５と、それぞれ一対の下り光ファイバケーブル６ａと上り光ファイバケーブル６ｂとから成る光伝送ケーブルを介して中央固定局５と接続された複数の端末固定局７と、を備えている。
この移動体通信用光伝送システムでは、不感区域に配置した端末固定局７と移動体通信機８とを無線通信させ、端末固定局７と中央固定局５との間を光伝送ケーブルで接続することにより、不感区域に存する移動体通信機８を無線変復調装置３を介して公衆回線網１に接続している。

すなわち、この移動体通信用光伝送システムにおける下り方向（回線網１から移動体通信機８への方向）の通信では、公衆回線網１からの回線周波数電気信号が無線変復調装置３の変調送信部３１で無線通信周波数の電気信号に変調され、この無線周波数電気信号が中央固定局５の電気―光変換器（Ｅ／Ｏ）５１でアナログ光信号に変換され、更に、このアナログ光信号がスターカプラ５２で複数に分岐されて各下り光ファイバケーブル６ａを通して各端末固定局７に伝送される。そして、端末固定局７では、受信した光信号を光―電気変換器（Ｏ／Ｅ）７１で元の無線周波数電気信号に変換復元し、この無線周波数電気信号を増幅器７２により必要に応じて増幅してアンテナ７３から移動体通信機８へ無線送信する。

一方、この移動体通信用光伝送システムにおける上り方向（移動体通信機８から回線網１への方向）の通信では、移動体通信機８から無線送信された無線周波数電気信号が端末固定局７のアンテナ７３で受信され、受信した無線周波数電気信号を増幅器７４により必要に応じて増幅し、この無線周波数電気信号を電気―光変換器（Ｅ／Ｏ）７５でアナログ光信号に変換して、この光信号が上り光ファイバケーブル６ｂを通して中央固定局５へ伝送される。なお、図中の７６はアンテナ７３を送信用と受信用とに共用するためのアンテナ共用器である。そして、中央固定局５では、各上り光ファイバケーブル６ｂから受信した光信号をそれぞれの光―電気変換器（Ｏ／Ｅ）５３で元の無線周波数電気信号に変換復元し、これら無線周波数電気信号を合成器５４により信号合成して無線変復調装置３へ送信し、無線変復調装置３では、この無線周波数電気信号を受信復調部３２で回線周波数の電気信号に復調して公衆回線網１へ送信する。

図８には多分岐型の移動体通信用光伝送システムを示してあり、このシステムは、公衆回線網１とメタルケーブルから成る電気信号伝送ケーブル２を介して接続された無線変復調装置３と、無線変復調装置３と電気信号伝送ケーブル４を介して接続された中央固定局５と、下り光ファイバケーブル６ａと上り光ファイバケーブル６ｂとから成る１つの光伝送ケーブルに直列に接続されて中央固定局５と接続された複数の端末固定局７と、を備えている。
この移動体通信用光伝送システムでも上記のスター型と同様に、不感区域に配置した端末固定局７と移動体通信機８とを無線通信させ、端末固定局７と中央固定局５との間を光伝送ケーブルで接続することにより、不感区域に存する移動体通信機８を無線変復調装置３を介して公衆回線網１に接続している。

ただし、この多分岐型移動体通信用光伝送システムにおける下り方向の通信では、無線変復調装置３の変調送信部３１で変調されて中央固定局５の電気―光変換器（Ｅ／Ｏ）５１でアナログ光信号に変換されたアナログ光信号は分岐されることなく単一の下り光ファイバケーブル６ａを通して各端末固定局７に伝送される。すなわち、各端末固定局７では、光分岐器７７によって下り光ファイバケーブル６ａから光信号の一部を取り出し、この光信号を光―電気変換器（Ｏ／Ｅ）７１で元の無線周波数電気信号に変換復元し、この無線周波数電気信号を増幅器７２により必要に応じて増幅してアンテナ７３から移動体通信機８へ無線送信する。

また、この多分岐型移動体通信用光伝送システムにおける上り方向の通信では、移動体通信機８から端末固定局７のアンテナ７３で受信した無線周波数電気信号を増幅器７４により必要に応じて増幅し、この無線周波数電気信号を電気―光変換器（Ｅ／Ｏ）７５でアナログ光信号に変換して、この光信号を光合成器７８により上り光ファイバケーブル６ｂに乗せて、他の端末固定局からの光信号と合成して中央固定局５へ伝送される。そして、中央固定局５では、各上り光ファイバケーブル６ｂから受信した光信号を光―電気変換器（Ｏ／Ｅ）５３で元の無線周波数電気信号に変換復元し、この無線周波数電気信号を無線変復調装置３の受信復調部３２で回線周波数の電気信号に復調して公衆回線網１へ送信する。

上記したような従来のスター型光伝送システム（図７）では、各端末固定局７が中央固定局５とそれぞれ下りと上りの一対の光ファイバケーブル６ａ、６ｂで接続されるため、各端末固定局７が光配線上は独立し、他の端末固定局に拘束されることなく各端末固定局７を設置することができ、各端末固定局７を自由に移動・撤去することもできるという自由度がある。
しかしながら、スター型光伝送システムにあっては、必要とされる光ファイバケーブルの本数が多くてコストが嵩み、また、光ファイバケーブルの敷設に困難が伴うといった問題があった。例えば、所要の本数の光ファイバケーブルを束ねたケーブルにし、当該束ケーブルを敷設する方が工事も行い易く、また、敷設された光ファイバケーブルの耐久性も確保することができるが、新たな端末固定局を設置しようとする場合には、既に敷設された束ケーブルから未使用の光ファイバケーブルを確保するのが困難なことが生じる。

また、上記したような従来の多分岐型光伝送システム（図８）にあっては、下りと上りそれぞれ１本の光ファイバケーブル６ａ、６ｂを幹線として、各端末固定局７が中央固定局５と接続されるため、スター方に比べて必要とされる光ファイバケーブルの本数が削減され、コスト面での利点と共に、光ファイバケーブルの敷設が容易に行えるという利点がある。
しかしながら、多分岐型光伝送システムにあっては、垂澤他による「自動波長オフセット制御を適用した移動体通信用多分岐型光ファイバリンク」（電子情報通信学会技術研究報告、ＲＣＳ９４―７０（１９９４年９月））に説明されるように、上り光信号の光合成に伴う光ビート雑音の発生や、下り光分岐器７７の分岐比及び上り光合成器７８の合成比の設定に係る問題がある。

光ビート雑音の問題は、通常電気―光変換器（Ｅ／Ｏ）として用いられる半導体レーザの光周波数の差に相当する周波数成分が雑音として、光復調後の無線周波数帯に発生するものであり、光合成を行う場合にこれを避けるためには、発生するビート雑音が伝送する無線周波数帯に重ならないように各端末固定局のＥ／Ｏ７５の光周波数を制御しなければならないという問題を招く。

また、各端末固定局７は光ファイバケーブルによって一筆書きのように直列に結ばれ、この光ファイバケーブルの途中で各端末固定局７は光信号の分岐取り込みや光信号の合成を行うが、各端末固定局７のＯ／Ｅ７１に入力する光信号強度を一定とし、また、Ｅ／Ｏ７５から出力する光信号強度を一定化すれば、各端末固定局７の増幅器の利得等を共通化できて、設計や製造のコストを低減することができる。しかしながら、このような光信号強度の一定化のためには、下り光分岐器７７の分岐比及び上り光合成器７８の合成比を各端末固定局７毎に違えて設定しなければならない。これによって、一部の端末固定局の移動や撤去、或いは、新たな端末固定局の増設を行おうとする場合には、システム全体の端末固定局について光分岐比及び光合成比の調整を行わなければならず、端末固定局の設置に関する自由度が極めて悪いという問題がある。

本発明は、上記従来の事情に鑑みなされたもので、スター型と多分岐型との短所を補った新たな構成の移動体通信用光伝送システムを実現することを目的とする。
より具体的には、本発明は、スター型のように光分岐比や光合成比を考慮することなく端末局の設置自由度を実現するとともに、多分岐型のような光ファイバケーブルの敷設容易性やコストの有利性を実現する移動体通信用光伝送システムを実現することを目的とする。
なお、本発明の更なる目的は、以下の説明において明らかなところである。

本発明は、移動通信機との間で無線通信を行う複数の端末局とそれぞれ光ファイバケーブルを介して接続されるとともに、回線網との間で変復調を行う変換局と光ファイバケーブルを介して接続されて、端末局と変換局との間で光信号により中継伝送を行う中継伝送局装置であって、端末局から光ファイバを介して伝送された光信号を電気信号に変換する複数の光電変換器と、当該光電変換器により変換された電気信号を合成する合成器と、合成された電気信号を光信号に変換して光ファイバケーブルを介して変換局へ伝送する光電変換器と、を備えて構成され、光ビート雑音の原因となる光合成を行わないで中継伝送を行う。

また、本発明は、移動通信機との間で通信される無線信号を光信号の形式で中継伝送する中継伝送局と光ファイバケーブルを介して接続されるとともに、回線網との間で変復調を行う変復調装置と無線或いは電気信号伝送ケーブルで接続される固定局装置であって、変復調装置から送出された電気信号を光ファイバケーブルを介して中継伝送局へ送出する光信号に変換する光電変換器と、中継伝送局から光ファイバケーブルを介して送出された光信号を変復調装置へ送出する電気信号に変換する光電変換器と、を備えて構成される。

また、本発明は、移動通信機との間で通信される無線信号を光信号の形式で中継伝送する複数の中継伝送局とそれぞれ光ファイバケーブルを介して接続されるとともに、回線網との間で変復調を行う変復調装置と無線或いは電気信号伝送ケーブルで接続される固定局装置であって、変復調装置から受信した電気信号を光信号に変換する光電変換器と、当該変換された光信号をそれぞれの光ファイバケーブルを介して中継伝送局へ送出する光信号に分配する光分配器と、光ファイバケーブルを介して複数の中継伝送局から送出された光信号を電気信号に変換する複数の光電変換器と、当該変換された複数の電気信号を変復調装置へ送出する電気信号に合成する合成器と、を備えて構成される。

また、本発明は、移動通信機との間で通信される無線信号を光信号の形式で中継伝送する複数の中継伝送局とそれぞれ光ファイバケーブルを介して接続されるとともに、回線網との間で変復調を行う変復調装置と無線或いは電気信号伝送ケーブルで接続されて、異なる中継伝送局経由で伝送された移動通信機からの受信信号を変復調装置に備えられた異なる受信復調部により受信ダイバーシティ処理を行わせるための固定局装置であって、変復調装置から送出された電気信号を光信号に変換する光電変換器と、当該変換された光信号をそれぞれの光ファイバケーブルを介して中継伝送局へ送出する光信号に分配する光分配器と、光ファイバケーブルを介して複数の中継伝送局から送出された光信号を変復調装置の異なる受信復調部へ送出するための電気信号にそれぞれ変換する複数の光電変換器と、を備えて構成される。

また、本発明は、移動通信機との間で通信される無線信号を光信号の形式で中継伝送する中継伝送局装置と光ファイバケーブルを介して接続される固定局装置と、回線網との間で変復調を行う変復調装置と、を備えて複数の通信方式による信号を光電変換及び変復調する変換局装置であって、固定局装置は、変復調装置側から送出された電気信号を光ファイバケーブルを介して中継伝送局へ送出する光信号に変換する下り光電変換器と、光ファイバケーブルを介して中継伝送局から送出された光信号を変復調装置側へ送出する電気信号に変換する上り光電変換器と、を有し、変復調装置は、回線網側から受信した回線周波数電気信号を無線周波数電気信号に変調して中継伝送局装置側へ送出する通信方式が互いに異なる複数の変調送信部と、中継伝送局装置側から送出された無線周波数電気信号を回線周波数電気信号に復調して回線網側へ送出する通信方式が互いに異なる複数の復調受信部と、を有し、更に、複数の変調送信部から送出された無線周波数電気信号を合成して固定局装置の下り光電変換器へ送出する合成器と、固定局装置の上り光電変換器から送出された無線周波数電気信号を分配して複数の復調受信部へ送出する分配器と、を備えて構成される。

また、本発明は、回線網と接続されて回線周波数電気信号と無線周波数電気信号との間の変復調を行う無線変復調装置と、無線変復調装置に接続されて無線周波数電気信号と光信号との間の変換を行う中央固定局装置と、中央固定局装置に光ファイバケーブルを介して接続されて光信号の中継伝送を行う中継伝送局装置と、中継伝送局装置に光ファイバケーブルを介して接続されて光信号と無線周波数電気信号との間の変換を行うとともに携帯電話機との間で無線周波数電気信号による無線通信を行う端末局装置と、を備えた携帯電話システムであって、中央固定局装置に複数の中継伝送局装置を振り分けて接続し、当該中継伝送局装置のそれぞれに幹線道路等に沿って配置した複数の端末局装置を接続した。

また、本発明は、回線網と接続されて回線周波数電気信号と無線周波数電気信号との間の変復調を行う無線変復調装置と、無線変復調装置に接続されて無線周波数電気信号と光信号との間の変換を行う中央固定局装置と、中央固定局装置に光ファイバケーブルを介して接続されて光信号の中継伝送を行う中継伝送局装置と、中継伝送局装置に光ファイバケーブルを介して接続されて光信号と無線周波数電気信号との間の変換を行うとともに携帯電話機との間で無線周波数電気信号による無線通信を行う端末局装置と、を備えた携帯電話システムであって、中央固定局装置に中継伝送局装置を接続し、当該中継伝送局装置に建物内の地上階或いは地下階に配置した複数の端末局装置を接続した。

更に、上記の携帯電話システムにおいて、無線変復調装置には、携帯電話機と無線周波数電気信号による無線通信を直接行う端末局としての機能を備えてもよい。
なお、上記した本発明に係る装置を用いて下記のような移動体通信用光伝送システムを構築することができる。

移動体通信用光伝送システムは、端末局と無線周波数電気信号により無線通信する移動通信機を光ファイバケーブルを介して回線網に接続する移動体通信用光伝送システムであって、無線周波数電気信号と光信号との変換を行う変換局を回線網に電気信号伝送ケーブルを介して接続し、光信号の分配及び合成を行う中継伝送局を前記変換局に下り用及び上り用の光ファイバケーブルを介して接続し、移動体通信機との無線通信及び電気信号と光信号との変換を行う複数の端末局を中継伝送局にそれぞれ下り用及び上り用の光ファイバケーブルを介して接続し、変換局は、回線網に電気信号伝送ケーブルを介して接続されて回線網周波数電気信号と無線周波数電気信号との間で変復調処理する無線変復調装置と、無線変復調装置が処理する無線周波数電気信号と光ファイバケーブルで伝送する光信号との変換を行う中央局と、を備えて構成される。

すなわち、端末局と無線周波数電気信号により無線通信する移動通信機を光ファイバケーブルを介して回線網に接続する移動体通信用光伝送システムであって、回線網に電気信号伝送ケーブルを介して接続されて回線網周波数電気信号と無線周波数電気信号との間で変復調処理する無線変復調装置と、無線変復調装置が処理する無線周波数電気信号と光ファイバケーブルで伝送する光信号との変換を行う中央局と、を備えて構成される変換局を回線網に電気信号伝送ケーブルを介して接続し、光信号の分配及び合成を行う中継伝送局を前記変換局に下り用及び上り用の光ファイバケーブルを介して接続し、移動体通信機との無線通信及び電気信号と光信号との変換を行う複数の端末局を中継伝送局にそれぞれ下り用及び上り用の光ファイバケーブルを介して接続して構成されており、変換局と中継伝送局との間の接続は多分岐型のように少ない本数の光ファイバケーブルで接続し、中継伝送局と複数の端末局との間はスター型のようにそれぞれ光ファイバケーブルで接続して独立性をもたせている。

更に、この移動体通信用光伝送システムでは、無線変復調装置と中央局とは無線周波数電気信号により無線接続される。
すなわち、この移動体通信用光伝送システムは、無線変復調装置と中央局とを無線周波数電気信号により無線接続して構成し、中央局の設置の自由度を更に向上させる。

更に、この移動体通信用光伝送システムでは、無線変復調装置は、移動体通信機と無線通信を行って当該無線通信機を回線に接続する基地局機能も有している。
すなわち、この移動体通信用光伝送システムは、無線変復調装置を移動体通信機と無線通信を行って当該無線通信機を回線に接続する基地局機能も有して構成して、通常の移動体通信システムの基地局との兼用を可能にし、或いは、当該光伝送システムへの既存の基地局の利用を可能にしてシステム設計を容易化する。

更に、この移動体通信用光伝送システムでは、無線変復調装置は通信方式に応じて複数設けられ、複数の無線変復調装置で変調された複数の無線周波数電気信号を合成して中央局へ出力する合成器と、中央局で変換された無線周波数電気信号を通信方式に応じて対応する無線変復調装置へ分配する分配器と、を備えている。
すなわち、この移動体通信用光伝送システムは、無線変復調装置を通信方式に応じて複数設け、これら複数の無線変復調装置で変調された複数の無線周波数電気信号を合成して中央局へ出力する合成器と、中央局で変換された無線周波数電気信号を通信方式に応じて対応する無線変復調装置へ分配する分配器と、を備えて構成し、例えば携帯電話システムではアナログ方式とデジタル方式、ＴＤＭＡ方式とＣＤＭＡ方式といったように複数の通信方式に対応できるようにする。

更に、この移動体通信用光伝送システムでは、変換局には複数の中継伝送局がそれぞれ下り用及び上り用の光ファイバケーブルを介して接続され、変換局には、無線周波数電気信号から変換した光信号をそれぞれの下り用の光ファイバケーブルで中継伝送局へ伝送する複数の光信号に分配する光分配器と、複数の中継伝送局から上り用の光ファイバケーブルで伝送された光信号をそれぞれ無線周波数電気信号に変換する複数の光電変換器と、複数の光電変換器で変換された複数の無線周波数電気信号を合成する電気合成器と、を備えている。

すなわち、この移動体通信用光伝送システムは、複数の中継伝送局をそれぞれ下り用及び上り用の光ファイバケーブルを介して変換局に接続し、この変換局を、無線周波数電気信号から変換した光信号をそれぞれの下り用の光ファイバケーブルで中継伝送局へ伝送する複数の光信号に分配する光分配器と、複数の中継伝送局から上り用の光ファイバケーブルで伝送された光信号をそれぞれ無線周波数電気信号に変換する複数の光電変換器と、複数の光電変換器で変換された複数の無線周波数電気信号を合成する電気合成器と、を備えて構成し、光ビート雑音の原因となる光合成を行わないで上り通信を行う。

更に、この移動体通信用光伝送システムでは、変換局には複数の中継伝送局がそれぞれ下り用及び上り用の光ファイバケーブルを介して接続され、変換局には、無線周波数電気信号から変換した光信号をそれぞれの下り用の光ファイバケーブルで中継伝送局へ伝送する複数の光信号に分配する光分配器と、複数の中継伝送局から上り用の光ファイバケーブルで伝送された光信号をそれぞれ無線周波数電気信号に変換する複数の光電変換器と、複数の光電変換器で変換された複数の無線周波数電気信号をそれぞれ復調処理する複数の受信部と、を備え、異なる中継伝送局に接続された複数の端末局で受信した或る移動体通信機からの信号に対して、これら複数の受信部によって受信ダイバーシティ処理を行う。

すなわち、この移動体通信用光伝送システムは、複数の中継伝送局をそれぞれ下り用及び上り用の光ファイバケーブルを介して変換局に接続し、この変換局を、無線周波数電気信号から変換した光信号をそれぞれの下り用の光ファイバケーブルで中継伝送局へ伝送する複数の光信号に分配する光分配器と、複数の中継伝送局から上り用の光ファイバケーブルで伝送された光信号をそれぞれ無線周波数電気信号に変換する複数の光電変換器と、複数の光電変換器で変換された複数の無線周波数電気信号をそれぞれ復調処理する複数の受信部と、を備えて構成し、異なる中継伝送局に接続された複数の端末局で受信した或る移動体通信機からの信号に対して、これら複数の受信部によって受信ダイバーシティ処理を行う。

本発明によると、移動通信用光伝送システムにおいて、中継伝送局を介在させて多分岐型に類似したシステム構成とスター型に類似したシステム構成とを融合させたため、光ファイバケーブルの本数削減や敷設が容易等といった多分岐型の利点を実現することができるとともに、複数の端末局の設置自由度が大きい等といったスター型の利点を実現することができる。
更に、本発明によると、移動通信用光伝送システムにおいて、上記したように無線変復調装置と中央局とを無線接続することによってこれらの設置自由度を大きくすることができ、また、無線変復調装置を基地局と兼用することによって合理的なシステム構成を実現することができ、通信方式の異なる複数の無線変復調装置を用いることによって複数の異なる通信方式をサポートすることができ、また、信号合成を電気信号形式で行うことによって通信品質を損なう光ビート雑音の発生を回避することができ、また、上り信号を受信処理する受信部を複数設けて受信ダイバーシティを行うことによって受信感度を高めることができる等の効果を得ることができる。

本発明を実施例を参照して具体的に説明する。なお、本発明の要旨を明確化するため、図７及び図８に示した従来の構成と同様な部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。

図１には本発明の第１実施例に係る移動体通信用光伝送システムの構成を示してある。
本実施例は、回線網１から無線変復調装置３及び中央固定局５にかけての構成は図８に示した多分岐型システムと同様であり、この中央固定局５に対してそれぞれ１本ずつの下り光ファイバケーブル１０ａと上り光ファイバケーブル１０ｂによって中継伝送局１１を接続してある。
なお、無線変復調装置３と中央固定局５とによって本発明における変換局９が構成されており、本実施例では無線変復調装置３と中央固定局５とを電気信号伝送ケーブル４を介して接続して中央固定局５の設置自由度をもたせているが、本発明では無線変復調装置３と中央固定局５とを一体の装置として構成してもよい。

また、本実施例では、中継伝送局１１には複数の端末固定局７がそれぞれ下りと上りの一対の光ファイバケーブル１２ａ、１２ｂで接続されており、この部分は図７に示したスター型システムで中央固定局に対して各端末固定局が接続される構成に類似している。
中継伝送局１１には中央固定局５から伝送された光信号を各下り光ファイバケーブル１２ａへ分配する光分配器（スターカプラ）１１０が設けられており、中央固定局５のＥ／Ｏ５１によって無線周波数電気信号から変換された下りの光信号は中継伝送局１１から各下り光ファイバケーブル１２ａを通して各端末固定局７のＯ／Ｅ７１に伝送される。

また、中継伝送局１１にはそれぞれ上り光ファイバケーブル１２ｂに接続された複数の光―電気変換器（Ｏ/Ｅ）１１１が設けられており、各端末固定局７のＥ／Ｏ７５で無線周波数電気信号から変換した上り光信号がそれぞれのＯ/Ｅ１１１で元の無線周波数電気信号に変換復元される。
そして、中継伝送局１１には、各Ｏ/Ｅ１１１で変換復元された無線周波数電気信号を信号合成する合成器１１２と、この合成された無線周波数電気信号を再度上り光信号に変換する光―電気変換器（Ｏ/Ｅ）１１３とが設けられており、各端末固定局７で受信した複数の移動通信機８からの無線周波数電気信号が上り光信号に合成変換されて上り光ファイバケーブル１０ｂを介して中央固定局のＯ／Ｅ５３に伝送される。このように本実施例では、光信号を電気信号の形式に再変換して合成を行っているため、光ビート雑音の発生が回避されている。

上記構成の光伝送システムによれば、中継伝送局１１を設けることによって、変換局９から中継伝送局１１までは上り下り一対の光ファイバケーブル１０ａ、１０ｂによって光伝送されて、光ファイバ伝送路の敷設が容易化する等の多分岐型と同様な利点が得られ、これと共に、中継伝送局１１から各端末固定局７まではそれぞれ上り下り一対の光ファイバケーブル１２ａ、１２ｂによって光伝送されて、各端末固定局７の独立性が得られて高い設置自由度が実現されて、地下街等の入り組んだ構造の設置場所でも容易に各端末固定局を設置することができる等のスター型と同様な利点が得られる。
なお、本実施例の端末固定局７には移動体通信器８と無線通信するための送信用アンテナ７３ａと受信用アンテナ７３ｂとがそれぞれ設けられており、これによってアンテナ共用器７６は設けられていないが、図７に示した従来例のように構成してもよい。

本実施例による下り方向の通信では、回線網１からの回線周波数電気信号は無線変復調装置３の変調送信部３１で無線周波数電気信号に変調され、この無線信号電気信号が中央固定局５のＥ／Ｏ５１でアナログ光信号に変換されて単一の下り光ファイバケーブル１０ａを通して中継伝送局１１に伝送される。そして、中継伝送局１１ではこの光信号をスターカプラ１１０で分岐して各下り光ファイバケーブル１２ａを通して各端末固定局７に伝送し、各端末固定局７では、受信した光信号をＯ／Ｅ７１で元の無線周波数電気信号に変換復元し、この無線周波数電気信号を増幅器７２により必要に応じて増幅して送信用アンテナ７３ａから移動体通信機８へ無線送信する。

また、本実施例による上り方向の通信では、移動体通信機８から無線送信された無線周波数電気信号が端末固定局７の受信用アンテナ７３ｂで受信され、受信した無線周波数電気信号を増幅器７４により必要に応じて増幅し、この無線周波数電気信号をＥ／Ｏ７５でアナログ光信号に変換して、この光信号が上り光ファイバケーブル１２ｂを通して中継伝送局１１に伝送される。そして、中継伝送局１１ではこの光信号をＯ／Ｅ１１１で無線周波数電気信号に変換し、これら無線周波数電気信号を合成器１１２で合成して再度Ｅ／Ｏ１１３により光信号に変換して単一の上り光ファイバケーブル１０ｂを通して中央固定局５に伝送される。そして、中央固定局５では、各上り光ファイバケーブル１０ｂから受信した光信号をＯ／Ｅ５３で元の無線周波数電気信号に変換復元し、この無線周波数電気信号を無線変復調装置３へ送信し、無線変復調装置３では、この無線周波数電気信号を受信復調部３２で回線周波数の電気信号に復調して公衆回線網１へ送信する。

図２には本発明の第２実施例に係る移動体通信用光伝送システムの構成を示してある。
なお、本実施例は第１実施例に変更を加えたのもであるので、第１実施と同様な部分についての説明は省略し、変更部分について説明する。
本実施例では、第１実施例と同様な構成の中継伝送局１１を複数（本例では２つ）設けており、これら中継伝送局１１に対して第１実施例と同様な構成の複数の端末固定局７を第１実施例と同様にそれぞれ下りと上りの一対の光ファイバケーブル１２ａ、１２ｂで接続してある。

また、本実施例の中央固定局５にはＥ／Ｏ５１で変換した光信号を中継伝送局１１と同数に分配する光分配器（スターカプラ）５２が設けられており、分配された各光信号はそれぞれの下り光ファイバケーブル１０ａを通して各中継伝送局１１へ伝送される。また、本実施例の中央固定局５には中継伝送局１１と同数のＯ／Ｅ５３が設けられており、各Ｏ／Ｅ５３にはそれぞれ上り光ファイバケーブル１０ｂを通して各中継伝送局１１から光信号が伝送され、各Ｏ／Ｅ５３で変換された無線周波数電気信号は合成器５４で合成されて無線変復調装置３の受信復調部３２へ伝送される。

上記構成の光伝送システムによれば、第１実施例と同様な利点が得られるとともに、中央固定局５を挟んで異なる方向に複数の中継伝送局１１を配置することで、中央固定局５を中心として複数の端末固定局７を設置することが光ファイバケーブルをあまり長くせずとも実現でき、入り組んだ構造の地下街などにおいて多数の端末固定局７を広範囲に分散配置することが容易に行える利点がある。
なお、本実施例による下り及び上り方向の通信は、各中継伝送局１１毎に第１実施例と同様になされるが、上り方向の通信においては上記した合成器５４により光ビート雑音が生じない信号形式での信号合成がなされる。

図３には本発明の第３実施例に係る移動体通信用光伝送システムの構成を示してある。
なお、本実施例は第２実施例に変更を加えたのもであるので、第２実施と同様な部分についての説明は省略し、変更部分について説明する。
本実施例では、第２実施例と同様に中継伝送局１１を複数（本例では２つ）設けており、これら中継伝送局１１から伝送される上り光信号（すなわち、移動体通信機８から受信した信号）で受信ダイバーシティを行っている。なお、本実施例では異なる中継伝送局１１に接続された少なくとも２つの端末固定局７が同一の移動体通信機８から無線信号を受信できるように各端末固定局７を配置するのが好ましい。

このような受信ダイバーシティを行うため、本実施例の中央固定局５には中継伝送局１１と同数のＯ／Ｅ５３が設けられており、各Ｏ／Ｅ５３にはそれぞれ上り光ファイバケーブル１０ｂを通して各中継伝送局１１から光信号が伝送される。また、本実施例の無線変復調装置３にはＯ／Ｅ５３と同数の受信復調部３２が設けられており、各受信復調部３２にはそれぞれ異なるＯ／Ｅ５３から上り無線周波数電気信号が入力されて、受信ダイバーシティがなされる。

図４には本発明の第４実施例に係る移動体通信用光伝送システムの要部の構成を示してある。
なお、本実施例は異なる複数（本例では２つ）の通信方式をサポートするように第１実施例に変更を加えたのもであるので、第１実施と同様な部分についての説明は省略し、変更部分について説明する。
本実施例では、通信方式が異なる無線変復調装置３を複数設けており、また、各無線変復調装置３の変調送信部３１からの下り無線周波数電気信号を合成する合成器１３と、中央固定局５からの上り無線周波数電気信号を各無線変復調装置３の復調受信部３２へ分配する分配器１４が設けられている。

すなわち、本実施例では、各無線変復調装置３で変調された異なる通信方式の下り無線周波数電気信号が合成器１３で信号合成されて、中央固定局５、中継伝送局１１、端末固定局７を介して伝送されて移動体通信機８へ無線送信され、対応する通信方式の移動体通信機８で受信処理される。また、端末固定局７が移動体通信機８から受信した信号は、中継伝送局１１、中央固定局５を介して伝送されて分配器１４で分配され、対応する通信方式の無線変復調装置３で回線周波数電気信号に変換されて回線網１へ送信される。

図５には本発明を携帯電話システムに応用した一例を示してある。
この応用例は、本発明の第２実施例を応用することによって、１つの無線変復調装置（ＢＴＳ）及び中央固定局（Ｍ／Ｕ）に２つの中継伝送局（ＨＵＢ）を振り分けて接続し、多数の端末固定局（Ｓ／Ｕ）を幹線道路等に沿って広範囲に設置したものであり、無線変復調装置（ＢＴＳ）及び中央固定局（Ｍ／Ｕ）から成る１つの基地局の通信エリアを等価的に拡大している。

図６には本発明を携帯電話システムに応用した他の一例を示してある。
この応用例は、無線変復調装置（ＢＴＳ）及び中央固定局（Ｍ／Ｕ）から成る基地局に中継伝送局（ＨＵＢ）を接続し、この中継伝送局（ＨＵＢ）に接続された多数の端末固定局（Ｓ／Ｕ）をビル内の各地上階や地下、更には、地下通路内に設置したものであり、基地局では不感区域となる建物内部や地下空間に当該基地局の通信エリアを等価的に拡大している。

本発明の第１実施例に係る移動体通信用光伝送システムの構成図である。 本発明の第２実施例に係る移動体通信用光伝送システムの構成図である。 本発明の第３実施例に係る移動体通信用光伝送システムの構成図である。 本発明の第４実施例に係る移動体通信用光伝送システムの要部の構成図である。 本発明を携帯電話システムに応用した一例の構成を示す図である。 本発明を携帯電話システムに応用した他の一例の構成を示す図である。 従来のスター型システムの一構成例を示す図である。 従来の多分岐型システムの一構成例を示す図である。

符号の説明

１：回線網、 ３：無線変復調装置、
５：中央固定局、 ７：端末固定局、
８：移動体通信機、
１０ａ、１２ａ：下り光ファイバケーブル、
１０ｂ、１２ｂ：上り光ファイバケーブル、
１１：中継伝送局、

Claims (2)

1. 回線網と接続されて回線周波数電気信号と無線周波数電気信号との間の変復調を行う無線変復調装置と、無線変復調装置に接続されて無線周波数電気信号と光信号との間の変換を行う中央固定局装置と、中央固定局装置に光ファイバケーブルを介して接続されて光信号の中継伝送を行う中継伝送局装置と、中継伝送局装置に光ファイバケーブルを介して接続されて光信号と無線周波数電気信号との間の変換を行うとともに移動体通信機との間で無線周波数電気信号による無線通信を行う端末局装置と、を備えた移動体通信用光伝送システムを構成する基地局装置であって、
   移動体通信機との間で無線周波数電気信号による無線通信を行う基地局機能に加えて、前記無線変復調装置の機能を備えたことを特徴とする基地局装置。
2. 無線周波電気信号とアナログ光信号とを変換する変換局から下り光ファイバケーブルを介して入力されたアナログ光信号を分配し、複数の端末局へ向けて出力する光分配器と、
   前記複数の端末局から上り光ファイバケーブルを介して入力されたアナログ光信号をそれぞれ無線周波電気信号に変換する複数の光電変換器と、
   前記複数の光電変換器から出力された無線周波電気信号を合成する合成器と、
   前記合成された無線周波電気信号をアナログ光信号に再度変換して前記変換局へ出力する光電変換器と、を備えたことを特徴とする中継伝送局装置。

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