光伝送システム、親局装置、および子局装置
【課題】親局装置の簡素化を図るとともにＣＮＲ劣化を改善する。
【解決手段】子局装置５０の上り送信部は、受信ＲＦ信号をダウンコンバートする周波数変換部５２と、デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部５４と、パラレルデジタル信号をシリアルデジタル信号に変換する送信デジタル信号処理部５５と、該シリアルデジタル電気信号を光信号に変換して光ファイバＦｂ２に出力する光送信部５６とを備え、親局装置１の上り受信部は、子局装置５０から入力される光信号をデジタル信号に変換する子局装置５０と同数の光受信部３と、光受信部３の数よりも少ない複数のデジタル信号を入力し、各デジタル信号をパラレルデジタル信号に変換するとともにデジタル加算を行う受信デジタル信号処理部４と、加算デジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部５と、アナログ信号を合成する合成器６と、送信ＲＦ信号にアップコンバートする周波数変換部９とを備える。
【解決手段】子局装置５０の上り送信部は、受信ＲＦ信号をダウンコンバートする周波数変換部５２と、デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部５４と、パラレルデジタル信号をシリアルデジタル信号に変換する送信デジタル信号処理部５５と、該シリアルデジタル電気信号を光信号に変換して光ファイバＦｂ２に出力する光送信部５６とを備え、親局装置１の上り受信部は、子局装置５０から入力される光信号をデジタル信号に変換する子局装置５０と同数の光受信部３と、光受信部３の数よりも少ない複数のデジタル信号を入力し、各デジタル信号をパラレルデジタル信号に変換するとともにデジタル加算を行う受信デジタル信号処理部４と、加算デジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部５と、アナログ信号を合成する合成器６と、送信ＲＦ信号にアップコンバートする周波数変換部９とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として携帯電話等の移動体通信システムの電波不感地対策用中継システムに用いられる光伝送システム、親局装置、および子局装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等の無線通信において、高層ビル内、地下街、トンネル等、基地局電波の届きにくいエリアにサービスを提供するための方法として、無線信号で光信号を強度変調して光ファイバで伝送する技術であるＲｏＦ技術（Radio on FiberあるいはRadio over Fiber）による光リピータがある（例えば、非特許文献１，２参照）。
【０００３】
図６は、光リピータ方式の従来例を示す光伝送システムの概略ブロック図である。図６において、基地局側から親局装置１００に入力されたＲＦ信号は、合分波器１０１と増幅器１０２を介した後、Ｅ／Ｏ変換器１０３によって電気信号が光信号に変換される。この光信号は、光分配器１０５によって複数の子局装置１５０の個数に対応した数にパワー分配され、それぞれ光ファイバ１０６によって複数の子局装置１５０に伝送される。
【０００４】
子局装置１５０に入力された光信号は、Ｏ／Ｅ変換器１５２によって電気信号に変換される。変換された電気信号であるＲＦ信号は、増幅器１５３によって増幅され、さらに増幅器１５４によって増幅された後、合分波器１５５およびアンテナ１５６を介して放射出力される。
【０００５】
アンテナ１５６を介して子局装置１５０に入力されたＲＦ信号は、合分波器１５５と増幅器１５７を介した後、Ｅ／Ｏ変換器１５８によって光信号に変換される。この光信号は、光ファイバ１５９によって親局装置１００に伝送される。
【０００６】
親局装置１００に入力された各子局装置１５０からの光信号は、Ｏ／Ｅ変換器１０７によって電気信号であるＲＦ信号に変換され、増幅器１０８、合成器１１０、合分波器１０１を介して、基地局に伝送される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】菅沼、他「１．５ＧＨｚデジタル移動通信用トンネルブースタ」，ＮＴＴ ＤＯＣＯＭＯテクニカルジャーナル、Ｖｏｌ.２，Ｎｏ.２，ＰＰ.２０−２３，１９９４
【非特許文献２】福家、他「光伝送ブースタ」，ＮＴＴ ＤＯＣＯＭＯテクニカルジャーナル、Ｖｏｌ.５，Ｎｏ.１，ＰＰ.２９−３２，１９９７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、非特許文献１，２に示されるような従来の光伝送システムの場合、接続される子局装置数の増大に伴い、親局装置への上り回線部部分の部品点数が増加するとともに、消費電力も増大する。具体的に、図６に示した親局装置１００内の受信部１０９の数が子局装置数分、必要であり、子局装置１５０の数の増大に伴って受信部１０９の数が増大する。
【０００９】
また、親局装置内で、全子局装置からのＲＦ信号を合成するため、子局装置数の増大に伴って雑音成分が増加する。一般に、ＲｏＦ伝送方式の場合、Ｅ／Ｏ変換器からＯ／Ｅ変換器までの信号のＣＮＲ特性は次式で表されることが知られている。
【数１】
ここで、m：光変調度、S：受光器の受光感度[A/W]、Pr：受光パワー[W]、Ｉth：等価熱雑音電流密度[A/√（Hz）]、q：電荷[C]、Ｉd：受光器の暗電流[A]、RIN：レーザの相対雑音強度、B：信号帯域幅[Hz]である。この式の分子は信号強度を表し、分母は雑音強度を表しており、分母の雑音は次のように分類することができる。すなわち、熱雑音（I２th・B）、暗電流雑音（2qId・B）、受光器のショット雑音（２qSPr・B）、ＲＩＮ雑音（RIN(SPr)２・Ｂ）である。よって、親局装置内では、これら全ての雑音成分と、増幅器等で付加される熱雑音とが、子局装置分合成され、親局装置へ伝送される。さらには信号の有無に関わらず、上記雑音成分は常に子局装置の数分、合成され、親局装置へ伝送される。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、親局装置の部品点数を削減して装置の簡素化を図るとともに、ＣＮＲ劣化を改善し得る光伝送システム、親局装置、および子局装置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】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる光伝送システムは、１つの親局装置に複数の子局装置が光ファイバで接続される光伝送システムにおいて、各子局装置の上り送信部は、前記子局装置に入力される受信ＲＦ信号を受信デジタル電気信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、前記受信デジタル電気信号を光信号に変換して前記光ファイバに出力する光送信部と、を備え、前記親局装置の上り受信部は、前記光ファイバを介して前記子局装置から入力される光信号をデジタル電気信号に変換する前記子局装置数と同数の光受信部と、前記光受信部から出力された複数の前記デジタル電気信号を入力し、各デジタル電気信号のデジタル加算を行う前記光受信部の数よりも少ない単数あるいは複数の受信デジタル信号処理部と、前記各受信デジタル信号処理部から出力された加算デジタル電気信号を加算アナログ電気信号に変換する単数あるいは複数のＤ／Ａ変換部と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明にかかる光伝送システムは、上記発明において、複数の前記Ｄ／Ａ変換部と、前記各Ｄ／Ａ変換部から出力される加算アナログ電気信号を合成する合成器と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明にかかる光伝送システムは、上記発明において、前記Ａ／Ｄ変換部は、前記子局装置に入力される前記受信ＲＦ信号の周波数をダウンコンバートして前記受信デジタル電気信号に変換する子局上り周波数変換部を含み、前記各Ｄ／Ａ変換部から出力された加算アナログ電気信号あるいは前記合成器から出力された電気信号を送信ＲＦ信号にアップコンバートして出力する親局上り周波数変換部をさらに備えたことを特徴とする。
【００１４】
本発明にかかる光伝送システムは、上記発明において、前記各Ｄ／Ａ変換部は、前記加算デジタル電気信号をＲＦ加算アナログ電気信号に変換して出力し、前記合成器は前記各Ｄ／Ａ変換部から出力されるＲＦ加算アナログ電気信号を合成して送信ＲＦ信号を出力することを特徴とする。
【００１５】
本発明にかかる光伝送システムは、上記発明において、前記親局装置の上り受信部は、前記各Ｄ／Ａ変換部の出力側にスイッチを設け、前記受信デジタル信号処理部は、入力される前記デジタル電気信号の信号レベルをモニタし、すべてのデジタル電気信号の信号レベルが閾値以下の場合、対応する下段の前記スイッチを開にすることを特徴とする。
【００１６】
本発明にかかる光伝送システムは、上記発明において、前記受信デジタル信号処理部は、入力される前記デジタル電気信号の信号レベルをモニタし、該信号レベルが閾値以下の場合、該デジタル電気信号が示すデータ値をゼロとして処理することを特徴とする。
【００１７】
本発明にかかる光伝送システムは、上記発明において、各子局装置の上り送信部は、前記Ａ／Ｄ変換部の後段に、前記受信デジタル電気信号の信号レベルが閾値以下であるか否かを示す付加情報を付加して送信する送信デジタル信号処理部を備え、前記親局装置の上り受信部は、前記各Ｄ／Ａ変換部の出力側にスイッチを設け、前記受信デジタル信号処理部は、入力される全ての前記デジタル電気信号の付加情報が閾値以下を示す場合、対応する下段の前記スイッチを開にすることを特徴とする。
【００１８】
本発明にかかる光伝送システムは、上記発明において、前記受信デジタル信号処理部は、入力される前記デジタル電気信号の付加情報が閾値以下を示す場合、該デジタル電気信号が示すデータ値をゼロとして処理することを特徴とする。
【００１９】
本発明にかかる親局装置は、複数の子局装置が光ファイバで接続される光伝送システムの親局装置において、上り受信部は、前記光ファイバを介して前記子局装置から入力される光信号をデジタル電気信号に変換する前記子局装置数と同数の光受信部と、前記光受信部から出力された複数の前記デジタル電気信号を入力し、各デジタル電気信号のデジタル加算を行う前記光受信部の数よりも少ない単数あるいは複数の受信デジタル信号処理部と、前記各受信デジタル信号処理部から出力された加算デジタル電気信号を加算アナログ電気信号に変換する単数あるいは複数のＤ／Ａ変換部と、を備えたことを特徴とする。
【００２０】
本発明にかかる親局装置は、上記発明において、複数の前記Ｄ／Ａ変換部と、前記各Ｄ／Ａ変換部から出力される加算アナログ電気信号を合成する合成器と、を備えたことを特徴とする。
【００２１】
本発明にかかる親局装置は、上記発明において、前記各Ｄ／Ａ変換部から出力された加算アナログ電気信号あるいは前記合成器から出力された電気信号を送信ＲＦ信号にアップコンバートして出力する親局上り周波数変換部をさらに備えたことを特徴とする。
【００２２】
本発明にかかる親局装置は、上記発明において、前記各Ｄ／Ａ変換部は、前記加算デジタル電気信号をＲＦ加算アナログ電気信号に変換して出力し、前記合成器は前記各Ｄ／Ａ変換部から出力されるＲＦ加算アナログ電気信号を合成して送信ＲＦ信号を出力することを特徴とする。
【００２３】
本発明にかかる子局装置は、１つの親局装置に光ファイバで接続される光伝送システムの子局装置において、上り送信部は、入力される受信ＲＦ信号の周波数をダウンコンバートして受信デジタル電気信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、前記受信デジタル電気信号を光信号に変換して前記光ファイバに出力する光送信部と、を備えたことを特徴とする。
【００２４】
本発明にかかる子局装置は、上記発明において、前記Ａ／Ｄ変換部は、当該子局装置に入力される受信ＲＦ信号の周波数をダウンコンバートして受信デジタル電気信号に変換する子局上り周波数変換部を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、親局装置の部品点数を削減して装置の簡素化を図れるとともに、ＣＮＲ劣化を改善し得る光伝送システム、親局装置および子局装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本実施の形態の光伝送システムの構成例を示す概略ブロック図である。
【図２】図２は、図１に示した親局装置の受信デジタル信号処理部の詳細構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、本実施の形態の変形例である光伝送システムにおける子局装置の送信デジタル信号処理部の詳細構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、本実施の形態の変形例である光伝送システムにおける親局装置の受信デジタル信号処理部の詳細構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、他の実施の形態の光伝送システムの構成例を示す概略ブロック図である。
【図６】図６は、光リピータ方式の従来例を示す光伝送システムの概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して、本発明にかかる光伝送システム、親局装置および子局装置の実施の形態について詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２８】
図１は、本実施の形態の光伝送システムの構成例を示す概略ブロック図である。本実施の形態の光伝送システムは、１つの親局装置１に複数の子局装置５０（５０−１〜５０−Ｉ）が光ファイバＦｂ１，Ｆｂ２を介してそれぞれ接続される。なお、図１では、親局装置１に接続される子局装置５０の数Ｉは、一例として１６としている。光ファイバＦｂ１は、親局装置１から子局装置５０への下り回線を構成し、１６本である。また、光ファイバＦｂ２は、子局装置５０から親局装置１への上り回線を構成し、１６本である。すなわち、親局装置１と子局装置５０とは、１６対の光ファイバＦｂ１，Ｆｂ２で接続されている。
【００２９】
ここで、子局装置５０内で上り回線を構成する上り送信部は、増幅器５１と、ＲＦ信号をダウンコンバートする周波数変換部５２と、帯域制限フィルタ５３と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部５４と、パラレルデジタル信号をシリアルデジタル信号に変換する送信デジタル信号処理部５５と、シリアルデジタル信号を光信号に変換する光送信部５６とを備える。なお、Ａ／Ｄ変換部５４は、Ｎビットで量子化を行っている。また、送信デジタル信号処理部５５は、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）で実現される。
【００３０】
一方、親局装置１内で上り回線を構成する上り受信部は、光信号をシリアルデジタル信号に変換する光受信部３（３−１〜３−１６）と、変換されたシリアルデジタル信号をパラレルデジタル信号に変換するとともに複数Ｊ（＝４）のパラレルデジタル信号を加算する複数の受信デジタル信号処理部４（４−１〜４−Ｋ）と、受信デジタル信号処理部４から出力されたデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部５（５−１〜５−Ｋ）と、変換されたアナログ信号を合成する合成器６と、帯域制限フィルタ８と、帯域制限フィルタ８から出力されたアナログ信号をアップコンバートする周波数変換器９と、Ｄ／Ａ変換部５と合成器６との間を断続するスイッチＳＷ（ＳＷ−１〜ＳＷ−Ｋ）とを備える。なお、光受信部３は、１６個設けられ、子局装置５０と同数である。各受信デジタル信号処理部４は、それぞれＭ個（＝４）の光受信部３からの信号を処理する。なお、Ｍ＝４は一例であり、たとえば、Ｍ＝８であってもよい。Mは、２≦M≦Iを満たす自然数である。また、受信デジタル信号処理部４、Ｄ／Ａ変換部５、スイッチＳＷの各個数Ｋは、Ｉ＝１６であり、Ｍ＝４であるため、Ｋ≧Ｉ／Ｍによって４になる（Ｋは自然数）。以下、Ｍ＝４、Ｋ＝４を一例として説明する。したがって、受信デジタル信号処理部４は、全部で４個設けられる。Ｄ／Ａ変換部５およびスイッチＳＷも、受信デジタル信号処理部４にそれぞれ対応して設けられ、４個である。すなわち、受信デジタル信号処理部４、Ｄ／Ａ変換部５、スイッチＳＷは、４つの光受信部３毎に設けられる。この結果、受信デジタル信号処理部４は、接続される子局装置５０の個数１６よりも少ない個数となる。また、受信デジタル信号処理部４は、ＦＰＧＡで実現される。
【００３１】
ここで、受信デジタル信号処理部４は、４つのシリアルデジタル信号をパラレルデジタル信号に変換してデジタル加算を行う。このため、Ｄ／Ａ変換部５は、子局装置５０側のＡ／Ｄ変換部５４のＮビット分解能に対して、１つの受信デジタル信号処理部４に割り付けられる光受信部３の数がＭである場合、（Ｎ＋logＭ／log２）ビット分解能を持たせるようにしている。図１では、Ｍが４であるので、Ｄ／Ａ変換部５は、（Ｎ＋２）ビット分解能をもっている。また、１つの受信デジタル信号処理部４に、８つの光受信部３（Ｍ＝８）が割り付けられる場合、Ｄ／Ａ変換部５は、（Ｎ＋３）ビット分解能をもたせるようにしている。この場合、受信デジタル信号処理部４、Ｄ／Ａ変換部５、スイッチＳＷの各個数は、さらに半減した４つのみで済む。
【００３２】
これにより、アンテナ７１（７１−１〜７１−１６）を介して入力されたＲＦ信号は、合分波器７０、増幅器５１を介して周波数変換部５２に入力され、所定の周波数にダウンコンバートされる。このダウンコンバートされたアナログ信号は、帯域制限フィルタ５３を介することにより所定の不要波が除去され、Ａ／Ｄ変換部５４に入力されてパラレルデジタル信号に変換される。変換されたパラレルデジタル信号は送信デジタル信号処理部５５によってシリアルデジタル信号に変換される。変換されたシリアルデジタル信号は、光送信部５６によって光信号に変換されて親局装置１側に伝送される。
【００３３】
親局装置１に入力された光信号は、各光受信部３（３−１〜３−１６）によってシリアルデジタル信号に変換される。変換された１６個のシリアルデジタル信号は、４つのシリアルデジタル信号毎に、受信デジタル信号処理部４によってパラレルデジタル信号に変換されるとともにデジタル加算される。デジタル加算されたパラレルデジタル信号は、対応するＤ／Ａ変換部５毎にアナログ信号に変換される。変換された全て（４つ）のアナログ信号は、合成器６によって合成される。合成されたアナログ信号は帯域制限フィルタ８を介して所定の不要波が除去された後、周波数変換部９でアンプコンバートされたＲＦ信号の周波数に変換される。変換されたアナログ信号は合分波器１２を介して基地局側に伝送される。
【００３４】
すなわち、本実施の形態では、図６中の上り回線における子局装置１５０のＥ／Ｏ変換部１５８と親局装置１００のＯ／Ｅ変換部１０７間をデジタル化したものである。なお、光送信部５６と光受信部３との間は、デジタル信号が光信号として伝送されることになる。これにより、上り回線部分につき、親局装置１の部品点数を削減して装置の簡素化を図れるものである。
【００３５】
なお、下り回線については、親局装置１に入力されたＲＦ信号は、合分波器１２を経た後、周波数変換部１３により所定の周波数にダウンコンバートされる。そして、帯域制限フィルタ１４を経て所定の不要波を除去した後、Ａ／Ｄ変換部１５によってデジタル信号に変換される。なお、Ａ／Ｄ変換部１５は、Ｄ／Ａ変換部５、受信デジタル信号処理部４、周波数変換部１３，９、送信デジタル信号処理部１７とともに、基準クロック発生器１６の基準クロックに同期して動作する。変換されたパラレルデジタル信号は、ＦＰＧＡによって実現される送信デジタル信号処理部１７によってシリアルデジタル信号に変換される。変換されたシリアルデジタル信号は、光送信部１８に入力され、光信号に変換される。この際、基準クロック発生器１６の基準クロックは光送信部１９に入力されて光信号に変換される。ＷＤＭカプラ２０は、光送信部１８および光送信部１９から入力される光信号を波長多重し、基準クロックを波長多重した波長多重光として光分配器２１に出力する。波長多重光は、光分配器２１によって１６分配され、光ファイバＦｂ１を介してそれぞれ１６個の子局装置５０−１〜５０−１６に伝送される。
【００３６】
子局装置５０（５０−１〜５０−１６）に入力されたクロック波長多重化信号は、ＷＤＭカプラ６０によって所定の周波数の光信号と基準クロックの光信号とに分波される。各光信号は、光受信部６１，６２によってデジタル信号に変換される。光受信部６１によって変換されたシリアルデジタル信号は、ＦＰＧＡによって実現される受信デジタル信号処理部６３によってパラレルデジタル信号に変換される。変換されたパラレルデジタル信号は、Ｄ／Ａ変換部６５によってシリアルアナログ信号に変換される。そして、帯域制限フィルタ６６によって所定の不要波が除去された後、周波数変換部６７によりＲＦ信号の周波数までアップコンバートされる。さらに、バンドパスフィルタ６８、増幅器６９、合分波器７０を介してアンテナ７１からＲＦ信号を放射する。なお、受信デジタル信号処理部６３、Ｄ／Ａ変換部６５、周波数変換部６７，５２、Ａ／Ｄ変換部５４、送信デジタル信号処理部５５は、光受信部６２から出力されたデジタル信号である基準クロックに同期して動作する。
【００３７】
ところで、親局装置１の受信デジタル信号処理部４（４−１〜４−４）は、子局装置５０から入力されるデジタル信号（光受信部３の出力）のレベルをモニタし、入力される全て（４つの）の子局装置５０からのデジタル信号レベルのモニタ値が閾値レベル以下の場合には、対応する後段のスイッチＳＷ（ＳＷ−１〜ＳＷ−４）を開にする。この後段のスイッチＳＷ（ＳＷ−１〜ＳＷ−４）を開にすることによって、Ｄ／Ａ変換部４からの量子化雑音や熱雑音の出力がなくなる。この閾値レベルは、基地局装置における最低受信感度に相当する信号レベルであることが好ましい。これにより、親局装置１内の合成器６に入力される雑音の低減が図れ、ＣＮＲを改善することができる。
【００３８】
さらに、受信デジタル信号処理部４（４−１〜４−４）は、入力されるデジタル信号（光受信部３の出力）のレベルをモニタし、該デジタル信号レベルのモニタ値が閾値レベル以下の場合、該デジタル信号のパラレルデジタルデータ値をゼロ（足切り）にして出力するようにしてもよい。これにより、Ｄ／Ａ変換部５の雑音低減を図ることができる。
【００３９】
たとえば、図２に示すように、受信デジタル信号処理部４−１は、光受信部３−１〜３−４から入力されるデジタル信号をそれぞれＳ／Ｐ変換部４１−１〜４１−４でパラレルデジタル信号に変換し、加算部４２で加算したデジタル信号をＤ／Ａ変換部５−１に出力する。ここで、レベル判定部４３は、各Ｓ／Ｐ変換部４１−１〜４１−４が受信したデジタル信号のレベルをモニタし、全てのデジタル信号のレベルが閾値レベル以下である場合、スイッチＳＷ−１を開にして受信デジタル信号処理部４−１からの出力であってＤ／Ａ変換部５−１によって変換されたアナログ信号を合成器６側に出力しないようにする。
【００４０】
また、レベル判定部４３は、各Ｓ／Ｐ変換部４１−１〜４１−４が受信したデジタル信号のレベルをモニタし、デジタル信号のレベルが閾値レベル以下であるデジタル信号がある場合、加算器４２においてこのデジタル信号のパラレルデジタルデータ値をゼロにして加算させる。これによって閾値レベル以下のデジタル信号による雑音を低減することができる。なお、全てのデジタル信号が閾値レベル以下である場合、スイッチＳＷ−１を開にすることが好ましい。これは、全てのデジタル信号のパラレルデジタルデータ値をゼロにしても、Ｄ／Ａ変換部５−１による雑音を低減できるからである。
【００４１】
さらに変形例として、子局装置５０側に着目し、送信デジタル信号処理部５５が、Ａ／Ｄ変換部５４から入力されるデジタル信号のレベルをモニタし、デジタル信号レベルのモニタ値が閾値レベル以下の場合には、信号無しの情報（１ビット）を付加したデジタル信号として親局装置１側に送信する。一方、親局装置１の受信デジタル信号処理部４は、付加される情報（１ビット）の有無をモニタし、情報が付加されている場合にスイッチＳＷを開にし、あるいはパラレルデジタルデータ値をゼロにするようにしてもよい。
【００４２】
たとえば、図３に示すように、子局装置５０側の送信デジタル信号処理部５５は、Ａ／Ｄ変換部５４からのデジタル信号をＰ／Ｓ変換部８１でシリアルデジタル信号に変換し、付加部８３で付加情報が付加されたデジタル信号を光送信部５６に出力する。ここで、レベル判定部８２が、デジタル信号レベルのモニタ値が閾値レベル以下の場合、デジタル信号レベルが閾値レベル以下であることを示す付加情報（１ビット）に設定して出力される。
【００４３】
一方、図４に示すように親局装置１側の受信デジタル信号処理部４−１は、図２と同様な構成であるが、レベル判定部４３に替えて付加判定部４４を設けている。付加判定部４４は、各Ｓ／Ｐ変換部４１−１〜４１−４が受信したデジタル信号の付加情報をモニタし、全ての付加情報が、閾値レベル以下を示すものであるか否かをモニタし、全てのデジタル信号が閾値レベル以下を示す場合、スイッチＳＷ−１を開にする。また、付加判定部４４は、各Ｓ／Ｐ変換部４１−１〜４１−４が受信したデジタル信号の付加情報をモニタし、閾値レベル以下を示すものがある場合、このデジタル信号のパラレルデジタルデータ値をゼロにして加算器４２で加算させる。
【００４４】
この変形例でも、量子化雑音の低減が図れ、あるいはＤ／Ａ変換部５での雑音の低減が図れ、ＣＮＲを改善することができる。しかも、受信デジタル信号処理部４での閾値レベル判定にかかる負荷が軽減され、迅速な判定処理を行うことができる。
【００４５】
なお、Ｄ／Ａ変換部５は、（Ｎ＋logＭ／log２）ビット分解能を持たせるようにしているが、Ｄ／Ａ変換処理は、Ａ／Ｄ変換処理に比して高速処理および高分解能処理が可能であり、伝送速度の低下が生じることがない。
【００４６】
また、上述した実施の形態および変形例では、送信デジタル信号処理部５５がパラレル信号をシリアル信号に変換し、受信デジタル信号処理部４（４−１〜４−４）がシリアル信号をパラレル信号に変換する処理を行うようにしている。しかし、Ａ／Ｄ変換部５４が１出力に対応するものであれば、パラレル信号をシリアル信号に変換する機能のみとしての送信デジタル信号処理部５５は設ける必要がない。さらに、Ｄ／Ａ変換部５が１入力に対応するものであれば、受信デジタル信号処理部４（４−１〜４−４）の機能のうち、シリアル信号をパラレル信号に変換する機能（Ｓ／Ｐ部４１−１〜４１−４）を有する必要はない。
【００４７】
図５は、他の実施の形態の光伝送システムの構成例を示す概略ブロック図である。図５に示す光伝送システムは、図１に示す光伝送システムにおいて、親局装置１、子局装置５０（５０−１〜５０−Ｉ）を、それぞれ、親局装置１Ａ、子局装置５０Ａ（５０Ａ−１〜５０Ａ−Ｉ）に置き換えたものである。
【００４８】
親局装置１Ａは、親局装置１から、周波数変換器９および周波数変換部１３を削除し、Ａ／Ｄ変換部１５をＡ／Ｄ変換部１５Ａに置き換え、Ｄ／Ａ変換部５（５−１〜５−Ｋ）をＤ／Ａ変換部５Ａ（５Ａ−１〜５Ａ−Ｋ）に置き換えたものである。子局装置５０Ａ（５０Ａ−１〜５０Ａ−Ｉ）は、子局装置５０（５０−１〜５０−Ｉ）から、周波数変換部５２、６７および帯域制限フィルタ５３、６６を削除し、Ａ／Ｄ変換部５４をＡ／Ｄ変換部５４Ａに置き換え、Ｄ／Ａ変換部６５をＤ／Ａ変換部６５Ａに置き換えたものである。
【００４９】
Ａ／Ｄ変換部１５Ａ、５４ＡおよびＤ／Ａ変換部５Ａ（５Ａ−１〜５Ａ−Ｋ）、６５Ａは、いずれもサンプリング周波数をＲＦ信号の帯域幅の二倍以上とすることで、周波数変換部無しにアナログ信号を所定の周波数にダウンコンバートまたはデジタル信号を所定のＲＦ周波数にアップコンバートすることが可能であるので、図１に示す光伝送システムよりも簡易な構成とすることが可能である。
【００５０】
なお、上記実施の形態では、受信デジタル信号処理部４は複数の受信デジタル信号処理部４−１〜４−Ｋで構成されており、Ｄ／Ａ変換部５も複数のＤ／Ａ変換部５−１〜５−Ｋで構成されているが、受信デジタル信号処理部４を１つのＦＰＧＡで構成し、このＦＰＧＡの内部でパラレルデジタル信号の合成処理をした後に、１つのＤ／Ａ変換部でデジタル信号をアナログ信号に変換するようにしてもよい。この場合、合成器６は設けなくてもよい。また、この場合、Ｄ／Ａ変換部５の出力側に設けるスイッチＳＷも１つでよい。
【００５１】
また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１、１Ａ 親局装置
３（３−１〜３−Ｉ） 光受信部
４（４−１〜４−Ｋ） 受信デジタル信号処理部
５、５Ａ Ｄ／Ａ変換部
６ 合成器
８、５３ 帯域制限フィルタ
９、５２ 周波数変換部
５０（５０−１〜５０−Ｉ）、５０Ａ（５０Ａ−１〜５０Ａ−Ｉ） 子局装置
４１−１〜４１−４ Ｓ／Ｐ変換部
４２ 加算部
４３、８２ レベル判定部
４４ 付加判定部
５４、５４Ａ Ａ／Ｄ変換部
５５ 送信デジタル信号処理部
５６ 光送信部
８１ Ｐ／Ｓ変換部
８３ 付加部
ＳＷ（ＳＷ−１〜ＳＷ−Ｋ） スイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として携帯電話等の移動体通信システムの電波不感地対策用中継システムに用いられる光伝送システム、親局装置、および子局装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等の無線通信において、高層ビル内、地下街、トンネル等、基地局電波の届きにくいエリアにサービスを提供するための方法として、無線信号で光信号を強度変調して光ファイバで伝送する技術であるＲｏＦ技術（Radio on FiberあるいはRadio over Fiber）による光リピータがある（例えば、非特許文献１，２参照）。
【０００３】
図６は、光リピータ方式の従来例を示す光伝送システムの概略ブロック図である。図６において、基地局側から親局装置１００に入力されたＲＦ信号は、合分波器１０１と増幅器１０２を介した後、Ｅ／Ｏ変換器１０３によって電気信号が光信号に変換される。この光信号は、光分配器１０５によって複数の子局装置１５０の個数に対応した数にパワー分配され、それぞれ光ファイバ１０６によって複数の子局装置１５０に伝送される。
【０００４】
子局装置１５０に入力された光信号は、Ｏ／Ｅ変換器１５２によって電気信号に変換される。変換された電気信号であるＲＦ信号は、増幅器１５３によって増幅され、さらに増幅器１５４によって増幅された後、合分波器１５５およびアンテナ１５６を介して放射出力される。
【０００５】
アンテナ１５６を介して子局装置１５０に入力されたＲＦ信号は、合分波器１５５と増幅器１５７を介した後、Ｅ／Ｏ変換器１５８によって光信号に変換される。この光信号は、光ファイバ１５９によって親局装置１００に伝送される。
【０００６】
親局装置１００に入力された各子局装置１５０からの光信号は、Ｏ／Ｅ変換器１０７によって電気信号であるＲＦ信号に変換され、増幅器１０８、合成器１１０、合分波器１０１を介して、基地局に伝送される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】菅沼、他「１．５ＧＨｚデジタル移動通信用トンネルブースタ」，ＮＴＴ ＤＯＣＯＭＯテクニカルジャーナル、Ｖｏｌ.２，Ｎｏ.２，ＰＰ.２０−２３，１９９４
【非特許文献２】福家、他「光伝送ブースタ」，ＮＴＴ ＤＯＣＯＭＯテクニカルジャーナル、Ｖｏｌ.５，Ｎｏ.１，ＰＰ.２９−３２，１９９７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、非特許文献１，２に示されるような従来の光伝送システムの場合、接続される子局装置数の増大に伴い、親局装置への上り回線部部分の部品点数が増加するとともに、消費電力も増大する。具体的に、図６に示した親局装置１００内の受信部１０９の数が子局装置数分、必要であり、子局装置１５０の数の増大に伴って受信部１０９の数が増大する。
【０００９】
また、親局装置内で、全子局装置からのＲＦ信号を合成するため、子局装置数の増大に伴って雑音成分が増加する。一般に、ＲｏＦ伝送方式の場合、Ｅ／Ｏ変換器からＯ／Ｅ変換器までの信号のＣＮＲ特性は次式で表されることが知られている。
【数１】
ここで、m：光変調度、S：受光器の受光感度[A/W]、Pr：受光パワー[W]、Ｉth：等価熱雑音電流密度[A/√（Hz）]、q：電荷[C]、Ｉd：受光器の暗電流[A]、RIN：レーザの相対雑音強度、B：信号帯域幅[Hz]である。この式の分子は信号強度を表し、分母は雑音強度を表しており、分母の雑音は次のように分類することができる。すなわち、熱雑音（I２th・B）、暗電流雑音（2qId・B）、受光器のショット雑音（２qSPr・B）、ＲＩＮ雑音（RIN(SPr)２・Ｂ）である。よって、親局装置内では、これら全ての雑音成分と、増幅器等で付加される熱雑音とが、子局装置分合成され、親局装置へ伝送される。さらには信号の有無に関わらず、上記雑音成分は常に子局装置の数分、合成され、親局装置へ伝送される。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、親局装置の部品点数を削減して装置の簡素化を図るとともに、ＣＮＲ劣化を改善し得る光伝送システム、親局装置、および子局装置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】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる光伝送システムは、１つの親局装置に複数の子局装置が光ファイバで接続される光伝送システムにおいて、各子局装置の上り送信部は、前記子局装置に入力される受信ＲＦ信号を受信デジタル電気信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、前記受信デジタル電気信号を光信号に変換して前記光ファイバに出力する光送信部と、を備え、前記親局装置の上り受信部は、前記光ファイバを介して前記子局装置から入力される光信号をデジタル電気信号に変換する前記子局装置数と同数の光受信部と、前記光受信部から出力された複数の前記デジタル電気信号を入力し、各デジタル電気信号のデジタル加算を行う前記光受信部の数よりも少ない単数あるいは複数の受信デジタル信号処理部と、前記各受信デジタル信号処理部から出力された加算デジタル電気信号を加算アナログ電気信号に変換する単数あるいは複数のＤ／Ａ変換部と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明にかかる光伝送システムは、上記発明において、複数の前記Ｄ／Ａ変換部と、前記各Ｄ／Ａ変換部から出力される加算アナログ電気信号を合成する合成器と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明にかかる光伝送システムは、上記発明において、前記Ａ／Ｄ変換部は、前記子局装置に入力される前記受信ＲＦ信号の周波数をダウンコンバートして前記受信デジタル電気信号に変換する子局上り周波数変換部を含み、前記各Ｄ／Ａ変換部から出力された加算アナログ電気信号あるいは前記合成器から出力された電気信号を送信ＲＦ信号にアップコンバートして出力する親局上り周波数変換部をさらに備えたことを特徴とする。
【００１４】
本発明にかかる光伝送システムは、上記発明において、前記各Ｄ／Ａ変換部は、前記加算デジタル電気信号をＲＦ加算アナログ電気信号に変換して出力し、前記合成器は前記各Ｄ／Ａ変換部から出力されるＲＦ加算アナログ電気信号を合成して送信ＲＦ信号を出力することを特徴とする。
【００１５】
本発明にかかる光伝送システムは、上記発明において、前記親局装置の上り受信部は、前記各Ｄ／Ａ変換部の出力側にスイッチを設け、前記受信デジタル信号処理部は、入力される前記デジタル電気信号の信号レベルをモニタし、すべてのデジタル電気信号の信号レベルが閾値以下の場合、対応する下段の前記スイッチを開にすることを特徴とする。
【００１６】
本発明にかかる光伝送システムは、上記発明において、前記受信デジタル信号処理部は、入力される前記デジタル電気信号の信号レベルをモニタし、該信号レベルが閾値以下の場合、該デジタル電気信号が示すデータ値をゼロとして処理することを特徴とする。
【００１７】
本発明にかかる光伝送システムは、上記発明において、各子局装置の上り送信部は、前記Ａ／Ｄ変換部の後段に、前記受信デジタル電気信号の信号レベルが閾値以下であるか否かを示す付加情報を付加して送信する送信デジタル信号処理部を備え、前記親局装置の上り受信部は、前記各Ｄ／Ａ変換部の出力側にスイッチを設け、前記受信デジタル信号処理部は、入力される全ての前記デジタル電気信号の付加情報が閾値以下を示す場合、対応する下段の前記スイッチを開にすることを特徴とする。
【００１８】
本発明にかかる光伝送システムは、上記発明において、前記受信デジタル信号処理部は、入力される前記デジタル電気信号の付加情報が閾値以下を示す場合、該デジタル電気信号が示すデータ値をゼロとして処理することを特徴とする。
【００１９】
本発明にかかる親局装置は、複数の子局装置が光ファイバで接続される光伝送システムの親局装置において、上り受信部は、前記光ファイバを介して前記子局装置から入力される光信号をデジタル電気信号に変換する前記子局装置数と同数の光受信部と、前記光受信部から出力された複数の前記デジタル電気信号を入力し、各デジタル電気信号のデジタル加算を行う前記光受信部の数よりも少ない単数あるいは複数の受信デジタル信号処理部と、前記各受信デジタル信号処理部から出力された加算デジタル電気信号を加算アナログ電気信号に変換する単数あるいは複数のＤ／Ａ変換部と、を備えたことを特徴とする。
【００２０】
本発明にかかる親局装置は、上記発明において、複数の前記Ｄ／Ａ変換部と、前記各Ｄ／Ａ変換部から出力される加算アナログ電気信号を合成する合成器と、を備えたことを特徴とする。
【００２１】
本発明にかかる親局装置は、上記発明において、前記各Ｄ／Ａ変換部から出力された加算アナログ電気信号あるいは前記合成器から出力された電気信号を送信ＲＦ信号にアップコンバートして出力する親局上り周波数変換部をさらに備えたことを特徴とする。
【００２２】
本発明にかかる親局装置は、上記発明において、前記各Ｄ／Ａ変換部は、前記加算デジタル電気信号をＲＦ加算アナログ電気信号に変換して出力し、前記合成器は前記各Ｄ／Ａ変換部から出力されるＲＦ加算アナログ電気信号を合成して送信ＲＦ信号を出力することを特徴とする。
【００２３】
本発明にかかる子局装置は、１つの親局装置に光ファイバで接続される光伝送システムの子局装置において、上り送信部は、入力される受信ＲＦ信号の周波数をダウンコンバートして受信デジタル電気信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、前記受信デジタル電気信号を光信号に変換して前記光ファイバに出力する光送信部と、を備えたことを特徴とする。
【００２４】
本発明にかかる子局装置は、上記発明において、前記Ａ／Ｄ変換部は、当該子局装置に入力される受信ＲＦ信号の周波数をダウンコンバートして受信デジタル電気信号に変換する子局上り周波数変換部を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、親局装置の部品点数を削減して装置の簡素化を図れるとともに、ＣＮＲ劣化を改善し得る光伝送システム、親局装置および子局装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本実施の形態の光伝送システムの構成例を示す概略ブロック図である。
【図２】図２は、図１に示した親局装置の受信デジタル信号処理部の詳細構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、本実施の形態の変形例である光伝送システムにおける子局装置の送信デジタル信号処理部の詳細構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、本実施の形態の変形例である光伝送システムにおける親局装置の受信デジタル信号処理部の詳細構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、他の実施の形態の光伝送システムの構成例を示す概略ブロック図である。
【図６】図６は、光リピータ方式の従来例を示す光伝送システムの概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して、本発明にかかる光伝送システム、親局装置および子局装置の実施の形態について詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２８】
図１は、本実施の形態の光伝送システムの構成例を示す概略ブロック図である。本実施の形態の光伝送システムは、１つの親局装置１に複数の子局装置５０（５０−１〜５０−Ｉ）が光ファイバＦｂ１，Ｆｂ２を介してそれぞれ接続される。なお、図１では、親局装置１に接続される子局装置５０の数Ｉは、一例として１６としている。光ファイバＦｂ１は、親局装置１から子局装置５０への下り回線を構成し、１６本である。また、光ファイバＦｂ２は、子局装置５０から親局装置１への上り回線を構成し、１６本である。すなわち、親局装置１と子局装置５０とは、１６対の光ファイバＦｂ１，Ｆｂ２で接続されている。
【００２９】
ここで、子局装置５０内で上り回線を構成する上り送信部は、増幅器５１と、ＲＦ信号をダウンコンバートする周波数変換部５２と、帯域制限フィルタ５３と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部５４と、パラレルデジタル信号をシリアルデジタル信号に変換する送信デジタル信号処理部５５と、シリアルデジタル信号を光信号に変換する光送信部５６とを備える。なお、Ａ／Ｄ変換部５４は、Ｎビットで量子化を行っている。また、送信デジタル信号処理部５５は、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）で実現される。
【００３０】
一方、親局装置１内で上り回線を構成する上り受信部は、光信号をシリアルデジタル信号に変換する光受信部３（３−１〜３−１６）と、変換されたシリアルデジタル信号をパラレルデジタル信号に変換するとともに複数Ｊ（＝４）のパラレルデジタル信号を加算する複数の受信デジタル信号処理部４（４−１〜４−Ｋ）と、受信デジタル信号処理部４から出力されたデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部５（５−１〜５−Ｋ）と、変換されたアナログ信号を合成する合成器６と、帯域制限フィルタ８と、帯域制限フィルタ８から出力されたアナログ信号をアップコンバートする周波数変換器９と、Ｄ／Ａ変換部５と合成器６との間を断続するスイッチＳＷ（ＳＷ−１〜ＳＷ−Ｋ）とを備える。なお、光受信部３は、１６個設けられ、子局装置５０と同数である。各受信デジタル信号処理部４は、それぞれＭ個（＝４）の光受信部３からの信号を処理する。なお、Ｍ＝４は一例であり、たとえば、Ｍ＝８であってもよい。Mは、２≦M≦Iを満たす自然数である。また、受信デジタル信号処理部４、Ｄ／Ａ変換部５、スイッチＳＷの各個数Ｋは、Ｉ＝１６であり、Ｍ＝４であるため、Ｋ≧Ｉ／Ｍによって４になる（Ｋは自然数）。以下、Ｍ＝４、Ｋ＝４を一例として説明する。したがって、受信デジタル信号処理部４は、全部で４個設けられる。Ｄ／Ａ変換部５およびスイッチＳＷも、受信デジタル信号処理部４にそれぞれ対応して設けられ、４個である。すなわち、受信デジタル信号処理部４、Ｄ／Ａ変換部５、スイッチＳＷは、４つの光受信部３毎に設けられる。この結果、受信デジタル信号処理部４は、接続される子局装置５０の個数１６よりも少ない個数となる。また、受信デジタル信号処理部４は、ＦＰＧＡで実現される。
【００３１】
ここで、受信デジタル信号処理部４は、４つのシリアルデジタル信号をパラレルデジタル信号に変換してデジタル加算を行う。このため、Ｄ／Ａ変換部５は、子局装置５０側のＡ／Ｄ変換部５４のＮビット分解能に対して、１つの受信デジタル信号処理部４に割り付けられる光受信部３の数がＭである場合、（Ｎ＋logＭ／log２）ビット分解能を持たせるようにしている。図１では、Ｍが４であるので、Ｄ／Ａ変換部５は、（Ｎ＋２）ビット分解能をもっている。また、１つの受信デジタル信号処理部４に、８つの光受信部３（Ｍ＝８）が割り付けられる場合、Ｄ／Ａ変換部５は、（Ｎ＋３）ビット分解能をもたせるようにしている。この場合、受信デジタル信号処理部４、Ｄ／Ａ変換部５、スイッチＳＷの各個数は、さらに半減した４つのみで済む。
【００３２】
これにより、アンテナ７１（７１−１〜７１−１６）を介して入力されたＲＦ信号は、合分波器７０、増幅器５１を介して周波数変換部５２に入力され、所定の周波数にダウンコンバートされる。このダウンコンバートされたアナログ信号は、帯域制限フィルタ５３を介することにより所定の不要波が除去され、Ａ／Ｄ変換部５４に入力されてパラレルデジタル信号に変換される。変換されたパラレルデジタル信号は送信デジタル信号処理部５５によってシリアルデジタル信号に変換される。変換されたシリアルデジタル信号は、光送信部５６によって光信号に変換されて親局装置１側に伝送される。
【００３３】
親局装置１に入力された光信号は、各光受信部３（３−１〜３−１６）によってシリアルデジタル信号に変換される。変換された１６個のシリアルデジタル信号は、４つのシリアルデジタル信号毎に、受信デジタル信号処理部４によってパラレルデジタル信号に変換されるとともにデジタル加算される。デジタル加算されたパラレルデジタル信号は、対応するＤ／Ａ変換部５毎にアナログ信号に変換される。変換された全て（４つ）のアナログ信号は、合成器６によって合成される。合成されたアナログ信号は帯域制限フィルタ８を介して所定の不要波が除去された後、周波数変換部９でアンプコンバートされたＲＦ信号の周波数に変換される。変換されたアナログ信号は合分波器１２を介して基地局側に伝送される。
【００３４】
すなわち、本実施の形態では、図６中の上り回線における子局装置１５０のＥ／Ｏ変換部１５８と親局装置１００のＯ／Ｅ変換部１０７間をデジタル化したものである。なお、光送信部５６と光受信部３との間は、デジタル信号が光信号として伝送されることになる。これにより、上り回線部分につき、親局装置１の部品点数を削減して装置の簡素化を図れるものである。
【００３５】
なお、下り回線については、親局装置１に入力されたＲＦ信号は、合分波器１２を経た後、周波数変換部１３により所定の周波数にダウンコンバートされる。そして、帯域制限フィルタ１４を経て所定の不要波を除去した後、Ａ／Ｄ変換部１５によってデジタル信号に変換される。なお、Ａ／Ｄ変換部１５は、Ｄ／Ａ変換部５、受信デジタル信号処理部４、周波数変換部１３，９、送信デジタル信号処理部１７とともに、基準クロック発生器１６の基準クロックに同期して動作する。変換されたパラレルデジタル信号は、ＦＰＧＡによって実現される送信デジタル信号処理部１７によってシリアルデジタル信号に変換される。変換されたシリアルデジタル信号は、光送信部１８に入力され、光信号に変換される。この際、基準クロック発生器１６の基準クロックは光送信部１９に入力されて光信号に変換される。ＷＤＭカプラ２０は、光送信部１８および光送信部１９から入力される光信号を波長多重し、基準クロックを波長多重した波長多重光として光分配器２１に出力する。波長多重光は、光分配器２１によって１６分配され、光ファイバＦｂ１を介してそれぞれ１６個の子局装置５０−１〜５０−１６に伝送される。
【００３６】
子局装置５０（５０−１〜５０−１６）に入力されたクロック波長多重化信号は、ＷＤＭカプラ６０によって所定の周波数の光信号と基準クロックの光信号とに分波される。各光信号は、光受信部６１，６２によってデジタル信号に変換される。光受信部６１によって変換されたシリアルデジタル信号は、ＦＰＧＡによって実現される受信デジタル信号処理部６３によってパラレルデジタル信号に変換される。変換されたパラレルデジタル信号は、Ｄ／Ａ変換部６５によってシリアルアナログ信号に変換される。そして、帯域制限フィルタ６６によって所定の不要波が除去された後、周波数変換部６７によりＲＦ信号の周波数までアップコンバートされる。さらに、バンドパスフィルタ６８、増幅器６９、合分波器７０を介してアンテナ７１からＲＦ信号を放射する。なお、受信デジタル信号処理部６３、Ｄ／Ａ変換部６５、周波数変換部６７，５２、Ａ／Ｄ変換部５４、送信デジタル信号処理部５５は、光受信部６２から出力されたデジタル信号である基準クロックに同期して動作する。
【００３７】
ところで、親局装置１の受信デジタル信号処理部４（４−１〜４−４）は、子局装置５０から入力されるデジタル信号（光受信部３の出力）のレベルをモニタし、入力される全て（４つの）の子局装置５０からのデジタル信号レベルのモニタ値が閾値レベル以下の場合には、対応する後段のスイッチＳＷ（ＳＷ−１〜ＳＷ−４）を開にする。この後段のスイッチＳＷ（ＳＷ−１〜ＳＷ−４）を開にすることによって、Ｄ／Ａ変換部４からの量子化雑音や熱雑音の出力がなくなる。この閾値レベルは、基地局装置における最低受信感度に相当する信号レベルであることが好ましい。これにより、親局装置１内の合成器６に入力される雑音の低減が図れ、ＣＮＲを改善することができる。
【００３８】
さらに、受信デジタル信号処理部４（４−１〜４−４）は、入力されるデジタル信号（光受信部３の出力）のレベルをモニタし、該デジタル信号レベルのモニタ値が閾値レベル以下の場合、該デジタル信号のパラレルデジタルデータ値をゼロ（足切り）にして出力するようにしてもよい。これにより、Ｄ／Ａ変換部５の雑音低減を図ることができる。
【００３９】
たとえば、図２に示すように、受信デジタル信号処理部４−１は、光受信部３−１〜３−４から入力されるデジタル信号をそれぞれＳ／Ｐ変換部４１−１〜４１−４でパラレルデジタル信号に変換し、加算部４２で加算したデジタル信号をＤ／Ａ変換部５−１に出力する。ここで、レベル判定部４３は、各Ｓ／Ｐ変換部４１−１〜４１−４が受信したデジタル信号のレベルをモニタし、全てのデジタル信号のレベルが閾値レベル以下である場合、スイッチＳＷ−１を開にして受信デジタル信号処理部４−１からの出力であってＤ／Ａ変換部５−１によって変換されたアナログ信号を合成器６側に出力しないようにする。
【００４０】
また、レベル判定部４３は、各Ｓ／Ｐ変換部４１−１〜４１−４が受信したデジタル信号のレベルをモニタし、デジタル信号のレベルが閾値レベル以下であるデジタル信号がある場合、加算器４２においてこのデジタル信号のパラレルデジタルデータ値をゼロにして加算させる。これによって閾値レベル以下のデジタル信号による雑音を低減することができる。なお、全てのデジタル信号が閾値レベル以下である場合、スイッチＳＷ−１を開にすることが好ましい。これは、全てのデジタル信号のパラレルデジタルデータ値をゼロにしても、Ｄ／Ａ変換部５−１による雑音を低減できるからである。
【００４１】
さらに変形例として、子局装置５０側に着目し、送信デジタル信号処理部５５が、Ａ／Ｄ変換部５４から入力されるデジタル信号のレベルをモニタし、デジタル信号レベルのモニタ値が閾値レベル以下の場合には、信号無しの情報（１ビット）を付加したデジタル信号として親局装置１側に送信する。一方、親局装置１の受信デジタル信号処理部４は、付加される情報（１ビット）の有無をモニタし、情報が付加されている場合にスイッチＳＷを開にし、あるいはパラレルデジタルデータ値をゼロにするようにしてもよい。
【００４２】
たとえば、図３に示すように、子局装置５０側の送信デジタル信号処理部５５は、Ａ／Ｄ変換部５４からのデジタル信号をＰ／Ｓ変換部８１でシリアルデジタル信号に変換し、付加部８３で付加情報が付加されたデジタル信号を光送信部５６に出力する。ここで、レベル判定部８２が、デジタル信号レベルのモニタ値が閾値レベル以下の場合、デジタル信号レベルが閾値レベル以下であることを示す付加情報（１ビット）に設定して出力される。
【００４３】
一方、図４に示すように親局装置１側の受信デジタル信号処理部４−１は、図２と同様な構成であるが、レベル判定部４３に替えて付加判定部４４を設けている。付加判定部４４は、各Ｓ／Ｐ変換部４１−１〜４１−４が受信したデジタル信号の付加情報をモニタし、全ての付加情報が、閾値レベル以下を示すものであるか否かをモニタし、全てのデジタル信号が閾値レベル以下を示す場合、スイッチＳＷ−１を開にする。また、付加判定部４４は、各Ｓ／Ｐ変換部４１−１〜４１−４が受信したデジタル信号の付加情報をモニタし、閾値レベル以下を示すものがある場合、このデジタル信号のパラレルデジタルデータ値をゼロにして加算器４２で加算させる。
【００４４】
この変形例でも、量子化雑音の低減が図れ、あるいはＤ／Ａ変換部５での雑音の低減が図れ、ＣＮＲを改善することができる。しかも、受信デジタル信号処理部４での閾値レベル判定にかかる負荷が軽減され、迅速な判定処理を行うことができる。
【００４５】
なお、Ｄ／Ａ変換部５は、（Ｎ＋logＭ／log２）ビット分解能を持たせるようにしているが、Ｄ／Ａ変換処理は、Ａ／Ｄ変換処理に比して高速処理および高分解能処理が可能であり、伝送速度の低下が生じることがない。
【００４６】
また、上述した実施の形態および変形例では、送信デジタル信号処理部５５がパラレル信号をシリアル信号に変換し、受信デジタル信号処理部４（４−１〜４−４）がシリアル信号をパラレル信号に変換する処理を行うようにしている。しかし、Ａ／Ｄ変換部５４が１出力に対応するものであれば、パラレル信号をシリアル信号に変換する機能のみとしての送信デジタル信号処理部５５は設ける必要がない。さらに、Ｄ／Ａ変換部５が１入力に対応するものであれば、受信デジタル信号処理部４（４−１〜４−４）の機能のうち、シリアル信号をパラレル信号に変換する機能（Ｓ／Ｐ部４１−１〜４１−４）を有する必要はない。
【００４７】
図５は、他の実施の形態の光伝送システムの構成例を示す概略ブロック図である。図５に示す光伝送システムは、図１に示す光伝送システムにおいて、親局装置１、子局装置５０（５０−１〜５０−Ｉ）を、それぞれ、親局装置１Ａ、子局装置５０Ａ（５０Ａ−１〜５０Ａ−Ｉ）に置き換えたものである。
【００４８】
親局装置１Ａは、親局装置１から、周波数変換器９および周波数変換部１３を削除し、Ａ／Ｄ変換部１５をＡ／Ｄ変換部１５Ａに置き換え、Ｄ／Ａ変換部５（５−１〜５−Ｋ）をＤ／Ａ変換部５Ａ（５Ａ−１〜５Ａ−Ｋ）に置き換えたものである。子局装置５０Ａ（５０Ａ−１〜５０Ａ−Ｉ）は、子局装置５０（５０−１〜５０−Ｉ）から、周波数変換部５２、６７および帯域制限フィルタ５３、６６を削除し、Ａ／Ｄ変換部５４をＡ／Ｄ変換部５４Ａに置き換え、Ｄ／Ａ変換部６５をＤ／Ａ変換部６５Ａに置き換えたものである。
【００４９】
Ａ／Ｄ変換部１５Ａ、５４ＡおよびＤ／Ａ変換部５Ａ（５Ａ−１〜５Ａ−Ｋ）、６５Ａは、いずれもサンプリング周波数をＲＦ信号の帯域幅の二倍以上とすることで、周波数変換部無しにアナログ信号を所定の周波数にダウンコンバートまたはデジタル信号を所定のＲＦ周波数にアップコンバートすることが可能であるので、図１に示す光伝送システムよりも簡易な構成とすることが可能である。
【００５０】
なお、上記実施の形態では、受信デジタル信号処理部４は複数の受信デジタル信号処理部４−１〜４−Ｋで構成されており、Ｄ／Ａ変換部５も複数のＤ／Ａ変換部５−１〜５−Ｋで構成されているが、受信デジタル信号処理部４を１つのＦＰＧＡで構成し、このＦＰＧＡの内部でパラレルデジタル信号の合成処理をした後に、１つのＤ／Ａ変換部でデジタル信号をアナログ信号に変換するようにしてもよい。この場合、合成器６は設けなくてもよい。また、この場合、Ｄ／Ａ変換部５の出力側に設けるスイッチＳＷも１つでよい。
【００５１】
また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１、１Ａ 親局装置
３（３−１〜３−Ｉ） 光受信部
４（４−１〜４−Ｋ） 受信デジタル信号処理部
５、５Ａ Ｄ／Ａ変換部
６ 合成器
８、５３ 帯域制限フィルタ
９、５２ 周波数変換部
５０（５０−１〜５０−Ｉ）、５０Ａ（５０Ａ−１〜５０Ａ−Ｉ） 子局装置
４１−１〜４１−４ Ｓ／Ｐ変換部
４２ 加算部
４３、８２ レベル判定部
４４ 付加判定部
５４、５４Ａ Ａ／Ｄ変換部
５５ 送信デジタル信号処理部
５６ 光送信部
８１ Ｐ／Ｓ変換部
８３ 付加部
ＳＷ（ＳＷ−１〜ＳＷ−Ｋ） スイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの親局装置に複数の子局装置が光ファイバで接続される光伝送システムにおいて、
各子局装置の上り送信部は、
前記子局装置に入力される受信ＲＦ信号を受信デジタル電気信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、
前記受信デジタル電気信号を光信号に変換して前記光ファイバに出力する光送信部と、
を備え、
前記親局装置の上り受信部は、
前記光ファイバを介して前記子局装置から入力される光信号をデジタル電気信号に変換する前記子局装置数と同数の光受信部と、
前記光受信部から出力された複数の前記デジタル電気信号を入力し、各デジタル電気信号のデジタル加算を行う前記光受信部の数よりも少ない単数あるいは複数の受信デジタル信号処理部と、
前記各受信デジタル信号処理部から出力された加算デジタル電気信号を加算アナログ電気信号に変換する単数あるいは複数のＤ／Ａ変換部と、
を備えたことを特徴とする光伝送システム。
【請求項２】
複数の前記Ｄ／Ａ変換部と、前記各Ｄ／Ａ変換部から出力される加算アナログ電気信号を合成する合成器と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項３】
前記Ａ／Ｄ変換部は、前記子局装置に入力される前記受信ＲＦ信号の周波数をダウンコンバートして前記受信デジタル電気信号に変換する子局上り周波数変換部を含み、
前記各Ｄ／Ａ変換部から出力された加算アナログ電気信号あるいは前記合成器から出力された電気信号を送信ＲＦ信号にアップコンバートして出力する親局上り周波数変換部をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の光伝送システム。
【請求項４】
前記各Ｄ／Ａ変換部は、前記加算デジタル電気信号をＲＦ加算アナログ電気信号に変換して出力し、前記合成器は前記各Ｄ／Ａ変換部から出力されるＲＦ加算アナログ電気信号を合成して送信ＲＦ信号を出力することを特徴とする請求項２に記載の光伝送システム。
【請求項５】
前記親局装置の上り受信部は、
前記各Ｄ／Ａ変換部の出力側にスイッチを設け、
前記受信デジタル信号処理部は、
入力される前記デジタル電気信号の信号レベルをモニタし、すべてのデジタル電気信号の信号レベルが閾値以下の場合、対応する下段の前記スイッチを開にすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光伝送システム。
【請求項６】
前記受信デジタル信号処理部は、
入力される前記デジタル電気信号の信号レベルをモニタし、該信号レベルが閾値以下の場合、該デジタル電気信号が示すデータ値をゼロとして処理することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の光伝送システム。
【請求項７】
各子局装置の上り送信部は、
前記Ａ／Ｄ変換部の後段に、前記受信デジタル電気信号の信号レベルが閾値以下であるか否かを示す付加情報を付加して送信する送信デジタル信号処理部を備え、
前記親局装置の上り受信部は、
前記各Ｄ／Ａ変換部の出力側にスイッチを設け、
前記受信デジタル信号処理部は、
入力される全ての前記デジタル電気信号の付加情報が閾値以下を示す場合、対応する下段の前記スイッチを開にすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光伝送システム。
【請求項８】
前記受信デジタル信号処理部は、
入力される前記デジタル電気信号の付加情報が閾値以下を示す場合、該デジタル電気信号が示すデータ値をゼロとして処理することを特徴とする請求項７に記載の光伝送システム。
【請求項９】
複数の子局装置が光ファイバで接続される光伝送システムの親局装置において、
上り受信部は、
前記光ファイバを介して前記子局装置から入力される光信号をデジタル電気信号に変換する前記子局装置数と同数の光受信部と、
前記光受信部から出力された複数の前記デジタル電気信号を入力し、各デジタル電気信号のデジタル加算を行う前記光受信部の数よりも少ない単数あるいは複数の受信デジタル信号処理部と、
前記各受信デジタル信号処理部から出力された加算デジタル電気信号を加算アナログ電気信号に変換する単数あるいは複数のＤ／Ａ変換部と、
を備えたことを特徴とする親局装置。
【請求項１０】
複数の前記Ｄ／Ａ変換部と、前記各Ｄ／Ａ変換部から出力された加算アナログ電気信号を合成する合成器と、を備えたことを特徴とする請求項９に記載の親局装置。
【請求項１１】
前記各Ｄ／Ａ変換部から出力された加算アナログ電気信号あるいは前記合成器から出力された電気信号を送信ＲＦ信号にアップコンバートして出力する親局上り周波数変換部をさらに備えたことを特徴とする請求項９または１０に記載の親局装置。
【請求項１２】
前記各Ｄ／Ａ変換部は、前記加算デジタル電気信号をＲＦ加算アナログ電気信号に変換して出力し、前記合成器は前記各Ｄ／Ａ変換部から出力されるＲＦ加算アナログ電気信号を合成して送信ＲＦ信号を出力することを特徴とする請求項１０に記載の親局装置。
【請求項１３】
１つの親局装置に光ファイバで接続される光伝送システムの子局装置において、
上り送信部は、
入力される受信ＲＦ信号の周波数をダウンコンバートして受信デジタル電気信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、
前記受信デジタル電気信号を光信号に変換して前記光ファイバに出力する光送信部と、
を備えたことを特徴とする子局装置。
【請求項１４】
前記Ａ／Ｄ変換部は、当該子局装置に入力される受信ＲＦ信号の周波数をダウンコンバートして受信デジタル電気信号に変換する子局上り周波数変換部を含むことを特徴とする請求項１３に記載の子局装置。
【請求項１】
１つの親局装置に複数の子局装置が光ファイバで接続される光伝送システムにおいて、
各子局装置の上り送信部は、
前記子局装置に入力される受信ＲＦ信号を受信デジタル電気信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、
前記受信デジタル電気信号を光信号に変換して前記光ファイバに出力する光送信部と、
を備え、
前記親局装置の上り受信部は、
前記光ファイバを介して前記子局装置から入力される光信号をデジタル電気信号に変換する前記子局装置数と同数の光受信部と、
前記光受信部から出力された複数の前記デジタル電気信号を入力し、各デジタル電気信号のデジタル加算を行う前記光受信部の数よりも少ない単数あるいは複数の受信デジタル信号処理部と、
前記各受信デジタル信号処理部から出力された加算デジタル電気信号を加算アナログ電気信号に変換する単数あるいは複数のＤ／Ａ変換部と、
を備えたことを特徴とする光伝送システム。
【請求項２】
複数の前記Ｄ／Ａ変換部と、前記各Ｄ／Ａ変換部から出力される加算アナログ電気信号を合成する合成器と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項３】
前記Ａ／Ｄ変換部は、前記子局装置に入力される前記受信ＲＦ信号の周波数をダウンコンバートして前記受信デジタル電気信号に変換する子局上り周波数変換部を含み、
前記各Ｄ／Ａ変換部から出力された加算アナログ電気信号あるいは前記合成器から出力された電気信号を送信ＲＦ信号にアップコンバートして出力する親局上り周波数変換部をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の光伝送システム。
【請求項４】
前記各Ｄ／Ａ変換部は、前記加算デジタル電気信号をＲＦ加算アナログ電気信号に変換して出力し、前記合成器は前記各Ｄ／Ａ変換部から出力されるＲＦ加算アナログ電気信号を合成して送信ＲＦ信号を出力することを特徴とする請求項２に記載の光伝送システム。
【請求項５】
前記親局装置の上り受信部は、
前記各Ｄ／Ａ変換部の出力側にスイッチを設け、
前記受信デジタル信号処理部は、
入力される前記デジタル電気信号の信号レベルをモニタし、すべてのデジタル電気信号の信号レベルが閾値以下の場合、対応する下段の前記スイッチを開にすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光伝送システム。
【請求項６】
前記受信デジタル信号処理部は、
入力される前記デジタル電気信号の信号レベルをモニタし、該信号レベルが閾値以下の場合、該デジタル電気信号が示すデータ値をゼロとして処理することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の光伝送システム。
【請求項７】
各子局装置の上り送信部は、
前記Ａ／Ｄ変換部の後段に、前記受信デジタル電気信号の信号レベルが閾値以下であるか否かを示す付加情報を付加して送信する送信デジタル信号処理部を備え、
前記親局装置の上り受信部は、
前記各Ｄ／Ａ変換部の出力側にスイッチを設け、
前記受信デジタル信号処理部は、
入力される全ての前記デジタル電気信号の付加情報が閾値以下を示す場合、対応する下段の前記スイッチを開にすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光伝送システム。
【請求項８】
前記受信デジタル信号処理部は、
入力される前記デジタル電気信号の付加情報が閾値以下を示す場合、該デジタル電気信号が示すデータ値をゼロとして処理することを特徴とする請求項７に記載の光伝送システム。
【請求項９】
複数の子局装置が光ファイバで接続される光伝送システムの親局装置において、
上り受信部は、
前記光ファイバを介して前記子局装置から入力される光信号をデジタル電気信号に変換する前記子局装置数と同数の光受信部と、
前記光受信部から出力された複数の前記デジタル電気信号を入力し、各デジタル電気信号のデジタル加算を行う前記光受信部の数よりも少ない単数あるいは複数の受信デジタル信号処理部と、
前記各受信デジタル信号処理部から出力された加算デジタル電気信号を加算アナログ電気信号に変換する単数あるいは複数のＤ／Ａ変換部と、
を備えたことを特徴とする親局装置。
【請求項１０】
複数の前記Ｄ／Ａ変換部と、前記各Ｄ／Ａ変換部から出力された加算アナログ電気信号を合成する合成器と、を備えたことを特徴とする請求項９に記載の親局装置。
【請求項１１】
前記各Ｄ／Ａ変換部から出力された加算アナログ電気信号あるいは前記合成器から出力された電気信号を送信ＲＦ信号にアップコンバートして出力する親局上り周波数変換部をさらに備えたことを特徴とする請求項９または１０に記載の親局装置。
【請求項１２】
前記各Ｄ／Ａ変換部は、前記加算デジタル電気信号をＲＦ加算アナログ電気信号に変換して出力し、前記合成器は前記各Ｄ／Ａ変換部から出力されるＲＦ加算アナログ電気信号を合成して送信ＲＦ信号を出力することを特徴とする請求項１０に記載の親局装置。
【請求項１３】
１つの親局装置に光ファイバで接続される光伝送システムの子局装置において、
上り送信部は、
入力される受信ＲＦ信号の周波数をダウンコンバートして受信デジタル電気信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、
前記受信デジタル電気信号を光信号に変換して前記光ファイバに出力する光送信部と、
を備えたことを特徴とする子局装置。
【請求項１４】
前記Ａ／Ｄ変換部は、当該子局装置に入力される受信ＲＦ信号の周波数をダウンコンバートして受信デジタル電気信号に変換する子局上り周波数変換部を含むことを特徴とする請求項１３に記載の子局装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２１７１７４（Ｐ２０１２−２１７１７４Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−８４２７９（Ｐ２０１２−８４２７９）
【出願日】平成２４年４月２日（２０１２．４．２）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年４月２日（２０１２．４．２）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
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