JP7328578B2 - 無線送信システム、無線受信システム、基地局装置、及び無線通信システム、並びに無線送信方法、及び無線受信方法 - Google Patents
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Description
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態による無線通信システム90の構成を示すブロック図である。無線通信システム90は、収容局装置2、基地局装置1、端末装置9、及び収容局装置2と基地局装置1を接続する光ファイバ3を備える。
図3は、第1の実施形態の無線送信システム90t1aの構成を示すブロック図である。無線送信システム90t1aは、収容局送信部10s、基地局送信部20a、下り光ファイバ3-1、及び、図3には示していないが、図2に示した受信端末装置9-1を備える。
図5は、第1の実施形態の無線送信システム90t1aによる処理の流れを示すフローチャートである。収容局送信部10sとして、例えば、図4に示す収容局送信部10saが備えられているものとして、以下の説明を行う。
なお、収容局送信部10sとして、図4に示した収容局送信部10saに替えて、図6に示す収容局送信部10sbを適用してもよい。図6に示す収容局送信部10sbは、光変調器11、送信波長制御部12b、多波長光源14、光分波器15、及びn×1光スイッチ16を備える。なお、図6に示す光変調器11は、図3の光変調器11と同一の構成である。
図7は、第1の実施形態の他の構成例である無線送信システム90t1bの構成を示すブロック図である。図7において、図3と同一の構成については、同一の符号を付し、以下、異なる構成について説明する。無線送信システム90t1bは、収容局送信部10s、基地局送信部20b、下り光ファイバ3-1、及び、図7には示していないが、図2に示した受信端末装置9-1を備える。
無線送信システム90t1bによる処理は、図5に示したフローチャートにおいて、ステップSa1~Sa4までは、無線送信システム90t1aと同一の処理が行われる。ステップSa5において、送信アンテナ23-iが放射したRF信号の電波がトランスミットアレー24-2を通過すると、送信アンテナ23-iの位置に応じた特定の方向に送信ビーム5-iが形成される。受信端末装置9-1は、送信ビーム5-iにより送信されたRF信号を受信し、取り込む。
図8は、第2の実施形態の無線受信システム90r1aの構成を示すブロック図である。無線受信システム90r1aは、収容局受信部40s、基地局受信部30a、上り光ファイバ3-2、及び、図8には示していないが、図2に示した送信端末装置9-2を備える。
図11は、第2の実施形態の無線受信システム90r1aによる処理の流れを示すフローチャートである。収容局受信部40sとして、例えば、図10に示す収容局受信部40saが備えられているものとして、以下の説明を行う。
なお、収容局受信部40sとして、図10に示した収容局受信部40saに替えて、図12に示す収容局受信部40sbを適用してもよい。図12に示す収容局受信部40sbは、光分波器41、出力部42b、及び受信波長制御部43を備える。なお、図12に示す光分波器41は、図8の光分波器41と同一の構成であり、受信波長制御部43は、図10に示した受信波長制御部43と同一の構成である。
図13は、第2の実施形態の他の構成例である無線受信システム90r1bの構成を示すブロック図である。図13において、図8と同一の構成については、同一の符号を付し、以下、異なる構成について説明する。
無線受信システム90r1bによる処理は、図11に示したフローチャートのステップSb1において、以下の処理が行われる。すなわち、受信ビーム6-iの方向から、送信端末装置9-2が送信するRF信号が到来したとする。到来したRF信号は、トランスミットアレー31-2を通過し、上記したトランスミットアレーの可逆性により、受信アンテナ32-iの位置に収束する。受信アンテナ32-iは、受信アンテナ32-iの位置に収束したRF信号を受信して光変調器33-iに出力する。ステップSb2~Sb5までは、無線受信システム90r1aと同一の処理が行われる。
図14は、第3の実施形態の無線送信システム90t2aの構成を示すブロック図である。図14において、図3と同一の構成については、同一の符号を付し、以下、異なる構成について説明する。無線送信システム90t2aは、収容局送信部10m、基地局送信部20a、下り光ファイバ3-1、及び、図14には示していないが、図2に示した受信端末装置9-1を備える。ここでは、受信端末装置9-1は、n台存在しているものとし、それぞれを受信端末装置9-1-1~9-1-nとする。
図16は、第3の実施形態の無線送信システム90t2aによる処理の流れを示すフローチャートである。収容局送信部10mの多波長光源18は、波長λT1~λTnの光を生成して出力する。光分波器19は、多波長光源18が出力する波長λT1~λTnの光を、波長ごとに分波し、分波した光の各々を波長に対応する出力ポートに分岐して出力する。
図17は、第2の実施形態の他の構成例である無線送信システム90t2bの構成を示すブロック図である。図17において、図7及び図14と同一の構成については、同一の符号を付し、以下、異なる構成について説明する。無線送信システム90t2bは、収容局送信部10m、基地局送信部20b、下り光ファイバ3-1、及び、図17には示していないが、図2に示した受信端末装置9-1を備える。ここでは、受信端末装置9-1は、n台存在しているものとし、それぞれを受信端末装置9-1-1~9-1-nとする。
無線送信システム90t2bによる処理は、図16に示したフローチャートにおいて、ステップSc1~Sc5までは、無線送信システム90t2aと同一の処理が行われる。
図18は、第4の実施形態の無線受信システム90r2aの構成を示すブロック図である。図18において、図8と同一の構成については、同一の符号を付し、以下、異なる構成について説明する。
図19は、第4の実施形態の無線受信システム90r2aの処理の流れを示すフローチャートである。
図20は、第4の実施形態の他の構成例である無線受信システム90r2bの構成を示すブロック図である。図20において、図13及び図18と同一の構成については、同一の符号を付し、以下、異なる構成について説明する。
無線受信システム90r2bによる処理は、図19に示したフローチャートのステップSd1において、以下の処理が行われる。すなわち、n台の送信端末装置9-2-1~9-2-nの各々が送信するRF信号の各々によって形成されたn個の受信ビーム6-1~6-nが到来したとする。n個の受信ビーム6-1~6-nは、トランスミットアレー31-2を通過し、上記したトランスミットアレーの可逆性により、それぞれ受信アンテナ32-1~32-nの位置に受信ビーム6-1~6-nを形成するRF信号が収束する。受信アンテナ32-1~32-nの各々は、各々の位置に収束したRF信号を受信して、各々に接続する光変調器33-1~33-nに出力する。ステップSd2~Sd5までは、無線受信システム90r2aと同一の処理が行われる。
この場合、光変調器33-1~33-mの各々に対して振幅や位相の異なるRF信号が与えられる。光変調器33-1~33-mの各々は、各々に与えられるRF信号で変調した波長λR1~Rmの光信号を生成する。別の見方をすると、複数の波長λR1~Rmの光信号においてRF信号が分かれて重畳されている状態となる。そのため、収容局受信部40mの出力部42cは、光分波器41が複数の出力ポートから出力する複数の光信号を対象としてRF信号を復調する処理を行う必要がある。例えば、収容局受信部40mの出力部42cは、光分波器41が波長ごとに分波して出力する光信号の各々を電気変換して、光信号の各々に重畳されているRF信号を復調する。出力部42cは、例えば、復調したRF信号のなかで最も電力の高いRF信号を選択して出力してもよいし、復調した複数のRF信号についてMIMO信号処理を行ってから出力するようにしてもよい。
上記の第1から第4の実施形態では、光ファイバ3が、2芯あるものとして、下り光ファイバ3-1と、上り光ファイバ3-2に分けて示していたが、例えば、図21に示すようなサーキュレータ50,60を利用した構成としてもよい。図21は、収容局装置2と、基地局装置1とを1芯の光ファイバ3aによって接続した構成を示すブロック図である。なお、基地局装置1については、リフレクトアレー24-1を有する基地局送信部20a、及び、リフレクトアレー31-1を有する基地局受信部30aを備えた場合の構成を示している。
Claims (8)
- 複数の波長の光を生成する多波長光源から出力される複数の波長の光を入力するための複数個の入力ポートと、前記複数個の入力ポートに入力された複数の波長の光のうち単一波長の光を出力するための1個の出力ポートとを備え、制御信号に基づいて前記複数個の入力ポートのいずれか1個の入力ポートと前記出力ポートとを接続して単一波長の光信号を出力するn×1光スイッチを備える収容局送信部であって、前記n×1光スイッチが備える前記出力ポートから出力された単一波長の光をRF信号に基づいて変調して光信号を生成し、生成した前記光信号を出力する収容局送信部と、
前記収容局送信部が出力する前記光信号を取り込む基地局送信部であって、
前記光の波長ごとに割り当てられる複数の出力ポートを有しており、前記収容局送信部が出力する前記光信号を入力ポートから取り込み、取り込んだ前記光信号を波長ごとに分波し、分波した前記光信号を、前記波長に対応する前記出力ポートから出力する光分波器と、
前記光分波器の複数の前記出力ポートに各々が接続され、前記光分波器が出力する前記光信号を電気信号に変換することにより前記RF信号を復調し、復調した前記RF信号を出力する複数の光電気変換器と、
複数の前記光電気変換器の各々に接続され、前記光電気変換器の各々が出力する前記RF信号を放射する複数の送信アンテナと、
前記送信アンテナの各々が放射する前記RF信号を受け、受けた前記RF信号ごとに、当該RF信号の送信元の前記送信アンテナの位置ごとに異なる方向に送信ビームを形成するリフレクトアレー、または、トランスミットアレーを備える送信ビーム形成部と、
を有する基地局送信部と、
を備える無線送信システム。 - 前記収容局送信部は、
1つの光変調器を備えており、当該光変調器が、前記RF信号に基づいて、単一波長の光を変調して前記光信号を生成する
請求項1に記載の無線送信システム。 - 到来するRF信号を受け、受けた前記RF信号の到来方向に応じて異なる収束位置に前記RF信号を収束させることで受信ビームを形成するリフレクトアレー、または、トランスミットアレーを備える受信ビーム形成部と、
前記収束位置ごとに配置され、当該収束位置に収束した前記RF信号を受信する複数の受信アンテナと、
各々が複数の前記受信アンテナに接続されており、各々に異なる波長の光が与えられ、接続する前記受信アンテナが受信した前記RF信号に基づいて、与えられた前記光を変調して光信号を生成する複数の光変調器と、
複数の前記光変調器が生成した、各々が異なる波長の前記光信号を合波し、合波した前記光信号を出力する光合波器と、
を有する基地局受信部と、
前記基地局受信部が出力する前記光信号を取り込む収容局受信部であって、
前記基地局受信部の前記光合波器が出力する前記光信号を取り込み、前記光信号を波長ごとに分波する光分波器と、
前記光分波器が分波した複数の波長の光を入力するための複数個の入力ポートと、前記複数個の入力ポートに入力された複数の波長の光のうち単一波長の光を出力するための1個の出力ポートとを備え、制御信号に基づいて前記複数個の入力ポートのいずれか1個の入力ポートと前記出力ポートとを接続して単一波長の光信号を出力するn×1光スイッチと、
前記n×1光スイッチが備える前記出力ポートから出力された単一波長の光信号を電気信号に変換することにより前記RF信号を復調し、復調した前記RF信号を出力する光電気変換器と、
を有する収容局受信部と、
を備える無線受信システム。 - 前記光電気変換器は、
前記光分波器が出力する前記光信号に含まれるいずれか1つの波長の前記光信号を電気信号に変換することにより前記RF信号を復調し、復調した前記RF信号を出力する
請求項3に記載の無線受信システム。 - 請求項1に記載の基地局送信部と、請求項3に記載の基地局受信部と、
を備える基地局装置。 - 請求項1に記載の無線送信システムと、請求項3に記載の無線受信システムと
を備える無線通信システム。 - 収容局送信部と、基地局送信部とを備える無線送信システムにおける無線送信方法であって、
前記収容局送信部が、
複数の波長の光を生成する多波長光源から出力される複数の波長の光を入力するための複数個の入力ポートと、前記複数個の入力ポートに入力された複数の波長の光のうち単一波長の光を出力するための1個の出力ポートとを備え、制御信号に基づいて前記複数個の入力ポートのいずれか1個の入力ポートと前記出力ポートとを接続して単一波長の光信号を出力するn×1光スイッチを備える収容局送信部であって、前記n×1光スイッチが備える前記出力ポートから出力された単一波長の光をRF信号に基づいて変調して光信号を生成し、生成した前記光信号を出力し、
前記基地局送信部の光分波器が、前記収容局送信部が出力する前記光信号を入力ポートから取り込み、取り込んだ前記光信号を波長ごとに分波し、分波した前記光信号を、前記光の波長ごとに割り当てられる複数の出力ポートの中の前記波長に対応する前記出力ポートから出力し、
前記基地局送信部の複数の光電気変換器であって前記光分波器の複数の前記出力ポートに各々が接続する前記光電気変換器の各々が、前記光分波器が出力する前記光信号を電気信号に変換することにより前記RF信号を復調し、復調した前記RF信号を出力し、
前記基地局送信部の複数の送信アンテナが、前記光電気変換器の各々が出力する前記RF信号を放射し、
前記基地局送信部の送信ビーム形成部であって、リフレクトアレー、または、トランスミットアレーを備える前記送信ビーム形成部が、前記送信アンテナの各々が放射する前記RF信号を受けて、前記RF信号ごとに、当該RF信号の送信元の前記送信アンテナの位置ごとに異なる方向に送信ビームを形成する
無線送信方法。 - 基地局受信部と、収容局受信部とを備える無線受信システムにおける無線受信方法であって、
前記基地局受信部の受信ビーム形成部であって、リフレクトアレー、または、トランスミットアレーを備える前記受信ビーム形成部が、到来するRF信号を受け、受けた前記RF信号の到来方向に応じて異なる収束位置に前記RF信号を収束させることで受信ビームを形成し、
前記基地局受信部の複数の受信アンテナが、前記収束位置に収束した前記RF信号を受信し、
前記基地局受信部の複数の光変調器が、各々が接続する前記受信アンテナが受信した前記RF信号に基づいて、与えられる異なる波長の光を変調して光信号を生成し、
前記基地局受信部の光合波器が、複数の前記光変調器が生成した、各々が異なる波長の前記光信号を合波し、合波した前記光信号を出力し、
前記収容局受信部の光分波器が、前記光合波器が出力する前記光信号を取り込み、前記光信号を波長ごとに分波し、
前記収容局受信部のn×1光スイッチが、前記光分波器が分波した複数の波長の光を入力するための複数個の入力ポートと、前記複数個の入力ポートに入力された複数の波長の光のうち単一波長の光を出力するための1個の出力ポートとを備え、制御信号に基づいて前記複数個の入力ポートのいずれか1個の入力ポートと前記出力ポートとを接続して単一波長の光信号を出力し、
前記収容局受信部の光電気変換器が、前記n×1光スイッチが備える前記出力ポートから出力された単一波長の光信号を電気信号に変換することにより前記RF信号を復調し、復調した前記RF信号を出力する
無線受信方法。
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