WO2018216106A1 - 基地局装置、地上局装置および地上アンテナ装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a base station apparatus, a ground station apparatus, and a ground antenna apparatus that transmit a signal to a mobile station using a plurality of distributed antennas.
- the antenna equipment on the ground side preferably has a linear distributed antenna configuration in which antennas are distributed and arranged along the moving direction.
- a linear cell for example, Non-Patent Document 1.
- Non-Patent Document 1 since the communication area of the linear cell is limited to the moving direction, high efficiency is achieved by limiting the radiation direction and directivity of an antenna installed on the ground (hereinafter referred to as a ground antenna) to the moving direction. Moreover, a high-quality wireless line can be realized. Further, the linear cell can extend the cell diameter as compared with a case where a different radio frequency (RF) is used for each ground antenna, that is, when a different cell is formed for each ground antenna. In particular, when the mobile station moves at high speed, there is an advantage that the frequency of handover between cells can be reduced.
- RF radio frequency
- a configuration that projects radio signals from a ground station that generates a transmission signal to a mobile station to a plurality of ground antennas is promising.
- the ground antenna in the extended configuration is also called RRH (Remote Radio Head) or RRE (Remote Radio Equipment).
- RRH Remote Radio Head
- RRE Remote Radio Equipment
- an optical overhanging configuration using an optical fiber as the overhanging wire is suitable for broadband transmission.
- an analog optical RoF Radio-on-Fiber or Radio-over-extension
- Fiber is simple.
- the RF band signal is a high frequency band of several tens of GHz such as a millimeter wave band
- an external modulation type optical modulator using Mach-Zehnder modulation or the like is required to convert the RF band signal itself into electro-optical conversion. Therefore, the cost is high.
- an inexpensive direct modulation type optical modulator can be used for the optical conversion. This is more economical than a configuration in which the signal is directly electro-optically converted.
- a linear cell is a single cell, highly accurate radio frequency synchronization is required between a plurality of ground antennas constituting the cell. If there is an error in the radio frequency between terrestrial antennas, even if the mobile station moves within the same cell, it becomes necessary to re-incorporate the radio frequency every time it crosses the area formed by each terrestrial antenna, resulting in performance degradation Connected.
- the mobile station mainly communicates with a nearby ground antenna, but when a signal containing a radio frequency error arrives from a distant ground antenna, the signal from the nearby ground antenna and the signal from the distant ground antenna mutually Interference will lead to performance degradation.
- the baseband signal or IF band signal is configured to be optically converted and extended by an optical configuration, the frequency is independently converted to the RF band by each ground antenna. Realization of radio frequency synchronization is an issue.
- the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a base station apparatus capable of synchronizing the frequencies of radio signals transmitted from each of a plurality of antennas forming a linear cell with high accuracy. To do.
- a base station apparatus includes a ground station apparatus and a plurality of ground antenna apparatuses connected to the ground station apparatus via an optical transmission path.
- the ground station apparatus converts an analog electrical signal to be transmitted to the mobile station and a reference clock signal from an electrical signal to an optical signal, and wavelength-division-multiplexes each obtained optical signal to output it to the optical transmission line.
- Each of the plurality of ground antenna devices demultiplexes each optical signal input from the optical transmission path, converts each demultiplexed optical signal into an electrical signal, and based on the reference clock signal after conversion into the electrical signal Then, the frequency of the analog electric signal converted into the electric signal is up-converted and transmitted to the mobile station.
- the base station apparatus has an effect that the frequency of a radio signal transmitted from each of a plurality of ground antenna apparatuses can be synchronized with high accuracy.
- FIG. which shows the structural example of the ground antenna apparatus concerning Embodiment 1.
- FIG. The figure which shows the structural example of the ground antenna side optical conversion unit shown in FIG.
- FIG. The figure which shows the structural example of the multiplexing part shown in FIG.
- the figure which shows the structural example of the base station apparatus which can have the same effect as the base station apparatus of the structure shown in FIG.
- FIG. The figure which shows the structural example of the optical conversion unit for reference clock signals shown in FIG.
- the figure which shows the structural example of the ground station side optical conversion unit shown in FIG. The figure which shows the structural example of the base station apparatus concerning Embodiment 3.
- FIG. The figure which shows the structural example of the ground station side optical conversion unit shown in FIG.
- FIG. The figure which shows the image of the optical spectrum of the optical signal transmitted on the optical fiber between the ground station apparatus and ground antenna apparatus concerning Embodiment 3.
- FIG. The figure which shows the structural example of the ground antenna apparatus concerning Embodiment 3.
- FIG. The figure which shows the structural example of the ground antenna side optical conversion unit shown in FIG.
- the figure which shows the structural example of the frequency conversion part shown in FIG. The figure which shows the structural example of the branching part shown in FIG.
- FIG. The figure which shows the structural example of the base station apparatus which can have the same effect as the base station apparatus of the structure shown in FIG.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a radio communication system to which a base station apparatus according to a first embodiment of the present invention is applied.
- the wireless communication system includes a plurality of ground station devices 100 and a plurality of ground antenna devices 200.
- a plurality of ground antenna devices 200 are connected to each of the plurality of ground station devices 100, and each ground antenna device 200 connected to the same ground station device 100 transmits the same signal synchronously at the same frequency. That is, one ground station device 100 and a plurality of ground antenna devices 200 connected to the ground station device 100 form one linear cell.
- the linear cells formed by each of the three ground station devices 100 are linear cells A to C.
- FIG. 1 also shows an onboard station 300 mounted on a railway vehicle as a moving body.
- the onboard station 300 is a mobile station. Communication from the ground station device 100 side, that is, the ground antenna device 200 side to the onboard station 300 is referred to as downlink communication, and communication in the reverse direction is referred to as uplink communication.
- the wireless communication system shown in FIG. 1 realizes a linear cell using the analog optical RoF method.
- the configuration and operation of each of the plurality of ground station devices 100 are the same, and the configuration and operation of the plurality of ground antenna devices 200 are the same.
- a unit composed of one ground station device 100 and N (N ⁇ 2) ground antenna devices 200 that realize one linear cell in the wireless communication system shown in FIG. 1 is referred to as a base station device.
- the configuration and operation of one base station apparatus will be described.
- the downlink communication from the base station apparatus to the onboard station 300 is mainly handled.
- Embodiment 1 and Embodiment 2 will be described by taking an example in which an analog optical signal is transmitted from ground station apparatus 100 to N terrestrial antenna apparatuses 200 in the base station apparatus.
- Uplink communication from the onboard station 300 to the base station device is reversible with downlink communication, and the base station device also transmits analog optical signals from the N ground antenna devices 200 to the ground station device 100.
- the number of reference clock signals is exemplified as 1.
- the present invention is not limited to this, and the number of reference clock signals may be 2 or more.
- FIG. 2 is a diagram of a configuration example of the base station apparatus 1 according to the first embodiment.
- the base station device 1 includes one ground station device 100 and N ground antenna devices 200-1 to 200-N.
- the ground station device 100 and each of the ground antenna devices 200-1 to 200-N are connected by an optical fiber constituting an optical transmission path.
- An optical signal o (t) is transmitted to the optical fiber.
- t is a variable representing time.
- the optical signal o (t) transmitted from the ground station device 100 is the same regardless of the ground antenna devices 200-1 to 200-N. That is, the ground antenna devices 200-1 to 200-N constituting one base station device 1 transmit the same signal.
- the ground station device 100 and one certain ground antenna device 200 will be focused, and this will be described as the ground antenna device 200.
- FIG. 3 is a diagram of a configuration example of the ground station device 100 according to the first embodiment.
- the ground station apparatus 100 includes a radio modulation unit 110 that is a transmission electrical signal generation unit, a reference clock signal generation unit 130, and a ground station side optical conversion unit 150 that is an electro-optical conversion unit.
- a radio modulation unit 110 that is a transmission electrical signal generation unit
- a reference clock signal generation unit 130 that is a reference clock signal generation unit 130
- a ground station side optical conversion unit 150 that is an electro-optical conversion unit.
- two independent signals that are frequency-multiplexed at two different frequencies are handled as signals to be wirelessly transmitted.
- the present invention is not limited to this, and the number of signals to be wirelessly transmitted may be one, or may be three or more.
- a configuration may be adopted in which a plurality of radio signals are transmitted by spatial multiplexing instead of frequency multiplexing.
- the wireless modulation unit 110 generates two analog electric signals that are frequency-multiplexed and wirelessly transmitted, and outputs the analog electric signals to the ground station side optical conversion unit 150 as transmission electric signals s t1 (t) and s t2 (t), respectively.
- the transmission electrical signals s t1 (t) and s t2 (t) are baseband signals or IF band signals.
- the transmission electric signals s t1 (t) and s t2 (t) are analog signals after digital-analog conversion. Refers to an electrical signal.
- the reference clock signal generation unit 130 generates an analog periodic signal of a sine wave or a rectangular wave, and outputs it to the ground station side optical conversion unit 150 as a reference clock electric signal s c (t).
- the reference clock electric signal s c (t) is a periodic signal of 10 MHz or more.
- FIG. 4 is a diagram of a configuration example of the ground station side optical conversion unit 150 according to the first embodiment.
- the ground station side optical conversion unit 150 includes E / O (Electrical / Optical) converters 151-1 to 151-3 and a WDM (Wavelength Division Multiplex) multiplexer 155.
- the E / O converter 151-1 are input transmission electric signal s t1 (t) is, the E / O converter 151-2 are input transmission electric signal s t2 (t) is, the E / O converter 151
- the reference clock electrical signal s c (t) is input to -3.
- the E / O converters 151-1 to 151-3 perform electro-optical conversion on the input transmission electric signals s t1 (t) and s t2 (t) and the reference clock electric signal s c (t), respectively. Electro-optical conversion is a process for converting an electric signal into an optical signal.
- the wavelengths of the optical signals output from the E / O converters 151-1 to 151-3 are ⁇ 1 , ⁇ 2 , and ⁇ 3 , respectively.
- the WDM multiplexer 155 combines the three signals subjected to electro-optical conversion by WDM, that is, wavelength division multiplexing, and outputs an analog optical signal o (t) in which the three wavelengths are combined to the optical fiber. As shown in FIG. 3, the optical signal o (t) output to the optical fiber from the WDM multiplexer 155 of the ground station side optical conversion unit 150 is sent to N ground antenna devices 200-1 to 200-N. It is distributed and sent.
- FIG. 5 is a diagram illustrating an image of an optical spectrum of the optical signal o (t) transmitted on the optical fiber between the ground station device 100 and the ground antenna devices 200-1 to 200-N according to the first embodiment. It is.
- Each optical signal transmitted from the ground station device 100 to each of the ground antenna devices 200-1 to 200-N is the same signal. However, for the sake of convenience, in FIG. 5, these optical signals are represented by the optical signals o 1 (t) to o. N (t).
- the optical signals o 1 (t) to o N (t) are signals in which transmission optical signals of three different optical wavelengths ⁇ 1 , ⁇ 2 , and ⁇ 3 are multiplexed by WDM.
- the electro-optically converted transmission electric signals s t1 (t) and s t2 (t) and the reference clock electric signal s c (t) are carried. Is done. Note that the order of the light wavelengths is an example, and the three light spectra may be in any order. Further, the wavelength intervals between the multiplexed transmission optical signals may be unequal.
- FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of the ground antenna device 200 according to the first embodiment.
- the ground antenna device 200 includes a ground antenna side light conversion unit 210 that is a photoelectric conversion unit, a PLL (Phase Locked Loop) unit 230, frequency conversion units 250-1 and 250-2, a multiplexing unit 270, an antenna, 290.
- the internal structures of the frequency converters 250-1 and 250-2 are the same.
- the PLL unit 230 and the frequency conversion units 250-1 and 250-2 constitute a frequency conversion processing unit. When the frequency conversion unit 250-1 and the frequency conversion unit 250-2 are not distinguished, they are referred to as the frequency conversion unit 250.
- FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of the ground antenna side optical conversion unit 210 illustrated in FIG.
- the ground antenna side optical conversion unit 210 includes a WDM demultiplexer 211 and O / E (Optical / Electrical) converters 215-1 to 215-3.
- the WDM demultiplexer 211 demultiplexes the optical signal o (t) transmitted from the ground station apparatus 100 for each wavelength, and converts the optical signal of each wavelength into an O / E converter. Output to 215-1 to 215-3.
- the O / E converters 215-1 to 215-3 photoelectrically convert the optical signal input from the WDM demultiplexer 211 and convert the optical signal into an electrical signal.
- the O / E converter 215-1 performs photoelectric conversion on the input optical signal and extracts a transmission electrical signal st1 (t).
- the O / E converter 215-2 performs photoelectric conversion on the input optical signal and extracts a transmission electrical signal st 2 (t).
- the O / E converter 215-3 photoelectrically converts the input optical signal and takes out the reference clock electric signal s c (t).
- the reference clock electric signal s c (t) is input to the PLL unit 230 shown in FIG. 6, and the local oscillation electric signals s cf1 (t) and s cf2 (t) are generated by the PLL unit 230 which is a phase synchronization circuit. Generated.
- the local oscillation electric signals s cf1 (t) and s cf2 (t) are both sinusoidal signals, and the respective frequencies are used for frequency conversion of the transmission electric signals s t1 (t) and s t2 (t) to the RF band. This is the local oscillation frequency.
- the local oscillation electric signal s cf1 (t) is input to the frequency conversion unit 250-1, and the local oscillation electric signal s cf2 (t) is input to the frequency conversion unit 250-2.
- FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of the frequency conversion units 250-1 and 250-2 illustrated in FIG. Since the frequency converters 250-1 and 250-2 have the same configuration, one of them is described as the frequency converter 250 in FIG.
- the input signals to the frequency converter 250 are a transmission electric signal s (t) and a local oscillation electric signal s cf (t).
- the frequency conversion unit 250 includes a mixer 251 and a band pass filter 255.
- the mixer 251 receives the transmission electric signal s (t) and the local oscillation electric signal s cf (t).
- the mixer 251 upconverts the frequency of the transmission electrical signal s (t) by multiplying the transmission electrical signal s (t) by the local oscillation electrical signal s cf (t), and the transmission electrical signal after the up-conversion.
- s (t) is output to the band pass filter 255.
- the band-pass filter 255 removes unnecessary frequency components from the input signal and generates a transmission electrical signal that is frequency-converted to the RF band.
- the band pass filter 255 outputs the generated frequency-converted transmission electric signal as a transmission RF signal v (t) to the multiplexing unit 270 illustrated in FIG.
- FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of the multiplexing unit 270 illustrated in FIG.
- the multiplexing unit 270 includes a multiplexer 271 and an amplifier 275.
- Transmitter RF signals v t1 (t) and v t2 (t) output from frequency converters 250-1 and 250-2 are input to multiplexer 271.
- the multiplexer 271 frequency-multiplexes the two input transmission RF signals v t1 (t) and v t2 (t) and outputs the result to the amplifier 275.
- the amplifier 275 amplifies the signal input from the multiplexer 271 and outputs the amplified signal to the antenna 290.
- the frequency conversion section 250-1, and 250-2 locally generated by the PLL unit 230 oscillating electrical signal s cf1 (t) and s cf2 using (t), up the input signal Convert to frequency conversion to RF band.
- the clock signal that is the generation reference of the local oscillation electric signal in the PLL unit 230 is the reference clock electric signal s c (t) transmitted from the ground station device 100, which is the N ground antenna devices 200-1 Common to ⁇ 200-N. Therefore, highly accurate radio frequency synchronization can be realized between different terrestrial antenna devices.
- FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of the base station apparatus 1a capable of achieving the same effects as the base station apparatus 1 having the configuration illustrated in FIG.
- the base station device 1a is obtained by replacing the ground station device 100 of the base station device 1 with the ground station device 100a.
- the ground antenna devices 200-1 to 200-N of the base station device 1a are the same as the ground antenna devices 200-1 to 200-N of the base station device 1.
- the ground station device 100a includes a radio modulation unit 110, a reference clock signal generation unit 130, and ground station side optical conversion units 150-1 to 150-N.
- the ground station device 100 of the base station device 1 has a configuration in which the optical signal converted by the ground station side optical conversion unit 150 is distributed in N and transmitted.
- the ground station device 100a distributes each of the electric signals s t1 (t), s t2 (t) and s c (t) to N, and then N ground stations.
- the side light conversion units 150-1 to 150-N are configured to convert into optical signals.
- the ground station side optical conversion units 150-1 to 150-N have the same configuration as the ground station side optical conversion unit 150 shown in FIG.
- ground station apparatuses 100 and 100a are configured to transmit a signal transmitted to a mobile station and a reference clock signal into a plurality of signals by WDM. Multiplex transmission to the ground antenna apparatus 200 is performed.
- the ground antenna apparatus 200 converts a signal to be transmitted to the mobile station into a radio frequency band signal using the reference clock signal. Thereby, the frequency of the radio signal transmitted from each of the plurality of ground antenna devices 200 toward the mobile station can be synchronized with high accuracy.
- FIG. FIG. 11 is a diagram of a configuration example of the ground station apparatus 100b according to the second embodiment.
- a base station apparatus provided with the ground station apparatus 100b is referred to as a base station apparatus 1b.
- the base station device 1b is obtained by replacing the ground station device 100a of the base station device 1a described in the first embodiment with a ground station device 100b.
- the ground station apparatus 100b includes a radio modulation unit 110, a reference clock signal generation unit 130, a reference clock signal light conversion unit 140, and ground station side light conversion units 150b-1 to 150b-N.
- the ground station side optical conversion units 150b-1 to 150b-N have the same configuration.
- the radio modulation unit 110 and the reference clock signal generation unit 130 are the same as the radio modulation unit 110 and the reference clock signal generation unit 130 of the ground station devices 100 and 100a described in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
- the difference between the ground station device 100b and the ground station device 100a is that the transmission electrical signals s t1 (t) and s t2 (t) are N-distributed in the state of electrical signals, while the reference clock signal is previously photoelectrically converted. Then, N is distributed.
- the following description focuses on the differences from the first embodiment, particularly the ground station device 100a.
- FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of the reference clock signal optical conversion unit 140.
- the reference clock signal optical conversion unit 140 includes an E / O converter 141 and an optical amplifier 145.
- the optical conversion unit for reference clock signal 140 is a conversion unit that converts the reference clock signal from an electrical signal to an optical signal.
- the E / O converter 141 performs electro-optical conversion on the reference clock electric signal s c (t) input from the reference clock signal generation unit 130 and outputs the converted signal to the optical amplifier 145.
- the optical amplifier 145 amplifies the optical signal input from the E / O converter 141 and outputs it as a reference clock optical signal o c (t).
- the reference clock optical signal o c (t) output from the reference clock signal optical conversion unit 140 is distributed N times and input to the ground station side optical conversion units 150b-1 to 150b-N.
- the reference clock electrical signal s c (t) is converted into a reference clock optical signal o c (t), which is an optical signal, and then distributed N, so that the terrestrial antenna device 200 has the same identity as the first embodiment.
- a high reference clock signal can be transmitted, and more accurate frequency synchronization can be realized.
- FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example of the ground station side optical conversion units 150b-1 to 150b-N. Since the N ground station side optical conversion units 150b-1 to 150b-N have the same configuration, one of them is shown as the ground station side optical conversion unit 150b in FIG.
- the ground station side optical conversion unit 150b includes E / O converters 151-1 and 151-2 and a WDM multiplexer 155.
- the E / O converter 151-1 are input transmission electric signal s t1 (t) is transmitted electrical signal s t2 (t) is input to the E / O converter 151-2.
- the WDM multiplexer 155 receives the signal output from the E / O converter 151-1, the signal output from the E / O converter 151-2, and the reference clock optical signal o c (t). Is done.
- the transmission electrical signals s t1 (t) and s t2 (t) are each distributed in N as shown in FIG.
- the E / O converter 151-1 performs electro-optical conversion on the input transmission electric signal s t1 (t) and outputs it to the WDM multiplexer 155.
- the E / O converter 151-2 performs electro-optical conversion on the input transmission electric signal s t2 (t) and outputs the result to the WDM multiplexer 155.
- the WDM multiplexer 155 wavelength-division-multiplexes three optical signals including the reference clock optical signal o c (t), that is, the three input optical signals, and outputs them to the ground antenna apparatus 200.
- the ground station apparatus 100b transmits the signals to be transmitted to the mobile station and the reference clock signal to N ground antenna apparatuses 200 by WDM.
- the reference clock electrical signal is converted into an optical signal, and N is distributed to N ground station side optical conversion units. Accordingly, it is possible to transmit a reference clock signal having high identity to a plurality of different ground antenna devices as compared with a case where the reference clock electrical signal is distributed N times to N ground station side optical conversion units.
- the frequency of the radio signal transmitted from each of the devices 200 toward the mobile station can be synchronized with high accuracy.
- FIG. 14 is a diagram of a configuration example of the base station apparatus 1c according to the third embodiment.
- the base station device 1c includes one ground station device 100c and N ground antenna devices 200c-1 to 200c-N.
- the ground station device 100c and each of the ground antenna devices 200c-1 to 200c-N are connected by an optical fiber.
- the difference between the base station apparatus 1c according to the present embodiment and the base station apparatus according to the first and second embodiments is that in addition to downlink transmission from the base station apparatus to the onboard station, the onboard station to the base station apparatus Uplink transmission is also performed, and both downlink and uplink transmission signals are multiplexed and transmitted in the optical fiber section by WDM.
- the configurations of the ground antenna devices 200c-1 to 200c-N are the same. In the following description, when the terrestrial antenna devices 200c-1 to 200c-N are not distinguished, they are described as the terrestrial antenna device 200c.
- FIG. 15 is a diagram of a configuration of the ground station device 100c according to the third embodiment.
- the ground station device 100c includes a radio modulation unit 110, a radio demodulation unit 120, a reference clock signal generation unit 130, and a ground station side optical conversion unit 150c.
- Radio modulation section 110 and reference clock signal generation section 130 are the same as radio modulation section 110 and reference clock signal generation section 130 of ground station apparatus 100 according to the first embodiment shown in FIG.
- the radio demodulation unit 120 demodulates the received electrical signals s r1 (t) and s r2 (t) input from the ground station side optical conversion unit 150c.
- the received electrical signals s r1 (t) and s r2 (t) input to the radio demodulation unit 120 are analog electrical signals that are received from the on-board station by the ground antenna device 200c and frequency-converted to the baseband or IF band. .
- the wireless demodulator 120 converts the received electrical signals s r1 (t) and s r2 (t) into analog signals and converts them into digital signals. Demodulate by processing.
- FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration example of the ground station side optical conversion unit 150c.
- the ground station side optical conversion unit 150c includes E / O converters 151-1 to 151-3, O / E converters 152-1 and 152-2, and a WDM multiplexer / demultiplexer 156.
- the E / O converters 151-1 to 151-3 are the same as the E / O converters 151-1 to 151-3 of the ground station side optical conversion unit 150 described in the first embodiment.
- the transmission directions of the transmission electric signals s t1 (t) and s t2 (t) and the reference clock electric signal s c (t) are directions from the ground station device 100c to the ground antenna device 200c, and the reception electric signal s
- the transmission directions of r1 (t) and sr2 (t) are directions from the ground antenna device 200c to the ground station device 100c.
- Each electric signal s t1 (t), s t2 (t), s c (t) is converted from an electric signal to an optical signal in E / O converters 151-1 to 151-3, respectively.
- the WDM multiplexer / demultiplexer 156 performs demultiplexing and multiplexing for five different optical wavelengths. Specifically, the WDM multiplexer / demultiplexer 156 wavelength division multiplexes the three transmission optical signals input from the E / O converters 151-1 to 151-3 and outputs the result to the terrestrial antenna device 200c. Also, the WDM multiplexer / demultiplexer 156 demultiplexes the optical signal input from the terrestrial antenna device 200c into two received optical signals in a state where the two received optical signals are wavelength division multiplexed. The two received optical signals demultiplexed by the WDM demultiplexer 156 are input to the O / E converters 152-1 and 152-2.
- the O / E converters 152-1 and 152-2 perform photoelectric conversion on the received optical signal input from the WDM multiplexer / demultiplexer 156 to convert it into an electrical signal, and receive the received electrical signal s r1 (t ) And s r2 (t) are output to radio demodulation section 120.
- FIG. 17 is a diagram illustrating an image of an optical spectrum of the optical signal o (t) transmitted over the optical fiber between the ground station device 100c and the ground antenna devices 200c-1 to 200c-N according to the third embodiment. It is.
- each optical signal transmitted between the ground station device 100c and the ground antenna devices 200c-1 to 200c-N is represented by o 1 (t) to o N (t).
- the wavelengths transmitted by wavelength division multiplexing and transmitted as optical signals o 1 (t) to o N (t) are denoted as ⁇ 1 , ⁇ 2 , ⁇ 3 , ⁇ 4 , and ⁇ 5 , respectively.
- the original electrical signals of the five wavelength division multiplexed optical signals are s t1 (t), s t2 (t), s c (t), s r1 (t), and s r2 (t).
- the uplink signal received by each terrestrial antenna device 200c also passes on the optical fiber. Even for an uplink signal transmitted from a single on-board station, the fading state of the uplink signal received by each terrestrial antenna device 200c is different for each signal due to the influence of reflection, diffraction, multipath, etc. in radio wave propagation. In other words, the signal received by each ground antenna device 200c differs for each optical fiber. Therefore, in FIG.
- the optical signals on the respective optical fibers are different signals as o 1 (t) to o N (t), respectively.
- the order of the light wavelengths is an example, and the five light spectra may be in any order. Further, the wavelength intervals between the wavelength division multiplexed optical signals may be unequal.
- FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration example of the ground antenna device 200c according to the third embodiment.
- the ground antenna device 200c includes a ground antenna side light conversion unit 210c, a PLL unit 230, frequency conversion units 250-1, 250-2 and 260-1, 260-2, a multiplexing unit 270, and a demultiplexing unit 280. And an antenna 290 and a duplexer 291.
- the PLL unit 230, the frequency conversion units 250-1 and 250-2, the multiplexing unit 270, and the antenna 290 are the PLL unit 230, the frequency conversion units 250-1 and 250-2 of the terrestrial antenna device 200 according to the first embodiment, This is the same as the multiplexing unit 270 and the antenna 290.
- frequency conversion units 260-1 and 260-2 are the same. When the frequency conversion unit 260-1 and the frequency conversion unit 260-2 are not distinguished, they are referred to as the frequency conversion unit 260.
- frequency conversion units 250-1 and 250-2 constitute a first frequency conversion processing unit together with PLL unit 230, and frequency conversion units 260-1 and 260-2 together with PLL unit 230 2 frequency conversion processing units.
- the duplexer 291 has a role of realizing duplexing of the downlink signal transmitted from the ground station device 100c and the uplink signal received by the antenna 290, and is used for sharing the antenna 290 in the downlink and uplink.
- TDD time division duplex
- FDD frequency division duplex
- FIG. 19 is a diagram illustrating a configuration example of the ground antenna side optical conversion unit 210c.
- the ground antenna side optical conversion unit 210c includes a WDM multiplexer / demultiplexer 212, O / E converters 215-1 to 215-3, and E / O converters 216-1 and 216-2.
- the optical signals transmitted to and from the ground station device 100c are the original electrical signals s t1 (t), s t2 (t), s c (t), s r1 (t) and s r1 (t).
- Five optical signals obtained by electro-optical conversion of r2 (t) are multiplexed by WDM.
- the WDM multiplexer / demultiplexer 212 demultiplexes and multiplexes these five optical signals.
- WDM Bungo wave 212 from the optical signal received from the ground station device 100c, the optical signal transmission electric signal s t1 (t) is converted, transmission electric signal s t2 (t) is converted
- the optical signal converted from the optical signal and the reference clock electrical signal s c (t) are demultiplexed, and the demultiplexed optical signals are respectively sent to the O / E converters 215-1, 215-2 and 215-3. Output to.
- the WDM multiplexer / demultiplexer 212 includes an optical signal obtained by the E / O converter 216-1 converting the received electrical signal s r1 (t), and an E / O converter 216-2 received by the received electrical signal.
- the optical signal obtained by converting s r2 (t) is multiplexed and output to ground station apparatus 100c.
- the O / E converter 215-1 performs photoelectric conversion on the optical signal from the ground station device 100c input from the WDM multiplexer / demultiplexer 212, and extracts the transmission electrical signal s t1 (t).
- the O / E converter 215-2 photoelectrically converts the optical signal from the ground station device 100c input from the WDM multiplexer / demultiplexer 212, and extracts the transmission electrical signal st2 (t).
- the O / E converter 215-3 photoelectrically converts the optical signal from the ground station apparatus 100c input from the WDM multiplexer / demultiplexer 212, and extracts the reference clock electric signal s c (t).
- the E / O converter 216-1 performs electro-optical conversion on the received electrical signal s r1 (t) obtained by frequency conversion of the uplink signal by the frequency conversion unit 260-1 shown in FIG. Output to the correlator 212.
- the E / O converter 216-2 performs electro-optical conversion on the received electric signal s r2 (t) obtained by frequency conversion of the uplink signal by the frequency conversion unit 260-2 shown in FIG. Output to the correlator 212.
- FIG. 20 is a diagram illustrating a configuration example of the frequency conversion units 260-1 and 260-2 illustrated in FIG. Since the frequency conversion units 260-1 and 260-2 have the same configuration, one of them is described as the frequency conversion unit 260 in FIG.
- the main function of the frequency converter 260 is the same as that of the frequency converter 250 described in the first embodiment, but the frequency converter 260 down-converts the frequency of the received RF signal received by the antenna 290 shown in FIG. To do.
- the frequency conversion unit 260 includes a mixer 261 and a filter 265.
- the mixer 261 receives the received RF signal v r (t) and the local oscillation electric signal s cf (t) generated by the PLL unit 230 shown in FIG.
- the mixer 261 multiplies the reception RF signal v r (t) by the local oscillation electric signal s cf (t), thereby down-converting the frequency of the reception RF signal v r (t) and performing the down-conversion.
- the signal is output to the filter 265.
- the filter 265 removes unnecessary frequency components from the input signal.
- a low-pass filter is suitable if the input signal after frequency conversion is a baseband signal
- a band-pass filter that passes the IF band is suitable if the signal is an IF band signal. However, this is not the case.
- FIG. 21 is a diagram illustrating a configuration example of the demultiplexing unit 280 illustrated in FIG.
- the demultiplexing unit 280 includes an amplifier 281 and bandpass filters 285-1 and 285-2.
- the received RF signal output from the duplexer 291 illustrated in FIG. 18 is input to the amplifier 281.
- the amplifier 281 amplifies the input received RF signal.
- the amplified received RF signal is divided into two and input to band pass filters 285-1 and 285-2.
- the band pass filter 285-1 extracts the received RF signal V r1 (t) from the input signal and outputs it to the frequency conversion unit 260-1 shown in FIG.
- the band pass filter 285-2 extracts the received RF signal V r2 (t) from the input signal, and outputs it to the frequency converter 260-2 shown in FIG.
- the ground station apparatus 100c and the plurality of ground antenna apparatuses 200c transmit the downlink signal and the reference clock signal transmitted to the mobile station.
- an uplink signal transmitted from the mobile station are multiplexed by WDM to realize an optical extension configuration.
- FIG. 22 is a diagram of a configuration example of the ground station device 100d according to the fourth embodiment.
- a base station apparatus provided with the ground station apparatus 100d is referred to as a base station apparatus 1d.
- the base station apparatus 1d is obtained by replacing the ground station apparatus 100c of the base station apparatus 1c described in the third embodiment with a ground station apparatus 100d.
- the ground station device 100d includes a radio modulation unit 110, a radio demodulation unit 120d, a reference clock signal generation unit 130, and ground station side optical conversion units 150c-1 to 150c-N.
- the ground station apparatus 100d is configured to multiplex-transmit both downlink and uplink transmission signals in the optical fiber section by WDM, similarly to the ground station apparatus 100c according to the third embodiment.
- the ground station device 100d is based on the configuration of the ground station device 100c, except that N ground station side optical conversion units 150c-1 to 150c-N are provided, and N ground antenna devices 200c-1 are provided.
- N reception electric signals s r1 (t) and N reception electric signals s r2 (t) received at ⁇ 200c-N are input to the radio demodulation unit 120d.
- the following description focuses on differences from the third embodiment, particularly the ground station device 100c.
- the radio modulation unit 110 and the reference clock signal generation unit 130 of the ground station device 100d are the same as the radio modulation unit 110 and the reference clock signal generation unit 130 of the ground station device 100c, and thus description thereof is omitted.
- the transmission electrical signals s t1 (t) and s t2 (t) output from the radio modulation unit 110 are each distributed in N and input to the ground station side optical conversion units 150c-1 to 150c-N.
- the ground station side optical conversion units 150c-1 to 150c-N are the same as the ground station side optical conversion unit 150c described in the third embodiment.
- the reference clock electric signal s c (t) output from the reference clock signal generation unit 130 is also distributed N and input to the ground station side optical conversion units 150c-1 to 150c-N.
- N sets of received electrical signals s r1 (t) and s r2 (t) output from the ground station side optical conversion units 150c-1 to 150c-N are input to the radio demodulation unit 120d.
- the radio demodulator 120d selects one of the received electric signals s r1 (t) having the maximum power from the input N received electric signals s r1 (t), or combines the N received electric signals s r1 (t) in-phase or at the maximum. The signals are combined so as to be ratio combined to form one signal, and then demodulated.
- the received radio signal s r2 (t) is demodulated after the radio demodulator 120d selects a signal having the maximum power from N signals, or synthesizes N signals.
- the signals received by the N terrestrial antenna devices 200c-1 to 200c-N can be diversity-received, and the high-quality demodulation performance can be obtained as compared with the third embodiment.
- FIG. 23 is a diagram illustrating a configuration example of the base station device 1e that can achieve the same effects as the base station device 1d having the configuration illustrated in FIG.
- the base station device 1e is obtained by replacing the ground station device 100d of the base station device 1d with the ground station device 100e.
- the ground station device 100e includes a radio modulation unit 110, a radio demodulation unit 120, signal selection units 125-1 and 125-2, a reference clock signal generation unit 130, and ground station side optical conversion units 150c-1 to 150c-. N.
- the difference between the base station apparatus 1e and the base station apparatus 1d is that the base station apparatus 1e is connected between the radio demodulation unit 120 and the ground station side optical conversion units 150c-1 to 150c-N.
- the radio demodulation unit 120 of the ground station device 100e is the same as the radio demodulation unit 120 of the ground station device 100c described in the third embodiment.
- the signal selection unit 125-1 selects one of the maximum power from the N received electrical signals s r1 (t) output from the ground station side optical conversion units 150c-1 to 150c-N, or N
- the received electrical signal s r1 (t) is combined into an in-phase combination or a maximum ratio combination to form one signal, which is then output to the radio demodulation unit 120.
- the signal selection unit 125-2 selects one of the maximum received power from the N received electrical signals s r2 (t) output from the ground station side optical conversion units 150c-1 to 150c-N.
- N received electrical signals s r2 (t) are combined to be in-phase combined or maximum ratio combined to form one signal, and then output to radio demodulation section 120.
- the ground station apparatuses 100d and 100e and the plurality of ground antenna apparatuses 200c are connected to the downlink signal transmitted to the mobile station.
- the reference clock signal and the uplink signal transmitted from the mobile station are multiplexed by WDM to realize an optical extension configuration.
- WDM optical extension configuration
- the configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.
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Abstract
基地局装置(1)は、地上局装置(100)と、光伝送路を介して地上局装置に接続される複数の地上アンテナ装置(200-1~200-N)と、を備え、地上局装置は、移動局へ送信するアナログ電気信号と、基準クロック信号と、を電気信号から光信号に変換し、得られた各光信号を波長分割多重して光伝送路へ出力し、複数の地上アンテナ装置の各々は、光伝送路から入力される各光信号を分波し、分波後の各光信号を電気信号に変換し、電気信号に変換後の基準クロック信号に基づいて、電気信号に変換後のアナログ電気信号の周波数をアップコンバートして移動局へ送信する。
Description
本発明は、分散配置された複数のアンテナを使用して移動局へ信号を送信する基地局装置、地上局装置および地上アンテナ装置に関する。
高速道路および鉄道に代表される高速な陸上移動環境では、軌道等により移動方向が固定しているケースが多い。高速で移動する移動局に対して無線通信を提供する場合、地上側のアンテナ設備は移動方向に沿ってアンテナを分散配置する線形分散アンテナ構成が好適である。ここでは、連続する複数の線形分散アンテナにより、同一信号を同一周波数で同期して送受する一定の通信エリアをリニアセルと呼ぶ(例えば、非特許文献1)。
非特許文献1によれば、リニアセルは通信エリアが移動方向に限られるため、地上に設置されたアンテナ(以下、地上アンテナと称する)の放射方向および指向性を移動方向に限定することで高効率かつ高品質な無線回線を実現できる。また、リニアセルは、地上アンテナ毎に異なる無線周波数(RF:Radio Frequency)を用いる場合、すなわち、地上アンテナ毎に異なるセルを形成する場合に比べて、セル径を延伸することができる。特に移動局が高速で移動するケースではセル間ハンドオーバ頻度を軽減できるという利点がある。
リニアセルの実現には、移動局への送信信号を生成する地上局から複数の地上アンテナに対して無線信号を張り出す構成が有望である。張出構成における地上アンテナはRRH(Remote Radio Head)またはRRE(Remote Radio Equipment)とも呼ばれる。特に、張出線として光ファイバを用いる光張出構成が広帯域伝送に適している。また、信号帯域幅が数百MHz~数GHz幅の広帯域信号の張出には、アナログの無線信号を電気光変換して張り出すアナログ光RoF(Radio-on-Fiber、あるいは、Radio-over-Fiber)方式が簡易である。このとき、RF帯信号がミリ波帯等の数十GHzの高周波数帯の場合、RF帯信号自体を電気光変換するためには、マッハツェンダ変調等を用いた外部変調型の光変調器が必要となり、高コストである。これに対し、ベースバンド信号、あるいは中心周波数が数GHzまでのIF(Intermediate Frequency)帯信号であれば、その光変換には安価な直接変調型の光変調器を用いることができ、ミリ波帯の信号をダイレクトに電気光変換する構成に比べて経済的である。
H.Nishimoto, A.Okazaki, Y.Kinoshita, K.Tsukamoto, S.Umeda, K.Tsuji, K.Yamaguchi, and A.Okamura, "Millimeter-wave train radio communication system based on linear cell concept", Proc.STECH2015, 2E11, Nov. 2015.
リニアセルは単一セルであるため、セルを構成する複数の地上アンテナ間で高精度な無線周波数同期が求められる。地上アンテナ間の無線周波数に誤差があると、移動局は同一セル内を移動する場合であっても、各地上アンテナが形成するエリアを渡る度に無線周波数を再度引き込む必要が生じ、性能劣化に繋がる。また、移動局は主に近傍の地上アンテナと通信するが、遠方の地上アンテナから無線周波数の誤差を含む信号が到来すると、近傍の地上アンテナからの信号と遠方の地上アンテナからの信号とが互いに干渉となり性能劣化に繋がる。特に、経済性に優れる構成である、ベースバンド信号、あるいはIF帯信号を光変換して張り出す構成とする場合、各地上アンテナで独立にRF帯へ周波数を変換するため、地上アンテナ間での無線周波数の同期の実現が課題となる。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、リニアセルを形成する複数のアンテナの各々から送信する無線信号の周波数を高精度に同期させることが可能な基地局装置を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる基地局装置は、地上局装置と、光伝送路を介して地上局装置に接続される複数の地上アンテナ装置とを備える。地上局装置は、移動局へ送信するアナログ電気信号と、基準クロック信号と、を電気信号から光信号に変換し、得られた各光信号を波長分割多重して光伝送路へ出力する。複数の地上アンテナ装置の各々は、光伝送路から入力される各光信号を分波し、分波後の各光信号を電気信号に変換し、電気信号に変換後の基準クロック信号に基づいて、電気信号に変換後のアナログ電気信号の周波数をアップコンバートして移動局へ送信する。
本発明にかかる基地局装置は、複数の地上アンテナ装置の各々から送信する無線信号の周波数を高精度に同期させることができる、という効果を奏する。
以下に、本発明の実施の形態にかかる基地局装置、地上局装置および地上アンテナ装置を図面に基づ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。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかる基地局装置が適用される無線通信システムの構成例を示す図である。
図1は、本発明の実施の形態1にかかる基地局装置が適用される無線通信システムの構成例を示す図である。
実施の形態1にかかる無線通信システムは、複数の地上局装置100および複数の地上アンテナ装置200を含んで構成される。複数の地上局装置100の各々には複数の地上アンテナ装置200が接続され、同じ地上局装置100に接続されている各地上アンテナ装置200は、同一信号を同一周波数で同期して送信する。すなわち、1台の地上局装置100、および、この地上局装置100に接続された複数の地上アンテナ装置200が1つのリニアセルを形成する。図1に示した例では、3台の地上局装置100の各々が形成しているリニアセルをリニアセルA~リニアセルCとしている。また、図1では、移動体としての鉄道車両に搭載された車上局300も記載している。車上局300は移動局である。なお、地上局装置100側すなわち地上アンテナ装置200側から車上局300への通信をダウンリンク通信、逆方向の通信をアップリンク通信と呼ぶ。
図1に示した無線通信システムは、アナログ光RoF方式を用いてリニアセルを実現するものとする。複数の地上局装置100の各々の構成および動作は同様であり、また、複数の地上アンテナ装置200の構成および動作は同様である。
以下では、図1に示した無線通信システムにおいて1つのリニアセルを実現する1台の地上局装置100およびN(N≧2)台の地上アンテナ装置200で構成される単位を基地局装置と呼ぶ。各実施の形態では、1つの基地局装置の構成および動作について説明を行う。また、各実施の形態では、基地局装置から車上局300へのダウンリンク通信を主に扱うものとする。特に、実施の形態1および実施の形態2では、基地局装置において地上局装置100からN台の地上アンテナ装置200へアナログ光信号を伝送する形態を例に挙げて説明する。車上局300から基地局装置へのアップリンク通信についてはダウンリンク通信と可逆的であり、基地局装置においてN台の地上アンテナ装置200から地上局装置100へアナログ光信号を伝送する場合についても同様に適用可能である。また、以下に説明する各実施の形態では、基準クロック信号の数を1として例示するが、これに限らず、基準クロック信号数を2以上としてもよい。
図2は、実施の形態1にかかる基地局装置1の構成例を示す図である。基地局装置1は、1台の地上局装置100と、N台の地上アンテナ装置200-1~200-Nとを備える。地上局装置100と地上アンテナ装置200-1~200-Nの各々とは光伝送路を構成する光ファイバで接続されている。光ファイバには光信号o(t)が伝送される。ここで、tは時刻を表す変数である。地上局装置100から送られる光信号o(t)は地上アンテナ装置200-1~200-Nによらず同一である。すなわち、1台の基地局装置1を構成する地上アンテナ装置200-1~200-Nは同一の信号を送信する。以下の説明では、地上局装置100と、ある1台の地上アンテナ装置200とに焦点を当て、これを地上アンテナ装置200として説明を進める。
図3は、実施の形態1にかかる地上局装置100の構成例を示す図である。地上局装置100は、送信電気信号生成部である無線変調部110と、基準クロック信号生成部130と、電気光変換部である地上局側光変換ユニット150とを備える。本実施の形態では、一例として、無線伝送する信号として2つの異なる周波数で周波数多重する独立な2信号を扱う。ただし、これに限らず、無線伝送する信号数を1つとしてもよく、また、3つ以上としてもよい。また、複数の無線信号を周波数多重で伝送するのではなく空間多重で伝送する構成としてもよい。
無線変調部110は、周波数多重して無線伝送する2つのアナログ電気信号を生成し、それぞれを送信電気信号st1(t),st2(t)として地上局側光変換ユニット150に出力する。ここで、送信電気信号st1(t),st2(t)は、ベースバンド信号、または、IF帯信号である。また、地上アンテナ装置200と車上局300との間に適用される無線伝送方式がデジタル方式である場合、送信電気信号st1(t),st2(t)は、デジタルアナログ変換後のアナログ電気信号を指す。基準クロック信号生成部130は、正弦波または矩形波のアナログ周期信号を生成し、基準クロック電気信号sc(t)として地上局側光変換ユニット150に出力する。ここで、基準クロック電気信号sc(t)は10MHz以上の周期信号である。
図4は、実施の形態1にかかる地上局側光変換ユニット150の構成例を示す図である。地上局側光変換ユニット150は、E/O(Electrical/Optical)変換器151-1~151-3と、WDM(Wavelength Division Multiplex)合波器155とを備える。E/O変換器151-1には送信電気信号st1(t)が入力され、E/O変換器151-2には送信電気信号st2(t)が入力され、E/O変換器151-3には基準クロック電気信号sc(t)が入力される。
E/O変換器151-1~151-3は、入力される送信電気信号st1(t),st2(t)、および、基準クロック電気信号sc(t)をそれぞれ電気光変換する。なお、電気光変換は電気信号を光信号に変換する処理である。E/O変換器151-1~151-3が出力する光信号の波長をそれぞれλ1,λ2,λ3とする。WDM合波器155は、電気光変換された3つの信号をWDMすなわち波長分割多重により合波し、3波長が合波されたアナログの光信号o(t)を光ファイバに出力する。地上局側光変換ユニット150のWDM合波器155から光ファイバに出力された光信号o(t)は、図3に示したように、N台の地上アンテナ装置200-1~200-Nに向けて分配送信される。
図5は、実施の形態1にかかる地上局装置100と地上アンテナ装置200-1~200-Nとの間の光ファイバ上を伝送される光信号o(t)の光スペクトルのイメージを示す図である。地上局装置100から地上アンテナ装置200-1~200-Nの各々に向けて伝送される各光信号は同一の信号であるが、便宜上、図5ではこれらを光信号o1(t)~oN(t)としている。光信号o1(t)~oN(t)は、異なる3つの光波長λ1,λ2,λ3の送信光信号がWDMで多重された信号である。光信号o1(t)~oN(t)のそれぞれにおいて、電気光変換された送信電気信号st1(t),st2(t)、および、基準クロック電気信号sc(t)が搬送される。なお、光波長の順番は一例であり、3つの光スペクトルはどのような順番であってもよい。また、多重される送信光信号同士の波長の間隔は不均等であってもよい。
図6は、実施の形態1にかかる地上アンテナ装置200の構成例を示す図である。地上アンテナ装置200は、光電気変換部である地上アンテナ側光変換ユニット210と、PLL(Phase Locked Loop)部230と、周波数変換部250-1,250-2と、合波部270と、アンテナ290とを備える。周波数変換部250-1,250-2の内部構成は同一である。PLL部230および周波数変換部250-1,250-2は、周波数変換処理部を構成する。周波数変換部250-1と周波数変換部250-2とを区別しない場合、これらを周波数変換部250と記載する。
図7は、図6に示した地上アンテナ側光変換ユニット210の構成例を示す図である。地上アンテナ側光変換ユニット210は、WDM分波器211と、O/E(Optical/Electrical)変換器215-1~215-3とを備える。
地上アンテナ側光変換ユニット210において、WDM分波器211は、地上局装置100から送られてきた光信号o(t)を波長ごとに分波し、各波長の光信号をO/E変換器215-1~215-3に出力する。O/E変換器215-1~215-3は、WDM分波器211から入力された光信号を光電気変換し、光信号から電気信号に変換する。O/E変換器215-1は、入力された光信号を光電気変換し、送信電気信号st1(t)を取り出す。O/E変換器215-2は、入力された光信号を光電気変換し、送信電気信号st2(t)を取り出す。O/E変換器215-3は、入力された光信号を光電気変換し、基準クロック電気信号sc(t)を取り出す。このうち、基準クロック電気信号sc(t)は図6に示したPLL部230に入力され、位相同期回路であるPLL部230により局部発振電気信号scf1(t)およびscf2(t)が生成される。局部発振電気信号scf1(t)およびscf2(t)はともに正弦波信号であり、それぞれの周波数は送信電気信号st1(t)およびst2(t)をRF帯に周波数変換するための局部発振周波数である。局部発振電気信号scf1(t)は周波数変換部250-1に入力され、局部発振電気信号scf2(t)は周波数変換部250-2に入力される。
図8は、図6に示した周波数変換部250-1および250-2の構成例を示す図である。周波数変換部250-1と250-2とは同一の構成であるため、図8ではこれらの中の1つを周波数変換部250として記載している。また、図8では、周波数変換部250への入力信号を送信電気信号s(t)と局部発振電気信号scf(t)としている。周波数変換部250は、ミクサ251および帯域通過フィルタ255を備える。ミクサ251には送信電気信号s(t)および局部発振電気信号scf(t)が入力される。ミクサ251は、送信電気信号s(t)に対して局部発振電気信号scf(t)を乗積することにより送信電気信号s(t)の周波数をアップコンバートし、アップコンバート後の送信電気信号s(t)を帯域通過フィルタ255へ出力する。帯域通過フィルタ255は、入力された信号から不要な周波数成分を除去してRF帯に周波数変換された送信電気信号を生成する。帯域通過フィルタ255は、生成した周波数変換後の送信電気信号を送信RF信号v(t)として、図6に示した合波部270に出力する。
図9は、図6に示した合波部270の構成例を示す図である。合波部270は、合波器271および増幅器275を備える。合波器271には、周波数変換部250-1および250-2の各々から出力された送信RF信号vt1(t)、vt2(t)が入力される。合波器271は、入力された2つの送信RF信号vt1(t)およびvt2(t)を周波数多重して増幅器275へ出力する。増幅器275は、合波器271から入力された信号を増幅してアンテナ290に出力する。
上述したように、周波数変換部250-1および250-2は、PLL部230で生成された局部発振電気信号scf1(t)およびscf2(t)を使用して、入力された信号をアップコンバートしてRF帯に周波数変換する。ここで、PLL部230における局部発振電気信号の生成基準となるクロック信号は地上局装置100から伝送された基準クロック電気信号sc(t)であり、これはN台の地上アンテナ装置200-1~200-Nで共通である。したがって、異なる地上アンテナ装置間で高精度な無線周波数の同期を実現できる。
図10は、図2に示した構成の基地局装置1と同様の効果を奏することが可能な基地局装置1aの構成例を示す図である。基地局装置1aは、基地局装置1の地上局装置100を地上局装置100aとしたものである。基地局装置1aの地上アンテナ装置200-1~200-Nは、基地局装置1の地上アンテナ装置200-1~200-Nと同一である。地上局装置100aは、無線変調部110と、基準クロック信号生成部130と、地上局側光変換ユニット150-1~150-Nとを備える。
基地局装置1の地上局装置100は、図3に示したように、地上局側光変換ユニット150により変換された光信号をN分配して伝送する構成であった。これに対して、地上局装置100aは、図10に示すように、各電気信号st1(t)、st2(t)およびsc(t)をそれぞれN分配した後、N個の地上局側光変換ユニット150-1~150-Nにより光信号に変換する構成である。地上局側光変換ユニット150-1~150-Nは図4に示した地上局側光変換ユニット150と同一の構成であるため説明を割愛する。
以上のように、本実施の形態では、アナログ光RoF方式を用いる基地局装置1および1aにおいて、地上局装置100および100aは、移動局へ伝送する信号と、基準クロック信号とをWDMにより複数の地上アンテナ装置200へ多重伝送する。地上アンテナ装置200は、基準クロック信号を用いて、移動局へ伝送する信号を無線周波数帯域の信号へ変換する。これにより、複数の地上アンテナ装置200の各々から移動局に向けて送信する無線信号の周波数を高精度に同期させることができる。
実施の形態2.
図11は、実施の形態2にかかる地上局装置100bの構成例を示す図である。なお、地上局装置100bを備える基地局装置を基地局装置1bとする。
図11は、実施の形態2にかかる地上局装置100bの構成例を示す図である。なお、地上局装置100bを備える基地局装置を基地局装置1bとする。
本実施の形態にかかる基地局装置1bは、実施の形態1で説明した基地局装置1aの地上局装置100aを地上局装置100bに置き換えたものである。地上局装置100bは、無線変調部110と、基準クロック信号生成部130と、基準クロック信号用光変換ユニット140と、地上局側光変換ユニット150b-1~150b-Nとを備える。地上局側光変換ユニット150b-1~150b-Nは同一の構成である。無線変調部110および基準クロック信号生成部130は、実施の形態1で説明した地上局装置100,100aの無線変調部110および基準クロック信号生成部130と同一であるため、説明を割愛する。
地上局装置100bと地上局装置100aとの相違点は、送信電気信号st1(t)およびst2(t)が電気信号の状態でN分配される一方、基準クロック信号については予め光電気変換した上でN分配する点である。以下に実施の形態1、特に地上局装置100aと異なる点を中心に説明する。
図12は、基準クロック信号用光変換ユニット140の構成例を示す図である。基準クロック信号用光変換ユニット140は、E/O変換器141および光増幅器145を備える。基準クロック信号用光変換ユニット140は、基準クロック信号を電気信号から光信号に変換する変換部である。E/O変換器141は、基準クロック信号生成部130から入力された基準クロック電気信号sc(t)を電気光変換して光増幅器145に出力する。光増幅器145は、E/O変換器141から入力された光信号を増幅し、基準クロック光信号oc(t)として出力する。基準クロック信号用光変換ユニット140から出力された基準クロック光信号oc(t)は、N分配され、地上局側光変換ユニット150b-1~150b-Nに入力される。基準クロック電気信号sc(t)を光信号である基準クロック光信号oc(t)に変換した上でN分配することで、実施の形態1に比べ、各地上アンテナ装置200に同一性の高い基準クロック信号を伝送することができ、より高精度な周波数同期を実現できる。
図13は、地上局側光変換ユニット150b-1~150b-Nの構成例を示す図である。N個の地上局側光変換ユニット150b-1~150b-Nは同一の構成であるため、図13ではこれらの1つを地上局側光変換ユニット150bとして記載している。地上局側光変換ユニット150bは、E/O変換器151-1および151-2と、WDM合波器155とを備える。E/O変換器151-1には送信電気信号st1(t)が入力され、E/O変換器151-2には送信電気信号st2(t)が入力される。また、WDM合波器155には、E/O変換器151-1が出力する信号と、E/O変換器151-2が出力する信号と、基準クロック光信号oc(t)とが入力される。ここで、送信電気信号st1(t)およびst2(t)は、図11に示すとおり予めそれぞれN分配されている。
E/O変換器151-1は、入力された送信電気信号st1(t)を電気光変換してWDM合波器155に出力する。E/O変換器151-2は、入力された送信電気信号st2(t)を電気光変換してWDM合波器155に出力する。WDM合波器155は、基準クロック光信号oc(t)を含めた3つの光信号、すなわち入力された3つの光信号を波長分割多重して地上アンテナ装置200へ出力する。
以上のように、本実施の形態では、アナログ光RoF方式を用いる基地局装置1において、地上局装置100bは、移動局へ伝送する信号と基準クロック信号とをWDMによりN台の地上アンテナ装置200へ多重伝送する際に、基準クロック電気信号を光信号に変換した上で、N台の地上局側光変換ユニットにN分配する。これにより、基準クロック電気信号をN台の地上局側光変換ユニットにN分配する場合に比べて異なる複数の地上アンテナ装置に同一性の高い基準クロック信号を伝送することができ、複数の地上アンテナ装置200の各々から移動局に向けて送信する無線信号の周波数を高精度に同期させることができる。
実施の形態3.
図14は、実施の形態3にかかる基地局装置1cの構成例を示す図である。基地局装置1cは、1台の地上局装置100cと、N台の地上アンテナ装置200c-1~200c-Nとを備える。地上局装置100cと地上アンテナ装置200c-1~200c-Nの各々とは光ファイバで接続されている。本実施の形態にかかる基地局装置1cと実施の形態1,2にかかる基地局装置との相違点は、基地局装置から車上局へのダウンリンク伝送に加えて車上局から基地局装置へのアップリンク伝送も実施し、ダウンリンクおよびアップリンクの両伝送信号をWDMにより光ファイバ区間において多重伝送する点である。以降では実施の形態1及び2との相違点を中心に説明する。なお、地上アンテナ装置200c-1~200c-Nの構成は同一である。以下の説明では、地上アンテナ装置200c-1~200c-Nを区別しない場合、これらを地上アンテナ装置200cと記載する。
図14は、実施の形態3にかかる基地局装置1cの構成例を示す図である。基地局装置1cは、1台の地上局装置100cと、N台の地上アンテナ装置200c-1~200c-Nとを備える。地上局装置100cと地上アンテナ装置200c-1~200c-Nの各々とは光ファイバで接続されている。本実施の形態にかかる基地局装置1cと実施の形態1,2にかかる基地局装置との相違点は、基地局装置から車上局へのダウンリンク伝送に加えて車上局から基地局装置へのアップリンク伝送も実施し、ダウンリンクおよびアップリンクの両伝送信号をWDMにより光ファイバ区間において多重伝送する点である。以降では実施の形態1及び2との相違点を中心に説明する。なお、地上アンテナ装置200c-1~200c-Nの構成は同一である。以下の説明では、地上アンテナ装置200c-1~200c-Nを区別しない場合、これらを地上アンテナ装置200cと記載する。
図15は、実施の形態3にかかる地上局装置100cの構成を示す図である。地上局装置100cは、無線変調部110と、無線復調部120と、基準クロック信号生成部130と、地上局側光変換ユニット150cとを備える。無線変調部110および基準クロック信号生成部130は、図3に示した実施の形態1にかかる地上局装置100の無線変調部110および基準クロック信号生成部130と同一である。無線復調部120は、地上局側光変換ユニット150cから入力される受信電気信号sr1(t)およびsr2(t)を復調する。無線復調部120に入力される受信電気信号sr1(t)およびsr2(t)は、地上アンテナ装置200cが車上局から受信し、ベースバンドあるいはIF帯に周波数変換したアナログ電気信号である。地上アンテナ装置200cと車上局との間の無線伝送方式がデジタル方式である場合、無線復調部120では受信電気信号sr1(t)およびsr2(t)をアナログデジタル変換した上でデジタル信号処理により復調を行う。
図16は、地上局側光変換ユニット150cの構成例を示す図である。地上局側光変換ユニット150cは、E/O変換器151-1~151-3と、O/E変換器152-1および152-2と、WDM分合波器156とを備える。E/O変換器151-1~151-3は、実施の形態1で説明した地上局側光変換ユニット150のE/O変換器151-1~151-3と同一である。ここで、送信電気信号st1(t),st2(t)および基準クロック電気信号sc(t)の伝送方向は地上局装置100cから地上アンテナ装置200cへ向かう方向であり、受信電気信号sr1(t),sr2(t)の伝送方向は地上アンテナ装置200cから地上局装置100cへ向かう方向である。
各電気信号st1(t),st2(t),sc(t)はそれぞれE/O変換器151-1~151-3において電気信号から光信号に変換される。
WDM分合波器156は、異なる5つの光波長を対象として、分波および合波を行う。具体的には、WDM分合波器156は、E/O変換器151-1~151-3から入力された3つの送信光信号を波長分割多重して地上アンテナ装置200cへ出力する。また、WDM分合波器156は、2つの受信光信号が波長分割多重された状態で地上アンテナ装置200cから入力された光信号を2つの受信光信号に分波する。WDM分合波器156で分波された2つの受信光信号はO/E変換器152-1および152-2に入力される。
O/E変換器152-1および152-2は、WDM分合波器156から入力された受信光信号に対して光電気変換を実行して電気信号に変換し、受信電気信号sr1(t)およびsr2(t)として無線復調部120へ出力する。
図17は、実施の形態3にかかる地上局装置100cと地上アンテナ装置200c-1~200c-Nとの間の光ファイバ上を伝送される光信号o(t)の光スペクトルのイメージを示す図である。図17では、地上局装置100cと地上アンテナ装置200c-1~200c-Nとの間で伝送される各光信号をo1(t)~oN(t)としている。また、図17では、波長分割多重されて光信号o1(t)~oN(t)として伝送される各波長をそれぞれλ1,λ2,λ3,λ4,λ5としている。波長分割多重された5つの光信号のそれぞれの元の電気信号はst1(t),st2(t),sc(t),sr1(t),sr2(t)である。なお、実施の形態1,2とは異なり、本実施の形態では各地上アンテナ装置200cで受信したアップリンク信号も光ファイバ上を通っている。単一の車上局から送信されたアップリンク信号であっても、無線電波伝搬における反射および回折、マルチパス等の影響により、各地上アンテナ装置200cで受信するアップリンク信号のフェージング状態は信号ごとに異なり、各地上アンテナ装置200cで受信した信号については光ファイバ毎に異なる。そのため、図17では、各光ファイバ上の光信号をそれぞれo1(t)~oN(t)として異なる信号としている。光波長の順番は一例であり、5つの光スペクトルはどのような順番であってもよい。また、波長分割多重される光信号同士の波長の間隔は不均等であってもよい。
図18は、実施の形態3にかかる地上アンテナ装置200cの構成例を示す図である。地上アンテナ装置200cは、地上アンテナ側光変換ユニット210cと、PLL部230と、周波数変換部250-1,250-2および260-1,260-2と、合波部270と、分波部280と、アンテナ290と、デュプレクサ291とを備える。PLL部230、周波数変換部250-1,250-2、合波部270およびアンテナ290は、実施の形態1にかかる地上アンテナ装置200のPLL部230、周波数変換部250-1,250-2、合波部270およびアンテナ290と同じものである。また、周波数変換部260-1および260-2の内部構成は同一である。周波数変換部260-1と周波数変換部260-2とを区別しない場合、これらを周波数変換部260と記載する。地上アンテナ装置200cにおいて、周波数変換部250-1および250-2は、PLL部230とともに第1の周波数変換処理部を構成し、周波数変換部260-1および260-2は、PLL部230とともに第2の周波数変換処理部を構成する。
デュプレクサ291は、地上局装置100cから送信されたダウンリンク信号およびアンテナ290で受信したアップリンク信号の複信を実現する役割を持ち、アンテナ290をダウンリンクおよびアップリンクで共用するために用いられる。以下では、複信方式として時間分割複信(TDD:Time Division Duplex)を用いる例を説明するが、これに限らず、周波数分割複信(FDD:Frequency Division Duplex)を用いてもよい。以下では、実施の形態1で説明した地上アンテナ装置200と同一の構成回路については説明を割愛し、異なる点を中心に説明を行う。
図19は、地上アンテナ側光変換ユニット210cの構成例を示す図である。地上アンテナ側光変換ユニット210cは、WDM分合波器212と、O/E変換器215-1~215-3と、E/O変換器216-1,216-2とを備える。
上述のとおり、地上局装置100cとの間で伝送される光信号は、元の電気信号としてのst1(t)、st2(t)、sc(t)、sr1(t)およびsr2(t)を電気光変換して得られる5つの光信号がWDMで多重されている。WDM分合波器212では、これら5つの光信号を分波および合波する。具体的には、WDM分合波器212は、地上局装置100cより受け取った光信号から、送信電気信号st1(t)が変換された光信号、送信電気信号st2(t)が変換された光信号および基準クロック電気信号sc(t)が変換された光信号を分波し、分波後の各光信号をO/E変換器215-1、215-2および215-3のそれぞれに出力する。また、WDM分合波器212は、E/O変換器216-1が受信電気信号sr1(t)を変換して得られた光信号と、E/O変換器216-2が受信電気信号sr2(t)を変換して得られた光信号とを合波し、地上局装置100cに出力する。
O/E変換器215-1は、WDM分合波器212から入力された、地上局装置100cからの光信号を光電気変換し、送信電気信号st1(t)を取り出す。同様に、O/E変換器215-2は、WDM分合波器212から入力された、地上局装置100cからの光信号を光電気変換し、送信電気信号st2(t)を取り出す。O/E変換器215-3は、WDM分合波器212から入力された、地上局装置100cからの光信号を光電気変換し、基準クロック電気信号sc(t)を取り出す。E/O変換器216-1は、図18に示した周波数変換部260-1がアップリンク信号を周波数変換して得られた受信電気信号sr1(t)を電気光変換し、WDM分合波器212に出力する。E/O変換器216-2は、図18に示した周波数変換部260-2がアップリンク信号を周波数変換して得られた受信電気信号sr2(t)を電気光変換し、WDM分合波器212に出力する。
図20は、図18に示した周波数変換部260-1および260-2の構成例を示す図である。周波数変換部260-1と260-2とは同一の構成であるため、図20ではこれらの中の1つを周波数変換部260として記載している。周波数変換部260の主な機能は実施の形態1で説明した周波数変換部250と同様であるが、周波数変換部260は、図18に示したアンテナ290で受信した受信RF信号の周波数をダウンコンバートする。周波数変換部260は、ミクサ261およびフィルタ265を備える。ミクサ261には受信RF信号vr(t)と、図18に示したPLL部230で生成された局部発振電気信号scf(t)とが入力される。ミクサ261は、受信RF信号vr(t)に対して局部発振電気信号scf(t)を乗積することにより、受信RF信号vr(t)の周波数をダウンコンバートし、ダウンコンバート後の信号をフィルタ265へ出力する。フィルタ265は、入力された信号から不要な周波数成分を除去する。ここで、フィルタ265は、入力される周波数変換後の信号がベースバンド信号であれば低域通過フィルタが適しており、IF帯信号であれば当該IF帯を通過させる帯域通過フィルタが適しているが、これらの限りではない。
図21は、図18に示した分波部280の構成例を示す図である。分波部280は、増幅器281と、帯域通過フィルタ285-1および285-2とを備える。増幅器281には、図18に示したデュプレクサ291から出力された受信RF信号が入力される。増幅器281は、入力された受信RF信号を増幅する。増幅後の受信RF信号は2分配され、帯域通過フィルタ285-1および285-2に入力される。帯域通過フィルタ285-1は、入力された信号から受信RF信号Vr1(t)を抽出し、図18に示した周波数変換部260-1に出力する。帯域通過フィルタ285-2は、入力された信号から受信RF信号Vr2(t)を抽出し、図18に示した周波数変換部260-2に出力する。
以上のように、本実施の形態では、アナログ光RoF方式を用いる基地局装置1cにおいて、地上局装置100cおよび複数の地上アンテナ装置200cは、移動局へ伝送するダウンリンクの信号と、基準クロック信号と、移動局から伝送されるアップリンクの信号とをWDMにより多重し、光張出構成を実現する。これにより、複数の地上アンテナ装置が送信する無線信号の周波数および受信する無線信号の周波数を高精度に同期させることが可能となる。
実施の形態4.
図22は、実施の形態4にかかる地上局装置100dの構成例を示す図である。なお、地上局装置100dを備える基地局装置を基地局装置1dとする。
図22は、実施の形態4にかかる地上局装置100dの構成例を示す図である。なお、地上局装置100dを備える基地局装置を基地局装置1dとする。
本実施の形態にかかる基地局装置1dは、実施の形態3で説明した基地局装置1cの地上局装置100cを地上局装置100dに置き換えたものである。地上局装置100dは、無線変調部110と、無線復調部120dと、基準クロック信号生成部130と、地上局側光変換ユニット150c-1~150c-Nとを備える。
本実施の形態にかかる地上局装置100dは、実施の形態3にかかる地上局装置100cと同様、ダウンリンクおよびアップリンクの両伝送信号をWDMにより光ファイバ区間において多重伝送する構成である。地上局装置100dは地上局装置100cの構成を基準としているが、相違点は、N個の地上局側光変換ユニット150c-1~150c-Nを有し、N台の地上アンテナ装置200c-1~200c-Nで受信したN本の受信電気信号sr1(t)とN本の受信電気信号sr2(t)とが無線復調部120dに入力される点である。以下に実施の形態3、特に地上局装置100cと異なる点を中心に説明する。地上局装置100dの無線変調部110および基準クロック信号生成部130は、地上局装置100cの無線変調部110および基準クロック信号生成部130と同一であるため、説明を割愛する。
無線変調部110から出力される送信電気信号st1(t)およびst2(t)は、それぞれN分配されて地上局側光変換ユニット150c-1~150c-Nに入力される。ここで、地上局側光変換ユニット150c-1~150c-Nは、実施の形態3で説明した地上局側光変換ユニット150cと同一である。また、基準クロック信号生成部130から出力される基準クロック電気信号sc(t)もN分配されて地上局側光変換ユニット150c-1~150c-Nに入力される。
無線復調部120dには、地上局側光変換ユニット150c-1~150c-Nから出力される受信電気信号sr1(t)およびsr2(t)がN組入力される。無線復調部120dは、入力されるN本の受信電気信号sr1(t)の中から最大電力である1本を選択するか、N本の受信電気信号sr1(t)を同相合成または最大比合成となるよう合成して1本の信号とした後、復調する。受信電気信号sr2(t)についても同様に、無線復調部120dは、N本から最大電力のものを選択、あるいはN本を合成した後、復調する。これにより、N台の地上アンテナ装置200c-1~200c-Nで受信した信号をダイバーシチ受信することができ、実施の形態3に比べて高品質な復調性能が得られるという効果を奏する。
図23は、図22に示した構成の基地局装置1dと同様の効果を奏することが可能な基地局装置1eの構成例を示す図である。基地局装置1eは、基地局装置1dの地上局装置100dを地上局装置100eとしたものである。地上局装置100eは、無線変調部110と、無線復調部120と、信号選択部125-1および125-2と、基準クロック信号生成部130と、地上局側光変換ユニット150c-1~150c-Nとを備える。図23に示したように、基地局装置1eと基地局装置1dとの相違点は、基地局装置1eが、無線復調部120と地上局側光変換ユニット150c-1~150c-Nとの間に信号選択部125-1および125-2を備える点である。地上局装置100eの無線復調部120は、実施の形態3で説明した地上局装置100cの無線復調部120と同じものである。
信号選択部125-1は、地上局側光変換ユニット150c-1~150c-Nから出力されたN本の受信電気信号sr1(t)から最大電力である1本を選択するか、N本の受信電気信号sr1(t)を同相合成または最大比合成となるよう合成して1本の信号とした後、無線復調部120に出力する。同様に、信号選択部125-2は、地上局側光変換ユニット150c-1~150c-Nから出力されたN本の受信電気信号sr2(t)から最大電力である1本を選択するか、N本の受信電気信号sr2(t)を同相合成または最大比合成となるよう合成して1本の信号とした後、無線復調部120に出力する。
以上のように、本実施の形態では、アナログ光RoF方式を用いる基地局装置1dおよび1eにおいて、地上局装置100d,100eおよび複数の地上アンテナ装置200cは、移動局へ伝送するダウンリンクの信号と、基準クロック信号と、移動局から伝送されるアップリンクの信号とをWDMにより多重し、光張出構成を実現する。これにより、異なる複数の地上アンテナ装置から送信する無線信号の周波数および受信する無線信号の周波数を高精度に同期させることが可能となる。また、地上局装置100d,100eは、アップリンク信号のダイバーシチ受信を行うこととしたので、高品質なアップリンク伝送を実現できる。
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
1,1a,1b,1c,1d,1e 基地局装置、100,100a,100b,100c,100d,100e 地上局装置、110 無線変調部、120,120d 無線復調部、125-1,125-2 信号選択部、130 基準クロック信号生成部、140 基準クロック信号用光変換ユニット、150,150-1~150-N,150b,150b-1~150b-N,150c,150c-1~150c-N 地上局側光変換ユニット、141,151-1,151-2,151-3,216-1,216-2 E/O変換器、145 光増幅器、152-1,152-2,215-1,215-2,215-3 O/E変換器、155 WDM合波器、156 WDM分合波器、200,200-1~200-N,200c,200c-1~200c-N 地上アンテナ装置、210,210c 地上アンテナ側光変換ユニット、230 PLL部、250,250-1,250-2,260,260-1,260-2 周波数変換部、251,261 ミクサ、255,285-1,285-2 帯域通過フィルタ、265 フィルタ、270 合波部、271 合波器、275,281 増幅器、280 分波部、290 アンテナ、291 デュプレクサ。
Claims (21)
- 地上局装置と、
光伝送路を介して前記地上局装置に接続される複数の地上アンテナ装置と、
を備え、
前記地上局装置は、
移動局へ送信するアナログ電気信号と、基準クロック信号と、を電気信号から光信号に変換し、得られた各光信号を波長分割多重して前記光伝送路へ出力し、
前記複数の地上アンテナ装置の各々は、
前記光伝送路から入力される前記各光信号を分波し、分波後の各光信号を電気信号に変換し、電気信号に変換後の前記基準クロック信号に基づいて、電気信号に変換後の前記アナログ電気信号の周波数をアップコンバートして前記移動局へ送信する、
ことを特徴とする基地局装置。 - 前記地上局装置は、
前記アナログ電気信号を生成する送信電気信号生成部と、
前記基準クロック信号を生成する基準クロック信号生成部と、
前記アナログ電気信号および前記基準クロック信号を電気信号から光信号に変換し、変換後の各光信号を波長分割多重して前記光伝送路へ出力する電気光変換部と、
を備え、
前記複数の地上アンテナ装置の各々は、
前記光伝送路から入力される前記各光信号を分波し、分波後の各光信号を電気信号に変換する光電気変換部と、
電気信号に変換後の前記基準クロック信号に基づいて、前記アナログ電気信号の周波数をアップコンバートする周波数変換処理部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の基地局装置。 - 前記地上局装置は、前記波長分割多重した各光信号を前記複数の地上アンテナ装置の各々へ分配する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の基地局装置。 - 前記地上局装置は、
前記複数の地上アンテナ装置と同じ数の前記電気光変換部を備え、
前記電気光変換部の各々は、前記複数の地上アンテナ装置のいずれか1つと1対1で接続され、
前記電気光変換部の各々には、前記基準クロック信号生成部が生成する基準クロック信号と、前記送信電気信号生成部が生成するアナログ電気信号とが入力される、
ことを特徴とする請求項2に記載の基地局装置。 - 前記地上局装置は、
前記アナログ電気信号を生成する送信電気信号生成部と、
前記基準クロック信号を生成する基準クロック信号生成部と、
前記基準クロック信号を電気信号から光信号に変換する変換部と、
前記アナログ電気信号を電気信号から光信号に変換し、変換後の光信号と、前記変換部で光信号に変換された後の前記基準クロック信号とを波長分割多重して前記光伝送路へ出力する、前記複数の地上アンテナ装置と同じ数の電気光変換部と、
を備え、
前記電気光変換部の各々は、前記複数の地上アンテナ装置のいずれか1つと1対1で接続され、
前記電気光変換部の各々には、前記アナログ電気信号と、前記変換部で光信号に変換された後の前記基準クロック信号とが入力され、
前記複数の地上アンテナ装置の各々は、
前記光伝送路から入力される前記各光信号を分波し、分波後の各光信号を電気信号に変換する光電気変換部と、
電気信号に変換後の前記基準クロック信号に基づいて、前記アナログ電気信号の周波数をアップコンバートする周波数変換処理部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の基地局装置。 - 前記地上局装置は、
前記アナログ電気信号を生成する送信電気信号生成部と、
前記基準クロック信号を生成する基準クロック信号生成部と、
前記アナログ電気信号および前記基準クロック信号を電気信号から光信号に変換し、変換後の各光信号を波長分割多重して前記光伝送路へ出力するとともに、前記地上アンテナ装置が前記移動局から受信したアナログ電気信号を光信号に変換して波長分割多重により前記光伝送路へ出力した各光信号を受け取り、受け取った各光信号を分波した後、各光信号を電気信号に変換する電気光変換部と、
前記電気光変換部で電気信号に変換された信号を復調する無線復調部と、
を備え、
前記複数の地上アンテナ装置の各々は、
前記光伝送路から入力される前記各光信号を分波し、分波後の各光信号を電気信号に変換するとともに、前記移動局から受信したアナログ電気信号を光信号に変換し、波長分割多重により前記光伝送路へ出力する光電気変換部と、
前記光電気変換部で電気信号に変換された後の前記基準クロック信号に基づいて、前記光電気変換部で電気信号に変換された後の前記アナログ電気信号の周波数をアップコンバートする第1の周波数変換処理部と、
前記光電気変換部で電気信号に変換された後の前記基準クロック信号に基づいて、前記移動局から受信したアナログ電気信号の周波数をダウンコンバートし、ダウンコンバート後のアナログ電気信号を前記光電気変換部へ出力する第2の周波数変換処理部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の基地局装置。 - 前記無線復調部は、複数の前記地上アンテナ装置が前記移動局から受信したアナログ電気信号を前記電気光変換部から受け取り、受け取ったアナログ電気信号をダイバーシチ復調する、
ことを特徴とする請求項6に記載の基地局装置。 - 前記無線復調部は、前記電気光変換部から受け取ったアナログ電気信号の中から最大電力のアナログ電気信号を選択し、選択したアナログ電気信号を復調する、
ことを特徴とする請求項7に記載の基地局装置。 - 前記無線復調部は、前記電気光変換部から受け取ったアナログ電気信号を同相合成し、合成後のアナログ電気信号を復調する、
ことを特徴とする請求項7に記載の基地局装置。 - 光伝送路を介して接続された複数の地上アンテナ装置とともに無線通信システムの基地局装置を構成する地上局装置であって、
移動局へ送信するアナログ電気信号と、前記アナログ電気信号をアップコンバートする際に用いられる基準クロック信号とを電気信号から光信号に変換し、得られた各光信号を波長分割多重して前記光伝送路経由で前記複数の地上アンテナ装置へ伝送する、
ことを特徴とする地上局装置。 - 前記アナログ電気信号を生成する送信電気信号生成部と、
前記基準クロック信号を生成する基準クロック信号生成部と、
前記アナログ電気信号および前記基準クロック信号を電気信号から光信号に変換し、変換後の各光信号を波長分割多重して前記光伝送路へ出力する電気光変換部と、
を備えることを特徴とする請求項10に記載の地上局装置。 - 前記電気光変換部は、前記波長分割多重した各光信号を前記複数の地上アンテナ装置の各々へ分配する、
ことを特徴とする請求項11に記載の地上局装置。 - 前記複数の地上アンテナ装置と同じ数の前記電気光変換部を備え、
前記電気光変換部の各々は、前記複数の地上アンテナ装置のいずれか1つと1対1で接続され、
前記電気光変換部の各々には、前記基準クロック信号生成部が生成する基準クロック信号と、前記送信電気信号生成部が生成するアナログ電気信号とが入力される、
ことを特徴とする請求項11に記載の地上局装置。 - 前記アナログ電気信号を生成する送信電気信号生成部と、
前記基準クロック信号を生成する基準クロック信号生成部と、
前記基準クロック信号を電気信号から光信号に変換する変換部と、
前記アナログ電気信号を電気信号から光信号に変換し、変換後の光信号と、前記変換部で光信号に変換された後の前記基準クロック信号とを波長分割多重して前記光伝送路へ出力する、前記複数の地上アンテナ装置と同じ数の電気光変換部と、
を備え、
前記電気光変換部の各々は、前記複数の地上アンテナ装置のいずれか1つと1対1で接続され、
前記電気光変換部の各々には、前記アナログ電気信号と、前記変換部で光信号に変換された後の前記基準クロック信号とが入力される、
ことを特徴とする請求項10に記載の地上局装置。 - 前記アナログ電気信号を生成する送信電気信号生成部と、
前記基準クロック信号を生成する基準クロック信号生成部と、
前記アナログ電気信号および前記基準クロック信号を電気信号から光信号に変換し、変換後の各光信号を波長分割多重して前記光伝送路へ出力するとともに、前記地上アンテナ装置が前記移動局から受信したアナログ電気信号を光信号に変換して波長分割多重により前記光伝送路へ出力した各光信号を受け取り、各光信号を分波した後、各光信号を電気信号に変換する電気光変換部と、
前記電気光変換部で電気信号に変換された信号を復調する無線復調部と、
を備えることを特徴とする請求項10に記載の地上局装置。 - 前記無線復調部は、複数の前記地上アンテナ装置が前記移動局から受信したアナログ電気信号を前記電気光変換部から受け取り、受け取ったアナログ電気信号をダイバーシチ復調する、
ことを特徴とする請求項15に記載の地上局装置。 - 前記無線復調部は、前記電気光変換部から受け取ったアナログ電気信号の中から最大電力のアナログ電気信号を選択し、選択したアナログ電気信号を復調する、
ことを特徴とする請求項16に記載の地上局装置。 - 前記無線復調部は、前記電気光変換部から受け取ったアナログ電気信号を同相合成し、合成後のアナログ電気信号を復調する、
ことを特徴とする請求項16に記載の地上局装置。 - 移動局へ送信するアナログ電気信号と、前記アナログ電気信号をアップコンバートする際に用いられる基準クロック信号とを電気信号から光信号に変換し、波長分割多重して光伝送路へ出力する地上局装置に前記光伝送路を介して接続され、他の地上アンテナ装置とともに無線通信システムの基地局装置を構成する地上アンテナ装置であって、
前記光伝送路から入力される前記各光信号を分波し、分波後の各光信号を電気信号に変換し、電気信号に変換後の前記基準クロック信号に基づいて、電気信号に変換後の前記アナログ電気信号の周波数をアップコンバートして前記移動局へ送信する、
ことを特徴とする地上アンテナ装置。 - 前記光伝送路から入力される前記各光信号を分波し、分波後の各光信号を電気信号に変換する光電気変換部と、
電気信号に変換後の前記基準クロック信号に基づいて、前記アナログ電気信号の周波数をアップコンバートする周波数変換処理部と、
を備えることを特徴とする請求項19に記載の地上アンテナ装置。 - 前記光伝送路から入力される前記各光信号を分波し、分波後の各光信号を電気信号に変換するとともに、前記移動局から受信したアナログ電気信号を光信号に変換し、波長分割多重して前記光伝送路へ出力する光電気変換部と、
前記光電気変換部で電気信号に変換された後の前記基準クロック信号に基づいて、前記光電気変換部で電気信号に変換された後の前記アナログ電気信号の周波数をアップコンバートする第1の周波数変換処理部と、
前記光電気変換部で電気信号に変換された後の前記基準クロック信号に基づいて、前記移動局から受信したアナログ電気信号の周波数をダウンコンバートし、ダウンコンバート後のアナログ電気信号を前記光電気変換部へ出力する第2の周波数変換処理部と、
を備えることを特徴とする請求項19に記載の地上アンテナ装置。
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