JP2008118394A - 無線基地局および無線基地局の位相差調整方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】制御局とアンテナ局との間およびアンテナ局と移動局との間の通信を特定の通信方式に限定しないで信号の干渉を防止することができ、かつ細長い形状の無線エリアを形成できる無線基地局およびそのような無線基地局の位相差調整方法を提供する。
【解決手段】アンテナ局2a〜2cは、子局が移動可能な線上のエリアに沿って配置される。各アンテナ局2a〜2cと制御局6との間が、それぞれ専用の光ファイバ7a〜7cで接続される。制御局6では、E/O変換部63a〜63cが、無線部12で変調された無線信号を光信号に変換して、送信先のアンテナ局に接続される光ファイバ7a〜7bのいずれかに出力し、O/E変換部64a〜64cが、光ファイバ7a〜7cのいずれかと接続され、接続されている光ファイバを通じて受信した光信号を無線信号に変換する。
【選択図】図9
【解決手段】アンテナ局2a〜2cは、子局が移動可能な線上のエリアに沿って配置される。各アンテナ局2a〜2cと制御局6との間が、それぞれ専用の光ファイバ7a〜7cで接続される。制御局6では、E/O変換部63a〜63cが、無線部12で変調された無線信号を光信号に変換して、送信先のアンテナ局に接続される光ファイバ7a〜7bのいずれかに出力し、O/E変換部64a〜64cが、光ファイバ7a〜7cのいずれかと接続され、接続されている光ファイバを通じて受信した光信号を無線信号に変換する。
【選択図】図9
Description
本発明は、無線基地局および無線基地局の位相差調整方法に関し、特に制御局とアンテナ局とが光ファイバで接続された無線基地局およびそのような無線基地局の位相差調整方法に関する。
電車や高速道度などを移動しながら、交通情報などをインターネットから取得できれば便利である。そのためには、道路や鉄道などの細長い形状の無線エリアを構築することが必要となる。細長い形状の無線エリアを構築する方法として、図19に示すように、アンテナを高出力化して、大きな無線エリアを構築して、細長い形状のエリアを包含させる方法が考えられる。しかしながら、この方法では、所望のエリア以外の周囲にも無駄な無線エリアが広がるという問題がある。
また、別の方法として、図20に示すように、アンテナに強い指向性を持たせることで細長い形状に合わせた無線エリアを構築する方法が考えられる。しかしながら、指向性を有するアンテナは、無指向性のアンテナに比べて、高価で、かつエレメントが増加、複雑化するという問題がある。
これに対して、たとえば、特許文献1には、制御局と、道路に沿って配置されたアンテナ局とが光ファイバで接続された路車間通信システムが開示されている。この路車間通信システムでは、複数のアンテナ局は、移動端末が移動すると想定される経路に沿って配置される。複数のアンテナ局のそれぞれは、移動端末が移動すると想定される向きに対向するようにアンテナを有する。複数のアンテナ局は、それぞれ、制御局から送信される光信号を電気信号に変換してアンテナを介して無線送信する。複数のアンテナ局は、移動端末から送信される無線信号をアンテナを介して受信して光信号に変換して制御局に光送信する光ファイバ無線伝送技術により、制御局と移動端末との間の通信を中継する。制御局と、複数のアンテナ局のそれぞれとの間の光通信の光キャリア波長は、互いに異なり、複数のアンテナ局は、制御局と、光波長分割多重技術により当該光信号の光通信を行って中継を行なう。制御局と、移動端末との間は符号分割多重無線伝送方式によって複数のアンテナ局に中継されて通信を行なう。制御局と移動端末との間の、複数のアンテナ局に中継される通信であって、制御局と移動端末との一方から他方への通信において、各アンテナ局ごとに、互いに異なる拡散符号群を割り当てる。当該一方は、他方に伝送すべきデータ信号を直並列変換して複数の信号とし、当該複数の信号のそれぞれに当該アンテナ局に割り当てられた拡散符号群に含まれる互いに異なる拡散符号を乗積し、その結果の複数の信号を加算した送信信号を当該アンテナ局を介して送信する。当該他方は、その一方から送信された信号を当該アンテナ局を介して受信信号として受信し、当該互いに異なる拡散符号と受信信号との相関を求めて当該拡散符号に対応する信号の位相変動を補償し、その結果の複数の信号を並直列変換して伝送すべきデータ信号を得る。
特許第3407254号公報
しかしながら、特許文献1の路車間システムでは、信号の干渉を防止するために、制御局とアンテナ局との間の通信が光波長分割多重方式に限定され、アンテナ局と移動局との通信が符号分割多重伝送方式に限定されるため、柔軟性のある無線システムを構築することができない。また、このような通信方式に限定されるため、たとえば無線LAN(Local
Area Network)を構築することは困難である。
Area Network)を構築することは困難である。
それゆえに、本発明の目的は、制御局とアンテナ局との間およびアンテナ局と移動局との間の通信を特定の通信方式に限定しないで信号の干渉を防止することができ、かつ細長い形状の無線エリアを形成できる無線基地局およびそのような無線基地局の位相差調整方法を提供することである。
上記課題を解決するために、本発明は、制御局とN個のアンテナ局からなる無線基地局であって、各アンテナ局と制御局との間が、それぞれ専用の光ファイバで接続され、制御局は、メッセージデータを無線信号に変調し、かつ無線信号をメッセージデータに復調する無線部と、無線部で変調された無線信号を光信号に変換して、N本の光ファイバのうち送信先のアンテナ局に接続される光ファイバに出力する少なくとも1つの第1の変換部と、各々が、N本の光ファイバのいずれかと接続され、接続されている光ファイバを通じて受信した光信号を無線信号に変換するN個の第2の変換部とを備え、各アンテナ局は、無線信号を子局に送信し、かつ子局から無線信号を受信するアンテナと、アンテナから出力される無線信号を光信号に変換して、接続されている光ファイバに出力する第1の変換部と、接続されている光ファイバを通じて受信した光信号を無線信号に変換してアンテナに出力する第2の変換部とを備え、N個のアンテナ局は、子局が移動可能な線上のエリアに沿って配置される、ただし、Nは2以上の自然数である。
好ましくは、制御局は、複数のアンテナ局からの光信号または光信号が第2の変換部で変換された無線信号を比較して、そのレベルが最大またはその信号対雑音比が最大である信号を送信しているアンテナ局を特定する監視部と、複数の第2の変換部で変換された無線信号のうち、特定したアンテナ局からの無線信号を無線部に出力するスイッチを備える。
好ましくは、制御局は、複数のアンテナ局からの光信号または光信号が第2の変換部で変換された無線信号について、それらのレベルまたはそれらの信号対雑音比を特定するとともに、複数の光信号の間または複数の無線信号の間の位相差を特定する監視部と、特定した位相差に基づいて複数の第2の変換部で変換された無線信号の位相を調整し、特定したレベルまたは信号対雑音比に基づく重みを用いて、位相調整後の複数の無線信号を合成して無線部に出力する合成部を備える。
好ましくは、制御局は、複数のアンテナ局からの光信号または光信号が第2の変換部で変換された無線信号について、それらのレベルまたはそれらの信号対雑音比を特定するとともに、複数の光信号の間または複数の無線信号の間の位相差を特定する監視部と、特定した信号のレベルまたは信号対雑音比の最大値が所定値以上のときには、複数の第2の変換部で変換された無線信号のうち、最大値である信号を送信しているアンテナ局からの無線信号を無線部に出力し、特定した信号のレベルまたは信号対雑音比の最大値が所定値未満のときには、特定した位相差に基づいて複数の第2の変換部で変換された無線信号の位相を調整し、特定したレベルまたは信号対雑音比に基づく重みを用いて、位相調整後の複数の無線信号を合成して無線部に出力する合成部を備える。
好ましくは、制御局は、各々が、N本の光ファイバのいずれかと接続され、接続されている光ファイバを通じて受信した光信号を、それ固有の遅延量だけ遅延させて、対応する第2の変換部に出力するN個の遅延素子を備える。
好ましくは、制御局は、さらに、各々が、N個の第2の変換部のいずれかと接続され、接続される第2の変換部から出力される無線信号をそれ固有の遅延量だけ遅延させて、スイッチまたは合成部に出力するN個の遅延素子を備える。
好ましくは、遅延素子の遅延量は可変であり、制御局は、さらに、複数のアンテナ局からのパイロット信号の到達時刻の差に基づいて、N個の遅延素子の遅延量を調整する遅延量調整部を備える。
また、本発明は、制御局とN個のアンテナ局からなる無線基地局において、N個のアンテナ局から制御局へ送信される信号の位相差を調整する方法であって、各アンテナ局と制御局との間が、それぞれ専用の光ファイバで接続され、複数のアンテナ局は、子局が移動可能な線上のエリアに沿って配置され、ただし、Nは2以上の自然数であり、制御局は、N個のアンテナ局の各々ごとに、そこから受信した信号を固有の遅延量だけ遅延させるための遅延素子を有し、方法は、複数のアンテナ局のうち2個以上のアンテナ局が、移動局または基準局から無線信号の形態のパイロット信号を受信するステップと、2個以上のアンテナ局が、受信した無線信号の形態のパイロット信号を光信号に変換して光ファイバを通じて制御局へ送信するステップと、制御局が、光ファイバを通じて受信した複数のアンテナ局からの光信号の形態のパイロット信号の到達時刻の差に基づいて、2個以上のアンテナ局から信号を受ける遅延素子の遅延量を設定するステップとを含む。
また、本発明は、制御局とN個のアンテナ局からなる無線基地局において、N個のアンテナ局から制御局へ送信される信号の位相差を調整する方法であって、各アンテナ局と制御局との間が、それぞれ専用の光ファイバで接続され、複数のアンテナ局は、子局が移動可能な線上のエリアに沿って配置され、ただし、Nは2以上の自然数であり、制御局は、N個のアンテナ局の各々ごとに、そこから受信した信号を固有の遅延量だけ遅延させるための遅延素子を有し、方法は、制御局が、複数のアンテナ局のうち、1つのアンテナ局を選択し、光信号の形態のパイロット信号を光ファイバを通じて選択したアンテナ局に送信するステップと、選択されたアンテナ局が、光ファイバを通じて受信した光信号の形態のパイロット信号を無線信号の形態に変換するステップと、選択されたアンテナ局が、変換された無線信号の形態のパイロット信号を近傍のアンテナ局へ送信するステップと、近傍の複数のアンテナ局が、無線信号の形態のパイロット信号を受信するステップと、近傍の複数のアンテナ局が、受信した無線信号の形態のパイロット信号を光信号に変換して光ファイバを通じて制御局へ送信するステップと、制御局が、光ファイバを通じて受信した近傍の複数のアンテナ局からの光信号の形態のパイロット信号の到達時刻の差に基づいて、近傍のアンテナ局から信号を受ける遅延素子の遅延量を設定するステップとを含む。
本発明によれば、制御局とアンテナ局との間およびアンテナ局と移動局との間の通信を特定の通信方式に限定しないで信号の干渉を防止することができ、かつ細長い形状の無線エリアを形成できる。
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照して説明する。
[第1の実施形態]
第1の実施形態は、細長い線上のエリア内で無線通信を適切に行なうことができる無線通信システムに関する。
[第1の実施形態]
第1の実施形態は、細長い線上のエリア内で無線通信を適切に行なうことができる無線通信システムに関する。
(構成)
図1は、第1の実施形態の無線通信システムを構成する装置の配置および接続を表わす図である。
図1は、第1の実施形態の無線通信システムを構成する装置の配置および接続を表わす図である。
図1を参照して、本発明の実施形態の無線通信システムは、光電波融合(Radio on Fiber)技術を用いて通信を行なう。
無線基地局は、制御局1と、複数個のアンテナ局2a〜2eからなる。ここでは、アンテナ局の数を5台として説明する。
アンテナ局2a〜2eは、線路、高速道路、または主要幹線道路などの細長い線上のエリアに沿って配置される。
制御局1とアンテナ局2a〜2eとの間は、光ファイバ4で接続されている。光ファイバ4の幹線部と支線部との間に、光分岐/結合器3a〜3dが設置されている。
光分岐/結合器3a〜3dは、制御局1から出力された光信号を分岐して、光ファイバ4の支線部を通じて各アンテナ局2a〜2eへ出力する。また、光分岐/結合器3a〜3dは、各アンテナ局2a〜2eから光ファイバ4の支線部に出力された光信号を1つに合成して、光ファイバ4の幹線部に出力する。
制御局1とアンテナ局2a〜2eとの間は、光ファイバ4を通じて光通信を行ない、アンテナ局2a〜2eと子局5との間は、アンテナによって無線通信を行なう。
図2は、第1の実施形態の制御局1の構成を表わす図である。
図2を参照して、制御局1は、メッセージ処理部13、無線部12、E/O変換部10、およびO/E変換部11を備える。
図2を参照して、制御局1は、メッセージ処理部13、無線部12、E/O変換部10、およびO/E変換部11を備える。
メッセージ処理部13は、アンテナ局2a〜2eを通じて子局5へ送信するためのデジタルデータの形態の通信メッセージを作成する。また、メッセージ処理部13は、アンテナ局2a〜2eを通じて子局5から受信したデジタルデータの形態の通信メッセージに基づいて、処理を行なう。
無線部12は、メッセージ処理部13で作成されたデジタルデータの形態の通信メッセージを無線周波数帯の信号に変調する。また、無線部12は、O/E変換部11から出力される無線周波数帯の通信メッセージをデジタルデータの形態に復調する。
E/O変換部10は、無線部12で変調された無線周波数帯の通信メッセージを光信号に変換して、光ファイバ4に出力する。
O/E変換部11は、アンテナ局2a〜2eから光ファイバ4を通じて送られてきた光信号を電気信号に変換して無線部12に出力する。
図3は、本発明の実施形態のアンテナ局2aの構成を表わす図である。他のアンテナ局2b〜2eの構成も、これと同様である。
図3を参照して、アンテナ局2aは、O/E変換部21、E/O変換部20、およびアンテナ22を備える。
E/O変換部20は、アンテナ22で受信した無線周波数帯の通信メッセージを光信号に変換して、光ファイバ4に出力する。
O/E変換部21は、制御局1から光ファイバ4を通じて送られてきた光信号を電気信号に変換してアンテナ22に出力する。
アンテナ22は、O/E変換部21から出力される無線周波数帯の通信メッセージを子
局5へ送信する。また、アンテナ22は、子局5から無線周波数帯の通信メッセージを受信してE/O変換部20へ出力する。
局5へ送信する。また、アンテナ22は、子局5から無線周波数帯の通信メッセージを受信してE/O変換部20へ出力する。
図4は、本発明の実施形態の子局5の構成を表わす図である。
図4を参照して、子局5は、アンテナ52、無線部50、およびメッセージ処理部51を備える。
図4を参照して、子局5は、アンテナ52、無線部50、およびメッセージ処理部51を備える。
メッセージ処理部51は、アンテナ局2a〜2eを通じて制御局1へ送信するためのデジタルデータの形態の通信メッセージを作成する。また、メッセージ処理部51は、アンテナ局2a〜2eを通じて制御局1から受信したデジタルデータの形態の通信メッセージに基づいて、処理を行なう。
無線部50は、メッセージ処理部51で作成されたデジタルデータの形態の通信メッセージを無線周波数帯の信号に変調する。また、無線部50は、アンテナ52から送られる無線周波数帯の通信メッセージをデジタルデータの形態に復調する。
アンテナ52は、無線部50で変調された無線周波数帯の通信メッセージをアンテナ局2a〜2eへ送信する。また、アンテナ52は、アンテナ局2a〜2eから無線周波数帯の通信メッセージを受信してメッセージ処理部51へ出力する。
(上り送信時の動作)
図5は、第1の実施形態の上り送信時の動作手順を表わすフローチャートである。ここでは、子局5からの無線信号は、3台のアンテナ局2a,2b,2cで受信されるものとする。
図5は、第1の実施形態の上り送信時の動作手順を表わすフローチャートである。ここでは、子局5からの無線信号は、3台のアンテナ局2a,2b,2cで受信されるものとする。
図5を参照して、まず、子局5では、メッセージ処理部51が、デジタルデータの形態の通信メッセージを作成する(ステップS101)。
子局5では、無線部50が、デジタルデータの形態の通信メッセージを無線周波数帯の無線信号に変調する(ステップS102)。
次に、子局5では、アンテナ52が、この無線信号を送信する(ステップS103)。
次に、アンテナ局2a,2b,2cでは、アンテナ22が、この無線信号を受信する(ステップS104)。
次に、アンテナ局2a,2b,2cでは、アンテナ22が、この無線信号を受信する(ステップS104)。
次に、アンテナ局2a,2b,2cでは、E/O変換部20が、アンテナ22で受信した無線信号を光信号に変換して光ファイバ4を通じて制御局1へ送信する(ステップS105)。
次に、制御局1では、O/E変換部11が、アンテナ局2a,2b,2cから光ファイバ4を通じて光信号を受信し、電気信号(無線信号)に変換する(ステップS106)。
次に、制御局1では、無線部12が、この無線信号をデジタルデータの形式に復調する(ステップS107)。
次に、制御局1では、メッセージ処理部13が、デジタルデータの形態の通信メッセージに基づいて処理を行なう(ステップS108)。
(下り送信時の動作)
図6は、第1の実施形態の下り送信時の動作手順を表わすフローチャートである。
図6は、第1の実施形態の下り送信時の動作手順を表わすフローチャートである。
図6を参照して、まず、制御局1では、メッセージ処理部13が、デジタルデータの形態の通信メッセージを作成する(ステップS201)。
次に、制御局1では、無線部12が、デジタルデータの形態の通信メッセージを無線周波数帯の無線信号に変調する(ステップS202)。
次に、制御局1では、E/O変換部10が、この無線信号を光信号に変換して光ファイバ4を通じてアンテナ局2a〜2eへ送信する(ステップS203)。
次に、アンテナ局2a〜2eでは、O/E変換部21が、光ファイバ4を通じて光信号を受信し、電気信号(無線信号)に変換する(ステップS204)。
次に、アンテナ局2a〜2eでは、アンテナ22が、この無線信号を送信する(ステップS205)。
次に、子局5では、アンテナ52が、この無線信号を受信する(ステップS206)。
次に、子局5では、無線部50が、この無線信号をデジタルデータの形式に復調する(ステップS207)。
次に、子局5では、無線部50が、この無線信号をデジタルデータの形式に復調する(ステップS207)。
次に、子局5では、メッセージ処理部51が、デジタルデータの形態の通信メッセージに基づいて処理を行なう(ステップS208)。
以上のように、第1の実施形態の無線通信システムによれば、アンテナ局が、線路、高速道路、または主要幹線道路などの細長い線上のエリアに沿って配置されるので、指向性を有するアンテナを使用しなくても、細長い線上の無線エリアを形成できる。
[第2の実施形態]
第2の実施形態は、マルチゾーンの問題を解決することのできる無線通信システムに関する。
第2の実施形態は、マルチゾーンの問題を解決することのできる無線通信システムに関する。
(問題点)
図7は、第1の実施形態におけるマルチゾーンの問題点を説明するための図である。
図7は、第1の実施形態におけるマルチゾーンの問題点を説明するための図である。
図7を参照して、子局5aからの無線信号は、3個のアンテナ局2a,2b,2cで受信される。3個のアンテナ局2a,2b、2cは、それぞれ受信した無線信号を光信号に変換して光ファイバ4を通じて制御局1へ送信するが、3個の光信号が干渉することによって、ゴーストが発生する。また、制御局1からの光信号は、5個のアンテナ局2a〜2eで受信され、2個のアンテナ局2d,2eからの無線信号が子局5bで受信され、これらの無線信号(電波)が干渉しあう。
(構成)
図8は、第2の実施形態の無線通信システムを構成する装置の配置および接続を表わす図である。
図8は、第2の実施形態の無線通信システムを構成する装置の配置および接続を表わす図である。
図8では、アンテナ局の数を3個の場合を例にして表わしたものである。
図8を参照して、この無線通信システムでは、第1の実施形態のような光分岐/結合器3a〜3dを備えず、各アンテナ局2a,2b,2cと制御局6との間がそれぞれ専用の光ファイバ7a,7b,7cで接続される。具体的には、制御局6とアンテナ局2aとの間が光ファイバ7aで接続され、制御局6とアンテナ局2bとの間が光ファイバ7bで接
続され、制御局6とアンテナ局2cとの間が光ファイバ7cで接続される。
図8を参照して、この無線通信システムでは、第1の実施形態のような光分岐/結合器3a〜3dを備えず、各アンテナ局2a,2b,2cと制御局6との間がそれぞれ専用の光ファイバ7a,7b,7cで接続される。具体的には、制御局6とアンテナ局2aとの間が光ファイバ7aで接続され、制御局6とアンテナ局2bとの間が光ファイバ7bで接
続され、制御局6とアンテナ局2cとの間が光ファイバ7cで接続される。
図9は、第2の実施形態の制御局6の構成を表わす図である。
図9を参照して、制御局6は、メッセージ処理部13、無線部12、モニタ部62およびスイッチ61を備える。
図9を参照して、制御局6は、メッセージ処理部13、無線部12、モニタ部62およびスイッチ61を備える。
また、制御局6は、アンテナ局ごとに、E/O変換部63a,63b,63cおよびO/E変換部64a,64b,64cを備える。
メッセージ処理部13は、アンテナ局2a〜2eを通じて子局5へ送信するためのデジタルデータの形態の通信メッセージを作成する。また、メッセージ処理部13は、アンテナ局2a〜2eを通じて子局5から受信したデジタルデータの形態の通信メッセージに基づいて、処理を行なう。
無線部12は、メッセージ処理部13で作成されたデジタルデータの形態の通信メッセージを無線周波数帯の信号に変調して、送信先のアンテナ局2a〜2cに対応するE/O変換部63a,63b,63cに出力する。また、無線部12は、スイッチ61から出力される無線周波数帯の通信メッセージをデジタルデータの形態に復調する。
E/O変換部63aおよびO/E変換部64aは、アンテナ局2aに対応する。E/O変換部63bおよびO/E変換部64bは、アンテナ局2bに対応する。E/O変換部63cおよびO/E変換部64cは、アンテナ局2cに対応する。
E/O変換部63aは、無線部12で変調された無線周波数帯の通信メッセージを光信号に変換して、光ファイバ7aを通じてアンテナ局2aへ送信する。E/O変換部63bは、無線部12で変調された無線周波数帯の通信メッセージを光信号に変換して、光ファイバ7bを通じてアンテナ局2bへ送信する。E/O変換部63cは、無線部12で変調された無線周波数帯の通信メッセージを光信号に変換して、光ファイバ7cを通じてアンテナ局2cへ送信する。
O/E変換部64aは、アンテナ局2aから光ファイバ7aを通じて送られてきた光信号を電気信号に変換してスイッチ61に出力する。O/E変換部64bは、アンテナ局2bから光ファイバ7bを通じて送られてきた光信号を電気信号に変換してスイッチ61に出力する。O/E変換部64cは、アンテナ局2cから光ファイバ7cを通じて送られてきた光信号を電気信号に変換してスイッチ61に出力する。
モニタ部62は、3個のアンテナ局2a,2b,2cからの光信号のレベルを比較して、レベルが最大の光信号を送信しているアンテナ局を特定する。
スイッチ61は、3個のO/E変換部64a,64b,64cから送られる複数の無線信号のうち、モニタ部62で特定されたアンテナ局からの無線信号のみを無線部12に出力する。
(上り送信時の動作)
図10は、第2の実施形態の上り送信時の動作手順を表わすフローチャートである。
図10は、第2の実施形態の上り送信時の動作手順を表わすフローチャートである。
図10を参照して、まず。子局5では、メッセージ処理部51が、デジタルデータの形態の通信メッセージを作成する(ステップS101)。
次に、子局5では、無線部50が、デジタルデータの形態の通信メッセージを無線周波
数帯の無線信号に変調する(ステップS102)。
数帯の無線信号に変調する(ステップS102)。
次に、子局5では、アンテナ52が、無線信号を送信する(ステップS103)。
次に、アンテナ局2a、2b、2cでは、アンテナ22が、この無線信号を受信する(ステップS104)。
次に、アンテナ局2a、2b、2cでは、アンテナ22が、この無線信号を受信する(ステップS104)。
次に、アンテナ局2a、2b、2cでは、E/O変換部20が、アンテナ22で受信した無線信号を光信号に変換して光ファイバ7a,7b,7cを通じて制御局6へ送信する(ステップS105)。
次に、制御局6では、モニタ部62が、3個のアンテナ局2a,2b,2cから光ファイバ7a,7b,7cを通じて送られてきた光信号x、y、zのレベルを比較して、レベルが最大の信号を送信しているアンテナ局を特定する(ステップS306)。
次に、制御局6では、O/E変換部64a,64b,64cが、3個のアンテナ局2a,2b,2cから光ファイバ7a,7b,7cを通じて送られてくる光信号x、y、zを電気信号(無線信号)X、Y、Zに変換して、スイッチ61に出力する(ステップS307)。
次に、制御局6では、スイッチ61が、電気信号(無線信号)X、Y、Zのうち、モニタ部62が特定したアンテナ局からの無線信号を無線部12に出力する(ステップS308)。
次に、制御局6では、無線部12が、スイッチ61から出力される無線信号をデジタルデータの形式に復調する(ステップ309)。
次に、制御局6では、メッセージ処理部13が、デジタルデータの形態の通信メッセージに基づいて処理を行なう(ステップS310)。
(下り送信時の動作)
第2の実施形態の下り送信時の動作手順は、第1の実施形態と基本的に同様であるので、説明は繰返さない。ただし、制御局6では、無線部12から、3個のE/O変換部63a,63b,63cのうち、送信先のアンテナ局に接続される光ファイバと接続されるE/O変換部に無線信号を出力する。
第2の実施形態の下り送信時の動作手順は、第1の実施形態と基本的に同様であるので、説明は繰返さない。ただし、制御局6では、無線部12から、3個のE/O変換部63a,63b,63cのうち、送信先のアンテナ局に接続される光ファイバと接続されるE/O変換部に無線信号を出力する。
以上のように、第2の実施形態の無線通信システムによれば、制御局とアンテナ局とが専用の光ファイバで接続されるので、信号の干渉を防止することができる。また、制御局は、複数のアンテナ局からの信号のうち、レベルが最大である信号を選択して復調するので、誤りの少ないメッセージデータを得ることができる。
[第3の実施形態]
第3の実施形態は、第2の実施形態と同様に、マルチゾーンの問題を解決することのできる無線通信システムに関する。
第3の実施形態は、第2の実施形態と同様に、マルチゾーンの問題を解決することのできる無線通信システムに関する。
(構成)
第3の実施形態の無線通信システムでは、第2の実施形態と同様に、各アンテナ局2a,2b,2cと制御局9との間がそれぞれ専用の光ファイバ7a,7b,7cで接続される。具体的には、制御局9とアンテナ局2aとの間が光ファイバ7aで接続され、制御局9とアンテナ局2bとの間が光ファイバ7bで接続され、制御局9とアンテナ局2cとの間が光ファイバ7cで接続される。
第3の実施形態の無線通信システムでは、第2の実施形態と同様に、各アンテナ局2a,2b,2cと制御局9との間がそれぞれ専用の光ファイバ7a,7b,7cで接続される。具体的には、制御局9とアンテナ局2aとの間が光ファイバ7aで接続され、制御局9とアンテナ局2bとの間が光ファイバ7bで接続され、制御局9とアンテナ局2cとの間が光ファイバ7cで接続される。
図11は、第3の実施形態の制御局9の構成を表わす図である。
図11を参照して、制御局9は、メッセージ処理部13、無線部12、モニタ部72および合成部71を備える。
図11を参照して、制御局9は、メッセージ処理部13、無線部12、モニタ部72および合成部71を備える。
また、制御局9は、アンテナ局ごとに、E/O変換部63a,63b,63cおよびO/E変換部64a,64b,64cを備える。
メッセージ処理部13は、アンテナ局2a,2b,2cを通じて子局5へ送信するためのデジタルデータの形態の通信メッセージを作成する。また、メッセージ処理部13は、アンテナ局2a,2b,2cを通じて子局5から受信したデジタルデータの形態の通信メッセージに基づいて、処理を行なう。
無線部12は、メッセージ処理部13で作成されたデジタルデータの形態の通信メッセージを無線周波数帯の信号に変調して、送信先のアンテナ局に対応するE/O変換部に出力する。また、無線部12は、合成部71から出力される無線周波数帯の通信メッセージをデジタルデータの形態に復調する。
E/O変換部63aおよびO/E変換部64aは、アンテナ局2aに対応する。E/O変換部63bおよびO/E変換部64bは、アンテナ局2bに対応する。E/O変換部63cおよびO/E変換部64cは、アンテナ局2cに対応する。
E/O変換部63aは、無線部12で変調された無線周波数帯の通信メッセージを光信号に変換して、光ファイバ7aを通じてアンテナ局2aへ送信する。E/O変換部63bは、無線部12で変調された無線周波数帯の通信メッセージを光信号に変換して、光ファイバ7bを通じてアンテナ局2bへ送信する。E/O変換部63cは、無線部12で変調された無線周波数帯の通信メッセージを光信号に変換して、光ファイバ7cを通じてアンテナ局2cへ送信する。
O/E変換部64aは、アンテナ局2aから光ファイバ7aを通じて送られてきた光信号を電気信号に変換して合成部71に出力する。O/E変換部64bは、アンテナ局2bから光ファイバ7bを通じて送られてきた光信号を電気信号に変換して合成部71に出力する。O/E変換部64cは、アンテナ局2cから光ファイバ7cを通じて送られてきた光信号を電気信号に変換して合成部71に出力する。
モニタ部72は、3個のアンテナ局からの光信号のレベルを特定する。また、モニタ部72は、光ファイバの長さが相違するために生じる3個の光信号の間の位相差を特定する。
合成部71は、特定した光信号の位相差に基づいて、3個のO/E変換部64a,64b,64cから送られる3個の無線信号の間の位相が合うように調節する。さらに、合成部71は、特定した光信号のレベルに基づく重みを用いて、位相調整後の3個の無線信号を合成して無線部12に出力する。具体的には、光信号x、y、xのレベルが、a、b、cで、位相調整後の3個の無線信号をX、Y、Zとしたときに、合成部72は、信号L(=(a×X+b×Y+c×Z)/(a+b+c))を出力する。
以上のように、第3の実施形態の無線通信システムによれば、第2の実施形態と同様に、制御局とアンテナ局とが専用の光ファイバで接続されるので、信号の干渉を防止することができる。また、制御局は、複数のアンテナ局からの信号の位相を調整した上で合成するので、アンテナ局からの信号に位相差がある場合や、各アンテナ局からの信号のレベル
が小さい場合でも、誤りの少ないメッセージデータを得ることができる。
が小さい場合でも、誤りの少ないメッセージデータを得ることができる。
[第3の実施形態の変形例]
本変形例は、第3の実施形態による合成部の変形例に関する。
本変形例は、第3の実施形態による合成部の変形例に関する。
すなわち、本変形例では、合成部71は、特定した信号のレベルの最大値が所定値以上のときには、第2の実施形態と同様に、3個のO/E変換部64a,64b,64cから送られる複数の無線信号のうち、レベルが最大値である信号を送信しているアンテナ局からの無線信号のみを無線部12に出力する。また、合成部71は、特定した信号のレベルの最大値が所定値未満のときには、第3の実施形態と同様に、特定した光信号の位相差に基づいて、3個のO/E変換部64a,64b,64cから送られる3個の無線信号の間の位相が合うように調節し、特定した光信号のレベルに基づく重みを用いて、位相調整後の3個の無線信号を合成して無線部12に出力する。
[第4の実施形態]
第4の実施形態は、ダイバーシテイ方式の問題を解決することのできる無線通信システムに関する。
第4の実施形態は、ダイバーシテイ方式の問題を解決することのできる無線通信システムに関する。
(問題点)
図12は、第2および第3の実施形態におけるダイバーシティ方式の問題点を説明するための図である。
図12は、第2および第3の実施形態におけるダイバーシティ方式の問題点を説明するための図である。
図12を参照して、子局5からの無線信号は、3個のアンテナ局2a,2b,2cで受信される。3台のアンテナ局2a,2b、2cは、それぞれ受信した無線信号を光信号に変換して光ファイバ7a、7b、7cを通じて制御局6(または9)へ送信する。光ファイバ7a、7b、7cの長さが著しく相違するときには、制御局6(または9)に各光信号が到達する時刻が大きく相違する。そのため、モニタ部で簡単に信号間の位相差を検出し、位相調整を行なうことが難しくなる。第3の実施形態のように信号間の位相を調整しようとする場合、時間的に非常に広い範囲の信号について、最適な位相点を探索する必要が生じ、複雑な回路が必要となる。
(構成)
第4の実施形態の無線通信システムでは、第2および第3の実施形態と同様に、各アンテナ局2a,2b,2cと制御局8との間がそれぞれ専用の光ファイバ7a,7b,7cで接続される。具体的には、制御局8とアンテナ局2aとの間が光ファイバ7aで接続され、制御局8とアンテナ局2bとの間が光ファイバ7bで接続され、制御局8とアンテナ局2cとの間が光ファイバ7cで接続される。
第4の実施形態の無線通信システムでは、第2および第3の実施形態と同様に、各アンテナ局2a,2b,2cと制御局8との間がそれぞれ専用の光ファイバ7a,7b,7cで接続される。具体的には、制御局8とアンテナ局2aとの間が光ファイバ7aで接続され、制御局8とアンテナ局2bとの間が光ファイバ7bで接続され、制御局8とアンテナ局2cとの間が光ファイバ7cで接続される。
図13は、第4の実施形態の制御局8の構成を表わす図である。
図13を参照して、制御局8は、第2の実施形態と同様に、メッセージ処理部13、無線部12、E/O変換部63a,63b,63c、O/E変換部64a,64b,64c、モニタ部62およびスイッチ61を備える。これらについては、説明を繰返さない。
図13を参照して、制御局8は、第2の実施形態と同様に、メッセージ処理部13、無線部12、E/O変換部63a,63b,63c、O/E変換部64a,64b,64c、モニタ部62およびスイッチ61を備える。これらについては、説明を繰返さない。
制御局8は、さらに、遅延量調整部82と、アンテナ局ごとの遅延素子81a,81b,81cを備える。
遅延素子81aは、光ファイバ7aに接続される。遅延素子81bは、光ファイバ7bに接続される。遅延素子81cは、光ファイバ7cに接続される。
遅延素子81aは、アンテナ局2aから光ファイバ7aを通じて送られてきた光信号を
固有の遅延量d1だけ遅延させて、O/E変換部64aおよびモニタ部62に出力する。遅延素子81bは、光ファイバ7bを通じて送られてきたアンテナ局2bからの光信号を固有の遅延量d2だけ遅延させて、O/E変換部64bおよびモニタ部62に出力する。遅延素子81cは、光ファイバ7cを通じて送られてきたアンテナ局2cからの光信号を固有の遅延量d3だけ遅延させて、O/E変換部64cおよびモニタ部62に出力する。
固有の遅延量d1だけ遅延させて、O/E変換部64aおよびモニタ部62に出力する。遅延素子81bは、光ファイバ7bを通じて送られてきたアンテナ局2bからの光信号を固有の遅延量d2だけ遅延させて、O/E変換部64bおよびモニタ部62に出力する。遅延素子81cは、光ファイバ7cを通じて送られてきたアンテナ局2cからの光信号を固有の遅延量d3だけ遅延させて、O/E変換部64cおよびモニタ部62に出力する。
遅延量調整部82は、複数のアンテナ局からのパイロット信号の到達時刻の差に基づいて、複数のアンテナ局から制御局までの光信号の伝送時間が等しくなるように、遅延素子81a,81b,81cの遅延量d1,d2,d3を調整する。
(上り送信時の動作)
図14は、第4の実施形態の上り送信時の動作手順を示すフローチャートである。
図14は、第4の実施形態の上り送信時の動作手順を示すフローチャートである。
図14を参照して、まず、子局5では、メッセージ処理部51が、デジタルデータの形態の通信メッセージを作成する(ステップS101)。
次に、子局5では、無線部50が、デジタルデータの形態の通信メッセージを無線周波数帯の無線信号に変調する(ステップS102)。
次に、子局5では、アンテナ52が、無線信号を送信する(ステップS103)。
次に、アンテナ局2a,2b,2cでは、アンテナ22が、この無線信号を受信する(ステップS104)。
次に、アンテナ局2a,2b,2cでは、アンテナ22が、この無線信号を受信する(ステップS104)。
次に、アンテナ局2a,2b,2cでは、E/O変換部20が、アンテナ22で受信した無線信号を光信号に変換して光ファイバ7a,7b,7cを通じて制御局8へ送信する(ステップS105)。
次に、制御局8では、遅延素子81a,81b,81が、3個のアンテナ局2a,2b,2cから光ファイバ7a,7b,7cを通じて送られてきた光信号α、β、γを遅延させて、光信号x、y、zを出力する(ステップS601)。
次に、制御局8では、モニタ部61が、光信号x、y、zのレベルを比較して、レベルが最大の信号を送信しているアンテナ局を特定する(ステップS306)。
次に、制御局8では、O/E変換部64a,64b,64cが、光信号x、y、zを電気信号(無線信号)X、Y、Zに変換して、スイッチ61に出力する(ステップS307)。
次に、制御局8では、スイッチ61が、電気信号(無線信号)X、Y、Zのうち、モニタ部62が特定したアンテナ局からの無線信号を出力する(ステップS308)。
次に、制御局8では、無線部12が、スイッチ61から出力される無線信号をデジタルデータの形式に復調する(ステップ309)。
次に、制御局8では、メッセージ処理部13が、デジタルデータの形態の通信メッセージに基づいて処理を行なう(ステップS310)。
(遅延量の設定動作)
次に、本発明の実施形態による遅延素子の遅延量の設定動作の詳細を説明する。
次に、本発明の実施形態による遅延素子の遅延量の設定動作の詳細を説明する。
図15は、第4の実施形態の遅延量の設定動作の手順を示すフローチャートである。図16は、第4の実施形態の遅延量の設定動作の具体例を説明するための図である。この例が、第2および第3の実施形態と異なり、アンテナ局の数が5個の場合について示している。すなわち、アンテナ局(1)、アンテナ局(2)、アンテナ局(3)、アンテナ局(4)、アンテナ局(5)が細長い線上のエリア内でこの順番に配置されているものとする。一般に、アンテナ局の数がN個の場合には、制御局は、N個の遅延素子、E/O変換部、およびO/E変換部を備え、光ファイバがN本必要となる。したがって、この例の場合には、制御局8は、遅延素子81a〜81eを備え、遅延素子81a〜81eは、光ファイバ7a〜7eを通じてアンテナ局(1)2a〜アンテナ局(5)2eに接続される。
図15および図16を参照して、まず、子局5が、アンテナ局(1)、アンテナ局(2)およびアンテナ局(3)に無線信号を同時またはほぼ同時に到達することができる位置に移動する(ステップS401)。
次に、子局5では、メッセージ処理部51が、デジタルデータの形態のパイロット信号を生成し、無線部50が、無線信号のフレームにパイロット信号を埋め込み、アンテナ52が、パイロット信号を含む無線信号を送信する(ステップS402)。
次に、アンテナ局(1)、アンテナ局(2)およびアンテナ局(3)では、アンテナ22がパイロット信号を含む無線信号を受信する(ステップS403)。
次に、アンテナ局(1)、アンテナ局(2)およびアンテナ局(3)では、E/O変換部20が、パイロット信号を含む無線信号を光信号に変換して、光ファイバ7a,7b,7cを通じて制御局8へ送信する(ステップS404)。
次に、制御局8では、遅延量調整部82が、光ファイバ7a,7b,7cを通じて3個のパイロット信号を受信し(ステップS405)、3個のパイロット信号の到達時刻の差に基づいて、3個のアンテナ局(1)、アンテナ局(2)、アンテナ局(3)に対する遅延素子81a,81b,81cの遅延量を設定する。具体的には、アンテナ局(1)からのパイロット信号の到達時刻をt1とし、アンテナ局(2)からのパイロット信号の到達時刻をt2とし、アンテナ局(3)からのパイロット信号の到達時刻をt3としたときに、遅延量調整部82は、時間d12=t2−t1を算出し、時間d13=t3−t1を算出する。そして、遅延量調整部82は、遅延素子81aの遅延量d1を所定の値Dに設定し、遅延素子81bの遅延量d2をD−d12に設定し、遅延素子81cの遅延量d3をD−d13に設定する(ステップS406)。
次に、子局が、アンテナ局(3)、アンテナ局(4)およびアンテナ局(5)に無線信号を届けることができる位置に移動し(ステップS401)、ステップS402〜S406の処理を繰返す。この場合、ステップS406において、アンテナ局(3)からのパイロット信号の到達時刻をt3とし、アンテナ局(4)からのパイロット信号の到達時刻をt4とし、アンテナ局(5)からのパイロット信号の到達時刻をt5としたときに、遅延量調整部82は、時間d34=t4−t3を算出し、時間d35=t5−t3を算出する。そして、遅延量調整部82は、遅延素子の遅延量d4をd3−d34に設定し、遅延素子の遅延量d5をd3−d35に設定する。
以上の処理を、すべての遅延素子の遅延量の設定が終了するまで(ステップS4074
でYES)繰返す。
でYES)繰返す。
以上のように、第4の実施形態の無線通信システムによれば、隣り合うアンテナ局間で接続される光ファイバの長さが大きく相違し、第3の実施形態の位相調整だけでは、信号
間のタイミングを調整できない場合でも、制御局が、アンテナ局から受信した信号を適切な量だけ遅延させるので、信号間のタイミングを適切に調整することができる。また、遅延素子の遅延量を簡易な方法で設定することができる。
間のタイミングを調整できない場合でも、制御局が、アンテナ局から受信した信号を適切な量だけ遅延させるので、信号間のタイミングを適切に調整することができる。また、遅延素子の遅延量を簡易な方法で設定することができる。
[第5の実施形態]
第5の実施形態は、第4の実施形態とは別の方法で、遅延素子の遅延量を設定する発明に関する。
第5の実施形態は、第4の実施形態とは別の方法で、遅延素子の遅延量を設定する発明に関する。
(遅延量の設定動作)
本発明の実施形態による遅延素子の遅延量の設定動作の詳細を説明する。
本発明の実施形態による遅延素子の遅延量の設定動作の詳細を説明する。
図17は、第5の実施形態の遅延量の設定動作の手順を示すフローチャートである。図18は、第5の実施形態の遅延量の設定動作の具体例を説明するための図である。この例が、第2および3の実施形態と異なり、アンテナ局の数が7個の場合について示している。すなわち、アンテナ局(1)、アンテナ局(2)、アンテナ局(3)、アンテナ局(4)、アンテナ局(5)、アンテナ局(6)、アンテナ局(7)が細長い線上のエリア内でこの順番に配置されているものとする。一般に、アンテナ局の数がN個の場合には、制御局は、N個の遅延素子、E/O変換部、およびO/E変換部を備える。したがって、この例の場合には、制御局8は、遅延素子81a〜81gを備え、遅延素子81a〜81gは、光ファイバ7a〜7gを通じてアンテナ局(1)2a〜アンテナ局(7)2gに接続される。
図17および図18を参照して、まず、制御局8では、複数のアンテナ局のうち、アンテナ局(3)を選択する(ステップS501)。
次に、制御局8では、メッセージ処理部13が、デジタルデータの形態のパイロット信号を生成し、無線部12が、無線信号のフレームにパイロット信号を埋め込み、選択したアンテナ局(3)に対応するE/O変換部63cが、この無線信号を光信号に変換して光ファイバ7cを通じて選択したアンテナ局(3)に送信する(ステップS502)。
次に、選択されたアンテナ局(3)では、O/E変換部21が、光ファイバ7cを通じて光信号の形態のパイロット信号を受信して無線信号に変換し(ステップS503)、アンテナ22が、この無線信号を近傍のアンテナ局(1)、アンテナ局(2)、アンテナ局(4)およびアンテナ局(5)に送信する(ステップS504)。
次に、近傍のアンテナ局(1)、アンテナ局(2)、アンテナ局(4)およびアンテナ局(5)では、アンテナ22が、パイロット信号を含む無線信号を受信する(ステップS505)。
次に、アンテナ局(1)、アンテナ局(2)、アンテナ局(4)およびアンテナ局(5)では、E/O変換部20が、パイロット信号を含む無線信号を光信号に変換して、光ファイバ7a,7b,7d,7eを通じて制御局8へ送信する(ステップS506)。
次に、制御局8では、遅延量調整部82が、4個のパイロット信号を受信し(ステップS507)、4個のパイロット信号の到達時刻の差に基づいて、4個のアンテナ局(1),アンテナ局(2)、アンテナ局(4)およびアンテナ局(5)に対する遅延素子81a,81b、81d,81eの遅延量を設定する。具体的には、アンテナ局(1)からのパイロット信号の到達時刻をt1とし、アンテナ局(2)からのパイロット信号の到達時刻をt2とし、アンテナ局(4)からのパイロット信号の到達時刻をt4とし、アンテナ局(5)からのパイロット信号の到達時刻をt5としたときに、遅延量調整部82は、時間
d12=t2−t1を算出し、時間d14=t4−t1を算出し、時間d15=t5−t1を算出する。そして、遅延量調整部82は、遅延素子81aの遅延量d1を所定の値Dに設定し、遅延素子81bの遅延量d2をD−d12に設定し、遅延素子81dの遅延量d4をD−d14に設定し、遅延素子81eの遅延量d5をD−d15に設定する(ステップS508)。
d12=t2−t1を算出し、時間d14=t4−t1を算出し、時間d15=t5−t1を算出する。そして、遅延量調整部82は、遅延素子81aの遅延量d1を所定の値Dに設定し、遅延素子81bの遅延量d2をD−d12に設定し、遅延素子81dの遅延量d4をD−d14に設定し、遅延素子81eの遅延量d5をD−d15に設定する(ステップS508)。
次に、制御局8では、複数のアンテナ局のうち、アンテナ局(5)を選択し(ステップS501)、ステップS502〜S508の処理を繰返す。この場合、ステップS508において、アンテナ局(3)からのパイロット信号の到達時刻をt3とし、アンテナ局(4)からのパイロット信号の到達時刻をt4とし、アンテナ局(6)からのパイロット信号の到達時刻をt6とし、アンテナ局(7)からのパイロット信号の到達時刻をt7としたときに、遅延量調整部は、時間d43=t3−t4を算出し、時間d46=t6−t4を算出し、d47=t7−t4を算出する。そして、遅延量調整部は、遅延素子の遅延量d3をd4−d43に設定し、遅延素子の遅延量d6をd4−d46に設定し、遅延素子の遅延量d7をd4−d47に設定する。
以上の処理を、すべての遅延素子の遅延量の設定が終了するまで(ステップS509でYES)繰返す。
以上のように、第5の実施形態の無線通信システムによれば、第4の実施形態と同様に、遅延素子の遅延量を簡易な方法で設定することができる。
(変形例)
本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、たとえば以下のような変形例を含む。
本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、たとえば以下のような変形例を含む。
(1) 制御局のE/O変換部
本発明の実施形態では、制御局は、アンテナ局の数だけE/O変換部を備えるものとしたが、これに限定するものではない。下り送信において同時に送信するアンテナ局の数がM個の場合に、M個のE/O変換部を備え、M個のE/O変換部が、宛先のアンテナ局と接続する光ファイバに信号を出力するものとしてもよい。
本発明の実施形態では、制御局は、アンテナ局の数だけE/O変換部を備えるものとしたが、これに限定するものではない。下り送信において同時に送信するアンテナ局の数がM個の場合に、M個のE/O変換部を備え、M個のE/O変換部が、宛先のアンテナ局と接続する光ファイバに信号を出力するものとしてもよい。
(2) 信号対雑音比
本発明の第2の実施形態では、モニタ部は、3個のアンテナ局からの光信号のレベルを比較して、レベルが最大である信号を送信しているアンテナ局を特定したが、これに限定するものではない。3個のアンテナ局からの光信号の信号対雑音比を比較して、信号対雑音比が最大である光信号を送信しているアンテナ局を特定するものであってよい。
本発明の第2の実施形態では、モニタ部は、3個のアンテナ局からの光信号のレベルを比較して、レベルが最大である信号を送信しているアンテナ局を特定したが、これに限定するものではない。3個のアンテナ局からの光信号の信号対雑音比を比較して、信号対雑音比が最大である光信号を送信しているアンテナ局を特定するものであってよい。
また、本発明の第3の実施形態およびその変形例では、モニタ部は、3個のアンテナ局からの光信号のレベルを特定し、合成部は、特定した光信号のレベルに基づく重みを用いて、位相調整後の3個の無線信号を合成して無線部に出力したが、これに限定するものではない。モニタ部は、3個のアンテナ局からの光信号の信号対雑音比を特定し、合成部は、特定した光信号の信号対雑音比に基づく重みを用いて、位相調整後の3個の無線信号を合成して無線部に出力するものであってもよい。
(3) モニタ部の位置
本発明の第2〜第5の実施形態では、モニタ部は、3個のアンテナ局からの光信号を受けて、それらのレベルまたは信号対雑音比を特定または比較し、それらの位相差を特定したが、これに限定するものではない。モニタ部は、3個のE/O変換部からの無線信号を受けて、それらのレベルまたは信号対雑音比を特定または比較し、それらの位相差を特定
するものとしてもよい。
本発明の第2〜第5の実施形態では、モニタ部は、3個のアンテナ局からの光信号を受けて、それらのレベルまたは信号対雑音比を特定または比較し、それらの位相差を特定したが、これに限定するものではない。モニタ部は、3個のE/O変換部からの無線信号を受けて、それらのレベルまたは信号対雑音比を特定または比較し、それらの位相差を特定
するものとしてもよい。
(4) 遅延量が固定
本発明の第4および第5の実施形態では、遅延素子の遅延量は調整可能なものとしたが、これに限定するものではなく、接続される光ファイバの長さに従って、遅延素子の遅延量が予め設定されており、変更できないものであってもよい。ただし、光ファイバの長さが温度によって大きく変化するような場合には、第4および第5の実施形態のように、遅延素子の遅延量が調整可能なものの方がよい。
本発明の第4および第5の実施形態では、遅延素子の遅延量は調整可能なものとしたが、これに限定するものではなく、接続される光ファイバの長さに従って、遅延素子の遅延量が予め設定されており、変更できないものであってもよい。ただし、光ファイバの長さが温度によって大きく変化するような場合には、第4および第5の実施形態のように、遅延素子の遅延量が調整可能なものの方がよい。
(5) 遅延素子の位置について
本発明の第4および第5の実施形態では、遅延素子81a,81b,81cをO/E変換部64a,64b,64cの前段に配置したが、これに限定するものではない。
本発明の第4および第5の実施形態では、遅延素子81a,81b,81cをO/E変換部64a,64b,64cの前段に配置したが、これに限定するものではない。
遅延素子81a,81b,81cをO/E変換部64a,64b,64cの後段に配置してもよい。そのような場合には、遅延素子81aは、O/E変換部64aで変換された無線信号を固有の遅延量d1だけ遅延させて合成部に出力する。遅延素子81bは、O/E変換部64bで変換された無線信号を固有の遅延量d2だけ遅延させて、合成部に出力する。遅延素子81cは、O/E変換部64cで変換された無線信号を固有の遅延量d3だけ遅延させて、合成部に出力する。
または、遅延素子をO/E変換部の前段と、O/E変換部の後段の両方に配置するものとしてもよい。
(6) 第4および第5の実施形態の構成
本発明の第4および第5の実施形態では、制御局は、モニタ部62およびスイッチ61を備えるものとしたが、これに限定するものではなく、これらの代わりに、モニタ部72および合成部71を備えるものであってもよい。
本発明の第4および第5の実施形態では、制御局は、モニタ部62およびスイッチ61を備えるものとしたが、これに限定するものではなく、これらの代わりに、モニタ部72および合成部71を備えるものであってもよい。
(7) 第4の実施形態の子局
本発明の第4の実施形態では、子局が、3個のアンテナ局に無線信号を同時またはほぼ同時に到達することができる位置に移動したが、これに限定するものではない。たとえば、複数個のアンテナ局ごとに、それらにパイロット信号を送信する固定の基準局を配置するものとしてもよい。
本発明の第4の実施形態では、子局が、3個のアンテナ局に無線信号を同時またはほぼ同時に到達することができる位置に移動したが、これに限定するものではない。たとえば、複数個のアンテナ局ごとに、それらにパイロット信号を送信する固定の基準局を配置するものとしてもよい。
(8) 第4および第5の実施形態の遅延量調整部
本発明の第4および第5の実施形態では、遅延量調整部が、複数個の光信号の形態のパイロット信号を受信して、これらの到達時刻に基づいて、遅延素子の遅延量を設定したが、これに限定するものではない。たとえば、遅延量調整部が、複数個の光信号の形態のパイロット信号が変換された無線信号、またはこの無線信号が変調されたデジタルデータに基づいて、パイロット信号の到達時刻を判断して、遅延素子の遅延量を設定するものであってもよい。
本発明の第4および第5の実施形態では、遅延量調整部が、複数個の光信号の形態のパイロット信号を受信して、これらの到達時刻に基づいて、遅延素子の遅延量を設定したが、これに限定するものではない。たとえば、遅延量調整部が、複数個の光信号の形態のパイロット信号が変換された無線信号、またはこの無線信号が変調されたデジタルデータに基づいて、パイロット信号の到達時刻を判断して、遅延素子の遅延量を設定するものであってもよい。
(9) 波長多重
本発明の第4および第5の実施形態では、制御局とアンテナ局の間を複数の光ファイバ7a、7b、7cを用いて、アンテナ局ごとに接続を行なっているが、制御局から各アンテナ局への光信号、およびアンテナ局から制御局への光信号をそれぞれ異なる波長とし、1本の光ファイバに波長多重を行なうことで、同様の機能を実現してもよい。
本発明の第4および第5の実施形態では、制御局とアンテナ局の間を複数の光ファイバ7a、7b、7cを用いて、アンテナ局ごとに接続を行なっているが、制御局から各アンテナ局への光信号、およびアンテナ局から制御局への光信号をそれぞれ異なる波長とし、1本の光ファイバに波長多重を行なうことで、同様の機能を実現してもよい。
(10) MIMO(Multi In Multi Output)への適用
本発明の実施形態の無線通信システムは、子局に複数のアンテナを搭載することとすれ
ば、無線基地局と子局の間で複数の情報をやりとりするMIMOに適用することができる。すなわち、上り送信において、子局は、複数の情報をアンテナの個数に分割して、各アンテナから分割した情報を、複数のアンテナ局を通じて制御局へ送信する。下り通信において、制御局は、複数の情報をアンテナ局の個数に分割して、各アンテナ局を通じて分割した情報を子局に送信する。制御局および子局において、受信した分割された複数の情報を合成するのには、第3の実施形態で説明した合成部による処理を行なえばよい。
本発明の実施形態の無線通信システムは、子局に複数のアンテナを搭載することとすれ
ば、無線基地局と子局の間で複数の情報をやりとりするMIMOに適用することができる。すなわち、上り送信において、子局は、複数の情報をアンテナの個数に分割して、各アンテナから分割した情報を、複数のアンテナ局を通じて制御局へ送信する。下り通信において、制御局は、複数の情報をアンテナ局の個数に分割して、各アンテナ局を通じて分割した情報を子局に送信する。制御局および子局において、受信した分割された複数の情報を合成するのには、第3の実施形態で説明した合成部による処理を行なえばよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1,6,8,9 制御局、2a〜2g アンテナ局、3a〜3d 光分岐/結合器、4,7a〜7g 光ファイバ、5,5a,5b 子局、10,20,63a,63b,63c E/O変換部、11,21,64a,64b,64c O/E変換部、12,50 無線部、13,51 メッセージ処理部、22,52 アンテナ、61 スイッチ、62,72 モニタ部、71 合成部、81a,81b,81c 遅延素子、82 遅延量調整部。
Claims (9)
- 制御局とN個のアンテナ局からなる無線基地局であって、
前記各アンテナ局と前記制御局との間が、それぞれ専用の光ファイバで接続され、
前記制御局は、
メッセージデータを無線信号に変調し、かつ無線信号をメッセージデータに復調する無線部と、
前記無線部で変調された無線信号を光信号に変換して、N本の前記光ファイバのうち送信先のアンテナ局に接続される光ファイバに出力する少なくとも1つの第1の変換部と、
各々が、N本の前記光ファイバのいずれかと接続され、接続されている光ファイバを通じて受信した光信号を無線信号に変換するN個の第2の変換部とを備え、
前記各アンテナ局は、
無線信号を子局に送信し、かつ子局から無線信号を受信するアンテナと、
前記アンテナから出力される無線信号を光信号に変換して、接続されている光ファイバに出力する第1の変換部と、
接続されている光ファイバを通じて受信した光信号を無線信号に変換して前記アンテナに出力する第2の変換部とを備え、
前記N個のアンテナ局は、前記子局が移動可能な線上のエリアに沿って配置される、
ただし、Nは2以上の自然数である、無線基地局。 - 前記制御局は、
複数のアンテナ局からの光信号または前記光信号が前記第2の変換部で変換された無線信号を比較して、そのレベルが最大またはその信号対雑音比が最大である信号を送信しているアンテナ局を特定する監視部と、
複数の前記第2の変換部で変換された無線信号のうち、前記特定したアンテナ局からの無線信号を前記無線部に出力するスイッチを備える、請求項1記載の無線基地局。 - 前記制御局は、
複数のアンテナ局からの光信号または前記光信号が前記第2の変換部で変換された無線信号について、それらのレベルまたはそれらの信号対雑音比を特定するとともに、前記複数の光信号の間または前記複数の無線信号の間の位相差を特定する監視部と、
前記特定した位相差に基づいて複数の前記第2の変換部で変換された無線信号の位相を調整し、前記特定したレベルまたは信号対雑音比に基づく重みを用いて、前記位相調整後の複数の無線信号を合成して前記無線部に出力する合成部を備える、請求項1記載の無線基地局。 - 前記制御局は、
複数のアンテナ局からの光信号または前記光信号が前記第2の変換部で変換された無線信号について、それらのレベルまたはそれらの信号対雑音比を特定するとともに、前記複数の光信号の間または前記複数の無線信号の間の位相差を特定する監視部と、
前記特定した信号のレベルまたは信号対雑音比の最大値が所定値以上のときには、複数の前記第2の変換部で変換された無線信号のうち、前記最大値である信号を送信しているアンテナ局からの無線信号を前記無線部に出力し、
前記特定した信号のレベルまたは信号対雑音比の最大値が前記所定値未満のときには、前記特定した位相差に基づいて複数の前記第2の変換部で変換された無線信号の位相を調整し、前記特定したレベルまたは信号対雑音比に基づく重みを用いて、前記位相調整後の複数の無線信号を合成して前記無線部に出力する合成部を備える、請求項1記載の無線基地局。 - 前記制御局は、
各々が、N本の前記光ファイバのいずれかと接続され、接続されている光ファイバを通じて受信した光信号を、それ固有の遅延量だけ遅延させて、対応する前記第2の変換部に出力するN個の遅延素子を備える、請求項2〜4のいずれか1項に記載の無線基地局。 - 前記制御局は、さらに、
各々が、N個の前記第2の変換部のいずれかと接続され、接続される第2の変換部から出力される無線信号をそれ固有の遅延量だけ遅延させて、前記スイッチまたは前記合成部に出力するN個の遅延素子を備える、請求項2〜4のいずれか1項に記載の無線基地局。 - 前記遅延素子の遅延量は可変であり、
前記制御局は、さらに、
複数のアンテナ局からのパイロット信号の到達時刻の差に基づいて、前記N個の遅延素子の遅延量を調整する遅延量調整部を備えた、請求項5または6に記載の無線基地局。 - 制御局とN個のアンテナ局からなる無線基地局において、前記N個のアンテナ局から前記制御局へ送信される信号の位相差を調整する方法であって、
前記各アンテナ局と前記制御局との間が、それぞれ専用の光ファイバで接続され、
前記複数のアンテナ局は、前記子局が移動可能な線上のエリアに沿って配置され、ただし、Nは2以上の自然数であり、
前記制御局は、前記N個のアンテナ局の各々ごとに、そこから受信した信号を固有の遅延量だけ遅延させるための遅延素子を有し、
前記方法は、
前記複数のアンテナ局のうち2個以上のアンテナ局が、移動局または基準局から無線信号の形態のパイロット信号を受信するステップと、
前記2個以上のアンテナ局が、前記受信した無線信号の形態のパイロット信号を光信号に変換して前記光ファイバを通じて前記制御局へ送信するステップと、
前記制御局が、前記光ファイバを通じて受信した複数のアンテナ局からの光信号の形態のパイロット信号の到達時刻の差に基づいて、前記2個以上のアンテナ局から信号を受ける遅延素子の遅延量を設定するステップとを含む、無線基地局における位相差調整方法。 - 制御局とN個のアンテナ局からなる無線基地局において、前記N個のアンテナ局から前記制御局へ送信される信号の位相差を調整する方法であって、
前記各アンテナ局と前記制御局との間が、それぞれ専用の光ファイバで接続され、
前記複数のアンテナ局は、前記子局が移動可能な線上のエリアに沿って配置され、ただし、Nは2以上の自然数であり、
前記制御局は、前記N個のアンテナ局の各々ごとに、そこから受信した信号を固有の遅延量だけ遅延させるための遅延素子を有し、
前記方法は、
前記制御局が、前記複数のアンテナ局のうち、1つのアンテナ局を選択し、光信号の形態のパイロット信号を前記光ファイバを通じて前記選択したアンテナ局に送信するステップと、
前記選択されたアンテナ局が、前記光ファイバを通じて受信した光信号の形態のパイロット信号を無線信号の形態に変換するステップと、
前記選択されたアンテナ局が、前記変換された無線信号の形態のパイロット信号を近傍のアンテナ局へ送信するステップと、
前記近傍の複数のアンテナ局が、前記無線信号の形態のパイロット信号を受信するステップと、
前記近傍の複数のアンテナ局が、前記受信した無線信号の形態のパイロット信号を光信号に変換して前記光ファイバを通じて前記制御局へ送信するステップと、
前記制御局が、前記光ファイバを通じて受信した前記近傍の複数のアンテナ局からの光信号の形態のパイロット信号の到達時刻の差に基づいて、前記近傍のアンテナ局から信号を受ける遅延素子の遅延量を設定するステップとを含む、無線基地局における位相差調整方法。
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- 2006-11-02 JP JP2006299434A patent/JP2008118394A/ja active Pending
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