JP3352981B2 - 通信システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバのよう
な光伝送路を用いて無線信号を伝送する通信システムに
関する。

【０００２】

【従来の技術】無線信号によりレーザ光を変調して光フ
ァイバで伝送する通信システム、いわゆる Radio on Fi
ber（ＲＯＦ）システムが移動通信システムなどで実用
化されつつある。ＲＯＦシステムは、大きくわけて制御
局とアンテナを有するアンテナ局とからなる。

【０００３】制御局からアンテナ局へ向かう方向（下り
方向）では、制御局において生成した無線信号を光信号
に変換し、この光信号を光ファイバによりアンテナ局に
伝送する。アンテナ局では、受信した光信号を電気信号
に変換して元の無線信号を生成する。一方、アンテナ局
から制御局に向かう（上り方向）では、アンテナ局にお
いてアンテナで受信した移動局などからの無線信号をそ
のまま光信号に変換して、光ファイバにより制御局に伝
送する。

【０００４】このようなＲＯＦシステムでは、アンテナ
局で無線信号の変復調を行わないために、アンテナ局が
サービス性に依存しなくなり、サービスや仕様の変更が
あってもアンテナ局を置き変える必要がなくなるという
利点がある。

【０００５】ところで、無線通信システムには通信可能
な容量の増大が求められており、この要求に対して大容
量伝送が容易に可能となる準ミリ波、ミリ波帯での無線
通信技術の研究・開発が進められている。このような高
い周波数帯での無線通信も、ＲＯＦシステムの対象とな
る。

【０００６】ＲＯＦシステムにおいて無線周波数が高く
なってくると、半導体レーザの変調速度の問題から無線
周波数の信号でレーザ光に変調を施す直接変調の採用は
難しくなる。そこで、制御局では中間周波（ＩＦ）信号
を光信号に変換して光ファイバにより送信し、アンテナ
局では受信した光信号を光電変換して得られたＩＦ信号
を所望の無線周波信号にアップコンバートする方法が考
えられている。

【０００７】このとき、アップコンバートに用いる周波
数変換用ローカル信号または周波数変換用ローカル信号
の基本波周波数の整数分の１の周波数である低調波信号
（サブハーモニクス信号）をＩＦ信号とともに光ファイ
バで送る方法がある。これによりアンテナ局では、周波
数変換用ローカル信号を発生するための発振器やシンセ
サイザが不要となる。

【０００８】このように周波数変換用ローカル信号また
はそのサブハーモニクス信号を伝送する場合、従来では
ＩＦ信号に周波数変換用ローカル信号またはそのサブハ
ーモニクス信号を重畳し、半導体レーザまたは半導体レ
ーザの後段に設けられた光変調器に印加して変調を施す
方法がとられている。これらの方法をとる場合、ＩＦ信
号のパワーを落とさずに周波数変換用ローカル信号また
はそのサブハーモニクス信号を送るためには、トータル
の光変調度を大きくする必要がある。しかし、直接変調
方式及び外部変調方式のいずれにおいても、光変調度が
増加すると歪特性が劣化するという問題がある。

【０００９】また、周波数変換用ローカル信号やそのサ
ブハーモニクス信号の周波数は、無線周波信号より低い
とはいってもかなり高い周波数であることが多いため、
直接変調の場合に数ＧＨｚ程度の高い周波数に変調信号
が存在すると、レーザの緩和振動の影響で雑音が増加す
る。

【００１０】さらに、周波数変換用ローカル信号をＩＦ
信号と共に一つの光送信器でそのまま光信号に変換して
伝送する場合、ＩＦ信号に対して周波数変換用ローカル
信号の周波数が著しく離れているため、光送信器を構成
する半導体レーザ及び光変調器やこれらを駆動するドラ
イバなどの光送信系に広帯域性が要求される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
ＲＯＦシステムにおいては、制御局からアンテナ局に対
してＩＦ信号と周波数変換用ローカル信号またはそのサ
ブハーモニクス信号を伝送する場合、ＩＦ信号に周波数
変換用ローカル信号を重畳して共通の光送信器で伝送す
ることによって、雑音特性や歪特性の劣化が生じ、さら
に光送信系に広帯域性が要求されるためにシステムコス
トが高くなるなどの問題点があった。

【００１２】本発明は、このような課題を解決するため
になされたもので、ＲＯＦシステムにおいて雑音特性や
歪特性に優れ、かつ光送信器に対する広帯域性の要求を
緩和できる通信システムを提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は制御局及び該制御局と第１の光伝送路によ
り接続されたアンテナ局からなり、制御局で中間周波信
号と周波数変換用ローカル信号またはそのサブハーモニ
クス信号を光信号に変換してから結合して、光伝送路に
よりアンテナ局に伝送する通信システムの構成を基本と
する。

【００１４】本発明に係る第１の通信システムによる
と、制御局は複数系列の中間周波信号をそれぞれ複数の
第１の光信号に変換して送信するための複数の第１の光
送信器と、周波数変換用ローカル信号を第２の光信号に
変換して送信するための一つの第２の光送信器と、第２
の光信号を複数に分配する光分配器と、複数の第１の光
信号と光分配器により分配された複数の第２の光信号を
それぞれ結合して複数の第１の光伝送路にそれぞれ送出
する複数の第１の光結合器とを有する。

【００１５】一方、複数のアンテナ局の各々は、第１の
光伝送路によりそれぞれ伝送されてきた光信号を光電変
換して中間周波信号及び周波数変換用ローカル信号を出
力する少なくとも一つの光電変換器と、光電変換器から
出力される中間周波信号を該光電変換器から出力される
周波数変換用ローカル信号を用いて所望の無線周波信号
に変換して出力する第１の周波数変換器と、第１の周波
数変換器から出力される無線周波信号を送信するための
第１のアンテナとをそれぞれ有する。

【００１６】この第１の通信システムでは、中間周波信
号と周波数変換用ローカル信号は別々の光を変調するた
め、光送信器での変調度が大きくなることによる歪特性
の劣化がなく、より良好な伝送が可能となる。また、そ
れぞれの光送信器が中間周波信号あるいは周波数変換用
ローカル信号の周波数近辺でのみ動作する狭帯域のもの
でよいために、低コスト化できる。

【００１７】本発明に係る第２の通信システムによる
と、制御局は、複数系列の中間周波信号をそれぞれ複数
の第１の光信号に変換して送信するための複数の第１の
光送信器と、周波数変換用ローカル信号の基本波周波数
の整数分の１の周波数を有するサブハーモニクス信号を
第２の光信号に変換して送信するための一つの第２の光
送信器と、第２の光信号を複数に分配する光分配器と、
複数の第１の光信号と光分配器により分配された複数の
第２の光信号をそれぞれ結合して複数の第１の光伝送路
に送出する複数の第１の光結合器とを有する。

【００１８】一方、複数のアンテナ局の各々は、第１の
光伝送路によりそれぞれ伝送されてきた光信号を光電変
換して中間周波信号及びサブハーモニクス信号を出力す
る少なくとも一つの光電変換器と、光電変換器から出力
されるサブハーモニクス信号を逓倍して周波数変換用ロ
ーカル信号を出力する逓倍器と、光電変換器から出力さ
れる中間周波信号を逓倍器から出力される周波数変換用
ローカル信号を用いて所望の無線周波信号に変換して出
力する第１の周波数変換器と、第１の周波数変換器から
出力される無線周波信号を送信する第１のアンテナとを
それぞれ有する。

【００１９】この第２の通信システムでは、中間周波信
号とサブハーモニクス信号は別々の光を変調するため、
第１の通信システムと同様に光送信器での変調度が大き
くなることによる歪特性の劣化がなく、より良好な伝送
が可能となる。

【００２０】また、それぞれの光送信器が中間周波信号
あるいはサブハーモニクス信号の周波数近辺でのみ動作
する狭帯域のものでよいことに加えて、ローカル信号用
の光送信器に比較してサブハーモニクス信号用である第
２の光送信器の動作周波数を低くできるため、さらなる
低コスト化が可能となる。

【００２１】このように本発明は、多くのＲＯＦシステ
ムのように制御局及び制御局と複数の第１の光伝送路に
よりそれぞれ接続された複数のアンテナ局からなる通信
システムに適用が可能である。

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】本発明に係る第１または第２の通信システ
ムのように一つの制御局に光ファイバをそれぞれ介して
複数のアンテナ局が接続される場合、異なる中間周波数
信号を使用するアンテナ局には異なる光信号を伝送する
ことになるが、アンテナ局の構成が同一であれば送信す
る周波数変換用ローカル信号の周波数は同一である。

【００２７】そこで、本発明に係る第１または第２の通
信システムでは、周波数変換用ローカル信号またはその
サブハーモニクス信号を送信するための光送信器は１つ
にして、その出力光を複数に分配して光伝送路により異
なる複数のアンテナ局へ伝送する。周波数変換用ローカ
ル信号は周波数が非常に高いことが多く、周波数変換用
ローカル信号またはサブハーモニクス信号で変調をかけ
るための光送信器は高価であることが多いが、第１また
は第２の通信システムでは、周波数変換用ローカル信号
またはサブハーモニクス信号を送信するための光変調器
が一つで済むので、システムが低コスト化できる。

【００２８】本発明に係る通信システムにおいて、第２
の光送信器は半導体レーザとその出力光を周波数変換用
ローカル信号またはサブハーモニクス信号によって変調
して第２の光信号を得る光変調器とにより構成される外
部変調方式の光送信器が好ましい。ここで、第２の送信
器は半導体レーザを所定の帯域信号により直接変調する
手段をさらに有していてもよい。この場合、外部変調用
の光変調器はミキサとしての機能を有することになる。

【００２９】すなわち、半導体レーザに帯域信号で直接
変調を施した後、光変調器によって例えば周波数変換用
ローカル信号で変調をかけると、出力光には周波数変換
用ローカル信号、帯域信号、帯域信号が周波数変換用ロ
ーカル信号によって周波数変換された信号が強度変調成
分として乗る。このようにすると、アンテナ局では光信
号を光電変換した後に周波数変換することなく、容易に
所望の無線周波信号に周波数変換された帯域信号が得ら
れる。

【００３０】本発明に係る第１または第３の通信システ
ムにおいては、第２の光送信器を光源と該光源からの光
を周波数変換用ローカル信号の整数分の１の周波数を有
するサブハーモニクス信号によって変調するマッハ・ツ
ェンダ型光変調器により構成し、マッハ・ツェンダ型光
変調器から高調波が効率的に発生するバイアス電圧およ
び振幅でマッハ・ツェンダ型光変調器にサブハーモニク
ス信号を印加し、該サブハーモニクス信号を周波数変換
用ローカル信号の周波数に変換して第２の光信号を送信
するようにしてもよい。

【００３１】無線周波信号がミリ波、準ミリ波といった
高周波である場合、周波数変換用ローカル信号や容易に
逓倍して使用できるサブハーモニクス信号も高周波であ
り、このような高周波信号によって変調可能な光変調器
は高価である。一方、マッハ・ツェンダ型光変調器は印
加電圧に対して光透過率が周期的に変化する特性を有
し、この周期性を利用すれば印加電圧のバイアス点及び
振幅を適切に選ぶことで比較的簡単に印加信号の高調波
を発生することが可能であるから、周波数変換用ローカ
ル信号周波数のサブハーモニクスに当たる周波数の発振
器で発振させたサブハーモニクス信号をマッハ・ツェン
ダ型光変調器で逓倍して用いることによって、ミリ波、
準ミリ波帯の周波数変換用ローカル信号が容易に得ら
れ、ミリ波、準ミリ波帯で動作する逓倍器や光変調器が
不要になる。

【００３２】また、この場合に帯域信号で半導体レーザ
を直接変調した場合でも、帯域信号はサブハーモニクス
を逓倍した周波数変換用ローカル信号で周波数変換され
た周波数に出現するため、矛盾無く動作する。

【００３３】本発明に係る通信システムにおいては、ア
ンテナ局は光電変換器から出力される中間周波信号を第
１のアンテナまたはこれとは別の第２のアンテナにより
送信する手段を有していてもよい。

【００３４】例えばミリ波、準ミリ波帯で新たな広帯域
サービスを開始するとき、サービスを受ける側の利便性
を考慮して、これまで他のより低い周波数帯で行ってい
た狭帯域サービスの信号をミリ波、準ミリ波帯に周波数
変換して、新たなサービスと同時に送信する可能性があ
る。新たなサービスへの加入者が複数の無線機を持たな
いで済むようにするためである。一方、元の狭帯域サー
ビスのみに加入し続ける加入者もいるため、低周波での
狭帯域サービスもある程度の期間は継続して提供する必
要がある。

【００３５】本発明によれば、中間周波信号の周波数を
狭帯域サービスの周波数とすると、アンテナ局側ではミ
リ波、準ミリ波に周波数変換した無線信号と共に、光受
信器で受信した中間周波信号をそのまま第１のアンテナ
または第２のアンテナから放射することで、低周波の狭
帯域サービスとミリ波、準ミリ波の広帯域サービスで同
じ信号を同時に提供できることになる。

【００３６】さらに、このとき前述のように帯域信号で
半導体レーザを変調することによって、中間周波信号用
である第１の光送信器からの光信号を狭帯域サービスに
対応する信号、ローカル信号用である第２の光送信器か
らの帯域信号を広帯域サービスのみで提供する信号とす
ることも可能である。こうすることによって、サービス
の過渡期にそれぞれのサービスに対応するアンテナ局を
複数用意することなく対応できる。

【００３７】本発明に係る通信システムにおいては、ア
ンテナ局は無線周波信号を受信するための第３のアンテ
ナと、第３のアンテナにより受信された無線周波信号を
周波数変換用ローカル信号を用いて周波数変換して中間
周波信号を生成する第２の周波数変換器と、この第２の
周波数変換器により生成される中間周波信号を第３の光
信号に変換して制御局とアンテナ局との間に接続された
第２の光伝送路に送出する第３の光送信器とをさらに有
していてもよい。

【００３８】本発明は基本的に制御局からアンテナ局へ
向かう下り方向の伝送系に関するものであるが、アンテ
ナ局で受信されたアンテナ局から制御局へ向かう上り方
向の信号を制御局に送信する構成も実際には必要であ
る。ミリ波、準ミリ波をそのまま光信号に変換すると光
送受信系が高価になるので、中間周波信号にダウンコン
バートしてから光伝送することが望ましい。このときダ
ウンコンバートを行うための周波数変換用ローカル信号
に、制御局から光伝送されてきた下り信号用の周波数変
換用ローカル信号またはそのサブハーモニクス信号を使
用することによって、アンテナ局に局部発振器を備える
必要が全くなくなることになる。

【００３９】本発明に係る通信システムにおいては、ア
ンテナ局は中間周波信号を受信するための第４のアンテ
ナと、この第４のアンテナにより受信された中間周波信
号と第２の周波数変換器により生成された中間周波数信
号とを結合して第３の光伝送路に供給する手段とをさら
に有していてもよい。

【００４０】すなわち、低周波の狭帯域サービスの上り
信号と高周波の広帯域サービスの上り信号を同時に制御
局に伝送するためには、狭帯域サービスの上り信号は周
波数変換せずに光信号に直せばよい。一方、ミリ波、準
ミリ波帯では上り信号をダウンコンバートしてから光信
号に直す。このような高周波では広帯域通信が行われる
ため、上り下りの周波数間隔が狭帯域サービスより広い
と予想される。

【００４１】従って、ダウンコンバートするときに下り
信号の周波数変換に使用した周波数変換用ローカル信号
を使用すると、下り信号の中間周波数と上り信号の中間
周波数が無線周波数の上り下りの周波数間隔分だけ異な
ることになる。狭帯域サービスの上り信号の周波数は下
り信号の周波数とほぼ同じ周波数であるため、狭帯域サ
ービスの上り信号周波数とダウンコンバートした広帯域
サービスの上り信号の中間周波数が若干異なり、重なる
ことはない。従って、上述のようにこれらの信号を電気
領域で結合してから、まとめて１つの光送信器で光信号
に変換することが可能となり、非常に効率的となる。

【００４２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。 （第１の実施形態）図１は、本発明の第１の実施形態に
係る通信システムの構成を示す図である。この通信シス
テムは、制御局１とアンテナ局２及びこれらの間に接続
された光ファイバ３からなるＲＯＦシステムである。

【００４３】まず、制御局１はＩＦ信号入力端子１０、
ＩＦ信号用光送信器（第１の光送信器）１１、ローカル
信号発生器１２、ローカル信号用光送信器（第２の光送
信器）１３及び光結合器１４を有する。ＩＦ信号入力端
子１０に入力されるＩＦ信号（中間周波信号）は、ＩＦ
信号用光送信器１１によって光信号に変換される。

【００４４】ＩＦ信号用光送信器１１は、例えば図２に
示すように半導体レーザ３０により構成される。すなわ
ち、ＩＦ信号は多くの場合、例えば５．８ＧＨｚという
ように周波数が比較的低いため、ＩＦ信号用光送信器１
１には半導体レーザ３０をＩＦ信号によって変調する直
接変調方式が適用できる。半導体レーザの直接変調方式
は、半導体レーザの後段に配置された光変調器により半
導体レーザの出力光を変調する外部変調方式に比較して
低コストである。但し、直接変調方式特有の波長チャー
プなどの問題を回避したい場合や、直接変調が困難であ
る程にＩＦ信号周波数が高い場合には、外部変調方式を
用いても良い。

【００４５】一方、ローカル信号発生器１２は正弦波信
号からなる周波数変換用ローカル信号を発生する装置で
あり、この周波数変換用ローカル信号はローカル信号用
光送信器１３によって光信号に変換される。

【００４６】図３は、ローカル信号用光送信器１３の構
成例であり、半導体レーザ３１と、この半導体レーザ３
１の出力光をローカル信号発生器１２からの周波数変換
用ローカル信号によって変調する光変調器３２によって
構成される。これは図２の直接変調方式に対して外部変
調方式と呼ばれるものであり、周波数変換用ローカル信
号は多くの場合、数１０ＧＨｚ程度と中間周波数信号に
比べて周波数が非常に高く、直接光変調方式の採用が難
しいことから、このように光変調器３２を半導体レーザ
３１とは別に設ける外部変調方式が用いられる。

【００４７】すなわち、周波数の高い周波数変換用ロー
カル信号によって半導体レーザに直接変調を施すと、半
導体レーザの緩和振動によって相対強度雑音が増加し、
出力光全体の雑音特性が劣化するが、本実施形態ではＩ
Ｆ信号用光送信器１１とローカル信号用光送信器１３を
それぞれ独立に設けるため、ローカル信号用光送信器１
３には図３に示すように外部変調方式を用いることが可
能となり、周波数変換用ローカル信号で直接半導体レー
ザを変調することによる緩和振動の問題が解決される。

【００４８】ＩＦ信号用光送信器１１及びローカル信号
用光送信器１３から出力される光信号は光結合器１４に
よって結合され、光ファイバ３に送出される。光結合器
１４は、通常の光カップラのように単に混ぜ合わせる機
能のものでも良いし、光合波器のように異なる波長の光
を足し合わせるものでも良い。光結合器１４に光合波器
を用いる場合には、ＩＦ信号用光送信器１１の出力光波
長とローカル信号用光送信器１３の出力光波長を光合波
器の動作波長に合わせる必要がある。

【００４９】制御局１の光結合器１４から光ファイバ３
に送出された光信号は、光ファイバ３によりアンテナ局
２まで伝送される。アンテナ局２は光電変換器２０、フ
ィルタ２１−１，２１−２、ミキサ２３とフィルタ２４
からなる周波数変換器（アップコンバータ）２２、電力
増幅器２５およびアンテナ４を有する。

【００５０】アンテナ局２においては、光ファイバ３に
より制御局１から伝送されてきた光信号が受信され、ま
ず光電変換器２０で電気信号に変換される。光電変換器
２０は、例えばフォトダイオードと該フォトダイオード
から出力される光電流を電流−電圧変換して増幅する前
置増幅器とからなる。

【００５１】本実施形態では、アンテナ局２で受信され
た光信号には制御局１内のＩＦ信号用光送信器１１から
出力される光信号とローカル信号用光送信器１３から出
力される二つの光信号、つまりそれぞれ異なるサブキャ
リアでＩＦ信号と周波数変換用ローカル信号により変調
された光信号が含まれており、これらが一つの光電変換
器２０で電気信号に変換されることになる。従って、制
御局１ではこれら二つの光信号が互いに干渉して発生す
るビート雑音が受信帯域内に侵入しないように、二つの
光送信器１１，１３の出力光波長を十分離す必要があ
る。

【００５２】光電変換器２０の出力信号は二分岐され、
フィルタ２１−１，２１−２に入力される。フィルタ２
１−１，２１−２は典型的にはバンドパスフィルタであ
り、フィルタ２１−１ではＩＦ信号のみが抽出され、フ
ィルタ２１−２では周波数変換用ローカル信号のみが抽
出される。

【００５３】これらフィルタ２１−１，２１−２から出
力されるＩＦ信号及び周波数変換用ローカル信号は周波
数変換器２２に入力され、この周波数変換器２２におい
てミキサ２３により互いに乗算された後、ミキサ２３の
出力からフィルタ２４によって不要成分が除去されるこ
とにより、例えば周波数５．８ＧＨｚのＩＦ信号が例え
ば周波数６０ＧＨｚの無線周波信号に変換される。周波
数変換器２２から出力される無線周波信号はアンテナ４
から放射され、例えば図示しない移動局に向けて送信さ
れる。

【００５４】このように本実施形態では、制御局１でＩ
Ｆ信号と周波数変換用ローカル信号をそれぞれ異なる光
送信器１１，１３において光変調を行って光信号に変換
することにより、それぞれの光変調度を大きくしても、
歪による混変調が発生することがなく、良好な伝送が可
能となる。

【００５５】また、本実施形態では比較的周波数の低い
ＩＦ信号を光信号に変換するＩＦ信号用光送信器１１
と、周波数の高い周波数変換用ローカル信号を光信号に
変換するローカル信号用光送信器１３を別々に設けたこ
とによって、ローカル信号用光送信器１３として図３に
示したように外部変調方式を用いることが可能となり、
周波数変換用ローカル信号で半導体レーザを直接変調す
ることによる緩和振動の問題を解決して、低雑音化を図
ることができる。

【００５６】（第２の実施形態）図４は、本発明の第２
の実施形態に係る通信システムにおけるアンテナ局２の
構成を示している。図１に示した第１の実施形態では、
アンテナ局２において光ファイバ３により伝送されてき
た光信号を一つの光電変換器２０で受けて光電変換する
ようにしたが、本実施形態では光ファイバ３により伝送
されてきた光信号は光分配器２６により適切な比率で二
分配され、二つの光電変換器２０−１，２０−２により
光電変換される。そして、光電変換器２０−１，２０−
２の出力信号からフィルタ２１−１，２１−２によりＩ
Ｆ信号及び周波数変換用ローカル信号が抽出される。

【００５７】ここで、前述したように多くの場合、ＩＦ
信号は低周波、周波数変換用ローカル信号は高周波であ
り、高周波用の光電変換器はコストが高いため、ＩＦ信
号受信用の光電変換器２０−１はＩＦ信号が光電変換で
きる程度の低速で安価なものを用いることが有利であ
る。さらに、光電変換器２０−１については低速用フォ
トダイオードと低速用前置増幅器で構成し、光電変換器
２０−２については高速用フォトダイオードと周波数変
換用ローカル信号周波数の近辺のみで動作する前置増幅
器で構成するようにすると、光電変換器２０−１からは
ＩＦ信号のみが出力され、光電変換器２０−２からは周
波数変換用ローカル信号のみが出力されるようにするこ
とができ、フィルタ２１−１，２１−２が不要となる。

【００５８】また、本実施形態において光分配器２６の
分配比は１：１である必要はなく、光電変換器２０−
１，２０−２のそれぞれの変換効率及び雑音特性と、Ｉ
Ｆ信号及び周波数変換用ローカル信号のそれぞれの所要
信号対雑音比（ＣＮＲ）によって適宜分配比を決定すれ
ばよい。

【００５９】さらに、本実施形態では光分配器２６での
光分配時に光損失が発生することがあるので、必要に応
じて損失を補償するための光増幅器を挿入することが望
ましい。

【００６０】（第３の実施形態）図５は、本発明の第３
の実施形態に係る通信システムの構成を示している。図
１に示した第１の実施形態では、制御局１から周波数変
換用ローカル信号を光信号に変換して送信するようにし
たが、本実施形態は周波数変換用ローカル信号の基本波
周波数の整数分の１の周波数の正弦波であるサブハーモ
ニクス信号を光信号に変換して送信する点が第１の実施
形態と異なる。

【００６１】周波数変換用ローカル信号がミリ波、準ミ
リ波などのように非常に高い周波数である場合、通常、
周波数変換用ローカル信号はそのサブハーモニクスの正
弦波の発振器出力を逓倍することにより生成される。光
リンクは、一般に光ファイバによって伝送される信号の
周波数が低いほど、低コスト化が可能である。

【００６２】この点に着目して、本実施形態では図５に
示すように周波数変換用ローカル信号に代えて、サブハ
ーモニクスの正弦波発振器からなるサブハーモニクス信
号発生器１５で発生されたサブハーモニクス信号がサブ
ハーモニクス信号用光送信器１６で光信号に変換され
る。このサブハーモニクス信号用光送信器１６から出力
される光信号は、光結合器１４でＩＦ信号用光送信器１
１からの光信号と結合された後、光ファイバ３を介して
アンテナ局２に伝送される。

【００６３】一方、アンテナ局２では制御局１から光フ
ァイバ３を介して伝送されてきた光信号は、前述と同様
に光電変換器２０で電気信号に変換された後に二分岐さ
れ、フィルタ２１−１，２１−２に入力される。フィル
タ２１−１ではＩＦ信号のみが抽出され、フィルタ２１
−２ではサブハーモニクス信号のみが抽出される。

【００６４】フィルタ２１−２で抽出されたサブハーモ
ニクス信号は逓倍器２７により逓倍され、これにより周
波数変換用ローカル信号が生成される。この場合、サブ
ハーモニクス信号の周波数が周波数変換用ローカル信号
の基本波周波数の１／Ｎ（Ｎは２以上の整数）であると
すると、逓倍器２７の逓倍比はＮに設定される。

【００６５】そして、フィルタ２１−１から出力される
ＩＦ信号と逓倍器２７から出力される周波数変換用ロー
カル信号が周波数変換器２２に入力されることにより、
ＩＦ信号が無線周波信号に変換され、この無線周波信号
がアンテナ４から放射されて図示しない移動局に送信さ
れることになる。

【００６６】本実施形態によると、第１の実施形態と同
様の効果が得られるほか、第１の実施形態におけるロー
カル信号用光送信器１３に比較してサブハーモニクス信
号用光送信器１６の動作周波数が低くなるため、低コス
ト化が可能となる。

【００６７】なお、本実施形態における制御局１の構成
と、図４に示したアンテナ局２の構成を組み合わせ、図
４のアンテナ局２側に光電変換器２０−２または光電変
換器２０−２の出力側に接続されたフィルタ２１−２か
ら出力されるサブハーモニクス信号を逓倍する逓倍器を
追加して、周波数変換用ローカル信号を生成する構成と
することも可能である。

【００６８】（第４の実施形態）図６は、本発明の第４
の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図であ
る。本実施形態は、一つの制御局１に同一周波数の周波
数変換用ローカル信号を使用する複数のアンテナ局２−
ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）向けの光送信機能を持たせた
例である。すなわち、制御局１にはｎ個のＩＦ信号用光
送信器１１−ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）が設けられ、こ
れらのＩＦ信号用光送信器１１−ｉ（ｉ＝１，２，…，
ｎ）はそれぞれ入力端子１０−ｉから入力されるアンテ
ナ局２−ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）向けのＩＦ信号を光
信号に変換して出力する。

【００６９】一方、ローカル信号用光送信器１３におい
てローカル信号発生器１２から発生される周波数変換用
ローカル信号によって変調された光信号は、光分配器１
７により複数（ｎ）系統に分配される。ＩＦ信号用光送
信器１１−ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）からそれぞれ出力
される光信号と、光分配器１７でｎ分配された光信号の
各一つとが光結合器１４−ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）で
結合され、光ファイバ３−ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）に
送出される。

【００７０】なお、ローカル用光送信器１３から出力さ
れる光信号を光分配器１７でｎ分配すると、各光ファイ
バ３−ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）に送出される光パワー
が減少する。このような光パワーの減少により、満足な
伝送品質が得られなくなる場合には、光分配器１７の前
段に光増幅器を挿入して光信号を増幅しておくようにす
ればよい。

【００７１】アンテナ局２−ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）
では、光ファイバ３−ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）により
伝送されてきた光信号が受信される。アンテナ局２−ｉ
（ｉ＝１，２，…，ｎ）の構成は、図１または図４中に
示したアンテナ局２の構成と同様でよいし、図７に示す
ように構成されていてもよい。

【００７２】図７においては、光ファイバ３−ｉ（ｉ＝
１，２，…，ｎ）により伝送されてきた光信号は、まず
光分波器２８により波長毎に分波され、図６のＩＦ信号
用光送信器１１−ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）から出力さ
れる光信号とローカル信号光送信器１３から出力される
光信号とが分離して取り出される。この場合、ＩＦ信号
用光送信器１１−ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）及びローカ
ル信号光送信器１３からそれぞれ出力される光信号の波
長は、光分波器２８の動作波長に適合する値である必要
がある。

【００７３】ＩＦ信号用光送信器１１−ｉ（ｉ＝１，
２，…，ｎ）及びローカル信号光送信器１３からそれぞ
れ出力される光信号の波長が比較的近い状態で多重され
る場合は、厳密な波長制御が必要である。二つの光信号
の波長を十分に離す、例えば一方を１．３μｍ帯、他方
を１．５μｍ帯にするなど大ざっぱな波長多重をするな
らば、特に波長制御は必要ない。後者の場合、光ファイ
バの零分散波長に適合しない方の光は、光ファイバの分
散の影響を被る。分散の影響が問題になる系では、例え
ば、より低速な光信号を送信するＩＦ信号用光送信器１
１−ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）の出力光波長を零分散波
長に適合しない波長にするなど、分散の影響が小さくな
るようにするとよい。

【００７４】光分波器２８から出力される光信号のう
ち、ＩＦ信号用光送信器１１−ｉ（ｉ＝１，２，…，
ｎ）からの光信号は光電変換器２０−１に、ローカル信
号用光送信器１３からの光信号は光電変換器２０−２に
それぞれ入力される。光電変換器２０−１からは電気信
号に再変換されたＩＦ信号が出力され、光電変換器２０
−２からは電気信号に再変換された周波数変換用ローカ
ル信号が出力される。

【００７５】これらのＩＦ信号及び周波数変換用ローカ
ル信号は周波数変換器２２に入力され、この周波数変換
器２２により周波数変換用ローカル信号を用いてＩＦ信
号が無線周波信号に周波数変換（アップコンバート）さ
れた後、アンテナ４−ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）から例
えば図示しない移動局に向けて送信される。

【００７６】周波数変換用ローカル信号は高周波である
ことが多いため、ローカル信号用光送信器１３はＩＦ信
号用光送信器１１−ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）よりコス
トが高い。従って、本実施形態のようにローカル用光送
信器１３から出力される光信号を光分配器１７で複数系
統に分配する構成とすることにより、ローカル信号用光
送信器１３は全体で一つであればよく、コストを大幅に
削減できる。

【００７７】一般に、光分配器は本質的な結合損失を持
つが、光分波器は本質的な結合損失が無く、デバイスの
不完全性による過剰損失のみを持つ。従って、本実施形
態のように光分波器２８を用いる構成では光損失が少な
く、良好な光電変換特性が得られるので、伝送品質が向
上する。

【００７８】なお、図６のローカル信号発生器１２及び
ローカル信号用光送信器１３を図５に示した第３の実施
形態と同様に、サブハモニクス信号発生器１５及びサブ
ハーモニクス信号用光送信器１６に置き換えた構成にす
ることも可能である。その場合、アンテナ局２−ｉ（ｉ
＝１，２，…，ｎ）では、サブハーモニクス信号を適切
な逓倍比で逓倍してＩＦ信号の周波数変換に使用すれば
よい。

【００７９】（第５の実施形態）図８は、本発明の第５
の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図であ
る。本実施形態は、図６に示した第４の実施形態と同様
に、一つの制御局１に同一周波数の周波数変換用ローカ
ル信号を使用する複数のアンテナ局２−ｉ（ｉ＝１，
２，…，ｎ）向けの光送信機能を持たせた例である。

【００８０】本実施形態が第４の実施形態と異なるとこ
ろは、図６における制御局１内の光結合器１４−ｉ（ｉ
＝１，２，…，ｎ）を除去し、ＩＦ信号用光送信器１１
−ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）からの光信号及び光分配器
１７でｎ分配されたローカル信号用光送信器１３からの
光信号を別々の光ファイバ３−ｉ１及び３−ｉ２（ｉ＝
１，２，…，ｎ）によりアンテナ局２−ｉ（ｉ＝１，
２，…，ｎ）に伝送するようにした点である。

【００８１】一方、アンテナ局２−ｉ（ｉ＝１，２，
…，ｎ）は図９に示すように構成される。光ファイバ３
−ｉ−１及び３−ｉ−２によりアンテナ局２−ｉ（ｉ＝
１，２，…，ｎ）に伝送されてきた光信号は、それぞれ
光電変換器２０−１，２０−２に入力される。光電変換
器２０−１からは電気信号に再変換されたＩＦ信号が出
力され、光電変換器２０−２からは電気信号に再変換さ
れた周波数変換用ローカル信号が出力される。

【００８２】これらのＩＦ信号及び周波数変換用ローカ
ル信号は周波数変換器２２に入力され、周波数変換用ロ
ーカル信号を用いてＩＦ信号が無線周波信号に周波数変
換（アップコンバート）された後、アンテナ４−ｉ（ｉ
＝１，２，…，ｎ）から例えば図示しない移動局に向け
て送信される。

【００８３】本実施形態によると、第４の実施形態に比
較して２倍の数の光ファイバが必要となる点を除いて、
第４の実施形態と同様の効果が得られる。なお、図８の
ローカル信号発生器１２及びローカル信号用光送信器１
３を第３の実施形態と同様にサブハモニクス信号発生器
１５及びサブハーモニクス信号用光送信器１６に置き換
えた構成とし、アンテナ局２−ｉ（ｉ＝１，２，…，
ｎ）ではサブハーモニクス信号を適切な逓倍比で逓倍し
てＩＦ信号の周波数変換に使用する構成とすることも可
能である。

【００８４】（第６の実施形態）次に、本発明の第６の
実施形態について説明する。本実施形態は、ローカル信
号用光送信器の光源である半導体レーザに対し、所定の
帯域信号、例えば放送データで直接変調を施すことによ
って、放送データを複数のアンテナ局に分配可能とした
ものである。通信システム全体の構成は、基本的にこれ
までの実施形態と同様であるので、ここではローカル信
号用光送信器１３とアンテナ局２を中心に述べる。

【００８５】図１０は、本実施形態におけるローカル信
号用光送信器１３の構成を示す図である。半導体レーザ
３１が光源として用いられ、ローカル信号発生器１２か
らの周波数変換用ローカル信号によって外部変調用の光
変調器３２において半導体レーザ３１からの出力光に変
調が施される。このとき、半導体レーザ３１は放送デー
タ３３によって直接変調される。この場合、光変調器３
２は掛け算器としての機能を有する。ここで、放送デー
タ３３としては帯域信号が用いられる。帯域信号とは、
ベースバンド信号とは異なり、直流以外の周波数に中心
周波数を持つ信号をいう。

【００８６】こうして放送データ３３により直接変調さ
れた半導体レーザ３１からの出力光に、光変調器３２に
おいて周波数変換用ローカル信号によって外部変調をか
けると、その出力は放送データ３３と周波数変換用ロー
カル信号が掛け算された信号となる。

【００８７】次に、図１０に示したローカル信号用光送
信器１３の動作を図１１に示す周波数スペクトル図を用
いて具体的に説明する。図１１（ａ）は、放送データ３
３により直接変調が施された半導体レーザ３１からの出
力光の強度変調成分のスペクトルを示している。中心周
波数ｆ_Bの近辺に放送データ３３の信号成分が存在して
いる。通常、半導体レーザ３１は直流バイアス点を中心
に変調が施されるため、その出力光は直流、つまり周波
数０に線スペクトルが存在する。

【００８８】図１１（ｂ）は、外部変調用の光変調器３
２に印加される信号のスペクトルを示している。周波数
ｆ_cに周波数変換用ローカル信号の成分が線スペクトル
として存在している。光変調器３２も一般にある直流バ
イアスを中心として変調を行うため、その出力光は周波
数０に線スペクトルが存在する。

【００８９】図１１（ａ）に示したような変調が施され
た半導体レーザ３１からの出力光に対して、光変調器３
２により図１１（ｂ）に示したような信号で変調を施す
と、図１１（ｃ）に示すようなスペクトルの強度変調成
分を有する光が出力される。すなわち、光変調器３２は
掛け算器であるため、その出力光の強度変調成分のスペ
クトルは、図１１（ａ）と図１１（ｂ）の畳み込みとな
り、図１１（ｃ）に示すように周波数ｆ_B，ｆ_cの成分に
加えて、ｆ_c＋ｆ_Bの和周波成分，ｆ_c−ｆ_Bの差周波成分
が現れる。

【００９０】このようにして変調された光がローカル信
号用光送信器１３から光ファイバ３に送出され、アンテ
ナ局２に伝送される。アンテナ局２では、後述するよう
に放送データとして図１１（ｃ）の周波数ｆ_Bの成分ま
たは周波数ｆ_c＋ｆ_Bの成分、場合によっては周波数ｆ_c
−ｆ_Bの成分を利用する。

【００９１】次に、本実施形態におけるアンテナ局２の
構成について説明する。以下の例では、図１、図６に示
した第１の実施形態や第４の実施形態のようにＩＦ信号
用光送信器１２及びローカル信号用光送信器１３からそ
れぞれ出力される光信号を結合して、１本の光ファイバ
３でアンテナ局２に伝送する場合について述べる。

【００９２】図１２は、ＩＦ信号によって変調されたＩ
Ｆ信号用光送信器１１からの出力光の強度変調成分のス
ペクトルを示している。中心周波数ｆ_DにＩＦ信号成分
が存在している。このＩＦ信号用光送信器１１からの出
力光とローカル信号用光送信器１３からの図１１（ｃ）
に示したような強度変調成分を有する光を光結合器１４
で結合して光ファイバ３でアンテナ局２へ伝送し、アン
テナ局２において一つの光電変換器２０で電気信号に変
換すると、その周波数スペクトルは図１３に示すように
なり、ｆ_B，ｆ_c，ｆ_c＋ｆ_B，ｆ_c−ｆ_Bに加えてｆ_Dの周
波数成分を有する。

【００９３】図１４〜図１９は、本実施形態におけるア
ンテナ局２の種々の構成例を示している。図１４及び図
１５は、光ファイバ３によりアンテナ局２に伝送されて
くる結合された二つの光信号をまとめて一つの光電変換
器２０で電気信号に変換して処理する例である。

【００９４】図１４は、放送データ３３として周波数ｆ
_c＋ｆ_Bの成分を使用する場合の形態である。光電変換器
２０からの出力信号は適切な比率で３分岐された後、フ
ィルタ２１−２，２１−２，２１−３に入力され、フィ
ルタ２１−１によって周波数ｆ_DのＩＦ信号成分、フィ
ルタ２１−２によって周波数ｆ_cの周波数変換用ローカ
ル信号成分、フィルタ２１−３によって周波数ｆ_c＋ｆ_B
の放送データ成分がそれぞれ抽出される。

【００９５】周波数変換器２２では、フィルタ２１−１
から出力されたＩＦ信号成分がフィルタ２１−２から出
力された周波数変換用ローカル信号によって無線周波信
号に周波数変換（アップコンバート）される。周波数変
換器２２から出力された無線周波信号成分は、結合器２
９−１においてフィルタ２１−３から出力された放送デ
ータと適切な比率で結合され、電力増幅器２５を経てア
ンテナ４から放射される。

【００９６】図１５は、放送データ３３として周波数ｆ
_B の成分を使用する場合の形態である。光電変換器２０
からの出力信号は適切な比率で３分岐された後、フィル
タ２１−１，２１−２，２１−４に入力され、フィルタ
２１−１によって周波数ｆ_DのＩＦ信号成分、フィルタ
２１−２によって周波数ｆ_cの周波数変換用ローカル信
号成分、フィルタ２１−４によって周波数ｆ_Bの放送デ
ータ成分がそれぞれ抽出される。

【００９７】フィルタ２１−１から出力されたＩＦ信号
とフィルタ２１−４から出力された放送データが結合器
２９−２によって適切な比率で結合され、フィルタ２１
−２から出力された周波数変換用ローカル信号を用いて
周波数変換器２２で無線周波信号に変換される。周波数
変換器２２から出力された無線周波信号は、電力増幅器
２５を経てアンテナ４から放射される。

【００９８】なお、図１４及び図１５のようにＩＦ信号
と放送データを一旦分離してから結合器２９−１，２９
−２で結合する構成は、光電変換器２０で受信されたＩ
Ｆ信号と放送データのパワー比がアンテナ４から放射さ
れるときのパワー比と異なる場合に主に用いられる。こ
のような場合、結合器２９−１，２９−２で所望のパワ
ー比となるような適切な結合比で結合することが望まし
い。光電変換器２０で受信されたＩＦ信号と放送データ
の比率が適切であれば、図４に示したアンテナ局２と同
様の構成を用い、フィルタ２１−１でＩＦ信号と放送デ
ータをまとめて抽出すればよい。

【００９９】図１６及び図１７は、光ファイバ３により
アンテナ局２に伝送されてくる結合された二つの光信号
を光分配器２６により適切な比率で２分配し、低速信号
用である光電変換器２０−１と高周波信号用である光電
変換器２０−２でそれぞれ電気信号に変換して処理する
例である。

【０１００】図１６では、光分配器２６で２分配された
光信号の一方が光電変換器２０−１で電気信号に変換さ
れる。光電変換器２０−１は、ＩＦ信号周波数程度の比
較的低速度の信号を光電変換できる光電変換器であり、
この光電変換器２０−１の出力信号は適切な比率で２分
岐された後、フィルタ２１−１，２１−４に入力され、
フィルタ２１−１によって周波数ｆ_DのＩＦ信号、フィ
ルタ２１−４によって周波数ｆ_Bの放送データがそれぞ
れ抽出される。これらフィルタ２１−２，２１−４の出
力信号は、結合器２９−２によって適切な比率で結合さ
れる。

【０１０１】光分配器２６で２分配された光信号の他方
は、高速信号用の光電変換器２０−２で電気信号に変換
される。光電変換器２０−２の出力信号はフィルタ２１
−２に入力され、周波数ｆ_cの周波数変換用ローカル信
号が抽出される。結合器２９−２の出力信号は周波数変
換器２２に入力され、フィルタ２１−２から出力された
周波数変換用ローカル信号を用いて無線周波信号に変換
された後、電力増幅器２５を経てアンテナ４から放射さ
れる。

【０１０２】なお、ここでは光電変換器２０−１から出
力されるＩＦ信号と放送データを一旦分離して、結合器
２９−２で再結合するようにしたが、光電変換器２０−
１から出力されるＩＦ信号と放送データのパワー比をそ
のまま使用できるならば、図４に示したアンテナ局と同
様の構成として、フィルタ２１−１でＩＦ信号と放送デ
ータをまとめて抽出してもよい。

【０１０３】また、光電変換器２０−１として高周波信
号に対する感度が十分低く、周波数変換用ローカル信号
周波数近辺の信号を全く受信しないものを用いるなら
ば、フィルタ２１−１を省略することもできる。

【０１０４】図１７は、周波数ｆ_c＋ｆ_Bにある放送デー
タを使用する形態である。光電変換器２０−１，２０−
２で入力された光信号を電気信号に変換するところまで
は、図１６の構成と同様である。低速信号用である光電
変換器２０−１の出力信号はフィルタ２１−１に入力さ
れ、周波数ｆ_DのＩＦ信号成分が抽出される。高速信号
用である光電変換器２０−２の出力信号は適切な比率で
２分岐され、その一方はフィルタ２１−２に入力されて
周波数ｆ_cの周波数変換用ローカル信号成分が抽出さ
れ、他方はフィルタ２１−３に入力されて周波数ｆ_c＋
ｆ_Bの放送データ成分が抽出される。

【０１０５】フィルタ２１−１から出力されたＩＦ信号
は周波数変換器２２に入力され、フィルタ２１−２から
出力された周波数変換用ローカル信号を用いて無線周波
信号に変換される。周波数変換器２２の出力信号とフィ
ルタ２１−３から出力された放送データが結合器２９−
１によって適切な比率で結合され、電力増幅器２５を経
てアンテナ４から放射される。

【０１０６】図１８及び図１９は、アンテナ局２に伝送
されてきた光信号が分離可能な状態で波長多重されてお
り、これを光分波器２８で波長分離した後、光電変換器
２０１，２０−２で電気信号に変換して処理する例を示
している。

【０１０７】図１８は、放送データとして周波数ｆ_Bの
成分を使用する形態である。光ファイバ３を介して伝送
されてきた光信号は、光分波器２８によってＩＦ信号用
光送信器１１からの光信号とローカル信号用光送信器１
３からの光信号に分波される。光電変換器２０−１は、
ＩＦ信号用光送信器１１からの光信号を電気信号に変換
してＩＦ信号を出力する。光電変換器２０−２は、ロー
カル信号用光送信器１３からの光信号を電気信号に変換
して周波数変換用ローカル信号を出力する。

【０１０８】光電変換器２０−２の出力信号は適切な比
率で２分岐された後、フィルタ２１−２，２１−４に入
力され、フィルタ２１−２で周波数ｆcの周波数変換用
ローカル信号、フィルタ２１−４で周波数ｆ_B の放送デ
ータがそれぞれ抽出される。光電変換器２０−１から出
力されたＩＦ信号と、フィルタ２１−４から出力された
放送データが結合器２９−２によって適切な比率で結合
された後、周波数変換器２２に入力され、フィルタ２１
−２から出力された周波数変換用ローカル信号によって
無線周波信号に変換され、電力増幅器２５を経てアンテ
ナ４から放射される。

【０１０９】図１９は、放送データとして周波数ｆ_c＋
ｆ_Bの成分を使用する形態である。光分波器２８で分波
した光信号を光電変換器２０−１，２０−２で電気信号
に変換するところまでは、図１８と同様である。

【０１１０】光電変換器２０−２の出力信号は適切な比
率で２分岐された後、フィルタ２１−２，２１−３に入
力され、フィルタ２１−２により周波数ｆcの周波数変
換用ローカル信号、フィルタ２１−３により周波数ｆ_c
＋ｆ_Bの放送データ成分がそれぞれ抽出される。光電変
換器２０−１により電気信号に再変換されたＩＦ信号は
周波数変換器２２に入力され、フィルタ２１−２から出
力された周波数変換用ローカル信号によって無線周波信
号に変換される。この無線周波信号は結合器２９−１に
おいてフィルタ２１−３から出力された放送データと適
切な比率で結合され、電力増幅器２５を経てアンテナ４
から放射される。

【０１１１】上述した本実施形態の説明は、制御局１か
らアンテナ局２に１本の光ファイバが接続されている場
合の例であるが、例えば図８に示したように２本の光フ
ァイバ３−ｉ１，３−ｉ２が制御局１から接続される形
態の場合には、例えば図１８または図１９の構成におい
てアンテナ局２内の光分波器２８を除去し、ＩＦ信号用
光送信器１１からの光信号を伝送する光ファイバ３−ｉ
１を光電変換器２０−１に、ローカル信号用光送信器１
３からの光信号を伝送する光ファイバ３−ｉ２を光電変
換器２０−２に接続すればよい。

【０１１２】また、図１０のローカル信号発生器１２及
びローカル信号用光送信器１３を第３の実施形態と同様
にサブハモニクス信号発生器１５及びサブハーモニクス
信号用光送信器１６に置き換え、周波数変換用ローカル
信号の基本波周波数（ｆ_c）の１／Ｎの周波数のサブハ
ーモニクス信号を光信号として送信するようにしてもよ
い。その場合には、放送データとして周波数がｆ_c／Ｎ
＋ｆ_Bの成分は使用できないため、周波数ｆ_Bの成分を使
用する。このとき使用できるアンテナ局２の形態は例え
ば図１５、図１６及び図１８など、周波数ｆ_Bの成分を
使用している形態に限定される。また、アンテナ局２で
は図５と同様に電気信号に変換されたサブハーモニクス
信号を逓倍して周波数変換用ローカル信号を発生させる
ための逓倍器を周波数変換器２２の前に挿入することに
なる。以上の形態で光損失が大きく十分な伝送品質が確
保できない場合は、適宜光増幅器を挿入するとよい。

【０１１３】以上述べたように、本実施形態では図１０
に示したようにローカル信号用光送信器１３（またはサ
ブハーモニクス信号用光送信器）の光源として、放送デ
ータ３３で直接変調された半導体レーザ３１の出力光を
使用し、これに光変調器３２によって周波数変換用ロー
カル信号で変調を施すことによって、複数のアンテナ局
に共通した放送データの分配を周波数変換用ローカル信
号（またはサブハーモニクス信号）の分配と同時に行う
ことが可能となるため、分配系を共通化して低コスト化
を図ることができる。

【０１１４】なお、本実施形態では複数のアンテナ局へ
放送データを分配することを目的として、図１０に示し
たローカル信号用光送信器１３において、放送データ３
３によって半導体レーザ３１を直接変調するようにした
が、半導体レーザ３１を直接変調する信号は放送データ
３３に限られるものではなく、他の任意の帯域信号を用
いることができる。

【０１１５】（第７の実施形態）次に、本発明の第７の
実施形態について説明する。本実施形態は、周波数変換
用ローカル信号の整数分の１の周波数であるサブハーモ
ニクス周波数の発振器出力を光変調器特有の周期特性を
利用して逓倍し、周波数変換用ローカル信号を得るよう
にした例である。通信システム全体の構成は図１、図６
または図８と同様であるので、本実施形態では制御局１
内のローカル信号用光送信器１３とアンテナ局２につい
てのみ説明する。

【０１１６】図２０は、本実施形態におけるローカル信
号用光送信器１３の構成を示している。この例では光源
として半導体レーザ３１が用いられ、この半導体レーザ
３１の出力光がマッハ・ツェンダ型光変調器３４におい
てサブハーモニクス信号発生器１５からのサブハーモニ
クス信号によって変調される。

【０１１７】サブハーモニクス信号発生器１５は、周波
数変換用ローカル信号周波数ｆ_cのサブハーモニクスに
当たる周波数ｆ_c／Ｎ（Ｎは２以上の整数）で発振する
正弦波発振器により構成され、この発振器の出力が適切
な振幅となるように増幅または減衰された後、適切なバ
イアス電圧とともにマッハ・ツェンダ型光変調器３４に
印加される。これによりマッハ・ツェンダ型光変調器３
４では、入力されるサブハーモニクス信号が逓倍され、
サブハーモニクス信号の整数倍の周波数である高調波、
つまり周波数変換用ローカル信号が効率よく発生され
る。

【０１１８】図２１は、マッハ・ツェンダ型光変調器３
４の印加電圧に対する光透過率の変化を示すグラフと併
せて、高調波を効率よく発生させるバイアス点と印加電
圧の振幅を例示している。同図に示すように、光透過率
が印加電圧に対して正弦波状に周期的な変化を示すた
め、この周期性を利用して印加電圧の高調波を発生させ
ることができる。

【０１１９】例えば、電圧＝０Ｖをバイアス点として振
幅がＶ_π以下の正弦波電圧を印加して変調をかけれ
ば、２次高調波が発生する。また、電圧＝Ｖ_π／２をバ
イアス点として振幅がＶ_π／２を越え、３Ｖ_π／２以下
の正弦波電圧を印加して変調をかければ、３次高調波
が発生する。同様に、正弦波電圧を印加して変調をか
けると、４次高調波が発生する。因みに、電圧＝Ｖ_π／
２をバイアス点として振幅がＶ_π／２に満たない正弦波
電圧をマッハ・ツェンダ型光変調器３４に印加した場合
には、サブハーモニクス信号がそのまま出力され、図５
のサブハーモニクス信号用光信号発生器１６が実現され
ることになる。

【０１２０】従って、必要とされる逓倍比に応じて適宜
バイアス点と印加電圧の振幅を調整し、マッハ・ツェン
ダ型光変調器３４に印加することにより、周波数変換用
ローカル信号として必要な所望の高調波を成分をマッハ
・ツェンダ型光変調器３４から出力することができる。

【０１２１】このような構成のローカル信号用光送信器
１３では、マッハ・ツェンダ型光変調器３４から所望の
高調波である周波数変換用ローカル信号周波数成分が最
も効率よく発生するようにバイアス点及び印加電圧の振
幅を調整しても、所望の高調波の他に不要な次数の高調
波も発生する。例えば、Ｎ＝２の場合、マッハ・ツェン
ダ型光変調器３４の出力スペクトルは図２２に示すよう
になる。

【０１２２】図２１の正弦波電圧で変調を施すと、２
次高調波、すなわち周波数ｆcの成分の他に、４次、６
次等の偶数次の高調波も小さいながら原理的に発生す
る。また、マッハ・ツェンダ型光変調器３４のデバイス
としての不完全性のため、変調信号成分である周波数ｆ
c／２のサブハーモニクス信号成分も出力に残留する。
さらに、バイアス点が図２１の正弦波状の光透過特性の
頂点に完全に合っていなければ、周波数３ｆ_c／２，５
ｆ_c／２…の奇数次高調波も発生する。これらの不要波
が問題となる場合には、アンテナ局でそれらを除去すれ
ばよい。

【０１２３】本実施形態におけるアンテナ局の構成は、
基本的には図１、図４、図７また図９に示すアンテナ局
２と同様でよい。ただし、アンテナ局２において光電変
換器２０，２０−２で光電変換して得られた周波数変換
用ローカル信号を周波数変換器２２に入力する前に、上
述のような不要波を除去するフィルタを通過させる必要
がある。

【０１２４】具体的には、図１または図４に示すような
アンテナ局２の構成をとるならば、フィルタ２１−２に
不要波を除去できるような特性を持たせればよい。一
方、制御局１においては上述の不要波がＩＦ信号に重な
らないように、マッハ・ツェンダ型光変調器３４での逓
倍比を適切に選択する必要がある。

【０１２５】さらに、図７また図９に示すアンテナ局２
の構成とるならば、光電変換器２０−２と周波数変換器
２２との間に、上述の不要波を除去するフィルタを新た
に挿入する必要がある。

【０１２６】（第８の実施形態）図２３は、本発明の第
８の実施形態におけるローカル信号用光送信器１３の構
成を示している。本実施形態は、図１０〜図１９を用い
て説明した第６の実施形態と、図２０〜図２２を用いて
説明した第７の実施形態を組み合わせた実施形態であ
る。

【０１２７】半導体レーザ３１は、放送データ３３によ
って直接変調される。このときの半導体レーザ３１の出
力光の強度変調成分のスペクトルは図１１（ａ）と同じ
であり、これがマッハ・ツェンダ型光変調器３４に入力
され、第７の実施形態と同様にサブハーモニクス信号発
生器１５からのサブハーモニクス信号によって変調され
る。

【０１２８】マッハ・ツェンダ型光変調器３４に駆動信
号として入力されるサブハーモニクス信号は、図２４に
示されるようにｆ_c／２の周波数成分を持つスペクトル
を有する。しかし、マッハ・ツェンダ型光変調器３４の
掛け算器としての機能は、図２４の駆動信号としてのサ
ブハーモニクス信号に対してではなく、マッハ・ツェン
ダ型光変調器３４の光透過特性を駆動して得られる波
形、すなわち、第７の実施形態におけるマッハ・ツェン
ダ型光変調器３４の出力スペクトルである図２２に対し
て作用する。従って、マッハ・ツェンダ型光変調器３４
からの出力光の強度変調成分のスペクトルは、図１１
（ａ）のスペクトルと図２２のスペクトルとの畳み込み
である図２５に示すようになる。

【０１２９】図２５を図１０における光変調器３２の出
力光の強度変調成分のスペクトルである図１１（ｃ）と
比較すると、不要波及びその両脇に生じた不要波と放送
データとの畳み込み成分が新たに存在していることが分
かる。図１や図６に示したように、ＩＦ信号用光送信器
１１，１１ｉとローカル信号用光送信器１３の出力光を
光結合器１４，１４−ｉで結合してから光ファイバ３，
３−ｉに送出する系では、このような成分がＩＦ信号周
波数に重なってこないようにマッハ・ツェンダ型光変調
器３４に対して適切な逓倍比を選択する必要がある。

【０１３０】また、アンテナ局２においては、周波数ｆ
_DのＩＦ信号を抽出すフィルタ２１−１、周波数ｆ_cの周
波数変換用ローカル信号を抽出するフィルタ２１−２、
周波数ｆ_c＋ｆ_Bの放送データを抽出するフィルタ２１−
３、周波数ｆ_Bの放送データを抽出するフィルタ２１−
４は全て、それぞれが抽出すべき信号成分以外の不要波
を通過させないように適切な帯域を有している必要があ
る。

【０１３１】以上のように本実施形態によれば、ローカ
ル信号用光送信器１３において適切なバイアス点及び電
圧振幅に調整されたサブハーモニクス信号によりマッハ
・ツェンダ型光変調器３４を変調することによって、効
率よくサブハーモニクス信号の高調波、すなわち周波数
変換用ローカル信号を発生させることができる。その結
果、高周波の周波数変換用ローカル信号周波数では高価
となる周波数変換用ローカル信号によって変調のかかる
光変調器が不要となり、低コスト化を図ることが可能と
なる。

【０１３２】図６や図８のように周波数変換用ローカル
信号を複数のアンテナ局２−ｉ向けに複数系統に分配す
る系においても、本実施形態に基づくローカル信号用光
送信器１３の採用による低コスト化の効果はあるが、特
に図１のように制御局１とアンテナ局２が１：１で接続
されている系で、本実施形態に基づく低コスト化の効果
がより高くなる。

【０１３３】（第９の実施形態）次に、本発明の第９の
実施形態について説明する。本実施形態における通信シ
ステム全体の接続構成は図１、図６または図８と同様で
あるため、ここでは本実施形態の特徴であるアンテナ局
２の構成について述べる。

【０１３４】図２６に、本実施形態におけるアンテナ局
２の構成を示す。光ファイバ３により伝送されてきた光
信号は、光電変換器２０によって電気信号に変換され
る。光電変換器２０の出力信号は、適切な比率で２分岐
された後、フィルタ２１−１，２１−２に入力され、フ
ィルタ２１−１によってＩＦ信号、フィルタ２１−２に
よって周波数変換用ローカル信号がそれぞれ抽出され
る。フィルタ２１−１の出力信号はさらに適切な比率で
２分岐され、その一方は電力増幅器４１を経てアンテナ
４０に供給される。これによりアンテナ４０からは、比
較的低周波である中間周波信号、例えば５．８ＧＨｚ帯
の信号が放射される。

【０１３５】フィルタ２１−１の出力から２分岐された
他方の信号は、周波数変換器２２においてフィルタ２１
−２の出力である周波数変換用ローカル信号によってミ
リ波、準ミリ波など高周波の無線周波信号、例えば６０
ＧＨｚ帯の信号に変換され、電力増幅器２５を経てアン
テナ４から放射される。

【０１３６】このように本実施形態によれば、低周波の
狭帯域サービスから高周波の広帯域サービスに１種類の
アンテナ局で対応することができ、経済的である。

【０１３７】なお、本実施形態は図１に示したアンテナ
局１に電力増幅器４１及びアンテナ４０を追加すること
で、高周波の無線信号と中間周波信号の送信を可能とし
たものであるが、同様に図４、図５、図７、図９、図１
４〜図１９に示したアンテナ局２においても同様の構成
を追加し、中間周波信号を分岐してアンテナから放射す
るようにすることが可能である。

【０１３８】また、特に図１４〜図１９に示したアンテ
ナ局２において同様の構成をとる場合、狭帯域サービス
で提供するサービスの内容に応じて、アンテナから放射
すべき中間周波信号を分岐する点を適宜変更すればよ
い。もし、ＩＦ信号のみを狭帯域サービスとして提供す
るならば、ＩＦ信号を抽出するフィルタの直後でＩＦ信
号を分岐してアンテナから放射するようにする。ＩＦ信
号と放送データの双方を狭帯域サービスとして提供する
ならば、これらが結合器２９−２で結合されてから、あ
るいは双方が１つの信号としてまとまっている点で分岐
を行ってアンテナから放射するようにすればよい。

【０１３９】なお、図２６では高周波無線信号を放射す
る高周波用アンテナ４とＩＦ信号を放射する低周波用ア
ンテナ４０を分けて個別に設置した。アンテナは通常、
大きく異なる二つの周波数には対応しないため、このよ
うな構成が妥当である。しかし、仮に双方の周波数に対
応するアンテナが構成可能であれば、高周波の広帯域サ
ービス用の信号と低周波の狭帯域サービス用の信号を結
合してから１つのアンテナで放射すればよい。

【０１４０】（第１０の実施形態）本発明の主眼は、制
御局１からアンテナ局２へ向かう下り方向の伝送系の構
成に関するものであるが、無線通信の多くは双方向に行
われるため、実際にはアンテナ局２から制御局１に向か
う上り方向の伝送系も必要となる。本実施形態において
は、下り方向に加えて上り方向の伝送系のための構成を
追加したアンテナ局２について説明する。

【０１４１】図２７は、本実施形態におけるアンテナ局
２の構成を示している。このアンテナ局２では、図１に
示したアンテナ局２に、上り方向用のアンテナ５０と低
雑音増幅器５１及び周波数変換器５２が追加されてい
る。周波数変換器５２は、下り方向用の周波数変換器２
２と同様、ミキサ５３とフィルタ５４からなる。

【０１４２】アンテナ５０によって受信された上り方向
の無線周波信号は、低雑音増幅器５１を経て周波数変換
器５２に入力され、ここで下り方向の伝送系においてフ
ィルタ２１−２により抽出された周波数変換用ローカル
信号を用いて中間周波信号にダウンコンバートされる。
周波数変換器５２から出力される中間周波数信号は、光
送信器５５によって光信号に変換され、光ファイバ５を
介して制御局に向けて伝送される。

【０１４３】本実施形態によると、上り方向の伝送系に
設けられる光送信器５５及び図示しない制御局内の光受
信器が中間周波信号に対応できる程度の低コストなもの
でよくなる。さらに、周波数変換器５２内のフィルタ５
４は不要である場合もある。ミキサ５３の出力に含まれ
るイメージ信号は無線周波信号より高周波側にあるた
め、光送信器５５が中間周波信号に対応できる程度の低
速のものであれば、光送信器５５が応答する信号は中間
周波信号のみとなるためである。

【０１４４】図２７に示したアンテナ局２の構成は、図
１に示したアンテナ局２を変形して上り方向の伝送系を
追加したものであるが、これまでの説明した種々のアン
テナ局２に対しても同様の変形で対応できる。すなわ
ち、これまで説明したいずれのアンテナ局においても、
下り方向の伝送系で得られた周波数変換用ローカル信号
を分岐し、この周波数変換用ローカル信号を用いて周波
数変換器で上り方向の無線周波信号を中間周波信号に周
波数変換（ダウンコンバート）した後、光送信器で光信
号に変換して光ファイバにより制御局１に伝送すればよ
い。

【０１４５】また、図５に示したように下り方向の伝送
系において、制御局１から周波数変換用ローカル信号の
整数分の１の周波数を有するサブハーモニクス信号を伝
送する場合には、アンテナ局１で抽出したサブハーモニ
クス信号を逓倍して得られた周波数変換用ローカル信号
を用いて上り方向の伝送系での無線周波信号を周波数変
換（ダウンコンバート）してから、光信号に変換して光
ファイバ５により制御局１に伝送すればよい。

【０１４６】（第１１の実施形態）図２８は、本発明の
第１１の実施形態におけるアンテナ局１の構成を示して
いる。本実施形態は、図２６で説明した第９の実施形態
における低周波の狭帯域サービスと高周波の広帯域サー
ビスの両方に対応可能としたアンテナ局に、図２７で説
明した第１０の実施形態における上り方向の伝送系を追
加した一つの実施形態である。

【０１４７】本実施形態のアンテナ局２は、図２６と図
２７の構成を組み合わせて、下り方向の伝送系での中間
周波信号を電力増幅器４１を経てアンテナ４０から放射
し、上り方向の伝送系においてアンテナ５０で受信され
た無線周波信号を低雑音増幅器５１を経て周波数変換器
５２により中間周波数信号に変換し、光送信器５５によ
り光信号に変換して光ファイバ５を介して制御局に向け
て伝送可能とすると共に、さらに上り方向の伝送系にお
ける低周波の狭帯域サービスの信号を受信するためのア
ンテナ６０、低雑音増幅器６１及び結合器６２が追加さ
れている。

【０１４８】すなわち、上り方向の伝送系において、ア
ンテナ６０で受信された低周波の狭帯域サービスの信号
は低雑音増幅器６１を経て結合器６２に入力される。一
方、図２７と同様にアンテナ５０で受信された高周波の
広帯域サービスの信号は低雑音増幅器５１を経て周波数
変換器５２に入力され、下り方向の伝送系においてフィ
ルタ２１−２により抽出された周波数変換用ローカル信
号を用いて中間周波信号にダウンコンバートされる。

【０１４９】そして、周波数変換器５２から出力される
中間周波数信号と、アンテナ６０で受信され低雑音増幅
器６１を経て取り出された低周波の狭帯域サービスの信
号とが結合器６２により結合され、光送信器５５よって
光信号に変換され、光ファイバ５を介して制御局に向け
て伝送される。

【０１５０】図２９（ａ）に、このときの空中での各信
号の周波数スペクトルを示す。アンテナ４０から放射さ
れる狭帯域サービスの信号（狭帯域下り信号）７１のス
ペクトルは周波数ｆ_Bに、またアンテナ６０で受信され
る狭帯域サービスの信号（狭帯域上り信号）７２のスペ
クトルは周波数ｆ_BUNにある。

【０１５１】一方、アンテナ４から放射される広帯域サ
ービスの信号（広帯域下り信号）７３のスペクトルはｆ
_Bより周波数変換用ローカル信号の周波数ｆ_cだけ高い周
波数ｆ_c＋ｆ_Bに、またアンテナ５０で受信される広帯域
サービスの信号（広帯域上り信号）７４のスペクトルは
ｆ_BUNよりｆ_cだけ高い周波数ｆ_c＋ｆ_BUBにある。広帯域
サービスでは帯域が豊富であるため、このように下り信
号７３と上り信号７４の周波数差が大きい。

【０１５２】ここで、広帯域上り信号７４は周波数変換
器５２において周波数ｆ_cの周波数変換用ローカル信号
によりダウンコンバートされ、図２９（ｂ）に示すよう
に周波数ｆ_BUBに出現するが、これは狭帯域上り信号７
２の周波数ｆ_BUNと重なることはない。従って、図２８
に示したようにダウンコンバート後の広帯域上り信号７
４と狭帯域上り信号７２を結合器６２で結合しても両者
は重ならないため、一つの光送信器５５で制御局に向け
て送信することができ、経済的である。

【０１５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によればミ
リ波、準ミリ波など周波数の高い無線信号を光ファイバ
で伝送するＲＯＦシステムのような通信システムにおい
て、無線信号をＩＦ信号と周波数変換用ローカル信号ま
たは周波数変換用ローカル信号の整数分の１の周波数か
らなるサブハーモニクス信号に分離した形態でそれぞれ
異なる光送信器により光信号に変換して伝送することに
よって、歪特性を劣化させることなく光変調度を大きく
でき、さらにそれぞれの光送信器として駆動信号の周波
数帯に特化した狭帯域特性のものを用いることができる
ため、低コスト化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態に係る通信システム
の構成を示すブロック図

【図２】 同実施形態におけるＩＦ信号用光送信器の構
成例を示すブロック図

【図３】 同実施形態におけるローカル信号用光送信器
の構成例を示すブロック図

【図４】 本発明の第２の実施形態におけるアンテナ局
の構成を示すブロック図

【図５】 本発明の第３の実施形態に係る通信システム
の構成を示すブロック図

【図６】 本発明の第４の実施形態に係る通信システム
の構成を示すブロック図

【図７】 同実施形態に適したアンテナ局の構成を示す
ブロック図

【図８】 本発明の第５の実施形態に係る通信システム
の構成を示すブロック図

【図９】 同実施形態におけるアンテナ局の構成を示す
ブロック図

【図１０】本発明の第６の実施形態に係る通信システム
におけるローカル信号用光送信器の構成を示すブロック
図

【図１１】同実施形態におけるローカル信号用光送信器
の動作を説明するための周波数スペクトル図

【図１２】同実施形態におけるアンテナ局の動作を説明
するための周波数スペクトル図

【図１３】同実施形態におけるアンテナ局の動作を説明
するための周波数スペクトル図

【図１４】同実施形態におけるアンテナ局の第１の構成
例を示すブロック図

【図１５】同実施形態におけるアンテナ局の第２の構成
例を示すブロック図

【図１６】同実施形態におけるアンテナ局の第３の構成
例を示すブロック図

【図１７】同実施形態におけるアンテナ局の第４の構成
例を示すブロック図

【図１８】同実施形態におけるアンテナ局の第５の構成
例を示すブロック図

【図１９】同実施形態におけるアンテナ局の第６の構成
例を示すブロック図

【図２０】本発明の第７の実施形態に係る通信システム
におけるローカル信号用光送信器の構成を示すブロック
図

【図２１】同実施形態の動作を説明するためのマッハ・
ツェンダ型光変調器の印加電圧に対する光透過率の変化
と種々のバイアス及び振幅の設定について示す図

【図２２】マッハ・ツェンダ型光変調器の出力信号の周
波数スペクトルの例を示す図

【図２３】本発明の第８の実施形態に係る通信システム
におけるローカル信号用光信号発生器の構成を示すブロ
ック図

【図２４】マッハ・ツェンダ型光変調器の駆動信号の周
波数スペクトルの例を示す図

【図２５】マッハ・ツェンダ型光変調器の出力信号の周
波数スペクトルの例を示す図

【図２６】本発明の第９の実施形態に係る通信システム
におけるアンテナ局の構成を示すブロック図

【図２７】本発明の第１０の実施形態に係る通信システ
ムにおけるアンテナ局の構成を示すブロック図

【図２８】本発明の第１１の実施形態に係る通信システ
ムにおけるアンテナ局の構成を示すブロック図

【図２９】同実施形態の動作を説明するための各種信号
の周波数スペクトルを示す図

【符号の説明】

１…制御局 ２，２−１〜２−ｎ…アンテナ局 ３，３−１〜３−ｎ，３−１１〜３−ｎ１，３−１２〜
３−ｎ２…光ファイバ ５…光ファイバ ４，４−１〜４−ｎ…アンテナ １０…ＩＦ信号入力端子 １１…ＩＦ信号用光送信器 １２…ローカル信号発生器 １３…ローカル信号用光送信器 １４…光結合器 １５…サブハーモニクス信号発生器 １６…サブハーモニクス信号用光送信器 １７…光分配器 ２０，２０−１，２０−２…光電変換器 ２１−１，２１−２，２１−３…フィルタ ２２…周波数変換器 ２３…ミキサ ２４…フイルタ ２５…電力増幅器 ２６…光分配器 ２７…逓倍器 ２８…光分波器 ２９−１，２９−２…結合器 ３０，３１…半導体レーザ ３２…光変調器 ３３…放送データ ３４…マッハ・ツェンダ型光変調器 ４０…アンテナ ４１…電力増幅器 ５０…アンテナ ５１…低雑音増幅器 ５２…周波数変換器 ５３…ミキサ ５４…フィルタ ５５…光送信器 ６０…アンテナ ６１…低雑音増幅器 ６２…結合器 ７１…狭帯域下り信号 ７２…狭帯域上り信号 ７３…広帯域上り信号 ７４…広帯域上り信号

フロントページの続き (72)発明者 原田 博司 神奈川県横須賀市光の丘３−４ 郵政省 通信総合研究所横須賀無線通信センター 内 (72)発明者 富岡 多寿子 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 大島 茂 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社東芝研究開発センター内 (56)参考文献 特開 平６−98365（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−316908（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−164427（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−14264（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−116319（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−65421（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 10/00 G02F 1/03 502 H04Q 7/36

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】制御局及び該制御局と複数の第１の光伝送
   路によりそれぞれ接続された複数のアンテナ局からなる
   通信システムにおいて、 前記制御局は、 複数系列の中間周波信号をそれぞれ複数の第１の光信号
   に変換して送信するための複数の第１の光送信器と、 周波数変換用ローカル信号を第２の光信号に変換して送
   信するための一つの第２の光送信器と、 前記第２の光信号を複数に分配する光分配器と、 前記複数の第１の光信号と前記光分配器により分配され
   た複数の第２の光信号をそれぞれ結合して前記複数の第
   １の光伝送路にそれぞれ送出する複数の第１の光結合器
   とを有し、 前記複数のアンテナ局の各々は、 前記第１の光伝送路によりそれぞれ伝送されてきた光信
   号を光電変換して前記中間周波信号及び前記周波数変換
   用ローカル信号を出力する少なくとも一つの光電変換器
   と、 前記光電変換器から出力される中間周波信号を該光電変
   換器から出力される周波数変換用ローカル信号を用いて
   所望の無線周波信号に変換して出力する第１の周波数変
   換器と、 前記第１の周波数変換器から出力される無線周波信号を
   送信するための第１のアンテナとをそれぞれ有し、 前記第２の光送信器は、半導体レーザと、この半導体レ
   ーザの出力光を前記周波数変換用ローカル信号によって
   変調して前記第２の光信号を得る光変調器と、前記半導
   体レーザを複数のアンテナ局に共通に分配する帯域信号
   により直接変調する手段とを有することを特徴とする 通
   信システム。
2. 【請求項２】制御局及び該制御局と複数の第１の光伝送
   路によりそれぞれ接続された複数のアンテナ局からなる
   通信システムにおいて、 前記制御局は、 複数系列の中間周波信号をそれぞれ複数の第１の光信号
   に変換して送信するための複数の第１の光送信器と、 周波数変換用ローカル信号の基本波周波数の整数分の１
   の周波数を有するサブハーモニクス信号を第２の光信号
   に変換して送信するための一つの第２の光送信器と、 前記第２の光信号を複数に分配する光分配器と、 前記複数の第１の光信号と前記光分配器により分配され
   た複数の第２の光信号をそれぞれ結合して複数の第１の
   光伝送路に送出する複数の第１の光結合器とを有し、 前記複数のアンテナ局の各々は、 前記第１の光伝送路によりそれぞれ伝送されてきた光信
   号を光電変換して前記中間周波信号及び前記サブハーモ
   ニクス信号を出力する少なくとも一つの光電変換器と、 前記光電変換器から出力されるサブハーモニクス信号を
   逓倍して前記周波数変換用ローカル信号を出力する逓倍
   器と、 前記光電変換器から出力される中間周波信号を前記逓倍
   器から出力される前記周波数変換用ローカル信号を用い
   て所望の無線周波信号に変換して出力する第１の周波数
   変換器と、 前記第１の周波数変換器から出力される無線周波信号を
   送信する第１のアンテナとをそれぞれ有し、 前記第２の光送信器は、半導体レーザと、この半導体レ
   ーザの出力光を前記サブハーモニクス信号によって変調
   して前記第２の光信号を得る光変調器と、前記半導体レ
   ーザを複数のアンテナ局に共通に分配する帯域信号によ
   り直接変調する手段とを有することを特徴とする 通信シ
   ステム。
3. 【請求項３】制御局及び該制御局と第１の光伝送路によ
   り接続されたアンテナ局からなる通信システムにおい
   て、 前記制御局は、 中間周波信号を第１の光信号に変換して送信するための
   第１の光送信器と、 周波数変換用ローカル信号を第２の光信号に変換して送
   信するための第２の光送信器と、 前記第１の光信号と前記第２の光信号を結合して第１の
   光伝送路に送出する第１の光結合器とを有し、 前記アンテナ局は、 前記第１の光伝送路により伝送されてきた光信号を光電
   変換して前記中間周波信号及び前記周波数変換用ローカ
   ル信号を出力する少なくとも一つの光電変換器と、 前記光電変換器から出力される中間周波信号を該光電変
   換器から出力される周波数変換用ローカル信号を用いて
   所望の無線周波信号に変換して出力する第１の周波数変
   換器と、 前記第１の周波数変換器から出力される無線周波信号を
   送信するための第１のアンテナとを有し、 前記第２の光送信器は、光源と、この光源からの光を前
   記周波数変換用ローカル信号の整数分の１の周波数を有
   するサブハーモニクス信号によって変調するマッハ・ツ
   ェンダ型光変調器を有し、前記マッハ・ツェンダ型光変
   調器から高調波が効率的に発生するバイアス電圧および
   振幅で該マッハ・ツェンダ型光変調器に前記サブハーモ
   ニクス信号を印加し、該サブハーモニクス信号を前記周
   波数変換用ローカル信号の周波数に変換して前記第２の
   光信号を送信することを特徴とする通信システム。
4. 【請求項４】制御局及び該制御局と複数の第１の光伝送
   路によりそれぞれ接続された複数のアンテナ局からなる
   通信システムにおいて、 前記制御局は、 複数系列の中間周波信号をそれぞれ複数の第１の光信号
   に変換して送信するための複数の第１の光送信器と、 周波数変換用ローカル信号を第２の光信号に変換して送
   信するための一つの第２の光送信器と、 前記第２の光信号を複数に分配する光分配器と、 前記複数の第１の光信号と前記光分配器により分配され
   た複数の第２の光信号をそれぞれ結合して前記複数の第
   １の光伝送路にそれぞれ送出する複数の第１の光結合器
   とを有し、 前記複数のアンテナ局の各々は、 前記第１の光伝送路によりそれぞれ伝送されてきた光信
   号を光電変換して前記中間周波信号及び前記周波数変換
   用ローカル信号を出力する少なくとも一つの光電変換器
   と、 前記光電変換器から出力される中間周波信号を該光電変
   換器から出力される周波数変換用ローカル信号を用いて
   所望の無線周波信号に変換して出力する第１の周波数変
   換器と、 前記第１の周波数変換器から出力される無線周波信号を
   送信するための第１のアンテナとをそれぞれ有し、 前記第２の光送信器は、光源と、この光源からの光を前
   記周波数変換用ローカル信号の整数分の１の周波数を有
   するサブハーモニクス信号によって変調するマッハ・ツ
   ェンダ型光変調器を有し、前記マッハ・ツェンダ型光変
   調器から高調波が効率的に発生するバイアス電圧および
   振幅で該マッハ・ツェンダ型光変調器に前記サブハーモ
   ニクス信号を印加し、該サブハーモニクス信号を前記周
   波数変換用ローカル信号の周波数に変換して前記第２の
   光信号を送信することを特徴とする通信システム。
5. 【請求項５】前記アンテナ局は、前記光電変換器から出
   力される中間周波信号を前記第１のアンテナまたは該第
   １のアンテナとは別の第２のアンテナにより放射する手
   段を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか
   １項記載の通信システム。
6. 【請求項６】前記アンテナ局は、 無線周波信号を受信するための第３のアンテナと、 前記第３のアンテナにより受信された無線周波信号を前
   記周波数変換用ローカル信号を用いて周波数変換して中
   間周波信号を生成する第２の周波数変換器と、中間周波信号を受信するための第４のアンテナと、 前記第４のアンテナにより受信された中間周波信号と前
   記第２の周波数変換器により生成された中間周波数信号
   とを結合する結合器と、 前記結合器からの出力信号を第３の光信号に変換して、
   前記制御局と前記アンテナ局との間に接続された第２の
   光伝送路に送出する第３の光送信器 とをさらに有するこ
   とを特徴とする請求項５項記載の通信システム。