JP3974273B2 - 通信システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に集中制御局が複数の子局に単一の伝送路を介してデータ変調信号を伝送する通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話など無線通信システムにおいて、アンテナを有する地上局としてのアンテナ局と集中制御局との間を光ファイバで結び、集中制御局で無線信号の形態に変調した信号をアンテナ局に光伝送し、当該アンテナ局ではこの受け取った信号をアンテナから無線送信するというシステムが開発されている。この構成の場合、アンテナ局の基本構成がアンテナと光電変換装置のみで済むため、無線信号のデータレートや変調方式に依存しなくなる。そのため、無線方式の変更があっても、アンテナ局の置き換えやアンテナ局の構成要素の変更が不要となる。
【０００３】
ところで、近年、携帯電話等の加入者の増大に伴う回線数不足や伝送速度の高速化に対応するために、既存周波数帯からミリ波、準ミリ波のような高い周波数帯を使用する無線通信の研究が行われており、これらのシステムでも、アンテナ局と集中制御局間を光ファイバで結ぶ検討がなされている。
【０００４】
そして、光ファイバで結ぶ形態として、ＰＯＮ（ｐａｓｓｉｖｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ）の利用がある。ＰＯＮは、図１６（ａ），（ｂ）に示すように、集中制御局１と複数のアンテナ局２間を、中間にパッシブな光分岐結合器３を設けた光ファイバ４で結ぶと共に、集中制御局１から光ファイバ４に送信した光信号をこの光ファイバ４の中間の前記光分岐結合器３により分岐させ、各アンテナ局２に分配する形態である。
【０００５】
このように、ＰＯＮでは、光ファイバの途中にパッシブな光分岐手段を挿入して複数のアンテナ局２を収容する形態であるので、集中制御局１の光送受信器や伝送用の光ファイバが共有化でき、その分、設備が削減できる利点がある。
【０００６】
ところで、ＰＯＮでは、集中制御局１から送信された光信号は分岐されて、複数のアンテナ局２に同じ信号が届く。従って、複数のアンテナ局から放射される無線信号が全く同じで良いのであれば問題ないが、通常、異なるアンテナ局からは異なる無線信号が送信される。
【０００７】
そこで、従来、図１７に示すスペクトラム配置例のように、集中制御局から送信される光信号は、中間周波サブキャリア信号をアンテナ局毎に変えて周波数多重し、送る方法が提案されていた。そして、この場合、各々のアンテナ局では光信号を受信後、自局から送信する分をフィルタなどで取り出して、無線信号の周波数に変換し、アンテナから送信するという手法をとる。
【０００８】
図１７の例では、１００［ＭＨｚ］近辺にアンテナ局２−１への信号、２００［ＭＨｚ］近辺にアンテナ局２−２への信号、３００［ＭＨｚ］近辺にアンテナ局２−３への信号、というように中間周波サブキャリア信号の周波数を適宜間隔あけて割り当て、周波数多重している。そのため、仮に、各アンテナ局２−１，…２−３から送出する無線信号が２［ＧＨｚ］帯であるとすると、アンテナ局２−１では信号を１．９［ＧＨｚ］分だけ、また、アンテナ局２−２では信号を１．８［ＧＨｚ］分だけ、また、アンテナ局２−３では信号を１．７［ＧＨｚ］分だけ、それぞれアップコンバートする必要が生じることになる。
【０００９】
一方、無線信号では異なるアンテナ局が送出する信号の周波数が相対的に同期している必要があり、厳密な周波数制御が必要である。光サブキャリア伝送を使用した無線システムでは従来、図１８のように、データ信号Ｓd の他にアンテナ局から放射する電波の周波数安定性を保つための信号であるパイロットキャリア信号Ｓpcを送信し、各アンテナ局でデータ信号Ｓd をこのパイロットキャリア信号Ｓpcを用いて周波数変換する方法が提案されていた。
【００１０】
その結果、アンテナ局から送出する無線信号の周波数を集中制御局で一括して管理することが可能であった。
【００１１】
しかしながら、図１７のように、各々のアンテナ局宛のデータ信号のサブキャリア周波数が異なると、そのサブキャリア周波数が異なるデータ信号毎にそれぞれ周波数変換用のパイロットキャリア信号を用意する必要が生じることから、パイロットキャリア信号はデータ信号の多重数分、送る必要が生じる。そして、これらは光伝送時に多重して送ることになる。
【００１２】
その結果、パイロットキャリア信号も含めたトータル信号数が増え、光伝送時のデータ信号の光変調度が、パイロットキャリア信号に割かれる分、減少して伝送品質が劣化する。
【００１３】
無線システムでは、複数の無線基地局（アンテナ局）が同一のサービスを提供するときに、隣接する基地局同士の信号が干渉しないよう、同一周波数帯でもほんの少しずつ離れた周波数を使用することがある。
【００１４】
例えば、２［ＧＨｚ］帯の中で１００［ｋＨｚ］間隔で離れているなどである。このようなアンテナ局を一つのファイバで収容する場合、無線領域での周波数差のままサブキャリア多重して、パイロットキャリアは一つのみを伝送するというシステムを構築することは可能である。
【００１５】
しかし、この場合、集中制御局１からの光信号を受信したアンテナ局２は１００［ｋＨｚ］といった非常に狭い間隔で並んでいる信号から、自局で使用する信号を選択しなければならないから、非常に急峻で周波数の安定したフィルタが必要となり、コスト高となる。また、ＣＤＭＡ方式のような周波数多重でない無線方式を採用する無線システムでは、各アンテナ局から送信される信号が全く同一の周波数帯であるため、急峻なフィルタを用いて１つのパイロットキャリア信号のみで済ますという方法は使用できない。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
携帯電話などのようなシステムでは、点在して設ける複数のアンテナ局と集中制御局との間を光ファイバで結ぶ構成が利用されるが、このような構成の通信システムにおいて、光ファイバの途中にパッシブな光分岐手段を挿入して複数のアンテナ局を収容する形態であるＰＯＮを利用すると、集中制御局の光送受信器や伝送用の光ファイバが共有化でき、設備が削減できる利点がある。
【００１７】
ところで、ＰＯＮでは、集中制御局から送信された光信号は分岐されて、複数のアンテナ局に同じ信号が届く。そして、通常、異なるアンテナ局からは異なる周波数で無線信号が送信されるので、これに対処するには、図１７に示す如きスペクトラム配置例のように、集中制御局から送信される光信号は、中間周波サブキャリア信号をアンテナ局毎に変えて周波数多重し、送ると云った方法が考えられている。そして、この場合、各々のアンテナ局では光信号を受信後、自局から送信する分をフィルタなどで取り出して、無線信号の周波数に変換し、アンテナから送信するという手法をとることになる。
【００１８】
無線システムでは使用する無線信号の周波数帯が決まっているため、この場合、各アンテナ局では送信する無線信号をその周波数帯に合わせるためには、それぞれアップコンバートする必要が生じることになる。
【００１９】
一方、無線信号では異なるアンテナ局が送出する信号の周波数が相対的に同期している必要があり、従って、厳密な周波数制御が必要である。そこで、光サブキャリア伝送を使用した無線システムでは従来、図１８のように、データ信号Ｓd の他にパイロットキャリア信号Ｓpcを送信し、各アンテナ局でデータ信号Ｓd をこのパイロットキャリア信号Ｓpcを用いて周波数変換するようにし、その結果、アンテナ局から送出する無線信号の周波数を集中制御局で一括して管理することができた。
【００２０】
しかしながら、図１７のように、各々のアンテナ局宛のデータ信号のサブキャリア周波数が異なると、そのサブキャリア周波数が異なるデータ信号毎にそれぞれ周波数変換用のパイロットキャリア信号を用意する必要が生じることから、パイロットキャリア信号はデータ信号の多重数分、送る必要が生じる。そして、これらは光伝送時に多重して送ることになる。
【００２１】
その結果、パイロットキャリア信号伝送用に必要な帯域もその分、広がることになるので、光伝送時のデータ信号の光変調度が、パイロットキャリア信号に割かれる分、減少して伝送品質が劣化する。
【００２２】
従って、パイロットキャリア信号の数は、できれば少なくしたいところである。
【００２３】
また、無線システムでは、複数の無線基地局（アンテナ局）が同一のサービスを提供するときに、隣接する基地局同士の信号が干渉しないよう、同一周波数帯でも僅かずつ離れた周波数を使用することがある。例えば、２［ＧＨｚ］帯の中で１００［ｋＨｚ］程度離すと云った具合である。そして、このようなアンテナ局を一つの光ファイバで繋いだ場合には、無線領域での周波数差のままサブキャリア多重し、パイロットキャリア信号は一つのみとするようなシステムを構築することは可能である。
【００２４】
しかし、この場合、集中制御局からの光信号を受信したアンテナ局は１００［ｋＨｚ］といった非常に狭い間隔で並んでいる信号から、自局で使用する信号を選択しなければならないから、非常に急峻で周波数の安定したフィルタが必要となり、コスト高となる。但し、ＣＤＭＡ方式のような周波数多重でない無線方式を採用する無線システムでは、各アンテナ局から送信される信号が全く同一の周波数帯であるため、１つのパイロットキャリア信号のみで済ますことはできない。
【００２５】
構成の簡易化を図るためには、上述のように、サブキャリア多重されたデータ信号から、自局で使用するデータ信号を簡易なフィルタにより分離できるようにする必要があるが、そのためには大きな周波数間隔でサブキャリア多重を実施したいところである。
【００２６】
しかしそのためには、複数のパイロットキャリア信号が必要となり、それがために、データの伝送品質が劣化の問題が避けられない。また、複数のパイロットキャリアを用意する回路が必要となり、系が複雑になる。
【００２７】
そこで、この発明の目的とするところは、周波数変換に必要なパイロットキャリア信号の数を少なくでき、しかも、大きな周波数間隔でサブキャリア多重を実施できて、データ信号を簡易なフィルタにより分離可能となり、安価で構成が簡易な通信システムを提供することにある。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のように構成する。
【００２９】
［１］本願第１の発明は、下り信号処理系に係わるものであって、３つ以上のデータ信号、すなわち、３系統以上のデータ信号をそれぞれ別のアンテナより送信する場合に、各データ信号の周波数変換に用いるパイロットキャリア信号を２種だけ使用し、これとその系統のデータ信号のキャリアとを用いて、その系統のデータ信号を所望の基準周波数の信号に変換し、送信することができるようにする。
すなわち、 ３系統以上の各系統別のデータ信号を周波数多重して伝送し、これら各系統別のデータ信号は受信後に目標とする周波数帯に周波数変換するようにした通信システムであって、前記３系統以上のデータ信号すべてを含む信号帯域幅は、前記目標とする周波数帯の信号帯域幅より広く設定する通信システムにおいて、
第１のパイロットキャリア信号と第２のパイロットキャリア信号を前記３系統以上のデータ信号と同時に伝送し、前記第１のパイロットキャリア信号の周波数の整数倍と、前記第２のパイロットキャリア信号の周波数の整数倍と前記３系統以上のデータ信号の周波数のうち、いずれでも一つを加算すると、前記目標とする周波数帯の周波数となるよう、前記３系統以上のデータ信号のそれぞれの中心周波数、前記第１のパイロットキャリア信号の周波数、および、前記第２のパイロットキャリア信号を周波数配置することを特徴とする。
【００３０】
このシステムでは、例えば、集中制御局と複数のアンテナ局とこれらを繋ぐ光伝送路とから構成される場合に、集中制御局から複数のアンテナ局へ３系統以上のデータ信号（３系統以上のデータ信号）が周波数多重されて伝送され、アンテナ局ではこれを受信後に目標とする周波数帯に周波数変換してアンテナより放射するが、集中制御局から第１および第２のパイロットキャリア信号を前記３系統以上のデータ信号と同時に伝送し、これを受信した側ではこれらより目標とする周波数帯に周波数変換する。この発明では、前記第１のパイロットキャリア信号の周波数の整数倍と、前記第２のバイロットキャリア信号の周波数の整数倍と前記３系統以上のデータ信号のどれでも一つの周波数を加算すると、前記目標とする周波数帯の周波数となるように、前記３系統以上のデータ信号それぞれの中心周波数、前記第１のパイロットキャリアの周波数、および、前記第２のパイロットキャリアの周波数を設定しておく。
【００３１】
本発明では、集中制御局から複数のアンテナ局に向けて光伝送されるデータ信号は、図１７のように、簡易なフィルタで分離できる程度に広い周波数間隔でサブキャリア多重される。
【００３２】
データ信号の他にパイロットキャリア信号を送信するが、従来とは異なり、パイロットキャリア信号の数はデータ信号数に無関係に２つのみである。２つのパイロットキャリア周波数をそれぞれ整数倍したものとデータ信号のサブキャリア周波数を適宜加算減算すると、アンテナから送出する際の周波数となるように、２つのバイロットキャリア周波数およびデータ信号のサブキャリア周波数を設定する。なお、整数倍の整数とは、“０”および正負の整数すべてを含む。
【００３３】
パイロットキャリア周波数は逓倍器あるいはミキサなどによって逓倍される。信号や逓倍されたパイロットキャリアの周波数の加算減算もミキサを用いて行われる。
【００３４】
このようにすることによって、例えば光伝送路としてＰＯＮを使用し、当該ＰＯＮでアンテナ局を３つ以上収容する構成としても、光信号に乗せるパイロットキャリア信号は２波のみで済む。また、データ信号のサブキャリア周波数間隔を、簡易なフィルタで切り出せる程度の十分広い間隔にすることができる。その結果、データ信号の光変調度が多数のパイロットキャリアのために犠牲になることなく、良好な伝送が可能となる。また、光を受信したのちに、必要な信号を切り出す過程が簡易で低コストになる。
【００３５】
［２］本発明では、２つのパイロットキャリア周波数をそれぞれ整数倍したものとデータ信号のサブキャリア周波数を適宜加算減算した際に、アンテナから送出する際の周波数となるように、２つのパイロットキャリア信号の周波数とデータ信号のサブキャリア周波数を設定する。そして、このような、データ信号およびパイロットキャリア信号の周波数配置のうち、比較的実現性の高い配置の１つとして、本願第２の発明では、前記３つ以上のデータ信号の周波数間隔は一定の周波数の整数（≧１）倍であり、前記第１のパイロットキャリア信号の周波数と前記第２のパイロットキャリア信号の周波数との差が前記一定の周波数とすることを特徴とするものである。
【００３６】
図３のように、各アンテナ局宛のデータ信号を周波数ΔＦの整数（≧１）倍間隔で周波数Ｆ1 ，Ｆ2 ，…ＦP に配置する。隣接するサブキャリア周波数のデータ信号間の周波数間隔は、例えば、Ｆi-1 とＦi の間がΔＦであって、Ｆi とＦi+1 の間が２ΔＦと云うように、１つの伝送システム内で異なっていても良い。パイロットキャリア信号はｆ1 およびｆ2 に配置されており、ｆ2 −ｆ1 ＝ΔＦである。
【００３７】
無線信号をアンテナから送出するときの周波数をＦ0 とする。サブキャリア周波数Ｆ1 のデータ信号に関してＦ0 ＝ｎ×ｆ1 ＋ｍ×ｆ2 ＋Ｆ1 であると仮定する。
【００３８】
ｎ，ｍは整数である。Ｆ2 −Ｆ1 がｋ×ΔＦであるならば、Ｆ2 を使用するアンテナ局では、ｎをｋだけ増やし、ｍをｋだけ減らすと、同様にｎ×ｆ1 ＋ｍ×ｆ2 ＋Ｆ2 ＝Ｆ0 となる。同様にして、Ｆ3 ，…に関してもＦ0 を合成することができるようなｎ，ｍが存在する。
【００３９】
このような周波数配置では、ｎ＋ｍが常に一定となるため、Ｆ0 を合成するためのデバイスが一定個数のミキサで済む。また、２つのパイロットキャリア信号の周波数が近いため、これらを処理するためのデバイス（ミキサ、アンプ、スイッチ、分配器）などが、比較的狭帯域なもので済み、その分、低コスト化できる。
【００４０】
［３］また、本願第３の発明では、［１］項の構成において、前記３系統以上のデータ信号の周波数間隔を所定周波数の整数（≧１）倍とし、前記第２のパイロットキャリア信号の周波数を前記所定の周波数とすることを特徴としている。
【００４１】
図７のように第２のパイロットキャリアの周波数ｆ２を、サブキャリア多重されたデータ信号の最小周波数間隔ΔＦとする。サブキャリア多重されたデータ信号の周波数間隔は第２の発明の場合と同様にΔＦの整数（≧１）倍である。まず、ｎ×ｆ1 ＋Ｆi （１≦ｉ≦ｐ）がＦ0 となるようにｆ1 を決定する。（Ｆi −Ｆi-1 ）／ΔＦ＝ｋi-1 とすると、Ｆi-1 に関しては、ｎ×ｆ1 にｋ１−１逓倍された第２のパイロットキャリアを足すことによりＦ0 となる（ｎ×ｆ1 ＋ｋｉ -1×ΔＦ＋Ｆi-1 ＝Ｆ0 ）。
【００４２】
同様にして（Ｆi+1 −Ｆi ）／ΔＦ＝ｋi であるＦi+1 に関しては、ｋi ×ΔＦだけ引くとＦ0 となる（ｎ×ｆ1 −ｋi ×ΔＦ＋Ｆi+1 ＝Ｆ0 ）。
【００４３】
すべてのデータ信号に関して、同様に、周波数変換によってＦ0 を合成することができる。
【００４４】
この構成ではｎが固定であるため、通常の逓倍数固定の逓倍器が使用できる。ｋi は可変であるが、ΔＦが比較的低い周波数であるため、逓倍数可変であっても、逓倍器は比較的低コストに得られる。その結果、全体的にコストを低くすることができる。
【００４５】
さらに、上述の発明の概念を、アンテナ局から集中制御局へ伝送する形態に応用する。
【００４６】
［４］本願第４の発明は、上り信号処理系に係わるものであって、パイロットキャリア信号を２種使用し、これと受信信号のキャリアとを用いて、データ信号を所望の周波数の信号に変換し、送信信号に渡すことができるようにする。ここでは、３つ以上のデータ信号、すなわち、３系統以上のデータ信号をそれぞれ別のアンテナより受信する場合に、各データ信号の周波数変換に用いるパイロットキャリア信号を２種だけ使用し、これとその系統のデータ信号のキャリアとを用いて、その系統のデータ信号を所望の周波数の信号に変換し、集中制御局に光伝送することができるようにするものである。
【００４７】
すなわち、アンテナ局が特定の周波数帯の合計３つ以上のデータ信号が周波数変換され、周波数多重伝送され、周波数多重伝送時の前記３つ以上のデータ信号すべてを含む信号帯域幅は、前記特定の周波数帯の信号帯域幅より広い通信システムにおいて、
周波数変換を行う装置は、その装置を有する局以外から伝送されてきた第１のパイロットキャリアの周波数の整数倍と、前記局以外から伝送されてきた前記第２のパイロットキャリアの周波数の整数倍を加算した周波数のキャリアを用いて、前記データ信号を周波数変換することを特徴とする通信システムを提供する。各アンテナ局のアンテナで受信した無線信号は、同一の周波数帯の信号である。これらをそのまま光信号に変換して、複数のアンテナ局からＰＯＮを通して集中基地局にの光信号を多重すると、信号が重なってしまう。
【００４８】
集中制御局が複数のアンテナ局からの光信号を、光の段階で分離してから受信する場合は周波数が重なっていても問題ない。しかし、より低コストなシステムでは、受信器で光信号を分離せずに受信できるよう、それぞれのアンテナ局でサブキャリア周波数を変えて送信する手法をとることがある。各アンテナ局では、アンテナで受信した無線信号を周波数変換してから光信号に変換する。
【００４９】
このとき、本願第１の発明の場合と同様に、十分な周波数間隔でデータ信号がサブキャリア多重されるような周波数に変換すれば、集中基地局で受信したときに分離しやすい。周波数変換に使用するキャリアとして、アンテナ局以外、例えば、集中制御局から伝送されてきた２つのパイロットキャリアを使用する。それらを適宜逓倍、加算して用いることによって、各アンテナ局が光信号を送信する際のサブキャリア周波数が相対的に安定化される。
【００５０】
［５］本願第５の発明は、２種のパイロットキャリア信号を用いて周波数変換する形態の下り信号処理系、上り信号処理系を用いる場合に、子局に当該下り信号処理系と上り信号処理系両方を備える構成にかかわる。
【００５１】
すなわち、親局から１つ以上の子局に対して３系統以上の下りデータ信号を周波数多重して伝送し、各子局で受信後に目標周波数帯に周波数変換するようにし、また、前記１つ以上の子局では特定周波数帯の３系統以上の上りデータ信号を周波数変換し、周波数多重して前記親局へ伝送するようにした通信システムであって、前記３系統以上の下りデータ信号すべてを含む信号帯域幅は、前記目標周波数帯の信号帯域幅より広く設定すると共に、周波数多重伝送時の前記３系統以上の上りデータ信号すべてを含む信号帯域幅は、前記特定の周波数帯の信号帯域幅より広く設定した通信システムにおいて、
親局では子局へ第１のパイロットキャリア信号と第２のパイロットキャリア信号とを前記３系統以上の下りデータ信号と同時に伝送し、前記第１のパイロットキャリア信号の周波数の整数倍と、前記第２のパイロットキャリア信号の周波数の整数倍と前記３系統以上の下りデータ信号のどれでも一つの周波数を加算すると、前記目標とする周波数帯の周波数となる値に前記３系統以上の下りデータ信号それぞれの中心周波数、前記第１及び第２のパイロットキャリア信号の周波数が決定されており、前記子局においては、前記親局から伝送されてきた第１のパイロットキャリア信号の周波数の整数倍と、前記親局から伝送されてきた前記第２のパイロットキャリア信号の周波数の整数倍を加算した周波数のキャリアを用いて、前記上りデータ信号を周波数変換する構成とする。
【００５２】
本願第５の発明は［１］項に示した本願第１の発明と［４］項に示した第４の発明の両者の特長を備えており、さらに、第１の発明の構成（下り）で使用された２つのパイロットキャリアを、［４］項に示した第４の発明の構成（上り系統）に用いる。このようにすることによって、本願第１の発明の効果、本願第４の発明の効果に加えて、子局、例えば、アンテナ局ではパイロットキャリアが共用化でき、設備が削減できる。
さらに、親局、例えば、集中制御局ではアンテナ局からサブキャリア周波数が安定化された光信号が送られてくるため、上りデータ信号の分離、復調が容易になる。さらに、親局でサブキャリア多重信号を生成するときに使用するローカルキャリアと、子局から送信されてきたサブキャリア多重信号を復調に適した周波数に変換するためのローカルキャリアが共通化でき、コストが削減できる。
【００５３】
［６］さらに、本願第６の発明では、［５］項に示した本願第５の発明の構成における前記子局において、前記第１のパイロットキャリアの整数倍と前記第２のパイロットキャリアの整数倍を加算したローカルキャリアを合成し、前記ローカルキャリアを用いて、前記下りデータ信号を前記目標とする周波数帯に周波数変換し、前記特定の周波数帯の上りデータ信号を前記ローカルキャリアを用いて周波数変換することを特徴とする。
【００５４】
本願第５の構成において、子局、例えばアンテナ局で、２つのパイロットキャリアを用いて下り信号を周波数変換するとき、あらかじめパイロットキャリア信号の逓倍、加算、減算を行ってローカルキャリア信号を生成する。生成されたローカルキャリア信号と、サブキャリア多重されている下りデータ信号から選択した１つを混合、例えばミキサにより混合し、目標の周波数帯に変換する。さらに、生成されたローカルキャリア信号を用いて、上り信号を所望のサブキャリア周波数に変換する。
【００５５】
このようにすることによって、子局内で上りおよび下りデータ信号の周波数変換器の構成部品の大部分を共用化することが可能となって設備が簡素化される。また、親局でもサブキャリア多重信号を生成するときに使用するローカルキャリア信号と、子局から送信されてきたサブキャリア多重信号を、復調に適した周波数に変換するためのローカルキャリア信号が共通化でき、その分、コストが削減できる。
【００５６】
［７］本発明は、光通信システムに適用した場合により高い効果が得られる。そこで、本願第７の発明では、前記通信システムはサブキャリア光伝送システムに適用することを特徴とする。
【００５７】
本発明の構成において、親局、例えば集中制御局と、子局、例えばアンテナ局の間の伝送系は、無線・有線、光・電気のいずれでもよい。しかし、光ファイバを使用した光通信システムは雑音が小さく、周囲の電磁界からの誘導を受けないことから、伝送品質が良い。そこで、本発明では本願第１から第６の発明の構成を光通信システムで構成し、より良い品質を得る。
【００５８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を用いて説明する。以下の説明では本発明に本質的に関連する構成要素のみを示し、実際には必要でも、本発明と深い関連のない増幅器等の部品は示していない。
【００５９】
（第１の実施例）
本発明の基本は、集中制御局から複数のアンテナ局にサブキャリア多重された変調済みのデータ信号を分配する形態において、アンテナ局から放射する電波の周波数安定性を保つためのパイロットキャリアの数を少なくし、かつ、使用するデータ信号が、光受信後に簡易なフィルタで分離できるようにすることを目的として、アンテナ局から放射する電波の周波数安定性を保つためのパイロットキャリアの数を２つにし、かつ、使用するデータ信号が、光受信後に簡易なフィルタで分離できるよう、十分広い周波数間隔でサブキャリア多重されるようにする。具体的にはパイロットキャリアの数を２つだけにし、パイロットキャリアの周波数間隔と、データ信号の周波数間隔を等しくする。
【００６０】
本発明は、３つ以上のデータ信号、すなわち、無線信号として送信しようとするする３系統以上のデータ信号に対して、パイロットキャリア信号は２種だけあれば３つ以上ある各系統のデータ信号を、それぞれ所望のキャリア周波数の無線信号に変換できるようにすることを第１の特徴としており、第１の実施例においては、そのための基本的構成の例を下り信号処理系について説明することとする。
【００６１】
図１は、本願第１の発明の実施形態を示すブロック構成図である。図中、１は集中制御局、２−１，２−２，…２−ｐはそれぞれアンテナ局、３は光分岐結合器であり、また、４は光ファイバであって、集中制御局１とアンテナ局２−１，２−２，…２−ｎを繋ぐ伝送路である。アンテナ局２−１，２−２，…２−ｐは、所要のサービスエリア毎に配置されており、集中制御局１は、これらアンテナ局２−１，２−２，…２−ｐを管理運用するものであって、各アンテナ局２−１，２−２，…２−ｐから送信させるべきデータ信号と２種のパイロットキャリア信号とを合成して対応する各アンテナ局２−１，２−２，…２−ｐに与える構成である。
【００６２】
集中制御局１は、レーザ素子５、レーザドライバ７、合成器８、周波数変換器９−１，９−２，…、変調器１０−１，１０−２，…、第１及び第２のパイロットキャリア発生器１２−１，１２−２、入力端子１１−１，１１−２，…とを備える。
【００６３】
また、アンテナ局２−１，２−２，…２−ｐは、フォトダイオード６、データ信号分離器１３、パイロットキャリア分離器１４−１，１４−２、周波数変換器１５、アンテナ１６とを備えて構成してある。
【００６４】
集中制御局１は、複数のアンテナ局２−１，２−２，…２−ｐを制御するものであり、入力端子１１−１，１１−２，…は送信するデータを入力する端子である。
【００６５】
変調器１０−１，１０−２，…は、各入力端子１１−１，１１−２，…に対応しており、対応する入力端子１１−１，１１−２，…から入力されたデータによって変調された信号を対応する周波数変換器９−１，９−２，…に出力するものであり、周波数変換器９−１，９−２，…は、この変調された入力信号を周波数変換してして出力するものである。
【００６６】
第１及び第２のパイロットキャリア発生器１２−１，１２−２は、それぞれ異なる周波数のパイロットキャリア信号を発生する回路であり、合成器８はこれら２種のパイロットキャリア信号及び、周波数変換器９−１，９−２，…出力を合成する回路であり、レーザドライバ７は、この合成器８で合成された信号対応にレーザ素子５をドライブするものであり、レーザ素子５はこのレーザドライバ７により、合成器８の合成信号対応に光変調したレーザ光を出力して光ファイバ４に送り出すものである。
【００６７】
また、アンテナ局２−１，２−２，…２−ｐにそれぞれ設けられたフォトダイオード６は、光ファイバ４を介して送られてきた光信号を電気信号に変換するためのものであり、データ信号分離器１３は、この電気信号からデータ信号成分を分離するものであり、第１及び第２のパイロットキャリア分離器１４−１，１４−２はフォトダイオード６からの電気信号から第１及び第２のパイロットキャリアを分離するものである。
【００６８】
また、周波数変換器１５は、分離されたこれら第１及び第２のパイロットキャリアおよびデータ信号を周波数変換してデータをアンテナ１６に送り出すものである。
光ファイバ４は集中制御局１とアンテナ局２−１，２−２，…２−ｎとを繋ぐ光伝送路であり、途中に光分岐結合器３が挿入されている。この光分岐結合器３は、レーザ素子５からの光信号を分岐して、接続されているすべてのアンテナ局２−１，２−２，…２−ｎに当該光信号を分配するものである。
【００６９】
本システムにおいては、集中制御局１から各アンテナ局２−１，２−２，…２−ｐに向けて光伝送されるデータ信号は、例えば、図１７に示すように、簡易なフィルタで分離できる程度に広い周波数間隔でサブキャリア多重されるものとする。
【００７０】
データ信号の他にパイロットキャリア信号を送信するが、本システムでは、パイロットキャリア信号の種類はデータ信号数に関係なく２種のみである。そして、当該２種のパイロットキャリア信号は、これらパイロットキャリア信号の周波数をそれぞれ整数倍したものとデータ信号のサブキャリア周波数とを適宜加算減算した場合に、アンテナから送出する際の周波数となるように、周波数の値を予め設定してあるものとする。
【００７１】
このような構成の本システムにおいて、集中制御局１内では、各入力端子１１−１，１１−２，…からアンテナ局２−１，２−２，…２−ｐへ送信するデータが入力される。これらのデータは各入力端子１１−１，１１−２，…対応の各変調器１０−１，１０−２，…に与えられ、ここでＱＰＳＫ、ＱＡＭ等適切な形態に変調される。
【００７２】
そして、各変調器１０−１，１０−２，…対応の周波数変換器９−１，９−２，…に与えられ、ここで適切なサブキャリア周波数に変換される。
【００７３】
この時、複数のデータ信号のサブキャリア周波数は、図２のように互いに十分離れているものとする。例えば、各データ信号の帯域幅が２０［ＭＨｚ］程度なら、１００［ＭＨｚ］程度の間隔があけられる。
【００７４】
また、一方、第１及び第２のパイロットキャリア発生器１２−１，１２−２では、それぞれ異なる周波数のパイロットキャリア信号を発生しており、これらパイロットキャリア信号は合成器８に入力される。
【００７５】
そして、合成器８においては、各周波数変換器９−１，９−２，…から出力されたデータ信号と、第１及び第２のパイロットキャリア発生器１２−１，１２−２から発生した第１及び第２のパイロットキャリア信号が多重される。そして、この多重された信号は、レーザドライバ７に入力され、レーザ素子５で光信号に変換される。
【００７６】
このレーザ素子５で変換されて出力された光信号は、光ファイバ４に入力される。光ファイバ４には途中に光分岐結合器３が挿入されており、レーザ素子５からの光信号は分岐されて、接続されているすべてのアンテナ局２−１，２−２，…２−ｐに分配される。
【００７７】
各アンテナ局、例えばアンテナ局２−１に伝送されてきた光信号はフォトダイオード６で電気信号に変換される。得られた電気信号から、データ信号分離器１３によって自局宛に送られてきたデータ信号が分離される。データ信号分離器１３は例えば、比較的Ｑ値の低い簡易なフィルタである。フォトダイオード６で得られた信号からさらに、第１及び第２のパイロットキャリア分離器１４−１，１４−２によって元の第１のパイロットキャリア信号及び第２のパイロットキャリア信号を抽出する。
【００７８】
第１及び第２のパイロットキャリア分離器１４−１，１４−２は、例えば、Ｑ値の低い簡易なフィルタである。
【００７９】
データ信号分離器１３で分離されたデータ信号、および、第１及び第２のパイロットキャリア分離器１４−１，１４−２で分離された２つのパイロットキャリア信号は、周波数変換器１５に入力される。そして、この周波数変換器１５では、これらの周波数を適宜、逓倍、加算、減算して、データ信号を目標とする無線周波数に変換する。
【００８０】
周波数変換器１５は、主に、ミキサ、逓倍器、フィルタ、スイッチなどから構成されており、具体的な構成は、周波数配置の方法に対応して後述する。
【００８１】
周波数変換器１５により、所望の無線周波数に変換されたデータ信号は、自局のアンテナ１６から空中に放射され、自局の受け持つサービスエリア内の端末へと送られる。
【００８２】
このような本実施形態によれば、集中制御局１から複数のアンテナ局２−１，２−２，…２−ｐへデータ信号をサブキャリア光伝送するとき、各データ信号の周波数間隔を十分大きくとりながらも、パイロットキャリア信号が２種のみで良いように、パイロットキャリア信号の周波数を整数倍したものとデータ信号のサブキャリア周波数を適宜加算減算した場合に、アンテナから送出する際の周波数となる関係に、周波数値を予め設定するようにした。
【００８３】
そして、各データ信号の周波数間隔を十分大きくとった結果、アンテナ局では、サブキャリア多重された信号から自局宛の信号を簡易なフィルタで抽出することが可能となる。
【００８４】
また、上述の関係になるように、パイロットキャリア信号の周波数を設定したことから、パイロットキャリア信号の数が２つのみでありながら、アンテナから送出する信号が高い周波数安定性を持つという、パイロットキャリア信号を使用する利点を維持することができ、しかも、パイロットキャリア信号の数が２波と少ないため、光伝送時のデータ信号成分の変調度を著しく下げることがなく、良好な品質の伝送が可能となる。
【００８５】
本発明では、集中制御局から複数のアンテナ局に向けて光伝送されるデータ信号は、簡易なフィルタで分離できる程度に広い周波数間隔でサブキャリア多重するようにした。
【００８６】
また、データ信号の他にも集中制御局から複数のアンテナ局に対してパイロットキャリア信号を送信するが、従来とは異なり、パイロットキャリア信号の種類はデータ信号数に関係なく２種のみである。２種のパイロットキャリア信号は、これら２つのパイロットキャリア信号の周波数をそれぞれ整数倍したものとデータ信号のサブキャリア周波数を適宜加算減算すると、アンテナから送出する際の周波数にアップコンバージョンできるような関係に、周波数設定されている。
【００８７】
つまり、２つのパイロットキャリア信号それぞれの周波数およびデータ信号のサブキャリア周波数を設定する。なお、ここで云う“整数倍”の“整数”には、“０”および正負の整数すべてを含む。
【００８８】
パイロットキャリア周波数は逓倍器あるいはミキサなどによって逓倍される。信号や逓倍されたパイロットキャリアの周波数の加算減算もミキサを用いて行われる。
【００８９】
このようにすることによって、ＰＯＮでアンテナ局を３つ以上収容しても、光信号に乗せるパイロットキャリア信号は２波のみで済む。また、データ信号のサブキャリア周波数間隔を、簡易なフィルタで切り出せる程度の十分広い間隔にすることができる。
【００９０】
その結果、データ信号の光変調度が多数のパイロットキャリアのために犠牲になることなく、良好な伝送が可能となる。また、光を受信したのちに、必要な信号を切り出す過程が簡易で低コストになる。
【００９１】
次に、２種のパイロットキャリア信号の周波数配置をどのようにするか、その具体例について第２の実施例として説明する。
【００９２】
（第２の実施例）
図３は２種のパイロットキャリア信号の具体的周波数配置例を示す図である。図３に示すように、各アンテナ局２−１，２−２，…２−ｎに送信される変調済みのデータ信号は中心周波数Ｆ1 ，Ｆ2 ，…Ｆp にサブキャリア多重される。隣接するデータ信号との周波数差はΔＦまたはΔＦの整数倍である。
【００９３】
パイロットキャリア信号の周波数はそれぞれｆ1 ，ｆ2 であり、これらｆ1 とｆ2 の周波数差はΔＦである。また、図３ではこれらｆ1 ，ｆ2 なる周波数のパイロットキャリア信号は、Ｆ1 ，Ｆ2 ，…Ｆp の配置領域より高い周波数領域に配置してある。
【００９４】
以下、本発明の動作を具体的な数値例を用いて説明する。
【００９５】
Ｆ1 が１００［ＭＨｚ］、Ｆ2 が２００［ＭＨｚ］、Ｆ3 が４００［ＭＨｚ］、Ｆ4 が５００［ＭＨｚ］の４つのデータ信号がサブキャリア多重され、第１のパイロットキャリア信号の周波数ｆ1 が２［ＧＨｚ］、第２のパイロットキャリア信号の周波数ｆ2 が１．９［ＧＨｚ］であるとする。
【００９６】
また、アンテナ局でアンテナ１６から送出される無線周波数Ｆ0 は２２［ＧＨｚ］であるとする。
【００９７】
Ｆ1 のデータ信号を使用するアンテナ局では、サブキャリア多重された光信号から、フィルタでＦ1 のデータ信号と周波数ｆ1 なる第１のパイロットキャリア信号及び周波数ｆ2 なる第２のパイロットキャリア信号とを抽出する。
【００９８】
そして、これらを用いてＦ1 （＝１００［ＭＨｚ］）のデータ信号を２２［ＧＨｚ］にアップコンバートするには、第１のパイロットキャリア信号（周波数ｆ1 ）を１０逓倍した周波数（２０［ＧＨｚ］）に、第２のパイロットキャリア信号（周波数ｆ2 ＝１．９［ＧＨｚ］）を足し、これにデータ信号の周波数Ｆ1 （１００［ＭＨｚ］）を足せば良い。すなわち、
ｆ1 （＝２［ＧＨｚ］）×１０＋ｆ2 （＝１．９［ＧＨｚ］）＋Ｆ1 （＝１００［ＭＨｚ］）＝２０＋１．９＋０．１＝２２［ＧＨｚ］
であり、その結果、１００［ＭＨｚ］なる周波数のＦ1 のデータ信号は、ｆ1 なる第１のパイロットキャリア信号及びｆ2 なる第２のパイロットキャリア信号とを用いて２２［ＧＨｚ］のＦ0 にアップコンバートすることができる。
【００９９】
また、Ｆ2 （＝２００［ＭＨｚ］）の信号をＦ0 にアップコンバートする場合は、第１のパイロットキャリア信号（周波数ｆ1 ）を９逓倍し（１８［ＧＨｚ］）、第２のパイロットキャリア信号（周波数ｆ2 ）を２逓倍（３．８［ＧＨｚ］）したものにＦ2 （２００［ＭＨｚ］）の信号を足せばよい。すなわち、
ｆ1 （＝２［ＧＨｚ］）×９＋ｆ2 （＝１．９［ＧＨｚ］）×２＋Ｆ2 （＝２００［ＭＨｚ］）＝１８＋３．８＋０．２＝２２［ＧＨｚ］
であり、その結果、２００［ＭＨｚ］なる周波数のＦ2 なるデータ信号は、ｆ1 なる第１のパイロットキャリア信号及びｆ2 なる第２のパイロットキャリア信号とを用いて２２［ＧＨｚ］のＦ0 にアップコンバートすることができる。
【０１００】
Ｆ３（＝４００［ＭＨｚ］）の信号をＦ0 にアップコンバートする場合は、第１のパイロットキャリア信号（周波数ｆ1 ）を７逓倍し（１４［ＧＨｚ］）、第２のパイロットキャリア信号（周波数ｆ2 ）を４逓倍したもの（７．６［ＧＨｚ］）にＦ3 （４００［ＭＨｚ］）を足せば良い。すなわち、
ｆ1 （＝２［ＧＨｚ］）×７＋ｆ2 （＝１．９［ＧＨｚ］）×４＋Ｆ3 （＝４００［ＭＨｚ］）＝１４＋７．６＋０．４＝２２［ＧＨｚ］
であり、その結果、４００［ＭＨｚ］なる周波数のＦ3 なるデータ信号は、ｆ1 なる第１のパイロットキャリア信号及びｆ2 なる第２のパイロットキャリア信号とを用いて２２［ＧＨｚ］のＦ0 にアップコンバートすることができる。
【０１０１】
Ｆ4 （＝５００［ＭＨｚ］）の信号をＦ0 にアップコンバートする場合は、第１のパイロットキャリア信号（周波数ｆ1 ）を６逓倍し（１２［ＧＨｚ］）、第２のパイロットキャリア信号（周波数ｆ2 ）を５逓倍したもの（９．５［ＧＨｚ］）にＦ4 （５００［ＭＨｚ］）を足せば良い。すなわち、
ｆ1 （＝２［ＧＨｚ］）×６＋ｆ2 （＝１．９［ＧＨｚ］）×５＋Ｆ4 （＝５００［ＭＨｚ］）＝１２＋９．５＋０．５＝２２［ＧＨｚ］
であり、その結果、５００［ＭＨｚ］の周波数のＦ4 なるデータ信号は、ｆ1 なる第１のパイロットキャリア信号及びｆ2 なる第２のパイロットキャリア信号とを用いて２２［ＧＨｚ］のＦ0 にアップコンバートすることができる。
【０１０２】
このようにして、２種のパイロットキャリア信号のみを使用して、すべてのアンテナ局で各信号をＦ0 にアップコンバートすることができる。
【０１０３】
＜周波数変換器１５の構成例＞
次に、図４、図５、図６を参照して周波数変換器１５の構成例を５種類ほど示しておく。
【０１０４】
［周波数変換器構成例１］
図４（ａ）にアンテナ局における周波数変換器１５の構成例を示す。
【０１０５】
図４（ａ）に示す構成の周波数変換器１５は逓倍器１７−１，１７−２、ミキサ１８−１，１８−２、フィルタ１９−１，１９−２からなるものであって、逓倍器１７−１は入力端子２０−１からの入力信号を“｜ｎ｜”逓倍してミキサ１８−１に与えるものである。また、ミキサ１７−１には入力端子２０−３からの信号が入力され、この信号と逓倍器１７−１からの“｜ｎ｜”逓倍された信号とを混合するものである。フィルタ１９−１はバンドパスフィルタであって、このミキサ１８−１からの信号のうちの所望の周波数成分を抽出するものである。
【０１０６】
また、逓倍器１７−２は入力端子２０−２からの入力信号を“｜ｍ｜”逓倍してミキサ１８−２に与えるものである。また、ミキサ１８−２にはバンドパスフィルタ１９−１からの信号が入力され、この信号と逓倍器１７−２からの“｜ｍ｜”逓倍された信号とを混合するものである。フィルタ１９−２はバンドパスフィルタであって、このミキサ１８−２からの信号のうちの所望の周波数成分を抽出するものである。
【０１０７】
このような、図４（ａ）に示す如き構成の周波数変換器１５は、入力は周波数ｆ1 、ｆ2 のパイロットキャリア信号と、例えば中心周波数Ｆ1 のデータ信号である。
【０１０８】
入力端子２０−１から入力された周波数ｆ1 の第１のパイロットキャリア信号は、逓倍器１７−１によって必要な逓倍数（｜ｎ｜）だけ逓倍される。
【０１０９】
例えば、上述のＦ1 のデータ信号の例であれば、１０逓倍される。入力端子２０−２から入力された周波数ｆ2 の第２のパイロットキャリア信号は逓倍器１７−２によって必要な逓倍数（｜ｍ｜）だけ逓倍される。
【０１１０】
上述の例では、１逓倍、すなわち、全く逓倍されず、そのまま通過する。入力端子２０−３から入力された中心周波数Ｆ1 （１００［ＭＨｚ］）のデータ信号は、“｜ｎ｜”逓倍されたｆ1 のパイロットキャリア信号（２０［ＧＨｚ］）と、ミキサ１８−１によって混合される。ミキサ１８−１より出力された和周波（２０．１［ＧＨｚ］）および差周波（１９．９［ＧＨｚ］）のうち、フィルタ１９−１で和周波（２０．１［ＧＨｚ］）を選択して出力する。
【０１１１】
フィルタ１９−１の出力は、“｜ｍ｜”逓倍された周波数ｆ2 のパイロットキャリア信号（１．９［ＧＨｚ］）と、ミキサ１８−２によって混合される。
【０１１２】
ミキサ１８−２より出力された和周波（２２［ＧＨｚ］）と差周波（１８．２［ＧＨｚ］）のうち、フィルタ１９−２が和周波の成分（２２［ＧＨｚ］）を選択して出力する。
【０１１３】
このようにして周波数変換器１５では目標周波数にアップコンバートされたデータ信号を得ることができる。
【０１１４】
［周波数変換器構成例２］
図４（ｂ）に、アンテナ局における周波数変換器１５の別の構成例を示す。
【０１１５】
図４（ｂ）に示す構成の周波数変換器１５は逓倍器１７−１，１７−２、ミキサ３４−１，３４−２、フィルタ３５−１，３５−２からなるものであって、逓倍器１７−１は入力端子２０−１からの入力信号を“｜ｎ｜”逓倍してミキサ３４−１に与えるものである。
【０１１６】
また、逓倍器１７−２は入力端子２０−２からの入力信号を“｜ｍ｜”逓倍してミキサ３４−１に与えるものであり、ミキサ３４−１はこれら逓倍器１７−１，１７−２からの逓倍出力を混合するものである。
【０１１７】
フィルタ３５−１はバンドパスフィルタであって、ミキサ３４−１からの信号のうちの所望の周波数成分を抽出し、ミキサ３４−２に出力するものである。
【０１１８】
ミキサ３４−２には入力端子２０−３からの信号が入力され、この信号とフィルタ３５−１を透過した信号とを混合してフィルタ３５−２に出力するものである。また、フィルタ３５−２はバンドパスフィルタであって、ミキサ３４−２からの信号のうちの所望の周波数成分を抽出するものである。
【０１１９】
このような図４（ｂ）の如き構成の周波数変換器１５は、入力は周波数ｆ1 、ｆ2 のパイロットキャリア信号と、例えば周波数Ｆ1 のデータ信号である。
【０１２０】
入力端子２０−１から入力された周波数ｆ1 のパイロットキャリアは逓倍器１７−１によって必要な逓倍数（｜ｎ｜）だけ逓倍される。例えば、上述のＦ1 のデータ信号の例であれば、１０逓倍される。
【０１２１】
入力端子２０−２から入力された周波数ｆ2 のパイロットキャリアは逓倍器１７−２によって必要な逓倍数（｜ｍ｜）だけ逓倍される。
【０１２２】
上述の例では、１逓倍、すなわち、全く逓倍されずそのまま通過する。“｜ｎ｜”逓倍されたｆ1 のパイロットキャリア信号（２０［ＧＨｚ］）と“｜ｍ｜”逓倍された周波数ｆ2 のパイロットキャリア信号（１．９［ＧＨｚ］）はミキサ３４−１によって混合され、和周波（２１．９［ＧＨｚ］）および差周波（１８．１［ＧＨｚ］）が出力される。
【０１２３】
このうち、フィルタ３５−１によって和周波（２１．９［ＧＨｚ］）が選択され出力される。入力端子２０−３から入力された中心周波数Ｆ１（１００［ＭＨｚ］）のデータ信号とフィルタ３５−１の出力は、ミキサ３４−２によって混合される。ミキサ３４−２から出力された和周波（２２［ＧＨｚ］）と差周波（２１．８［ＧＨｚ］）のうち、フィルタ３５−２が和周波の成分（２２［ＧＨｚ］）を選択して出力する。
【０１２４】
このようにして周波数変換器１５では、目標周波数にアップコンバートされたデータ信号を得ることができる。
【０１２５】
［周波数変換器構成例３］
周波数変換器１５の別の構成例について図５を参照して説明する。
周波数変換器１５に用いる逓倍器１７−１、１７−２は、それぞれの逓倍数“｜ｍ｜”、“｜ｎ｜”が固定で良いならば、通常の逓倍数固定の周波数逓倍器を用いれば良い。しかし、システム構成によっては逓倍数が変化することもある。すなわち、自局宛に送られてくるデータ信号のサブキャリア周波数が変化する場合もある。
そのような場合は、図５のように逓倍器を構成すると良い。この例は、１逓倍（逓倍せず）からｋ逓倍までの逓倍数可変型となっている。すなわち、図５において、２１−１，２１−２，２１−３，…は切り替えスイッチであり、２２−１，２２−２，２２−３，…はミキサ、２３−１，２３−２，２３−３，…２３−（ｋ−１）はフィルタ、２４は分配器、２５は切り替えスイッチ、２６は入力端子、４１は出力端子である。
【０１２６】
切り替えスイッチ２１−１は、入力端子２６からの入力を分配器２４側に導くか、端子２７−１の側に導くかを選択切り替えするための経路切替スイッチであり、端子２７側に切り替えると逓倍せずにそのまま入力信号を出力する構成となる。
【０１２７】
また、分配器２４は、入力端子２６からの信号をｋ個の経路に分配するものであり、ミキサ２２−１は分配器２４の分配する出力２つを用いて混合するものであり、入力端子２６からの入力２つを混合することから元の信号を２逓倍して出力するものとなる。また、フィルタ２３−１はバンドパスフィルタであり、このミキサ２２−１の出力の和周波成分を抽出するためのものである。
【０１２８】
切り替えスイッチ２１−２はこのフィルタ２３−１の出力を次段のミキサ２２−２に導くか、または出力端子２５側に導くための経路切り替えのスイッチであり、ミキサ２２−２はフィルタ２３−１の出力と分配器２４にからの出力を混合して出力するものである。ミキサ２２−２は２逓倍処理するミキサ２２−１の出力に、元の周波数の信号である分配器２４からの出力を混合して出力するものであるため、ここでは３逓倍の周波数アップコンバージョンが成されることになる。また、フィルタ２３−２はバンドパスフィルタであり、このミキサ２２−２の出力のうち、和周波成分を抽出するためのものである。
【０１２９】
切り替えスイッチ２１−３はこのフィルタ２３−２の出力を次段のミキサ２２−３に導くか、または出力端子２５側に導くための経路切り替えのスイッチであり、ミキサ２２−３はフィルタ２３−２の出力と分配器２４からの出力を混合して出力するものである。ミキサ２２−３は３逓倍処理するミキサ２２−２の出力に、元の周波数の信号である分配器２４にからの出力を混合して出力するものであるため、ここでは４逓倍の周波数アップコンバージョンが成されることになる。
【０１３０】
同様にして、切り替えスイッチとミキサ、フィルタをｋ−１段シリアルに接続される構成とすることにより、ｋ−１段目ではｋ逓倍の周波数アップコンバージョンが成される構成となる。
【０１３１】
スイッチ２５は端子２７−１からの信号（元のままの信号）と各段の周波数アップコンバージョンされた信号のうちのいずれかを選択して出力端子４１に出力するためのものである。
【０１３２】
この図５の例では、１逓倍（逓倍せず）からｋ逓倍まで可変である。入力端子２６から入力されたパイロットキャリア信号はスイッチ２１−１に入力する。１逓倍、すなわち、逓倍しないで入力信号をそのまま出力する場合は、スイッチ２１−１によって入力端子２６を端子２７−１へ接続し、同時に、出力側のスイッチ２５を端子２７−１につながる端子に接続する。
【０１３３】
このようにして、１逓倍のキャリアが出力される。２逓倍以上する場合は、スイッチ２１−１を切り替えて分配器２４の側に接続する。
【０１３４】
分配器２４によって入力信号はｋ個に分配される。そのうち２つは、ミキサ２２−１の２つの端子へ入力される。ミキサで発生したこれらの和周波成分をフィルタ２３−１で選択し出力する。
【０１３５】
フィルタ２３−１の出力はスイッチ２１−２に接続されており、スイッチ２１−２が端子２７−２側に接続されれば２逓倍で出力、次のミキサ２２−２側に接続されれば３逓倍以上される。同様に、以後ミキサとフィルタが交互に接続されて、必要数だけ逓倍されたところで出力端子に接続されるように、スイッチ２１−１，２１−２，…および、スイッチ２５を制御する。
【０１３６】
このようにすることによって、逓倍数可変の逓倍器が構成できる。
【０１３７】
なお、逓倍数可変の逓倍器の構成方法は、他にもある。例えば、ダイオードなどの非線形素子に信号を入力し、非線形素子の出力にフィルタバンクを接続する。
【０１３８】
フィルタバンクを構成するそれぞれのフィルタは、それぞれの高調波に対応した透過特性を持ち、フィルタバンクの中から所望の逓倍数に対応したフィルタを選択することによって、逓倍数可変の逓倍器が構成できる。
【０１３９】
［周波数変換器構成例４］
周波数変換器１５の更に別の構成例を図６を参照して説明する。
逓倍数を変化させる場合、データ信号を所望の無線周波数に変換する周波数変換器１５を、図６のようにミキサとスイッチで構成することもできる。
【０１４０】
すなわち、図６において、２８−１，２８−２，…２８−（ｎ＋ｍ−１），２８−（ｎ＋ｍ）はミキサであり、２９−１，２９−２，…２９−（ｎ＋ｍ−１），２９−（ｎ＋ｍ）はフィルタ、３０−１，３０−２，…３０−（ｎ＋ｍ−１）はスイッチ、３１−１，３１−２は分配器、３２−１，３２−２，３２−３は入力端子である。
【０１４１】
これらのうち、入力端子３２−１は、周波数ｆ1 なる第１のパイロットキャリア信号の入力端子であり、入力端子３２−２は周波数ｆ2 なる第２のパイロットキャリア信号の入力端子であり、入力端子３２−３はＦ1 なるデータ信号を入力するための端子である。
【０１４２】
分配器３１−１は、入力端子３２−１より入力される第１のパイロットキャリア信号をｎ＋ｍ分配するものであり、分配器３１−２は、入力端子３２−２より入力される第２のパイロットキャリア信号をｎ＋ｍ分配するものである。
【０１４３】
スイッチ３０−１は、分配器３１−１と分配器３１−２の分配出力のうち、いずれか一方を選択してミキサ２８−１に渡すための経路切り替えスイッチであり、また、スイッチ３０−２は、分配器３１−１と分配器３１−２の分配出力のうち、いずれか一方を選択してミキサ２８−１に渡すための経路切り替えスイッチであり、ミキサ２８−１はこれらスイッチ３０−１およびスイッチ３０−２で選択されて入力された信号を混合して出力するものである。フィルタ２９−１はバンドパスフィルタであって、このミキサ２８−１で混合された信号の帯域成分を抽出するフィルタである。
【０１４４】
また、スイッチ３０−３は、分配器３１−１と分配器３１−２の分配出力のうち、いずれか一方を選択してミキサ２８−２に渡すための経路切り替えスイッチであり、また、ミキサ２８−２はフィルタ２９−１の出力とスイッチ３０−３を介して与えられた分配器３１−１または分配器３１−２の分配出力とを混合してフィルタ２９−２に出力するものである。フィルタ２９−２はバンドパスフィルタであって、このミキサ２８−２で混合された信号のうち所望の成分を抽出するフィルタである。
【０１４５】
同様に、スイッチ３０−（ｎ＋ｍ）は、分配器３１−１と分配器３１−２の分配出力のうち、いずれか一方を選択してミキサ２８−（ｎ＋ｍ−１）に渡すための経路切り替えスイッチであり、また、ミキサ２８−（ｎ＋ｍ−１）は前段のフィルタ２９−（ｎ＋ｍ−２）の出力とスイッチ３０−（ｎ＋ｍ）を介して与えられた分配器３１−１または分配器３１−２の分配出力とを混合してフィルタ２９−（ｎ＋ｍ−１）に出力するものである。フィルタ２９−（ｎ＋ｍ−１）はバンドパスフィルタであって、このミキサ２８−（ｎ＋ｍ−１）で混合された信号のうち所望の成分を抽出するフィルタである。
【０１４６】
また、ミキサ２８−（ｎ＋ｍ）は、フィルタ２９−（ｎ＋ｍ−１）の出力と入力端子３２−３からの信号Ｆ1 とを混合してフィルタ２９−（ｎ＋ｍ）に出力するものである。フィルタ２９−（ｎ＋ｍ）はバンドパスフィルタであって、このミキサ２８−（ｎ＋ｍ）で混合された信号のうち所望の成分を抽出するフィルタである。フィルタ２９−（ｎ＋ｍ）の出力が最終となるものであり、当該周波数変換器１５の出力として出力端子３２に出力される構成である。
【０１４７】
このような構成において、入力端子３２−１、３２−２からそれぞれ周波数ｆ1 、ｆ2 の２種のパイロットキャリア信号が入力される。これらはそれぞれ分配器３１−１、３１−２によって可能性のある最大逓倍数に分岐される。
【０１４８】
分配器３２−１，３２−２の出力は、２×１のスイッチ３０−１，３０−２，… にそれぞれ１本ずつ入力される。スイッチ３０−１，３０−２，３０−３…３０−（ｎ＋ｍ）の出力はそれぞれ対応するミキサ２８−１，〜２８−（ｎ＋ｍ−１）に接続されている。（この構成ではｎ，ｍそれぞれの値が変化してもｎ＋ｍの値は一定である。）
本システムでは、ミキサ２８−１，２８−２，…２８−（ｎ＋ｍ−１）の各入力として、ｆ1 ，ｆ2 ，Ｆ1 の信号のいずれかが直接入力される端子が、ミキサ２８−１では２つ、ミキサ２８−２〜２８−（ｎ＋ｍ−１）では１つずつあり、これら入力を合わせると、ｎ＋ｍ個の入力端子があることになる。
【０１４９】
そのうち、ｎ個に周波数ｆ1 のパイロットキャリア信号を入力し、ｍ個に周波数ｆ2 のパイロットキャリア信号が入力されるように、スイッチ３０−１，３０−２，…を制御する。各ミキサ２８−１，２８−２，…の後段のフィルタ２９−１，２９−２，…はミキサから混合されて出力される信号と、直接入力されるｆ1 ，ｆ2 ，Ｆ1 の信号のいずれかの信号との差周波と和周波のうち、和周波を選択して出力する。
【０１５０】
このようにすると、フィルタ２９−（ｎ＋ｍ−１）からはｎ逓倍された周波数ｆ1 のパイロットキャリア信号と、ｍ逓倍された周波数ｆ2 のパイロットキャリア信号の周波数が加算されたキャリアが出力される。そして、これと、端子３２−３から入力された中心周波数Ｆ1 のデータ信号とがミキサ２８−（ｎ＋ｍ）によって混合される。
【０１５１】
その結果、ミキサ２８−（ｎ＋ｍ）からそれらの和周波と差周波が出力され、フィルタ２９−（ｍ＋ｎ）によって和周波が選択されて出力端子に出力されるので、ｆ1 ×ｎ＋ｆ2 ×ｍ＋Ｆ1 なる逓倍数の信号が得られるようになる。
【０１５２】
このように逓倍数が所望に変化する場合の周波数変換器を構成することができる。
【０１５３】
［周波数変換器構成例５］
周波数変換器１５の更に別の構成例を説明する。
これまでの例ではｎ，ｍは“０”または正の整数であった。
しかし、本発明ではｎ，ｍは負の値をとることができる。例えば、目標周波数Ｆ0 、パイロットキャリア周波数ｆ1 、ｆ2 （＝ｆ1 −ΔＦ）であり、サブキャリア周波数Ｆi のデータ信号との関係が
１０×ｆ1 ＋Ｆi ＝Ｆ0
であるとする。
【０１５４】
サブキャリア周波数Ｆi+1 （＝Ｆi ＋ΔＦ）のデータ信号に対しては、
９×ｆ1 ＋ｆ2 ＋Ｆi ＝Ｆ0
すなわち、ｎ＝９、ｍ＝１とどちらも正の値でＦ0 を合成することができる。
【０１５５】
一方、サブキャリア周波数Ｆi-1 （＝Ｆi −ΔＦ）のデータ信号に対しては、１１×ｆ1 −ｆ2 ＋Ｆi-1 ＝Ｆ0 とｎ＝１１、ｍ＝−１と一方を負の値にすることで対応できる。
【０１５６】
負の値、すなわち、周波数合成時の減算は、例えば、図４（ａ）に示す周波数変換器の構成例に当てはめてみると、ミキサ１８−２によって発生した和周波と差周波のうち、フィルタ１９−２で差周波を選択し出力することによって実行できる。
【０１５７】
そして、ｎ，ｍに負の値を許容することによって、データ信号のサブキャリア周波数の上限および下限、すなわち、サブキャリア多重した場合のチャンネル数の制限が緩和されることになり、柔軟なシステムが構築できる。
【０１５８】
以上、周波数変換器の構成例について種々述べた。次にパイロットキャリア分離器について説明する。
【０１５９】
［パイロットキャリア分離器］
各アンテナ局２−１，２−２，…２−ｎにそれぞれ設けられるパイロットキャリア分離器（図１の１４−１、１４−２）は、上述のようにＱ値の低いフィルタで実現できる。しかし、フィルタと同時にＰＬＬ（位相同期ループ）を用いると、より品質の良いパイロットキャリア信号を分離することができる。
【０１６０】
集中制御局１から送られてきた光信号を受信すると、必要なデータ信号、パイロットキャリア信号の他に、様々な雑音成分を含んでいる。
【０１６１】
光信号が元来持つ相対強度雑音と呼ばれる雑音や、光受信器の発生する熱雑音、フォトダイオードに光電流が流れることによって発生するショット雑音などである。これらの雑音は一般に、白色雑音である。
【０１６２】
このような白色雑音を含む光信号からパイロットキャリア信号を分離する際に、パイロットキャリア分離器１４−１，１４−２としてＱ値の低いフィルタのみの構成であった場合は、雑音成分も多く切り出してしまう。
【０１６３】
雑音量に対する要求はシステムによって異なり、フィルタで切り出したまま使用できるシステムもある。しかし、雑音要求の厳しいシステムもあるこのようなシステムの場合では、Ｑ値の低いフィルタの後段にＰＬＬを設けるようにする。このようにすることによって、パイロットキャリア信号のキャリア対雑音比を大きくすることができる。
【０１６４】
また、従来の技術の項でも触れたように、複数のアンテナ局２−１，２−２，…２−ｎそれぞれにおいて、自局のアンテナ１６から放射する無線信号の中心周波数が微妙に異なるシステムがある。
【０１６５】
例えば、同じ２［ＧＨｚ］帯の電波を放射していても、あるアンテナ局から放射される無線信号の中心周波数は“２．００００００［ＧＨｚ］”であり、別のアンテナ局から放射される無線信号の中心周波数は“２．０００１００［ＧＨｚ］”であり、…と云った具合に、例えば、１００［ｋＨｚ］間隔で異なるといったケースである。
【０１６６】
この場合でも、本発明では、光伝送するときのサブキャリア信号の周波数間隔を、無線領域の周波数間隔（例えば１００［ｋＨｚ］）よりもはるかに大きくとる。このようにする結果、アンテナ局でのデータ分離等の処理が容易になった。
【０１６７】
各アンテナ局２−１，２−２，…２−ｎそれぞれから放出される無線信号の周波数が微妙に異なるシステムに対して本発明を適用する場合、光伝送時のサブキャリア信号周波数に、各アンテナ局２−１，２−２，…２−ｎの無線電波の周波数差（例えば１００［ｋＨｚ］）に対応する周波数差を、あらかじめオフセットとして与えておくようにする。
【０１６８】
このようにすると、光伝送時のサブキャリア信号周波数間隔が非常に大きいため、その程度のオフセットは全く本発明の動作に影響を与えない。
【０１６９】
以下に例を挙げて説明する。
今、アンテナ局２−１では自局アンテナ１６から放射する信号の中心周波数がＦ01であり、アンテナ局２−２では自局アンテナ１６から放射する信号の中心周波数がＦ02（＝Ｆ01＋ΔＦR ）であるとする。
【０１７０】
一方、光伝送される時の第１及び第２のパイロットキャリア信号の周波数はｆ1 ，ｆ2 （＝ｆ1 ＋ΔＦ）である。Ｆ1 のデータ信号に関しては、例えば、Ｆ01＝７×ｆ1 ＋３×ｆ2 ＋Ｆ1 となるような中心周波数Ｆ1 でデータ信号がサブキャリア伝送されてくる。
【０１７１】
Ｆ2 のデータ信号に関しては、
Ｆ2 ＝８×ｆ1 ＋２×ｆ2 ＋Ｆ2
となるような中心周波数Ｆ２でデータ信号がサブキャリア伝送されてくる。
【０１７２】
この時、２つのデータ信号の中心周波数Ｆ1 とＦ2 との差を、
ΔＦ＋ΔＦR
となるように、Ｆ1 およびＦ2 を決定する。
【０１７３】
ΔＦ＞＞ΔＦR
であるので、
ΔＦ＋ΔＦR ΔＦ
である。
【０１７４】
そして、ΔＦR がサブキャリア周波数の上述したオフセット分である。
【０１７５】
本発明における実施形態では、説明を簡単にするため、このような小さなオフセットに関しては今まで特に明記していないし、以後の例においても特段触れない。しかし、本発明を実施する際には本節で述べたような手法を採ることもあり得ることを断っておく。
【０１７６】
（第３の実施例）
次に、本願第３の発明に関する実施の形態を説明する。図７はその光伝送時のサブキャリア周波数配置である。データ信号が中心周波数Ｆ1 ，Ｆ2 ，…，Ｆp にサブキャリア多重されている。
【０１７７】
隣接するデータ信号間の中心周波数間隔はΔＦの整数（≧１）倍である。周波数ｆ1 の第１のパイロットキャリア信号は、前述の第２の実施例で説明したケースと同様、Ｆ1 ，Ｆ2 ，…，Ｆp の周波数配置領域より高い領域の周波数に配置されている。
【０１７８】
一方、周波数ｆ2 のパイロットキャリア周波数は、Ｆ1 ，Ｆ2 ，…，Ｆp の周波数配置領域より低い領域の周波数に配置されており、この例では０＋ΔＦである。
【０１７９】
中心周波数Ｆ1 のデータ信号に関して、アンテナから信号を放射するときの周波数Ｆ0 は、Ｆ0 ＝ｎ×ｆ1 ＋Ｆ1 であるとする。中心周波数Ｆ2 （＝Ｆ1 ＋ΔＦ）のデータ信号に関しては、周波数Ｆ0 をＦ0 ＝ｎ×ｆ1 −ｆ2 ＋Ｆ2 のように合成する。
【０１８０】
Ｆ1 に関しては、周波数ｆ2 の第２のパイロットキャリア信号の逓倍数ｍをｍ＝０として合成し、Ｆ2 に関しては逓倍数ｍをｍ＝−１として合成する。Ｆ3 、Ｆ4 ，…Ｆp についても同様に合成する。
【０１８１】
逓倍数ｍが負になるのが好ましくない場合は、サブキャリア周波数の最も大きいデータ信号Ｆp について、Ｆ0 ＝ｎ×ｆ1 ＋Ｆp となるようにし、Ｆp-1 （＝Ｆp −ΔＦ）に関してはＦ0 ＝ｎ×ｆ1 ＋ｆ2 ＋Ｆp-1 となるようにし、順次同様に周波数合成されるようにすればよい。
【０１８２】
また、適当なサブキャリア周波数Ｆi のデータ信号に関してＦ0 ＝ｎ×ｆ1 ＋Ｆi となるようにして、Ｆi よりサブキャリア周波数が小さいデータ信号に関しては、適宜、ｆ2 の整数倍を加算し、Ｆi よりサブキャリア周波数が大きいデータ信号に関しては、適宜、ｆ2 の整数倍を減算するようにしてもよい。
【０１８３】
この実施例を適用したシステムの構成例は図１と同様である。また、アンテナ局２−１，２−２，…２−ｐにおける周波数変換器１５の構成は、図８の如きである。
【０１８４】
図８（ａ）に示す構成の周波数変換器１５は逓倍器３６−１，３６−２、ミキサ３７−１，３７−２、フィルタ３８−１，３８−２からなるものであって、逓倍器３６−１は入力端子２０−１からの入力信号を“｜ｎ｜”逓倍してミキサ３７−１に与えるものである。また、ミキサ３７−１には入力端子２０−３からの信号が入力され、この信号と逓倍器３６−１からの“｜ｎ｜”逓倍された信号とを混合するものである。フィルタ３８−１はバンドパスフィルタであって、このミキサ３７−１からの信号のうちの所望の周波数成分を抽出するものである。
【０１８５】
また、逓倍器３６−２は入力端子２０−２からの入力信号を“｜ｍ｜”逓倍してミキサ３７−２に与えるものである。また、ミキサ３７−２にはフィルタ３８−１からの信号が入力され、この信号と逓倍器３６−２からの“｜ｍ｜”逓倍された信号とを混合するものである。フィルタ３８−２はバンドパスフィルタであって、このミキサ３７−２からの信号のうちの所望の周波数成分を抽出するものである。
【０１８６】
図８の構成を説明する例として、その局の使用するデータ信号の中心周波数がＦ3 （＝Ｆ1 ＋２×ΔＦ）であり、周波数変換の目標中心周波数はＦ＝ｎ×ｆ1 ＋Ｆ1 であるとする。
【０１８７】
図８（ａ）において、入力端子２０−３から中心周波数Ｆ３のデータ信号が入力される。
【０１８８】
一方、端子２０−１からは周波数ｆ1 の第１のパイロットキャリア信号が入力され、逓倍器３６−１でその周波数がｎ（＞０）逓倍される。図４での場合と異なり、ｎの値はデータ信号のサブキャリア伝送時の中心周波数によらず、一定である。
【０１８９】
入力端子２０−３から入力された中心周波数Ｆ3 のデータとｎ逓倍された周波数ｆ1 の第１のパイロットキャリア信号は、ミキサ３７−１で混合され、和周波（ｎ×ｆ1 ＋Ｆ3 ）および差周波（ｎ×ｆ1 −Ｆ3 ）が得られる。そして、このミキサ３７−１から出力されるこの和周波（ｎ×ｆ1 ＋Ｆ3 ）および差周波（ｎ×ｆ1 −Ｆ3 ）のうち、フィルタ３８−１は和周波を選択し、出力する。
【０１９０】
また、入力端子２０−２からは周波数ｆ2 （＝ΔＦ）の第２のパイロットキャリア信号が入力され、これは逓倍器３６−２によって“｜ｍ｜”逓倍される。ここでの例では、逓倍数ｍ＝−２であるので、逓倍器３６−２で２逓倍される。
【０１９１】
フィルタ３８−１の出力と逓倍器３６−２の出力はミキサ３７−２によって混合され、その結果、ミキサ３７−２からは両者の和周波（ｎ×ｆ1 ＋Ｆ3 ＋｜ｍ｜×ｆ2 ）および差周波（ｎ×ｆ1 ＋Ｆ3 −｜ｍ｜×ｆ2 ）が出力される。
【０１９２】
ここでは、逓倍数ｍが負の値であるので、フィルタ３８−２は差周波を選択し出力する。その結果、フィルタ３８−２からの目標周波数Ｆ0 の出力が出されることになる。
【０１９３】
周波数変換器１５は、図８（ｂ）のように構成してもよい。
図に示す構成の周波数変換器１５は逓倍器３６−１，３６−２、ミキサ３９−１，３９−２、フィルタ４０−１，４０−２からなるものであって、逓倍器３６−１は入力端子２０−１からの入力信号を“｜ｎ｜”逓倍してミキサ３４−１に与えるものである。
【０１９４】
また、逓倍器３６−２は入力端子２０−２からの入力信号を“｜ｍ｜”逓倍してミキサ３９−１に与えるものであり、ミキサ３９−１はこれら逓倍器３６−１，３６−２からの逓倍出力を混合するものである。
【０１９５】
フィルタ４０−１はバンドパスフィルタであって、ミキサ３９−１からの信号のうちの帯域周波数成分を抽出し、ミキサ３９−２に出力するものである。
【０１９６】
ミキサ３９−２には入力端子２０−３からの信号が入力され、この信号とフィルタ４０−１を透過した信号とを混合してフィルタ４０−２に出力するものである。また、フィルタ４０−２はバンドパスフィルタであって、ミキサ３９−２からの信号のうちの所望の周波数成分を抽出するものである。
【０１９７】
このような構成の周波数変換器１５は、端子２０−１から周波数ｆ1 の第１のパイロットキャリア信号が入力される。そして、この第１のパイロットキャリア信号は逓倍器３６−１でｎ（＞０）逓倍される。
【０１９８】
ここで、ｎの値は前述した図４の構成の場合と異なり、データ信号のサブキャリア中心周波数によらず一定である。
【０１９９】
また、入力端子２０−２から周波数ｆ2 の第２のパイロットキャリア信号が入力され、逓倍器３６−２によって“｜ｍ｜”逓倍される。
【０２００】
Ｆ3 の例では逓倍数ｍは−２であるので、逓倍器３６−２で２逓倍することになる。
【０２０１】
ｎ逓倍された周波数ｆ1 の第１のパイロットキャリア信号と、“｜ｍ｜”逓倍された周波数ｆ2 の第２のパイロットキャリア信号はミキサ３９−１に与えられ、ここで混合される。その結果、和周波（ｎ×ｆ1 ＋｜ｍ｜×ｆ2 ）および差周波（ｎ×ｆ1 −｜ｍ｜×ｆ2 ）がこのミキサ３９−１から出力される。
【０２０２】
前述したように、ｍが負の値であるので、ミキサ３９−１から出力される和周波（ｎ×ｆ1 ＋｜ｍ｜×ｆ2 ）および差周波（ｎ×ｆ1 −｜ｍ｜×ｆ2 ）のうち、フィルタ４０−１では差周波を選択するようにする。そして、フィルタ４０−１の出力は、ミキサ３９−２に入力する。
【０２０３】
ミキサ３９−２では、入力端子２０−３から入力された中心周波数Ｆ3 のデータ信号と、フィルタ４０−１の出力を混合する。この結果、ミキサ３９−２からは両者の和周波（ｎ×ｆ1 −｜ｍ｜×ｆ2 ＋Ｆ3 ）と、差周波（ｎ×ｆ1 −｜ｍ｜×ｆ2 −Ｆ3 ）とが出力されることになる。この出力信号はフィルタ４０−２に与えられる。
【０２０４】
フィルタ４０−２では、ミキサ３９−２から出力された和周波（ｎ×ｆ1 −｜ｍ｜×ｆ2 ＋Ｆ3 ）および差周波（ｎ×ｆ1 −｜ｍ｜×ｆ2 −Ｆ3 ）のうち、和周波を選択するようにする。その結果、フィルタ４０−２からは目標周波数Ｆ0 の出力が出されることになる。
【０２０５】
以上の例では、ｎが光伝送時のサブキャリア周波数によらず一定とした。ｎがアンテナ局によって変わることを許容するならば、条件によっては、ｎおよびｍの絶対値を少なくできる場合がある。ここでの条件とは、ｆ1 がｆ2 （＝ΔＦ）の整数倍の場合である。その例を示しておく。
【０２０６】
例えば、ｆ1 ＝３×ｆ2 であるとき、中心周波数がＦ4 （＝Ｆ1 ＋４×ΔＦ）のデータ信号について考える。
【０２０７】
アンテナ１６から放出される無線信号の中心周波数はＦ0 （＝ｎ×ｆ1 ＋Ｆ1 ）とする。この場合、前節の例と同様に、ｆ1 をｎ逓倍し、これよりｆ2 を４逓倍したものとの差をとり、Ｆ4 を加算する。すなわち、ｎ×ｆ1 −４×ｆ2 ＋Ｆ4 なる処理をする。このように周波数変換すれば、目標周波数Ｆ0 が得られる。
【０２０８】
また、この他、ｆ1 ＝３×ｆ2 であることから、（ｎ−１）×ｆ1 −ｆ2 ＋Ｆ4 というように周波数変換処理しても目標周波数Ｆ0 が得られる。この時、第１のパイロットキャリア信号の周波数ｆ1 は“ｎ−１”逓倍し、第２のパイロットキャリア信号の周波数ｆ2 は“｜ｍ｜−３”逓倍して用いる。
【０２０９】
＜複数アンテナ収容のアンテナ局とする例＞
以上の説明は、アンテナ局当たり１アンテナ構成のシステムを対象としており、集中制御局１から周波数多重されて伝送される複数のデータ信号のうち、各アンテナ局２−１，２−２，…２−ｐそれぞれで１つを抽出して使用する構成であった。
【０２１０】
しかし、１つのアンテナ局で複数のアンテナを備えた構成とする場合などもあり、１つのアンテナ局で複数のデータ信号を使用する必要が生じることがある。
【０２１１】
図９にそのような場合のアンテナ局２の構成例を示す。
図９において、６はフォトダイオードであり、１３−１，１３，−２，…１３−Ｎはデータ信号分離器、１４−１は第１のパイロットキャリア分離器１４−１、１４−２は第２のパイロットキャリア分離器、４１は周波数変換器、１６−１，…１６−Ｎはそれぞれアンテナである。
【０２１２】
これらのうち、フォトダイオード６は集中制御局１から光ファイバにて伝送されてきた光信号を光電変換して電気信号として得るものであり、第１のパイロットキャリア分離器１４−１はこの電気信号から、第１のパイロットキャリア信号を抽出するものであり、第２のパイロットキャリア分離器１４−２はフォトダイオード６からの電気信号から第２のパイロットキャリア信号を抽出するものである。
【０２１３】
また、データ信号分離器１３−１，１３−２，…１３−Ｎはアンテナ数対応に設けてあって、フォトダイオード６からの電気信号からそれぞれアンテナ１６−１，…１６−Ｎのうちの対応する特定のアンテナ用のデータ信号を抽出するものであり、簡易なフィルタなどで構成される。
【０２１４】
また、周波数変換器４１はこれらデータ信号分離器１３−１，１３−２，…１３−Ｎそれぞれのデータ信号をアンテナ１６−１，１６−２，…１６−Ｎ対応に、そのアンテナで放射される周波数に変換するものである。
【０２１５】
アンテナ１６−１，１６−２，…１６−Ｎは、周波数変換器４１によって周波数変換された信号を空中に送信するものである。
【０２１６】
このような構成において、集中制御局１から伝送されてきた光信号はフォトダイオード６で光電変換され電気信号となる。このフォトダイオード６で受信され光電変換されて得られた電気信号から、第１のパイロットキャリア分離器１４−１によって第１のパイロットキャリア信号が抽出され、第２のパイロットキャリア分離器１４−２によって第２のパイロットキャリア信号が抽出される。
【０２１７】
アンテナ局２でＮ個（Ｎ≧２）のデータ信号を使用する場合、簡易なフィルタなどで構成されるデータ信号分離器１３−１，１３−２，…１３−Ｎによってそれぞれのデータ信号が分離される。
【０２１８】
分離されたそれぞれのデータ信号は、周波数変換器４１によってアンテナ１６−１，１６−２，…１６−Ｎで放射される周波数に変換される。そして、アンテナ１６−１，１６−２，…１６−Ｎに送られて空中に放射される。
【０２１９】
なお、本システムで用いる周波数変換器４１は、図４や図８の構成をデータ信号数分、設けた構成であっても良いし、パイロットキャリア信号の周波数を所望逓倍し、加算していく部分で、各データ信号に共通の部分は共通化しても良い。
【０２２０】
このような形態では、Ｎの数が多い場合、これまでの例のように集中制御局１とアンテナ局２を１対多で接続するのではなく、１：１で接続しても良い。
【０２２１】
以上は何れも送信系（下り信号処理系）についての説明であった。しかし、受信系も必要であるので、次に本システムの受信系（上り信号処理系）について第４の実施例として説明する。
【０２２２】
（第４の実施例）
本願第４の発明に関する実施の形態を示す。ここに示す例は、受信系（上り信号処理系）に係わるものであって、３つ以上のデータ信号、すなわち、３系統以上のデータ信号をそれぞれ別のアンテナより受信する場合に、各データ信号の周波数変換に用いるパイロットキャリア信号を２種だけ使用し、これとその系統のデータ信号のキャリアとを用いて、その系統のデータ信号を所望周波数の信号に変換し、集中制御局に光伝送することができるようにするものである。
【０２２３】
図１０はこのような本システムの受信系すなわち、上り信号処理系についての実施形態を示す図である。図に示すように、この受信系のシステム構成としては、集中制御局１内にデータ分離復調器４６とフォトダイオード４５とを備えている。
【０２２４】
また、複数のアンテナ局２−１，２−２，…２−ｐには、レーザ素子４７と周波数変換器４３とを備えている。また、周波数変換器４３は第１及び第２のパイロットキャリア入力端子４４−１，４４−２を備えており、第１のパイロットキャリア入力端子４４−１から第１のパイロットキャリア信号を入力し、第２のパイロットキャリア入力端子４４−２から第２のパイロットキャリア信号を入力する構成となっている。
【０２２５】
複数のアンテナ局２−１，２−２，…２−ｐと集中制御局１とは光ファイバ４により結ばれており、途中に設けられた光分岐結合器３により、各アンテナ局２−１，２−２，…２−ｐで受信した変換された光信号が結合され、集中制御局１に導かれるようになっている。
【０２２６】
周波数変換器４３は、第１及び第２のパイロットキャリア信号をパイロットキャリア信号入力端子４４−１，４４−２より得、また、受信したデータ信号のキャリア成分を用いてこれらより、データ信号を中心周波数Ｆ1Rに周波数変換するものである。第１及び第２のパイロットキャリア信号はアンテナ局２−１以外から伝送されてきたものであるが、送信系（下り信号処理系）で分離した集中制御局１からのパイロットキャリア信号を使用するのが最も合理的である。
【０２２７】
レーザ素子４７は、周波数変換器４３で周波数変換した中心周波数Ｆ1Rのデータ信号を光信号として光ファイバ４に光サブキャリア伝送するものである。
【０２２８】
また、集中制御局１のフォトダイオード４５は、光ファイバ４にて光サブキャリア伝送されてきた光信号を電気信号に変換するものであり、データ分離復調器４６はフォトダイオード４５で変換された電気信号を各チャネル別のデータ信号に分離し、復調するものである。
【０２２９】
このような構成の本システムは、各アンテナ局２−１，…２−ｐにおいてそれぞれの局のアンテナ４２で受信された中心周波数ＦR のデータ信号はそれぞれの局の周波数変換器４３によって周波数変換される。周波数変換器４３にはパイロットキャリア入力端子４４−１および４４−２から周波数ｆ1 とｆ2 の２つのパイロットキャリア信号が入力される。
【０２３０】
これらのパイロットキャリア信号はアンテナ局２−１以外から伝送されてきたものである。そして、アンテナ局２−１の周波数変換器４３では、この２つのパイロットキャリア信号を適宜逓倍したものと、中心周波数ＦR のデータ信号の周波数を適宜加算減算して、データ信号を中心周波数Ｆ1Rに周波数変換する。Ｆ1Rに周波数変換されたデータ信号はレーザ素子４７によって光信号に変換され集中制御局１に光サブキャリア伝送される。
【０２３１】
同様に、アンテナ局２−２では自局以外から伝送されてきた２種のパイロットキャリア信号を適宜逓倍したものと、中心周波数ＦR のデータ信号の周波数を適宜加算減算して、データ信号を中心周波数Ｆ2Rに周波数変換する。Ｆ2Rに周波数変換されたデータ信号は自局のレーザ素子４７によって光信号に変換され集中制御局１に光サブキャリア伝送される。
【０２３２】
また、同様に、アンテナ局２−ｐでは自局以外から伝送されてきた２種のパイロットキャリア信号を適宜逓倍したものと、中心周波数ＦR のデータ信号の周波数を適宜加算減算して、データ信号を中心周波数ＦpRに周波数変換する。ＦpRに周波数変換されたデータ信号は自局のレーザ素子４７によって光信号に変換され集中制御局１に光サブキャリア伝送される。
【０２３３】
このようにして各アンテナ局２−２，…２−ｐで、中心周波数ＦR のデータ信号を、光サブキャリア伝送に適した周波数に周波数変換し、光信号に変換し、集中制御局１に光サブキャリア伝送する。ただし、光サブキャリア伝送するときの周波数は図１１（ａ）に示すように、各アンテナ局で異なる。従って、各アンテナ局の周波数変換器４３では、２つのパイロットキャリア信号の逓倍数や加算減算の符号が異なる。
【０２３４】
これら複数のアンテナ局２−２，…２−ｐから出力された光信号を、光分岐結合器３で結合し、集中基地局１のフォトダイオード４５で電気信号に変換する。フォトダイオード４５で受信され、変換された電気信号のスペクトルは図１１（ｂ）のように各局毎に分離できるよう、中心周波数に差がある。受信された信号はデータ分離・復調器４６によって、各々のデータ信号に分離され復調される。
【０２３５】
このようにすることによって、同じ周波数帯のデータ信号を各アンテナ局で異なるサブキャリア周波数に変換する際のサブキャリア周波数が相互に安定化される。
【０２３６】
ところで、図９で示した下り信号（送信信号）処理系の場合と同様に、上り信号（受信信号）処理系の場合も一つのアンテナ局に複数のアンテナが備えられている構成が採用される場合がある。このような構成の場合、複数のアンテナで受信したデータ信号を異なるサブキャリア周波数に変換して集中制御局に光伝送する。
【０２３７】
図１２に、その場合でのアンテナ局２−１の構成例を示す。図において、４２−１，…４２−Ｎはそれぞれ別系統のアンテナであり、４３は周波数変換器、４７はレーザ素子、４８は結合器である。これらのうち、周波数変換器４３は複数のアンテナ４２−１，…４２−Ｎにてそれぞれ受信された無線信号を各々異なるサブキャリア周波数に変換するものであり、パイロットキャリア入力端子４４−１，４４−２から入力される周波数ｆ1 とｆ2 のパイロットキャリア信号を使用してこれを行うものである。
【０２３８】
結合器４８は、周波数変換器４３から出力される各アンテナ系統別のサブキャリア信号を結合するものであり、レーザ素子４７はこの結合されたサブキャリア信号を光信号に変調して光ファイバに出力するものである。
【０２３９】
このような構成の本システムは、アンテナ局２−１に設けられた複数のアンテナ４２−１，…４２−Ｎで無線信号を受信し、これらの受信された無線信号は周波数変換器４３で各々異なるサブキャリア周波数に変換される。周波数変換器４３には周波数ｆ1 とｆ2 のパイロットキャリア信号がパイロットキャリア入力端子４４−１，４４−２から入力される。
【０２４０】
これらのパイロットキャリア信号はアンテナ局２−１の外部から伝送されてきたものである。周波数変換器４３では、これらのパイロットキャリア信号をそれぞれ適切に逓倍加算減算して、アンテナで受信された信号を周波数変換する。
【０２４１】
それぞれのアンテナで受信された信号毎にパイロットキャリア信号の逓倍数、場合によっては加減算の符号が異なる。
【０２４２】
周波数変換器４３内の逓倍加減算手段はそれぞれのアンテナに対応して独立のものを備えていても良いし、共通化できる部分は共通化してもよい。
【０２４３】
周波数変換器４３で、このように各々異なるサブキャリア周波数に周波数変換された信号は結合器４８で結合され、レーザ４７で光信号に変換されて、集中制御局に伝送される。このとき、図１０の場合と同様に複数のアンテナ局からの信号が結合されて集中制御局に伝送されるようにしても良いし、アンテナ局と集中制御局が１：１に接続されていても良い。
【０２４４】
以上説明した例は、いずれもアンテナ局として、下り信号処理系のみを備えた構成の例か、または、上り信号処理系のみを備えた構成の例であった。しかし、下り信号処理系および上り信号処理系を内蔵したアンテナ局も必要であるので、その例を以下説明する。
【０２４５】
（第５の実施例）
下り信号処理系と上り信号処理系とを内蔵したアンテナ局の例を説明する。
【０２４６】
これは、本願第５および第６の発明の実施の形態に対応するものである。
ここに説明する通信システムにおいては、これまでに例示した下り信号に適用する形態と、上り信号に適用する形態の両方の特徴を備えている。さらに、アンテナ局では集中制御局から送られてきた光信号に含まれている２つのパイロットキャリア信号を、アンテナで受信した上り信号の周波数変換の際にも利用する。
【０２４７】
図１３にアンテナ局の構成例を示す。図１３（ａ）は図１および図１０のアンテナ局の構造を同時に備えており、さらに、下り信号を処理する系のパイロットキャリア分離器１４−１および１４−２の出力が分岐されて、上り信号を処理する系の周波数変換器４３のパイロットキャリア入力端子４４−１、４４−２に入力されている。
【０２４８】
すなわち、アンテナ局２−１（２−２，…２−ｐ）は、その下り信号処理系を、フォトダイオード６、データ信号分離器１３、第１及び第２のパイロットキャリア分離器１４−１，１４−２、周波数変換器１５、アンテナ１６とより構成してあり、上り信号処理系を、アンテナ４２、周波数変換器４３、そして、レーザ素子４７とより構成してある。
【０２４９】
第１及び第２のパイロットキャリア分離器１４−１，１４−２で第１及び第２のパイロットキャリア信号を抽出するが、これらパイロットキャリア信号は下り信号系の周波数変換器１５で使用するばかりでなく、上り信号処理系の周波数変換器４３にも与えられ、当該周波数変換器４３は、第１及び第２のパイロットキャリア信号をパイロットキャリア信号入力端子４４−１，４４−２より得、また、受信したデータ信号のキャリア成分を用いてこれらより、データ信号を中心周波数ＦIRに周波数変換する構成である。
【０２５０】
このように、下り信号処理系における第１及び第２のパイロットキャリア分離器１４−１，１４−２で抽出した第１及び第２のパイロットキャリア信号を、下り信号処理系の周波数変換器１５で使用するばかりでなく、上り信号処理系の周波数変換器４３でも使用して上り信号を周波数変換する。
なお、図１３（ａ）の構成においては、伝送されてきたパイロットキャリア信号を分離した後、周波数変換器１５，４３内でおのおの独立に逓倍、加算減算し、周波数変換して所要の周波数を得るようにするが、逓倍、加算減算の機能の一部を供用できる部分は共用すると云った形態にしてもよい。例えば、図１３（ｂ）の如きである。
【０２５１】
図１３（ｂ）では、図１３（ａ）の構成における周波数変換器１５および４３が一体化された構成の周波数変換器４９を使用している。この周波数変換器４９は、逓倍、加算減算の機能の一部が上り信号、下り信号で共用化されている形態となっている。
【０２５２】
周波数変換器４９内では下り信号用の周波数変換器を構成する図４や図８の逓倍器出力、場合によってはミキサ出力を分岐して、上り用の周波数変換にも利用する。
【０２５３】
さらには、図１４のように第１及び第２のパイロットキャリア分離器１４−１，１４−２の出力をローカルキャリア生成部５２に入力し、ローカルキャリア生成部５２で、上り信号および下り信号を周波数変換するときに用いるローカルキャリア信号を生成する。
【０２５４】
上り信号用の周波数変換器５０および下り信号用の周波数変換器５１では、ローカルキャリア生成部５２で生成されたローカルキャリア信号を周波数変換前の信号（の周波数）に加算または減算するのみである。従って、周波数変換器５０，５１は主にミキサ１つとフィルタ１つからなるシンプルな構成となっている。
【０２５５】
以上の例では、上り信号用と下り信号用のアンテナを別個のものとして説明した。しかし、上り信号用と下り信号用のアンテナを共用可能であるならば、１本のアンテナにサーキュレータを接続して上り系と下り系をこのサーキュレータを介して接続して共用するようにしても良い。
【０２５６】
このような形態では、集中制御局１において、下り信号用のサブキャリア信号を生成するときに使用するローカルキャリア信号と、上り信号用のサブキャリア信号を復調前に周波数変換するために使用するローカルキャリア信号とを共用することが可能となる。図１５にその場合での集中制御局１の実施形態をブロック図で示す。
［サブキャリア信号共用型集中制御局の構成例］
図１５に示すサブキャリア信号共用型集中制御局１は、下り系（送信系）として、レーザ素子５、レーザドライバ７、合成器８、周波数変換器９−１，９−２，…９−ｐ、変調器１０−１，１０−２，…、第１及び第２のパイロットキャリア発生器１２−１，１２−２、入力端子１１−１，１１−２，…１１−ｐ、ローカル発生器５４−１，…５４−ｐとを備える。
【０２５７】
入力端子１１−１，１１−２，…１１−ｐは送信するデータを入力する端子である。
【０２５８】
変調器１０−１，１０−２，…１０−ｐは、各入力端子１１−１，１１−２，…９−ｐに対応しており、対応する入力端子１１−１，１１−２，…１１−ｐから入力されたデータを変調して対応する周波数変換器９−１，９−２，…９−ｐに出力するものである。
【０２５９】
ローカル発生器５４−１，…５４−ｐは、それぞれ別のローカルキャリア信号を発生する装置であり、各周波数変換器９−１，９−２，…９−ｐ別に設けられていて対応する周波数変換器９−１，９−２，…９−ｐにローカルキャリア信号を供給する構成である。周波数変換器９−１，９−２，…９−ｐは、この変調して入力された信号を当該信号の周波数とローカルキャリア信号を使用して所望中心周波数のデータ信号に変換し、出力するものである。
【０２６０】
第１及び第２のパイロットキャリア発生器１２−１，１２−２は、それぞれ異なる周波数のパイロットキャリア信号を発生する回路であり、合成器８はこれら２種のパイロットキャリア信号及び、周波数変換器９−１，９−２，…９−ｐの出力を合成する回路であり、レーザドライバ７は、この合成器８で合成された信号対応にレーザ素子５をドライブするものであり、レーザ素子５はこのレーザドライバ７により、合成器８の合成信号対応に光変調したレーザ光を出力して光ファイバ４に送り出すものである。
【０２６１】
受信系すなわち、上り信号処理系の構成は、フォトダイオード５３とデータ分離復調器５５−１，…５５−ｐ、周波数変換器５６−１，…５６−ｐ、復調器５７−１，…５７−ｐとより成る。
【０２６２】
フォトダイオード５３は、分岐結合器に結合され、光ファイバ４を介して伝送されてきた各アンテナ局側からの光信号を受信して電気信号に変換するものであり、データ信号分離器５５−１，…５５−ｐは、フォトダイオード５３からの電気信号から複数あるアンテナ局のうちの対応する特定のアンテナ局用のデータ信号を分離抽出するものであり、簡易なフィルタなどで構成される。
【０２６３】
周波数変換器５６−１，…５６−ｐは、それぞれデータ信号分離器５５−１，…５５−ｐ対応に設けられており、前記ローカル発生器５４−１，…５４−ｐのうちの対応するものからローカルキャリア信号の供給を受けると共に、対応するデータ信号分離器５５−１，…５５−ｐから得られたデータ信号を用いてこれらより、データ信号を周波数変換するものである。
【０２６４】
復調器５７−１，…５７−ｐは、周波数変換器５６−１，…５６−ｐに対応して設けてあり、それぞれ対応する周波数変換器５６−１，…５６−ｐから周波数変換して与えられるデータ信号を復調して出力するものである。
【０２６５】
このような構成において、チャネル別の端子１１−１，…１１−ｐに入力された各チャネルのベースバンドのデータ信号は、それぞれの端子１１−１，…１１−ｐ対応の変調器１０−１，…１０−ｐでＱＰＳＫなどの帯域信号に変調される。
【０２６６】
そして、この変調器１０−１，…１０−ｐで変調された信号はそれぞれの対応する周波数変換器９−１，…９−ｐで光伝送用のサブキャリア信号に周波数変換される。すなわち、周波数変換器９−１，…９−ｐでは、入力された帯域信号に、各周波数変換器９−１，…９−ｐ対応のローカル発生器５４−１，…５４−ｐの発生するローカルキャリア信号の周波数を加算または減算して周波数変換を行う。
【０２６７】
また、第１及び第２のパイロットキャリア発生器１２−１，１２−２は、それぞれ異なる周波数のパイロットキャリア信号を発生する。そして、合成器８はこれら２種のパイロットキャリア信号及び、周波数変換器９−１，９−２，…９−ｐの出力を合成して、レーザドライバ７に与え、レーザドライバ７は、この合成器８で合成された信号対応にレーザ素子５をドライブして合成器８の合成信号対応に光変調したレーザ光を発生し、光ファイバ４に送り出す。
【０２６８】
上り信号処理系では、光ファイバ４を介して伝送されてきた光信号を、フォトダイオード５３にて電気信号に変換し、各データ信号分離器５５−１，…５５−ｐに与える。
【０２６９】
各データ信号分離器５５−１，…５５−ｐではこの電気信号からそれぞれ所定のチャネルのデータ信号を分離する。そして、周波数変換器５６−１，…５６−ｐは、それぞれ対応するデータ信号分離器５５−１，…５５−ｐから与えられるデータ信号について、ローカルキャリア信号を用いて所要の中心周波数の信号に変換する。
【０２７０】
すなわち、周波数変換器５６−１，…５６−ｐには、前記ローカル発生器５４−１，…５４−ｐのうちの対応するものからローカルキャリア信号の供給を受ける。そしてこのローカルキャリア信号と、対応するデータ信号分離器５５−１，…５５−ｐから得られたデータ信号のキャリア成分を用いてこれらより、データ信号を特定の中心周波数に周波数変換する。ここで、特定の中心周波数とは、変調器１０−１，１０−２，…１０−ｐの出力周波数と同じ周波数である。
【０２７１】
周波数変換器５６−１，…５６−ｐにて周波数変換されて得られたデータ信号はそれぞれの対応する復調器５７−１，…５７−ｐにて復調される。
【０２７２】
この実施例では、集中制御局１内に下り信号処理系と上り信号処理系とを設けた構成において、ローカルキャリア信号を下り信号処理系と上り信号処理系とで共用させる構成とした。
【０２７３】
すなわち、ローカルキャリア信号は周波数変換器９−１の場合、ローカル発生器５４−１から入力され、周波数変換器９−２の場合、ローカル発生器５４−２から入力され、…周波数変換器９−ｐの場合、ローカル発生器５４−ｐから入力され、と云った具合に、その系統毎の対応するローカル発生器より供給されるが、また上り信号処理系の周波数変換器５６−１，…５６−ｐにも与えられるようにした。すなわち、周波数変換器５６−１の場合、ローカル発生器５４−１から入力され、周波数変換器５６−２の場合、ローカル発生器５４−２から入力され、…周波数変換器５６−ｐの場合、ローカル発生器５４−ｐから入力され、と云った具合である。
【０２７４】
図１３や図１４に示した如き構成のアンテナ局から送信されてきた上りサブキャリア信号は、本発明では下りサブキャリア信号と同様、図１７の如く、十分な周波数間隔を持たせて多重されており、その周波数間隔は下りサブキャリア信号の周波数間隔と同様である。
【０２７５】
そこで、集中制御局１では、ローカル発生器５４−１の出力を分岐して、一方は周波数変換器９−１に、他方は周波数変換器５６−１に入力する。フォトダイオード５３で電気信号に変換され、データ信号分離器５５−１で各々に分離された上りデータ信号は、周波数変換器５６−１によって、復調器５７−１で復調されるのに適した周波数に変換される。
【０２７６】
周波数変換器５６−１でローカル発生器５４−１からのローカルキャリアを使用することにより、復調器５７−１に入力される信号の周波数を容易に高精度で制御できる。
【０２７７】
このようにすることによって、上り信号のサブキャリア多重時のアンテナ局相互のサブキャリア周波数が容易に安定化でき、さらに、集中制御局での上り信号の復調器入力の周波数が安定化され、復調のための周波数制御が容易になる。さらに、集中制御局でローカル発生器が共用でき設備の削減につながる。さらに、アンテナ局でローカルキャリアを生成してから上り、下りの信号の周波数変換に共用することによって、アンテナ局の周波数変換部が簡素化できる。
【０２７８】
アンテナ局で上り信号および下り信号を周波数変換する時の周波数変換幅は上り下りで異なっていても良い。さらに、下り信号が図１７のようにサブキャリア多重されていた場合、上り信号も同様の順序で、すなわち周波数の小さい方からアンテナ局２−１、２−２、２−３と並んでいる必要はなく、上り信号の周波数変換幅を適宜変更することによって順番が変わっていても良い。
【０２７９】
また、アンテナから放射される無線信号周波数が上りと下りで大きく異なる場合、アンテナ局での上り信号の周波数変換幅と下り信号の周波数変換幅を故意に変えて、光サブキャリア伝送されるときに周波数がほぽ同じ周波数帯になるようにしてもよい。低価格に光サブキャリア伝送できるサブキャリア周波数帯が限られているため、このようにすることによって低価格化できる。
【０２８０】
これまでの例では、アンテナ局にアンテナが上り信号系用、下り信号系用各１本ずつある場合について説明したが、上り信号系用、下り信号系用個別の場合（図９、図１２）と同様にそれぞれが複数個あっても良い。
【０２８１】
また、以上の実施の形態はＰＯＮと呼ばれる光ファイバネットワークの形態に特化して記述したが、本発明は他の形態、例えば、有線同軸伝送や、光ファイバで伝送後同軸ケーブルで分岐されるＨＦＣ（Hybrid Fiber Coax）などにも適用することが可能である。
【０２８２】
尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、種々変形して実施可能である。
【０２８３】
【発明の効果】
以上述べたように本発明は、複数の無線アンテナ局をＰＯＮで収容する場合に、より簡便な光伝送系で、アンテナ局間の周波数安定性を保てるようになるものである。すなわち、集中制御局から複数のアンテナ局にサブキャリア多重された変調済みのデータ信号を分配する形態において、アンテナ局で使用するデータ信号が、光受信後に簡易なフィルタで分離できるよう十分広い周波数間隔でサブキャリア多重し、かつ、各アンテナ局から放出される電波の周波数を同期させるために必要なパイロツトキャリアの数が（アンテナ局の数ではなく、）２つだけで良すむようにした。
【０２８４】
その結果、各アンテナ局間で周波数同期をとりつつも、光サブキャリア伝送時のデータ信号の変調度がパイロットキャリアのために犠牲になることなく、良好な伝送が可能となる他、光を受信したのちに、必要な信号を切り出す過程が簡易で低コスト化が図れるようになる通信システムが提供できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を説明するための図であって、本発明の第１の実施例における下り信号系のシステム構成図である。
【図２】本発明を説明するための図であって、本発明の第１の実施例を説明するための図である。
【図３】本発明を説明するための図であって、本発明の第２の実施例としての２種のパイロットキャリア信号の具体的周波数配置例を示す図である。
【図４】本発明を説明するための図であって、本発明の第２の実施例における周波数変換器１５の構成例を示す図である。
【図５】本発明を説明するための図であって、本発明の第２の実施例における周波数変換器１５の構成例を示す図である。
【図６】本発明を説明するための図であって、本発明の第２の実施例における周波数変換器１５の構成例を示す図である。
【図７】本発明を説明するための図であって、本発明の第３の実施例における２種のパイロットキャリア信号の具体的周波数配置例を示す図である。
【図８】本発明を説明するための図であって、本発明の第３の実施例における周波数変換器の構成例を示す図である。
【図９】本発明を説明するための図であって、本発明の第３の実施例における１つのアンテナ局で複数のアンテナを備えた構成とする場合のアンテナ局２の構成例を示す図である。
【図１０】本発明を説明するための図であって、本発明の第４の実施例における受信系（上り信号処理系）についての構成例を示すブロック図である。
【図１１】本発明を説明するための図であって、本発明の第４の実施例における各アンテナ局２−２，…２−ｐで光サブキャリア伝送に適した周波数に変換する場合における各アンテナ局別の周波数状態を説明するスペクトル図である。
【図１２】本発明を説明するための図であって、本発明の第５の実施例におけるアンテナ局の構成例を示す図である。
【図１３】本発明を説明するための図であって、本発明の第５の実施例におけるアンテナ局の別の構成例を示す図である。
【図１４】本発明を説明するための図であって、本発明の第５の実施例における更に別のアンテナ局の構成例を示す図である。
【図１５】本発明を説明するための図であって、本発明システムにおけるサブキャリア信号共用型の集中制御局の構成例を示すブロック図である。
【図１６】本発明の背景技術を説明するためのシステム構成図である。
【図１７】従来技術の問題点を説明するための図である。
【図１８】従来例技術のの問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
１…集中制御局
２，２−１，…２−ｐ，１６，４２…アンテナ局
３…光分岐結合器
４…光ファイバ
５…レーザ素子
６…フォトダイオード
７…レーザドライバ
８…合成器
９，１５…周波数変換器
１０…変調器
１１…入力端子
１２…パイロットキャリア発生器
１３…データ信号分離器
１４…パイロットキャリア分離器
１７…逓倍器
１８，２２…ミキサ
１９，２３…フィルタ
２０…入力端子
２１，２５，３０…スイッチ
２４…分配器
２６…入力端子
２７…端子
２８，３４，３７，３９…ミキサ
２９，３５，３８，４０…フィルタ
３１…分配器
３２…入力端子
３３…出力端子
３６…逓倍器
４１，４３，４９，５０，５１，５６…周波数変換器
４４…パイロットキャリア入力端子
４５，５３…フォトダイオード
４６…データ分離復調器
４７…レーザ素子
４８…結合器
５２…ローカルキャリア発生器
５４…ローカル発生器
５５…データ信号分離器
５７…復調器
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に集中制御局が複数の子局に単一の伝送路を介してデータ変調信号を伝送する通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話など無線通信システムにおいて、アンテナを有する地上局としてのアンテナ局と集中制御局との間を光ファイバで結び、集中制御局で無線信号の形態に変調した信号をアンテナ局に光伝送し、当該アンテナ局ではこの受け取った信号をアンテナから無線送信するというシステムが開発されている。この構成の場合、アンテナ局の基本構成がアンテナと光電変換装置のみで済むため、無線信号のデータレートや変調方式に依存しなくなる。そのため、無線方式の変更があっても、アンテナ局の置き換えやアンテナ局の構成要素の変更が不要となる。
【０００３】
ところで、近年、携帯電話等の加入者の増大に伴う回線数不足や伝送速度の高速化に対応するために、既存周波数帯からミリ波、準ミリ波のような高い周波数帯を使用する無線通信の研究が行われており、これらのシステムでも、アンテナ局と集中制御局間を光ファイバで結ぶ検討がなされている。
【０００４】
そして、光ファイバで結ぶ形態として、ＰＯＮ（ｐａｓｓｉｖｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ）の利用がある。ＰＯＮは、図１６（ａ），（ｂ）に示すように、集中制御局１と複数のアンテナ局２間を、中間にパッシブな光分岐結合器３を設けた光ファイバ４で結ぶと共に、集中制御局１から光ファイバ４に送信した光信号をこの光ファイバ４の中間の前記光分岐結合器３により分岐させ、各アンテナ局２に分配する形態である。
【０００５】
このように、ＰＯＮでは、光ファイバの途中にパッシブな光分岐手段を挿入して複数のアンテナ局２を収容する形態であるので、集中制御局１の光送受信器や伝送用の光ファイバが共有化でき、その分、設備が削減できる利点がある。
【０００６】
ところで、ＰＯＮでは、集中制御局１から送信された光信号は分岐されて、複数のアンテナ局２に同じ信号が届く。従って、複数のアンテナ局から放射される無線信号が全く同じで良いのであれば問題ないが、通常、異なるアンテナ局からは異なる無線信号が送信される。
【０００７】
そこで、従来、図１７に示すスペクトラム配置例のように、集中制御局から送信される光信号は、中間周波サブキャリア信号をアンテナ局毎に変えて周波数多重し、送る方法が提案されていた。そして、この場合、各々のアンテナ局では光信号を受信後、自局から送信する分をフィルタなどで取り出して、無線信号の周波数に変換し、アンテナから送信するという手法をとる。
【０００８】
図１７の例では、１００［ＭＨｚ］近辺にアンテナ局２−１への信号、２００［ＭＨｚ］近辺にアンテナ局２−２への信号、３００［ＭＨｚ］近辺にアンテナ局２−３への信号、というように中間周波サブキャリア信号の周波数を適宜間隔あけて割り当て、周波数多重している。そのため、仮に、各アンテナ局２−１，…２−３から送出する無線信号が２［ＧＨｚ］帯であるとすると、アンテナ局２−１では信号を１．９［ＧＨｚ］分だけ、また、アンテナ局２−２では信号を１．８［ＧＨｚ］分だけ、また、アンテナ局２−３では信号を１．７［ＧＨｚ］分だけ、それぞれアップコンバートする必要が生じることになる。
【０００９】
一方、無線信号では異なるアンテナ局が送出する信号の周波数が相対的に同期している必要があり、厳密な周波数制御が必要である。光サブキャリア伝送を使用した無線システムでは従来、図１８のように、データ信号Ｓd の他にアンテナ局から放射する電波の周波数安定性を保つための信号であるパイロットキャリア信号Ｓpcを送信し、各アンテナ局でデータ信号Ｓd をこのパイロットキャリア信号Ｓpcを用いて周波数変換する方法が提案されていた。
【００１０】
その結果、アンテナ局から送出する無線信号の周波数を集中制御局で一括して管理することが可能であった。
【００１１】
しかしながら、図１７のように、各々のアンテナ局宛のデータ信号のサブキャリア周波数が異なると、そのサブキャリア周波数が異なるデータ信号毎にそれぞれ周波数変換用のパイロットキャリア信号を用意する必要が生じることから、パイロットキャリア信号はデータ信号の多重数分、送る必要が生じる。そして、これらは光伝送時に多重して送ることになる。
【００１２】
その結果、パイロットキャリア信号も含めたトータル信号数が増え、光伝送時のデータ信号の光変調度が、パイロットキャリア信号に割かれる分、減少して伝送品質が劣化する。
【００１３】
無線システムでは、複数の無線基地局（アンテナ局）が同一のサービスを提供するときに、隣接する基地局同士の信号が干渉しないよう、同一周波数帯でもほんの少しずつ離れた周波数を使用することがある。
【００１４】
例えば、２［ＧＨｚ］帯の中で１００［ｋＨｚ］間隔で離れているなどである。このようなアンテナ局を一つのファイバで収容する場合、無線領域での周波数差のままサブキャリア多重して、パイロットキャリアは一つのみを伝送するというシステムを構築することは可能である。
【００１５】
しかし、この場合、集中制御局１からの光信号を受信したアンテナ局２は１００［ｋＨｚ］といった非常に狭い間隔で並んでいる信号から、自局で使用する信号を選択しなければならないから、非常に急峻で周波数の安定したフィルタが必要となり、コスト高となる。また、ＣＤＭＡ方式のような周波数多重でない無線方式を採用する無線システムでは、各アンテナ局から送信される信号が全く同一の周波数帯であるため、急峻なフィルタを用いて１つのパイロットキャリア信号のみで済ますという方法は使用できない。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
携帯電話などのようなシステムでは、点在して設ける複数のアンテナ局と集中制御局との間を光ファイバで結ぶ構成が利用されるが、このような構成の通信システムにおいて、光ファイバの途中にパッシブな光分岐手段を挿入して複数のアンテナ局を収容する形態であるＰＯＮを利用すると、集中制御局の光送受信器や伝送用の光ファイバが共有化でき、設備が削減できる利点がある。
【００１７】
ところで、ＰＯＮでは、集中制御局から送信された光信号は分岐されて、複数のアンテナ局に同じ信号が届く。そして、通常、異なるアンテナ局からは異なる周波数で無線信号が送信されるので、これに対処するには、図１７に示す如きスペクトラム配置例のように、集中制御局から送信される光信号は、中間周波サブキャリア信号をアンテナ局毎に変えて周波数多重し、送ると云った方法が考えられている。そして、この場合、各々のアンテナ局では光信号を受信後、自局から送信する分をフィルタなどで取り出して、無線信号の周波数に変換し、アンテナから送信するという手法をとることになる。
【００１８】
無線システムでは使用する無線信号の周波数帯が決まっているため、この場合、各アンテナ局では送信する無線信号をその周波数帯に合わせるためには、それぞれアップコンバートする必要が生じることになる。
【００１９】
一方、無線信号では異なるアンテナ局が送出する信号の周波数が相対的に同期している必要があり、従って、厳密な周波数制御が必要である。そこで、光サブキャリア伝送を使用した無線システムでは従来、図１８のように、データ信号Ｓd の他にパイロットキャリア信号Ｓpcを送信し、各アンテナ局でデータ信号Ｓd をこのパイロットキャリア信号Ｓpcを用いて周波数変換するようにし、その結果、アンテナ局から送出する無線信号の周波数を集中制御局で一括して管理することができた。
【００２０】
しかしながら、図１７のように、各々のアンテナ局宛のデータ信号のサブキャリア周波数が異なると、そのサブキャリア周波数が異なるデータ信号毎にそれぞれ周波数変換用のパイロットキャリア信号を用意する必要が生じることから、パイロットキャリア信号はデータ信号の多重数分、送る必要が生じる。そして、これらは光伝送時に多重して送ることになる。
【００２１】
その結果、パイロットキャリア信号伝送用に必要な帯域もその分、広がることになるので、光伝送時のデータ信号の光変調度が、パイロットキャリア信号に割かれる分、減少して伝送品質が劣化する。
【００２２】
従って、パイロットキャリア信号の数は、できれば少なくしたいところである。
【００２３】
また、無線システムでは、複数の無線基地局（アンテナ局）が同一のサービスを提供するときに、隣接する基地局同士の信号が干渉しないよう、同一周波数帯でも僅かずつ離れた周波数を使用することがある。例えば、２［ＧＨｚ］帯の中で１００［ｋＨｚ］程度離すと云った具合である。そして、このようなアンテナ局を一つの光ファイバで繋いだ場合には、無線領域での周波数差のままサブキャリア多重し、パイロットキャリア信号は一つのみとするようなシステムを構築することは可能である。
【００２４】
しかし、この場合、集中制御局からの光信号を受信したアンテナ局は１００［ｋＨｚ］といった非常に狭い間隔で並んでいる信号から、自局で使用する信号を選択しなければならないから、非常に急峻で周波数の安定したフィルタが必要となり、コスト高となる。但し、ＣＤＭＡ方式のような周波数多重でない無線方式を採用する無線システムでは、各アンテナ局から送信される信号が全く同一の周波数帯であるため、１つのパイロットキャリア信号のみで済ますことはできない。
【００２５】
構成の簡易化を図るためには、上述のように、サブキャリア多重されたデータ信号から、自局で使用するデータ信号を簡易なフィルタにより分離できるようにする必要があるが、そのためには大きな周波数間隔でサブキャリア多重を実施したいところである。
【００２６】
しかしそのためには、複数のパイロットキャリア信号が必要となり、それがために、データの伝送品質が劣化の問題が避けられない。また、複数のパイロットキャリアを用意する回路が必要となり、系が複雑になる。
【００２７】
そこで、この発明の目的とするところは、周波数変換に必要なパイロットキャリア信号の数を少なくでき、しかも、大きな周波数間隔でサブキャリア多重を実施できて、データ信号を簡易なフィルタにより分離可能となり、安価で構成が簡易な通信システムを提供することにある。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のように構成する。
【００２９】
［１］本願第１の発明は、下り信号処理系に係わるものであって、３つ以上のデータ信号、すなわち、３系統以上のデータ信号をそれぞれ別のアンテナより送信する場合に、各データ信号の周波数変換に用いるパイロットキャリア信号を２種だけ使用し、これとその系統のデータ信号のキャリアとを用いて、その系統のデータ信号を所望の基準周波数の信号に変換し、送信することができるようにする。
すなわち、 ３系統以上の各系統別のデータ信号を周波数多重して伝送し、これら各系統別のデータ信号は受信後に目標とする周波数帯に周波数変換するようにした通信システムであって、前記３系統以上のデータ信号すべてを含む信号帯域幅は、前記目標とする周波数帯の信号帯域幅より広く設定する通信システムにおいて、
第１のパイロットキャリア信号と第２のパイロットキャリア信号を前記３系統以上のデータ信号と同時に伝送し、前記第１のパイロットキャリア信号の周波数の整数倍と、前記第２のパイロットキャリア信号の周波数の整数倍と前記３系統以上のデータ信号の周波数のうち、いずれでも一つを加算すると、前記目標とする周波数帯の周波数となるよう、前記３系統以上のデータ信号のそれぞれの中心周波数、前記第１のパイロットキャリア信号の周波数、および、前記第２のパイロットキャリア信号を周波数配置することを特徴とする。
【００３０】
このシステムでは、例えば、集中制御局と複数のアンテナ局とこれらを繋ぐ光伝送路とから構成される場合に、集中制御局から複数のアンテナ局へ３系統以上のデータ信号（３系統以上のデータ信号）が周波数多重されて伝送され、アンテナ局ではこれを受信後に目標とする周波数帯に周波数変換してアンテナより放射するが、集中制御局から第１および第２のパイロットキャリア信号を前記３系統以上のデータ信号と同時に伝送し、これを受信した側ではこれらより目標とする周波数帯に周波数変換する。この発明では、前記第１のパイロットキャリア信号の周波数の整数倍と、前記第２のバイロットキャリア信号の周波数の整数倍と前記３系統以上のデータ信号のどれでも一つの周波数を加算すると、前記目標とする周波数帯の周波数となるように、前記３系統以上のデータ信号それぞれの中心周波数、前記第１のパイロットキャリアの周波数、および、前記第２のパイロットキャリアの周波数を設定しておく。
【００３１】
本発明では、集中制御局から複数のアンテナ局に向けて光伝送されるデータ信号は、図１７のように、簡易なフィルタで分離できる程度に広い周波数間隔でサブキャリア多重される。
【００３２】
データ信号の他にパイロットキャリア信号を送信するが、従来とは異なり、パイロットキャリア信号の数はデータ信号数に無関係に２つのみである。２つのパイロットキャリア周波数をそれぞれ整数倍したものとデータ信号のサブキャリア周波数を適宜加算減算すると、アンテナから送出する際の周波数となるように、２つのバイロットキャリア周波数およびデータ信号のサブキャリア周波数を設定する。なお、整数倍の整数とは、“０”および正負の整数すべてを含む。
【００３３】
パイロットキャリア周波数は逓倍器あるいはミキサなどによって逓倍される。信号や逓倍されたパイロットキャリアの周波数の加算減算もミキサを用いて行われる。
【００３４】
このようにすることによって、例えば光伝送路としてＰＯＮを使用し、当該ＰＯＮでアンテナ局を３つ以上収容する構成としても、光信号に乗せるパイロットキャリア信号は２波のみで済む。また、データ信号のサブキャリア周波数間隔を、簡易なフィルタで切り出せる程度の十分広い間隔にすることができる。その結果、データ信号の光変調度が多数のパイロットキャリアのために犠牲になることなく、良好な伝送が可能となる。また、光を受信したのちに、必要な信号を切り出す過程が簡易で低コストになる。
【００３５】
［２］本発明では、２つのパイロットキャリア周波数をそれぞれ整数倍したものとデータ信号のサブキャリア周波数を適宜加算減算した際に、アンテナから送出する際の周波数となるように、２つのパイロットキャリア信号の周波数とデータ信号のサブキャリア周波数を設定する。そして、このような、データ信号およびパイロットキャリア信号の周波数配置のうち、比較的実現性の高い配置の１つとして、本願第２の発明では、前記３つ以上のデータ信号の周波数間隔は一定の周波数の整数（≧１）倍であり、前記第１のパイロットキャリア信号の周波数と前記第２のパイロットキャリア信号の周波数との差が前記一定の周波数とすることを特徴とするものである。
【００３６】
図３のように、各アンテナ局宛のデータ信号を周波数ΔＦの整数（≧１）倍間隔で周波数Ｆ1 ，Ｆ2 ，…ＦP に配置する。隣接するサブキャリア周波数のデータ信号間の周波数間隔は、例えば、Ｆi-1 とＦi の間がΔＦであって、Ｆi とＦi+1 の間が２ΔＦと云うように、１つの伝送システム内で異なっていても良い。パイロットキャリア信号はｆ1 およびｆ2 に配置されており、ｆ2 −ｆ1 ＝ΔＦである。
【００３７】
無線信号をアンテナから送出するときの周波数をＦ0 とする。サブキャリア周波数Ｆ1 のデータ信号に関してＦ0 ＝ｎ×ｆ1 ＋ｍ×ｆ2 ＋Ｆ1 であると仮定する。
【００３８】
ｎ，ｍは整数である。Ｆ2 −Ｆ1 がｋ×ΔＦであるならば、Ｆ2 を使用するアンテナ局では、ｎをｋだけ増やし、ｍをｋだけ減らすと、同様にｎ×ｆ1 ＋ｍ×ｆ2 ＋Ｆ2 ＝Ｆ0 となる。同様にして、Ｆ3 ，…に関してもＦ0 を合成することができるようなｎ，ｍが存在する。
【００３９】
このような周波数配置では、ｎ＋ｍが常に一定となるため、Ｆ0 を合成するためのデバイスが一定個数のミキサで済む。また、２つのパイロットキャリア信号の周波数が近いため、これらを処理するためのデバイス（ミキサ、アンプ、スイッチ、分配器）などが、比較的狭帯域なもので済み、その分、低コスト化できる。
【００４０】
［３］また、本願第３の発明では、［１］項の構成において、前記３系統以上のデータ信号の周波数間隔を所定周波数の整数（≧１）倍とし、前記第２のパイロットキャリア信号の周波数を前記所定の周波数とすることを特徴としている。
【００４１】
図７のように第２のパイロットキャリアの周波数ｆ２を、サブキャリア多重されたデータ信号の最小周波数間隔ΔＦとする。サブキャリア多重されたデータ信号の周波数間隔は第２の発明の場合と同様にΔＦの整数（≧１）倍である。まず、ｎ×ｆ1 ＋Ｆi （１≦ｉ≦ｐ）がＦ0 となるようにｆ1 を決定する。（Ｆi −Ｆi-1 ）／ΔＦ＝ｋi-1 とすると、Ｆi-1 に関しては、ｎ×ｆ1 にｋ１−１逓倍された第２のパイロットキャリアを足すことによりＦ0 となる（ｎ×ｆ1 ＋ｋｉ -1×ΔＦ＋Ｆi-1 ＝Ｆ0 ）。
【００４２】
同様にして（Ｆi+1 −Ｆi ）／ΔＦ＝ｋi であるＦi+1 に関しては、ｋi ×ΔＦだけ引くとＦ0 となる（ｎ×ｆ1 −ｋi ×ΔＦ＋Ｆi+1 ＝Ｆ0 ）。
【００４３】
すべてのデータ信号に関して、同様に、周波数変換によってＦ0 を合成することができる。
【００４４】
この構成ではｎが固定であるため、通常の逓倍数固定の逓倍器が使用できる。ｋi は可変であるが、ΔＦが比較的低い周波数であるため、逓倍数可変であっても、逓倍器は比較的低コストに得られる。その結果、全体的にコストを低くすることができる。
【００４５】
さらに、上述の発明の概念を、アンテナ局から集中制御局へ伝送する形態に応用する。
【００４６】
［４］本願第４の発明は、上り信号処理系に係わるものであって、パイロットキャリア信号を２種使用し、これと受信信号のキャリアとを用いて、データ信号を所望の周波数の信号に変換し、送信信号に渡すことができるようにする。ここでは、３つ以上のデータ信号、すなわち、３系統以上のデータ信号をそれぞれ別のアンテナより受信する場合に、各データ信号の周波数変換に用いるパイロットキャリア信号を２種だけ使用し、これとその系統のデータ信号のキャリアとを用いて、その系統のデータ信号を所望の周波数の信号に変換し、集中制御局に光伝送することができるようにするものである。
【００４７】
すなわち、アンテナ局が特定の周波数帯の合計３つ以上のデータ信号が周波数変換され、周波数多重伝送され、周波数多重伝送時の前記３つ以上のデータ信号すべてを含む信号帯域幅は、前記特定の周波数帯の信号帯域幅より広い通信システムにおいて、
周波数変換を行う装置は、その装置を有する局以外から伝送されてきた第１のパイロットキャリアの周波数の整数倍と、前記局以外から伝送されてきた前記第２のパイロットキャリアの周波数の整数倍を加算した周波数のキャリアを用いて、前記データ信号を周波数変換することを特徴とする通信システムを提供する。各アンテナ局のアンテナで受信した無線信号は、同一の周波数帯の信号である。これらをそのまま光信号に変換して、複数のアンテナ局からＰＯＮを通して集中基地局にの光信号を多重すると、信号が重なってしまう。
【００４８】
集中制御局が複数のアンテナ局からの光信号を、光の段階で分離してから受信する場合は周波数が重なっていても問題ない。しかし、より低コストなシステムでは、受信器で光信号を分離せずに受信できるよう、それぞれのアンテナ局でサブキャリア周波数を変えて送信する手法をとることがある。各アンテナ局では、アンテナで受信した無線信号を周波数変換してから光信号に変換する。
【００４９】
このとき、本願第１の発明の場合と同様に、十分な周波数間隔でデータ信号がサブキャリア多重されるような周波数に変換すれば、集中基地局で受信したときに分離しやすい。周波数変換に使用するキャリアとして、アンテナ局以外、例えば、集中制御局から伝送されてきた２つのパイロットキャリアを使用する。それらを適宜逓倍、加算して用いることによって、各アンテナ局が光信号を送信する際のサブキャリア周波数が相対的に安定化される。
【００５０】
［５］本願第５の発明は、２種のパイロットキャリア信号を用いて周波数変換する形態の下り信号処理系、上り信号処理系を用いる場合に、子局に当該下り信号処理系と上り信号処理系両方を備える構成にかかわる。
【００５１】
すなわち、親局から１つ以上の子局に対して３系統以上の下りデータ信号を周波数多重して伝送し、各子局で受信後に目標周波数帯に周波数変換するようにし、また、前記１つ以上の子局では特定周波数帯の３系統以上の上りデータ信号を周波数変換し、周波数多重して前記親局へ伝送するようにした通信システムであって、前記３系統以上の下りデータ信号すべてを含む信号帯域幅は、前記目標周波数帯の信号帯域幅より広く設定すると共に、周波数多重伝送時の前記３系統以上の上りデータ信号すべてを含む信号帯域幅は、前記特定の周波数帯の信号帯域幅より広く設定した通信システムにおいて、
親局では子局へ第１のパイロットキャリア信号と第２のパイロットキャリア信号とを前記３系統以上の下りデータ信号と同時に伝送し、前記第１のパイロットキャリア信号の周波数の整数倍と、前記第２のパイロットキャリア信号の周波数の整数倍と前記３系統以上の下りデータ信号のどれでも一つの周波数を加算すると、前記目標とする周波数帯の周波数となる値に前記３系統以上の下りデータ信号それぞれの中心周波数、前記第１及び第２のパイロットキャリア信号の周波数が決定されており、前記子局においては、前記親局から伝送されてきた第１のパイロットキャリア信号の周波数の整数倍と、前記親局から伝送されてきた前記第２のパイロットキャリア信号の周波数の整数倍を加算した周波数のキャリアを用いて、前記上りデータ信号を周波数変換する構成とする。
【００５２】
本願第５の発明は［１］項に示した本願第１の発明と［４］項に示した第４の発明の両者の特長を備えており、さらに、第１の発明の構成（下り）で使用された２つのパイロットキャリアを、［４］項に示した第４の発明の構成（上り系統）に用いる。このようにすることによって、本願第１の発明の効果、本願第４の発明の効果に加えて、子局、例えば、アンテナ局ではパイロットキャリアが共用化でき、設備が削減できる。
さらに、親局、例えば、集中制御局ではアンテナ局からサブキャリア周波数が安定化された光信号が送られてくるため、上りデータ信号の分離、復調が容易になる。さらに、親局でサブキャリア多重信号を生成するときに使用するローカルキャリアと、子局から送信されてきたサブキャリア多重信号を復調に適した周波数に変換するためのローカルキャリアが共通化でき、コストが削減できる。
【００５３】
［６］さらに、本願第６の発明では、［５］項に示した本願第５の発明の構成における前記子局において、前記第１のパイロットキャリアの整数倍と前記第２のパイロットキャリアの整数倍を加算したローカルキャリアを合成し、前記ローカルキャリアを用いて、前記下りデータ信号を前記目標とする周波数帯に周波数変換し、前記特定の周波数帯の上りデータ信号を前記ローカルキャリアを用いて周波数変換することを特徴とする。
【００５４】
本願第５の構成において、子局、例えばアンテナ局で、２つのパイロットキャリアを用いて下り信号を周波数変換するとき、あらかじめパイロットキャリア信号の逓倍、加算、減算を行ってローカルキャリア信号を生成する。生成されたローカルキャリア信号と、サブキャリア多重されている下りデータ信号から選択した１つを混合、例えばミキサにより混合し、目標の周波数帯に変換する。さらに、生成されたローカルキャリア信号を用いて、上り信号を所望のサブキャリア周波数に変換する。
【００５５】
このようにすることによって、子局内で上りおよび下りデータ信号の周波数変換器の構成部品の大部分を共用化することが可能となって設備が簡素化される。また、親局でもサブキャリア多重信号を生成するときに使用するローカルキャリア信号と、子局から送信されてきたサブキャリア多重信号を、復調に適した周波数に変換するためのローカルキャリア信号が共通化でき、その分、コストが削減できる。
【００５６】
［７］本発明は、光通信システムに適用した場合により高い効果が得られる。そこで、本願第７の発明では、前記通信システムはサブキャリア光伝送システムに適用することを特徴とする。
【００５７】
本発明の構成において、親局、例えば集中制御局と、子局、例えばアンテナ局の間の伝送系は、無線・有線、光・電気のいずれでもよい。しかし、光ファイバを使用した光通信システムは雑音が小さく、周囲の電磁界からの誘導を受けないことから、伝送品質が良い。そこで、本発明では本願第１から第６の発明の構成を光通信システムで構成し、より良い品質を得る。
【００５８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を用いて説明する。以下の説明では本発明に本質的に関連する構成要素のみを示し、実際には必要でも、本発明と深い関連のない増幅器等の部品は示していない。
【００５９】
（第１の実施例）
本発明の基本は、集中制御局から複数のアンテナ局にサブキャリア多重された変調済みのデータ信号を分配する形態において、アンテナ局から放射する電波の周波数安定性を保つためのパイロットキャリアの数を少なくし、かつ、使用するデータ信号が、光受信後に簡易なフィルタで分離できるようにすることを目的として、アンテナ局から放射する電波の周波数安定性を保つためのパイロットキャリアの数を２つにし、かつ、使用するデータ信号が、光受信後に簡易なフィルタで分離できるよう、十分広い周波数間隔でサブキャリア多重されるようにする。具体的にはパイロットキャリアの数を２つだけにし、パイロットキャリアの周波数間隔と、データ信号の周波数間隔を等しくする。
【００６０】
本発明は、３つ以上のデータ信号、すなわち、無線信号として送信しようとするする３系統以上のデータ信号に対して、パイロットキャリア信号は２種だけあれば３つ以上ある各系統のデータ信号を、それぞれ所望のキャリア周波数の無線信号に変換できるようにすることを第１の特徴としており、第１の実施例においては、そのための基本的構成の例を下り信号処理系について説明することとする。
【００６１】
図１は、本願第１の発明の実施形態を示すブロック構成図である。図中、１は集中制御局、２−１，２−２，…２−ｐはそれぞれアンテナ局、３は光分岐結合器であり、また、４は光ファイバであって、集中制御局１とアンテナ局２−１，２−２，…２−ｎを繋ぐ伝送路である。アンテナ局２−１，２−２，…２−ｐは、所要のサービスエリア毎に配置されており、集中制御局１は、これらアンテナ局２−１，２−２，…２−ｐを管理運用するものであって、各アンテナ局２−１，２−２，…２−ｐから送信させるべきデータ信号と２種のパイロットキャリア信号とを合成して対応する各アンテナ局２−１，２−２，…２−ｐに与える構成である。
【００６２】
集中制御局１は、レーザ素子５、レーザドライバ７、合成器８、周波数変換器９−１，９−２，…、変調器１０−１，１０−２，…、第１及び第２のパイロットキャリア発生器１２−１，１２−２、入力端子１１−１，１１−２，…とを備える。
【００６３】
また、アンテナ局２−１，２−２，…２−ｐは、フォトダイオード６、データ信号分離器１３、パイロットキャリア分離器１４−１，１４−２、周波数変換器１５、アンテナ１６とを備えて構成してある。
【００６４】
集中制御局１は、複数のアンテナ局２−１，２−２，…２−ｐを制御するものであり、入力端子１１−１，１１−２，…は送信するデータを入力する端子である。
【００６５】
変調器１０−１，１０−２，…は、各入力端子１１−１，１１−２，…に対応しており、対応する入力端子１１−１，１１−２，…から入力されたデータによって変調された信号を対応する周波数変換器９−１，９−２，…に出力するものであり、周波数変換器９−１，９−２，…は、この変調された入力信号を周波数変換してして出力するものである。
【００６６】
第１及び第２のパイロットキャリア発生器１２−１，１２−２は、それぞれ異なる周波数のパイロットキャリア信号を発生する回路であり、合成器８はこれら２種のパイロットキャリア信号及び、周波数変換器９−１，９−２，…出力を合成する回路であり、レーザドライバ７は、この合成器８で合成された信号対応にレーザ素子５をドライブするものであり、レーザ素子５はこのレーザドライバ７により、合成器８の合成信号対応に光変調したレーザ光を出力して光ファイバ４に送り出すものである。
【００６７】
また、アンテナ局２−１，２−２，…２−ｐにそれぞれ設けられたフォトダイオード６は、光ファイバ４を介して送られてきた光信号を電気信号に変換するためのものであり、データ信号分離器１３は、この電気信号からデータ信号成分を分離するものであり、第１及び第２のパイロットキャリア分離器１４−１，１４−２はフォトダイオード６からの電気信号から第１及び第２のパイロットキャリアを分離するものである。
【００６８】
また、周波数変換器１５は、分離されたこれら第１及び第２のパイロットキャリアおよびデータ信号を周波数変換してデータをアンテナ１６に送り出すものである。
光ファイバ４は集中制御局１とアンテナ局２−１，２−２，…２−ｎとを繋ぐ光伝送路であり、途中に光分岐結合器３が挿入されている。この光分岐結合器３は、レーザ素子５からの光信号を分岐して、接続されているすべてのアンテナ局２−１，２−２，…２−ｎに当該光信号を分配するものである。
【００６９】
本システムにおいては、集中制御局１から各アンテナ局２−１，２−２，…２−ｐに向けて光伝送されるデータ信号は、例えば、図１７に示すように、簡易なフィルタで分離できる程度に広い周波数間隔でサブキャリア多重されるものとする。
【００７０】
データ信号の他にパイロットキャリア信号を送信するが、本システムでは、パイロットキャリア信号の種類はデータ信号数に関係なく２種のみである。そして、当該２種のパイロットキャリア信号は、これらパイロットキャリア信号の周波数をそれぞれ整数倍したものとデータ信号のサブキャリア周波数とを適宜加算減算した場合に、アンテナから送出する際の周波数となるように、周波数の値を予め設定してあるものとする。
【００７１】
このような構成の本システムにおいて、集中制御局１内では、各入力端子１１−１，１１−２，…からアンテナ局２−１，２−２，…２−ｐへ送信するデータが入力される。これらのデータは各入力端子１１−１，１１−２，…対応の各変調器１０−１，１０−２，…に与えられ、ここでＱＰＳＫ、ＱＡＭ等適切な形態に変調される。
【００７２】
そして、各変調器１０−１，１０−２，…対応の周波数変換器９−１，９−２，…に与えられ、ここで適切なサブキャリア周波数に変換される。
【００７３】
この時、複数のデータ信号のサブキャリア周波数は、図２のように互いに十分離れているものとする。例えば、各データ信号の帯域幅が２０［ＭＨｚ］程度なら、１００［ＭＨｚ］程度の間隔があけられる。
【００７４】
また、一方、第１及び第２のパイロットキャリア発生器１２−１，１２−２では、それぞれ異なる周波数のパイロットキャリア信号を発生しており、これらパイロットキャリア信号は合成器８に入力される。
【００７５】
そして、合成器８においては、各周波数変換器９−１，９−２，…から出力されたデータ信号と、第１及び第２のパイロットキャリア発生器１２−１，１２−２から発生した第１及び第２のパイロットキャリア信号が多重される。そして、この多重された信号は、レーザドライバ７に入力され、レーザ素子５で光信号に変換される。
【００７６】
このレーザ素子５で変換されて出力された光信号は、光ファイバ４に入力される。光ファイバ４には途中に光分岐結合器３が挿入されており、レーザ素子５からの光信号は分岐されて、接続されているすべてのアンテナ局２−１，２−２，…２−ｐに分配される。
【００７７】
各アンテナ局、例えばアンテナ局２−１に伝送されてきた光信号はフォトダイオード６で電気信号に変換される。得られた電気信号から、データ信号分離器１３によって自局宛に送られてきたデータ信号が分離される。データ信号分離器１３は例えば、比較的Ｑ値の低い簡易なフィルタである。フォトダイオード６で得られた信号からさらに、第１及び第２のパイロットキャリア分離器１４−１，１４−２によって元の第１のパイロットキャリア信号及び第２のパイロットキャリア信号を抽出する。
【００７８】
第１及び第２のパイロットキャリア分離器１４−１，１４−２は、例えば、Ｑ値の低い簡易なフィルタである。
【００７９】
データ信号分離器１３で分離されたデータ信号、および、第１及び第２のパイロットキャリア分離器１４−１，１４−２で分離された２つのパイロットキャリア信号は、周波数変換器１５に入力される。そして、この周波数変換器１５では、これらの周波数を適宜、逓倍、加算、減算して、データ信号を目標とする無線周波数に変換する。
【００８０】
周波数変換器１５は、主に、ミキサ、逓倍器、フィルタ、スイッチなどから構成されており、具体的な構成は、周波数配置の方法に対応して後述する。
【００８１】
周波数変換器１５により、所望の無線周波数に変換されたデータ信号は、自局のアンテナ１６から空中に放射され、自局の受け持つサービスエリア内の端末へと送られる。
【００８２】
このような本実施形態によれば、集中制御局１から複数のアンテナ局２−１，２−２，…２−ｐへデータ信号をサブキャリア光伝送するとき、各データ信号の周波数間隔を十分大きくとりながらも、パイロットキャリア信号が２種のみで良いように、パイロットキャリア信号の周波数を整数倍したものとデータ信号のサブキャリア周波数を適宜加算減算した場合に、アンテナから送出する際の周波数となる関係に、周波数値を予め設定するようにした。
【００８３】
そして、各データ信号の周波数間隔を十分大きくとった結果、アンテナ局では、サブキャリア多重された信号から自局宛の信号を簡易なフィルタで抽出することが可能となる。
【００８４】
また、上述の関係になるように、パイロットキャリア信号の周波数を設定したことから、パイロットキャリア信号の数が２つのみでありながら、アンテナから送出する信号が高い周波数安定性を持つという、パイロットキャリア信号を使用する利点を維持することができ、しかも、パイロットキャリア信号の数が２波と少ないため、光伝送時のデータ信号成分の変調度を著しく下げることがなく、良好な品質の伝送が可能となる。
【００８５】
本発明では、集中制御局から複数のアンテナ局に向けて光伝送されるデータ信号は、簡易なフィルタで分離できる程度に広い周波数間隔でサブキャリア多重するようにした。
【００８６】
また、データ信号の他にも集中制御局から複数のアンテナ局に対してパイロットキャリア信号を送信するが、従来とは異なり、パイロットキャリア信号の種類はデータ信号数に関係なく２種のみである。２種のパイロットキャリア信号は、これら２つのパイロットキャリア信号の周波数をそれぞれ整数倍したものとデータ信号のサブキャリア周波数を適宜加算減算すると、アンテナから送出する際の周波数にアップコンバージョンできるような関係に、周波数設定されている。
【００８７】
つまり、２つのパイロットキャリア信号それぞれの周波数およびデータ信号のサブキャリア周波数を設定する。なお、ここで云う“整数倍”の“整数”には、“０”および正負の整数すべてを含む。
【００８８】
パイロットキャリア周波数は逓倍器あるいはミキサなどによって逓倍される。信号や逓倍されたパイロットキャリアの周波数の加算減算もミキサを用いて行われる。
【００８９】
このようにすることによって、ＰＯＮでアンテナ局を３つ以上収容しても、光信号に乗せるパイロットキャリア信号は２波のみで済む。また、データ信号のサブキャリア周波数間隔を、簡易なフィルタで切り出せる程度の十分広い間隔にすることができる。
【００９０】
その結果、データ信号の光変調度が多数のパイロットキャリアのために犠牲になることなく、良好な伝送が可能となる。また、光を受信したのちに、必要な信号を切り出す過程が簡易で低コストになる。
【００９１】
次に、２種のパイロットキャリア信号の周波数配置をどのようにするか、その具体例について第２の実施例として説明する。
【００９２】
（第２の実施例）
図３は２種のパイロットキャリア信号の具体的周波数配置例を示す図である。図３に示すように、各アンテナ局２−１，２−２，…２−ｎに送信される変調済みのデータ信号は中心周波数Ｆ1 ，Ｆ2 ，…Ｆp にサブキャリア多重される。隣接するデータ信号との周波数差はΔＦまたはΔＦの整数倍である。
【００９３】
パイロットキャリア信号の周波数はそれぞれｆ1 ，ｆ2 であり、これらｆ1 とｆ2 の周波数差はΔＦである。また、図３ではこれらｆ1 ，ｆ2 なる周波数のパイロットキャリア信号は、Ｆ1 ，Ｆ2 ，…Ｆp の配置領域より高い周波数領域に配置してある。
【００９４】
以下、本発明の動作を具体的な数値例を用いて説明する。
【００９５】
Ｆ1 が１００［ＭＨｚ］、Ｆ2 が２００［ＭＨｚ］、Ｆ3 が４００［ＭＨｚ］、Ｆ4 が５００［ＭＨｚ］の４つのデータ信号がサブキャリア多重され、第１のパイロットキャリア信号の周波数ｆ1 が２［ＧＨｚ］、第２のパイロットキャリア信号の周波数ｆ2 が１．９［ＧＨｚ］であるとする。
【００９６】
また、アンテナ局でアンテナ１６から送出される無線周波数Ｆ0 は２２［ＧＨｚ］であるとする。
【００９７】
Ｆ1 のデータ信号を使用するアンテナ局では、サブキャリア多重された光信号から、フィルタでＦ1 のデータ信号と周波数ｆ1 なる第１のパイロットキャリア信号及び周波数ｆ2 なる第２のパイロットキャリア信号とを抽出する。
【００９８】
そして、これらを用いてＦ1 （＝１００［ＭＨｚ］）のデータ信号を２２［ＧＨｚ］にアップコンバートするには、第１のパイロットキャリア信号（周波数ｆ1 ）を１０逓倍した周波数（２０［ＧＨｚ］）に、第２のパイロットキャリア信号（周波数ｆ2 ＝１．９［ＧＨｚ］）を足し、これにデータ信号の周波数Ｆ1 （１００［ＭＨｚ］）を足せば良い。すなわち、
ｆ1 （＝２［ＧＨｚ］）×１０＋ｆ2 （＝１．９［ＧＨｚ］）＋Ｆ1 （＝１００［ＭＨｚ］）＝２０＋１．９＋０．１＝２２［ＧＨｚ］
であり、その結果、１００［ＭＨｚ］なる周波数のＦ1 のデータ信号は、ｆ1 なる第１のパイロットキャリア信号及びｆ2 なる第２のパイロットキャリア信号とを用いて２２［ＧＨｚ］のＦ0 にアップコンバートすることができる。
【００９９】
また、Ｆ2 （＝２００［ＭＨｚ］）の信号をＦ0 にアップコンバートする場合は、第１のパイロットキャリア信号（周波数ｆ1 ）を９逓倍し（１８［ＧＨｚ］）、第２のパイロットキャリア信号（周波数ｆ2 ）を２逓倍（３．８［ＧＨｚ］）したものにＦ2 （２００［ＭＨｚ］）の信号を足せばよい。すなわち、
ｆ1 （＝２［ＧＨｚ］）×９＋ｆ2 （＝１．９［ＧＨｚ］）×２＋Ｆ2 （＝２００［ＭＨｚ］）＝１８＋３．８＋０．２＝２２［ＧＨｚ］
であり、その結果、２００［ＭＨｚ］なる周波数のＦ2 なるデータ信号は、ｆ1 なる第１のパイロットキャリア信号及びｆ2 なる第２のパイロットキャリア信号とを用いて２２［ＧＨｚ］のＦ0 にアップコンバートすることができる。
【０１００】
Ｆ３（＝４００［ＭＨｚ］）の信号をＦ0 にアップコンバートする場合は、第１のパイロットキャリア信号（周波数ｆ1 ）を７逓倍し（１４［ＧＨｚ］）、第２のパイロットキャリア信号（周波数ｆ2 ）を４逓倍したもの（７．６［ＧＨｚ］）にＦ3 （４００［ＭＨｚ］）を足せば良い。すなわち、
ｆ1 （＝２［ＧＨｚ］）×７＋ｆ2 （＝１．９［ＧＨｚ］）×４＋Ｆ3 （＝４００［ＭＨｚ］）＝１４＋７．６＋０．４＝２２［ＧＨｚ］
であり、その結果、４００［ＭＨｚ］なる周波数のＦ3 なるデータ信号は、ｆ1 なる第１のパイロットキャリア信号及びｆ2 なる第２のパイロットキャリア信号とを用いて２２［ＧＨｚ］のＦ0 にアップコンバートすることができる。
【０１０１】
Ｆ4 （＝５００［ＭＨｚ］）の信号をＦ0 にアップコンバートする場合は、第１のパイロットキャリア信号（周波数ｆ1 ）を６逓倍し（１２［ＧＨｚ］）、第２のパイロットキャリア信号（周波数ｆ2 ）を５逓倍したもの（９．５［ＧＨｚ］）にＦ4 （５００［ＭＨｚ］）を足せば良い。すなわち、
ｆ1 （＝２［ＧＨｚ］）×６＋ｆ2 （＝１．９［ＧＨｚ］）×５＋Ｆ4 （＝５００［ＭＨｚ］）＝１２＋９．５＋０．５＝２２［ＧＨｚ］
であり、その結果、５００［ＭＨｚ］の周波数のＦ4 なるデータ信号は、ｆ1 なる第１のパイロットキャリア信号及びｆ2 なる第２のパイロットキャリア信号とを用いて２２［ＧＨｚ］のＦ0 にアップコンバートすることができる。
【０１０２】
このようにして、２種のパイロットキャリア信号のみを使用して、すべてのアンテナ局で各信号をＦ0 にアップコンバートすることができる。
【０１０３】
＜周波数変換器１５の構成例＞
次に、図４、図５、図６を参照して周波数変換器１５の構成例を５種類ほど示しておく。
【０１０４】
［周波数変換器構成例１］
図４（ａ）にアンテナ局における周波数変換器１５の構成例を示す。
【０１０５】
図４（ａ）に示す構成の周波数変換器１５は逓倍器１７−１，１７−２、ミキサ１８−１，１８−２、フィルタ１９−１，１９−２からなるものであって、逓倍器１７−１は入力端子２０−１からの入力信号を“｜ｎ｜”逓倍してミキサ１８−１に与えるものである。また、ミキサ１７−１には入力端子２０−３からの信号が入力され、この信号と逓倍器１７−１からの“｜ｎ｜”逓倍された信号とを混合するものである。フィルタ１９−１はバンドパスフィルタであって、このミキサ１８−１からの信号のうちの所望の周波数成分を抽出するものである。
【０１０６】
また、逓倍器１７−２は入力端子２０−２からの入力信号を“｜ｍ｜”逓倍してミキサ１８−２に与えるものである。また、ミキサ１８−２にはバンドパスフィルタ１９−１からの信号が入力され、この信号と逓倍器１７−２からの“｜ｍ｜”逓倍された信号とを混合するものである。フィルタ１９−２はバンドパスフィルタであって、このミキサ１８−２からの信号のうちの所望の周波数成分を抽出するものである。
【０１０７】
このような、図４（ａ）に示す如き構成の周波数変換器１５は、入力は周波数ｆ1 、ｆ2 のパイロットキャリア信号と、例えば中心周波数Ｆ1 のデータ信号である。
【０１０８】
入力端子２０−１から入力された周波数ｆ1 の第１のパイロットキャリア信号は、逓倍器１７−１によって必要な逓倍数（｜ｎ｜）だけ逓倍される。
【０１０９】
例えば、上述のＦ1 のデータ信号の例であれば、１０逓倍される。入力端子２０−２から入力された周波数ｆ2 の第２のパイロットキャリア信号は逓倍器１７−２によって必要な逓倍数（｜ｍ｜）だけ逓倍される。
【０１１０】
上述の例では、１逓倍、すなわち、全く逓倍されず、そのまま通過する。入力端子２０−３から入力された中心周波数Ｆ1 （１００［ＭＨｚ］）のデータ信号は、“｜ｎ｜”逓倍されたｆ1 のパイロットキャリア信号（２０［ＧＨｚ］）と、ミキサ１８−１によって混合される。ミキサ１８−１より出力された和周波（２０．１［ＧＨｚ］）および差周波（１９．９［ＧＨｚ］）のうち、フィルタ１９−１で和周波（２０．１［ＧＨｚ］）を選択して出力する。
【０１１１】
フィルタ１９−１の出力は、“｜ｍ｜”逓倍された周波数ｆ2 のパイロットキャリア信号（１．９［ＧＨｚ］）と、ミキサ１８−２によって混合される。
【０１１２】
ミキサ１８−２より出力された和周波（２２［ＧＨｚ］）と差周波（１８．２［ＧＨｚ］）のうち、フィルタ１９−２が和周波の成分（２２［ＧＨｚ］）を選択して出力する。
【０１１３】
このようにして周波数変換器１５では目標周波数にアップコンバートされたデータ信号を得ることができる。
【０１１４】
［周波数変換器構成例２］
図４（ｂ）に、アンテナ局における周波数変換器１５の別の構成例を示す。
【０１１５】
図４（ｂ）に示す構成の周波数変換器１５は逓倍器１７−１，１７−２、ミキサ３４−１，３４−２、フィルタ３５−１，３５−２からなるものであって、逓倍器１７−１は入力端子２０−１からの入力信号を“｜ｎ｜”逓倍してミキサ３４−１に与えるものである。
【０１１６】
また、逓倍器１７−２は入力端子２０−２からの入力信号を“｜ｍ｜”逓倍してミキサ３４−１に与えるものであり、ミキサ３４−１はこれら逓倍器１７−１，１７−２からの逓倍出力を混合するものである。
【０１１７】
フィルタ３５−１はバンドパスフィルタであって、ミキサ３４−１からの信号のうちの所望の周波数成分を抽出し、ミキサ３４−２に出力するものである。
【０１１８】
ミキサ３４−２には入力端子２０−３からの信号が入力され、この信号とフィルタ３５−１を透過した信号とを混合してフィルタ３５−２に出力するものである。また、フィルタ３５−２はバンドパスフィルタであって、ミキサ３４−２からの信号のうちの所望の周波数成分を抽出するものである。
【０１１９】
このような図４（ｂ）の如き構成の周波数変換器１５は、入力は周波数ｆ1 、ｆ2 のパイロットキャリア信号と、例えば周波数Ｆ1 のデータ信号である。
【０１２０】
入力端子２０−１から入力された周波数ｆ1 のパイロットキャリアは逓倍器１７−１によって必要な逓倍数（｜ｎ｜）だけ逓倍される。例えば、上述のＦ1 のデータ信号の例であれば、１０逓倍される。
【０１２１】
入力端子２０−２から入力された周波数ｆ2 のパイロットキャリアは逓倍器１７−２によって必要な逓倍数（｜ｍ｜）だけ逓倍される。
【０１２２】
上述の例では、１逓倍、すなわち、全く逓倍されずそのまま通過する。“｜ｎ｜”逓倍されたｆ1 のパイロットキャリア信号（２０［ＧＨｚ］）と“｜ｍ｜”逓倍された周波数ｆ2 のパイロットキャリア信号（１．９［ＧＨｚ］）はミキサ３４−１によって混合され、和周波（２１．９［ＧＨｚ］）および差周波（１８．１［ＧＨｚ］）が出力される。
【０１２３】
このうち、フィルタ３５−１によって和周波（２１．９［ＧＨｚ］）が選択され出力される。入力端子２０−３から入力された中心周波数Ｆ１（１００［ＭＨｚ］）のデータ信号とフィルタ３５−１の出力は、ミキサ３４−２によって混合される。ミキサ３４−２から出力された和周波（２２［ＧＨｚ］）と差周波（２１．８［ＧＨｚ］）のうち、フィルタ３５−２が和周波の成分（２２［ＧＨｚ］）を選択して出力する。
【０１２４】
このようにして周波数変換器１５では、目標周波数にアップコンバートされたデータ信号を得ることができる。
【０１２５】
［周波数変換器構成例３］
周波数変換器１５の別の構成例について図５を参照して説明する。
周波数変換器１５に用いる逓倍器１７−１、１７−２は、それぞれの逓倍数“｜ｍ｜”、“｜ｎ｜”が固定で良いならば、通常の逓倍数固定の周波数逓倍器を用いれば良い。しかし、システム構成によっては逓倍数が変化することもある。すなわち、自局宛に送られてくるデータ信号のサブキャリア周波数が変化する場合もある。
そのような場合は、図５のように逓倍器を構成すると良い。この例は、１逓倍（逓倍せず）からｋ逓倍までの逓倍数可変型となっている。すなわち、図５において、２１−１，２１−２，２１−３，…は切り替えスイッチであり、２２−１，２２−２，２２−３，…はミキサ、２３−１，２３−２，２３−３，…２３−（ｋ−１）はフィルタ、２４は分配器、２５は切り替えスイッチ、２６は入力端子、４１は出力端子である。
【０１２６】
切り替えスイッチ２１−１は、入力端子２６からの入力を分配器２４側に導くか、端子２７−１の側に導くかを選択切り替えするための経路切替スイッチであり、端子２７側に切り替えると逓倍せずにそのまま入力信号を出力する構成となる。
【０１２７】
また、分配器２４は、入力端子２６からの信号をｋ個の経路に分配するものであり、ミキサ２２−１は分配器２４の分配する出力２つを用いて混合するものであり、入力端子２６からの入力２つを混合することから元の信号を２逓倍して出力するものとなる。また、フィルタ２３−１はバンドパスフィルタであり、このミキサ２２−１の出力の和周波成分を抽出するためのものである。
【０１２８】
切り替えスイッチ２１−２はこのフィルタ２３−１の出力を次段のミキサ２２−２に導くか、または出力端子２５側に導くための経路切り替えのスイッチであり、ミキサ２２−２はフィルタ２３−１の出力と分配器２４にからの出力を混合して出力するものである。ミキサ２２−２は２逓倍処理するミキサ２２−１の出力に、元の周波数の信号である分配器２４からの出力を混合して出力するものであるため、ここでは３逓倍の周波数アップコンバージョンが成されることになる。また、フィルタ２３−２はバンドパスフィルタであり、このミキサ２２−２の出力のうち、和周波成分を抽出するためのものである。
【０１２９】
切り替えスイッチ２１−３はこのフィルタ２３−２の出力を次段のミキサ２２−３に導くか、または出力端子２５側に導くための経路切り替えのスイッチであり、ミキサ２２−３はフィルタ２３−２の出力と分配器２４からの出力を混合して出力するものである。ミキサ２２−３は３逓倍処理するミキサ２２−２の出力に、元の周波数の信号である分配器２４にからの出力を混合して出力するものであるため、ここでは４逓倍の周波数アップコンバージョンが成されることになる。
【０１３０】
同様にして、切り替えスイッチとミキサ、フィルタをｋ−１段シリアルに接続される構成とすることにより、ｋ−１段目ではｋ逓倍の周波数アップコンバージョンが成される構成となる。
【０１３１】
スイッチ２５は端子２７−１からの信号（元のままの信号）と各段の周波数アップコンバージョンされた信号のうちのいずれかを選択して出力端子４１に出力するためのものである。
【０１３２】
この図５の例では、１逓倍（逓倍せず）からｋ逓倍まで可変である。入力端子２６から入力されたパイロットキャリア信号はスイッチ２１−１に入力する。１逓倍、すなわち、逓倍しないで入力信号をそのまま出力する場合は、スイッチ２１−１によって入力端子２６を端子２７−１へ接続し、同時に、出力側のスイッチ２５を端子２７−１につながる端子に接続する。
【０１３３】
このようにして、１逓倍のキャリアが出力される。２逓倍以上する場合は、スイッチ２１−１を切り替えて分配器２４の側に接続する。
【０１３４】
分配器２４によって入力信号はｋ個に分配される。そのうち２つは、ミキサ２２−１の２つの端子へ入力される。ミキサで発生したこれらの和周波成分をフィルタ２３−１で選択し出力する。
【０１３５】
フィルタ２３−１の出力はスイッチ２１−２に接続されており、スイッチ２１−２が端子２７−２側に接続されれば２逓倍で出力、次のミキサ２２−２側に接続されれば３逓倍以上される。同様に、以後ミキサとフィルタが交互に接続されて、必要数だけ逓倍されたところで出力端子に接続されるように、スイッチ２１−１，２１−２，…および、スイッチ２５を制御する。
【０１３６】
このようにすることによって、逓倍数可変の逓倍器が構成できる。
【０１３７】
なお、逓倍数可変の逓倍器の構成方法は、他にもある。例えば、ダイオードなどの非線形素子に信号を入力し、非線形素子の出力にフィルタバンクを接続する。
【０１３８】
フィルタバンクを構成するそれぞれのフィルタは、それぞれの高調波に対応した透過特性を持ち、フィルタバンクの中から所望の逓倍数に対応したフィルタを選択することによって、逓倍数可変の逓倍器が構成できる。
【０１３９】
［周波数変換器構成例４］
周波数変換器１５の更に別の構成例を図６を参照して説明する。
逓倍数を変化させる場合、データ信号を所望の無線周波数に変換する周波数変換器１５を、図６のようにミキサとスイッチで構成することもできる。
【０１４０】
すなわち、図６において、２８−１，２８−２，…２８−（ｎ＋ｍ−１），２８−（ｎ＋ｍ）はミキサであり、２９−１，２９−２，…２９−（ｎ＋ｍ−１），２９−（ｎ＋ｍ）はフィルタ、３０−１，３０−２，…３０−（ｎ＋ｍ−１）はスイッチ、３１−１，３１−２は分配器、３２−１，３２−２，３２−３は入力端子である。
【０１４１】
これらのうち、入力端子３２−１は、周波数ｆ1 なる第１のパイロットキャリア信号の入力端子であり、入力端子３２−２は周波数ｆ2 なる第２のパイロットキャリア信号の入力端子であり、入力端子３２−３はＦ1 なるデータ信号を入力するための端子である。
【０１４２】
分配器３１−１は、入力端子３２−１より入力される第１のパイロットキャリア信号をｎ＋ｍ分配するものであり、分配器３１−２は、入力端子３２−２より入力される第２のパイロットキャリア信号をｎ＋ｍ分配するものである。
【０１４３】
スイッチ３０−１は、分配器３１−１と分配器３１−２の分配出力のうち、いずれか一方を選択してミキサ２８−１に渡すための経路切り替えスイッチであり、また、スイッチ３０−２は、分配器３１−１と分配器３１−２の分配出力のうち、いずれか一方を選択してミキサ２８−１に渡すための経路切り替えスイッチであり、ミキサ２８−１はこれらスイッチ３０−１およびスイッチ３０−２で選択されて入力された信号を混合して出力するものである。フィルタ２９−１はバンドパスフィルタであって、このミキサ２８−１で混合された信号の帯域成分を抽出するフィルタである。
【０１４４】
また、スイッチ３０−３は、分配器３１−１と分配器３１−２の分配出力のうち、いずれか一方を選択してミキサ２８−２に渡すための経路切り替えスイッチであり、また、ミキサ２８−２はフィルタ２９−１の出力とスイッチ３０−３を介して与えられた分配器３１−１または分配器３１−２の分配出力とを混合してフィルタ２９−２に出力するものである。フィルタ２９−２はバンドパスフィルタであって、このミキサ２８−２で混合された信号のうち所望の成分を抽出するフィルタである。
【０１４５】
同様に、スイッチ３０−（ｎ＋ｍ）は、分配器３１−１と分配器３１−２の分配出力のうち、いずれか一方を選択してミキサ２８−（ｎ＋ｍ−１）に渡すための経路切り替えスイッチであり、また、ミキサ２８−（ｎ＋ｍ−１）は前段のフィルタ２９−（ｎ＋ｍ−２）の出力とスイッチ３０−（ｎ＋ｍ）を介して与えられた分配器３１−１または分配器３１−２の分配出力とを混合してフィルタ２９−（ｎ＋ｍ−１）に出力するものである。フィルタ２９−（ｎ＋ｍ−１）はバンドパスフィルタであって、このミキサ２８−（ｎ＋ｍ−１）で混合された信号のうち所望の成分を抽出するフィルタである。
【０１４６】
また、ミキサ２８−（ｎ＋ｍ）は、フィルタ２９−（ｎ＋ｍ−１）の出力と入力端子３２−３からの信号Ｆ1 とを混合してフィルタ２９−（ｎ＋ｍ）に出力するものである。フィルタ２９−（ｎ＋ｍ）はバンドパスフィルタであって、このミキサ２８−（ｎ＋ｍ）で混合された信号のうち所望の成分を抽出するフィルタである。フィルタ２９−（ｎ＋ｍ）の出力が最終となるものであり、当該周波数変換器１５の出力として出力端子３２に出力される構成である。
【０１４７】
このような構成において、入力端子３２−１、３２−２からそれぞれ周波数ｆ1 、ｆ2 の２種のパイロットキャリア信号が入力される。これらはそれぞれ分配器３１−１、３１−２によって可能性のある最大逓倍数に分岐される。
【０１４８】
分配器３２−１，３２−２の出力は、２×１のスイッチ３０−１，３０−２，… にそれぞれ１本ずつ入力される。スイッチ３０−１，３０−２，３０−３…３０−（ｎ＋ｍ）の出力はそれぞれ対応するミキサ２８−１，〜２８−（ｎ＋ｍ−１）に接続されている。（この構成ではｎ，ｍそれぞれの値が変化してもｎ＋ｍの値は一定である。）
本システムでは、ミキサ２８−１，２８−２，…２８−（ｎ＋ｍ−１）の各入力として、ｆ1 ，ｆ2 ，Ｆ1 の信号のいずれかが直接入力される端子が、ミキサ２８−１では２つ、ミキサ２８−２〜２８−（ｎ＋ｍ−１）では１つずつあり、これら入力を合わせると、ｎ＋ｍ個の入力端子があることになる。
【０１４９】
そのうち、ｎ個に周波数ｆ1 のパイロットキャリア信号を入力し、ｍ個に周波数ｆ2 のパイロットキャリア信号が入力されるように、スイッチ３０−１，３０−２，…を制御する。各ミキサ２８−１，２８−２，…の後段のフィルタ２９−１，２９−２，…はミキサから混合されて出力される信号と、直接入力されるｆ1 ，ｆ2 ，Ｆ1 の信号のいずれかの信号との差周波と和周波のうち、和周波を選択して出力する。
【０１５０】
このようにすると、フィルタ２９−（ｎ＋ｍ−１）からはｎ逓倍された周波数ｆ1 のパイロットキャリア信号と、ｍ逓倍された周波数ｆ2 のパイロットキャリア信号の周波数が加算されたキャリアが出力される。そして、これと、端子３２−３から入力された中心周波数Ｆ1 のデータ信号とがミキサ２８−（ｎ＋ｍ）によって混合される。
【０１５１】
その結果、ミキサ２８−（ｎ＋ｍ）からそれらの和周波と差周波が出力され、フィルタ２９−（ｍ＋ｎ）によって和周波が選択されて出力端子に出力されるので、ｆ1 ×ｎ＋ｆ2 ×ｍ＋Ｆ1 なる逓倍数の信号が得られるようになる。
【０１５２】
このように逓倍数が所望に変化する場合の周波数変換器を構成することができる。
【０１５３】
［周波数変換器構成例５］
周波数変換器１５の更に別の構成例を説明する。
これまでの例ではｎ，ｍは“０”または正の整数であった。
しかし、本発明ではｎ，ｍは負の値をとることができる。例えば、目標周波数Ｆ0 、パイロットキャリア周波数ｆ1 、ｆ2 （＝ｆ1 −ΔＦ）であり、サブキャリア周波数Ｆi のデータ信号との関係が
１０×ｆ1 ＋Ｆi ＝Ｆ0
であるとする。
【０１５４】
サブキャリア周波数Ｆi+1 （＝Ｆi ＋ΔＦ）のデータ信号に対しては、
９×ｆ1 ＋ｆ2 ＋Ｆi ＝Ｆ0
すなわち、ｎ＝９、ｍ＝１とどちらも正の値でＦ0 を合成することができる。
【０１５５】
一方、サブキャリア周波数Ｆi-1 （＝Ｆi −ΔＦ）のデータ信号に対しては、１１×ｆ1 −ｆ2 ＋Ｆi-1 ＝Ｆ0 とｎ＝１１、ｍ＝−１と一方を負の値にすることで対応できる。
【０１５６】
負の値、すなわち、周波数合成時の減算は、例えば、図４（ａ）に示す周波数変換器の構成例に当てはめてみると、ミキサ１８−２によって発生した和周波と差周波のうち、フィルタ１９−２で差周波を選択し出力することによって実行できる。
【０１５７】
そして、ｎ，ｍに負の値を許容することによって、データ信号のサブキャリア周波数の上限および下限、すなわち、サブキャリア多重した場合のチャンネル数の制限が緩和されることになり、柔軟なシステムが構築できる。
【０１５８】
以上、周波数変換器の構成例について種々述べた。次にパイロットキャリア分離器について説明する。
【０１５９】
［パイロットキャリア分離器］
各アンテナ局２−１，２−２，…２−ｎにそれぞれ設けられるパイロットキャリア分離器（図１の１４−１、１４−２）は、上述のようにＱ値の低いフィルタで実現できる。しかし、フィルタと同時にＰＬＬ（位相同期ループ）を用いると、より品質の良いパイロットキャリア信号を分離することができる。
【０１６０】
集中制御局１から送られてきた光信号を受信すると、必要なデータ信号、パイロットキャリア信号の他に、様々な雑音成分を含んでいる。
【０１６１】
光信号が元来持つ相対強度雑音と呼ばれる雑音や、光受信器の発生する熱雑音、フォトダイオードに光電流が流れることによって発生するショット雑音などである。これらの雑音は一般に、白色雑音である。
【０１６２】
このような白色雑音を含む光信号からパイロットキャリア信号を分離する際に、パイロットキャリア分離器１４−１，１４−２としてＱ値の低いフィルタのみの構成であった場合は、雑音成分も多く切り出してしまう。
【０１６３】
雑音量に対する要求はシステムによって異なり、フィルタで切り出したまま使用できるシステムもある。しかし、雑音要求の厳しいシステムもあるこのようなシステムの場合では、Ｑ値の低いフィルタの後段にＰＬＬを設けるようにする。このようにすることによって、パイロットキャリア信号のキャリア対雑音比を大きくすることができる。
【０１６４】
また、従来の技術の項でも触れたように、複数のアンテナ局２−１，２−２，…２−ｎそれぞれにおいて、自局のアンテナ１６から放射する無線信号の中心周波数が微妙に異なるシステムがある。
【０１６５】
例えば、同じ２［ＧＨｚ］帯の電波を放射していても、あるアンテナ局から放射される無線信号の中心周波数は“２．００００００［ＧＨｚ］”であり、別のアンテナ局から放射される無線信号の中心周波数は“２．０００１００［ＧＨｚ］”であり、…と云った具合に、例えば、１００［ｋＨｚ］間隔で異なるといったケースである。
【０１６６】
この場合でも、本発明では、光伝送するときのサブキャリア信号の周波数間隔を、無線領域の周波数間隔（例えば１００［ｋＨｚ］）よりもはるかに大きくとる。このようにする結果、アンテナ局でのデータ分離等の処理が容易になった。
【０１６７】
各アンテナ局２−１，２−２，…２−ｎそれぞれから放出される無線信号の周波数が微妙に異なるシステムに対して本発明を適用する場合、光伝送時のサブキャリア信号周波数に、各アンテナ局２−１，２−２，…２−ｎの無線電波の周波数差（例えば１００［ｋＨｚ］）に対応する周波数差を、あらかじめオフセットとして与えておくようにする。
【０１６８】
このようにすると、光伝送時のサブキャリア信号周波数間隔が非常に大きいため、その程度のオフセットは全く本発明の動作に影響を与えない。
【０１６９】
以下に例を挙げて説明する。
今、アンテナ局２−１では自局アンテナ１６から放射する信号の中心周波数がＦ01であり、アンテナ局２−２では自局アンテナ１６から放射する信号の中心周波数がＦ02（＝Ｆ01＋ΔＦR ）であるとする。
【０１７０】
一方、光伝送される時の第１及び第２のパイロットキャリア信号の周波数はｆ1 ，ｆ2 （＝ｆ1 ＋ΔＦ）である。Ｆ1 のデータ信号に関しては、例えば、Ｆ01＝７×ｆ1 ＋３×ｆ2 ＋Ｆ1 となるような中心周波数Ｆ1 でデータ信号がサブキャリア伝送されてくる。
【０１７１】
Ｆ2 のデータ信号に関しては、
Ｆ2 ＝８×ｆ1 ＋２×ｆ2 ＋Ｆ2
となるような中心周波数Ｆ２でデータ信号がサブキャリア伝送されてくる。
【０１７２】
この時、２つのデータ信号の中心周波数Ｆ1 とＦ2 との差を、
ΔＦ＋ΔＦR
となるように、Ｆ1 およびＦ2 を決定する。
【０１７３】
ΔＦ＞＞ΔＦR
であるので、
ΔＦ＋ΔＦR ΔＦ
である。
【０１７４】
そして、ΔＦR がサブキャリア周波数の上述したオフセット分である。
【０１７５】
本発明における実施形態では、説明を簡単にするため、このような小さなオフセットに関しては今まで特に明記していないし、以後の例においても特段触れない。しかし、本発明を実施する際には本節で述べたような手法を採ることもあり得ることを断っておく。
【０１７６】
（第３の実施例）
次に、本願第３の発明に関する実施の形態を説明する。図７はその光伝送時のサブキャリア周波数配置である。データ信号が中心周波数Ｆ1 ，Ｆ2 ，…，Ｆp にサブキャリア多重されている。
【０１７７】
隣接するデータ信号間の中心周波数間隔はΔＦの整数（≧１）倍である。周波数ｆ1 の第１のパイロットキャリア信号は、前述の第２の実施例で説明したケースと同様、Ｆ1 ，Ｆ2 ，…，Ｆp の周波数配置領域より高い領域の周波数に配置されている。
【０１７８】
一方、周波数ｆ2 のパイロットキャリア周波数は、Ｆ1 ，Ｆ2 ，…，Ｆp の周波数配置領域より低い領域の周波数に配置されており、この例では０＋ΔＦである。
【０１７９】
中心周波数Ｆ1 のデータ信号に関して、アンテナから信号を放射するときの周波数Ｆ0 は、Ｆ0 ＝ｎ×ｆ1 ＋Ｆ1 であるとする。中心周波数Ｆ2 （＝Ｆ1 ＋ΔＦ）のデータ信号に関しては、周波数Ｆ0 をＦ0 ＝ｎ×ｆ1 −ｆ2 ＋Ｆ2 のように合成する。
【０１８０】
Ｆ1 に関しては、周波数ｆ2 の第２のパイロットキャリア信号の逓倍数ｍをｍ＝０として合成し、Ｆ2 に関しては逓倍数ｍをｍ＝−１として合成する。Ｆ3 、Ｆ4 ，…Ｆp についても同様に合成する。
【０１８１】
逓倍数ｍが負になるのが好ましくない場合は、サブキャリア周波数の最も大きいデータ信号Ｆp について、Ｆ0 ＝ｎ×ｆ1 ＋Ｆp となるようにし、Ｆp-1 （＝Ｆp −ΔＦ）に関してはＦ0 ＝ｎ×ｆ1 ＋ｆ2 ＋Ｆp-1 となるようにし、順次同様に周波数合成されるようにすればよい。
【０１８２】
また、適当なサブキャリア周波数Ｆi のデータ信号に関してＦ0 ＝ｎ×ｆ1 ＋Ｆi となるようにして、Ｆi よりサブキャリア周波数が小さいデータ信号に関しては、適宜、ｆ2 の整数倍を加算し、Ｆi よりサブキャリア周波数が大きいデータ信号に関しては、適宜、ｆ2 の整数倍を減算するようにしてもよい。
【０１８３】
この実施例を適用したシステムの構成例は図１と同様である。また、アンテナ局２−１，２−２，…２−ｐにおける周波数変換器１５の構成は、図８の如きである。
【０１８４】
図８（ａ）に示す構成の周波数変換器１５は逓倍器３６−１，３６−２、ミキサ３７−１，３７−２、フィルタ３８−１，３８−２からなるものであって、逓倍器３６−１は入力端子２０−１からの入力信号を“｜ｎ｜”逓倍してミキサ３７−１に与えるものである。また、ミキサ３７−１には入力端子２０−３からの信号が入力され、この信号と逓倍器３６−１からの“｜ｎ｜”逓倍された信号とを混合するものである。フィルタ３８−１はバンドパスフィルタであって、このミキサ３７−１からの信号のうちの所望の周波数成分を抽出するものである。
【０１８５】
また、逓倍器３６−２は入力端子２０−２からの入力信号を“｜ｍ｜”逓倍してミキサ３７−２に与えるものである。また、ミキサ３７−２にはフィルタ３８−１からの信号が入力され、この信号と逓倍器３６−２からの“｜ｍ｜”逓倍された信号とを混合するものである。フィルタ３８−２はバンドパスフィルタであって、このミキサ３７−２からの信号のうちの所望の周波数成分を抽出するものである。
【０１８６】
図８の構成を説明する例として、その局の使用するデータ信号の中心周波数がＦ3 （＝Ｆ1 ＋２×ΔＦ）であり、周波数変換の目標中心周波数はＦ＝ｎ×ｆ1 ＋Ｆ1 であるとする。
【０１８７】
図８（ａ）において、入力端子２０−３から中心周波数Ｆ３のデータ信号が入力される。
【０１８８】
一方、端子２０−１からは周波数ｆ1 の第１のパイロットキャリア信号が入力され、逓倍器３６−１でその周波数がｎ（＞０）逓倍される。図４での場合と異なり、ｎの値はデータ信号のサブキャリア伝送時の中心周波数によらず、一定である。
【０１８９】
入力端子２０−３から入力された中心周波数Ｆ3 のデータとｎ逓倍された周波数ｆ1 の第１のパイロットキャリア信号は、ミキサ３７−１で混合され、和周波（ｎ×ｆ1 ＋Ｆ3 ）および差周波（ｎ×ｆ1 −Ｆ3 ）が得られる。そして、このミキサ３７−１から出力されるこの和周波（ｎ×ｆ1 ＋Ｆ3 ）および差周波（ｎ×ｆ1 −Ｆ3 ）のうち、フィルタ３８−１は和周波を選択し、出力する。
【０１９０】
また、入力端子２０−２からは周波数ｆ2 （＝ΔＦ）の第２のパイロットキャリア信号が入力され、これは逓倍器３６−２によって“｜ｍ｜”逓倍される。ここでの例では、逓倍数ｍ＝−２であるので、逓倍器３６−２で２逓倍される。
【０１９１】
フィルタ３８−１の出力と逓倍器３６−２の出力はミキサ３７−２によって混合され、その結果、ミキサ３７−２からは両者の和周波（ｎ×ｆ1 ＋Ｆ3 ＋｜ｍ｜×ｆ2 ）および差周波（ｎ×ｆ1 ＋Ｆ3 −｜ｍ｜×ｆ2 ）が出力される。
【０１９２】
ここでは、逓倍数ｍが負の値であるので、フィルタ３８−２は差周波を選択し出力する。その結果、フィルタ３８−２からの目標周波数Ｆ0 の出力が出されることになる。
【０１９３】
周波数変換器１５は、図８（ｂ）のように構成してもよい。
図に示す構成の周波数変換器１５は逓倍器３６−１，３６−２、ミキサ３９−１，３９−２、フィルタ４０−１，４０−２からなるものであって、逓倍器３６−１は入力端子２０−１からの入力信号を“｜ｎ｜”逓倍してミキサ３４−１に与えるものである。
【０１９４】
また、逓倍器３６−２は入力端子２０−２からの入力信号を“｜ｍ｜”逓倍してミキサ３９−１に与えるものであり、ミキサ３９−１はこれら逓倍器３６−１，３６−２からの逓倍出力を混合するものである。
【０１９５】
フィルタ４０−１はバンドパスフィルタであって、ミキサ３９−１からの信号のうちの帯域周波数成分を抽出し、ミキサ３９−２に出力するものである。
【０１９６】
ミキサ３９−２には入力端子２０−３からの信号が入力され、この信号とフィルタ４０−１を透過した信号とを混合してフィルタ４０−２に出力するものである。また、フィルタ４０−２はバンドパスフィルタであって、ミキサ３９−２からの信号のうちの所望の周波数成分を抽出するものである。
【０１９７】
このような構成の周波数変換器１５は、端子２０−１から周波数ｆ1 の第１のパイロットキャリア信号が入力される。そして、この第１のパイロットキャリア信号は逓倍器３６−１でｎ（＞０）逓倍される。
【０１９８】
ここで、ｎの値は前述した図４の構成の場合と異なり、データ信号のサブキャリア中心周波数によらず一定である。
【０１９９】
また、入力端子２０−２から周波数ｆ2 の第２のパイロットキャリア信号が入力され、逓倍器３６−２によって“｜ｍ｜”逓倍される。
【０２００】
Ｆ3 の例では逓倍数ｍは−２であるので、逓倍器３６−２で２逓倍することになる。
【０２０１】
ｎ逓倍された周波数ｆ1 の第１のパイロットキャリア信号と、“｜ｍ｜”逓倍された周波数ｆ2 の第２のパイロットキャリア信号はミキサ３９−１に与えられ、ここで混合される。その結果、和周波（ｎ×ｆ1 ＋｜ｍ｜×ｆ2 ）および差周波（ｎ×ｆ1 −｜ｍ｜×ｆ2 ）がこのミキサ３９−１から出力される。
【０２０２】
前述したように、ｍが負の値であるので、ミキサ３９−１から出力される和周波（ｎ×ｆ1 ＋｜ｍ｜×ｆ2 ）および差周波（ｎ×ｆ1 −｜ｍ｜×ｆ2 ）のうち、フィルタ４０−１では差周波を選択するようにする。そして、フィルタ４０−１の出力は、ミキサ３９−２に入力する。
【０２０３】
ミキサ３９−２では、入力端子２０−３から入力された中心周波数Ｆ3 のデータ信号と、フィルタ４０−１の出力を混合する。この結果、ミキサ３９−２からは両者の和周波（ｎ×ｆ1 −｜ｍ｜×ｆ2 ＋Ｆ3 ）と、差周波（ｎ×ｆ1 −｜ｍ｜×ｆ2 −Ｆ3 ）とが出力されることになる。この出力信号はフィルタ４０−２に与えられる。
【０２０４】
フィルタ４０−２では、ミキサ３９−２から出力された和周波（ｎ×ｆ1 −｜ｍ｜×ｆ2 ＋Ｆ3 ）および差周波（ｎ×ｆ1 −｜ｍ｜×ｆ2 −Ｆ3 ）のうち、和周波を選択するようにする。その結果、フィルタ４０−２からは目標周波数Ｆ0 の出力が出されることになる。
【０２０５】
以上の例では、ｎが光伝送時のサブキャリア周波数によらず一定とした。ｎがアンテナ局によって変わることを許容するならば、条件によっては、ｎおよびｍの絶対値を少なくできる場合がある。ここでの条件とは、ｆ1 がｆ2 （＝ΔＦ）の整数倍の場合である。その例を示しておく。
【０２０６】
例えば、ｆ1 ＝３×ｆ2 であるとき、中心周波数がＦ4 （＝Ｆ1 ＋４×ΔＦ）のデータ信号について考える。
【０２０７】
アンテナ１６から放出される無線信号の中心周波数はＦ0 （＝ｎ×ｆ1 ＋Ｆ1 ）とする。この場合、前節の例と同様に、ｆ1 をｎ逓倍し、これよりｆ2 を４逓倍したものとの差をとり、Ｆ4 を加算する。すなわち、ｎ×ｆ1 −４×ｆ2 ＋Ｆ4 なる処理をする。このように周波数変換すれば、目標周波数Ｆ0 が得られる。
【０２０８】
また、この他、ｆ1 ＝３×ｆ2 であることから、（ｎ−１）×ｆ1 −ｆ2 ＋Ｆ4 というように周波数変換処理しても目標周波数Ｆ0 が得られる。この時、第１のパイロットキャリア信号の周波数ｆ1 は“ｎ−１”逓倍し、第２のパイロットキャリア信号の周波数ｆ2 は“｜ｍ｜−３”逓倍して用いる。
【０２０９】
＜複数アンテナ収容のアンテナ局とする例＞
以上の説明は、アンテナ局当たり１アンテナ構成のシステムを対象としており、集中制御局１から周波数多重されて伝送される複数のデータ信号のうち、各アンテナ局２−１，２−２，…２−ｐそれぞれで１つを抽出して使用する構成であった。
【０２１０】
しかし、１つのアンテナ局で複数のアンテナを備えた構成とする場合などもあり、１つのアンテナ局で複数のデータ信号を使用する必要が生じることがある。
【０２１１】
図９にそのような場合のアンテナ局２の構成例を示す。
図９において、６はフォトダイオードであり、１３−１，１３，−２，…１３−Ｎはデータ信号分離器、１４−１は第１のパイロットキャリア分離器１４−１、１４−２は第２のパイロットキャリア分離器、４１は周波数変換器、１６−１，…１６−Ｎはそれぞれアンテナである。
【０２１２】
これらのうち、フォトダイオード６は集中制御局１から光ファイバにて伝送されてきた光信号を光電変換して電気信号として得るものであり、第１のパイロットキャリア分離器１４−１はこの電気信号から、第１のパイロットキャリア信号を抽出するものであり、第２のパイロットキャリア分離器１４−２はフォトダイオード６からの電気信号から第２のパイロットキャリア信号を抽出するものである。
【０２１３】
また、データ信号分離器１３−１，１３−２，…１３−Ｎはアンテナ数対応に設けてあって、フォトダイオード６からの電気信号からそれぞれアンテナ１６−１，…１６−Ｎのうちの対応する特定のアンテナ用のデータ信号を抽出するものであり、簡易なフィルタなどで構成される。
【０２１４】
また、周波数変換器４１はこれらデータ信号分離器１３−１，１３−２，…１３−Ｎそれぞれのデータ信号をアンテナ１６−１，１６−２，…１６−Ｎ対応に、そのアンテナで放射される周波数に変換するものである。
【０２１５】
アンテナ１６−１，１６−２，…１６−Ｎは、周波数変換器４１によって周波数変換された信号を空中に送信するものである。
【０２１６】
このような構成において、集中制御局１から伝送されてきた光信号はフォトダイオード６で光電変換され電気信号となる。このフォトダイオード６で受信され光電変換されて得られた電気信号から、第１のパイロットキャリア分離器１４−１によって第１のパイロットキャリア信号が抽出され、第２のパイロットキャリア分離器１４−２によって第２のパイロットキャリア信号が抽出される。
【０２１７】
アンテナ局２でＮ個（Ｎ≧２）のデータ信号を使用する場合、簡易なフィルタなどで構成されるデータ信号分離器１３−１，１３−２，…１３−Ｎによってそれぞれのデータ信号が分離される。
【０２１８】
分離されたそれぞれのデータ信号は、周波数変換器４１によってアンテナ１６−１，１６−２，…１６−Ｎで放射される周波数に変換される。そして、アンテナ１６−１，１６−２，…１６−Ｎに送られて空中に放射される。
【０２１９】
なお、本システムで用いる周波数変換器４１は、図４や図８の構成をデータ信号数分、設けた構成であっても良いし、パイロットキャリア信号の周波数を所望逓倍し、加算していく部分で、各データ信号に共通の部分は共通化しても良い。
【０２２０】
このような形態では、Ｎの数が多い場合、これまでの例のように集中制御局１とアンテナ局２を１対多で接続するのではなく、１：１で接続しても良い。
【０２２１】
以上は何れも送信系（下り信号処理系）についての説明であった。しかし、受信系も必要であるので、次に本システムの受信系（上り信号処理系）について第４の実施例として説明する。
【０２２２】
（第４の実施例）
本願第４の発明に関する実施の形態を示す。ここに示す例は、受信系（上り信号処理系）に係わるものであって、３つ以上のデータ信号、すなわち、３系統以上のデータ信号をそれぞれ別のアンテナより受信する場合に、各データ信号の周波数変換に用いるパイロットキャリア信号を２種だけ使用し、これとその系統のデータ信号のキャリアとを用いて、その系統のデータ信号を所望周波数の信号に変換し、集中制御局に光伝送することができるようにするものである。
【０２２３】
図１０はこのような本システムの受信系すなわち、上り信号処理系についての実施形態を示す図である。図に示すように、この受信系のシステム構成としては、集中制御局１内にデータ分離復調器４６とフォトダイオード４５とを備えている。
【０２２４】
また、複数のアンテナ局２−１，２−２，…２−ｐには、レーザ素子４７と周波数変換器４３とを備えている。また、周波数変換器４３は第１及び第２のパイロットキャリア入力端子４４−１，４４−２を備えており、第１のパイロットキャリア入力端子４４−１から第１のパイロットキャリア信号を入力し、第２のパイロットキャリア入力端子４４−２から第２のパイロットキャリア信号を入力する構成となっている。
【０２２５】
複数のアンテナ局２−１，２−２，…２−ｐと集中制御局１とは光ファイバ４により結ばれており、途中に設けられた光分岐結合器３により、各アンテナ局２−１，２−２，…２−ｐで受信した変換された光信号が結合され、集中制御局１に導かれるようになっている。
【０２２６】
周波数変換器４３は、第１及び第２のパイロットキャリア信号をパイロットキャリア信号入力端子４４−１，４４−２より得、また、受信したデータ信号のキャリア成分を用いてこれらより、データ信号を中心周波数Ｆ1Rに周波数変換するものである。第１及び第２のパイロットキャリア信号はアンテナ局２−１以外から伝送されてきたものであるが、送信系（下り信号処理系）で分離した集中制御局１からのパイロットキャリア信号を使用するのが最も合理的である。
【０２２７】
レーザ素子４７は、周波数変換器４３で周波数変換した中心周波数Ｆ1Rのデータ信号を光信号として光ファイバ４に光サブキャリア伝送するものである。
【０２２８】
また、集中制御局１のフォトダイオード４５は、光ファイバ４にて光サブキャリア伝送されてきた光信号を電気信号に変換するものであり、データ分離復調器４６はフォトダイオード４５で変換された電気信号を各チャネル別のデータ信号に分離し、復調するものである。
【０２２９】
このような構成の本システムは、各アンテナ局２−１，…２−ｐにおいてそれぞれの局のアンテナ４２で受信された中心周波数ＦR のデータ信号はそれぞれの局の周波数変換器４３によって周波数変換される。周波数変換器４３にはパイロットキャリア入力端子４４−１および４４−２から周波数ｆ1 とｆ2 の２つのパイロットキャリア信号が入力される。
【０２３０】
これらのパイロットキャリア信号はアンテナ局２−１以外から伝送されてきたものである。そして、アンテナ局２−１の周波数変換器４３では、この２つのパイロットキャリア信号を適宜逓倍したものと、中心周波数ＦR のデータ信号の周波数を適宜加算減算して、データ信号を中心周波数Ｆ1Rに周波数変換する。Ｆ1Rに周波数変換されたデータ信号はレーザ素子４７によって光信号に変換され集中制御局１に光サブキャリア伝送される。
【０２３１】
同様に、アンテナ局２−２では自局以外から伝送されてきた２種のパイロットキャリア信号を適宜逓倍したものと、中心周波数ＦR のデータ信号の周波数を適宜加算減算して、データ信号を中心周波数Ｆ2Rに周波数変換する。Ｆ2Rに周波数変換されたデータ信号は自局のレーザ素子４７によって光信号に変換され集中制御局１に光サブキャリア伝送される。
【０２３２】
また、同様に、アンテナ局２−ｐでは自局以外から伝送されてきた２種のパイロットキャリア信号を適宜逓倍したものと、中心周波数ＦR のデータ信号の周波数を適宜加算減算して、データ信号を中心周波数ＦpRに周波数変換する。ＦpRに周波数変換されたデータ信号は自局のレーザ素子４７によって光信号に変換され集中制御局１に光サブキャリア伝送される。
【０２３３】
このようにして各アンテナ局２−２，…２−ｐで、中心周波数ＦR のデータ信号を、光サブキャリア伝送に適した周波数に周波数変換し、光信号に変換し、集中制御局１に光サブキャリア伝送する。ただし、光サブキャリア伝送するときの周波数は図１１（ａ）に示すように、各アンテナ局で異なる。従って、各アンテナ局の周波数変換器４３では、２つのパイロットキャリア信号の逓倍数や加算減算の符号が異なる。
【０２３４】
これら複数のアンテナ局２−２，…２−ｐから出力された光信号を、光分岐結合器３で結合し、集中基地局１のフォトダイオード４５で電気信号に変換する。フォトダイオード４５で受信され、変換された電気信号のスペクトルは図１１（ｂ）のように各局毎に分離できるよう、中心周波数に差がある。受信された信号はデータ分離・復調器４６によって、各々のデータ信号に分離され復調される。
【０２３５】
このようにすることによって、同じ周波数帯のデータ信号を各アンテナ局で異なるサブキャリア周波数に変換する際のサブキャリア周波数が相互に安定化される。
【０２３６】
ところで、図９で示した下り信号（送信信号）処理系の場合と同様に、上り信号（受信信号）処理系の場合も一つのアンテナ局に複数のアンテナが備えられている構成が採用される場合がある。このような構成の場合、複数のアンテナで受信したデータ信号を異なるサブキャリア周波数に変換して集中制御局に光伝送する。
【０２３７】
図１２に、その場合でのアンテナ局２−１の構成例を示す。図において、４２−１，…４２−Ｎはそれぞれ別系統のアンテナであり、４３は周波数変換器、４７はレーザ素子、４８は結合器である。これらのうち、周波数変換器４３は複数のアンテナ４２−１，…４２−Ｎにてそれぞれ受信された無線信号を各々異なるサブキャリア周波数に変換するものであり、パイロットキャリア入力端子４４−１，４４−２から入力される周波数ｆ1 とｆ2 のパイロットキャリア信号を使用してこれを行うものである。
【０２３８】
結合器４８は、周波数変換器４３から出力される各アンテナ系統別のサブキャリア信号を結合するものであり、レーザ素子４７はこの結合されたサブキャリア信号を光信号に変調して光ファイバに出力するものである。
【０２３９】
このような構成の本システムは、アンテナ局２−１に設けられた複数のアンテナ４２−１，…４２−Ｎで無線信号を受信し、これらの受信された無線信号は周波数変換器４３で各々異なるサブキャリア周波数に変換される。周波数変換器４３には周波数ｆ1 とｆ2 のパイロットキャリア信号がパイロットキャリア入力端子４４−１，４４−２から入力される。
【０２４０】
これらのパイロットキャリア信号はアンテナ局２−１の外部から伝送されてきたものである。周波数変換器４３では、これらのパイロットキャリア信号をそれぞれ適切に逓倍加算減算して、アンテナで受信された信号を周波数変換する。
【０２４１】
それぞれのアンテナで受信された信号毎にパイロットキャリア信号の逓倍数、場合によっては加減算の符号が異なる。
【０２４２】
周波数変換器４３内の逓倍加減算手段はそれぞれのアンテナに対応して独立のものを備えていても良いし、共通化できる部分は共通化してもよい。
【０２４３】
周波数変換器４３で、このように各々異なるサブキャリア周波数に周波数変換された信号は結合器４８で結合され、レーザ４７で光信号に変換されて、集中制御局に伝送される。このとき、図１０の場合と同様に複数のアンテナ局からの信号が結合されて集中制御局に伝送されるようにしても良いし、アンテナ局と集中制御局が１：１に接続されていても良い。
【０２４４】
以上説明した例は、いずれもアンテナ局として、下り信号処理系のみを備えた構成の例か、または、上り信号処理系のみを備えた構成の例であった。しかし、下り信号処理系および上り信号処理系を内蔵したアンテナ局も必要であるので、その例を以下説明する。
【０２４５】
（第５の実施例）
下り信号処理系と上り信号処理系とを内蔵したアンテナ局の例を説明する。
【０２４６】
これは、本願第５および第６の発明の実施の形態に対応するものである。
ここに説明する通信システムにおいては、これまでに例示した下り信号に適用する形態と、上り信号に適用する形態の両方の特徴を備えている。さらに、アンテナ局では集中制御局から送られてきた光信号に含まれている２つのパイロットキャリア信号を、アンテナで受信した上り信号の周波数変換の際にも利用する。
【０２４７】
図１３にアンテナ局の構成例を示す。図１３（ａ）は図１および図１０のアンテナ局の構造を同時に備えており、さらに、下り信号を処理する系のパイロットキャリア分離器１４−１および１４−２の出力が分岐されて、上り信号を処理する系の周波数変換器４３のパイロットキャリア入力端子４４−１、４４−２に入力されている。
【０２４８】
すなわち、アンテナ局２−１（２−２，…２−ｐ）は、その下り信号処理系を、フォトダイオード６、データ信号分離器１３、第１及び第２のパイロットキャリア分離器１４−１，１４−２、周波数変換器１５、アンテナ１６とより構成してあり、上り信号処理系を、アンテナ４２、周波数変換器４３、そして、レーザ素子４７とより構成してある。
【０２４９】
第１及び第２のパイロットキャリア分離器１４−１，１４−２で第１及び第２のパイロットキャリア信号を抽出するが、これらパイロットキャリア信号は下り信号系の周波数変換器１５で使用するばかりでなく、上り信号処理系の周波数変換器４３にも与えられ、当該周波数変換器４３は、第１及び第２のパイロットキャリア信号をパイロットキャリア信号入力端子４４−１，４４−２より得、また、受信したデータ信号のキャリア成分を用いてこれらより、データ信号を中心周波数ＦIRに周波数変換する構成である。
【０２５０】
このように、下り信号処理系における第１及び第２のパイロットキャリア分離器１４−１，１４−２で抽出した第１及び第２のパイロットキャリア信号を、下り信号処理系の周波数変換器１５で使用するばかりでなく、上り信号処理系の周波数変換器４３でも使用して上り信号を周波数変換する。
なお、図１３（ａ）の構成においては、伝送されてきたパイロットキャリア信号を分離した後、周波数変換器１５，４３内でおのおの独立に逓倍、加算減算し、周波数変換して所要の周波数を得るようにするが、逓倍、加算減算の機能の一部を供用できる部分は共用すると云った形態にしてもよい。例えば、図１３（ｂ）の如きである。
【０２５１】
図１３（ｂ）では、図１３（ａ）の構成における周波数変換器１５および４３が一体化された構成の周波数変換器４９を使用している。この周波数変換器４９は、逓倍、加算減算の機能の一部が上り信号、下り信号で共用化されている形態となっている。
【０２５２】
周波数変換器４９内では下り信号用の周波数変換器を構成する図４や図８の逓倍器出力、場合によってはミキサ出力を分岐して、上り用の周波数変換にも利用する。
【０２５３】
さらには、図１４のように第１及び第２のパイロットキャリア分離器１４−１，１４−２の出力をローカルキャリア生成部５２に入力し、ローカルキャリア生成部５２で、上り信号および下り信号を周波数変換するときに用いるローカルキャリア信号を生成する。
【０２５４】
上り信号用の周波数変換器５０および下り信号用の周波数変換器５１では、ローカルキャリア生成部５２で生成されたローカルキャリア信号を周波数変換前の信号（の周波数）に加算または減算するのみである。従って、周波数変換器５０，５１は主にミキサ１つとフィルタ１つからなるシンプルな構成となっている。
【０２５５】
以上の例では、上り信号用と下り信号用のアンテナを別個のものとして説明した。しかし、上り信号用と下り信号用のアンテナを共用可能であるならば、１本のアンテナにサーキュレータを接続して上り系と下り系をこのサーキュレータを介して接続して共用するようにしても良い。
【０２５６】
このような形態では、集中制御局１において、下り信号用のサブキャリア信号を生成するときに使用するローカルキャリア信号と、上り信号用のサブキャリア信号を復調前に周波数変換するために使用するローカルキャリア信号とを共用することが可能となる。図１５にその場合での集中制御局１の実施形態をブロック図で示す。
［サブキャリア信号共用型集中制御局の構成例］
図１５に示すサブキャリア信号共用型集中制御局１は、下り系（送信系）として、レーザ素子５、レーザドライバ７、合成器８、周波数変換器９−１，９−２，…９−ｐ、変調器１０−１，１０−２，…、第１及び第２のパイロットキャリア発生器１２−１，１２−２、入力端子１１−１，１１−２，…１１−ｐ、ローカル発生器５４−１，…５４−ｐとを備える。
【０２５７】
入力端子１１−１，１１−２，…１１−ｐは送信するデータを入力する端子である。
【０２５８】
変調器１０−１，１０−２，…１０−ｐは、各入力端子１１−１，１１−２，…９−ｐに対応しており、対応する入力端子１１−１，１１−２，…１１−ｐから入力されたデータを変調して対応する周波数変換器９−１，９−２，…９−ｐに出力するものである。
【０２５９】
ローカル発生器５４−１，…５４−ｐは、それぞれ別のローカルキャリア信号を発生する装置であり、各周波数変換器９−１，９−２，…９−ｐ別に設けられていて対応する周波数変換器９−１，９−２，…９−ｐにローカルキャリア信号を供給する構成である。周波数変換器９−１，９−２，…９−ｐは、この変調して入力された信号を当該信号の周波数とローカルキャリア信号を使用して所望中心周波数のデータ信号に変換し、出力するものである。
【０２６０】
第１及び第２のパイロットキャリア発生器１２−１，１２−２は、それぞれ異なる周波数のパイロットキャリア信号を発生する回路であり、合成器８はこれら２種のパイロットキャリア信号及び、周波数変換器９−１，９−２，…９−ｐの出力を合成する回路であり、レーザドライバ７は、この合成器８で合成された信号対応にレーザ素子５をドライブするものであり、レーザ素子５はこのレーザドライバ７により、合成器８の合成信号対応に光変調したレーザ光を出力して光ファイバ４に送り出すものである。
【０２６１】
受信系すなわち、上り信号処理系の構成は、フォトダイオード５３とデータ分離復調器５５−１，…５５−ｐ、周波数変換器５６−１，…５６−ｐ、復調器５７−１，…５７−ｐとより成る。
【０２６２】
フォトダイオード５３は、分岐結合器に結合され、光ファイバ４を介して伝送されてきた各アンテナ局側からの光信号を受信して電気信号に変換するものであり、データ信号分離器５５−１，…５５−ｐは、フォトダイオード５３からの電気信号から複数あるアンテナ局のうちの対応する特定のアンテナ局用のデータ信号を分離抽出するものであり、簡易なフィルタなどで構成される。
【０２６３】
周波数変換器５６−１，…５６−ｐは、それぞれデータ信号分離器５５−１，…５５−ｐ対応に設けられており、前記ローカル発生器５４−１，…５４−ｐのうちの対応するものからローカルキャリア信号の供給を受けると共に、対応するデータ信号分離器５５−１，…５５−ｐから得られたデータ信号を用いてこれらより、データ信号を周波数変換するものである。
【０２６４】
復調器５７−１，…５７−ｐは、周波数変換器５６−１，…５６−ｐに対応して設けてあり、それぞれ対応する周波数変換器５６−１，…５６−ｐから周波数変換して与えられるデータ信号を復調して出力するものである。
【０２６５】
このような構成において、チャネル別の端子１１−１，…１１−ｐに入力された各チャネルのベースバンドのデータ信号は、それぞれの端子１１−１，…１１−ｐ対応の変調器１０−１，…１０−ｐでＱＰＳＫなどの帯域信号に変調される。
【０２６６】
そして、この変調器１０−１，…１０−ｐで変調された信号はそれぞれの対応する周波数変換器９−１，…９−ｐで光伝送用のサブキャリア信号に周波数変換される。すなわち、周波数変換器９−１，…９−ｐでは、入力された帯域信号に、各周波数変換器９−１，…９−ｐ対応のローカル発生器５４−１，…５４−ｐの発生するローカルキャリア信号の周波数を加算または減算して周波数変換を行う。
【０２６７】
また、第１及び第２のパイロットキャリア発生器１２−１，１２−２は、それぞれ異なる周波数のパイロットキャリア信号を発生する。そして、合成器８はこれら２種のパイロットキャリア信号及び、周波数変換器９−１，９−２，…９−ｐの出力を合成して、レーザドライバ７に与え、レーザドライバ７は、この合成器８で合成された信号対応にレーザ素子５をドライブして合成器８の合成信号対応に光変調したレーザ光を発生し、光ファイバ４に送り出す。
【０２６８】
上り信号処理系では、光ファイバ４を介して伝送されてきた光信号を、フォトダイオード５３にて電気信号に変換し、各データ信号分離器５５−１，…５５−ｐに与える。
【０２６９】
各データ信号分離器５５−１，…５５−ｐではこの電気信号からそれぞれ所定のチャネルのデータ信号を分離する。そして、周波数変換器５６−１，…５６−ｐは、それぞれ対応するデータ信号分離器５５−１，…５５−ｐから与えられるデータ信号について、ローカルキャリア信号を用いて所要の中心周波数の信号に変換する。
【０２７０】
すなわち、周波数変換器５６−１，…５６−ｐには、前記ローカル発生器５４−１，…５４−ｐのうちの対応するものからローカルキャリア信号の供給を受ける。そしてこのローカルキャリア信号と、対応するデータ信号分離器５５−１，…５５−ｐから得られたデータ信号のキャリア成分を用いてこれらより、データ信号を特定の中心周波数に周波数変換する。ここで、特定の中心周波数とは、変調器１０−１，１０−２，…１０−ｐの出力周波数と同じ周波数である。
【０２７１】
周波数変換器５６−１，…５６−ｐにて周波数変換されて得られたデータ信号はそれぞれの対応する復調器５７−１，…５７−ｐにて復調される。
【０２７２】
この実施例では、集中制御局１内に下り信号処理系と上り信号処理系とを設けた構成において、ローカルキャリア信号を下り信号処理系と上り信号処理系とで共用させる構成とした。
【０２７３】
すなわち、ローカルキャリア信号は周波数変換器９−１の場合、ローカル発生器５４−１から入力され、周波数変換器９−２の場合、ローカル発生器５４−２から入力され、…周波数変換器９−ｐの場合、ローカル発生器５４−ｐから入力され、と云った具合に、その系統毎の対応するローカル発生器より供給されるが、また上り信号処理系の周波数変換器５６−１，…５６−ｐにも与えられるようにした。すなわち、周波数変換器５６−１の場合、ローカル発生器５４−１から入力され、周波数変換器５６−２の場合、ローカル発生器５４−２から入力され、…周波数変換器５６−ｐの場合、ローカル発生器５４−ｐから入力され、と云った具合である。
【０２７４】
図１３や図１４に示した如き構成のアンテナ局から送信されてきた上りサブキャリア信号は、本発明では下りサブキャリア信号と同様、図１７の如く、十分な周波数間隔を持たせて多重されており、その周波数間隔は下りサブキャリア信号の周波数間隔と同様である。
【０２７５】
そこで、集中制御局１では、ローカル発生器５４−１の出力を分岐して、一方は周波数変換器９−１に、他方は周波数変換器５６−１に入力する。フォトダイオード５３で電気信号に変換され、データ信号分離器５５−１で各々に分離された上りデータ信号は、周波数変換器５６−１によって、復調器５７−１で復調されるのに適した周波数に変換される。
【０２７６】
周波数変換器５６−１でローカル発生器５４−１からのローカルキャリアを使用することにより、復調器５７−１に入力される信号の周波数を容易に高精度で制御できる。
【０２７７】
このようにすることによって、上り信号のサブキャリア多重時のアンテナ局相互のサブキャリア周波数が容易に安定化でき、さらに、集中制御局での上り信号の復調器入力の周波数が安定化され、復調のための周波数制御が容易になる。さらに、集中制御局でローカル発生器が共用でき設備の削減につながる。さらに、アンテナ局でローカルキャリアを生成してから上り、下りの信号の周波数変換に共用することによって、アンテナ局の周波数変換部が簡素化できる。
【０２７８】
アンテナ局で上り信号および下り信号を周波数変換する時の周波数変換幅は上り下りで異なっていても良い。さらに、下り信号が図１７のようにサブキャリア多重されていた場合、上り信号も同様の順序で、すなわち周波数の小さい方からアンテナ局２−１、２−２、２−３と並んでいる必要はなく、上り信号の周波数変換幅を適宜変更することによって順番が変わっていても良い。
【０２７９】
また、アンテナから放射される無線信号周波数が上りと下りで大きく異なる場合、アンテナ局での上り信号の周波数変換幅と下り信号の周波数変換幅を故意に変えて、光サブキャリア伝送されるときに周波数がほぽ同じ周波数帯になるようにしてもよい。低価格に光サブキャリア伝送できるサブキャリア周波数帯が限られているため、このようにすることによって低価格化できる。
【０２８０】
これまでの例では、アンテナ局にアンテナが上り信号系用、下り信号系用各１本ずつある場合について説明したが、上り信号系用、下り信号系用個別の場合（図９、図１２）と同様にそれぞれが複数個あっても良い。
【０２８１】
また、以上の実施の形態はＰＯＮと呼ばれる光ファイバネットワークの形態に特化して記述したが、本発明は他の形態、例えば、有線同軸伝送や、光ファイバで伝送後同軸ケーブルで分岐されるＨＦＣ（Hybrid Fiber Coax）などにも適用することが可能である。
【０２８２】
尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、種々変形して実施可能である。
【０２８３】
【発明の効果】
以上述べたように本発明は、複数の無線アンテナ局をＰＯＮで収容する場合に、より簡便な光伝送系で、アンテナ局間の周波数安定性を保てるようになるものである。すなわち、集中制御局から複数のアンテナ局にサブキャリア多重された変調済みのデータ信号を分配する形態において、アンテナ局で使用するデータ信号が、光受信後に簡易なフィルタで分離できるよう十分広い周波数間隔でサブキャリア多重し、かつ、各アンテナ局から放出される電波の周波数を同期させるために必要なパイロツトキャリアの数が（アンテナ局の数ではなく、）２つだけで良すむようにした。
【０２８４】
その結果、各アンテナ局間で周波数同期をとりつつも、光サブキャリア伝送時のデータ信号の変調度がパイロットキャリアのために犠牲になることなく、良好な伝送が可能となる他、光を受信したのちに、必要な信号を切り出す過程が簡易で低コスト化が図れるようになる通信システムが提供できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を説明するための図であって、本発明の第１の実施例における下り信号系のシステム構成図である。
【図２】本発明を説明するための図であって、本発明の第１の実施例を説明するための図である。
【図３】本発明を説明するための図であって、本発明の第２の実施例としての２種のパイロットキャリア信号の具体的周波数配置例を示す図である。
【図４】本発明を説明するための図であって、本発明の第２の実施例における周波数変換器１５の構成例を示す図である。
【図５】本発明を説明するための図であって、本発明の第２の実施例における周波数変換器１５の構成例を示す図である。
【図６】本発明を説明するための図であって、本発明の第２の実施例における周波数変換器１５の構成例を示す図である。
【図７】本発明を説明するための図であって、本発明の第３の実施例における２種のパイロットキャリア信号の具体的周波数配置例を示す図である。
【図８】本発明を説明するための図であって、本発明の第３の実施例における周波数変換器の構成例を示す図である。
【図９】本発明を説明するための図であって、本発明の第３の実施例における１つのアンテナ局で複数のアンテナを備えた構成とする場合のアンテナ局２の構成例を示す図である。
【図１０】本発明を説明するための図であって、本発明の第４の実施例における受信系（上り信号処理系）についての構成例を示すブロック図である。
【図１１】本発明を説明するための図であって、本発明の第４の実施例における各アンテナ局２−２，…２−ｐで光サブキャリア伝送に適した周波数に変換する場合における各アンテナ局別の周波数状態を説明するスペクトル図である。
【図１２】本発明を説明するための図であって、本発明の第５の実施例におけるアンテナ局の構成例を示す図である。
【図１３】本発明を説明するための図であって、本発明の第５の実施例におけるアンテナ局の別の構成例を示す図である。
【図１４】本発明を説明するための図であって、本発明の第５の実施例における更に別のアンテナ局の構成例を示す図である。
【図１５】本発明を説明するための図であって、本発明システムにおけるサブキャリア信号共用型の集中制御局の構成例を示すブロック図である。
【図１６】本発明の背景技術を説明するためのシステム構成図である。
【図１７】従来技術の問題点を説明するための図である。
【図１８】従来例技術のの問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
１…集中制御局
２，２−１，…２−ｐ，１６，４２…アンテナ局
３…光分岐結合器
４…光ファイバ
５…レーザ素子
６…フォトダイオード
７…レーザドライバ
８…合成器
９，１５…周波数変換器
１０…変調器
１１…入力端子
１２…パイロットキャリア発生器
１３…データ信号分離器
１４…パイロットキャリア分離器
１７…逓倍器
１８，２２…ミキサ
１９，２３…フィルタ
２０…入力端子
２１，２５，３０…スイッチ
２４…分配器
２６…入力端子
２７…端子
２８，３４，３７，３９…ミキサ
２９，３５，３８，４０…フィルタ
３１…分配器
３２…入力端子
３３…出力端子
３６…逓倍器
４１，４３，４９，５０，５１，５６…周波数変換器
４４…パイロットキャリア入力端子
４５，５３…フォトダイオード
４６…データ分離復調器
４７…レーザ素子
４８…結合器
５２…ローカルキャリア発生器
５４…ローカル発生器
５５…データ信号分離器
５７…復調器
Claims (10)
- ３系統以上の各系統別のデータ信号を周波数多重して伝送し、これら各系統別のデータ信号は受信後に目標とする周波数帯に周波数変換するようにした通信システムであって、前記３系統以上のデータ信号すべてを含む信号帯域幅は、前記目標とする周波数帯の信号帯域幅より広く設定する通信システムにおいて、
前記３系統以上のデータ信号の周波数間隔は所定の周波数の整数（≧１）倍であり、
第１のパイロットキャリア信号と第２のパイロットキャリア信号を前記３系統以上のデータ信号と同時に伝送し、前記第１のパイロットキャリア信号の周波数と前記第２のパイロットキャリア信号の周波数の差は前記所定の周波数であって、
さらに、前記第１のパイロットキャリア信号の周波数の整数倍と、前記第２のパイロットキャリア信号の周波数の整数倍と、前記３系統以上の内のいずれか一つのデータ信号の周波数を加算すると、前記目標とする周波数帯の周波数となるよう、前記いずれか一つのデータ信号の周波数が決定されていることを特徴とする通信システム。 - ３系統以上の各系統別のデータ信号を周波数多重して伝送し、これら各系統別のデータ信号は受信後に目標とする周波数帯に周波数変換するようにした通信システムであって、前記３系統以上のデータ信号すべてを含む信号帯域幅は、前記目標とする周波数帯の信号帯域幅より広く設定する通信システムにおいて、
前記３系統以上のデータ信号の周波数間隔は所定の周波数の整数（≧１）倍であり、
第１のパイロットキャリア信号と第２のパイロットキャリア信号を前記３系統以上のデータ信号と同時に伝送し、前記第２のパイロットキャリア信号の周波数は前記所定の周波数であって、
さらに、前記第１のパイロットキャリア信号の周波数の整数倍と、前記第２のパイロットキャリア信号の周波数の整数倍と、前記３系統以上のデータ信号のいずれか一つの周波数を加算すると、前記目標とする周波数帯の周波数となるよう、前記いずれか一つの周波数が決定されていることを特徴とする通信システム。 - 一つ以上の子局において、同一の特定の周波数帯について前記一つ以上の子局の異なるアンテナで受信された合計３系統以上のデータ信号を周波数変換し、周波数多重して親局へ伝送するようにした通信システムであって、周波数多重伝送時の前記３系統以上のデータ信号すべてを含む信号帯域幅は、前記特定の周波数帯の信号帯域幅より広く設定した通信システムにおいて、
親局から前記一つ以上の子局に対し、第１のパイロットキャリア信号と第２のパイロットキャリア信号とを伝送し、
各前記子局において、周波数変換するための手段は、前記親局から伝送されて来た前記第１および第２のパイロットキャリア信号を用い、この第１のパイロットキャリア信号の周波数の整数倍と、第２のパイロットキャリア信号の周波数の整数倍を加算した周波数のキャリアを用いて、前記データ信号を周波数変換する構成とすることを特徴とする通信システム。 - 親局から１つ以上の子局に対して３系統以上の下りデータ信号を周波数多重して伝送し、各子局で受信後に目標周波数帯に周波数変換するようにし、また、前記１つ以上の子局では特定周波数帯の３系統以上の上りデータ信号を周波数変換し、周波数多重して前記親局へ伝送するようにした通信システムであって、前記３系統以上の下りデータ信号すべてを含む信号帯域幅は、前記目標周波数帯の信号帯域幅より広く設定すると共に、周波数多重伝送時の前記３系統以上の上りデータ信号すべてを含む信号帯域幅は、前記特定の周波数帯の信号帯域幅より広く設定した通信システムにおいて、
前記３系統以上の下りデータ信号の周波数間隔は所定の周波数の整数（≧１）倍であり、
親局では子局へ第１のパイロットキャリア信号と第２のパイロットキャリア信号とを前記３系統以上の下りデータ信号と同時に伝送し、
前記第１のパイロットキャリア信号の周波数と前記第２のパイロットキャリア信号の周波数の差は前記所定の周波数であって、
さらに、前記第１のパイロットキャリア信号の周波数の整数倍と、前記第２のパイロットキャリア信号の周波数の整数倍と、前記３系統以上の内のいずれか一つの下りデータ信号の周波数を加算すると、前記目標とする周波数帯の周波数となるよう、前記いずれか一つの下りデータ信号の周波数が決定されており、
前記子局において、周波数変換するための手段は、前記親局から伝送されてきた第１のパイロットキャリア信号の周波数の整数倍と、前記親局から伝送されてきた前記第２のパイロットキャリア信号の周波数の整数倍を加算した周波数のキャリアを用いて、前記上りデータ信号を周波数変換する構成とすることを特徴とする通信システム。 - 親局から１つ以上の子局に対して３系統以上の下りデータ信号を周波数多重して伝送し、各子局で受信後に目標周波数帯に周波数変換するようにし、また、前記１つ以上の子局では特定周波数帯の３系統以上の上りデータ信号を周波数変換し、周波数多重して前記親局へ伝送するようにした通信システムであって、前記３系統以上の下りデータ信号すべてを含む信号帯域幅は、前記目標周波数帯の信号帯域幅より広く設定すると共に、周波数多重伝送時の前記３系統以上の上りデータ信号すべてを含む信号帯域幅は、前記特定の周波数帯の信号帯域幅より広く設定した通信システムにおいて、
前記３系統以上の下りデータ信号の周波数間隔は所定の周波数の整数（≧１）倍であり、
親局では子局へ第１のパイロットキャリア信号と第２のパイロットキャリア信号とを前記３系統以上の下りデータ信号と同時に伝送し、前記第２のパイロットキャリア信号の周波数は前記所定の周波数であって、
さらに、前記第１のパイロットキャリア信号の周波数の整数倍と、前記第２のパイロットキャリア信号の周波数の整数倍と、前記３系統以上の内のいずれか一つの下りデータ信号の周波数を加算すると、前記目標とする周波数帯の周波数となるよう、前記いずれか一つの下りデータ信号の周波数が決定されており、
前記子局において、周波数変換するための手段は、前記親局から伝送されてきた第１のパイロットキャリア信号の周波数の整数倍と、前記親局から伝送されてきた前記第２のパイロットキャリア信号の周波数の整数倍を加算した周波数のキャリアを用いて、前記上りデータ信号を周波数変換する構成とすることを特徴とする通信システム。 - 前記子局において、
前記周波数変換手段は、前記第１のパイロットキャリア信号の整数倍と前記第２のパイロットキャリア信号の整数倍を加算したローカルキャリア信号を合成し、このローカルキャリア信号を用いて、前記下りデータ信号を前記目標とする周波数帯に周波数変換し、前記特定の周波数帯の上りデータ信号を前記ローカルキャリア信号を用いて周波数変換する構成であることを特徴とする請求項第４または請求項第５の通信システム。 - 前記３系統以上の下りデータ信号の前記周波数間隔に、子局間に生ずる微小周波数差がオフセットとして加算されていることを特徴とする請求項４乃至請求項６いずれか１項記載の通信システム。
- 前記通信システムはサブキャリア光伝送システムであることを特徴とする請求項１乃至請求項７いずれか１項記載の通信システム。
- 前記第１のパイロットキャリア信号の周波数がｆ １ 、前記第２のパイロットキャリア信号の周波数がｆ ２ 、前記目標とする周波数帯の周波数がｆ ０ であるとき、
前記３系統以上のデータ信号のうちの第１のデータ信号の周波数Ｆ １ が、
ｆ ０ ＝ｎ×ｆ １ ＋ｍ×ｆ ２ ＋Ｆ １ （ｎ、ｍは正の整数値）
を満たすように決定されているとき、前記３系統以上のデータ信号のうち前記第１のデータ信号よりも前記所定の周波数Δｆのｋ倍だけ離れた第２のデータ信号の周波数Ｆ２は、
ｆ ０ ＝（ｎ−ｋ）×ｆ １ ＋（ｍ＋ｋ）×ｆ ２ ＋Ｆ ２
を満たすように決定されることを特徴とする請求項１記載の通信システム。 - 前記所定の周波数がΔｆ、前記第１のパイロットキャリア信号の周波数がｆ １ 、前記第２のパイロットキャリア信号の周波数がｆ ２ ＝Δｆ、前記目標とする周波数帯の周波数がｆ ０ であるとき、
前記３系統以上のデータ信号のうちの第１のデータ信号の周波数Ｆ １ が、
ｆ ０ ＝ｎ×ｆ １ ＋Ｆ １ （ｎは正の整数値）
を満たすように決定されているとき、前記３系統以上のデータ信号のうち前記第１のデータ信号よりも前記所定の周波数Δｆのｋ ２ 倍だけ離れた第２のデータ信号の周波数Ｆ ２ は、
ｆ ０ ＝ｎ×ｆ １ ＋ｋ ２ ×ｆ ２ ＋Ｆ ２
を満たすように決定されることを特徴とする請求項２記載の通信システム。
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