JP4540062B2 - 光−無線融合通信システム及びその方法 - Google Patents

Description

本発明は、下りリンクは収容局から送信した光信号を無線基地局で無線信号に変換して無線端末に送信し、上りリンクは無線基地局で受信した高周波無線信号を光信号に変換して収容局に伝送する光−無線融合通信システムおよび光−無線融合通信方法に関する。

図２１は収容局、無線基地局および無線端末からなる従来の光−無線融合通信システムの一例を示したものであり、図２２は従来の光−無線融合通信システムにおける各信号の周波数スペクトルの一例を示したものである。

従来、収容局０内の光送信器１では、単一スペクトル光源２の出力光信号０ａを光変調器７で、電気発振器３からの電気搬送波信号を電気変調器５で下り送信データにより変調した下り無線信号０ｂと周波数ｆ_LOの電気搬送波信号０ｃとを電気加算器６で加算した電気信号によって光変調し、変調光信号０ｄを生成する。さらにこの変調光信号０ｄの上側波帯信号（もしくは下側波帯信号）を光フィルタ８で除去して得られる光信号０ｅを、光伝送路を介して無線基地局９に送信する。

無線基地局９においては、光増幅器１０で受信し増幅した光信号０ｅを光分岐器１１で２分岐し、一方の出力光信号は受光器１２で電気信号に変換した後、フィルタ１３で所望の下り無線信号０ｆ（０ｄに等しい）を抽出してアンテナ１４から無線端末１９に送出する。光分岐器１１のもう一方の出力光信号は、受信した上り無線信号０ｇにより光変調器１６で光変調された後、光フィルタ１７で所望の光信号（０ｈ）のみが抽出され、光増幅器１８で増幅され、光伝送路を介して収容局０内の光受信器２５に送信される。

光受信器２５においては、無線基地局９から送信された光信号０ｈが受光器２６で電気信号０ｉに変換され、フィルタ２７を通すことで、上り送信データで変調された中間周波数信号０ｊを得ることができる。

このように、従来の技術では、上りリンク／下りリンクで光源と光変調器を共用することができるため、低コストなシステムを構築することが可能である。また、光領域でミリ波ダウンコンバートを行っているため、光受信器においてミリ波帯部品を用意する必要が無いため、システム全体の構成を簡素化できるという特長がある。
特開２００１−１０３０１５号公報「ミリ波無線双方向伝送方法およびミリ波無線双方向伝送装置」

図２１、図２２に挙げた従来例では、複数の無線基地局に対応して収容局に複数の光送信器を設けた場合、それぞれの光送信器において無線信号の周波数の帯域を有する光変調器を用意する必要があり、構成が複雑になる。特に、広帯域信号を伝送する場合には、無線信号の周波数として広い信号帯域が確保できるミリ波帯を用いることが予想されるが、このような高周波の帯域を持つ光変調器は高価である。さらに、上りリンクにおいては、ファイバ伝送による損失と無線基地局内の光変調器の挿入損失を補填するため、各無線基地局もしくは光受信器に光増幅器が必要になり、構成が複雑かつ高価になる。

本発明は、このような背景に行われたものであって、上りリンク／下りリンクで光源を共用しつつ、上りリンクにおいては安価かつ簡易な構成の光送受信器で高感度光受信を実現できる光−無線融合通信システム及びその方法を提供することを目的とする。

（第１の発明（但し、特許請求の範囲には含まれない。））
収容局に光信号発生部、光送信器および光受信器を備え、前記光送信器は光伝送路を介して、無線基地局に下り送信データで変調された下り光無線信号と、上りリンク用光搬送波信号とを送信し、前記無線基地局は、受信した光信号を光分岐器で２分岐し、該光分岐器の一方の出力光信号を受光して得られた下り無線信号（周波数ｆ_RF-d）を無線端末に送信するとともに、上り送信データで変調された無線信号（周波数ｆ_RF-u）を受信し、受信した上り無線信号で前記光分岐器のもう一方の出力光信号を光変調し、その変調光信号を光伝送路を介して前記収容局に送信し、前記光受信器は前記変調光信号を受信し、検波して前記上り送信データを再生する光−無線融合通信システムにおいて、光信号発生部、光送信器および光受信器はそれぞれ次のような構成である。

光信号発生器は、
第１の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆ_c1）を出力する第１の単一スペクトル光源と、第２の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆ_c2）を出力する第２の単一スペクトル光源と、第３の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆ_c3）を出力する第３の単一スペクトル光源と、前記第１の単一スペクトルの光信号を２分岐する光分岐器と、該光分岐器の一方の出力光信号に対して、所望の下り無線信号の周波数ｆ_RF-dの半値（ｆ_RF-d／２）の電気搬送波信号にて光搬送波抑圧両側波帯変調を施す光変調器と、前記第２の単一スペクトルの光信号の偏波方向および光強度と、前記第３の単一スペクトルの光信号の偏波方向および光強度について、互いの偏波方向が直交し、かつ、等しい光強度になるように調節し、２波を直交偏波合成して偏波合成光信号として出力する偏波合成手段とを備える。

前記第１、第２および第３の単一スペクトルの光信号の中心周波数ｆ_c1，ｆ_c2，ｆ_c3は、前記上り無線信号の周波数ｆ_RF-u、所定の中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2に対して、
｜ｆ_c1−ｆ_c2｜＝ｆ_RF-u±ｆ_IF1
｜ｆ_c1−ｆ_c3｜＝ｆ_RF-u±ｆ_IF2
となるよう制御される。

光信号発生部は、前記搬送波抑圧両側波帯変調光信号を光送信器に入力するとともに、前記光分岐器のもう一方の出力光信号を前記上りリンク用光搬送波信号として前記光送信器に入力し、前記偏波合成光信号を前記光受信器へ出力する構成である。

光送信器は、入力された２系統の光信号のうち、搬送波抑圧両側波帯変調光信号に下り送信データで光変調を施す光変調器を備え、その光変調器の出力光信号を下り光無線信号として、上りリンク用光搬送波信号と光合波器で合波した後、無線基地局へ送信する構成である。

光受信器は、無線基地局から送信された変調光信号と、光信号発生部から出力された偏波合成光信号とを合波する光合波器と、光合波器で合波された光信号を受光し、中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2の電気信号を出力する受光器と、受光器から出力された中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2の電気信号を検波する電気検波器と、電気検波器の出力信号を低域濾過し、上り送信データを出力する低域濾過フィルタとを備える。

第１の発明によれば、光信号発生部は、第１の単一スペクトルの光信号を分岐し、一方を上りリンク用光搬送波信号として光送信器に入力するとともに、もう一方は光搬送波抑圧両側波帯変調を施した後に光送信器に入力し、第２の単一スペクトルの光信号と第３の単一スペクトルの光信号の２波を直交偏波合成した偏波合成光信号を光ローカル信号として光受信器へ出力する。これにより、光信号発生部において下り光無線信号、上りリンク用光搬送波信号および光ヘテロダイン検波に用いる光ローカル信号を同時に発生させることができる。また、光信号発生部では、無変調かつ減衰の無い光信号を基に周波数安定化制御を行うため、従来の高感度光受信法による光受信器において、伝送損失により減衰した変調光信号を基に周波数安定化制御を行う場合と比較して、容易に周波数安定化制御が可能となる。

無線基地局へ送信する光信号（下り光無線信号と上りリンク用光搬送波信号との合波光信号）の電界Ｅ_opt-cと、光受信器へ出力する偏波合成光信号の電界Ｅ_opt-LOは、それぞれ次のように表すことができる。

Ｅ_opt-c＝Ａ_dａ_d cos(２π(ｆ_c1−ｆ_RF-d／２)ｔ＋φ₁(ｔ))
＋Ａ_dａ_d cos(２π(ｆ_c1＋ｆ_RF-d／２)ｔ＋φ₁(ｔ))
＋Ａ_u cos(２πｆ_c1ｔ＋φ₁(ｔ)) …（１）
Ｅ_opt-LO＝Ａ_LO cos(２πｆ_c2ｔ＋φ₂(ｔ))
＋Ａ_LO cos(２πｆ_c3ｔ＋φ₃(ｔ)) …（２）
ここで、Ａ_d，Ａ_u，Ａ_LOは電界振幅、φ（ｔ）は単一スペクトル光源の出力光信号の位相雑音成分、ａ_dは下り送信データ（２値ディジタル信号：０，１）とする。また、（１）式の第１項と第２項は下り光無線信号を表し、第３項は上りリンク用光搬送波信号を表しており、（２）式の右辺の第１項と第２項は、互いに直交した偏波方向を有し、等振幅である。

無線基地局では、光送信器から送信された光信号（（１）式）を、光分岐器で２分岐して、一方の出力光信号を受光して得られる下り無線信号を、無線端末に送信する。この下り無線信号の電界Ｅ_RF-dは、次のように表すことができる。

Ｅ_RF-d∝ Ａ_d ²ａ_d(cos２πｆ_RF-d(ｔ＋Ｔ)) …（３）
上式において、Ｔは光信号が収容局−無線基地局間の光伝送に要する時間を表す。

ここで、下り光無線信号は、単一の光信号を搬送波抑圧両側波帯変調することで発生させているため、無線基地局における受光の際に光信号の位相雑音（φ₁（ｔ））が相殺され、非常に周波数が安定した下り無線信号が生成されることが分かる。

光分岐器のもう一方の出力光信号は、無線端末から送信された無線信号で光強度変調した後に、光受信器へ送信する。２値ディジタル振幅変調により、光受信器へ送信される変調光信号の電界Ｅ_opt-modは、次のように表すことができる、
Ｅ_opt-mod∝(１＋ｍａ_u cos(２πｆ_RF-uｔ))
・[Ａ_dａ_d cos(２π(ｆ_c1−ｆ_RF-d／２)(ｔ＋Ｔ)＋φ₁(ｔ＋Ｔ))
＋Ａ_dａ_d cos(２π(ｆ_c1＋ｆ_RF-d／２)(ｔ＋Ｔ)＋φ₁(ｔ＋Ｔ))
＋Ａ_u cos(２πｆ_c1(ｔ＋Ｔ)＋φ₁(ｔ＋Ｔ))] …（４）
ここで、ｍは光変調度、ａ_uは上り送信データ（２値ディジタル信号：０，１）を表す。

光受信器では、光信号発生部から出力された偏波合成光信号（（２）式）と、無線基地局から送信された変調光信号（（４）式）とを合波した後に、受光器で自乗検波する。

合波した光信号の電界Ｅ_opt-coは、次のように表すことができる。

Ｅ_opt-co∝Ａ_LO cos(２πｆ_c2ｔ＋φ₂(ｔ))
＋Ａ_LO cos(２πｆ_c3ｔ＋φ₃(ｔ))
＋(１／γ)(１＋ｍａ_u cos(２πｆ_RF-uｔ))
・[Ａ_dａ_d cos(２π(ｆ_c1−ｆ_RF-d／２)(ｔ＋２Ｔ)＋φ₁(ｔ＋２Ｔ))
＋Ａ_dａ_d cos(２π(ｆ_c1＋ｆ_RF-d／２)(ｔ＋２Ｔ)＋φ₁(ｔ＋２Ｔ))
＋Ａ_u cos(２πｆ_c1(ｔ＋２Ｔ)＋φ₁(ｔ＋２Ｔ))] …（５）
ここで、γは無線基地局−光受信器間の光伝送損失や無線基地局内の光変調器の挿入損失などの損失の合計を表し、γ≫１である。

（５）式の右辺の第１項および第２項の光信号は、光信号発生部から光受信器に直接入力されたために損失が無く、十分な光強度を有している。このため、（５）式の光信号を受光器で自乗検波することで、高感度光受信法として知られる光ヘテロダイン検波と同様に、無線基地局から送信された変調光信号（（４）式）を高感度に受信することが可能となる。

受光器から出力される２波の中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2の電気信号の電界Ｅ_IFは、次のように表すことができる。

Ｅ_IF＝Ｇａ_uＡ_uＡ_LO[cosθ・cos(２πｆ_IF1ｔ＋ψ₁)＋sinθ・cos(２πｆ_IF2ｔ＋ψ₂)]
但し、ψ₁＝±[４πｆ_c1Ｔ＋φ₁(ｔ＋２Ｔ)−φ₂(t)]
ψ₂＝±[４πｆ_c1Ｔ＋φ₁(ｔ＋２Ｔ)−φ₃(t)]
…（６）
ここで、Ｇは前記光ヘテロダイン検波の利得に依存する係数、ψ₁，ψ₂はそれぞれの中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2の電気信号の位相成分、θは無線基地局から送信された変調光信号（（４）式）の偏波方向と、光信号発生部から出力された偏波合成光信号のうち（２）式の第１項で表される光信号の偏波方向との間の角度を表すものとする。

光信号発生部では、第１、第２および第３の単一スペクトルの光信号の中心周波数が設定した値となるよう制御しているため、光受信器では、複雑な構成の無線周波数帯部品や中間周波数安定化回路を用いることなく、安定な中間周波数の信号を得ることができる。

２波の中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2の電気信号を包絡線検波した後に、低域濾過フィルタを通して得られる電気信号の電界Ｅ_BBは次のように表すことができる。

Ｅ_BB∝Ｇ²ａ_u ²Ａ_u ²Ａ_LO ²(cos²θ＋sin²θ)＝Ｇ²ａ_uＡ_u ²Ａ_LO ² …（７）
ここで、光信号発生部から出力された偏波合成光信号（（２）式）が互いに直交した偏波方向と等しい光強度を有するため、低域濾過フィルタの出力信号強度が、無線基地局から送信された変調光信号（（４）式）に不感応であることが分かる。

（第２の発明）
収容局に光信号発生部、光送信器および光受信器を備え、前記光送信器は光伝送路を介して、無線基地局に下り送信データで変調された下り光無線信号と、上りリンク用光搬送波信号とを送信し、前記無線基地局は、受信した光信号を光分岐器で２分岐し、該光分岐器の一方の出力光信号を受光して得られた下り無線信号（周波数ｆ_RF-d）を無線端末に送信するとともに、上り送信データで変調された無線信号（周波数ｆ_RF-u）を受信し、受信した上り無線信号で前記光分岐器のもう一方の出力光信号を光変調し、その変調光信号を光伝送路を介して前記収容局に送信し、前記光受信器は前記変調光信号を受信し、検波して前記上り送信データを再生する光−無線融合通信システムにおいて、光信号発生部、光送信器および光受信器はそれぞれ次のような構成である。

光信号発生器は、
第１の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆ_c1）を出力する第１の単一スペクトル光源と、第２の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆ_c2）を出力する第２の単一スペクトル光源と、第３の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆ_c3）を出力する第３の単一スペクトル光源と、前記第１の単一スペクトルの光信号を２分岐する光分岐器と、該光分岐器の一方の出力光信号に対して、所望の下り無線信号の周波数ｆ_RF-dの半値（ｆ_RF-d／２）の電気搬送波信号にて光搬送波抑圧両側波帯変調を施す光変調器と、前記第２の単一スペクトルの光信号の偏波方向および光強度と、前記第３の単一スペクトルの光信号の偏波方向および光強度について、互いの偏波方向が直交し、かつ、等しい光強度になるように調節し、２波を直交偏波合成して偏波合成光信号として出力する偏波合成手段とを備える。

前記第１、第２および第３の単一スペクトルの光信号の中心周波数ｆ_c1，ｆ_c2，ｆ_c3は、前記上り無線信号の周波数ｆ_RF-u、所定の中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2に対して、
｜ｆ_c1−ｆ_c2｜＝ｆ_RF-u±ｆ_IF1
｜ｆ_c1−ｆ_c3｜＝ｆ_RF-u±ｆ_IF2
となるよう制御される。

光信号発生部は、前記搬送波抑圧両側波帯変調光信号を光送信器に入力するとともに、前記偏波合成光信号を前記上りリンク用光搬送波信号として前記光送信器に入力し、前記光分岐器のもう一方の出力光信号を前記光受信器へ出力する構成である。

光送信器は、入力された２系統の光信号のうち、搬送波抑圧両側波帯変調光信号に下り送信データで光変調を施す光変調器を備え、その光変調器の出力光信号を下り光無線信号として、上りリンク用光搬送波信号と光合波器で合波した後、無線基地局へ送信する構成である。

光受信器は、無線基地局から送信された変調光信号と、光信号発生部から出力された単一スペクトルの光信号とを合波する光合波器と、光合波器で合波された光信号を受光し、中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2の電気信号を出力する受光器と、受光器から出力された中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2の電気信号を検波する電気検波器と、電気検波器の出力信号を低域濾過し、上り送信データを出力する低域濾過フィルタとを備える。

第２の発明によれば、光信号発生部は、第１の単一スペクトルの光信号を分岐し、一方を光ローカル信号として光受信器へ出力するとともに、もう一方は光搬送波抑圧両側波帯変調を施した後に光送信器に入力し、第２の単一スペクトルの光信号と第３の単一スペクトルの光信号の２波を直交偏波合成した偏波合成光信号を上りリンク用光搬送波信号として光送信器に入力する。これにより、光信号発生部において下り光無線信号、上りリンク用光搬送波信号および光ヘテロダイン検波に用いる光ローカル信号を同時に発生させることができる。また、光信号発生部では、無変調かつ減衰の無い光信号を基に周波数安定化制御を行うため、従来の高感度光受信法による光受信器において、伝送損失により減衰した変調光信号を基に周波数安定化制御を行う場合と比較して、容易に周波数安定化制御が可能となる。

無線基地局へ送信する光信号（下り光無線信号と上りリンク用光搬送波信号との合波光信号）の電界Ｅ_opt-cと、光受信器へ出力する偏波合成光信号の電界Ｅ_opt-LOは、それぞれ次のように表すことができる。

Ｅ_opt-c＝Ａ_dａ_d cos(２π(ｆ_c1−ｆ_RF-d／２)ｔ＋φ₁(ｔ))
＋Ａ_dａ_d cos(２π(ｆ_c1＋ｆ_RF-d／２)ｔ＋φ₁(ｔ))
＋Ａ_u cos(２πｆ_c2ｔ＋φ₂(ｔ))
＋Ａ_u cos(２πｆ_c3ｔ＋φ₃(ｔ)) …（８）
Ｅ_opt-LO＝Ａ_LO cos(２πｆ_c1ｔ＋φ₁(ｔ)) …（９）
ここで、Ａ_d，Ａ_u，Ａ_LOは電界振幅、φ（ｔ）は単一スペクトル光源の出力光信号の位相雑音成分、ａ_dは下り送信データ（２値ディジタル信号：０，１）とする。また、（８）式の第１項と第２項は下り光無線信号を表し、第３項と第４項は上りリンク用光搬送波信号を表しており、互いに直交した偏波方向を有し、等振幅である。

無線基地局では、光送信器から送信された光信号（（８）式）を、光分岐器で２分岐して、一方の出力光信号を受光して得られる下り無線信号を、無線端末に送信する。この下り無線信号の電界Ｅ_RF-dは、次のように表すことができる。

Ｅ_RF-d∝ Ａ_d ²ａ_d(cos２πｆ_RF-d(ｔ＋Ｔ)) …（１０）
上式において、Ｔは光信号が収容局−無線基地局間の光伝送に要する時間を表す。

ここで、下り光無線信号は、単一の光信号を搬送波抑圧両側波帯変調することで発生させているため、無線基地局における受光の際に光信号の位相雑音（φ₁（ｔ））が相殺され、非常に周波数が安定した下り無線信号が生成されることが分かる。

光分岐器のもう一方の出力光信号は、無線端末から送信された無線信号で光強度変調した後に、光受信器へ送信する。２値ディジタル振幅変調により、光受信器へ送信される変調光信号の電界Ｅ_opt-modは、次のように表すことができる。

Ｅ_opt-mod∝(１＋ｍａ_u cos(２πｆ_RF-uｔ))
・[Ａ_dａ_d cos(２π(ｆ_c1−ｆ_RF-d／２)(ｔ＋Ｔ)＋φ₁(ｔ＋Ｔ))
＋Ａ_dａ_d cos(２π(ｆ_c1＋ｆ_RF-d／２)(ｔ＋Ｔ)＋φ₁(ｔ＋Ｔ))
＋Ａ_u cos(２πｆ_c2(ｔ＋Ｔ)＋φ₂(ｔ＋Ｔ))
＋Ａ_u cos(２πｆ_c3(ｔ＋Ｔ)＋φ₃(ｔ＋Ｔ))] …（１１）
ここで、ｍは光変調度、ａ_uは上り送信データ（２値ディジタル信号：０，１）を表す。

光受信器では、光信号発生部から出力された単一スペクトルの光信号（（９）式）と、無線基地局から送信された変調光信号（（１１）式）とを合波した後に、受光器で自乗検波する。

合波した光信号の電界Ｅ_opt-coは、次のように表すことができる。

Ｅ_opt-co∝Ａ_LO cos(２πｆ_c1ｔ＋φ₁(ｔ))
＋(１／γ)(１＋ｍａ_u cos(２πｆ_RF-uｔ))
・[Ａ_dａ_d cos(２π(ｆ_c1−ｆ_RF-d／２)(ｔ＋２Ｔ)＋φ₁(ｔ＋２Ｔ))
＋Ａ_dａ_d cos(２π(ｆ_c1＋ｆ_RF-d／２)(ｔ＋２Ｔ)＋φ₁(ｔ＋２Ｔ))
＋Ａ_u cos(２πｆ_c2(ｔ＋２Ｔ)＋φ₂(ｔ＋２Ｔ))
＋Ａ_u cos(２πｆ_c3(ｔ＋２Ｔ)＋φ₃(ｔ＋２Ｔ))] …（１２）
ここで、γは無線基地局−光受信器間の光伝送損失や無線基地局内の光変調器の挿入損失などの損失の合計を表し、γ≫１である。

（１２）式の右辺の第１項の光信号は、光信号発生部から光受信器に直接入力されたために損失が無く、十分な光強度を有している。このため、（１２）式の光信号を受光器で自乗検波することで、高感度光受信法として知られる光ヘテロダイン検波と同様に、無線基地局から送信された変調光信号（（１１）式）を高感度に受信することが可能となる。

受光器から出力される２波の中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2の電気信号の電界Ｅ_IFは、次のように表すことができる。

Ｅ_IF＝Ｇａ_uＡ_uＡ_LO[cosθ・cos(２πｆ_IF1ｔ＋ψ₁)＋sinθ・cos(２πｆ_IF2ｔ＋ψ₂)]
但し、ψ₁＝±[４πｆ_c1Ｔ＋φ₁(ｔ＋２Ｔ)−φ₂(t)]
ψ₂＝±[４πｆ_c1Ｔ＋φ₁(ｔ＋２Ｔ)−φ₃(t)]
…（１３）
ここで、Ｇは前記光ヘテロダイン検波の利得に依存する係数、ψ₁，ψ₂はそれぞれの中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2の電気信号の位相成分、θは無線基地局から送信された変調光信号（（１１）式）のうち第３項で表される光信号の偏波方向と、光信号発生部から出力された単一スペクトルの光信号（（９）式）の偏波方向との間の角度を表すものとする。

光信号発生部では、第１、第２および第３の単一スペクトルの光信号の中心周波数が設定した値となるよう制御しているため、光受信器では、複雑な構成の無線周波数帯部品や中間周波数安定化回路を用いることなく、安定な中間周波数の信号を得ることができる。

２波の中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2の電気信号を包絡線検波した後に、低域濾過フィルタを通して得られる電気信号の電界Ｅ_BBは次のように表すことができる。

Ｅ_BB∝Ｇ²ａ_u ²Ａ_u ²Ａ_LO ²(cos²θ＋sin²θ)＝Ｇ²ａ_uＡ_u ²Ａ_LO ² …（１４）
ここで、光信号発生部から光送信器に入力された偏波合成光信号（（８）式の第３項と第４項）が互いに直交した偏波方向と等しい光強度を有するため、低域濾過フィルタの出力信号強度が、無線基地局から送信された変調光信号（（１１）式）に不感応であることが分かる。

（第３の発明）
第３の発明は、第１または第２の発明の光−無線融合通信システムにおける光受信器の別の構成を示す。

光受信器は、第１または第２の発明における光受信器の電気検波器および低域濾過フィルタに代えて、受光器から出力される中間周波数ｆ_IF1の電気信号および中間周波数ｆ_IF2の電気信号を分離するフィルタと、フィルタから出力される中間周波数ｆ_IF1の電気信号および中間周波数ｆ_IF2の電気信号をそれぞれ検波する第１の電気検波器および第２の電気検波器と、第１の電気検波器の出力信号と第２の電気検波器の出力信号とを加算し、上り送信データを出力する電気加算器とを備える。

第３の発明における光受信器では、（６）式または（１３）式の中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2の電気信号をフィルタで分離することにより、次式の２つの中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2の電気信号Ｅ_IF1，Ｅ_IF2が得られる。

Ｅ_IF1＝Ｇａ_uＡ_uＡ_LO cosθ・cos(２πｆ_IF1ｔ＋ψ₁) …（１５）
Ｅ_IF2＝Ｇａ_uＡ_uＡ_LO cosθ・cos(２πｆ_IF2ｔ＋ψ₂) …（１６）
この中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2の電気信号はそれぞれ包絡線検波され、得られた電気信号は電気加算器で加算される。電気加算器で得られる電気信号の電界Ｅ_BBは、次のように表すことができる。

Ｅ_BB∝Ｇ²ａ_u ²Ａ_u ²Ａ_LO ²(cos²θ＋sin²θ)＝Ｇ²ａ_uＡ_u ²Ａ_LO ² …（１７）
ここで、第１の発明では光信号発生部から光受信器へ出力された偏波合成光信号（（２）式）が互いに直交した偏波方向と等しい光強度を有し、第２の発明では光信号発生部から無線基地局に送信された上りリンク用光搬送波信号（（８）式の第３項と第４項）が互いに直交した偏波方向と等しい光強度を有するため、第３の発明における光受信器の電気加算器の出力は、無線基地局から送信された変調光信号（（４）式、（１１）式）の偏波方向に不感応であることが分かる。

このように第３の発明によれば、光受信器において、無線周波数帯部品、中間周波数安定化回路および偏波ダイバーシティ回路を用いることなく、中間周波数帯の帯域を有する１つの受光器と２つの電気検波器からなる簡易な構成で高感度光受信が可能となる。

（第４の発明）
第４の発明は、第１または第２の発明の光−無線融合通信システムにおける光受信器の別の構成を示す。

光受信器は、第１または第２の発明における光受信器の電気検波器および低域濾過フィルタに代えて、受光器から出力される中間周波数ｆ_IF1の電気信号および中間周波数ｆ_IF2の電気信号を分離するフィルタと、フィルタから出力される中間周波数ｆ_IF1の電気信号および中間周波数ｆ_IF2の電気信号をそれぞれ検波する第１の電気検波器および第２の電気検波器と、第１の電気検波器の出力信号と第２の電気検波器の出力信号の位相を揃えて加算し、送信データを出力する位相調整加算器とを備える。

第４の発明における光受信器では、第３の発明における光受信器と同様に、無線基地局から送信された変調光信号の偏波方向に不感応な一定の出力の受信信号を得ることができるとともに、次の機能が加わる。第１の電気検波器の出力信号と第２の電気検波器の出力信号との位相を揃えて加算することにより、光伝送路の分散により第１の電気検波器の出力信号と第２の電気検波器の出力信号との間に生じる時間差を補償することができる。

このように第４の発明によれば、第３の発明と同様に高感度光受信が可能になるとともに、光伝送路の分散の影響で第１の電気検波器の出力信号と第２の電気検波器の出力信号との間に生じる時間差を補償することにより、分散の影響を受けない光受信が実現できる。なお、第１の発明のように、光送信器から無線基地局に対して上りリンク用光搬送波信号として１波の光信号（（１）式の第３項）を送信し、無線基地局から光受信器に変調光信号（（４）式）を送信する場合には、２つの側波帯成分を有する変調光信号に光伝送路の分散の影響が現れる。また第２の発明のように、光送信器から無線基地局に対して上りリンク用光搬送波信号として２波の偏波合成光信号（（８）式の第３項と第４項）を送信し、無線基地局から光受信器に変調光信号（（１１）式）を送信する場合には、両光信号に光伝送路の分散の影響が現れる。

（第５の発明（但し、特許請求の範囲には含まれない。））
第５の発明は、第１の発明の光−無線融合通信システムにおいて、複数の無線基地局と、収容局に複数の無線基地局に下り光無線信号と上りリンク用光搬送波信号をそれぞれ送信する複数の光送信器と、複数の無線基地局から送信された変調光信号をそれぞれ受信する複数の光受信器とを備え、光信号発生部は、搬送波抑圧両側波帯変調光信号を複数に分岐し、複数の光送信器へそれぞれ入力する第１の光分岐器と、光分岐器のもう一方の出力光信号を複数に分岐し、上りリンク用光搬送波信号として複数の光送信器へそれぞれ入力する第２の光分岐器と、偏波合波光信号を複数に分岐し、複数の光受信器へそれぞれ出力する第３の光分岐器とを備える。

第５の発明によれば、全ての光受信器において、無線周波数帯部品、中間周波数安定化回路および偏波ダイバーシティ回路を用いる必要がなく、システム全体の構成の大幅な簡略化が実現できる。

（第６の発明）
第６の発明は、第２の発明の光−無線融合通信システムにおいて、複数の無線基地局と、収容局に複数の無線基地局に下り光無線信号と上りリンク用光搬送波信号をそれぞれ送信する複数の光送信器と、複数の無線基地局から送信された変調光信号をそれぞれ受信する複数の光受信器とを備え、光信号発生部は、偏波合波光信号を複数に分岐し、上りリンク用光搬送波信号として複数の光送信器へそれぞれ入力する第１の光分岐器と、搬送波抑圧両側波帯変調光信号を複数に分岐し、複数の光送信器へそれぞれ入力する第２の光分岐器と、光分岐器のもう一方の出力光信号を複数に分岐し、光受信器へそれぞれ出力する第３の光分岐器とを備える。

第６の発明によれば、全ての光受信器において、無線周波数帯部品、中間周波数安定化回路および偏波ダイバーシティ回路を用いる必要がなく、システム全体の構成の大幅な簡略化が実現できる。

（第７の発明）
第７の発明は、第１乃至第６のいずれかの発明の光−無線融合通信システムにおいて、無線基地局は、受信した光信号を２分岐する光分岐器と、この光分岐器の一方の出力光信号を受光し下り無線信号に変換する受光器と、光分岐器のもう一方の出力光信号に対し、上り無線信号にて光変調を施す光変調器とに代えて、受信した光信号の受光と、上り無線信号による光変調を同時に行う電界吸収型光変調器を備える。

第７の発明によれば、無線基地局において光送信器から送信された光信号を受光して下り無線信号に変換する動作（光検波動作）と、光送信器から送信された光信号に対し、受信した上り無線信号で光強度変調を施す動作（光変調動作）を単一の電界吸収型光変調器で行えるため、無線基地局の構成の簡略化が実現できる。

（第８の発明）
第８の発明は、第１乃至第７のいずれかの発明の光−無線融合通信システムにおいて、光送信器、無線基地局および光受信器は１芯の光伝送路を介して接続されており、収容局および無線基地局に、上り光信号と下り光信号とを分離する双方向光分離器を備える。

第８の発明によれば、光送信器から無線基地局への下り無線信号の光伝送と、無線基地局から光受信器への上り無線信号の光伝送を１芯の光伝送路上で行うことができる。

通常、このように１芯の光伝送路上で双方向光伝送を行う場合には、光送信器から送信する光信号の一部が光伝送路中において反射され、この反射光が上り光信号とともに光受信器に入力することで、受信特性を劣化させることが懸念される。

しかし、本発明の光受信器においては、無線基地局から送信される上り変調光信号（（４）式、（１１）式）は、収容局内の光信号発生部から入力される光ローカル信号（（２）式、（９）式）との光ヘテロダイン検波により中間周波数帯信号に変換されるが、光送信器から無線基地局に送信する光信号の反射光（（１）式、（８）式）と光ローカル信号（（２）式、（９）式）を光ヘテロダイン検波することで得られるビート信号は、上記の中間周波数帯には入り込まないため、光送信器から無線基地局に送信する光信号の光伝送路中の反射による影響は受けない。

（第９の発明（但し、特許請求の範囲には含まれない。））
第９の発明は、収容局に光信号発生部、光送信器および光受信器を備え、光送信器は光伝送路を介して、無線基地局に下り送信データで変調された下り光無線信号と、上りリンク用光搬送波信号とを送信し、無線基地局は、下り光無線信号を受光して得られた下り無線信号（周波数ｆ_RF-d）を無線端末に送信するとともに、上り送信データで変調された無線信号（周波数ｆ_RF-u）を受信し、受信した上り無線信号で上りリンク用光搬送波信号を光変調し、その変調光信号を光伝送路を介して収容局に送信し、光受信器は変調光信号を受信し、検波して前記上り送信データを再生する光−無線融合通信方法において、光信号発生部、光送信器および光受信器に特徴がある。

光信号発生器は、第１の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆ_c1）を２分岐し、その一方の出力光信号に対して、所望の下り無線信号の周波数ｆ_RF-dの半値（ｆ_RF-d／２）の電気搬送波信号にて光搬送波抑圧両側波帯変調を施し、その搬送波抑圧両側波帯変調光信号を光送信器に入力するとともに、分岐されたもう一方の出力光信号を上りリンク用光搬送波信号として光送信器に入力し、第２の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆ_c2）、第３の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆ_c3）の偏波方向が直交し、かつ、等しい光強度になるように、２波を直交偏波合成した偏波合成光信号を光受信器へ出力し、第１、第２および第３の単一スペクトルの光信号の中心周波数ｆ_c1，ｆ_c2，ｆ_c3は、上り無線信号の周波数ｆ_RF-u、所定の中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2に対して、
｜ｆ_c1−ｆ_c2｜＝ｆ_RF-u±ｆ_IF1
｜ｆ_c1−ｆ_c3｜＝ｆ_RF-u±ｆ_IF2
となるように制御する。

光送信器は、入力された２系統の光信号のうち、搬送波抑圧両側波帯変調光信号に下り送信データで光変調を施し、その出力光信号を下り光無線信号として、上りリンク用光搬送波信号と合波した後、無線基地局へ送信する。

光受信器は、無線基地局から送信された変調光信号と、光信号発生部から出力された偏波合成光信号とを合波し、合波された光信号を受光して得られた中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2の電気信号を検波し、その出力信号を低域濾過して上り送信データを生成する。

（第１０の発明）
第１０の発明は、収容局に光信号発生部、光送信器および光受信器を備え、光送信器は光伝送路を介して、無線基地局に下り送信データで変調された下り光無線信号と、上りリンク用光搬送波信号とを送信し、無線基地局は、下り光無線信号を受光して得られた下り無線信号（周波数ｆ_RF-d）を無線端末に送信するとともに、上り送信データで変調された無線信号（周波数ｆ_RF-u）を受信し、受信した上り無線信号で上りリンク用光搬送波信号を光変調し、その変調光信号を光伝送路を介して収容局に送信し、光受信器は変調光信号を受信し、検波して前記上り送信データを再生する光−無線融合通信方法において、光信号発生部、光送信器および光受信器に特徴がある。

光信号発生器は、第１の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆ_c1）を２分岐し、その一方の出力光信号に対して、所望の下り無線信号の周波数ｆ_RF-dの半値（ｆ_RF-d／２）の電気搬送波信号にて光搬送波抑圧両側波帯変調を施し、その搬送波抑圧両側波帯変調光信号を光送信器に入力するとともに、分岐されたもう一方の出力光信号を光受信器に出力し、第２の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆ_c2）、第３の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆ_c3）の偏波方向が直交し、かつ、等しい光強度になるように、２波を直交偏波合成した偏波合成光信号を上りリンク用光搬送波信号として光送信器に入力し、第１、第２および第３の単一スペクトルの光信号の中心周波数ｆ_c1，ｆ_c2，ｆ_c3は、上り無線信号の周波数ｆ_RF-u、所定の中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2に対して、
｜ｆ_c1−ｆ_c2｜＝ｆ_RF-u±ｆ_IF1
｜ｆ_c1−ｆ_c3｜＝ｆ_RF-u±ｆ_IF2
となるように制御する。

光送信器は、入力された２系統の光信号のうち、搬送波抑圧両側波帯変調光信号に下り送信データで光変調を施し、その出力光信号を下り光無線信号として、上りリンク用光搬送波信号と合波した後、無線基地局へ送信する。

光受信器は、無線基地局から送信された変調光信号と、光信号発生部から出力された単一スペクトルの光信号とを合波し、合波された光信号を受光して得られた中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2の電気信号を検波し、その出力信号を低域濾過して上り送信データを生成する。

（第１１の発明）
第１１の発明は、第９または第１０の発明において、光受信器は中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2の電気信号を分離し、中間周波数ｆ_IF1の電気信号および中間周波数ｆ_IF2の電気信号をそれぞれ検波し、各出力信号を加算して上り送信データを生成する。

（第１２の発明）
第１２の発明は、第９または第１０の発明において、光受信器は中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2の電気信号を分離し、中間周波数ｆ_IF1の電気信号および中間周波数ｆ_IF2の電気信号をそれぞれ検波し、各出力信号の位相を揃えてから加算して上り送信データを生成する。

以上説明したように、本発明の光−無線融合通信システムは、上り／下りで光信号発生部を共用し、かつ、光送信器に無線周波数帯の光変調器を用いることなく、また、光受信器に中間周波数安定化回路および偏波変動補償回路を用いることなく、１つの受光器で安定な中間周波数の変調信号を得ることができる。これにより、光−無線融合通信システムは、安価かつ簡単な構成で双方向光伝送を実現し、かつ、無線基地局から送信された変調光信号を高感度受信することができるので、無線エリアの拡大とシステムコストの削減が可能になる。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の光−無線融合通信システムの第１の実施の形態（但し、特許請求の範囲には含まれない。）を示す。尚、本実施の形態では、収容局１００に１つの無線基地局３００が接続され、その無線基地局に１つの無線端末４００が接続される構成例に基づいて説明する。

図１において、収容局１００は、光信号発生部１０１、光送信器１０９および光受信器１１２を備える。

光信号発生部１０１は、それぞれ単一スペクトルの光信号（ｆ_c1，ｆ_c2，ｆ_c3）１ａ，１ｂ，１ｃを出力する単一スペクトル光源１０２，１０３，１０４と、単一スペクトルの光信号１ａを分岐する光分岐器１０５と、光分岐器１０５の一方の出力光信号を電気発振器１０６からの出力電気信号（周波数ｆ_RF-d／２）で光搬送波抑圧両側波帯変調を施す光変調器１０７と、単一スペクトルの光信号１ｂ，１ｃを入力し、互いの偏波方向が直交し、かつ等しい光強度になるよう直交偏波合成した偏波合成光信号１ｅを出力する偏波合成手段１０８を備える。

光変調器１０７の出力光信号１ｄと、光分岐器１０５のもう一方の出力光信号１ａは光送信器１０９に入力し、偏波合成光信号１ｅは光受信器１１２に入力する。

光送信器１０９は、光信号発生部１０１から入力された搬送波抑圧両側波帯変調光信号１ｄを下り送信データで変調する光変調器１１０と、光信号発生部１０１から入力された単一スペクトルの光信号１ａと光変調器１１０の出力光信号をそれぞれ上りリンク用光搬送波信号、下り光無線信号として合波する光合波器１１１を備える。光合波器１１１の出力合波光信号１ｆは、光伝送路２０１を介して無線基地局３００へ送信される。

無線基地局３００は、光送信器から送信された光信号１ｆを分岐する光分岐器３０１を備える。光分岐器３０１の一方の出力光信号を、受光器３０２により受光することで下り無線信号（周波数ｆ_RF-d）１ｇに変換し、アンテナ３０３から無線端末４００に送出する。光分岐器３０１のもう一方の出力光信号は、光変調器３０４によって無線端末４００から送信された上り無線信号（周波数ｆ_RF-u）１ｈで光強度変調され、その変調光信号１ｉは光伝送路２０２を介して収容局１００の光受信器１１２に送信される。

光受信器１１２は、無線基地局３００の光変調器３０４から送信された変調光信号１ｉと、収容局１００内の光信号発生部１０１の偏波合成手段１０８から出力された偏波合成光信号１ｅを入力し、無線端末４００から無線基地局３００を介して伝送された上り送信データ１ｍを再生する構成である。

図２は、偏波合成手段１０８の構成例を示す。図２において、単一スペクトルの光信号１ｂ，１ｃは、偏波調整器１０８−１，１０８−２で互いの偏波方向が直交するように調整され、出力調整器１１８−３，１１８−４で互いの光強度が等しくなるように調整され、偏波保持型の光合波器１０８−５で直交偏波合成され、偏波合成光信号１ｅとして出力される。尚、この構成は一例であり、例えば単一スペクトル光源１０３，１０４が偏波調整器１０８−１，１０８−２および出力調整器１０８−３，１０８−４の機能を有し、偏波合成手段１０８は偏波保持型の光合波器１０８−５のみで構成してもよい。

図３は、光受信器１１２の第１の構成例を示す。図６は、第１の実施の形態および光受信器１１２の第１の構成例における各信号の周波数スペクトルの一例を示す。

図３において、光受信器１１２−１は、光合波器１１３、受光器１１４、電気検波器１１５および低域濾過フィルタ１１６により構成される。光合波器１１３は、無線基地局から送信された変調光信号１ｉと、光信号発生部１０１から出力された偏波合成光信号１ｅとを合波し、合波した光信号１ｊは受光器１１４で電気信号に変換される。

ここで、光信号発生部１０１では、単一スペクトルの光信号１ａ，１ｂ，１ｃの中心周波数ｆ_c1，ｆ_c2，ｆ_c3は、上り無線信号１ｈの周波数ｆ_RF-u、所定の中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2に対して、
｜ｆ_c1−ｆ_c2｜＝ｆ_RF-u±ｆ_IF1
｜ｆ_c1−ｆ_c3｜＝ｆ_RF-u±ｆ_IF2
となるよう制御される。

これにより、光受信器１１２−１でミリ波帯部品や中間周波数安定化回路を用いることなく、受光器１１４の出力として直接、安定な２波の中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2の電気信号１ｋを得ることができる。さらに光信号発生部１０１から十分な光強度の偏波合成光信号１ｅを光受信器１１２−１に入力することにより、光ヘテロダイン検波による利得が得られる。受光器１１４から出力される電気信号１ｋは電気検波器１１５でまとめて検波され、その検波信号１ｌを低域濾過フィルタ１１６に通すことにより、上り送信データ１ｍを得ることができる。

ここで、光信号発生部１０１から出力される偏波合成光信号１ｅが互いに直交した偏波方向を有し、かつ等しい光強度を有するので、低域濾過フィルタ１１６から出力される上りデータ信号１ｍは、無線基地局３００から送信された変調光信号１ｉの偏波方向に依存することなく、一定の値となる。

図４は、光受信器１１２の第２の構成例を示す。図７は、第１の実施の形態および光受信器１１２の第２の構成例における各信号の周波数スペクトルの一例を示す。

図４において、光受信器１１２−２は、光合波器１１３、受光器１１４、フィルタ１１７、電気検波器１１５−１，１１５−２および電気加算器１１８により構成される。光合波器１１３は、無線基地局から送信された変調光信号１ｉと、光信号発生部１０１から出力された偏波合成光信号１ｅとを合波し、合波した光信号１ｊは受光器１１４で電気信号に変換される。そして、上記の周波数関係により、受光器１１４の出力として直接、安定な２波の中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2の電気信号１ｋを得ることができる。

フィルタ１１７は、中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2の電気信号１ｋを入力し、中間周波数ｆ_IF1の電気信号１ｋ₁および中間周波数ｆ_IF2の電気信号１ｋ₂に分離する。各電気信号１ｋ₁，１ｋ₂は電気検波器１１５−１，１１５−２でそれぞれ検波され、それぞれの検波信号を電気加算器１１８で加算することにより、上り送信データ１ｍを得ることができる。

ここで、光信号発生部１０１から出力される偏波合成光信号１ｅが互いに直交した偏波方向を有し、かつ等しい光強度を有するので、電気加算器１１８から出力される上りデータ信号１ｍは、無線基地局３００から送信された変調光信号１ｉの偏波方向に依存することなく、一定の値となる。

図５は、光受信器１１２の第３の構成例を示す。図７および図８は、第１の実施の形態および光受信器１１２の第３の構成例における各信号の周波数スペクトルおよびタイムチャートの一例を示す。

図５において、光受信器１１２−３は、光合波器１１３、受光器１１４、フィルタ１１７、電気検波器１１５−１，１１５−２および位相調整電気加算器１１９により構成される。光合波器１１３、受光器１１４、フィルタ１１７により、中間周波数ｆ_IF1の電気信号１ｋ₁および中間周波数ｆ_IF2の電気信号１ｋ₂が出力され、電気検波器１１５−１，１１５−２でそれぞれ検波される構成は、光受信器１１２−２と同様である。

本構成では、図８に示すように、光伝送路２０１，２０２の分散により、第１の電気検波器１１５−１の出力信号１ｌ₁と第２の電気検波器１１５−２の出力信号１ｌ₂との間に時間差ΔＴが生じる場合を想定している。このとき、位相調整電気加算器１１９で出力信号１ｌ₁，１ｌ₂の位相を揃えて加算することにより、その時間差を補償し、光伝送路の分散の影響を受けない上り送信データ１ｍを得る。

（第２の実施の形態）
図９は、本発明の光−無線融合通信システムの第２の実施の形態を示す。尚、本実施の形態では、収容局１００に１つの無線基地局３００が接続され、その無線基地局に１つの無線端末４００が接続される構成例に基づいて説明する。

図９において、収容局１００は、光信号発生部１０１、光送信器１０９および光受信器１１２を備える。

光信号発生部１０１は、それぞれ単一スペクトルの光信号（ｆ_c1，ｆ_c2，ｆ_c3）２ａ，２ｂ，２ｃを出力する単一スペクトル光源１０２，１０３，１０４と、単一スペクトルの光信号２ａを分岐する光分岐器１０５と、光分岐器１０５の一方の出力光信号を電気発振器１０６からの出力電気信号（周波数ｆ_RF-d／２）で光搬送波抑圧両側波帯変調を施す光変調器１０７と、単一スペクトルの光信号２ｂ，２ｃを入力し、互いの偏波方向が直交し、かつ等しい光強度になるよう直交偏波合成した偏波合成光信号２ｅを出力する偏波合成手段１０８を備える。

光変調器１０７の出力光信号２ｄと、偏波合成光信号２ｅは光送信器１０９に入力し、光分岐器１０５のもう一方の出力光信号２ａは光受信器１１２に入力する。

光送信器１０９は、光信号発生部１０１から入力された搬送波抑圧両側波帯変調光信号２ｄを下り送信データで変調する光変調器１１０と、光信号発生部１０１から入力された偏波合成光信号２ｅと光変調器１１０の出力光信号をそれぞれ上りリンク用光搬送波信号、下り光無線信号として合波する光合波器１１１を備える。光合波器１１１の出力合波光信号２ｆは、光伝送路２０１を介して無線基地局３００へ送信される。

無線基地局３００は、光送信器から送信された光信号２ｆを分岐する光分岐器３０１を備える。光分岐器３０１の一方の出力光信号を、受光器３０２により受光することで下り無線信号（周波数ｆ_RF-d）２ｇに変換し、アンテナ３０３から無線端末４００に送出する。光分岐器３０１のもう一方の出力光信号は、光変調器３０４によって無線端末４００から送信された上り無線信号（周波数ｆ_RF-u）２ｈで光強度変調され、その変調光信号２ｉは光伝送路２０２を介して収容局１００の光受信器１１２に送信される。

光受信器１１２は、無線基地局３００の光変調器３０４から送信された変調光信号２ｉと、収容局１００内の光信号発生部１０１から出力された単一スペクトルの光信号２ａを入力し、無線端末４００から無線基地局３００を介して伝送された上り送信データ２ｍを再生する構成である。

図１０は、偏波合成手段１０８の構成例を示す。図２において、単一スペクトルの光信号２ｂ，２ｃは、偏波調整器１０８−１，１０８−２で互いの偏波方向が直交するように調整され、出力調整器１１８−３，１１８−４で互いの光強度が等しくなるように調整され、偏波保持型の光合波器１０８−５で直交偏波合成され、偏波合成光信号２ｅとして出力される。尚、この構成は一例であり、例えば単一スペクトル光源１０３，１０４が偏波調整器１０８−１，１０８−２および出力調整器１０８−３，１０８−４の機能を有し、偏波合成手段１０８は偏波保持型の光合波器１０８−５のみで構成してもよい。

図１１は、光受信器１１２の第１の構成例を示す。図１４は、第２の実施の形態および光受信器１１２の第１の構成例における各信号の周波数スペクトルの一例を示す。

図１１において、光受信器１１２−１は、光合波器１１３、受光器１１４、電気検波器１１５および低域濾過フィルタ１１６により構成される。光合波器１１３は、無線基地局から送信された変調光信号２ｉと、光信号発生部１０１から出力された単一スペクトルの光信号２ａとを合波し、合波した光信号２ｊは受光器１１４で電気信号に変換される。

ここで、光信号発生部１０１では、単一スペクトルの光信号２ａ，２ｂ，２ｃの中心周波数ｆ_c1，ｆ_c2，ｆ_c3は、上り無線信号２ｈの周波数ｆ_RF-u、所定の中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2に対して、
｜ｆ_c1−ｆ_c2｜＝ｆ_RF-u±ｆ_IF1
｜ｆ_c1−ｆ_c3｜＝ｆ_RF-u±ｆ_IF2
となるよう制御される。

これにより、光受信器１１２−１でミリ波帯部品や中間周波数安定化回路を用いることなく、受光器１１４の出力として直接、安定な２波の中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2の電気信号２ｋを得ることができる。さらに光信号発生部１０１から十分な光強度の単一スペクトルの光信号２ａを光受信器１１２−１に入力することにより、光ヘテロダイン検波による利得が得られる。受光器１１４から出力される電気信号２ｋは電気検波器１１５でまとめて検波され、その検波信号２ｌを低域濾過フィルタ１１６に通すことにより、上り送信データ２ｍを得ることができる。

ここで、光信号発生部１０１から光送信器に出力される偏波合成光信号２ｅが互いに直交した偏波方向を有し、かつ等しい光強度を有するので、低域濾過フィルタ１１６から出力される上りデータ信号２ｍは、無線基地局３００から送信された変調光信号２ｉの偏波方向に依存することなく、一定の値となる。

図１２は、光受信器１１２の第２の構成例を示す。図１５は、第２の実施の形態および光受信器１１２の第２の構成例における各信号の周波数スペクトルの一例を示す。

図１２において、光受信器１１２−２は、光合波器１１３、受光器１１４、フィルタ１１７、電気検波器１１５−１，１１５−２および電気加算器１１８により構成される。光合波器１１３は、無線基地局から送信された変調光信号２ｉと、光信号発生部１０１から出力された単一スペクトルの光信号２ａとを合波し、合波した光信号２ｊは受光器１１４で電気信号に変換される。そして、上記の周波数関係により、受光器１１４の出力として直接、安定な２波の中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2の電気信号２ｋを得ることができる。

フィルタ１１７は、中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2の電気信号２ｋを入力し、中間周波数ｆ_IF1の電気信号２ｋ₁および中間周波数ｆ_IF2の電気信号２ｋ₂に分離する。各電気信号２ｋ₁，２ｋ₂は電気検波器１１５−１，１１５−２でそれぞれ検波され、それぞれの検波信号を電気加算器１１８で加算することにより、上り送信データ２ｍを得ることができる。

ここで、光信号発生部１０１から光送信器に出力される偏波合成光信号２ｅが互いに直交した偏波方向を有し、かつ等しい光強度を有するので、電気加算器１１８から出力される上りデータ信号２ｍは、無線基地局３００から送信された変調光信号２ｉの偏波方向に依存することなく、一定の値となる。

図１３は、光受信器１１２の第３の構成例を示す。図１５および図１６は、第２の実施の形態および光受信器１１２の第３の構成例における各信号の周波数スペクトルおよびタイムチャートの一例を示す。

図１３において、光受信器１１２−３は、光合波器１１３、受光器１１４、フィルタ１１７、電気検波器１１５−１，１１５−２および位相調整電気加算器１１９により構成される。光合波器１１３、受光器１１４、フィルタ１１７により、中間周波数ｆ_IF1の電気信号２ｋ₁および中間周波数ｆ_IF2の電気信号２ｋ₂が出力され、電気検波器１１５−１，１１５−２でそれぞれ検波される構成は、光受信器１１２−２と同様である。

本構成では、図１６に示すように、光伝送路２０１，２０２の分散により、第１の電気検波器１１５−１の出力信号２ｌ₁と第２の電気検波器１１５−２の出力信号２ｌ₂との間に時間差ΔＴが生じる場合を想定している。このとき、位相調整電気加算器１１９で出力信号２ｌ₁，２ｌ₂の位相を揃えて加算することにより、その時間差を補償し、光伝送路の分散の影響を受けない上り送信データ２ｍを得る。

（第３の実施の形態）
図１７は、本発明の光−無線融合通信システムの第３の実施の形態（但し、特許請求の範囲には含まれない。）を示す。尚、本実施の形態では、収容局１００に複数の無線基地局３００−Ａ〜３００−Ｃが接続され、各無線基地局３００にそれぞれ無線端末（図では省略）が接続される構成に基づいて説明する。

図１７において、収容局１００は、光信号発生部１０１、複数の光送信器１０９−Ａ〜１０９−Ｃおよび複数の光受信器１１２−Ａ〜１１２−Ｃを備える。光信号発生部１０１は、それぞれ単一スペクトルの光信号（ｆ_c1，ｆ_c2，ｆ_c3）１ａ，１ｂ，１ｃを出力する単一スペクトル光源１０２，１０３，１０４と、単一スペクトルの光信号１ａを分岐する光分岐器１０５と、光分岐器１０５の出力光信号（１ａ）を複数に分岐する光分岐器１２０と、光分岐器１０５のもう一方の出力光信号を電気発振器１０６からの出力電気信号（周波数ｆ_RF-d／２）で光搬送波抑圧両側波帯変調を施す光変調器１０７と、光変調器１０７の出力光信号１ｄを複数に分岐する光分岐器１２１と、単一スペクトルの光信号１ｂ，１ｃを入力し、互いの偏波方向が直交し、かつ等しい光強度になるよう直交偏波合成した偏波合成光信号１ｅを出力する偏波合成手段１０８と、偏波合成光信号１ｅを複数に分岐する光分岐器１２２を備える。

複数に分岐された単一スペクトルの光信号１ａと、複数に分岐された光変調器１０７の出力光信号１ｄは、複数の光送信器１０９−Ａ〜１０９−Ｃに入力し、複数に分岐された偏波合成光信号１ｅは複数の光受信器１１２−Ａ〜１１２−Ｃに入力する。

光送信器１０９−Ａ〜１０９−Ｃでは、光信号発生部１０１から入力された搬送波抑圧両側波帯変調光信号１ｄを下り送信データで光変調し、光信号発生部１０１から入力された単一スペクトルの光信号１ａと合波して得られた光信号１ｆ−Ａ〜１ｆ−Ｃを、光伝送路２０１−Ａ〜２０１−Ｃを介して無線基地局３００−Ａ〜３００−Ｃへ送信する。

無線基地局３００−Ａ〜３００−Ｃは、光送信器から送信された光信号１ｆ−Ａ〜１ｆ−Ｃを分岐し、一方の出力光信号を受光することで下り無線信号（周波数ｆ_RF-d）１ｇに変換し、アンテナ３０３から無線端末に送出する。光分岐器のもう一方の出力光信号は、無線端末から送信された上り無線信号（周波数ｆ_RF-u）１ｈで光強度変調され、得られた変調光信号１ｉ−Ａ〜１ｉ−Ｃは光伝送路２０２−Ａ〜２０２−Ｃを介して収容局１００の光受信器１１２−Ａ〜１１２−Ｃに送信される。

光受信器１１２−Ａ〜１１２−Ｃは、無線基地局３００−Ａ〜３００−Ｃから送信された変調光信号１ｉ−Ａ〜１ｉ−Ｃと、収容局１００内の光信号発生部１０１の光分岐器１２２で分岐された偏波合成光信号１ｅをそれぞれ入力し、それぞれ上り送信データ１ｍ−Ａ〜１ｍ−Ｃを再生する構成である。

本実施の形態の特徴は、図１に示す第１の実施の形態において、光信号発生部１０１に光信号１ａを分岐する光分岐器１２０、光信号１ｄを分岐する光分岐器１２１および偏波合成光信号１ｅを分岐する光分岐器１２２を備え、複数の無線基地局３００−Ａ〜３００−Ｃと複数の光送信器１０９−Ａ〜１０９−Ｃ、複数の光受信器１２０−Ａ〜１２０−Ｃの関係に拡張したところにある。１組の無線基地局３００と、光送信器１０９、光受信器１１２の関係、特に光受信器１１２の構成および無線基地局３００から送信された変調光信号１ｉから上り送信データ１ｍを再生する機能は、第１の実施の形態の場合と同様である。

（第４の実施の形態）
図１８は、本発明の光−無線融合通信システムの第４の実施の形態を示す。尚、本実施の形態では、収容局１００に複数の無線基地局３００−Ａ〜３００−Ｃが接続され、各無線基地局３００にそれぞれ無線端末（図では省略）が接続される構成に基づいて説明する。

図１８において、収容局１００は、光信号発生部１０１、複数の光送信器１０９−Ａ〜１０９−Ｃおよび複数の光受信器１１２−Ａ〜１１２−Ｃを備える。光信号発生部１０１は、それぞれ単一スペクトルの光信号（ｆ_c1，ｆ_c2，ｆ_c3）２ａ，２ｂ，２ｃを出力する単一スペクトル光源１０２，１０３，１０４と、単一スペクトルの光信号２ａを分岐する光分岐器１０５と、光分岐器１０５の出力光信号（２ａ）を複数に分岐する光分岐器１２０と、光分岐器１０５のもう一方の出力光信号を電気発振器１０６からの出力電気信号（周波数ｆ_RF-d／２）で光搬送波抑圧両側波帯変調を施す光変調器１０７と、光変調器１０７の出力光信号２ｄを複数に分岐する光分岐器１２１と、単一スペクトルの光信号２ｂ，２ｃを入力し、互いの偏波方向が直交し、かつ等しい光強度になるよう直交偏波合成した偏波合成光信号２ｅを出力する偏波合成手段１０８と、偏波合成光信号２ｅを複数に分岐する光分岐器１２２を備える。

複数に分岐された光変調器１０７の出力光信号２ｄと複数に分岐された偏波合成光信号２ｅは、複数の光送信器１０９−Ａ〜１０９−Ｃに入力し、複数に分岐された単一スペクトルの光信号２ａは複数の光受信器１１２−Ａ〜１１２−Ｃに入力する。

光送信器１０９−Ａ〜１０９−Ｃでは、光信号発生部１０１から入力された搬送波抑圧両側波帯変調光信号２ｄを下り送信データで光変調し、光信号発生部１０１から入力された偏波合成光信号２ｅと合波して得られた光信号２ｆ−Ａ〜２ｆ−Ｃを、光伝送路２０１−Ａ〜２０１−Ｃを介して無線基地局３００−Ａ〜３００−Ｃへ送信する。

無線基地局３００−Ａ〜３００−Ｃは、光送信器から送信された光信号２ｆ−Ａ〜２ｆ−Ｃを分岐し、一方の出力光信号を受光することで下り無線信号（周波数ｆ_RF-d）２ｇに変換し、アンテナ３０３から無線端末に送出する。光分岐器のもう一方の出力光信号は、無線端末から送信された上り無線信号（周波数ｆ_RF-u）２ｈで光強度変調され、得られた変調光信号２ｉ−Ａ〜２ｉ−Ｃは光伝送路２０２−Ａ〜２０２−Ｃを介して収容局１００の光受信器１１２−Ａ〜１１２−Ｃに送信される。

光受信器１１２−Ａ〜１１２−Ｃは、無線基地局３００−Ａ〜３００−Ｃから送信された変調光信号２ｉ−Ａ〜２ｉ−Ｃと、収容局１００内の光信号発生部１０１の光分岐器１２０で分岐された単一スペクトルの光信号２ａをそれぞれ入力し、それぞれ上り送信データ２ｍ−Ａ〜２ｍ−Ｃを再生する構成である。

本実施の形態の特徴は、図９に示す第２の実施の形態において、光信号発生部１０１に光信号２ａを分岐する光分岐器１２０、光信号２ｄを分岐する光分岐器１２１および偏波合成光信号２ｅを分岐する光分岐器１２２を備え、複数の無線基地局３００−Ａ〜３００−Ｃと複数の光送信器１０９−Ａ〜１０９−Ｃ、複数の光受信器１２０−Ａ〜１２０−Ｃの関係に拡張したところにある。１組の無線基地局３００と、光送信器１０９、光受信器１１２の関係、特に光受信器１１２の構成および無線基地局３００から送信された変調光信号２ｉから上り送信データ２ｍを再生する機能は、第２の実施の形態の場合と同様である。

（第５の実施の形態）
図１９は、本発明の光−無線融合通信システムの第５の実施の形態の無線基地局３００の構成を示す。

本実施の形態の特徴は、第１〜第４の実施の形態において、無線基地局３００に、光送信器１０９から送信された光信号１ｆ，２ｆを分岐する光分岐器３０１、この光分岐器３０１の一方の出力光信号を受光して下り無線信号１ｇ，２ｇに変換する受光器３０２、および光分岐器３０１のもう一方の出力光信号を上り無線信号１ｈ，２ｈで光強度変調する光変調器３０４に代えて、電界吸収型光変調器３０６を備え、この単一の電界吸収型光変調器３０６で、光信号１ｆ，２ｆの受光による下り無線信号１ｇ，２ｇの生成と、上り無線信号１ｈ，２ｈによる光変調を同時に行うところにある。電界吸収型光変調器３０６と送信アンテナ３０３および受信アンテナ３０５との間は、無線周波数帯のサーキュレータ、方向性結合器等を用いた双方向無線信号分離器３０７が接続され、電界吸収型光変調器３０６からアンテナ３０３に出力される下り無線信号１ｇ，２ｇと、アンテナ３０５から電界吸収型光変調器３０６に入力される上り無線信号１ｈ，２ｈが分離される。

尚、無線基地局３００と、光送信器１０９、光受信器１１２の関係、および光受信器１１２の構成と無線基地局３００から送信された変調光信号１ｉ，２ｉから上り送信データ１ｍ，２ｍを再生する機能は、第１〜第４の実施の形態の場合と同様である。

（第６の実施の形態）
図２０は、本発明の光−無線融合通信システムの第６の実施の形態を示す。

本実施の形態の特徴は、第１の実施の形態において、収容局１００および無線基地局３００に、光送信器１０９から送信され、光伝送路２０３を介して無線基地局３００内の光分岐器に入力される光信号１ｆと、無線基地局３００内の光変調器３０４から出力され、光伝送路２０３を介して収容局１００内の光受信器１１２に入力される光信号１ｉとを分離する双方向光分離器１２３，３０８を備え、光送信器１０９から無線基地局３００への下り無線信号１ｇの光伝送と、無線基地局３００から光受信器１１２への下り無線信号１ｈの光伝送の双方向光伝送を１芯の光伝送路２０３上で行うところにある。この双方向光分離器を実現する光部品の一例としては、光サーキュレータが挙げられる。

尚、第２〜第５の実施の形態においても同様に、収容局１００および無線基地局３００において双方向光分離器１２３，３０８を用いて、光送信器１０９から無線基地局３００に伝送する光信号１ｆ，２ｆと、無線基地局３００から光受信器１１２に伝送する光信号１ｉ，２ｉを分離することで１芯の光伝送路２０３上で双方向光伝送を実現することが可能である。

本発明の光−無線融合通信システムの第１の実施の形態を示す図 第１の実施の形態における偏波合成手段の構成例を示す図 第１の実施の形態における光受信器の第１の構成例を示す図 第１の実施の形態における光受信器の第２の構成例を示す図 第１の実施の形態における光受信器の第３の構成例を示す図 第１の実施の形態および光受信器の第１の構成例における各信号の周波数スペクトルの一例を示す図 第１の実施の形態および光受信器の第２、第３の構成例における各信号の周波数スペクトルの一例を示す図 第１の実施の形態および光受信器の第３の構成例における各信号のタイムチャート 本発明の光−無線融合通信システムの第２の実施の形態を示す図 第２の実施の形態における偏波合成手段の構成例を示す図 第２の実施の形態における光受信器の第１の構成例を示す図 第２の実施の形態における光受信器の第２の構成例を示す図 第２の実施の形態における光受信器の第３の構成例を示す図 第２の実施の形態および光受信器の第１の構成例における各信号の周波数スペクトルの一例を示す図 第２の実施の形態および光受信器の第２、第３の構成例における各信号の周波数スペクトルの一例を示す図 第２の実施の形態および光受信器の第３の構成例における各信号のタイムチャート 本発明の光−無線融合通信システムの第３の実施の形態を示す図 本発明の光−無線融合通信システムの第４の実施の形態を示す図 本発明の光−無線融合通信システムの第５の実施の形態の無線基地局を示す図 本発明の光−無線融合通信システムの第６の実施の形態を示す図 従来の光−無線融合通信システムの一例を示す構成図 従来の光−無線融合通信システムにおける各信号の周波数スペクトルの一例を示す図

符号の説明

１００：収容局、１０１：光信号発生部、１０２，１０３，１０４：単一スペクトル光源、１０５，１２０，１２１，１２２：光分岐器、１０６：電気発振器、１０７，１１０：光変調器、１０８：偏波合成手段、１０８−１，１０８−２：偏波調整器、１０８−３，１０８−４：出力調整器、１０９，１０９−Ａ，１０９−Ｂ，１０９−Ｃ：光送信器、１１１，１１３，１０８−５：光合波器、１１２，１１２−１，１１２−２，１１２−３，１１２−Ａ，１１２−Ｂ，１１２−Ｃ：光受信器、１１４：受光器、１１５，１１５−１，１１５−２：電気検波器、１１６：低域濾過フィルタ、１１７：フィルタ、１１８：電気加算器、１１９：位相調整電気加算器、１２３：双方向分離器、２０１，２０１−Ａ，２０１−Ｂ，２０１−Ｃ，２０２，２０２−Ａ，２０２−Ｂ，２０２−Ｃ：光伝送路、３００，３００−Ａ，３００−Ｂ，３００−Ｃ：無線基地局、３０１：光分岐器、３０２：受光器、３０３，３０５：アンテナ、３０４：光変調器、３０６：電界吸収型光変調器、３０７：双方向無線信号分離器、３０８：双方向分離器、４００：無線端末、４０１：電気発振器、４０２：電気変調器、４０３，４０５：アンテナ、４０４：電気復調器。

Claims (9)

1. 収容局に光信号発生部、光送信器および光受信器を備え、
   前記光送信器は光伝送路を介して、無線基地局に下り送信データで変調された下り光無線信号と、上りリンク用光搬送波信号とを送信し、
   前記無線基地局は、受信した光信号を光分岐器で２分岐し、該光分岐器の一方の出力光信号を受光して得られた下り無線信号（周波数ｆ_RF-d）を無線端末に送信するとともに、上り送信データで変調された無線信号（周波数ｆ_RF-u）を受信し、受信した上り無線信号で前記光分岐器のもう一方の出力光信号を光変調し、その変調光信号を光伝送路を介して前記収容局に送信し、
   前記光受信器は前記変調光信号を受信し、検波して前記上り送信データを再生する光−無線融合通信システムにおいて、
   前記光信号発生器は、
   第１の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆ_c1）を出力する第１の単一スペクトル光源と、
   第２の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆ_c2）を出力する第２の単一スペクトル光源と、
   第３の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆ_c3）を出力する第３の単一スペクトル光源と、
   前記第１の単一スペクトルの光信号を２分岐する光分岐器と、該光分岐器の一方の出力光信号に対して、所望の下り無線信号の周波数ｆ_RF-dの半値（ｆ_RF-d／２）の電気搬送波信号にて光搬送波抑圧両側波帯変調を施す光変調器と、
   前記第２の単一スペクトルの光信号の偏波方向および光強度と、前記第３の単一スペクトルの光信号の偏波方向および光強度について、互いの偏波方向が直交し、かつ、等しい光強度になるように調節し、２波を直交偏波合成して偏波合成光信号として出力する偏波合成手段とを備え、
   前記第１、第２および第３の単一スペクトルの光信号の中心周波数ｆ_c1，ｆ_c2，ｆ_c3は、前記上り無線信号の周波数ｆ_RF-u、所定の中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2に対して、
   ｜ｆ_c1−ｆ_c2｜＝ｆ_RF-u±ｆ_IF1
   ｜ｆ_c1−ｆ_c3｜＝ｆ_RF-u±ｆ_IF2
   となるよう制御され、
   前記搬送波抑圧両側波帯変調光信号を光送信器に入力するとともに、前記偏波合成光信号を前記上りリンク用光搬送波信号として前記光送信器に入力し、前記光分岐器のもう一方の出力光信号を前記光受信器へ出力する構成とし、
   前記光送信器は、入力された２系統の光信号のうち、前記搬送波抑圧両側波帯変調光信号に下り送信データで光変調を施す光変調器を備え、該光変調器の出力光信号を前記下り光無線信号として、前記上りリンク用光搬送波信号と光合波器で合波した後、前記無線基地局へ送信する構成とし、
   前記光受信器は、
   前記無線基地局から送信された前記変調光信号と、前記光信号発生部から出力された単一スペクトルの光信号とを合波する光合波器と、
   前記光合波器で合波された光信号を受光し、前記中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2の電気信号を出力する受光器と、
   前記受光器から出力された前記中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2の電気信号を検波する電気検波器と、
   前記電気検波器の出力信号を低域濾過し、前記上り送信データを出力する低域濾過フィルタとを備えた
   ことを特徴とする光−無線融合通信システム。
2. 請求項１に記載の光−無線融合通信システムにおいて、
   前記光受信器は、前記電気検波器および前記低域濾過フィルタに代えて、
   前記受光器から出力される中間周波数ｆ_IF1の電気信号および中間周波数ｆ_IF2の電気信号を分離するフィルタと、
   前記フィルタから出力される中間周波数ｆ_IF1の電気信号および中間周波数ｆ_IF2の電気信号をそれぞれ検波する第１の電気検波器および第２の電気検波器と、
   前記第１の電気検波器の出力信号と前記第２の電気検波器の出力信号とを加算し、前記送信データを出力する加算器とを備えた
   ことを特徴とする光−無線融合通信システム。
3. 請求項１に載の光−無線融合通信システムにおいて、
   前記光受信器は、前記電気検波器および前記低域濾過フィルタに代えて、
   前記受光器から出力される中間周波数ｆ_IF1の電気信号および中間周波数ｆ_IF2の電気信号を分離するフィルタと、
   前記フィルタから出力される中間周波数ｆ_IF1の電気信号および中間周波数ｆ_IF2の電気信号をそれぞれ検波する第１の電気検波器および第２の電気検波器と、
   前記第１の電気検波器の出力信号と前記第２の電気検波器の出力信号の位相を揃えて加算し、前記送信データを出力する位相調整加算器とを備えた
   ことを特徴とする光−無線融合通信システム。
4. 請求項１に記載の光−無線融合通信システムにおいて、
   複数の無線基地局と、前記収容局に前記複数の無線基地局に下り光無線信号と上りリンク用光搬送波信号をそれぞれ送信する複数の光送信器と、前記複数の無線基地局から送信された変調光信号をそれぞれ受信する複数の光受信器とを備え、
   前記光信号発生部は、
   前記偏波合波光信号を複数に分岐し、前記上りリンク用光搬送波信号として前記複数の光送信器へそれぞれ入力する第１の光分岐器と、
   前記搬送波抑圧両側波帯変調光信号を複数に分岐し、前記複数の光送信器へそれぞれ入力する第２の光分岐器と、
   前記光分岐器のもう一方の出力光信号を複数に分岐し、前記光受信器へそれぞれ出力する第３の光分岐器とを備えた
   ことを特徴とする光−無線融合通信システム。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の光−無線融合通信システムにおいて、
   前記無線基地局は、
   受信した光信号を２分岐する光分岐器と、該光分岐器の一方の出力光信号を受光し下り無線信号に変換する受光器と、前記光分岐器のもう一方の出力光信号に対し、上り無線信号にて光変調を施す光変調器とに代えて、
   受信した光信号の受光と、上り無線信号による光変調を同時に行う電界吸収型光変調器を備えた
   ことを特徴とする光−無線融合通信システム。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の光−無線融合通信システムにおいて、
   前記光送信器、前記無線基地局および前記光受信器は１芯の光伝送路を介して接続されており、
   前記収容局および前記無線基地局に、前記光送信器から送信され前記無線基地局において受光され、下り無線信号に変換される下り光信号と、前記無線基地局から送信され前記光受信器において受信される上り光信号とを分離する双方向光分離器を備えた
   ことを特徴とする光−無線融合通信システム。
7. 収容局に光信号発生部、光送信器および光受信器を備え、
   前記光送信器は光伝送路を介して、無線基地局に下り送信データで変調された下り光無線信号と、上りリンク用光搬送波信号とを送信し、
   前記無線基地局は、下り光無線信号を受光して得られた下り無線信号（周波数ｆ_RF-d）を無線端末に送信するとともに、上り送信データで変調された無線信号（周波数ｆ_RF-u）を受信し、受信した上り無線信号で前記上りリンク用光搬送波信号を光変調し、その変調光信号を光伝送路を介して前記収容局に送信し、
   前記光受信器は前記変調光信号を受信し、検波して前記上り送信データを再生する光−無線融合通信方法において、
   前記光信号発生器は、
   第１の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆ_c1）を２分岐し、その一方の出力光信号に対して、所望の下り無線信号の周波数ｆ_RF-dの半値（ｆ_RF-d／２）の電気搬送波信号にて光搬送波抑圧両側波帯変調を施し、その搬送波抑圧両側波帯変調光信号を前記光送信器に入力するとともに、分岐されたもう一方の出力光信号を前記光受信器に出力し、
   第２の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆ_c2）、第３の単一スペクトルの光信号（中心周波数ｆ_c3）の偏波方向が直交し、かつ、等しい光強度になるように、２波を直交偏波合成した偏波合成光信号を前記上りリンク用光搬送波信号として前記光送信器に入力し、
   前記第１、第２および第３の単一スペクトルの光信号の中心周波数ｆ_c1，ｆ_c2，ｆ_c3は、前記上り無線信号の周波数ｆ_RF-u、所定の中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2に対して、
   ｜ｆ_c1−ｆ_c2｜＝ｆ_RF-u±ｆ_IF1
   ｜ｆ_c1−ｆ_c3｜＝ｆ_RF-u±ｆ_IF2
   となるように制御し、
   前記光送信器は、入力された２系統の光信号のうち、前記搬送波抑圧両側波帯変調光信号に下り送信データで光変調を施し、その出力光信号を前記下り光無線信号として、前記上りリンク用光搬送波信号と合波した後、前記無線基地局へ送信し、
   前記光受信器は、
   前記無線基地局から送信された前記変調光信号と、前記光信号発生部から出力された前記単一スペクトルの光信号とを合波し、
   合波された光信号を受光して得られた中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2の電気信号を検波し、その出力信号を低域濾過して前記上り送信データを生成する
   ことを特徴とする光−無線融合通信方法。
8. 請求項７に記載の光−無線融合通信方法において、
   前記光受信器は、
   前記中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2の電気信号を分離し、
   前記中間周波数ｆ_IF1の電気信号および前記中間周波数ｆ_IF2の電気信号をそれぞれ検波し、
   各出力信号を加算して前記送信データを生成する
   ことを特徴とする光−無線融合通信方法。
9. 請求項７に記載の光−無線融合通信方法において、
   前記光受信器は、
   前記中間周波数ｆ_IF1，ｆ_IF2の電気信号を分離し、
   前記中間周波数ｆ_IF1の電気信号および前記中間周波数ｆ_IF2の電気信号をそれぞれ検波し、
   各出力信号の位相を揃えてから加算して前記送信データを生成する
   ことを特徴とする光−無線融合通信方法。

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