JPH04501642A - 通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 通信システム この発明は、通信システムに関し、特に、例えばＰＳＮ。

Ｉ　ＳＤＮ、ＬＡＮまたはＰＢＸのような固定ネットワークまたはシステムに自 動車無線（無線周波数）装置を接続するためのシステムに関する。

現在例えばセル無線システム自動車無線（無線周波数）装置はスイッチング制御 センターに接続された無線トランシーバを有する固定ベースステーションと通信 し、スイッチング制御センターはＰＳＴＮに結合されている。提案されているテ レポイントシステムにおいてはコードレス電話機（ＣＴ）は直接ＰＳＴＮに結合 されている無線トランシーバを装備した固定ベースステーションと無線通信を介 してＰＳＴＮにアクセスすることができる。これら両方の例において無線トラン シーバおよびベースステーションは自動車ユーザとＰＳＴＮまたは他のネットワ ークとの間の接続に拡張されている。

それ故これらのシステムは複雑で高価である。将来のシステムは多数の小さい無 線“セル″の設備を含む改善されたカバー範囲を提供することが所望され、した がって多数のベースステージジンおよび無線トランシーバが必要である。

適当なベースステーション位置を発見することの困難さおよびそれらの設備費用 がそのような開発を実用的でないものとしている。たしかにそれらはその様なプ ロジェクトの商業的魅力を減殺している。この発明は簡単化された構成と改善さ れた性能の通信システムをめるものである。

この発明は、第１の態様によれば、複数の無線周波数通信リンクを提供するため の１以上の無線トランシーバを有するベースセンタと、無線周波数信号がそれを 通って空中を送受信されることのできる複数の固定された無線ボートと、無線ト ランシーバと固定された無線ボートとを相互接続し光信号により無線周波数信号 を搬送するための光フアイバネットワークと、無線周波数信号で１以上の光信号 を変調しまた１以上の光信号から無線周波数信号を復調することのできる複数の 無線／光インターフェイスとを具備し、このインターフェイスは無線トランシー バと光フアイバネットワークとの間および光フアイバネットワークと固定された 無線ボートとの間に位置している通信システムが提供される。

この発明によればまた、複数の無線周波数通信リンクを提供するための１以上の 無線トランシーバを有するベースセンタと、無線周波数信号がそれを通って空中 を送受信されることのできる複数の固定された無線ボートと、無線トランシーバ と固定された無線ボートとを相互接続し光信号により無線周波数信号を搬送する ための光フアイバネットワークと、無線周波数信号で１以上の光信号を変調し１ 以上の光信号から無線周波数信号を復調することのできる複数の無線／光インタ ーフェイスと、光フアイバネットワークを介して無線トランシーバと無線ボート とを選択的に接続するマトリックススイッチとを具備し、前記インターフェイス は無線トランシーバと光フアイバネットワークとの間および光フアイバネットワ ークと固定された無線ボートとの間に位置している通信システムが提供される。

この発明は、無線トランシーバをベースセンタに中心化し、その結果無線トラン シーバが光フアイバネットワークを通って選択的に無線ボート接続することによ って技術的および商業的な効果を奏することを可能にする。

無線周波数通信リンクは例えば時分割多重または周波数分割多重にすることが可 能である。

この発明の好ましい実施例を添付図面を参照にして以下例示的に説明する。

図１は、この発明の好ましい実施例による通信システムの概略ブロック図である 。

図２８は、好ましい実施例の一部を形成する光学マトリックススイッチの概略ブ ロック図である。

図２ｂは、好ましい実施例の一部を形成する無線周波数マトリックススイッチの 概略ブロック図である。

図３は、この発明の別の実施例の概略図である。

図１に示された好ましい実施例は、中心化された無線その他の信号処理ベースセ ンタ１０に固定された分配用無線ボートｌを結合するために光学的ネットワーク ２．４を使用する多数のユーザ用の、領域カバー無線分配システムである。この システムの重要な特徴は無線周波数（無線周波数）信号で変調された、例えば振 幅変調された光搬送波を使用することである。

・ベースセンタ１０および無線ボートｌの両者において、無線周波数信号を光キ ャリアに搬送させ、また光キャリアから無線周波数信号を再生することができる 無線／光インターフェイスが異なる方法で配置されている。光キャリアの変調は 入力無線周波数信号で適当なレーザ装置を駆動することによって行うことができ 、それによりレーザ装置の出力は無線周波数信号によって効果的に強度または振 幅変調される。この方法により振幅変調された光信号を受信する適当な光検出器 は直接無線周波数出力を生成することができる。この明細書では用語“無線／光 インターフェイス”はこのような意味で使用されている。

無線ボートｌはそれぞれ無線／光インターフェイスを有しており、それらはそれ ぞれ動き回る無線装置との間で無線搬送波の受信および送信を行う。中心化され た位置との間で送受信される無線搬送波は例えば上記のように光キャリアに搬送 させ、または光キャリアから再生される。無線ボートｌをベースセンタに結合す る光学的ネットワーク２．４は、通常のものであり、光キャリアに無線周波数搬 送波を搬送させる光リンクを有している。各光リンクは両方向性のものとして示 されている。しかしながら各方向で別々のリンクが設けられてもよい。光学シス テム内には光学的マルチプレクサ／デマルチプレクサ（Ｍ＋Ｄ）４が設けられて いる。各マルチプレクサは多数、例えばＫ個の光キャリアをＸよりも少ない数の 光リンクに多重化する。デマルチプレクサは多数の光キャリアを個々の光リンク に分割する。

ベースセンタ１０においては、光学的ネットワーク２．４は光学的マルチプレク サ／デマルチプレクサ（Ｍ＋Ｄ）１４に接続されている（図１参照）。（Ｍ＋Ｄ ）＋４はＭ個の光学的ラインによりてＮＸＭマトリックススイッチ１３に接続さ れ、このマトリックススイッチ１３については以下詳細に説明する。ＮＸＭマト リックススイッチ１３は多数の（Ｎ個の）無線トランシーバ１５に結合されてい るＮ個の無線周波数リンクを有する。

無線トランシーバ１５は別のネットワークの多数の（Ｋ個の）チャンネルにスイ ッチ１７を介して接続され、それはｌ５ＤＮ。

セラー、ＬＡＮ、ＰＢＸ等であってもよい。ＫはＮ以上でよい。またベースセン タ１０においては、中央制御装置１６がスイッチ１７、ＮＸＭマトリックススイ ッチ１３およびＭ＋Ｄ１４に接続され、光学的、無線周波数、およびベースバン ドの経路およびスイッチングを制御し、自動車の装置と共同して無線周波数搬送 波およびチャンネルの割当てを調整する。

ベースセンタＩＯの中心部分はＮＸＭマトリックススイッチ１３である。これは Ｎ個の無線搬送波の任意のものをＭ個の光伝送ラインの任意のものへ多重化する 。すなわち、ゼロ、１またはそれ以上の無線搬送波が任意のときに光キャリアの 任意のものによりて搬送されることができる。ＮＸＭマトリックススイッチ１３ は図２ａおよび図２ｂに示されるように２つの方法の１つで構成されている。そ れぞれの場合において、無線／光インターフェイスは中心部のトランシーバから 送信されるべき無線搬送波を光キャリアにより搬送させ、中心部のトランシーバ により受信される無線搬送波を光キャリアから分離する。スイッチングは光学的 に行われることができ（図２８）、その場合には無線／光インターフェイスはス イッチの無線側にある。またスイッチは無線周波数マトリックススイッチでもよ く　（図２ｂ）、その場合には無線／光インターフェイスはスイッチの光学側に ある。いずれの場合にも全体的にはＮ個の無線ラインがＭ個の光学ラインに多重 化される結果を生じる。

好ましい実施例のシステムの利点は大きい。ユーザは例えばコードレス電話ｊａ 　（ＣＴ）のような適当な無線トランシーバにより任意の無線ボートｌを通って 外部のネットワークにアクセスし、Ｎ個の無線トランシーバ１５の使用されてい ないものに接続されることができる。利用可能な無線周波数容量が与えられるた めに、Ｎ個全ての無線トランシーバが無線ボートｌの特定のものとの間の呼出し に使用されることができ、同様に、無線トランシーバの使用はシステムの無線ポ ート間で分配される。ここに本発明のシステムの基本的な利点がある。すなわち 無線トランシーバの中心化である。このシステムにおいては、無線トランシーバ は中心化され、一層経済的な使用を可能にし、保守等を容易にする。別の大きな 利点の一つとして、異なる領域または区域をカバーするボート間の授受を先キャ リア間の簡単なスイッチングによって、すなわちＮｘＭマトリックススイッチ１ ３によって可能にすることがある。またダイパーシティの使用はスイッチングま たは結合リンクを通って２以上のボートに中央から容易に行われることができ、 それらのボートによってカバー′された自動車の特性を改善することができる。

さらに無線周波数システムを使用することにより、任意の搬送波が所定の電話機 ではなくサービスに割当てられるために所定の領域またはセルに中央化されたベ ースステーションによりダイナミックに割当てられることができる。したがって 無線搬送波は領域１および領域４の両方に、しかし別々のユーザに割当てられる ことができる。別の時間には無線搬送波は領域３に割当てられるかもしれない。

ユーザの全体の数は全体のシステムに対してはほぼ一定のままであるが、システ ム内のユーザの密度は変化することができる。例えば全てのユーザが領域１から 領域４に移動し、全ての中心部の無線トランシーバが活性状態を維持することも あり得る。もしも無線トランシーバが各領域中で離れているならば、中心におけ る割当てと同数の無線トランシーバが日中のピークのトラフィック需要を満たす ために必要であろう。しかしそれらは大部分の時間は空の状態である。

図１のシステムに対しては中心化された形態の無線トランシーバの４倍の無線ト ランシーバが必要になり、したがって中央化方式の改良されたトランク特性は無 線トランシーバの費用およびフィールド内の装置の量を最小にし、保守および設 備費の潜在的な減少をもたらす。

通常は自動車が領域間を移動するとき引継ぎのためにベース無線トランシーバの 変更が必要である。これはもはや必要ない。自動車が領域間を移動するときスイ ッチ１３がその自動車に対して現在使用している無線トランシーバを単に１つの 領域から別の領域へ切替えるだけでよいからである。したがって引継ぎのための 中断は無線トランシーバ間の切替えに必要な長い時間に比較して非常に短い光学 的または無線周波数切替え時間に減少される。

多数の無線分布システムのスペクトル効率は、システム内の無線周波数送信が同 期されるならば増加される。これは無線トランシーバがいくつかの位置に広がっ て分布している場合には困難であるが、中央化されていればはるかに容易である 。

この発明の別の実施例が図３に示されており、それは光学システムがマルチプレ クサ／デマルチプレクサを伴わないことを除いては図１のものと類似している。

したがってこの実施例ではＭ＋Ｄ４は存在せず、ＮＸＭマトリックススイッチ１ ３のＭ個の出力は直接無線ポートｌに接続されている。それ故ＮＸＭスイッチ１ ３の光ラインと無線ポート１との間には恒久的に１対１の対応がある。

説明したこの発明の実施例は周波数分割多重アクセスの使用に基づいており、各 通信リンクは別々の無線周波数である。

その代りに時分割多重アクセスも使用されることができ、各通信リンクは単一の 無線チャンネルにおける別々のタイムスロットである。この場合にはトラフィッ ク需要を満たすためにベースセンタ１０に多数の無線トランシーバがあり、した がって無線分配ボートｌにおける周波数またはタイムスロットの再使用が行われ る。無線トランシーバ１５からマトリックススイッチ１３への接続はそれぞれＰ 個のタイムスロットを有するＮ個の無線リンクにより行われ、無線トランシーバ １５からマトリックススイッチ１３へ全体でＮＸＰのリンクが形成される。この 方法の拡張としてそれぞれ多数の無線搬送波と多数のタイムスロットを有する時 分割と周波数分割のハイブリッドの可能性がある。

無線周波数スイッチの形態の１例が図４に示されている。

この図には３つの分配点システムにおける無線周波数マトリックススイッチを示 している。無線周波数マトリックススイッチは４個の無線トランシーバ５１（関 連する分離回路５２を有する）を３個の回路に相互接続し、それら回路のそれぞ れは光フアイバ対を介して分配点に結合している。ベース装置およびり、Ｐ、の 全での組合わせに対する両方向性無線周波数接続は接続路の接続または分離を可 能にするスイッチを介して行われる。これらのスイッチはコンピュータの制御下 にある。

無線トランシーバ５１からの信号或いは無線トランシーバ５１への信号は４個の ３略語合器５３（これらは実際には走査受信機５２に供給する予備の出力を有す る４略語合器である）において分割または結合され各出力／入力は出力／入力を 分離することのできるスイッチを通過する。このスイッチから信号は３個の４略 語合器５５の１つの入力に供給され、３個の無線／光インターフェイス５６０１ つを介してり、　Ｐ、との間で送受信される。

これらのスイッチはマイクロプロセッサ制御下にあり、無線周波数マトリックス スイッチが任意の無線トランシーバを分配点の任意の組合わせに、および反対に 分配点を無線トランシーバの任意の組合わせに切り替えることを許容する。した がってベースセンタはただ１つの分配点に供給するスイッチを変更することによ って全ての分配点を同時に供給することができる。

光スィッチのための素子の２つの例が図５ａ、ｂに示されている。２つの基本的 技術、すなわち（ｉ）バルク光学装置と（１１）導波装置がある。

バルク光学スイッチ装置は図５ａに示され、出力ボート間の入来光信号の切替え を行うために光路の機械的または物理的切替えを使用する。この形式のスイッチ の１例は２つの出力間の切替え可能な単一人力に対して示されている。基本ビル ディングブロックとしてこれを使用した他のスイッチの形態は２×２および２Ｘ ４スイツチである。

導波装置スイッチ素子は図５ｂに示され、電界の印加によりスイッチ導波体の光 伝播特性を変更させるために電気光学的効果を使用する。この形式の装置の１例 は図５ｂに示されたマツハツエンダ−干渉計（ＭＺＩ）である。この形式のスイ ッチは簡単な２×２から阻止されない８×８スイツチマトリツクスまで拡張され ることができる。

第２ｃ１図 注）列の行への接続はしたがってＭ列は行１．Ｎ−１，およびＮ〜、＃ｒ続 第２１．図 第♂ミ図 第牙す図 電気接続 国際調査報告 自書骨・隋・セ・＾・ζ＾ＩＮ＋ｊ＋−拳”＠ＰＣＴ／ＧＲＲＱ／ｎ１’ｌＡ１ 国際調査報告

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．複数の無線周波数通信リンクを提供するための１以上の無線トランシーバを 有するベースセンタと、無線周波数信号がそれを通って空中を送受信されること のできる複数の固定された無線ポートと、無線トランシーバと固定された無線ポ ートとを相互接続し、光信号により無線周波数信号を搬送するための光ファイバ ネットワークと、 無線周波数信号で１以上の光信号を変調し、１以上の光信号から無線周波数信号 を復調することのできる複数の無線／光インターフェイスとを具備し、 このインターフェイスは無線トランシーバと光ファイバネットワークとの間およ び光ファイバネットワークと固定された無線ポートとの間に位置している通信シ ステム。
2. ２．複数の無線周波数通信リンクを提供するための１以上の無線トランシーバを 有するベースセンタと、無線周波数信号がそれを通って空中に送受信されること のできる複数の固定された無線ポートと、無線トランシーバと固定された無線ポ ートとを相互接続し、光信号により無線周波数信号を搬送するための光ファイバ ネットワークと、 無線周波数信号で１以上の光信号を変調し、１以上の光信号から無線周波数信号 を復調することのできる複数の無線／光インターフェイスと、 光ファイバネットワークを介して無線トランシーバと無線ポートとを選択的に接 続するマトリックススイッチとを具備し、 前記インターフェイスは無線トランシーバと光ファイバネットワークとの間およ び光ファイバネットワークと固定された無線ポートとの間に位置している通信シ ステム。
3. ３．無線周波数リンクは周波数分割多重化されている請求項２記載の通信システ ム。
4. ４．無線周波数リンクは時分割多重化されている請求項２記載の通信システム。
5. ５．１以上の無線ポートヘの、または１以上の無線ポートからの無線周波数信号 の結合手段が設けられている請求項２または３または４記載の通信システム。
6. ６．マトリックススイッチが光信号のスイッチングのために投げられ、この光マ トリックススイッチと１以上の無線トランシーバとの間に１以上の無線／光イン ターフェイスが設けられている請求項２乃至５のいずれか１項記載の通信システ ム。
7. ７．マトリックススイッチが無線周波数信号のスイッチングのために設けられ、 この無線周波数マトリックススイッチと光ファイバネットワークとの間に１以上 の無線／光インターフェイスが設げられている請求項２乃至５のいずれか１項記 載の通信システム。
8. ８．光ファイバネットワーク中に光信号のマルチプレクサ／デマルチプレクサが 設けられている請求項１乃至７のいずれか１項記載の通信システム。
9. ９．光ファイバネットワークが光信号の波長による経路設定を備えている請求項 １乃至８のいずれか１項記載の通信システム。
10. １０．無線ポート間で行われる呼びの引継ぎが、マトリックススイッチにより１ つの無線ポートから別の無線ポートへ無線トランシーバを切替えることによって ベースセンタ中で制御される請求項１乃至９のいずれか１項記載の通信システム 。
11. １１．ダイバーシティ動作がマトリックススイッチングにより２以上無線地点間 の結合または切替えによって行われる請求項１乃至１０のいずれか１項記載の通 信システム。
12. １２．ダイナミックチャンネル割当てがベースセンタによって制御される請求項 １乃至１０のいずれか１項記載の通信システム。