JPH07154841A

JPH07154841A - 光ファイバリンク無線通信システム

Info

Publication number: JPH07154841A
Application number: JP5299681A
Authority: JP
Inventors: Hideki Kamitsuna; 秀樹上綱; Hirotsugu Ogawa; 博世小川
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1993-11-30
Filing date: 1993-11-30
Publication date: 1995-06-16

Abstract

(57)【要約】【目的】無線基地局と無線制御局とを光ファイバを介
して接続し、無線基地局と端末（移動機）との間は無線
信号を用い、無線基地局と無線制御局との間は光信号を
用いて通信する光ファイバリンク無線通信システムに関
し、各無線基地局ごとにその設置場所および通信用途に
対応した無線周波数を使用することができ、かつシステ
ム仕様の変更に柔軟に対応できる。【構成】複数の無線基地局20は、無線ゾーン81内の端
末との間で無線信号を送受信する。無線制御局10は、複
数の無線基地局20との間で光ファイバ80を介してデータ
信号を送受信する。このような光ファイバリンク無線通
信システムにおいて、複数の無線基地局10に周波数変換
手段22を備え、各無線基地局10に設定されている無線周
波数に応じてデータ信号と無線信号との間の周波数変換
を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無線ゾーンをカバーす
る無線基地局と無線制御局とを光ファイバを介して接続
し、無線基地局と端末（移動機）との間は無線信号を用
い、無線基地局と無線制御局との間は光信号を用いて通
信する光ファイバリンク無線通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】無線通信システムには、無線基地局がカ
バーするゾーン半径を小さくし、離れた無線ゾーンで同
じ周波数を用いることにより周波数の有効利用を図る小
ゾーン方式がある。しかし、この場合には、非常に多く
の無線基地局が必要となるので、個々の無線基地局を簡
単な構成にして低コスト化することが必要になる。

【０００３】そこで、複数の無線基地局を光ファイバを
介して無線制御局の配下に収容し、その間をサブキャリ
ア多重伝送により無線周波数帯の信号をそのまま伝送す
る光ファイバリンク無線通信システムが提案されてい
る。

【０００４】図８は、従来の光ファイバリンク無線通信
システムの構成例（下り回線）を示す。図において、無
線制御局５０は、複数の無線基地局６０ａ〜６０ｃに対
応するデータ信号Ｆ１〜Ｆｎを電力合成器５１で合成
し、さらに電気／光変換器（以下「Ｅ／Ｏ」という。）
５２で光信号に変換して光ファイバ８０に送出する。こ
こで、データ信号Ｆ１〜Ｆｎは無線周波数帯の信号であ
る。光ファイバ８０を介して伝送された光信号は各無線
基地局６０ａ〜６０ｃに受信され、各光／電気変換器
（以下「Ｏ／Ｅ」という。）６１で電気信号に変換され
た後に、そのまま無線信号（Ｆ１〜Ｆｎ）として各送信
手段６２から各無線ゾーン８１ａ〜８１ｃに送信され
る。

【０００５】図９は、従来の無線基地局６０ａ〜６０ｃ
の構成例を示す。図において、無線基地局６０ａ〜６０
ｃに入力された光信号は、Ｏ／Ｅ６１で電気信号に変換
され、フィルタ７１、増幅器７２、送受分波器７３を介
してアンテナ７４から送信される。ここで、フィルタ７
１、増幅器７２、送受分波器７３およびアンテナ７４が
図８に示す送信手段６２を構成する。また、アンテナ７
４に受信された無線信号は、送受分波器７３を介して増
幅器７５に入力され、増幅された後にＥ／Ｏ６４で光信
号に変換されて光ファイバ８０に送出され、無線制御局
５０まで伝送される。ここで、アンテナ７４、送受分波
器７３および増幅器７５が受信手段６３を構成する。

【０００６】このように、光ファイバリンク無線通信シ
ステムでは、無線制御局５０に規模の大きな変復調装置
その他をまとめて配置し、各無線基地局６０ａ〜６０ｃ
は単に光／電気変換機能と無線信号の送受信機能だけを
備えればよいので、無線基地局６０ａ〜６０ｃの小型化
および低コスト化が可能になっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、無線基地局
の小型化および低コスト化に伴い、無線基地局の設置場
所の自由度が大きくなり、屋外および屋内問わず、いか
なる場所にも容易に設置可能になっている。しかし、例
えば屋外と屋内とでは電波伝搬環境が大きく違うことか
ら、各無線基地局の設置場所ごとに適する無線周波数も
変わってくる。また、通信の用途や種類によっても必要
な周波数帯域が異なり、最適な無線周波数も変わってく
る。

【０００８】一方、従来の光ファイバリンク無線通信シ
ステムでは、無線基地局と端末との間の通信に使用する
無線周波数を無線制御局がすべて決定する構成になって
いる。したがって、各無線基地局でそれぞれ最適な無線
周波数に対応するためには、無線制御局および無線基地
局のすべてに、その最高無線周波数までをカバーする超
広帯域な電気／光変換器および光／電気変換器その他を
備える必要がある。しかし、市販レベルの光デバイスは
動作周波数の限界が10ＧHz程度であり、ミリ波帯の無線
周波数に対応できるものはなかった。しかも、動作周波
数が高くなる程コストが高くなっていた。

【０００９】このように、設置場所が自由になった各無
線基地局ごとに最適な無線周波数を実現しようとする
と、従来システムでは却ってコストが上昇することがあ
った。また、各無線ゾーンの無線周波数を変更するごと
に、無線制御局および無線基地局の双方の装置を総入れ
替えする必要があるので、システム仕様の変更に柔軟に
対応できない問題点もあった。

【００１０】本発明は、各無線基地局ごとにその設置場
所および通信用途に対応した無線周波数を使用すること
ができ、かつシステム仕様の変更に柔軟に対応でき、さ
らに無線制御局および無線基地局の低コスト化を図るこ
とができる光ファイバリンク無線通信システムを提供す
ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、複数の無線基地局に周波数変換手段を備え、各無線
基地局に設定されている無線周波数に応じてデータ信号
と無線信号との間の周波数変換を行う。

【００１２】請求項２に記載の発明は、さらに無線制御
局が各無線基地局から伝送されてきたデータ信号の信号
レベルに応じて各無線基地局に送出するデータ信号のレ
ベルを調整し、各無線基地局から送信される無線信号の
出力レベルを可変させる。

【００１３】請求項３に記載の発明は、さらに無線制御
局が各無線基地局に無線信号の出力レベルを設定する出
力レベル制御信号を伝送し、各無線基地局がその出力レ
ベル制御信号に応じて無線信号の出力レベルを可変させ
る。

【００１４】請求項４に記載の発明は、さらに無線制御
局が各無線基地局に無線周波数を設定する無線周波数制
御信号を伝送し、各無線基地局がその無線周波数制御信
号に応じて使用する無線周波数を可変させる。

【００１５】

【作用】本発明の光ファイバリンク無線通信システムの
下り回線では、無線制御局から各無線基地局に伝送され
たデータ信号は、各無線基地局でそれぞれ固有の無線周
波数の無線信号に周波数変換されて送信される。また、
上り回線においては逆の周波数変換が行われる。これに
より、無線制御局配下の各無線基地局において、無線基
地局が置かれた無線ゾーン半径、電波伝搬環境および通
信用途に適応した無線周波数を使用することが可能とな
る。たとえば、無線ゾーン半径の広い屋外に置かれた無
線基地局ではマイクロ波帯を使用し、屋内に置かれた無
線基地局ではミリ波帯を使用するような無線通信システ
ムを構成することが可能である。

【００１６】また、無線制御局が上り回線のデータ信号
レベルを逐次監視し、下り回線のデータ信号のレベルを
調整するフィードバック制御で各無線基地局の出力レベ
ルを可変させることにより、各無線基地局と端末間の通
信状態の変化に柔軟に対応することができる。

【００１７】また、各無線基地局が使用する無線周波数
および出力レベルを設定する制御信号を無線制御局から
各無線基地局に送り、各無線基地局がそれに応じて無線
周波数および出力レベルを可変させることにより、無線
ゾーン半径を容易に変化させることができる。さらに、
無線ゾーンのトラヒック変動やシステム変更に柔軟に対
応することが可能となる。

【００１８】

【実施例】図１は、請求項１に記載の光ファイバリンク
無線通信システムの実施例構成（下り回線）を示す。

【００１９】図において、無線制御局１０は、複数の無
線基地局２０ａ〜２０ｃに対応するデータ信号ｆ１〜ｆ
ｎを電力合成器１１で合成し、さらにＥ／Ｏ１２で光信
号に変換して光ファイバ８０に送出する。ここで、デー
タ信号ｆ１〜ｆｎはベースバンドの信号である。光ファ
イバ８０を介して伝送された光信号は各無線基地局２０
ａ〜２０ｃに受信され、各Ｏ／Ｅ２１で電気信号に変換
された後に、各周波数変換手段２２ａ〜２２ｃでそれぞ
れの無線基地局対応の無線周波数に変換され、各送信手
段２３ａ〜２３ｃから無線信号として各無線ゾーン８１
ａ〜８１ｃに送信される。ここで、無線基地局２０ａで
は、ベースバンドのデータ信号ｆ１〜ｆｎを無線信号Ａ
１〜Ａｎに周波数変換する。無線基地局２０ｂでは無線
信号Ｂ１〜Ｂｎに周波数変換する。無線基地局２０ｃで
は無線信号Ｃ１〜Ｃｎに周波数変換する。各無線ゾーン
８１ａ〜８１ｃ内の端末は、各無線信号から自局宛のデ
ータ信号を選択受信する。

【００２０】図２は、請求項１に記載の光ファイバリン
ク無線通信システムの実施例構成（上り回線）を示す。
図において、各無線ゾーン８１ａ，８１ｂ，８１ｃ内の
端末から送信された無線信号Ａｉ，Ｂｊ，Ｃｋ（ｉ，
ｊ，ｋ＝１〜ｎ）は、対応する無線基地局２０ａ〜２０
ｃの各受信手段２４ａ〜２４ｃに受信される。そして、
各周波数変換手段２２ａ〜２２ｃでベースバントの信号
ｆｉ，ｆｊ，ｆｋに変換された後に、それぞれのＥ／Ｏ
２５で光信号に変換されて光ファイバ８０に送出され
る。各無線基地局２０ａ〜２０ｃから送信された光信号
は無線制御局１０に受信され、Ｏ／Ｅ１３で電気信号に
変換され、さらに分波器１４で各ベースバンドのデータ
信号ｆ１〜ｆｎに分波される。

【００２１】ここで、無線基地局２０ａが形成する無線
ゾーン８１ａは屋外で広いために、マイクロ波帯（ＵＨ
Ｆ〜ＳＨＦ）の無線信号が適するものとする。また、無
線基地局２０ｂが形成する無線ゾーン８１ｂは屋内で狭
いために、ミリ波帯（ＥＨＦ）の無線信号が適するもの
とする。それぞれの場合における無線基地局２０ａ，２
０ｂの構成例を図３および図４に示す。

【００２２】図３において、周波数変換手段２２ａは、
マイクロ波局部発振器３１、下り回線用の周波数変換器
３２ａ、上り回線用の周波数変換器３３ａにより構成さ
れる。送信手段２３ａは、マイクロ波帯の無線信号に対
応するフィルタ４１ａ、増幅器４２ａ、送受分波器４３
ａおよびアンテナ４４ａにより構成される。受信手段２
４ａは、マイクロ波帯の無線信号に対応するアンテナ４
４ａ、送受分波器４３ａおよび増幅器４５ａにより構成
される。

【００２３】無線基地局２０ａに入力された光信号は、
Ｏ／Ｅ２１で電気信号（ベースバンドのデータ信号ｆ１
〜ｆｎ）に変換されて周波数変換器３２ａに入力され
る。周波数変換器３２ａは、マイクロ波局部発振器３１
から出力される局発信号を用いて、ベースバンドのデー
タ信号ｆ１〜ｆｎをマイクロ波帯の無線信号Ａ１〜Ａｎ
に変換する。この無線信号は、フィルタ４１ａで不要な
周波数成分がろ波され、増幅器４２ａで所定のレベルま
で増幅された後に送受分波器４３ａを介してアンテナ４
４ａから送信される。

【００２４】また、アンテナ４４ａに受信された無線信
号Ａｉは、送受分波器４３ａを介して増幅器４５ａに入
力され、増幅された後に周波数変換器３３ａに入力され
る。周波数変換器３３ａは、マイクロ波局部発振器３１
から出力される局発信号を用いて、マイクロ波帯の無線
信号をベースバンドのデータ信号ｆｉに変換する。この
ベースバンドのデータ信号は、Ｅ／Ｏ２５で光信号に変
換されて光ファイバ８０に送出される。

【００２５】図４に示す無線基地局２０ｂは、マイクロ
波局部発振器３１をミリ波局部発振器３４に代え、さら
に動作周波数がミリ波帯の周波数変換器３２ｂ，３３
ｂ、フィルタ４１ｂ、増幅器４２ｂ，４５ｂ、送受信分
波器４３ｂ、アンテナ４４ｂを用いた構成であり、その
動作は図３に示す無線基地局２０ａと同様であるので説
明を省略する。

【００２６】このような構成により、無線制御局１０の
Ｅ／Ｏ１２およびＯ／Ｅ１３、各無線基地局２０ａ〜２
０ｃのＯ／Ｅ２１およびＥ／Ｏ２５で扱う電気信号は、
すべて周波数の低いベースバンド信号（ｆ１〜ｆｎ）と
なるので、市販レベルの低価格な光デバイスを使用する
ことができる。これにより、無線制御局１０および無線
基地局２０ａ〜２０ｃの低コスト化を図ることができ
る。

【００２７】また、各無線基地局２０を構成する周波数
変換手段２２、送信手段２３および受信手段２４をモジ
ュール化すれば、モジュール交換により各無線基地局で
使用する無線周波数に容易に対応することができる。こ
れにより、各無線基地局ごとにその設置場所および通信
用途に対応した無線周波数を使用することができ、かつ
システム仕様の変更に柔軟に対応することができる。

【００２８】ところで、以上説明した請求項１に対応す
る実施例では、各無線基地局から送信される無線信号の
レベルが一定であった。請求項２に記載の光ファイバリ
ンク無線通信システムは、各無線基地局と端末間の通信
状態を無線制御局が検出し、各無線基地局から送信され
る無線信号の出力レベルを可変させる構成を特徴として
いる。以下、本発明に対応する無線制御局１０−１の実
施例構成を図５に示す。なお、システム全体は図１およ
び図２に示す構成となり、各無線基地局の構成は図３ま
たは図４に示すものがそのまま適用される。

【００２９】図５において、レベル検出器１５は、上り
回線の各データ信号ｆ１〜ｆｎの信号レベルＳ１〜Ｓｎ
を検出する。この信号レベルＳ１〜Ｓｎは、各データ信
号ｆ１〜ｆｎを送受信している各無線基地局と端末間の
通信状態に対応する。下り回線のデータ信号ｆ１〜ｆｎ
にそれぞれ対応して設けられるレベル調整器１６₁〜１
６n は、信号レベルＳ１〜Ｓｎに応じて各データ信号ｆ
１〜ｆｎのレベルを調整して各無線基地局にフィードバ
ックする。これにより、各無線基地局２０ａ〜２０ｃで
は、各データ信号ｆ１〜ｆｎごとに端末との間の通信状
態に応じた出力レベルを得ることができる。

【００３０】このように、無線制御局１０−１が各無線
基地局と端末間の通信状態を随時監視することができる
ので、端末が移動して無線基地局までの距離が変化した
り降雨などによって電波伝搬環境が変化した場合でも、
無線基地局から送信される無線信号の出力レベルを変化
させて柔軟に対応することができる。

【００３１】請求項３および請求項４に記載の光ファイ
バリンク無線通信システムは、各無線基地局で使用する
無線周波数および無線信号の出力レベルを無線制御局か
らの制御により設定する構成を特徴としている。以下、
本発明に対応する無線制御局１０−２および無線基地局
２０ａ〜２０ｃの構成例を図６，図７に示す。なお、シ
ステム全体は図１および図２に示す構成となる。

【００３２】図６において、無線制御局１０−２は、各
無線基地局２０ａ〜２０ｃで使用する無線周波数を設定
する無線周波数制御信号Ｃａ〜Ｃｃと、無線信号の出力
レベルを設定する出力レベル制御信号Ｓａ〜Ｓｃを電力
合成器１１に入力し、データ信号ｆ１〜ｆｎに重畳して
各無線基地局まで伝送する。なお、データ信号と各制御
信号をそれぞれ光信号に変換して光合波させてもよい。

【００３３】図７において、無線基地局２０ａ〜２０ｃ
に入力された光信号は、Ｏ／Ｅ２１で電気信号に変換さ
れ、分波器２６でデータ信号ｆ１〜ｆｎと、自基地局に
対応する無線周波数制御信号（Ｃａ〜Ｃｃ）および出力
レベル制御信号（Ｓａ〜Ｓｃ）が分波される。マイクロ
波帯からミリ波帯まで広帯域な可変範囲を有する周波数
可変局部発振器３５は、無線周波数制御信号に応じた周
波数の局発信号を周波数変換器３２に与える。周波数変
換器３２は、ベースバンドのデータ信号ｆ１〜ｆｎを局
発信号の周波数帯に応じた無線信号に変換する。この無
線信号は、フィルタ４１を介して可変利得増幅器４６に
入力され、分波器２６で分波された出力レベル制御信号
に応じた利得で増幅された後に、送受分波器４３を介し
てアンテナ４４から送信される。なお、周波数可変局部
発振器３５は、それぞれ異なる帯域をカバーする局部発
振器を複数備えて全体で広帯域を実現するとともに、そ
の１つを選択動作させる構成により容易に実現すること
ができる。

【００３４】このように、各無線基地局が使用する無線
周波数および無線信号の出力レベルを無線制御局から制
御可能にすることにより、各無線基地局ごとにその設置
場所および通信用途に対応した無線周波数および出力レ
ベルを得ることができ、かつシステム仕様の変更にも柔
軟に対応することができる。

【００３５】また、一般に無線周波数が高くなるほど電
波伝搬損失が大きくなるので、無線周波数制御により通
信用途に対応した無線ゾーンを設定することができる。
さらに、マイクロ波帯からミリ波帯までの無線周波数制
御に合わせて無線信号の出力レベル制御を行うことによ
り、無線ゾーンの範囲を容易に増減させることができ
る。また、図５に示したように、各無線基地局と端末間
の通信状態を逐次監視し、フィードバック制御する構成
と組み合わせることにより、トラヒックおよび電波伝搬
環境の変動に柔軟に対応させることができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、各無線基
地局において、無線基地局が置かれた無線ゾーン半径、
電波伝搬環境および通信用途に適応した無線周波数を使
用することが可能となる。また、各無線基地局の出力レ
ベル制御により、各無線基地局と端末間の通信状態の変
化に柔軟に対応することができる。また、各無線基地局
における無線周波数および出力レベルを可変設定するこ
とにより、無線ゾーン半径の変更、および無線ゾーンの
トラヒック変動やシステム変更に柔軟に対応することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載の光ファイバリンク無線通信シ
ステムの実施例構成（下り回線）を示すブロック図。

【図２】請求項１に記載の光ファイバリンク無線通信シ
ステムの実施例構成（上り回線）を示すブロック図。

【図３】無線基地局２０ａの構成例を示すブロック図。

【図４】無線基地局２０ｂの構成例を示すブロック図。

【図５】請求項２に対応する無線制御局１０−１の構成
例を示すブロック図。

【図６】請求項３および請求項４に対応する無線制御局
１０−２の構成例を示すブロック図。

【図７】請求項３および請求項４に対応する無線基地局
２０ａ〜２０ｃの構成例を示すブロック図。

【図８】従来の光ファイバリンク無線通信システムの構
成例（下り回線）を示すブロック図。

【図９】従来の無線基地局６０ａ〜６０ｃの構成例を示
すブロック図。

【符号の説明】

１０無線基地局１１電力合成器１２電気／光変換器（Ｅ／Ｏ）１５レベル検出器１６レベル調整器２０無線基地局２１光／電気変換器（Ｏ／Ｅ）２２周波数変換手段２３送信手段２４受信手段２５電気／光変換器（Ｅ／Ｏ）２６分波器３１マイクロ波局部発振器３２，３３周波数変換器４１フィルタ４２，４５増幅器４３送受分波器４４アンテナ４６可変利得増幅器８０光ファイバ８１無線ゾーン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無線ゾーン内の端末との間で無線信号を
送受信する複数の無線基地局と、前記複数の無線基地局
との間で光ファイバを介してデータ信号を送受信する無
線制御局とを備えた光ファイバリンク無線通信システム
において、前記複数の無線基地局は、それぞれ対応する無線周波数
が設定され、その無線周波数に応じてデータ信号と無線
信号との間の周波数変換を行う周波数変換手段を備えた
ことを特徴とする光ファイバリンク無線通信システム。
【請求項２】請求項１に記載の光ファイバリンク無線
通信システムにおいて、無線制御局は、各無線基地局から伝送されてきたデータ
信号の信号レベルに応じて各無線基地局に送出するデー
タ信号のレベルを調整し、各無線基地局から送信される
無線信号の出力レベルを可変させる構成であることを特
徴とする光ファイバリンク無線通信システム。
【請求項３】請求項１に記載の光ファイバリンク無線
通信システムにおいて、無線制御局が各無線基地局に無線信号の出力レベルを設
定する出力レベル制御信号を伝送し、各無線基地局がそ
の出力レベル制御信号に応じて無線信号の出力レベルを
可変させる構成であることを特徴とする光ファイバリン
ク無線通信システム。
【請求項４】請求項１に記載の光ファイバリンク無線
通信システムにおいて、無線制御局が各無線基地局に無線周波数を設定する無線
周波数制御信号を伝送し、各無線基地局がその無線周波
数制御信号に応じて使用する無線周波数を可変させる構
成であることを特徴とする光ファイバリンク無線通信シ
ステム。