JPH10248087A

JPH10248087A - 通信装置、通信方法およびこれを用いた送受信装置および移動無線通信方式

Info

Publication number: JPH10248087A
Application number: JP9048161A
Authority: JP
Inventors: Yuji Yukawa; 雄司油川; Tatsuya Shimizu; 達也清水; Hiroyuki Otsuka; 裕幸大塚
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1997-03-03
Filing date: 1997-03-03
Publication date: 1998-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】光伝送路を用いた通信装置では、光伝送路の
非線形歪の影響を受けないスペクトル拡散通信を用いて
信号を多重伝送することが有効であるが、スペクトル拡
散のための拡散符号の発生を送信器および受信器で同期
を確立して行うことが要求され、さらに、複数の拡散符
号を用いた場合には、拡散符号の識別が複雑化するため
に、装置構成が大規模になる。【解決手段】送信器では拡散信号とその拡散符号とを
合波して送出し、受信器では受信信号から拡散信号と拡
散符号とを分波する。受信器の逆拡散には、この分波さ
れた拡散符号を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光通信に利用する。
本発明はスペクトル拡散を用いる光通信に利用するに適
する。本発明は移動無線通信に利用するに適する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光通信装置のブロック構成を図１
３に示す。送信器Ｔで入力端子３１に入力された電気信
号は電気光変換器３２により光信号に変換され、光ファ
イバ３３を経由して受信器Ｒに伝送される。受信器Ｒで
は伝送された光信号は光電気変換器３４により電気信号
に再変換され出力端子３５から出力される。このとき、
電気光変換器３２の非線形性を改善するために歪補償回
路３６が前段に置かれる場合もある。

【０００３】しかしながら図１３に示した従来例では、
電気光変換の非線形性が問題となり、電気信号の伝送品
質が劣化したり、伝送できる電気信号のキャリア数を多
く出来ない問題がある。

【０００４】また、電気光変換器３２の前段に歪補償回
路３６を用いた場合は、例えば、入力端子３１に入力さ
れる信号が無線信号のようにレベルが変動する信号であ
った場合には、歪補償回路３６により電気光変換器３２
の非線形性を充分に補償できずに伝送品質が劣化する問
題がある。

【０００５】図１４および図１５は光伝送路の相互変調
歪によって信号品質が劣化する概念を示す図である。図
１４に示すように、信号強度の弱い電気信号ＳＬと強い
電気信号ＳＵが入力された場合、信号強度が強い信号に
よって発生した３次の相互変調歪成分ＳＩが、信号強度
の弱い信号の品質を劣化させてしまう。

【０００６】また、図１５に示すように、多数の電気信
号Ｓを多重して伝送する場合、発生する相互変調歪成分
ＳＩがお互いの信号品質を劣化させてしまいある程度の
信号品質を確保しようとするとキャリア数が制限されて
しまうという問題がある。

【０００７】これらの問題を解決するための一つの方策
として、スペクトル拡散を用いた光通信装置が考えられ
る。従来のスペクトル拡散を用いた光通信装置のブロッ
ク構成を図１６に示す。送信器Ｔの入力端子３１に入力
された電気信号は、拡散符号発振器３８の拡散符号と乗
算されてスペクトル拡散される。スペクトル拡散された
電気信号は電気光変換器３２により光信号に変換され、
光ファイバ３３で受信器Ｒに伝送される。受信器Ｒで
は、伝送された光信号は光電気変換器３４により電気信
号に再変換され、乗算器３９に入力される。乗算器３９
では、送信器Ｔでスペクトル拡散に用いた符号と同一の
符号を発生する拡散符号発振器４０の拡散符号と再変換
された電気信号が乗算される。

【０００８】このとき、拡散符号発振器３８および４０
から発信された符号列が同一でその同期が成立したと
き、出力端子３５からの電気信号は、もとの入力端子３
１より入力された電気信号に再変換することができる。

【０００９】このようにスペクトル拡散を用いた光通信
装置の場合には、それぞれの符号列を変えることによ
り、異なる種類の電気信号を同一周波数帯で多重して伝
送することができるため、前述したような光伝送路の歪
を無視して考えることができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このように、スペクト
ル拡散を用いた光通信装置は、光伝送路の歪対策につい
て有効であると考えられる。ところが実際には、拡散符
号発振器３８および４０により発振される拡散符号の同
期を確立させる必要があり、これを実現するためには複
雑な回路構成を必要とする。

【００１１】また、複数の電気信号を異なる符号列によ
って多重するとき、送信側と受信側とで、どのような符
号列を用いたのかを電気信号ごとに識別する必要があ
り、これもまた、回路構成の複雑化の要因になる。

【００１２】さらに、送受信双方の伝送に対してそれぞ
れ符号列を用意しなければならず、例えば、一つの集中
基地局で多数の無線基地局を収容するような場合、その
配分する方式が複雑化したり、または装置の規模が大き
くなり、装置製作上の困難さが生じてしまう。

【００１３】本発明は、このような背景に行われたもの
であって、拡散符号の同期を簡単に行うことができる通
信装置を提供することを目的とする。本発明は、通信制
御を簡単に行うことができる通信装置を提供することを
目的とする。本発明は、装置構成を簡単化することがで
きる通信装置およびこれを用いた送受信装置および移動
無線通信方式を提供することを目的とする。本発明は、
通信品質を向上させることができる通信装置、通信方法
およびこれを用いた送受信装置および移動無線通信方式
を提供することを目的とする。本発明は、伝送容量を向
上させることができる通信装置、通信方法およびこれを
用いた送受信装置および移動無線通信方式を提供するこ
とを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の観点は通
信装置であって、スペクトル拡散符号を発生する拡散符
号発生手段と、送信信号にこのスペクトル拡散符号を乗
算し拡散信号を電気信号として得る手段と、この電気信
号を光信号に変換する電気光変換器とを含む送信器を備
え、この光信号を伝送する光伝送路を備え、さらに、こ
の光伝送路に到来する光信号を電気信号に変換する光電
気変換器と、スペクトル拡散符号を発生する逆拡散符号
発生手段と、前記電気信号である拡散信号にこのスペク
トル拡散符号を乗算する手段とを含む受信器を備えた通
信装置である。

【００１５】ここで、本発明の特徴とするところは、前
記送信器には、前記拡散信号に前記拡散符号を合波する
手段を備え、前記受信器には、受信信号から合波された
拡散符号と拡散信号とを分波する手段を備え、前記逆拡
散符号発生手段は、この分波された拡散符号を用いて前
記拡散符号を発生するところにある。

【００１６】このように、スペクトル拡散信号を光信号
として伝送することにより、光伝送路の歪を考慮するこ
となく信号を多重伝送することができるとともに、光伝
送路の広帯域性を活かし、送信側で使用した拡散符号も
光信号に同時に重畳して受信側に伝送することができる
ため、逆拡散する際に重要となる符号の同期がきわめて
容易になり、また、送り側でどのような符号を用いても
受信側でそのまま再現することができる。

【００１７】本発明の第二の観点は、この通信装置がそ
の光信号の伝送方向が互いに逆方向になるように対とし
て備えられた双方向通信装置である。この双方向通信装
置は、前記光伝送路が双方向に共通に利用され、この光
信号の方向別に搬送波波長が異なるように設定されるよ
うにしてもよい。

【００１８】すなわち、送受信を単一の光伝送路として
双方向波長多重伝送を用いることにより、光伝送路が送
受信合わせて一つで済むため、光伝送路を有効利用でき
るとともに、送受間のアイソレーションの良い伝送を行
うことができる。

【００１９】本発明の第三の観点は、この双方向通信装
置に利用される一方の送受信装置であって、受信用逆拡
散符号発生手段の出力が送信用拡散符号として利用され
る送受信装置である。

【００２０】これにより、受信用逆拡散符号の他に、異
なる送信用拡散符号を発生させる必要がなく、装置構成
を簡単化できるとともに、拡散符号の種類が増加するこ
とを回避することができるため、拡散符号の管理も簡単
化することができる。

【００２１】本発明の第四の観点は、前記双方向通信装
置が一つの集中基地局および複数の無線基地局との間に
複数設けられ、その複数の無線基地局には、それぞれそ
の無線基地局の無線ゾーン内を移動する移動端末との間
に無線通信回線が設定された移動無線通信方式である。
このとき、光伝送路が複数の無線基地局について分岐結
合された構成としてもよい。

【００２２】これによれば、拡散符号発生手段を集中基
地局のみに配置できるため、複数無線ゾーンで使用され
る拡散符号を一括して管理できるため、符号の利用効率
を高めることができる。また、無線基地局における拡散
符号の同期および新たな拡散符号の発生が不要になり装
置構成を簡単化することができる。

【００２３】また、スペクトル拡散し符号多重伝送する
ことによって、同一の帯域に複数の信号を伝送すること
が可能となり、単一の光伝送路で、複数の無線基地局へ
の電気信号を伝送することができる。また、集中基地局
においてスペクトル拡散する際の複数の拡散符号は、電
気信号と重畳して多重伝送することによって、複数の各
無線基地局で逆拡散するための拡散符号として用いるこ
とができる。

【００２４】このとき、集中基地局において複数の拡散
符号を多重する際に、周波数分割多重することにより、
複数の拡散符号を単一の光伝送路で伝送することができ
る。あるいは、集中基地局において複数の拡散符号を多
重する際に、時間分割多重することにより、周波数分割
多重する場合に比べ、帯域を有効に利用することができ
る。

【００２５】したがって、複数の無線信号を受信して、
そのまま集中基地局まで光伝送し、光信号を検波したあ
と無線信号を検波する移動無線通信方式において、無線
信号の伝送品質を向上させることができる。

【００２６】本発明の第五の観点は、送信側で拡散信号
を得るために乗算に利用したスペクトル拡散符号を通信
信号に合波して受信側に伝送し、受信側では通信信号か
らこのスペクトル拡散符号を分波して受信信号の逆拡散
に使用することを特徴とする通信方法である。

【００２７】

【発明の実施の形態】

【００２８】

【実施例】

（第一実施例）本発明第一実施例の構成を図１を参照し
て説明する。図１は本発明第一実施例の通信装置のブロ
ック構成図である。

【００２９】本発明は通信装置であって、スペクトル拡
散符号を発生する拡散符号発生器２と、送信信号にこの
スペクトル拡散符号を乗算し拡散信号を電気信号として
得る乗算器３と、この電気信号を光信号に変換する電気
光変換器５とを含む送信器Ｔを備え、この光信号を伝送
する光ファイバ６を備え、さらに、この光ファイバ６に
到来する光信号を電気信号に変換する光電気変換器７
と、スペクトル拡散符号を発生する符号再生器９と、前
記電気信号である拡散信号にこのスペクトル拡散符号を
乗算する乗算器１０とを含む受信器Ｒを備えた通信装置
である。

【００３０】ここで、本発明の特徴とするところは、送
信器Ｔには、前記拡散信号に前記拡散符号を合波する合
波器４を備え、受信器Ｒには、受信信号から合波された
拡散符号と拡散信号とを分波する分波器８を備え、符号
再生器９は、この分波された拡散符号を用いて前記拡散
符号を発生するところにある。

【００３１】次に、本発明第一実施例の動作を図２〜図
６を参照して説明する。図２は入力端子１から入力され
る電気信号の周波数とスペクトル強度との関係を示す図
である。図３は拡散符号の周波数とスペクトル強度との
関係を示す図である。図４は拡散信号の周波数とスペク
トル強度との関係を示す図である。図５は拡散信号と拡
散符号とが重畳された信号の周波数とスペクトル強度と
の関係を示す図である。いずれも横軸に周波数をとり、
縦軸にスペクトル強度をとる。なお、いずれも電気信号
のときのものである。図６は本発明第一実施例の動作を
示すフローチャートである。

【００３２】図１に示すように、入力端子１に入力され
た電気信号は拡散符号発振器２により発生した拡散符号
により、乗算器３でスペクトル拡散される。また、拡散
符号発振器２により発生した拡散符号は、合波器４によ
りスペクトル拡散された電気信号と重畳され、その合成
信号は電気光変換器５に入力され強度変調される。この
とき、図５に示すように、スペクトル拡散された電気信
号は、拡散符号の周波数帯域が異なるため、重畳して伝
送することができる。

【００３３】光信号は光ファイバ６により受信器Ｒまで
伝送され、光電気変換器７により電気信号に変換され、
分波器８により、拡散符号とスペクトル拡散された電気
信号とに分離される。分離された拡散符号は符号再生器
９により、識別、再生され、乗算器１０に入力される。
分波器８により分離され、スペクトル拡散された電気信
号は、乗算器１０で拡散符号と乗算されることで、もと
の電気信号に変換され、出力端子１１に出力される。こ
の動作は図６に示すとおりである。

【００３４】図２に示す電気信号は、図３に示す拡散符
号によってスペクトル拡散され、図４に示すスペクトル
を持つ信号に変換される。この信号が、拡散符号と合波
器４で重畳され電気光変換される。そのときの信号のス
ペクトルを図５に示す。このように拡散符号と、スペク
トル拡散された信号は周波数帯が異なるため、同時に伝
送することができる。さらに、拡散符号は、電気信号と
同時に受信器Ｒに伝送されるため、逆拡散する際に問題
になる同期捕捉および同期追従を考慮しなくてもよいた
め、回路構成を簡単化することができる。本発明第一実
施例では電気光変換器５はレーザダイオードにより構成
される。また光電気変換器７はピンフォトダイオードが
用いられる。

【００３５】（第二実施例）本発明第二実施例を図７お
よび図８を参照して説明する。図７は本発明第二実施例
の無線基地局および集中基地局のブロック構成図であ
る。図８は本発明第二実施例の動作を示すフローチャー
トである。

【００３６】図７に示すように、集中基地局１５におい
て、変調器１７から出力された電気信号が本発明第一実
施例と同様に、スペクトル拡散され、拡散符号と重畳さ
れて無線基地局１４に光伝送される。さらに光電気変換
器７を介して分波器８により拡散符号とスペクトル拡散
された電気信号とに分離される。分離された拡散符号は
符号再生器９を介し、乗算器１０に入力される。

【００３７】分波器８により分離されたスペクトル拡散
された電気信号は、乗算器１０で逆拡散されてもとの電
気信号に再生され、送信器１２により、アンテナ１６か
ら無線信号として送信される。そして、移動端末２０と
通信を行う。また、符号再生器９からの拡散符号は、ア
ンテナ１６から受信器１３を介して受信された電気信号
を乗算器３でスペクトル拡散するのに用いられる。さら
に、この拡散符号は、合波器４によりスペクトル拡散さ
れた拡散信号と重畳され、電気光変換器５により電気光
変換されて光伝送され、集中基地局１５に送られる。光
伝送されたこの拡散信号と拡散符号とは、光電気変換器
７により電気信号に変換され、分波器８により拡散信号
と拡散符号とに分波される。その拡散信号は同様に逆拡
散され、もとの電気信号に変換されて復調器１８により
復調される。

【００３８】集中基地局１５から無線基地局１４への伝
送に用いた拡散符号を、無線基地局１４での逆拡散およ
びスペクトル拡散する拡散符号として用いることができ
るため、無線基地局１４の回路構成がきわめて容易にな
り、各無線ゾーン１９に割り当てる符号の管理制御が集
中基地局１５でまとめて行うことができる。本発明第二
実施例の動作は図８に示すとおりである。

【００３９】本発明第二実施例では、電気光変換器５は
レーザダイオードにより構成される。また、光電気変換
器７はピンフォトダイオードが用いられる。

【００４０】（第三実施例）本発明第三実施例を図９を
参照して説明する。図９は本発明第三実施例の無線基地
局および集中基地局のブロック構成図である。図９に示
すように、本発明第二実施例の構成に加えて、集中基地
局１５において電気光変換器５から送信された波長λ１
の光を光ファイバ６に伝送し、無線基地局１４から伝送
された波長λ２の光を光電気変換器７に伝送する波長多
重結合器２２を有し、また同様に無線基地局１４におい
ても電気光変換器５から送信された波長λ２の光を光フ
ァイバ６に伝送し、集中基地局１５から伝送された波長
λ１の光を光電気変換器７に伝送する波長多重結合器２
１を有することで、集中基地局１５、無線基地局１４間
の送受信の光ファイバを単一化する。これにより光ファ
イバの有効利用が可能となる。なお、図９中の回路ａ、
ｂ、ｃはそれぞれ図７に示した回路である。

【００４１】（第四実施例）本発明第四実施例を図１０
〜図１２を参照して説明する。図１０は本発明第四実施
例の無線基地局および集中基地局のブロック構成図であ
る。図１１は本発明第四実施例の動作を示すフローチャ
ートである。図１２は本発明第四実施例における信号伝
送の概念図である。図１０に示すように、本発明第二実
施例の構成に加えて、集中基地局１５と複数の無線基地
局１４とを光ファイバ６で縦続接続し、各無線基地局へ
の信号ｆ１、ｆ２、ｆ３は回路ｂにおいて、それぞれ拡
散符号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３によってスペクトル拡散され、
合波器４１で符号分割多重され伝送される。拡散符号Ｓ
１、Ｓ２、Ｓ３は、多重器４３によって多重され合波器
４４で電気信号と重畳され、電気光変換されて光伝送さ
れる。

【００４２】無線基地局１４では、光電気変換された電
気信号から回路ａによって拡散符号を取り出し、逆拡散
が行われる。そして各無線ゾーン１９において移動端末
２０とそれぞれの周波数で通信が行われる。また、回路
ａによって取り出された拡散符号は無線基地局１４から
集中基地局１５に伝送する際の拡散符号としても用いら
れ、集中基地局１５において光電気変換器７からの電気
信号を分波器４５によって、多重された拡散符号と拡散
信号とに分波され、多重された拡散符号は分割器４６に
よって、それぞれの拡散符号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３に分割さ
れる。また、分波器４５で分波された拡散信号は分波器
４２によって分波し、回路ｃにおいて逆拡散され、それ
ぞれの信号ｆ１、ｆ２、ｆ３に変換される。これにより
光ファイバ縦続接続による有効利用が可能となる。本発
明第四実施例の動作は図１１に示すとおりである。図１
２には、複数の電気信号を伝送する場合の概念図を示
す。異なる拡散符号で拡散された電気信号（ｆ１、ｆ
２、ｆ３）は符号分割多重で伝送される。また、それぞ
れの拡散符号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は異なる周波数帯で同時
に伝送される。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光伝送路の歪を考慮する必要のないスペクトル拡散通信
を用いながら、拡散符号の同期および通信制御を簡単に
行うことができる。また、装置構成を簡単化することが
できる。さらに、通信品質および伝送容量を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第一実施例の通信装置のブロック構成
図。

【図２】入力端子から入力される電気信号の周波数とス
ペクトル強度との関係を示す図。

【図３】拡散符号の周波数とスペクトル強度との関係を
示す図。

【図４】拡散信号の周波数とスペクトル強度との関係を
示す図。

【図５】拡散信号と拡散符号とが重畳された信号の周波
数とスペクトル強度との関係を示す図。

【図６】本発明第一実施例の動作を示すフローチャー
ト。

【図７】本発明第二実施例の無線基地局および集中基地
局のブロック構成図。

【図８】本発明第二実施例の動作を示すフローチャー
ト。

【図９】本発明第三実施例の無線基地局および集中基地
局のブロック構成図。

【図１０】本発明第四実施例の無線基地局および集中基
地局のブロック構成図。

【図１１】本発明第四実施例の動作を示すフローチャー
ト。

【図１２】本発明第四実施例における信号伝送の概念
図。

【図１３】従来の光通信装置のブロック構成図。

【図１４】光伝送路の相互変調歪によって信号品質が劣
化する概念を示す図。

【図１５】光伝送路の相互変調歪によって信号品質が劣
化する概念を示す図。

【図１６】従来のスペクトル拡散を用いた光通信装置の
ブロック構成図。

【符号の説明】

１、３１入力端子２、３８、４０拡散符号発振器３、１０乗算器４合波器５、３２電気光変換器６、３３光ファイバ７、３４光電気変換器８分波器９符号再生器１１、３５出力端子１２、Ｔ送信器１３、Ｒ受信器１４無線基地局１５集中基地局１６アンテナ１７変調器１８復調器１９無線ゾーン２０移動端末２１、２２波長多重結合器４１、４４合波器４２、４５分波器４３多重器４６分割器ａ、ｂ、ｃ回路ｆ１、ｆ２、ｆ３信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３拡散符号Ｓ、ＳＩ、ＳＬ、ＳＵ電気信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スペクトル拡散符号を発生する拡散符号
発生手段と、送信信号にこのスペクトル拡散符号を乗算
し拡散信号を電気信号として得る手段と、この電気信号
を光信号に変換する電気光変換器とを含む送信器を備
え、この光信号を伝送する光伝送路を備え、さらに、こ
の光伝送路に到来する光信号を電気信号に変換する光電
気変換器と、スペクトル拡散符号を発生する逆拡散符号
発生手段と、前記電気信号である拡散信号にこのスペク
トル拡散符号を乗算する手段とを含む受信器を備えた通
信装置において、前記送信器には、前記拡散信号に前記拡散符号を合波す
る手段を備え、前記受信器には、受信信号から合波された拡散符号と拡
散信号とを分波する手段を備え、前記逆拡散符号発生手段は、この分波された拡散符号を
用いて前記拡散符号を発生することを特徴とする通信装
置。
【請求項２】請求項１記載の通信装置がその光信号の
伝送方向が互いに逆方向になるように対として備えられ
た双方向通信装置。
【請求項３】請求項２記載の双方向通信装置に利用さ
れる一方の送受信装置であって、受信用逆拡散符号発生
手段の出力が送信用拡散符号として利用される送受信装
置。
【請求項４】請求項２記載の双方向通信装置であっ
て、前記光伝送路が双方向に共通に利用され、この光信
号の方向別に搬送波波長が異なるように設定された双方
向通信装置。
【請求項５】請求項２記載の双方向通信装置が一つの
集中基地局および複数の無線基地局との間に複数設けら
れ、その複数の無線基地局には、それぞれその無線基地
局の無線ゾーン内を移動する移動端末との間に無線通信
回線が設定された移動無線通信方式。
【請求項６】光伝送路が複数の無線基地局について分
岐結合された請求項５記載の移動無線通信方式。
【請求項７】送信側で拡散信号を得るために乗算に利
用したスペクトル拡散符号を通信信号に合波して受信側
に伝送し、受信側では通信信号からこのスペクトル拡散
符号を分波して受信信号の逆拡散に使用することを特徴
とする通信方法。