WO2021106041A1 - 無線送信システム、無線受信システム、基地局装置、及び無線通信システム、並びに無線送信方法、及び無線受信方法 - Google Patents

無線送信システム、無線受信システム、基地局装置、及び無線通信システム、並びに無線送信方法、及び無線受信方法 Download PDF

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optical
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ports
wavelength
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耕大 伊藤
瑞紀 菅
白戸　裕史
直樹 北
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日本電信電話株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a wireless transmission system, a wireless reception system, a base station device, and a wireless communication system using RoF (Radio Over Fiber), and a wireless transmission method and a wireless reception method.
  • RoF Radio Over Fiber
  • the millimeter wave band is attracting attention as a frequency band capable of high-speed transmission.
  • the millimeter wave band has a large propagation loss, there is a problem that long-distance transmission is difficult.
  • the RoF system is known as one of the solutions to this problem.
  • the accommodation station device master station
  • the RF (Radio Frequency) signal to be transmitted, and transmits the generated optical modulation signal via an optical fiber.
  • the base station device demodulates the optical modulation signal received via the optical fiber into an RF signal, and radiates the demodulated RF signal as a radio wave from the antenna.
  • FIG. 18 is a block diagram of a RoF system to which the technique of Patent Document 1 is applied.
  • the multi-wavelength tunable light source 101 of the accommodation station device 100 outputs a plurality of optical signals.
  • the wavelength interval between the plurality of optical signals can be changed arbitrarily.
  • the light modulator 102 modulates an optical signal of each wavelength with an RF signal to be transmitted.
  • the light modulator 102 generates and outputs light modulation signals having a plurality of wavelengths.
  • the optical fiber 300 transmits light modulation signals of a plurality of wavelengths.
  • the optical duplexer 201 of the base station apparatus 200 branches a plurality of optical modulation signals transmitted by the optical fiber 300 for each wavelength.
  • Each of the plurality of O / E (Optical / Electrical) converters 202-1 to 202-n converts the branched optical modulation signal of each wavelength into an electric signal and demodulates the RF signal.
  • the antenna elements 203-1 to 203-n radiate the demodulated RF signal as a radio wave. At this time, a phase difference also occurs in the RF signal due to the delay difference due to the wavelength dispersion generated when the optical fiber 300 transmits. Therefore, directivity is formed in the radio wave of the radiated RF signal.
  • Non-Patent Document 1 there is a method of beamforming an array antenna using an optical signal applicable to any wireless communication system, not limited to the RoF system.
  • a technique is known in which a fixed wavelength is assigned to each antenna element without controlling the wavelength, and a delay difference is generated by using wavelength dispersion or path difference for an optical signal of each wavelength. (See, for example, Non-Patent Document 1).
  • FIG. 19 is a block diagram showing a wireless system to which the technique of Non-Patent Document 1 is applied.
  • the multi-wavelength tunable light source 401 outputs a plurality of optical signals having different wavelengths.
  • the light modulator 402 modulates an optical signal of each wavelength with an RF signal to be transmitted to generate a plurality of optical modulated signals.
  • the light modulator 402 outputs a plurality of generated light modulation signals to the PDM (programmable dispersion matrix) 403.
  • the PDM 403 captures a plurality of light-modulated signals.
  • FIG. 20 is a block diagram showing an internal configuration of the PDM 403.
  • the PDM 403 includes n + 1 2 ⁇ 2 optical switches 411-1 to 411 (n + 1) and n dispersion element portions 412-1 to 421-n.
  • the dispersion values applied to the input signals by each of the n dispersion element portions 412-1 to 421 -n are D0, 2D0, ..., 2 n-1 D0, respectively.
  • a dispersion fiber or a grating fiber can be applied to the dispersion element portions 412-1 to 421-n.
  • the PDM 403 adjusts the dispersion value as a whole by switching the 2 ⁇ 2 optical switches 411-1 to 411 (n + 1). As a result, each optical modulation signal captured by the PDM 403 has a different delay difference according to the dispersion value adjusted by the PDM 403.
  • the optical duplexer 404 of the wireless system branches a plurality of optical modulation signals output by the PDM 403 for each wavelength.
  • a plurality of output ports included in the optical duplexer 404 are fixedly assigned to each wavelength.
  • each of the antenna elements 406-1 to 406-n is associated with each wavelength in advance.
  • the optical demultiplexer 404 branches and outputs each of the demultiplexed optical modulation signals to the output port corresponding to the wavelength.
  • Each of the plurality of O / E converters 405-1 to 405-n demodulates the RF signal by converting the optical modulation signal of each wavelength that the optical demultiplexer 404 branches and outputs to each of them into an electric signal.
  • the antenna elements 406-1 to 406-n radiate the demodulated RF signal as a radio wave. Due to the delay difference due to the dispersion given by PDM404, the RF signal also has a phase difference. Therefore, directivity is formed in the radio wave of the radiated RF signal.
  • Beam Forming Network Beam Forming Network
  • FIG. 21 is a block diagram showing a beamforming method using the matrix calculation unit 500 that performs the matrix calculation of BFN.
  • the matrix calculation unit 500 includes m input ports 501-1 to 501-m and n output ports 502-1 to 502-n.
  • N antenna elements 503-1 to 503-n are connected to n output ports 502-1 to 502-n.
  • the matrix calculation unit 500 When an RF signal is given to one input port of the matrix calculation unit 500, for example, input port 501-i, the matrix calculation unit 500 performs a BFN matrix calculation on the given RF signal and outputs n pieces.
  • An RF signal having the same amplitude and a linear gradient in phase is output from each of ports 502-1 to 502-n.
  • the n antenna elements 503-1 to 503-n radiate the radio waves of the RF signal output by the output ports 502-1 to 502-n.
  • the radio waves of the n RF signals radiated by the antenna elements 503-1 to 503-n have a linear slope in phase. Therefore, the transmission beam 600-i is formed in a specific direction.
  • the linear inclination of the phase of the RF signal output from the output ports 502-1 to 502-n differs depending on the position of the input ports 501-1 to 501-m. Therefore, for example, it is formed when the RF signal is given to the input port 501-j (i ⁇ j) and the direction direction of the transmission beam 600-i formed when the RF signal is given to the input port 501-i.
  • the directions are different from the directing directions of the transmitted beam 600-j.
  • the BFN matrix operation has input / output reversibility. It is assumed that an RF signal is given to the input ports 501-i of the matrix calculation unit 500, thereby forming a transmission beam 600-i. At this time, when a radio wave of an RF signal of the same frequency arrives from the direction of the transmission beam 600-i, each of the antenna elements 503-1 to 503-n receives the incoming RF signal and performs a matrix operation on the received RF signal. Outputs to n output ports 502-1 to 502-n of unit 500. The matrix calculation unit 500 reversely applies the BFN matrix calculation to the RF signals given to the n output ports 502-1 to 502-n.
  • the matrix calculation unit 500 outputs an RF signal only from the input ports 501-i.
  • the RF signals given to the n output ports 502-1 to 502-n are in-phase synthesized and output from only the input port 501-i, and are output from the input port 501-i. Selecting the output RF signal will form the receive beam.
  • a plurality of transmission beams 600-1 to 600-m can be formed by using the matrix calculation unit 500.
  • a plurality of transmission beams 600-1 to 600-m By giving RF signals to the plurality of input ports 501-1 to 501-m, a plurality of transmission beams 600-1 to 600-m, each having a different direction, are formed.
  • a plurality of received beams can be formed by using the matrix calculation unit 500.
  • a plurality of reception beams are formed.
  • the matrix applied to the BFN matrix calculation performed by the matrix calculation unit 500 for example, Butler Matrix, Rotman Lens, Brass Matrix, Nolen Matrix, etc. are known. Has been done.
  • Patent Document 1 makes the wavelength variable in a state where the dispersion is fixed to cause a delay difference in the modulated optical signal. At this time, it is necessary to greatly adjust the wavelength interval between the optical modulation signals depending on the direction in which the directivity is formed, the length of the optical fiber, and the frequency of the RF signal. Therefore, the wavelength band to be used becomes wide, and it is considered that the wavelength utilization efficiency is lowered.
  • the wavelength is adjusted for directivity formation. Therefore, it is also necessary to adjust the wavelength of the optical signal output to the antenna elements 203-1 to 203-n of the base station apparatus 200. Therefore, it is necessary to change the wavelength of the optical signal output to the antenna elements 203-1 to 203-n of the base station apparatus 200 each time the directivity is formed in the optical duplexer 201 of the base station apparatus 200.
  • the base station apparatus 200 can be simplified by consolidating the functions into the accommodation station apparatus 100 in addition to the long-distance transmission of RF signals.
  • the technique of Patent Document 1 it is necessary to control the optical duplexer 201 of the base station apparatus 200, so that there is a limit to the simplification of the base station apparatus 200.
  • Patent Document 1 requires information on the distance of the optical fiber for wavelength adjustment for adjusting the delay difference between each optical modulation signal.
  • the distance of an optical fiber from the accommodation station device 100 to the base station device 200 is often unknown, or even if known, not the exact length.
  • the optical fiber has a PON (Passive Optical Network) configuration, it is very difficult to measure the fiber length.
  • PON Passive Optical Network
  • the technique of Non-Patent Document 1 fixes the wavelength and makes the dispersion variable to cause a delay difference in the modulated optical signal. Since the wavelength of the technique of Non-Patent Document 1 is fixed, the wavelength utilization efficiency is better than that of Patent Document 1. Moreover, since the optical branch is fixed, it is not necessary to control the optical demultiplexer. However, it is considered that high accuracy is required for the design and manufacture of the PDM for adjusting the variance. Therefore, the technique of Non-Patent Document 1 has a problem that there is a risk of increasing the size and cost of the device.
  • Non-Patent Document 1 does not mention application to RoF.
  • RoF When RoF is applied to the technology shown in Non-Patent Document 1 for long-distance optical fiber transmission, there is a problem that the influence of wavelength dispersion during optical fiber transmission must be considered in addition to the dispersion adjustment by PDM. There is. Further, both Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 refer only to the beamforming of the transmitting antenna, and do not refer to the beamforming of the receiving antenna.
  • Non-Patent Document 2 does not mention application to RoF.
  • the present invention presents a transmission / reception antenna in a wireless communication system using RoF without using control of a base station device and information on the distance of an optical fiber while suppressing deterioration of wavelength utilization efficiency and cost increase.
  • the purpose is to provide a technology that can perform beamforming.
  • an accommodation station transmission unit that modulates light based on an RF signal to generate an optical signal and outputs the generated optical signal and the optical signal output by the accommodation station transmission unit are captured. It is a base station transmitting unit and has a plurality of output ports assigned to each wavelength of the light. The optical signal output by the accommodating station transmitting unit is taken in from an input port, and the taken-in optical signal is used as a wavelength.
  • the optical signal demultiplexed and demultiplexed for each is connected to an optical demultiplexer that outputs the demultiplexed optical signal from the output port corresponding to the wavelength, and to a plurality of output ports of the optical demultiplexer, and the light
  • a plurality of photoelectric converters that demodulate the RF signal by converting the optical signal output by the demultiplexer into an electric signal and output the demodulated RF signal, a plurality of first ports, and a plurality of. It has a second port, each of the first ports is used as a reference port, and a plurality of said signals having different phase changes depending on the position of the reference port with respect to the signal captured by the reference port.
  • Each output of the converter is connected, and each of the first ports has a matrix calculation unit that captures the RF signal output by the photoelectric converter connected to each, and a plurality of the matrix calculation units, each of which is the matrix calculation unit.
  • a plurality of transmission beams connected to each of the second ports and output by each of the second ports to form a transmission beam in a different direction for each wavelength by radiating the RF signal subjected to the matrix calculation of the BFN.
  • It is a wireless transmission system including a transmission antenna and a base station transmission unit having the transmission antenna.
  • One aspect of the present invention includes a plurality of receiving antennas that form and receive a receiving beam from an incoming RF signal, a plurality of first ports, and a plurality of second ports.
  • Each of the ports is used as a reference port, and with respect to the signal taken in by the reference port, the phase of each of the signals output from the plurality of second ports is different depending on the position of the reference port.
  • It is a matrix calculation unit that performs a matrix calculation of BFN that gives a phase change having a linear inclination, and a plurality of the receiving antennas are connected to each of the plurality of the second ports.
  • Each of the above is connected to each of the matrix calculation unit that captures the RF signal received and output by the reception beam by the reception beam and the first port of the matrix calculation unit, and each has a different wavelength.
  • a plurality of light is given, and the given light is modulated to generate an optical signal based on the RF signal obtained by the inverse calculation of the matrix operation of the BFN output from each of the first ports.
  • a base station receiving unit having an optical modulator and an optical combiner that combines the optical signals generated by the plurality of optical modulators and outputs the combined optical signals
  • the base station receiving unit An accommodation station receiver that captures the optical signal to be output, and an optical demultiplexer that captures the optical signal output by the optical combiner of the base station receiver and demultiplexes the optical signal for each wavelength.
  • a radio including an accommodating station receiving unit having an output unit that demolishes the RF signal by converting the optical signal demultiplexed by the optical demultiplexer into an electric signal and outputs the demodulated RF signal. It is a receiving system.
  • One aspect of the present invention is a base station apparatus including the above-mentioned base station transmitting unit and the above-mentioned base station receiving unit.
  • One aspect of the present invention is a wireless communication system including the above wireless transmission system and the above wireless reception system.
  • One aspect of the present invention is a radio transmission method in a radio transmission system including an accommodation station transmission unit and a base station transmission unit, wherein the accommodation station transmission unit modulates light based on an RF signal to produce an optical signal. Is generated, the generated optical signal is output, the optical demultiplexer of the base station transmitting unit captures the optical signal output by the accommodating station transmitting unit from the input port, and the captured optical signal is captured for each wavelength.
  • the optical signal demultiplexed and demultiplexed is output from the output port corresponding to the wavelength among the plurality of output ports assigned for each wavelength of the light, and the plurality of optical electricity of the base station transmitter is output.
  • Each of the photoelectric converters which is a converter and is connected to each of the plurality of output ports of the optical demultiplexer, converts the optical signal output by the optical demultiplexer into an electric signal.
  • the RF signal is demolished, the demolished RF signal is output, and the matrix calculation unit of the base station transmission unit has a plurality of first ports and a plurality of second ports, and the first port is described.
  • Each of the ports is used as a reference port, and with respect to the signal taken in by the reference port, the phase of each of the signals output from the plurality of second ports is different depending on the position of the reference port.
  • Each of the first ports of the matrix calculation unit that performs the matrix calculation of the BFN that gives a phase change having a linear inclination takes in the RF signal output by the photoelectric converter connected to each of the base station.
  • a plurality of transmitting antennas of the transmitting unit emit the RF signal to which the matrix calculation of the BFN is performed, which is output by each of the second ports of the matrix calculation unit, so that the transmitting beam in a different direction for each wavelength is emitted. It is a wireless transmission method that forms.
  • One aspect of the present invention is a radio reception method in a radio reception system including a base station reception unit and an accommodation station reception unit, wherein a plurality of reception antennas of the base station reception unit receive a reception beam by an incoming RF signal. Is formed and received, and is a matrix calculation unit of the base station receiving unit, has a plurality of first ports and a plurality of second ports, and each of the first ports is used as a reference port. , With respect to the signal captured by the reference port, the phase change is different depending on the position of the reference port, and the phase of each of the signals output from the plurality of second ports has a linear gradient.
  • Each of the second ports of the matrix calculation unit that performs the matrix calculation of the BFN that gives the BFN takes in the RF signal that the plurality of receiving antennas connected to each receive and outputs by the receiving beam, and the base station.
  • Different wavelengths given to each of the plurality of optical modulators of the receiving unit based on the RF signal obtained by the inverse operation of the matrix operation of the BFN output by each of the first ports of the matrix calculation unit.
  • the optical combiner of the base station receiving unit combines the optical signals generated by the plurality of the optical modulators, and outputs the combined optical signal.
  • the optical demultiplexer of the accommodation station receiving unit takes in the optical signal output by the optical combiner of the base station receiving unit, demultiplexes the optical signal for each wavelength, and outputs the output unit of the accommodation station receiving unit. Is a radio reception method in which the RF signal is demolished by converting the optical signal demultiplexed by the optical demultiplexer into an electric signal, and the demolished RF signal is output.
  • beamforming of a transmitting / receiving antenna is performed without using control of a base station device and information on the distance of an optical fiber while suppressing deterioration of wavelength utilization efficiency and cost increase. be able to.
  • FIG. 1 shows the technique disclosed in Non-Patent Document 1.
  • FIG. 2 is a block diagram (No. 2) showing a technique disclosed in Non-Patent Document 1. It is a figure which shows the beamforming method using BFN.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a wireless communication system 90 according to an embodiment of the present invention.
  • the wireless communication system 90 includes an accommodation station device 2, a base station device 1, a terminal device 9, and an optical fiber 3 that connects the accommodation station device 2 and the base station device 1.
  • the accommodation station device 2 includes an accommodation station transmitting unit 10 and an accommodation station receiving unit 40.
  • the base station device 1 includes a base station transmitting unit 20 and a base station receiving unit 30.
  • the accommodation station transmission unit 10 transmits an optical signal modulated by an RF signal through the optical fiber 3 to the base station transmission unit 20.
  • the base station transmission unit 20 receives the optical signal, demodulates the RF signal, and transmits the RF signal to the terminal device 9 by wireless communication.
  • the terminal device 9 transmits an RF signal to the base station receiving unit 30 by wireless communication.
  • the base station receiving unit 30 receives the RF signal transmitted by the terminal device 9, and transmits the optical signal modulated by the received RF signal to the accommodating station receiving unit 40 through the optical fiber 3.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the wireless communication system 90 separately for the transmitting side and the receiving side.
  • the terminal device 9 of FIG. 1 is divided into a receiving terminal device 9-1 that only receives RF signals and a transmitting terminal device 9-2 that only transmits RF signals.
  • the optical fiber 3 has two cores, and for convenience of explanation, the downlink optical fiber 3-1 that transmits the RF signal to the receiving terminal device 9-1 and the RF signal from the transmitting terminal device 9-2. It is shown separately from the uplink optical fiber 3-2 that transmits the above.
  • the wireless transmission system 90t includes an accommodation station transmission unit 10, a downlink optical fiber 3-1 and a base station transmission unit 20, and a reception terminal device 9-1.
  • the wireless reception system 90r includes a transmission terminal device 9-2, a base station reception unit 30, an uplink optical fiber 3-2, and an accommodation station reception unit 40.
  • the radio transmission system 90t on the transmitting side having a configuration in which a single mode, that is, a beam of a single RF signal is transmitted and received will be described as a radio transmission system 90t1.
  • the wireless reception system 90r on the receiving side in the single mode will be described as the wireless reception system 90r1.
  • the radio transmission system 90t on the transmitting side having a multi-mode that is, a configuration for transmitting and receiving a beam of a plurality of RF signals will be described as the radio transmission system 90t2.
  • the wireless reception system 90r on the receiving side of the multi-mode will be described as the wireless reception system 90r2.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the wireless transmission system 90t1 of the first embodiment.
  • the wireless transmission system 90t1 includes an accommodation station transmission unit 10s, a base station transmission unit 20, a downlink optical fiber 3-1 and a reception terminal device 9-1 shown in FIG. 2, although not shown in FIG.
  • the accommodation station transmission unit 10s includes an optical modulator 11.
  • Optical modulator 11 intensity captures light of a single wavelength lambda Ti arbitrarily selected from the light of the m wavelength lambda T1 ⁇ lambda Tm, the light of wavelength lambda Ti as an optical carrier, an RF signal to be transmitted It is modulated to generate an optical signal with a wavelength of ⁇ Ti.
  • the wavelengths ⁇ T1 to ⁇ Tm are different wavelengths
  • m is an integer of 2 or more
  • i is any value between 1 and m.
  • the light modulator 11 outputs the generated optical signal having a wavelength of ⁇ Ti to the downlink optical fiber 3-1.
  • FIG. 4 is a block diagram showing an internal configuration of the accommodation station transmission unit 10sa, which is an example of a specific configuration of the accommodation station transmission unit 10s that generates light having a single wavelength ⁇ Ti.
  • the light modulator 11 shown in FIG. 4 has the same configuration as the light modulator 11 shown in FIG.
  • the accommodation station transmission unit 10sa shown in FIG. 4 includes an optical modulator 11, a transmission wavelength control unit 12a, and a tunable wavelength light source 13.
  • the transmission wavelength control unit 12a outputs a control signal for designating the wavelength of the light to be generated to the tunable wavelength light source 13.
  • the tunable light source 13 generates light having any one of the wavelengths ⁇ T1 to ⁇ Tm and any wavelength ⁇ Ti.
  • the tunable light source 13 receives the control signal output by the transmission wavelength control unit 12a, the tunable light source 13 generates and outputs light having the wavelength ⁇ Ti specified in the control signal. That is, when the transmission wavelength control unit 12a switches the wavelength specified by the control signal, the wavelength ⁇ Ti of the optical signal generated and output by the light modulator 11 is switched.
  • the downlink optical fiber 3-1 transmits the optical signal of the wavelength ⁇ Ti output by the light modulator 11 to the base station transmission unit 20.
  • the base station transmitter 20 includes an optical duplexer 21, m O / E converters (in the present specification, the “O / E converter” is also referred to as an “optical electric converter”) 22-1 to 22-. It includes m, a matrix calculation unit 23, and n transmission antennas 24-1 to 24-n.
  • n is an integer of 2 or more, and may have the same value as m or a different value.
  • the optical duplexer 21 includes one input port and m output ports, and one input port is connected to the downlink optical fiber 3-1.
  • Each of the m output ports of the optical demultiplexer 21 is fixedly assigned to each of the m wavelengths ⁇ T1 to ⁇ Tm.
  • O / E converters 22-1 to 22-m are connected to each of the m output ports.
  • the wavelength ⁇ T1 in order from the output port to which the O / E converter 22-1 is connected.
  • Wavelengths of ⁇ T2 , ..., ⁇ Ti , ..., ⁇ Tm are fixedly assigned.
  • the optical demultiplexer 21 captures the optical signal transmitted by the downlink optical fiber 3-1 and demultiplexes the captured optical signal for each wavelength, and branches each of the demultiplexed optical signals to the output port corresponding to the wavelength. And output.
  • Each of the O / E converters 22-1 to 22-m captures optical signals output from n output ports by the optical duplexer 21 and converts the captured optical signals into electrical signals to convert them into optical signals.
  • the superimposed RF signal is demodulated and output.
  • the matrix calculation unit 23 is a functional unit that performs BFN matrix calculation, and includes m first ports Fp23-1 to Fp23-m and n second ports Sp23-1 to Sp23-n. ing.
  • the m first ports Fp23-1 to Fp23-m are input ports, and each of the O / E converters 22-1 to 22-m is connected to each of them, and the O / E converters 22-
  • the RF signal output by each of 1 to 22-m is taken in.
  • the n second ports Sp23-1 to Sp23-n of the matrix calculation unit 23 are output ports, and each of the transmitting antennas 24-1 to 24-n is connected to each of them.
  • the matrix calculation unit 23 When any one of the first ports Fp23-1 to Fp23-m is used as the reference port, the matrix calculation unit 23 has n second ports Sp23- with different phase changes depending on the position of the reference port. BFN matrix calculation is performed to give a phase change in which each phase of the RF signals output from 1 to Sp23-n has a linear gradient to the RF signal captured by the reference port.
  • the matrix calculation unit 23 outputs n RF signals obtained by performing the BFN matrix calculation from the n second ports Sp23-1 to Sp23-n.
  • the n RF signals output from the n second ports Sp23-1 to Sp23-n have the same amplitude.
  • phase change in which the phase of each of the n RF signals output from the n second ports has a linear slope, which is different for each position of the reference port, will be described. ..
  • the matrix calculation unit 23 includes four first ports Fp23-1 to Fp23-4 and four second ports Sp23-1 to Sp23-4. Suppose you are.
  • the matrix calculation unit 23 has, for example, (-45) as a phase change linearly inclined with respect to the RF signal captured from the first port Fp23-1. (°, -90 °, -135 °, 180 °) are given to generate four RF signals with different phases, and the generated four RF signals are used on the second ports Sp23-1 to Sp23-4. Output from each. That is, the matrix calculation unit 23 outputs an RF signal having a phase change of “ ⁇ 45 °” from the second port Sp23-1, and causes a phase change of “ ⁇ 90 °” from the second port Sp23-2. The given RF signal is output, the RF signal with a phase change of "-135 °” is output from the second port Sp23-3, and the phase change of "180 °” is given from the second port Sp23-4. RF signal is output.
  • the matrix calculation unit 23 has a phase change (-135 °) that is linearly inclined with respect to the RF signal captured from the first port Fp23-2. , 0 °, 135 °, -90 °) to generate four RF signals with different phases, and the generated four RF signals are output from each of the second ports Sp23-1 to Sp23-4. Output.
  • the matrix calculation unit 23 has a phase change ( ⁇ 90 °) linearly inclined with respect to the RF signal captured from the first port Fp23-3. , 135 °, 0 °, -135 °) to generate four RF signals with different phases, and the generated four RF signals are output from each of the second ports Sp23-1 to Sp23-4. Output.
  • the matrix calculation unit 23 has a phase change linearly inclined with respect to the RF signal captured from the first port Fp23-4 (180 °, By giving a phase change of -135 °, -90 °, -45 °), four RF signals with different phases are generated, and the generated four RF signals are used for each of the second ports Sp23-1 to Sp23-4. Output from.
  • Each of the transmitting antennas 24-1 to 24-n is connected to each of the second ports Sp23-1 to Sp23-n of the matrix calculation unit 23, and the matrix calculation unit 23 is connected to the second ports Sp23-1 to Sp23-1 to The radio wave of the RF signal output from Sp23-n is emitted.
  • the transmitting beam is formed in a specific direction. Further, different phase changes are given to the RF signal depending on the positions of the first ports Fp23-1 to Fp23-m. Therefore, the direction of the transmitted beam formed is different depending on the positions of the first ports Fp23-1 to Fp23-m of the matrix calculation unit 23.
  • the transmission beam 5-1 is formed for the RF signal captured by the first port Fp23-1
  • the transmission beam 5-i is formed for the RF signal captured by the first port Fp23-i.
  • An example is shown in which the transmission beam 5-m is formed with respect to the RF signal captured by the first port Fp23-m.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a processing flow by the wireless transmission system 90t1 of the first embodiment. The following description will be made assuming that the accommodation station transmission unit 10s is provided with, for example, the accommodation station transmission unit 10sa shown in FIG.
  • the transmission wavelength control unit 12a of the accommodation station transmission unit 10sa outputs a control signal for designating the wavelength ⁇ Ti as any one wavelength to the wavelength tunable light source 13.
  • the tunable light source 13 generates light having a wavelength of ⁇ Ti specified by the control signal and outputs the light to the light modulator 11.
  • the light modulator 11 uses the light of the wavelength ⁇ Ti output by the wavelength variable light source 13 as an optical carrier and intensity-modulates the light with the transmitted RF signal to generate an optical signal.
  • the light modulator 11 outputs the generated optical signal to the downlink optical fiber 3-1 (step Sa1).
  • the downlink optical fiber 3-1 transmits the optical signal output by the optical modulator 11 to the optical duplexer 21 of the base station transmission unit 20.
  • the optical demultiplexer 21 demultiplexes the optical signal captured from the downlink optical fiber 3-1 into m wavelengths ⁇ T1 to ⁇ Tm .
  • the optical demultiplexer 21 branches each of the demultiplexed optical signals into an output port corresponding to the wavelength, and outputs the demultiplexed optical signals to each of the O / E converters 22-1 to 22-m connected to the output port ( Step Sa2).
  • the optical signal output by the light modulator 11 is only an optical signal having a wavelength of ⁇ Ti. Therefore, the optical demultiplexer 21, only the light signal of wavelength lambda Ti demultiplexes, in that only the wavelength lambda Ti are connected to the corresponding output ports in the O / E converter 22-i is capture light signals become.
  • the O / E converter 22-i converts an optical signal having a wavelength of ⁇ Ti , which is branched and output by the optical duplexer 21, into an electric signal and demodulates the RF signal (step Sa3).
  • the O / E converter 22-i outputs the demodulated RF signal to the first port Fp23-i of the matrix calculation unit 23 to which the O / E converter 22-i is connected.
  • the matrix calculation unit 23 uses the first port Fp23-i as a reference port, performs BFN matrix calculation on the RF signal captured by the first port Fp23-i, and performs BFN matrix calculation on the second ports Sp23-1 to Sp23-. From each of n, n RF signals after matrix operation are output (step Sa4).
  • Each of the transmitting antennas 24-1 to 24-n radiates radio waves of n RF signals output from each of the second ports Sp23-1 to Sp23-n by the matrix calculation unit 23 (step Sa5).
  • the transmission beam 5-i is formed in a specific direction according to the position of the first port Fp23-i.
  • the receiving terminal device 9-1 receives and captures the RF signal transmitted by the transmission beam 5-i.
  • the accommodation station transmission unit 10sb shown in FIG. 6 may be applied instead of the accommodation station transmission unit 10sa shown in FIG.
  • the accommodation station transmission unit 10sb shown in FIG. 6 includes an optical modulator 11, a transmission wavelength control unit 12b, a multi-wavelength light source 14, an optical duplexer 15, and an m ⁇ 1 optical switch 16.
  • the light modulator 11 shown in FIG. 6 has the same configuration as the light modulator 11 shown in FIG.
  • the multi-wavelength light source 14 generates and outputs light having wavelengths ⁇ T1 to ⁇ Tm.
  • the optical demultiplexer 15 has one input port and m output ports, and each of the m output ports is fixedly assigned to each of the m wavelengths ⁇ T1 to ⁇ Tm. Has been done.
  • the optical demultiplexer 15 demultiplexes the light having wavelengths ⁇ T1 to ⁇ Tm output by the multi-wavelength light source 14 for each wavelength, and branches and outputs each of the demultiplexed light to the output port corresponding to the wavelength. ..
  • the m ⁇ 1 optical switch 16 includes m input ports and one output port, and each of the m input ports is connected to each of the m output ports of the optical duplexer 15. ing.
  • the m ⁇ 1 optical switch 16 switches the switch based on the control signal received from the transmission wavelength control unit 12b to connect any one of the m input ports to the output port.
  • the transmission wavelength control unit 12b outputs a control signal for connecting an input port and an output port that take in light of one wavelength ⁇ Ti given to the light modulator 11 from the optical duplexer 15 to the m ⁇ 1 optical switch 16.
  • the transmission wavelength control unit 12b switches the output port to which the input port of the m ⁇ 1 optical switch 16 is connected according to the control signal, the wavelength of the optical signal generated and output by the light modulator 11 is switched.
  • the transmission wavelength control unit 12b of the accommodation station transmission unit 10sb transmits the wavelength ⁇ Ti from the optical duplexer 15.
  • a control signal for connecting the input port and the output port to be taken in is output to the m ⁇ 1 optical switch 16.
  • each of the m light sources is m ⁇ . 1 It may be connected to each of the input ports of the optical switch 16.
  • the accommodation station transmission unit 10s includes one light modulator 11, and the light modulator 11 has a single wavelength ⁇ Ti based on the RF signal.
  • the light of is modulated to generate an optical signal, and the generated optical signal is output.
  • the base station transmission unit 20 includes an optical duplexer 21, O / E converters 22-1 to 22-m, a matrix calculation unit 23, and transmission antennas 24-1 to 24-n.
  • the optical demultiplexer 21 has a plurality of output ports assigned to each wavelength of light, captures an optical signal output by the accommodating station transmission unit 10s from the input port, and demultiplexes the captured optical signal for each wavelength. Then, the demultiplexed optical signal is output from the output port corresponding to the wavelength.
  • Each of the O / E converters 22-1 to 22-m is connected to a plurality of output ports of the optical demultiplexer 21, and the O / E converter 22-i has a wavelength ⁇ output by the optical demultiplexer 21.
  • the RF signal is demodulated by converting the Ti optical signal into an electric signal, and the demodulated RF signal is output.
  • the matrix calculation unit 23 has first ports Fp23-1 to Fp23-m and second ports Sp23-1 to Sp23-n, and each of the first ports Fp23-1 to Fp23-m. Is a reference port, and the phase of each signal output from the second ports Sp23-1 to Sp23-n is linear with respect to the signal captured by the reference port, which has a different phase change depending on the position of the reference port.
  • the outputs of the O / E converters 22-1 to 22-m are connected to each of the first ports Fp23-1 to Fp23-m, and the O / E connected to the first port Fp23-i.
  • the RF signal output by the converter 22-i is taken in.
  • Each of the transmitting antennas 24-1 to 24-n is connected to each of the second ports Sp23-1 to Sp23-n of the matrix calculation unit 23.
  • the transmitting antennas 24-1 to 24-n form the transmitting beam 5-i by radiating the RF signal for which the BFN matrix operation is performed, which is output by each of the second ports Sp23-1 to Sp23-n. ..
  • the transmission wavelength control unit 12a of the accommodation station transmission unit 10sa A control signal for specifying the wavelength ⁇ Tj is given to the wavelength variable light source 13 instead of the wavelength ⁇ Ti (where j is any value from 1 to m, and i ⁇ j. To do).
  • the RF signal is output from the O / E converter 22-j, and the j-th first port Fp23-j takes in the RF signal in the matrix calculation unit 23.
  • the transmission beam 5-j is formed in a direction different from the direction of the transmission beam 5-i, and the other receiving terminal device 9-1 may receive the RF signal transmitted by the transmission beam 5-j. become able to.
  • each of the m wavelengths ⁇ T1 to ⁇ Tm and each of the m first ports Fp23-1 to Fp23-m of the matrix calculation unit 23 are fixedly corresponded by the optical demultiplexer 21. This is because it is attached.
  • each of the m wavelengths ⁇ T1 to ⁇ Tm and each of the m transmission beams 5-1 to 5-m are associated one-to-one. Therefore, the transmission beams 5-1 to 5-n formed by the base station transmission unit 20 can be switched only by switching the wavelengths ⁇ T1 to ⁇ Tm in the accommodation station transmission unit 10s.
  • the base station apparatus 1 does not perform anything. Does not require control of. Further, the information on the distance of the downlink optical fiber 3-1 is not required, and the number of wavelengths used is limited to the number of the first ports Fp23-1 to Fp23-m of the matrix calculation unit 23.
  • the first port of the matrix calculation unit 23 that captures the RF signal by the process of designating the wavelength ⁇ Ti generated by the wavelength tunable light source 13. It is configured to select the position of.
  • one input port 501-i is selected from a plurality of input ports 501-1 to 501-m of the matrix calculation unit 500 shown in FIG. Must be selected to give the RF signal.
  • a 1 ⁇ m switch that electrically switches is used, and each of the m input ports of the matrix calculation unit 500 is connected to each of the m output ports of the 1 ⁇ m switch, and the 1 ⁇ m switch is connected.
  • An RF signal will be given to one input port of the m switch.
  • the configuration of the first embodiment there is no switch when the accommodation station transmission unit 10sa shown in FIG. 4 is applied. Further, when the accommodation station transmission unit 10sb shown in FIG. 6 is applied, the first port Fp23 of the matrix calculation unit 23 that captures the RF signal by the process of switching the m ⁇ 1 optical switch 16 that optically switches.
  • the configuration is such that the positions of -1 to Fp23-m are selected.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of the wireless reception system 90r1 of the second embodiment.
  • the wireless reception system 90r1 includes an accommodation station reception unit 40s, a base station reception unit 30, an uplink optical fiber 3-2, and a transmission terminal device 9-2, which is not shown in FIG. 7, but is shown in FIG.
  • the base station receiving unit 30 includes n receiving antennas 31-1 to 31-n, a matrix calculation unit 32, an optical modulation unit 33, and an optical combiner 34.
  • the receiving antennas 31-1 to 31-n receive the radio wave of the RF signal transmitted by the transmitting terminal device 9-2 and output the received RF signal.
  • the matrix calculation unit 32 has the same configuration as the matrix calculation unit 23 of the first embodiment except that the input / output of the RF signal is reversed. That is, the matrix calculation unit 32 is a functional unit that performs a matrix operation of BFN, and has m first ports Fp32-1 to Fp32-m and n second ports Sp32-1 to Sp32-n. It has. Contrary to the first embodiment, each of the first ports Fp32-1 to Fp32-m is an output port, and each of the optical modulators 33-1 to 33-m is connected to each.
  • Each of the second ports Sp32-1 to Sp32-m of the matrix calculation unit 23 is an input port, and each of the receiving antennas 31-1 to 31-n is connected, and the receiving antennas 31-1 to 31- The RF signal received and output by each of n is taken in.
  • the matrix calculation unit 32 uses the reference port for the RF signal captured by the reference port when any one of the first ports Fp32-1 to Fp32-m is used as the reference port. BFN matrix operation that gives a phase change in which each phase of the RF signal output from the n second ports Sp32-1 to Sp32-n has a linear gradient, which is different for each position of. Do.
  • the matrix calculation unit 32 performs each of the second ports Sp32-1 to Sp32-n.
  • the inverse operation of the BFN matrix operation that is, the operation of applying the inverse matrix is performed on the captured RF signal.
  • the matrix calculation unit 32 outputs RF signals after the inverse calculation of the BFN matrix calculation from m first ports Fp32-1 to Fp32-m.
  • the BFN matrix operation has reversibility.
  • the transmission beam 5-i shown in FIG. 3 is formed by giving an RF signal to the i-th first port Fp32-i of the matrix calculation unit 32.
  • an RF signal having the same frequency as the RF signal forming the transmission beam 5-i arrives from the direction of the transmission beam 5-i.
  • the reversibility of the matrix calculation of BFN means that the receiving antennas 31-1 to 31-n receive the RF signal from the direction of the transmission beam 5-i, and the RF signal is received from the second port Sp32-of the matrix calculation unit 32, respectively.
  • the matrix operation unit 32 performs the inverse operation of the matrix operation of BFN given to 1 to Sp32-n, only the i-th first port Fp32-i outputs an RF signal. Therefore, the reception beam 6-i can be formed by selecting the RF signal output from the i-th first port Fp32-i.
  • the optical modulation unit 33 has the internal configuration shown in FIG.
  • the light modulator 33 includes m light modulators 33-1 to 33-m, an optical duplexer 36, and a multi-wavelength light source 35.
  • the multi-wavelength light source 35 generates light having m different wavelengths ⁇ R1 to ⁇ Rm , and outputs the generated light to the optical duplexer 36.
  • each of the wavelengths ⁇ R1 to ⁇ Rm may be a wavelength different from each of the wavelengths ⁇ T1 to ⁇ Tm , or may be the same wavelength as each of the wavelengths ⁇ T1 to ⁇ Tm.
  • the optical demultiplexer 36 includes one input port and m output ports. Each of the m output ports is fixedly assigned to each of the m wavelengths ⁇ R1 to ⁇ Rm and is connected to each of the light modulators 33-1 to 33-m.
  • the light duplexer 36 demultiplexes the light output by the multi-wavelength light source 35 for each wavelength, branches each of the demultiplexed light, and is connected to an output port corresponding to the wavelength. Output to ⁇ 33-m.
  • the light modulators 33-1 to 33-m capture the RF signals output by each of the m first ports Fp32-1 to Fp32-m of the matrix calculation unit 32 to which they are connected.
  • the light modulators 33-1 to 33-m generate an optical signal by intensity-modulating the captured RF signal with light having a wavelength of ⁇ R1 to ⁇ Rm given from the optical duplexer 36 as an optical carrier. And output.
  • each of the m light sources is photomodulated. It may be connected to each of the vessels 33-1 to 33-m.
  • m direct light modulators each producing light having a wavelength of ⁇ T1 to ⁇ Tm are used. May be good.
  • the optical modulator 34 combines the optical signals of m wavelengths ⁇ R1 to ⁇ Rm output by each of the optical modulators 33-1 to 33-m into the upstream optical fiber 3-2. Output.
  • the uplink optical fiber 3-2 transmits an optical signal output by the optical combiner 34 to which the m wavelengths ⁇ R1 to ⁇ Rm are combined is transmitted to the accommodating station receiving unit 40s.
  • the accommodation station receiving unit 40s includes an optical duplexer 41 and an output unit 42.
  • the optical demultiplexer 41 includes one input port and m output ports, and each of the m output ports is fixedly assigned to each of the m wavelengths ⁇ R1 to ⁇ Rm. ing.
  • the optical demultiplexer 41 takes in the optical signal transmitted by the upstream optical fiber 3-2 from the input port, and demultiplexes the taken-in optical signal for each wavelength.
  • the optical demultiplexer 41 branches each of the demultiplexed optical signals to an output port corresponding to a wavelength and outputs the signal.
  • the output unit 42 captures an optical signal output from the output port by the optical duplexer 41, and selects an optical signal corresponding to any one wavelength ⁇ Ri from the optical signals captured from the output port.
  • the output unit 42 converts the selected optical signal into an electric signal, demodulates the RF signal, and outputs the demodulated RF signal.
  • FIG. 9 is a block diagram showing an internal configuration of the accommodation station receiving unit 40sa, which is an example of a specific configuration of the accommodation station receiving unit 40s.
  • the optical demultiplexer 41 shown in FIG. 9 has the same configuration as the optical demultiplexer 41 shown in FIG. 7.
  • the accommodation station receiving unit 40sa shown in FIG. 9 includes an optical duplexer 41, an output unit 42a, and a receiving wavelength control unit 43.
  • the output unit 42a includes an m ⁇ 1 optical switch 44 and an O / E converter 45.
  • the m ⁇ 1 optical switch 44 includes m input ports and one output port, and each of the m input ports is connected to each of the m output ports of the optical duplexer 41. ing.
  • the m ⁇ 1 optical switch 44 switches the switch based on the control signal received from the reception wavelength control unit 43 to connect any one of the m input ports to the output port.
  • the O / E converter 45 converts the optical signal output from the output port by the m ⁇ 1 optical switch 44 into an electric signal, demodulates the RF signal, and outputs the demodulated RF signal.
  • This RF signal is an RF signal received by the reception beam 6-i.
  • Receiving the wavelength control unit 43 outputs a control signal for connecting the input and output ports for taking light of one wavelength lambda Ri which RF signal is superimposed from the optical demultiplexer 41 to m ⁇ 1 optical switch 44.
  • the reception wavelength control unit 43 switches the output port to which the input port of the m ⁇ 1 optical switch 44 is connected by the control signal, the wavelength ⁇ Ri of the light on which the RF signal to be output is superimposed is switched.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a processing flow by the wireless reception system 90r1 of the second embodiment.
  • the accommodation station receiving unit 40s for example, assuming that the accommodation station receiving unit 40sa shown in FIG. 9 is provided, the following description will be given.
  • the receiving antennas 31-1 to 31-n output the received RF signals to the second ports Sp32-1 to Sp32-n of the matrix calculation unit 32 to which they are connected.
  • the matrix calculation unit 32 performs the inverse operation of the BFN matrix operation on the RF signals given to the second ports Sp32-1 to Sp32-n, and the RF signal obtained as the calculation result is the i-th first port. Output from Fp32-i (step Sb1).
  • the matrix calculation unit 32 outputs nothing from the first ports Fp32-1 to Fp32- (i-1) and the first ports Fp32- (i + 1) to Fp32-m.
  • the light modulator 33-i uses the light of the wavelength ⁇ Ri given from the light duplexer 36 as an optical carrier and intensity-modulates the light signal with the RF signal output from the first port Fp32-i by the matrix calculation unit 32. Is generated and output (step Sb2).
  • the light modulators 33-1 to 33- (i-1) and 33- (i + 1) to 33-n other than the light modulators 33-i are connected to the first port Fp32-1 of the matrix calculation unit 32. Since ⁇ Fp32- (i-1) and the first ports Fp32- (i + 1) to Fp32-m do not output anything, the wavelengths ⁇ R1 to ⁇ R (i) given by the light duplexer 36 for each output. -1) Light from ⁇ R (i + 1) to ⁇ Rm is output as it is.
  • Optical multiplexer 34 an optical signal of wavelength lambda Ri which is modulated by the RF signal light modulator 33-i is output, the optical modulators 33-1 ⁇ 33- (i-1) , 33- (i + 1) ⁇ Lights having wavelengths ⁇ R1 to ⁇ R (i-1) and ⁇ R (i + 1) to ⁇ Rm output by 33-n are combined and output to the uplink optical fiber 3-2 (step Sb3).
  • the uplink optical fiber 3-2 transmits the optical signal combined by the optical combiner 34 to the optical duplexer 41 of the accommodating station receiving unit 40sa.
  • the optical demultiplexer 41 demultiplexes the optical signal captured from the upstream optical fiber 3-2 into m wavelengths ⁇ R1 to ⁇ Rm .
  • the optical demultiplexer 41 branches each of the demultiplexed optical signals to an output port corresponding to the wavelength and outputs the signal (step Sb4).
  • the reception wavelength control unit 43 controls to connect the input port of the m ⁇ 1 optical switch 44 connected to the output port assigned to the wavelength ⁇ Ri of the optical duplexer 41 to the output port of the m ⁇ 1 optical switch 44.
  • the signal is output to the m ⁇ 1 optical switch 44.
  • the m ⁇ 1 optical switch 44 receives the control signal and switches the switch, the m ⁇ 1 optical switch 44 outputs an optical signal having a wavelength of ⁇ Ri from the output port.
  • the O / E converter 45 captures an optical signal having a wavelength of ⁇ Ri output from the output port by the m ⁇ 1 optical switch 44, converts the captured optical signal into an electric signal, demodulates the RF signal, and demodulates the RF signal. Is output (step Sb5). This means that the reception beam 6-i is formed because the RF signals arriving from the direction of the reception beam 6-i are homeomorphically synthesized.
  • the accommodation station receiving unit 40sb shown in FIG. 11 may be applied instead of the accommodation station receiving unit 40sa shown in FIG.
  • the accommodation station receiving unit 40sb shown in FIG. 11 includes an optical duplexer 41, an output unit 42b, and a receiving wavelength control unit 43.
  • the optical demultiplexer 41 shown in FIG. 11 has the same configuration as the optical demultiplexer 41 shown in FIG. 7, and the reception wavelength control unit 43 has the same configuration as the reception wavelength control unit 43 shown in FIG. is there.
  • the output unit 42b includes m O / E converters 45-1 to 45-m and an m ⁇ 1 electric switch 46.
  • Each of the m O / E converters 45-1 to 45-m is connected to the m output ports of the optical demultiplexer 41, and from each of the m output ports of the optical demultiplexer 41.
  • the output optical signals having wavelengths ⁇ R1 to ⁇ Rm are converted into electrical signals and output.
  • the m ⁇ 1 electric switch 46 includes m input ports and 1 output port, and each of the m input ports has m O / E converters 45-1 to 45-n. It is connected to each.
  • the m ⁇ 1 electric switch 46 switches the switch based on the control signal received from the reception wavelength control unit 43 to connect any one of the m input ports to the output port.
  • the wavelength ⁇ Ri of the light to be output is first selected by the m ⁇ 1 optical switch 44, and then converted into an electric signal by the O / E converter 45. ..
  • the optical signal is first converted into an electric signal by m O / E converters 45-1 to 45-m, and then the light to be output is output.
  • the wavelength ⁇ Ri is selected by the m ⁇ 1 electric switch 46.
  • the receiving wavelength control unit 43 switches the output port to which the input port of the m ⁇ 1 electric switch 46 is connected by the control signal, so that the output target is The wavelength ⁇ Ri of the light on which the RF signal of is superimposed is switched.
  • the reception wavelength control unit 43 of the accommodation station reception unit 40sb is an O / E converter.
  • the control signal for connecting the input port and the output port for taking in the electric signal output by 45-i is output to the m ⁇ 1 electric switch 46.
  • the m first ports Fp32-1 to Fp32-of the matrix calculation unit 32 Each of m outputs an RF signal having a different amplitude and phase from the original RF signal.
  • RF signals having different amplitudes and phases are given to each of the light modulators 33-1 to 33-m.
  • Each of the light modulators 33-1 to 33-m generates an optical signal having a wavelength of ⁇ R1 to Rm modulated by an RF signal given to each of them.
  • RF signals are divided and superimposed on optical signals having a plurality of wavelengths ⁇ R1 to Rm. Therefore, the output unit 42 of the accommodation station receiving unit 40s needs to perform a process of demodulating the RF signal for a plurality of optical signals output from the plurality of output ports by the optical duplexer 41.
  • the output unit 42 of the accommodation station receiving unit 40s electrically converts each of the optical signals output by the optical demultiplexer 41 after demultiplexing each wavelength, and outputs the RF signal superimposed on each of the optical signals. Demodulate.
  • the output unit 42 may select and output the RF signal having the highest power among the demodulated RF signals, or adjust the amplitude and phase of the plurality of demodulated RF signals to synthesize the maximum ratio. You may output from.
  • the base station receiving unit 30 includes receiving antennas 31-1 to 31-n, optical modulators 33-1 to 33-m, and an optical combiner 34.
  • the receiving antennas 31-1 to 31-n receive the RF signal by the receiving beam 6-i.
  • the matrix calculation unit 32 has first ports Fp32-1 to Fp32-m and second ports Sp32-1 to Sp32-n, and each of the first ports Fp32-1 to Fp32-m. Is a reference port, and the phase of each signal output from the second ports Sp32-1 to Sp32-n is linear with respect to the signal captured by the reference port, which has a different phase change depending on the position of the reference port.
  • Receiving antennas 31-1 to 31-n are connected to each of the second ports Sp32-1 to Sp32-n, and each of the second ports Sp32-1 to Sp32-n receives a beam 6-.
  • the RF signal received by i is taken in.
  • the light modulators 33-1 to 33-m are connected to each of the first ports Fp32-1 to Fp32-m of the matrix calculation unit 32, and light having different wavelengths ⁇ R1 to ⁇ Rm is given to each of the light modulators 33-1 to 33-m.
  • the modulator 33-i modulates the light of the given wavelength ⁇ Ri to generate an optical signal based on the RF signal obtained by the inverse calculation of the BFN matrix operation output by the first port Fp32-i.
  • the optical combiner 34 combines the optical signals generated by the light modulators 3-1 to 33-m and outputs the combined optical signals.
  • the accommodation station receiving unit 40s includes an optical demultiplexer 41 and output units 42a and 42b, and the optical demultiplexer 41 takes in an optical signal output by the optical duplexer 34 and divides the optical signal for each wavelength. Wave.
  • the output units 42a and 42b demodulate the RF signal by converting the optical signal of the wavelength ⁇ Ri included in the optical signal output by the optical duplexer 41 into an electric signal, and output the demodulated RF signal.
  • the transmission terminal device 9-2 for transmitting the radio wave of the RF signal becomes another transmission terminal device 9-2, and the RF signal is different from the reception beam 6-i in the reception beam 6-j.
  • j is any value from 1 to m, and i ⁇ j).
  • the accommodating station receiving unit 40s can capture the RF signal by the receiving beam 6-j by selecting the wavelength ⁇ Rj.
  • the desired RF signal can be captured only by selecting any of the wavelengths ⁇ R1 to ⁇ Rm , that is, each of the m wavelengths ⁇ R1 to ⁇ Rm and m of the matrix calculation unit 32.
  • each of the first ports Fp32-1 to Fp32-m is fixedly associated with the optical combiner 34 and the optical demultiplexer 41.
  • each of the m wavelengths ⁇ R1 to ⁇ Rm and the m received beams 6-1 to 6-m are associated one-to-one. Therefore, the receiving beam 6-1 to 6-m can be switched only by switching the wavelengths ⁇ R1 to ⁇ Rm in the accommodation station receiving unit 40s.
  • the accommodation station receiving unit 40s of the accommodation station apparatus 2 only controls to select the wavelength ⁇ Ti of the optical signal on which the RF signal to be demodulated is superimposed, and the base station apparatus 1 performs the control. Does not require any control. Further, the information on the distance of the upstream optical fiber 3-2 is not required, and the number of wavelengths used is limited to the number of the first ports Fp32-1 to Fp32-m of the matrix calculation unit 32.
  • the input / output of the matrix calculation unit 500 shown in FIG. 21 is reversed, and the plurality of input ports 501-1 to 501 of the matrix calculation unit 500 are reversed. It is necessary to select one input port 501-i from ⁇ m and capture the received RF signal.
  • a 1 ⁇ m switch that electrically switches is used, and each of the m input ports of the 1 ⁇ m switch has m input ports 501-1 to 501-m of the matrix calculation unit 500. Each will be connected.
  • the matrix calculation that outputs the RF signal by the process of switching the m ⁇ 1 optical switch 44 that optically switches in the case of the accommodation station receiving unit 40sa shown in FIG. 9, the matrix calculation that outputs the RF signal by the process of switching the m ⁇ 1 optical switch 44 that optically switches.
  • the position of the first port Fp32-1 to Fp32-m of the unit 32 is selected. Therefore, it is possible to perform switching with low loss as compared with the process of switching the position of the port that electrically outputs the RF signal.
  • the first ports Fp32-1 to Fp32-m of the matrix calculation unit 32 that output the RF signal by the process of switching the m ⁇ 1 electric switch 46. It is configured to select the position.
  • FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of the wireless transmission system 90t2 according to the third embodiment.
  • the wireless transmission system 90t2 includes an accommodation station transmission unit 10m, a base station transmission unit 20, a downlink optical fiber 3-1 and a reception terminal device 9-1 not shown in FIG. 12 but shown in FIG.
  • the accommodation station transmission unit 10m has an internal configuration shown in FIG.
  • the accommodation station transmission unit 10 m includes a multi-wavelength light source 18, an optical duplexer 19, m light modulators 11-1 to 11-m, and an optical duplexer 17.
  • the multi-wavelength light source 18 generates and outputs light having wavelengths ⁇ T1 to ⁇ Tm.
  • the optical demultiplexer 19 has one input port and m output ports, and each of the m output ports is fixedly assigned to m wavelengths ⁇ T1 to ⁇ Tm. There is.
  • the optical demultiplexer 19 demultiplexes the light of wavelengths ⁇ T1 to ⁇ Tm output by the multi-wavelength light source 18 for each wavelength, and branches and outputs each of the demultiplexed light to the output port corresponding to the wavelength. ..
  • Each of the light modulators 11-1 to 11-m is connected to m output ports of the light duplexer 19.
  • Each of the light modulators 11-1 to 11-m captures, for example, RF signals having different transmission destinations.
  • Each of the light modulators 11-1 to 11-m captures light having a wavelength of ⁇ T1 to ⁇ Tm output from the output port of the light duplexer 19 connected to each of the light modulators 11-1 to 11-m.
  • Each of the light modulators 11-1 to 11-m uses the captured light as an optical carrier, performs intensity modulation with the RF signal captured by each, generates an optical signal, and outputs the generated optical signal.
  • the optical combiner 17 combines m optical signals generated by the light modulators 11-1 to 11-m and outputs them to the downlink optical fiber 3-1.
  • FIG. 14 is a flowchart showing a processing flow by the wireless transmission system 90t2 of the third embodiment.
  • the multi-wavelength light source 18 of the accommodation station transmission unit 10 m generates and outputs light having wavelengths ⁇ T1 to ⁇ Tm.
  • the optical demultiplexer 19 demultiplexes the light of wavelengths ⁇ T1 to ⁇ Tm output by the multi-wavelength light source 18 for each wavelength, and branches and outputs each of the demultiplexed light to the output port corresponding to the wavelength. ..
  • Each of the optical modulators 11-1 to 11-m uses light having a wavelength of ⁇ T1 to ⁇ Tm output from the output port of the optical duplexer 19 connected to each as an optical carrier, and has different transmission destinations. Intensity modulation is performed on the RF signal to generate an optical signal. The light modulators 11-1 to 11-m output the generated optical signal to the optical combiner 17 (step Sc1).
  • the optical modulator 17 combines m optical signals output by the optical modulators 11-1 to 11-m and outputs them to the downlink optical fiber 3-1 (step Sc2).
  • the downlink optical fiber 3-1 transmits the optical signal output by the optical combiner 17 to the optical demultiplexer 21 of the base station transmission unit 20.
  • the optical demultiplexer 21 demultiplexes the optical signal captured from the downlink optical fiber 3-1 into m wavelengths ⁇ T1 to ⁇ Tm .
  • the optical demultiplexer 21 branches each of the demultiplexed optical signals into an output port corresponding to the wavelength, and outputs the demultiplexed optical signals to the O / E converters 22-1 to 22-m connected to the output port (step Sc3). ).
  • Each of the O / E converters 22-1 to 22-m converts each of the optical signals having wavelengths ⁇ T1 to ⁇ Tm , which the optical demultiplexer 21 branches and outputs, into an electric signal and demodulates the RF signal. (Step Sc4).
  • Each of the O / E converters 22-1 to 22-m outputs a demodulated RF signal to the first ports Fp23-1 to Fp23-m of the matrix calculation unit 23 connected to each.
  • the matrix calculation unit 23 performs BFN matrix calculation for each of the RF signals captured by the first ports Fp23-1 to Fp23-m.
  • the matrix calculation unit 23 outputs n RF signals obtained as a result of the matrix calculation of BFN from each of the second ports Sp23-1 to Sp23-n (step Sc5).
  • the transmitting antennas 24-1 to 24-n connected to each of the second ports Sp23-1 to Sp23-n radiate the radio waves of the RF signals output by each of the second ports Sp23-1 to Sp23-n. ..
  • the transmission beams 5-1 to 5-m are formed in the directions corresponding to the respective positions of the first ports Fp23-1 to Fp23-m and in different directions. That is, a multi-beam composed of m transmission beams 5-1 to 5-m is formed (step Sc6).
  • Each of the m receiving terminal devices 9-1-1 to 9-1-m receives and captures the RF signal transmitted by the transmission beam 5-1 to 5-m, respectively.
  • the accommodation station transmission unit 10m includes optical modulators 11-1 to 11-m and optical modulators 17, and optical modulators 11-1 to 11-1 to Light having different wavelengths ⁇ T1 to ⁇ Tm is given to each of 11-m.
  • Each of the light modulators 11-1 to 11-m modulates the light given to each of them to generate an optical signal based on the RF signal
  • the optical modulator 17 is an optical modulator 11-1 to 11-.
  • the optical signal generated by m is combined and output.
  • the base station transmission unit 20 includes an optical duplexer 21, O / E converters 22-1 to 22-m, a matrix calculation unit 23, and transmission antennas 24-1 to 24-n.
  • the optical demultiplexer 21 has a plurality of output ports assigned to each wavelength of light, captures an optical signal output by the accommodating station transmission unit 10 m from the input port, and demultiplexes the captured optical signal for each wavelength. Then, the demultiplexed optical signal is output from the output port corresponding to the wavelength.
  • Each of the O / E converters 22-1 to 22-m is connected to a plurality of output ports of the optical demultiplexer 21 and converts the optical signal output by the optical demultiplexer 21 into an electric signal to convert an RF signal. Is demodulated and the demodulated RF signal is output.
  • the matrix calculation unit 23 has first ports Fp23-1 to Fp23-m and second ports Sp23-1 to Sp23-n, and each of the first ports Fp23-1 to Fp23-m. Is a reference port, and the phase of each signal output from the second ports Sp23-1 to Sp23-n is linear with respect to the signal captured by the reference port, which has a different phase change depending on the position of the reference port. Performs a matrix operation of BFN that gives a phase change with a large inclination.
  • the outputs of the O / E converters 22-1 to 22-m are connected to each of the first ports Fp23-1 to Fp23-m, and each of the first ports Fp23-1 to Fp23-m is connected.
  • the RF signal output by the connected O / E converters 22-1 to 22-m is taken in.
  • Each of the transmitting antennas 24-1-1 to 24-n is connected to each of the second ports Sp23-1 to Sp23-n of the matrix calculation unit 23.
  • the transmitting antennas 24-1-1 to 24-n emit the RF signals for which the BFN matrix operation is performed, which are output by each of the second ports Sp23-1 to Sp23-n, so that the transmitting beams 5-1 to 5-n are emitted.
  • each of the m wavelengths ⁇ T1 to ⁇ Tm and each of the transmission antennas 24-1 to 24-m are fixedly supported by the optical combiner 17 and the optical demultiplexer 21. It is attached.
  • each of the m wavelengths ⁇ T1 to ⁇ Tm and each of the m transmission beams 5-1 to 5-m are associated one-to-one. Therefore, in the accommodating station transmission unit 10 m, each of the light having wavelengths ⁇ T1 to ⁇ Tm is used as an optical carrier and modulated by m RF signals to generate m optical signals to generate a multi-beam. That is, m transmission beams 5-1 to 5-n can be formed.
  • the base station device 1 does not require any control. Further, the information on the distance of the downlink optical fiber 3-1 is not required, and the number of wavelengths used is limited to the number of the first ports Fp23-1 to Fp23-m of the matrix calculation unit 23. In addition, it does not have an electrical switch switching configuration. Therefore, it is possible to perform beamforming of the transmitting / receiving antenna without using the control of the base station apparatus and the information of the distance of the optical fiber while suppressing the deterioration of the wavelength utilization efficiency and the cost increase.
  • FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of the wireless reception system 90r2 according to the fourth embodiment.
  • the same configurations as those in FIG. 7 are designated by the same reference numerals, and different configurations will be described below.
  • the wireless reception system 90r2 includes an accommodation station reception unit 40 m, a base station reception unit 30, an uplink optical fiber 3-2, and a transmission terminal device 9-2 shown in FIG. 2, which is not shown in FIG.
  • a transmission terminal device 9-2 shown in FIG. 2, which is not shown in FIG.
  • the accommodation station receiving unit 40m includes an optical duplexer 41 and an output unit 42c, and the output unit 42c includes m O / E converters 45-1 to 45-m.
  • Each of the m O / E converters 45-1 to 45-m is connected to each of the m output ports of the optical demultiplexer 41.
  • the optical demultiplexer 41 demultiplexes the optical signals having wavelengths ⁇ R1 to ⁇ Rm transmitted by the upstream optical fiber 3-2, and branches each of the demultiplexed optical signals to the output port corresponding to the wavelength. And output.
  • Each of the m O / E converters 45-1 to 45-m captures the optical signal output by the optical demultiplexer 41 from each of the m output ports, and converts the captured optical signal into an electric signal.
  • the RF signal is demodulated and output.
  • FIG. 16 is a flowchart showing a processing flow of the wireless reception system 90r2 according to the fourth embodiment.
  • the RF signals transmitted by each of the m transmission terminal devices 9-2-1 to 9-2-m arrive from the directions of the m reception beams 6-1 to 6-m.
  • the n receiving antennas 31-1 to 31-n output the received RF signals to the second ports Sp32-1 to Sp32-n of the matrix calculation unit 32 connected to each.
  • the matrix calculation unit 32 performs the inverse calculation of the BFN matrix calculation on the RF signals captured by the second ports Sp32-1 to Sp32-n, and makes each of the RF signals obtained as the calculation result into the first port Fp32. Output from -1 to Fp32-m (step Sd1).
  • the matrix calculation unit 32 uses the light of the wavelengths ⁇ R1 to ⁇ Rm given by the optical duplexer 36 as an optical carrier, and the matrix calculation unit 32 sets the first port Fp32-.
  • the RF signal output from 1 to Fp32-m is intensity-modulated to generate an optical signal and output (step Sd2).
  • the optical combiner 34 combines m optical signals having wavelengths ⁇ R1 to ⁇ Rm output by each of the light modulators 33-1 to 33-m and outputs them to the upstream optical fiber 3-2 (step Sd3). ).
  • the uplink optical fiber 3-2 transmits the optical signal combined by the optical combiner 34 to the optical duplexer 41 of the accommodating station receiving unit 40 m.
  • the optical demultiplexer 41 demultiplexes the optical signal captured from the upstream optical fiber 3-2 into m wavelengths ⁇ R1 to ⁇ Rm .
  • the optical demultiplexer 41 branches each of the demultiplexed optical signals to an output port corresponding to the wavelength and outputs the signal (step Sd4).
  • Each of the n O / E converters 45-1 to 45-m of the output unit 42c captures an optical signal output from the output port by the optical duplexer 41, and converts the captured optical signal into an electric signal.
  • the RF signal is demodulated and output (step Sd5). This means that the received beams 6-1 to 6-m are formed because the RF signals arriving from the directions of the received beams 6-1 to 6-m are synthesized in common mode.
  • the base station receiving unit 30 includes receiving antennas 31-1 to 31-n, optical modulators 33-1 to 33-m, and an optical combiner 34.
  • the receiving antennas 31-1 to 31-n receive RF signals by receiving beams 6-1 to 6-m.
  • the matrix calculation unit 32 has first ports Fp32-1 to Fp32-m and second ports Sp32-1 to Sp32-n, and each of the first ports Fp32-1 to Fp32-m. Is a reference port, and the phase of each signal output from the second ports Sp32-1 to Sp32-n is linear with respect to the signal captured by the reference port, which has a different phase change depending on the position of the reference port.
  • Receiving antennas 31-1 to 31-n are connected to each of the second ports Sp32-1 to Sp32-n, and each of the second ports Sp32-1 to Sp32-n receives a beam 6-.
  • the RF signal received by 1 to 6-m is taken in.
  • the light modulators 33-1 to 33-m are connected to each of the first ports Fp32-1 to Fp32-m of the matrix calculation unit 32, and light having different wavelengths ⁇ R1 to ⁇ Rm is given to each of the first ports Fp32-1 to Fp32-m.
  • the optical combiner 34 combines the optical signals generated by the light modulators 3-1 to 33-m and outputs the combined optical signals.
  • the accommodation station receiving unit 40m includes an optical demultiplexer 41 and an output unit 42c, and the optical demultiplexer 41 takes in the optical signal output by the optical duplexer 34 and demultiplexes the optical signal for each wavelength. ..
  • the output unit 42c includes O / E converters 45-1 to 45-m connected to the output of the optical duplexer 41, and each of the O / E converters 45-1 to 45-m is optical.
  • the demultiplexer 41 captures optical signals having different wavelengths ⁇ R1 to ⁇ Rn , and converts the captured optical signals into electrical signals to demodulate the RF signal and output the demodulated RF signal.
  • each of the m wavelengths ⁇ R1 to ⁇ Rm and each of the first ports Fp32-1 to Fp32-m of the matrix calculation unit 32 are the optical combiner 34 and the optical demultiplexer. It is fixedly associated with the vessel 41. In other words, it can be said that each of the m wavelengths ⁇ R1 to ⁇ Rm and the m received beams 6-1 to 6-m are associated one-to-one. Therefore, the light modulators 33-1 to 33-m of the base station receiving unit 30 use each of the light of m wavelengths ⁇ R1 to ⁇ Rm as an optical carrier, and the matrix calculation unit 32 sets the first port Fp32-1.
  • the optical combiner 34 combines m optical signals and transmits them to the accommodating station receiving unit 40m, and the accommodating station receiving unit 40m demultiplexes each wavelength and converts them into electrical signals to demodulate the RF signal. Can be output.
  • the wireless reception system 90r2 it is possible to form a multi-beam, that is, m reception beams 6-1 to 6-m corresponding to each of the RF signals.
  • the m first ports Fp32-1 to Fp32-m of the matrix calculation unit 32 Each outputs an RF signal having a different amplitude and phase from the original RF signal.
  • RF signals having different amplitudes and phases are given to each of the light modulators 33-1 to 33-m.
  • Each of the light modulators 33-1 to 33-m generates an optical signal having a wavelength of ⁇ R1 to Rm modulated by an RF signal given to each of them. From another point of view, RF signals are divided and superimposed on optical signals having a plurality of wavelengths ⁇ R1 to Rm.
  • the output unit 42c of the accommodation station receiving unit 40m needs to perform a process of demodulating the RF signal for a plurality of optical signals output from the plurality of output ports by the optical duplexer 41.
  • the output unit 42c of the accommodation station receiving unit 40 m electrically converts each of the optical signals output by the optical demultiplexer 41 after demultiplexing each wavelength, and outputs the RF signal superimposed on each of the optical signals.
  • Demodulate For example, the output unit 42c may select and output the RF signal having the highest power among the demodulated RF signals, or perform MIMO signal processing on the demodulated plurality of RF signals before outputting. May be good.
  • the base station device 1 does not require any control. Further, the information on the distance of the upstream optical fiber 3-2 is not required, and the number of wavelengths used is limited to the number of the first ports Fp32-1 to Fp32-m of the matrix calculation unit 32. In addition, it does not have an electrical switch switching configuration. Therefore, it is possible to perform beamforming of the transmitting / receiving antenna without using the control of the base station apparatus and the information of the distance of the optical fiber while suppressing the deterioration of the wavelength utilization efficiency and the cost increase.
  • the optical fiber 3 is divided into a downlink optical fiber 3-1 and an uplink optical fiber 3-2, assuming that the optical fiber 3 has two cores.
  • FIG. 17 shows. The configuration may be such that the circulators 50 and 60 as shown are used.
  • FIG. 17 is a block diagram showing a configuration in which the accommodation station device 2 and the base station device 1 are connected by a one-core optical fiber 3a.
  • the circulator 50 has three ports.
  • the three ports included in the circulator 50 are a port connected to the accommodating station transmitting unit 10, a port connected to the circulator 60 via the optical fiber 3a, and a port connected to the accommodating station receiving unit 40.
  • the circulator 50 takes in the optical signal output by the accommodation station transmitting unit 10 and outputs it to the optical fiber 3a, and takes in the optical signal transmitted by the optical fiber 3a and outputs it to the accommodation station receiving unit 40.
  • the circulator 60 also has three ports.
  • the three ports included in the circulator 60 are a port connected to the circulator 50 via the optical fiber 3a, a port connected to the base station transmitting unit 20, and a port connected to the base station receiving unit 30.
  • the circulator 60 takes in the optical signal transmitted by the optical fiber 3a and outputs it to the base station transmitting unit 20, and takes in the optical signal output by the base station receiving unit 30 and outputs it to the optical fiber 3a.
  • the base station transmitting unit 20 includes transmission antennas 24-1 to 24-n
  • the base station apparatus 1 is a base.
  • the station receiving unit 30 includes receiving antennas 31-1 to 31-n.
  • the base station apparatus 1 is provided with n circulators 61-1 to 61-n and shares n antenna elements 70-1 to 70-n for transmission and reception. It may be.
  • Each of the circulators 61-1 to 61-n outputs each of the RF signals output from each of the second ports Sp23-1 to Sp23-n by the matrix calculation unit 23 of the base station transmission unit 20 from the antenna elements 70-1 to 70-1 to the antenna elements 70-1 to Sp23-n.
  • each of the circulators 61-1 to 61-n receives and outputs an RF signal received and output by the antenna elements 70-1 to 70-n, respectively, of the second ports Sp32-1 to Sp32-n of the matrix calculation unit 32. Output to.
  • the accommodation station transmission unit 10s is applied to the accommodation station transmission unit 10
  • the accommodation station reception unit 40s is applied to the accommodation station reception unit 40.
  • the accommodation station transmission unit 10m is applied to the accommodation station transmission unit 10
  • the accommodation station reception unit 40m is applied to the accommodation station reception unit 40.
  • the wavelengths of light transmitted by the downlink optical fiber 3-1 are ⁇ T1 to ⁇ Tm
  • the wavelengths of light transmitted by the uplink optical fiber 3-2 are ⁇ R1 to ⁇ Rm.
  • the wavelengths ⁇ T1 to ⁇ Tm and the wavelengths ⁇ R1 to ⁇ Rm are different from each other. There must be.
  • the transmission wavelength control units 12a and 12b and the reception wavelength control unit 43 in the above-described embodiment may be realized by a computer.
  • the program for realizing this function may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium may be read by the computer system and executed.
  • the term "computer system” as used herein includes hardware such as an OS and peripheral devices.
  • the "computer-readable recording medium” refers to a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, or a CD-ROM, or a storage device such as a hard disk built in a computer system.
  • a "computer-readable recording medium” is a communication line for transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line, and dynamically holds the program for a short period of time. It may also include a program that holds a program for a certain period of time, such as a volatile memory inside a computer system that serves as a server or a client in that case. Further, the above program may be for realizing a part of the above-mentioned functions, and may be further realized for realizing the above-mentioned functions in combination with a program already recorded in the computer system. It may be realized by using a programmable logic device such as FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • FPGA Field Programmable Gate Array

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Abstract

収容局送信部が、ＲＦ信号に基づいて光を変調して光信号を生成し、生成した光信号を出力し、基地局送信部が、出力された光信号を波長ごとに分波し、分波した光信号を出力し、分波された光信号を電気信号に変換することによりＲＦ信号を復調し、復調したＲＦ信号を出力し、複数の第１のポートと、複数の第２のポートとを有し、第１のポートの各々を基準ポートとし、基準ポートが取り込んだ信号に対して、基準ポートの位置ごとに異なる位相変化であって複数の第２のポートから出力される信号の各々の位相が線形的な傾きを有する位相変化を与えるＢＦＮの行列演算を行う行列演算部の第１ポートの各々が、復調されたＲＦ信号を取り込み、行列演算部の第２ポートの各々が出力するＲＦ信号を複数の送信アンテナが放射することにより、波長ごとに異なる方向の送信ビームを形成する。

Description

無線送信システム、無線受信システム、基地局装置、及び無線通信システム、並びに無線送信方法、及び無線受信方法
　本発明は、ＲｏＦ(Radio Over Fiber)を利用する無線送信システム、無線受信システム、基地局装置、及び無線通信システム、並びに無線送信方法、及び無線受信方法に関する。
　無線通信サービスにおいて、高速伝送が可能な周波数帯としてミリ波帯が注目されている。しかし、ミリ波帯は伝搬損失が大きいため、長距離伝送が困難であるという問題がある。この問題の解決策の１つとして、ＲｏＦシステムが知られている。ＲｏＦシステムでは、収容局装置（親局）が、伝送したいＲＦ（Radio Frequency：無線周波数）信号により光キャリアを強度変調して光変調信号を生成し、生成した光変調信号を光ファイバで伝送する。基地局装置（子局）は、光ファイバを介して受信した光変調信号をＲＦ信号に復調し、復調したＲＦ信号をアンテナから電波として放射する。このようなＲｏＦシステムを利用することにより、ミリ波帯ＲＦ信号の長距離伝送が可能となる。
　ミリ波帯にＲｏＦシステムを適用して長距離伝送を可能にしたとしても、基地局装置のカバーエリア拡大が課題となる。この課題の解決策の１つがアレーアンテナによるビームフォーミングである。アレーアンテナによるビームフォーミングでは、アレーアンテナの各アンテナ素子に入射するＲＦ信号の位相を制御し、各アンテナ素子から放射される電波を互いに干渉させる。これにより、全体として電波の放射方向を制御する。
　例えば、光ファイバで伝送する際に波長分散によって各波長の光信号間に遅延差が生じるという現象がある。ＲｏＦシステムにおけるビームフォーミングとして、この現象を利用して、光キャリアの波長を制御することで、アンテナ素子に与えるＲＦ信号の位相を制御する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
　図１８は、特許文献１の技術を適用したＲｏＦシステムのブロック図である。収容局装置１００の多波長可変光源１０１は、複数の光信号を出力する。複数の光信号間の波長間隔は、任意に変更可能である。光変調器１０２は、伝送するＲＦ信号により各波長の光信号を変調する。光変調器１０２は、複数の波長の光変調信号を生成して出力する。光ファイバ３００は、複数の波長の光変調信号を伝送する。
　光ファイバ３００が複数の波長の光変調信号を伝送する際に、各光変調信号において波長分散の影響により、波長ごとに異なる遅延差が生じる。基地局装置２００の光分波器２０１は、光ファイバ３００が伝送した複数の光変調信号を波長ごとに分岐する。複数のＯ／Ｅ（Optical／Electrical）変換器２０２－１～２０２－ｎの各々は、分岐された各波長の光変調信号を電気信号に変換してＲＦ信号を復調する。アンテナ素子２０３－１～２０３－ｎは、復調されたＲＦ信号を電波として放射する。このとき、光ファイバ３００が伝送する際に生じた波長分散による遅延差のためにＲＦ信号にも位相差が生じている。そのため、放射するＲＦ信号の電波において指向性が形成される。
　また、ＲｏＦシステムに限られず、任意の無線通信システムに適用可能な光信号を用いるアレーアンテナのビームフォーミングを行う手法がある。その１つとして、波長の制御を行わず、各アンテナ素子に固定波長を割り振っておき、各波長の光信号に対して、波長分散や経路差を利用して遅延差を生じさせる技術が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
　図１９は、非特許文献１の技術を適用した無線システムを示すブロック図である。多波長可変光源４０１は、各々が異なる波長の複数の光信号を出力する。光変調器４０２は、伝送するＲＦ信号により各波長の光信号を変調して、複数の光変調信号を生成する。光変調器４０２は、生成した複数の光変調信号をＰＤＭ（programmable dispersion matrix）４０３に出力する。ＰＤＭ４０３は、複数の光変調信号を取り込む。
　図２０は、ＰＤＭ４０３の内部構成を示すブロック図である。ＰＤＭ４０３は、ｎ＋１個の２×２光スイッチ４１１－１～４１１－（ｎ＋１）と、ｎ個の分散要素部４１２－１～４１２－ｎとを備える。ｎ個の分散要素部４１２－１～４１２－ｎの各々が、入力信号に対して適用する分散値は、それぞれＤ０、２Ｄ０、…、２ｎ－１Ｄ０である。分散要素部４１２－１～４１２－ｎは、例えば、分散ファイバやグレーティングファイバなどを適用することができる。ＰＤＭ４０３は、２×２光スイッチ４１１－１～４１１－（ｎ＋１）を切り替えることで、全体としての分散値を調整する。これにより、ＰＤＭ４０３が取り込んだ各光変調信号に、ＰＤＭ４０３により調整された分散値に従った異なる遅延差が生じる。
　図１９に戻り、無線システムの光分波器４０４は、ＰＤＭ４０３が出力する複数の光変調信号を波長ごとに分岐する。光分波器４０４が備える複数の出力ポートは、各波長に固定的に割り当てられている。これにより、アンテナ素子４０６－１～４０６－ｎの各々が予め各波長に対応付けられる。
　光分波器４０４は、光変調信号を分波すると、分波した光変調信号の各々を波長に対応する出力ポートに分岐して出力する。複数のＯ／Ｅ変換器４０５－１～４０５－ｎの各々は、光分波器４０４が分岐して各々に出力する各波長の光変調信号を電気信号に変換してＲＦ信号を復調する。アンテナ素子４０６－１～４０６－ｎは、復調されたＲＦ信号を電波として放射する。ＰＤＭ４０４が与える分散による遅延差のためにＲＦ信号にも位相差が生じている。そのため、放射するＲＦ信号の電波において指向性が形成される。
　また、ＲＦ信号に対して電気的な位相調整を行ってビームフォーミングを行う場合、一般的には移相器等が用いられるが、その他のビームフォーミング手法として、ＢＦＮ(Beam Forming Network)を利用するものが知られている（例えば、非特許文献２参照）。
　図２１は、ＢＦＮの行列演算を行う行列演算部５００を利用したビームフォーミング手法を示すブロック図である。行列演算部５００は、ｍ個の入力ポート５０１－１～５０１－ｍと、ｎ個の出力ポート５０２－１～５０２－ｎとを備えている。ｎ個の出力ポート５０２－１～５０２－ｎには、ｎ本のアンテナ素子５０３－１～５０３－ｎが接続されている。
　行列演算部５００のある１つの入力ポート、例えば、入力ポート５０１－ｉにＲＦ信号を与えると、行列演算部５００は、与えられたＲＦ信号に対してＢＦＮの行列演算を行い、ｎ個の出力ポート５０２－１～５０２－ｎの各々から振幅が同一で、位相が線形的な傾きを有するＲＦ信号を出力する。ｎ本のアンテナ素子５０３－１～５０３－ｎが、出力ポート５０２－１～５０２－ｎが出力するＲＦ信号の電波を放射する。アンテナ素子５０３－１～５０３－ｎが放射したｎ個のＲＦ信号の電波は、位相が線形的な傾きを有している。そのため、特定の方向に送信ビーム６００－ｉが形成されることになる。
　ＢＦＮの行列演算では、入力ポート５０１－１～５０１－ｍの位置によって、出力ポート５０２－１～５０２－ｎから出力されるＲＦ信号の位相の線形的な傾きが異なるようになっている。そのため、例えば、入力ポート５０１－ｉにＲＦ信号を与えた場合に形成される送信ビーム６００－ｉの指向方向と、入力ポート５０１－ｊ（ｉ≠ｊ）にＲＦ信号を与えた場合に形成される送信ビーム６００－ｊの指向方向とは、それぞれ異なる方向になる。
　また、ＢＦＮの行列演算は、入出力の可逆性を有している。行列演算部５００の入力ポート５０１－ｉにＲＦ信号が与えられ、それにより、送信ビーム６００－ｉが形成されたとする。このとき、送信ビーム６００－ｉの方向から同一周波数のＲＦ信号の電波が到来すると、アンテナ素子５０３－１～５０３－ｎの各々は、到来したＲＦ信号を受信し、受信したＲＦ信号を行列演算部５００のｎ個の出力ポート５０２－１～５０２－ｎに出力する。行列演算部５００は、ｎ個の出力ポート５０２－１～５０２－ｎに与えられたＲＦ信号に対してＢＦＮの行列演算を逆に適用する。その結果、行列演算部５００は、入力ポート５０１－ｉのみからＲＦ信号を出力する。これは、ｎ個の出力ポート５０２－１～５０２－ｎに与えられたＲＦ信号を同相合成して入力ポート５０１－ｉのみから出力していることを意味しており、入力ポート５０１－ｉから出力されるＲＦ信号を選択することは、受信ビームを形成することになる。
　行列演算部５００を用いて、複数の送信ビーム６００－１～６００－ｍを形成することができる。複数の入力ポート５０１－１～５０１－ｍにＲＦ信号を与えることで、各々が異なる方向の複数の送信ビーム６００－１～６００－ｍが形成される。行列演算部５００を用いて、複数の受信ビームを形成することができる。複数の入力ポート５０１－１～５０１－ｍから出力されるＲＦ信号を選択することで、各々が異なる方向の複数の受信ビームが形成される。
　行列演算部５００が行うＢＦＮの行列演算に適用される行列としては、例えば、バトラーマトリックス（Butler Matrix）、ロットマンレンズ(Rotman Lens)、ブラスマトリックス（Blass Matrix）、ノーランマトリックス（Nolen Matrix）などが知られている。
特許第４２４６７２４号公報
Dennis T. K. Tong，Ming C. Wu，"A Novel Multiwavelength Optically Controlled Phased Array Antenna with a Programmable Dispersion Matrix"，IEEE Photonics Technology Letters，1996年6月，VOL.8，NO.6，p.812-814 Luo, Q., Gao, S. S., Liu, W., & Gu, C. "Low-cost Smart Antennas", Wiley, (2019), p.253-265
　上述したように、特許文献１の技術は、分散が固定である状態において、波長を可変にして変調光信号に遅延差を生じさせる。このとき、指向性を形成する方向や光ファイバ長、ＲＦ信号の周波数によっては、光変調信号間の波長間隔を大きく調整する必要がある。そのため、利用する波長帯が広くなってしまい、波長利用効率の低下が考えられる。
　例えば、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplex）－ＰＯＮ（Passive Optical Network）では、各基地局に異なる波長を使用しなければならないという事情がある。このような事情があるＷＤＭ－ＰＯＮに対して特許文献１の技術を適用すると、ＷＤＭ－ＰＯＮに対して更にビームフォーミングのための波長帯を予め確保しておかなければならなくなり、利用する波長帯は大幅に拡大してしまう。
　また、特許文献１の技術では、指向性形成のために波長を調整する。したがって、基地局装置２００のアンテナ素子２０３－１～２０３－ｎに出力する光信号の波長も調整する必要がある。そのため、基地局装置２００の光分波器２０１において、指向性形成を行うごとに、基地局装置２００のアンテナ素子２０３－１～２０３－ｎに出力する光信号の波長を変更する必要がある。
　指向性を動的に変更する際には、光分波器２０１の分岐も動的に変更する必要がある。それには、基地局装置２００の光分波器２０１の制御が必要となる。ＲｏＦシステムを適用する利点の一つは、ＲＦ信号の長距離伝送以外に、収容局装置１００に機能を集約することで基地局装置２００を簡易化できることである。しかし、特許文献１の技術を用いる場合、基地局装置２００の光分波器２０１の制御が必要となるので、基地局装置２００の簡易化に限界がある。
　さらに、特許文献１に示される技術は、各光変調信号間の遅延差調整のための波長調整に、光ファイバの距離の情報を必要とする。一般に、収容局装置１００から基地局装置２００までの光ファイバの距離は、分からないか、あるいは、分かっていたとしても正確な長さまでは分からないことが多い。特に、光ファイバがＰＯＮ（Passive Optical Network）構成になっている場合はファイバ長の測定が非常に困難である。特許文献１では、光ファイバの正確な距離の情報が必要になるため、その適用範囲は非常に限定されてしまうと考えられる。
　これに対して、非特許文献１の技術は、波長を固定して、分散を可変にして変調光信号に遅延差を生じさせる。非特許文献１の技術は、波長が固定であるため、波長利用効率は特許文献１よりも良くなる。また、光分岐は固定的であるため、光分波器を制御する必要がない。しかし、分散を調整するためのＰＤＭの設計・製作には、高い精度が必要になると考えられる。したがって、非特許文献１の技術では、装置の大型化・高コスト化の恐れがあるという問題がある。
　また、非特許文献１には、ＲｏＦへの適用に関する言及はなされていない。非特許文献１に示される技術に対してＲｏＦを適用して長距離光ファイバ伝送する場合には、ＰＤＭによる分散調整以外に、光ファイバ伝送時の波長分散の影響も考慮しなければならないという問題がある。さらに、特許文献１及び非特許文献１ではともに、送信アンテナのビームフォーミングのみ言及しており、受信アンテナのビームフォーミングについては言及されていない。また、非特許文献２にも、ＲｏＦへの適用に関する言及はない。
　上記事情に鑑み、本発明は、ＲｏＦを利用する無線通信システムにおいて、波長利用効率の悪化や高コスト化を抑えつつ、基地局装置の制御及び光ファイバの距離の情報を用いなくても送受信アンテナのビームフォーミングを行うことができる技術の提供を目的としている。
　本発明の一態様は、ＲＦ信号に基づいて光を変調して光信号を生成し、生成した前記光信号を出力する収容局送信部と、前記収容局送信部が出力する前記光信号を取り込む基地局送信部であって、前記光の波長ごとに割り当てられる複数の出力ポートを有しており、前記収容局送信部が出力する前記光信号を入力ポートから取り込み、取り込んだ前記光信号を波長ごとに分波し、分波した前記光信号を、前記波長に対応する前記出力ポートから出力する光分波器と、前記光分波器の複数の前記出力ポートに各々が接続され、前記光分波器が出力する前記光信号を電気信号に変換することにより前記ＲＦ信号を復調し、復調した前記ＲＦ信号を出力する複数の光電気変換器と、複数の第１のポートと、複数の第２のポートとを有しており、前記第１のポートの各々を基準ポートとし、前記基準ポートが取り込んだ信号に対して、前記基準ポートの位置ごとに異なる位相変化であって複数の前記第２のポートから出力される信号の各々の位相が線形的な傾きを有する位相変化を与えるＢＦＮの行列演算を行う行列演算部であって、前記第１ポートの各々に、複数の前記光電気変換器の各々の出力が接続され、前記第１ポートの各々が、各々に接続する前記光電気変換器が出力する前記ＲＦ信号を取り込む行列演算部と、各々が前記行列演算部の複数の前記第２ポートの各々に接続され、前記第２ポートの各々が出力する前記ＢＦＮの行列演算が行われた前記ＲＦ信号を放射することにより、前記波長ごとに異なる方向の送信ビームを形成する複数の送信アンテナと、を有する基地局送信部と、を備える無線送信システムである。
　本発明の一態様は、到来するＲＦ信号により受信ビームを形成して受信する複数の受信アンテナと、複数の第１のポートと、複数の第２のポートとを有しており、前記第１のポートの各々を基準ポートとし、前記基準ポートが取り込んだ信号に対して、前記基準ポートの位置ごとに異なる位相変化であって複数の前記第２のポートから出力される信号の各々の位相が線形的な傾きを有する位相変化を与えるＢＦＮの行列演算を行う行列演算部であって、複数の前記第２のポートの各々に、複数の前記受信アンテナが接続されており、前記第２のポートの各々が、複数の前記受信アンテナが前記受信ビームにより受信して出力する前記ＲＦ信号を取り込む行列演算部と、前記行列演算部の前記第１のポートの各々に接続され、各々に異なる波長の光が与えられ、前記第１のポートの各々が出力する前記ＢＦＮの行列演算の逆演算により得られた前記ＲＦ信号に基づいて、与えられた前記光を変調して光信号を生成する複数の光変調器と、複数の前記光変調器が生成した前記光信号を合波し、合波した前記光信号を出力する光合波器と、を有する基地局受信部と、前記基地局受信部が出力する前記光信号を取り込む収容局受信部であって、前記基地局受信部の前記光合波器が出力する前記光信号を取り込み、前記光信号を波長ごとに分波する光分波器と、前記光分波器が分波した前記光信号を電気信号に変換することにより前記ＲＦ信号を復調し、復調した前記ＲＦ信号を出力する出力部と、を有する収容局受信部と、を備える無線受信システムである。
　本発明の一態様は、上記の基地局送信部と、上記の基地局受信部とを備える基地局装置である。
　本発明の一態様は、上記の無線送信システムと、上記の無線受信システムとを備える無線通信システムである。
　本発明の一態様は、収容局送信部と、基地局送信部とを備える無線送信システムにおける無線送信方法であって、前記収容局送信部が、ＲＦ信号に基づいて光を変調して光信号を生成し、生成した前記光信号を出力し、前記基地局送信部の光分波器が、前記収容局送信部が出力する前記光信号を入力ポートから取り込み、取り込んだ前記光信号を波長ごとに分波し、分波した前記光信号を、前記光の波長ごとに割り当てられる複数の出力ポートの中の前記波長に対応する前記出力ポートから出力し、前記基地局送信部の複数の光電気変換器であって前記光分波器の複数の前記出力ポートに各々が接続する前記光電気変換器の各々が、前記光分波器が出力する前記光信号を電気信号に変換することにより前記ＲＦ信号を復調し、復調した前記ＲＦ信号を出力し、前記基地局送信部の行列演算部であって、複数の第１のポートと、複数の第２のポートとを有し、前記第１のポートの各々を基準ポートとし、前記基準ポートが取り込んだ信号に対して、前記基準ポートの位置ごとに異なる位相変化であって複数の前記第２のポートから出力される信号の各々の位相が線形的な傾きを有する位相変化を与えるＢＦＮの行列演算を行う前記行列演算部の前記第１ポートの各々が、各々に接続する前記光電気変換器が出力する前記ＲＦ信号を取り込み、前記基地局送信部の複数の送信アンテナが、前記行列演算部の前記第２ポートの各々が出力する前記ＢＦＮの行列演算が行われた前記ＲＦ信号を放射することにより、前記波長ごとに異なる方向の送信ビームを形成する無線送信方法である。
　本発明の一態様は、基地局受信部と、収容局受信部とを備える無線受信システムにおける無線受信方法であって、前記基地局受信部の複数の受信アンテナが、到来するＲＦ信号により受信ビームを形成して受信し、前記基地局受信部の行列演算部であって、複数の第１のポートと、複数の第２のポートとを有し、前記第１のポートの各々を基準ポートとし、前記基準ポートが取り込んだ信号に対して、前記基準ポートの位置ごとに異なる位相変化であって複数の前記第２のポートから出力される信号の各々の位相が線形的な傾きを有する位相変化を与えるＢＦＮの行列演算を行う前記行列演算部の前記第２のポートの各々が、各々に接続する複数の前記受信アンテナが前記受信ビームにより受信して出力する前記ＲＦ信号を取り込み、前記基地局受信部の複数の光変調器が、前記行列演算部の前記第１のポートの各々が出力する前記ＢＦＮの行列演算の逆演算により得られた前記ＲＦ信号に基づいて、各々に与えられる異なる波長の光を変調して光信号を生成し、前記基地局受信部の光合波器が、複数の前記光変調器が生成した前記光信号を合波し、合波した前記光信号を出力し、前記収容局受信部の光分波器が、前記基地局受信部の前記光合波器が出力する前記光信号を取り込み、前記光信号を波長ごとに分波し、前記収容局受信部の出力部が、前記光分波器が分波した前記光信号を電気信号に変換することにより前記ＲＦ信号を復調し、復調した前記ＲＦ信号を出力する無線受信方法である。
　本発明により、ＲｏＦを利用する無線通信システムにおいて、波長利用効率の悪化や高コスト化を抑えつつ、基地局装置の制御及び光ファイバの距離の情報を用いなくても送受信アンテナのビームフォーミングを行うことができる。
基本実施形態の構成を示すブロック図である。 基本実施形態を無線送信システムと無線受信システムに分けて示すブロック図である。 第１の実施形態の無線送信システムの構成を示すブロック図である。 第１の実施形態の収容局送信部の内部構成を示すブロック図である。 第１の実施形態の無線送信システムの処理の流れを示すフローチャートである。 第１の実施形態の収容局送信部の他の構成例の内部構成を示すブロック図である。 第２の実施形態の無線受信システムの構成を示すブロック図である。 第２の実施形態の光変調部の内部構成を示すブロック図である。 第２の実施形態の収容局受信部の内部構成を示すブロック図である。 第２の実施形態の無線受信システムの処理の流れを示すフローチャートである。 第２の実施形態の収容局受信部の他の構成例の内部構成を示すブロック図である。 第３の実施形態の無線送信システムの構成を示すブロック図である。 第３の実施形態の収容局送信部の内部構成を示すブロック図である。 第３の実施形態の無線送信システムの処理の流れを示すフローチャートである。 第４の実施形態の無線受信システムの構成を示すブロック図である。 第３の実施形態の無線受信システムの処理の流れを示すフローチャートである。 第１から第４の実施形態における基地局装置と収容局装置の接続構成の一例を示す図である。 特許文献１に開示される技術を示すブロック図である。 非特許文献１に開示される技術を示すブロック図（その１）である。 非特許文献１に開示される技術を示すブロック図（その２）である。 ＢＦＮを用いたビームフォーミング手法を示す図である。
（基本実施形態）
　以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態による無線通信システム９０の構成を示すブロック図である。無線通信システム９０は、収容局装置２、基地局装置１、端末装置９、及び収容局装置２と基地局装置１を接続する光ファイバ３を備える。
　収容局装置２は、収容局送信部１０と、収容局受信部４０とを備える。基地局装置１は、基地局送信部２０と、基地局受信部３０とを備える。収容局送信部１０は、光ファイバ３を通じてＲＦ信号で変調した光信号を基地局送信部２０に送信する。基地局送信部２０は、光信号を受信してＲＦ信号を復調し、無線通信によりＲＦ信号を端末装置９に送信する。端末装置９は、無線通信によりＲＦ信号を基地局受信部３０に送信する。基地局受信部３０は、端末装置９が送信するＲＦ信号を受信し、受信したＲＦ信号で変調した光信号を光ファイバ３を通じて収容局受信部４０に送信する。
　図２は、無線通信システム９０を送信側と受信側に分けて示すブロック図である。図２では、図１の端末装置９を、説明の便宜上、ＲＦ信号の受信のみを行う受信端末装置９－１と、ＲＦ信号の送信のみを行う送信端末装置９－２とに分けて示している。また、光ファイバ３は、２芯あるものとし、説明の便宜上、受信端末装置９－１に向けてＲＦ信号の伝送を行う下り光ファイバ３－１と、送信端末装置９－２からのＲＦ信号の伝送を行う上り光ファイバ３－２とに分けて示している。
　無線通信システム９０を送信側と受信側に分けると、無線送信システム９０ｔ、及び無線受信システム９０ｒとして表すことができる。無線送信システム９０ｔは、収容局送信部１０と、下り光ファイバ３－１と、基地局送信部２０と、受信端末装置９－１とを備える。無線受信システム９０ｒは、送信端末装置９－２と、基地局受信部３０と、上り光ファイバ３－２と、収容局受信部４０とを備える。
　以下、第１の実施形態において、単一モード、すなわち、単一のＲＦ信号のビームを送受信する構成の送信側の無線送信システム９０ｔを無線送信システム９０ｔ１として説明する。また、第２の実施形態において、単一モードの受信側の無線受信システム９０ｒを無線受信システム９０ｒ１として説明する。
　また、第３の実施形態において、マルチモード、すなわち、複数のＲＦ信号のビームを送受信する構成の送信側の無線送信システム９０ｔを無線送信システム９０ｔ２として説明する。また、第４の実施形態において、マルチモードの受信側の無線受信システム９０ｒを無線受信システム９０ｒ２として説明する。
（第１の実施形態：単一モードの送信側）
　図３は、第１の実施形態の無線送信システム９０ｔ１の構成を示すブロック図である。無線送信システム９０ｔ１は、収容局送信部１０ｓ、基地局送信部２０、下り光ファイバ３－１、及び、図３には示していないが、図２に示した受信端末装置９－１を備える。
　収容局送信部１０ｓは、光変調器１１を備える。光変調器１１は、ｍ個の波長λＴ１～λＴｍの光から任意に選択される単一の波長λＴｉの光を取り込み、波長λＴｉの光を光キャリアとして、送信するＲＦ信号で強度変調して波長λＴｉの光信号を生成する。ここで、波長λＴ１～λＴｍは、それぞれ異なる波長であり、ｍは、２以上の整数であり、ｉは、１～ｍの間のいずれかの値である。光変調器１１は、生成した波長λＴｉの光信号を下り光ファイバ３－１に出力する。
　図４は、単一の波長λＴｉの光を生成する収容局送信部１０ｓの具体的な構成の一例である収容局送信部１０ｓａの内部構成を示すブロック図である。なお、図４に示す光変調器１１は、図３の光変調器１１と同一の構成である。図４に示す収容局送信部１０ｓａは、光変調器１１、送信波長制御部１２ａ、及び波長可変光源１３を備える。
　送信波長制御部１２ａは、波長可変光源１３に対して、生成する光の波長を指定する制御信号を出力する。波長可変光源１３は、波長λＴ１～λＴｍのうち、いずれか１つの任意の波長λＴｉの光を生成する。波長可変光源１３は、送信波長制御部１２ａが出力する制御信号を受けると、当該制御信号において指定されている波長λＴｉの光を生成して出力する。すなわち、送信波長制御部１２ａが制御信号により指定する波長を切り替えることで、光変調器１１が生成して出力する光信号の波長λＴｉが切り替わることになる。
　図３に戻り、下り光ファイバ３－１は、光変調器１１が出力する波長λＴｉの光信号を基地局送信部２０に伝送する。基地局送信部２０は、光分波器２１、ｍ個のＯ／Ｅ変換器（本明細書において、「Ｏ／Ｅ変換器」を「光電気変換器」ともいう）２２－１～２２－ｍ、行列演算部２３、及びｎ本の送信アンテナ２４－１～２４－ｎを備える。ここで、ｎは、２以上の整数であり、ｍと同一の値であってもよいし、異なる値であってもよい。
　光分波器２１は、１個の入力ポートと、ｍ個の出力ポートを備えており、１個の入力ポートは、下り光ファイバ３－１に接続されている。光分波器２１のｍ個の出力ポートの各々は、ｍ個の波長λＴ１～λＴｍの各々に固定的に割り当てられている。ｍ個の出力ポートの各々には、Ｏ／Ｅ変換器２２－１～２２－ｍが接続されており、例えば、Ｏ／Ｅ変換器２２－１が接続する出力ポートから順に、波長λＴ１，λＴ２，…，λＴｉ，…，λＴｍの波長が固定的に割り当てられている。
　光分波器２１は、下り光ファイバ３－１が伝送する光信号を取り込み、取り込んだ光信号を波長ごとに分波し、分波した光信号の各々を波長に対応する出力ポートに分岐して出力する。Ｏ／Ｅ変換器２２－１～２２－ｍの各々は、光分波器２１がｎ個の出力ポートから出力する光信号を取り込み、取り込んだ光信号を電気信号に変換することで光信号に重畳されているＲＦ信号を復調して出力する。
　行列演算部２３は、ＢＦＮの行列演算を行う機能部であり、ｍ個の第１のポートＦｐ２３－１～Ｆｐ２３－ｍと、ｎ個の第２のポートＳｐ２３－１～Ｓｐ２３－ｎとを備えている。ｍ個の第１のポートＦｐ２３－１～Ｆｐ２３－ｍは、入力ポートであり、各々にＯ／Ｅ変換器２２－１～２２－ｍの各々が接続されており、Ｏ／Ｅ変換器２２－１～２２－ｍの各々が出力するＲＦ信号を取り込む。行列演算部２３のｎ個の第２のポートＳｐ２３－１～Ｓｐ２３－ｎは、出力ポートであり、各々に送信アンテナ２４－１～２４－ｎの各々が接続されている。
　行列演算部２３は、第１のポートＦｐ２３－１～Ｆｐ２３－ｍのいずれか１つを基準ポートとした場合、基準ポートの位置ごとに異なる位相変化であってｎ個の第２のポートＳｐ２３－１～Ｓｐ２３－ｎから出力されるＲＦ信号の各々の位相が線形的な傾きを有する位相変化を、基準ポートが取り込んだＲＦ信号に対して与えるＢＦＮの行列演算を行う。
　行列演算部２３は、ＢＦＮの行列演算を行うことにより得られるｎ個のＲＦ信号をｎ個の第２のポートＳｐ２３－１～Ｓｐ２３－ｎから出力する。なお、ｎ個の第２のポートＳｐ２３－１～Ｓｐ２３－ｎから出力されるｎ個のＲＦ信号は、振幅が等しくなっている。
　ここで、基準ポートの位置ごとに異なる位相変化であってｎ個の第２のポートから出力されるｎ個のＲＦ信号の各々の位相が線形的な傾きを有する位相変化の具体例について説明する。例えば、ｍ＝ｎ＝４であり、行列演算部２３が、４個の第１のポートＦｐ２３－１～Ｆｐ２３－４と、４個の第２のポートＳｐ２３－１～Ｓｐ２３－４とを備えているとする。
　行列演算部２３は、第１のポートＦｐ２３－１を基準ポートとした場合、第１のポートＦｐ２３－１から取り込んだＲＦ信号に対して線形的に傾いている位相変化として、例えば、（－４５°、－９０°、－１３５°、１８０°）の位相変化を与えて、位相の異なる４つのＲＦ信号を生成し、生成した４つのＲＦ信号を第２のポートＳｐ２３－１～Ｓｐ２３－４の各々から出力する。すなわち、行列演算部２３は、第２のポートＳｐ２３－１から「－４５°」の位相変化を与えたＲＦ信号を出力し、第２のポートＳｐ２３－２から「－９０°」の位相変化を与えたＲＦ信号を出力し、第２のポートＳｐ２３－３から「－１３５°」の位相変化を与えたＲＦ信号を出力し、第２のポートＳｐ２３－４から「１８０°」の位相変化を与えたＲＦ信号を出力する。
　また、行列演算部２３は、第１のポートＦｐ２３－２を基準ポートとした場合、第１のポートＦｐ２３－２から取り込んだＲＦ信号に対して線形的に傾いている位相変化として（－１３５°、０°、１３５°、－９０°）の位相変化を与えて、位相の異なる４つのＲＦ信号を生成し、生成した４つのＲＦ信号を第２のポートＳｐ２３－１～Ｓｐ２３－４の各々から出力する。
　また、行列演算部２３は、第１のポートＦｐ２３－３を基準ポートとした場合、第１のポートＦｐ２３－３から取り込んだＲＦ信号に対して線形的に傾いている位相変化として（－９０°、１３５°、０°、－１３５°）の位相変化を与えて、位相の異なる４つのＲＦ信号を生成し、生成した４つのＲＦ信号を第２のポートＳｐ２３－１～Ｓｐ２３－４の各々から出力する。
　また、行列演算部２３は、第１のポートＦｐ２３－４を基準ポートとした場合、第１のポートＦｐ２３－４から取り込んだＲＦ信号に対して線形的に傾いている位相変化として（１８０°、－１３５°、－９０°、－４５°）の位相変化を与えて、位相の異なる４つのＲＦ信号を生成し、生成した４つのＲＦ信号を第２のポートＳｐ２３－１～Ｓｐ２３－４の各々から出力する。
　送信アンテナ２４－１～２４－ｎの各々は、行列演算部２３の第２のポートＳｐ２３－１～Ｓｐ２３－ｎの各々に接続されており、行列演算部２３が第２のポートＳｐ２３－１～Ｓｐ２３－ｎから出力するＲＦ信号の電波を放射する。
　送信アンテナ２４－１～２４－ｎの各々から放射されるＲＦ信号の電波の位相が線形的な傾きを有していることから特定の方向に送信ビームが形成される。また、第１のポートＦｐ２３－１～Ｆｐ２３－ｍの位置に応じて異なる位相変化がＲＦ信号に与えられる。そのため、形成される送信ビームの方向は、行列演算部２３の第１のポートＦｐ２３－１～Ｆｐ２３－ｍの位置に応じて異なる方向になる。図３では、第１のポートＦｐ２３－１が取り込んだＲＦ信号に対して送信ビーム５－１が形成され、第１のポートＦｐ２３－ｉが取り込んだＲＦ信号に対して送信ビーム５－ｉが形成され、第１のポートＦｐ２３－ｍが取り込んだＲＦ信号に対して送信ビーム５－ｍが形成される例を示している。
（第１の実施形態の無線送信システムによる処理）
　図５は、第１の実施形態の無線送信システム９０ｔ１による処理の流れを示すフローチャートである。収容局送信部１０ｓとして、例えば、図４に示す収容局送信部１０ｓａが備えられているものとして、以下の説明を行う。
　収容局送信部１０ｓａの送信波長制御部１２ａは、いずれか１つの波長として波長λＴｉを指定する制御信号を波長可変光源１３に出力する。波長可変光源１３は、制御信号によって指定される波長λＴｉの光を生成して光変調器１１に出力する。光変調器１１は、波長可変光源１３が出力する波長λＴｉの光を光キャリアとして、送信するＲＦ信号で強度変調して光信号を生成する。光変調器１１は、生成した光信号を下り光ファイバ３－１に出力する（ステップＳａ１）。
　下り光ファイバ３－１は、光変調器１１が出力する光信号を基地局送信部２０の光分波器２１に伝送する。光分波器２１は、下り光ファイバ３－１から取り込んだ光信号をｍ個の波長λＴ１～λＴｍに分波する。光分波器２１は、分波した光信号の各々を波長に対応する出力ポートに分岐し、出力ポートに接続されているＯ／Ｅ変換器２２－１～２２－ｍの各々に出力する（ステップＳａ２）。
　ここでは、光変調器１１が出力する光信号は、波長λＴｉの光信号のみである。そのため、光分波器２１は、波長λＴｉの光信号のみを分波し、波長λＴｉに対応する出力ポートに接続されているＯ／Ｅ変換器２２－ｉのみが光信号を取り込むことになる。Ｏ／Ｅ変換器２２－ｉは、光分波器２１が分岐して出力する波長λＴｉの光信号を電気信号に変換してＲＦ信号を復調する（ステップＳａ３）。
　Ｏ／Ｅ変換器２２－ｉは、自らが接続する行列演算部２３の第１のポートＦｐ２３－ｉに復調したＲＦ信号を出力する。行列演算部２３は、第１のポートＦｐ２３－ｉを基準ポートとし、第１のポートＦｐ２３－ｉが取り込んだＲＦ信号に対してＢＦＮの行列演算を行い、第２のポートＳｐ２３－１～Ｓｐ２３－ｎの各々から行列演算後のｎ個のＲＦ信号を出力する（ステップＳａ４）。
　送信アンテナ２４－１～２４－ｎの各々は、行列演算部２３が第２のポートＳｐ２３－１～Ｓｐ２３－ｎの各々から出力するｎ個のＲＦ信号の電波を放射する（ステップＳａ５）。これにより、第１のポートＦｐ２３－ｉの位置に応じた特定の方向に送信ビーム５－ｉが形成される。受信端末装置９－１は、送信ビーム５－ｉにより送信されたＲＦ信号を受信し、取り込む。
（第１の実施形態の収容局送信部の他の構成例）
　なお、収容局送信部１０ｓとして、図４に示した収容局送信部１０ｓａに替えて、図６に示す収容局送信部１０ｓｂを適用してもよい。図６に示す収容局送信部１０ｓｂは、光変調器１１、送信波長制御部１２ｂ、多波長光源１４、光分波器１５、及びｍ×１光スイッチ１６を備える。なお、図６に示す光変調器１１は、図３の光変調器１１と同一の構成である。
　多波長光源１４は、波長λＴ１～λＴｍの光を生成して出力する。光分波器１５は、１個の入力ポートと、ｍ個の出力ポートを有しており、ｍ個の出力ポートの各々は、ｍ個の波長λＴ１～λＴｍの各々に固定的に割り当てられている。光分波器１５は、多波長光源１４が出力する波長λＴ１～λＴｍの光を、波長ごとに分波し、分波した光の各々を波長に対応する出力ポートに分岐して出力する。
　ｍ×１光スイッチ１６は、ｍ個の入力ポートと、１個の出力ポートを備えており、ｍ個の入力ポートの各々は、光分波器１５のｍ個の出力ポートの各々に接続されている。ｍ×１光スイッチ１６は、送信波長制御部１２ｂから受ける制御信号に基づいてスイッチを切り替えてｍ個の入力ポートのいずれか１つを出力ポートに接続する。
　送信波長制御部１２ｂは、光変調器１１に与える１つの波長λＴｉの光を光分波器１５から取り込む入力ポートと出力ポートを接続させる制御信号をｍ×１光スイッチ１６に出力する。送信波長制御部１２ｂが、制御信号によりｍ×１光スイッチ１６の入力ポートの接続先の出力ポートを切り替えることで、光変調器１１が生成して出力する光信号の波長が切り替わることになる。
　収容局送信部１０ｓｂを適用した場合に送信ビーム５－ｉを形成する場合、図５のステップＳａ１において、収容局送信部１０ｓｂの送信波長制御部１２ｂは、波長λＴｉを光分波器１５から取り込む入力ポートと出力ポートを接続させる制御信号をｍ×１光スイッチ１６に出力することになる。
　なお、図６において、多波長光源１４と光分波器１５に替えて、それぞれが波長λＴ１～λＴｍの光を生成するｍ個の光源を適用し、ｍ個の光源の各々をｍ×１光スイッチ１６の入力ポートの各々に接続するようにしてもよい。
　上記の第１の実施形態の無線送信システム９０ｔ１において、収容局送信部１０ｓは、１つの光変調器１１を備えており、当該光変調器１１が、ＲＦ信号に基づいて、単一波長λＴｉの光を変調して光信号を生成し、生成した光信号を出力する。基地局送信部２０は、光分波器２１と、Ｏ／Ｅ変換器２２－１～２２－ｍと、行列演算部２３と、送信アンテナ２４－１～２４－ｎとを備えている。光分波器２１は、光の波長ごとに割り当てられる複数の出力ポートを有しており、収容局送信部１０ｓが出力する光信号を入力ポートから取り込み、取り込んだ光信号を波長ごとに分波し、分波した光信号を、波長に対応する出力ポートから出力する。Ｏ／Ｅ変換器２２－１～２２－ｍの各々は、光分波器２１の複数の出力ポートに接続され、Ｏ／Ｅ変換器２２－ｉは、光分波器２１が出力する波長λＴｉの光信号を電気信号に変換することによりＲＦ信号を復調し、復調したＲＦ信号を出力する。行列演算部２３は、第１のポートＦｐ２３－１～Ｆｐ２３－ｍと、第２のポートＳｐ２３－１～Ｓｐ２３－ｎとを有しており、第１のポートＦｐ２３－１～Ｆｐ２３－ｍの各々を基準ポートとし、基準ポートが取り込んだ信号に対して、基準ポートの位置ごとに異なる位相変化であって第２のポートＳｐ２３－１～Ｓｐ２３－ｎから出力される信号の各々の位相が線形的な傾きを有する位相変化を与えるＢＦＮの行列演算を行う。第１ポートＦｐ２３－１～Ｆｐ２３－ｍの各々には、Ｏ／Ｅ変換器２２－１～２２－ｍの各々の出力が接続されており、第１ポートＦｐ２３－ｉが、接続するＯ／Ｅ変換器２２－ｉが出力するＲＦ信号を取り込む。送信アンテナ２４－１～２４－ｎは、各々が行列演算部２３の第２ポートＳｐ２３－１～Ｓｐ２３－ｎの各々に接続されている。送信アンテナ２４－１～２４－ｎは、第２ポートＳｐ２３－１～Ｓｐ２３－ｎの各々が出力するＢＦＮの行列演算が行われたＲＦ信号を放射することにより、送信ビーム５－ｉを形成する。
　上記の無線送信システム９０ｔ１において、例えば、送信するＲＦ信号の送信先となる受信端末装置９－１を他の受信端末装置９－１に替える場合、収容局送信部１０ｓａの送信波長制御部１２ａは、波長λＴｉに替えて波長λＴｊを指定する制御信号を波長可変光源１３に与えようにする（ここで、ｊは、１～ｍまでのいずれかの値であり、ｉ≠ｊであるとする）。これにより、Ｏ／Ｅ変換器２２－ｊからＲＦ信号が出力され、行列演算部２３において、ｊ番目の第１のポートＦｐ２３－ｊがＲＦ信号を取り込むことになる。そのため、送信ビーム５－ｉの方向とは、異なる方向に送信ビーム５－ｊを形成され、他の受信端末装置９－１が、送信ビーム５－ｊにより送信されたＲＦ信号を受信することができるようになる。また、１つの受信端末装置９－１が移動する場合も同様である。これは、ｍ個の波長λＴ１～λＴｍの各々と、行列演算部２３のｍ個の第１のポートＦｐ２３－１～Ｆｐ２３－ｍの各々とが、光分波器２１により固定的に対応付けられているためである。言い換えると、ｍ個の波長λＴ１～λＴｍの各々と、ｍ個の送信ビーム５－１～５－ｍの各々とは、一対一に対応付けられているということができる。そのため、収容局送信部１０ｓにおいて、波長λＴ１～λＴｍを切り替えるだけで、基地局送信部２０が形成する送信ビーム５－１～５－ｎを切り替えることができる。
　上記の無線送信システム９０ｔ１では、収容局装置２の収容局送信部１０ｓにおいて送信するＲＦ信号で変調する光信号の波長λＴｉを選択する制御を行っているだけであり、基地局装置１において一切の制御を必要としていない。また、下り光ファイバ３－１の距離の情報も必要としておらず、利用する波長の数は、行列演算部２３の第１のポートＦｐ２３－１～Ｆｐ２３－ｍの数に限られている。
　また、無線送信システム９０ｔ１では、図４に示した収容局送信部１０ｓａの場合、波長可変光源１３が生成する波長λＴｉを指定する処理によって、ＲＦ信号を取り込む行列演算部２３の第１のポートの位置を選択する構成になっている。
　非特許文献２に示される技術を用いてＲｏＦの送信構成を実現する場合、図２１に示す行列演算部５００の複数の入力ポート５０１－１～５０１－ｍから、ある１つの入力ポート５０１－ｉを選択してＲＦ信号を与える必要がある。この場合、例えば、電気的に切り替えを行う１×ｍスイッチが用いられ、１×ｍスイッチのｍ個の出力ポートの各々に行列演算部５００のｍ個の入力ポートの各々が接続され、１×ｍスイッチの１つの入力ポートにＲＦ信号が与えられることになる。このとき、ＲＦ信号が１×ｍスイッチを通過する際に損失が発生し、この損失は、一般に、ｍの値が大きくなるほど増加するという問題がある。
　これに対して、第１の実施形態の構成では、図４に示した収容局送信部１０ｓａを適用する場合にはスイッチは存在しない。また、図６に示した収容局送信部１０ｓｂを適用する場合、光学的にスイッチを行うｍ×１光スイッチ１６のスイッチを切り替える処理によって、ＲＦ信号を取り込む行列演算部２３の第１のポートＦｐ２３－１～Ｆｐ２３－ｍの位置を選択する構成になっている。
　そのため、電気的にＲＦ信号を取り込むポートの位置を切り替える処理に比べると、低損失で切り替えを行うことが可能になっている。したがって、波長利用効率の悪化や高コスト化を抑えつつ、基地局装置１の制御及び光ファイバの距離の情報を用いなくても送受信アンテナのビームフォーミングを行うことができる。
（第２の実施形態：単一モードの受信側）
　図７は、第２の実施形態の無線受信システム９０ｒ１の構成を示すブロック図である。無線受信システム９０ｒ１は、収容局受信部４０ｓ、基地局受信部３０、上り光ファイバ３－２、及び、図７には示していないが、図２に示した送信端末装置９－２を備える。
　基地局受信部３０は、ｎ本の受信アンテナ３１－１～３１－ｎ、行列演算部３２、光変調部３３、光合波器３４を備える。
　受信アンテナ３１－１～３１－ｎは、送信端末装置９－２が送信するＲＦ信号の電波を受信し、受信したＲＦ信号を出力する。
　行列演算部３２は、ＲＦ信号の入出力が逆になる点を除いて、第１の実施形態の行列演算部２３と同一の構成を有している。すなわち、行列演算部３２は、ＢＦＮの行列演算を行う機能部であり、ｍ個の第１のポートＦｐ３２－１～Ｆｐ３２－ｍと、ｎ個の第２のポートＳｐ３２－１～Ｓｐ３２－ｎとを備えている。第１の実施形態とは逆に、第１のポートＦｐ３２－１～Ｆｐ３２－ｍの各々は、出力ポートであり、各々に光変調器３３－１～３３－ｍの各々が接続されている。行列演算部２３の第２のポートＳｐ３２－１～Ｓｐ３２－ｍの各々は、入力ポートであり、受信アンテナ３１－１～３１－ｎの各々が接続されており、受信アンテナ３１－１～３１－ｎの各々が受信して出力するＲＦ信号を取り込む。
　行列演算部３２は、行列演算部２３と同様に、第１のポートＦｐ３２－１～Ｆｐ３２－ｍのいずれか１つを基準ポートとした場合、基準ポートが取り込んだＲＦ信号に対して、基準ポートの位置ごとに異なる位相変化であってｎ個の第２のポートＳｐ３２－１～Ｓｐ３２－ｎから出力されるＲＦ信号の各々の位相が線形的な傾きを有する位相変化を与えるＢＦＮの行列演算を行う。
　これに対して、ｎ個の第２のポートＳｐ３２－１～Ｓｐ３２－ｎの各々にＲＦ信号が与えられた場合、行列演算部３２は、第２のポートＳｐ３２－１～Ｓｐ３２－ｎの各々が取り込んだＲＦ信号に対してＢＦＮの行列演算の逆演算、すなわち逆行列を適用する演算を行う。行列演算部３２は、ＢＦＮの行列演算の逆演算後のＲＦ信号をｍ個の第１のポートＦｐ３２－１～Ｆｐ３２－ｍから出力する。
　ＢＦＮの行列演算は、可逆性を有している。例えば、行列演算部３２のｉ番目の第１のポートＦｐ３２－ｉにＲＦ信号を与えることにより図３に示す送信ビーム５－ｉが形成されたとする。例えば、送信ビーム５－ｉの方向から送信ビーム５－ｉを形成するＲＦ信号と同一周波数のＲＦ信号が到来したとする。ＢＦＮの行列演算の可逆性とは、受信アンテナ３１－１～３１－ｎが送信ビーム５－ｉの方向からＲＦ信号を受信し、そのＲＦ信号をそれぞれ行列演算部３２の第２のポートＳｐ３２－１～Ｓｐ３２－ｎに与えて、行列演算部３２がＢＦＮの行列演算の逆演算を行うと、ｉ番目の第１のポートＦｐ３２－ｉのみがＲＦ信号を出力することをいう。よって、ｉ番目の第１のポートＦｐ３２－ｉから出力されるＲＦ信号を選択することで、受信ビーム６－ｉを形成することができる。
　光変調部３３は、図８に示す内部構成を備えている。光変調部３３は、ｍ個の光変調器３３－１～３３－ｍ、光分波器３６、及び多波長光源３５を備える。多波長光源３５は、異なるｍ個の波長λＲ１～λＲｍの光を生成し、生成した光を光分波器３６に出力する。ここで、波長λＲ１～λＲｍの各々は、波長λＴ１～λＴｍの各々と異なる波長であってもよいし、波長λＴ１～λＴｍの各々と同一の波長であってもよい。
　光分波器３６は、１個の入力ポートと、ｍ個の出力ポートを備えている。ｍ個の出力ポートの各々は、ｍ個の波長λＲ１～λＲｍの各々に固定的に割り当てられており、光変調器３３－１～３３－ｍの各々に接続されている。光分波器３６は、多波長光源３５が出力する光を波長ごとに分波し、分波した光の各々を分岐して波長に対応する出力ポートに接続されている光変調器３３－１～３３－ｍに出力する。
　光変調器３３－１～３３－ｍは、各々が接続する行列演算部３２のｍ個の第１のポートＦｐ３２－１～Ｆｐ３２－ｍの各々が出力するＲＦ信号を取り込む。光変調器３３－１～３３－ｍは、各々に対して光分波器３６から与えられる波長λＲ１～λＲｍの光を光キャリアとして、取り込んだＲＦ信号で強度変調して光信号を生成して出力する。
　なお、図８において、多波長光源３５と光分波器３６に替えて、それぞれが波長λＴ１～λＴｍの光を生成するｍ個の光源を適用し、ｍ個の光源の各々を光変調器３３－１～３３－ｍの各々に接続するようにしてもよい。または、多波長光源３５、光分波器３６、光変調器３３－１～３３－ｍに替えて、それぞれが波長λＴ１～λＴｍの光を生成するｍ個の光直接変調器を用いてもよい。
　図７に戻り、光合波器３４は、光変調器３３－１～３３－ｍの各々が出力するｍ個の波長λＲ１～λＲｍの光信号を合波して上り光ファイバ３－２に出力する。上り光ファイバ３－２は、光合波器３４が出力するｍ個の波長λＲ１～λＲｍが合波された光信号を収容局受信部４０ｓに伝送する。
　収容局受信部４０ｓは、光分波器４１と出力部４２を備える。光分波器４１は、１個の入力ポートと、ｍ個の出力ポートを備えており、ｍ個の出力ポートの各々は、ｍ個の波長λＲ１～λＲｍの各々に固定的に割り当てられている。光分波器４１は、上り光ファイバ３－２が伝送する光信号を入力ポートから取り込み、取り込んだ光信号を波長ごとに分波する。光分波器４１は、分波した光信号の各々を波長に対応する出力ポートに分岐して出力する。
　出力部４２は、光分波器４１が出力ポートから出力する光信号を取り込み、出力ポートから取り込んだ光信号の中からいずれか１つの波長λＲｉに対応する光信号を選択する。出力部４２は、選択した光信号を電気信号に変換してＲＦ信号を復調し、復調したＲＦ信号を出力する。
　図９は、収容局受信部４０ｓの具体的な構成の一例である収容局受信部４０ｓａの内部構成を示すブロック図である。なお、図９に示す光分波器４１は、図７の光分波器４１と同一の構成である。図９に示す収容局受信部４０ｓａは、光分波器４１、出力部４２ａ、及び受信波長制御部４３を備える。出力部４２ａは、ｍ×１光スイッチ４４とＯ／Ｅ変換器４５を備える。
　ｍ×１光スイッチ４４は、ｍ個の入力ポートと、１個の出力ポートを備えており、ｍ個の入力ポートの各々は、光分波器４１のｍ個の出力ポートの各々に接続されている。ｍ×１光スイッチ４４は、受信波長制御部４３から受ける制御信号に基づいてスイッチを切り替えてｍ個の入力ポートのいずれか１つを出力ポートに接続する。Ｏ／Ｅ変換器４５は、ｍ×１光スイッチ４４が出力ポートから出力する光信号を電気信号に変換してＲＦ信号を復調し、復調したＲＦ信号を出力する。このＲＦ信号は、受信ビーム６－ｉにより受信したＲＦ信号である。
　受信波長制御部４３は、ＲＦ信号が重畳されている１つの波長λＲｉの光を光分波器４１から取り込む入力ポートと出力ポートを接続させる制御信号をｍ×１光スイッチ４４に出力する。受信波長制御部４３が制御信号によりｍ×１光スイッチ４４の入力ポートの接続先の出力ポートを切り替えることで、出力対象のＲＦ信号が重畳されている光の波長λＲｉが切り替わることになる。
（第２の実施形態の無線受信システムによる処理）
　図１０は、第２の実施形態の無線受信システム９０ｒ１による処理の流れを示すフローチャートである。収容局受信部４０ｓとして、例えば、図９に示す収容局受信部４０ｓａが備えられているものとして、以下の説明を行う。
　受信ビーム６－ｉの方向から、送信端末装置９－２が送信するＲＦ信号が到来したとする。受信アンテナ３１－１～３１－ｎは、受信したＲＦ信号を各々が接続する行列演算部３２の第２のポートＳｐ３２－１～Ｓｐ３２－ｎに出力する。行列演算部３２は、第２のポートＳｐ３２－１～Ｓｐ３２－ｎに与えられるＲＦ信号に対してＢＦＮの行列演算の逆演算を行い、演算結果として得られるＲＦ信号をｉ番目の第１のポートＦｐ３２－ｉから出力する（ステップＳｂ１）。
　このとき、行列演算部３２は、第１のポートＦｐ３２－１～Ｆｐ３２－（ｉ－１）、及び第１のポートＦｐ３２－（ｉ＋１）～Ｆｐ３２－ｍから何も出力しない。光変調器３３－ｉは、光分波器３６から与えられる波長λＲｉの光を光キャリアとして、行列演算部３２が第１のポートＦｐ３２－ｉから出力するＲＦ信号で強度変調して光信号を生成して出力する（ステップＳｂ２）。
　光変調器３３－ｉ以外の光変調器３３－１～３３－（ｉ－１），３３－（ｉ＋１）～３３－ｎは、各々が接続する行列演算部３２の第１のポートＦｐ３２－１～Ｆｐ３２－（ｉ－１）、及び第１のポートＦｐ３２－（ｉ＋１）～Ｆｐ３２－ｍが何も出力しないため、各々に対して光分波器３６から与えられる波長λＲ１～λＲ（ｉ－１），λＲ（ｉ＋１）～λＲｍの光をそのまま出力する。
　光合波器３４は、光変調器３３－ｉが出力するＲＦ信号によって変調された波長λＲｉの光信号と、光変調器３３－１～３３－（ｉ－１），３３－（ｉ＋１）～３３－ｎが出力する波長λＲ１～λＲ（ｉ－１），λＲ（ｉ＋１）～λＲｍの光を合波して上り光ファイバ３－２に出力する（ステップＳｂ３）。
　上り光ファイバ３－２は、光合波器３４が合波した光信号を収容局受信部４０ｓａの光分波器４１に伝送する。光分波器４１は、上り光ファイバ３－２から取り込んだ光信号をｍ個の波長λＲ１～λＲｍに分波する。光分波器４１は、分波した光信号の各々を波長に対応する出力ポートに分岐して出力する（ステップＳｂ４）。
　受信波長制御部４３は、光分波器４１の波長λＲｉに割り当てられている出力ポートに接続するｍ×１光スイッチ４４の入力ポートを、ｍ×１光スイッチ４４の出力ポートに接続させる制御信号をｍ×１光スイッチ４４に出力する。ｍ×１光スイッチ４４が、当該制御信号を受けてスイッチの切り替えを行うことにより、ｍ×１光スイッチ４４は、出力ポートから波長λＲｉの光信号を出力する。
　Ｏ／Ｅ変換器４５は、ｍ×１光スイッチ４４が出力ポートから出力する波長λＲｉの光信号を取り込み、取り込んだ光信号を電気信号に変換してＲＦ信号を復調し、復調したＲＦ信号を出力する（ステップＳｂ５）。これは、受信ビーム６－ｉの方向から到来するＲＦ信号を同相合成したものとなっているため、受信ビーム６－ｉを形成していることになる。
（第２の実施形態の収容局受信部の他の構成例）
　なお、収容局受信部４０ｓとして、図９に示した収容局受信部４０ｓａに替えて、図１１に示す収容局受信部４０ｓｂを適用してもよい。図１１に示す収容局受信部４０ｓｂは、光分波器４１、出力部４２ｂ、及び受信波長制御部４３を備える。なお、図１１に示す光分波器４１は、図７の光分波器４１と同一の構成であり、受信波長制御部４３は、図９に示した受信波長制御部４３と同一の構成である。
　出力部４２ｂは、ｍ個のＯ／Ｅ変換器４５－１～４５－ｍとｍ×１電気スイッチ４６を備える。ｍ個のＯ／Ｅ変換器４５－１～４５－ｍの各々は、光分波器４１のｍ個の出力ポートに接続されており、光分波器４１のｍ個の出力ポートの各々から出力される波長λＲ１～λＲｍの光信号を電気信号に変換して出力する。
　ｍ×１電気スイッチ４６は、ｍ個の入力ポートと、１個の出力ポートを備えており、ｍ個の入力ポートの各々は、ｍ個のＯ／Ｅ変換器４５－１～４５－ｎの各々に接続されている。ｍ×１電気スイッチ４６は、受信波長制御部４３から受ける制御信号に基づいてスイッチを切り替えてｍ個の入力ポートのいずれか１つを出力ポートに接続する。
　すなわち、図９の収容局受信部４０ｓａでは、先に出力対象となる光の波長λＲｉをｍ×１光スイッチ４４により選択してから、Ｏ／Ｅ変換器４５により電気信号に変換している。これに対して、図１１の収容局受信部４０ｓｂでは、先にｍ個のＯ／Ｅ変換器４５－１～４５－ｍにより光信号を電気信号に変換してから、出力対象となる光の波長λＲｉをｍ×１電気スイッチ４６により選択しているという構成になる。したがって、収容局受信部４０ｓｂにおいても、収容局受信部４０ｓａと同様に、受信波長制御部４３が制御信号によりｍ×１電気スイッチ４６の入力ポートの接続先の出力ポートを切り替えることで、出力対象のＲＦ信号が重畳されている光の波長λＲｉが切り替わることになる。
　収容局受信部４０ｓｂを適用した場合に、受信ビーム６－ｉの方向からＲＦ信号が到来すると、図１０のステップＳｂ５において、収容局受信部４０ｓｂの受信波長制御部４３は、Ｏ／Ｅ変換器４５－ｉが出力する電気信号を取り込む入力ポートと出力ポートを接続させる制御信号をｍ×１電気スイッチ４６に出力することになる。
　なお、上記の無線受信システム９０ｒ１において、受信ビーム６－１～６－ｍの方向以外の方向からＲＦ信号が到来した場合、行列演算部３２のｍ個の第１のポートＦｐ３２－１～Ｆｐ３２－ｍの各々が、元のＲＦ信号とは振幅や位相の異なるＲＦ信号を出力することになる。
　この場合、光変調器３３－１～３３－ｍの各々に対して振幅や位相の異なるＲＦ信号が与えられる。光変調器３３－１～３３－ｍの各々は、各々に与えられるＲＦ信号で変調した波長λＲ１～Ｒｍの光信号を生成する。別の見方をすると、複数の波長λＲ１～Ｒｍの光信号においてＲＦ信号が分かれて重畳されている状態となる。そのため、収容局受信部４０ｓの出力部４２は、光分波器４１が複数の出力ポートから出力する複数の光信号を対象としてＲＦ信号を復調する処理を行う必要がある。例えば、収容局受信部４０ｓの出力部４２は、光分波器４１が波長ごとに分波して出力する光信号の各々を電気変換して、光信号の各々に重畳されているＲＦ信号を復調する。出力部４２は、例えば、復調したＲＦ信号のなかで最も電力の高いＲＦ信号を選択して出力してもよいし、復調した複数のＲＦ信号の振幅や位相を調整して最大比合成してから出力するようにしてもよい。
　上記の第２の実施形態の無線受信システム９０ｒ１において、基地局受信部３０は、受信アンテナ３１－１～３１－ｎと、光変調器３３－１～３３－ｍと、光合波器３４とを備えており、受信アンテナ３１－１～３１－ｎは、受信ビーム６－ｉによりＲＦ信号を受信する。行列演算部３２は、第１のポートＦｐ３２－１～Ｆｐ３２－ｍと、第２のポートＳｐ３２－１～Ｓｐ３２－ｎとを有しており、第１のポートＦｐ３２－１～Ｆｐ３２－ｍの各々を基準ポートとし、基準ポートが取り込んだ信号に対して、基準ポートの位置ごとに異なる位相変化であって第２のポートＳｐ３２－１～Ｓｐ３２－ｎから出力される信号の各々の位相が線形的な傾きを有する位相変化を与えるＢＦＮの行列演算を行う。第２のポートＳｐ３２－１～Ｓｐ３２－ｎの各々には、受信アンテナ３１－１～３１－ｎが接続されており、第２のポートＳｐ３２－１～Ｓｐ３２－ｎの各々が、受信ビーム６－ｉにより受信したＲＦ信号を取り込む。光変調器３３－１～３３－ｍは、行列演算部３２の第１のポートＦｐ３２－１～Ｆｐ３２－ｍの各々に接続され、各々に異なる波長λＲ１～λＲｍの光が与えられ、光変調器３３－ｉは、第１のポートＦｐ３２－ｉが出力するＢＦＮの行列演算の逆演算により得られたＲＦ信号に基づいて、与えられた波長λＲｉの光を変調して光信号を生成する。光合波器３４は、光変調器３－１～３３－ｍが生成した光信号を合波し、合波した光信号を出力する。収容局受信部４０ｓは、光分波器４１と、出力部４２ａ，４２ｂを備えており、光分波器４１は、光合波器３４が出力する光信号を取り込み、光信号を波長ごとに分波する。出力部４２ａ，４２ｂは、光分波器４１が出力する光信号に含まれる波長λＲｉの光信号を電気信号に変換することによりＲＦ信号を復調し、復調したＲＦ信号を出力する。
　上記の無線受信システム９０ｒ１において、ＲＦ信号の電波を送信する送信端末装置９－２が他の送信端末装置９－２になり、ＲＦ信号が受信ビーム６－ｉとは異なる受信ビーム６－ｊの方向から到来したとする。（ここで、ｊは、１～ｍまでのいずれかの値であり、ｉ≠ｊであるとする）。この場合、収容局受信部４０ｓは、波長λＲｊを選択することにより、受信ビーム６－ｊによりＲＦ信号を取り込むことができる。このように波長λＲ１～λＲｍのいずれかを選択することのみによって所望のＲＦ信号を取り込むことができるのは、ｍ個の波長λＲ１～λＲｍの各々と、行列演算部３２のｍ個の第１のポートＦｐ３２－１～Ｆｐ３２－ｍの各々とが、光合波器３４及び光分波器４１により固定的に対応付けられているためである。言い換えると、ｍ個の波長λＲ１～λＲｍの各々と、ｍ個の受信ビーム６－１～６－ｍとは、一対一に対応付けられているということができる。そのため、収容局受信部４０ｓにおいて、波長λＲ１～λＲｍを切り替えるだけで、受信ビーム６－１～６－ｍを切り替えることができる。
　上記の無線受信システム９０ｒ１では、収容局装置２の収容局受信部４０ｓにおいて復調するＲＦ信号が重畳された光信号の波長λＴｉを選択する制御を行っているだけであり、基地局装置１において一切の制御を必要としていない。また、上り光ファイバ３－２の距離の情報も必要としておらず、利用する波長の数は、行列演算部３２の第１のポートＦｐ３２－１～Ｆｐ３２－ｍの数に限られている。
　非特許文献２に示される技術を用いてＲｏＦの受信構成を実現する場合、図２１に示す行列演算部５００の入出力を逆にして、行列演算部５００の複数の入力ポート５０１－１～５０１－ｍから、ある１つの入力ポート５０１－ｉを選択して受信したＲＦ信号を取り込む必要がある。この場合、例えば、電気的に切り替えを行う１×ｍスイッチが用いられ、１×ｍスイッチのｍ個の入力ポートの各々に行列演算部５００のｍ個の入力ポート５０１－１～５０１－ｍの各々が接続されることになる。このとき、ＲＦ信号が１×ｍスイッチを通過する際に損失が発生し、この損失は、一般に、ｍの値が大きくなるほど増加するという問題がある。
　これに対して、無線受信システム９０ｒ１では、図９に示した収容局受信部４０ｓａの場合、光学的にスイッチを行うｍ×１光スイッチ４４のスイッチを切り替える処理によって、ＲＦ信号を出力する行列演算部３２の第１のポートＦｐ３２－１～Ｆｐ３２－ｍの位置を選択する構成になっている。そのため、電気的にＲＦ信号を出力するポートの位置を切り替える処理に比べると、低損失で切り替えを行うことが可能になっている。
　また、図１１に示した収容局受信部４０ｓｂの場合、ｍ×１電気スイッチ４６のスイッチを切り替える処理によって、ＲＦ信号を出力する行列演算部３２の第１のポートＦｐ３２－１～Ｆｐ３２－ｍの位置を選択する構成になっている。
（第３の実施形態：マルチモードの送信側）
　図１２は、第３の実施形態の無線送信システム９０ｔ２の構成を示すブロック図である。図１２において、図３と同一の構成については、同一の符号を付し、以下、異なる構成について説明する。無線送信システム９０ｔ２は、収容局送信部１０ｍ、基地局送信部２０、下り光ファイバ３－１、及び、図１２には示していないが、図２に示した受信端末装置９－１を備える。ここでは、受信端末装置９－１は、ｍ台存在しているものとし、それぞれを受信端末装置９－１－１～９－１－ｍとする。
　収容局送信部１０ｍは、図１３に示す内部構成を有している。収容局送信部１０ｍは、多波長光源１８、光分波器１９、ｍ個の光変調器１１－１～１１－ｍ、及び光合波器１７を備える。多波長光源１８は、波長λＴ１～λＴｍの光を生成して出力する。光分波器１９は、１個の入力ポートと、ｍ個の出力ポートを有しており、ｍ個の出力ポートの各々は、ｍ個の波長λＴ１～λＴｍに固定的に割り当てられている。光分波器１９は、多波長光源１８が出力する波長λＴ１～λＴｍの光を、波長ごとに分波し、分波した光の各々を波長に対応する出力ポートに分岐して出力する。
　光変調器１１－１～１１－ｍの各々は、光分波器１９のｍ個の出力ポートに接続されている。光変調器１１－１～１１－ｍの各々は、例えば、送信先の異なるＲＦ信号を取り込む。光変調器１１－１～１１－ｍの各々は、各々に接続する光分波器１９の出力ポートから出力される波長λＴ１～λＴｍの光を取り込む。光変調器１１－１～１１－ｍの各々は、取り込んだ光を光キャリアとして、各々が取り込んだＲＦ信号で強度変調を行って光信号を生成し、生成した光信号を出力する。光合波器１７は、光変調器１１－１～１１－ｍが生成したｍ個の光信号を合波して下り光ファイバ３－１に出力する。
（第３の実施形態の無線送信システムによる処理）
　図１４は、第３の実施形態の無線送信システム９０ｔ２による処理の流れを示すフローチャートである。収容局送信部１０ｍの多波長光源１８は、波長λＴ１～λＴｍの光を生成して出力する。光分波器１９は、多波長光源１８が出力する波長λＴ１～λＴｍの光を、波長ごとに分波し、分波した光の各々を波長に対応する出力ポートに分岐して出力する。
　光変調器１１－１～１１－ｍの各々は、各々に接続する光分波器１９が出力ポートから出力する波長λＴ１～λＴｍの光を光キャリアとして、各々が取り込んだ送信先の異なるＲＦ信号で強度変調を行って光信号を生成する。光変調器１１－１～１１－ｍは、生成した光信号を光合波器１７に出力する（ステップＳｃ１）。
　光合波器１７は、光変調器１１－１～１１－ｍが出力するｍ個の光信号を合波して下り光ファイバ３－１に出力する（ステップＳｃ２）。下り光ファイバ３－１は、光合波器１７が出力する光信号を基地局送信部２０の光分波器２１に伝送する。光分波器２１は、下り光ファイバ３－１から取り込んだ光信号をｍ個の波長λＴ１～λＴｍに分波する。光分波器２１は、分波した光信号の各々を波長に対応する出力ポートに分岐し、出力ポートに接続されているＯ／Ｅ変換器２２－１～２２－ｍに出力する（ステップＳｃ３）。
　Ｏ／Ｅ変換器２２－１～２２－ｍの各々は、光分波器２１が分岐して出力する波長λＴ１～λＴｍの光信号の各々を電気信号に変換してＲＦ信号を復調する（ステップＳｃ４）。Ｏ／Ｅ変換器２２－１～２２－ｍの各々は、各々に接続する行列演算部２３の第１のポートＦｐ２３－１～Ｆｐ２３－ｍに復調したＲＦ信号を出力する。行列演算部２３は、第１のポートＦｐ２３－１～Ｆｐ２３－ｍが取り込んだＲＦ信号の各々に対してＢＦＮの行列演算を行う。行列演算部２３は、ＢＦＮの行列演算の結果として得られたｎ個のＲＦ信号を第２のポートＳｐ２３－１～Ｓｐ２３－ｎの各々から出力する（ステップＳｃ５）。
　第２のポートＳｐ２３－１～Ｓｐ２３－ｎの各々に接続する送信アンテナ２４－１～２４－ｎは、第２のポートＳｐ２３－１～Ｓｐ２３－ｎの各々が出力するＲＦ信号の電波を放射する。これにより、第１のポートＦｐ２３－１～Ｆｐ２３－ｍの各々の位置に応じた方向であって、それぞれが異なる方向に送信ビーム５－１～５－ｍが形成される。すなわち、ｍ個の送信ビーム５－１～５－ｍからなるマルチビームが形成される（ステップＳｃ６）。
　ｍ台の受信端末装置９－１－１～９－１－ｍの各々は、それぞれ送信ビーム５－１～５－ｍにより送信されたＲＦ信号を受信し、取り込む。
　上記の第３の実施形態の無線送信システム９０ｔ２において、収容局送信部１０ｍは、光変調器１１－１～１１－ｍと、光合波器１７とを備えており、光変調器１１－１～１１－ｍの各々には、それぞれ異なる波長λＴ１～λＴｍの光が与えられている。光変調器１１－１～１１－ｍの各々は、ＲＦ信号に基づいて、各々に与えられる光を変調して光信号を生成し、光合波器１７は、光変調器１１－１～１１－ｍが生成した光信号を合波して出力する。基地局送信部２０は、光分波器２１と、Ｏ／Ｅ変換器２２－１～２２－ｍと、行列演算部２３と、送信アンテナ２４－１～２４－ｎとを備えている。光分波器２１は、光の波長ごとに割り当てられる複数の出力ポートを有しており、収容局送信部１０ｍが出力する光信号を入力ポートから取り込み、取り込んだ光信号を波長ごとに分波し、分波した光信号を、波長に対応する出力ポートから出力する。Ｏ／Ｅ変換器２２－１～２２－ｍの各々は、光分波器２１の複数の出力ポートに接続され、光分波器２１が出力する光信号を電気信号に変換することによりＲＦ信号を復調し、復調したＲＦ信号を出力する。行列演算部２３は、第１のポートＦｐ２３－１～Ｆｐ２３－ｍと、第２のポートＳｐ２３－１～Ｓｐ２３－ｎとを有しており、第１のポートＦｐ２３－１～Ｆｐ２３－ｍの各々を基準ポートとし、基準ポートが取り込んだ信号に対して、基準ポートの位置ごとに異なる位相変化であって第２のポートＳｐ２３－１～Ｓｐ２３－ｎから出力される信号の各々の位相が線形的な傾きを有する位相変化を与えるＢＦＮの行列演算を行う。第１ポートＦｐ２３－１～Ｆｐ２３－ｍの各々には、Ｏ／Ｅ変換器２２－１～２２－ｍの各々の出力が接続されており、第１ポートＦｐ２３－１～Ｆｐ２３－ｍの各々が、接続するＯ／Ｅ変換器２２－１～２２－ｍが出力するＲＦ信号を取り込む。送信アンテナ２４－１～２４－ｎは、各々が行列演算部２３の第２ポートＳｐ２３－１～Ｓｐ２３－ｎの各々に接続されている。送信アンテナ２４－１～２４－ｎは、第２ポートＳｐ２３－１～Ｓｐ２３－ｎの各々が出力するＢＦＮの行列演算が行われたＲＦ信号を放射することにより、送信ビーム５－１～５－ｍを形成する。
　上記の無線送信システム９０ｔ２では、ｍ個の波長λＴ１～λＴｍの各々と、送信アンテナ２４－１～２４－ｍの各々とが、光合波器１７及び光分波器２１により固定的に対応付けられている。言い換えると、ｍ個の波長λＴ１～λＴｍの各々と、ｍ個の送信ビーム５－１～５－ｍの各々とは、一対一に対応付けられているということができる。そのため、収容局送信部１０ｍにおいて、ｍ個の波長λＴ１～λＴｍの光の各々を光キャリアとして、ｍ個のＲＦ信号で変調して、ｍ個の光信号を生成することで、マルチビーム、すなわち、ｍ個の送信ビーム５－１～５－ｎを形成することができる。
　上記の無線送信システム９０ｔ２では、基地局装置１において一切の制御を必要としていない。また、下り光ファイバ３－１の距離の情報も必要としておらず、利用する波長の数は、行列演算部２３の第１のポートＦｐ２３－１～Ｆｐ２３－ｍの数に限られている。また、電気的なスイッチの切り替えの構成も備えていない。したがって、波長利用効率の悪化や高コスト化を抑えつつ、基地局装置の制御及び光ファイバの距離の情報を用いなくても送受信アンテナのビームフォーミングを行うことができる。
（第４の実施形態：マルチモードの受信側）
　図１５は、第４の実施形態の無線受信システム９０ｒ２の構成を示すブロック図である。図１５において、図７と同一の構成については、同一の符号を付し、以下、異なる構成について説明する。
　無線受信システム９０ｒ２は、収容局受信部４０ｍ、基地局受信部３０、上り光ファイバ３－２、及び、図１５には示していないが、図２に示した送信端末装置９－２を備える。ここでは、送信端末装置９－２は、ｍ台存在しているものとし、それぞれを送信端末装置９－２－１～９－２－ｍとする。
　収容局受信部４０ｍは、光分波器４１と、出力部４２ｃとを備えており、出力部４２ｃは、ｍ個のＯ／Ｅ変換器４５－１～４５－ｍを備えている。ｍ個のＯ／Ｅ変換器４５－１～４５－ｍの各々は、光分波器４１のｍ個の出力ポートの各々に接続されている。光分波器４１は、上り光ファイバ３－２が伝送するｍ個の波長λＲ１～λＲｍの光信号を分波し、分波した光信号の各々を波長に対応する出力ポートに分岐して出力する。ｍ個のＯ／Ｅ変換器４５－１～４５－ｍの各々は、光分波器４１がｍ個の出力ポートの各々から出力する光信号を取り込み、取り込んだ光信号を電気信号に変換してＲＦ信号を復調して出力する。
（第４の実施形態の無線受信システムによる処理）
　図１６は、第４の実施形態の無線受信システム９０ｒ２の処理の流れを示すフローチャートである。
　ｍ台の送信端末装置９－２－１～９－２－ｍの各々が送信するＲＦ信号が、ｍ個の受信ビーム６－１～６－ｍの方向から各々到来したとする。ｎ本の受信アンテナ３１－１～３１－ｎは、受信したＲＦ信号を各々に接続する行列演算部３２の第２のポートＳｐ３２－１～Ｓｐ３２－ｎに出力する。
　行列演算部３２は、第２のポートＳｐ３２－１～Ｓｐ３２－ｎが取り込んだＲＦ信号に対してＢＦＮの行列演算の逆演算を行い、演算結果として得られるＲＦ信号の各々を第１のポートＦｐ３２－１～Ｆｐ３２－ｍから出力する（ステップＳｄ１）。
　光変調器３３－１～３３－ｎの各々は、各々に対して光分波器３６から与えられる波長λＲ１～λＲｍの光を光キャリアとして、行列演算部３２が第１のポートＦｐ３２－１～Ｆｐ３２－ｍから出力するＲＦ信号で強度変調して光信号を生成して出力する（ステップＳｄ２）。
　光合波器３４は、光変調器３３－１～３３－ｍの各々が出力する波長λＲ１～λＲｍのｍ個の光信号を合波して上り光ファイバ３－２に出力する（ステップＳｄ３）。上り光ファイバ３－２は、光合波器３４が合波した光信号を収容局受信部４０ｍの光分波器４１に伝送する。
　光分波器４１は、上り光ファイバ３－２から取り込んだ光信号をｍ個の波長λＲ１～λＲｍに分波する。光分波器４１は、分波した光信号の各々を波長に対応する出力ポートに分岐して出力する（ステップＳｄ４）。
　出力部４２ｃのｎ個のＯ／Ｅ変換器４５－１～４５－ｍの各々は、光分波器４１が出力ポートから出力する光信号を取り込み、取り込んだ光信号を電気信号に変換してＲＦ信号を復調して出力する（ステップＳｄ５）。これは、各々受信ビーム６－１～６－ｍの方向から到来するＲＦ信号を同相合成したものとなっているため、受信ビーム６－１～６－ｍを形成していることになる。
　上記の第４の実施形態の無線受信システム９０ｒ２において、基地局受信部３０は、受信アンテナ３１－１～３１－ｎと、光変調器３３－１～３３－ｍと、光合波器３４とを備えており、受信アンテナ３１－１～３１－ｎは、受信ビーム６－１～６－ｍによりＲＦ信号を受信する。行列演算部３２は、第１のポートＦｐ３２－１～Ｆｐ３２－ｍと、第２のポートＳｐ３２－１～Ｓｐ３２－ｎとを有しており、第１のポートＦｐ３２－１～Ｆｐ３２－ｍの各々を基準ポートとし、基準ポートが取り込んだ信号に対して、基準ポートの位置ごとに異なる位相変化であって第２のポートＳｐ３２－１～Ｓｐ３２－ｎから出力される信号の各々の位相が線形的な傾きを有する位相変化を与えるＢＦＮの行列演算を行う。第２のポートＳｐ３２－１～Ｓｐ３２－ｎの各々には、受信アンテナ３１－１～３１－ｎが接続されており、第２のポートＳｐ３２－１～Ｓｐ３２－ｎの各々が、受信ビーム６－１～６－ｍにより受信したＲＦ信号を取り込む。光変調器３３－１～３３－ｍは、行列演算部３２の第１のポートＦｐ３２－１～Ｆｐ３２－ｍの各々に接続され、各々に異なる波長λＲ１～λＲｍの光が与えられ、第１のポートＦｐ３２－１～Ｆｐ３２－ｍの各々が出力するＢＦＮの行列演算の逆演算により得られたＲＦ信号に基づいて、与えられた光を変調して光信号を生成する。光合波器３４は、光変調器３－１～３３－ｍが生成した光信号を合波し、合波した光信号を出力する。収容局受信部４０ｍは、光分波器４１と、出力部４２ｃを備えており、光分波器４１は、光合波器３４が出力する光信号を取り込み、光信号を波長ごとに分波する。出力部４２ｃは、光分波器４１の出力に接続されるＯ／Ｅ変換器４５－１～４５－ｍを備えており、Ｏ／Ｅ変換器４５－１～４５－ｍの各々は、光分波器４１が分波した各々が異なる波長λＲ１～λＲｎの光信号を取り込み、取り込んだ光信号を電気信号に変換することによりＲＦ信号を復調し、復調したＲＦ信号を出力する。
　上記の無線受信システム９０ｒ２では、ｍ個の波長λＲ１～λＲｍの各々と、行列演算部３２の第１のポートＦｐ３２－１～Ｆｐ３２－ｍの各々とが、光合波器３４及び光分波器４１により固定的に対応付けられている。言い換えると、ｍ個の波長λＲ１～λＲｍの各々と、ｍ個の受信ビーム６－１～６－ｍとは、一対一に対応付けられているということができる。そのため、基地局受信部３０の光変調器３３－１～３３－ｍが、ｍ個の波長λＲ１～λＲｍの光の各々を光キャリアとして、行列演算部３２が第１のポートＦｐ３２－１～Ｆｐ３２－ｍから出力するＲＦ信号で変調してｍ個の光信号を生成する。光合波器３４が、ｍ個の光信号を合波して収容局受信部４０ｍに送信し、収容局受信部４０ｍが波長ごとに分波して電気信号に変換することでＲＦ信号を復調して出力することができる。これにより、無線受信システム９０ｒ２において、ＲＦ信号の各々に対応した、マルチビーム、すなわちｍ個の受信ビーム６－１～６－ｍの形成が可能となる。
　なお、上記の無線受信システム９０ｒ２において、受信ビーム６－１～６－ｍ以外の方向からＲＦ信号が到来した場合、行列演算部３２のｍ個の第１のポートＦｐ３２－１～Ｆｐ３２－ｍの各々が、元のＲＦ信号とは振幅や位相の異なるＲＦ信号を出力することになる。
　この場合、光変調器３３－１～３３－ｍの各々に対して振幅や位相の異なるＲＦ信号が与えられる。光変調器３３－１～３３－ｍの各々は、各々に与えられるＲＦ信号で変調した波長λＲ１～Ｒｍの光信号を生成する。別の見方をすると、複数の波長λＲ１～Ｒｍの光信号においてＲＦ信号が分かれて重畳されている状態となる。そのため、収容局受信部４０ｍの出力部４２ｃは、光分波器４１が複数の出力ポートから出力する複数の光信号を対象としてＲＦ信号を復調する処理を行う必要がある。例えば、収容局受信部４０ｍの出力部４２ｃは、光分波器４１が波長ごとに分波して出力する光信号の各々を電気変換して、光信号の各々に重畳されているＲＦ信号を復調する。出力部４２ｃは、例えば、復調したＲＦ信号のなかで最も電力の高いＲＦ信号を選択して出力してもよいし、復調した複数のＲＦ信号についてＭＩＭＯ信号処理を行ってから出力するようにしてもよい。
　上記の無線受信システム９０ｒ２では、基地局装置１において一切の制御を必要としていない。また、上り光ファイバ３－２の距離の情報も必要としておらず、利用する波長の数は、行列演算部３２の第１のポートＦｐ３２－１～Ｆｐ３２－ｍの数に限られている。また、電気的なスイッチの切り替えの構成も備えていない。したがって、波長利用効率の悪化や高コスト化を抑えつつ、基地局装置の制御及び光ファイバの距離の情報を用いなくても送受信アンテナのビームフォーミングを行うことができる。
（収容局装置と基地局装置の接続構成）
　上記の第１から第４の実施形態では、光ファイバ３が、２芯あるものとして、下り光ファイバ３－１と、上り光ファイバ３－２に分けて示していたが、例えば、図１７に示すようなサーキュレータ５０，６０を利用した構成としてもよい。図１７は、収容局装置２と、基地局装置１とを１芯の光ファイバ３ａによって接続した構成を示すブロック図である。
　サーキュレータ５０は、３つのポートを有している。サーキュレータ５０が有する３つのポートは、収容局送信部１０と接続されるポート、光ファイバ３ａを介してサーキュレータ６０と接続されるポート及び収容局受信部４０と接続されるポートである。サーキュレータ５０は、収容局送信部１０が出力する光信号を取り込んで光ファイバ３ａに出力し、光ファイバ３ａが伝送する光信号を取り込んで収容局受信部４０に出力する。サーキュレータ６０も同様に、３つのポートを有している。サーキュレータ６０が有する３つのポートは、光ファイバ３ａを介してサーキュレータ５０と接続されるポート、基地局送信部２０と接続されるポート及び基地局受信部３０と接続されるポートである。サーキュレータ６０は、光ファイバ３ａが伝送する光信号を取り込んで基地局送信部２０に出力し、基地局受信部３０が出力する光信号を取り込んで光ファイバ３ａに出力する。
　また、基地局装置１は、第１と第３の実施形態では、基地局送信部２０が、送信アンテナ２４－１～２４－ｎを備えており、第２と第４の実施形態では、基地局受信部３０が受信アンテナ３１－１～３１－ｎを備えていた。これに対して、図１７に示すように基地局装置１が、ｎ個のサーキュレータ６１－１～６１－ｎを備えて、ｎ本のアンテナ素子７０－１～７０－ｎを送受信で共用するようにしてもよい。サーキュレータ６１－１～６１－ｎの各々は、基地局送信部２０の行列演算部２３が第２のポートＳｐ２３－１～Ｓｐ２３－ｎの各々から出力するＲＦ信号の各々をアンテナ素子７０－１～７０－ｎに出力する。また、サーキュレータ６１－１～６１－ｎの各々は、アンテナ素子７０－１～７０－ｎが受信して出力するＲＦ信号を行列演算部３２の第２のポートＳｐ３２－１～Ｓｐ３２－ｎの各々に出力する。
　なお、図１７において、単一モードの場合、収容局送信部１０には、収容局送信部１０ｓが適用され、収容局受信部４０には、収容局受信部４０ｓが適用される。マルチモードの場合、収容局送信部１０には、収容局送信部１０ｍが適用され、収容局受信部４０には、収容局受信部４０ｍが適用される。
　上記の第１から第４の実施形態では、下り光ファイバ３－１が伝送する光の波長λＴ１～λＴｍと、上り光ファイバ３－２が伝送する光の波長λＲ１～λＲｍとは、同じ波長であってもよいとしていたが、図１７の構成の場合、光ファイバ３ａは、１芯であるため、波長λＴ１～λＴｍと、波長λＲ１～λＲｍとは相異なる波長である必要がある。
　上述した実施形態における送信波長制御部１２ａ，１２ｂ、受信波長制御部４３をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。
　以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
　ＲｏＦを利用する無線通信システムにおいてビームフォーミングを行う場合に利用することができる。
９０…無線通信システム、１…基地局装置、２…収容局装置、３…光ファイバ、９…端末装置、１０…収容局送信部、２０…基地局送信部、３０…基地局受信部、４０…収容局受信部
 

Claims (8)

  1. 　ＲＦ信号に基づいて光を変調して光信号を生成し、生成した前記光信号を出力する収容局送信部と、
    　前記収容局送信部が出力する前記光信号を取り込む基地局送信部であって、
    　前記光の波長ごとに割り当てられる複数の出力ポートを有しており、前記収容局送信部が出力する前記光信号を入力ポートから取り込み、取り込んだ前記光信号を波長ごとに分波し、分波した前記光信号を、前記波長に対応する前記出力ポートから出力する光分波器と、
    　前記光分波器の複数の前記出力ポートに各々が接続され、前記光分波器が出力する前記光信号を電気信号に変換することにより前記ＲＦ信号を復調し、復調した前記ＲＦ信号を出力する複数の光電気変換器と、
    　複数の第１のポートと、複数の第２のポートとを有しており、前記第１のポートの各々を基準ポートとし、前記基準ポートが取り込んだ信号に対して、前記基準ポートの位置ごとに異なる位相変化であって複数の前記第２のポートから出力される信号の各々の位相が線形的な傾きを有する位相変化を与えるＢＦＮの行列演算を行う行列演算部であって、前記第１ポートの各々に、複数の前記光電気変換器の各々の出力が接続され、前記第１ポートの各々が、各々に接続する前記光電気変換器が出力する前記ＲＦ信号を取り込む行列演算部と、
    　各々が前記行列演算部の複数の前記第２ポートの各々に接続され、前記第２ポートの各々が出力する前記ＢＦＮの行列演算が行われた前記ＲＦ信号を放射することにより、前記波長ごとに異なる方向の送信ビームを形成する複数の送信アンテナと、
    　を有する基地局送信部と、
    　を備える無線送信システム。
  2. 　前記収容局送信部は、
    　１つの光変調器を備えており、当該光変調器が、前記ＲＦ信号に基づいて、単一波長の光を変調して前記光信号を生成して出力するか、または、複数の前記光変調器と、光合波器とを備えており、複数の前記光変調器の各々には、それぞれ異なる波長の光が与えられており、前記ＲＦ信号に基づいて、各々に与えられる前記光を変調して前記光信号を生成し、前記光合波器は、複数の前記光変調器が生成した前記光信号を合波して出力する
    　請求項１に記載の無線送信システム。
  3. 　到来するＲＦ信号により受信ビームを形成して受信する複数の受信アンテナと、
    　複数の第１のポートと、複数の第２のポートとを有しており、前記第１のポートの各々を基準ポートとし、前記基準ポートが取り込んだ信号に対して、前記基準ポートの位置ごとに異なる位相変化であって複数の前記第２のポートから出力される信号の各々の位相が線形的な傾きを有する位相変化を与えるＢＦＮの行列演算を行う行列演算部であって、複数の前記第２のポートの各々に、複数の前記受信アンテナが接続されており、前記第２のポートの各々が、複数の前記受信アンテナが前記受信ビームにより受信して出力する前記ＲＦ信号を取り込む行列演算部と、
    　前記行列演算部の前記第１のポートの各々に接続され、各々に異なる波長の光が与えられ、前記第１のポートの各々が出力する前記ＢＦＮの行列演算の逆演算により得られた前記ＲＦ信号に基づいて、与えられた前記光を変調して光信号を生成する複数の光変調器と、
    　複数の前記光変調器が生成した前記光信号を合波し、合波した前記光信号を出力する光合波器と、
    　を有する基地局受信部と、
    　前記基地局受信部が出力する前記光信号を取り込む収容局受信部であって、
    　前記基地局受信部の前記光合波器が出力する前記光信号を取り込み、前記光信号を波長ごとに分波する光分波器と、
    　前記光分波器が分波した前記光信号を電気信号に変換することにより前記ＲＦ信号を復調し、復調した前記ＲＦ信号を出力する出力部と、
    　を有する収容局受信部と、
    　を備える無線受信システム。
  4. 　前記出力部は、
    　前記光分波器が出力する前記光信号に含まれるいずれか１つの波長の前記光信号を電気信号に変換することにより前記ＲＦ信号を復調し、復調した前記ＲＦ信号を出力するか、または、前記光分波器の出力に接続される複数の光電気変換器であって、複数の前記光電気変換器の各々が、前記光分波器が分波した各々が異なる波長の前記光信号を取り込み、取り込んだ前記光信号を電気信号に変換することにより前記ＲＦ信号を復調し、復調した前記ＲＦ信号を出力する複数の光電気変換器を備える
    　請求項３に記載の無線受信システム。
  5. 　請求項１に記載の基地局送信部と、請求項３に記載の基地局受信部と、
    　を備える基地局装置。
  6. 　請求項１に記載の無線送信システムと、請求項３に記載の無線受信システムと
    　を備える無線通信システム。
  7. 　収容局送信部と、基地局送信部とを備える無線送信システムにおける無線送信方法であって、
    　前記収容局送信部が、ＲＦ信号に基づいて光を変調して光信号を生成し、生成した前記光信号を出力し、
    　前記基地局送信部の光分波器が、前記収容局送信部が出力する前記光信号を入力ポートから取り込み、取り込んだ前記光信号を波長ごとに分波し、分波した前記光信号を、前記光の波長ごとに割り当てられる複数の出力ポートの中の前記波長に対応する前記出力ポートから出力し、
    　前記基地局送信部の複数の光電気変換器であって前記光分波器の複数の前記出力ポートに各々が接続する前記光電気変換器の各々が、前記光分波器が出力する前記光信号を電気信号に変換することにより前記ＲＦ信号を復調し、復調した前記ＲＦ信号を出力し、
    　前記基地局送信部の行列演算部であって、複数の第１のポートと、複数の第２のポートとを有し、前記第１のポートの各々を基準ポートとし、前記基準ポートが取り込んだ信号に対して、前記基準ポートの位置ごとに異なる位相変化であって複数の前記第２のポートから出力される信号の各々の位相が線形的な傾きを有する位相変化を与えるＢＦＮの行列演算を行う前記行列演算部の前記第１ポートの各々が、各々に接続する前記光電気変換器が出力する前記ＲＦ信号を取り込み、
    　前記基地局送信部の複数の送信アンテナが、前記行列演算部の前記第２ポートの各々が出力する前記ＢＦＮの行列演算が行われた前記ＲＦ信号を放射することにより、前記波長ごとに異なる方向の送信ビームを形成する
    　無線送信方法。
  8. 　基地局受信部と、収容局受信部とを備える無線受信システムにおける無線受信方法であって、
    　前記基地局受信部の複数の受信アンテナが、到来するＲＦ信号により受信ビームを形成して受信し、
    　前記基地局受信部の行列演算部であって、複数の第１のポートと、複数の第２のポートとを有し、前記第１のポートの各々を基準ポートとし、前記基準ポートが取り込んだ信号に対して、前記基準ポートの位置ごとに異なる位相変化であって複数の前記第２のポートから出力される信号の各々の位相が線形的な傾きを有する位相変化を与えるＢＦＮの行列演算を行う前記行列演算部の前記第２のポートの各々が、各々に接続する複数の前記受信アンテナが前記受信ビームにより受信して出力する前記ＲＦ信号を取り込み、
    　前記基地局受信部の複数の光変調器が、前記行列演算部の前記第１のポートの各々が出力する前記ＢＦＮの行列演算の逆演算により得られた前記ＲＦ信号に基づいて、各々に与えられる異なる波長の光を変調して光信号を生成し、
    　前記基地局受信部の光合波器が、複数の前記光変調器が生成した前記光信号を合波し、合波した前記光信号を出力し、
    　前記収容局受信部の光分波器が、前記基地局受信部の前記光合波器が出力する前記光信号を取り込み、前記光信号を波長ごとに分波し、
    　前記収容局受信部の出力部が、前記光分波器が分波した前記光信号を電気信号に変換することにより前記ＲＦ信号を復調し、復調した前記ＲＦ信号を出力する
    　無線送信方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022244045A1 (ja) * 2021-05-17 2022-11-24 日本電信電話株式会社 無線通信方法及び無線通信システム
WO2023145692A1 (ja) * 2022-01-25 2023-08-03 国立大学法人北海道大学 Ｍｉｍｏ信号処理デバイス及び光無線通信システム

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000022439A (ja) * 1998-06-26 2000-01-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 給電方法およびフェーズドアレーアンテナ
US20180332372A1 (en) * 2017-05-12 2018-11-15 Futurewei Technologies, Inc. Optical Implementation of a Butler Matrix

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6348890B1 (en) * 1999-08-26 2002-02-19 Hrl Laboratories, Llc Phased array antenna beamformer
JP3530840B2 (ja) * 2001-10-10 2004-05-24 サンテック株式会社 波長可変分波器、波長可変合波器及び波長ルーティング装置
US7057716B2 (en) * 2003-10-28 2006-06-06 Hrl Laboratories, Llc White cell antenna beamformers
US7084811B1 (en) * 2004-09-14 2006-08-01 Hrl Laboratories, Llc Agile optical wavelength selection for antenna beamforming
JP4246724B2 (ja) 2005-08-31 2009-04-02 日本電信電話株式会社 ビームフォーミング型ｒｏｆシステム
US8400355B1 (en) * 2008-04-04 2013-03-19 Ipitek, Inc. Passive photonic dense wavelength-division multiplexing true-time-delay system
US9077427B2 (en) * 2009-07-30 2015-07-07 Spatial Digital Systems, Inc. Coherent power combining via wavefront multiplexing on deep space spacecraft
FR3005210B1 (fr) * 2013-04-26 2016-09-30 Thales Sa Circuit d'alimentation distribuee pour reseau de formation de faisceaux d'antenne
JP6750199B2 (ja) * 2015-09-28 2020-09-02 富士通株式会社 通信装置および通信システム
EP3400629B1 (en) * 2016-01-06 2021-03-10 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Transmitting and receiving apparatuses and methods for a phased array antenna
US10312999B2 (en) * 2016-03-23 2019-06-04 The Boeing Company High-capacity communications satellite using passive optical beamforming
FR3070102B1 (fr) * 2017-08-08 2019-09-06 Thales Dispositif de reception optique d'un signal provenant d'un reseau antennaire a commande de phase et systeme antennaire associe
US11005178B2 (en) * 2017-11-21 2021-05-11 Phase Sensitive Innovations, Inc. Antenna and antenna array configurations, antenna systems and related methods of operation
US10887024B2 (en) * 2018-10-03 2021-01-05 Raytheon Company Optical beamforming photonic integrated circuit (PIC)

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000022439A (ja) * 1998-06-26 2000-01-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 給電方法およびフェーズドアレーアンテナ
US20180332372A1 (en) * 2017-05-12 2018-11-15 Futurewei Technologies, Inc. Optical Implementation of a Butler Matrix

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022244045A1 (ja) * 2021-05-17 2022-11-24 日本電信電話株式会社 無線通信方法及び無線通信システム
WO2023145692A1 (ja) * 2022-01-25 2023-08-03 国立大学法人北海道大学 Ｍｉｍｏ信号処理デバイス及び光無線通信システム

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