WO2022157938A1 - 無線通信方法及び無線通信装置 - Google Patents

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WO2022157938A1
WO2022157938A1 PCT/JP2021/002291 JP2021002291W WO2022157938A1 WO 2022157938 A1 WO2022157938 A1 WO 2022157938A1 JP 2021002291 W JP2021002291 W JP 2021002291W WO 2022157938 A1 WO2022157938 A1 WO 2022157938A1
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radio
signal
optical
analog
electrical signal
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PCT/JP2021/002291
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English (en)
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耕大 伊藤
瑞紀 菅
拓人 新井
裕史 白戸
大誠 内田
直樹 北
武 鬼沢
Original Assignee
日本電信電話株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
    • H04B10/2575—Radio-over-fibre, e.g. radio frequency signal modulated onto an optical carrier
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H04B10/516—Details of coding or modulation

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication method and a wireless communication device.
  • a base station used for 5G and local 5G includes a centralized unit (CU), a distributed unit (DU), and a radio unit (Radio Unit: RU) (see Non-Patent Document 1). Also, a plurality of combinations are defined as combinations of the aggregation unit, the distribution unit, and the radio unit (see Non-Patent Document 2).
  • FIG. 18 is a diagram showing a configuration example of a conventional 5G and local 5G wireless communication system.
  • a wireless communication system includes a host device, an aggregation unit, a distribution unit, and one or more wireless units 200 .
  • radio section 200-1 is an existing radio section in the area where the radio communication service is provided. Radio section 200-1 performs radio communication with a radio terminal (not shown) within coverage area 201-1 (cell).
  • radio waves in the high frequency band are used for communication.
  • the propagation distance of radio waves in high frequency bands is short.
  • the straightness of radio waves in the high frequency band is high. For this reason, high-frequency radio waves are likely to be shielded by shielding objects. When radio waves are blocked by a shield, there may be areas where communication becomes difficult.
  • an area 202 is an area where communication is difficult due to part of the radio wave transmitted from the wireless unit 200-1 being blocked by the shield 110.
  • Area 202 is generated in part of coverage area 201-1 of radio section 200-1.
  • a new wireless unit 200 is installed in addition to the existing wireless unit 200 .
  • radio section 200-2 is newly installed. Radio section 200-2 executes radio communication with a radio terminal (not shown) within coverage area 201-2 including area 202.
  • the conventional radio section 200 includes a signal processing section, a D/A conversion section (digital-to-analog conversion section), an A/D conversion section (analog-to-digital conversion section), and an antenna element, it is heavy and large. Moreover, the power consumption of the conventional radio section 200 is large. For these reasons, conventionally, there are cases in which it is not possible to suppress an increase in facility costs for expanding the coverage area of wireless communication services.
  • One aspect of the present invention is a wireless communication method performed by a wireless communication device, comprising an inverse fast Fourier transform step of performing an inverse fast Fourier transform on a digital electrical signal associated with a downlink wireless signal; a digital-to-analog conversion step of converting the fast Fourier-transformed digital electrical signal into a first analog electrical signal; an electro-optical conversion step of converting the first analog electrical signal into an optical signal; and a step of transmitting the optical signal;
  • the wireless communication method includes a photoelectric conversion step of converting the transmitted optical signal into a second analog electrical signal, and a step of transmitting the downstream wireless signal corresponding to the second analog electrical signal.
  • One aspect of the present invention is an inverse fast Fourier transform unit that performs an inverse fast Fourier transform on a digital electrical signal associated with a downlink radio signal, and a first analog a digital-to-analog converter that converts the first analog electrical signal into an optical signal; an electrical-to-optical converter that converts the first analog electrical signal into an optical signal; an optical fiber that transmits the optical signal; and an antenna element for transmitting the downstream radio signal corresponding to the second analog electric signal.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a wireless communication system in each embodiment
  • FIG. FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of a radio section and an overhang section in the first embodiment
  • FIG. 4 is a diagram showing an operation example of a radio section and an overhang section in the first embodiment
  • FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of a radio section and an overhang section in a modified example of the first embodiment
  • FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of a radio section and an overhang section in the second embodiment
  • FIG. 11 is a diagram showing a configuration example of a radio section and an overhang section in the third embodiment
  • FIG. 12 is a diagram showing a configuration example of a radio section and an overhang section in the fourth embodiment
  • FIG. 14 is a diagram showing a configuration example of a radio section and an overhang section in the fifth embodiment
  • FIG. 20 is a diagram showing a configuration example of a radio section and an overhang section in the sixth embodiment
  • FIG. 21 is a diagram showing a configuration example of a radio section and an overhang section in the seventh embodiment
  • FIG. 21 is a diagram showing a configuration example of a radio section and an overhang section in an eighth embodiment
  • FIG. 21 is a diagram showing a configuration example of a radio section and an overhang section in the ninth embodiment
  • FIG. 20 is a diagram showing a configuration example of a radio section and an overhang section in the tenth embodiment
  • FIG. 22 is a diagram showing a configuration example of a radio section and an overhang section in the eleventh embodiment
  • FIG. 22 is a diagram showing an operation example of the radio section and the projecting section in the eleventh embodiment
  • FIG. 21 is a diagram showing a configuration example of a radio section and an overhang section in a modified example of the eleventh embodiment
  • It is a figure which shows the hardware structural example of the base station in each embodiment.
  • 1 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional 5G and local 5G wireless communication system
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a wireless communication system 1 in each embodiment.
  • a radio communication system 1 includes a host device 2 and a base station 3 .
  • the base station 3 includes an aggregation unit 4 (CU), a distribution unit 5 (DU), and a radio unit 6 (RU).
  • CU aggregation unit 4
  • DU distribution unit 5
  • RU radio unit 6
  • the base station 3 includes an aggregation unit 4, a distribution unit 5, and a radio unit 6.
  • the radio unit 6 includes one or more projecting units 7 (antenna units).
  • the protruding portion 7 is arranged on multiple sides in the area where the wireless communication service is provided.
  • the host device 2 and the aggregation unit 4 are connected to each other using a coaxial cable 8-1 (communication line).
  • the aggregation section 4 and the distribution section 5 are connected to each other using a coaxial cable 8-2 (communication line).
  • the distribution unit 5 and the radio unit 6 are connected to each other using a coaxial cable 8-3 (communication line).
  • the wireless section 6 and the projecting section 7 are connected to each other using an optical fiber 9 . That is, the protruding portion 7 protrudes from the radio portion 6 via the optical fiber 9 .
  • the optical fiber 9 may be M single-core fibers (M is an integer equal to or greater than 1), or may be multi-core fibers having M cores.
  • the wireless unit 6 and the projecting unit 7-1 are connected point-to-point (P-P) as an example.
  • P-P point-to-point
  • the two protruding units 7-4 and the wireless unit 6 are connected by a passive optical network (PON) as an example.
  • the passive optical network comprises an optical fiber 9-4 and an optical splitter 10 (branching section).
  • a passive optical network is, for example, a WDM-PON (Wavelength Division. Multiplexing - Passive Optical Network) or a TDM-PON (Time Division Multiplexing - Passive Optical Network).
  • the higher-level device 2 outputs downlink data to the aggregating unit 4 (CU).
  • the aggregator 4 generates a downstream stream (digital electrical signal) by executing predetermined signal processing (for example, packetization) on the downstream data.
  • the aggregation unit 4 outputs the downstream stream to the distribution unit 5 (DU).
  • the distribution unit 5 generates M downstream streams (digital electrical signals associated with radio signals) by performing predetermined signal processing (eg, encoding) on the downstream streams.
  • the distribution unit 5 outputs M down streams to the radio unit 6 .
  • radio waves in a high frequency band are used for communication.
  • the wireless communication services provided in the wireless communication system 1 are, for example, 5G and local 5G wireless communication services.
  • a shield 100 may exist in the wireless communication service providing area of the wireless communication system 1 .
  • the shield 100 is, for example, a building.
  • the coverage area 11 is the cell of the radio unit 6 .
  • the extension unit 7-n (n is an integer equal to or greater than 1) transmits downlink radio signals to radio terminals (not shown) located in the coverage area 12-n.
  • the projecting unit 7-n may receive an uplink radio signal from a radio terminal (not shown) located in the coverage area 12-n.
  • the shield 100 shields part of the radio signal from the radio section 6 .
  • Area 13 is an area where communication is difficult because part of the radio wave transmitted from radio unit 6 is blocked by shield 100 .
  • an area 13 occurs in part of the coverage area 11 of the radio unit 6.
  • the projecting portion 7-1 is installed on the top (high place) of the shield 100 as an example.
  • the extension unit 7-1 performs wireless communication with wireless terminals (not shown) within the coverage area 12-1 including the area 13.
  • the projecting portion 7-n includes M antenna elements and M photoelectric conversion units.
  • the projecting unit 7-n may not include a signal processing unit that executes predetermined wireless front-end processing (for example, frequency conversion processing). Also, the projecting portion 7-n may include an amplifier for amplifying the signal strength.
  • the radio unit 6 uses analog RoF (Radio-over-Fiber) to transmit the downstream optical signal to the extension unit 7-n.
  • analog RoF Radio-over-Fiber
  • an optical signal intensity-modulated according to a radio signal is transmitted through an optical fiber.
  • the photoelectric conversion section of the protruding section 7-n converts the downstream optical signal transmitted through the optical fiber 9 using analog RoF into an analog electrical signal.
  • the opto-electric conversion unit of the protruding portion 7-n uses optical-to-electrical conversion of the optical signal transmitted through the optical fiber 9 to extract the downstream radio signal from the optical signal.
  • One or more antenna elements of the extension 7-n transmit downlink radio signals to radio terminals (not shown) within the coverage area 12.
  • FIG. A wireless terminal (not shown) within the coverage area 12 separates M streams corresponding to downlink wireless signals by signal processing such as MIMO (Multiple Input Multiple Output) signal processing.
  • MIMO Multiple Input Multiple Output
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the radio section 6a and the projecting sections 7a-n in the first embodiment.
  • the radio section 6a corresponds to the radio section 6 shown in FIG.
  • the projecting portion 7a-n corresponds to the projecting portion 7-n shown in FIG.
  • the radio unit 6a and the extension units 7a-n do not have to perform beamforming of downlink radio signals.
  • the radio unit 6a includes M combinations (systems) of an inverse fast Fourier transform unit 60-n, a D/A converter 61-n (digital-to-analog converter), and a first electro-optical converter 62-n.
  • the protruding portion 7a-n includes M combinations (systems) of the first photoelectric conversion portions 70-n and the antenna elements 71-n. Note that the extensions 7a-n may comprise M amplifiers for amplifying the intensity of analog electrical or optical signals.
  • the first photoelectric conversion section 62-n and the first photoelectric conversion section 70-n are connected to each other using an optical fiber 9-n.
  • the optical fibers 9-n may be M single-core fibers or multi-core fibers having M cores.
  • FIG. 3 is a diagram showing an operation example of the radio section 6a and the protruding section 7a in the first embodiment.
  • the radio unit 6 a acquires M downstream streams (digital electrical signals associated with radio signals) from the distribution unit 5 .
  • the stream “#m” (m is an integer between 1 and M) is input to the inverse fast Fourier transform unit 60-nm.
  • stream “#1” is input to inverse fast Fourier transform section 60-n-1.
  • stream “#2” is input to inverse fast Fourier transform section 60-n-2.
  • the inverse fast Fourier transform unit 60-nm performs an inverse fast fourier transform (IFFT) on the digital electrical signal (stream "#m") associated with the downlink radio signal. .
  • IFFT inverse fast fourier transform
  • the inverse fast Fourier transform unit 60-nm outputs the digital electrical signal subjected to the inverse fast Fourier transform to the D/A converter 61-nm (step S101).
  • the D/A conversion unit 61-nm converts the digital electrical signal that has undergone the inverse fast Fourier transform by the inverse fast Fourier transform unit 60-nm into a first analog electrical signal.
  • the D/A converter 61-nm outputs the first analog electrical signal to the first electro-optical converter 62-nm (step S102).
  • the first electrical-to-optical conversion unit 62-nm converts the first analog electrical signal into an optical signal using electrical-to-optical conversion of the first analog electrical signal (step S103).
  • the first electrical/optical converter 62-nm transmits the optical signal through the optical fiber 9-nm. That is, the optical fiber 9-nm transmits an optical signal corresponding to the first analog electrical signal to the first photoelectric converter 70-nm (step S104).
  • the first photoelectric conversion unit 70-nm converts the optical signal transmitted through the optical fiber 9-nm into a second analog electrical signal (step S105).
  • the antenna element 71-nm radiates a radio signal corresponding to the second analog electrical signal converted by the first photoelectric converter 70-nm (step S106).
  • optical signals are transmitted using analog RoF.
  • the inverse fast Fourier transform unit 60-nm performs the inverse fast Fourier transform on the digital electrical signal associated with the downlink radio signal.
  • the D/A converter 61-nm converts the digital electrical signal that has undergone the inverse fast Fourier transform into a first analog electrical signal.
  • the first electrical/optical converter 62-nm converts the first analog electrical signal into an optical signal.
  • the optical fiber 9-nm transmits the optical signal to the first photoelectric converter 70-nm.
  • the first photoelectric converter 70-nm converts the transmitted optical signal into a second analog electrical signal.
  • the antenna element 71-nm transmits a downstream radio signal corresponding to the second analog electrical signal.
  • the conventional radio section includes a radio front-end processing section, a digital-to-analog conversion section, and an analog-to-digital conversion section.
  • a wireless communication service provision area is expanded, it is necessary to install a large number of radio units in the wireless communication service provision area according to frequency characteristics such as linearity and attenuation of millimeter waves.
  • frequency characteristics such as linearity and attenuation of millimeter waves.
  • wireless communication services it may be difficult to install wireless units in high places such as walls, traffic lights, and streetlights.
  • the power consumption of the radio section may be high. For these reasons, there have been problems such as increased capital investment costs.
  • the radio section 6 and the projecting section 7 are connected by the optical fiber 9 .
  • the wireless unit 6 may not be integrated with the centralizing unit 4 and the distributing unit 5 .
  • the projecting portion 7a is smaller and lighter than the radio portion 6a. Therefore, the protruding portion 7a can be easily installed in places such as high places, walls, traffic lights, street lamps, etc. (places requiring a large installation burden).
  • the power consumption of the wireless unit 6a is low. Furthermore, since the optical fiber 9 is used for signal transmission, signal loss in the projecting portion 7a is less than when a coaxial cable is used between the radio section and the projecting portion.
  • the modification of the first embodiment differs from the first embodiment in that wavelength division multiplexed (WDM) optical signals are transmitted between the radio section and the overhang section.
  • WDM wavelength division multiplexed
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of the radio section b and the protruding section 7b in the modified example of the first embodiment.
  • the radio section 6b corresponds to the radio section 6 shown in FIG.
  • the projecting portion 7b-n corresponds to the projecting portion 7 shown in FIG.
  • the radio section 6b and the projecting section 7b-n are connected to each other using an optical fiber 9.
  • the number of optical fibers 9-n may be less than the number (M) of streams (digital electrical signals associated with radio signals).
  • the optical fiber 9-n may not be a multi-core fiber having cores equal to the number of streams.
  • the radio unit 6b includes M combinations (systems) of an inverse fast Fourier transform unit 60-n, a D/A transform unit 61-n, and a first electro-optical transform unit 62-n.
  • the radio unit 6 b further includes a multiplexer 63 .
  • the projecting portion 7b-n includes M combinations (systems) of the first photoelectric conversion portions 70-n and the antenna elements 71-n.
  • the projecting portion 7b-n further includes a branching filter 72.
  • FIG. Note that the protruding portion 7b-n may include M amplifiers for amplifying the intensity of analog electrical signals or optical signals.
  • the plurality of first electrical/optical converters 62-n convert each first analog electrical signal into an optical signal with a different wavelength.
  • the multiplexer 63 (multiplexer) generates a wavelength division multiplexed optical signal by multiplexing a plurality of optical signals having different wavelengths.
  • the optical fiber 9 transmits the wavelength division multiplexed optical signal to the demultiplexer 72 .
  • the demultiplexer 72 demultiplexes the wavelength division multiplexed optical signal into a plurality of optical signals with different wavelengths.
  • the demultiplexer 72 outputs M optical signals having mutually different wavelengths to the M first photoelectric conversion units 70-n.
  • the M first photoelectric converters 70-n convert the transmitted optical signals into second analog electrical signals of a predetermined wavelength.
  • the antenna element 71-nm transmits a downstream radio signal corresponding to the second analog electrical signal.
  • the multiplexer 63 generates a wavelength division multiplexed optical signal by multiplexing a plurality of optical signals having different wavelengths.
  • the optical fiber 9 transmits the wavelength division multiplexed optical signal to the demultiplexer 72 .
  • the demultiplexer 72 demultiplexes the wavelength division multiplexed optical signal into a plurality of optical signals having different wavelengths. This makes it possible to reduce the number of optical fibers 9-n.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of the radio section 6c and the projecting sections 7a-n in the second embodiment.
  • the radio section 6c corresponds to the radio section 6 shown in FIG.
  • the projecting portion 7a-n corresponds to the projecting portion 7-n shown in FIG.
  • the radio unit 6c performs digital beamforming of downlink radio signals.
  • the radio unit 6c includes M combinations (systems) of an inverse fast Fourier transform unit 60-n, a D/A transform unit 61-n, and a first electro-optical transform unit 62-n.
  • the radio unit 6c further includes a digital beam control unit 64 in the upstream direction (dispersion unit side) with respect to the inverse fast Fourier transform unit 60-n.
  • the protruding portion 7a-n includes M combinations (systems) of the first photoelectric conversion portions 70-n and the antenna elements 71-n. Note that the extensions 7a-n may comprise M amplifiers for amplifying the intensity of analog electrical or optical signals.
  • the first photoelectric conversion section 62-n and the first photoelectric conversion section 70-n are connected to each other using an optical fiber 9-n.
  • the optical fibers 9-n may be M single-core fibers or multi-core fibers having M cores.
  • the radio unit 6c may further include a multiplexer 63.
  • the extensions 7a-n may further comprise a duplexer 72.
  • FIG. In these cases, the number of optical fibers 9-n may be less than the number of streams.
  • the optical fiber 9 may not be a multi-core fiber having cores equal to the number of streams.
  • the digital beam control unit 64 acquires a predetermined number of downstream streams from the distribution unit 5 .
  • the predetermined number of downstream streams are digital electrical signals associated with M radio signals.
  • the digital beam control unit 64 performs digital beamforming control on the digital electrical signals associated with the M radio signals. For example, the digital beam controller 64 adjusts the phase of the digital electrical signal associated with the radio signal.
  • the stream "#m" for which digital beamforming control has been executed is input to the inverse fast Fourier transform unit 60-nm.
  • the digital beam control unit 64 adjusts the phase of one or more downstream streams (digital electrical signals associated with radio signals). This makes it possible to perform digital beamforming.
  • the third embodiment is different from the first embodiment in that control of analog beamforming is executed. More specifically, the difference from the first embodiment is that analog beamforming control is executed between the D/A converter of the radio unit and the first electro-optical converter of the radio unit. 3rd Embodiment demonstrates centering around the difference with 1st Embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of the radio section 6d and the projecting sections 7a-n in the third embodiment.
  • the radio section 6d corresponds to the radio section 6 shown in FIG.
  • the projecting portion 7a-n corresponds to the projecting portion 7-n shown in FIG.
  • the radio unit 6d performs analog beamforming of downlink radio signals.
  • the radio unit 6d includes M combinations (systems) of an inverse fast Fourier transform unit 60-n, a D/A transform unit 61-n, and a first electro-optical transform unit 62-n.
  • the radio section 6d further includes a first analog beam control section 65 between the D/A conversion section 61-n and the first electro-optic conversion section 62-n.
  • the radio unit 6d may further include a multiplexer 63.
  • the extensions 7a-n may further comprise a duplexer 72.
  • FIG. In these cases, the number of optical fibers 9-n may be less than the number of streams (M).
  • the optical fiber 9-n may not be a multi-core fiber having cores equal to the number of streams.
  • the first analog beam control unit 65 performs analog beamforming in a high-frequency electrical signal domain (RF (Radio Frequency) domain). That is, the first analog beam controller 65 adjusts the phase of each first analog electrical signal output from the plurality of D/A converters 61-n. The first analog beam control unit 65 outputs each phase-adjusted first analog electrical signal to the plurality of first electro-optic conversion units 62-n.
  • RF Radio Frequency
  • the first analog beam controller 65 adjusts the phase of each first analog electrical signal output from the plurality of D/A converters 61 . This makes it possible to perform analog beamforming.
  • the fourth embodiment differs from the third embodiment in that analog beamforming control is executed between the first electro-optical conversion unit of the radio unit and the first photoelectric conversion unit of the overhanging unit.
  • 4th Embodiment demonstrates centering around the difference with 3rd Embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of the radio section 6e and the projecting sections 7a-n in the fourth embodiment.
  • the radio section 6e corresponds to the radio section 6 shown in FIG.
  • the projecting portion 7a-n corresponds to the projecting portion 7-n shown in FIG.
  • the radio unit 6e performs analog beamforming of downlink radio signals.
  • the radio unit 6e includes M combinations (systems) of an inverse fast Fourier transform unit 60-n, a D/A transform unit 61-n, and a first electro-optical transform unit 62-n.
  • the radio section 6e further includes a second analog beam control section 66 in the downward direction (projection side) with respect to the first electrical/optical conversion section 62-n.
  • the radio unit 6e may further include a multiplexer 63.
  • the extensions 7a-n may further comprise a duplexer 72.
  • FIG. In these cases, the number of optical fibers 9-n may be less than the number of streams (M).
  • the optical fiber 9-n may not be a multi-core fiber having cores equal to the number of streams.
  • the second analog beam control unit 66 performs analog beamforming in the high-frequency optical signal domain (RF domain). That is, the second analog beam controller 66 adjusts the phase of each optical signal output from the plurality of first electro-optic converters 62-n. The second analog beam controller 66 outputs each phase-adjusted optical signal to the plurality of first photoelectric converters 70-n via the optical fiber 9-n.
  • RF domain high-frequency optical signal domain
  • the second analog beam controller 66 adjusts the phase of each optical signal output from the plurality of first electro-optic converters 62 . This makes it possible to perform analog beamforming.
  • the fifth embodiment is different from the first embodiment in that analog beamforming is controlled by the projecting section. More specifically, the difference from the first embodiment is that analog beamforming control is executed between the first photoelectric conversion unit and the antenna element. In the fifth embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.
  • FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of the radio section 6a and the projecting section 7c-n in the fifth embodiment.
  • the radio section 6a corresponds to the radio section 6 shown in FIG.
  • the protruding portion 7c-n corresponds to the protruding portion 7-n shown in FIG.
  • the extension units 7c-n perform analog beamforming of downlink radio signals.
  • the projecting portion 7c-n includes M combinations (systems) of the first photoelectric conversion portions 70-n and the antenna elements 71-n.
  • the projecting portion 7c-n further includes a third analog beam control portion 73 between the first photoelectric conversion portion 70-n and the antenna element 71-n.
  • the extensions 7c-n may comprise M amplifiers for amplifying the intensity of analog electrical signals or optical signals.
  • the radio unit 6a includes M combinations (systems) of an inverse fast Fourier transform unit 60-n, a D/A transform unit 61-n, and a first electro-optical transform unit 62-n.
  • the radio section 6 a may further include a multiplexer 63 .
  • the extension 7c-n may further include a branching filter 72.
  • FIG. In these cases, the number of optical fibers 9-n may be less than the number of streams.
  • the optical fiber 9 may not be a multi-core fiber having cores equal to the number of streams.
  • the third analog beam control unit 73 performs analog beamforming in the high-frequency electrical signal domain (RF domain). That is, the third analog beam control section 73 adjusts the phase of each second analog electrical signal output from the plurality of first photoelectric conversion sections 70-n.
  • the third analog beam controller 73 may periodically change the phase adjustment amount. Thereby, the third analog beam controller 73 periodically changes the transmission direction of the downlink radio signal (beam).
  • the radio unit 6a may include a control unit that generates control information.
  • the third analog beam control unit 73 may perform analog beamforming based on control information transmitted from the radio unit 6a.
  • the optical fiber 9 may transmit the control information superimposed on the main signal and the main signal.
  • the control information may be transmitted from the wireless unit 6a using a path (communication line for control) different from the optical fiber 9 (main signal path).
  • the third analog beam controller 73 outputs each phase-adjusted second analog electrical signal to a plurality of antenna elements 71-n.
  • the third analog beam control section 73 adjusts the phase of each second analog electrical signal output from the plurality of first photoelectric conversion sections 70 . This makes it possible to perform analog beamforming.
  • the sixth embodiment differs from the fifth embodiment in that analog beamforming control is executed between the first photoelectric conversion unit of the projecting portion and the first electro-optical conversion unit of the radio unit. .
  • differences from the fifth embodiment will be mainly described.
  • FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of the radio section 6a and the projecting section 7d-n in the sixth embodiment.
  • the radio section 6a corresponds to the radio section 6 shown in FIG.
  • the projecting portion 7d-n corresponds to the projecting portion 7-n shown in FIG.
  • the extension units 7d-n perform analog beamforming of downlink radio signals.
  • the projecting portion 7d-n includes M combinations (systems) of the first photoelectric conversion portions 70-n and the antenna elements 71-n.
  • the projecting portion 7d-n further includes a fourth analog beam control portion 74 in the upstream direction (radio portion side) with respect to the first photoelectric conversion portion 70-n.
  • the projecting portion 7d-n may include M amplifiers for amplifying the intensity of the analog electrical signal or optical signal.
  • the radio unit 6a may further include a multiplexer 63.
  • the protruding portion 7d-n may further include a branching filter 72.
  • FIG. In these cases, the number of optical fibers 9-n may be less than the number of streams.
  • the optical fiber 9 may not be a multi-core fiber having cores equal to the number of streams.
  • the fourth analog beam control unit 74 performs analog beamforming in the high-frequency optical signal domain (RF domain). That is, the fourth analog beam controller 74 adjusts the phase of each optical signal output from the plurality of first electro-optic converters 62-n.
  • the fourth analog beam control section 74 outputs each phase-adjusted optical signal to the plurality of first photoelectric conversion sections 70-n.
  • the fourth analog beam controller 74 adjusts the phase of each optical signal output from the optical fibers 9-n, which are M single-core fibers.
  • the fourth analog beam controller 74 may adjust the phase of each optical signal output from the optical fiber 9-n, which is a multi-core fiber having M cores. This makes it possible to perform analog beamforming.
  • the seventh embodiment is a combination of the second embodiment and the third embodiment.
  • differences from the second embodiment and differences from the third embodiment will be mainly described.
  • FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of the radio section 6f and the projecting sections 7a-n in the seventh embodiment.
  • the radio section 6f corresponds to the radio section 6 shown in FIG.
  • the projecting portion 7a-n corresponds to the projecting portion 7-n shown in FIG.
  • the radio unit 6f performs digital beamforming and analog beamforming on downlink radio signals. That is, the radio unit 6f performs hybrid beamforming on the downlink radio signal.
  • the radio unit 6f includes M combinations (systems) of an inverse fast Fourier transform unit 60-n, a D/A transform unit 61-n, and a first electro-optical transform unit 62-n.
  • the radio unit 6f further includes a digital beam control unit 64 in the upstream direction (dispersion unit side) with respect to the inverse fast Fourier transform unit 60-n.
  • the radio section 6f further includes a first analog beam control section 65 between the D/A conversion section 61-n and the first electro-optic conversion section 62-n.
  • the digital beam control unit 64 adjusts the phase of one or more downstream streams (digital electrical signals associated with radio signals).
  • the first analog beam controller 65 adjusts the phase of each first analog electrical signal output from the plurality of D/A converters 61 . This makes it possible to perform hybrid beamforming.
  • the eighth embodiment is a combination of the second embodiment and the fourth embodiment. In the eighth embodiment, differences from the second embodiment and differences from the fourth embodiment will be mainly described.
  • FIG. 11 is a diagram showing a configuration example of the radio section 6g and the projecting sections 7a-n in the eighth embodiment.
  • the radio section 6g corresponds to the radio section 6 shown in FIG.
  • the projecting portion 7a-n corresponds to the projecting portion 7-n shown in FIG.
  • the radio unit 6g performs digital beamforming and analog beamforming on downlink radio signals. That is, the radio unit 6g performs hybrid beamforming on downlink radio signals.
  • the radio unit 6g includes M combinations (systems) of an inverse fast Fourier transform unit 60-n, a D/A transform unit 61-n, and a first electro-optical transform unit 62-n.
  • the radio unit 6g further includes a digital beam control unit 64 in the upstream direction (dispersion unit side) with respect to the inverse fast Fourier transform unit 60-n.
  • the radio section 6g further includes a second analog beam control section 66 in the downward direction (overhang side) with respect to the first electrical/optical conversion section 62-n.
  • the digital beam controller 64 adjusts the phase of one or more downstream streams (digital electrical signals associated with radio signals).
  • the second analog beam controller 66 adjusts the phase of each optical signal output from the plurality of first electro-optic converters 62-n. This makes it possible to perform hybrid beamforming.
  • the ninth embodiment is a combination of the second embodiment and the fifth embodiment. In the ninth embodiment, differences from the second embodiment and differences from the fifth embodiment will be mainly described.
  • FIG. 12 is a diagram showing a configuration example of the radio section 6c and the projecting section 7c-n in the ninth embodiment.
  • the radio section 6c corresponds to the radio section 6 shown in FIG.
  • the protruding portion 7c-n corresponds to the protruding portion 7-n shown in FIG.
  • the radio unit 6c performs digital beamforming on downlink radio signals.
  • the outriggers 7c-n perform analog beamforming on the downlink radio signals. That is, the radio section 6c and the extension section 7c-n perform hybrid beamforming on the downlink radio signal.
  • the digital beam control unit 64 adjusts the phase of one or more downstream streams (digital electrical signals associated with radio signals).
  • the third analog beam controller 73 adjusts the phase of each second analog electrical signal output from the plurality of first photoelectric converters 70-n.
  • the third analog beam controller 73 may perform analog beamforming based on control information transmitted from the digital beam controller 64 . This makes it possible to perform hybrid beamforming.
  • the tenth embodiment is a combination of the second embodiment and the sixth embodiment. In the tenth embodiment, differences from the second embodiment and differences from the sixth embodiment will be mainly described.
  • FIG. 13 is a diagram showing a configuration example of the radio section 6c and the protruding sections 7d-n in the tenth embodiment.
  • the radio section 6c corresponds to the radio section 6 shown in FIG.
  • the projecting portion 7d-n corresponds to the projecting portion 7-n shown in FIG.
  • the radio unit 6c performs digital beamforming on downlink radio signals.
  • Extension units 7d-n perform analog beamforming on downlink radio signals. That is, the radio unit 6c and the extension units 7d-n perform hybrid beamforming on downlink radio signals.
  • the digital beam control unit 64 adjusts the phase of one or more downstream streams (digital electrical signals associated with radio signals).
  • the fourth analog beam controller 74 adjusts the phase of each optical signal output from the plurality of first electro-optic converters 62-n.
  • the fourth analog beam controller 74 may perform analog beamforming based on control information transmitted from the digital beam controller 64 . This makes it possible to perform hybrid beamforming.
  • the eleventh embodiment differs from the first embodiment in that the projecting portion transmits an upstream optical signal to the radio portion. In the eleventh embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.
  • the projecting section 7 shown in FIG. 1 transmits an optical signal corresponding to an upstream radio signal to the radio section 6 using analog RoF.
  • the radio unit 6 outputs M upstream streams corresponding to the optical signals to the distribution unit 5 .
  • the distribution unit 5 generates upstream streams by executing predetermined signal processing (for example, decoding) on M upstream streams (digital electrical signals associated with radio signals).
  • the aggregation unit 4 acquires the upstream stream from the distribution unit 5 (DU).
  • the aggregator 4 generates upstream data by performing predetermined signal processing on the upstream stream (digital electrical signal).
  • the host device 2 acquires uplink data from the aggregator 4 (CU).
  • FIG. 14 is a diagram showing a configuration example of the radio section 6h and the projecting section 7e-n in the eleventh embodiment.
  • the radio section 6h corresponds to the radio section 6 shown in FIG.
  • the projecting portion 7e-n corresponds to the projecting portion 7-n shown in FIG.
  • the radio unit 6h and the extension units 7e-n do not have to perform beamforming of uplink radio signals.
  • the extension unit 7e-n transmits an upstream optical signal to the radio unit 6h using analog RoF.
  • the radio unit 6h includes M combinations (systems) of a second photoelectric conversion unit 67-n, an A/D conversion unit 68-n (analog-to-digital conversion unit), and a fast Fourier transform unit 69-n.
  • the projecting portion 7e-n includes M combinations (systems) of the antenna element 71-n and the second electro-optical conversion portion 75-n. Note that the extensions 7e-n may include M amplifiers for amplifying the intensity of analog electrical signals or optical signals.
  • the second electro-optical conversion section 75-n and the second photoelectric conversion section 67-n are connected to each other using an optical fiber 9-n.
  • the optical fibers 9-n may be M single-core fibers or multi-core fibers having M cores.
  • FIG. 15 is a diagram showing an operation example of the radio section 6h and the projecting sections 7e-n in the eleventh embodiment.
  • the projecting unit 7e-n uses M antenna elements 71 to acquire an uplink radio signal from a radio terminal (not shown).
  • the antenna element 71-nm converts the upstream radio signal into a third analog electrical signal.
  • the antenna element 71-nm outputs a third analog electrical signal corresponding to the uplink radio signal to the second electro-optic conversion unit 75-nm (step S201).
  • the second electrical/optical converter 75-nm converts the third analog electrical signal into an optical signal (step S202).
  • the optical fiber 9-nm optically transmits the signal converted by the second electro-optic converter 75-nm to the second opto-electric converter 67-nm (step S203).
  • the second photoelectric converter 67-nm converts the transmitted optical signal into a fourth analog electric signal.
  • the second photoelectric converter 67-nm transmits the fourth analog electrical signal to the A/D converter 68-nm (step S204).
  • the A/D converter 68-nm converts the fourth analog electrical signal into a digital electrical signal.
  • the extension units 7e-n transmit upstream optical signals to the radio unit 6h using analog RoF.
  • the A/D converter 68-nm outputs a digital electric signal corresponding to the fourth analog electric signal to the fast Fourier transform unit 69-nm (step S205).
  • the fast Fourier transform unit 69-nm performs Fast Fourier Transform (FFT) on the digital electrical signal corresponding to the fourth analog electrical signal.
  • FFT Fast Fourier Transform
  • the fast Fourier transform unit 69-nm outputs the fast Fourier transformed digital electric signal to the dispersing unit 5 (step S206).
  • the antenna element 71-nm converts the upstream radio signal into the third analog electric signal.
  • the second electrical/optical converter 75-nm converts the third analog electrical signal into an optical signal.
  • the optical fiber 9-nm optically transmits the signal converted by the second electro-optical converter 75-nm to the second opto-electrical converter 67-nm.
  • the second photoelectric converter 67-nm converts the transmitted optical signal into a fourth analog electric signal.
  • the A/D converter 68-nm converts the fourth analog electrical signal into a digital electrical signal.
  • the fast Fourier transform unit 69-nm performs fast Fourier transform on the digital electrical signal corresponding to the fourth analog electrical signal.
  • the modification of the eleventh embodiment differs from the eleventh embodiment in that wavelength-division multiplexed optical signals are transmitted between the radio section and the projecting section.
  • differences from the eleventh embodiment will be mainly described.
  • FIG. 16 is a diagram showing a configuration example of the radio section 6i and the protruding section 7f in the modified example of the eleventh embodiment.
  • the radio section 6i corresponds to the radio section 6 shown in FIG.
  • the projecting portion 7f-n corresponds to the projecting portion 7 shown in FIG.
  • the wireless section 6i and the projecting section 7f-n are connected to each other using an optical fiber 9.
  • FIG. The number of optical fibers 9-n may be less than the number (M) of streams (digital electrical signals associated with radio signals).
  • the optical fiber 9-n may not be a multi-core fiber having cores equal to the number of streams.
  • the radio unit 6i includes M combinations (systems) of a second photoelectric conversion unit 67-n, an A/D conversion unit 68-n (analog-digital conversion unit), and a fast Fourier transform unit 69-n.
  • the radio section 6i further includes a branching filter 77 .
  • the projecting portion 7e-n has M combinations (systems) of the antenna element 71-n and the second electro-optical conversion portion 75-n.
  • the projecting portion 7f-n further includes a multiplexer 76.
  • FIG. Note that the extensions 7e-n may include M amplifiers for amplifying the intensity of analog electrical signals or optical signals.
  • the plurality of second electrical/optical converters 75-n convert the third analog electrical signals into optical signals of different wavelengths.
  • a multiplexer 76 (multiplexer) generates a wavelength division multiplexed optical signal by multiplexing a plurality of optical signals having different wavelengths.
  • the optical fiber 9 transmits the wavelength division multiplexed optical signal to the demultiplexer 77 .
  • a demultiplexer 77 demultiplexes the wavelength division multiplexed optical signal into a plurality of optical signals with different wavelengths.
  • the demultiplexer 77 outputs M optical signals having different wavelengths to the M second photoelectric conversion units 67-n.
  • the M second photoelectric converters 67-n convert the transmitted optical signals into fourth analog electrical signals of a predetermined wavelength.
  • the A/D converter 68-nm converts the fourth analog electrical signal into a digital electrical signal.
  • the fast Fourier transform unit 69-nm performs fast Fourier transform on the digital electrical signal corresponding to the fourth analog electrical signal.
  • the multiplexer 76 generates a wavelength division multiplexed optical signal by multiplexing a plurality of optical signals having different wavelengths.
  • the optical fiber 9 transmits the wavelength division multiplexed optical signal to the demultiplexer 77 .
  • the demultiplexer 77 demultiplexes the wavelength division multiplexed optical signal into a plurality of optical signals having different wavelengths. This makes it possible to reduce the number of optical fibers 9-n.
  • the optical fiber 9 may transmit upstream optical signals as in the eleventh embodiment.
  • each radio unit shown in the second to tenth embodiments uses the above fast Fourier transform unit instead of the above inverse fast Fourier transform unit.
  • the radio section includes the above A/D conversion section instead of the above D/A conversion section.
  • the radio section includes the second photoelectric conversion section described above instead of the first photoelectric conversion section described above.
  • each projecting portion shown in the second to tenth embodiments replaces the above-described first photoelectric conversion portion with the above-described second electro-optical conversion portion. have a department.
  • FIG. 17 is a diagram showing a hardware configuration example of the base station 3 (wireless communication device) in each embodiment.
  • a processor 111 such as a CPU (Central Processing Unit) configured by a storage device 113 having a non-volatile recording medium (non-temporary recording medium) and a memory 112. It is implemented as software by executing a program stored in the .
  • the program may be recorded on a computer-readable recording medium.
  • Computer-readable recording media include portable media such as flexible discs, magneto-optical discs, ROM (Read Only Memory), CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), and storage such as hard disks built into computer systems. It is a non-temporary recording medium such as a device.
  • Some or all of the functional units of the base station 3 are, for example, LSI (Large Scale Integrated circuit), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), PLD (Programmable Logic Device), FPGA (Field Programmable Gate Array), etc. It may be implemented using hardware including electronic circuits or circuitry.
  • LSI Large Scale Integrated circuit
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • PLD Programmable Logic Device
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • the present invention is applicable to wireless communication systems.
  • First photoelectric converter 71... Antenna element, 72... Demultiplexer, 73... Third analog beam controller, 74... Fourth analog beam controller, 75... Second electro-optic converter, 76... Multiplexer, 77... Demultiplexer, 100... Shielding object, 110... Shielding object, 111... Processor, 112... Memory, 113... Storage Apparatus 200... Radio unit 201... Cover area 202... Area

Landscapes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

無線通信方法は、無線通信装置が実行する無線通信方法であって、下りの無線信号に対応付けられたデジタル電気信号に対して逆高速フーリエ変換を実行する逆高速フーリエ変換ステップと、逆高速フーリエ変換されたデジタル電気信号を第１アナログ電気信号に変換するデジタルアナログ変換ステップと、第１アナログ電気信号を光信号に変換する電光変換ステップと、光信号を伝送するステップと、伝送された光信号を第２アナログ電気信号に変換する光電変換ステップと、第２アナログ電気信号に応じた下りの無線信号を送信するステップとを含む。

Description

無線通信方法及び無線通信装置
　本発明は、無線通信方法及び無線通信装置に関する。
　第５世代移動通信システム（以下「５Ｇ」という。）及びローカル５Ｇの普及に向けて、無線通信サービスの提供エリアにおいて基地局の設置が進められている。５Ｇ及びローカル５Ｇに用いられる基地局は、集約部（Centralized Unit : CU）と、分散部（Distributed Unit DU）と、無線部（Radio Unit : RU）とを備える（非特許文献１参照）。また、集約部と分散部と無線部との組み合わせとして、複数の組み合わせが定義されている（非特許文献２参照）。
ウメシュ 外３名，"O-RANフロントホール仕様概要，" NTT DOCOMOテクニカル・ジャーナル Vol. 27 No.1 (Apr. 2019). NGMN(Next Generation Mobile Networks) Alliance, "NGMN Overview on 5G RAN Functional Decomposition," 2018.
　図１８は、従来における、５Ｇ及びローカル５Ｇの無線通信システムの構成例を示す図である。無線通信システムは、上位装置と、集約部と、分散部と、１台以上の無線部２００とを備える。
　図１８では、無線部２００－１は、無線通信サービスの提供エリアにおける既設の無線部である。無線部２００－１は、カバーエリア２０１－１（セル）内の無線端末（不図示）との無線通信を実行する。
　５Ｇ及びローカル５Ｇでは、高周波数帯（ミリ波帯）の電波が通信に用いられている。一般に、高周波数帯の電波の伝搬距離は短い。また、高周波数帯の電波の直進性は高い。このような理由から、高周波数帯の電波は遮蔽物に遮蔽され易い。電波が遮蔽物に遮蔽された場合には、通信が困難となってしまうエリアが生じる場合がある。
　図１８では、エリア２０２は、無線部２００－１から送信された電波の一部が遮蔽物１１０に遮蔽されたことによって通信が困難となったエリアである。エリア２０２は、無線部２００－１のカバーエリア２０１－１の一部に生じている。無線通信サービスの提供エリアを拡大するためには、既設の無線部２００に加えて、新たな無線部２００が設置される。図１８では、無線部２００－２が新たに設置される。無線部２００－２は、エリア２０２を含むカバーエリア２０１－２内の無線端末（不図示）との無線通信を実行する。
　しかしながら、従来の無線部２００は、信号処理部とＤ／Ａ変換部（デジタルアナログ変換部）とＡ／Ｄ変換部（アナログデジタル変換部）とアンテナ素子とを備えているので、重く且つ大きい。また、従来の無線部２００の消費電力は大きい。これらの理由から、従来では、無線通信サービスの提供エリアを拡大するための設備コストの増大を抑制することができない場合がある。
　上記事情に鑑み、本発明は、無線通信サービスの提供エリアを拡大するための設備コストの増大を抑制することが可能である無線通信方法及び無線通信装置を提供することを目的としている。
　本発明の一態様は、無線通信装置が実行する無線通信方法であって、下りの無線信号に対応付けられたデジタル電気信号に対して逆高速フーリエ変換を実行する逆高速フーリエ変換ステップと、逆高速フーリエ変換された前記デジタル電気信号を第１アナログ電気信号に変換するデジタルアナログ変換ステップと、前記第１アナログ電気信号を光信号に変換する電光変換ステップと、前記光信号を伝送するステップと、伝送された前記光信号を第２アナログ電気信号に変換する光電変換ステップと、前記第２アナログ電気信号に応じた前記下りの無線信号を送信するステップとを含む無線通信方法である。
　本発明の一態様は、下りの無線信号に対応付けられたデジタル電気信号に対して逆高速フーリエ変換を実行する逆高速フーリエ変換部と、逆高速フーリエ変換された前記デジタル電気信号を第１アナログ電気信号に変換するデジタルアナログ変換部と、前記第１アナログ電気信号を光信号に変換する電光変換部と、前記光信号を伝送する光ファイバと、伝送された前記光信号を第２アナログ電気信号に変換する光電変換部と、前記第２アナログ電気信号に応じた前記下りの無線信号を送信するアンテナ素子とを備える無線通信装置である。
　本発明により、無線通信サービスの提供エリアを拡大するための設備コストの増大を抑制することが可能である。
各実施形態における、無線通信システムの構成例を示す図である。 第１実施形態における、無線部及び張出部の構成例を示す図である。 第１実施形態における、無線部及び張出部の動作例を示す図である。 第１実施形態の変形例における、無線部及び張出部の構成例を示す図である。 第２実施形態における、無線部及び張出部の構成例を示す図である。 第３実施形態における、無線部及び張出部の構成例を示す図である。 第４実施形態における、無線部及び張出部の構成例を示す図である。 第５実施形態における、無線部及び張出部の構成例を示す図である。 第６実施形態における、無線部及び張出部の構成例を示す図である。 第７実施形態における、無線部及び張出部の構成例を示す図である。 第８実施形態における、無線部及び張出部の構成例を示す図である。 第９実施形態における、無線部及び張出部の構成例を示す図である。 第１０実施形態における、無線部及び張出部の構成例を示す図である。 第１１実施形態における、無線部及び張出部の構成例を示す図である。 第１１実施形態における、無線部及び張出部の動作例を示す図である。 第１１実施形態の変形例における、無線部及び張出部の構成例を示す図である。 各実施形態における、基地局のハードウェア構成例を示す図である。 従来における、５Ｇ及びローカル５Ｇの無線通信システムの構成例を示す図である。
　本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
　（概要）
　図１は、各実施形態における、無線通信システム１の構成例を示す図である。無線通信システム１は、上位装置２と、基地局３とを備える。基地局３は、集約部４（CU）と、分散部５（DU）と、無線部６（RU）とを備える。
　基地局３は、集約部４と、分散部５と、無線部６とを備える。無線部６は、１台以上の張出部７（アンテナ部）を備える。張出部７は、無線通信サービスの提供エリアにおいて多面配置される。
　上位装置２と集約部４とは、同軸ケーブル８－１（通信線）を用いて互いに接続されている。集約部４と分散部５とは、同軸ケーブル８－２（通信線）を用いて互いに接続されている。分散部５と無線部６とは、同軸ケーブル８－３（通信線）を用いて互いに接続されている。
　無線部６と張出部７とは、光ファイバ９を用いて互いに接続されている。すなわち、張出部７は、光ファイバ９を介して、無線部６から張り出している。光ファイバ９は、Ｍ本（Ｍは１以上の整数）のシングルコアファイバでもよいし、Ｍ本のコアを有するマルチコアファイバでもよい。
　図１では、無線部６と張出部７－１とは、一例として、ポイント・ツー・ポイント（point-to-point : P-P）で接続されている。図１では、２台の張出部７－４と無線部６とは、一例として、パッシブ光ネットワーク（Passive Optical Network : PON）で接続されている。図１では、パッシブ光ネットワークは、光ファイバ９－４と、光スプリッタ１０（分岐部）とを備える。パッシブ光ネットワークは、例えば、ＷＤＭ－ＰＯＮ（Wavelength Division. Multiplexing - Passive Optical Network）、又は、ＴＤＭ－ＰＯＮ（Time Division Multiplexing - Passive Optical Network）である。
　上位装置２は、下りのデータを、集約部４（CU）に出力する。集約部４は、下りのデータに対して所定の信号処理（例えば、パケット化）を実行することによって、下りのストリーム（デジタル電気信号）を生成する。集約部４は、下りのストリームを、分散部５（DU）に出力する。分散部５は、下りのストリームに対して所定の信号処理（例えば、符号化）を実行することによって、Ｍ本の下りのストリーム（無線信号に対応付けられたデジタル電気信号）を生成する。分散部５は、Ｍ本の下りのストリームを、無線部６に出力する。
　無線通信システム１では、例えば、高周波数帯（ミリ波帯）の電波が通信に用いられている。無線通信システム１において提供される無線通信サービスは、例えば、５Ｇ及びローカル５Ｇの無線通信サービスである。無線通信システム１の無線通信サービスの提供エリアには、遮蔽物１００が存在してもよい。遮蔽物１００は、例えば建築物である。カバーエリア１１は、無線部６のセルである。
　張出部７－ｎ（ｎは１以上の整数）は、カバーエリア１２－ｎに位置している無線端末（不図示）に、下りの無線信号を送信する。張出部７－ｎは、カバーエリア１２－ｎに位置している無線端末（不図示）から、上りの無線信号を受信してもよい。
　遮蔽物１００は、無線部６の無線信号の一部を遮蔽する。エリア１３は、無線部６から送信された電波の一部が遮蔽物１００に遮蔽されたことによって通信が困難となったエリアである。図１では、エリア１３が、無線部６のカバーエリア１１の一部に生じている。図１では、張出部７－１は、一例として遮蔽物１００の上部（高所）に設置されている。これによって、張出部７－１は、エリア１３を含むカバーエリア１２－１内の無線端末（不図示）との無線通信を実行する。
　張出部７－ｎは、Ｍ本のアンテナ素子と、Ｍ個の光電変換部とを備える。張出部７－ｎは、予め定められた無線フロントエンド処理（例えば、周波数変換処理）等を実行する信号処理部を備えなくてもよい。また、張出部７－ｎは、信号強度を増幅する増幅器を備えてもよい。
　無線部６は、アナログＲｏＦ（Radio-over-Fiber）を用いて、下りの光信号を張出部７－ｎに送信する。アナログＲｏＦでは、無線信号に応じて強度変調された光信号が、光ファイバで伝送される。張出部７－ｎの光電変換部は、アナログＲｏＦを用いて光ファイバ９を伝送された下りの光信号を、アナログ電気信号に変換する。張出部７－ｎの光電変換部は、光ファイバ９を伝送された光信号に対する光電（Optical-to-Electrical）変換を用いて、下りの無線信号を光信号から取り出す。張出部７－ｎの１本以上のアンテナ素子は、下りの無線信号を、カバーエリア１２内の無線端末（不図示）に送信する。カバーエリア１２内の無線端末（不図示）は、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）信号処理等の信号処理によって、下りの無線信号に応じたＭ本のストリームを分離する。
　（第１実施形態）
　図２は、第１実施形態における、無線部６ａ及び張出部７ａ－ｎの構成例を示す図である。無線部６ａは、図１に示された無線部６に相当する。張出部７ａ－ｎは、図１に示された張出部７－ｎに相当する。第１実施形態では、無線部６ａ及び張出部７ａ－ｎは、下りの無線信号のビームフォーミングを実行しなくてよい。
　無線部６ａは、逆高速フーリエ変換部６０－ｎとＤ／Ａ変換部６１－ｎ（デジタルアナログ変換部）と第１電光変換部６２－ｎとのＭ個の組み合わせ（系統）を備える。張出部７ａ－ｎは、第１光電変換部７０－ｎとアンテナ素子７１－ｎとのＭ個の組み合わせ（系統）を備える。なお、張出部７ａ－ｎは、アナログ電気信号又は光信号の強度を増幅するＭ個の増幅器を備えてもよい。
　第１電光変換部６２－ｎと第１光電変換部７０－ｎとは、光ファイバ９－ｎを用いて互いに接続されている。光ファイバ９－ｎは、Ｍ本のシングルコアファイバでもよいし、Ｍ本のコアを有するマルチコアファイバでもよい。
　次に、無線部６ａ及び張出部７ａの動作例を説明する。
　図３は、第１実施形態における、無線部６ａ及び張出部７ａの動作例を示す図である。無線部６ａは、Ｍ本の下りのストリーム（無線信号に対応付けられたデジタル電気信号）を、分散部５から取得する。
　ストリーム「＃ｍ」（ｍは、１以上Ｍ以下の整数）は、逆高速フーリエ変換部６０－ｎ－ｍに入力される。例えば、ストリーム「＃１」は、逆高速フーリエ変換部６０－ｎ－１に入力される。例えば、ストリーム「＃２」は、逆高速フーリエ変換部６０－ｎ－２に入力される。
　逆高速フーリエ変換部６０－ｎ－ｍは、下りの無線信号に対応付けられたデジタル電気信号（ストリーム「＃ｍ」）に対して、逆高速フーリエ変換（Inverse Fast Fourier Transform ： IFFT）を実行する。逆高速フーリエ変換部６０－ｎ－ｍは、逆高速フーリエ変換されたデジタル電気信号を、Ｄ／Ａ変換部６１－ｎ－ｍに出力する（ステップＳ１０１）。
　Ｄ／Ａ変換部６１－ｎ－ｍは、逆高速フーリエ変換部６０－ｎ－ｍによって逆高速フーリエ変換されたデジタル電気信号を、第１アナログ電気信号に変換する。Ｄ／Ａ変換部６１－ｎ－ｍは、第１アナログ電気信号を第１電光変換部６２－ｎ－ｍに出力する（ステップＳ１０２）。
　第１電光変換部６２－ｎ－ｍは、第１アナログ電気信号に対する電光（Electrical-to-Optical）変換を用いて、第１アナログ電気信号を光信号に変換する（ステップＳ１０３）。第１電光変換部６２－ｎ－ｍは、光信号を光ファイバ９－ｎ－ｍで伝送する。すなわち、光ファイバ９－ｎ－ｍは、第１アナログ電気信号に応じた光信号を、第１光電変換部７０－ｎ－ｍに伝送する（ステップＳ１０４）。
　第１光電変換部７０－ｎ－ｍは、光ファイバ９－ｎ－ｍによって伝送された光信号を、第２アナログ電気信号に変換する（ステップＳ１０５）。アンテナ素子７１－ｎ－ｍは、第１光電変換部７０－ｎ－ｍによって変換された第２アナログ電気信号に応じた無線信号を放射する（ステップＳ１０６）。このようにして、光信号はアナログＲｏＦを用いて伝送される。
　以上のように、逆高速フーリエ変換部６０－ｎ－ｍは、下りの無線信号に対応付けられたデジタル電気信号に対して逆高速フーリエ変換を実行する。Ｄ／Ａ変換部６１－ｎ－ｍ（デジタルアナログ変換部）は、逆高速フーリエ変換されたデジタル電気信号を、第１アナログ電気信号に変換する。第１電光変換部６２－ｎ－ｍは、第１アナログ電気信号を光信号に変換する。光ファイバ９－ｎ－ｍは、光信号を第１光電変換部７０－ｎ－ｍに伝送する。第１光電変換部７０－ｎ－ｍは、伝送された光信号を第２アナログ電気信号に変換する。アンテナ素子７１－ｎ－ｍは、第２アナログ電気信号に応じた下りの無線信号を送信する。
　これによって、無線通信サービスの提供エリアを拡大するための設備コストの増大を抑制することが可能である。
　つまり、従来の無線部とアンテナとは、光ファイバで互いに接続されることなく一体化されており、１対１で対応している。また、従来の無線部は、無線フロントエンド処理部と、デジタルアナログ変換部と、アナログデジタル変換部とを備えている。従来では、無線通信サービスの提供エリアが拡大される場合、ミリ波の直進性及び減衰性等の周波数特性に応じて、無線通信サービスの提供エリアに多数の無線部が設置される必要がある。また、無線通信サービスの提供エリアにおいて、壁面、信号機及び街灯等の高所への無線部の設置が難しい場合がある。さらに、無線部の消費電力が高い場合がある。これらの理由で、設備投資のコストが増大する等の課題があった。
　これに対して第１実施形態では、無線部６と張出部７（アンテナ部）とは、光ファイバ９で接続されている。また、無線部６は、集約部４及び分散部５と一体化されてなくてもよい。第１実施形態では、無線通信サービスの提供エリアに多数の無線部６を設置する必要がなく、低価格な張出部７ａを提供エリアに新設すればよいので、設備投資のコストの増大を抑えることが可能である。また、張出部７ａは無線部６ａよりも小型且つ軽量である。このため、張出部７ａは、高所、壁面、信号機及び街灯等（設置負担の大きい場所）にも容易に設置可能である。
　また、無線部６ａの消費電力は少ない。さらに、信号の伝送に光ファイバ９が用いられているので、無線部と張出部との間に同軸ケーブルが用いられる場合と比較して、張出部７ａの信号の損失は少ない。
　（第１実施形態の変形例）
　第１実施形態の変形例では、波長分割多重（Wavelength Division Multiplexing : WDM）された光信号が無線部と張出部との間を伝送される点が、第１実施形態との差分である。第１実施形態の変形例では、第１実施形態との差分を中心に説明する。
　図４は、第１実施形態の変形例における、無線部ｂ及び張出部７ｂの構成例を示す図である。無線部６ｂは、図１に示された無線部６に相当する。張出部７ｂ－ｎは、図１に示された張出部７に相当する。無線部６ｂと張出部７ｂ－ｎとは、光ファイバ９を用いて互いに接続されている。光ファイバ９－ｎの本数は、ストリーム（無線信号に対応付けられたデジタル電気信号）の本数（Ｍ本）よりも少なくてよい。光ファイバ９－ｎは、ストリームの本数のコアをもつマルチコアファイバでなくてもよい。
　無線部６ｂは、逆高速フーリエ変換部６０－ｎとＤ／Ａ変換部６１－ｎと第１電光変換部６２－ｎとのＭ個の組み合わせ（系統）を備える。無線部６ｂは、合波器６３を更に備える。張出部７ｂ－ｎは、第１光電変換部７０－ｎとアンテナ素子７１－ｎとのＭ個の組み合わせ（系統）を備える。張出部７ｂ－ｎは、分波器７２を更に備える。なお、張出部７ｂ－ｎは、アナログ電気信号又は光信号の強度を増幅するＭ個の増幅器を備えてもよい。
　複数の第１電光変換部６２－ｎは、各第１アナログ電気信号を、互いに異なる波長の光信号に変換する。合波器６３（multiplexer）は、波長が互いに異なる複数の光信号を合波することによって、波長分割多重された光信号を生成する。光ファイバ９は、波長分割多重された光信号を分波器７２に伝送する。
　分波器７２（demultiplexer）は、波長分割多重された光信号を、波長が互いに異なる複数の光信号に分波する。分波器７２は、波長が互いに異なるＭ本の光信号を、Ｍ個の第１光電変換部７０－ｎに出力する。Ｍ個の第１光電変換部７０－ｎは、伝送された光信号を所定波長の第２アナログ電気信号に変換する。アンテナ素子７１－ｎ－ｍは、第２アナログ電気信号に応じた下りの無線信号を送信する。
　以上のように、合波器６３は、波長が互いに異なる複数の光信号を合波することによって、波長分割多重された光信号を生成する。光ファイバ９は、波長分割多重された光信号を分波器７２に伝送する。分波器７２は、波長分割多重された光信号を、波長が互いに異なる複数の光信号に分波する。これによって、光ファイバ９－ｎの本数を削減することが可能である。
　（第２実施形態）
　第２実施形態では、デジタル・ビームフォーミングの制御を無線部が実行する点が、第１実施形態との差分である。第２実施形態では、第１実施形態との差分を中心に説明する。
　図５は、第２実施形態における、無線部６ｃ及び張出部７ａ－ｎの構成例を示す図である。無線部６ｃは、図１に示された無線部６に相当する。張出部７ａ－ｎは、図１に示された張出部７－ｎに相当する。第２実施形態では、無線部６ｃは、下りの無線信号のデジタル・ビームフォーミングを実行する。
　無線部６ｃは、逆高速フーリエ変換部６０－ｎとＤ／Ａ変換部６１－ｎと第１電光変換部６２－ｎとのＭ個の組み合わせ（系統）を備える。無線部６ｃは、逆高速フーリエ変換部６０－ｎに対して上り方向（分散部側）に、デジタルビーム制御部６４を更に備える。張出部７ａ－ｎは、第１光電変換部７０－ｎとアンテナ素子７１－ｎとのＭ個の組み合わせ（系統）を備える。なお、張出部７ａ－ｎは、アナログ電気信号又は光信号の強度を増幅するＭ個の増幅器を備えてもよい。
　第１電光変換部６２－ｎと第１光電変換部７０－ｎとは、光ファイバ９－ｎを用いて互いに接続されている。光ファイバ９－ｎは、Ｍ本のシングルコアファイバでもよいし、Ｍ本のコアを有するマルチコアファイバでもよい。
　無線部６ｃは、合波器６３を更に備えてもよい。張出部７ａ－ｎは、分波器７２を更に備えてもよい。これらの場合、光ファイバ９－ｎの本数は、ストリームの本数よりも少なくてよい。光ファイバ９は、ストリームの本数のコアをもつマルチコアファイバでなくてもよい。
　デジタルビーム制御部６４は、所定本数の下りのストリームを、分散部５から取得する。この所定本数の下りのストリームは、Ｍ本の無線信号に対応付けられたデジタル電気信号である。デジタルビーム制御部６４は、Ｍ本の無線信号に対応付けられたデジタル電気信号に対して、デジタルビームフォーミングの制御を実行する。例えば、デジタルビーム制御部６４は、無線信号に対応付けられたデジタル電気信号の位相を調整する。デジタルビームフォーミングの制御が実行されたストリーム「＃ｍ」は、逆高速フーリエ変換部６０－ｎ－ｍに入力される。
　以上のように、デジタルビーム制御部６４は、１本以上の下りのストリーム（無線信号に対応付けられたデジタル電気信号）の位相を調整する。これによって、デジタル・ビームフォーミングを実行することが可能である。
　（第３実施形態）
　第３実施形態では、アナログ・ビームフォーミングの制御が実行される点が、第１実施形態との差分である。より具体的には、無線部のＤ／Ａ変換部と無線部の第１電光変換部との間においてアナログ・ビームフォーミングの制御が実行される点が、第１実施形態との差分である。第３実施形態では、第１実施形態との差分を中心に説明する。
　図６は、第３実施形態における、無線部６ｄ及び張出部７ａ－ｎの構成例を示す図である。無線部６ｄは、図１に示された無線部６に相当する。張出部７ａ－ｎは、図１に示された張出部７－ｎに相当する。第３実施形態では、無線部６ｄは、下りの無線信号のアナログ・ビームフォーミングを実行する。
　無線部６ｄは、逆高速フーリエ変換部６０－ｎとＤ／Ａ変換部６１－ｎと第１電光変換部６２－ｎとのＭ個の組み合わせ（系統）を備える。無線部６ｄは、Ｄ／Ａ変換部６１－ｎと第１電光変換部６２－ｎとの間に、第１アナログビーム制御部６５を更に備える。
　無線部６ｄは、合波器６３を更に備えてもよい。張出部７ａ－ｎは、分波器７２を更に備えてもよい。これらの場合、光ファイバ９－ｎの本数は、ストリームの本数（Ｍ本）よりも少なくてよい。光ファイバ９－ｎは、ストリームの本数のコアをもつマルチコアファイバでなくてもよい。
　第１アナログビーム制御部６５は、高周波数の電気信号の領域（ＲＦ（Radio Frequency）領域）におけるアナログ・ビームフォーミングを実行する。すなわち、第１アナログビーム制御部６５は、複数のＤ／Ａ変換部６１－ｎから出力された各第１アナログ電気信号の位相を調整する。第１アナログビーム制御部６５は、位相が調整された各第１アナログ電気信号を、複数の第１電光変換部６２－ｎに出力する。
　以上のように、第１アナログビーム制御部６５は、複数のＤ／Ａ変換部６１から出力された各第１アナログ電気信号の位相を調整する。これによって、アナログ・ビームフォーミングを実行することが可能である。
　（第４実施形態）
　第４実施形態では、無線部の第１電光変換部と張出部の第１光電変換部との間においてアナログ・ビームフォーミングの制御が実行される点が、第３実施形態との差分である。第４実施形態では、第３実施形態との差分を中心に説明する。
　図７は、第４実施形態における、無線部６ｅ及び張出部７ａ－ｎの構成例を示す図である。無線部６ｅは、図１に示された無線部６に相当する。張出部７ａ－ｎは、図１に示された張出部７－ｎに相当する。第４実施形態では、無線部６ｅは、下りの無線信号のアナログ・ビームフォーミングを実行する。
　無線部６ｅは、逆高速フーリエ変換部６０－ｎとＤ／Ａ変換部６１－ｎと第１電光変換部６２－ｎとのＭ個の組み合わせ（系統）を備える。無線部６ｅは、第１電光変換部６２－ｎに対して下り方向（張出部側）に、第２アナログビーム制御部６６を更に備える。
　無線部６ｅは、合波器６３を更に備えてもよい。張出部７ａ－ｎは、分波器７２を更に備えてもよい。これらの場合、光ファイバ９－ｎの本数は、ストリームの本数（Ｍ本）よりも少なくてよい。光ファイバ９－ｎは、ストリームの本数のコアをもつマルチコアファイバでなくてもよい。
　第２アナログビーム制御部６６は、高周波数の光信号の領域（ＲＦ領域）におけるアナログ・ビームフォーミングを実行する。すなわち、第２アナログビーム制御部６６は、複数の第１電光変換部６２－ｎから出力された各光信号の位相を調整する。第２アナログビーム制御部６６は、位相が調整された各光信号を、光ファイバ９－ｎを介して、複数の第１光電変換部７０－ｎに出力する。
　以上のように、第２アナログビーム制御部６６は、複数の第１電光変換部６２から出力された各光信号の位相を調整する。これによって、アナログ・ビームフォーミングを実行することが可能である。
　（第５実施形態）
　第５実施形態では、アナログ・ビームフォーミングの制御を張出部が実行する点が、第１実施形態との差分である。より具体的には、第１光電変換部とアンテナ素子との間においてアナログ・ビームフォーミングの制御が実行される点が、第１実施形態との差分である。第５実施形態では、第１実施形態との差分を中心に説明する。
　図８は、第５実施形態における、無線部６ａ及び張出部７ｃ－ｎの構成例を示す図である。無線部６ａは、図１に示された無線部６に相当する。張出部７ｃ－ｎは、図１に示された張出部７－ｎに相当する。第５実施形態では、張出部７ｃ－ｎは、下りの無線信号のアナログ・ビームフォーミングを実行する。
　張出部７ｃ－ｎは、第１光電変換部７０－ｎとアンテナ素子７１－ｎとのＭ個の組み合わせ（系統）を備える。張出部７ｃ－ｎは、第１光電変換部７０－ｎとアンテナ素子７１－ｎとの間に、第３アナログビーム制御部７３を更に備える。なお、張出部７ｃ－ｎは、アナログ電気信号又は光信号の強度を増幅するＭ個の増幅器を備えてもよい。
　無線部６ａは、逆高速フーリエ変換部６０－ｎとＤ／Ａ変換部６１－ｎと第１電光変換部６２－ｎとのＭ個の組み合わせ（系統）を備える。無線部６ａは、合波器６３を更に備えてもよい。張出部７ｃ－ｎは、分波器７２を更に備えてもよい。これらの場合、光ファイバ９－ｎの本数は、ストリームの本数よりも少なくてよい。光ファイバ９は、ストリームの本数のコアをもつマルチコアファイバでなくてもよい。
　第３アナログビーム制御部７３は、高周波数の電気信号の領域（ＲＦ領域）におけるアナログ・ビームフォーミングを実行する。すなわち、第３アナログビーム制御部７３は、複数の第１光電変換部７０－ｎから出力された各第２アナログ電気信号の位相を調整する。第３アナログビーム制御部７３は、位相の調整量を周期的に変更してもよい。これによって、第３アナログビーム制御部７３は、下りの無線信号（ビーム）の送信方向を周期的に変更する。
　無線部６ａは、制御情報を生成する制御部を備えてもよい。第３アナログビーム制御部７３は、無線部６ａから送信された制御情報に基づいて、アナログ・ビームフォーミングを実行してもよい。光ファイバ９は、主信号に重畳された制御情報と、主信号とを伝送してもよい。制御情報は、光ファイバ９（主信号の経路）とは別の経路（制御用の通信線）を用いて、無線部６ａから送信されてもよい。第３アナログビーム制御部７３は、位相が調整された各第２アナログ電気信号を、複数のアンテナ素子７１－ｎに出力する。
　以上のように、第３アナログビーム制御部７３は、複数の第１光電変換部７０から出力された各第２アナログ電気信号の位相を調整する。これによって、アナログ・ビームフォーミングを実行することが可能である。
　（第６実施形態）
　第６実施形態では、張出部の第１光電変換部と無線部の第１電光変換部との間においてアナログ・ビームフォーミングの制御が実行される点が、第５実施形態との差分である。第６実施形態では、第５実施形態との差分を中心に説明する。
　図９は、第６実施形態における、無線部６ａ及び張出部７ｄ－ｎの構成例を示す図である。無線部６ａは、図１に示された無線部６に相当する。張出部７ｄ－ｎは、図１に示された張出部７－ｎに相当する。第６実施形態では、張出部７ｄ－ｎは、下りの無線信号のアナログ・ビームフォーミングを実行する。
　張出部７ｄ－ｎは、第１光電変換部７０－ｎとアンテナ素子７１－ｎとのＭ個の組み合わせ（系統）を備える。張出部７ｄ－ｎは、第１光電変換部７０－ｎに対して上り方向（無線部側）に、第４アナログビーム制御部７４を更に備える。なお、張出部７ｄ－ｎは、アナログ電気信号又は光信号の強度を増幅するＭ個の増幅器を備えてもよい。
　無線部６ａは、合波器６３を更に備えてもよい。張出部７ｄ－ｎは、分波器７２を更に備えてもよい。これらの場合、光ファイバ９－ｎの本数は、ストリームの本数よりも少なくてよい。光ファイバ９は、ストリームの本数のコアをもつマルチコアファイバでなくてもよい。
　第４アナログビーム制御部７４は、高周波数の光信号の領域（ＲＦ領域）におけるアナログ・ビームフォーミングを実行する。すなわち、第４アナログビーム制御部７４は、複数の第１電光変換部６２－ｎから出力された各光信号の位相を調整する。第４アナログビーム制御部７４は、位相が調整された各光信号を、複数の第１光電変換部７０－ｎに出力する。
　以上のように、第４アナログビーム制御部７４は、Ｍ本のシングルコアファイバである光ファイバ９－ｎから出力された各光信号の位相を調整する。第４アナログビーム制御部７４は、Ｍ本のコアを有するマルチコアファイバである光ファイバ９－ｎから出力された各光信号の位相を調整してもよい。これによって、アナログ・ビームフォーミングを実行することが可能である。
　（第７実施形態）
　第７実施形態は、第２実施形態と第３実施形態との組み合わせである。第７実施形態では、第２実施形態との差分と、第３実施形態との差分とを主に説明する。
　図１０は、第７実施形態における、無線部６ｆ及び張出部７ａ－ｎの構成例を示す図である。無線部６ｆは、図１に示された無線部６に相当する。張出部７ａ－ｎは、図１に示された張出部７－ｎに相当する。第７実施形態では、無線部６ｆは、デジタル・ビームフォーミングとアナログ・ビームフォーミングとを、下りの無線信号に関して実行する。すなわち、無線部６ｆは、ハイブリッド・ビームフォーミングを、下りの無線信号に関して実行する。
　なお、比較として、従来のハイブリッド・ビームフォーミングの例は、参考文献１（須山　外３名，"5Gマルチアンテナ技術，" NTT DOCOMOテクニカル・ジャーナル Vol.23 No.4 (2016)）に示されている。
　無線部６ｆは、逆高速フーリエ変換部６０－ｎとＤ／Ａ変換部６１－ｎと第１電光変換部６２－ｎとのＭ個の組み合わせ（系統）を備える。無線部６ｆは、逆高速フーリエ変換部６０－ｎに対して上り方向（分散部側）に、デジタルビーム制御部６４を更に備える。無線部６ｆは、Ｄ／Ａ変換部６１－ｎと第１電光変換部６２－ｎとの間に、第１アナログビーム制御部６５を更に備える。
　以上のように、デジタルビーム制御部６４は、１本以上の下りのストリーム（無線信号に対応付けられたデジタル電気信号）の位相を調整する。第１アナログビーム制御部６５は、複数のＤ／Ａ変換部６１から出力された各第１アナログ電気信号の位相を調整する。これによって、ハイブリッド・ビームフォーミングを実行することが可能である。
　（第８実施形態）
　第８実施形態は、第２実施形態と第４実施形態との組み合わせである。第８実施形態では、第２実施形態との差分と、第４実施形態との差分とを主に説明する。
　図１１は、第８実施形態における、無線部６ｇ及び張出部７ａ－ｎの構成例を示す図である。無線部６ｇは、図１に示された無線部６に相当する。張出部７ａ－ｎは、図１に示された張出部７－ｎに相当する。第８実施形態では、無線部６ｇは、デジタル・ビームフォーミングとアナログ・ビームフォーミングとを、下りの無線信号に関して実行する。すなわち、無線部６ｇは、ハイブリッド・ビームフォーミングを、下りの無線信号に関して実行する。
　無線部６ｇは、逆高速フーリエ変換部６０－ｎとＤ／Ａ変換部６１－ｎと第１電光変換部６２－ｎとのＭ個の組み合わせ（系統）を備える。無線部６ｇは、逆高速フーリエ変換部６０－ｎに対して上り方向（分散部側）に、デジタルビーム制御部６４を更に備える。無線部６ｇは、第１電光変換部６２－ｎに対して下り方向（張出部側）に、第２アナログビーム制御部６６を更に備える。
　以上のように、デジタルビーム制御部６４は、１本以上の下りのストリーム（無線信号に対応付けられたデジタル電気信号）の位相を調整する。第２アナログビーム制御部６６は、複数の第１電光変換部６２－ｎから出力された各光信号の位相を調整する。これによって、ハイブリッド・ビームフォーミングを実行することが可能である。
　（第９実施形態）
　第９実施形態は、第２実施形態と第５実施形態との組み合わせである。第９実施形態では、第２実施形態との差分と、第５実施形態との差分とを主に説明する。
　図１２は、第９実施形態における、無線部６ｃ及び張出部７ｃ－ｎの構成例を示す図である。無線部６ｃは、図１に示された無線部６に相当する。張出部７ｃ－ｎは、図１に示された張出部７－ｎに相当する。第９実施形態では、無線部６ｃは、デジタル・ビームフォーミングを、下りの無線信号に関して実行する。張出部７ｃ－ｎは、アナログ・ビームフォーミングを、下りの無線信号に関して実行する。すなわち、無線部６ｃ及び張出部７ｃ－ｎは、ハイブリッド・ビームフォーミングを、下りの無線信号に関して実行する。
　以上のように、デジタルビーム制御部６４は、１本以上の下りのストリーム（無線信号に対応付けられたデジタル電気信号）の位相を調整する。第３アナログビーム制御部７３は、複数の第１光電変換部７０－ｎから出力された各第２アナログ電気信号の位相を調整する。第３アナログビーム制御部７３は、デジタルビーム制御部６４から送信された制御情報に基づいて、アナログ・ビームフォーミングを実行してもよい。これによって、ハイブリッド・ビームフォーミングを実行することが可能である。
　（第１０実施形態）
　第１０実施形態は、第２実施形態と第６実施形態との組み合わせである。第１０実施形態では、第２実施形態との差分と、第６実施形態との差分とを主に説明する。
　図１３は、第１０実施形態における、無線部６ｃ及び張出部７ｄ－ｎの構成例を示す図である。無線部６ｃは、図１に示された無線部６に相当する。張出部７ｄ－ｎは、図１に示された張出部７－ｎに相当する。第１０実施形態では、無線部６ｃは、デジタル・ビームフォーミングを、下りの無線信号に関して実行する。張出部７ｄ－ｎは、アナログ・ビームフォーミングを、下りの無線信号に関して実行する。すなわち、無線部６ｃ及び張出部７ｄ－ｎは、ハイブリッド・ビームフォーミングを、下りの無線信号に関して実行する。
　以上のように、デジタルビーム制御部６４は、１本以上の下りのストリーム（無線信号に対応付けられたデジタル電気信号）の位相を調整する。第４アナログビーム制御部７４は、複数の第１電光変換部６２－ｎから出力された各光信号の位相を調整する。第４アナログビーム制御部７４は、デジタルビーム制御部６４から送信された制御情報に基づいて、アナログ・ビームフォーミングを実行してもよい。これによって、ハイブリッド・ビームフォーミングを実行することが可能である。
　（第１１実施形態）
　第１１実施形態では、上りの光信号を張出部が無線部に送信する点が、第１実施形態との差分である。第１１実施形態では、第１実施形態との差分を中心に説明する。
　第１１実施形態において、図１に示された張出部７は、上りの無線信号に応じた光信号を、アナログＲｏＦを用いて無線部６に送信する。無線部６は、光信号に応じたＭ本の上りのストリームを、分散部５に出力する。分散部５は、Ｍ本の上りのストリーム（無線信号に対応付けられたデジタル電気信号）に対して所定の信号処理（例えば、復号）を実行することによって、上りのストリームを生成する。集約部４は、上りのストリームを、分散部５（DU）から取得する。集約部４は、上りのストリーム（デジタル電気信号）に対して所定の信号処理を実行することによって、上りのデータを生成する。上位装置２は、上りのデータを、集約部４（CU）から取得する。
　図１４は、第１１実施形態における、無線部６ｈ及び張出部７ｅ－ｎの構成例を示す図である。無線部６ｈは、図１に示された無線部６に相当する。張出部７ｅ－ｎは、図１に示された張出部７－ｎに相当する。第１１実施形態では、無線部６ｈ及び張出部７ｅ－ｎは、上りの無線信号のビームフォーミングを実行しなくてよい。張出部７ｅ－ｎは、アナログＲｏＦを用いて、上りの光信号を無線部６ｈに送信する。
　無線部６ｈは、第２光電変換部６７－ｎとＡ／Ｄ変換部６８－ｎ（アナログデジタル変換部）と高速フーリエ変換部６９－ｎとのＭ個の組み合わせ（系統）を備える。張出部７ｅ－ｎは、アンテナ素子７１－ｎと第２電光変換部７５－ｎとのＭ個の組み合わせ（系統）を備える。なお、張出部７ｅ－ｎは、アナログ電気信号又は光信号の強度を増幅するＭ個の増幅器を備えてもよい。
　第２電光変換部７５－ｎと第２光電変換部６７－ｎとは、光ファイバ９－ｎを用いて互いに接続されている。光ファイバ９－ｎは、Ｍ本のシングルコアファイバでもよいし、Ｍ本のコアを有するマルチコアファイバでもよい。
　次に、無線部６ｈ及び張出部７ｅ－ｎの動作例を説明する。
　図１５は、第１１実施形態における、無線部６ｈ及び張出部７ｅ－ｎの動作例を示す図である。張出部７ｅ－ｎは、Ｍ本のアンテナ素子７１を用いて、上りの無線信号を無線端末（不図示）から取得する。
　アンテナ素子７１－ｎ－ｍは、上りの無線信号を第３アナログ電気信号に変換する。アンテナ素子７１－ｎ－ｍは、上りの無線信号に応じた第３アナログ電気信号を、第２電光変換部７５－ｎ－ｍに出力する（ステップＳ２０１）。第２電光変換部７５－ｎ－ｍは、第３アナログ電気信号を光信号に変換する（ステップＳ２０２）。
　光ファイバ９－ｎ－ｍは、第２電光変換部７５－ｎ－ｍによって変換された信号を、第２光電変換部６７－ｎ－ｍに光伝送する（ステップＳ２０３）。第２光電変換部６７－ｎ－ｍは、伝送された光信号を第４アナログ電気信号に変換する。第２光電変換部６７－ｎ－ｍは、第４アナログ電気信号をＡ／Ｄ変換部６８－ｎ－ｍに送信する（ステップＳ２０４）。
　Ａ／Ｄ変換部６８－ｎ－ｍは、第４アナログ電気信号をデジタル電気信号に変換する。このようにして、張出部７ｅ－ｎは、アナログＲｏＦを用いて、上りの光信号を無線部６ｈに送信する。Ａ／Ｄ変換部６８－ｎ－ｍは、第４アナログ電気信号に応じたデジタル電気信号を、高速フーリエ変換部６９－ｎ－ｍに出力する（ステップＳ２０５）。高速フーリエ変換部６９－ｎ－ｍは、第４アナログ電気信号に応じたデジタル電気信号に対して、高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform ： FFT）を実行する。高速フーリエ変換部６９－ｎ－ｍは、高速フーリエ変換されたデジタル電気信号を、分散部５に出力する（ステップＳ２０６）。
　以上のように、アンテナ素子７１－ｎ－ｍは、上りの無線信号を第３アナログ電気信号に変換する。第２電光変換部７５－ｎ－ｍは、第３アナログ電気信号を光信号に変換する。光ファイバ９－ｎ－ｍは、第２電光変換部７５－ｎ－ｍによって変換された信号を、第２光電変換部６７－ｎ－ｍに光伝送する。第２光電変換部６７－ｎ－ｍは、伝送された光信号を第４アナログ電気信号に変換する。Ａ／Ｄ変換部６８－ｎ－ｍは、第４アナログ電気信号をデジタル電気信号に変換する。高速フーリエ変換部６９－ｎ－ｍは、第４アナログ電気信号に応じたデジタル電気信号に対して、高速フーリエ変換を実行する。
　これによって、無線通信サービスの提供エリアを拡大するための設備コストの増大を抑制することが可能である。
　（第１１実施形態の変形例）
　第１１実施形態の変形例では、波長分割多重された光信号が無線部と張出部との間を伝送される点が、第１１実施形態との差分である。第１１実施形態の変形例では、第１１実施形態との差分を中心に説明する。
　図１６は、第１１実施形態の変形例における、無線部６ｉ及び張出部７ｆの構成例を示す図である。無線部６ｉは、図１に示された無線部６に相当する。張出部７ｆ－ｎは、図１に示された張出部７に相当する。無線部６ｉと張出部７ｆ－ｎとは、光ファイバ９を用いて互いに接続されている。光ファイバ９－ｎの本数は、ストリーム（無線信号に対応付けられたデジタル電気信号）の本数（Ｍ本）よりも少なくてよい。光ファイバ９－ｎは、ストリームの本数のコアをもつマルチコアファイバでなくてもよい。
　無線部６ｉは、第２光電変換部６７－ｎとＡ／Ｄ変換部６８－ｎ（アナログデジタル変換部）と高速フーリエ変換部６９－ｎとのＭ個の組み合わせ（系統）を備える。無線部６ｉは、分波器７７を更に備える。
　張出部７ｅ－ｎは、アンテナ素子７１－ｎと第２電光変換部７５－ｎとのＭ個の組み合わせ（系統）を備える。張出部７ｆ－ｎは、合波器７６を更に備える。なお、張出部７ｅ－ｎは、アナログ電気信号又は光信号の強度を増幅するＭ個の増幅器を備えてもよい。
　複数の第２電光変換部７５－ｎは、第３アナログ電気信号を、互いに異なる波長の光信号に変換する。合波器７６（multiplexer）は、波長が互いに異なる複数の光信号を合波することによって、波長分割多重された光信号を生成する。光ファイバ９は、波長分割多重された光信号を分波器７７に伝送する。
　分波器７７（demultiplexer）は、波長分割多重された光信号を、波長が互いに異なる複数の光信号に分波する。分波器７７は、波長が互いに異なるＭ本の光信号を、Ｍ個の第２光電変換部６７－ｎに出力する。Ｍ個の第２光電変換部６７－ｎは、伝送された光信号を所定波長の第４アナログ電気信号に変換する。Ａ／Ｄ変換部６８－ｎ－ｍは、第４アナログ電気信号をデジタル電気信号に変換する。高速フーリエ変換部６９－ｎ－ｍは、第４アナログ電気信号に応じたデジタル電気信号に対して、高速フーリエ変換を実行する。
　以上のように、合波器７６は、波長が互いに異なる複数の光信号を合波することによって、波長分割多重された光信号を生成する。光ファイバ９は、波長分割多重された光信号を分波器７７に伝送する。分波器７７は、波長分割多重された光信号を、波長が互いに異なる複数の光信号に分波する。これによって、光ファイバ９－ｎの本数を削減することが可能である。
　第２実施形態から第１０実施形態までについても、第１１実施形態と同様に、光ファイバ９は上りの光信号を伝送してもよい。
　光ファイバ９が上りの光信号を伝送する場合、第２実施形態から第１０実施形態までに示された各無線部は、上記の逆高速フーリエ変換部の代わりに、上記の高速フーリエ変換部を備える。無線部は、上記のＤ／Ａ変換部の代わりに、上記のＡ／Ｄ変換部を備える。無線部は、上記の第１電光変換部の代わりに、上記の第２光電変換部を備える。
　光ファイバ９が上りの光信号を伝送する場合、第２実施形態から第１０実施形態までに示された各張出部は、上記の第１光電変換部の代わりに、上記の第２電光変換部を備える。
　（ハードウェア構成例）
　図１７は、各実施形態における、基地局３（無線通信装置）のハードウェア構成例を示す図である。基地局３の各機能部のうちの一部又は全部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ１１１が、不揮発性の記録媒体（非一時的な記録媒体）を有する記憶装置１１３とメモリ１１２とに記憶されたプログラムを実行することにより、ソフトウェアとして実現される。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）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などの非一時的な記録媒体である。
　基地局３の各機能部の一部又は全部は、例えば、ＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を用いた電子回路（electronic circuit又はcircuitry）を含むハードウェアを用いて実現されてもよい。
　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。
　本発明は、無線通信システムに適用可能である。
１…無線通信システム、２…上位装置、３…基地局、４…集約部、５…分散部、６，５ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ，６ｇ，６ｈ，６ｉ…無線部、７，７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ…張出部、８…同軸ケーブル、９…光ファイバ、１０…光スプリッタ、１１…カバーエリア、１２…カバーエリア、１３…エリア、６０…逆高速フーリエ変換、６１…Ｄ／Ａ変換部、６２…第１電光変換部、６３…合波器、６４…デジタルビーム制御部、６５…第１アナログビーム制御部、６６…第２アナログビーム制御部、６７…第２光電変換部、６８…Ａ／Ｄ変換部、６９…高速フーリエ変換、７０…第１光電変換部、７１…アンテナ素子、７２…分波器、７３…第３アナログビーム制御部、７４…第４アナログビーム制御部、７５…第２電光変換部、７６…合波器、７７…分波器、１００…遮蔽物、１１０…遮蔽物、１１１…プロセッサ、１１２…メモリ、１１３…記憶装置、２００…無線部、２０１…カバーエリア、２０２…エリア

Claims (8)

  1. 　無線通信装置が実行する無線通信方法であって、
    　下りの無線信号に対応付けられたデジタル電気信号に対して逆高速フーリエ変換を実行する逆高速フーリエ変換ステップと、
    　逆高速フーリエ変換された前記デジタル電気信号を第１アナログ電気信号に変換するデジタルアナログ変換ステップと、
    　前記第１アナログ電気信号を光信号に変換する電光変換ステップと、
    　前記光信号を伝送するステップと、
    　伝送された前記光信号を第２アナログ電気信号に変換する光電変換ステップと、
    　前記第２アナログ電気信号に応じた前記下りの無線信号を送信するステップと
    　を含む無線通信方法。
  2. 　波長が互いに異なる複数の前記光信号を合波することによって、波長分割多重された前記光信号を生成する合波ステップと、
    　波長分割多重された前記光信号を、波長が互いに異なる複数の前記光信号に分波する分波ステップと
    　を更に含み、
    　前記光信号を伝送するステップでは、光ファイバは、波長分割多重された前記光信号を伝送する、
    　請求項１に記載の無線通信方法。
  3. 　前記デジタル電気信号の位相を調整するデジタルビーム制御ステップを更に含む、
    　請求項１又は請求項２に記載の無線通信方法。
  4. 　前記光信号、前記第１アナログ電気信号又は第２アナログ電気信号の位相を調整するアナログビーム制御ステップを更に含む、
    　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の無線通信方法。
  5. 　下りの無線信号に対応付けられたデジタル電気信号に対して逆高速フーリエ変換を実行する逆高速フーリエ変換部と、
    　逆高速フーリエ変換された前記デジタル電気信号を第１アナログ電気信号に変換するデジタルアナログ変換部と、
    　前記第１アナログ電気信号を光信号に変換する電光変換部と、
    　前記光信号を伝送する光ファイバと、
    　伝送された前記光信号を第２アナログ電気信号に変換する光電変換部と、
    　前記第２アナログ電気信号に応じた前記下りの無線信号を送信するアンテナ素子と
    　を備える無線通信装置。
  6. 　波長が互いに異なる複数の前記光信号を合波することによって、波長分割多重された前記光信号を生成する合波器と、
    　波長分割多重された前記光信号を、波長が互いに異なる複数の前記光信号に分波する分波器と
    　を更に備え、
    　前記光ファイバは、波長分割多重された前記光信号を伝送する、
    　請求項５に記載の無線通信装置。
  7. 　前記デジタル電気信号の位相を調整するデジタルビーム制御部を更に備える、
    　請求項５又は請求項６に記載の無線通信装置。
  8. 　前記光信号、前記第１アナログ電気信号又は第２アナログ電気信号の位相を調整するアナログビーム制御部を更に備える、
    　請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の無線通信装置。
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