WO2022244045A1 - 無線通信方法及び無線通信システム - Google Patents

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WO2022244045A1
WO2022244045A1 PCT/JP2021/018577 JP2021018577W WO2022244045A1 WO 2022244045 A1 WO2022244045 A1 WO 2022244045A1 JP 2021018577 W JP2021018577 W JP 2021018577W WO 2022244045 A1 WO2022244045 A1 WO 2022244045A1
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optical
signal
frequency
base station
station device
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PCT/JP2021/018577
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耕大 伊藤
瑞紀 菅
拓人 新井
裕史 白戸
直樹 北
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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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication method and a wireless communication system.
  • FIG. 19 is a diagram for explaining the overview of the wireless communication system 100 in Patent Document 1.
  • FIG. A wireless communication system 100 includes a accommodating station device 200 and a base station device 300 .
  • the accommodating station device 200 and the base station device 300 are connected via an optical fiber 400 .
  • the accommodation station apparatus 200 modulates a plurality of optical signals having specific wavelength intervals output from the multi-wavelength variable light source 201 using the optical modulator 202 and transmits the modulated optical signals to the base station apparatus 300 .
  • the optical fiber 400 transmits optically modulated signals of a plurality of wavelengths, a different delay difference occurs for each wavelength due to the influence of chromatic dispersion.
  • the base station apparatus 300 demultiplexes the optical modulated signal transmitted from the accommodation station apparatus 200 for each wavelength by the optical demultiplexer 301, Convert to electrical signal.
  • the electric signals are fed to the antennas 303-1 to 303-p, but due to the delay difference caused by the wavelength dispersion occurring when the optical fiber 400 transmits, the electric signals also have delay differences, so that the electric signals are transmitted as radio waves. Directivity is formed when emitted. Therefore, by controlling the wavelength of the optical signal output from the multi-wavelength variable light source 201, the beam direction can be controlled.
  • the optical wavelength is dynamically controlled in order to dynamically control the beam direction.
  • the control of the base station apparatus 300 is required, and the simplification of the base station apparatus 300 is limited.
  • the technique in Patent Document 1 requires optical fiber distance information for wavelength adjustment for adjusting the delay difference between optical signals.
  • the length of the optical fiber 400 between the accommodation station apparatus 200 and the base station apparatus 300 is often unknown, or even if it is known, the exact length is not known. Therefore, it is considered that the scope of application of the technology in Patent Document 1 will be limited.
  • FIG. 20 is a diagram for explaining the technology described in Non-Patent Document 1.
  • FIG. The device shown in FIG. 20 includes a multi-wavelength variable light source 501, an optical modulator 502, a PDM (Programmable Dispersion Matrix) 503, an optical demultiplexer 504, O/Es 505-1 to 505-p, and antennas 506-1 to 506-p.
  • FIG. 21 is a diagram showing a configuration example of a conventional PDM 503.
  • the PDM 503 includes a plurality of optical switches 511-1 to 511-q (q is an integer equal to or greater than 2) and a plurality of delay units 512-1 to 512-q.
  • each antenna is fixedly associated with a different optical wavelength.
  • the PDM 503 controls the dispersion value, controls the delay difference for each optical wavelength, and controls the beam direction.
  • Non-Patent Document 1 With the technology described in Non-Patent Document 1, the wavelength utilization efficiency is better than in Patent Document 1 because the optical wavelength is fixed. Moreover, the optical demultiplexing is also fixed, and there is no need to control the optical demultiplexer. However, it is considered that high precision is required in the design and manufacture of the PDM for controlling the dispersion, and there is a risk of an increase in the size and cost of the apparatus.
  • Non-Patent Document 1 In the technology described in Non-Patent Document 1, there is no mention of application to RoF. When applying RoF to the technology described in Non-Patent Document 1 for long-distance optical fiber transmission, it is necessary to consider the influence of chromatic dispersion during optical fiber transmission in addition to dispersion control by PDM. Furthermore, the techniques of Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 both refer only to beamforming of transmitting antennas, and do not refer to beamforming of receiving antennas.
  • the present invention can perform beamforming control of transmitting and receiving antennas without using control of base station equipment and distance information of optical fibers while suppressing deterioration in wavelength utilization efficiency and increase in cost.
  • the purpose is to provide technology.
  • One aspect of the present invention is a wireless communication system comprising a station apparatus and a base station apparatus that forms beams under control of the station apparatus, wherein the station apparatus has an optical wavelength, frequency, or optical polarization. or any combination of the optical wavelength, frequency, or optical polarization switched by the controller for controlling the frequency, or any combination of the optical wavelength, frequency, or optical polarization switched by the controller, or a transmission target based on the frequency an optical modulator for transmitting an optical modulated signal generated by intensity-modulating an optical signal based on the transmission signal of the optical wavelength , a beam forming circuit having input ports corresponding to the number of combinations of frequencies or optical polarizations, or the number of frequencies, wherein the beam forming circuit receives an electrical signal based on the optical modulated signal.
  • the wireless communication system performs beamforming in a direction corresponding to the input port selected.
  • the present invention it is possible to perform beamforming control of transmitting and receiving antennas without using control of base station equipment and distance information of optical fibers, while suppressing deterioration in wavelength utilization efficiency and increase in cost.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless communication system according to a first embodiment
  • FIG. 4 is a sequence diagram showing the flow of processing in the wireless communication system according to the first embodiment
  • FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless communication system according to a second embodiment
  • FIG. 11 is a sequence diagram showing the flow of processing in a wireless communication system according to the second embodiment
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless communication system according to a third embodiment
  • FIG. 11 is a sequence diagram showing the flow of processing in a wireless communication system according to the third embodiment
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless communication system according to a fourth embodiment
  • FIG. 14 is a sequence diagram showing the flow of processing in a wireless communication system according to the fourth embodiment
  • FIG. 12 is a diagram showing a configuration example of a radio communication system in a modified example of the fourth embodiment
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless communication system according to a fifth embodiment
  • FIG. 20 is a sequence diagram showing the flow of processing in a wireless communication system according to the fifth embodiment
  • FIG. 21 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless communication system according to a sixth embodiment
  • FIG. 20 is a sequence diagram showing the flow of processing in a wireless communication system according to the sixth embodiment
  • FIG. 21 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless communication system according to a seventh embodiment
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a wireless communication system 1 according to the first embodiment.
  • a wireless communication system 1 includes a accommodating station device 10 and a base station device 20 .
  • the accommodating station device 10 and the base station device 20 are connected via an optical transmission line 30 .
  • the optical transmission line 30 is, for example, an optical fiber.
  • the optical transmission line 30 may be one or more single-core fibers or multi-core fibers having one or more cores.
  • the direction from the accommodation station device 10 to the base station device 20 is called the downlink direction
  • the direction from the base station device 20 to the accommodation station device 10 is called the uplink direction.
  • the wireless communication system 1 may include a plurality of base station devices 20 .
  • the accommodating station device 10 and the plurality of base station devices 20 may be connected by a passive optical network (PON).
  • PON passive optical network
  • an optical splitter (branching unit) is provided between the accommodating station device 10 and the plurality of base station devices 20 .
  • the optical splitter splits the optical signal output from the accommodation station apparatus 10 and outputs the split optical signal to the base station apparatus 20 .
  • 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 base station device 20 wirelessly radiates the signal transmitted from the accommodation station device 10 .
  • the accommodation station device 10 includes a control section 11 , a frequency conversion section 12 and an optical modulation section 13 .
  • the control unit 11 selects a frequency corresponding to the direction in which the base station apparatus 20 wishes to form beams. For example, the control unit 11 selects one or more of m (m is an integer equal to or greater than 1) frequencies f T1 , . . . , f Tm .
  • the frequency converter 12 converts the input transmission signal to the frequency f Ti specified by the controller 11 .
  • i is an integer of 1 or more and m or less.
  • the optical modulator 13 intensity-modulates an optical signal of a certain wavelength using a signal of frequency fTi . Thereby, the optical modulator 13 generates an optical modulated signal.
  • the optical modulator 13 transmits the generated optical modulated signal to the base station apparatus 20 via the optical transmission line 30 .
  • the base station device 20 includes an O/E 21, a branching filter 22, a plurality of frequency converters 23-1 to 23-m, a beam forming circuit 24, and a plurality of antennas 25-1 to 25-N. .
  • the O/E 21 is a photoelectric conversion unit that converts an optical modulated signal received via the optical transmission line 30 into an electrical signal. As a result, the O/E 21 extracts an electrical signal of frequency fTi .
  • the demultiplexer 22 demultiplexes the electrical signal extracted by the O/E 21 according to frequency.
  • the frequency converters 23-1 to 23-m convert the frequency of the input electrical signal into the frequency of the RF band.
  • the beam forming circuit 24 has m input ports and N (N is an integer equal to or greater than 1) output ports. An input port of the beam forming circuit 24 is connected to frequency converters 23-1 to 23-m. Antennas 25 - 1 to 25 -N are connected to output ports of the beam forming circuit 24 .
  • the beam forming circuit 24 When a signal is input to one input port of the beam forming circuit 24, signals having the same amplitude and linearly inclined phase are output from the N output ports.
  • the beam forming circuit 24 has different phase gradients depending on the input port.
  • the beamforming circuit 24 can form beams in directions depending on the input ports.
  • the beam forming circuit 24 has input/output reversibility, and when a signal arrives from a beam direction corresponding to a certain input port, the signal is output only from that input port.
  • the beam forming circuit 24 includes, for example, a Butler matrix, a Blass matrix, a Nolan matrix, and a Rotman lens (see, for example, Reference 1).
  • the antennas 25-1 to 25-N wirelessly radiate the electrical signals output from the beam forming circuit 24.
  • FIG. 2 is a sequence diagram showing the processing flow of the wireless communication system 1 according to the first embodiment.
  • the control unit 11 selects a frequency corresponding to the direction in which beam formation is desired in the base station apparatus 20 (step S101). For example, the control unit 11 selects one frequency f Ti from m frequencies f T1 , . . . , f Tm .
  • the control unit 11 controls the frequency conversion unit 12 to convert the frequency to the selected frequency fTi .
  • the frequency conversion unit 12 converts the input transmission signal to the frequency f Ti specified by the control unit 11 (step S102).
  • the frequency converter 12 outputs the transmission signal of frequency f Ti to the optical modulator 13 .
  • the optical modulator 13 intensity-modulates the optical signal of a certain wavelength using the transmission signal of the frequency fTi output from the frequency converter 12 (step S103). Thereby, the optical modulator 13 generates an optical modulated signal.
  • the optical modulator 13 sends the generated optical modulated signal to the optical transmission line 30 (step S104).
  • the modulated optical signal transmitted to the optical transmission line 30 is input to the base station device 20 .
  • the O/E 21 of the base station device 20 converts the input optical modulated signal into an electrical signal (step S105). By this processing, the optically modulated signal is converted into an electrical signal of frequency fTi .
  • the O/E 21 outputs an electrical signal of frequency f Ti to the demultiplexer 22 .
  • the electric signal of frequency f Ti output to the branching filter 22 is branched according to the frequency (step S106).
  • An output port of the demultiplexer 22 is connected to a plurality of frequency converters 23-1 to 23-m.
  • the output port of the branching filter 22 corresponding to the frequency f T1 is connected to the frequency conversion unit 23-1, and the output port of the branching filter 22 corresponding to the frequency f Ti is connected to the frequency conversion unit 23-i.
  • a frequency converter 23-m is connected to the output port of the demultiplexer 22 corresponding to the frequency f Tm . Therefore, the electric signal branched for each frequency by the branching filter 22 is output to the frequency converter 23 connected to the output port corresponding to the frequency.
  • FIG. 2 it is assumed that an electric signal of frequency f Ti is demultiplexed by the demultiplexer 22 and input to the frequency converter 23-i.
  • the frequency conversion unit 23-i converts the frequency of the input electrical signal into the RF band frequency (step S107).
  • the frequency converter 23-i outputs an RF-band electric signal to the beam forming circuit 24.
  • the beam forming circuit 24 forms a beam in a direction according to the input port to which the electrical signal is input.
  • a radio signal is emitted from the antenna 25 connected to the output port corresponding to the input port to which the electrical signal is input.
  • Antenna 25 connected to the output port corresponding to the input port to which the electrical signal is input radiates a radio signal corresponding to the input electrical signal (step S108).
  • the accommodation station apparatus 10 may be configured to form multiple beams in the base station apparatus 20 by performing subcarrier multiplexing (SCM: Subcarrier Multiplexing) using a plurality of frequencies simultaneously.
  • SCM subcarrier Multiplexing
  • the second embodiment differs from the first embodiment in that the accommodation station apparatus controls the optical wavelength and frequency and remotely controls the beam forming of the base station apparatus.
  • 2nd Embodiment demonstrates centering around the difference with 1st Embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of a wireless communication system 1a according to the second embodiment.
  • a wireless communication system 1a includes a accommodating station device 10a and a base station device 20a.
  • the accommodating station device 10 a and the base station device 20 a are connected via an optical transmission line 30 .
  • the accommodation station device 10a includes a control section 11a, a frequency conversion section 12, and an optical modulation section 13a.
  • the control unit 11a selects a frequency and an optical wavelength according to the direction in which beam formation is desired in the base station device 20a. For example, the controller 11a selects one or more of the applicable optical wavelengths ⁇ T1 , . For example, the controller 11a selects one or a plurality of frequencies f j T1 , . . . , f j Tmj applicable to the optical wavelength ⁇ Tj . j is an integer of 1 or more.
  • the frequency converter 12a converts the input transmission signal to the frequency f j Ti designated by the controller 11a.
  • the optical modulator 13a intensity-modulates an optical signal with a certain wavelength ⁇ Tj designated by the controller 11a using a signal with a frequency f j Ti . As a result, the optical modulation section 13a generates an optical modulation signal of wavelength ⁇ Tj .
  • the optical modulator 13a transmits the generated optical modulated signal to the base station apparatus 20a via the optical transmission line 30.
  • the base station device 20a includes an optical demultiplexer 26, a plurality of O/Es 21, a plurality of demultiplexers 22, a plurality of frequency converters 23, a beam forming circuit 24, and a plurality of antennas 25-1 to 25-25. -N.
  • the O/E 21 and demultiplexer 22 need to be provided for the number n of optical wavelengths ⁇ T , and the frequency converter 23
  • the optical demultiplexer 26 demultiplexes the modulated optical signal received via the optical transmission line 30 according to the wavelength.
  • the optical demultiplexer 26 is an AWG (Arrayed Waveguide Grating).
  • the optical modulated signal demultiplexed by the optical demultiplexer 26 is input to the O/E 21 .
  • FIG. 4 is a sequence diagram showing the flow of processing in the wireless communication system 1a according to the second embodiment.
  • the control unit 11a selects a frequency and an optical wavelength according to the direction in which beam formation is desired in the base station device 20a (step S201). For example, the control unit 11a selects one frequency f j Ti from the frequencies f j T1 , . . . , f j Tmj . Further, the controller 11a selects one optical wavelength ⁇ Tj from the optical wavelengths ⁇ T1 , . . . , ⁇ Tn . The control unit 11a controls the frequency conversion unit 12a to convert the frequency to the selected frequency fjTi . Further, the controller 11a controls the optical modulator 13a so as to perform optical intensity modulation with the selected optical wavelength ⁇ Tj .
  • the frequency conversion unit 12a converts the input transmission signal to the frequency f j Ti designated by the control unit 11a (step S202).
  • the frequency converter 12a outputs the transmission signal of frequency f j Ti to the optical modulator 13a.
  • the optical modulator 13a intensity-modulates the optical wavelength ⁇ Tj designated by the controller 11a using the transmission signal of the frequency f j Ti output from the frequency converter 12a (step S203). As a result, the optical modulator 13a generates an optically modulated signal with the optical wavelength ⁇ Tj .
  • the optical modulation unit 13a transmits the generated optical modulated signal to the optical transmission line 30 (step S204).
  • the modulated optical signal transmitted to the optical transmission line 30 is input to the base station apparatus 20a.
  • the optical demultiplexer 26 of the base station device 20a demultiplexes the input optical modulated signal of the optical wavelength ⁇ Tj (step S205).
  • O/Es 21 are connected to the output port of the optical demultiplexer 26 according to the number of optical wavelengths. Therefore, the optical modulated signal demultiplexed for each wavelength by the optical demultiplexer 26 is output to the O/E 21 connected to the output port corresponding to the wavelength.
  • FIG. 4 it is assumed that an optically modulated signal with an optical wavelength ⁇ Tj is demultiplexed by the optical demultiplexer 26 and input to the O/E 21 .
  • the O/E 21 converts the input optical modulated signal into an electrical signal (step S206). By this processing, the optically modulated signal is converted into an electrical signal of frequency f j Ti .
  • the O/E 21 outputs an electrical signal of frequency f j Ti to the demultiplexer 22 .
  • the electric signal of frequency f j Ti output to the branching filter 22 is branched according to the frequency (step S207).
  • the electrical signal branched by the branching filter 22 is input to the frequency converting section 23 .
  • the frequency conversion unit 23 converts the frequency of the input electrical signal into the frequency of the RF band (step S208).
  • the frequency converter 23 outputs an RF-band electric signal to the beam forming circuit 24 .
  • the beam forming circuit 24 forms a beam in a direction according to the input port to which the electrical signal is input.
  • a radio signal is emitted from the antenna 25 connected to the output port corresponding to the input port to which the electrical signal is input.
  • Antenna 25 connected to the output port corresponding to the input port to which the electrical signal is input radiates a radio signal corresponding to the input electrical signal (step S209).
  • the beam forming circuit 24 provided in the base station apparatus 20a is provided with input ports of a number corresponding to the combination of frequencies and optical wavelengths. Accordingly, by switching the frequency and optical wavelength of the transmission signal in the accommodation station apparatus 10a, the direction of the transmission beam can be remotely switched. In such a configuration, wavelength is not used to control beamforming. Therefore, it is possible to perform antenna beam forming control while suppressing a decrease in wavelength utilization efficiency.
  • the accommodation station device 10a simultaneously uses a plurality of optical wavelengths and a plurality of frequencies to perform subcarrier multiplexing and wavelength division multiplexing (WDM), thereby forming multi-beams in the base station device 20a.
  • WDM wavelength division multiplexing
  • the third embodiment differs from the first embodiment in that the accommodation station apparatus controls the optical polarization and frequency of the transmission signal and remotely controls the beam forming of the base station apparatus.
  • 2nd Embodiment demonstrates centering around the difference with 1st Embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a wireless communication system 1b according to the third embodiment.
  • a wireless communication system 1b includes a accommodating station device 10b and a base station device 20b. The accommodating station device 10b and the base station device 20b are connected via an optical transmission line 30.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a wireless communication system 1b according to the third embodiment.
  • a wireless communication system 1b includes a accommodating station device 10b and a base station device 20b.
  • the accommodating station device 10b and the base station device 20b are connected via an optical transmission line 30.
  • the accommodation station device 10b includes a control section 11b, a frequency conversion section 12b, and an optical modulation section 13b.
  • the control unit 11b selects a frequency and an optical polarization according to the direction in which beam formation is desired in the base station device 20b. For example, the control unit 11b selects one or more of the applicable optical polarized waves X and Y as the optical polarized waves to be used in the optical modulation unit 13b.
  • X and Y represent horizontally polarized waves and vertically polarized waves, respectively.
  • the control unit 11b selects one or a plurality of frequencies fkT1 , ..., fkTmk applicable to the optical polarization k ( k is X or Y).
  • the frequency converter 12b converts the input transmission signal to the frequency f k Ti designated by the controller 11b.
  • the optical modulator 13b intensity-modulates the optical signal of a certain optical polarization k designated by the controller 11b using the signal of the frequency fkTi . Thereby, the optical modulator 13b generates an optically modulated signal of optical polarization k. The optical modulator 13b transmits the generated optical modulated signal to the base station apparatus 20b via the optical transmission line 30.
  • the base station device 20b includes a polarization separation unit 27, a plurality of O/Es 21-X and 21-Y, a plurality of demultiplexers 22, a plurality of frequency conversion units 23, a beam forming circuit 24, and a plurality of Antennas 25-1 to 25-N are provided.
  • the demultiplexer 22 must be provided by the number of optical polarizations (for example, 2), and the frequency converter 23 It is necessary to provide the total number of frequencies m X used by X and the number m Y of frequencies used by optical polarization Y (m X +m Y ). Therefore, the number of input ports of the beamforming circuit 24 is mX + mY .
  • the polarization separation unit 27 separates the optical polarization k component of the optical modulated signal received via the optical transmission line 30 .
  • the beamforming circuit 24 has (m X +m Y ) input ports and N output ports. An input port of the beam forming circuit 24 is connected to (m X +m Y ) frequency converters 23 . Antennas 25 - 1 to 25 -N are connected to output ports of the beam forming circuit 24 .
  • the (m X +m Y ) combinations of the optical polarization k and the frequency f k Ti are the (m X +m Y ) input ports of the beam forming circuit 24 and the (m X +m Y ) transmission beams. , and the transmission beam direction can be switched by switching the optical polarization and frequency of the transmission signal of the accommodation station apparatus 10b.
  • FIG. 6 is a sequence diagram showing the flow of processing in the wireless communication system 1b according to the third embodiment.
  • the control unit 11b selects a frequency and an optical polarization according to the direction in which beam formation is desired in the base station device 20b (step S301). For example, the control unit 11b selects one frequency fXTi from the frequencies fXT1 , ... , fXTmj . Further, the control unit 11b selects one optical polarization X from the optical polarizations k. The control unit 11b controls the frequency conversion unit 12b to convert the frequency to the selected frequency fXTi . Further, the control unit 11b controls the optical modulation unit 13b so that the optical signal of the selected optical polarization X is optically intensity-modulated.
  • the frequency conversion unit 12b converts the input transmission signal to the frequency f X Ti designated by the control unit 11b (step S302).
  • the frequency converter 12b outputs the transmission signal of frequency f X Ti to the optical modulator 13b.
  • the optical modulation unit 13b intensity-modulates the optical signal of the optical polarization X designated by the control unit 11b using the transmission signal of the frequency f X Ti output from the frequency conversion unit 12b (step S303). Thereby, the optical modulation unit 13b generates an optically modulated signal of the optical polarization X.
  • the optical modulator 13a sends the generated optical modulated signal to the optical transmission line 30 (step S304).
  • the modulated optical signal transmitted to the optical transmission line 30 is input to the base station device 20b.
  • the polarization separation unit 27 of the base station apparatus 20b separates the optically polarized wave k component of the input optical modulated signal of the optically polarized wave X (step S305).
  • O/Es 21-X and 21-Y are connected to the output ports of the polarized wave separation section 27 according to the number of polarized waves. Therefore, the optical modulated signal separated by the polarized wave separation section 27 is output to the O/Es 21-X and 21-Y connected to the output ports corresponding to the optical polarization components.
  • FIG. 6 it is assumed that the optically modulated signal of the optical polarization X is separated by the polarization separator 27 and input to the O/E 21-X.
  • the O/E 21-X converts the input optical modulated signal into an electrical signal (step S306). Through this processing, the optically modulated signal is converted into an electrical signal of frequency f X Ti . O/E 21 -X outputs an electric signal of frequency f X Ti to branching filter 22 . The electric signal of frequency f X Ti output to the branching filter 22 is branched according to the frequency (step S307). The electrical signal branched by the branching filter 22 is input to the frequency converting section 23 .
  • the frequency conversion unit 23 converts the frequency of the input electrical signal into the frequency of the RF band (step S308).
  • the frequency converter 23 outputs an RF-band electric signal to the beam forming circuit 24 .
  • the beam forming circuit 24 forms a beam in a direction according to the input port to which the electrical signal is input.
  • a radio signal is emitted from the antenna 25 connected to the output port corresponding to the input port to which the electrical signal is input.
  • Antenna 25 connected to the output port corresponding to the input port to which the electrical signal is input radiates a radio signal corresponding to the input electrical signal (step S309).
  • the beam forming circuit 24 provided in the base station apparatus 20b is provided with the number of input ports corresponding to the combination of frequencies and optical polarizations. Accordingly, by switching the frequency and optical polarization of the transmission signal in the accommodation station device 10b, the direction of the transmission beam can be switched remotely. In such a configuration, wavelength is not used to control beamforming. Therefore, it is possible to perform antenna beam forming control while suppressing a decrease in wavelength utilization efficiency.
  • the accommodation station device 10b simultaneously uses a plurality of optical polarizations and a plurality of frequencies to perform subcarrier multiplexing and polarization division multiplexing (PDM: Polarization Division Multiplexing).
  • PDM Polarization Division Multiplexing
  • the fourth embodiment differs from the first embodiment in that the accommodation station apparatus controls the optical wavelength and optical polarization of the transmission signal and remotely controls the beam forming of the base station apparatus.
  • 4th Embodiment demonstrates centering around the difference with 1st Embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of a wireless communication system 1c according to the fourth embodiment.
  • a wireless communication system 1c includes a accommodating station device 10c and a base station device 20c.
  • the accommodating station device 10 c and the base station device 20 c are connected via an optical transmission line 30 .
  • the accommodating station device 10c includes a control section 11c and an optical modulation section 13c.
  • the control unit 11c selects a frequency and an optical polarization according to the direction in which beam formation is desired in the base station device 20c. For example, the control unit 11c selects one or more of the applicable optical polarized waves X and Y as the optical polarized waves to be used in the optical modulation unit 13b. For example, the controller 11c selects one or more of the applicable optical wavelengths ⁇ T1 , .
  • the optical modulator 13c intensity-modulates the transmission signal in the RF band using an optical signal with an optical polarization k that has a certain optical wavelength ⁇ Tj . As a result, the optical modulator 13c generates an optically modulated signal of the optical polarization k, which is the optical wavelength ⁇ Tj .
  • the optical modulator 13c transmits the generated optical modulated signal to the base station apparatus 20c via the optical transmission line 30.
  • the base station apparatus 20c includes an optical demultiplexer 26, a plurality of polarization separators 27, a plurality of O/Es 21, a beam forming circuit 24, and a plurality of antennas 25-1 to 25-N.
  • the polarization splitter 27 needs to be provided for the number n of optical wavelengths ⁇ T , and the O/E 21 uses the optical wavelength ⁇ Tj . It is necessary to provide as many optical polarizations (eg, 2) as there are optical polarizations to be used. Therefore, the number of input ports of the beam forming circuit 24 is 2n.
  • the optical demultiplexer 26 demultiplexes the modulated optical signal received via the optical transmission line 30 according to the wavelength.
  • the optical demultiplexer 26 is AWG.
  • the optical modulated signal demultiplexed by the optical demultiplexer 26 is input to the polarization demultiplexer 27 .
  • the polarization separation unit 27 separates the optical polarization k component of the optical modulated signal output from the optical demultiplexer 26 .
  • the beamforming circuit 24 has 2n input ports and N output ports. 2n O/Es 21 are connected to the input port of the beam forming circuit 24 . Antennas 25 - 1 to 25 -N are connected to output ports of the beam forming circuit 24 .
  • the 2n combinations of the optical wavelength ⁇ Tj and the optical polarization k correspond one-to-one to the 2n input ports of the beam forming circuits 24 and the 2n transmission beams of the host station device 10c.
  • the direction of the transmission beam can be switched by switching the optical polarization and wavelength of the transmission signal.
  • FIG. 8 is a sequence diagram showing the flow of processing in the wireless communication system 1c according to the fourth embodiment.
  • the control unit 11c selects an optical polarization and an optical wavelength according to the direction in which beam formation is desired in the base station device 20c (step S401). For example, the controller 11c selects one optical wavelength ⁇ Tj from the optical wavelengths ⁇ T1 , . . . , ⁇ Tn . Furthermore, the control unit 11c selects one optical polarization X from the optical polarizations k. The control unit 11c controls the optical modulation unit 13c to optically intensity-modulate the optical signal of the optical polarization X having the selected optical wavelength ⁇ Tj .
  • the optical modulator 13c intensity-modulates the transmission signal using the optical signal of the optical polarization X having the optical wavelength ⁇ Tj specified by the controller 11c (step S402). Thereby, the optical modulator 13c generates an optically modulated signal of the optical polarization X having the optical wavelength ⁇ Tj .
  • the optical modulator 13c sends the generated optical modulated signal to the optical transmission line 30 (step S403).
  • the modulated optical signal transmitted to the optical transmission line 30 is input to the base station apparatus 20c.
  • the optical demultiplexer 26 of the base station device 20c demultiplexes the input optical modulated signal according to the wavelength (step S404).
  • the output port of the optical demultiplexer 26 is connected to the polarization splitter 27 according to the number of wavelengths. Therefore, the optical modulated signal demultiplexed by the optical demultiplexer 26 is output to the polarization demultiplexer 27 connected to the output port corresponding to the wavelength.
  • FIG. 8 it is assumed that an optically modulated signal with an optical wavelength ⁇ Tj is demultiplexed by the optical demultiplexer 26 and input to the polarization splitter 27 connected to the output port corresponding to the optical wavelength ⁇ Tj . .
  • the polarization separation unit 27 separates the optical polarization k component of the optical modulated signal of the optical polarization X (step S405).
  • O/Es 21 are connected to the output ports of the polarization splitter 27 according to the number of optical polarizations. Therefore, the optical modulated signal separated by the polarized wave separation section 27 is output to the O/E 21 connected to the output port corresponding to the optical polarization component.
  • FIG. 8 it is assumed that the optical modulated signal of the optical polarization X is separated by the polarization separation section 27 and input to the O/E 21 connected to the output port of the optical polarization X.
  • FIG. 8 it is assumed that the optical modulated signal of the optical polarization X is separated by the polarization separation section 27 and input to the O/E 21 connected to the output port of the optical polarization X.
  • the O/E 21 converts the input optical modulation signal into an electrical signal (step S406). Through this process, the modulated optical signal is converted into an electrical signal.
  • the O/E 21 outputs the converted electric signal to the beam forming circuit 24 .
  • the beam forming circuit 24 forms a beam in a direction according to the input port to which the electrical signal is input. As a result, a radio signal is emitted from the antenna 25 connected to the output port corresponding to the input port to which the electrical signal is input.
  • Antenna 25 connected to the output port corresponding to the input port to which the electrical signal is input radiates a radio signal corresponding to the input electrical signal (step S407).
  • the beam forming circuit 24 provided in the base station apparatus 20c is provided with input ports of a number corresponding to the combination of optical polarization and optical wavelength. Accordingly, by switching the optical polarization and optical wavelength of the transmission signal in the accommodation station apparatus 10c, the direction of the transmission beam can be remotely switched. In such a configuration, wavelength is not used to control beamforming. Therefore, it is possible to perform antenna beam forming control while suppressing a decrease in wavelength utilization efficiency.
  • the accommodation station device 10c simultaneously uses a plurality of optical polarizations and a plurality of optical wavelengths to perform wavelength division multiplexing and polarization division multiplexing, thereby forming multi-beams in the base station device 20c.
  • FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of a radio communication system 1d in a modified example of the fourth embodiment.
  • a wireless communication system 1d includes a accommodating station device 10c and a base station device 20d.
  • the accommodating station device 10 c and the base station device 20 d are connected via an optical transmission line 30 .
  • a radio communication system 1d shown in FIG. 9 differs from the radio communication system 1c shown in FIG. 7 in the configuration of a base station apparatus 20d.
  • Other configurations of the radio communication system 1d are the same as those of the radio communication system 1c.
  • the base station apparatus 20d includes a polarization splitter 27, an optical demultiplexer 26, a plurality of O/Es 21, a beam forming circuit 24, and a plurality of antennas 25-1 to 25-N.
  • the optical demultiplexer 26 must be provided by the number of optical polarizations (for example, 2), and the O/E 21 It is necessary to provide the total number of frequencies m X used by X and the number m Y of frequencies used by optical polarization Y (m X +m Y ). Therefore, the number of input ports of the beamforming circuit 24 is mX + mY .
  • the beamforming circuit 24 has (m X +m Y ) input ports and N output ports. An input port of the beam forming circuit 24 is connected to (m X +m Y ) O/Es 21 . Antennas 25 - 1 to 25 -N are connected to output ports of the beam forming circuit 24 .
  • the (m X +m Y ) combinations of the optical polarization k and the optical wavelength ⁇ Tj are (m X +m Y ) input ports of the beam forming circuits 24 and (m X +m Y ) transmission beams. , and the transmission beam direction can be switched by switching the optical polarization and optical wavelength of the transmission signal of the accommodation station apparatus 10c.
  • the optical modulated signal received via the optical transmission line 30 is demultiplexed and then the optical polarization k component is separated. After separating the optical polarization k component of the received modulated optical signal, the modulated optical signal is demultiplexed.
  • FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of a wireless communication system 1e according to the fifth embodiment.
  • a wireless communication system 1e includes a accommodating station device 10e and a base station device 20e.
  • the accommodating station device 10 e and the base station device 20 e are connected via an optical transmission line 30 .
  • the base station device 20e includes a plurality of antennas 31-1 to 31-N, a beam forming circuit 32, a plurality of frequency converters 33-1 to 33-m, a multiplexer 34, and an optical modulator 35. Prepare.
  • the antennas 31-1 to 31-N receive radio signals transmitted from external devices.
  • An external device is, for example, a wireless device with which the base station device 20e communicates.
  • the antennas 31 - 1 to 31 -N convert received radio signals into electrical signals and output the electrical signals to the beam forming circuit 32 .
  • the beam forming circuit 32 has m input ports and N output ports, like the beam forming circuit 24 in the first embodiment.
  • An input port of the beam forming circuit 32 is connected to frequency converters 33-1 to 33-m.
  • Output ports of the beam forming circuit 32 are connected to antennas 31-1 to 31-N.
  • the beam forming circuit 32 receives the electric signals output from the antennas 31-1 to 31-N from the output port and outputs them to the frequency converters 33-1 to 33-m connected to the input port.
  • the frequency converters 33-1 to 33-m convert the frequencies of the input electrical signals. As a result, the electrical signals input to the frequency converters 33-1 to 33-m are converted to the frequency fRi .
  • the multiplexer 34 multiplexes the electrical signals output from the frequency converters 33-1 to 33-m.
  • the optical modulator 35 uses the electrical signal multiplexed by the multiplexer 34 to intensity-modulate the optical signal of a certain wavelength and multiplex it into subcarriers. Thereby, the optical modulator 35 generates a multiplexed signal. The optical modulator 35 transmits the generated multiplexed signal to the accommodation station device 10e via the optical transmission line 30.
  • the accommodating station device 10 e includes an O/E 14 , a branching filter 15 and an output section 16 .
  • the O/E 14 is a photoelectric conversion unit that converts multiplexed signals received via the optical transmission line 30 into electrical signals.
  • the demultiplexer 15 demultiplexes the electrical signal output from the O/E 14 according to frequency. For example, the demultiplexer 15 demultiplexes electric signals of frequencies f R1 , . . . , f Rm .
  • the output unit 16 demodulates the input electrical signals of frequencies f R1 , . . . , f Rm .
  • the output unit 16 may select and demodulate one of the input electrical signals of frequencies f R1 , . . . , f Rm . This is equivalent to selecting one beam out of m receive beams.
  • the output unit 16 can also form multiple beams by selecting multiple frequencies and using them simultaneously.
  • the output unit 16 may perform MIMO (Multiple Input Multiple Output) signal processing after demodulating a plurality of electrical signals having frequencies f R1 , . . . , f Rm that are input.
  • MIMO Multiple Input Multiple Output
  • FIG. 11 is a sequence diagram showing the processing flow of the wireless communication system 1e according to the fifth embodiment.
  • Antenna 31 receives a radio signal transmitted from an external device (step S501).
  • the antenna 31 converts the received radio signal into an electric signal and outputs the electric signal to the beam forming circuit 32 .
  • the beam forming circuit 32 outputs the electrical signal to the frequency converter 33 connected to the input port corresponding to the output port to which the electrical signal is input. In FIG. 11, for example, it is assumed that an electrical signal is output from the input port i of the beam forming circuit 32 .
  • the frequency converter 33 connected to the input port i of the beam forming circuit 32 frequency-converts the electrical signal output from the beam forming circuit 32 (step S502). Thereby, the frequency of the electrical signal is converted to the frequency fRi .
  • the frequency converter 33 outputs the electrical signal of frequency f Ri to the multiplexer 34 .
  • the multiplexer 34 multiplexes the electrical signals output from each frequency converter 33 (step S503).
  • the electrical signal multiplexed by the multiplexer 34 is output to the optical modulator 35 .
  • the optical modulator 35 uses the electrical signal multiplexed by the multiplexer 34 to intensity-modulate the optical signal of a certain wavelength and multiplex the subcarriers (step S504). Thereby, the optical modulator 35 generates a multiplexed signal. The optical modulator 35 sends the generated multiplexed signal to the accommodation station device 10e via the optical transmission line 30 (step S505).
  • the multiplexed signal transmitted to the optical transmission line 30 is input to the accommodation station device 10e.
  • the O/E 14 of the accommodation station device 10e converts the input multiplexed signal into an electrical signal (step S506).
  • the multiplexed signal is converted into an electrical signal of frequency fRi .
  • the O/E 14 outputs an electrical signal of frequency f Ri to the demultiplexer 15 .
  • the electric signal of frequency fRi output to the demultiplexer 15 is demultiplexed according to the frequency (step S507).
  • the electrical signal of frequency f Ri demultiplexed by the demultiplexer 15 is input to the output section 16 .
  • the output unit 16 demodulates the input electrical signal of frequency f Ri (step S508).
  • radio communication system 1e configured as described above, it is possible to obtain the same effects as in the first embodiment in the uplink direction.
  • the sixth embodiment differs from the fifth embodiment in that the base station apparatus performs subcarrier multiplexing and wavelength division multiplexing to transmit signals to the accommodating station apparatus.
  • the explanation will focus on the differences from the fifth embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram showing a configuration example of a wireless communication system 1f according to the sixth embodiment.
  • a wireless communication system 1f includes a accommodating station device 10f and a base station device 20f.
  • the accommodating station device 10 f and the base station device 20 f are connected via an optical transmission line 30 .
  • the base station device 20f includes a plurality of antennas 31-1 to 31-N, a beam forming circuit 32, a plurality of frequency converters 33, a plurality of multiplexers 34, a plurality of optical modulators 35, and an optical multiplexer. and a vessel 36 .
  • the multiplexer 34 and the optical modulator 35 need to be provided by the number n of optical wavelengths ⁇ R
  • the frequency converter 33 is an optical
  • the optical multiplexer 36 multiplexes the signals subcarrier-multiplexed by the optical modulator 35 and wavelength-division multiplexes them. Thereby, the optical multiplexer 36 generates a wavelength multiplexed signal. The optical multiplexer 36 transmits the generated wavelength multiplexed signal to the accommodation station device 10f via the optical transmission line 30.
  • Output ports of the beam forming circuit 32 are connected to antennas 31-1 to 31-N.
  • the accommodation station device 10 f includes an optical demultiplexer 17 , a plurality of O/Es 14 , a plurality of demultiplexers 15 and an output section 16 .
  • the O/E 14 and the demultiplexer 15 need to be provided for the number n of optical wavelengths ⁇ R .
  • the optical demultiplexer 17 demultiplexes the wavelength multiplexed signal received via the optical transmission line 30 according to the wavelength.
  • the optical demultiplexer 17 is AWG.
  • a multiplexed signal demultiplexed by the optical demultiplexer 17 is input to the O/E 14 .
  • FIG. 13 is a sequence diagram showing the flow of processing in the wireless communication system 1f according to the sixth embodiment.
  • Antenna 31 receives a radio signal transmitted from an external device (step S601).
  • the antenna 31 converts the received radio signal into an electric signal and outputs the electric signal to the beam forming circuit 32 .
  • the beam forming circuit 32 outputs the electrical signal to the frequency converter 33 connected to the input port corresponding to the output port to which the electrical signal is input.
  • Each of the frequency converters 33 converts the electrical signal output from the input port to the frequency f j Ri corresponding to the optical wavelength ⁇ Rj (step S602).
  • the frequency converter 33 outputs the electrical signal of frequency f j Ri to the multiplexer 34 .
  • the multiplexer 34 multiplexes the electrical signals output from each frequency converter 33 (step S603).
  • the electrical signal multiplexed by the multiplexer 34 is output to the optical modulator 35 .
  • the optical modulator 35 uses the electrical signal multiplexed by the multiplexer 34 to intensity-modulate the optical signal of a certain wavelength and multiplex the subcarriers (step S604). Thereby, the optical modulator 35 generates a multiplexed signal. The optical modulator 35 outputs the generated multiplexed signal to the optical multiplexer 36 . The optical multiplexer 36 multiplexes and wavelength-division multiplexes the multiplexed signals generated by the respective optical modulators 35 (step S605). Thereby, the optical multiplexer 36 generates a wavelength multiplexed signal. The optical multiplexer 36 sends the generated wavelength multiplexed signal to the accommodation station device 10f via the optical transmission line 30 (step S606).
  • the wavelength multiplexed signal transmitted to the optical transmission line 30 is input to the accommodation station device 10f.
  • the optical demultiplexer 17 of the accommodation station device 10f demultiplexes the input wavelength multiplexed signal according to the wavelength (step S607).
  • the wavelength multiplexed signal becomes an optically modulated signal of the optical wavelength ⁇ Rj and is output to the corresponding O/E 14 .
  • the number of O/Es 14 corresponding to the number of wavelengths is connected to the optical demultiplexer 17 .
  • the O/E 14 converts the optical modulated signal of the optical wavelength ⁇ Rj demultiplexed by the optical demultiplexer 17 into an electrical signal (step S608).
  • the optically modulated signal of optical wavelength ⁇ Rj is converted into an electrical signal of frequency f j Ri .
  • the O/E 14 outputs an electrical signal of frequency f j Ri to the demultiplexer 15 .
  • the electric signal of frequency f j Ri output to the branching filter 15 is branched according to the frequency (step S609).
  • the electrical signal of frequency f j Ri demultiplexed by the demultiplexer 15 is input to the output section 16 .
  • the output unit 16 can also form multiple beams by selecting multiple frequencies and multiple optical wavelengths and using them simultaneously.
  • the output unit 16 may perform MIMO signal processing after demodulating a plurality of input electrical signals of frequencies f j R1 , . . . , f j Rm .
  • the same effects as those of the second embodiment can be obtained in the uplink direction as well.
  • the seventh embodiment differs from the fifth embodiment in that the base station apparatus performs subcarrier multiplexing and polarization division multiplexing to transmit a signal to the accommodating station apparatus.
  • the explanation will focus on the differences from the fifth embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram showing a configuration example of a wireless communication system 1g according to the seventh embodiment.
  • a wireless communication system 1g includes a accommodating station device 10g and a base station device 20g.
  • the accommodating station device 10 g and the base station device 20 g are connected via an optical transmission line 30 .
  • the base station device 20g includes a plurality of antennas 31-1 to 31-N, a beam forming circuit 32, a plurality of frequency converters 33, a plurality of multiplexers 34, a plurality of optical modulators 35, a polarized wave A multiplexing unit 37 is provided.
  • the optical modulators 35 and the multiplexers 34 must be provided for the number of optical polarizations (for example, 2), and the frequency converters 33 need to be provided by the total number of the number of frequencies mX used by the polarized light X and the number mY of the frequencies used by the polarized light Y ( mX + mY ). Therefore, the number of input ports of the beamforming circuit 32 is mX + mY .
  • the polarization multiplexing unit 37 multiplexes the signals subcarrier-multiplexed by the plurality of optical modulators 35 and performs polarization division multiplexing. Thereby, the polarization multiplexing unit 37 generates a polarization multiplexed signal. The polarization multiplexing unit 37 transmits the generated polarization multiplexed signal to the accommodation station device 10g via the optical transmission line 30 .
  • the beam forming circuit 32 has (m X +m Y ) input ports and N output ports, like the beam forming circuit 24 in the third embodiment.
  • An input port of the beam forming circuit 32 is connected to (m X +m Y ) frequency converters 33 .
  • Output ports of the beam forming circuit 32 are connected to antennas 31-1 to 31-N.
  • (m X +m Y ) combinations of optical polarization k and frequency f k Ri are (m X +m Y ) input ports of beam forming circuits 32 and (m X +m Y ) receiving beams. corresponds one-to-one with
  • the beam forming circuit 32 receives the electric signals output from the antennas 31-1 to 31-N from the output port and outputs them to the frequency converter 33 connected to the input port.
  • the accommodation station device 10g includes a polarization separation section 18, a plurality of O/Es 14-X and 14-Y, a plurality of demultiplexers 15, and an output section 16.
  • the O/E 14 and the demultiplexer 15 need to be provided as many as the number of optical polarizations (for example, 2).
  • the polarization separation unit 18 separates the optical polarization k component of the polarization multiplexed signal received via the optical transmission line 30 .
  • FIG. 15 is a sequence diagram showing the processing flow of the wireless communication system 1g in the seventh embodiment.
  • the antenna 31 receives a radio signal transmitted from an external device (step S701).
  • the antenna 31 converts the received radio signal into an electric signal and outputs the electric signal to the beam forming circuit 32 .
  • the beam forming circuit 32 outputs the electrical signal to the frequency converter 33 connected to the input port corresponding to the output port to which the electrical signal is input.
  • Each of the frequency converters 33 converts the electrical signal output from the input port into a frequency f k Ri corresponding to the optical polarization k (step S702).
  • the frequency converter 33 outputs the electric signal of f k Ri to the multiplexer 34 .
  • the multiplexer 34 multiplexes the electrical signals output from each frequency converter 33 (step S703).
  • the electrical signal multiplexed by the multiplexer 34 is output to the optical modulator 35 .
  • the optical modulation unit 35 uses the electric signal multiplexed by the multiplexer 34 to intensity-modulate the optical signal of the optical polarization k and multiplex the subcarriers (step S704). Thereby, the optical modulator 35 generates a multiplexed signal. The optical modulator 35 outputs the generated multiplexed signal to the polarization multiplexer 37 . The polarization multiplexer 37 multiplexes the multiplexed signals generated by the respective optical modulators 35 and performs polarization division multiplexing (step S705). Thereby, the polarization multiplexing unit 37 generates a polarization multiplexed signal. The polarization multiplexing unit 37 transmits the generated polarization multiplexed signal to the accommodation station device 10g via the optical transmission line 30 (step S706).
  • the polarization multiplexed signal transmitted to the optical transmission line 30 is input to the accommodation station device 10g.
  • the polarization separation unit 18 of the accommodation station device 10g separates the optical polarization k of the input polarization multiplexed signal (step S707).
  • the polarization multiplexed signal becomes an optically modulated signal of optical polarization k and is output to the corresponding O/E 14 .
  • the O/E 14 converts the optically modulated signal of the optical polarization k separated by the polarization separator 18 into an electrical signal (step S708).
  • the optically modulated signal of optical polarization k is converted into an electrical signal of frequency f k Ri .
  • the O/E 14 outputs an electrical signal of frequency f k Ri to the demultiplexer 15 .
  • the electric signal of frequency f k Ri output to the branching filter 15 is branched according to the frequency (step S709).
  • the electrical signal of frequency f k Ri demultiplexed by the demultiplexer 15 is input to the output section 16 .
  • the output unit 16 demodulates the input electrical signal of frequency f k Ri (step S710).
  • the output unit 16 may select and demodulate one of (m X +m Y ) combinations of optical polarization k and frequency f k Ri . This is equivalent to selecting one beam out of (m X +m Y ) receive beams.
  • the output unit 16 can also form multiple beams by selecting multiple frequencies and multiple optical polarizations and using them simultaneously.
  • the output unit 16 may perform MIMO signal processing after demodulating a plurality of input electrical signals of frequencies f k R1 , . . . , f k Rm .
  • radio communication system 1g configured as described above, it is possible to obtain the same effects as in the third embodiment in the uplink direction.
  • the eighth embodiment is different from the fifth embodiment in that the base station apparatus transmits signals to the accommodation station apparatus by wavelength division multiplexing and polarization division multiplexing.
  • the explanation will focus on the differences from the fifth embodiment.
  • FIG. 16 is a diagram showing a configuration example of a wireless communication system 1h according to the eighth embodiment.
  • a wireless communication system 1h includes a accommodating station device 10h and a base station device 20h.
  • the accommodating station device 10 h and the base station device 20 h are connected via an optical transmission line 30 .
  • the base station device 20h includes a plurality of antennas 31-1 to 31-N, a beam forming circuit 32, a plurality of optical modulators 35, a plurality of polarization multiplexers 37, and an optical multiplexer .
  • the polarization multiplexer 37 needs to be provided by the number n of optical wavelengths ⁇ R
  • the optical modulator 35 has optical wavelengths ⁇ Rj must be provided for the number of polarizations used by (eg, two). Therefore, the number of input ports of the beam forming circuit 32 is 2n.
  • the polarization multiplexing unit 37 multiplexes the signals subcarrier-multiplexed by the plurality of optical modulators 35 and performs polarization division multiplexing. Thereby, the polarization multiplexing unit 37 generates a polarization multiplexed signal.
  • the optical multiplexer 36 multiplexes the signals polarization division multiplexed by the polarization multiplexer 37 and wavelength division multiplexes them. Thereby, the optical multiplexer 36 generates a wavelength multiplexed signal. The optical multiplexer 36 transmits the generated wavelength multiplexed signal to the base station apparatus 20b via the optical transmission line 30.
  • the beam forming circuit 32 has 2n input ports and N output ports, like the beam forming circuit 24 in the fourth embodiment. 2n optical modulators 35 are connected to the input port of the beam forming circuit 32 . Output ports of the beam forming circuit 32 are connected to antennas 31-1 to 31-N.
  • the 2n combinations of the optical wavelength ⁇ Rj and the optical polarization k correspond one-to-one to the 2n input ports of the beam forming circuits 32 and the 2n reception beams.
  • the beam forming circuit 32 receives the electrical signals output from the antennas 31-1 to 31-N from the output port and outputs them to the optical modulator 35 connected to the input port.
  • the accommodation station device 10 h includes an optical demultiplexer 17 , a plurality of polarization separation sections 18 , a plurality of O/Es 14 and an output section 16 .
  • the description is omitted for the sake of simplicity of explanation, but the polarization splitter 18 needs to be provided for the number n of optical wavelengths ⁇ R, and the O/E 14 uses the optical wavelength ⁇ Rj . It is necessary to provide as many optical polarizations (eg, 2) as there are optical polarizations to be used.
  • the optical demultiplexer 17 demultiplexes the wavelength multiplexed signal received via the optical transmission line 30 .
  • the polarization separation unit 18 separates the optical polarization k component of the optical modulated signal demultiplexed by the optical demultiplexer 17 .
  • FIG. 17 is a sequence diagram showing the processing flow of the wireless communication system 1h in the eighth embodiment.
  • Antenna 31 receives a radio signal transmitted from an external device (step S801).
  • the antenna 31 converts the received radio signal into an electric signal and outputs the electric signal to the beam forming circuit 32 .
  • the beam forming circuit 32 outputs the electrical signal to the optical modulator 35 connected to the input port corresponding to the output port to which the electrical signal is input.
  • Each of the optical modulators 35 intensity-modulates the electrical signal output from the input port with the optical wavelength ⁇ Rj into the optical signal of the optical polarization k (step S802).
  • the optical modulator 35 outputs an optically modulated signal of optical polarization k to the polarization multiplexer 37 .
  • the polarization multiplexer 37 multiplexes the optical modulated signals generated by the respective optical modulators 35 and performs polarization division multiplexing (step S803). Thereby, the polarization multiplexing unit 37 generates a polarization multiplexed signal. The polarization multiplexing unit 37 outputs the generated polarization multiplexed signal to the optical multiplexer 36 .
  • the optical multiplexer 36 multiplexes the polarization multiplexed signals output from the respective polarization multiplexers 37 and wavelength-division multiplexes them (step S804). Thereby, the optical multiplexer 36 generates a wavelength multiplexed signal.
  • the optical multiplexer 36 sends the generated wavelength multiplexed signal to the accommodation station device 10g via the optical transmission line 30 (step S805).
  • the wavelength multiplexed signal transmitted to the optical transmission line 30 is input to the accommodation station device 10h.
  • the optical demultiplexer 17 of the accommodation station device 10h demultiplexes the input wavelength multiplexed signal according to the wavelength (step S806 ). It is output to the polarization separation section 18 .
  • the polarization separation unit 18 separates the optical polarization k of the input optical modulated signal of the optical wavelength ⁇ Rj (step S807). As a result, the optically modulated signal with the optical wavelength ⁇ Rj becomes an optically modulated signal with the optical polarization k and is output to the corresponding O/E 14 .
  • the O/E 14 converts the optically modulated signal of the optical polarization k separated by the polarization separator 18 into an electrical signal (step S808). Through this processing, the optically modulated signal of optical polarization k is converted into an electrical signal. The O/E 14 outputs electrical signals to the output section 16 .
  • the output unit 16 demodulates the input electrical signal (step S809).
  • the output unit 16 may select and demodulate one of 2n combinations of the optical wavelength ⁇ Rj and the optical polarization k. This is equivalent to selecting one beam out of 2n receive beams.
  • the output unit 16 can also form multiple beams by selecting multiple optical wavelengths and multiple optical polarizations and using them simultaneously.
  • the output unit 16 may perform MIMO signal processing after demodulating a plurality of input electrical signals.
  • FIG. 18 is a diagram showing a configuration example of a radio communication system 1i in a modified example of the eighth embodiment.
  • a wireless communication system 1i includes a accommodating station device 10i and a base station device 20i. The accommodating station device 10i and the base station device 20i are connected via an optical transmission line 30.
  • FIG. 18 is a diagram showing a configuration example of a radio communication system 1i in a modified example of the eighth embodiment.
  • a wireless communication system 1i includes a accommodating station device 10i and a base station device 20i.
  • the accommodating station device 10i and the base station device 20i are connected via an optical transmission line 30.
  • the base station device 20i includes a plurality of antennas 31-1 to 31-N, a beam forming circuit 32, a plurality of optical modulators 35, a plurality of optical multiplexers 36, and a polarization multiplexer 37.
  • the optical multiplexer 36 needs to be provided for the number of polarized waves (for example, 2), and the optical modulator 35 It is necessary to provide the total number of frequencies m X used by Y and the number m Y of frequencies used by the optical polarization Y (m X +m Y pieces). Therefore, the number of input ports of the beamforming circuit 24 is mX + mY .
  • the beamforming circuit 32 has (m X +m Y ) input ports and N output ports. An input port of the beam forming circuit 32 is connected to (m X +m Y ) optical modulators 35 . Output ports of the beam forming circuit 32 are connected to antennas 31-1 to 31-N.
  • the (m X +m Y ) combinations of the optical polarization k and the optical wavelength ⁇ Tj are (m X +m Y ) input ports of the beam forming circuit 32 and (m X +m Y ) receiving beams. corresponds one-to-one with
  • the accommodation station device 10 i includes a polarization separation section 18 , a plurality of optical demultiplexers 17 , a plurality of O/Es 14 and an output section 16 .
  • the optical demultiplexer 17 needs to be provided for the number n of optical wavelengths ⁇ R, and the O/E 14 uses the optical wavelength ⁇ Rj . It is necessary to provide as many optical polarizations (eg, 2) as there are optical polarizations to be used.
  • wavelength division multiplexing is performed after polarization division multiplexing
  • polarization division multiplexing is performed after wavelength division multiplexing.
  • the optical demultiplexer 17 demultiplexes it according to the wavelength.
  • the configurations in the first to fourth embodiments may be combined with the configurations in the fifth to eighth embodiments.
  • the first embodiment and the fifth embodiment may be combined.
  • the accommodating station device 10 and the accommodating station device 10e are combined as the accommodating station device
  • the base station device 20 and the base station device 20e are combined as the base station device.
  • the second embodiment and the sixth embodiment may be combined.
  • the third embodiment and the seventh embodiment may be combined.
  • the fourth embodiment and the eighth embodiment may be combined.
  • first to eighth embodiments configurations for controlling frequency only, controlling frequency and optical wavelength, controlling frequency and optical polarization, and controlling optical polarization and optical wavelength were shown.
  • the first to eighth embodiments may be configured to control all of the optical polarization, optical wavelength, and frequency.
  • the configuration shown in the first embodiment and the configuration shown in the fourth embodiment are combined to obtain an optical polarization, an optical wavelength, and a frequency and all of them may be configured to be controlled.
  • the configuration shown in the fifth embodiment and the configuration shown in the eighth embodiment are combined to control all of the optical polarization, optical wavelength, and frequency. It should be configured.
  • Accommodation station devices 10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g, 10h, 10i and base station devices 20, 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h, 20i in the above-described embodiments may be realized by a computer.
  • a program for realizing this function may be recorded in a computer-readable recording medium, and the program recorded in this recording medium may be read into a computer system and executed.
  • the "computer system" referred to here includes hardware such as an OS and peripheral devices.
  • “computer-readable recording medium” refers to portable media such as flexible disks, magneto-optical disks, ROMs and CD-ROMs, and storage devices such as hard disks built into computer systems.
  • “computer-readable recording medium” means a medium that dynamically retains a program for a short period of time, like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. It may also include something that holds the program for a certain period of time, such as a volatile memory inside a computer system that serves as a server or client in that case.
  • the program may be for realizing a part of the functions described above, or may be capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in the computer system. It may be implemented using a programmable logic device such as FPGA.
  • the present invention is applicable to wireless communication systems that perform analog RoF transmission.

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Abstract

収容局装置と、収容局装置の制御に従ってビーム形成を行う基地局装置とを備える無線通信システムにおける無線通信方法であって、収容局装置が、光波長、周波数又は光偏波のいずれかの組み合わせ、あるいは、周波数を制御することによって、送信対象となる送信信号に基づいて光信号を強度変調して生成した光変調信号を、光伝送路を介して基地局装置に送信して基地局装置のビームフォーミング制御を行い、基地局装置が、光波長、周波数又は光偏波のいずれかの組み合わせた数、あるいは、周波数の数に応じた入力ポートを有するビーム形成回路に光変調信号に基づく電気信号を入力することによって、電気信号が入力された入力ポートに応じた方向にビーム形成を行う無線通信方法。

Description

無線通信方法及び無線通信システム
　本発明は、無線通信方法及び無線通信システムに関する。
　従来、高速伝送が可能なミリ波帯を利用した無線通信が注目されている。しかしながら、ミリ波帯を利用する場合、伝搬損失が大きく長距離伝送が困難であるという問題がある。ＲｏＦ（Radio over Fiber）システムにより、ミリ波帯のＲＦ信号（Radio Frequency 信号）の長距離伝送が可能となるが、アンテナ部のカバーエリアが課題となる。その解決策の１つとして、アレーアンテナを用いたビームフォーミングが挙げられる。ＲｏＦシステム又は光技術を利用したビームフォーミング技術として、特許文献１又は非特許文献１に記載の技術が提案されている。
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.
　図１９は、特許文献１における無線通信システム１００の概要を説明するための図である。無線通信システム１００は、収容局装置２００と、基地局装置３００とを備える。収容局装置２００と、基地局装置３００とは、光ファイバ４００を介して接続される。収容局装置２００は、多波長可変光源２０１から出力された特定の波長間隔を有する複数の光信号を光変調器２０２により変調して基地局装置３００に送信する。このとき、光ファイバ４００が複数の波長の光変調信号を伝送する際に、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３００は、収容局装置２００から送信された光変調信号を光分波器３０１により波長毎に分波して、Ｏ／Ｅ３０２－１～３０２－ｐ（ｐは１以上の整数）により電気信号に変換する。電気信号は、アンテナ３０３－１～３０３－ｐへ給電されるが、光ファイバ４００が伝送する際に生じた波長分散による遅延差のために電気信号間にも遅延差が生じており、電波として放射される際に指向性が形成される。よって、多波長可変光源２０１が出力する光信号の波長を制御することで、ビーム方向を制御することができる。
　しかし、ビーム方向や光ファイバ長、ＲＦ信号の周波数によっては、光信号の波長間隔を極めて大きく、または小さくする必要がある。前者の場合は、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。一方、後者の場合は、多波長可変光源２０１の制御が困難となってしまう。
　また、特許文献１における技術では、ビーム方向を動的に制御するために光波長を動的に制御するため、基地局装置３００の備える光分波器２０１の分波機構も動的に制御する必要がある。よって、基地局装置３００の制御が必要となり、基地局装置３００の簡易化に限界がある。さらに、特許文献１における技術では、各光信号間の遅延差調整のための波長調整に、光ファイバの距離情報を必要とする。一般に、収容局装置２００と基地局装置３００との間の光ファイバ４００の長さは、分からないか、あるいは分かっていても正確な長さまでは分からないことが多い。よって、特許文献１における技術の適用範囲は限定されることになると考えられる。
　図２０は、非特許文献１に記載の技術を説明するための図である。図２０に示す装置は、多波長可変光源５０１、光変調器５０２、ＰＤＭ（Programmable Dispersion Matrix）５０３、光分波器５０４、Ｏ／Ｅ５０５－１～５０５－ｐ及びアンテナ５０６－１～５０６－ｐを備える。図２１は、従来のＰＤＭ５０３の構成例を示す図である。図２１に示すように、ＰＤＭ５０３は、複数の光スイッチ５１１－１～５１１－ｑ（ｑは２以上の整数）と、複数の遅延部５１２－１～５１２－ｑを含んで構成される。非特許文献１に記載の技術においては、特許文献１における技術とは異なり、各アンテナに異なる光波長を固定的に対応させている。その上で、ＰＤＭ５０３により分散値を制御し、光波長毎の遅延差を制御し、ビーム方向の制御を行っている。
　非特許文献１に記載の技術では、光波長が固定的であるため、波長利用効率は特許文献１の場合よりも良くなる。また、光分波も固定的であり、光分波器を制御する必要がない。しかし、分散を制御するためのＰＤＭの設計・製作に高い精度が求められると考えられ、装置の大型化・高コスト化の恐れがある。
　また、非特許文献１に記載の技術では、ＲｏＦへの適用に関する言及はない。非特許文献１に記載の技術に対してＲｏＦを適用して長距離光ファイバ伝送する際には、ＰＤＭによる分散制御以外に、光ファイバ伝送時の波長分散の影響も考慮する必要がある。さらに、特許文献１および非特許文献１の技術では、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は言及されていない。
　上記事情に鑑み、本発明は、波長利用効率の低下や高コスト化を抑制しつつ、基地局装置の制御および光ファイバの距離情報を用いなくても送受アンテナのビームフォーミング制御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、収容局装置と、前記収容局装置の制御に従ってビーム形成を行う基地局装置とを備える無線通信システムにおける無線通信方法であって、前記収容局装置が、光波長、周波数又は光偏波のいずれかの組み合わせ、あるいは、前記周波数を制御することによって、送信対象となる送信信号に基づいて光信号を強度変調して生成した光変調信号を、光伝送路を介して前記基地局装置に送信して前記基地局装置のビームフォーミング制御を行い、前記基地局装置が、前記光波長、周波数又は光偏波のいずれかを組み合わせた数、あるいは、前記周波数の数に応じた入力ポートを有するビーム形成回路に前記光変調信号に基づく電気信号を入力することによって、前記電気信号が入力された前記入力ポートに応じた方向にビーム形成を行う無線通信方法である。
　本発明の一態様は、収容局装置と、前記収容局装置の制御に従ってビーム形成を行う基地局装置とを備える無線通信システムであって、前記収容局装置は、光波長、周波数又は光偏波のいずれかの組み合わせ、あるいは、前記周波数を制御する制御部と、前記制御部により切り替えられた前記光波長、周波数又は光偏波のいずれかの組み合わせ、あるいは、前記周波数に基づいて、送信対象となる送信信号に基づいて光信号を強度変調して生成した光変調信号を、光伝送路を介して前記基地局装置に送信する光変調器と、を備え、前記基地局装置は、前記光波長、周波数又は光偏波のいずれかを組み合わせた数、あるいは、前記周波数の数に応じた入力ポートを有するビーム形成回路、を備え、前記ビーム形成回路は、前記光変調信号に基づく電気信号が入力された前記入力ポートに応じた方向にビーム形成を行う、無線通信システムである。
　本発明により、波長利用効率の低下や高コスト化を抑制しつつ、基地局装置の制御および光ファイバの距離情報を用いなくても送受アンテナのビームフォーミング制御を行うことが可能となる。
第１の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の実施形態における無線通信システムの処理の流れを示すシーケンス図である。 第２の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２の実施形態における無線通信システムの処理の流れを示すシーケンス図である。 第３の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３の実施形態における無線通信システムの処理の流れを示すシーケンス図である。 第４の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４の実施形態における無線通信システムの処理の流れを示すシーケンス図である。 第４の実施形態の変形例における無線通信システムの構成例を示す図である。 第５の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５の実施形態における無線通信システムの処理の流れを示すシーケンス図である。 第６の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６の実施形態における無線通信システムの処理の流れを示すシーケンス図である。 第７の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７の実施形態における無線通信システムの処理の流れを示すシーケンス図である。 第８の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８の実施形態における無線通信システムの処理の流れを示すシーケンス図である。 第８の実施形態の変形例における無線通信システムの構成例を示す図である。 特許文献１における無線通信システムの概要を説明するための図である。 非特許文献１に記載の技術を説明するための図である。 従来のＰＤＭの構成例を示す図である。
　以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
　（第１の実施形態）
　図１は、第１の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、収容局装置１０と、基地局装置２０とを備える。収容局装置１０と、基地局装置２０とは、光伝送路３０を介して接続されている。光伝送路３０は、例えば光ファイバである。光伝送路３０は、１以上のシングルコアファイバでもよいし、１以上のコアを有するマルチコアファイバでもよい。以下の説明では、収容局装置１０から基地局装置２０へ向かう方向を下り方向、基地局装置２０から収容局装置１０へ向かう方向を上り方向とする。
　図１では、基地局装置２０が１台の場合を示しているが、無線通信システム１は複数の基地局装置２０を備えてもよい。この場合、収容局装置１０と複数の基地局装置２０とは、パッシブ光ネットワーク（Passive Optical Network : PON）で接続されていてもよい。収容局装置１０と複数の基地局装置２０とが、ＰＯＮで接続される場合には、収容局装置１０と複数の基地局装置２０との間に光スプリッタ（分岐部）が設けられる。光スプリッタは、収容局装置１０から出力された光信号を分岐して基地局装置２０に出力する。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。
　収容局装置１０は、送信信号の周波数を切り替えることによって、基地局装置２０のビームを遠隔で制御する。収容局装置１０は、アナログＲｏＦ技術を用いて基地局装置２０のビームを遠隔で制御する。なお、送信信号は、ＢＢ信号（Base Band信号）であってもよいし、ＩＦ信号（Intermediate Frequency信号）であってもよいし、ＲＦ信号（Radio Frequency 信号）であってもよい。
　基地局装置２０は、収容局装置１０から送信された信号を無線により放射する。
　次に、収容局装置１０及び基地局装置２０の具体的な構成について説明する。
　収容局装置１０は、制御部１１と、周波数変換部１２と、光変調部１３とを備える。
　制御部１１は、基地局装置２０においてビーム形成したい方向に応じた周波数を選択する。例えば、制御部１１は、ｍ（ｍは１以上の整数）個の周波数ｆＴ１，…，ｆＴｍのいずれか１つ又は複数を選択する。
　周波数変換部１２は、入力された送信信号を、制御部１１により指定された周波数ｆＴｉに変換する。なお、ｉは１以上ｍ以下の整数である。
　光変調部１３は、周波数ｆＴｉの信号を用いて、ある波長の光信号を強度変調する。これにより、光変調部１３は、光変調信号を生成する。光変調部１３は、生成した光変調信号を、光伝送路３０を介して基地局装置２０に伝送する。
　基地局装置２０は、Ｏ／Ｅ２１と、分波器２２と、複数の周波数変換部２３－１～２３－ｍと、ビーム形成回路２４と、複数のアンテナ２５－１～２５－Ｎとを備える。
　Ｏ／Ｅ２１は、光伝送路３０を介して受信した光変調信号を電気信号に変換する光電変換部である。これにより、Ｏ／Ｅ２１は、周波数ｆＴｉの電気信号を取り出す。
　分波器２２は、Ｏ／Ｅ２１により取り出された電気信号を周波数に応じて分波する。
　周波数変換部２３－１～２３－ｍは、入力された電気信号の周波数をＲＦ帯の周波数に変換する。
　ビーム形成回路２４は、ｍ個の入力ポートと、Ｎ（Ｎは１以上の整数）個の出力ポートとを持つ。ビーム形成回路２４の入力ポートには、周波数変換部２３－１～２３－ｍが接続される。ビーム形成回路２４の出力ポートには、アンテナ２５－１～２５－Ｎが接続される。ｍ個の周波数ｆＴ１,…,ｆＴｍは，ｍ個のビーム形成回路２４の入力ポート及びｍ個の送信ビームと一対一に対応しており、収容局装置１０の送信信号の周波数切替で送信ビーム方向切替が可能となる。
　ビーム形成回路２４は、ある１つの入力ポートに信号を入力すると、Ｎ個の出力ポートから振幅が同じで、位相が線形に傾くような信号が出力される。ビーム形成回路２４は、入力ポートによって位相の傾きが異なる。ビーム形成回路２４は、入力ポートに応じた方向にビームを形成することができる。
　ビーム形成回路２４は、入出力の可逆性をもち、ある入力ポートに対応するビームの方向から信号が到来すると、当該入力ポートのみから信号が出力される。ビーム形成回路２４は、例えばバトラーマトリクス、ブラスマトリクス、ノーランマトリクス及びロットマンレンズなどがある（例えば、参考文献１参照）。
（参考文献１：Wei Hong, Zhi Hao Jiang, Chao Yu, Jianyi Zhou, Peng Chen, Zhiqiang Yu, Hui Zhang, Binqi Yang, Xingdong Pang, Mei Jiang, Yujian Cheng, Mustafa K. Taher Al-Nuaimi, Yan Zhang, Jixin Chen, and Shiwen He, “Multibeam antenna technologies for 5G wireless communications”, IEEE Transactions on Antennas and Propagation," 65(12), 6231-6249 (2017).）
　アンテナ２５－１～２５－Ｎは、ビーム形成回路２４から出力された電気信号を無線により放射する。
　図２は、第１の実施形態における無線通信システム１の処理の流れを示すシーケンス図である。
　制御部１１は、基地局装置２０においてビーム形成したい方向に応じた周波数を選択する（ステップＳ１０１）。例えば、制御部１１は、ｍ個の周波数ｆＴ１，…，ｆＴｍのうち、１つの周波数ｆＴｉを選択する。制御部１１は、選択した周波数ｆＴｉに周波数変換するように周波数変換部１２を制御する。
　周波数変換部１２は、入力された送信信号を、制御部１１により指定された周波数ｆＴｉに変換する（ステップＳ１０２）。周波数変換部１２は、周波数ｆＴｉの送信信号を光変調部１３に出力する。光変調部１３は、周波数変換部１２から出力された周波数ｆＴｉの送信信号を用いて、ある波長の光信号を強度変調する（ステップＳ１０３）。これにより、光変調部１３は、光変調信号を生成する。光変調部１３は、生成した光変調信号を光伝送路３０に送出する（ステップＳ１０４）。
　光伝送路３０に送出された光変調信号は、基地局装置２０に入力される。基地局装置２０のＯ／Ｅ２１は、入力された光変調信号を電気信号に変換する（ステップＳ１０５）。この処理により、光変調信号は、周波数ｆＴｉの電気信号に変換される。Ｏ／Ｅ２１は、周波数ｆＴｉの電気信号を分波器２２に出力する。分波器２２に出力された周波数ｆＴｉの電気信号は、周波数に応じて分波される（ステップＳ１０６）。
　分波器２２の出力ポートには、複数の周波数変換部２３－１～２３－ｍが接続されている。例えば、周波数ｆＴ１に対応する分波器２２の出力ポートには周波数変換部２３－１が接続され、周波数ｆＴｉに対応する分波器２２の出力ポートには周波数変換部２３－ｉが接続され、周波数ｆＴｍに対応する分波器２２の出力ポートには周波数変換部２３－ｍが接続される。そのため、分波器２２によって周波数毎に分波された電気信号は、周波数に応じた出力ポートに接続されている周波数変換部２３に出力される。図２では、周波数ｆＴｉの電気信号が分波器２２により分波されて、周波数変換部２３－ｉに入力されたものとする。
　周波数変換部２３－ｉは、入力された電気信号の周波数をＲＦ帯の周波数に変換する（ステップＳ１０７）。周波数変換部２３－ｉは、ＲＦ帯の電気信号をビーム形成回路２４に出力する。ビーム形成回路２４は、電気信号が入力された入力ポートに応じた方向にビームを形成する。これにより、電気信号を入力した入力ポートに対応する出力ポートに接続されたアンテナ２５から無線信号が発出される。電気信号を入力した入力ポートに対応する出力ポートに接続されたアンテナ２５は、入力された電気信号に応じた無線信号を放射する（ステップＳ１０８）。
　以上のように構成された無線通信システム１によれば、基地局装置２０が備えるビーム形成回路２４に、周波数に応じた数の入力ポートを設ける。これにより、収容局装置１０において送信信号の周波数を切り替えることで、遠隔で送信ビームの方向を切り替えることができる。このような構成では、ビームフォーミングの制御に波長を利用しない。そのため、波長利用効率の低下を抑制しつつ、アンテナのビームフォーミング制御を行うことが可能になる。
　さらに、無線通信システム１では、ビーム形成回路２４に周波数を割り当てることで基地局装置２０の制御や光ファイバ距離情報が不要となり、基地局装置２０の簡易化が可能になる。
（第１の実施形態の変形例）
　収容局装置１０が、複数の周波数を同時利用してサブキャリア多重（ＳＣＭ：Subcarrier Multiplexing）することで、基地局装置２０においてマルチビーム形成するように構成されてもよい。
　（第２の実施形態）
　第２の実施形態では、収容局装置が光波長及び周波数を制御して、基地局装置のビーム形成を遠隔で制御する点が、第１の実施形態との差分である。第２の実施形態では、第１の実施形態との差分を中心に説明する。
　図３は、第２の実施形態における無線通信システム１ａの構成例を示す図である。無線通信システム１ａは、収容局装置１０ａと、基地局装置２０ａとを備える。収容局装置１０ａと、基地局装置２０ａとは、光伝送路３０を介して接続されている。
　収容局装置１０ａは、制御部１１ａと、周波数変換部１２と、光変調部１３ａとを備える。
　制御部１１ａは、基地局装置２０ａにおいてビーム形成したい方向に応じた周波数及び光波長を選択する。例えば、制御部１１ａは、光変調部１３ａで利用する光波長として、適用可能な光波長λＴ１，…，λＴｎのうちいずれか１つ又は複数を選択する。例えば、制御部１１ａは、光波長λＴｊに対して適用可能な周波数ｆｊ Ｔ１，…，ｆｊ Ｔｍｊのうちいずれか１つ又は複数を選択する。ｊは１以上の整数である。
　周波数変換部１２ａは、入力された送信信号を、制御部１１ａにより指定された周波数ｆｊ Ｔｉに変換する。
　光変調部１３ａは、周波数ｆｊ Ｔｉの信号を用いて、制御部１１ａにより指定されたある波長λＴｊの光信号を強度変調する。これにより、光変調部１３ａは、波長λＴｊの光変調信号を生成する。光変調部１３ａは、生成した光変調信号を、光伝送路３０を介して基地局装置２０ａに伝送する。
　基地局装置２０ａは、光分波器２６と、複数のＯ／Ｅ２１と、複数の分波器２２と、複数の周波数変換部２３と、ビーム形成回路２４と、複数のアンテナ２５－１～２５－Ｎとを備える。なお、図３では、説明の簡単化のため記載を省略しているが、Ｏ／Ｅ２１及び分波器２２は光波長λＴの数ｎだけ備えられる必要があり、周波数変換部２３は光波長λＴｊが利用する周波数の数ｍｊだけ備えられる必要がある。そのため、ビーム形成回路２４の入力ポートの数は、Σｎ ｊ＝１ｍｊとなる。
　光分波器２６は、光伝送路３０を介して受信した光変調信号を波長に応じて分波する。例えば、光分波器２６は、ＡＷＧ（Arrayed Waveguide Grating）である。光分波器２６により分波された光変調信号は、Ｏ／Ｅ２１に入力される。
　ビーム形成回路２４は、Σｎ ｊ＝１ｍｊ個の入力ポートと、Ｎ個の出力ポートとを持つ。ビーム形成回路２４の入力ポートには、Σｎ ｊ＝１ｍｊ個の周波数変換部２３が接続される。ビーム形成回路２４の出力ポートには、アンテナ２５－１～２５－Ｎが接続される。ここで、光波長λＴｊと周波数ｆｊ ＴｉのΣｎ ｊ＝１ｍｊ通りの組み合わせは、Σｎ ｊ＝１ｍｊ個のビーム形成回路２４の入力ポート及びΣｎ ｊ＝１ｍｊ個の送信ビームと一対一に対応しており、収容局装置１０ａの送信信号の光波長及び周波数切替で送信ビーム方向切替が可能となる。
　図４は、第２の実施形態における無線通信システム１ａの処理の流れを示すシーケンス図である。
　制御部１１ａは、基地局装置２０ａにおいてビーム形成したい方向に応じた周波数及び光波長を選択する（ステップＳ２０１）。例えば、制御部１１ａは、周波数ｆｊ Ｔ１，…，ｆｊ Ｔｍｊのうち、１つの周波数ｆｊ Ｔｉを選択する。さらに、制御部１１ａは、光波長λＴ１，…，λＴｎのうち、１つ光波長λＴｊを選択する。制御部１１ａは、選択した周波数ｆｊ Ｔｉに周波数変換するように周波数変換部１２ａを制御する。さらに制御部１１ａは、選択した光波長λＴｊで光強度変調するように光変調部１３ａを制御する。
　周波数変換部１２ａは、入力された送信信号を、制御部１１ａにより指定された周波数ｆｊ Ｔｉに変換する（ステップＳ２０２）。周波数変換部１２ａは、周波数ｆｊ Ｔｉの送信信号を光変調部１３ａに出力する。光変調部１３ａは、制御部１１ａにより指定された光波長λＴｊに対して、周波数変換部１２ａから出力された周波数ｆｊ Ｔｉの送信信号を用いて強度変調する（ステップＳ２０３）。これにより、光変調部１３ａは、光波長λＴｊの光変調信号を生成する。光変調部１３ａは、生成した光変調信号を光伝送路３０に送出する（ステップＳ２０４）。
　光伝送路３０に送出された光変調信号は、基地局装置２０ａに入力される。基地局装置２０ａの光分波器２６は、入力された光波長λＴｊの光変調信号を分波する（ステップＳ２０５）。光分波器２６の出力ポートには、光波長の数に応じてＯ／Ｅ２１が接続されている。そのため、光分波器２６によって波長毎に分波された光変調信号は、波長に応じた出力ポートに接続されているＯ／Ｅ２１に出力される。図４では、光波長λＴｊの光変調信号が光分波器２６により分波されて、Ｏ／Ｅ２１に入力されたものとする。
　Ｏ／Ｅ２１は、入力された光変調信号を電気信号に変換する（ステップＳ２０６）。この処理により、光変調信号は、周波数ｆｊ Ｔｉの電気信号に変換される。Ｏ／Ｅ２１は、周波数ｆｊ Ｔｉの電気信号を分波器２２に出力する。分波器２２に出力された周波数ｆｊ Ｔｉの電気信号は、周波数に応じて分波される（ステップＳ２０７）。分波器２２で分波された電気信号は、周波数変換部２３に入力される。
　周波数変換部２３は、入力された電気信号の周波数をＲＦ帯の周波数に変換する（ステップＳ２０８）。周波数変換部２３は、ＲＦ帯の電気信号をビーム形成回路２４に出力する。ビーム形成回路２４は、電気信号が入力された入力ポートに応じた方向にビームを形成する。これにより、電気信号を入力した入力ポートに対応する出力ポートに接続されたアンテナ２５から無線信号が発出される。電気信号を入力した入力ポートに対応する出力ポートに接続されたアンテナ２５は、入力された電気信号に応じた無線信号を放射する（ステップＳ２０９）。
　以上のように構成された無線通信システム１ａによれば、基地局装置２０ａが備えるビーム形成回路２４に、周波数及び光波長の組み合わせに応じた数の入力ポートを設ける。これにより、収容局装置１０ａにおいて送信信号の周波数及び光波長を切り替えることで、遠隔で送信ビームの方向を切り替えることができる。このような構成では、ビームフォーミングの制御に波長を利用しない。そのため、波長利用効率の低下を抑制しつつ、アンテナのビームフォーミング制御を行うことが可能になる。
（第２の実施形態の変形例）
　収容局装置１０ａが、複数の光波長と、複数の周波数とを同時利用して、サブキャリア多重と波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）することで、基地局装置２０ａにおいてマルチビーム形成するように構成されてもよい。
　（第３の実施形態）
　第３の実施形態では、収容局装置が送信信号の光偏波及び周波数を制御して、基地局装置のビーム形成を遠隔で制御する点が、第１の実施形態との差分である。第２の実施形態では、第１の実施形態との差分を中心に説明する。
　図５は、第３の実施形態における無線通信システム１ｂの構成例を示す図である。無線通信システム１ｂは、収容局装置１０ｂと、基地局装置２０ｂとを備える。収容局装置１０ｂと、基地局装置２０ｂとは、光伝送路３０を介して接続されている。
　収容局装置１０ｂは、制御部１１ｂと、周波数変換部１２ｂと、光変調部１３ｂとを備える。
　制御部１１ｂは、基地局装置２０ｂにおいてビーム形成したい方向に応じた周波数及び光偏波を選択する。例えば、制御部１１ｂは、光変調部１３ｂで利用する光偏波として、適用可能な光偏波Ｘ，Ｙのうちいずれか１つ又は複数を選択する。ここで、Ｘ，Ｙは、それぞれ水平偏波と、垂直偏波を表す。例えば、制御部１１ｂは、光偏波ｋ（ｋはＸ又はＹ）に対して適用可能な周波数ｆｋ Ｔ１，…，ｆｋ Ｔｍｋのうちいずれか１つ又は複数を選択する。
　周波数変換部１２ｂは、入力された送信信号を、制御部１１ｂにより指定された周波数ｆｋ Ｔｉに変換する。
　光変調部１３ｂは、周波数ｆｋ Ｔｉの信号を用いて、制御部１１ｂにより指定されたある光偏波ｋの光信号を強度変調する。これにより、光変調部１３ｂは、光偏波ｋの光変調信号を生成する。光変調部１３ｂは、生成した光変調信号を、光伝送路３０を介して基地局装置２０ｂに伝送する。
　基地局装置２０ｂは、偏波分離部２７と、複数のＯ／Ｅ２１－Ｘ，２１－Ｙと、複数の分波器２２と、複数の周波数変換部２３と、ビーム形成回路２４と、複数のアンテナ２５－１～２５－Ｎとを備える。なお、図５では、説明の簡単化のため記載を省略しているが、分波器２２は光偏波の数（例えば、２）だけ備えられる必要があり、周波数変換部２３は光偏波Ｘが利用する周波数の数ｍＸと光偏波Ｙが利用する周波数の数ｍＹの合計数（ｍＸ＋ｍＹ個）だけ備えられる必要がある。そのため、ビーム形成回路２４の入力ポートの数は、ｍＸ＋ｍＹとなる。
　偏波分離部２７は、光伝送路３０を介して受信した光変調信号の光偏波ｋ成分を分離する。
　ビーム形成回路２４は、（ｍＸ＋ｍＹ）個の入力ポートと、Ｎ個の出力ポートとを持つ。ビーム形成回路２４の入力ポートには、（ｍＸ＋ｍＹ）個の周波数変換部２３が接続される。ビーム形成回路２４の出力ポートには、アンテナ２５－１～２５－Ｎが接続される。ここで、光偏波ｋと周波数ｆｋ Ｔｉの（ｍＸ＋ｍＹ）通りの組み合わせは、（ｍＸ＋ｍＹ）個のビーム形成回路２４の入力ポート及び（ｍＸ＋ｍＹ）個の送信ビームと一対一に対応しており、収容局装置１０ｂの送信信号の光偏波及び周波数切替で送信ビーム方向切替が可能となる。
　図６は、第３の実施形態における無線通信システム１ｂの処理の流れを示すシーケンス図である。
　制御部１１ｂは、基地局装置２０ｂにおいてビーム形成したい方向に応じた周波数及び光偏波を選択する（ステップＳ３０１）。例えば、制御部１１ｂは、周波数ｆＸ Ｔ１，…，ｆＸ Ｔｍｊのうち、１つの周波数ｆＸ Ｔｉを選択する。さらに、制御部１１ｂは、光偏波ｋのうち、１つ光偏波Ｘを選択する。制御部１１ｂは、選択した周波数ｆＸ Ｔｉに周波数変換するように周波数変換部１２ｂを制御する。さらに制御部１１ｂは、選択した光偏波Ｘの光信号を光強度変調するように光変調部１３ｂを制御する。
　周波数変換部１２ｂは、入力された送信信号を、制御部１１ｂにより指定された周波数ｆＸ Ｔｉに変換する（ステップＳ３０２）。周波数変換部１２ｂは、周波数ｆＸ Ｔｉの送信信号を光変調部１３ｂに出力する。光変調部１３ｂは、制御部１１ｂにより指定された光偏波Ｘの光信号に対して、周波数変換部１２ｂから出力された周波数ｆＸ Ｔｉの送信信号を用いて強度変調する（ステップＳ３０３）。これにより、光変調部１３ｂは、光偏波Ｘの光変調信号を生成する。光変調部１３ａは、生成した光変調信号を光伝送路３０に送出する（ステップＳ３０４）。
　光伝送路３０に送出された光変調信号は、基地局装置２０ｂに入力される。基地局装置２０ｂの偏波分離部２７は、入力された光偏波Ｘの光変調信号の光偏波ｋ成分を分離する（ステップＳ３０５）。偏波分離部２７の出力ポートには、偏波数に応じてＯ／Ｅ２１－Ｘ，２１－Ｙが接続されている。そのため、偏波分離部２７によって分離された光変調信号は、光偏波成分に応じた出力ポートに接続されているＯ／Ｅ２１－Ｘ，２１－Ｙに出力される。図６では、光偏波Ｘの光変調信号が偏波分離部２７により分離されて、Ｏ／Ｅ２１－Ｘに入力されたものとする。
　Ｏ／Ｅ２１－Ｘは、入力された光変調信号を電気信号に変換する（ステップＳ３０６）。この処理により、光変調信号は、周波数ｆＸ Ｔｉの電気信号に変換される。Ｏ／Ｅ２１－Ｘは、周波数ｆＸ Ｔｉの電気信号を分波器２２に出力する。分波器２２に出力された周波数ｆＸ Ｔｉの電気信号は、周波数に応じて分波される（ステップＳ３０７）。分波器２２で分波された電気信号は、周波数変換部２３に入力される。
　周波数変換部２３は、入力された電気信号の周波数をＲＦ帯の周波数に変換する（ステップＳ３０８）。周波数変換部２３は、ＲＦ帯の電気信号をビーム形成回路２４に出力する。ビーム形成回路２４は、電気信号が入力された入力ポートに応じた方向にビームを形成する。これにより、電気信号を入力した入力ポートに対応する出力ポートに接続されたアンテナ２５から無線信号が発出される。電気信号を入力した入力ポートに対応する出力ポートに接続されたアンテナ２５は、入力された電気信号に応じた無線信号を放射する（ステップＳ３０９）。
　以上のように構成された無線通信システム１ｂによれば、基地局装置２０ｂが備えるビーム形成回路２４に、周波数及び光偏波の組み合わせに応じた数の入力ポートを設ける。これにより、収容局装置１０ｂにおいて送信信号の周波数及び光偏波を切り替えることで、遠隔で送信ビームの方向を切り替えることができる。このような構成では、ビームフォーミングの制御に波長を利用しない。そのため、波長利用効率の低下を抑制しつつ、アンテナのビームフォーミング制御を行うことが可能になる。
（第３の実施形態の変形例）
　収容局装置１０ｂが、複数の光偏波と、複数の周波数とを同時利用して、サブキャリア多重と偏波分割多重（ＰＤＭ：Polarization Division Multiplexing）を行うことで、基地局装置２０ｂにおいてマルチビーム形成するように構成されてもよい。
　（第４の実施形態）
　第４の実施形態では、収容局装置が送信信号の光波長及び光偏波を制御して、基地局装置のビーム形成を遠隔で制御する点が、第１の実施形態との差分である。第４の実施形態では、第１の実施形態との差分を中心に説明する。
　図７は、第４の実施形態における無線通信システム１ｃの構成例を示す図である。無線通信システム１ｃは、収容局装置１０ｃと、基地局装置２０ｃとを備える。収容局装置１０ｃと、基地局装置２０ｃとは、光伝送路３０を介して接続されている。
　収容局装置１０ｃは、制御部１１ｃと、光変調部１３ｃとを備える。
　制御部１１ｃは、基地局装置２０ｃにおいてビーム形成したい方向に応じた周波数及び光偏波を選択する。例えば、制御部１１ｃは、光変調部１３ｂで利用する光偏波として、適用可能な光偏波Ｘ，Ｙのうちいずれか１つ又は複数を選択する。例えば、制御部１１ｃは、光変調部１３ｃで利用する光波長として、適用可能な光波長λＴ１，…，λＴｎのうちいずれか１つ又は複数を選択する。
　光変調部１３ｃは、ＲＦ帯の送信信号を、ある光波長λＴｊである光偏波ｋの光信号を用いて強度変調する。これにより、光変調部１３ｃは、光波長λＴｊである光偏波ｋの光変調信号を生成する。光変調部１３ｃは、生成した光変調信号を、光伝送路３０を介して基地局装置２０ｃに伝送する。
　基地局装置２０ｃは、光分波器２６と、複数の偏波分離部２７と、複数のＯ／Ｅ２１と、ビーム形成回路２４と、複数のアンテナ２５－１～２５－Ｎとを備える。なお、図７では、説明の簡単化のため記載を省略しているが、偏波分離部２７は光波長λＴの数ｎだけ備えられる必要があり、Ｏ／Ｅ２１は光波長λＴｊが利用する光偏波の数（例えば、２）だけ備えられる必要がある。そのため、ビーム形成回路２４の入力ポートの数は、２ｎとなる。
　光分波器２６は、光伝送路３０を介して受信した光変調信号を波長に応じて分波する。例えば、光分波器２６は、ＡＷＧである。光分波器２６により分波された光変調信号は、偏波分離部２７に入力される。
　偏波分離部２７は、光分波器２６から出力された光変調信号の光偏波ｋ成分を分離する。
　ビーム形成回路２４は、２ｎ個の入力ポートと、Ｎ個の出力ポートとを持つ。ビーム形成回路２４の入力ポートには、２ｎ個のＯ／Ｅ２１が接続される。ビーム形成回路２４の出力ポートには、アンテナ２５－１～２５－Ｎが接続される。ここで、光波長λＴｊと光偏波ｋとの２ｎ通りの組み合わせは、２ｎ個のビーム形成回路２４の入力ポート及び２ｎ個の送信ビームと一対一に対応しており、収容局装置１０ｃの送信信号の光偏波及び光波長切替で送信ビーム方向切替が可能となる。
　図８は、第４の実施形態における無線通信システム１ｃの処理の流れを示すシーケンス図である。
　制御部１１ｃは、基地局装置２０ｃにおいてビーム形成したい方向に応じた光偏波及び光波長を選択する（ステップＳ４０１）。例えば、制御部１１ｃは、光波長λＴ１，…，λＴｎのうち、１つ光波長λＴｊを選択する。さらに、制御部１１ｃは、光偏波ｋのうち、１つ光偏波Ｘを選択する。制御部１１ｃは、選択した光波長λＴｊである光偏波Ｘの光信号を光強度変調するように光変調部１３ｃを制御する。
　光変調部１３ｃは、送信信号を、制御部１１ｃにより指定された光波長λＴｊである光偏波Ｘの光信号を用いて強度変調する（ステップＳ４０２）。これにより、光変調部１３ｃは、光波長λＴｊである光偏波Ｘの光変調信号を生成する。光変調部１３ｃは、生成した光変調信号を光伝送路３０に送出する（ステップＳ４０３）。
　光伝送路３０に送出された光変調信号は、基地局装置２０ｃに入力される。基地局装置２０ｃの光分波器２６は、入力された光変調信号を波長に応じて分波する（ステップＳ４０４）。光分波器２６の出力ポートには、波長数に応じて偏波分離部２７が接続されている。そのため、光分波器２６によって分波された光変調信号は、波長に応じた出力ポートに接続されている偏波分離部２７に出力される。図８では、光波長λＴｊの光変調信号が光分波器２６により分波されて、光波長λＴｊに応じた出力ポートに接続されている偏波分離部２７に入力されたものとする。
　偏波分離部２７は、光偏波Ｘの光変調信号の光偏波ｋ成分を分離する（ステップＳ４０５）。偏波分離部２７の出力ポートには、光偏波数に応じてＯ／Ｅ２１が接続されている。そのため、偏波分離部２７によって分離された光変調信号は、光偏波成分に応じた出力ポートに接続されているＯ／Ｅ２１に出力される。図８では、光偏波Ｘの光変調信号が偏波分離部２７により分離されて、光偏波Ｘの出力ポートに接続されているＯ／Ｅ２１に入力されたものとする。
　Ｏ／Ｅ２１は、入力された光変調信号を電気信号に変換する（ステップＳ４０６）。この処理により、光変調信号は、電気信号に変換される。Ｏ／Ｅ２１は、変換後の電気信号をビーム形成回路２４に出力する。ビーム形成回路２４は、電気信号が入力された入力ポートに応じた方向にビームを形成する。これにより、電気信号を入力した入力ポートに対応する出力ポートに接続されたアンテナ２５から無線信号が発出される。電気信号を入力した入力ポートに対応する出力ポートに接続されたアンテナ２５は、入力された電気信号に応じた無線信号を放射する（ステップＳ４０７）。
　以上のように構成された無線通信システム１ｃによれば、基地局装置２０ｃが備えるビーム形成回路２４に、光偏波及び光波長の組み合わせに応じた数の入力ポートを設ける。これにより、収容局装置１０ｃにおいて送信信号の光偏波及び光波長を切り替えることで、遠隔で送信ビームの方向を切り替えることができる。このような構成では、ビームフォーミングの制御に波長を利用しない。そのため、波長利用効率の低下を抑制しつつ、アンテナのビームフォーミング制御を行うことが可能になる。
（第４の実施形態の変形例）
　収容局装置１０ｃが、複数の光偏波と、複数の光波長とを同時利用して、波長分割多重と偏波分割多重を行うことで、基地局装置２０ｃにおいてマルチビーム形成するように構成されてもよい。
　図７に示す基地局装置２０ｃの構成において、図９のように光分波器２６と偏波分離部２７との順番が入れ替えて構成されてもよい。図９は、第４の実施形態の変形例における無線通信システム１ｄの構成例を示す図である。無線通信システム１ｄは、収容局装置１０ｃと、基地局装置２０ｄとを備える。収容局装置１０ｃと、基地局装置２０ｄとは、光伝送路３０を介して接続されている。図９に示す無線通信システム１ｄは、基地局装置２０ｄの構成が図７に示す無線通信システム１ｃと異なる。無線通信システム１ｄのその他の構成については、無線通信システム１ｃと同様である。
　基地局装置２０ｄは、偏波分離部２７と、光分波器２６と、複数のＯ／Ｅ２１と、ビーム形成回路２４と、複数のアンテナ２５－１～２５－Ｎとを備える。なお、図９では、説明の簡単化のため記載を省略しているが、光分波器２６は光偏波の数（例えば、２）だけ備えられる必要があり、Ｏ／Ｅ２１は光偏波Ｘが利用する周波数の数ｍＸと光偏波Ｙが利用する周波数の数ｍＹの合計数（ｍＸ＋ｍＹ個）だけ備えられる必要がある。そのため、ビーム形成回路２４の入力ポートの数は、ｍＸ＋ｍＹとなる。
　ビーム形成回路２４は、（ｍＸ＋ｍＹ）個の入力ポートと、Ｎ個の出力ポートとを持つ。ビーム形成回路２４の入力ポートには、（ｍＸ＋ｍＹ）個のＯ／Ｅ２１が接続される。ビーム形成回路２４の出力ポートには、アンテナ２５－１～２５－Ｎが接続される。ここで、光偏波ｋと光波長λＴｊの（ｍＸ＋ｍＹ）通りの組み合わせは、（ｍＸ＋ｍＹ）個のビーム形成回路２４の入力ポート及び（ｍＸ＋ｍＹ）個の送信ビームと一対一に対応しており、収容局装置１０ｃの送信信号の光偏波及び光波長切替で送信ビーム方向切替が可能となる。
　図７に示す基地局装置２０ｃでは光伝送路３０を介して受信した光変調信号を分波した後に光偏波ｋ成分を分離したのに対し、基地局装置２０ｄでは光伝送路３０を介して受信した光変調信号の光偏波ｋ成分を分離した後に光変調信号を分波する。
　（第５の実施形態）
　第１の実施形態から第４の実施形態では、下り方向に対する信号送信の構成について説明した。第５の実施形態では、上り方向に対する信号送信の構成について説明する。なお、第５の実施形態では、基地局装置においてサブキャリア多重して収容局装置に信号を送信する構成について説明する。
　図１０は、第５の実施形態における無線通信システム１ｅの構成例を示す図である。無線通信システム１ｅは、収容局装置１０ｅと、基地局装置２０ｅとを備える。収容局装置１０ｅと、基地局装置２０ｅとは、光伝送路３０を介して接続されている。
　基地局装置２０ｅは、複数のアンテナ３１－１～３１－Ｎと、ビーム形成回路３２と、複数の周波数変換部３３－１～３３－ｍと、合波器３４と、光変調部３５とを備える。
　アンテナ３１－１～３１－Ｎは、外部の装置から送信された無線信号を受信する。外部の装置とは、例えば基地局装置２０ｅが通信を行う対象となる無線装置である。アンテナ３１－１～３１－Ｎは、受信した無線信号を電気信号に変換してビーム形成回路３２に出力する。
　ビーム形成回路３２は、第１の実施形態におけるビーム形成回路２４と同様に、ｍ個の入力ポートと、Ｎ個の出力ポートとを持つ。ビーム形成回路３２の入力ポートには、周波数変換部３３－１～３３－ｍが接続される。ビーム形成回路３２の出力ポートには、アンテナ３１－１～３１－Ｎが接続される。ｍ個の周波数ｆＴ１,…,ｆＴｍは，ｍ個のビーム形成回路２４の入力ポート及びｍ個の受信ビームと一対一に対応している。ビーム形成回路３２は、アンテナ３１－１～３１－Ｎから出力された電気信号を出力ポートから入力し、入力ポートに接続される周波数変換部３３－１～３３－ｍに出力する。
　周波数変換部３３－１～３３－ｍは、入力された電気信号の周波数を変換する。これにより、周波数変換部３３－１～３３－ｍに入力された電気信号は、周波数ｆＲｉに変換される。
　合波器３４は、周波数変換部３３－１～３３－ｍから出力された電気信号を合波する。
　光変調部３５は、合波器３４により合波された電気信号を用いて、ある波長の光信号を強度変調してサブキャリア多重する。これにより、光変調部３５は、多重信号を生成する。光変調部３５は、生成した多重信号を、光伝送路３０を介して収容局装置１０ｅに伝送する。
　収容局装置１０ｅは、Ｏ／Ｅ１４と、分波器１５と、出力部１６とを備える。
　Ｏ／Ｅ１４は、光伝送路３０を介して受信した多重信号を電気信号に変換する光電変換部である。
　分波器１５は、Ｏ／Ｅ１４により出力された電気信号を周波数に応じて分波する。例えば、分波器１５は、周波数ｆＲ１，…，ｆＲｍの電気信号を分波する。
　出力部１６は、入力された周波数ｆＲ１，…，ｆＲｍの電気信号を復調する。例えば、出力部１６は、入力された周波数ｆＲ１，…，ｆＲｍの電気信号のうち、１つを選択して復調してもよい。これは、ｍ個の受信ビームのうち、１つのビームを選択することと同値である。なお、出力部１６は、複数周波数を選択し、同時利用することでマルチビーム形成も可能である。出力部１６は、入力された周波数ｆＲ１，…，ｆＲｍの電気信号の複数を復調した後にＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）信号処理を行ってもよい。
　図１１は、第５の実施形態における無線通信システム１ｅの処理の流れを示すシーケンス図である。
　アンテナ３１は、外部の装置から送信された無線信号を受信する（ステップＳ５０１）。アンテナ３１は、受信した無線信号を電気信号に変換してビーム形成回路３２に出力する。ビーム形成回路３２は、電気信号が入力された出力ポートに対応する入力ポートに接続された周波数変換部３３に電気信号を出力する。図１１では、例えば、ビーム形成回路３２の入力ポートｉから電気信号が出力されたものとする。
　ビーム形成回路３２の入力ポートｉに接続されている周波数変換部３３は、ビーム形成回路３２から出力された電気信号を周波数変換する（ステップＳ５０２）。これにより、電気信号の周波数は、周波数ｆＲｉに変換される。周波数変換部３３は、周波数ｆＲｉの電気信号を合波器３４に出力する。合波器３４は、各周波数変換部３３から出力された電気信号を合波する（ステップＳ５０３）。合波器３４によって合波された電気信号は、光変調部３５に出力される。
　光変調部３５は、合波器３４により合波された電気信号を用いて、ある波長の光信号を強度変調してサブキャリア多重する（ステップＳ５０４）。これにより、光変調部３５は、多重信号を生成する。光変調部３５は、生成した多重信号を、光伝送路３０を介して収容局装置１０ｅに送出する（ステップＳ５０５）。
　光伝送路３０に送出された多重信号は、収容局装置１０ｅに入力される。収容局装置１０ｅのＯ／Ｅ１４は、入力された多重信号を電気信号に変換する（ステップＳ５０６）。この処理により、多重信号は、周波数ｆＲｉの電気信号に変換される。Ｏ／Ｅ１４は、周波数ｆＲｉの電気信号を分波器１５に出力する。分波器１５に出力された周波数ｆＲｉの電気信号は、周波数に応じて分波される（ステップＳ５０７）。分波器１５で分波された周波数ｆＲｉの電気信号は出力部１６に入力される。出力部１６は、入力された周波数ｆＲｉの電気信号を復調する（ステップＳ５０８）。
　以上のように構成された無線通信システム１ｅによれば、上り方向においても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
　（第６の実施形態）
　第６の実施形態では、基地局装置においてサブキャリア多重及び波長分割多重して収容局装置に信号を送信する点が、第５の実施形態との差分である。第６の実施形態では、第５の実施形態との差分を中心に説明する。
　図１２は、第６の実施形態における無線通信システム１ｆの構成例を示す図である。無線通信システム１ｆは、収容局装置１０ｆと、基地局装置２０ｆとを備える。収容局装置１０ｆと、基地局装置２０ｆとは、光伝送路３０を介して接続されている。
　基地局装置２０ｆは、複数のアンテナ３１－１～３１－Ｎと、ビーム形成回路３２と、複数の周波数変換部３３と、複数の合波器３４と、複数の光変調部３５と、光合波器３６とを備える。なお、図１２では、説明の簡単化のため記載を省略しているが、合波器３４及び光変調部３５は光波長λＲの数ｎだけ備えられる必要があり、周波数変換部３３は光波長λＲｊが利用する周波数の数ｍｊだけ備えられる必要がある。そのため、ビーム形成回路３２の入力ポートの数は、Σｎ ｊ＝１ｍｊとなる。
　光合波器３６は、光変調部３５によりサブキャリア多重された信号を合波して波長分割多重する。これにより、光合波器３６は、波長多重信号を生成する。光合波器３６は、生成した波長多重信号を、光伝送路３０を介して収容局装置１０ｆに伝送する。
　ビーム形成回路３２は、第２の実施形態におけるビーム形成回路２４と同様に、Σｎ ｊ＝１ｍｊ個の入力ポートと、Ｎ個の出力ポートとを持つ。ビーム形成回路３２の入力ポートには、Σｎ ｊ＝１ｍｊ個の周波数変換部３３が接続される。ビーム形成回路３２の出力ポートには、アンテナ３１－１～３１－Ｎが接続される。ここで、光波長λＲｊと周波数ｆｊ ＲｉのΣｎ ｊ＝１ｍｊ通りの組み合わせは、Σｎ ｊ＝１ｍｊ個のビーム形成回路３２の入力ポート及びΣｎ ｊ＝１ｍｊ個の受信ビームと一対一に対応している。ビーム形成回路３２は、アンテナ３１－１～３１－Ｎから出力された電気信号を出力ポートから入力し、入力ポートに接続される周波数変換部３３に出力する。
　収容局装置１０ｆは、光分波器１７と、複数のＯ／Ｅ１４と、複数の分波器１５と、出力部１６とを備える。なお、図３では、説明の簡単化のため記載を省略しているが、Ｏ／Ｅ１４及び分波器１５は光波長λＲの数ｎだけ備えられる必要がある。
　光分波器１７は、光伝送路３０を介して受信した波長多重信号を波長に応じて分波する。例えば、光分波器１７は、ＡＷＧである。光分波器１７により分波された多重信号は、Ｏ／Ｅ１４に入力される。
　図１３は、第６の実施形態における無線通信システム１ｆの処理の流れを示すシーケンス図である。
　アンテナ３１は、外部の装置から送信された無線信号を受信する（ステップＳ６０１）。アンテナ３１は、受信した無線信号を電気信号に変換してビーム形成回路３２に出力する。ビーム形成回路３２は、電気信号が入力された出力ポートに対応する入力ポートに接続された周波数変換部３３に電気信号を出力する。
　周波数変換部３３はそれぞれ、入力ポートから出力された電気信号を光波長λＲｊに対応した周波数ｆｊ Ｒｉに変換する（ステップＳ６０２）。周波数変換部３３は、周波数ｆｊ Ｒｉの電気信号を合波器３４に出力する。合波器３４は、各周波数変換部３３から出力された電気信号を合波する（ステップＳ６０３）。合波器３４によって合波された電気信号は、光変調部３５に出力される。
　光変調部３５は、合波器３４により合波された電気信号を用いて、ある波長の光信号を強度変調してサブキャリア多重する（ステップＳ６０４）。これにより、光変調部３５は、多重信号を生成する。光変調部３５は、生成した多重信号を、光合波器３６に出力する。光合波器３６は、各光変調部３５により生成された多重信号を合波して波長分割多重する（ステップＳ６０５）。これにより、光合波器３６は、波長多重信号を生成する。光合波器３６は、生成した波長多重信号を、光伝送路３０を介して収容局装置１０ｆに送出する（ステップＳ６０６）。
　光伝送路３０に送出された波長多重信号は、収容局装置１０ｆに入力される。収容局装置１０ｆの光分波器１７は、入力された波長多重信号を波長に応じて分波する（ステップＳ６０７）。これにより、波長多重信号は、光波長λＲｊの光変調信号となり、対応するＯ／Ｅ１４に出力される。光分波器１７には、波長数に応じた数のＯ／Ｅ１４が接続されている。Ｏ／Ｅ１４は、光分波器１７により分波された光波長λＲｊの光変調信号を電気信号に変換する（ステップＳ６０８）。この処理により、光波長λＲｊの光変調信号は、周波数ｆｊ Ｒｉの電気信号に変換される。Ｏ／Ｅ１４は、周波数ｆｊ Ｒｉの電気信号を分波器１５に出力する。
　分波器１５に出力された周波数ｆｊ Ｒｉの電気信号は、周波数に応じて分波される（ステップＳ６０９）。分波器１５で分波された周波数ｆｊ Ｒｉの電気信号は出力部１６に入力される。出力部１６は、入力された周波数ｆｊ Ｒｉの電気信号を復調する（ステップＳ６１０）。例えば、出力部１６は、光波長λＲｊと周波数ｆｊ ＲｉのΣｎ ｊ＝１ｍｊ通りの組み合わせのうち、１つを選択して復調してもよい。これは、Σｎ ｊ＝１ｍｊ個の受信ビームのうち、１つのビームを選択することと同値である。なお、出力部１６は、複数の周波数及び複数の光波長を選択し、同時利用することでマルチビーム形成も可能である。出力部１６は、入力された周波数ｆｊ Ｒ１，…，ｆｊ Ｒｍの電気信号の複数を復調した後にＭＩＭＯ信号処理を行ってもよい。
　以上のように構成された無線通信システム１ｆによれば、上り方向においても第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
　（第７の実施形態）
　第７の実施形態では、基地局装置においてサブキャリア多重及び偏波分割多重して収容局装置に信号を送信する点が、第５の実施形態との差分である。第７の実施形態では、第５の実施形態との差分を中心に説明する。
　図１４は、第７の実施形態における無線通信システム１ｇの構成例を示す図である。無線通信システム１ｇは、収容局装置１０ｇと、基地局装置２０ｇとを備える。収容局装置１０ｇと、基地局装置２０ｇとは、光伝送路３０を介して接続されている。
　基地局装置２０ｇは、複数のアンテナ３１－１～３１－Ｎと、ビーム形成回路３２と、複数の周波数変換部３３と、複数の合波器３４と、複数の光変調部３５と、偏波合波部３７とを備える。なお、図１４では、説明の簡単化のため記載を省略しているが、光変調部３５及び合波器３４は光偏波の数（例えば、２）だけ備えられる必要があり、周波数変換部３３は光偏波Ｘが利用する周波数の数ｍＸと光偏波Ｙが利用する周波数の数ｍＹの合計数（ｍＸ＋ｍＹ個）だけ備えられる必要がある。そのため、ビーム形成回路３２の入力ポートの数は、ｍＸ＋ｍＹとなる。
　偏波合波部３７は、複数の光変調部３５によりサブキャリア多重された信号を合波して偏波分割多重する。これにより、偏波合波部３７は、偏波多重信号を生成する。偏波合波部３７は、生成した偏波多重信号を、光伝送路３０を介して収容局装置１０ｇに伝送する。
　ビーム形成回路３２は、第３の実施形態におけるビーム形成回路２４と同様に、（ｍＸ＋ｍＹ）個の入力ポートと、Ｎ個の出力ポートとを持つ。ビーム形成回路３２の入力ポートには、（ｍＸ＋ｍＹ）個の周波数変換部３３が接続される。ビーム形成回路３２の出力ポートには、アンテナ３１－１～３１－Ｎが接続される。ここで、光偏波ｋと周波数ｆｋ Ｒｉの（ｍＸ＋ｍＹ）通りの組み合わせは、（ｍＸ＋ｍＹ）個のビーム形成回路３２の入力ポート及び（ｍＸ＋ｍＹ）個の受信ビームと一対一に対応している。ビーム形成回路３２は、アンテナ３１－１～３１－Ｎから出力された電気信号を出力ポートから入力し、入力ポートに接続される周波数変換部３３に出力する。
　収容局装置１０ｇは、偏波分離部１８と、複数のＯ／Ｅ１４－Ｘ，１４－Ｙと、複数の分波器１５と、出力部１６とを備える。なお、図１４では、説明の簡単化のため記載を省略しているが、Ｏ／Ｅ１４及び分波器１５は光偏波の数（例えば、２）だけ備えられる必要がある。
　偏波分離部１８は、光伝送路３０を介して受信した偏波多重信号の光偏波ｋ成分を分離する。
　図１５は、第７の実施形態における無線通信システム１ｇの処理の流れを示すシーケンス図である。
　アンテナ３１は、外部の装置から送信された無線信号を受信する（ステップＳ７０１）。アンテナ３１は、受信した無線信号を電気信号に変換してビーム形成回路３２に出力する。ビーム形成回路３２は、電気信号が入力された出力ポートに対応する入力ポートに接続された周波数変換部３３に電気信号を出力する。
　周波数変換部３３はそれぞれ、入力ポートから出力された電気信号を光偏波ｋに対応した周波数ｆｋ Ｒｉに変換する（ステップＳ７０２）。周波数変換部３３は、ｆｋ Ｒｉの電気信号を合波器３４に出力する。合波器３４は、各周波数変換部３３から出力された電気信号を合波する（ステップＳ７０３）。合波器３４によって合波された電気信号は、光変調部３５に出力される。
　光変調部３５は、合波器３４により合波された電気信号を用いて、光偏波ｋの光信号を強度変調してサブキャリア多重する（ステップＳ７０４）。これにより、光変調部３５は、多重信号を生成する。光変調部３５は、生成した多重信号を、偏波合波部３７に出力する。偏波合波部３７は、各光変調部３５により生成された多重信号を合波して偏波分割多重する（ステップＳ７０５）。これにより、偏波合波部３７は、偏波多重信号を生成する。偏波合波部３７は、生成した偏波多重信号を、光伝送路３０を介して収容局装置１０ｇに送出する（ステップＳ７０６）。
　光伝送路３０に送出された偏波多重信号は、収容局装置１０ｇに入力される。収容局装置１０ｇの偏波分離部１８は、入力された偏波多重信号の光偏波ｋを分離する（ステップＳ７０７）。これにより、偏波多重信号は、光偏波ｋの光変調信号となり、対応するＯ／Ｅ１４に出力される。Ｏ／Ｅ１４は、偏波分離部１８により分離された光偏波ｋの光変調信号を電気信号に変換する（ステップＳ７０８）。この処理により、光偏波ｋの光変調信号は、周波数ｆｋ Ｒｉの電気信号に変換される。Ｏ／Ｅ１４は、周波数ｆｋ Ｒｉの電気信号を分波器１５に出力する。
　分波器１５に出力された周波数ｆｋ Ｒｉの電気信号は、周波数に応じて分波される（ステップＳ７０９）。分波器１５で分波された周波数ｆｋ Ｒｉの電気信号は出力部１６に入力される。出力部１６は、入力された周波数ｆｋ Ｒｉの電気信号を復調する（ステップＳ７１０）。例えば、出力部１６は、光偏波ｋと周波数ｆｋ Ｒｉの（ｍＸ＋ｍＹ）通りの組み合わせのうち、１つを選択して復調してもよい。これは、（ｍＸ＋ｍＹ）個の受信ビームのうち、１つのビームを選択することと同値である。なお、出力部１６は、複数の周波数及び複数の光偏波を選択し、同時利用することでマルチビーム形成も可能である。出力部１６は、入力された周波数ｆｋ Ｒ１，…，ｆｋ Ｒｍの電気信号の複数を復調した後にＭＩＭＯ信号処理を行ってもよい。
　以上のように構成された無線通信システム１ｇによれば、上り方向においても第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。
　（第８の実施形態）
　第８の実施形態では、基地局装置において波長分割多重及び偏波分割多重して収容局装置に信号を送信する点が、第５の実施形態との差分である。第８の実施形態では、第５の実施形態との差分を中心に説明する。
　図１６は、第８の実施形態における無線通信システム１ｈの構成例を示す図である。無線通信システム１ｈは、収容局装置１０ｈと、基地局装置２０ｈとを備える。収容局装置１０ｈと、基地局装置２０ｈとは、光伝送路３０を介して接続されている。
　基地局装置２０ｈは、複数のアンテナ３１－１～３１－Ｎと、ビーム形成回路３２と、複数の光変調部３５と、複数の偏波合波部３７と、光合波器３６とを備える。なお、図１６では、説明の簡単化のため記載を省略しているが、偏波合波部３７は光波長λＲの数ｎだけ備えられる必要があり、光変調部３５は光波長λＲｊが利用する偏波の数（例えば、２）だけ備えられる必要がある。そのため、ビーム形成回路３２の入力ポートの数は、２ｎとなる。
　偏波合波部３７は、複数の光変調部３５によりサブキャリア多重された信号を合波して偏波分割多重する。これにより、偏波合波部３７は、偏波多重信号を生成する。
　光合波器３６は、偏波合波部３７により偏波分割多重された信号を合波して波長分割多重する。これにより、光合波器３６は、波長多重信号を生成する。光合波器３６は、生成した波長多重信号を、光伝送路３０を介して基地局装置２０ｂに伝送する。
　ビーム形成回路３２は、第４の実施形態におけるビーム形成回路２４と同様に、２ｎ個の入力ポートと、Ｎ個の出力ポートとを持つ。ビーム形成回路３２の入力ポートには、２ｎ個の光変調部３５が接続される。ビーム形成回路３２の出力ポートには、アンテナ３１－１～３１－Ｎが接続される。ここで、光波長λＲｊと光偏波ｋとの２ｎ通りの組み合わせは、２ｎ個のビーム形成回路３２の入力ポート及び２ｎ個の受信ビームと一対一に対応している。ビーム形成回路３２は、アンテナ３１－１～３１－Ｎから出力された電気信号を出力ポートから入力し、入力ポートに接続される光変調部３５に出力する。
　収容局装置１０ｈは、光分波器１７と、複数の偏波分離部１８と、複数のＯ／Ｅ１４と、出力部１６とを備える。なお、図１６では、説明の簡単化のため記載を省略しているが、偏波分離部１８は光波長λＲの数ｎだけ備えられる必要があり、Ｏ／Ｅ１４は光波長λＲｊが利用する光偏波の数（例えば、２）だけ備えられる必要がある。
　光分波器１７は、光伝送路３０を介して受信した波長多重信号を分波する。
　偏波分離部１８は、光分波器１７により分波された光変調信号の光偏波ｋ成分を分離する。
　図１７は、第８の実施形態における無線通信システム１ｈの処理の流れを示すシーケンス図である。図１７において、図１１と同様の処理については図１１と同様の符号を付して説明を省略する。
　アンテナ３１は、外部の装置から送信された無線信号を受信する（ステップＳ８０１）。アンテナ３１は、受信した無線信号を電気信号に変換してビーム形成回路３２に出力する。ビーム形成回路３２は、電気信号が入力された出力ポートに対応する入力ポートに接続された光変調部３５に電気信号を出力する。
　光変調部３５はそれぞれ、入力ポートから出力された電気信号を光波長λＲｊで光偏波ｋの光信号を強度変調する（ステップＳ８０２）。光変調部３５は、光偏波ｋの光変調信号を偏波合波部３７に出力する。
　偏波合波部３７は、各光変調部３５により生成された光変調信号を合波して偏波分割多重する（ステップＳ８０３）。これにより、偏波合波部３７は、偏波多重信号を生成する。偏波合波部３７は、生成した偏波多重信号を、光合波器３６に出力する。光合波器３６は、各偏波合波部３７から出力された偏波多重信号を合波して波長分割多重する（ステップＳ８０４）。これにより、光合波器３６は、波長多重信号を生成する。光合波器３６は、生成した波長多重信号を、光伝送路３０を介して収容局装置１０ｇに送出する（ステップＳ８０５）。
　光伝送路３０に送出された波長多重信号は、収容局装置１０ｈに入力される。収容局装置１０ｈの光分波器１７は、入力された波長多重信号を波長に応じて分波する（ステップＳ８０６）これにより、波長多重信号は、光波長λＲｊの光変調信号となり、対応する偏波分離部１８に出力される。偏波分離部１８は、入力された光波長λＲｊの光変調信号の光偏波ｋを分離する（ステップＳ８０７）。これにより、光波長λＲｊの光変調信号は、光偏波ｋの光変調信号となり、対応するＯ／Ｅ１４に出力される。Ｏ／Ｅ１４は、偏波分離部１８により分離された光偏波ｋの光変調信号を電気信号に変換する（ステップＳ８０８）。この処理により、光偏波ｋの光変調信号は、電気信号に変換される。Ｏ／Ｅ１４は、電気信号を出力部１６に出力する。
　出力部１６は、入力された電気信号を復調する（ステップＳ８０９）。例えば、出力部１６は、光波長λＲｊと光偏波ｋの２ｎ通りの組み合わせのうち、１つを選択して復調してもよい。これは、２ｎ個の受信ビームのうち、１つのビームを選択することと同値である。なお、出力部１６は、複数の光波長及び複数の光偏波を選択し、同時利用することでマルチビーム形成も可能である。出力部１６は、入力された電気信号の複数を復調した後にＭＩＭＯ信号処理を行ってもよい。
　以上のように構成された無線通信システム１ｆによれば、上り方向においても第４の実施形態と同様の効果を得ることができる。
（第８の実施形態の変形例）
　図１６に示す収容局装置１０ｈ及び基地局装置２０ｈは、図１８のように構成されてもよい。図１８は、第８の実施形態の変形例における無線通信システム１ｉの構成例を示す図である。無線通信システム１ｉは、収容局装置１０ｉと、基地局装置２０ｉとを備える。収容局装置１０ｉと、基地局装置２０ｉとは、光伝送路３０を介して接続されている。
　基地局装置２０ｉは、複数のアンテナ３１－１～３１－Ｎと、ビーム形成回路３２と、複数の光変調部３５と、複数の光合波器３６と、偏波合波部３７とを備える。なお、図１８では、説明の簡単化のため記載を省略しているが、光合波器３６は偏波の数（例えば、２）だけ備えられる必要があり、光変調部３５は光偏波Ｘが利用する周波数の数ｍＸと光偏波Ｙが利用する周波数の数ｍＹの合計数（ｍＸ＋ｍＹ個）だけ備えられる必要がある。そのため、ビーム形成回路２４の入力ポートの数は、ｍＸ＋ｍＹとなる。
　ビーム形成回路３２は、（ｍＸ＋ｍＹ）個の入力ポートと、Ｎ個の出力ポートとを持つ。ビーム形成回路３２の入力ポートには、（ｍＸ＋ｍＹ）個の光変調部３５が接続される。ビーム形成回路３２の出力ポートには、アンテナ３１－１～３１－Ｎが接続される。ここで、光偏波ｋと光波長λＴｊの（ｍＸ＋ｍＹ）通りの組み合わせは、（ｍＸ＋ｍＹ）個のビーム形成回路３２の入力ポート及び（ｍＸ＋ｍＹ）個の受信ビームと一対一に対応している。
　収容局装置１０ｉは、偏波分離部１８と、複数の光分波器１７と、複数のＯ／Ｅ１４と、出力部１６とを備える。なお、図１８では、説明の簡単化のため記載を省略しているが、光分波器１７は光波長λＲの数ｎだけ備えられる必要があり、Ｏ／Ｅ１４は光波長λＲｊが利用する光偏波の数（例えば、２）だけ備えられる必要がある。
　図１６に示す基地局装置２０ｈでは偏波分割多重した後に波長分割多重したのに対し、基地局装置２０ｉでは波長分割多重した後に偏波分割多重する。収容局装置１０ｉでは、光伝送路３０を介して受信した偏波多重信号の光偏波ｋ成分を偏波分離部１８により分離した後に、光分波器１７により波長に応じて分波する。
（第１の実施形態から第８の実施形態における変形例）
　第１の実施形態から第４の実施形態における構成と、第５の実施形態から第８の実施形態における構成とが組み合わされてもよい。例えば、第１の実施形態と、第５の実施形態とが組み合わせされてもよい。この場合、収容局装置として収容局装置１０と収容局装置１０ｅとが組み合わされ、基地局装置として基地局装置２０と基地局装置２０ｅとが組み合わされる。例えば、第２の実施形態と、第６の実施形態とが組み合わせされてもよい。例えば、第３の実施形態と、第７の実施形態とが組み合わせされてもよい。例えば、第４の実施形態と、第８の実施形態とが組み合わせされてもよい。
　第１の実施形態から第８の実施形態では、周波数のみ制御、周波数と光波長を制御、周波数と光偏波を制御、光偏波と光波長を制御する構成を示した。第１の実施形態から第８の実施形態において、光偏波と、光波長と、周波数との全てを制御するように構成されてもよい。このように構成される場合、下り方向への送信の場合には、第１の実施形態に示す構成と第４の実施形態に示す構成とを組み合わせて、光偏波と、光波長と、周波数との全てを制御するように構成すればよい。上り方向への送信の場合には、第５の実施形態に示す構成と第８の実施形態に示す構成とを組み合わせて、光偏波と、光波長と、周波数との全てを制御するように構成すればよい。
　上述した実施形態における収容局装置１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈ，１０ｉや基地局装置２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆ，２０ｇ，２０ｈ，２０ｉの一部の機能部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。
　本発明は、アナログＲｏＦ伝送を行う無線通信システムに適用可能である。
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ、１０ｉ…収容局装置，　１１、１１ａ、１１ｂ…制御部，　１２、１２ａ、１２ｂ…周波数変換部，　１３、１３ａ、１３ｂ…光変調部，　１４…Ｏ／Ｅ，　１５…分波器，　１６…出力部，　２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆ、２０ｇ、２０ｈ、２０ｉ…基地局装置，　２１…Ｏ／Ｅ，　２２…分波器，　２３－１～２３－ｍ、３３…周波数変換部，　２４…ビーム形成回路，　２５－１～２５－Ｎ、３１－１～３１－Ｎ…アンテナ，　２６…光分波器，　２７…偏波分離部，　３４…合波器，　３６…光合波器，　３７…偏波合波部

Claims (8)

  1. 　収容局装置と、前記収容局装置の制御に従ってビーム形成を行う基地局装置とを備える無線通信システムにおける無線通信方法であって、
    　前記収容局装置が、光波長、周波数又は光偏波のいずれかの組み合わせ、あるいは、前記周波数を制御することによって、送信対象となる送信信号に基づいて光信号を強度変調して生成した光変調信号を、光伝送路を介して前記基地局装置に送信して前記基地局装置のビームフォーミング制御を行い、
    　前記基地局装置が、前記光波長、周波数又は光偏波のいずれかを組み合わせた数、あるいは、前記周波数の数に応じた入力ポートを有するビーム形成回路に前記光変調信号に基づく電気信号を入力することによって、前記電気信号が入力された前記入力ポートに応じた方向にビーム形成を行う無線通信方法。
  2. 　前記収容局装置が、前記周波数を制御することによって前記送信信号の周波数を変換し、変換後の周波数の送信信号に基づいて光信号を強度変調して生成した前記光変調信号を前記基地局装置に送信して前記基地局装置のビームフォーミング制御を行い、
    　前記基地局装置が、前記光変調信号を電気信号に変換した後に周波数に応じて分波することによって前記ビーム形成回路に電気信号を入力してビーム形成を行う、
    　請求項１に記載の無線通信方法。
  3. 　前記収容局装置が、前記光波長と前記周波数の組み合わせを制御することによって前記送信信号の周波数を変換し、変換後の周波数の送信信号に基づいて、制御された前記光波長の光信号を強度変調して生成した前記光変調信号を前記基地局装置に送信して前記基地局装置のビームフォーミング制御を行い、
    　前記基地局装置が、前記光変調信号を波長に応じて分波し、波長毎に分波された前記光変調信号を電気信号に変換し、前記電気信号を周波数に応じて分波することによって前記ビーム形成回路に電気信号を入力してビーム形成を行う、
    　請求項１に記載の無線通信方法。
  4. 　前記収容局装置が、前記光偏波と前記周波数の組み合わせを制御することによって前記送信信号の周波数を変換し、変換後の周波数の送信信号に基づいて、制御された前記光偏波の光信号を強度変調して生成した前記光変調信号を前記基地局装置に送信して前記基地局装置のビームフォーミング制御を行い、
    　前記基地局装置が、前記光変調信号の光偏波成分を分離し、光偏波成分ごとに分離された前記光変調信号を電気信号に変換し、前記電気信号を周波数に応じて分波することによって前記ビーム形成回路に電気信号を入力してビーム形成を行う、
    　請求項１に記載の無線通信方法。
  5. 　前記収容局装置が、前記光偏波と前記光波長の組み合わせを制御することによって前記送信信号を用いて、制御された前記光波長である前記光偏波の光信号を強度変調して生成した前記光変調信号を前記基地局装置に送信して前記基地局装置のビームフォーミング制御を行い、
    　前記基地局装置が、前記光変調信号を波長に応じて分波した後に波長毎に分波された前記光変調信号の光偏波成分を分離、又は、前記光変調信号の光偏波成分を分離した後に光偏波成分毎に分離された前記光変調信号を波長に応じて分波し、前記光変調信号を電気信号に変換してから前記ビーム形成回路に入力してビーム形成を行う、
    　請求項１に記載の無線通信方法。
  6. 　前記収容局装置が、前記光偏波と前記周波数と前記光波長との組み合わせを制御することによって前記送信信号の周波数を変換し、変換後の周波数の送信信号に基づいて、制御された前記光波長である前記光偏波の光信号を強度変調して生成した前記光変調信号を前記基地局装置に送信して前記基地局装置のビームフォーミング制御を行い、
    　前記基地局装置が、前記光変調信号に基づいて得られる前記電気信号を前記ビーム形成回路に入力してビーム形成を行う、
    　請求項１に記載の無線通信方法。
  7. 　前記基地局装置が、外部の装置から送信された無線信号を電気信号に変換して前記ビーム形成回路の出力ポートに入力し、前記出力ポートに応じた前記ビーム形成回路の前記入力ポートから前記電気信号を出力し、前記電気信号を用いて光信号を強度変調した光信号を前記収容局装置に送出し、
    　前記収容局装置が、前記基地局装置から送出された前記光信号を復調する、
    　請求項１から６のいずれか一項に記載の無線通信方法。
  8. 　収容局装置と、前記収容局装置の制御に従ってビーム形成を行う基地局装置とを備える無線通信システムであって、
    　前記収容局装置は、
    　光波長、周波数又は光偏波のいずれかの組み合わせ、あるいは、前記周波数を制御する制御部と、
    　前記制御部により切り替えられた前記光波長、周波数又は光偏波のいずれかの組み合わせ、あるいは、前記周波数に基づいて、送信対象となる送信信号に基づいて光信号を強度変調して生成した光変調信号を、光伝送路を介して前記基地局装置に送信する光変調器と、
    　を備え、
    　前記基地局装置は、
    　前記光波長、周波数又は光偏波のいずれかを組み合わせた数、あるいは、前記周波数の数に応じた入力ポートを有するビーム形成回路、
    　を備え、
    　前記ビーム形成回路は、前記光変調信号に基づく電気信号が入力された前記入力ポートに応じた方向にビーム形成を行う、
    　無線通信システム。
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