JP2008167501A

JP2008167501A - データ通信装置およびデータ通信システム

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Publication number: JP2008167501A
Application number: JP2008071192A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Kashima; 謙一加島; Hidekazu Hase; 英一長谷
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2008-03-19
Filing date: 2008-03-19
Publication date: 2008-07-17

Abstract

【課題】データ通信装置において、伝送レートの最高速度に対応した回路部品と受信フィルタを設計したとしても、低レート伝送では必要以上に受信フィルタの帯域幅があるため、大幅に熱雑音が増大し、結果としてＣ／Ｎが劣化し、所定の帯域幅で回路を構成した時よりも著しく受信感度が劣化する。
【解決手段】少なくとも２種類の伝送速度を有する画像データが入力される第１の送信部と、上記画像データを受信する第１の受信部および少なくとも２種類の上記伝送速度に関連する第１の速度情報を入力される第１の制御部を有し、上記第１の受信部は、少なくとも２種類の帯域特性を切替可能に構成された第１のフイルタを有し、上記第１の制御部は、上記第１の速度情報に基づいて上記第１のフイルタの帯域特性を切替えるように構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、データ通信装置およびデータ通信システムに関し、受信感度または通信距離を改善するデータ通信装置およびデータ通信システムに関するものである。

移動通信用の無線装置では、一般に入力電界強度が変動し易い環境での使用が避けられず、しかもある程度の電界強度の基でしか無線装置の所期の性能が得られないのが普通である。例えば、図７は、本発明者らが検討したデータ通信装置の一例を示す図であって、直接振幅変復調方式を用いた６０ＧＨｚ帯無線キャリアを用いたデータ通信装置である。図７において、７０１は、画像データ（音声を含む）等（以下、画像データと称することにする。）の入出力端子であり、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）等の伝送路に接続され、離れた場所から画像データが送られてくる場合を示している。７０２は、インターフェース部、７０３は、ベースバンド部、７０４は、送信部、７０５は、受信部、７０６は、ＣＰＵのような制御部である。ベースバンド部７０３は、ＮＲＺ（Non Return to Zero）シリアルデータ変換部７１０とＮＲＺ（Non Return to Zero）シリアルデータ逆変換部７１８を有している。送信部７０４は、ＮＲＺ（Non Return to Zero）シリアルデータ変換部７１０、６０ＧＨｚ帯送信回路７１１、送信アンテナ７１２から構成されている。７１３は、例えば、６０ＧＨｚ帯搬送波信号生成部である。受信部７０５は、受信アンテナ７１５、６０ＧＨｚ帯受信回路７１６、フイルタ７１７およびＮＲＺシリアルデータ逆変換部７１８を有している。

図７で示すデータ通信装置について説明する。まず、入力端子７０１には、ＬＡＮ等の伝送路から１０００Ｂａｓｅ−Ｔの信号が入力される。ここで、１０００Ｂａｓｅ−Ｔとは、ＩＥＥＥ８０２．３uで規定されている伝送条件で、１０００Ｂａｓｅは、１０００Ｍｂｐｓのデジタル信号を、また、Ｔは、ツイストペア線を意味する。なお、１０００Ｂａｓｅ−Ｔの信号に限定されるものではなく、他に、１００Ｂａｓｅ−Ｔ（１００Ｍｂｐｓのデジタル信号）あるいは１０Ｂａｓｅ−Ｔ（１０Ｍｂｐｓのデジタル信号）等があり、伝送信号のデータ量および伝送路の伝送容量により種々のものが用途に応じて用いられている。ここでは、１０００Ｂａｓｅ−Ｔの信号で説明することにする。

入出力端子７０１に入力された１０００Ｂａｓｅ−Ｔの信号は、インターフェース部７０２を介してベースバンド部７０３に供給される。ベースバンド部７０３のＮＲＺシリアルデータ変換部７１０では、入力された１０００Ｂａｓｅ−Ｔの信号をＮＲＺのシリアルデータに変換し、６０ＧＨｚ帯送信部７１１に供給される。６０ＧＨｚ帯送信回路７１１は、例えば、変調部、増幅部およびフイルタで構成され、変調部で６０ＧＨｚ帯搬送波信号生成部７１３からの搬送波をＮＲＺシリアルデータの振幅を用いて直接変調し、６０ＧＨｚの搬送出力を得、増幅部、フイルタを介してアンテナ７１２から別のデータ通信装置に送信される。

一方、別のデータ通信装置から送られてくる６０ＧＨｚの変調信号は、アンテナ７１５で受信され、６０ＧＨｚ帯受信回路７１６に供給される。６０ＧＨｚ帯受信回路７１６は、増幅部および復調部で構成され、復調部では、受信した６０ＧＨｚの変調信号を６０ＧＨｚ帯搬送波信号生成部７１３からの信号で検波し、ＮＲＺシリアルデータに復調し、フイルタ７１７に供給する。フイルタ７１７では、ＮＲＺシリアルデータを必要帯域分のみに制限し、ベースバンド部７０３に供給する。ベースバンド部７０３のＮＲＺシリアルデータ逆変換部７１８では、ＮＲＺシリアルデータを１０００Ｂａｓｅ−Ｔの信号に逆変換し、インターフェース部７０２を介して入出力端子７０１から伝送部、例えば、ＬＡＮに送出される。

而して、入出力端子７０１に接続される伝送路は、１０００Ｂａｓｅ−Ｔの信号を伝送する、例えば、ＬＡＮ伝送路に限らず、上述したように他にも、１００Ｂａｓｅ−Ｔ（１００Ｍｂｐｓのデジタル信号）あるいは１０Ｂａｓｅ−Ｔ（１０Ｍｂｐｓのデジタル信号）等がある。しかしながら図７に示すデータ通信装置のような無線回線を用いたデータ通信装置では、入出力端子７０１に接続される伝送路の伝送容量あるいは伝送速度に十分対応できるようなデータ通信装置はなく、入出力端子７０１に接続される伝送路には、種々の伝送速度の信号が伝送されるが、図７に示す無線回線を用いたデータ通信装置では、このような種々の伝送速度の信号に対応することができない。即ち、システムの構成上、無線回線を用いたデータ通信装置がボトルネックとなり、無線ＬＡＮを含めてこのようなシステムを構築すると、システムのスループットが低下することが多かった。

また、これまで、例えば、ＬＡＮ等の伝送路で１０００Ｂａｓｅ−Ｔ、１００Ｂａｓｅ−Ｔあるいは１０Ｂａｓｅ−Ｔといった伝送速度に十分対応が取れたとしても、これら伝送速度を持つ信号を供給される無線回線を用いたデータ通信装置を実現するために、伝送路の伝送レートに従って無線回線の可変伝送レートを実現することは、容易なことではない。例えば、無線回線を用いたデータ通信装置、特に、６０ＧＨｚ帯のような高周波帯域の無線キャリアを用いるデータ通信装置では、回路の構成上、最適な受信フィルタ特性が各々の伝送レートで異なるため、一つのデータ通信装置で実現することは困難であった。これについて図３を用いて更に詳述する。

図３は、例えば、図７に示す受信部７０５が受信する信号の伝送レートおよび受信部７０５の最小受信感度を示したものである。図３において、データレートは、１０Ｍｂｐｓ、１００Ｍｂｐｓ、１０００Ｍｂｐｓの３種類について示されている。ＡＳＫ-ＢＥＲ（Amplitude Shift Keying Bit Error rate）は、どの伝送レートにおいても１０^−５以下とする。即ち、ＡＳＫ変調方式で、動画像を伝送した場合の再生可能なＢＥＲを示している。また、Ｃ／Ｎ、即ち、Carrier/Noiseは、１５ｄＢ以上とする。以上のように各条件を設定した場合、データレート１０Ｍｂｐｓ、１００Ｍｂｐｓ、１０００Ｍｂｐｓのそれぞれに対応する無線回線を用いたデータ通信装置を実現するためには、例えば、フイルタ７１７の帯域幅をイーサネット（登録商標）規格ＩＥＥＥ８０２．３にあるように、データレートの５／４が伝送レートに相当するとし、多少余裕を持って、０〜１５ＭＨｚ（ベストモード：１２．５ＭＨｚ）、０〜１５０ＭＨｚ（ベストモード：１２５ＭＨｚ）、０〜１５００ＭＨｚ（ベストモード：１２５０ＭＨｚ）と設定すると、熱雑音（絶対温度２９３Ｋ）は、それぞれ−１０２．２ｄＢ（ベストモード：−１０２．０ｄＢ）、−９２．２ｄＢ（ベストモード：−９２．０ｄＢ）、−８２．２ｄＢ（ベストモード：−８２．０ｄＢ）となり、最小受信入力（受信感度）は、ＮＦ（Noise Figure）を９ｄＢとした場合、それぞれ−７５．２ｄＢ（ベストモード：−７８ｄＢ）、−６５．２ｄＢ（ベストモード：−６８ｄＢ）および−５５．２ｄＢ（ベストモード：−５８ｄＢ）となる。ここで０ｄＢは、１ｍＷの電力を表わしている。以上のようにフイルタ７１７の帯域幅をそれぞれ０〜１５ＭＨｚ（ベストモード：１２．５ＭＨｚ）、０〜１５０ＭＨｚ（ベストモード：１２５ＭＨｚ）、０〜１５００ＭＨｚ（ベストモード：１２５０ＭＨｚ）とすると、最小受信入力(受信感度)がそれぞれ、１０ｄＢずつ減少し、伝送レートが増加するに従って受信感度は劣化していくことが分る。これは、熱雑音の増加が主な要因である。従って、例えば、データレートが１０Ｍｂｐｓ〜１０００Ｍｂｐｓの範囲で変化するような伝送信号を受信するデータ通信装置を実現するためには、前もってデータ通信装置の受信感度を、例えば、最高速度であるデータレート１０００Ｍｂｐｓが受信できるようにフイルタ帯域幅を設定する必要がある。

しかしながら、上述のように伝送レートの最高速度に対応した回路部品と受信フィルタを設計したとしても、低データレート伝送では必要以上に受信フィルタの帯域幅があるため、表３に示すように１０Ｍｂｐｓ、１００Ｍｂｐｓでは、大幅に熱雑音が増大し、結果としてＣ／Ｎが劣化し、所定の帯域幅で回路を構成した時よりも著しく受信感度が劣化する。換言すれば、最高速度であるデータレート１０００Ｍｂｐｓが受信できるようにフイルタ帯域幅を設定すると、最小受信入力(受信感度)は、−５５．２ｄＢとなり、データレートが１０Ｍｂｐｓや１００Ｍｂｐｓの場合の最小受信入力(受信感度)もデータレート１０００Ｍｂｐｓの場合の最小受信入力(受信感度)に制限されることとなる。

特開２００４−３５７１４３号公報

上述のようにデータレートの最高速度に対応した回路部品と受信フィルタを設計したとしても、低データレート伝送では必要以上に受信フィルタの帯域幅があるため、大幅に熱雑音が増大し、結果としてＣ／Ｎが劣化し、所定の帯域幅で回路を構成した時よりも著しく受信感度が劣化する。

本発明の目的は、広帯域の伝送信号のデータレートに対応して受信感度を制御できるデータ通信装置およびデータ通信システムを提供することである。

本発明の他の目的は、伝送路の可変データレートに対応して受信感度を制御できるデータ通信装置およびデータ通信システムを提供することである。

本発明の他の目的は、伝送路のデータレートに対応してフイルタ特性を切替え、受信感度を制御できるデータ通信装置を提供することである。

本発明の更に他の目的は、移動物体に高速で画像データを伝送できるデータ通信装置およびデータ通信システムを提供することである。

本発明のデータ通信装置は、少なくとも２種類の伝送速度を有する画像データが入力される第１の送信部と、上記画像データを受信する第１の受信部および少なくとも２種類の上記伝送速度に関連する第１の速度情報を入力される第１の制御部を有し、上記第１の受信部は、少なくとも２種類の帯域特性を切替可能に構成された第１のフイルタを有し、上記第１の制御部は、上記第１の速度情報に基づいて上記第１のフイルタの帯域特性を切替えるように構成される。

また、本発明のデータ通信装置において、上記第１の送信部は、上記画像データをシリアルデータに変換する第１のシリアルデータ変換部と上記シリアルデータ変換部の出力で所定の搬送波信号を直接変調して搬送波信号を生成する第１の送信回路を有し、上記第１の受信部は、受信した上記搬送波信号を復調して上記画像データのシリアルデータを生成する第１の受信回路と、上記第１の受信回路からの上記画像データのシリアルデータ出力を選択する第１の切替スイッチと、上記第１の切替スイッチに接続される少なくとも２種類の帯域特性を有する上記第１のフイルタと、上記第１のフイルタからの上記画像データのシリアルデータ出力を元の画像データに変換する第１のシリアルデータ逆変換部を有し、上記第１の制御部は、上記第１の速度情報に基づいて上記第１の切替スイッチを制御するように構成される。

また、本発明のデータ通信装置において、少なくとも２種類の伝送速度を有する画像データは、１０Ｂａｓｅ−Ｔ、１００Ｂａｓｅ−Ｔ、１０００Ｂａｓｅ−Ｔの信号であり、上記少なくとも２種類の帯域特性を有する第１のフイルタは、それぞれ０〜１５ＭＨｚ、０〜１５０ＭＨｚ、０〜１５００ＭＨｚの帯域を持つ３種類のフイルタで構成される。

また、本発明のデータ通信システムは、基地局装置と移動局装置を有し、上記基地局装置は、少なくとも２種類の伝送速度を有する画像データが入力される第１の送信部と、上記画像データを受信する第１の受信部および少なくとも２種類の上記伝送速度に関連する第１の速度情報を入力される第１の制御部を有し、上記第１の受信部は、少なくとも２種類の帯域特性を切替可能に構成された第１のフイルタを有し、上記第１の制御部は、上記第１の速度情報に基づいて上記第１のフイルタの帯域特性を切替えると共に、上記移動局装置は、上記第１の送信部からの送信データを受信する第２の受信部と、上記第２の受信部からの受信信号を表示する表示手段と、上記受信信号を上記第１の受信部に送信する第２の送信部および上記第２の受信部から上記少なくとも２種類の上記伝送速度に関連する第２の速度情報を入力される第２の制御部を有し、上記第２の受信部は、少なくとも２種類の帯域特性を切替可能に構成された第２のフイルタを有し、上記第２の制御部は、上記第２の速度情報に基づいて上記第２のフイルタの帯域特性を切替えるように構成される。

以上説明したように本発明によれば、広帯域の伝送信号の伝送レートあるいは伝送路の可変伝送レートに対応してデータ通信装置の受信感度を制御できるので、最適な受信感度で必要な信号を受信できる特徴がある。特に、高周波の無線回線を用いたデータ通信装置、例えば、６０ＧＨｚ帯の高周波の無線回線を用いたデータ通信装置を実現できる特徴がある。また、このようなデータ通信装置を用いることにより移動体に実時間で多量に動画像データを送信できるので、移動体のモニタに動画像を映出する等、新しいニーズや市場の開拓が可能となる等の特徴がある。

以下、本発明の一実施例について図１〜図６を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例の概略構成のブロック図を示す。図１において、１０１は、画像データ（音声を含む）等（以下、画像データと称することにする。）の入出力端子であり、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）等の伝送路に接続され、離れた場所から画像データが送られてくる場合を示している。１０２は、インターフェース部、１０３は、ベースバンド部、１０４は、送信部、１０５は、受信部、１０６は、ＣＰＵのような制御部である。ベースバンド部１０３は、ＮＲＺシリアルデータ変換部１１０とＮＲＺシリアルデータ逆変換部１２２を有している。送信部１０４は、図７で説明したようにＮＲＺシリアルデータ変換部１１０、６０ＧＨｚ帯送信回路１１１、送信アンテナ１１２から構成されている。１１３は、例えば、６０ＧＨｚ帯搬送波信号生成部である。受信部１０５は、受信アンテナ１１５、６０ＧＨｚ帯受信回路１１６、スイッチ（ＳＷ）１１７および２２１、フイルタ１１８、１１９および１２０、ＮＲＺシリアルデータ逆変換部１２２を有している。

次に、図１で示すデータ通信装置についてその動作を説明する。入力端子１０１には、例えば、ＬＡＮ、インターネット等の伝送路から１０Ｂａｓｅ−Ｔ／１００Ｂａｓｅ−Ｔ／１０００Ｂａｓｅ−Ｔの信号が入力される。ここで、１０Ｂａｓｅ−Ｔは、１０Ｍｂｐｓのデジタル信号、１００Ｂａｓｅ−Ｔは、１００Ｍｂｐｓのデジタル信号および１０００Ｂａｓｅ−Ｔは、１０００Ｍｂｐｓのデジタル信号を表わすが、本発明は、これらの伝送信号に限定されるものではなく、データ量および伝送路の伝送容量により種々のものが用途に応じて用いられている。また、１０Ｂａｓｅ−Ｔ／１００Ｂａｓｅ−Ｔ／１０００Ｂａｓｅ−Ｔの信号は、例えば、画像データをＬＡＮ等に送る装置から適宜送られてくるものとするが、送り方については、特に制限されるものではない。

入出力端子１０１に入力された、例えば、１０Ｂａｓｅ−Ｔ／１００Ｂａｓｅ−Ｔ／１０００Ｂａｓｅ−Ｔの信号は、インターフェース部１０２を介してベースバンド部１０３に供給される。ベースバンド部１０３のＮＲＺシリアルデータ変換部１１０では、入力された１０Ｂａｓｅ−Ｔ／１００Ｂａｓｅ−Ｔ／１０００Ｂａｓｅ−Ｔの信号をそれぞれＮＲＺのシリアルデータに変換し、６０ＧＨｚ帯送信部１１１に供給される。６０ＧＨｚ帯送信回路１１１では、変調部で６０ＧＨｚ帯搬送波信号生成部１１３からの搬送波をＮＲＺシリアルデータの振幅を用いて直接変調し、６０ＧＨｚの搬送出力を得、増幅部、フイルタを介してアンテナ１１２から別のデータ通信装置に送信される。

一方、別のデータ通信装置から送られてくる、例えば、１０Ｂａｓｅ−Ｔ／１００Ｂａｓｅ−Ｔ／１０００Ｂａｓｅ−Ｔの信号を６０ＧＨｚの搬送波信号で変調された変調信号は、アンテナ１１５で受信され、６０ＧＨｚ帯受信回路１１６に供給される。６０ＧＨｚ帯受信回路１１６は、増幅部および復調部で構成される。復調部では、受信した６０ＧＨｚの変調信号を６０ＧＨｚ帯搬送波信号生成部１１３からの信号で検波し、ＮＲＺシリアルデータに復調し、スイッチ１１７に供給される。スイッチ１１７では、後述する制御部１０６からの制御信号で切替えられ、フイルタ１１８、フイルタ１１９、フイルタ１２０のいずれかがを介してスイッチ２２１に接続される。スイッチ２２１では、制御部１０６からの制御信号でスイッチ１１７と同様に切替えられ、その出力は、ベースバンド部１０３に供給される。ベースバンド部１０３のＮＲＺシリアルデータ逆変換部１２２では、ＮＲＺシリアルデータを１０Ｂａｓｅ−Ｔ／１００Ｂａｓｅ−Ｔ／１０００Ｂａｓｅ−Ｔの信号に逆変換し、インターフェース部１０２を介して入出力端子１０１から伝送部、例えば、ＬＡＮに送出される。

次に、制御部１０６の動作について説明する。上述したＬＡＮ等の伝送路上を送信元（図示せず。）から受信元（図示せず。）に、例えば、画像データのファイルを送信する場合、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）／ＩＰ(Internet Protocol)上のＦＴＰ（File Transfer Protocol）で画像データのファイルが転送されるが、ファイル転送に先立ってＦＴＰの制御フレームによりネゴシエーション情報が送信される。このネゴシエーション情報には、送信データ量あるいは伝送速度等の種々の制御情報が含まれている。なお、このネゴシエーション情報は、ＬＡＮ、インターネト等の分野では、良く知られているので詳細な説明は省略する。従って、図１では、インターフェース部１０２からこのネゴシエーション情報、例えば、伝送路を伝送される画像データの伝送速度に関する情報Ｉ１が通信路１２３を介して制御部１０６に供給される。即ち、入出力端子１０１に供給される画像データが、例えば、１０Ｂａｓｅ−Ｔか、１００Ｂａｓｅ−Ｔか、あるいは、１０００Ｂａｓｅ−Ｔかの伝送速度情報Ｉ１が制御部１０６に供給される。

制御部１０６では、この伝送速度情報Ｉ１に基づいてベースバンド部１０３のＮＲＺシリアルデータ変換部１１０およびＮＲＺシリアルデータ逆変換部１２２をそれぞれ制御すると共に、スイッチ１１７および２２１を適宜切替える。図１に示す本発明の一実施例では、フイルタ１１８（フイルタ１）、フイルタ１１９（フイルタ２）およびフイルタ１２０（フイルタ３）は、それぞれ、例えば、図４に示される帯域幅特性を持っている。即ち、フイルタ１は、曲線Ｃ１の帯域幅特性（フイルタ帯域幅０〜１５ＭＨｚ（ベストモード：１２．５ＭＨｚ））を、また、フイルタ２は、曲線Ｃ２の帯域幅特性（フイルタ帯域幅０〜１５０ＭＨｚ（ベストモード：１２５ＭＨｚ））を、そして、フイルタ３は、曲線Ｃ３の帯域幅特性（フイルタ帯域幅０〜１５００ＭＨｚ（ベストモード：１２５０ＭＨｚ））を有している。なお、図４は、ベストモードの数値、即ち、１２．５ＭＨｚ、１２５ＭＨｚおよび１２５０ＭＨｚのみ示してあるが、曲線Ｃ１は、フイルタ帯域幅０〜１５ＭＨｚを、また、曲線Ｃ２は、フイルタ帯域幅０〜１５０ＭＨｚを、そして、曲線Ｃ３は、フイルタ帯域幅０〜１５００ＭＨｚをそれぞれ示している。

また、受信部１０５の６０ＧＨｚ受信回路１１６で直接検波した場合の受信部１０５の熱雑音電力Ｎｐと帯域幅Ｂとの関係は、次式で示される。

Ｎｐ＝ＫＴＢＦ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
ここで、Ｋは、ボルツマン定数（１．３８×１０^−２３）、Ｔは、絶対温度（室温２７℃は、２９３Ｋである。）、Ｆは、受信部の雑音指数である。

また、上記受信部１０５で受信信号を復調する場合の受信信号のＡＳＫ−ＢＥＲおよびＣ／Ｎの関係は、図５に示す曲線Ｃ４で表わされる。従って、受信信号の画像データが正しく再生されるには、例えば、ＡＳＫ−ＢＥＲは、１０^−５以下で、かつ、Ｃ／Ｎは、１５ｄＢ以上に設定する必要がある。

上記の条件で各周波数帯域幅での受信部の室温での熱雑音（ｄＢ）は、図３に示すように、伝送レート１０Ｍｂｐｓでは、−１０２．２ｄＢ（ベストモード：−１０２ｄＢ）、伝送レート１００Ｍｂｐｓでは、−９２．２ｄＢ（ベストモード：−９２ｄＢ）、伝送レート１０００Ｍｂｐｓでは、−８２．２ｄＢ（ベストモード：−８２ｄＢ）となる。

さて、上述した条件で、今、入出力端子１０１に１０Ｂａｓｅ−Ｔの画像データが入力されると、送信部１０４は、この１０Ｂａｓｅ−Ｔの画像データを前述したように適宜処理し、アンテナ１１２から他のデータ通信装置へ出力する。一方、他のデータ通信装置から１０Ｂａｓｅ−Ｔの画像データを６０ＧＨｚで変調された搬送波信号がアンテナ１１５に入力され、６０ＧＨｚ帯受信回路１１６を介してスイッチ１１７に供給される。制御部１０６では、インターフェース部１０２から前もって１０Ｂａｓｅ−Ｔの画像データの伝送速度情報Ｉ１が入力されているので、制御部１０６は、スイッチ１１７および２２１を制御してフイルタ１１８を選択、即ち、図４に示すフイルタ１の帯域幅特性Ｃ１を選択する。これによって１０Ｂａｓｅ−Ｔの画像データは、熱雑音が−１０２．２ｄＢ（ベストモード：−１０２ｄＢ）、最小受信入力が−７５．２ｄＢ（ベストモード：−７８ｄＢ）で受信できる。

同様に、入出力端子１０１に１００Ｂａｓｅ−Ｔの画像データが入力された場合、制御部１０６では、インターフェース部１０２から前もって１００Ｂａｓｅ−Ｔの画像データの伝送速度情報Ｉ１が入力されているので、制御部１０６は、スイッチ１１７および２２１を制御してフイルタ１１９を選択する。即ち、図４に示すフイルタ２の帯域幅特性Ｃ２を選択する。これによって１００Ｂａｓｅ−Ｔの画像データは、熱雑音が−９２．２ｄＢ（ベストモード：−９２ｄＢ）、最小受信入力が−６５．２ｄＢ（ベストモード：−６８ｄＢ）で受信できる。

同様に、入出力端子１０１に１０００Ｂａｓｅ−Ｔの画像データが入力された場合、制御部１０６では、インターフェース部１０２から前もって１０００Ｂａｓｅ−Ｔの画像データの伝送速度情報Ｉ１が入力されているので、制御部１０６は、スイッチ１１７および２２１を制御してフイルタ１２０を選択する。即ち、図４に示すフイルタ３の帯域幅特性Ｃ３を選択する。これによって１０００Ｂａｓｅ−Ｔの画像データは、熱雑音―８２．２ｄＢ（ベストモード：−８２ｄＢ）、最小受信入力―５５．２ｄＢ（ベストモード：−５
８ｄＢ）で受信できる。

以上、詳細に説明したように本発明の一実施例では、入力端子１０１に入力される、例えば、画像データの伝送容量あるいは伝送速度に応じて受信部のフイルタ帯域幅を制御できるので、受信部の熱雑音電力および最小受信入力が画像データの伝送容量あるいは伝送速度に最適な状態に設定できることとなり、特に、動画像等の無線回線を用いたデータ通信装置に適用して効果大である。

図２は、本発明の他の一実施例の概略構成を示すブロック図である。図２において、２０１は、基地局装置、２１１は、移動体装置を示す。図２は、データ通信システムを示すもので、例えば、基地局装置２０１からは、無線回線を用いて動画像が移動体装置２１１に送信される。移動体装置２１１は、例えば、列車（電車）、バス等の自動車、飛行機等である。本実施例では、移動体装置２１１は、列車として説明する。

最近、列車内に多数の表示装置（モニタ装置）が設置され、それら表示装置にＣＭ（Commercial Message）やニュース等が放送されている。しかし、これらのＣＭやニュース等は、乗務員が前もってＣＭやニュース等を録画した媒体、例えば、ＶＴＲテープ、ＣＤ（Compact Disc）あるいはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の記録媒体を列車内に持ち込み、再生装置で再生し、表示装置で表示している場合が普通である。このような方法では、媒体の交換やＣＭやニュース等の更新には、時間かかかり、最新のニュースや情報を簡単に再生し、モニタに表示することは不可能である。また、従来の無線伝送による方法も検討されてはいるが、例えば、ＣＤ（Compact Disc）一枚の容量は、約７００Ｍバイト（５６００Ｍビット）であり、このような大容量のデータを基地局装置から移動体装置に送信する方法は、まだ、実用化されていないのが実情である。

図２に示す本発明のデータ通信システムは、これを実現するものである。基地局装置２０１は、例えば、列車の駅に設置されている。２０８は、ＬＡＮのような伝送路であり、ＣＭやニュース等を配信する部署から例えば、１０Ｂａｓｅ−Ｔ、１００Ｂａｓｅ−Ｔ、あるいは、１０００Ｂａｓｅ−Ｔの画像データとして送られてくる。基地局装置２０１は、インターフェース部２０２、送信部２０３、受信部２０４、制御部２０５、送信用アンテナ２０６および受信用アンテナ２０７を有している。２０９は、モニタ装置である。なお、送信部２０３は、図１に示す送信部１０４に対応し、受信部２０４は、図１に示す受信部１０５に対応する。

また、移動体装置（例えば、列車）２１１は、インターフェース部２１２、送信部２１３、受信部２１４、制御部２１５、送信用アンテナ２１６、受信用アンテナ２１７、ＲＡＮ等の伝送路２１８およびモニタ２１９−１、２１９−２、・・・２１９−ｎを有する。なお、ＲＡＮ等の伝送路２１８は、列車内に敷設され、モニタ２１９−１、２１９−２、・・・２１９−ｎは、各列車内に設置された表示装置を示している。移動体装置２１１の概略的な構成を図８により説明する。図８において、８０１は、ベースバンド部、８０２は、ＮＲＺシリアルデータ変換部、８０３は、６０ＧＨｚ帯送信回路、８０４は、６０ＧＨｚ搬送波信号生成部、８０５は、６０ＧＨｚ帯受信回路、８０６、８１０は、切替スイッチ、８０７、８０８、８０９は、フイルタ、８１１は、ＮＲＺシリアルデータ逆変換部である。なお、図２と同じものには同じ符号が付されている。図８に示す移動体装置２１１の動作は、図１に示す基地局装置２０１と類似しているが、切替スイッチ８０６、８１０を制御する制御部２１５の制御信号は、６０ＧＨｚ帯受信回路８０５からの信号伝送量あるいは信号速度情報Ｉ２であり、例えば、図３に示される１０Ｍｂｐｓ、１００Ｍｂｐｓあるいは１０００Ｍｂｐｓ等の復調された信号速度情報Ｉ２に関連する情報が供給されることである。なお、６０ＧＨｚ帯受信回路８０５、切替スイッチ８０６、８１０、フイルタ８０７、８０８、８０９、ＮＲＺシリアルデータ逆変換部８１１それぞれの構成、動作等は、図１に示す６０ＧＨｚ帯受信回路１１６、切替スイッチ１１７、２２１、フイルタ１１８、１１９、１２０、ＮＲＺシリアルデータ逆変換部１２２のそれぞれの構成、動作等と同様である。

次に、図２に示すデータ通信システムの動作について説明する。まず、伝送路２０８には、ＣＭやニュース等の画像データが送信元（図示せず。）から、例えば、１０Ｂａｓｅ−Ｔ、あるいは、１００Ｂａｓｅ−Ｔ、あるいは、１０００Ｂａｓｅ−Ｔの信号として基地局装置２０１に供給される。本実施例では、例えば、１００Ｂａｓｅ−Ｔの信号が基地局装置２０１に供給される。基地局装置２０１では、送られてきた画像データをインターフェース部２０２を介して送信部２０３に供給する。なお、インターフェース部２０２に供給される１００Ｂａｓｅ−Ｔの信号からは、前もってネゴシエイション情報、即ち、信号速度情報Ｉ１が制御部２０５（図１に示す制御部１０６に対応する。）にも供給される。

送信部２０３では、図１の送信部１０４で説明したと同様に、送られてきた画像データは、ＮＲＺシリアルデータ変換部１１０でＮＲＺシリアルデータに変換され、６０ＧＨｚ帯送信装置１１１の変調部で、６０ＧＨｚ帯搬送波信号生成部１１３からの搬送波をＮＲＺシリアルデータの振幅を用いて直接変調し、６０ＧＨｚの搬送波出力としてアンテナ２０６（１１２）から駅を通る列車の移動体装置２１１に送信される。

移動体装置２１１では、基地局装置２０１から送られてきた６０ＧＨｚの搬送波信号をアンテナ２１７で受信し、受信部２１４に供給する。受信部２１４では、６０ＧＨｚの搬送波信号を６０ＧＨｚ帯受信回路８０５に供給され、増幅され、６０ＧＨｚ搬送波信号生成部８０４からの搬送波信号で直接復調（検波）され、１００ＭＨｚのＮＲＺシリアルデータに変換され、切替スイッチ８０６に供給される。一方、１００ＭＨｚのＮＲＺシリアルデータの信号速度情報Ｉ２が制御部２１５に供給される。これによって制御部２１５は、ベースバンド部８０１のＮＲＺシリアルデータ変換部８０２およびＮＲＺシリアルデータ逆変換部８１１をそれぞれ制御すると共に、切替スイッチ８０６および８１０を制御して、フイルタ８０８を選択する。フイルタ８０８は、図４に示される曲線Ｃ２のフイルタ帯域幅特性を有しており、この曲線Ｃ２で制限された帯域の信号がベースバンド部８０１に供給される。ベースバンド部８０１のＮＲＺシリアルデータ逆変換部８１１で、１００ＭＨｚのＮＲＺシリアルデータが逆変換され、１００Ｂａｓｅ−Ｔの信号に変換され、ＬＡＮ等の伝送路２１８に送出され、伝送路２１８に接続されているモニタ２１９−１、２１９−２、・・・２１９−ｎに表示される。これによって、列車内の乗客には、ＣＭやニュース等の最新の情報が提供される。

次に、列車内の乗客に提供されている情報をモニタする場合について説明する。ＮＲＺシリアルデータ逆変換部８１１で１００Ｂａｓｅ−Ｔの信号に変換され信号は、インターフェース部２１２から伝送路２１８に送出され、モニタ２１９−１、２１９−２、２１９−ｎに供給され、表示される。この１００Ｂａｓｅ−Ｔの信号は、再度、インターフェース部２１２を介して送信部２１３に供給される。送信部２１３に供給された１００Ｂａｓｅ−Ｔの信号は、ベースバンド部８０１のＮＲＺシリアルデータ変換部８０２で、ＮＲＺシリアルデータに変換され、６０ＧＨｚ帯送信装置８０３の変調部で、６０ＧＨｚ帯搬送波信号生成部８０４からの搬送波をＮＲＺシリアルデータの振幅を用いて直接変調し、６０ＧＨｚの搬送波出力としてアンテナ２１６から基地局装置２０１に送信される。

基地局装置２０１では、移動体装置２１１から送られてきた６０ＧＨｚの搬送波信号をアンテナ２０７で受信し、受信部２０４に供給する。受信部２０４（図１の受信部１０５に対応する。）では、６０ＧＨｚの搬送波信号を６０ＧＨｚ帯受信回路１１６に供給され、増幅され、６０ＧＨｚ搬送波信号生成部１１３からの搬送波信号で復調（検波）され、１００ＭＨｚのＮＲＺシリアルデータに変換され、切替スイッチ１１７に供給される。

一方、制御部２０５（図１の制御部１０６に対応する。）には、先に説明したようにインターフェース部２０２（図１のインターフェース部１０２に対応する。）から信号速度情報Ｉ１が供給されている。従って、制御部１０６は、フイルタ１１９を選択するように切替スイッチ１１７、２２１を切替える。これによって６０ＧＨｚ帯受信回路１１６で復調された信号のうち、図４で示される曲線Ｃ２、即ち、フイルタ２帯域幅特性の帯域制限を受けた、１００ＭＨｚのＮＲＺシリアルデータがＮＲＺシリアルデータ逆変換部１２２に供給される。ＮＲＺシリアルデータ逆変換部１２２では、１００ＭＨｚのＮＲＺシリアルデータを１００Ｂａｓｅ−Ｔの信号に変換し、伝送路２０８に送出する。従って、伝送路２０８に接続されているモニタ２０９には、列車内のモニタ２１９−１、２１９−２、・・・２１９−ｎで放送されているＣＭやニュース等の画像について、モニタすることができ、放送の内容や画像の画質等のチェックが可能となる。

なお、上記実施例では、１００Ｂａｓｅ−Ｔの信号について説明したが、１０Ｂａｓｅ−Ｔの信号あるいは１０００Ｂａｓｅ−Ｔの信号についても、前述した場合と同様に制御部２０５および２１５によるフイルタ１および３を切替えるだけで、同様に動作することは明らかである。

図６は、図１および図８で使用されるフイルタ１、２および３の一実施例の具体的なフイルタ構成を示す図である。図６（Ａ）は、固定フイルタを示し、Ｃは、キャパシタ、Ｌは、インダクタンスを示している。この固定フイルタの場合、例えば、図４に示すフイルタ１、２および３の帯域幅を実現するためには、各キャパシタＣ、インダクタンスＬを前もって設計により適宜設定することで実現することが可能である。図６（Ｂ）（Ｃ）は、可変帯域幅のフイルタ１、２および３を実現する一実施例の具体的な構成を示している。Ｃは、キャパシタ、Ｌは、インダクタンス、Ｄは、可変容量ダイオードを示している。そして、端子Ｔに印加する電圧を可変することにより可変容量ダイオードＤの容量を変化させることが出きるので、例えば、図４に示すフイルタ１、２および３の帯域幅を容易に実現することができる。なお、キャパシタＣ、インダクタンスＬは、前もって設計により設定することはいうまでもない。このような可変容量ダイオードを用いたフイルタを用いれば、０〜１０ＭＨｚ（ベストモード：１２．５ＭＨｚ）、あるいは、０〜１００ＭＨｚ（ベストモード：１２５ＭＨｚ）、あるいは、０〜１０００ＭＨｚ（ベストモード：１２５０ＭＨｚ）のそれぞれの周波数帯域を有するフイルタを容易に実現できることは勿論のこと、これら０〜１０ＭＨｚ（ベストモード：１２．５ＭＨｚ）、あるいは、０〜１００ＭＨｚ（ベストモード：１２５ＭＨｚ）、あるいは、０〜１０００ＭＨｚ（ベストモード：１２５０ＭＨｚ）帯域の信号以外の種々の伝送速度の信号に適したフイルタを実現できることは言うまでもない。

以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は、ここに記載されたデータ通信装置およびデータ通信システムの実施例に限定されるものではなく、上記以外のデータ通信装置およびデータ通信システムに広く適応することが出来ることは、いうまでもない。また、上記実施例では、１０Ｂａｓｅ−Ｔ、あるいは、１００Ｂａｓｅ−Ｔ、あるいは、１０００Ｂａｓｅ−Ｔの信号について説明しているが、これら１０Ｂａｓｅ−Ｔ、あるいは、１００Ｂａｓｅ−Ｔ、あるいは、１０００Ｂａｓｅ−Ｔの信号以外の信号伝送速度にも対応するデータ通信装置およびデータ通信システムにも適用できることはいうまでもない。更に、上記実施例では、６０ＧＨｚの実施例で説明したが、６０ＧＨｚ以外の周波数でも適宜実施できることはいうまでもない。

本発明の一実施例の概略構成のブロック図を示す。本発明の他の一実施例の概略構成のブロック図を示す。本発明の一実施例の特性を説明するための図である。本発明で使用するフイルタの特性を説明するための図である。本発明の受信部の特性を説明するための図である。本発明で使用するフイルタの一実施例を示す図である。本発明者らが検討したデータ通信装置の一例を示す図である。図２に示す一実施例の移動体装置の概略構成のブロック図を示す。

符号の説明

１０１、７０１：入出力端子、１０２、２０２、２１２、７０２：インターフェース部、１０３、７０３、８０１：ベースバンド部、１０４、２０３、２１３、７０４：送信部、１０５、２０４、２１４、７０５：受信部、１０６、２０５、２１５、７０６：制御部、１１０、７１０、８０２：ＮＲＺシリアルデータ変換部、１１１、７１１、８０３：６０ＧＨｚ送信回路、１１２、１１５、２０６、２０７、２１６、２１７、７１２、７１５：アンテナ、１１３、７１３、８０４：６０ＧＨｚ搬送波信号生成部、１１６、７１６、８０５：６０ＧＨｚ受信回路、１１７、２２１、８０６、８１０：切替スイッチ、１１８、１１９、１２０、７１７、８０７、８０８、８０９：フイルタ、２０８、２１８：伝送路、２０９、２１９：モニタ、１２２、７１８、８１１：ＮＲＺシリアルデータ逆変換部、１２３：通信路、２０１：基地局装置、２１１：移動体装置。

Claims

少なくとも２種類の伝送速度を有する画像データが入力される第１の送信部と、上記画像データを受信する第１の受信部および少なくとも２種類の上記伝送速度に関連する第１の速度情報を入力される第１の制御部を有し、上記第１の受信部は、少なくとも２種類の帯域特性を切替可能に構成された第１のフイルタを有し、上記第１の制御部は、上記第１の速度情報に基づいて上記第１のフイルタの帯域特性を切替えることを特徴とするデータ通信装置。
請求項１記載のデータ通信装置において、上記第１の送信部は、上記画像データをシリアルデータに変換する第１のシリアルデータ変換部と上記シリアルデータ変換部の出力で所定の搬送波信号を直接変調して搬送波信号を生成する第１の送信回路を有し、上記第１の受信部は、受信した上記搬送波信号を復調して上記画像データのシリアルデータを生成する第１の受信回路と、上記第１の受信回路からの上記画像データのシリアルデータ出力を選択する第１の切替スイッチと、上記第１の切替スイッチに接続される少なくとも２種類の帯域特性を有する上記第１のフイルタと、上記第１のフイルタからの上記画像データのシリアルデータ出力を元の画像データに変換する第１のシリアルデータ逆変換部を有し、上記第１の制御部は、上記第１の速度情報に基づいて上記第１の切替スイッチを制御することを特徴とするデータ通信装置。
請求項２記載のデータ通信装置において、少なくとも２種類の伝送速度を有する画像データは、１０Ｂａｓｅ−Ｔ、１００Ｂａｓｅ−Ｔ、１０００Ｂａｓｅ−Ｔの信号であり、上記少なくとも２種類の帯域特性を有する第１のフイルタは、それぞれ０〜１５ＭＨｚ、０〜１５０ＭＨｚ、０〜１５００ＭＨｚの伝送レートに相当する帯域を持つ３種類のフイルタで構成されていることを特徴とするデータ通信装置。
基地局装置と移動局装置を有し、上記基地局装置は、少なくとも２種類の伝送速度を有する画像データが入力される第１の送信部と、上記画像データを受信する第１の受信部および少なくとも２種類の上記伝送速度に関連する第１の速度情報を入力される第１の制御部を有し、上記第１の受信部は、少なくとも２種類の帯域特性を切替可能に構成された第１のフイルタを有し、上記第１の制御部は、上記第１の速度情報に基づいて上記第１のフイルタの帯域特性を切替えると共に、上記移動局装置は、上記第１の送信部からの送信データを受信する第２の受信部と、上記第２の受信部からの受信信号を表示する表示手段と、上記受信信号を上記第１の受信部に送信する第２の送信部および上記第２の受信部から上記少なくとも２種類の上記伝送速度に関連する第２の速度情報を入力される第２の制御部を有し、上記第２の受信部は、少なくとも２種類の帯域特性を切替可能に構成された第２のフイルタを有し、上記第２の制御部は、上記第２の速度情報に基づいて上記第２のフイルタの帯域特性を切替えることを特徴とするデータ通信システム。