JP2009088863A - ミリ波送受信システム及び周波数変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】テレビ放送信号と、ネットワークを介して送受信される伝送データとを、ミリ波を使って効率よく無線伝送し得るミリ波送受信システムを提供する。
【解決手段】親機３０は、テレビ放送信号とＬＡＮ側の変復調器２０にて生成された下りデータ信号とを一括してミリ波帯の下り信号にアップコンバートして室内に無線送信する。この送信電波は室内に設置された子機６０にて受信され、子機６０は、その受信信号をダウンコンバートすることにより、テレビ放送信号及び下りデータ信号を復元し、テレビ受信装置１００及び端末側の変復調器９０に出力する。また、子機６０は、端末側の変復調器９０にて生成された上りデータ信号を、ミリ波帯の上り信号にアップコンバートして無線送信し、親機３０は、その送信電波を受信し、ダウンコンバートすることで、上りデータ信号を生成して、ＬＡＮ側の変復調器２０に出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、テレビ放送信号をミリ波帯にアップコンバートして無線伝送するミリ波送受信システム、及び、このシステムで利用される周波数変換装置に関する。

従来より、建造物の各部屋において、テレビ放送信号をミリ波帯にアップコンバートして室内に無線送信するようにし、室内に設置されたテレビ受信装置側では、その無線送信されたミリ波帯のテレビ放送信号を受信し、ダウンコンバートすることで、元のテレビ放送信号を復元するように構成されたミリ波送受信システムが知られている（例えば、特許文献１等、参照）。

また、この種のミリ波送受信システムでは、室内に配線される信号伝送用のケーブルを不要にすることができるだけでなく、無線伝送にミリ波を利用することで、信号伝送に利用可能な周波数帯域を広くすることができることから、特許文献１には、ミリ波送受信システムを利用して、複数の無線ＬＡＮ信号波を端末側に配信することも記載されている。

つまり、特許文献１には、ＬＡＮ回線側と情報処理装置側とにそれぞれ複数の無線ＬＡＮ装置を設け、各無線ＬＡＮ装置が送受信する信号が周波数軸上で重なることのないよう、各信号の周波数配列を調整した後、各信号をミリ波帯に周波数変換して無線伝送することで、情報処理装置に配信可能な単位時間当たりのデータ量を増加させて、ビデオ映像等の大量のデータを短時間で伝送することが記載されている。
特開２００３−１６８９８６号公報

しかしながら、特許文献１において、テレビ放送信号をミリ波を使って無線伝送するシステムと、無線ＬＡＮにミリ波を利用するシステムは、別々に構築されている。また、特許文献１において、データ伝送にミリ波を利用するシステムは、ビデオ映像や音声データを端末側に配信するためのシステムであるため、ＬＡＮ回線から端末側への下り方向のデータ伝送には、ミリ波送受信用のアップコンバータ及びダウンコンバータが設けられているが、これとは逆方向（上り方向）のデータ伝送経路には、これらコンバータが設けられておらず、上り方向のデータ伝送には、無線ＬＡＮ装置がそのまま利用される。

このため、上記従来技術では、端末側の情報処理装置が、ネットワーク上に、ビデオ映像や音声データ等の大量のデータを出力するような場合には、そのデータ伝送に時間がかかり、また、一つの部屋でテレビ放送信号用のシステムと無線ＬＡＮ用のシステムを構築した際には、これら各システムで使用されるミリ波同士が干渉してしまうという問題が生じることになる。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、テレビ放送信号と、ネットワークを介して送受信される伝送データとを、ミリ波を使って効率よく無線伝送し得るミリ波送受信システムを提供することを目的とする。

かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、ミリ波送受信システムであって、
ミリ波を送受信するための第１アンテナ及び第２アンテナと、
ネットワークを構成する通信線に接続され、該通信線を介して伝送されてきた伝送データを無線伝送用の下りデータ信号に変換して出力すると共に、上りデータ信号を前記ネットワークで送受信可能な伝送データに変換して前記通信線に出力する第１変復調手段と、
該第１変復調手段から出力された下りデータ信号と、該下りデータ信号とは周波数が異なるテレビ放送信号とを混合する混合手段と、
該混合手段から出力される下りデータ信号とテレビ放送信号との混合信号をミリ波帯へアップコンバートして第１アンテナに出力することにより、該第１アンテナからミリ波帯の下り信号を無線送信させる下りアップコンバート手段と、
前記第１アンテナから無線送信されたミリ波帯の下り信号を第２アンテナを介して受信し、該受信した下り信号をダウンコンバートすることにより、前記下りアップコンバート手段が周波数変換する前の下りデータ信号及びテレビ放送信号を復元する下りダウンコンバート手段と、
該下りダウンコンバート手段にて復元された下りデータ信号から、前記第１変復調手段が下りデータ信号に変換する前の伝送データを復元して、外部の情報処理装置に出力すると共に、該情報処理装置から前記ネットワークに向けて出力された送信データを、無線伝送用の上りデータ信号に変換して出力する第２変復調手段と、
該第２変復調手段から出力された上りデータ信号を、前記下り信号とは周波数が異なるミリ波帯へアップコンバートして、前記第２アンテナに出力することにより、前記第２アンテナからミリ波帯の上りデータ信号を無線送信させる上りアップコンバート手段と、
前記第２アンテナから無線送信されたミリ波帯の上りデータ信号を、前記第１アンテナを介して受信し、該上りデータ信号をダウンコンバートすることにより、前記上りアップコンバート手段がアップコンバートする前の上りデータ信号を復元し、前記第１変復調手段に出力する上りダウンコンバート手段と、
を備えたことを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のミリ波送受信システムにおいて、下りデータ信号はテレビ放送信号よりも周波数が高いことを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のミリ波送受信システムにおいて、上りデータ信号は下りデータ信号よりも周波数が高いことを特徴とする。

一方、請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れかに記載のミリ波送受信システムを構成するのに用いられる周波数変換装置であって、前記第１アンテナ、前記下りアップコンバート手段、前記混合手段、及び、前記上りダウンコンバート手段としての機能を備えたことを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明も、請求項１〜請求項３の何れかに記載のミリ波送受信システムを構成するのに用いられる周波数変換装置であって、前記第２アンテナ、前記上りアップコンバート手段、及び、前記下りダウンコンバート手段としての機能を備えたことを特徴とする。

請求項１に記載のミリ波送受信システムにおいては、第１変復調手段が、ネットワークを構成している通信線を介して伝送されてきた伝送データを、無線伝送用の下りデータ信号に変換し、混合手段が、その下りデータ信号と、下りデータ信号とは周波数が異なるテレビ放送信号とを混合する。

そして、混合手段にて混合された混合信号は、下りアップコンバート手段に入力され、下りアップコンバート手段にて、ミリ波帯の下り信号へとアップコンバートされて、第１アンテナに出力されることにより、第１アンテナから無線送信される。

また、第１アンテナから無線送信されたミリ波帯の下り信号は、第２アンテナを介して下りダウンコンバート手段に受信される。そして、下りダウンコンバート手段は、その受信した下り信号をダウンコンバートすることにより、下りアップコンバート手段が周波数変換する前の下りデータ信号及びテレビ放送信号を復元する。

また、下りダウンコンバート手段にて復元された下りデータ信号は、第２変復調手段に入力される。そして、第２変復調手段は、下りデータ信号から、第１変復調手段が下りデータ信号に変換する前の伝送データを復元し、外部の情報処理装置に出力する。

また、第２変復調手段には、外部の情報処理装置からネットワークに向けて出力された送信データが入力され、第２変復調手段は、その送信データを、無線伝送用の上りデータ信号に変換し、上りアップコンバート手段に出力する。

上りアップコンバート手段は、第２変復調手段から出力された上りデータ信号を、下り信号とは周波数が異なるミリ波帯へアップコンバートして、第２アンテナに出力することにより、第２アンテナからミリ波帯の上り信号を無線送信させる。また、第２アンテナから送信されたミリ波帯の上り信号は、第１アンテナを介して、上りダウンコンバート手段により受信される。

そして、上りダウンコンバート手段は、その受信した上りデータ信号をダウンコンバートすることにより、上りアップコンバート手段がアップコンバートする前の上りデータ信号を復元し、第１変復調手段に出力し、第１変復調手段は、その上りデータ信号を、ネットワークで送受信可能な伝送データに変換して、通信線に出力する。

このように、本発明のミリ波送受信システムによれば、ネットワークの通信線を流れる伝送データとテレビ放送信号とを、ミリ波帯の下り信号に周波数変換（アップコンバート）して、情報処理装置やテレビ受信装置等の端末側に無線伝送することができ、しかも、情報処理装置から出力されたネットワークへの送信データについても、ミリ波帯の上り信号に周波数変換して、ネットワーク側へ無線伝送することができる。

このため、本発明のミリ波送受信システムを利用すれば、室内に設置されたテレビ受信装置へのテレビ放送信号の配信、及び、情報処理装置（パーソナルコンピュータ等）とネットワークとの間の双方向通信を、一つの送受信システムで行うことができるようになり、これらを異なるシステムで行うようにした場合に比べて、安価に実現できる。

また、本発明のミリ波送受信システムでは、通信線（ネットワーク）を流れる伝送データを情報処理装置に伝送する下り方向のデータ伝送だけでなく、情報処理装置から出力された送信データを通信線（ネットワーク）に送出する上り方向のデータ伝送にも、ミリ波を利用するため、情報処理装置から出力された送信データが、ビデオ映像等の大量のデータであっても、データ伝送帯域を広げて、そのデータを効率よく伝送することができる。

また更に、下りアップコンバート手段及び上りアップコンバート手段は、上記テレビ放送信号と下りデータ信号、及び、上りデータ信号を、それぞれ、周波数が互いに異なる上り信号及び下り信号に周波数変換（アップコンバート）することから、各アンテナからの送信電波（ミリ波）同士が干渉することはなく、これら各信号を確実に無線伝送することができる。

ここで、第１変復調手段にて生成される下りデータ信号は、テレビ放送信号と異なる周波数であればよいが、より好ましくは、請求項２に記載のように、テレビ放送信号よりも高い周波数にするとよい。

つまり、テレビ放送信号は、例えば、地上デジタル放送のようなＵＨＦ帯であれば最低周波数が４７０ＭＨｚとなり、ＶＨＦ帯を含む場合には、最低周波数が９０ＭＨｚとなる。このため、下りデータ信号の周波数をテレビ放送信号の周波数よりも低く設定すると、下りデータ信号の周波数帯域として割り当て可能な帯域幅が、テレビ放送信号の周波数以下に制限されてしまう。

しかし、請求項２に記載のように、下りデータ信号の周波数をテレビ放送信号よりも高くすれば、このような制限はなく、下りデータ信号の周波数帯域として、数百ＭＨｚ〜数ＧＨｚを割り当てることができるようになり、下りデータ信号として単位時間当たりに無線伝送可能なデータ量を増大することができる。

一方、第２変復調手段にて生成される上りデータ信号は、上りアップコンバート手段にてミリ波帯の下り信号とは周波数が異なる上り信号を生成できれば、下りデータ信号或いはテレビ放送信号と周波数が重複してもよい。

しかし、上りデータ信号の周波数と下りデータ信号の周波数が重複していると、第１変復調手段及び第２変復調手段にて各信号を同時に送受信することができず、所謂半二重通信により、これら各信号の送信と受信を交互に行う必要がある。

このため、第２変復調手段にて生成される上りデータ信号は、少なくとも下りデータ信号と周波数が重複しないようにすることが望ましい。つまり、このようにすれば、第１変復調手段及び第２変復調手段にて、これら各信号を同時に送受信することができるようになり（所謂全二重通信）、情報処理装置でのデータの通信速度を高めることができる。

そして、この場合、特に請求項３に記載のように、上りデータ信号の周波数を、下りデータ信号よりも高くするとよい。
つまり、このようにすれば、テレビ放送信号と下りデータ信号とを周波数軸上で隣接させて、下りアップコンバート手段及び上りダウンコンバート手段にて、これら各信号を効率よく周波数変換させることができるようになる。

また、この場合、上りデータ信号の周波数帯域についても、下りデータ信号と同様に広くすることができるようになり、上りデータ信号として単位時間当たりに無線伝送可能なデータ量についても増大することが可能となる。

一方、請求項４に記載の周波数変換装置は、第１アンテナ、下りアップコンバート手段、混合手段、及び、上りダウンコンバート手段としての機能を備え、請求項５に記載の周波数変換装置は、第２アンテナ、上りアップコンバート手段、及び、下りダウンコンバート手段としての機能を備える。従って、これら各周波数変換装置を用いれば、上述した本発明（請求項１〜３）のミリ波送受信システムを容易に構築することができるようになる。

つまり、請求項４に記載の周波数変換装置を、第１変復調手段を介してネットワークの通信線に接続し、請求項５に記載の周波数変換装置を、第２変調手段を介して情報処理装置に接続し、更に、請求項５に記載の周波数変換装置にてダウンコンバートされたテレビ放送信号をテレビ受信装置に出力するようにすれば、本発明（請求項１〜３）のミリ波送受信システムを構築して、上述の効果を発揮することができる。

以下に本発明の一実施形態を図面と共に説明する。
図１は、本発明が適用されたミリ波送受信システム全体の構成を表すブロック図である。

本実施形態のミリ波送受信システムは、テレビ放送受信用の共同受信システムやＬＡＮ（Local Area Network）が構築された建造物内の任意の部屋に設置され、共同受信システムの伝送路（同軸ケーブル）を介して伝送されてきたテレビ放送信号を室内に設置されたテレビ受信装置１００へ無線伝送したり、室内に設置されたパーソナルコンピュータ等の情報処理装置１０２とＬＡＮとの間で送受信されるデータを無線伝送するものである。

ここで、共同受信システムは、建造物の屋根上に設置されたＢＳ／ＣＳアンテナ２及びＵＨＦアンテナ４により、ＢＳ／ＣＳ放送及び地上デジタル放送のテレビ放送電波を受信し、各アンテナ２、４から出力される受信信号（テレビ放送信号）を、混合器６、増幅器８、分配器１０等が設けられた伝送路（同軸ケーブル）を介して、建造物内の各部屋まで伝送する周知のものである。

また、ＬＡＮは、光回線終端装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）１２、ハブ（ＨＵＢ）１４、通信機能を有するハードディスク（ＬＡＮ接続型ＨＤＤ）１６、及び、ハブ１４に接続されてデータ通信を行う各種情報処理装置から構成されている。

そして、ＬＡＮに接続されてデータ通信を行う情報処理装置１０２やテレビ受信装置１００が設置された部屋には、ハブ１４に接続されたＬＡＮ側の変復調器２０と、この変復調器２０やテレビ共同受信システムの伝送路に接続された周波数変換器３０と、この周波数変換器３０との間でミリ波を送受信する周波数変換器６０と、この周波数変換器６０に接続された端末側の変復調器９０とが設けられている。

なお、周波数変換器３０、６０は、ミリ波送受信用のアンテナ３０ａ、６０ａを備え、テレビ放送信号や情報処理装置１０２とＬＡＮとの間で送受信されるデータをミリ波を使って中継するものであり、以下の説明では、共同受信システムやＬＡＮ側の周波数変換器３０を親機、端末側の周波数変換器６０を子機、ともいう。

次に、変復調器２０、親機３０、子機６０、及び変復調器９０について説明する。
まず、ＬＡＮ側の変復調器２０は、本発明の第１変復調手段に相当するものであり、図２（ａ）に示すように、ＬＡＮに接続されてデータを送受信するための通信インタフェース２２と、通信インタフェース２２を介して入力されるＬＡＮ側の伝送データを無線伝送用の下りデータ信号に変換すると共に、親機３０から入力される上りデータ信号をＬＡＮで伝送可能な伝送データに変換して、通信インタフェース２２（延いてはＬＡＮの通信線）に出力する変復調部２４と、変復調部２４にて生成された下りデータ信号を親機３０に出力するＲＦ送信部２６と、親機３０から出力された上りデータ信号を受信し、変復調部２４に入力するＲＦ受信部２８と、から構成されている。

また、端末側の変復調器９０は、本発明の第２変復調手段に相当するものであり、図２（ｂ）に示すように、情報処理装置１０２との間でデータを送受信するための通信インタフェース９２と、通信インタフェース９２を介して入力される情報処理装置１０２からの送信データを上りデータ信号に変換すると共に、子機６０から入力される下りデータ信号をＬＡＮで送受信可能な伝送データに変換して、通信インタフェース９２（延いては情報処理装置１０２）に出力する変復調部９４と、変復調部９４にて生成された上りデータ信号を子機６０に出力するＲＦ送信部９６と、子機６０から出力された下りデータ信号を受信し、変復調部９４に入力するＲＦ受信部９８と、から構成されている。

なお、変復調部２４、９４は、それぞれ、ＬＳＩにて構成されている。
そして、図３（ａ）に示すように、変復調部２４にて生成される下りデータ信号の周波数は、共同受信システムにて配信されるテレビ放送信号（地上波、ＢＳ、ＣＳの各受信信号：４７０〜２１００ＭＨｚ）よりも高い周波数（例えば、２５００〜３０００ＭＨｚ）に設定され、変復調部９４にて生成される上りデータ信号の周波数は、下りデータ信号よりも更に高い周波数（例えば、３０００〜３５００ＭＨｚ）に設定されている。

次に、周波数変換器（親機）３０は、図４に示すように、ＬＡＮ側の変復調器２０から出力された下りデータ信号とテレビ放送信号とを混合する混合回路３２と、この混合回路３２から出力される混合信号をミリ波帯（６０ＧＨｚ帯）の下り信号に周波数変換（アップコンバート）し、ダイプレクサ３６を介してアンテナ３０ａに出力することにより、アンテナ３０ａからミリ波帯の下り信号を送信させる下りアップコンバート部３４と、アンテナ３０ａにて受信されたミリ波帯の上り信号をダイプレクサ３６を介して取り込み、ダウンコンバートすることにより、端末側の周波数変換器（子機）６０がアップコンバートする前の上りデータ信号を復元する上りダウンコンバート部３８と、から構成されている。

この周波数変換器（親機）３０は、請求項４に記載の周波数変換装置に相当するものであり、アンテナ３０ａは、本発明の第１アンテナに相当し、混合回路３２は、本発明の混合手段に相当し、下りアップコンバート部３４は、本発明の下りアップコンバート手段に相当し、上りダウンコンバート部３８は、本発明の上りダウンコンバート手段に相当する。 そして、下りアップコンバート部３４は、混合回路３２からの出力（混合信号）を増幅する増幅回路４１と、ミリ波帯で一定周波数ｆＬ１（例えば、５９０００ＭＨｚ）の高周波信号を発生する局部発振器４２と、増幅回路４１にて増幅された混合信号と局部発振器４２からの高周波信号とを混合することで、混合信号をミリ波帯に周波数変換するミキサ４３と、ミキサ４３からの出力のうち、ミリ波帯へ周波数変換された混合信号（下り信号）のみを選択的に通過させるバンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦと記載する）４４と、ＢＰＦ４４を通過したミリ波帯の下り信号を増幅する増幅回路４５とから構成されている。

また、下りアップコンバート部３４には、混合回路３２からの出力（混合信号）と略同じ周波数帯で、且つ、この出力と重複することのない一定周波数ｆＲ１（例えば、４００ＭＨｚ）の下りパイロット信号を発生する基準発振器４７と、この基準発振器４７からの出力を混合回路３２からの出力（混合信号）と混合する混合回路４８が設けられており、増幅回路４１には、この混合回路４８からの出力（混合信号＋下りパイロット信号）が入力される。

この結果、周波数変換器（親機）３０では、図３（ｂ）に例示するように、混合信号（地上波、ＢＳ、ＣＳの各テレビ放送信号と下りデータ信号）と下りパイロット信号とがミリ波帯へ周波数変換されて、アンテナ３０ａから送信されることになる。

一方、上りダウンコンバート部３８は、ダイプレクサ３６を介して入力されたミリ波帯の上り信号を選択的に通過させるＢＰＦ５１と、ＢＰＦ５１を通過した上り信号を増幅する増幅回路５２と、ミリ波帯で略一定周波数ｆＬ４（例えば、６２５００ＭＨｚ）の高周波信号を発生する可変発振器４２と、増幅回路５２にて増幅されたミリ波帯の上り信号と可変発振器５３からの高周波信号とを混合することで、上り信号を上りデータ信号に周波数変換するミキサ５４と、ミキサ５４からの出力のうち、上りデータ信号のみを選択的に通過させるＢＰＦ５５と、ＢＰＦ５５を通過した上りデータ信号を増幅する増幅回路５６とから構成されている。

また、上りダウンコンバート部３８には、ミキサ５４からの出力のうち、端末側の周波数変換器（子機）６０から上りデータ信号と共に送信されてくる上りパイロット信号のみを選択的に通過させる狭帯域のＢＰＦ５７と、ＢＰＦ５７を通過した上りパイロット信号の周波数と基準発振器４７が発生した下りパイロット信号の周波数とを比較し、各周波数が一致するように可変発振器５３の発振周波数ｆＬ４を制御する比較回路５９と、が設けられている。

このため、上りダウンコンバート部３８では、端末側の周波数変換器（子機）６０で用いられるアップコンバート用の発振器８３（図５参照）の周波数変動等によって、受信した上り信号（ミリ波帯）の周波数が変動していても、端末側の周波数変換器（子機）６０でアップコンバートされる前の元の上りデータ信号を、正確に復元することが可能となる。

次に、端末側の周波数変換器（子機）６０は、図５に示すように、アンテナ６０ａにて受信された親機３０からの送信信号（下り信号）をダイプレクサ６２を介して取り込み、ダウンコンバートすることにより、親機３０がアップコンバートする前の混合信号（つまり下りデータ信号及びテレビ放送信号）を復元する下りダウンコンバート部６４と、下りダウンコンバート部６４にて復元された混合信号をテレビ放送信号と下りデータ信号とに分波し、これら各信号をテレビ受信装置１００及び変復調器９０にそれぞれ出力する分波回路６６と、変復調器９０から出力された上りデータ信号を、ミリ波帯（６０ＧＨｚ帯、但し下り信号と重複しない周波数帯）の上り信号に周波数変換（アップコンバート）し、ダイプレクサ６２を介してアンテナ６０ａに出力することにより、アンテナ６０ａからミリ波帯の上り信号を送信させる上りアップコンバート部６８と、から構成されている。

この周波数変換器（子機）６０は、請求項５に記載の周波数変換装置に相当するものであり、アンテナ６０ａは、本発明の第２アンテナに相当し、下りダウンコンバート部６４は、本発明の下りダウンコンバート手段に相当し、上りアップコンバート部６８は、本発明の上りアップコンバート手段に相当する。

そして、下りダウンコンバート部６４は、ダイプレクサ６２を介して入力されたミリ波帯の下り信号を選択的に通過させるＢＰＦ７１と、ＢＰＦ７１を通過した下り信号を増幅する増幅回路７２と、ミリ波帯で略一定周波数ｆＬ２（例えば、５９０００ＭＨｚ）の高周波信号を発生する可変発振器７３と、増幅回路７２にて増幅されたミリ波帯の下り信号と可変発振器７３からの高周波信号とを混合することで、下り信号をダウンコンバートするミキサ７４と、ミキサ７４からの出力のうち、親機３０がアップコンバートする前の混合信号（下りデータ信号及びテレビ放送信号）のみを選択的に通過させるＢＰＦ７５と、ＢＰＦ７５を通過した混合信号を増幅する増幅回路７６とから構成されている。

また、下りダウンコンバート部６４には、ミキサ７４からの出力のうち、親機３０から混合信号と共に送信されてくる下りパイロット信号のみを選択的に通過させる狭帯域のＢＰＦ７７と、発振周波数ｆＲ２が親機３０に設けられた基準発振器４７と同じ一定周波数（例えば、４００ＭＨｚ）となるように設定された基準発振器７８と、ＢＰＦ７７を通過した下りパイロット信号の周波数と基準発振器７８の発振周波数ｆＲ２とを比較し、各周波数が一致するように可変発振器７３の発振周波数ｆＬ２を制御する比較回路７９と、が設けられている。

このため、下りダウンコンバート部６４では、親機３０で用いられるアップコンバート用の発振器４２の周波数変動等によって、受信した下り信号（ミリ波帯）の周波数が変動していても、親機３０でアップコンバートされる前の元の混合信号を、正確に復元することが可能となる。

一方、上りアップコンバート部６８は、変復調器９０から出力された上りデータ信号のみを選択的に通過させるＢＰＦ８１と、ＢＰＦ８１を通過した上りデータ信号を増幅する増幅回路８２と、ミリ波帯で一定周波数ｆＬ３（例えば、６２５００ＭＨｚ）の高周波信号を発生する局部発振器８３と、増幅回路８２にて増幅された上りデータ信号と局部発振器８３からの高周波信号とを混合することで、上りデータ信号をミリ波帯に周波数変換するミキサ８４と、ミキサ８４からの出力のうち、ミリ波帯へ周波数変換された上りデータ信号（つまり上り信号）のみを選択的に通過させるＢＰＦ８５と、ＢＰＦ８５を通過したミリ波帯の上り信号を増幅する増幅回路８６とから構成されている。

また、上りアップコンバート部６８には、下りダウンコンバート部６４内でＢＰＦ７７を介して取り出された下りパイロット信号（周波数：４００ＭＨｚ）を、上りパイロット信号として取り込み、ＢＰＦ８１を通過した上りデータ信号と混合する混合回路８８が設けられており、増幅回路８２には、この混合回路８８からの出力（上りデータ信号＋上りパイロット信号）が入力される。

この結果、当該子機６０では、図３（ｃ）に例示するように、上りデータ信号と上りパイロット信号とがミリ波帯へ周波数変換されて、アンテナ６０ａから送信されることになり、親機３０側では、この上りパイロット信号を利用して、上りデータ信号を正確に復元できることになる。

上記のように構成された本実施形態のミリ波送受信システムにおいては、ＢＳ／ＣＳアンテナ２及びＵＨＦアンテナ４にて受信されたテレビ放送信号とＬＡＮ側の変復調器２０にて生成された下りデータ信号とが、親機３０にて、一括してミリ波帯の下り信号にアップコンバートされる。

また、この下り信号は、親機３０に設けられたアンテナ３０ａから室内に放射され、その放射された電波は、室内に設けられた子機６０のアンテナ６０ａにて受信される。
そして、子機６０は、その受信信号（ミリ波帯の下り信号）をダウンコンバートすることにより、親機３０側でアップコンバートされる前のテレビ放送信号及び下りデータ信号を復元し、テレビ受信装置１００及び端末側の変復調器９０に出力する。

また、子機６０は、端末側の変復調器９０にて生成された上りデータ信号を、下り信号とは周波数が重複することのないようにミリ波帯の上り信号にアップコンバートして、アンテナ６０ａから送信させ、親機３０は、その送信された上り信号をアンテナ３０ａを介して受信し、その受信信号から、子機６０側でアップコンバートされる前の上りデータ信号を生成して、ＬＡＮ側の変復調器２０に出力する。

このため、本実施形態のミリ波送受信システムによれば、室内に設置されたテレビ受信装置１００へのテレビ放送信号の配信、及び、室内の情報処理装置１０２とＬＡＮとの間で送受信される伝送データの中継を、一つのミリ波送受信システムで行うことができるようになり、従来のように、これらを異なるシステムで行うようにした場合に比べて、ミリ波送受信システムを安価に実現することができる。

また、本実施形態では、ＬＡＮで送受信される伝送データを端末側に無線伝送するだけでなく、端末側の情報処理装置１０２からＬＡＮに向けて送信された送信データについても、ＬＡＮ側に無線伝送することから、端末側の情報処理装置１０２から出力された送信データが、ビデオ映像等の大量のデータであっても、そのデータを効率よく無線伝送することができる。

また更に、本実施形態では、変復調器２０、９０がそれぞれ変復調する下りデータ信号及び上りデータ信号の周波数は、テレビ放送信号よりも高く、また、上りデータ信号の周波数は、下りデータ信号よりも高くなるように設定されている。

このため、本実施形態によれば、各アンテナ３０ａ、６０ａからの送信電波（ミリ波）同士が干渉することはなく、これら各信号を確実に無線伝送することができ、しかも、各変復調器２０、９０では、各データ信号を所謂全二重通信によって常時送受信することができるようになる。よって、本実施形態によれば、情報処理装置１０２が単位時間当たりに送受信可能なデータ量を増加させて、そのデータ通信速度を高めることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて、種々の態様をとることができる。
例えば、上記実施形態では、下りデータ信号は上りデータ信号よりも周波数が高いものとして説明したが、これは、親機３０及び子機６０で周波数変換される下りデータ信号とテレビ放送信号とを周波数軸上で隣接させて、その周波数変換（所謂ブロックコンバート）を効率よく行うためであり、下りデータ信号と上りデータ信号との周波数を逆転させてもよい。また、変復調器２０、９０に半二重通信を行うものを使用すれば、下りデータ信号と上りデータ信号との周波数帯域を一致又は重複させることもできる。

また、上記実施形態では、親機３０においてテレビ放送信号と下りデータ信号との混合信号をミリ波帯にアップコンバートする際には、混合信号に基準発振器４７が発生した一定周波数ｆＲ１（例えば、４００ＭＨｚ）の下りパイロット信号を混合するようにし、子機６０において上りデータ信号をミリ波帯にアップコンバートする際には、受信信号をダウンコンバートすることにより得られた下りパイロット信号を、上りパイロット信号として、上りデータ信号に混合するようにされている。

これは、親機３０及び子機６０に設けるパイロット信号生成用及び基準信号生成用の基準発振器４７、７８を一つにするためであり、子機６０及び親機３０には、それぞれ、上りパイロット信号生成用及び基準信号生成用の基準発振器を別途設け、その基準発振器からの出力を、上りパイロット信号及び基準信号として、混合回路８８及び比較回路５９に入力するようにしてもよい。

また、パイロット信号は、一波ではなく、２波にしてもよい。そして、このようにすれば、子機６０及び親機３０において、ダウンコンバート後の受信信号からパイロット信号を抽出し、比較回路７９、５９にて、その抽出したパイロット信号の基準周波数からのずれを検出するのに用いる基準信号を、２つのパイロット信号の周波数の差に基づき生成することができるようになる。

またこの場合、２つのパイロット信号の周波数差は、変動することがないので、ダウンコンバートに用いる高周波信号の周波数をより適正に補正することができるようになり、上記各信号をより正確に復元することが可能となる。

実施形態のミリ波送受信システム全体の構成を表すブロック図である。 ＬＡＮ側及び端末側の変復調器の構成を表すブロック図である。 実施形態のミリ波送受信システムで伝送されるテレビ放送信号、下りデータ信号及び上りデータ信号の周波数配列を説明する説明図である。 周波数変換器（親機）の構成を表すブロック図である。 周波数変換器（子機）の構成を表すブロック図である。

符号の説明

２…ＢＳ／ＣＳアンテナ、４…ＵＨＦアンテナ、６…混合器、８…増幅器、１０…分配器、１２…ＯＮＵ、１４…ハブ（ＨＵＢ）、２０…変復調器、２２…通信インタフェース、２４…変復調部、２６…ＲＦ送信部、２８…ＲＦ受信部、３０…周波数変換器（親機）、３０ａ…アンテナ、３２，４８…混合回路、３４…下りアップコンバート部、３６…ダイプレクサ、３８…上りダウンコンバート部、４１，４５，５２，５６…増幅回路、４２…局部発振器、４３，５４…ミキサ、４４，５１，５５，５７…ＢＰＦ、４７…基準発振器、５３…可変発振器、５９…比較回路、６０…周波数変換器（子機）、６０ａ…アンテナ、６２…ダイプレクサ、６４…下りダウンコンバート部、６６…分波回路、６８…上りアップコンバート部、７１，７５，７７，８１，８５…ＢＰＦ、７２，７６，８２，８６…増幅回路、７３…可変発振器、７４，８４…ミキサ、７８…基準発振器、７９…比較回路、８３…局部発振器、８８…混合回路、９０…変復調器、９２…通信インタフェース、９４…変復調部、９６…ＲＦ送信部、９８…ＲＦ受信部、１００…テレビ受信装置、１０２…情報処理装置。

Claims (5)

1. ミリ波を送受信するための第１アンテナ及び第２アンテナと、
   ネットワークを構成する通信線に接続され、該通信線を介して伝送されてきた伝送データを無線伝送用の下りデータ信号に変換して出力すると共に、上りデータ信号を前記ネットワークで送受信可能な伝送データに変換して前記通信線に出力する第１変復調手段と、
   該第１変復調手段から出力された下りデータ信号と、該下りデータ信号とは周波数が異なるテレビ放送信号とを混合する混合手段と、
   該混合手段から出力される下りデータ信号とテレビ放送信号との混合信号をミリ波帯へアップコンバートして第１アンテナに出力することにより、該第１アンテナからミリ波帯の下り信号を無線送信させる下りアップコンバート手段と、
   前記第１アンテナから無線送信されたミリ波帯の下り信号を第２アンテナを介して受信し、該受信した下り信号をダウンコンバートすることにより、前記下りアップコンバート手段が周波数変換する前の下りデータ信号及びテレビ放送信号を復元する下りダウンコンバート手段と、
   該下りダウンコンバート手段にて復元された下りデータ信号から、前記第１変復調手段が下りデータ信号に変換する前の伝送データを復元して、外部の情報処理装置に出力すると共に、該情報処理装置から前記ネットワークに向けて出力された送信データを、無線伝送用の上りデータ信号に変換して出力する第２変復調手段と、
   該第２変復調手段から出力された上りデータ信号を、前記下り信号とは周波数が異なるミリ波帯へアップコンバートして、前記第２アンテナに出力することにより、前記第２アンテナからミリ波帯の上り信号を無線送信させる上りアップコンバート手段と、
   前記第２アンテナから無線送信されたミリ波帯の上り信号を、前記第１アンテナを介して受信し、該上り信号をダウンコンバートすることにより、前記上りアップコンバート手段がアップコンバートする前の上りデータ信号を復元し、前記第１変復調手段に出力する上りダウンコンバート手段と、
   を備えたことを特徴とするミリ波送受信システム。
2. 下りデータ信号はテレビ放送信号よりも周波数が高いことを特徴とする請求項１に記載のミリ波送受信システム。
3. 上りデータ信号は下りデータ信号よりも周波数が高いことを特徴とする請求項２に記載のミリ波送受信システム。
4. 請求項１〜請求項３の何れかに記載のミリ波送受信システムを構成するのに用いられる周波数変換装置であって、
   前記第１アンテナ、前記下りアップコンバート手段、前記混合手段、及び、前記上りダウンコンバート手段としての機能を備えたことを特徴とする周波数変換装置。
5. 請求項１〜請求項３の何れかに記載のミリ波送受信システムを構成するのに用いられる周波数変換装置であって、
   前記第２アンテナ、前記上りアップコンバート手段、及び、前記下りダウンコンバート手段としての機能を備えたことを特徴とする周波数変換装置。

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