JP2009182367A

JP2009182367A - 無線通信装置

Info

Publication number: JP2009182367A
Application number: JP2006076467A
Authority: JP
Inventors: Tasuku Kitajima; 輔北島
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2006-03-20
Filing date: 2006-03-20
Publication date: 2009-08-13
Also published as: WO2007108221A1

Abstract

【課題】屋内に設置された固定端末装置と屋外アンテナを接続する同軸ケーブルによる伝送損失を減らすことにより無線通信性能の劣化を防ぐ。
【解決手段】屋内ユニット104は、情報端末101と接続されたCSMA/CA方式の無線LANシステム用のモデム102から受信した屋内周波数（2.4GHz帯、5GHz帯）の信号をIF周波数（数十MHz）に変換して屋外ユニット107へ送信し、屋外ユニット107から受信したIF周波数の信号を屋内周波数に変換してモデム102へ送信する。屋外ユニット107は屋内ユニット104から受信したIF周波数の信号を屋外周波数（準ミリ波〜ミリ波帯の周波数）に変換して送受信アンテナ108へ供給し、送受信アンテナ108で受信された屋外周波数の信号をIF周波数に変換して屋内ユニット104へ送信する。屋内ケーブル106を介して伝送される信号はＩＦ周波数に変換されているので屋内ケーブル伝送損失を減らすことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＦＷＡ（Fixed Wireless Access）システムに好適な無線通信装置に関し、特にＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier
Sense Multiple Access with Collision Avoidance：衝突回避機能付きキャリア感知多重アクセス）方式のモデムにより送受信を行う無線通信装置に関する。

ＦＷＡ（Fixed Wireless Access）システムは、ＷＬＬ（Wireless
Local Loop）システムとも呼ばれる無線通信システムであり、無線を利用して高速にデータを伝送するために比較的距離が短く見通しの良い区間でアンテナを対向させ、対向したアンテナ間で通信を行うものである（特許文献１〜２参照）。ＦＷＡシステムのユーザは、通常オフィスあるいは自宅にＦＷＡ用のアンテナを設置し、さらに当該アンテナにＦＷＡ用の端末装置を接続し、ＦＷＡ用の端末装置に接続したパーソナルコンピュータを使用してインターネットなどのデータ通信を実行することができる。

一方、準ミリ波〜ミリ波帯等の屋外周波数を利用したＦＷＡシステムは、屋内用無線ＬＡＮシステム（２．４ＧＨｚ帯、５ＧＨｚ帯）と異なりコストが高くなるため、既に普及し大幅な低コスト化も進んでいるＣＳＭＡ／ＣＡ方式の無線ＬＡＮシステムの通信機器を流用するとともに周波数コンバータを用いることにより、低コストで任意の周波数に対応した装置を実現する方法が提案されている（特許文献３〜４、非特許文献１参照）。

図４は、非特許文献１に開示されている無線通信システムの構成図であり、親局側及び子局側の各ＴＤＤモデム１，２には、その通信信号（ベースバンド信号）を、送受信の各方向についてベースバンド信号周波数ｆ０（５ＧＨｚ帯）と準ミリ波帯の周波数ｆ１（２５ＧＨｚ帯）との間で双方向に変換する周波数コンバータ装置９１，９２が接続されている。また、モデム１，２と周波数コンバータ装置９１，９２の間に備えられたスイッチ９３，９４により、ＴＤＤ通信の送受信タイミングに同期して送信側と受信側の信号経路が切り替えられる。これにより、無線ＬＡＮ用のＴＤＤモデムの基本機能を活用して準ミリ波帯での無線通信を可能にしている。

図５は、特許文献４に開示されている無線通信システムの構成図であり、ＴＤＤモデム１，２に接続されその送信信号（周波数ｆ０）を入力して第１接続端ｐ１へ出力するとともに、他の第２接続端ｐ２からの入力信号（周波数ｆ０）をＴＤＤモデム１，２へ出力するサーキュレータ１１，１１と、サーキュレータ１１，１１からの周波数ｆ０の信号を周波数ｆ１の信号に変換するとともに、受信アンテナ３２からの周波数ｆ１の信号を周波数ｆ０の信号に変換する周波数コンバータ２ａとを具備した構成とすることにより、時分割多重復信（ＴＤＤ）方式の既存のモデムをそのまま有効活用して準ミリ波帯〜ミリ波帯域での無線通信を可能にしている。

図６は、特許文献３に開示されている無線通信システムの構成図であり、無線ＬＡＮモデム１（ＴＤＤモデム）からの送信信号が送信信号検出器１２で検出されたとき、モデム１から送受信共用アンテナ３０に通じる信号経路が、経路切替スイッチ１３，４０によってＴＤＤ通信に同期して切り替えられる。送信時は無線ＬＡＮモデム１からの周波数ｆ０の信号はアップコンバータ２１により周波数ｆ１の信号に変換されて送受信共用アンテナ３０から無線送信され、受信時は送受信共用アンテナ３０からの周波数ｆ１の信号はダウンコンバータ２２により周波数ｆ０の信号に変換されてモデム１に入力される。このような構成とすることにより、時分割多重復信（ＴＤＤ）方式の既存のモデムをそのまま有効活用した、準ミリ波帯〜ミリ波帯域での無線通信を可能にしている。

特開平１１−９８０４８号公報特開２００５−３４１４０４号公報特開２００５−１９８０７７号公報特開２００５−２５３０４４号公報２００３年電子情報通信学会「通信ソサイエティ大会予稿」、B-5-173

準ミリ波〜ミリ波帯等の屋外周波数を利用したＦＷＡシステムでは、屋内に設置された固定端末装置の内部に無線回路を配置し、高周波信号を同軸ケーブルなどにより屋外に設置された屋外アンテナ装置まで伝送するように構成されているが、屋内の無線通信装置の信号をＲＦ周波数に変換して屋外に送信する場合、屋内から屋外へのケーブルの長さは数メートル以上になることが多く、そのため屋内に設置された固定端末装置と屋外アンテナ装置を接続する同軸ケーブルによる伝送損失による無線通信性能の劣化が生ずるという問題がある。

屋外アンテナ装置に、アンテナから送信される高周波信号を増幅する送信増幅器とアンテナで受信した高周波信号を増幅する受信増幅器を配置することにより、この同軸ケーブルによる伝送損失を補償する方法が考えられるが、そのためには高利得の送信増幅器及び受信増幅器を備える必要があり、コストアップの要因となる。

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、屋内に設置された固定端末装置と屋外アンテナを接続する同軸ケーブルによる伝送損失を可及的に減らすことにより無線通信性能の劣化を防ぐことが可能な手段を提供することにある。

本発明は、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision
Avoidance）方式のモデムにより送受信される通信信号を相手側無線通信装置との間で無線信号により中継伝送する無線通信装置において、前記モデムから入力された第１の無線周波数信号を中間周波数（ＩＦ周波数）信号に変換して屋外ユニットへ送信する第１のダウンコンバータと、屋外ユニットから入力された中間周波数信号を前記第１の無線周波数信号に変換して前記モデムへ出力する第１のアップコンバータを有する屋内ユニットと、前記屋内ユニットから受信した前記中間周波数信号を第２の無線周波数信号に変換して送信アンテナへ出力する第２のアップコンバータと、受信アンテナから入力された前記第２の無線周波数信号を中間周波数信号に変換して前記屋内ユニットへ送信する第２のダウンコンバータを有する前記屋外ユニットと、前記屋内ユニットと前記屋外ユニットの間に接続されて、前記中間周波数に変換された信号を伝送する信号伝送ケーブルと、によって構成されていることを特徴とする。

前記屋内ユニットは、前記モデムから入力される前記第１の無線周波数信号の一部を抽出する方向性結合器と、該方向性結合器により抽出された前記第１の無線周波数信号を監視し、前記モデムが前記第１の無線周波数信号を送信しているとき第１の制御信号を出力し、前記モデムが前記第１の無線周波数信号を送信していないときは第２の制御信号を出力するパワー検出回路と、該パワー検出回路によって制御され、前記第１の制御信号が出力されているとき、前記モデムから入力された前記第１の無線周波数信号を前記第１のダウンコンバータにより前記中間周波数信号に変換して前記信号伝送ケーブルへ出力する経路に切り替え、前記第２の制御信号が出力されているときには、前記信号伝送ケーブルから入力された前記中間周波数信号を前記第１のアップコンバータにより前記第１の無線周波数信号に変換して前記モデムへ出力する経路に切り替える切り替えスイッチを備えた構成とすることができる。

あるいは前記屋内ユニットは、前記第１のダウンコンバータから出力される前記中間周波数信号の一部を抽出する方向性結合器と、該方向性結合器により抽出された前記中間周波数信号を監視し、前記中間周波数信号が出力されているとき第１の制御信号を出力し、前記中間周波数信号が出力されていないとき第２の制御信号を出力するパワー検出回路と、前記モデムから入力された前記第１の無線周波数信号を前記第１のダウンコンバータへ出力するとともに、前記第１のアップコンバータから入力された前記第１の無線周波数信号を前記モデムへ出力するサーキュレータと、前記パワー検出回路によって制御され、前記第１の制御信号が出力されているとき、前記サーキュレータから入力された前記第１の無線周波数信号を前記第１のダウンコンバータにより前記中間周波数信号に変換して前記信号伝送ケーブルへ出力する経路に切り替え、前記第２の制御信号が出力されているときには、前記信号伝送ケーブルから入力された前記中間周波数信号を前記第１のアップコンバータにより前記第１の無線周波数信号に変換して前記サーキュレータへ出力する経路に切り替える切り替えスイッチを備えた構成とすることができる。

また、前記屋外ユニットは、前記パワー検出回路によって制御され、前記第１の制御信号が出力されているとき、前記信号伝送ケーブルから入力された前記中間周波数信号を前記第２のアップコンバータにより前記第２の無線周波数信号に変換して前記送信アンテナへ出力する経路に切り替え、前記第２の制御信号が出力されているときには、前記受信アンテナから入力された前記第２の無線周波数信号を中間周波数信号に変換して前記信号伝送ケーブルへ出力する経路に切り替える切り替えスイッチを備えた構成とすることができる。

一般的にＣＳＭＡ／ＣＡ方式では、自端末が送信する時間以外は常に受信しているため、パワー検出による送受信経路の切り替えが容易に実現できる。また、送信パワーを検出し送信経路へ切り替える方式では検出遅延があるが、無線ＬＡＮ方式では送信フレーム先頭のショートプリアンブルの一部が送信できなくとも受信特性への影響は少ない。

また一般に、屋内から屋外へのケーブルは数メートル以上になることが多く、その場合のミリ波・準ミリ波での減衰量は、数十ＭＨｚ帯のＩＦ周波数の１０倍程度になるので、本発明の屋内ユニットと屋外ユニットを備え、屋内ユニットと屋外ユニットを接続するケーブルを伝送させる信号としてＩＦ周波数を使用することにより、ミリ波・準ミリ波を使用する場合と比較して、その減衰量を概ね１／１０に抑えることが出来る。

本発明は、ＳＴＡから送受信アンテナまでの信号経路において、ＳＴＡの近傍に配置された屋内ユニットと送受信アンテナの近傍に配置あるいは送受信アンテナと一体に構成された屋外ユニットの間では送受信信号をＩＦ周波数に変換して伝送するため、その間のケーブル長が長くなっても信号の減衰を抑えることができ、また比較的安価なケーブルの使用が可能となる。

また、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式を採用するＳＴＡ送信時のパワー検出し、その検出信号をＴＸ切り替え信号として用いることにより、屋内・屋外ユニット内の送受信切り替えスイッチを切り替え、送受信経路を切り替える構成としたときには、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式を採用する既存の無線通信装置に対しても、特別な制御信号を引き出すことなく送受信パスを分離し、送信側のパワーアンプから受信経路の洩れこむノイズを十分に押さえることが出来る。

図１は、本発明の実施形態を示す無線通信装置の概略を示す全体構成図である。

図１において、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式の無線ＬＡＮシステム用のモデム１０２は情報端末１０１と接続されており、屋内周波数（２．４ＧＨｚ帯、５ＧＨｚ帯）で相手側無線通信装置と通信する機能を有している。屋内ユニット１０４は、モデム１０２から受信した屋内周波数の信号をＩＦ周波数（数十ＭＨｚ程度）に周波数変換して屋外ユニット１０７へ送信する機能と、屋外ユニット１０７から受信したＩＦ周波数の信号を屋内周波数に周波数変換してモデム１０２へ送信する機能を有している。

屋外ユニット１０７は屋外基地局１０９との間で無線通信を行うための送受信アンテナ１０８を備えており、また屋内ユニット１０４から受信したＩＦ周波数の信号を屋外周波数（準ミリ波〜ミリ波帯の周波数）に周波数変換して送受信アンテナ１０８へ供給する機能と、送受信アンテナ１０８で受信された屋外周波数の信号をＩＦ周波数に周波数変換して屋内ユニット１０４へ送信する機能を有している。

屋内ユニット１０４と屋外ユニット１０７の間は屋内ケーブル１０６で接続されているが、本発明では、このケーブル１０６を介して伝送される信号の周波数は、数十ＭＨｚ程度のＩＦ周波数に変換されているので、無線周波数として使用されているマイクロ波あるいはミリ波の周波数を伝送する場合と比較して、このケーブルによる伝送ロスを１／１０程度に抑えることができ、モデム１０２と屋外ユニット１０７の間で良好な送受信レベルを保つことができる。

また、屋内ユニット１０４はモデム１０２の送信時にパワーを検出する機能を有しており、検出した信号を用いて、屋内ユニット１０４と屋外ユニット１０７は内部回路を送信経路に切り替える。送信出力を検出していない場合は常に、屋内ユニット１０４と屋外ユニット１０７は内部回路を受信経路に切り替えられている。

図２は、本実施形態の無線通信装置におけるモデム、屋内ユニットおよび屋外ユニットの内部構成を示すブロック図である。

ＣＳＭＡ／ＣＡ方式の無線ＬＡＮシステム用のモデム２０１は、送受信切り替えスイッチ２０２と受信部２０３と送信部２０４で構成される。送受信切り替えスイッチ２０２は、送信時には送信部２０４を、モデム２０１と屋内ユニット２０６とを結ぶケーブル２０５と繋ぎ、送信時以外はケーブル２０５と受信部２０３を繋ぐ機能を有している。受信部２０３はＣＳＭＡ／ＣＡ方式に従い受信した無線フレームを復調する機能を有しており、送信部２０４は変調を行って無線フレームを送出する機能を有している。

屋内ユニット２０６は、方向性結合器２０７とパワー検出回路２０８と切り替えスイッチ２０９及び２１０、さらにアップコンバータ２１１とダウンコンバータ２１２、ローカル周波数発振器２１３で構成される。方向性結合器２０７は、モデム２０１から送信されるＲＦ周波数ｆ１の一部をパワー検出回路２０８の方向に抜き出す機能を有している。パワー検出回路２０８は、抜き出された送信信号を検出する機能と、他回路に対してＴＸ／ＲＸ切り替え信号を送る機能を有している。

切り替えスイッチ２０９、２１０はＴＸ切り替え信号を受けた時、方向性結合器２０７からダウンコンバータ２１２を経由して屋内ケーブル２１４に出力される経路を繋ぐ機能を有している。また、切り替えスイッチ２０９、２１０は、モデム２０１が送信を行っていないとき即ちＲＸ切り替え信号を受けているときは、屋内ケーブル２１４からアップコンバータ２１１を経由して方向性結合器２０７に出力される経路を繋ぐ機能を有している。

アップコンバータ２１１は、屋外ユニットからのＩＦ周波数ｆ２の信号をモデム２０１が受信可能なＲＦ周波数ｆ１に変換する機能を有している。ダウンコンバータ２１２は、モデム２０１からのＲＦ周波数ｆ１の信号をＩＦ周波数ｆ２に変換する機能を有している。アップコンバータ２１１及びダウンコンバータ２１２は、周波数変換用の基準周波数信号（基準信号）を出力するローカル周波数発振器２１３を共用している。

屋外ユニット２１５は、切り替えスイッチ２１６及び２１７、ダウンコンバータ２１８、ローノイズアンプ２１９、アップコンバータ２２０、パワーアンプ２２１、ローカル周波数発振器２２２、及び送受信共用アンテナ２２３で構成される。切り替えスイッチ２１６及び２１７は、パワー検出回路２０８からＴＸ切り替え信号を受けた時、屋内ケーブル２１４からアップコンバータ２２０、パワーアンプ２２１を経由して送受信共用アンテナ２２３に出力される経路を繋ぎ、パワー検出回路２０８からＲＸ切り替え信号を受けているときは、送受信共用アンテナ２２３からローノイズアンプ２１９、ダウンコンバータを経由して屋内ケーブル２１４に出力される経路を繋ぐ機能を有している。

アップコンバータ２２０は、屋内ユニットからのＩＦ周波数ｆ２の信号を屋外通信が可能なＲＦ周波数ｆ３に変換する機能を有している。パワーアンプ２２１は、入力されたＲＦ周波数ｆ３の信号を増幅する機能を有している。ローノイズアンプ２１９は、送受信共用アンテナ２２３で受信されたＲＦ周波数ｆ３の信号を増幅する機能を有している。ダウンコンバータ２１８は、ＲＦ周波数ｆ３の信号をＩＦ周波数ｆ２に変換する機能を有している。アップコンバータ２２０及びダウンコンバータ２１８は、周波数変換用の基準周波数信号（基準信号）を出力するローカル周波数発振器２２２を共用している。また送受信共用アンテナ２２３は、図１の屋外基地局１０９との間でＲＦ周波数ｆ３の電波を送受信する機能を有している。

次に図１〜図２を参照して本実施形態の動作について説明する。
＜送信時の動作＞

モデム２０１が送信部２０４にてＲＦ周波数ｆ１の無線フレームを送信すると、同時に、切り替えスイッチ２０２は送信部２０４からケーブル２０５の経路を繋ぐ。屋内ユニット２０６に入力されたＲＦ周波数ｆ１の信号は、方向性結合器２０７で切り替えスイッチ２０９とパワー検出回路２０８に分配される。パワー検出回路２０８にＲＦ信号が入力されると、パワー検出回路２０８はその電力を検出して、ＴＸ切り替え信号（例えば“Ｈ”信号）を出力する。このＴＸ切り替え信号は、屋内ユニット２０６内の切り替えスイッチ２０９、２１０と屋外ユニット２１５内の切り替えスイッチ２１６と２１７に送信される。

屋内ユニット２０６内の切り替えスイッチ２０９、２１０は、このＴＸ切り替え信号をうけて、ダウンコンバータ２１２を通る経路に切り替えられる。よって、モデム２０１から送出されたＲＦ周波数ｆ１の信号はダウンコンバータ２１２に入力されてローカル周波数発振器２１３からの基準周波数信号とミキシングされ、ＩＦ周波数ｆ２に変換される。ＩＦ周波数ｆ２の信号は、屋内ケーブル２１４を経由して、屋外ユニット２１５に入力される。

また屋外ユニット２１５内の切り替えスイッチ２１６、２１７は、送信パワー検出回路２０８からのＴＸ切り替え信号をうけて、アップコンバータ２２０とパワーアンプ２２１を通る経路に切り替えられる。よって、屋内ケーブル２１４を経由して入力されたＩＦ周波数ｆ２の信号はアップコンバータ２２０に入力されてローカル周波数発振器２２２からの基準周波数信号とミキシングされ、ＲＦ周波数ｆ３に変換される。ＲＦ周波数ｆ３の信号はパワーアンプ２２１により増幅され、送受信共用アンテナ２２３を経由して、図１の屋外基地局１０９に向けて送信される。
＜受信時の動作＞

受信時には、モデム２０１の切り替えスイッチ２０２はケーブル２０５から受信部２０３の経路を繋ぐ。また、屋内ユニット２０６内のパワー検出回路２０８には送信信号は入力されないので、パワー検出回路２０８からはＲＸ切り替え信号（例えば“Ｌ”信号）が出力されている。

図１の屋外基地局１０９から送信されたＲＦ周波数ｆ３の信号は、送受信共用アンテナ２２３を経由して、屋外ユニット２１５に入力される。切り替えスイッチ２１６と２１７は、屋内ユニット２０６内のパワー検出回路２０８からＲＸ切り替え信号を受けているときは、常にローノイズアンプ２１９、ダウンコンバータ２１８を通る経路を選択する。よって、送受信共用アンテナ２２３で受信されたＲＦ周波数ｆ３の信号はローノイズアンプ２１９により増幅され、その後、ダウンコンバータ２１８に入力されてローカル周波数発振器２２２からの基準周波数信号とミキシングされ、ＩＦ周波数ｆ２に変換される。

このＩＦ周波数ｆ２の信号は、屋内ケーブル２１４を経由して、屋内ユニット２０６に入力される。屋内ユニット２０６内の切り替えスイッチ２０９と２１０は、パワー検出回路２０８からＲＸ切り替え信号を受けているときには、常にアップコンバータ２１１を通る経路を選択する。よって、屋内ケーブル２１４を経由して入力されたＩＦ周波数ｆ２の信号はアップコンバータ２１１に入力され、ローカル周波数発振器２１３からの基準周波数信号とミキシングされて、ＲＦ周波数ｆ１に変換される。

屋内ユニット２０６でＲＦ周波数ｆ１に変換された受信信号は、方向性結合器２０７とケーブル２０５を経由してモデム２０１に入力される。切り替えスイッチ２０２はＣＳＭＡ／ＣＡ方式に従い受信時は常に受信部２０３に繋がる経路を選択しているので、この受信信号は受信部２０３に入力されて無線フレームが復調される。

図３は、本発明の無線通信装置における他の実施形態のモデム、屋内ユニットおよび屋外ユニットの内部構成を示すブロック図である。

本実施形態の基本的構成は、図１〜図２に示す実施形態と同様であるが、本実施形態では、屋内ユニット内のダウンコンバータによってＩＦ周波数ｆ２に変換された後の送信信号により、モデムからの送信信号の検出を行っている点を特徴としている。

そのため、屋内ユニット３０６は、サーキュレータ３０７と切り替えスイッチ３０８とアップコンバータ３０９とダウンコンバータ３１０と周波数発振器３１１、及び方向性結合器３１２とパワー検出回路３１３で構成されている。サーキュレータ３０７は動的に経路を切り替えることなく、アップコンバータ３０９からケーブル３０５への経路とケーブル３０５からダウンコンバータ３１０への経路を分離する機能を有する。なお、モデム３０１と屋外ユニット３１５は、図１〜図２に示す実施形態と同様である。

次に図１、図３を参照して本実施形態の動作について説明する。
＜送信時の動作＞

モデム３０１の送信部３０４からＲＦ周波数ｆ１の無線フレームが送信されると、同時に、切り替えスイッチ３０２は送信部３０４からケーブル３０５の経路を繋ぐ。屋内ユニット３０６に入力されたＲＦ周波数ｆ１の信号は、サーキュレータ３０７でダウンコンバータ３１０を通る経路に分離される。分離されたＲＦ周波数ｆ１の信号は、ダウンコンバータ３１０に入力され、ローカル周波数発振器３１１からの基準周波数信号とミキシングされて、ＩＦ周波数ｆ２に変換される。

ＩＦ周波数ｆ２の信号は、方向性結合器３１２で切り替えスイッチ３０８とパワー検出回路３１３に分配される。パワー検出回路３１３にＩＦ周波数ｆ２の信号が入力されてその電力が検出されると、パワー検出回路３１３は、ＴＸ切り替え信号（“Ｈ”信号）を、屋内ユニット３０６内の切り替えスイッチ３０８と屋外ユニット３１５内の切り替えスイッチ３１６及び３１７に送信する。このＴＸ切り替え信号を受けて、切り替えスイッチ３０８は方向性結合器３１２から屋内ケーブル３１４に通る経路を選択する。

従って、このＩＦ周波数ｆ２の信号は、屋内ケーブル３１４を経由して屋外ユニット３１５に入力される。送信検出回路３１３からのＴＸ切り替え信号をうけて、切り替えスイッチ３１６、３１７はアップコンバータ３２０とパワーアンプ３２１を通る経路に切り替えられているので、屋外ユニット３１５に入力されたＩＦ周波数ｆ２の信号はアップコンバータ３２０に入力され、ローカル周波数発振器３２２からの基準周波数信号とミキシングされ、ＲＦ周波数ｆ３に変換される。ＲＦ周波数ｆ３の信号はパワーアンプ３２１により増幅されて送受信共用アンテナ３２３に供給され、送受信共用アンテナ３２３から図１の屋外基地局１０９に向けて送信される。
＜受信時の動作＞

受信時には、モデム３０１の切り替えスイッチ３０２はケーブル３０５から受信部３０３の経路を繋ぐ。また、屋内ユニット３０６内のパワー検出回路３１３にはＩＦ周波数ｆ２の信号が入力されないので、パワー検出回路３１３からはＲＸ切り替え信号（“Ｌ”信号）が出力されている。

図１の屋外基地局１０９から送信されたＲＦ周波数ｆ３の信号は、送受信共用アンテナ３２３を経由して、屋外ユニット３１５に入力される。パワー検出回路３１３からＲＸ切り替え信号（“Ｌ”信号）が出力されている場合、切り替えスイッチ３１６と３１７は、常にローノイズアンプ３１９、ダウンコンバータ３１８を通る経路を選択している。よって、受信されたＲＦ周波数ｆ３の信号はローノイズアンプ３１９により増幅され、その後、ダウンコンバータ３１８に入力されてローカル周波数発振器３２２からの基準周波数信号とミキシングされ、ＩＦ周波数ｆ２に変換される。

ＩＦ周波数ｆ２の信号は、屋内ケーブル３１４を経由して、屋内ユニット３０６に入力される。切り替えスイッチ３０８は、パワー検出回路３１３からはＲＸ切り替え信号（“Ｌ”信号）が出力されている場合、常にアップコンバータ３０９を通る経路を選択している。よって、ＩＦ周波数ｆ２の信号はアップコンバータ３０９に入力され、ローカル周波数発振器３１１からの基準周波数信号とミキシングされ、ＲＦ周波数ｆ１に変換される。

ＲＦ周波数ｆ１の信号はサーキュレータ３０７でケーブル３０５を通る経路に分離され、モデム３０１に入力される。切り替えスイッチ３０２はＣＳＭＡ／ＣＡ方式に従い送信時以外は常に受信部３０３に繋がる経路を選択している。受信部３０３は入力されたＲＦ周波数ｆ１から無線フレームを復調する。

このように、本実施形態では屋内ユニットの送受信経路を分離するためにサーキュレータを使用し、ＲＦ周波数ｆ１の送信信号をダウンコンバートしてＩＦ帯に変換した後、送信時のパワー検出を行っている。ＩＦ帯での検出により、パワー検出回路の応答時間が短縮され、より早く送受信経路の切り替えが行えるという利点を有している。

なお上記各実施例では、屋外ユニットとアンテナを一体構成としているが、屋外ユニットをアンテナの近傍に分離した状態で配置してもよい。また実施例では、アンテナを送受信共用のアンテナとして構成したが、送信用と受信用のアンテナを独立に配置してもよい。その場合は、切り替えスイッチ２１７、３１７は不要となる。

本発明の実施形態を示す無線通信装置の概略を示す全体構成図である。本実施形態の無線通信装置におけるモデム、屋内ユニットおよび屋外ユニットの内部構成を示すブロック図である。本発明の無線通信装置における他の実施形態のモデム、屋内ユニットおよび屋外ユニットの内部構成を示すブロック図である。従来の無線通信システムの構成図である。従来の無線通信システムの構成図である。従来の無線通信システムの構成図である。

符号の説明

１０１情報端末
１０２，２０１，３０１ＣＳＭＡ／ＣＡ方式の無線ＬＡＮシステム用モデム
１０４，２０６，３０６屋内ユニット
１０６，２１４，３１４屋内ケーブル
１０７，２１５，３１５屋外ユニット
１０８，２２３，３２３送受信アンテナ
１０９屋外基地局
１１０屋内スペース
２０２，２０９，２１０，２１６，２１７，３０２，３０８，３１６，３１７切り替えスイッチ
２０３，３０３受信部
２０４，３０４送信部
２０７，３１２方向性結合器
２０８，３１３パワー検出回路
２１１，２２０，３０９，３２０アップコンバータ
２１２，２１８，３１０，３１８ダウンコンバータ
２１３，２２２，３１１，３２２ローカル周波数発振器

Claims

ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision
Avoidance）方式のモデムにより送受信される通信信号を相手側無線通信装置との間で無線信号により中継伝送する無線通信装置において、
前記モデムから入力された第１の無線周波数信号を中間周波数信号に変換して屋外ユニットへ送信する第１のダウンコンバータと、屋外ユニットから入力された中間周波数信号を前記第１の無線周波数信号に変換して前記モデムへ出力する第１のアップコンバータを有する屋内ユニットと、
前記屋内ユニットから受信した前記中間周波数信号を第２の無線周波数信号に変換して送信アンテナへ出力する第２のアップコンバータと、受信アンテナから入力された前記第２の無線周波数信号を中間周波数信号に変換して前記屋内ユニットへ送信する第２のダウンコンバータを有する前記屋外ユニットと、
前記屋内ユニットと前記屋外ユニットの間に接続されて、前記中間周波数に変換された信号を伝送する信号伝送ケーブルと、
によって構成されていることを特徴とする無線通信装置。
前記屋内ユニットは、前記モデムから入力される前記第１の無線周波数信号の一部を抽出する方向性結合器と、該方向性結合器により抽出された前記第１の無線周波数信号を監視し、前記モデムが前記第１の無線周波数信号を送信しているとき第１の制御信号を出力し、前記モデムが前記第１の無線周波数信号を送信していないときは第２の制御信号を出力するパワー検出回路と、該パワー検出回路によって制御され、前記第１の制御信号が出力されているとき、前記モデムから入力された前記第１の無線周波数信号を前記第１のダウンコンバータにより前記中間周波数信号に変換して前記信号伝送ケーブルへ出力する経路に切り替え、前記第２の制御信号が出力されているときには、前記信号伝送ケーブルから入力された前記中間周波数信号を前記第１のアップコンバータにより前記第１の無線周波数信号に変換して前記モデムへ出力する経路に切り替える切り替えスイッチを備えていることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
前記屋内ユニットは、前記第１のダウンコンバータから出力される前記中間周波数信号の一部を抽出する方向性結合器と、該方向性結合器により抽出された前記中間周波数信号を監視し、前記中間周波数信号が出力されているとき第１の制御信号を出力し、前記中間周波数信号が出力されていないとき第２の制御信号を出力するパワー検出回路と、前記モデムから入力された前記第１の無線周波数信号を前記第１のダウンコンバータへ出力するとともに、前記第１のアップコンバータから入力された前記第１の無線周波数信号を前記モデムへ出力するサーキュレータと、前記パワー検出回路によって制御され、前記第１の制御信号が出力されているとき、前記サーキュレータから入力された前記第１の無線周波数信号を前記第１のダウンコンバータにより前記中間周波数信号に変換して前記信号伝送ケーブルへ出力する経路に切り替え、前記第２の制御信号が出力されているときには、前記信号伝送ケーブルから入力された前記中間周波数信号を前記第１のアップコンバータにより前記第１の無線周波数信号に変換して前記サーキュレータへ出力する経路に切り替える切り替えスイッチを備えていることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
前記屋外ユニットは、前記パワー検出回路によって制御され、前記第１の制御信号が出力されているとき、前記信号伝送ケーブルから入力された前記中間周波数信号を前記第２のアップコンバータにより前記第２の無線周波数信号に変換して前記送信アンテナへ出力する経路に切り替え、前記第２の制御信号が出力されているときには、前記受信アンテナから入力された前記第２の無線周波数信号を中間周波数信号に変換して前記信号伝送ケーブルへ出力する経路に切り替える切り替えスイッチを備えていることを特徴とする請求項２または３に記載の無線通信装置。
請求項１に記載の無線通信装置に用いられる前記屋内ユニットであって、
前記モデムから入力された第１の無線周波数信号を中間周波数信号に変換して屋外ユニットへ送信する第１のダウンコンバータと、屋外ユニットから入力された中間周波数信号を前記第１の無線周波数信号に変換して前記モデムへ出力する第１のアップコンバータを有していることを特徴とする屋内ユニット。
前記モデムから入力される前記第１の無線周波数信号の一部を抽出する方向性結合器と、該方向性結合器により抽出された前記第１の無線周波数信号を監視し、前記モデムが前記第１の無線周波数信号を送信しているとき第１の制御信号を出力し、前記モデムが前記第１の無線周波数信号を送信していないときは第２の制御信号を出力するパワー検出回路と、該パワー検出回路によって制御され、前記第１の制御信号が出力されているとき、前記モデムから入力された前記第１の無線周波数信号を前記第１のダウンコンバータにより前記中間周波数信号に変換して前記信号伝送ケーブルへ出力する経路に切り替え、前記第２の制御信号が出力されているときには、前記信号伝送ケーブルから入力された前記中間周波数信号を前記第１のアップコンバータにより前記第１の無線周波数信号に変換して前記モデムへ出力する経路に切り替える切り替えスイッチを備えていることを特徴とする請求項５に記載の屋内ユニット。
前記第１のダウンコンバータから出力される前記中間周波数信号の一部を抽出する方向性結合器と、該方向性結合器により抽出された前記中間周波数信号を監視し、前記中間周波数信号が出力されているとき第１の制御信号を出力し、前記中間周波数信号が出力されていないとき第２の制御信号を出力するパワー検出回路と、前記モデムから入力された前記第１の無線周波数信号を前記第１のダウンコンバータへ出力するとともに、前記第１のアップコンバータから入力された前記第１の無線周波数信号を前記モデムへ出力するサーキュレータと、前記パワー検出回路によって制御され、前記第１の制御信号が出力されているとき、前記サーキュレータから入力された前記第１の無線周波数信号を前記第１のダウンコンバータにより前記中間周波数信号に変換して前記信号伝送ケーブルへ出力する経路に切り替え、前記第２の制御信号が出力されているときには、前記信号伝送ケーブルから入力された前記中間周波数信号を前記第１のアップコンバータにより前記第１の無線周波数信号に変換して前記サーキュレータへ出力する経路に切り替える切り替えスイッチを備えていることを特徴とする請求項５に記載の屋内ユニット。
請求項１に記載の無線通信装置に用いられる前記屋外ユニットであって、
前記屋内ユニットから受信した前記中間周波数信号を第２の無線周波数信号に変換して送信アンテナへ出力する第２のアップコンバータと、受信アンテナから入力された前記第２の無線周波数信号を中間周波数信号に変換して前記屋内ユニットへ送信する第２のダウンコンバータを有していることを特徴とする屋外ユニット。
請求項２または３に記載の無線通信装置に用いられる前記屋外ユニットであって、
前記パワー検出回路によって制御され、前記第１の制御信号が出力されているとき、前記信号伝送ケーブルから入力された前記中間周波数信号を前記第２のアップコンバータにより前記第２の無線周波数信号に変換して前記送信アンテナへ出力する経路に切り替え、前記第２の制御信号が出力されているときには、前記受信アンテナから入力された前記第２の無線周波数信号を中間周波数信号に変換して前記信号伝送ケーブルへ出力する経路に切り替える切り替えスイッチを備えていることを特徴とする屋外ユニット。