WO2011114737A1 - 無線伝送システム並びにそれに用いられる無線送信機、無線受信機、無線送信方法、無線受信方法、及び無線通信方法 - Google Patents

無線伝送システム並びにそれに用いられる無線送信機、無線受信機、無線送信方法、無線受信方法、及び無線通信方法 Download PDF

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radio
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潤三 清水
藤島 実
寿雄 高田
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シリコンライブラリ株式会社
国立大学法人広島大学
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    • H04B1/16Circuits
    • H04B1/26Circuits for superheterodyne receivers
    • H04B1/28Circuits for superheterodyne receivers the receiver comprising at least one semiconductor device having three or more electrodes

Definitions

  • the present invention relates to a radio transmission system and a radio transmitter, radio receiver, radio transmission method, radio reception method, and radio communication method used therefor, and more specifically, a radio transmission system using millimeter waves and the radio transmission system used therein.
  • the present invention relates to a wireless transmitter, a wireless receiver, a wireless transmission method, a wireless reception method, and a wireless communication method.
  • HDMI High Definition Multimedia Interface
  • a source device for example, a digital set-top box, a DVD player, a Blu-ray player, an HDD player, etc.
  • a sink device for example, a high-definition television, a display device, a digital projector, etc.
  • the HDMI standard requires 720p and 1080i high definition television (HDTV) that requires a data transfer rate (bit rate) of 1.5 Gbps with a bit error rate (BER) of 10-9. Specifications for supporting all general high-definition formats such as are defined.
  • the HDMI standard also includes specifications related to high-bandwidth digital content protection system (HDCP) in order to ensure safety when digital content is transferred between a source device and a sink device. It is prescribed.
  • HDMI standard has gained widespread support from the industry. Sales of devices equipped with HDMI are expected to grow from 50 million in 2005 to over 200 million in 2008.
  • FIG. 31 is a block diagram for outlining a signal transmitted from a source device to a sink device in the HDMI standard.
  • FIG. 32 is a diagram showing signal types assigned to pins of the HDMI connector.
  • the digital signal TMDSData0 + and the digital signal TMDSData0 ⁇ represent the positive and negative of the differential signal, respectively.
  • the source device 900 and the sink device 901 are connected by an HDMI cable 902.
  • the video signal and audio signal generated by the source device 900 are input to the HDMI transmitter 903.
  • the HDMI transmitter 903 converts a signal to be transmitted into a serial three-channel digital signal, and outputs it to the three channels “TMDSData0”, “TMDSData1”, and “TMDSData2” of the HDMI cable 902.
  • the bit rate is 1485 Mbps at the maximum per channel (when 1080P is used and the color depth is 8 bits).
  • the HDMI transmitter 903 generates an appropriate clock signal TMDSCLK based on the control signal Control / Status and outputs it to the channel “TMDSClock” of the HDMI cable 902.
  • TMDSCLK has a clock frequency that is one tenth of the bit rate of TMDSData 0-2.
  • the HDMI receiver 904 reproduces a serial three-channel digital signal input via the HDMI cable 902 into a video signal and an audio signal using TMDSCLK, and outputs the video signal and the audio signal.
  • the source device 900 and the sink device 901 communicate SCL (serial clock) and SDA (serial data) bidirectionally as control signals called DDC (Display Data Channel).
  • the control signal DDC is used for exchanging setting information and status information between the source device 900 and the sink device 901.
  • a communication protocol called I2C Inter-Integrated Circuit
  • the bit rate of I2C is as low as 100 Kbps.
  • the source device 900 and the sink device 901 confirm that the HDMI cable is connected to the source device 900 and the sink device 901 by using a combination of “Hot Plug Detect” and “+ 5V Power”.
  • the sink device 901 detects the + 5V voltage output from the source device 900 and recognizes that the cable is connected.
  • the + 5V voltage is “Hot” via a 1K ohm resistor in the sink device 901. Return to “Plug Detect”.
  • the source device 900 detects that the “Hot Plug Detect” signal has reached 5 V, it recognizes that the cable is connected.
  • CEC Consumer Electronics Control
  • the source device 900 and the sink device 901 are connected using the HDMI cable 902.
  • HDTVs have become thinner and lighter, and wall-mounted HDTVs are also on the market.
  • wall-mounted HDTV if the HDMI cable is wired between the source device and the HDTV along the wall, the appearance may be impaired. Therefore, it is desired to perform wireless communication between the source device and the HDTV.
  • Patent Documents 1 to 8 As described below have been proposed.
  • the transmission device (1) described in Patent Document 1 converts R, G, B, and a clock signal into a serial signal by a P / S (parallel serial) conversion unit (10). Then, the transmission device (1) alternately branches the serial signal by the serial-parallel converter (11) to obtain an I signal and a Q signal.
  • the transmitter (1) uses the QPSK modulator (12) to modulate the I signal with a millimeter wave to obtain an in-phase component (I1), and modulate the Q signal with a millimeter wave whose phase is delayed by 90 degrees to obtain a quadrature component. (Q1) is obtained.
  • Patent Document 1 discloses a transmission apparatus and a reception apparatus that convert a plurality of digital signals into serial signals, modulate them using a QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) method, and wirelessly transmit using millimeter waves. ing.
  • QPSK Quadrature Phase Shift Keying
  • the first link (22) is set to 60 GHz, and the second link is set to a low rate.
  • the multimedia source (12) uses a DQPSK (Differential Quadrature Phase Shift Keying), QPSK, BPSK (Binary Phase Shift Keying), 8PSK (8-Phs) using the forward channel modulator (36). Then, the digital data is modulated into an analog signal, and is converted to a 60 GHz millimeter wave by a forward channel up-converter (38) and transmitted.
  • DQPSK Different Quadrature Phase Shift Keying
  • QPSK QPSK
  • BPSK Binary Phase Shift Keying
  • 8PSK 8-Phs
  • the wireless Tx chip (16) described in Patent Document 3 converts multimedia data into I and Q signals by a transmitter processor (18), and QPSK, DQPSK, BPSK, or 8PSK by the wireless transmitter (20). And then up-converted to a 60 GHz millimeter wave for transmission.
  • the wireless transmitters described in Patent Documents 4 to 8 modulate digital data with QPSK, DQPSK, BPSK, or 8PSK, and upconvert to 60 GHz millimeter waves for transmission.
  • Non-Patent Documents 1 to 3 have been commercialized.
  • the actual selling price is about 43,000 yen
  • the power consumption of the transmitting device is 10 W
  • the power consumption of the receiving device is 12 W
  • the outer dimension of the transmitting device is about 190.
  • the external dimensions of the receiving device are about 146 (W) x 46 (D) x 133 (H) (mm).
  • SiBEAM Wireless-HD is used.
  • the actual selling price is about $ 999
  • the power consumption of the transmission device is 12.5 W
  • the power consumption of the reception device is 12.5 W
  • the transmission device and the reception device The external dimensions are 6 (W) ⁇ 4 (D) ⁇ 2 (H) (inch)
  • the ZeroWire of Tzero Technologies is probably used.
  • the actual selling price is ⁇ 148,000
  • the required power supply is 5 V / 2.6 A
  • the outer dimensions of the transmitting device and the receiving device are 162.6 (W) ⁇ 164. .5 (D) ⁇ 33.5 (H) (mm)
  • WHDI Wireless Home Digital Interface
  • JP 2006-352623 A JP-T-2006-525736 Special Table 2007-511977 Special Table 2007-524288 Special table 2008-518492 Special table 2008-515552 Special table 2008-519549 gazette Special table 2008-519548 gazette
  • prod_id 4318> Lancer Link Co., Ltd., “1920 ⁇ 1080p full-spec high-definition HDMI wireless transmission / reception unit HD-WirelessRD & TD”, [online], [searched on March 9, 2010], Internet ⁇ URL: http: // lancerlink. shop24. makeshop. jp / shopdetail / 001005000001 / brandname />
  • the wireless device is provided at the same price as or lower than the price of the HDMI cable.
  • the price of the HDMI cable varies depending on the cable length, it is about 2,000 to 3,000 yen because a length of several meters at most is sufficient for normal home use.
  • a wireless device substitutes for a cable that does not consume power at all, naturally, the wireless device is required to have low power consumption that can be operated only by power supply from the source device or sink device.
  • Non-Patent Documents 1 to 3 the price is from tens of thousands to hundreds of thousands of yen, and the power consumption is about 10 watts. Therefore, a wireless device for HDMI transmission with a low power consumption that has a price of about several thousand yen and operates only by power supply from a source device or a sink device has not been found in the market so far.
  • Non-Patent Document 1 uses Wireless-HD as a radio technology and uses a 60 GHz millimeter wave band as a radio band.
  • the millimeter wave has a very straight nature, and if there is an obstacle between the transmitting device and the receiving device, communication is significantly disturbed.
  • Wireless-HD employs beamforming technology using an array antenna. If there is an obstacle between communicating devices, another communication path (transmitting device to wall, receiving from wall reflection) The function to search for devices is realized. Therefore, the configuration of the wireless device becomes complicated, and low price and low power consumption cannot be realized.
  • Non-Patent Documents 2 and 3 use 5 GHz as a radio band. It is very difficult to wirelessly transmit a signal whose transmission rate reaches 1.5 Gbps, such as an HDMI signal, in the 5 GHz band. Therefore, in the invention described in Non-Patent Document 2, the data to be transmitted is JPEG2000 or H.264. It is transmitted after being compressed using H.264 technology.
  • the invention described in Non-Patent Document 3 realizes 1.5 Gbps transmission with a bandwidth of 40 MHz using AMIMON's unique coding technology and modulation technology. In either case, the configuration of the wireless device becomes complicated, and low price and low power consumption cannot be realized.
  • the transmission device requires a parallel-serial converter and a quadrature modulator, and modulates by the QPSK method.
  • the quadrature demodulator includes a serial-parallel converter and a mixer for mixing the signal whose phase has been changed.
  • the parallel-serial converter is used, the digital signal of one channel of HDMI is, for example, 1.5 Gbps. Therefore, in order to convert the digital signal for three channels into a serial signal, the transmission device has a high speed of 4.5 Gbps. Requires a signal processing circuit. Further, the transmission device requires a circuit such as a look-up table in order to divide the serial signal into the I signal and the Q signal by the serial-parallel converter.
  • the transmitting apparatus when the modulation is performed by the QPSK system, the transmitting apparatus must be mixed by the mixer so that the phases of the I signal and the Q signal are different from each other, and thus locked by a PLL (Phase-locked loop) circuit.
  • the I signal and the Q signal must be generated by the local signal.
  • the QPSK method when the QPSK method is used, if the frequency of the transmission radio signal is deviated from a desired frequency, it cannot be demodulated. Therefore, when the signal modulated by the QPSK method is up-converted to 60 GHz, the transmitting device locks with a PLL circuit. Need a carrier wave. That is, the transmission device requires at least two PLL circuits.
  • the receiving apparatus when demodulating a signal modulated by the QPSK method, the receiving apparatus must down-convert the transmission radio signal with a millimeter-wave band local signal locked by a PLL circuit to make an IF (Intermediate Frequency) signal.
  • the receiving apparatus requires a local signal locked by a PLL circuit and a look-up table when converting the IF signal into a baseband signal using a quadrature demodulator.
  • the receiving apparatus requires a serial / parallel converter to convert the baseband signal obtained from the quadrature demodulator into a parallel signal, and a high-speed signal processing circuit.
  • both the transmitting device and the receiving device require at least two PLL circuits, and at least one look-up table for serial-parallel conversion. At least one high-speed processing circuit for parallel-serial conversion is required. Therefore, in the invention described in Patent Document 1, it is difficult to realize a low price and low power consumption for the transmission device and the reception device.
  • the invention described in Patent Document 1 uses the QPSK method, the wireless transmission band can be narrowed and signals can be transmitted with high quality.
  • HDMI signals could not be communicated at low cost and low power consumption.
  • HDMI High Definition Multimedia Subsystem
  • a digital signal is separated from a certain device, such as a communication method such as USB 2.0, USB 3.0, DVI, DisplayPort, MHL, HAVi, and DiVA.
  • a communication method such as USB 2.0, USB 3.0, DVI, DisplayPort, MHL, HAVi, and DiVA.
  • the present invention provides a wireless transmission system that wirelessly transmits a digital signal from one device to another device without degrading the transmission quality, and a wireless transmitter, a wireless receiver, a wireless transmission method, and a wireless reception used therefor It is an object of the present invention to provide a method and a wireless communication method at low cost and low power consumption.
  • the present invention provides a first wireless device connected to a first electronic device via a first transmission path of one channel or more, and a second wireless device connected to a second electronic device via a second transmission path of one channel or more.
  • a wireless transmission system including a second wireless device to be connected, wherein the first wireless device is provided for each channel of the first transmission path, and outputs one or more carrier signals in the millimeter wave band Are provided for each carrier oscillator, one or more carrier oscillators, one or more OOK modulators for on-off modulation of the carrier signal output by the corresponding carrier oscillator, and each channel of the first transmission path.
  • one or more input circuits for inputting a digital signal of one or more channels output from the first electronic device to the OOK modulator, and transmission for outputting a millimeter wave signal output from the OOK modulator as a radio signal.
  • the one or more OOK modulators on / off modulate the carrier signal output from the carrier oscillator based on the digital signal input from the input circuit, and the second radio unit transmits the radio signal output from the transmission antenna unit.
  • Is provided for each channel of the second transmission path, one or more local oscillators for outputting millimeter wave band local signals, and for each of the one or more local oscillators,
  • One or more mixers for down-converting the radio signal by a local signal output from the local oscillator and one or more mixers are provided for each of the one or more mixers, and the digital signal is reproduced by demodulating the signal down-converted by the mixer.
  • a detection unit is provided for each channel of the second transmission path, one or more local oscillators for outputting millimeter wave band local signals, and for each of the one or more local oscillators.
  • the present invention is also a wireless transmitter connected to an electronic device via one or more channels, and is provided for each channel of the channel, and outputs one or more millimeter-wave band carrier signals.
  • the carrier oscillators are provided for each of the carrier oscillators, one or more carrier oscillators, one or more OOK modulators for on-off modulation of the carrier signals output from the corresponding carrier oscillators, and each channel of the transmission line.
  • one or more input circuits for inputting one or more channels of digital signals output from the electronic device to the OOK modulator.
  • the one or more OOK modulators are carrier oscillators based on the digital signals input from the input circuits. On-off modulation is performed on the carrier signal output from.
  • the one or more input circuits include a low-pass filter that removes harmonic components of the digital signal
  • the one or more OOK modulators are carrier oscillators based on the digital signal from which the harmonic components have been removed by the low-pass filter.
  • the carrier signal output from the signal may be on-off modulated.
  • the one or more carrier oscillators and the one or more OOK modulators are configured by a CMOS
  • the one or more input circuits may include a level conversion circuit that converts a digital signal to a CMOS level.
  • the carrier frequency interval of each carrier oscillator may be a bandwidth equal to or greater than twice the bit rate of the digital signal.
  • one or more frequency adjusting units for adjusting the oscillation frequency of one or more carrier oscillators only at a predetermined timing may be further provided.
  • the one or more frequency adjustment units may be a PLL circuit.
  • the one or more frequency adjusting units may count the output frequency of the carrier oscillator and adjust the control voltage input to the carrier oscillator based on the result of comparison with a specified value.
  • a signal related to the HDMI system is transmitted on the transmission line, and the carrier oscillator, the OOK modulator, and the input circuit are provided corresponding to the digital signals HDMI0, HDMI1, and HDMI2.
  • a carrier oscillator, an OOK modulator, and an input circuit provided corresponding to the clock signal HDMICLK are further provided.
  • control signal DDC transmitted at a bit rate lower than the bit rate of the digital signal is transmitted to the transmission path, and the wireless transmitter transmits and receives the control signal DDC with a radio signal having a wavelength longer than the millimeter wave. It is preferable to further include a DDC transmitter / receiver.
  • the DDC transceiver may transmit an HPD confirmation packet for confirming whether the HPD is in a high state on the sink device side before transmission / reception of the control signal DDC.
  • the DDC transmitter / receiver may transmit an HPD confirmation packet in order to monitor the state of the HPD on the sink device side.
  • a reception unit provided to share a transmission / reception frequency with a transmission unit configured by a set of carrier oscillator, OOK modulator, and input circuit, and a radio signal modulated by the OOK modulator
  • An antenna unit for transmitting and receiving a millimeter-wave radio signal; the receiver unit receives a local oscillator that outputs a millimeter-wave band local signal having a transmission / reception frequency; and a local signal output by the local oscillator It includes a mixer that down-converts the radio signal and a detector that demodulates the signal down-converted by the mixer and reproduces it as a baseband signal.
  • the radio transmitter further transmits the baseband signal reproduced by the detector And a shared circuit that inputs the digital signal output from the transmission line to the input circuit. May that.
  • a reception unit that uses a reception frequency of a millimeter wave different from the transmission frequency used by the transmission unit configured by a set of carrier oscillator, OOK modulator, and input circuit, and a radio signal having the reception frequency are received.
  • the radio transmitter may transmit the baseband signal reproduced by the detection unit to a transmission line.
  • the present invention is also a wireless receiver connected to an electronic device via one or more channels, and is provided for each channel of the channel, and outputs one or more millimeter-wave band local signals.
  • one or more mixers that are provided for each of the one or more local oscillators, and that down-convert the millimeter-wave reception radio signal that is OOK-modulated by the local signals output from the local oscillators.
  • one or more detectors that demodulate the signal down-converted by the mixer and regenerate the baseband signal.
  • the one or more detection units include a channel selection filter that passes a predetermined band of the signal output from the mixer, an amplifier that amplifies the signal that has passed through the channel selection filter, and envelope detection of the signal amplified by the amplifier.
  • it may include a detection circuit that demodulates by square detection, a limiter circuit that regenerates a baseband signal from the signal detected by the detection unit, and an offset canceller that cancels an offset generated from the amplifier to the limiter circuit.
  • the one or more local oscillators, the one or more mixers, and the one or more detectors are configured by CMOS, and the one or more detectors are voltages used for transmitting a baseband signal from the CMOS level in the transmission line. It is preferable to include a level conversion circuit that converts the level.
  • the local frequency of each local oscillator may be a frequency at which a radio signal can be down-converted into an IF signal.
  • one or more frequency adjustment units for adjusting the oscillation frequency of one or more local oscillators only at a predetermined timing may be further provided.
  • the one or more frequency adjustment units may be a PLL circuit.
  • the one or more frequency adjusting units may count the output frequency of the local oscillator and adjust the control voltage input to the local oscillator based on the result of comparison with a specified value.
  • a signal related to the HDMI system is transmitted on the transmission path, and the local oscillator, the mixer, and the detection unit may be provided corresponding to the digital signals HDMI0, HDMI1, and HDMI2.
  • a clock data recovery circuit for reproducing the clock signal TMDSCLK from any one of the digital signals HDMI0, HDMI1, and HDMI2 is preferably provided.
  • a local oscillator, a mixer, and a detector provided corresponding to the clock signal HDMICLK may be further provided.
  • control signal DDC transmitted at a bit rate lower than the bit rate of the digital signal is transmitted to the transmission path, and the wireless receiver transmits and receives the control signal DDC with a radio signal having a wavelength longer than the millimeter wave. It is preferable to further include a DDC transmitter / receiver.
  • the DDC transmitter / receiver receives an HPD confirmation packet for confirming whether or not HPD is in a high state on the sink device side before transmission / reception of the control signal DDC, and returns a response packet for returning the HPD state. Send it.
  • the DDC transmitter / receiver receives an HPD confirmation packet to monitor the state of the HPD on the sink device side, and returns a HPD state. Should be sent.
  • the transmitting unit provided to share a transmission / reception frequency with a receiving unit configured by a set of local oscillator, mixer, and detecting unit, and receiving a radio signal, and a millimeter-wave radio signal
  • a receiving unit configured by a set of local oscillator, mixer, and detecting unit, and receiving a radio signal, and a millimeter-wave radio signal
  • An antenna unit that transmits a carrier wave that outputs a millimeter-wave band carrier signal having a transmission / reception frequency, an OOK modulator that performs on-off modulation of the carrier signal output by the carrier oscillator, and an electronic device And an input circuit that inputs a digital signal output from the device to the OOK modulator.
  • the OOK modulator performs on-off modulation on the carrier signal output from the carrier oscillator based on the digital signal input from the input circuit, and the radio receiver.
  • the baseband signal reproduced by the detector is transmitted to the transmission line, and the digital signal output from the transmission line It may include a
  • a transmission unit that uses a transmission frequency of a millimeter wave different from the reception frequency used by a reception unit configured by a set of local oscillator, mixer, and detection unit, and a transmission that transmits a radio signal having the transmission frequency
  • the transmission unit outputs a carrier oscillator that outputs a millimeter-wave band carrier signal having a transmission frequency, an OOK modulator that performs on-off modulation of the carrier signal output from the carrier oscillator, and an electronic device that outputs And an input circuit that inputs a digital signal to be input to the OOK modulator, and the OOK modulator may perform on-off modulation on the carrier signal output from the carrier oscillator based on the digital signal input from the input circuit.
  • it has a flexible structure that can change the direction of the antenna.
  • the present invention also relates to a wireless transmission method used in a wireless transmitter connected to an electronic device via a transmission channel of one or more channels, and a carrier frequency of a carrier signal in a millimeter wave band for each channel of the transmission channel Is set, and on-off modulation is performed on the carrier signal corresponding to the channel of the digital signal based on the digital signal from the electronic device output via the transmission path, so that a millimeter-wave radio signal is provided for each channel.
  • Send a wireless transmission method used in a wireless transmitter connected to an electronic device via a transmission channel of one or more channels, and a carrier frequency of a carrier signal in a millimeter wave band for each channel of the transmission channel Is set, and on-off modulation is performed on the carrier signal corresponding to the channel of the digital signal based on the digital signal from the electronic device output via the transmission path, so that a millimeter-wave radio signal is provided for each channel.
  • the present invention also relates to a wireless reception method used in a wireless receiver connected to an electronic device through one or more channels, wherein the local frequency of a local signal in the millimeter wave band is provided for each channel of the transmission channel. Is set, and the OOK-modulated received radio signal is down-converted for each channel, and the down-converted signal is demodulated and reproduced as a baseband signal for each channel.
  • the present invention provides a first wireless device connected to a first electronic device via a first transmission path of one channel or more, and a second transmission path of one channel or more to a second electronic device.
  • a wireless communication method used in a wireless transmission system comprising a second wireless device connected via a carrier frequency of a carrier signal of a millimeter wave band is set for each channel of the first transmission path
  • the carrier signal corresponding to the channel of the digital signal is subjected to on / off modulation, so that each channel has a millimeter wave
  • the local frequency of the local signal of the millimeter wave band is set for each channel of the second transmission path by transmitting the radio signal, and the received radio signal modulated with OOK is down-converted for each channel, and the down Demodulates the Nbato signal, it reproduces a baseband signal for each channel.
  • a millimeter-wave carrier signal from a carrier oscillator provided for each channel of the transmission path is on-off modulated for each channel and transmitted wirelessly.
  • the radio signal subjected to on / off modulation is down-converted by a millimeter-wave local signal from a local oscillator provided for each channel and demodulated into an original digital signal.
  • modulation is performed using on / off modulation, and the radio signal may be demodulated based on the envelope information of the radio signal subjected to on / off modulation. High-quality demodulation is possible even if the local frequency is not accurately fixed even on the receiving side.
  • a wireless transmission system for wirelessly transmitting a digital signal from one device to another device at a low price and low power consumption without degrading transmission quality, and a wireless transmitter, a wireless receiver, a wireless transmission method used therefor, It is possible to provide a wireless reception method and a wireless communication method.
  • the sideband level of the millimeter-wave modulation signal can be suppressed. It becomes possible to suppress the interference signal to the adjacent channel of the wave. Therefore, signal transmission can be performed while maintaining high quality.
  • the level conversion circuit is effective for conversion to the CMOS level.
  • the carrier frequency interval is at least twice the bandwidth of the digital signal bit rate, sidebands can be prevented from interfering with adjacent channels, and high-quality communication can be realized.
  • the carrier frequency is adjusted only at a predetermined timing, it is possible to prevent the carrier frequency from deviating significantly, and furthermore, high-quality communication is possible. Further, if the carrier frequency is adjusted only at a predetermined timing, there is an effect that the power consumption is not increased. If the frequency adjustment unit is a PLL circuit, the design of the frequency adjustment unit is facilitated. Further, if the frequency adjustment unit is designed with a configuration in which the frequency is counted and compared with the specified value, the PLL circuit becomes unnecessary. Therefore, it is possible to provide a wireless transmitter whose frequency is appropriately adjusted while realizing low power consumption.
  • HDMI system there is an HDMI system.
  • the HDMI system is widespread, and the commercial value is increased by wireless transmission of the HDMI system. If the clock signal HDMICLK is also transmitted by millimeter waves, a clock recovery circuit is unnecessary in the wireless receiver, and it can be expected that the cost of the wireless receiver is reduced.
  • the state of the HPD is appropriately determined even if the state is wireless. Can be confirmed. As described above, even when the DDC is wireless, if the present invention is used, the DDC can be appropriately transmitted and received.
  • the wireless transmitter can be provided with a half-duplex transmission / reception function using a millimeter-wave wireless signal by providing a receiver that shares the transmission / reception frequency.
  • the wireless transmitter can be provided with a full-duplex transmission / reception function using a millimeter-wave wireless signal by providing a receiving unit that uses a reception frequency different from the transmission frequency.
  • the detection unit in the wireless receiver includes a channel selection filter, an amplifier, a detection circuit, a limiter circuit, and an offset canceller, so that the received wireless signal can be accurately demodulated.
  • High-quality millimeter-wave communication is possible by configuring the local oscillator, mixer, and detector with CMOS. Therefore, it is effective for the level conversion circuit to convert the CMOS level to the voltage level for the second electronic device.
  • the local frequency is adjusted only at a predetermined timing, it is possible to prevent the local frequency from being greatly shifted, and furthermore, high-quality communication is possible. Further, if the local frequency is adjusted only at a predetermined timing, there is an effect that the power consumption is not increased.
  • the frequency adjustment unit is a PLL circuit, the design of the frequency adjustment unit becomes easy.
  • the frequency adjustment unit is designed with a configuration in which the frequency is counted and compared with the specified value, the PLL circuit becomes unnecessary. Therefore, it is possible to provide a wireless transmitter whose frequency is appropriately adjusted while realizing low power consumption.
  • a low-pass filter in the PLL circuit which is necessary when a PLL circuit is used as the frequency adjustment unit, becomes unnecessary, and the circuit configuration is simplified, so that a frequency adjustment function can be added at a low price.
  • the frequency adjustment unit can be constructed with CMOS, and the function of frequency adjustment is added without increasing the size of the radio transmitter and the radio receiver. be able to.
  • HDMI As an example to which the present invention is applied, there is an HDMI system.
  • the HDMI system is widespread, and the commercial value is increased by wireless transmission of the HDMI system. If the clock signal HDMICLK is reproduced by the clock recovery circuit, it is possible to construct an HDMI wireless transmission system even when the millimeter wave band for four channels cannot be used due to restrictions on the use of radio waves.
  • the clock recovery circuit is not required if the wireless clock signal HDMICLK transmitted from the transmission side is reproduced by the wireless receiver. Can be expected to lower.
  • the wireless receiver receives the HPD confirmation packet, It suffices to send back a response packet, and even if it is wireless, it is possible to check the state of the HPD as appropriate.
  • the DDC can be appropriately transmitted and received.
  • the wireless receiver can have a half-duplex transmission / reception function using a millimeter-wave wireless signal by providing a transmission unit that shares the transmission / reception frequency.
  • the wireless receiver can be provided with a full-duplex transmission / reception function using a millimeter-wave wireless signal by providing a transmission unit that uses a transmission frequency different from the reception frequency.
  • the direction of the antenna can be changed in a direction in which transmission / reception sensitivity is high, so that transmission quality is further improved.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a wireless transmission system 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration of the wireless HDMI transmitter 100.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a functional configuration of the wireless HDMI receiver 200.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a functional configuration of the millimeter wave transmitter 101.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a functional configuration of the millimeter wave receiver 201.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a functional configuration of the DDC transceiver 102.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a functional configuration of the DDC transceiver 202.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the DDC transceiver 102 on the source device 2 side.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the DDC transceiver 102 on the source device 2 side.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the DDC transceiver 202 on the sink device 3 side.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a functional configuration of a prototype of the wireless HDMI transmitter 100.
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating a functional configuration of a prototype of the wireless HDMI receiver 200.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the millimeter wave transmitter 101 and the millimeter wave receiver 201.
  • FIG. 13 is a diagram showing the Cu wiring layer 303, the CMOS chips 101b and 201b, and the connector connecting portion 304 formed on the film substrate 302.
  • FIG. 14 is a block diagram showing a functional configuration of a prototype millimeter-wave transmission chip (millimeter-wave transmitter) 101b.
  • FIG. 15 is a block diagram illustrating a functional configuration of a prototype millimeter wave receiving chip (millimeter wave receiver) 201b.
  • FIG. 16 shows a spectrum of a signal received by the CH1 antenna ANT11 of the millimeter wave receiving chip 201b.
  • FIG. 17 shows the spectrum of the IF signal.
  • FIG. 18 is a block diagram showing a functional configuration of the millimeter wave transmitter 401 according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a block diagram showing a functional configuration of a millimeter wave receiver 501 according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a block diagram illustrating a functional configuration of the millimeter wave transmitter 409 according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 is a block diagram illustrating a functional configuration of the millimeter wave receiver 509 according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is a diagram showing connector pin assignments used in USB 2.0.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating an overall configuration of a wireless transmission system 700 when OOK modulation and millimeter waves are used for USB 2.0.
  • FIG. 24 is a circuit diagram of the shared circuit 705.
  • FIG. 25 is a block diagram showing a functional configuration of the millimeter wave transmitter 707.
  • FIG. 26 is a block diagram illustrating a functional configuration of the millimeter wave receiver 706.
  • FIG. 27 is a diagram illustrating an overall configuration of a wireless transmission system 800 when OOK modulation and millimeter waves are used for USB 3.0.
  • FIG. 28 is a diagram illustrating an example of a spectrum of a wireless signal transmitted from the wireless USB transceivers 802 and 804.
  • FIG. 29 is a block diagram showing the overall configuration of the wireless transmission system 810 of the present invention.
  • FIG. 30 is a diagram illustrating an overall configuration of a wireless transmission system 820 according to the seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 31 is a block diagram for outlining signals transmitted from a source device to a sink device in the HDMI standard.
  • FIG. 32 is a diagram showing signal types assigned to pins of the HDMI connector.
  • FIG. 33 is a block diagram showing a functional configuration of the CDR circuit 203.
  • FIG. 34 is a diagram illustrating a control block of a gain control signal.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the wireless transmission system 1 of the present invention. Note that TMDS0 to TMDS2 and TMDSCLK are differential signals. In FIG. 1, CEC may be used.
  • the wireless transmission system 1 includes a source device 2, a sink device 3, a wireless HDMI transmitter 100, and a wireless HDMI receiver 200.
  • the source device 2 includes an HDMI interface 2a.
  • the HDMI interface 2a and the wireless HDMI transmitter 100 are connected via a wired transmission line by the HDMI method.
  • the HDMI interface 2a and the wireless HDMI transmitter 100 may be connected by an HDMI cable or may be connected by wiring on an electronic board.
  • this does not hinder the case where the HDMI interface 2a and the wireless HDMI transmitter 100 are connected by ultra short-range wireless communication (for example, Transfer Jet) as a transmission path.
  • the medium of the transmission path for connecting the HDMI interface 2a and the wireless HDMI transmitter 100 is not particularly limited.
  • the HDMI interface 2a and the wireless HDMI transmitter 100 may be connected by an HDMI cable or a flexible board so that the orientation of the wireless HDMI transmitter 100 can be changed.
  • the sink device 3 includes an HDMI interface 3a.
  • the HDMI interface 3a and the wireless HDMI receiver 200 are connected via a wired transmission path by the HDMI method.
  • the HDMI interface 3a and the wireless HDMI receiver 200 may be connected by an HDMI cable or may be connected by wiring on an electronic board. However, this does not hinder the case where the HDMI interface 3a and the wireless HDMI receiver 200 are connected by ultra short-range wireless communication (for example, Transfer Jet) as a transmission path.
  • the medium of the transmission path for connecting the HDMI interface 3a and the wireless HDMI receiver 200 is not particularly limited.
  • the HDMI interface 3a and the wireless HDMI receiver 200 may be connected by an HDMI cable or a flexible board so that the orientation of the wireless HDMI receiver 200 can be changed.
  • the wireless HDMI transmitter 100 transmits a millimeter wave band radio signal.
  • the wireless HDMI receiver 200 receives a wireless signal from the wireless HDMI transmitter 100.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the wireless HDMI transmitter 100.
  • the wireless HDMI transmitter 100 includes a millimeter wave transmitter 101 and a DDC transmitter / receiver 102.
  • the wireless HDMI transmitter 100 receives digital signals TMDS0 to TMDS2, a clock signal TMDSCLK, a control signal DDC, a + 5V power supply, and an HPD signal.
  • TMDSCLK since TMDSCLK is generated by the wireless HDMI receiver 200, the wireless HDMI transmitter 100 does not use TMDSCLK. However, TMDSCLK may also be transmitted by millimeter waves as in a sixth embodiment described later.
  • the millimeter wave transmitter 101 uses the digital signals TMDS0 to TMDS2 to modulate 60.75 GHz, 62.5 GHz, and 64.25 GHz millimeter waves according to an OOK (On-Off Keying) method, and generates a radio signal m-TMDS0. Transmit as TMDS2.
  • the DDC transceiver 102 packetizes the control signal DDC, up-converts it to, for example, 2.4 GHz by the I2C method, and transmits it as a radio signal m-DDC. Further, the DDC transceiver 102 receives the wireless signal m-DDC transmitted from the wireless HDMI receiver 200.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of the wireless HDMI receiver 200.
  • the wireless HDMI receiver 200 includes a millimeter wave receiver 201, a DDC transceiver 202, and a CDR (Clock Data Recovery) circuit 203.
  • the wireless HDMI receiver 200 receives the wireless signals m-TMDS0 to TMDS2 and the wireless signal m-DDC.
  • the millimeter wave receiver 201 demodulates the radio signals m-TMDS0 to TMDS2 by envelope detection (or square detection), and outputs digital signals TMDS0 to TMDS2.
  • the CDR circuit 203 is a well-known circuit for separating the clock signal superimposed on the data signal from any one of the digital signals TMDS0 to TMDS2.
  • the architecture of the CDR circuit 203 there are a type using a PLL circuit, a type using a DDL (Digital Locked Loop) circuit, and a type using digital oversampling.
  • the PLL type CDR circuit 203 is equipped with a phase detector capable of phase comparison between a data signal and a clock signal, and has a configuration for outputting a clock signal by a frequency loop and a phase loop.
  • the DDL type CDR circuit 203 includes a multiphase clock and a phase interpolator (phase DAC).
  • phase DAC phase interpolator
  • There are various types of digital oversampling type CDR circuits 203 Since it is preferable that the clock recovery has a low jitter, the CDR circuit 203 of the PLL type is used here, but it is not particularly limited.
  • FIG. 33 is a block diagram showing a functional configuration of the CDR circuit 203.
  • the CDR circuit 203 includes frequency dividers (1 / M, 1 / N, 1/5) 2031, 2032, and 2033, a phase frequency comparator (PFD) 2035, and a phase comparator.
  • PFD Phase frequency comparator
  • PD Phase Detector
  • MUX Multiplexer
  • CP Charge Pump: Charge Pump
  • LPF Low Pass Filter
  • VCO Voltage Controlled Oscillator
  • a rough frequency adjustment is performed using a reference clock RefClk output from a reference oscillator (not shown).
  • the MUX 2036 connects the PFD 2035 and the CP 2037, and basically operates in the same manner as the PLL. That is, the PFD 2035 compares the phase frequency of the signal obtained by dividing RefClk by the division ratio M and the signal obtained by dividing the output of the VCO 2039 by the division ratio 5N.
  • feedback control can be performed so that the frequency and phase of the signal obtained by dividing the output of the VCO 2039 by the frequency division ratio 5N coincide with the frequency and phase of the signal obtained by dividing RefClk by the frequency division ratio M.
  • the frequency obtained by dividing RefClk by the division ratio M is data (for example, TMDS0 to 2) for which the clock (for example, TMDSCLK) is to be recovered. It is necessary to set to about 1 ⁇ 2 of the bit rate F. That is, RefClk is FM / 10N (MHz).
  • the MUX 2036 is switched to connect the PD 2034 and the CP 2037.
  • MCX2036 blocks PFD 2034 and CP 2037.
  • 1/2 of the bit rate of the data signal RxD (for example, any one of TMDS0 to TMDS2) whose clock is still to be recovered and the output frequency of the VCO 2039 are approximately the same, but fine adjustment is required. . Therefore, phase comparison between RxD and the output of VCO 2039 is performed to finely adjust the phase.
  • the clock TxC having the frequency F / 10 MHz is output from the dividing period 2033, and the clock can be recovered from RxD.
  • HDMICLK is assumed, it is assumed that HDMICLK is a clock of 1/10 of the data rate.
  • the division ratio, VCO 2039, and reference frequency may be appropriately selected according to the system. .
  • the CDR circuit 203 generates and outputs the clock signal TMDSCLK from any one of the digital signals TMDS0, TMDS1, and TMDS2.
  • the DDC transceiver 202 receives the wireless signal m-DDC transmitted from the wireless HDMI transmitter 100.
  • the DDC transceiver 202 packetizes the DDC signal, up-converts it to, for example, 2.4 GHz by the I2C method, and transmits it as a radio signal m-DDC.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a functional configuration of the millimeter wave transmitter 101.
  • the millimeter wave transmitter 101 includes TMDS transmitters 107a to 107c.
  • the TMDS transmitters 107a to 107c include CML (Current mode logic) circuits 103a to 103c, low-pass filters (LPFs) 104a to 104c, and OOK modulation units 105a to 105c, respectively.
  • VCO voltage controlled oscillator
  • carrier oscillators carrier oscillators
  • the CML circuit 103a and the low-pass filter 104a constitute an input circuit 130a for inputting the one-channel digital signal TMDS0 to the OOK modulator 105a. The same applies to the input circuits 130b and 103c.
  • the CML circuit 103a converts the differential data signal TMDS0 + / TMDS0- into a CMOS level voltage and also converts it into a single-ended signal. Any known CML circuit can be used as the CML circuits 103a to 103c.
  • the low-pass filter 104a removes the harmonic component of the data signal TMDS0 converted to the CMOS level, and passes only the low-frequency component.
  • the sideband level of the millimeter wave modulation signal can be suppressed, and the interference signal to the adjacent millimeter wave channel can be suppressed. As a result, wireless transmission of the HDMI signal while maintaining high quality is possible.
  • the OOK modulation unit 105a is configured by a switch, for example.
  • the OOK modulation unit 105a turns on / off the carrier signal from the oscillator 106a by the digital signal TMDS0 from the low-pass filter 104a. Thereby, the on-off modulated millimeter-wave radio signal m-TMDS0 is transmitted from the antenna ANT1.
  • FIG. 4 shows a conceptual diagram of waveforms of the digital signal TMDS and the radio signal m-TMDS0 for easy understanding.
  • the oscillation frequency (carrier frequency) f1 of the VCO 106a is, for example, 60.75 GHz (first channel).
  • the data rate of TMDS0 is 1.485 Gbps, so the bandwidth of the first channel is 2.97 GHz. Therefore, the second channel, which is an adjacent channel of the first channel, must have a frequency higher than 62.235 GHz, so the second channel is set to 62.5 GHz (the oscillation frequency f2 of the VCO 106b).
  • the third channel which is an adjacent channel of the second channel, must have a frequency higher than 63.985 GHz, the third channel is set to 64.25 GHz (the oscillation frequency f3 of the VCO 106c). In this way, each carrier frequency can be demodulated if it has an interval equal to or greater than the bandwidth of twice the bit rate of the digital signal to be transmitted.
  • the carrier frequency when the clock signal TMDSCLK is also transmitted wirelessly will be described in the sixth embodiment.
  • the oscillation frequency (carrier frequency) f1 of the VCO 106a is, for example, 60.75 GHz (first channel).
  • the data rate of TMDS0 is 741.76 Mbps
  • the bandwidth of the first channel is 1.48352 GHz. Therefore, since the second channel, which is an adjacent channel of the first channel, must have a frequency higher than 62.233352 GHz, the second channel is set to 62.5 GHz (the oscillation frequency f2 of the VCO 106b).
  • the third channel which is an adjacent channel of the second channel, must have a frequency higher than 63.98352 GHz, the third channel is set to 64.25 GHz (the oscillation frequency f3 of the VCO 106c). In this way, each carrier frequency can be demodulated if it has an interval equal to or greater than the bandwidth of twice the bit rate of the digital signal to be transmitted.
  • the carrier frequency when the clock signal TMDSCLK is also transmitted wirelessly will be described in the sixth embodiment.
  • the CML circuits 103b and 103c, the low-pass filters 104b and 104c, the OOK modulators 105b and 105c, the oscillators 106b and 106c, and the millimeter wave antennas ANT2 and ANT3 are the same as the operation of the TMDS transmitter 107a.
  • the radio signal m-TMDS1 having a center frequency of 62.5 GHz and the radio signal m-TMDS2 having a center frequency of 64.25 GHz are transmitted.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a functional configuration of the millimeter wave receiver 201.
  • FIG. 5 shows a conceptual diagram of waveforms of the digital signal TMDS and the radio signal m-TMDS0 for easy understanding.
  • the millimeter wave receiver 201 includes TMDS receivers 207a to 207c.
  • the TMDS receivers 207a to 207c include millimeter wave antennas ANT11 to ANT31, LNA (Low Noise Amplifier) 202a to 202c, mixers 203a to 203c, VCOs (Local Oscillators) 204a to 204c, respectively.
  • Channel selection filters (bandpass filters) 205a to 205c, VGAs (variable gain amplifiers) 206a to 206c, detection circuits 208a to 208c, limiter circuits 209a to 209c, offset cancellers 210a to 210c, CML Circuits 211a to 211c.
  • the LNA 202a amplifies the radio signals m-TMDS0 to m-TMDS2 received by the antenna ANT11 with low noise.
  • the oscillation frequency f1a of the VCO 204 is, for example, 52.75 GHz.
  • the mixer 203a uses the local signal oscillated from the VCO 204a to down-convert the signal input from the LNA 202a into an IF signal.
  • the IF signal down-converted by the mixer 203a includes TMDS signals for three channels. Therefore, the channel selection filter 205a passes only the signal of the band corresponding to TMDS0.
  • the channel selection filter 205a passes a signal in a band from 7.125 GHz to 8.875 GHz. Good.
  • FIG. 34 is a diagram illustrating a control block of a gain control signal.
  • the control block shown in FIG. 34 is provided in the millimeter wave receiver 201.
  • the output of the detection circuit 208a, 208b, or 208c shown in FIG. 5 is input to the LPF 2040.
  • the output of the LPF 2040 is input to the differential amplifier 2041.
  • a reference voltage is input to another input of the differential amplifier 2041.
  • the differential amplifier 2041 outputs a voltage corresponding to the difference between the output of the LPF 2040 and the reference voltage.
  • the voltage output from the differential amplifier 2041 becomes a VGA control voltage, that is, a gain control signal. That is, the feedback loop is constituted by the VGA 206a, the detection circuit 208a, the LPF 2040, the reference voltage, and the differential amplifier 2041, and the output of the detection circuit 208a is controlled so as to have a constant amplitude corresponding to the reference voltage. .
  • the reception characteristics are determined by the applied reference voltage, and this reference voltage value is determined to be an optimum value through simulations and experiments.
  • the detection circuit 208a demodulates the IF signal input from the VGA 206a by envelope detection (or square detection).
  • the offset canceller 210a removes a DC offset generated in the TMDS receiver 207a (for example, a DC offset generated in the VGA 206a).
  • the data is reproduced with the strength of the amplitude. Therefore, if the DC offset is not appropriately removed, the data may be reproduced erroneously. Therefore, it is preferable to provide the offset canceller 201a.
  • the limiter circuit 209a outputs a baseband signal with respect to the signal input from the detection circuit 208a as 1 when exceeding a predetermined threshold and as 0 when not exceeding.
  • the output from the limiter circuit 209a is the reproduced digital signal TMDS0.
  • the CML circuit 211a converts the digital signal TMDS0 input from the limiter circuit 209a from a CMOS level voltage to a voltage of a signal used in the sink device 3, and outputs a digital signal TMDS0.
  • the channel selection filter 205a, the VGA 206a, the detection circuit 208a, the limiter circuit 209a, the offset canceller 210a, and the CML circuit 211a function as a detection unit 207a that demodulates the signal down-converted by the mixer 203a and reproduces it as a baseband signal. The same applies to the detection units 207b and 208c.
  • the oscillation frequency f2b of the VCO 204b is, for example, 54.5 GHz.
  • the center frequency of the IF signal corresponding to TMDS1 is 8 GHz.
  • the channel selection filter 205b may pass a signal in a band from 7.125 GHz to 8.875 GHz. Therefore, the IF signal corresponding to TMDS1 is output from the channel selection filter 205b.
  • the operation of the subsequent circuit after the channel selection filter 205b in the TMDS receiver 207b is the same as that of the TMDS receiver 207a.
  • the detection unit 207b reproduces the digital signal TMDS1.
  • the oscillation frequency f3c of the VCO 204c is, for example, 56.25 GHz.
  • the center frequency of the IF signal corresponding to TMDS2 is 8 GHz.
  • the channel selection filter 205c may pass a signal in a band from 7.125 GHz to 8.875 GHz, for example, similarly to the channel selection filter 205a. Therefore, an IF signal corresponding to TMDS2 is output from the channel selection filter 205c.
  • the operation of the subsequent circuit after the channel selection filter 205c in the TMDS receiver 207c is the same as that of the TMDS receiver 207a.
  • the detector 207c reproduces the digital signal TMDS2.
  • the millimeter wave receiver 201 reproduces the digital signals TMDS0 to TMDS2.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a functional configuration of the DDC transceiver 102.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a functional configuration of the DDC transceiver 202.
  • the DDC transceiver 102 includes a level conversion and input protection circuit 108, an MCU (Micro Control Unit) 109, an RF (Radio Frequency) transceiver 110, and an antenna 111.
  • the DDC transceiver 202 includes a level conversion and input protection circuit 212, an MCU (Micro Control Unit) 213, an RF transceiver 214, and an antenna 215.
  • MCU Micro Control Unit
  • the basic hardware configuration of the DDC transceiver 102 on the source device side and the DDC transceiver 202 on the sink device side are the same. Therefore, the DDC transmitter / receiver 102 and the DDC transmitter / receiver 202 can share a hardware configuration by changing the software such as a switching mechanism such as several jumper terminals.
  • the DDC transceivers 102 and 202 are protocol converters that convert DDC into RF packets.
  • the DDC transceivers 102 and 202 make DDC communication wireless by converting the DDC into RF packets.
  • Antennas 111 and 215 are high-frequency antennas for one channel corresponding to the RF transceivers 110 and 214.
  • the RF transceivers 110 and 214 are high-frequency wireless communication transceivers.
  • the MCUs 109 and 213 are hardware for DDC communication, RF packet transmission / reception, and HPD terminal status monitoring / setting.
  • the MCU 109 on the source device 2 side starts the DDC and executes a protocol conversion process to an RF packet according to the generated DDC request.
  • the MCU 213 on the sink device 3 side performs reception packet monitoring of the RF transceiver 214 and protocol conversion processing into a DDC request corresponding to the packet.
  • the level conversion and input protection circuit is a circuit that converts the voltage level of the DDC and HPD between the DDC transceivers 102 and 202 and the HDMII / F, and performs protection for measures against hot plugging / removing of the HDMI cable.
  • the DDC transmitter / receiver 102 starts DDC communication processing by issuing a request from the source device 2.
  • the DDC transceiver 102 executes HPD monitoring in parallel with the DDC communication processing.
  • the DDC transceiver 102 executes HPD monitoring by utilizing the idle time generated when the DDC bus is idle.
  • Transmission / reception of the RF packet is executed by an automatic retransmission request protocol with the source device 2 as a master.
  • the DDC bus is a transmission path through which SCL and SDA are transmitted.
  • RF transceivers 110 and 214 transmit and receive, for example, 2.4 GHz radio signals.
  • the RF transceivers 110 and 214 use FSK (frequency shift keying) as a modulation method, but are not particularly limited.
  • the DDC transceivers 102 and 202 transmit and receive RF packets using the I2C method as a communication protocol.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the DDC transceiver 102 on the source device 2 side.
  • the MCU 109 sets the HPD signal to the source device 2 to “L” as an initialization operation, and suppresses the start of DDC communication (A-1). ).
  • the level conversion and input protection circuit 108 performs level conversion on the output of the MCU 109 and sets HPD to “L”.
  • the MCU 109 generates an HPD confirmation packet in order to confirm the HPD terminal state of the sink device 3 (A-2).
  • the RF transceiver 110 transmits the HPD confirmation packet generated by the MCU 109 as an RF packet.
  • the MCU 109 sets the RF transceiver 110 to the reception mode in order to receive the response from the DDC transceiver 202 (A-3).
  • the MCU 109 determines whether or not a response packet to be transmitted from the DDC transceiver 202 has been received (A-4). If the MCU 109 has received a response packet with no error within the specified timeout period, the MCU 109 proceeds to operation A-5. On the other hand, the MCU 109 returns to the operation of A-2 when the response packet is not received within the specified timeout period or when it is an error even if it is received.
  • the MCU 109 updates the sequence number (packet number) given to the packet. Thereby, the DDC transceiver 202 on the sink device 3 side can determine whether the HPD confirmation packet transmitted from the DDC transceiver 102 is a retransmission request or a new HPD confirmation packet.
  • the MCU 109 analyzes the response packet and confirms whether the HPD terminal of the sink device 2 is “H” (A-6).
  • the MCU 109 proceeds to the operation of A-7 and controls the level conversion and input protection circuit 108 so that the HPD terminal of the source device 2 becomes “H”. In response to this, the level conversion and input protection circuit 108 sets the HPD terminal of the source device 2 to “H”.
  • the source device 2 After the operation of A-7, the source device 2 starts communication using the DDC bus because the HPD is in the “H” state. Therefore, after A-7, the MCU 109 determines whether there is any request from the DDC bus and enters a waiting state (A-8). When there is a request from the DDC bus, the MCU 109 detects communication from the DDC bus, analyzes the contents, and transmits a request packet corresponding to the request to the RF transceiver 110 (A-9). Next, the MCU 109 sets the RF transceiver 110 to the reception mode in order to receive the response from the DDC transceiver 202 (A-10).
  • the MCU 109 determines whether or not a response packet to be transmitted from the DDC transceiver 202 has been received (A-11). If the MCU 109 has received a response packet with no error within the specified timeout period, the MCU 109 proceeds to the operation of A-12. On the other hand, the MCU 109 returns to the operation of A-9 and retransmits the request packet when the response packet cannot be received within the specified timeout period or when there is an error even if it is received.
  • the MCU 109 updates the sequence number (packet number) given to the packet.
  • the DDC transceiver 202 on the sink device 3 side can determine whether the request packet transmitted from the DDC transceiver 102 is a retransmission request or a new request packet.
  • the MCU 109 analyzes the response packet from the DDC transceiver 202, recognizes the contents of the DDC, and sends a response corresponding to the contents of the DDC to the DDC bus (A-13). In response to this, the level conversion and input protection circuit 108 performs level conversion and sends a response to the source device 2.
  • the MCU 109 executes the DDC communication processing from A-8 to A-13 until the state of the DDC bus becomes the idle state. When the DDC bus is in an idle state, that is, when the DDC communication is not performed, the MCU 109 returns to the operation from A-2 to A-6 (HPD monitoring process), and the HPD Perform monitoring.
  • the MCU 109 monitors whether the HPD state is “H” level at any time. When the HPD state becomes “L” level, the MCU 109 transmits a new HPD confirmation packet to the sink device 3 side. Obtain the status of the HPD terminal again.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the DDC transceiver 202 on the sink device 3 side.
  • the MCU 213 sets the RF transceiver 214 to the reception mode in order to receive a request from the DDC transceiver 102 on the source device 2 side as an initialization operation ( B-1).
  • the MCU 213 analyzes the packet transmitted from the DDC transceiver 102 and determines whether it is an HPD confirmation packet.
  • the MCU 213 proceeds to the operation of B-3.
  • the MCU 213 proceeds to the operation of B-6.
  • the MCU 213 refers to the packet number and determines whether or not the received HPD confirmation packet is a new request. If the request is a new request, the MCU 213 reads the state of the HPD terminal of the sink device 3, and causes the RF receiver 214 to transmit a response packet describing the state of the HPD terminal (B-5). On the other hand, if it is not a new request, the MCU 213 retransmits the response packet transmitted at the time of the new request (B-5). After the operation of B-5, the MCU 213 returns to the operation of B-1. The HPD confirmation process is performed by the operations from B-2 to B-5.
  • the MCU 213 determines whether the HPD terminal of the sink device 3 is at the “H” level. If it is not “H” level, the MCU 213 does not allow packet processing other than the HPD confirmation packet, and returns to the operation of B-1. On the other hand, if it is at the “H” level, the MCU 213 proceeds to the operation of B-7.
  • the MCU 213 analyzes the received packet, analyzes the contents of the DDC, and proceeds to the operation of B-8. At this time, if an error is confirmed in the received data string, the MCU 213 discards the received packet and returns to the operation of B-1.
  • the MCU 213 In the operation of B-8, the MCU 213 refers to the packet number of the received packet and confirms whether it is a new request or a retransmission request. If it is a new request, the MCU 213 proceeds to the operation of B-9. On the other hand, if the request is not a new request, the MCU 213 retransmits the response packet transmitted last time (B-10).
  • the MCU 213 issues a command corresponding to the request requested from the source device 2, and transmits the command to the sink device 3 via the level conversion and input protection circuit 212. . Since the sink device 3 returns a response in response to the transmission of the command, the MCU 213 generates a response packet based on the response, and causes the RF transceiver to transmit the response packet (B-10). DDC communication processing is performed by the operations from B-6 to B-10.
  • the MCU 213 After confirming that the DDC bus is in the idle state, the MCU 213 returns to the packet reception waiting state (B-1). When the DDC bus is in an idle state and a new HPD confirmation packet is transmitted, the MCU 213 responds to the HPD monitoring process by the operations of B-2, B-3, and B-5.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a functional configuration of a prototype of the wireless HDMI transmitter 100.
  • the wireless HDMI transmitter 100 includes an HDMI connector 112, a DAC (Digital to Analog Converter) 113, a connector 114, a DC + 5V power connector 115, and resistors 116 and 117 formed on an FR4 (Frame Recipient Type 4) board. , 118 and a millimeter wave transmitter 101.
  • the millimeter wave transmitter 101 can be attached to and detached from the connector 114.
  • DC + 5V is supplied separately in consideration of the simplicity of the experiment.
  • DC + 5V may be supplied from the HDMI connector 112.
  • the wireless HDMI receiver 200 shown in FIG. 11 does not receive DC + 5V from the HDMI connector 216, and therefore supplies DC + 5V from the outside even in an actual product.
  • the HDMI connector 112 and the HDMI connector of the source device 2 were connected by an HDMI cable.
  • the DAC 113 generates control voltages VLO1T to VLO3T to be supplied to the VCOs 106a to 106c in the millimeter wave transmitter 101.
  • the regulator 116 converts DC + 5V into 3.3V.
  • the regulator 117 converts DC + 5V to 1.2V.
  • 3.3V is a power source supplied to the CML circuit.
  • 1.2V is a power source supplied to other circuits.
  • Resistor 118 is 1.2 K ⁇ .
  • the resistor 118 is connected to a bias circuit 119 (see FIG. 14) inside the millimeter wave transmission chip 101b (see FIG. 13), and is used to generate a reference current of 1 mA.
  • the DDC transceiver 102 is also formed on the FR4 substrate.
  • the millimeter wave transmitter 101 includes millimeter wave 4 ⁇ 4 patch antennas 306, 307, and 308 having a sandwich structure as will be described later.
  • the 4 ⁇ 4 patch antennas 306, 307, and 308 correspond to the antennas ANT1, ANT2, and ANT3, respectively.
  • an aluminum cover 306a is formed on the 4 ⁇ 4 patch antennas 306, 307, and 308, an aluminum cover 306a is formed on the 4 ⁇ 4 patch antennas 306, 307, and 308, an aluminum cover 306a is formed.
  • the aluminum cover 306a has slot openings (black portions in FIG. 10) at locations corresponding to the 4 ⁇ 4 patch antennas 306, 307, and 308.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a functional configuration of a prototype of the wireless HDMI receiver 200.
  • the wireless HDMI receiver 200 includes an HDMI connector 216, a DAC 217, a connector 218, a DC + 5V power connector 219, resistors 220, 221, and 222, and a millimeter wave formed on an FR4 (Frame Regentant Type 4) board.
  • a receiver 201 is included. The millimeter wave receiver 201 can be attached to and detached from the connector 218.
  • the HDMI connector 216 and the HDMI connector of the sink device 3 were connected by an HDMI cable.
  • the DAC 217 generates control voltages VLO1R to VLO3R to be supplied to the VCOs 204a to 204c in the millimeter wave receiver 201 and gain control signals VGA1R to VGA3R to be supplied to the VGAs 206a to 206c.
  • the gain control signals VGA1R to VGA3R are controlled by a structure as shown in FIG.
  • Resistor 220 converts DC + 5V to 3.3V.
  • the resistor 221 converts DC + 5V to 1.2V.
  • 3.3V is a power source supplied to the CML circuit.
  • 1.2V is a power source supplied to other circuits.
  • Resistor 222 is 1.2 K ⁇ .
  • the resistor 222 is connected to a bias circuit 223 (see FIG. 15) inside the millimeter wave receiving chip 201b (see FIG. 13), and is used to generate a reference current of 1 mA.
  • the DDC transceiver 202 is also formed on the FR4 substrate.
  • the millimeter wave receiver 201 includes millimeter wave 4 ⁇ 4 patch antennas 306, 307, and 308 having a sandwich structure as will be described later.
  • the 4 ⁇ 4 patch antennas 306, 307, and 308 correspond to the antennas ANT11, ANT21, and ANT31, respectively.
  • an aluminum cover 306a is formed on the 4 ⁇ 4 patch antennas 306, 307, and 308, an aluminum cover 306a is formed on the 4 ⁇ 4 patch antennas 306, 307, and 308, an aluminum cover 306a is formed.
  • the aluminum cover 306a has slot openings (black areas in FIG. 11) at positions corresponding to the 4 ⁇ 4 patch antennas 306, 307, and 308.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the millimeter wave transmitter 101 and the millimeter wave receiver 201. Since the cross-sectional structures of the millimeter wave transmitter 101 and the millimeter wave receiver 201 are the same, here, description will be made using FIG. 12 in common.
  • a polyimide film substrate 302 is provided on the aluminum base 301 via an aluminum spacer 305a.
  • a Cu wiring layer 303 is formed on the film substrate 302.
  • the millimeter wave transmitting chip 101b and the millimeter wave receiving chip 201b, which are CMOS chips, are connected to the Cu wiring layer 303 using bumps (SnAg: Sn 98 wt%, Ag 2 wt%) formed on the CMOS chip.
  • a connector connecting portion 304 that is connected to the connectors 114 and 218 is provided at the end of the film substrate 302.
  • Aluminum spacers 305 a, 305 c, and 305 d are provided on the Cu wiring layer 303.
  • a polyimide film substrate 320 is provided on the aluminum spacer 305d.
  • 4 ⁇ 4 patch antennas 306 to 308 (corresponding to ANT1 to ANT3 and ANT11 to ANT31) are formed.
  • the 4 ⁇ 4 patch antennas 306 to 308 are 4 ⁇ 4 planar patch antennas having circular polarization, a radiation angle of ⁇ 7.5 degrees, and a gain of about 17 dB.
  • An aluminum cover 306a is formed on the 4 ⁇ 4 patch antennas 306 to 308 via an aluminum spacer 305e.
  • Aluminum cover 306a has slot openings at locations corresponding to 4 ⁇ 4 patch antennas 306-308.
  • FIG. 13 is a view showing the Cu wiring layer 303, the CMOS chips 101b and 201b, and the connector connecting portion 304 formed on the film substrate 302. As shown in FIG. Since the wiring structures of the millimeter wave transmitter 101 and the millimeter wave receiver 201 are the same, here, description will be made using FIG. 13 in common.
  • the connector connecting portion 304 and the CMOS chips 101b and 201b are connected by a wiring portion 309 such as a power source and a control signal.
  • the CMOS chips 101b and 201b are connected to wirings 310, 311, and 312 for transmitting data signals of TMDS0 to TMDS2.
  • the CMOS chips 101b and 201b are connected to the wiring portion 309 and the wirings 310, 311 and 312 by bumps.
  • the wirings 310, 311, and 312 each have the same length.
  • the wiring 310 is connected to an antenna connection unit 313 for connecting to the TMDS0 4 ⁇ 4 patch antenna 306.
  • the antenna connection portion 313 and the TMDS0 4 ⁇ 4 patch antenna 306 are connected by electromagnetic coupling through connection openings provided in the aluminum spacers 305b, 305c, and 305c.
  • description of wiring for feeding power from the antenna connection unit 313 to each patch of the 4 ⁇ 4 patch antenna 306 is omitted, but the antenna connection unit 313 to the patch of the 4 ⁇ 4 patch antenna 306 is performed by a known method.
  • the wiring 311 is connected to an antenna connection unit 314 for connecting to the 4 ⁇ 4 patch antenna 307 for TMDS0.
  • the antenna connecting portion 314 and the TMDS0 4 ⁇ 4 patch antenna 307 are connected by electromagnetic coupling through connection openings provided in the aluminum spacers 305b, 305c, and 305c.
  • description of wiring for supplying power from the antenna connection unit 314 to each patch of the 4 ⁇ 4 patch antenna 307 is omitted, but the antenna connection unit 314 to the patch of the 4 ⁇ 4 patch antenna 307 may be performed by a known method.
  • Power is supplied to each patch.
  • the wiring 312 is connected to an antenna connection unit 315 for connecting to a 4 ⁇ 4 patch antenna 308 for TMDS0.
  • the antenna connection portion 315 and the TMDS0 4 ⁇ 4 patch antenna 308 are connected by electromagnetic coupling through connection openings provided in the aluminum spacers 305b, 305c, and 305c.
  • description of wiring for supplying power from the antenna connection unit 315 to each patch of the 4 ⁇ 4 patch antenna 308 is omitted, but the antenna connection unit 315 to the patch of the 4 ⁇ 4 patch antenna 308 is not described. Power is supplied to each patch.
  • FIG. 14 is a block diagram showing a functional configuration of a prototype millimeter wave transmission chip (millimeter wave transmitter) 101b. 14, parts having the same configuration as that of the millimeter wave transmitter 101b shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the millimeter wave transmission chip 101b was designed and manufactured using a 90 nm CMOS process.
  • the chip size of the millimeter wave transmission chip 101b was 5 mm ⁇ 2.31 mm.
  • the control voltage VLO1T is input to the VCO 106a.
  • the control voltage VLO2T is input to the VCO 106b.
  • the control voltage VLO3T is input to the VCO 106c.
  • the power supply 1.2V is supplied to each circuit other than the CML circuits 103a to 103c.
  • the power supply 3.3V is supplied to the CML circuits 103a to 103c.
  • the bias circuit 119 includes a Band Gap Reference circuit and a current mirror circuit.
  • the bias circuit 119 is connected to a resistor 118, which is a reference resistor, generates a reference current of 1 mA, and supplies the reference current to each circuit.
  • the control voltages VLO1T to VLO3T from the DAC 113 are set so that the carrier frequencies of CH1 to CH3, that is, the oscillation frequencies of the VCOs 106a to 106c are 60.75 GHz, 62.5 GHz, and 64.25 GHz, respectively.
  • the digital signal TMDS0 is a signal supplied from the HDMI connector 112, and is composed of a differential signal of TMDS0 + and TMDS0-.
  • the digital signal TMDS0 is a signal having a maximum voltage of 3.3V and a minimum voltage of 2.9V as standard.
  • the CML circuit 103a converts the digital signal TMDS0 into a 1.2V CMOS level single-ended signal.
  • the low-pass filter 104a shapes the waveform of the signal output from the CML circuit 103a so that the harmonic component is attenuated.
  • the OOK modulation unit 105a performs OOK modulation on the baseband signal from the low-pass filter 104a with the 60.75 GHz carrier signal output from the VCO 106a.
  • the signal subjected to OOK modulation is output via the antenna ANT1.
  • the output power at the end of the antenna ANT1 is -1 dBm.
  • TMDS1 and TMDS2 are the same as TMDS0.
  • FIG. 15 is a block diagram showing a functional configuration of a prototype millimeter wave receiving chip (millimeter wave receiver) 201b. 15, parts having the same configuration as that of the millimeter wave receiver 201b shown in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the millimeter wave receiving chip 201b was designed and manufactured using a 90 nm CMOS process.
  • the chip size of the millimeter wave receiving chip 201b was 5 mm ⁇ 2.69 mm.
  • the control voltage VLO1R is input to the VCO 204a.
  • the control voltage VLO2T is input to the VCO 204b.
  • the control voltage VLO3T is input to the VCO 204c.
  • the power supply 1.2V is supplied to each circuit other than the CML circuits 211a to 211c.
  • the power supply 3.3V is supplied to the CML circuits 211a to 211c.
  • the bias circuit 223 includes a Band Gap Reference circuit and a current mirror circuit.
  • the bias circuit 223 is connected to a resistor 222, which is a reference resistor, generates a reference current of 1 mA, and supplies the reference current to each circuit.
  • the control voltages VLO1R to VLO3R from the DAC 217 are set so that the carrier frequencies of CH1 to CH3, that is, the oscillation frequencies of the VCOs 203a to 203c are 52.75 GHz, 54.5 GHz, and 56.25 GHz, respectively.
  • the gain control signals VGA1R to VGA3R are set to values that optimize reception characteristics.
  • FIG. 16 shows a spectrum of a signal received by the CH1 antenna ANT11 of the millimeter wave receiving chip 201b.
  • the received signal is amplified by the LNA 202a having a gain of 20 dB and an NF of 9 dB.
  • the received signal having a carrier frequency of 60.75 GHz is down-converted by the mixer 203a using a local signal of 52.75 GHz.
  • the down-converted received signal is converted into an IF signal having a center frequency of 8 GHz.
  • FIG. 17 shows the spectrum of the IF signal.
  • the channel selection filter 205a passes only the CH1 signal (center frequency 8 GHz: thick line in FIG. 17) and removes other signals.
  • the filter characteristics of the channel selection filter 205a are such that the center frequency is 8 GHz, the 3 dB bandwidth is 1.8 GHz, and the attenuation at a frequency 2 GHz away from the center frequency is about 16 dB.
  • the signal that has passed through the channel selection filter 205a is amplified by the VGA 206a and demodulated by square detection by the detection circuit 208a.
  • the total gain of mixer 203a and VGA 206a was 9 dB to 36 dB when the value of gain control signal VGA1R was 0.35 V to 0.9 V.
  • the limiter circuit 209a amplifies the demodulated signal so as to maximize the amplitude, generates a digital signal TMDS0, and converts it into a 1.2V CMOS level baseband signal.
  • the CML circuit 211a converts the CMOS level baseband signal from a 2.9V to 3.3V differential signal, generates TMDS0 + and TMDS0 ⁇ , and outputs them to the HDMI connector 216 via the FR4 board.
  • TMDS1 and TMDS2 are the same as TMDS0.
  • the BER and the power consumption of the main part were measured with a signal of 750 Mbps with the wireless HDMI transmitter 100 and the wireless HDMI receiver 200 separated by 40 cm.
  • VLO1T 0.61V
  • carrier frequency is 60.74 GHz
  • VLO2T 0.78V
  • the carrier frequency is 62.46 GHz
  • VLO3T 0.6V and the carrier frequency was 64.25 GHz.
  • VLO1R 0.35V
  • local frequency is 52.77 GHz
  • VLO2R 1.15V
  • local frequency is 54.56 GHz
  • VLO3R 0.3V
  • local frequency is 56.25 GHz
  • VGA1R 0.4V
  • the gain of mixer and VGA is about 19dB
  • VGA2R 0.4V
  • the gain of mixer and VGA is about 19dB
  • VGA3R 0.4V
  • the gain of the mixer and VGA was about 19 dB.
  • the millimeter wave transmitter 101 portion is 224 mW (of which 99 mW is the power consumption of the CML circuits 105a to 105c), and the RF transceiver 110 portion of the DDC transceiver 102 is 35 mW,
  • the MCU109 portion was 3.3 mW. Therefore, the total power consumption of the main parts in the wireless HDMI transmitter 100 is 262.3 mW.
  • the millimeter wave receiver 201 portion was 240 mW
  • the RF transceiver 214 portion of the DDC transceiver 202 was 44 mW
  • the MCU portion was 3.3 mW. Therefore, the total power consumption of the main parts in the wireless HDMI receiver 200 is 287.3 mW.
  • TMDS0 CH1 is 4.4 ⁇ 10 ⁇ 12
  • TMDS1 CH2 is 0 (error free: error could not be measured)
  • TMDS2 CH3 was 0 (error free: error could not be measured) It became.
  • the signals used are 1080i / 60 FPS and 1080p / 24 FPS.
  • the bit rates of each CH are 741.76 Mbps and 741.88 Mbps, respectively.
  • the source device 2 was PS3 (registered trademark) manufactured by Sony Computer Entertainment Inc. PS3 (registered trademark) and the wireless HDMI transmitter 100 were connected via an HDMI cable.
  • the distance between the wireless HDMI transmitter 100 and the wireless HDMI receiver 200 was 80 cm.
  • the sink device 3 was an HDTV (Aquos: registered trademark) manufactured by Sharp Corporation.
  • the wireless HDMI receiver 200 and the HDTV were connected with an HDMI cable.
  • This prototype was able to configure a wireless HDMI transmitter and a wireless HDMI receiver operating at several hundred mW. I got the prospect of selling for thousands of yen.
  • the millimeter wave carrier signals from the VOCs 106a to 106c provided for each channel of the transmission path are on-off modulated for each channel and wirelessly transmitted.
  • the on / off-modulated radio signal is down-converted by a millimeter-wave local signal from the VCOs 204a to 204c provided for each channel and demodulated into the original digital signals HDMI0 to HDMI2.
  • modulation is performed using on / off modulation and the radio signal is demodulated based on envelope information of the radio signal subjected to on / off modulation, Even if the carrier frequency is not accurately fixed in FIG. 1, high-quality demodulation is possible even if the local frequency is not accurately fixed on the receiving side.
  • the wireless HDMI transmitter 100 and the wireless HDMI receiver 200 do not require a PLL circuit, a high-speed processing circuit, and a look-up table.
  • a wireless transmission system for wirelessly transmitting a digital signal from one device to another device at a low price and low power consumption without degrading transmission quality, and a wireless transmitter, a wireless receiver, a wireless transmission method used therefor, It is possible to provide a wireless reception method and a wireless communication method.
  • the millimeter wave transmitter 101 includes low-pass filters 104a to 104c that remove harmonic components of the digital signals HDMI0 to HDMI2. Therefore, OOK modulation is performed using a digital signal from which harmonic components have been removed. Therefore, the sideband level of the millimeter wave modulation signal can be suppressed, and the interference signal to the adjacent millimeter wave channel can be suppressed. Therefore, signal transmission can be performed while maintaining high quality.
  • the CMS circuit effectively works for conversion to the CMOS level.
  • the sideband since the carrier frequency interval is equal to or greater than the bandwidth that is twice the bit rate of the digital signal, the sideband can be prevented from interfering with the adjacent channel, and high-quality communication can be realized.
  • the state of the HPD is appropriately determined even if the state is wireless. Can be confirmed. As described above, even when the DDC is wireless, if the present invention is used, the DDC can be appropriately transmitted and received.
  • the detection units 230a to 230c in the wireless HDMI receiver 200 include channel selection filters 205a to 205c, variable gain amplifiers 206a to 206c, detection circuits 208a to 208c, limiter circuits 209a to 209c, and offset cancellers 210a to 210c.
  • the received radio signal can be accurately demodulated.
  • the local oscillators 204a to 204c, the mixers 203a to 203c, and the detectors 230a to 230c in the wireless HDMI receiver 200 With CMOS, high-quality millimeter-wave communication is possible. Therefore, it is effective for the CML circuits 211a to 211c to convert the CMOS level to the voltage level to the sink device 3.
  • the millimeter-wave wireless signal is down-converted into an IF signal, so that the demodulation accuracy is improved.
  • clock signal HDMICLK is reproduced by the clock recovery circuit, it is possible to construct an HDMI wireless transmission system even when the millimeter wave band for four channels cannot be used due to restrictions on the use of radio waves.
  • FIG. 1 the configuration of the millimeter wave transmitter 401 is different from that of the first embodiment.
  • the millimeter wave transmitter 401 of the second embodiment is provided with a PLL circuit that locks the VCOs 106a to 106c of the TMDS transmitters 107a to 107c only at a predetermined timing. Different from the wave transmitter 101.
  • the millimeter wave receiver 501 of the second embodiment differs from the millimeter wave receiver 201 of the first embodiment in that a PLL circuit that locks the TMDS receivers 207a to 207c only at a predetermined timing is provided.
  • FIG. 18 is a block diagram showing a functional configuration of the millimeter wave transmitter 401 in the second embodiment of the present invention.
  • the millimeter wave transmitter 401 is provided with PLL circuits 408a to 408c for fixing the oscillation frequencies of the VCOs 106a to 106c.
  • Each of the PLL circuits 408a to 408c includes a frequency divider 402, a prescaler circuit 403, a phase comparator 404, a charge pump 405, a low pass filter 406, and a reference oscillator 407.
  • the frequency divider 402 divides the output of the VCO 106a to a frequency of 1 / M.
  • the prescaler circuit 403 multiplies the output frequency of the frequency divider 402 by L / N (L ⁇ M) and inputs the result to the phase comparator 404.
  • the output frequency of the prescaler circuit 403 is F_VCO * L / M / N, where the frequency of the VCO 106a is F_VCO.
  • the reference frequency is input from the reference oscillator 407 to the other input of the phase comparator 404.
  • the phase comparator 404 performs phase comparison between the reference frequency and the clock signal output from the prescaler circuit 403. Depending on the comparison result of the phase comparator 404, the charge pump 405 increases or decreases the output voltage.
  • the output voltage of the charge pump 405 is input to the frequency control terminal of the VCO 106a through the low pass filter 406.
  • F_REF F_VCO * L / M / N
  • F_REF F_VCO * L / M / N
  • the PLL circuits 408b and 408c connected to the VCOs 106b and 106c function in the same manner, but the reference frequency of the reference oscillator 407 and the division ratios of the frequency divider 402 and the prescaler circuit 403 are the same as those of the VCOs 106b and 106c. It is appropriately selected according to the oscillation frequency.
  • FIG. 19 is a block diagram showing a functional configuration of the millimeter wave receiver 501 according to the second embodiment of the present invention.
  • the millimeter wave receiver 501 is provided with PLL circuits 508a to 508c for fixing the oscillation frequencies of the VCOs 204a to 204c.
  • PLL circuits 508a to 508c each include a frequency divider 502, a prescaler circuit 503, a phase comparator 504, a charge pump 505, a low-pass filter 506, and a reference oscillator 507.
  • the PLL circuits 508a to 508c connected to the VCOs 204a to 204c operate in the same manner as the PLL circuits 408a to 408c, but the reference frequency of the reference oscillator 507 and the frequency divider 502 and the prescaler circuit 503 are divided. The ratio is appropriately selected according to the oscillation frequency of the VCOs 204a to 204c.
  • the second embodiment is characterized in that the oscillation frequencies of the VCOs 106a to 106c and 204a to 204c are fixed by the PLL circuits 408a to 408c and 508a to 508c.
  • the VCO is always locked by a PLL circuit.
  • a PLL circuit for locking the VCO is not essential. However, if the VCO is locked only at a predetermined timing and the control voltage used at that time is continuously supplied to the VCO thereafter, it is possible to further prevent transmission quality deterioration while suppressing power consumption.
  • the lock is released, and the control voltage used at the time of locking is supplied to the VCO during the operation of the millimeter wave transmitter 401 and the millimeter wave receiver 501. To supply.
  • the predetermined timing (1) the first timing when the wireless HDMI transmitter 100 is connected to the source device 2, (2) the first timing when the wireless HDMI receiver 200 is connected to the sink device 3, and (3) the wireless HDMI There are a timing when the transmitter 100 and the wireless HDMI receiver 200 are manufactured, and (4) a predetermined periodic timing.
  • Control units provided in the wireless HDMI transmitter 100 and the wireless HDMI receiver 200 respectively manage predetermined timings.
  • the PLL circuits 408 and 507 are connected to the VCOs 106a to 106c and The operations of the PLL circuits 408a to 409c and 508a to 508c are controlled so as to lock the 204a to 204c. If the control voltage is obtained after being locked, each control unit inputs the control voltage to a digital-analog converter (not shown) and converts the value of the control voltage into digital data.
  • the converted digital data is stored in storage units (not shown) provided in the wireless HDMI transmitter 100 and the wireless HDMI receiver 200, respectively.
  • control voltages corresponding to stored digital data are input to the VCOs 106a to 106c and 204a to 204c from the digital-analog converter until a predetermined timing comes again.
  • the PLL circuits 408a to 408c and 508a to 508c function as a frequency adjustment unit for adjusting the oscillation frequencies of the VCOs 106a to 106c as carrier oscillators and the VCOs 204a to 204c as local oscillators only at a predetermined timing. .
  • the carrier frequency is adjusted only at a predetermined timing. Therefore, it is possible to prevent the carrier frequency from deviating significantly, and furthermore, high-quality communication is possible. Further, if the carrier frequency is adjusted only at a predetermined timing, there is an effect that the power consumption is not increased. If the frequency adjustment unit is a PLL circuit on the transmission side and the reception side, the design of the frequency adjustment unit is facilitated. Further, the frequency adjustment units 408a to 40c8 can be constructed by CMOS, and the function of frequency adjustment can be added without increasing the size of the wireless HDMI transmitter 100 and the wireless HDMI receiver 200.
  • FIG. 20 is a block diagram illustrating a functional configuration of the millimeter wave transmitter 409 according to the third embodiment of the present invention. 20, parts having the same functions as those of the millimeter wave transmitter 101 in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the millimeter wave transmitter 409 is provided with frequency adjustment units 410a to 410c for adjusting the oscillation frequencies of the VCOs 106a to 106c.
  • Each of the frequency adjustment units 410a to 410c includes a frequency divider 411, a frequency counter 412, registers 413 and 414, a frequency comparator 415, and a digital / analog converter 416.
  • the frequency divider 411 divides the output of the VCO 106a.
  • the frequency counter 412 measures the frequency after frequency division and writes it in the register 413.
  • the set value stored in the ROM (not shown) is written in the register 414 by I2C communication when the power is turned on.
  • the frequency comparator 415 compares the set value of the register 414 with the measured value of the register 413, and inputs the comparison result as a digital signal to the digital-analog converter 416.
  • the digital-analog converter 416 changes the input digital signal into a voltage and inputs the voltage to the VCO 106a as a control voltage for the VCO 106a.
  • the frequency adjustment units 410b and 410c connected to the VCOs 106b and 106c function in the same manner, but the set values of the frequency divider 411 and the register 414 are appropriately selected according to the oscillation frequencies of the VCOs 106b and 106c. Yes.
  • FIG. 21 is a block diagram showing a functional configuration of the millimeter wave receiver 509 according to the second embodiment of the present invention.
  • the millimeter wave receiver 501 is provided with frequency adjustment units 510a to 510c for adjusting the oscillation frequencies of the VCOs 204a to 204c.
  • Each of the frequency adjustment units 510a to 510c includes a frequency divider 511, a frequency counter 512, registers 513 and 514, a frequency comparator 515, and a digital / analog converter 516.
  • the frequency adjustment units 510a to 510c connected to the VCOs 204a to 204c operate in the same manner as the frequency adjustment units 410a to 410c, but the set values of the frequency divider 511 and the register 514 are the oscillation frequencies of the VCOs 204a to 204c. It is selected appropriately according to.
  • the third embodiment is characterized in that the frequency adjustment units 410a to 410c and 510a to 510c have timings at which the oscillation frequencies of the VCOs 106a to 106c and 204a to 204c are fixed.
  • the VCO is always locked by a PLL circuit.
  • a PLL circuit for locking the VCO is not essential.
  • the oscillation frequency of the VCO is adjusted only at a predetermined timing and the control voltage used at that time is continuously supplied to the VCO, it is possible to further prevent transmission quality deterioration while suppressing power consumption. Therefore, in the third embodiment, after adjusting the oscillation frequency of the VCO only at a predetermined timing, the adjustment is canceled and the control voltage used at the time of adjustment is used during the operation of the millimeter wave transmitter 409 and the millimeter wave receiver 509. , To supply to the VCO.
  • the predetermined timing (1) the first timing when the wireless HDMI transmitter 100 is connected to the source device 2, (2) the first timing when the wireless HDMI receiver 200 is connected to the sink device 3, and (3) the wireless HDMI There are a timing when the transmitter 100 and the wireless HDMI receiver 200 are manufactured, and (4) a predetermined periodic timing.
  • a control unit (not shown) provided in each of the wireless HDMI transmitter 100 and the wireless HDMI receiver 200 manages a predetermined timing, and when the predetermined timing has arrived, the frequency adjustment units 410a to 410c and 510a to 510c. Controls the operations of the frequency adjustment units 410a to 410c and 510a to 510c so as to adjust the oscillation frequencies of the VCOs 106a to 106c and 204a to 204c. If the control voltage is obtained after being locked, each control unit inputs the control voltage to a digital-analog converter (not shown) and converts the value of the control voltage into digital data. The converted digital data is stored in storage units (not shown) provided in the wireless HDMI transmitter 100 and the wireless HDMI receiver 200, respectively. Thereafter, control voltages corresponding to stored digital data are input to the VCOs 106a to 106c and 204a to 204c from the digital-analog converter until a predetermined timing comes again.
  • the local frequency is adjusted only at a predetermined timing. Therefore, it is possible to prevent the local frequency from deviating greatly, and furthermore, high-quality communication is possible. Further, if the local frequency is adjusted only at a predetermined timing, there is an effect that the power consumption is not increased.
  • the frequency control unit is configured to count the frequency and compare with the specified value, it is possible to provide a radio transmitter in which the frequency is appropriately adjusted while realizing low power consumption. Become.
  • the low-pass filter 406 required in the PLL circuits 408a to 408c in the second embodiment is not necessary, and the circuit configuration is simplified, so that a frequency adjustment function can be added at a low price. Further, the frequency adjustment units 410a to 410c can be constructed by CMOS, and the function of frequency adjustment can be added without increasing the size of the wireless HDMI transmitter 100 and the wireless HDMI receiver 200.
  • the set value of the frequency information can be written into the OTPROM at the time of chip shipment inspection.
  • OTPROM One Time PROM
  • the setting value is written in advance in the OTPROM, the user who incorporates the millimeter wave transmission chip 110b and the millimeter wave reception chip 201b into the product does not need to set the setting value.
  • the frequency adjusting units 410a to 410c and 510a to 510c may be always operating as long as the power consumption in the frequency adjusting units 410a to 410c and 510a to 510c is not a concern.
  • the frequency adjustment unit may be provided only on the transmission side, or conversely, the frequency adjustment unit may be provided only on the reception side. Further, the configuration of the frequency control unit used on the transmission side and the frequency control unit used on the reception side may not be the same.
  • Communication using OOK modulation and millimeter wave can be used for two-way communication as well as one-way communication like HDMI.
  • communication using OOK modulation and millimeter waves can be used for USB 2.0.
  • USB 2.0 In the fourth embodiment, a case where OOK modulation and millimeter wave communication are used for USB 2.0 will be described.
  • FIG. 22 is a diagram showing connector pin assignments used in USB 2.0.
  • USB 2.0 bidirectional communication using half-duplex communication is performed between a host side such as a personal computer and a device side such as a peripheral device using a differential signal line of D + and D ⁇ . Therefore, transmission and reception are time-shared.
  • control signals are also packetized and communicated by differential signals. Therefore, a 2.4 GHz transceiver for DDC, which was necessary in the case of HDMI, becomes unnecessary.
  • FIG. 23 is a diagram showing an overall configuration of a wireless transmission system 700 when OOK modulation and millimeter waves are used for USB 2.0.
  • the wireless transmission system 700 includes a USB host 701, a wireless USB transceiver 702, a USB device 703, and a wireless USB transceiver 704.
  • the USB host 701 and the wireless USB transceiver 702 are connected via a USB cable.
  • the USB device 703 and the wireless USB transceiver 704 are connected via a USB cable.
  • the power used by the wireless USB transceiver 702 is supplied from the USB host 701 via a USB cable.
  • a power supply used by the wireless USB transceiver 704 is required separately.
  • the wireless USB transceiver (transmission unit) 702 includes a shared circuit 705, a millimeter wave transmitter 707, a millimeter wave receiver 706, a coupler 708, and an antenna 709.
  • the wireless USB transceiver (reception unit) 704 includes a shared circuit 705, a millimeter wave transmitter 707, a millimeter wave receiver 706, a coupler 708, and an antenna 709.
  • portions denoted by the same reference numerals have the same configuration.
  • the wireless USB transceiver (transmitter) 702 and the wireless USB transceiver (receiver) 704 share the transmission / reception frequency.
  • FIG. 24 is a circuit diagram of the shared circuit 705.
  • the shared circuit 705 transmits a signal transmitted from the USB host 701 (or USB device 703) to the millimeter wave transmitter 707 and outputs a signal output from the millimeter wave receiver 706 to the USB host 701 (or USB device 703). Send to.
  • FIG. 25 is a block diagram showing a functional configuration of the millimeter wave transmitter 707.
  • the millimeter wave transmitter 707 modulates the D + and D ⁇ signals by OOK modulation and transmits a millimeter wave radio signal.
  • FIG. 26 is a block diagram showing a functional configuration of the millimeter wave receiver 706.
  • the millimeter wave receiver 706 demodulates the received millimeter wave radio signal and reproduces D + and D ⁇ signals.
  • the antenna 709 can be shared by the millimeter wave transmitter 707 and the millimeter wave receiver 706 using the coupler 708.
  • the millimeter wave transmitter transmitting unit
  • the millimeter wave receiver receiving unit
  • a half-duplex millimeter such as USB 2.0 is provided. Wave radio communication is possible.
  • the number of carrier oscillators, OOK modulators, input circuits, local oscillators, mixers, and detectors may be at least one.
  • the configuration of the fourth embodiment can be used for standards other than USB 2.0 as long as the standard has a half-duplex communication method.
  • USB 3.0 Communication using OOK modulation and millimeter wave is not limited to USB 2.0, but can also be used for USB 3.0.
  • the pin assignment of USB3.0 is shown below.
  • No. 1 Power supply (VBUS)
  • No. 2 USB2.0 differential pair (D-)
  • No. 3 USB2.0 differential pair (D +)
  • No. 4 USB OTG ID identification line 5: GND
  • No. 6 USB3.0 signal transmission line (-)
  • No. 7 USB3.0 signal transmission line (+)
  • No. 8 GND
  • GND No. 9 USB3.0 signal receiving line (-)
  • No. 10 USB3.0 signal receiving line (+)
  • No. 1-No. 5 is the same signal as USB 2.0.
  • Reference numeral 10 denotes a signal used in USB 3.0.
  • Reference numeral 7 denotes a differential signal line for ultra-high-speed signal transmission used for USB 3.0, which is dedicated for transmission.
  • Reference numeral 10 denotes a differential signal line for ultra-high-speed signal transmission used for USB 3.0, which is dedicated for reception.
  • ultra-high-speed signal transmission with USB 3.0 it is possible to perform transmission and reception through separate signal lines and simultaneously transmit and receive. That is, in USB 3.0, full duplex communication is performed.
  • FIG. 27 is a diagram showing an overall configuration of a wireless transmission system 800 when OOK modulation and millimeter waves are used for USB 3.0.
  • portions having functions similar to those of the fourth embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the wireless transmission system 800 includes a USB host 801, a wireless USB transceiver 802, a UDB device 803, and a wireless USB transceiver 804.
  • the USB host 801 and the USB device 803 are devices that support USB 3.0.
  • the USB host 801 and the wireless USB transceiver 802 are connected via a USB cable.
  • the USB device 803 and the wireless USB transceiver 804 are connected via a USB cable. Power used by the wireless USB transceiver 802 is supplied from the USB host 701 via a USB cable. A power supply used by the wireless USB transceiver 804 is required separately.
  • the wireless USB transceiver 802 includes a shared circuit 705, a millimeter wave transmitter 707, a millimeter wave receiver 706, a coupler 708, an antenna 709, a millimeter wave transmitter 805a, a millimeter wave receiver 806a, and an antenna. 807a and antenna 808a are included.
  • the wireless USB transceiver 804 includes a shared circuit 705, a millimeter wave transmitter 707, a millimeter wave receiver 706, a coupler 708, an antenna 709, a millimeter wave transmitter 805b, a millimeter wave receiver 806b, and an antenna. 807b and an antenna 808b.
  • parts having the same reference numerals have the same configuration.
  • the millimeter wave transmitter 805a has the same configuration as the millimeter wave transmitter 707 except for the oscillation frequency of the VCO.
  • the millimeter wave receiver 806b has the same configuration as the millimeter wave receiver 706 except for the oscillation frequency of the VCO.
  • the millimeter wave transmitter 805b has the same configuration as the millimeter wave transmitter 707 except for the oscillation frequency of the VCO.
  • the millimeter wave receiver 806a has the same configuration as the millimeter wave receiver 706 except for the oscillation frequency of the VCO.
  • In USB 3.0 the super-high-speed communication becomes full-duplex communication, so the antenna cannot be shared. Therefore, in addition to the USB 2.0 antenna 709, antennas 807a, 808a, 807b, and 808b are required.
  • the antennas 807a and 807b are transmitting antennas.
  • the antennas 808a and 808b are reception antennas. That is, in the wireless transmission system 800, three-channel communication is performed.
  • FIG. 28 is a diagram illustrating an example of a spectrum of a wireless signal transmitted from the wireless USB transceivers 802 and 804.
  • the millimeter wave transmitter 707 transmits a radio signal having a center frequency of 62.5 GHz. That is, the oscillation frequency of the VCO 106a used in the millimeter wave transmitter 707 is 62.5 GHz. Further, the oscillation frequency of the VCO 204a of the millimeter wave receiver 706 is, for example, 54.5 GHz.
  • Millimeter wave transmitter 805a transmits a radio signal having a center frequency of 60.75 GHz. That is, the oscillation frequency of the VCO 106a used in the millimeter wave transmitter 805a is 60.75 GHz.
  • the millimeter wave receiver 806b receives a radio signal having a center frequency of 60.75 GHz. That is, the oscillation frequency of the VCO 204a used in the millimeter wave receiver 806b is, for example, 52.75 GHz.
  • the millimeter wave transmitter 805b transmits a radio signal having a center frequency of 64.25 GHz. That is, the oscillation frequency of the VCO 106a used in the millimeter wave transmitter 805b is 64.25 GHz.
  • the millimeter wave receiver 806a receives a radio signal having a center frequency of 64.25 GHz. That is, the oscillation frequency of the VCO 204a used in the millimeter wave receiver 806a is, for example, 56.25 GHz.
  • USB 2.0 communication and the ultra-high-speed communication added in USB 3.0 are not performed simultaneously, as shown in FIG. 28, the radio frequency band 62.5 GHz for USB 2.0 and the radio for ultra-high-speed communication are used.
  • the frequency bands 60.75 GHz and 64.25 GHz do not cause interference even if they overlap.
  • the ultra-high speed communication of USB3.0 is 5 Gbps, but when using a frequency band as shown in FIG. 21, communication of at least about 1.5 Gbps is possible.
  • the millimeter wave having a reception frequency different from the transmission frequency of the millimeter wave transmitter (transmission unit) 805a and the millimeter wave transmitter (transmission unit) 805a.
  • the wave receiver (reception unit) 806b millimeter-wave wireless communication by full duplex such as ultra-high speed communication of USB3.0 becomes possible.
  • the configuration of the fifth embodiment can be used for standards other than USB 3.0 as long as it is a standard having a full-duplex communication method.
  • FIG. 29 is a block diagram showing the overall configuration of the wireless transmission system 810 of the present invention.
  • the wireless HDMI transmitter 811 has a configuration in which a TMDS transmitter 107d for transmitting the clock signal TMDSCLK is added to the wireless HDMI transmitter 100 according to the first embodiment.
  • the TMDS transmitter 107d has the same configuration as the TMDS transmitters 107a to 107c except for the oscillation frequency of the VCO.
  • the wireless HDMI receiver 812 adds a TMDS receiver 207d for receiving the clock signal TMDSCLK to the wireless HDMI receiver 200 according to the first embodiment, and excludes the CDR circuit 203.
  • the TMDS receiver 207d has the same configuration as the TMDS receivers 207a to 207c except for the oscillation frequency of the VCO.
  • the number of millimeter wave channels is four.
  • the center frequency of 1CH for TMDS0 is 58.32 GHz
  • the center frequency of 2CH for TMDS1 is 60.48 GHz
  • the center frequency of 3CH for TMDS2 is 62.64 GHz
  • the center frequency of 4CH for TMDSCLK is 64. .8 GHz is recommended.
  • the sixth embodiment since the clock signal HDMICLK is also transmitted wirelessly from the transmission side, a clock recovery circuit on the reception side becomes unnecessary, and the cost of the wireless HDMI receiver 200 can be reduced.
  • the sixth embodiment is effective when a millimeter wave band for four channels can be used.
  • the direction of the antenna of the wireless HDMI transmitter and / or the wireless HDMI receiver may be changed flexibly. Therefore, in the wireless HDMI transmitter and / or the wireless HDMI receiver, the antenna may be provided away from the millimeter wave transmitter and / or the millimeter wave receiver so that the angle of the antenna can be changed. .
  • the angle of the wiring for example, the HDMI connector and the HDMI cable
  • the source device and / or the sink device may be changed.
  • the wireless HDMI transmitter and / or the wireless HDMI receiver with a flexible structure that can change the direction of the antenna, the direction of the antenna can be changed in a direction in which transmission / reception sensitivity is high. Quality can be improved.
  • FIG. 30 is a diagram illustrating an overall configuration of a wireless transmission system 820 according to the seventh embodiment of the present invention.
  • the wireless transmission system 820 includes a first wireless device 821 and a second wireless device 822.
  • the first electronic device 22 and the first wireless device 821 are connected via the first transmission path 23 having one or more channels.
  • the second electronic device 33 and the second wireless device 822 are connected via a second transmission path 34 having one or more channels. Since the first radio 821 has a configuration for transmitting a millimeter-wave radio signal by OOK modulation as in the other embodiments, a detailed configuration is omitted.
  • the second radio 822 has a configuration for receiving a radio signal and reproducing a digital signal by envelope detection (or square detection), as in the other embodiments, a detailed configuration is omitted.
  • the first electronic device 22 outputs not only an HDMI signal but also a digital signal for at least one channel such as a DVI signal, a signal related to DisplayPort, MHL, HAVi, and DiVA.
  • the first wireless device 821 modulates the digital signal from the first electronic device 22 by OOK modulation, and modulates the millimeter wave carrier signal as a wireless signal for each channel.
  • the second radio 822 receives the radio signal, converts it to an IF signal, performs envelope detection (or square detection), reproduces the digital signal output from the first electronic device 22, and outputs the second signal. To the electronic device 33.
  • the signal transmitted wirelessly is not particularly limited.
  • control signal may be transmitted and received using a band other than the millimeter wave as in the first embodiment. If there is an empty channel, the millimeter wave band is used. Control signals may be transmitted and received.
  • the radio receiver down-converts the received radio signal, converts it to an IF signal, and then demodulates it. Therefore, in the first embodiment, three 4 ⁇ 4 patch antennas are used as reception antennas. However, the wireless signal received by one antenna unit (for example, one 4 ⁇ 4 patch antenna) is received. You may make it demodulate by changing the local frequency which branches a signal and downconverts. As for the transmission antenna, as long as different transmission frequencies can be shared by one antenna, it is not necessary to use three 4 ⁇ 4 patch antennas as in the first embodiment.
  • a 2 ⁇ 2 patch antenna may be used as a transmission antenna instead of the 4 ⁇ 4 patch antenna.
  • An antenna other than the 4 ⁇ 4 patch antenna may be used as the receiving antenna.
  • an antenna other than the patch antenna may be used as the antenna.
  • the number and structure of antennas are not particularly limited, and an antenna suitable for millimeter wave transmission / reception may be used.
  • the wireless transmitter and the wireless receiver of the present invention may be provided in the form of a semiconductor chip or a macro used when designing a semiconductor circuit.
  • the wireless communication method, wireless transmission method, and wireless reception method used in the embodiments of the present invention are also included in the scope of the present invention.
  • the present invention is a wireless transmission system and a wireless transmitter, a wireless receiver, a wireless transmission method, a wireless reception method, and a wireless communication method used in the wireless transmission system and can be used industrially.

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Abstract

 無線伝送システムは、無線HDMI送信機と、無線HDMI受信機とを備える。無線HDMI送信機は、HDMIの伝送路のチャネル毎に設けられており、ミリ波帯のキャリア信号を出力するキャリア発振器と、キャリア発振器毎に設けられており、対応するキャリア発振器が出力するキャリア信号をオンオフ変調するためのOOK変調器と、HDMIの伝送路のチャネル毎に設けられており、ソース機器が出力するデジタル信号をOOK変調器に入力する入力回路とを備える。

Description

無線伝送システム並びにそれに用いられる無線送信機、無線受信機、無線送信方法、無線受信方法、及び無線通信方法
 本発明は、無線伝送システム並びにそれに用いられる無線送信機、無線受信機、無線送信方法、無線受信方法、及び無線通信方法に関し、より特定的には、ミリ波を用いる無線伝送システム並びにそれに用いられる無線送信機、無線受信機、無線送信方法、無線受信方法、及び無線通信方法に関する。
 今日市場に導入されている高精細度プラズマテレビや、液晶テレビ、デジタルプロジェクター、DVDプレーヤー、ブルーレイプレーヤーの多くは、高精細度メディアインターフェース(HDMI:High Definition Multimedia Interface)コネクタを備えている。HDMIコネクタを用いると、ソース機器(たとえば、デジタルセットトップボックス、DVDプレーヤー、ブルーレイプレーヤー、HDDプレーヤーなど)は、シンク機器(たとえば、高精細度テレビジョンやディスプレイ装置、デジタルプロジェクターなど)に、デジタルコンテンツを高性能に転送することができる。
 HDMI規格では、10-9のビット誤り率(BER:Bit error ratio)で1.5Gbpsのデータ転送速度(ビットレート)を必要とする720pおよび1080iの高精細度テレビジョン(HDTV:High Definition TeleVision)をはじめとする全ての一般的な高精細度フォーマットに対応するための仕様が規定されている。また、HDMI規格では、デジタルコンテンツがソース機器とシンク機器との間を転送される際の安全性を確保するために、高帯域デジタルコンテンツ保護(HDCP:High-bandwidth Digital Content Protection system)に関する仕様も規定されている。このように包括的に設計されたHDMI規格は、業界から幅広い支持を獲得している。HDMIを備えた装置の売上げは、2005年の5000万台から2008年の2億台以上に成長すると見込まれている。
 図31は、HDMI規格において、ソース機器からシンク機器へ伝送される信号を概説するためのブロック図である。図32は、HDMIコネクタのピンに割り当てられている信号の種別を示す図である。まず、図31及び図32を参照しながら、HDMI規格の概要について説明する。なお、図31において、デジタル信号TMDSData0+とデジタル信号TMDSData0-はそれぞれ差動信号の正と負を表している。デジタル信号TMDSData1+とデジタル信号TMDSData1-、及びデジタル信号TMDSData2+とデジタル信号TMDS Data2-についても同様である。
 ソース機器900とシンク機器901とは、HDMIケーブル902によって接続される。ソース機器900で発生したビデオ信号及びオーディオ信号は、HDMI送信機903に入力される。HDMI送信機903は、送信すべき信号をシリアルの3チャンネルのデジタル信号に変換して、HDMIケーブル902の3つのチャネル「TMDSData0」、「TMDSData1」、及び「TMDSData2」に出力する。「TMDSData0」、「TMDSData1」、及び「TMDSData2」のチャネルにおいて、ビットレートは、1チャネル当たり、最大1485Mbps(1080Pで、Color depthが8bitの場合)になる。また、HDMI送信機903は、制御信号Control/Statusに基づいて、適切なクロック信号TMDSCLKを生成して、HDMIケーブル902のチャネル「TMDSClock」に出力する。たとえば、TMDSCLKは、TMDSData0~2のビットレートの十分の一のクロック周波数を有する。HDMI受信機904は、HDMIケーブル902を介して入力されたシリアルの3チャンネルのデジタル信号を、TMDSCLKを用いて、ビデオ信号及びオーディオ信号に再生して、出力する。
 ソース機器900とシンク機器901とは、DDC(Display Data Channel)と呼ばれる制御信号として、SCL(シリアルクロック)及びSDA(シリアルデータ)を双方向に通信する。制御信号DDCは、ソース機器900とシンク機器901との間の設定情報や状態情報の交換に利用される。制御信号DDCの通信のためには、I2C(Inter-Integrated Circuit)と呼ばれる通信プロトコルが利用される。I2Cのビットレートは、100Kbpsと低速である。
 ソース機器900とシンク機器901は、「Hot Plug Detect」と「+5V Power」とを組み合わせて使用することによって、HDMIケーブルがソース機器900及びシンク機器901に接続されていることを確認する。シンク機器901は、ソース機器900から出力される+5V電圧を検出し、ケーブルが接続されていることを認識する。+5V電圧は、シンク機器901内で1Kオームの抵抗を介して、「Hot
 Plug Detect」へ戻される。ソース機器900は、「Hot Plug Detect」の信号が5Vになったことを検出したら、ケーブルが接続されたと認識する。
 なお、CEC(Consumer Electronics Control)は、ソース機器900とシンク機器901との間の通信に使用されるオプションの制御信号である。
 このようにして、ソース機器900とシンク機器901とは、HDMIケーブル902を利用して接続されていた。
 ところで、近年、HDTVの薄型化・軽量化が発展し、壁掛け型のHDTVも市場に流通している。壁掛け型のHDTVの場合、ソース機器とHDTVとの間をHDMIケーブルが壁を伝って配線されていたのでは、外観を損ねるおそれがある。そこで、ソース機器とHDTVとの間を無線で通信することが望まれている。
 このような状況の中、下記のような特許文献1~8に記載の発明が提案されている。
 特許文献1に記載の送信装置(1)は、R,G,B,及びクロック信号をP/S(パラレルシリアル)変換部(10)によって、シリアル信号に変換する。その上で、送信装置(1)は、直並列変換器(11)によって、シリアル信号を交互に分岐して、I信号及びQ信号とする。送信装置(1)は、QPSK変調部(12)によって、I信号をミリ波で変調して同相成分(I1)を得て、Q信号を位相が90度遅れたミリ波で変調して直交成分(Q1)を得る。送信装置(1)は、同相成分(I1)と直交成分(Q1)とを、加算機(12c)で重畳して、アンテナ部(13)から出力する。受信装置(2)は、送信装置(1)から送信されてきた重畳信号(IQ1)を復調する。このように、特許文献1では、複数のデジタル信号をシリアル信号に変換して、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)方式で変調し、ミリ波を用いて、無線伝送する送信装置及び受信装置が開示されている。
 特許文献2に記載のマルチメディアソース(12)は、第1リンク(22)を60GHzとし、第2リンクを低レートとしている。マルチメディアソース(12)は、順方向チャネル変調器(36)によって、DQPSK(Differential Quadrature Phase Shift Keying)や、QPSK、BPSK(Binary Phase Shift Keying)、8PSK(8-Phase Shift Keying)等を用いて、デジタルデータをアナログ信号に変調し、順方向チャネルアップコンバーター(38)によって、60GHzのミリ波にアップコンバートして、送信する。
 特許文献3に記載の無線Txチップ(16)は、送信機プロセッサ(18)によってマルチメディアデータをI及びQの信号に変換し、無線送信機(20)によってQPSK、DQPSK、BPSK、又は8PSK等で変調し、60GHzのミリ波にアップコンバートして、送信する。
 特許文献4~8に記載の無線送信機は、デジタルデータをQPSK、DQPSK、BPSK、又は8PSK等で変調し、60GHzのミリ波にアップコンバートして、送信する。
 また、下記のような非特許文献1~3に記載の発明が製品化されている。非特許文献1に記載の発明は、実売価格が43,000円程度であり、送信機器の消費電力が10Wであり、受信機器の消費電力が12Wであり、送信機器の外形寸法が約190(W)×70(D)×69(H)(mm)であり、受信機器の外形寸法が約146(W)×46(D)×133(H)(mm)であり、無線技術として、SiBEAM社のWireless-HDを用いている。
 非特許文献2に記載の発明は、実売価格が$999程度であり、送信機器の消費電力が12.5Wであり、受信機器の消費電力が12.5Wであり、送信機器及び受信機器の外形寸法が6(W)×4(D)×2(H)(inch)であり、無線技術として、おそらく、Tzero Technologies社のZeroWireを利用している。
 非特許文献3に記載の発明は、実売価格が¥148,000であり、必要な電源が5V/2.6Aであり、送信装置及び受信装置の外形寸法が162.6(W)×164.5(D) ×33.5(H)(mm)であり、無線技術として、AMIMON社のWHDI(Wireless Home Digital Interface)を利用している。
特開2006-352623号公報 特表2006-525736号公報 特表2007-511977号公報 特表2007-524288号公報 特表2008-518492号公報 特表2008-519552号公報 特表2008-519549号公報 特表2008-519548号公報
パナソニック株式会社、"フルハイビジョンワイヤレスユニットTU-WH1J"、[online]、[2010年3月9日検索]、インターネット<URL:http://panasonic.jp/support/product/tv/08/TU-WH1J.html> Gefen Inc.、"Wireless for HDMI (UWB Technology)"、[online]、[2010年3月9日検索]、インターネット<URL:http://www.gefen.com/kvm/dproduct.jsp?prod_id=4318> ランサーリンク株式会社、"1920x1080p フルスペックハイビジョンHDMI無線送受信ユニットHD-WirelessRD&TD"、[online]、[2010年3月9日検索]、インターネット<URL:http://lancerlink.shop24.makeshop.jp/shopdetail/001005000001/brandname/>
 まず、HDMIケーブルを無線機器で置き換える場合、当該無線機器は、HDMIケーブルの価格と同程度か、それ以下で提供されるのが理想である。なお、HDMIケーブルの価格は、ケーブル長によって異なるが、通常の家庭での用途に限れば高々数メートルの長さがあれば十分であるので、二千円から三千円程度である。
 さらに、本来まったく電力を消費しないケーブルを無線機器で代用するのであるから、当然無線機器にはソース機器もしくはシンク機器からの給電だけで動作するような低消費電力化が求められる。
 しかし、非特許文献1~3に記載の従来のHDMI伝送用無線機器では、価格が数万円から十数万円であり、消費電力が約10ワットである。したがって、価格が数千円程度で、かつ、ソース機器やシンク機器からの給電だけで動作するような低消費電力なHDMI伝送用無線機器は、今のところ市場に見当たらない。
 非特許文献1に記載の発明は、無線技術として、Wireless-HDを用い、無線帯域として60GHzのミリ波帯を使用している。ミリ波は、非常に直進性が強い性質を持っており、送信機器と受信機器との間に障害物があると、通信が著しく妨害される。Wireless-HDは、これを防ぐためにアレイアンテナを用いたビームフォーミング技術を採用し、通信している機器間に障害物がある場合は、別の通信経路(送信機器から壁、壁の反射から受信機器)を探す機能を実現している。したがって、無線機器の構成が複雑になり、低価格及び低消費電力を実現することができない。
 非特許文献2及び3に記載の発明は、無線帯域として5GHzを使用している。HDMI用の信号のように、伝送レートが1.5Gbpsに達する信号を5GHz帯で無線伝送するのは非常に困難である。そのため、非特許文献2に記載の発明は、伝送するデータをJPEG2000またはH.264技術を使用して圧縮した上で、伝送している。また、非特許文献3に記載の発明は、AMIMON社独自のコーディング技術と変調技術を使って、40MHzの帯域幅で1.5Gbpsの伝送を実現している。いずれの場合でも、無線機器の構成が複雑になり、低価格及び低消費電力を実現することができない。
 特許文献1に記載の発明において、送信装置は、パラレルシリアル変換器や直交変調器を必要とし、かつ、QPSK方式によって変調する。直交復調器は、直並列変換器と、位相を変化させた信号をミキシングするためのミキサをと含む。パラレルシリアル変換器を用いる場合、HDMIの1チャネルのデジタル信号がたとえば1.5Gbpsであるので、3チャンネル分のデジタル信号をシリアル信号に変換するためには、送信装置は、4.5Gbpsの高速な信号処理回路を必要とする。さらに、送信装置は、直並列変換器によってシリアル信号をI信号とQ信号とに分けるため、ルック・アップ・テーブルといった回路を必要とする。加えて、QPSK方式によって変調する場合には、送信装置は、I信号及びQ信号の位相を異なるようにして、ミキサによってミキシングしなければならないので、PLL(Phase-locked loop)回路でロックされたローカル信号によって、I信号及びQ信号を生成しなければならない。さらに、QPSK方式を用いる場合、送信無線信号の周波数が所望の周波数からずれていると復調できないので、送信装置は、QPSK方式によって変調された信号を60GHzにアップコンバートする際に、PLL回路によってロックされた搬送波を必要とする。すなわち、送信装置は、少なくとも二つのPLL回路を必要とする。
 また、QPSK方式によって変調された信号を復調する際、受信装置は、PLL回路でロックされたミリ波帯のローカル信号で送信無線信号をダウンコンバートしてIF(Intermediate Frequency)信号にしなければならない。加えて、受信装置は、IF信号を直交復調器を用いてベースバンド信号に変換する際に、PLL回路でロックされたローカル信号を必要とし、ルック・アップ・テーブルを必要とする。さらに、受信装置は、直交復調器から得られたベースバンド信号をパラレル信号に変換するためにシリアルパラレル変換器を必要とし、高速な信号処理回路を必要とする。
 したがって、特許文献1に記載の発明では、送信装置と受信装置の両方において、PLL回路がそれぞれ少なくとも二つずつ必要となり、直並列変換のためのルック・アップ・テーブルがそれぞれ少なくとも一つずつ必要となり、パラレルシリアル変換のための高速処理回路がそれぞれ少なくとも一つずつ必要となる。よって、特許文献1に記載の発明では、送信装置及び受信装置を低価格かつ低消費電力を実現することは困難である。ただし、特許文献1に記載の発明は、QPSK方式を用いるため、無線の伝送帯域を狭くすることができ、高品質で信号を伝送することができる。
 特許文献2~8に記載の発明においても、各種PSK方式によって変調がなされるので、送信装置と受信装置の両方において、特許文献1と同様、PLL回路がそれぞれ少なくとも二つずつ必要となり、直並列変換のためのルック・アップ・テーブルがそれぞれ少なくとも一つずつ必要となり、パラレルシリアル変換のための高速処理回路がそれぞれ少なくとも一つずつ必要となる。よって、特許文献1に記載の発明では、送信装置及び受信装置を低価格かつ低消費電力を実現することは困難である。ただし、特許文献2~8に記載の発明は、各種PSK方式を用いるため、無線の伝送帯域を狭くすることができ、高品質で信号を伝送することができる。
 このように、従来では、低価格かつ低消費電力によって、HDMI信号を通信することはできなかった。
 なお、上記では、HDMI信号に限って説明したが、HDMI以外に、USB2.0やUSB3.0、DVI、DisplayPort、MHL、HAVi、DiiVAなどの通信方式のように、デジタル信号をある機器から別な機器にデジタルケーブルを介して伝送するシステムにおいて、当該デジタルケーブルを無線化する場合にも、低価格化及び高消費電力化の問題は生じる。
 高品質なデジタル信号をある機器から別の機器に対して、無線によって伝送するに際しては、品質の劣化が生じないということが前提となる。それゆえ、本発明は、伝送品質を劣化させることなく、デジタル信号をある機器から別の機器に無線によって伝送する無線伝送システム並びにそれに用いられる無線送信機、無線受信機、無線送信方法、無線受信方法、及び無線通信方法を、低価格及び低消費電力で提供することを目的とする。
 上記課題を解決するために、本発明は、以下のような特徴を有する。本発明は、第1の電子機器に1チャネル以上の第1の伝送路を介して接続される第1の無線機と、第2の電子機器に1チャネル以上の第2の伝送路を介して接続される第2の無線機とを備える無線伝送システムであって、第1の無線機は、第1の伝送路のチャネル毎に設けられており、ミリ波帯のキャリア信号を出力する1以上のキャリア発振器と、1以上のキャリア発振器毎に設けられており、対応するキャリア発振器が出力するキャリア信号をオンオフ変調するための1以上のOOK変調器と、第1の伝送路のチャネル毎に設けられており、第1の電子機器が出力する1チャネル以上のデジタル信号をOOK変調器に入力する1以上の入力回路と、OOK変調器から出力されるミリ波の信号を無線信号として出力する送信アンテナ部とを含み、1以上のOOK変調器は、入力回路から入力されるデジタル信号に基づいて、キャリア発振器が出力するキャリア信号をオンオフ変調し、第2の無線機は、送信アンテナ部から出力される無線信号を受信する受信アンテナ部と、第2の伝送路のチャネル毎に設けられており、ミリ波帯のローカル信号を出力する1以上のローカル発振器と、1以上のローカル発振器毎に設けられており、ローカル発振器が出力するローカル信号によって、無線信号をダウンコンバートする1以上のミキサと、1以上のミキサ毎に設けられており、ミキサによってダウンコンバートされた信号を復調し、デジタル信号を再生する1以上の検波部とを含む。
 また、本発明は、電子機器に1チャネル以上の伝送路を介して接続される無線送信機であって、伝送路のチャネル毎に設けられており、ミリ波帯のキャリア信号を出力する1以上のキャリア発振器と、1以上のキャリア発振器毎に設けられており、対応するキャリア発振器が出力するキャリア信号をオンオフ変調するための1以上のOOK変調器と、伝送路のチャネル毎に設けられており、電子機器が出力する1チャネル以上のデジタル信号をOOK変調器に入力する1以上の入力回路とを備え、1以上のOOK変調器は、入力回路から入力されるデジタル信号に基づいて、キャリア発振器が出力するキャリア信号をオンオフ変調する。
 好ましくは、1以上の入力回路は、デジタル信号の高調波成分を除去するローパスフィルタを含み、1以上のOOK変調器は、ローパスフィルタによって高調波成分が除去されたデジタル信号に基づいて、キャリア発振器が出力するキャリア信号をオンオフ変調するとよい。
 好ましくは、1以上のキャリア発振器及び1以上のOOK変調器は、CMOSによって構成されており、1以上の入力回路は、デジタル信号をCMOSレベルに変換するレベル変換回路を含むとよい。
 好ましくは、1以上のキャリア発振器が複数である場合、各キャリア発振器のキャリア周波数の間隔は、デジタル信号のビットレートの2倍の帯域幅以上であるとよい。
 好ましくは、1以上のキャリア発振器の発振周波数を、所定のタイミングでのみ調整するための1以上の周波数調整部をさらに備えるとよい。
 好ましくは、1以上の周波数調整部は、PLL回路であるとよい。
 好ましくは、1以上の周波数調整部は、キャリア発振器の出力周波数をカウントして、規定の値と比較した結果に基づいて、キャリア発振器へ入力する制御電圧を調整するとよい。
 好ましくは、伝送路には、HDMI方式に関する信号が伝送しており、キャリア発振器、OOK変調器、及び入力回路は、デジタル信号HDMI0、HDMI1、及びHDMI2に対応して設けられているとよい。
 好ましくは、さらに、クロック信号HDMICLKに対応して設けられたキャリア発振器、OOK変調器、及び入力回路を備えるとよい。
 好ましくは、伝送路には、デジタル信号のビットレートよりも低いビットレートで伝送する制御信号DDCが伝送しており、無線送信機は、制御信号DDCをミリ波よりも長い波長の無線信号で送受信するためのDDC送受信機をさらに備えるとよい。
 好ましくは、DDC送受信機は、制御信号DDCの送受信の前に、シンク機器側でHPDがハイ状態となっているか否かを確認するHPD確認パケットを送信するとよい。
 好ましくは、DDC送受信機は、制御信号DDCの送受信がアイドル状態となっているときに、シンク機器側のHPDの状態を監視するためにHPD確認パケットを送信するとよい。
 好ましくは、一組のキャリア発振器、OOK変調器、及び入力回路から構成される送信部との間で送受信周波数を共用するように設けられた受信部と、OOK変調器によって変調された無線信号を送信すると共に、ミリ波の無線信号を受信するアンテナ部とをさらに備え、受信部は、送受信周波数を有するミリ波帯のローカル信号を出力するローカル発振器と、ローカル発振器が出力するローカル信号によって、受信無線信号をダウンコンバートするミキサと、ミキサによってダウンコンバートされた信号を復調して、ベースバンド信号に再生する検波部と含み、無線送信機は、さらに、検波部によって再生されたベースバンド信号を伝送路に伝送すると共に、伝送路から出力されるデジタル信号を入力回路に入力する共用回路をさらに備えるとよい。
 好ましくは、一組のキャリア発振器、OOK変調器、及び入力回路から構成される送信部が使用する送信周波数とは異なるミリ波の受信周波数を利用する受信部と、受信周波数を有する無線信号を受信する受信アンテナ部とをさらに備え、受信部は、受信周波数を有するミリ波帯のローカル信号を出力するローカル発振器と、ローカル発振器が出力するローカル信号によって、受信無線信号をダウンコンバートするミキサと、ミキサによってダウンコンバートされた信号を復調して、ベースバンド信号に再生する検波部と含み、無線送信機は、検波部によって再生されたベースバンド信号を伝送路に伝送するとよい。
 また、本発明は、電子機器に1チャネル以上の伝送路を介して接続される無線受信機であって、伝送路のチャネル毎に設けられており、ミリ波帯のローカル信号を出力する1以上のローカル発振器と、1以上のローカル発振器毎に設けられており、ローカル発振器が出力するローカル信号によって、OOK変調されたミリ波の受信無線信号をダウンコンバートする1以上のミキサと、1以上のミキサ毎に設けられており、ミキサによってダウンコンバートされた信号を復調して、ベースバンド信号に再生する1以上の検波部とを備える。
 好ましくは、1以上の検波部は、ミキサから出力される信号の所定帯域を通過させるチャネル選択フィルタと、チャネル選択フィルタを通過した信号を増幅する増幅器と、増幅器によって増幅された信号を包絡線検波又は二乗検波によって復調する検波回路と、検波部によって検波された信号からベースバンド信号を再生するリミッタ回路と、増幅器からリミッタ回路までに発生するオフセットをキャンセルするオフセットキャンセラとを含むとよい。
 好ましくは、1以上のローカル発振器、1以上のミキサ、及び1以上の検波部は、CMOSによって構成されており、1以上の検波部は、ベースバンド信号をCMOSレベルから伝送路で使用される電圧レベルに変換するレベル変換回路を含むとよい。
 好ましくは、1以上のローカル発振器が複数である場合、各ローカル発振器のローカル周波数は、無線信号をIF信号にダウンコンバートすることができる周波数であるとよい。
 好ましくは、1以上のローカル発振器の発振周波数を、所定のタイミングでのみ調整するための1以上の周波数調整部をさらに備えるとよい。
 好ましくは、1以上の周波数調整部は、PLL回路であるとよい。
 好ましくは、1以上の周波数調整部は、ローカル発振器の出力周波数をカウントして、規定の値と比較した結果に基づいて、ローカルア発振器へ入力する制御電圧を調整するとよい。
 好ましくは、伝送路には、HDMI方式に関する信号が伝送しており、ローカル発振器、ミキサ、及び検波部は、デジタル信号HDMI0、HDMI1、及びHDMI2に対応して設けられているとよい。
 好ましくは、さらに、デジタル信号HDMI0、HDMI1、及びHDMI2のいずれかから、クロック信号TMDSCLKを再生するクロックデータリカバリー回路を備えるとよい。
 好ましくは、クロック信号TMDSCLKに対応する無線信号が送信されてくる場合、さらに、クロック信号HDMICLKに対応して設けられたローカル発振器、ミキサ、及び検波部を備えるとよい。
 好ましくは、伝送路には、デジタル信号のビットレートよりも低いビットレートで伝送する制御信号DDCが伝送しており、無線受信機は、制御信号DDCをミリ波よりも長い波長の無線信号で送受信するためのDDC送受信機をさらに備えるとよい。
 好ましくは、DDC送受信機は、制御信号DDCの送受信の前に、シンク機器側でHPDがハイ状態となっているか否かを確認するHPD確認パケットを受信し、HPDの状態を返送するレスポンスパケットを送信するとよい。
 好ましくは、DDC送受信機は、制御信号DDCの送受信がアイドル状態となっているときに、シンク機器側のHPDの状態を監視するためにHPD確認パケットを受信し、HPDの状態を返送するレスポンスパケットを送信するとよい。
 好ましくは、一組のローカル発振器、ミキサ、及び検波部から構成される受信部との間で送受信周波数を共用するように設けられた送信部と、無線信号を受信すると共に、ミリ波の無線信号を送信するアンテナ部とをさらに備え、送信部は、送受信周波数を有するミリ波帯のキャリア信号を出力するキャリア発振器と、キャリア発振器が出力するキャリア信号をオンオフ変調するためのOOK変調器と、電子機器が出力するデジタル信号をOOK変調器に入力する入力回路と含み、OOK変調器は、入力回路から入力されるデジタル信号に基づいて、キャリア発振器が出力するキャリア信号をオンオフ変調し、無線受信機は、さらに、検波部によって再生されたベースバンド信号を伝送路に伝送すると共に、伝送路から出力されるデジタル信号を入力回路に入力する共用回路とを含むとよい。
 好ましくは、一組のローカル発振器、ミキサ、及び検波部から構成される受信部が使用する受信周波数とは異なるミリ波の送信周波数を利用する送信部と、送信周波数を有する無線信号を送信する送信アンテナ部とをさらに備え、送信部は、送信周波数を有するミリ波帯のキャリア信号を出力するキャリア発振器と、キャリア発振器が出力するキャリア信号をオンオフ変調するためのOOK変調器と、電子機器が出力するデジタル信号をOOK変調器に入力する入力回路と含み、OOK変調器は、入力回路から入力されるデジタル信号に基づいて、キャリア発振器が出力するキャリア信号をオンオフ変調するとよい。
 好ましくは、アンテナの向きを変更することができるフレキシブル構造を有するとよい。
 また、本発明は、電子機器に1チャネル以上の伝送路を介して接続される無線送信機で用いられる無線送信方法であって、伝送路のチャネル毎に、ミリ波帯のキャリア信号のキャリア周波数が設定されており、伝送路を介して出力される電子機器からのデジタル信号に基づいて、当該デジタル信号のチャネルに対応するキャリア信号をオンオフ変調することによって、チャネル毎に、ミリ波の無線信号を送信する。
 また、本発明は、電子機器に1チャネル以上の伝送路を介して接続される無線受信機で用いられる無線受信方法であって、伝送路のチャネル毎に、ミリ波帯のローカル信号のローカル周波数が設定されており、OOK変調された受信無線信号を、チャネル毎にダウンコンバートして、ダウンコンバートされた信号を復調して、チャネル毎のベースバンド信号に再生する。
 また、本発明は、第1の電子機器に1チャネル以上の第1の伝送路を介して接続される第1の無線機と、第2の電子機器に1チャネル以上の第2の伝送路を介して接続される第2の無線機とを備える無線伝送システムで用いられる無線通信方法であって、第1の伝送路のチャネル毎に、ミリ波帯のキャリア信号のキャリア周波数が設定されており、第1の伝送路を介して出力される第1の電子機器からのデジタル信号に基づいて、当該デジタル信号のチャネルに対応するキャリア信号をオンオフ変調することによって、各チャネル毎に、ミリ波の無線信号を送信し、第2の伝送路のチャネル毎に、ミリ波帯のローカル信号のローカル周波数が設定されており、OOK変調された受信無線信号を、チャネル毎にダウンコンバートして、ダウンコンバートされた信号を復調して、チャネル毎のベースバンド信号に再生する。
 本発明によれば、伝送路のチャネル毎に設けられたキャリア発振器からのミリ波のキャリア信号が、チャネル毎にオンオフ変調されて、無線送信されることとなる。オンオフ変調された無線信号は、チャネル毎に設けられたローカル発振器からのミリ波のローカル信号でダウンコンバートされて、元のデジタル信号に復調されることとなる。このように、本発明では、オンオフ変調を用いて変調し、オンオフ変調された無線信号の包絡線情報に基づいて、当該無線信号を復調すればよいので、従来のように、送信側においてキャリア周波数を正確に固定しておかなくても、さらに、受信側においてもローカル周波数を正確に固定しておかなくても、高品質な復調が可能となる。このように、オンオフ変調及び包絡線情報に基づく復調には、キャリア周波数及びローカル周波数の正確な固定が必須ではないので、PLL回路が不要となる。また、OOK変調では、パラレルシリアル変換のための高速処理回路や、直並列変換のためのルック・アップ・テーブルが不要となる。よって、無線送信機及び無線受信機は、PLL回路、高速処理回路、及びルック・アップ・テーブルを不要とする。したがって、伝送品質を劣化させることなく、低価格及び低消費電力でデジタル信号をある機器から別の機器に無線によって伝送する無線伝送システム並びにそれに用いられる無線送信機、無線受信機、無線送信方法、無線受信方法、及び無線通信方法を提供することが可能となる。
 デジタル信号の高調波成分を除去するローパスフィルタを設けて、高調波成分が除去されたデジタル信号を用いて、OOK変調を行えば、ミリ波の変調信号のサイドバンドレベルが抑えられることとなり、ミリ波の隣接チャネルへの妨害信号を抑制することが可能となる。よって、高品質を維持した状態での信号の伝送が可能となる。
 キャリア発振器及びOOK変調器は、CMOSによって構成することによって、高品質なミリ波通信が可能となる。そのために、レベル変換回路がCMOSレベルへの変換に有効となる。
 キャリア周波数の間隔をデジタル信号のビットレートの2倍の帯域幅以上とすれば、サイドバンドが隣接チャネルを妨害することを防止でき、高品質な通信が実現される。
 所定のタイミングでのみキャリア周波数を調整すれば、キャリア周波数が大幅にずれてしまうことを防止することができ、さらに、高品質な通信が可能となる。また、所定のタイミングでのみキャリア周波数を調整する程度であれば、消費電力の増大にはつながらないという効果も得られる。周波数調整部をPLL回路にすれば、周波数調整部の設計が容易となる。また、周波数をカウントして規定値と比較する構成によって周波数調整部を設計すれば、PLL回路が不要となる。よって、低消費電力を実現しながらも、周波数が適切に調整された無線送信機を提供することが可能となる。
 本発明が適用される例として、HDMI方式が存在する。HDMI方式は、広く普及しており、HDMI方式による伝送を無線化することによって、商品価値は増大することとなる。クロック信号HDMICLKもミリ波で送信すれば、無線受信機において、クロックリカバリー回路が不要となり、無線受信機のコストを下げることが期待できる。
 制御信号DDCを低レートの無線信号で伝送することによって、DDCの送受信が容易となる。DDCの送受信に際し、HPDの状態を確認することは必須であるが、無線通信の場合、直接、HDMIケーブルが接続されていないので、HPDの状態をソース機器側がどのようにして認識するかが問題となる。本発明のように、HPD確認パケットを送信して、そのレスポンスパケットに基づいて、HPDの状態を確認すれば、無線化されたとしても、DDCの送受信が実現可能となる。また、HPDの状態は、適宜確認しておく必要があるが、DDCの送受信がアイドル状態のときに、HPDの状態をHPD確認パケットによって確認すれば、無線化されたとしても、適宜HPDの状態を確認することが可能となる。このように、DDCの無線化によっても、本発明を用いれば、適切に、DDCの送受信が可能となる。
 無線送信機は、送受信周波数を共有する受信部を設けることによって、ミリ波の無線信号を利用した半二重による送受信機能を具備することができる。
 また、無線送信機は、送信周波数とは異なる受信周波数を利用する受信部を設けることによって、ミリ波の無線信号を利用した全二重による送受信機能を具備することができる。
 無線受信機における検波部は、チャネル選択フィルタ、増幅器、検波回路、リミッタ回路、及びオフセットキャンセラを含むことによって、受信した無線信号を正確に復調することができる。
 ローカル発振器、ミキサ、及び検波部をCMOSによって構成することによって、高品質なミリ波通信が可能となる。そのために、レベル変換回路がCMOSレベルを第2の電子機器への電圧レベルへ変換することが有効となる。
 無線信号をIF信号にダウンコンバートすることによって、復調の精度が向上する。
 所定のタイミングでのみローカル周波数を調整すれば、ローカル周波数が大幅にずれてしまうことを防止することができ、さらに、高品質な通信が可能となる。また、所定のタイミングでのみローカル周波数を調整する程度であれば、消費電力の増大にはつながらないという効果も得られる。
 周波数調整部をPLL回路にすれば、周波数調整部の設計が容易となる。
 また、周波数をカウントして規定値と比較する構成によって周波数調整部を設計すれば、PLL回路が不要となる。よって、低消費電力を実現しながらも、周波数が適切に調整された無線送信機を提供することが可能となる。周波数調整部としてPLL回路を用いる場合に必要であったPLL回路内のローパスフィルタが不要となり、回路構成が簡素化されるので、低価格で周波数調整機能を付加することができる。
 周波数調整部としてPLL回路及び周波数カウンタのいずれを用いる場合も、CMOSによって周波数調整部を構築することができ、無線送信機及び無線受信機のサイズを増大させることなく、周波数調整の機能を追加することができる。
 本発明が適用される例として、HDMI方式が存在する。HDMI方式は、広く普及しており、HDMI方式による伝送を無線化することによって、商品価値は増大することとなる。クロック信号HDMICLKをクロックリカバリー回路で再生するようにすれば、電波の使用規制などによって4チャネル分のミリ波帯を使用できない場合でも、HDMIの無線伝送システムを構築することが可能となる。
 また、4チャネル分のミリ波帯を使用できる場合は、送信側から送信されてくる無線のクロック信号HDMICLKを無線受信機で再生すれば、クロックリカバリー回路が不要になるので、無線受信機のコストを下げることができると期待できる。
 制御信号DDCを低レートの無線信号で伝送することによって、DDCの送受信が容易となる。DDCの送受信に際し、HPDの状態を確認することは必須であるが、無線通信の場合、直接、HDMIケーブルが接続されていないので、HPDの状態をソース機器側がどのようにして認識するかが問題となる。したがって、送信側からHPD確認パケットが送信されてきた場合、無線受信機は、レスポンスパケットにHPDの状態を記述して返信する。これにより、HPD状態の確認ができ、無線化されたとしても、DDCの送受信が実現可能となる。また、HPDの状態は、適宜確認しておく必要があるが、DDCの送受信がアイドル状態のときに、HPD確認パケットが送信されてくるので、無線受信機は、当該HPD確認パケットに応じて、レスポンスパケットを返信すればよく、無線化されたとしても、適宜HPDの状態を確認することが可能となる。このように、DDCの無線化によっても、本発明を用いれば、適切に、DDCの送受信が可能となる。
 無線受信機は、送受信周波数を共有する送信部を設けることによって、ミリ波の無線信号を利用した半二重による送受信機能を具備することができる。
 また、無線受信機は、受信周波数とは異なる送信周波数を利用する送信部を設けることによって、ミリ波の無線信号を利用した全二重による送受信機能を具備することができる。
 アンテナの向きを変更することができるフレキシブル構造を無線送信機及び/又は無線受信機に設けることによって、送受信の感度が高い方向にアンテナの向きを変えることができるので、伝送品質がさらに向上する。
 本発明のこれら、及び他の目的、特徴、局面、効果は、添付図面と照合して、以下の詳細な説明から一層明らかになるであろう。
図1は、本発明の無線伝送システム1の全体構成を示すブロック図である。 図2は、無線HDMI送信機100の機能的構成を示すブロック図である。 図3は、無線HDMI受信機200の機能的構成を示すブロック図である。 図4は、ミリ波送信機101の機能的構成を示すブロック図である。 図5は、ミリ波受信機201の機能的構成を示すブロック図である。 図6は、DDC送受信機102の機能的構成を示すブロック図である。 図7は、DDC送受信機202の機能的構成を示すブロック図である。 図8は、ソース機器2側のDDC送受信機102の動作を示すフローチャートである。 図9は、シンク機器3側のDDC送受信機202の動作を示すフローチャートである。 図10は、無線HDMI送信機100の試作機の機能的構成を示すブロック図である。 図11は、無線HDMI受信機200の試作機の機能的構成を示すブロック図である。 図12は、ミリ波送信機101及びミリ波受信機201の断面図である。 図13は、フィルム基板302上に形成されたCu配線層303、CMOSチップ101b,201b、及びコネクタ接続部304を示す図である。 図14は、試作したミリ波送信チップ(ミリ波送信機)101bの機能的構成を示すブロック図である。 図15は、試作したミリ波受信チップ(ミリ波受信機)201bの機能的構成を示すブロック図である。 図16は、ミリ波受信チップ201bのCH1のアンテナANT11が受信した信号のスペクトラムを示す。 図17は、IF信号のスペクトラムを示す。 図18は、本発明の第2の実施形態におけるミリ波送信機401の機能的構成を示すブロック図である。 図19は、本発明の第2の実施形態におけるミリ波受信機501の機能的構成を示すブロック図である。 図20は、本発明の第3の実施形態におけるミリ波送信機409の機能的構成を示すブロック図である。 図21は、本発明の第2の実施形態におけるミリ波受信機509の機能的構成を示すブロック図である。 図22は、USB2.0で利用されるコネクタのピンアサインを示す図である。 図23は、OOK変調及びミリ波をUSB2.0に利用したときの無線伝送システム700の全体構成を示す図である。 図24は、共用回路705の回路図である。 図25は、ミリ波送信機707の機能的構成を示すブロック図である。 図26は、ミリ波受信機706の機能的構成を示すブロック図である。 図27は、OOK変調及びミリ波をUSB3.0に利用したときの無線伝送システム800の全体構成を示す図である。 図28は、無線USB送受信機802及び804から送信される無線信号のスペクトラムの一例を示す図である。 図29は、本発明の無線伝送システム810の全体構成を示すブロック図である。 図30は、本発明の第7の実施形態に係る無線伝送システム820の全体構成を示す図である。 図31は、HDMI規格において、ソース機器からシンク機器へ伝送される信号を概説するためのブロック図である。 図32は、HDMIコネクタのピンに割り当てられている信号の種別を示す図である。 図33は、CDR回路203の機能的構成を示すブロック図である。 図34は、ゲイン制御信号の制御ブロックを示す図である。
 図1は、本発明の無線伝送システム1の全体構成を示すブロック図である。なお、TMDS0~2及びTMDSCLKは、差動信号であるとする。また、図1において、CECが用いられてもよい。図1において、無線伝送システム1は、ソース機器2と、シンク機器3と、無線HDMI送信機100と、無線HDMI受信機200とを備える。ソース機器2は、HDMIインターフェイス2aを含む。
 HDMIインターフェイス2aと無線HDMI送信機100とは、HDMI方式によって、有線の伝送路で接続される。たとえば、HDMIインターフェイス2aと無線HDMI送信機100とは、HDMIケーブルによって接続されてもよいし、電子基板上の配線によって接続されてもよい。ただし、HDMIインターフェイス2aと無線HDMI送信機100とが、伝送路としての超近距離無線通信(たとえば、Transfar Jetなど)で接続される場合を妨げるものではない。その他、HDMIインターフェイス2aと無線HDMI送信機100とを接続する伝送路の媒体は、特に限定されない。また、HDMIインターフェイス2aと無線HDMI送信機100とは、無線HDMI送信機100の向きを変えることが可能なように、HDMIケーブル又はフレキシブル基板によって接続されているとよい。
 シンク機器3は、HDMIインターフェイス3aを含む。HDMIインターフェイス3aと無線HDMI受信機200とは、HDMI方式によって、有線の伝送路で接続される。たとえば、HDMIインターフェイス3aと無線HDMI受信機200とは、HDMIケーブルによって接続されてもよいし、電子基板上の配線によって接続されてもよい。ただし、HDMIインターフェイス3aと無線HDMI受信機200とが、伝送路としての超近距離無線通信(たとえば、Transfar Jetなど)で接続される場合を妨げるものではない。その他、HDMIインターフェイス3aと無線HDMI受信機200とを接続する伝送路の媒体は、特に限定されない。また、HDMIインターフェイス3aと無線HDMI受信機200とは、無線HDMI受信機200の向きを変えることが可能なように、HDMIケーブル又はフレキシブル基板によって接続されているとよい。無線HDMI送信機100は、ミリ波帯の無線信号を送信する。無線HDMI受信機200は、無線HDMI送信機100からの無線信号を受信する。
 図2は、無線HDMI送信機100の機能的構成を示すブロック図である。図2において、無線HDMI送信機100は、ミリ波送信機101と、DDC送受信機102とを含む。無線HDMI送信機100には、デジタル信号TMDS0~TMDS2と、クロック信号TMDSCLKと、制御信号DDCと、+5Vの電源と、HPDの信号とが入力される。第1の実施形態では、後述のように、TMDSCLKは、無線HDMI受信機200で生成されるので、無線HDMI送信機100は、TMDSCLKを使用しない。ただし、後述の第6の実施形態のように、TMDSCLKも、ミリ波で送信されてもよい。
 ミリ波送信機101は、デジタル信号TMDS0~TMDS2をそれぞれ用いて、60.75GHz、62.5GHz、及び64.25GHzのミリ波をOOK(On-Off Keying)方式によって変調し、無線信号m-TMDS0~TMDS2として送信する。DDC送受信機102は、制御信号DDCを、パケット化して、I2C方式によって、たとえば、2.4GHzにアップコンバートして、無線信号m-DDCとして送信する。また、DDC送受信機102は、無線HDMI受信機200から送信されてくる無線信号m-DDCを受信する。
 図3は、無線HDMI受信機200の機能的構成を示すブロック図である。図3において、無線HDMI受信機200は、ミリ波受信機201と、DDC送受信機202と、CDR(Clock Data Recovery)回路203とを含む。無線HDMI受信機200は、無線信号m-TMDS0~TMDS2及び無線信号m-DDCを受信する。ミリ波受信機201は、無線信号m-TMDS0~TMDS2を包絡線検波(又は二乗検波)によって、復調し、デジタル信号TMDS0~TMDS2を出力する。CDR回路203は、デジタル信号TMDS0~TMDS2のいずれかから、データ信号に重畳されているクロック信号を分離するための周知の回路である。
 CDR回路203のアーキテクチャとして、PLL回路を用いるタイプ、DDL(Digital Locked Loop)回路を用いるタイプ、及びデジタルオーバーサンプリングを用いるタイプがある。PLLタイプのCDR回路203は、データ信号とクロック信号との間で位相比較可能なフェーズディテクタを搭載しており、周波数ループと位相ループとによって、クロック信号を出力する構成を有している。PLLタイプのCDR回路203を用いると、簡単な構成で低ジッターを実現することができる。DDLタイプのCDR回路203は、多相クロックとフェーズインタポレータ(フェーズDAC)とを有している。デジタルオーバーサンプリングタイプのCDR回路203は、多種多様である。クロックリカバリーは、低ジッターであるのが好ましいので、ここでは、PLLタイプによるCDR回路203を用いることとするが、特に限定されるものではない。
 図33は、CDR回路203の機能的構成を示すブロック図である。図33において、CDR回路203は、分周器(1/M,1/N,1/5)2031,2032,及び2033と、位相周波数比較器(PFD:Phase Frequency Detector)2035と、位相比較器(PD:Phase Detector)2034と、MUX(マルチプレクサ:Multiplexer)2036と、CP(チャージポンプ:Charge Pump)2037と、LPF(ローパスフィルタ:Low Pass Filter)2038と、VCO(電圧制御発振器:Voltage Controlled Oscillator)2039とを含む。
 図示しない基準発振器から出力される基準クロックRefClkを使って大雑把な周波数調整が行われる。このとき、MUX2036は、PFD2035とCP2037とを接続しており、基本的には、PLLと同様に動作する。すなわち、PFD2035は、RefClkを分周比Mで分周した信号とVCO2039の出力を分周比5Nで分周した信号との位相周波数比較を行う。これにより、VCO2039の出力を分周比5Nで分周した信号の周波数と位相が、RefClkを分周比Mで分周した信号の周波数と位相に一致するように、フィードバック制御することができる。VCO2039の出力を分周器2033で5分周した信号をクロックとするので、RefClkを分周比Mで分周した周波数は、クロック(たとえば、TMDSCLK)をリカバリーしたいデータ(たとえば、TMDS0~2)のビットレートFの約1/2に設定する必要がある。すなわち、RefClkは、FM/10N(MHz)である。
 次に、MUX2036を切り換え、PD2034とCP2037とを接続する。MCX2036は、PFD2034とCP2037とは遮断する。この段階では、まだクロックをリカバリーしたいデータ信号RxD(たとえば、TMDS0~TMDS2のいずれか)のビットレートの1/2とVCO2039の出力周波数とは、大体一致しているが、微調整が必要である。そこで、RxDとVCO2039の出力との位相比較を行い、位相の微調整が行われる。これによって、周波数F/10MHzのクロックTxCが分周期2033から出力されRxDからクロックのリカバリーが可能となる。ここでは、HDMICLKを想定しているので、HDMICLKは、データレートの1/10のクロックであるとしたが、システムに応じて、適宜、分周比、VCO2039、及びリファレンス周波数を適宜選択すればよい。このようにして、CDR回路203は、デジタル信号TMDS0、TMDS1、又はTMDS2のいずれかから、クロック信号TMDSCLKを生成して、出力する。DDC送受信機202は、無線HDMI送信機100から送信されてくる無線信号m-DDCを受信する。また、DDC送受信機202は、DDCの信号を、パケット化して、I2C方式によって、たとえば、2.4GHzにアップコンバートして、無線信号m-DDCとして送信する。
 図4は、ミリ波送信機101の機能的構成を示すブロック図である。図4において、ミリ波送信機101は、TMDS送信機107a~107cを含む。TMDS送信機107a~107cは、それぞれ、CML(Current mode logic)(レベル変換回路)回路103a~103cと、ローパスフィルタ(LPF:Low-pass filter)104a~104cと、OOK変調部105a~105cと、VCO(voltage controlled oscillator)(キャリア発振器)106a~106cと、ミリ波アンテナANT1~ANT3とを含む。CML回路103aとローパスフィルタ104aによって、1チャネルのデジタル信号TMDS0をOOK変調器105aに入力するための入力回路130aが構成される。入力回路130b及び103cについても同様である。
 CML回路103aは、差動のデータ信号TMDS0+/TMDS0-をCMOSレベルの電圧に変換すると共に、シングルエンド信号に変換する。CML回路103a~103cとして、周知のあらゆるCML回路を用いることができる。
 ローパスフィルタ104aは、CMOSレベルに変換されたデータ信号TMDS0の高調波成分を除去して、低周波成分のみを通過させる。ローパスフィルタ104aの働きによって、ミリ波の変調信号のサイドバンドレベルを抑えることができ、ミリ波の隣接チャネルへの妨害信号を抑制することが可能となる。これにより、高品質を維持した状態でのHDMI信号の無線送信が可能となる。
 OOK変調部105aは、たとえば、スイッチによって構成される。OOK変調部105aは、発振器106aからのキャリア信号を、ローパスフィルタ104aからのデジタル信号TMDS0によってオンオフする。これにより、オンオフ変調されたミリ波の無線信号m-TMDS0が、アンテナANT1から送信される。図4には、理解を容易にするために、デジタル信号TMDS及び無線信号m-TMDS0の波形の概念図を示しておく。
 VCO106aの発振周波数(キャリア周波数)f1は、たとえば、60.75GHz(第1チャネル)とする。1080p(depthが8bitの場合)では、TMDS0のデータレートは、1.485Gbpsとなるので、第1チャネルの帯域幅は、2.97GHzとなる。よって、第1チャネルの隣接チャネルである第2チャネルは、62.235GHzよりも高い周波数でなければならないので、第2チャネルを62.5GHz(VCO106bの発振周波数f2)とする。さらに、第2チャネルの隣接チャネルである第3チャネルは、63.985GHzよりも高い周波数でなければならないので、第3チャネルを64.25GHz(VCO106cの発振周波数f3)とする。このように、各キャリア周波数は、伝送すべきデジタル信号のビットレートの2倍の帯域幅以上の間隔を有していれば、復調可能となる。なお、クロック信号TMDSCLKも無線送信する場合のキャリア周波数は、第6の実施形態で説明する。
 VCO106aの発振周波数(キャリア周波数)f1は、たとえば、60.75GHz(第1チャネル)とする。1080i(depthが8bitの場合)では、TMDS0のデータレートは、741.76Mbpsとなるので、第1チャネルの帯域幅は、1.48352GHzとなる。よって、第1チャネルの隣接チャネルである第2チャネルは、62.23352GHzよりも高い周波数でなければならないので、第2チャネルを62.5GHz(VCO106bの発振周波数f2)とする。さらに、第2チャネルの隣接チャネルである第3チャネルは、63.98352GHzよりも高い周波数でなければならないので、第3チャネルを64.25GHz(VCO106cの発振周波数f3)とする。このように、各キャリア周波数は、伝送すべきデジタル信号のビットレートの2倍の帯域幅以上の間隔を有していれば、復調可能となる。なお、クロック信号TMDSCLKも無線送信する場合のキャリア周波数は、第6の実施形態で説明する。
 TMDS送信機107b及び107cにおける、CML回路103b及び103c、ローパスフィルタ104b及び104cOOK変調部105b及び105c、発振器106b及び106c、並びに、ミリ波アンテナANT2及びANT3は、TMDS送信機107aの動作と同様にして、中心周波数が62.5GHzの無線信号m-TMDS1及び中心周波数が64.25GHzの無線信号m-TMDS2を送信する。
 図5は、ミリ波受信機201の機能的構成を示すブロック図である。図5には、理解を容易にするために、デジタル信号TMDS及び無線信号m-TMDS0の波形の概念図を示しておく。図5において、ミリ波受信機201は、TMDS受信機207a~207cを含む。TMDS受信機207a~207cは、それぞれ、ミリ波アンテナANT11~ANT31と、LNA(低雑音増幅回路:Low Noise Amplifier)202a~202cと、ミキサ203a~203cと、VCO(ローカル発振器)204a~204cと、チャネル選択フィルタ(バンドパスフィルタ)205a~205cと、VGA(可変利得増幅器:Variable Gain Amplifier)206a~206cと、検波回路208a~208cと、リミッタ回路209a~209cと、オフセットキャンセラ210a~210cと、CML回路211a~211cとを含む。
 LNA202aは、アンテナANT11で受信した無線信号m-TMDS0~m-TMDS2を低雑音で増幅する。VCO204の発振周波数f1aは、たとえば、52.75GHzとする。ミキサ203aは、VCO204aから発振されるローカル信号を用いて、LNA202aから入力される信号をIF信号にダウンコンバートする。ミキサ203aによってダウンコンバートされたIF信号には、3チャネル分のTMDS信号が含まれていることとなる。したがって、チャネル選択フィルタ205aは、TMDS0に対応する帯域の信号のみを通過する。たとえば、TMDS0のIF信号の中心周波数は8GHzとなり、TMDS1のIF信号の中心周波数は9.75GHzとなるので、チャネル選択フィルタ205aは、7.125GHzから8.875GHzまでの帯域の信号を通過させるとよい。
 VGA206aは、チャネル選択フィルタ205aからのIF信号の強弱にかかわらず、最適な受信状態を維持するために、利得を調整して、増幅されたIF信号を出力する。VGA206aに供給されるゲイン制御信号は、下記のようにして制御される。図34は、ゲイン制御信号の制御ブロックを示す図である。図34に示す制御ブロックは、ミリ波受信機201に設けられている。図5に示す検波回路208a、208b、又は208cの出力は、LPF2040に入力される。LPF2040の出力は、差動増幅器2041に入力される。差動増幅器2041のもう一つの入力には、基準電圧が入力されている。差動増幅器2041は、LPF2040の出力と基準電圧との差に対応した電圧を出力する。差動増幅器2041から出力される電圧が、VGAの制御電圧、すなわち、ゲイン制御信号となる。すなわち、VGA206a、検波回路208a、LPF2040、基準電圧、及び差動増幅器2041によって、フィードバックループが構成されており、検波回路208aの出力が、基準電圧に対応した一定の振幅になるように制御される。検波回路204b及び204cについても同様である。また、与える基準電圧で受信特性が決まるが、この基準電圧値は、シミュレーションや実験などを通して、最適な値に決定される。
 検波回路208aは、VGA206aから入力されるIF信号を包絡線検波(又は二乗検波)によって復調する。オフセットキャンセラ210aは、TMDS受信機207a内で発生するDCオフセット(たとえば、VGA206aで発生するDCオフセットなど)を除去する。OOK変調では、振幅の強弱でデータを再生するので、適切にDCオフセットを除去しなければ、データが誤って再生されてしまう場合があるので、オフセットキャンセラ201aを設けるのが好ましい。リミッタ回路209aは、検波回路208aから入力される信号に対して、所定のしきい値を超える場合を1として、超えない場合を0として、ベースバンド信号を出力する。リミッタ回路209aによる出力が再生されたデジタル信号TMDS0となる。CML回路211aは、リミッタ回路209aから入力されるデジタル信号TMDS0をCMOSレベルの電圧から、シンク機器3で利用される信号の電圧に変換して、デジタル信号TMDS0を出力する。チャネル選択フィルタ205a、VGA206a、検波回路208a、リミッタ回路209a、オフセットキャンセラ210a、及びCML回路211aは、ミキサ203aによってダウンコンバートされた信号を復調してベースバンド信号に再生する検波部207aとして機能する。検波部207b及び208cについても同様である。
 TMDS受信機207bにおいて、VCO204bの発振周波数f2bは、たとえば、54.5GHzであるとしている。これにより、TMDS1に対応するIF信号の中心周波数が8GHzとなる。チャネル選択フィルタ205bは、チャネル選択フィルタ205aと同様に、たとえば、7.125GHzから8.875GHzまでの帯域の信号を通過させるとよい。したがって、チャネル選択フィルタ205bからは、TMDS1に対応するIF信号が出力されることとなる。TMDS受信機207bにおけるチャネル選択フィルタ205b以降の後段回路の動作は、TMDS受信機207aと同様である。検波部207bは、デジタル信号TMDS1を再生する。
 TMDS受信機207cにおいて、VCO204cの発振周波数f3cは、たとえば、56.25GHzであるとしている。これにより、TMDS2に対応するIF信号の中心周波数が8GHzとなる。チャネル選択フィルタ205cは、チャネル選択フィルタ205aと同様に、たとえば、7.125GHzから8.875GHzまでの帯域の信号を通過させるとよい。したがって、チャネル選択フィルタ205cからは、TMDS2に対応するIF信号が出力されることとなる。TMDS受信機207cにおけるチャネル選択フィルタ205c以降の後段回路の動作は、TMDS受信機207aと同様である。検波部207cは、デジタル信号TMDS2を再生する。
 このようにして、ミリ波受信機201は、デジタル信号TMDS0~TMDS2を再生する。
 図6は、DDC送受信機102の機能的構成を示すブロック図である。図7は、DDC送受信機202の機能的構成を示すブロック図である。図6において、DDC送受信機102は、レベル変換及び入力保護回路108と、MCU(Micro Control Unit)109と、RF(高周波:Radio Frequency)トランシーバ110と、アンテナ111とを含む。DDC送受信機202は、レベル変換及び入力保護回路212と、MCU(Micro Control Unit)213と、RFトランシーバ214と、アンテナ215とを含む。図7において、DDCは双方向通信によって送受信されるので、ソース機器側のDDC送受信機102と、シンク機器側のDDC送受信機202とは、基本的なハードウエア構成は同一である。したがって、DDC送受信機102とDDC送受信機202とは、数点のジャンパ端子等の切り替え機構と、ソフトウエアの変更によって、ハードウエア構成を共有化することができる。DDC送受信機102及び202は、DDCをRFパケットに変換するプロトコルコンバータである。DDC送受信機102及び202は、DDCをRFパケットに変換することによって、DDCの通信を無線化する。
 アンテナ111及び215は、RFトランシーバ110及び214に対応した1チャンネル分の高周波アンテナである。RFトランシーバ110及び214は、高周波無線通信用のトランシーバである。
 MCU109及び213は、DDCの通信、RFパケットの送受信、及びHPD端子状態の監視・設定を行うためのハードウエアである。ソース機器2側のMCU109は、DDCの開始と、発生したDDCリクエストに応じたRFパケットへのプロトコル変換処理を実行する。シンク機器3側のMCU213は、RFトランシーバ214の受信パケット監視と、パケットに応じたDDCリクエストへのプロトコル変換処理を実行する。
 レベル変換及び入力保護回路は、DDC及びHPDの電圧レベルをDDC送受信機102及び202とHDMII/Fとの間で変換し、HDMIケーブルの活線挿抜対策用の保護を行う回路である。
 DDC送受信機102は、DDCの通信処理を、ソース機器2からのリクエスト発行によって開始する。また、DDC送受信機102は、HPDの監視を、DDCの通信処理と並行して実行する。DDC送受信機102は、HPDの監視を、DDCバスのアイドル時に発生する空き時間を利用して実行する。RFパケットの送受信は、ソース機器2をマスタとする自動再送要求プロトコルによって実行される。なお、DDCバスとは、SCL及びSDAが伝送される伝送路のことである。
 RFトランシーバ110及び214は、たとえば、2.4GHzの無線信号を送受信する。RFトランシーバ110及び214は、変調方式として、FSK(frequency shift keying)を用いるが、特に限定されるものではない。また、DDC送受信機102及び202は、I2C方式を通信プロトコルとして、RFパケットを送受信する。
 以下、DDC送受信機102及び202の動作について説明する。図8は、ソース機器2側のDDC送受信機102の動作を示すフローチャートである。まず、MCU109は、無線HDMI送信機100がソース機器2に接続されると初期化動作として、ソース機器2へのHPD信号を“L”に設定し、DDCの通信開始を抑制する(A-1)。レベル変換及び入力保護回路108は、MCU109の出力をレベル変換して、HPDを“L”に設定する。
 次に、MCU109は、シンク機器3のHPD端子状態を確認するために、HPD確認パケットを生成する(A-2)。RFトランシーバ110は、MCU109が生成したHPD確認パケットをRFパケットとして送信する。次に、MCU109は、DDC送受信機202からのレスポンスを受信するために、RFトランシーバ110を受信モードに設定する(A-3)。
 次に、MCU109は、DDC送受信機202から送信されてくるべきレスポンスパケットを受信したか否かを判断する(A-4)。MCU109は、規定のタイムアウト期間内にエラーの無いレスポンスパケットを受信できた場合、A-5の動作に進む。一方、MCU109は、規定のタイムアウト期間内にレスポンスパケットを受信できなかった場合又は受信したとしてもエラーであった場合、A-2の動作に戻る。
 A-5において、MCU109は、パケットに付与しているシーケンス番号(パケット番号)を更新する。これにより、シンク機器3側のDDC送受信機202は、DDC送受信機102から送信されてきたHPD確認パケットが再送要求であるのか、それとも、新規のHPD確認パケットであるのかを判断することができる。次に、MCU109は、レスポンスパケットを解析して、シンク機器2のHPD端子が“H”となっているか否かを確認する(A-6)。HPD端子が“H”となっている場合、MCU109は、A-7の動作に進み、ソース機器2のHPD端子を“H”となるように、レベル変換及び入力保護回路108を制御する。それに応じて、レベル変換及び入力保護回路108は、ソース機器2のHPD端子を“H”とする。これにより、ソース機器2及びシンク機器3のHPD端子の状態が一致する。一方、A-6において、シンク機器2のHPD端子が“H”でない場合、A-1の動作に戻る。A-2~A-7の動作によって、HPD端子の状態を確認する処理(HPD確認処理)が完了する。
 A-7の動作の後、ソース機器2は、HPDが“H”状態となったので、DDCバスを用いた通信を開始する。そのため、MCU109は、A-7の後、DDCバスから、何らかのリクエストがあるか否かを判断して、待ち状態となる(A-8)。DDCバスからのリクエストがあると、MCU109は、DDCバスからの通信を検出し、内容を解析後、それに応じたリクエストパケットをRFトランシーバ110に送信させる(A-9)。次に、MCU109は、DDC送受信機202からのレスポンスを受信するために、RFトランシーバ110を受信モードに設定する(A-10)。
 次に、MCU109は、DDC送受信機202から送信されてくるべきレスポンスパケットを受信したか否かを判断する(A-11)。MCU109は、規定のタイムアウト期間内にエラーの無いレスポンスパケットを受信できた場合、A-12の動作に進む。一方、MCU109は、規定のタイムアウト期間内にレスポンスパケットを受信できなかった場合又は受信したとしてもエラーであった場合、A-9の動作に戻って、リクエストパケットを再送する。
 A-12において、MCU109は、パケットに付与しているシーケンス番号(パケット番号)を更新する。これにより、シンク機器3側のDDC送受信機202は、DDC送受信機102から送信されてきたリクエストパケットが再送要求であるのか、それとも、新規リクエストパケットであるのかを判断することができる。
 A-12の動作の後、MCU109は、DDC送受信機202からのレスポンスパケットを解析して、DDCの内容を認識し、DDCの内容に応じたレスポンスをDDCバスに送出する(A-13)。これに応じて、レベル変換及び入力保護回路108は、レベル変換を行って、レスポンスをソース機器2に送る。A-13の動作の後、MCU109は、DDCバスの状態がアイドル状態となるまで、A-8からA-13のDDC通信処理を実行する。MCU109は、DDCバスの状態がアイドル状態となった場合、すなわち、DDC通信が行われていない状態となった場合、A-2からA-6(HPD監視処理)の動作に戻って、HPDの監視を実行する。HPD監視処理において、MCU109は、随時、HPDの状態が“H”レベルであるか否かを監視し、“L”レベルとなった場合、新規HPD確認パケットを送信して、シンク機器3側のHPD端子の状態を再度入手する。
 図9は、シンク機器3側のDDC送受信機202の動作を示すフローチャートである。まず、MCU213は、無線HDMI受信機200がシンク機器3に接続されると初期化動作として、ソース機器2側のDDC送受信機102からのリクエスト受信のため、RFトランシーバ214を受信モードに設定する(B-1)。次に、MCU213は、DDC送受信機102から送信されてきたパケットを解析し、HPD確認パケットであるか否かを判断する。HDP確認パケットを受信した場合、MCU213は、B-3の動作に進む。一方、HDP確認パケットでない場合、MCU213は、B-6の動作に進む。
 B-3の動作において、MCU213は、パケット番号を参照して、受信したHPD確認パケットが新規のリクエストであるか否かを判断する。新規のリクエストである場合、MCU213は、シンク機器3のHPD端子の状態を読み出して、HPD端子の状態を記載したレスポンスパケットを、RFレシーバ214に送信させる(B-5)。一方、新規のリクエストでない場合、MCU213は、新規のリクエストのときに送信したレスポンスパケットを再送する(B-5)。B-5の動作の後、MCU213は、B-1の動作に戻る。B-2からB-5の動作によって、HPDの確認処理が行われる。
 B-6の動作において、MCU213は、受信したパケットがHPD確認パケットでなかった場合、シンク機器3のHPD端子が“H”レベルであるか否かを判断する。“H”レベルでない場合、MCU213は、HPD確認パケット以外のパケット処理を許容しないために、B-1の動作に戻る。一方、“H”レベルである場合、MCU213は、B-7の動作に進む。
 B-7の動作において、MCU213は、受信パケットを解析して、DDCの内容を解析し、B-8の動作に進む。このとき、MCU213は、受信したデータ列にエラーが確認された場合は、受信パケットを破棄して、B-1の動作に戻る。
 B-8の動作において、MCU213は、受信パケットのパケット番号を参照して、新規リクエストであるか再送要求であるかを確認する。新規リクエストである場合、MCU213は、B-9の動作に進む。一方、新規リクエストでない場合、MCU213は、前回送信したレスポンスパケットを再送信する(B-10)。
 B-9の動作において、MCU213は、ソース機器2から要求されているリクエストに対応するコマンドを発行して、レベル変換及び入力保護回路212を介して、シンク機器3に対し、当該コマンドを送信する。当該コマンドの送信に応じて、シンク機器3はレスポンスを返信するので、MCU213は、当該レスポンスを基にして、レスポンスパケットを生成し、RFトランシーバに当該レスポンスパケットを送信させる(B-10)。B-6からB-10の動作によって、DDCの通信処理が行われる。
 B-10において、MCU213は、DDCバスがアイドル状態になったことを確認したあと、パケット受信待ち状態(B-1)に戻る。DDCバスがアイドル状態の場合で、新規でないHPD確認パケットが送信されてきた場合、MCU213は、B-2,B-3,及びB-5の動作によって、HPDの監視処理に対して応答する。
(第1の実施形態の実施例)
 上記第1の実施形態に対して、本発明者は、試作機を製造し、符号誤り率(BER:Bit error ratio)及び主要部分の消費電力の確認を行った。図10は、無線HDMI送信機100の試作機の機能的構成を示すブロック図である。図10において、無線HDMI送信機100は、FR4(Flame Retardant Type 4)基板に形成されたHDMIコネクタ112、DAC(Digital to Analog Converter)113、コネクタ114、DC+5V電源コネクタ115、及び抵抗器116,117,118、並びに、ミリ波送信機101を含む。ミリ波送信機101は、コネクタ114に着脱可能とした。なお、試作機のため、無線HDMI送信機100において、実験の簡便性を考えDC+5Vは、別に供給することとしたが、実際の製品ではHDMIコネクタ112からDC+5Vを供給するとよい。なお、図11に示す無線HDMI受信機200は、HDMIコネクタ216からDC+5Vが供給されないので、実際の製品でも外部からDC+5Vを供給する。
 HDMIコネクタ112とソース機器2のHDMIコネクタとを、HDMIケーブルによって接続した。DAC113は、ミリ波送信機101内のVCO106a~106cに供給するための制御電圧VLO1T~VLO3Tを生成する。レギュレータ116によって、DC+5Vは、3.3Vに変換される。レギュレータ117によって、DC+5Vは、1.2Vに変換される。3.3Vは、CML回路に供給される電源である。1.2Vは、その他の回路に供給される電源である。抵抗器118は、1.2KΩである。抵抗器118は、ミリ波送信チップ101b(図13参照)内部のバイアス回路119(図14参照)と接続され、基準電流1mAを生成するために使用される。なお、図10では、図示を省略するが、DDC送受信機102も、FR4基板上に形成されている。ミリ波送信機101には、後述のようにサンドイッチ構造によって、ミリ波の4×4パッチアンテナ306,307,及び308が構成されている。4×4パッチアンテナ306,307,及び308は、それぞれ、アンテナANT1,ANT2,及びANT3に相当する。4×4パッチアンテナ306,307,及び308の上には、アルミカバー306aが形成されている。アルミカバー306aは、4×4パッチアンテナ306,307,及び308に対応する箇所にスロット開口(図10の黒塗り箇所)を形成している。
 図11は、無線HDMI受信機200の試作機の機能的構成を示すブロック図である。図11において、無線HDMI受信機200は、FR4(Flame Retardant Type 4)基板に形成されたHDMIコネクタ216、DAC217、コネクタ218、DC+5V電源コネクタ219、及び抵抗器220,221,222、並びに、ミリ波受信機201を含む。ミリ波受信機201は、コネクタ218に着脱可能とした。
 HDMIコネクタ216とシンク機器3のHDMIコネクタとを、HDMIケーブルによって接続した。DAC217は、ミリ波受信機201内のVCO204a~204cに供給するための制御電圧VLO1R~VLO3R及びVGA206a~206cに供給するゲイン制御信号VGA1R~VGA3Rを生成する。ゲイン制御信号VGA1R~VGA3Rは、図34に示したような構造によって制御されている。抵抗器220によって、DC+5Vは、3.3Vに変換される。抵抗器221によって、DC+5Vは、1.2Vに変換される。3.3Vは、CML回路に供給される電源である。1.2Vは、その他の回路に供給される電源である。抵抗器222は、1.2KΩである。抵抗器222は、ミリ波受信チップ201b(図13参照)内部のバイアス回路223(図15参照)と接続され、基準電流1mAを生成するために使用される。なお、図11では、図示を省略するが、DDC送受信機202も、FR4基板上に形成されている。ミリ波受信機201には、後述のようにサンドイッチ構造によって、ミリ波の4×4パッチアンテナ306,307,及び308が構成されている。4×4パッチアンテナ306,307,及び308は、それぞれ、アンテナANT11,ANT21,及びANT31に相当する。4×4パッチアンテナ306,307,及び308の上には、アルミカバー306aが形成されている。アルミカバー306aは、4×4パッチアンテナ306,307,及び308に対応する箇所にスロット開口(図11の黒塗り箇所)を形成している。
 図12は、ミリ波送信機101及びミリ波受信機201の断面図である。ミリ波送信機101及びミリ波受信機201の断面構造は同様であるので、ここでは、図12を共通に用いて説明する。アルミベース301の上に、アルミスペーサ305aを介して、ポリイミドのフィルム基板302が設けられている。フィルム基板302の上に、Cu配線層303が形成されている。CMOSチップであるミリ波送信チップ101b及びミリ波受信チップ201bは、Cu配線層303に、CMOSチップ上に形成されたバンプ(SnAg:Sn98wt%、Ag2wt%)を使って接続されている。フィルム基板302の端部には、コネクタ114及び218に接続されるコネクタ接続部304が設けられている。Cu配線層303の上に、アルミスペーサ305a,305c,及び305dが設けられている。アルミスペーサ305dの上に、ポリイミドのフィルム基板320が設けられている。フィルム基板320には、4×4パッチアンテナ306~308(ANT1~ANT3、ANT11~ANT31に相当)が形成されている。4×4パッチアンテナ306~308は、4行4列の平面パッチアンテナであり、円偏波、放射角度±7.5度、利得は約17dBである。4×4パッチアンテナ306~308の上に、アルミスペーサ305eを介して、アルミカバー306aが形成されている。アルミカバー306aは、4×4パッチアンテナ306~308に対応する箇所にスロット開口を有する。
 図13は、フィルム基板302上に形成されたCu配線層303、CMOSチップ101b,201b、及びコネクタ接続部304を示す図である。ミリ波送信機101及びミリ波受信機201の配線構造は同様であるので、ここでは、図13を共通に用いて説明する。コネクタ接続部304とCMOSチップ101b及び201bとは、電源や制御信号などの配線部分309によって接続されている。CMOSチップ101b及び201bは、TMDS0~TMDS2のデータ信号を伝送するための配線310,311,及び312に接続されている。CMOSチップ101b及び201bは、バンプによって、配線部分309、並びに、配線310,311及び312に接続されている。配線310,311,及び312は、それぞれ、同じ長さを有する。配線310は、TMDS0用の4×4パッチアンテナ306に接続するためのアンテナ接続部313と接続している。アンテナ接続部313とTMDS0用の4×4パッチアンテナ306とは、アルミスペーサ305b,305c,及び305cに設けられた接続開口部を介して電磁結合によって接続されている。ここでは、4×4パッチアンテナ306の各パッチに、アンテナ接続部313から給電するための配線の記載を省略しているが、周知の手法によって、アンテナ接続部313から4×4パッチアンテナ306の各パッチに給電される。配線311は、TMDS0用の4×4パッチアンテナ307に接続するためのアンテナ接続部314と接続している。アンテナ接続部314とTMDS0用の4×4パッチアンテナ307とは、アルミスペーサ305b,305c,及び305cに設けられた接続開口部を介して電磁結合によって接続されている。ここでは、4×4パッチアンテナ307の各パッチに、アンテナ接続部314から給電するための配線の記載を省略しているが、周知の手法によって、アンテナ接続部314から4×4パッチアンテナ307の各パッチに給電される。配線312は、TMDS0用の4×4パッチアンテナ308に接続するためのアンテナ接続部315と接続している。アンテナ接続部315とTMDS0用の4×4パッチアンテナ308とは、アルミスペーサ305b,305c,及び305cに設けられた接続開口部を介して電磁結合によって接続されている。ここでは、4×4パッチアンテナ308の各パッチに、アンテナ接続部315から給電するための配線の記載を省略しているが、周知の手法によって、アンテナ接続部315から4×4パッチアンテナ308の各パッチに給電される。
 図14は、試作したミリ波送信チップ(ミリ波送信機)101bの機能的構成を示すブロック図である。図14において、図4に示すミリ波送信機101bと同様の構成を有する部分については、同一の参照符号を付し、説明を省略する。ミリ波送信チップ101bは、90nmのCMOSプロセスを用いて設計・製造された。ミリ波送信チップ101bのチップサイズは、5mm×2.31mmであった。制御電圧VLO1Tは、VCO106aに入力される。制御電圧VLO2Tは、VCO106bに入力される。制御電圧VLO3Tは、VCO106cに入力される。電源1.2Vは、CML回路103a~103c以外の各回路に供給される。電源3.3Vは、CML回路103a~103cに供給される。バイアス回路119は、Band Gap Reference回路とカレントミラー回路から構成されており、基準抵抗である抵抗器118と接続されて、基準電流1mAを生成し、基準電流を各回路へ供給する。
 DAC113からの制御電圧VLO1T~VLO3Tは、CH1~3のキャリア周波数、すなわちVCO106a~106cの発振周波数がそれぞれ60.75GHz、62.5GHz、64.25GHzになるよう設定されている。
 デジタル信号TMDS0は、HDMIコネクタ112から供給される信号で、TMDS0+とTMDS0-の差動信号から構成されている。デジタル信号TMDS0は、標準で最大電圧が3.3Vで、最低電圧が2.9Vの信号である。CML回路103aは、デジタル信号TMDS0を、1.2VのCMOSレベルのシングルエンド信号に変換する。
 ローパスフィルタ104aは、高調波成分が減衰されるように、CML回路103aが出力する信号の波形を整形する。OOK変調部105aは、VCO106aから出力される60.75GHzのキャリア信号で、ローパスフィルタ104aからのベースバンド信号をOOK変調する。OOK変調された信号は、アンテナANT1を介して出力される。アンテナANT1端での出力電力は-1dBmである。TMDS1とTMDS2もTMDS0と同様である。
 図15は、試作したミリ波受信チップ(ミリ波受信機)201bの機能的構成を示すブロック図である。図15において、図5に示すミリ波受信機201bと同様の構成を有する部分については、同一の参照符号を付し、説明を省略する。ミリ波受信チップ201bは、90nmのCMOSプロセスを用いて設計・製造された。ミリ波受信チップ201bのチップサイズは、5mm×2.69mmであった。制御電圧VLO1Rは、VCO204aに入力される。制御電圧VLO2Tは、VCO204bに入力される。制御電圧VLO3Tは、VCO204cに入力される。電源1.2Vは、CML回路211a~211c以外の各回路に供給される。電源3.3Vは、CML回路211a~211cに供給される。バイアス回路223は、Band Gap Reference回路とカレントミラー回路から構成されており、基準抵抗である抵抗器222と接続されて、基準電流1mAを生成し、基準電流を各回路へ供給する。
 DAC217からの制御電圧VLO1R~VLO3Rは、CH1~3のキャリア周波数、すなわちVCO203a~203cの発振周波数がそれぞれ52.75GHz、54.5GHz、56.25GHzになるよう設定されている。ゲイン制御信号VGA1R~VGA3Rは、受信特性が最適になるような値に設定されている。
 図16は、ミリ波受信チップ201bのCH1のアンテナANT11が受信した信号のスペクトラムを示す。受信信号は、ゲイン20dB及びNF9dBのLNA202aで増幅される。キャリア周波数60.75GHzの受信信号は、ミキサ203aによって、52.75GHzのローカル信号を用いてダウンコンバートされる。ダウンコンバートされた受信信号は、中心周波数8GHzのIF信号に変換される。
 図17は、IF信号のスペクトラムを示す。チャネル選択フィルタ205aは、CH1の信号(中心周波数8GHz:図17上の太線)のみを通過させ、その他の信号は除去する。チャネル選択フィルタ205aのフィルタの特性は、中心周波数が8GHzで、3dB帯域幅が1.8GHzで、中心周波数から2GHz離れた周波数での減衰量は約16dBであるとした。
 チャネル選択フィルタ205aを通過した信号は、VGA206aで増幅されて、検波回路208aで二乗検波によって復調されるとした。なお、ミキサ203aとVGA206aとの総合利得は、利得制御信号VGA1Rの値が0.35V~0.9Vの場合、9dB~36dBであった。リミッタ回路209aは、振幅が最大になるように復調された信号を増幅し、デジタル信号TMDS0を生成し、1.2VのCMOSレベルのベースバンド信号に変換する。CML回路211aは、CMOSレベルのベースバンド信号を2.9Vから3.3Vの差動信号に変換して、TMDS0+とTMDS0-を生成して、FR4基板を介してHDMIコネクタ216へ出力する。TMDS1とTMDS2もTMDS0と同様である。
 上記試作機を用いて、無線HDMI送信機100と無線HDMI受信機200とを40cm離した状態で750Mbpsの信号で、BER及び主要部分の消費電力を測定した。
 無線HDMI送信機100において、
 VLO1T=0.61Vで、キャリア周波数を60.74GHzとし、
 VLO2T=0.78Vで、キャリア周波数を62.46GHzとし、
 VLO3T=0.6Vで、キャリア周波数を64.25GHzとした。
 無線HDMI受信機200において、
 VLO1R=0.35Vで、ローカル周波数を52.77GHzとし、
 VLO2R=1.15Vで、ローカル周波数を54.56GHzとし、
 VLO3R=0.3Vで、ローカル周波数を56.25GHzとし、
 VGA1R=0.4Vで、ミキサとVGAのゲインを約19dBとし、
 VGA2R=0.4Vで、ミキサとVGAのゲインを約19dBとし、
 VGA3R=0.4Vで、ミキサとVGAのゲインを約19dBとした。
 その結果、消費電力は、無線HDMI送信機100において、ミリ波送信機101部分が224mW(内99mWはCML回路105a~105cの消費電力)となり、DDC送受信機102のRFトランシーバ110部分が35mWとなり、MCU109部分が3.3mWとなった。したがって、無線HDMI送信機100における主要部分の消費電力の合計は、262.3mWとなった。
 無線HDMI受信機200において、ミリ波受信機201部分が240mWとなり、DDC送受信機202のRFトランシーバ214部分が44mWとなり、MCU部分が3.3mWとなった。したがって、無線HDMI受信機200における主要部分の消費電力の合計は、287.3mWとなった。
 BERは、TMDS0のCH1が4.4×10-12となり、TMDS1のCH2が0(エラーフリー:エラーが測定できなかった)となり、TMDS2のCH3が0(エラーフリー:エラーが測定できなかった)となった。
 このように、本試作機において、高品質を保ちながら、低消費電力が図られることが確認できた。
 さらに、画像伝送実験を行った。用いた信号は、1080i/60FPSおよび1080p/24FPSである。この場合、各CHのビットレートは、それぞれ741.76Mbpsと741.88Mbpsである。ソース機器2は、株式会社ソニー・コンピュータエンタテインメント製のPS3(登録商標)とした。HDMIケーブルを介して、PS3(登録商標)と無線HDMI送信機100と接続した。無線HDMI送信機100と無線HDMI受信機200との間の距離は80cmとした。シンク機器3は、シャープ株式会社製のHDTV(Aquos:登録商標)とした。無線HDMI受信機200とHDTVとをHDMIケーブルで接続した。
 1080i/60FPSの場合は、PS3(登録商標)の出力ビデオフォーマットを1080iに固定し、Blu-rayソフト“スパイダーマン3”(販売元:ソニー・ピクチャーズエンタテインメント)を再生した。問題なく画像が無線で転送されることを確認できた。
 1080p/24FPSの場合は、Blu-rayソフト“遠すぎた橋”(販売元:20世紀フォックスを再生し、こちらも問題なく再生できることを確認した。
 本試作機によって、数100mWで動作する無線HDMI送信機と無線HDMI受信機とを構成できた。数千円で販売できる見通しを得た。
 このように、第1の実施形態では、伝送路のチャネル毎に設けられたVOC106a~106cからのミリ波のキャリア信号が、チャネル毎にオンオフ変調されて、無線送信されることとなる。オンオフ変調された無線信号は、チャネル毎に設けられたVCO204a~204cからのミリ波のローカル信号でダウンコンバートされて、元のデジタル信号HDMI0~HDMI2に復調されることとなる。このように、第1の実施形態では、オンオフ変調を用いて変調し、オンオフ変調された無線信号の包絡線情報に基づいて、当該無線信号を復調すればよいので、従来のように、送信側においてキャリア周波数を正確に固定しておかなくても、さらに、受信側においてもローカル周波数を正確に固定しておかなくても、高品質な復調が可能となる。このように、オンオフ変調及び包絡線情報に基づく復調には、キャリア周波数及びローカル周波数の正確な固定が必須ではないので、PLL回路が不要となる。また、OOK変調では、パラレルシリアル変換のための高速処理回路や、直並列変換のためのルック・アップ・テーブルが不要となる。よって、無線HDMI送信機100及び無線HDMI受信機200は、PLL回路、高速処理回路、及びルック・アップ・テーブルを不要とする。したがって、伝送品質を劣化させることなく、低価格及び低消費電力でデジタル信号をある機器から別の機器に無線によって伝送する無線伝送システム並びにそれに用いられる無線送信機、無線受信機、無線送信方法、無線受信方法、及び無線通信方法を提供することが可能となる。
 第1の実施形態において、ミリ波送信機101は、デジタル信号HDMI0~HDMI2の高調波成分を除去するローパスフィルタ104a~104cを含む。したがって、高調波成分が除去されたデジタル信号を用いて、OOK変調が行われることとなる。そのため、ミリ波の変調信号のサイドバンドレベルが抑えられることとなり、ミリ波の隣接チャネルへの妨害信号を抑制することが可能となる。よって、高品質を維持した状態での信号の伝送が可能となる。
 TMDS送信機107a~107cは、CMOSによって構成されているので、高品質なミリ波通信が可能となる。そのために、CMS回路がCMOSレベルへの変換に有効に作用する。
 第1の実施形態において、キャリア周波数の間隔をデジタル信号のビットレートの2倍の帯域幅以上としているので、サイドバンドが隣接チャネルを妨害することを防止でき、高品質な通信が実現される。
 制御信号DDCを低レートの無線信号で伝送することによって、DDCの送受信が容易となる。DDCの送受信に際し、HPDの状態を確認することは必須であるが、無線通信の場合、直接、HDMIケーブルが接続されていないので、HPDの状態をソース機器側がどのようにして認識するかが問題となる。第1の実施形態のように、HPD確認パケットを送信して、そのレスポンスパケットに基づいて、HPDの状態を確認すれば、無線化されたとしても、DDCの送受信が実現可能となる。また、HPDの状態は、適宜確認しておく必要があるが、DDCの送受信がアイドル状態のときに、HPDの状態をHPD確認パケットによって確認すれば、無線化されたとしても、適宜HPDの状態を確認することが可能となる。このように、DDCの無線化によっても、本発明を用いれば、適切に、DDCの送受信が可能となる。
 無線HDMI受信機200における検波部230a~230cは、チャネル選択フィルタ205a~205c、可変利得増幅器206a~206c、検波回路208a~208c、リミッタ回路209a~209c、及びオフセットキャンセラ210a~210cを含むことによって、受信した無線信号を正確に復調することができる。
 無線HDMI受信機200におけるローカル発振器204a~204c、ミキサ203a~203c、及び検波部230a~230cをCMOSによって構成することによって、高品質なミリ波通信が可能となる。そのために、CML回路211a~211cがCMOSレベルをシンク機器3への電圧レベルへ変換することが有効となる。
 無線HDMI受信機200において、ミリ波の無線信号をIF信号にダウンコンバートしているので、復調の精度が向上する。
 クロック信号HDMICLKをクロックリカバリー回路で再生するようにすれば、電波の使用規制などによって4チャネル分のミリ波帯を使用できない場合でも、HDMIの無線伝送システムを構築することが可能となる。
(第2の実施形態)
 第2の実施形態において、無線伝送システム1全体の構成は、第1の実施形態と同様であるので、図1を援用する。また、無線HDMI送信機100及び無線HDMI受信機200の概略構成は、第1の実施形態と同様であるので、図2及び図3を援用する。第2の実施形態では、ミリ波送信機401の構成が第1の実施形態と異なる。具体的には、第2の実施形態のミリ波送信機401において、TMDS送信機107a~107cのVCO106a~106cを所定のタイミングでのみロックするPLL回路を設ける点が、第1の実施形態のミリ波送信機101と異なる。また、第2の実施形態のミリ波受信機501において、TMDS受信機207a~207cを所定のタイミングでのみロックするPLL回路を設ける点が、第1の実施形態のミリ波受信機201と異なる。
 図18は、本発明の第2の実施形態におけるミリ波送信機401の機能的構成を示すブロック図である。図18において、第1の実施形態におけるミリ波送信機101と同様の機能を有する部分については、同一の参照符号を用いて、説明を省略する。ミリ波送信機401では、VCO106a~106cの発振周波数を固定するためのPLL回路408a~408cが設けられている。PLL回路408a~408cは、それぞれ、周波数分周器402と、プリスケーラ回路403と、位相比較器404と、チャージポンプ405と、ローパスフィルタ406と、基準発振器407とを含む。
 周波数分周器402は、VCO106aの出力を、M分の1の周波数へ分周する。プリスケーラ回路403は、周波数分周器402の出力の周波数をL/N(L<M)倍し、位相比較器404に入力する。プリスケーラ回路403の出力周波数は、VCO106aの周波数をF_VCOとすると、F_VCO*L/M/Nとな。位相比較器404のもう一方の入力には、基準発振器407から基準周波数が入力される。位相比較器404は、基準周波数とプリスケーラ回路403の出力のクロック信号との位相比較を行う。位相比較器404の比較結果によって、チャージポンプ405は、出力電圧を上下させる。チャージポンプ405の出力電圧は、ローパスフィルタ406を介して、VCO106aの周波数制御端子に入力される。VCO106aの周波数がロックした状態において、F_REFとF_VCOとの間には、F_REF=F_VCO*L/M/Nの関係が成立する。VCO106b及び106cに接続されているPLL回路408b及び408cについても、同様に機能するが、基準発振器407の基準周波数、並びに、周波数分周器402及びプリスケーラ回路403の分周比が、VCO106b及び106cの発振周波数に応じて適切に選択されている。
 図19は、本発明の第2の実施形態におけるミリ波受信機501の機能的構成を示すブロック図である。図19において、第1の実施形態におけるミリ波受信機201と同様の機能を有する部分については、同一の参照符号を用いて、説明を省略する。ミリ波受信機501では、VCO204a~204cの発振周波数を固定するためのPLL回路508a~508cが設けられている。PLL回路508a~508cは、それぞれ、周波数分周器502と、プリスケーラ回路503と、位相比較器504と、チャージポンプ505と、ローパスフィルタ506と、基準発振器507とを含む。VCO204a~204cに接続されているPLL回路508a~508cは、PLL回路408a~408cと同様にして、動作するが、基準発振器507の基準周波数、並びに、周波数分周器502及びプリスケーラ回路503の分周比が、VCO204a~204cの発振周波数に応じて適切に選択されている。
 第2の実施形態では、PLL回路408a~408c及び508a~508cによって、VCO106a~106c及び204a~204cの発振周波数を固定するタイミングに特徴がある。通常、VCOはPLL回路によって常時ロックされているのが好ましいが、第1の実施形態で説明したように、OOK変調を用いた場合、発振周波数が多少ずれたとしても、伝送品質が劣化することはほとんどない。したがって、本発明では、VCOをロックするためのPLL回路は、必須ではない。ただし、所定のタイミングでのみVCOをロックし、そのときに使用した制御電圧をその後もVCOに供給し続ければ、消費電力を抑えつつ、伝送品質の劣化をさらに防止することができる。そこで、第2の実施形態では、所定のタイミングでのみVCOをロックしたあと、ロックを解除し、ロック時に使用した制御電圧を、ミリ波送信機401及びミリ波受信機501の動作中、VCOに供給するようにする。
 所定のタイミングとして、(1)無線HDMI送信機100がソース機器2に接続された最初のタイミング、(2)無線HDMI受信機200がシンク機器3に接続された最初のタイミング、(3)無線HDMI送信機100及び無線HDMI受信機200が製造されたタイミング、(4)予め決められた定期的なタイミングなどがある。
 無線HDMI送信機100及び無線HDMI受信機200にそれぞれ設けられた図示しない制御部は、所定のタイミングを管理しており、所定のタイミングが到来したとすると、PLL回路408及び507がVCO106a~106c及び204a~204cをロックするように、PLL回路408a~409c及び508a~508cの動作を制御する。ロックされた後、制御電圧が得られれば、各制御部は、制御電圧を図示しないデジタルアナログコンバータに入力して、制御電圧の値をデジタルデータに変換する。変換後のデジタルデータは、無線HDMI送信機100及び無線HDMI受信機200にそれぞれ設けられた図示しない記憶部に記憶される。その後、再度所定のタイミングが到来するまで、VCO106a~106c及び204a~204cには、デジタルアナログコンバータから、記憶されているデジタルデータに対応する制御電圧が入力される。このように、PLL回路408a~408c及び508a~508cは、キャリア発振器としてのVCO106a~106c及びローカル発振器としてのVCO204a~204cの発振周波数を、所定のタイミングでのみ調整するための周波数調整部として機能する。
 このように、第2の実施形態では、所定のタイミングでのみキャリア周波数を調整する。したがって、キャリア周波数が大幅にずれてしまうことを防止することができ、さらに、高品質な通信が可能となる。また、所定のタイミングでのみキャリア周波数を調整する程度であれば、消費電力の増大にはつながらないという効果も得られる。送信側及び受信側において、周波数調整部をPLL回路にすれば、周波数調整部の設計が容易となる。さらに、CMOSによって周波数調整部408a~40c8を構築することができ、無線HDMI送信機100及び無線HDMI受信機200のサイズを増大させることなく、周波数調整の機能を追加することができる。
(第3の実施形態)
 第3の実施形態では、周波数調整部として、第2の実施形態のPLL回路の代わりに、周波数カウンタを用いることとする。以下、第2の実施形態と異なる点を説明する。図20は、本発明の第3の実施形態におけるミリ波送信機409の機能的構成を示すブロック図である。図20において、第1の実施形態におけるミリ波送信機101と同様の機能を有する部分については、同一の参照符号を用いて、説明を省略する。ミリ波送信機409では、VCO106a~106cの発振周波数を調整するための周波数調整部410a~410cが設けられている。周波数調整部410a~410cは、それぞれ、周波数分周器411と、周波数カウンタ412と、レジスタ413及び414と、周波数比較器415と、デジタルアナログコンバータ416とを含む。
 周波数分周器411は、VCO106aの出力を分周する。周波数カウンタ412は、分周後の周波数を計測し、レジスタ413に書き込む。一方、図示しないROMに記憶されている設定値が、電源投入時に、I2C通信で、レジスタ414に書き込まれている。周波数比較器415は、レジスタ414の設定値と、レジスタ413の計測値とを比較して、比較結果をデジタル信号として、デジタルアナログコンバータ416に入力する。デジタルアナログコンバータ416は、入力されたデジタル信号を電圧に変化させて、当該電圧をVCO106aの制御電圧として、VCO106aに入力する。VCO106b及び106cに接続されている周波数調整部410b及び410cについても、同様に機能するが、周波数分周器411、レジスタ414の設定値が、VCO106b及び106cの発振周波数に応じて適切に選択されている。
 図21は、本発明の第2の実施形態におけるミリ波受信機509の機能的構成を示すブロック図である。図21において、第1の実施形態におけるミリ波受信機201と同様の機能を有する部分については、同一の参照符号を用いて、説明を省略する。ミリ波受信機501では、VCO204a~204cの発振周波数を調整するための周波数調整部510a~510cが設けられている。周波数調整部510a~510cは、それぞれ、周波数分周器511と、周波数カウンタ512と、レジスタ513及び514と、周波数比較器515と、デジタルアナログコンバータ516とを含む。VCO204a~204cに接続されている周波数調整部510a~510cは、周波数調整部410a~410cと同様にして、動作するが、周波数分周器511、レジスタ514の設定値が、VCO204a~204cの発振周波数に応じて適切に選択されている。
 第3の実施形態では、周波数調整部410a~410c及び510a~510cによって、VCO106a~106c及び204a~204cの発振周波数を固定するタイミングに特徴がある。通常、VCOはPLL回路によって常時ロックされているのが好ましいが、第1の実施形態で説明したように、OOK変調を用いた場合、発振周波数が多少ずれたとしても、伝送品質が劣化することはほとんどない。したがって、本発明では、VCOをロックするためのPLL回路は、必須ではない。ただし、所定のタイミングでのみVCOの発振周波数を調整し、そのときに使用した制御電圧をその後もVCOに供給し続ければ、消費電力を抑えつつ、伝送品質の劣化をさらに防止することができる。そこで、第3の実施形態では、所定のタイミングでのみVCOの発振周波数を調整したあと、調整を解除し、調整時に使用した制御電圧を、ミリ波送信機409及びミリ波受信機509の動作中、VCOに供給するようにする。
 所定のタイミングとして、(1)無線HDMI送信機100がソース機器2に接続された最初のタイミング、(2)無線HDMI受信機200がシンク機器3に接続された最初のタイミング、(3)無線HDMI送信機100及び無線HDMI受信機200が製造されたタイミング、(4)予め決められた定期的なタイミングなどがある。
 無線HDMI送信機100及び無線HDMI受信機200にそれぞれ設けられた図示しない制御部は、所定のタイミングを管理しており、所定のタイミングが到来したとすると、周波数調整部410a~410c及び510a~510cがVCO106a~106c及び204a~204cの発振周波数を調整するように、周波数調整部410a~410c及び510a~510cの動作を制御する。ロックされた後、制御電圧が得られれば、各制御部は、制御電圧を図示しないデジタルアナログコンバータに入力して、制御電圧の値をデジタルデータに変換する。変換後のデジタルデータは、無線HDMI送信機100及び無線HDMI受信機200にそれぞれ設けられた図示しない記憶部に記憶される。その後、再度所定のタイミングが到来するまで、VCO106a~106c及び204a~204cには、デジタルアナログコンバータから、記憶されているデジタルデータに対応する制御電圧が入力される。
 このように、第3の実施形態では、所定のタイミングでのみローカル周波数を調整する。したがって、ローカル周波数が大幅にずれてしまうことを防止することができ、さらに、高品質な通信が可能となる。また、所定のタイミングでのみローカル周波数を調整する程度であれば、消費電力の増大にはつながらないという効果も得られる。また、周波数制御部は、周波数をカウントして規定値と比較する構成であるので、よって、低消費電力を実現しながらも、周波数が適切に調整された無線送信機を提供することが可能となる。さらに、第2の実施形態におけるPLL回路408a~408c内で必要であったローパスフィルタ406が不要となり、回路構成が簡素化されるので、低価格で周波数調整機能を付加することができる。さらに、CMOSによって周波数調整部410a~410cを構築することができ、無線HDMI送信機100及び無線HDMI受信機200のサイズを増大させることなく、周波数調整の機能を追加することができる。
 なお、第3の実施形態において、レジスタ414の代わりに、OTPROM(One Time PROM)を用いれば、チップの出荷検査時に周波数情報の設定値をOTPROMに書き込むことも可能である。このように、OTPROM内に予め設定値を書き込んでおけば、ミリ波送信チップ110bやミリ波受信チップ201bを製品に組み込むユーザは、設定値を設定する必要がなくなる。
 なお、周波数調整部410a~410c及び510a~510cでの消費電力を気にしないのであれば、周波数調整部410a~410c及び510a~510cは、常時動作していてもよい。
 なお、第2及び第3の実施形態において、送信側にのみ周波数調整部を設けてもよいし、逆に、受信側にのみ周波数調整部を設けてもよい。また、送信側で使用する周波数制御部と受信側で使用する周波数制御部との構成は、同一でなくてもよい。
(第4の実施形態)
 OOK変調及びミリ波を用いた通信は、HDMIのように、一方向の通信以外に、双方向の通信にも利用可能である。たとえば、OOK変調及びミリ波を用いた通信は、USB2.0に利用することが可能である。第4の実施形態では、USB2.0に、OOK変調及びミリ波通信を利用した場合について説明する。
 図22は、USB2.0で利用されるコネクタのピンアサインを示す図である。USB2.0では、パソコンなどのホスト側と周辺機器などのデバイス側との間は、D+とD-との差動信号ラインを使って、半二重通信による双方向通信が行われている。したがって、送信と受信は、時分割されている。また、データ通信だけでなく、制御信号もパケット化され、差動信号で通信されている。そのため、HDMIの場合に必要であったDDCのための2.4GHzのトランシーバは不要になる。
 図23は、OOK変調及びミリ波をUSB2.0に利用したときの無線伝送システム700の全体構成を示す図である。無線伝送システム700は、USBホスト701と、無線USB送受信機702と、USBデバイス703と、無線USB送受信機704とを備える。USBホスト701と無線USB送受信機702とは、USBケーブルを介して接続されている。USBデバイス703と無線USB送受信機704とは、USBケーブルを介して接続されている。無線USB送受信機702で使用する電源は、USBケーブルを介して、USBホスト701から供給される。無線USB送受信機704で使用する電源は、別途必要となる。
 無線USB送受信機(送信部)702は、共用回路705と、ミリ波送信機707と、ミリ波受信機706と、結合器708と、アンテナ709とを含む。無線USB送受信機(受信部)704は、共用回路705と、ミリ波送信機707と、ミリ波受信機706と、結合器708と、アンテナ709とを含む。無線USB送受信機702及び無線USB送受信機704において、同一の参照符号を付した部分は同一の構成を有する。無線USB送受信機(送信部)702と無線USB送受信機(受信部)704とは、送受信周波数を共用する。
 図24は、共用回路705の回路図である。共用回路705は、USBホスト701(又はUSBデバイス703)から送信された信号をミリ波送信機707へ伝送すると共に、ミリ波受信機706から出力される信号をUSBホスト701(又はUSBデバイス703)へ送信する。
 図25は、ミリ波送信機707の機能的構成を示すブロック図である。図25において、第1の実施形態と同様の機能を有する部分については、同一の参照符号を付し、説明を省略する。ミリ波送信機707は、D+及びD-の信号をOOK変調によって変調し、ミリ波の無線信号を送信する。
 図26は、ミリ波受信機706の機能的構成を示すブロック図である。図26において、第1の実施形態と同様の機能を有する部分については、同一の参照符号を付し、説明を省略する。ミリ波受信機706は、受信したミリ波の無線信号を復調し、D+及びD-の信号を再生する。
 USB2.0は半二重通信であるので、アンテナ709は、ミリ波送信機707及びミリ波受信機706で、結合器708を利用して共用できる。
 USB2.0のビットレートは480Mbpsであり、480M×2=960MHzの帯域が通信には必要となる。ミリ波帯59GHz~66GHzの中の任意の周波数帯に、VCO106a及び204aの発振周波数を設定すれば、通信が可能となる。USB送受信機2.0では、半二重通信であるので、VCO106aの発振周波数とVCO204aの発振周波数とが同じであってもよい。
 このように、第4の実施形態では、送受信周波数を共有するミリ波送信機(送信部)とミリ波受信機(受信部)とを設けることによって、USB2.0のような半二重よるミリ波無線通信が可能となる。
 第4の実施形態で示したように、キャリア発振器、OOK変調器、入力回路、ローカル発振器、ミキサ、及び検波部は、少なくとも1以上であればよい。
 なお、第4の実施形態の構成は、半二重による通信方式を有する規格であれば、USB2.0以外の規格にも利用可能である。
(第5の実施形態)
 OOK変調及びミリ波を用いた通信は、USB2.0に限らず、USB3.0にも利用可能である。USB3.0のピンアサインを以下に示す。
 No.1:電源(VBUS)
 No.2:USB2.0 差動対(D-)
 No.3:USB2.0 差動対(D+)
 No.4:USB OTGのID識別線
 No.5:GND
 No.6:USB3.0 信号送信線(-)
 No.7:USB3.0 信号送信線(+)
 No.8:GND
 No.9:USB3.0 信号受信線(-)
 No.10:USB3.0 信号受信線(+)
 No.1~No.5は、USB2.0と同じ信号である。No.6~No.10は、USB3.0で用いられる信号である。No.6及びNo.7は、USB3.0で使用する超高速信号伝送用の差動信号線で、送信専用である。No.9及びNo.10は、USB3.0で使用する超高速信号伝送用の差動信号線で、受信専用である。USB3.0での超高速信号伝送は、送信と受信を別の信号線で行い、かつ同時に送受信することが可能である。すなわち、USB3.0では、全二重通信となる。
 図27は、OOK変調及びミリ波をUSB3.0に利用したときの無線伝送システム800の全体構成を示す図である。図27において、第4の実施形態と同様の機能を有する部分については、同一の参照符号を付し、説明を省略する。
 無線伝送システム800は、USBホスト801と、無線USB送受信機802と、UDBデバイス803と、無線USB送受信機804とを備える。USBホスト801及びUSBデバイス803は、USB3.0をサポートする装置である。USBホスト801と無線USB送受信機802とは、USBケーブルを介して接続されている。USBデバイス803と無線USB送受信機804とは、USBケーブルを介して接続されている。無線USB送受信機802で使用する電源は、USBケーブルを介して、USBホスト701から供給される。無線USB送受信機804で使用する電源は、別途必要となる。
 無線USB送受信機802は、共用回路705と、ミリ波送信機707と、ミリ波受信機706と、結合器708と、アンテナ709と、ミリ波送信機805aと、ミリ波受信機806aと、アンテナ807aと、アンテナ808aとを含む。
 無線USB送受信機804は、共用回路705と、ミリ波送信機707と、ミリ波受信機706と、結合器708と、アンテナ709と、ミリ波送信機805bと、ミリ波受信機806bと、アンテナ807bと、アンテナ808bとを含む。無線USB送受信機802及び無線USB送受信機804において、同一の参照符号を付した部分は同一の構成を有する
 ミリ波送信機805aは、VCOの発振周波数を除いては、ミリ波送信機707と同様の構成を有する。ミリ波受信機806bは、VCOの発振周波数を除いては、ミリ波受信機706と同様の構成を有する。ミリ波送信機805bは、VCOの発振周波数を除いては、ミリ波送信機707と同様の構成を有する。ミリ波受信機806aは、VCOの発振周波数を除いては、ミリ波受信機706と同様の構成を有する。USB3.0において、超高速通信は、全二重通信になるので、アンテナは共用できない。そのため、USB2.0用のアンテナ709に加えて、アンテナ807a、808a、807b、及び808bが必要となる。アンテナ807a及び807bが送信用のアンテナとなる。アンテナ808a及び808bが受信用のアンテナとなる。すなわち、無線伝送システム800では、3チャンネル通信となる。
 図28は、無線USB送受信機802及び804から送信される無線信号のスペクトラムの一例を示す図である。図28において、ミリ波送信機707は、中心周波数が62.5GHzの無線信号を送信する。すなわち、ミリ波送信機707で使用するVCO106aの発振周波数は62.5GHzである。また、ミリ波受信機706のVCO204aの発振周波数は、たとえば、54.5GHzである。
 ミリ波送信機805aは、中心周波数が60.75GHzの無線信号を送信する。すなわち、ミリ波送信機805aで使用するVCO106aの発振周波数は、60.75GHzである。また、ミリ波受信機806bは、中心周波数が60.75GHzの無線信号を受信する。すなわち、ミリ波受信機806bで使用するVCO204aの発振周波数は、たとえば、52.75GHzである。
 ミリ波送信機805bは、中心周波数が64.25GHzの無線信号を送信する。すなわち、ミリ波送信機805bで使用するVCO106aの発振周波数は、64.25GHzである。また、ミリ波受信機806aは、中心周波数が64.25GHzの無線信号を受信する。すなわち、ミリ波受信機806aで使用するVCO204aの発振周波数は、たとえば、56.25GHzである。
 USB2.0の通信と、USB3.0で追加された超高速通信は同時には行われないので、図28に示すように、USB2.0用の無線周波数帯域62.5GHzと超高速通信用の無線周波数帯域60.75GHz及び64.25GHzとは、重なっても混信の原因とはならない。USB3.0の超高速通信は5Gbpsであるが、図21に示すような周波数帯域を使用する場合、少なくとも、1.5Gbps程度の通信は可能となる。
 このように、第5の実施形態では、半二重による送受信機能に加え、ミリ波送信機(送信部)805aとミリ波送信機(送信部)805aの送信周波数とは異なる受信周波数を有するミリ波受信機(受信部)806bとを設けることによって、USB3.0の超高速通信のような全二重によるミリ波無線通信が可能となる。
 なお、第5の実施形態の構成は、全二重による通信方式を有する規格であれば、USB3.0以外の規格にも利用可能である。
(第6の実施形態)
 図29は、本発明の無線伝送システム810の全体構成を示すブロック図である。図29において、第1の実施形態と同様の機能を有する部分については、同一の参照符号を付し、説明を省略する。無線伝送システム810において、無線HDMI送信機811は、第1の実施形態に係る無線HDMI送信機100に対して、クロック信号TMDSCLKを送信するためのTMDS送信機107dを追加した構成を有する。TMDS送信機107dは、VCOの発振周波数を除いては、TMDS送信機107a~107cと同様の構成を有する。無線伝送システム810において、無線HDMI受信機812は、第1の実施形態に係る無線HDMI受信機200に対して、クロック信号TMDSCLKを受信するためのTMDS受信機207dを追加し、CDR回路203を除いた構成を有する。TMDS受信機207dは、VCOの発振周波数を除いては、TMDS受信機207a~207cと同様の構成を有する。
 第6の実施形態では、ミリ波のチャネル数は、4となる。たとえば、TMDS0用の1CHの中心周波数を58.32GHzとし、TMDS1用の2CHの中心周波数を60.48GHzとし、TMDS2用の3CHの中心周波数を62.64GHzとし、TMDSCLK用の4CHの中心周波数を64.8GHzとするとよい。
 このように、第6の実施形態では、クロック信号HDMICLKも送信側から無線で送信されるので、受信側でのクロックリカバリー回路が不要となり、無線HDMI受信機200のコストを下げることができる。第6の実施形態は、4チャンネル分のミリ波帯を使用できる場合に有効である。
(第7の実施形態)
 ミリ波は、指向性が狭いので、無線HDMI送信機及び/又は無線HDMI受信機のアンテナの向きは、柔軟に変更することができるようになっているとよい。したがって、無線HDMI送信機及び/又は無線HDMI受信機において、ミリ波送信機及び/又はミリ波受信機から、アンテナを離すように設けて、当該アンテナの角度が変更可能なように設けてもよい。また、ソース機器及び/又はシンク機器と無線HDMI送信機及び/又は無線HDMI受信機とを接続する配線(たとえば、HDMIコネクタとHDMIケーブル)の角度を変更可能なように設けてもよい。
 このように、アンテナの向きを変更することができるフレキシブル構造を無線HDMI送信機及び/又は無線HDMI受信機に設けることによって、送受信の感度が高い方向にアンテナの向きを変えることができるので、伝送品質を向上させることが可能となる。
(第8の実施形態)
 図30は、本発明の第7の実施形態に係る無線伝送システム820の全体構成を示す図である。図30に示すように、無線伝送システム820は、第1の無線機821と、第2の無線機822とを備える。第1の電子機器22と第1の無線機821とは、1チャネル以上の第1の伝送路23を介して接続されている。第2の電子機器33と第2の無線機822とは、1チャネル以上の第2の伝送路34を介して接続されている。第1の無線機821は、他の実施形態と同様に、OOK変調によってミリ波の無線信号を送信する構成を有するので、詳しい構成は省略する。第2の無線機822は、他の実施形態と同様に、無線信号を受信して、包絡線検波(又は二乗検波)によってデジタル信号を再生する構成を有するので、詳しい構成は省略する。第1の電子機器22からは、HDMI信号に限らず、DVI信号や、DisplayPort、MHL、HAVi、DiiVAに関する信号など、少なくとも1チャネル分のデジタル信号が出力される。第1の無線機821は、他の実施形態と同様にして、第1の電子機器22からのデジタル信号をそれぞれOOK変調によって、ミリ波のキャリア信号を変調して、無線信号として、チャネル毎に送信する。第2の無線機822は、無線信号を受信して、IF信号に変換し、包絡線検波(又は二乗検波)して、第1の電子機器22から出力されたデジタル信号を再生し、第2の電子機器33に送信する。
 このように、本発明において、無線送信される信号は、特に限定されるものではない。
 なお、制御信号がある場合は、第1の実施形態と同様、ミリ波以外の帯域を用いて制御信号を送受信してもよいし、空きチャネルがあるのであれば、ミリ波の帯域を利用して制御信号を送受信してもよい。
(アンテナの変形)
 無線受信機は、受信無線信号をダウンコンバートして、IF信号に変換した後、復調する。したがって、第1の実施形態では、受信アンテナとして、4×4パッチアンテナを3つ用いることとしたが、一つのアンテナ部(たとえば、一つの4×4パッチアンテナ)で受信して、受信した無線信号を分岐してダウンコンバートするローカル周波数を変更することによって、復調するようにしてもよい。また、送信アンテナについても、一つのアンテナで、異なる送信周波数を共有できるのであれば、第1の実施形態のように3つの4×4パッチアンテナを用いなくてもよい。
 また、送信アンテナとして、4×4パッチアンテナの代わりに、たとえば、2×2パッチアンテナを用いてもよい。また、受信アンテナとして、4×4パッチアンテナ以外のアンテナを用いてもよい。
 また、アンテナとして、パッチアンテナ以外のアンテナを用いてもよい。
 すなわち、本発明において、アンテナの個数や構造等は、特に限定されず、ミリ波の送受信に適したアンテナが用いられればよい。
(他の実施形態)
 本発明の実施形態を提供するに際しては、半導体技術を用いて、各種の形態で提供される。たとえば、本発明の無線送信機及び無線受信機は、半導体チップや、半導体回路を設計する際に用いられるマクロなどの形態で提供されてもよい。また、本発明の実施形態で用いた無線通信方法、無線送信方法、及び無線受信方法も、本発明の範囲に含まれる。
 以上、本発明を詳細に説明してきたが、前述の説明はあらゆる点において本発明の例示にすぎず、その範囲を限定しようとするものではない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。
 本発明は、無線伝送システム並びにそれに用いられる無線送信機、無線受信機、無線送信方法、無線受信方法、及び無線通信方法であり、産業上利用可能である。
 1 無線伝送システム
 2 ソース機器
 3 シンク機器
 100 無線HDMI送信機
 200 無線HDMI受信機
 2a,3a HDMIインターフェイス
 101,401,409 ミリ波送信機
 102,202 DDC送受信機
 201,501,509 ミリ波受信機
 203 CDR回路
 107a~107c TMDS送信機
 103a~103c CML回路
 104a~104c ローパスフィルタ
 105a~105c OOK変調部
 106a~106c VCO
 ANT1~ANT3 ミリ波アンテナ
 130a~130b 入力回路
 207a~207c TMDS受信機
 ANT11~ANT31 ミリ波アンテナ
 202a~202c LNA
 203a~203c ミキサ
 204a~204c VCO
 205a~205c チャネル選択フィルタ
 206a~206c VGA
 208a~208c 検波回路
 209a~209c リミッタ回路
 210a~210c オフセットキャンセラ
 211a~211c CML回路
 108,212 レベル変換及び入力保護回路
 109,213 MCU
 110,214 RFトランシーバ
 111,215 アンテナ
 408a~408c,508a~508c PLL回路
 410a~410c,510a~510c 周波数調整部
 700 無線伝送システム
 701 USBホスト
 702 無線USB送受信機
 703 USBデバイス
 704 無線USB送受信機
 705 共用回路
 706 ミリ波受信機
 707 ミリ波送信機
 708 結合器
 709 アンテナ
 800 無線伝送システム
 801 USBホスト
 802 無線USB送受信機
 803 UDBデバイス
 804 無線USB送受信機
 805a ミリ波送信機
 806a ミリ波受信機
 807a アンテナ
 808a アンテナ
 805b ミリ波送信機
 806b ミリ波受信機
 807b アンテナ
 808b アンテナ
 810 無線伝送システム
 811 無線HDMI送信機
 812 無線HDMI受信機
 820 無線伝送システム
 821 第1の無線機
 822 第2の無線機
 22 第1の電子機器
 23 第1の伝送路
 33 第2の電子機器
 34 第2の伝送路

Claims (34)

  1.  電子機器に1チャネル以上の伝送路を介して接続される無線送信機であって、
     前記伝送路のチャネル毎に設けられており、ミリ波帯のキャリア信号を出力する1以上のキャリア発振器と、
     前記1以上のキャリア発振器毎に設けられており、対応する前記キャリア発振器が出力する前記キャリア信号をオンオフ変調するための1以上のOOK変調器と、
     前記伝送路のチャネル毎に設けられており、前記電子機器が出力する1チャネル以上のデジタル信号を前記OOK変調器に入力する1以上の入力回路とを備え、
     前記1以上のOOK変調器は、前記入力回路から入力される前記デジタル信号に基づいて、前記キャリア発振器が出力する前記キャリア信号をオンオフ変調することを特徴とする、無線送信機。
  2.  前記1以上の入力回路は、前記デジタル信号の高調波成分を除去するローパスフィルタを含み、
     前記1以上のOOK変調器は、前記ローパスフィルタによって前記高調波成分が除去された前記デジタル信号に基づいて、前記キャリア発振器が出力する前記キャリア信号をオンオフ変調することを特徴とする、請求項1に記載の無線送信機。
  3.  前記1以上のキャリア発振器及び前記1以上のOOK変調器は、CMOSによって構成されており、
     前記1以上の入力回路は、前記デジタル信号をCMOSレベルに変換するレベル変換回路を含むことを特徴とする、請求項1又は2に記載の無線送信機。
  4.  前記1以上のキャリア発振器が複数である場合、
     各前記キャリア発振器のキャリア周波数の間隔は、前記デジタル信号のビットレートの2倍の帯域幅以上であることを特徴とする、請求項1~3のいずれかに記載の無線送信機。
  5.  前記1以上のキャリア発振器の発振周波数を、所定のタイミングでのみ調整するための1以上の周波数調整部をさらに備えることを特徴とする、請求項1~4のいずれかに記載の無線送信機。
  6.  前記1以上の周波数調整部は、PLL回路であることを特徴とする、請求項5に記載の無線送信機。
  7.  前記1以上の周波数調整部は、前記キャリア発振器の出力周波数をカウントして、規定の値と比較した結果に基づいて、前記キャリア発振器へ入力する制御電圧を調整することを特徴とする、請求項5に記載の無線送信機。
  8.  前記伝送路には、HDMI方式に関する信号が伝送しており、
     前記キャリア発振器、前記OOK変調器、及び前記入力回路は、デジタル信号HDMI0、HDMI1、及びHDMI2に対応して設けられていることを特徴とする、請求項1~7のいずれかに記載の無線送信機。
  9.  さらに、クロック信号HDMICLKに対応して設けられたキャリア発振器、OOK変調器、及び入力回路を備えることを特徴とする、請求項8に記載の無線送信機。
  10.  前記伝送路には、前記デジタル信号のビットレートよりも低いビットレートで伝送する制御信号DDCが伝送しており、
     前記無線送信機は、前記制御信号DDCをミリ波よりも長い波長の無線信号で送受信するためのDDC送受信機をさらに備えることを特徴とする、請求項8又は9に記載の無線送信機。
  11.  前記DDC送受信機は、前記制御信号DDCの送受信の前に、シンク機器側でHPDがハイ状態となっているか否かを確認するHPD確認パケットを送信することを特徴とする、請求項10に記載の無線送信機。
  12.  前記DDC送受信機は、前記制御信号DDCの送受信がアイドル状態となっているときに、前記シンク機器側のHPDの状態を監視するためにHPD確認パケットを送信することを特徴とする、請求項10又は11に記載の無線送信機。
  13.  一組の前記キャリア発振器、前記OOK変調器、及び前記入力回路から構成される送信部との間で送受信周波数を共用するように設けられた受信部と、
     前記OOK変調器によって変調された無線信号を送信すると共に、ミリ波の無線信号を受信するアンテナ部とをさらに備え、
     前記受信部は、
      前記送受信周波数を有するミリ波帯のローカル信号を出力するローカル発振器と、
      前記ローカル発振器が出力する前記ローカル信号によって、受信無線信号をダウンコンバートするミキサと、
      前記ミキサによってダウンコンバートされた信号を復調して、ベースバンド信号に再生する検波部と含み、
     前記無線送信機は、さらに、前記検波部によって再生された前記ベースバンド信号を前記伝送路に伝送すると共に、前記伝送路から出力される前記デジタル信号を前記入力回路に入力する共用回路をさらに備えることを特徴とする、請求項1~7のいずれかに記載の無線送信機。
  14.  一組の前記キャリア発振器、前記OOK変調器、及び前記入力回路から構成される送信部が使用する送信周波数とは異なるミリ波の受信周波数を利用する受信部と、
     前記受信周波数を有する無線信号を受信する受信アンテナ部とをさらに備え、
     前記受信部は、
      前記受信周波数を有するミリ波帯のローカル信号を出力するローカル発振器と、
      前記ローカル発振器が出力する前記ローカル信号によって、受信無線信号をダウンコンバートするミキサと、
      前記ミキサによってダウンコンバートされた信号を復調して、ベースバンド信号に再生する検波部と含み、
     前記無線送信機は、前記検波部によって再生された前記ベースバンド信号を前記伝送路に伝送することを特徴とする、請求項1~7又は13のいずれかに記載の無線送信機。
  15.  電子機器に1チャネル以上の伝送路を介して接続される無線受信機であって、
     前記伝送路のチャネル毎に設けられており、ミリ波帯のローカル信号を出力する1以上のローカル発振器と、
     前記1以上のローカル発振器毎に設けられており、前記ローカル発振器が出力する前記ローカル信号によって、OOK変調されたミリ波の受信無線信号をダウンコンバートする1以上のミキサと、
     前記1以上のミキサ毎に設けられており、前記ミキサによってダウンコンバートされた信号を復調して、ベースバンド信号に再生する1以上の検波部とを備えることを特徴とする、無線受信機。
  16.  前記1以上の検波部は、
      前記ミキサから出力される信号の所定帯域を通過させるチャネル選択フィルタと、
      前記チャネル選択フィルタを通過した信号を増幅する増幅器と、
      前記増幅器によって増幅された信号を包絡線検波又は二乗検波によって復調する検波回路と、
      前記検波部によって検波された信号から前記ベースバンド信号を再生するリミッタ回路と、
      前記増幅器からリミッタ回路までに発生するオフセットをキャンセルするオフセットキャンセラとを含むことを特徴とする、請求項15に記載の無線受信機
  17.  前記1以上のローカル発振器、前記1以上のミキサ、及び前記1以上の検波部は、CMOSによって構成されており、
     前記1以上の検波部は、前記ベースバンド信号をCMOSレベルから前記伝送路で使用される電圧レベルに変換するレベル変換回路を含むことを特徴とする、請求項15又は16に記載の無線受信機。
  18.  前記1以上のローカル発振器が複数である場合、
     各前記ローカル発振器のローカル周波数は、前記無線信号をIF信号にダウンコンバートすることができる周波数であることを特徴とする、請求項15~17のいずれかに記載の無線受信機。
  19.  前記1以上のローカル発振器の発振周波数を、所定のタイミングでのみ調整するための1以上の周波数調整部をさらに備えることを特徴とする、請求項15~18のいずれかに記載の無線受信機。
  20.  前記1以上の周波数調整部は、PLL回路であることを特徴とする、請求項19に記載の無線受信機。
  21.  前記1以上の周波数調整部は、前記ローカル発振器の出力周波数をカウントして、規定の値と比較した結果に基づいて、前記ローカルア発振器へ入力する制御電圧を調整することを特徴とする、請求項19に記載の無線受信機。
  22.  前記伝送路には、HDMI方式に関する信号が伝送しており、
     前記ローカル発振器、前記ミキサ、及び前記検波部は、デジタル信号HDMI0、HDMI1、及びHDMI2に対応して設けられていることを特徴とする、請求項15~21のいずれかに記載の無線受信機。
  23.  さらに、前記デジタル信号HDMI0、HDMI1、及びHDMI2のいずれかから、クロック信号TMDSCLKを再生するクロックデータリカバリー回路を備えることを特徴とする、請求項22に記載の無線受信機。
  24.  クロック信号TMDSCLKに対応する無線信号が送信されてくる場合、
     さらに、前記クロック信号HDMICLKに対応して設けられたローカル発振器、ミキサ、及び検波部を備えることを特徴とする、請求項22に記載の無線受信機。
  25.  前記伝送路には、前記デジタル信号のビットレートよりも低いビットレートで伝送する制御信号DDCが伝送しており、
     前記無線受信機は、前記制御信号DDCをミリ波よりも長い波長の無線信号で送受信するためのDDC送受信機をさらに備えることを特徴とする、請求項22~24のいずれかに記載の無線受信機。
  26.  前記DDC送受信機は、前記制御信号DDCの送受信の前に、シンク機器側でHPDがハイ状態となっているか否かを確認するHPD確認パケットを受信し、HPDの状態を返送するレスポンスパケットを送信することを特徴とする、請求項25に記載の無線受信機。
  27.  前記DDC送受信機は、前記制御信号DDCの送受信がアイドル状態となっているときに、前記シンク機器側のHPDの状態を監視するためにHPD確認パケットを受信し、HPDの状態を返送するレスポンスパケットを送信することを特徴とする、請求項25又は26に記載の無線受信機。
  28.  一組の前記ローカル発振器、前記ミキサ、及び前記検波部から構成される受信部との間で送受信周波数を共用するように設けられた送信部と、
     前記無線信号を受信すると共に、ミリ波の無線信号を送信するアンテナ部とをさらに備え、
     前記送信部は、
      前記送受信周波数を有するミリ波帯のキャリア信号を出力するキャリア発振器と、
      前記キャリア発振器が出力する前記キャリア信号をオンオフ変調するためのOOK変調器と、
      前記電子機器が出力するデジタル信号を前記OOK変調器に入力する入力回路と含み、
      前記OOK変調器は、前記入力回路から入力される前記デジタル信号に基づいて、前記キャリア発振器が出力する前記キャリア信号をオンオフ変調し、
     前記無線受信機は、さらに、前記検波部によって再生された前記ベースバンド信号を前記伝送路に伝送すると共に、前記伝送路から出力される前記デジタル信号を前記入力回路に入力する共用回路とを含むことを特徴とする、請求項15~21のいずれかに記載の無線受信機。
  29.  一組の前記ローカル発振器、前記ミキサ、及び前記検波部から構成される受信部が使用する受信周波数とは異なるミリ波の送信周波数を利用する送信部と、
     前記送信周波数を有する無線信号を送信する送信アンテナ部とをさらに備え、
     前記送信部は、
      前記送信周波数を有するミリ波帯のキャリア信号を出力するキャリア発振器と、
      前記キャリア発振器が出力する前記キャリア信号をオンオフ変調するためのOOK変調器と、
      前記電子機器が出力するデジタル信号を前記OOK変調器に入力する入力回路と含み、
      前記OOK変調器は、前記入力回路から入力される前記デジタル信号に基づいて、前記キャリア発振器が出力する前記キャリア信号をオンオフ変調することを特徴とする、請求項15~21又は28のいずれかに記載の無線受信機。
  30.  アンテナの向きを変更することができるフレキシブル構造を有することを特徴とする、請求項1~14のいずれかに記載の無線送信機又は請求項15~29に記載の無線受信機。
  31.  第1の電子機器に1チャネル以上の第1の伝送路を介して接続される第1の無線機と、第2の電子機器に1チャネル以上の第2の伝送路を介して接続される第2の無線機とを備える無線伝送システムであって、
     前記第1の無線機は、
      前記第1の伝送路のチャネル毎に設けられており、ミリ波帯のキャリア信号を出力する1以上のキャリア発振器と、
      前記1以上のキャリア発振器毎に設けられており、対応する前記キャリア発振器が出力する前記キャリア信号をオンオフ変調するための1以上のOOK変調器と、
      前記第1の伝送路のチャネル毎に設けられており、前記第1の電子機器が出力する1チャネル以上のデジタル信号を前記OOK変調器に入力する1以上の入力回路と、
      前記OOK変調器から出力されるミリ波の信号を無線信号として出力する送信アンテナ部とを含み、
      前記1以上のOOK変調器は、前記入力回路から入力される前記デジタル信号に基づいて、前記キャリア発振器が出力する前記キャリア信号をオンオフ変調し、
     前記第2の無線機は、
      前記送信アンテナ部から出力される前記無線信号を受信する受信アンテナ部と、
      前記第2の伝送路のチャネル毎に設けられており、ミリ波帯のローカル信号を出力する1以上のローカル発振器と、
      前記1以上のローカル発振器毎に設けられており、前記ローカル発振器が出力する前記ローカル信号によって、前記無線信号をダウンコンバートする1以上のミキサと、
      前記1以上のミキサ毎に設けられており、前記ミキサによってダウンコンバートされた信号を復調し、前記デジタル信号を再生する1以上の検波部とを含むことを特徴とする、無線伝送システム。
  32.  電子機器に1チャネル以上の伝送路を介して接続される無線送信機で用いられる無線送信方法であって、
     前記伝送路のチャネル毎に、ミリ波帯のキャリア信号のキャリア周波数が設定されており、
     前記伝送路を介して出力される前記電子機器からのデジタル信号に基づいて、当該デジタル信号の前記チャネルに対応するキャリア信号をオンオフ変調することによって、前記チャネル毎に、ミリ波の無線信号を送信することを特徴とする、無線送信方法。
  33.  電子機器に1チャネル以上の伝送路を介して接続される無線受信機で用いられる無線受信方法であって、
     前記伝送路のチャネル毎に、ミリ波帯のローカル信号のローカル周波数が設定されており、
     OOK変調された受信無線信号を、チャネル毎にダウンコンバートして、ダウンコンバートされた信号を復調して、チャネル毎のベースバンド信号に再生することを特徴とする、無線受信方法。
  34.  第1の電子機器に1チャネル以上の第1の伝送路を介して接続される第1の無線機と、第2の電子機器に1チャネル以上の第2の伝送路を介して接続される第2の無線機とを備える無線伝送システムで用いられる無線通信方法であって、
     前記第1の伝送路のチャネル毎に、ミリ波帯のキャリア信号のキャリア周波数が設定されており、
     前記第1の伝送路を介して出力される前記第1の電子機器からのデジタル信号に基づいて、当該デジタル信号の前記チャネルに対応するキャリア信号をオンオフ変調することによって、各前記チャネル毎に、ミリ波の無線信号を送信し、
     前記第2の伝送路のチャネル毎に、ミリ波帯のローカル信号のローカル周波数が設定されており、
     OOK変調された受信無線信号を、チャネル毎にダウンコンバートして、ダウンコンバートされた信号を復調して、チャネル毎のベースバンド信号に再生することを特徴とする、無線通信方法。
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