WO2024257217A1 - 無線送信装置、無線受信装置、無線中継装置、制御回路、記憶媒体、通信システムおよび通信方法 - Google Patents

無線送信装置、無線受信装置、無線中継装置、制御回路、記憶媒体、通信システムおよび通信方法 Download PDF

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    • H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/06—Optimizing the usage of the radio link, e.g. header compression, information sizing, discarding information

Definitions

  • This disclosure relates to a wireless transmitting device, a wireless receiving device, a wireless relay device, a control circuit, a storage medium, a communication system, and a communication method for making part of wired communication wireless.
  • Patent Document 1 discloses a technology for converting wired signals into millimeter waves for wireless transmission. Millimeter waves are suitable for high-capacity, low-latency wireless transmission because they are less likely to interfere with other communications due to their high line-propagation properties and because it is easy to secure a wide bandwidth.
  • the above conventional technology only discloses a method of remodulating a wired signal into a wireless bit pattern and transmitting it, and there is a problem in that it is not possible to perform communication management such as measuring communication quality or adjusting communication rates in the wireless transmission section.
  • the present disclosure has been made in consideration of the above, and aims to obtain a wireless transmission device that enables communication management in a wireless transmission section in which part of the wired communication is wirelessized.
  • the wireless transmission device disclosed herein is characterized by comprising a wired receiving unit that receives a wired signal that is a signal transmitted by wire and is composed of a plurality of frames, a wireless control signal providing unit that inserts a wireless control signal, which is a control signal for managing wireless communication, into a section where no information transmission is taking place between frames of the received wired signal, and a wireless signal generating unit that generates a wireless signal to be transmitted wirelessly using the received bit pattern of the wired signal and the wireless control signal.
  • the wireless transmission device disclosed herein has the effect of enabling communication management in a wireless transmission section where part of the wired communication is made wireless.
  • FIG. 1 is a diagram showing a functional configuration of a wireless transmission device according to a first embodiment
  • FIG. 1 illustrates a wired signal received by a wireless transmission device and a wireless signal transmitted by the wireless transmission device when an Ethernet frame is used.
  • FIG. 1 is a diagram showing a functional configuration of a wireless receiving device according to a first embodiment
  • FIG. 1 illustrates an example of the configuration of a communication system including a wireless transmitting device and a wireless receiving device.
  • FIG. 1 shows an example of the configuration of a communication system including a wireless transmitting device, a wireless receiving device, and a wireless relay device.
  • FIG. 13 is a diagram showing a functional configuration of a wireless relay device according to a second embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a communication system including a communication device having a bidirectional communication function.
  • FIG. 1 shows an example of a hardware configuration.
  • wireless transmitting device wireless receiving device
  • wireless relay device control circuit, storage medium, communication system, and communication method according to the embodiments of the present disclosure are described in detail with reference to the drawings.
  • Embodiment 1. 1 is a diagram illustrating a functional configuration of a wireless transmission device 1 according to a first embodiment.
  • the wireless transmission device 1 is an example of a communication device having a function of receiving a wired signal, which is a signal transmitted by a wire, and a function of converting the wired signal into a wireless signal and wirelessly transmitting the wireless signal.
  • the wireless transmitting device 1 has wired receiving units 101A and 101B, a wired signal detection unit 102, a wireless control signal providing unit 103, a wireless signal generating unit 104, a wireless transmitting unit 105, and a transmitting antenna unit 106.
  • the wired receiving units 101A and 101B each perform similar processing, hereinafter, when there is no need to particularly distinguish between the wired receiving unit 101A and the wired receiving unit 101B, they may be simply referred to as the wired receiving unit 101.
  • the signal system of the wired signal received by the wired receiving unit 101A is referred to as signal system #A
  • the signal system of the wired signal received by the wired receiving unit 101B is referred to as signal system #B.
  • the wired receiver 101 receives a wired signal.
  • the wired receiver 101 performs wired communication according to a communication method such as Ethernet (registered trademark), RS-232C, RS-422, or RS-485. All of these communication methods perform burst transmission in which frames are treated as a single block of wired communication.
  • the wired receiver 101 generates demodulated data of the received wired signal and outputs the bit string of the generated demodulated data to both the wired signal detector 102 and the wireless signal generator 104.
  • the wired signal detection unit 102 detects a section where no information is transmitted between frames of the wired signal received by the wired receiving unit 101.
  • the wired signal detection unit 102 outputs information indicating the detected section to the wireless control signal providing unit 103.
  • FIG. 2 is a diagram showing a wired signal received by the wireless transmission device 1 and a wireless signal transmitted by the wireless transmission device 1 when an Ethernet frame is used.
  • the wired signal received by the wireless transmission device 1 is composed of multiple wired frames.
  • Each wired frame can include a preamble, a header, a payload, and a checksum.
  • the wired frame is an Ethernet frame.
  • SFD Start Frame Delimiter
  • the presence of an Ethernet frame is recognized by using a predetermined bit pattern called an SFD (Start Frame Delimiter) present in the preamble or in the header received following the preamble as a marker, and the payload in the Ethernet frame is decoded and the payload data is handed over to a higher layer.
  • SFD Start Frame Delimiter
  • guard time section Between frames, there is a guard time section called an IPG (Inter Packet Gap) or IFG (Inter Frame Gap).
  • IPG Inter Packet Gap
  • IFG Inter Frame Gap
  • a synchronization signal between transmission and reception may be transmitted in the wired physical layer.
  • the guard time section which is the synchronization signal, is passed to the function responsible for the MAC (Media Access Control) layer, so from the perspective of the MAC layer, this guard time section is judged to be a section where there is no signal, in other words, a section where no information is being transmitted.
  • a chunk of data surrounded by a start bit and a stop bit is transmitted as one burst, and there is a guard time interval from the stop bit to the next start bit during which no information is transmitted.
  • the wired signal detection unit 102 outputs information indicating a section where no information transmission occurs between frames of the wired signal as described above to the wireless control signal providing unit 103.
  • the "information indicating a section where no information transmission occurs between frames of the wired signal" may be, for example, information indicating a section where a wired burst exists, and a section other than a section where a wired burst exists may be determined to be a "section where no information transmission occurs between frames of the wired signal".
  • the wireless control signal providing unit 103 inserts a wireless control signal, which is a control signal for wireless communication, into a section where no information transmission is taking place between frames of a wired signal.
  • the wireless control signal is composed of one or more wireless control information frames.
  • the wireless control information frame includes a wireless preamble, a wireless header, and wireless control information. Note that although it has been stated that a wireless control signal is inserted into a section where no information transmission is taking place, if the wired signal includes a long preamble such as an Ethernet frame and includes information in the header such as an SFD that indicates the start position of the frame body, as shown in FIG. 2, a part of the preamble of the wired frame may be overwritten with the wireless control signal.
  • the wireless signal includes information included in the wired frame of the wired signal and the wireless control signal, and in the example shown in FIG. 2, a part of the preamble of wired frame #2 is overwritten with the wireless control signal. In this case, it becomes possible to transmit a wireless control signal that is longer than the guard time section by the length of the overwrite section. If part of the preamble of a wired frame is overwritten with a wireless control signal, a valid wired signal can be restored by re-adding the preamble to the beginning when the SFD is received on the receiving side.
  • the wireless signal generating unit 104 generates a wireless signal to be wirelessly transmitted by the wireless transmitting unit 105 using the reception bit pattern of the wired signal received by the wired receiving unit 101 and the wireless control signal inserted by the wireless control signal adding unit 103.
  • the wireless signal generating unit 104 outputs the generated wireless signal to the wireless transmitting unit 105.
  • the wireless transmission unit 105 wirelessly transmits the wireless signal generated by the wireless signal generation unit 104 via the transmission antenna unit 106.
  • the wireless signal transmitted from the wireless transmission device 1 has a wireless control signal inserted in the section where no information is transmitted between the wired frames of the wired signal, as shown in FIG. 2.
  • Ethernet frames often have an error detection function called FCS (Frame Check Sequence) using CRC (Cyclic Redundancy Check).
  • FCS Full Check Sequence
  • CRC Cyclic Redundancy Check
  • the wireless transmission device 1 does not necessarily need to perform a CRC check to remove frames in which errors are detected. This is because if all frames are received before the CRC calculation is completed and then a decision is made as to whether to send the frame before sending it to a later stage, the amount of delay will be large.
  • the CRC check can be performed by a communication device that performs upper layer processing, and error detection does not need to be performed in a device that relays and transfers Ethernet frames, etc. equivalently as they are, such as the wireless transmission device 1.
  • radio control information included in a radio control signal is a known sequence for channel estimation, such as BPSK (Binary Phase Shift Keying), which is necessary for synchronous detection. If the phase rotation amount of the known sequence can be corrected on the receiving side, synchronous detection can be realized, and signal multiplexing using QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) or spreading codes, which will be described later, can also be realized. Furthermore, by transmitting a known sequence as radio control information, it becomes possible to measure the signal level and noise level based on the reception result of the known sequence, and it is also possible to use adaptive modulation that uses a modulation method according to the reception environment.
  • BPSK Binary Phase Shift Keying
  • reception SNR Signal-to-Noise Ratio
  • a noise-resistant modulation method such as BPSK or binary ASK can be used, and if the reception SNR exceeds the threshold, multi-value transmission can be performed.
  • transmission parameters such as the modulation method can also be stored as radio control information.
  • the wireless control information frame can include the above-mentioned known sequence, transmission parameters, etc. as wireless control information.
  • the wireless control information frame can include information that indicates that the frame is dedicated to wireless control, the type of control information, and the control information itself. In this case, if the application that transmits and receives the original wired frame aims to minimize the transmission delay of the wired frame, it is better to configure the frame size of the wireless control information as small as possible, because if the next wired frame arrives during the transmission of wireless control information, reception of the wireless control information frame must be interrupted midway to avoid loss of information in the wired frame.
  • the wireless control information frame is a frame of a different form from the wired frame.
  • the wireless control information frame may be a frame of a form such as an Ethernet frame having a long preamble and header like the wired frame. For example, if an Ethernet frame is transmitted by wire and it is known that the time occupancy rate of the wired frame is not high in the system, for example, if it is known that wireless has a transmission capacity of 1 Gbps but Ethernet has a rate of up to 100 Mbps, the duty ratio of the wired signal is considered to be small.
  • the receiving side can select and output only the information included in the wired frame.
  • the duty ratio of the wired signal is expected to be high, a configuration in which a data block with a small header such as 64b/66b is used as one wireless control information frame is also considered.
  • the wireless control information frame can have any configuration as long as it can be identified as information contained in the wired signal on the receiving side.
  • the multiple signal systems received by the wireless transmission device 1 may be processed in parallel by the wired signal detection unit 102 and the wireless control signal providing unit 103, and the multiple signal systems may be multiplexed by the wireless signal generation unit 104.
  • the wireless transmission device 1 receives signal system #A and signal system #B, so the wired signal detection unit 102 and the wireless control signal providing unit 103 process signal system #A and signal system #B in parallel, and the wireless signal generation unit 104 can multiplex signal system #A and signal system #B.
  • the wireless transmission rate must be equal to or greater than the sum of the transmission rates of each wired connection.
  • a multiplexing method in the case of multiplexing two signal systems, a method of mapping the series of each signal system to the real axis and the imaginary axis using a transmission method that can obtain orthogonal channels such as QPSK can be considered.
  • a method such as 64QAM (Quadrature Amplitude Modulation) that assigns multiple bits to each of the real and imaginary axes. Since 64QAM can assign three bits to each of the real and imaginary axes, it can accommodate up to six signal systems.
  • 64QAM can assign three bits to each of the real and imaginary axes, it can accommodate up to six signal systems.
  • An example of a spread code is a method that uses Walsh codes, which have good cross-correlation characteristics.
  • Another method of multiplexing multiple signal systems is to switch and map the signal system assigned to each wireless modulation symbol or bit, as in P/S (Parallel to Serial) conversion.
  • P/S Parallel to Serial
  • the environment must have a sufficiently high wireless transmission speed.
  • data must be supplied even in sections where there is no information to be transmitted by a specific signal system.
  • by inserting a wireless control signal into a section where no information is being transmitted by a wired signal it is possible to eliminate the section where no information is being transmitted, and it becomes possible to correctly restore the original signal series on the receiving side.
  • FIG. 3 is a diagram showing the functional configuration of the wireless receiving device 3 according to the first embodiment.
  • the wireless receiving device 3 is an example of a communication device having a function of receiving a wireless signal transmitted by the wireless transmitting device 1, converting the received wireless signal into a wired signal, and transmitting the wired signal.
  • the wireless receiving device 3 has a receiving antenna unit 300, a wireless receiving unit 301, a demodulation unit 302, a wireless control signal processing unit 303, a wired signal generating unit 304, wired transmitting units 305A and 305B, and a display unit 306.
  • the wireless receiving unit 301 receives the wireless signal emitted into the air as radio waves by the wireless transmitting device 1 using the receiving antenna unit 300, and outputs the received signal to the demodulating unit 302.
  • the demodulation unit 302 performs demodulation processing on the received signal corresponding to the modulation method used on the transmitting side, and outputs the bit string of the demodulation result to each of the wired signal generation unit 304 and the wireless control signal processing unit 303. If the modulation method is fixed, the demodulation unit 302 performs demodulation processing using the fixed demodulation method, thereby being able to correctly demodulate the data contained in the received signal.
  • the demodulation unit 302 performs demodulation processing corresponding to a predetermined modulation method on the wireless control signal, decodes the modulation method for the signal sequence included in the wired frame, and performs demodulation processing corresponding to the decoded modulation method. It is also possible to limit the candidates for modulation methods for the wireless control signal to about two types. In this case, the demodulation unit 302 may perform demodulation processing corresponding to each of the predetermined modulation method candidates, for example, and attempt to decode each demodulation result, and adopt the demodulation result whose header can be read.
  • the wireless control signal processing unit 303 can perform processing based on the wireless control signal. For example, when the wireless control signal includes a known pilot signal, the wireless control signal processing unit 303 can measure communication quality using the received pilot signal. In addition, in a BPSK modulation system, when the wireless control signal includes a known sequence for channel estimation, the wireless control signal processing unit 303 can realize a synchronous detection function including phase tracking such as a PLL (Phase Locked Loop) by observing the phase rotation amount of the known sequence and applying feedback to the down converter of the demodulation unit 302. In addition, the wireless control signal processing unit 303 can measure the SNR using a known signal included in the wireless control signal and treat the SNR as an indicator of communication quality.
  • phase tracking such as a PLL (Phase Locked Loop)
  • the wireless control signal processing unit 303 can also perform error detection from the demodulation result of the known signal included in the wireless control signal and treat the error detection result as an indicator of communication quality. For example, when the wireless control signal processing unit 303 determines that reception of multiple frames has failed consecutively, it can display communication error information using the display unit 306.
  • the display unit 306 may be a display device such as an LED (Light Emitting Diode), or may be an interface that outputs information to an external device such as a serial console.
  • the display unit 306 may display not only the wireless control signal but also the FCS result of the wired frame. In this case, the wireless control signal processing unit 303 reads the wired frame from the data obtained from the demodulation unit 302 and executes the FCS.
  • the wired signal generating unit 304 extracts the original wired frame, with the wireless control signal removed, from the received signal, and generates a wired signal that is a signal to be transmitted by wire.
  • the wired signal generating unit 304 outputs the generated wired signal to either the wired transmitting unit 305A or 305B.
  • the wired transmitting unit 305A which is the output destination of the wired signal generating unit 304, corresponds to the wired receiving unit 101A of the wireless transmitting device 1, and the wired transmitting unit 305B corresponds to the wired receiving unit 101B of the wireless transmitting device 1.
  • the wired transmitting unit 305A corresponds to the signal system #A
  • the wired transmitting unit 305B corresponds to the signal system #B.
  • the wired receiving unit 101A and the wired transmitting unit 305A are directly connected, and the wired receiving unit 101B and the wired transmitting unit 305B can be treated as if they were directly connected, without being aware of the presence of a wireless transmission path in between.
  • the wired signal generating unit 304 can select the output destination of the received signal from the wired transmitting unit 305A, 305B based on, for example, address information included in the Ethernet frame.
  • the wireless control signal processing unit 303 outputs information that allows the wired signal generating unit 304 to determine the output destination of each signal sequence, so that the wired signal generating unit 304 can select the output destination of the generated wired signal. Note that if the preamble of the original wired signal is overwritten when the wireless control signal is inserted, the wired signal generating unit 304 can restore the original wired signal by re-assigning the preamble, which is a predetermined sequence, based on the position of the SFD.
  • the wireless transmitting device 1 shown in FIG. 1 and the wireless receiving device 3 shown in FIG. 3 are shown in a case where the number of signal systems transmitted via wired communication is two, but the number of signal systems may be one, or three or more.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of a communication system 10A including a wireless transmitting device 1 and a wireless receiving device 3.
  • the communication system 10A includes one wireless transmitting device 1 and one wireless receiving device 3 that receives a wireless signal transmitted by the wireless transmitting device 1.
  • the wireless transmitting device 1 converts a wired signal into a wireless signal and transmits the wireless signal wirelessly, and the wireless receiving device 3 receives the wireless signal, converts it into a wired signal, and transmits it via wire.
  • the wireless transmitting device 1 inserts a wireless control signal, which is a control signal for wireless use, into a section in which no information transmission is performed between multiple frames included in the wired signal, so that it becomes possible to transmit wireless control information for performing various controls in the wireless transmission section to the wireless receiving device 3.
  • the wireless receiving device 3 removes the wireless control signal from the received signal and restores the original wired signal, that is, the wired signal received by the wireless transmitting device 1, and transmits it via wire.
  • the wired transmission section multiple devices are connected, including the source device and destination device of the wired signal of each signal system.
  • the wired signal transmitted in the wired transmission section does not change before and after the wireless transmission section, so each device connected to the wired transmission section can operate without being aware of the existence of the wireless transmission section, that is, in the wireless transmission section, in the same way as if it were connected by wire instead of wirelessly.
  • the wireless transmission device 1 is characterized by including wired receiving units 101A and 101B for receiving a wired signal that is a signal transmitted by wire and is composed of a plurality of frames, a wireless control signal providing unit 103 for inserting a wireless control signal, which is a control signal for wireless communication management, into a section where no information transmission is performed between frames of the received wired signal, and a wireless signal generating unit 104 for generating a wireless signal to be transmitted wirelessly using a received bit pattern of the wired signal and the wireless control signal.
  • wired receiving units 101A and 101B for receiving a wired signal that is a signal transmitted by wire and is composed of a plurality of frames
  • a wireless control signal providing unit 103 for inserting a wireless control signal, which is a control signal for wireless communication management, into a section where no information transmission is performed between frames of the received wired signal
  • a wireless signal generating unit 104 for generating a wireless signal to be transmitted wirelessly using a received bit pattern of the wired signal and the wireless
  • the wireless transmission device 1 when it receives a wired signal, it transmits a wireless signal in which a wireless control signal, which is a control signal for wireless communication management, is inserted into a section where no information transmission is performed between frames of the wired signal, so that in a wireless transmission section where part of the wired communication is wireless, it is possible to perform wireless communication management of the wireless transmission section using the wireless control signal.
  • Wireless communication management refers to grasping the communication environment, such as the communication quality of the wireless transmission section, and adjusting parameters related to wireless communication, such as the communication rate. This makes it possible to externally monitor the wireless communication environment, isolate the cause of communication problems, and check the communication status when a communication failure occurs. It also provides a means to select the wireless transmission mode according to the communication quality, making it possible to flexibly provide various communication functions such as adjusting the transmission rate and signal multiplexing.
  • the wireless signal generating unit 104 can generate a wireless signal including a wireless control signal that is longer than the section in which no information is transmitted between frames of the wired signal by overwriting the preamble included in the frame with the wireless control signal.
  • the wireless transmission device 1 does not need to perform error detection processing even if the wired signal includes an error detection code. This makes it possible to suppress the occurrence of delay jitter and to easily achieve low delay, low delay fluctuation, and communication quality.
  • the wireless transmission device 1 also includes multiple wired receiving units 101A, 101B corresponding to the multiple signal systems, and one wireless transmission unit 105 that transmits wireless signals.
  • the wireless signal generation unit 104 multiplexes the multiple signal systems to generate a wireless signal, and the single wireless transmission unit 105 can multiplex and transmit the multiple signal systems.
  • a wired connection requires one wire for each signal system
  • the wireless transmission device 1 makes it possible to transmit and receive multiple signal systems with a single antenna. In this case, by using a channel that controls interference between the signal systems, the effects of interference can be suppressed and communication quality can be maintained, even when multiple signal systems are transmitted and received simultaneously with a single antenna.
  • the frames that make up the wired signal may be Ethernet frames.
  • the wireless receiving device 3 that receives the wireless signal transmitted by the wireless transmitting device 1 can include a wireless control signal processing unit 303 that performs wireless communication management in the wireless transmission section by the wireless signal based on the wireless control signal included in the wireless signal.
  • a wireless control signal processing unit 303 that performs wireless communication management in the wireless transmission section by the wireless signal based on the wireless control signal included in the wireless signal.
  • the wireless control signal processing unit 303 can perform at least one of measuring the wireless communication quality in the wireless transmission section and controlling the operation of the reception processing of the wireless signal transmitted by the wireless transmitting device 1 as wireless communication management.
  • the wireless receiving device 3 can further include a wired signal generating unit 304 that removes the wireless control signal from the received wireless signal to restore the wired signal received by the wireless transmitting device 1, and wired transmitting units 305A, 305B that transmit the restored wired signal via a wired connection.
  • a wired signal generating unit 304 that removes the wireless control signal from the received wireless signal to restore the wired signal received by the wireless transmitting device 1, and wired transmitting units 305A, 305B that transmit the restored wired signal via a wired connection.
  • the preamble portion of the frame may be overwritten.
  • the wired signal generating unit 304 of the wireless receiving device 3 cannot detect a preamble of a predetermined bit pattern in the frame portion for transmitting information of the received wireless signal, the wired signal is restored by re-adding the preamble. Therefore, even if the preamble portion of the frame is overwritten by a wireless control signal in the wireless transmitting device 1, it is possible to reliably restore the original wired signal.
  • the functions of the wireless transmission device 1 according to the first embodiment can be realized using a control circuit, as described below.
  • This control circuit controls the wireless transmission device 1, which receives a wired signal that is a signal transmitted by wire and is composed of a plurality of frames, converts the wired signal into a wireless signal, and transmits it, and can cause the wireless transmission device 1 to execute a step of inserting a wireless control signal, which is a control signal for managing wireless communication, into a section in which no information transmission is taking place between frames of the received wired signal.
  • This storage medium stores a program for controlling the wireless transmission device 1, which receives a wired signal that is a signal transmitted by wire and is composed of a plurality of frames, converts the wired signal into a wireless signal, and transmits the signal.
  • the program can cause the wireless transmission device 1 to execute a step of inserting a wireless control signal, which is a control signal for wireless communication, into a section between frames of the received wired signal where no information transmission is taking place.
  • the communication system 10A also includes a wireless transmitting device 1 that converts part of the wired communication into a wireless signal, receives a wired signal that is a signal transmitted by wire and is composed of a plurality of frames, generates a wireless signal by inserting a wireless control signal, which is a control signal for wireless communication, into a section where no information transmission occurs between the frames of the received wired signal, and transmits the generated wireless signal; and a wireless receiving device 3 that receives the wireless signal transmitted by the wireless transmitting device 1, performs wireless communication management in the wireless transmission section by the wireless signal based on the wireless control signal contained in the received wireless signal, removes the wireless control signal from the received wireless signal, restores the wired signal received by the wireless transmitting device 1, and transmits the restored wired signal via a wired connection.
  • a wireless transmitting device 1 that converts part of the wired communication into a wireless signal, receives a wired signal that is a signal transmitted by wire and is composed of a plurality of frames, generates a wireless signal by
  • a communication method for making part of wired communication wireless includes the steps of: a wireless transmitting device 1 receiving a wired signal that is a signal transmitted by wire and is composed of a plurality of frames; a wireless transmitting device 1 generating a wireless signal by inserting a wireless control signal, which is a control signal for wireless communication, into a section where no information transmission is performed between frames of the received wired signal; a wireless transmitting device 1 transmitting the generated wireless signal; a wireless receiving device 3 receiving the wireless signal; a wireless receiving device 3 performing wireless communication management in the wireless transmission section by the wireless signal based on the wireless control signal included in the received wireless signal; a wireless receiving device 3 removing the wireless control signal from the received wireless signal to restore the wired signal received by the wireless transmitting device 1; and a wireless receiving device 3 transmitting the restored wired signal by wire.
  • Embodiment 2 the wireless signal transmitted by the wireless transmitting device 1 is directly transmitted to the wireless receiving device 3 , but the wireless signal may be transmitted via the wireless relay device 4 .
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the configuration of a communication system 10B including a wireless transmitting device 1, a wireless receiving device 3, and a wireless relay device 4. Note that, although the configuration of the communication system 10B including one wireless relay device 4 is shown here, the configuration may also be such that a wireless signal transmitted by the wireless transmitting device 1 is relayed in series by two wireless relay devices 4 and transmitted to the wireless receiving device 3.
  • FIG. 6 is a diagram showing the functional configuration of the wireless relay device 4 according to the second embodiment.
  • the wireless relay device 4 has a receiving antenna unit 400, a wireless receiving unit 401, a demodulation unit 402, a wireless control signal processing unit 403, a wireless retransmission signal generating unit 404, a wireless transmitting unit 405, a display unit 406, and a transmitting antenna unit 407.
  • the receiving antenna unit 400 has the same function as the receiving antenna unit 300.
  • the wireless receiving unit 401 has the same function as the wireless receiving unit 301.
  • the demodulation unit 402 has the same function as the demodulation unit 302.
  • the display unit 406 has the same function as the display unit 306.
  • the wireless control signal processing unit 403 has a function of generating a wireless control signal for a signal to be transmitted as a relay signal in the same manner as the wireless control signal providing unit 103, and outputting the generated wireless control signal as a bit string to the wireless retransmission signal generating unit 404.
  • the wireless control signal generated by the wireless control signal processing unit 403 may be the same as the received wireless control signal, or may be, for example, the received wireless control signal plus information such as the number of relays indicating how many hops the signal will be relayed through.
  • a different control signal from the previous link may be sent by selecting a different sequence as a pilot signal that has good orthogonality to the signal of the previous link.
  • the wireless retransmission signal generating unit 404 generates a wireless retransmission signal, which is a signal to be retransmitted as a relay signal, based on the received bit pattern of the wireless signal output by the demodulating unit 402 and the bit sequence of the wireless control signal output by the wireless control signal processing unit 403, and outputs the generated wireless retransmission signal to the wireless transmitting unit 405.
  • the wireless transmission unit 405 has the same function as the wireless transmission unit 105, and transmits the wireless retransmission signal output by the wireless retransmission signal generation unit 404 using the transmission antenna unit 407.
  • the transmission antenna unit 407 has the same function as the transmission antenna unit 106.
  • the wireless relay device 4 shown in FIG. 6 has both a function for receiving wireless signals and a function for transmitting wireless signals, all of the functions of the wireless relay device 4 do not have to be housed in a single housing and realized as a single device.
  • the demodulation function on the receiving side and the signal generation function on the transmitting side may be implemented in physically separate locations.
  • the demodulation unit 402 and the wireless retransmission signal generation unit 404 may be connected by a cable of about several meters. Note that not only between the demodulation unit 402 and the wireless retransmission signal generation unit 404, but also between any other components, the connection may be made by a cable of about several meters. This provides the effect of making it easier to ensure communication performance by combining a wired connection, which is more resistant to electromagnetic noise than wireless.
  • the wireless relay device 4 is a wireless relay device 4 that relays a wireless signal transmitted by the wireless transmission device 1, and can include a wireless retransmission signal generation unit 404 that generates a wireless retransmission signal, which is a wireless signal to be retransmitted, based on the received wireless signal, and a wireless transmission unit 405 that transmits the wireless retransmission signal.
  • a wireless retransmission signal generation unit 404 that generates a wireless retransmission signal, which is a wireless signal to be retransmitted, based on the received wireless signal
  • a wireless transmission unit 405 that transmits the wireless retransmission signal.
  • the wireless relay device 4 further includes a wireless control signal processing unit 403 that adds information about the number of relays to the wireless control signal included in the received wireless signal to generate a wireless control signal for a wireless retransmission signal, and the wireless retransmission signal generating unit 404 generates a wireless retransmission signal that includes the wireless control signal generated by the wireless control signal processing unit 403.
  • the wireless relay device 4 By using the wireless relay device 4, it becomes possible to extend the wireless transmission distance of a wireless signal that is generated by converting a wired signal and has a wireless control signal inserted therein.
  • the wireless transmitting device 1 having the function of transmitting wireless signals and the wireless receiving device 3 having the function of receiving wireless signals are separate devices, but a single communication device 6 may have both the functions of the wireless transmitting device 1 and the wireless receiving device 3.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example configuration of a communication system 10C including communication devices 6A and 6B with two-way communication capabilities. Note that here, the two communication devices 6 with two-way communication capabilities are distinguished by being referred to as communication devices 6A and 6B.
  • Communication system 10C includes communication device 6A and communication device 6B.
  • Each of the communication devices 6A and 6B has a wireless transmitting device 1 and a wireless receiving device 3.
  • the function of the wireless transmitting device 1 is the same as that described with reference to FIG. 1, and therefore a description thereof will be omitted here.
  • the function of the wireless receiving device 3 is the same as that described with reference to FIG. 3, and therefore a description thereof will be omitted here.
  • the wireless receiving device 3 of the communication device 6B receives the wireless signal that the wireless transmitting device 1 of the communication device 6A converts a wired signal into a wireless signal and transmits wirelessly.
  • the wireless receiving device 3 of the communication device 6B can perform various wireless control processing based on the demodulation result of the wireless control signal included in the received wireless signal.
  • the wireless receiving device 3 of the communication device 6A receives the wireless signal that the wireless transmitting device 1 of the communication device 6B converts a wired signal into a wireless signal and transmits wirelessly.
  • the wireless receiving device 3 of the communication device 6A can also perform various wireless control processing based on the demodulation result of the wireless control signal included in the received wireless signal. In this way, by using communication devices 6A and 6B equipped with wireless transmitting device 1 and wireless receiving device 3, it is possible to wirelessly communicate in both directions between two points that are part of a wired system. Since wireless control signals are included in the wireless signals between communication devices 6A and 6B, it is possible to realize various wireless control processes even when part of the wired communication is wireless.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of the hardware configuration.
  • the communication device 6 performs bidirectional communication using FDD (Frequency Division Duplex) or TDD (Time Division Duplex), and has the functions of both a wireless transmitting device 1 and a wireless receiving device 3.
  • FDD Frequency Division Duplex
  • TDD Time Division Duplex
  • the communication device 6 has a wired signal receiving circuit 501, a wireless control signal processing circuit 502, a wireless signal transmitting circuit 503, a wireless signal receiving circuit 504, and a wired signal transmitting circuit 505.
  • the wired signal receiving circuit 501 has a function of receiving a wired signal and generating demodulated data.
  • the wireless control signal processing circuit 502 has a function of providing a wireless control signal, processing the wireless control signal, and displaying the communication quality.
  • the wireless signal transmitting circuit 503 has a function of generating and modulating a wireless signal, and converting it to a wireless frequency.
  • the wireless signal receiving circuit 504 has a function of converting a wireless signal from a wireless frequency to a baseband or intermediate frequency, and performing demodulation processing.
  • the wired signal transmitting circuit 505 has a function of generating a wired signal and transmitting the generated wired signal.
  • the functions of the wired receivers 101A, 101B and the wired signal detector 102 are realized by the wired signal receiver circuit 501.
  • the function of the wireless control signal provider 103 is realized by the wireless control signal processor circuit 502.
  • the functions of the wireless signal generator 104 and the wireless transmitter 105 are realized by the wireless signal transmitter circuit 503.
  • the functions of the wireless transmitter 1 can be realized by the wired signal receiver circuit 501, the wireless control signal processor circuit 502, and the wireless signal transmitter circuit 503.
  • the functions of the wireless receiving unit 301 and the demodulating unit 302 are realized by the wireless signal receiving circuit 504.
  • the functions of the wireless control signal processing unit 303 and the display unit 306 are realized by the wireless control signal processing circuit 502.
  • the functions of the wired signal generating unit 304 and the wired transmitting units 305A and 305B are realized by the wired signal transmitting circuit 505.
  • the functions of the wireless receiving device 3 can be realized by the wireless signal receiving circuit 504, the wireless control signal processing circuit 502, and the wired signal transmitting circuit 505.
  • the functions of the wireless receiver 401 and demodulator 402 are realized by the wireless signal receiver circuit 504.
  • the functions of the wireless control signal processor 403 and display 406 are realized by the wireless control signal processor circuit 502.
  • the functions of the wireless retransmission signal generator 404 and wireless transmitter 405 are realized by the wireless signal transmitter circuit 503.
  • the functions of the wireless relay device 4 can be realized by the wireless signal receiver circuit 504, the wireless control signal processor circuit 502, and the wireless signal transmitter circuit 503.
  • each of the wired signal receiving circuit 501, the wireless control signal processing circuit 502, the wireless signal transmitting circuit 503, the wireless signal receiving circuit 504, and the wired signal transmitting circuit 505 is a processing circuit.
  • These processing circuits may be dedicated hardware or a control circuit using a CPU (Central Processing Unit).
  • the processing circuit is a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field Programmable Gate Array), or a combination of these.
  • the processing circuit has a CPU and a memory, and the CPU can realize the processing of each component by reading and executing a program stored in the memory.
  • the CPU is also called an arithmetic unit, a microprocessor, a microcomputer, a DSP (Digital Signal Processor), etc.
  • Examples of memory include non-volatile or volatile semiconductor memory such as RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), flash memory, EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (Electrically EPROM), magnetic disks, flexible disks, optical disks, compact disks, mini disks, and DVDs (Digital Versatile Disks).
  • Memory is also used as temporary memory for each process executed by the CPU.
  • the programs executed by the CPU may be provided in a state stored in a storage medium, or may be provided via a network such as the Internet.

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Abstract

無線送信装置（１）は、有線で伝送される信号であって複数のフレームから構成される有線信号を受信する有線受信部（１０１Ａ，１０１Ｂ）と、受信した有線信号のフレーム間の情報伝送を行っていない区間に、無線通信管理用の制御信号である無線制御信号を挿入する無線制御信号付与部（１０３）と、有線信号の受信ビットパターンと無線制御信号とを用いて、無線送信する無線信号を生成する無線信号生成部（１０４）と、を備える。

Description

無線送信装置、無線受信装置、無線中継装置、制御回路、記憶媒体、通信システムおよび通信方法
　本開示は、有線通信の一部を無線化するための無線送信装置、無線受信装置、無線中継装置、制御回路、記憶媒体、通信システムおよび通信方法に関する。
　有線通信を無線化するための技術として様々な技術が知られている。無線に求める要求や条件によって、使用する周波数帯や媒体を適切に選択することが必要となる。例えば、特許文献１には、有線信号をミリ波に変換して無線伝送する技術が開示されている。ミリ波は、電波の直進性の高さから他の通信と干渉を起こしにくく、広帯域を確保しやすいことから、大容量低遅延の無線伝送に適している。
特開２０１８－０１４７１６号公報
　しかしながら、上記従来の技術によれば、有線信号を無線のビットパターンに再変調して送信することが開示されているのみであり、無線伝送区間では通信品質を測定したり通信レートを調整したりといった通信管理を行うことができないという問題があった。
　本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、有線通信の一部を無線化した無線伝送区間において、通信管理を行うことを可能にする無線送信装置を得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかる無線送信装置は、有線で伝送される信号であって複数のフレームから構成される有線信号を受信する有線受信部と、受信した有線信号のフレーム間の情報伝送を行っていない区間に、無線通信管理用の制御信号である無線制御信号を挿入する無線制御信号付与部と、有線信号の受信ビットパターンと無線制御信号とを用いて、無線送信する無線信号を生成する無線信号生成部と、を備えることを特徴とする。
　本開示にかかる無線送信装置は、有線通信の一部を無線化した無線伝送区間において、通信管理を行うことを可能にする、という効果を奏する。
実施の形態１にかかる無線送信装置の機能構成を示す図 イーサネットフレームを用いる場合において無線送信装置が受信する有線信号と無線送信装置が送信する無線信号とを示す図 実施の形態１にかかる無線受信装置の機能構成を示す図 無線送信装置および無線受信装置を含む通信システムの構成例を示す図 無線送信装置、無線受信装置および無線中継装置を含む通信システムの構成例を示す図 実施の形態２にかかる無線中継装置の機能構成を示す図 双方向の通信機能を有する通信装置を含む通信システムの構成例を示す図 ハードウェア構成の一例を示す図
　以下に、本開示の実施の形態にかかる無線送信装置、無線受信装置、無線中継装置、制御回路、記憶媒体、通信システムおよび通信方法を図面に基づいて詳細に説明する。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１にかかる無線送信装置１の機能構成を示す図である。無線送信装置１は、有線で伝送される信号である有線信号を受信する機能と、有線信号を無線信号に変換して無線送信する機能とを有する通信装置の一例である。
　無線送信装置１は、有線受信部１０１Ａ，１０１Ｂと、有線信号検知部１０２と、無線制御信号付与部１０３と、無線信号生成部１０４と、無線送信部１０５と、送信アンテナ部１０６とを有する。なお、有線受信部１０１Ａ，１０１Ｂのそれぞれは、同様の処理を行うため、以下、有線受信部１０１Ａと有線受信部１０１Ｂとを特に区別する必要がない場合、単に有線受信部１０１と称する場合がある。なお、有線受信部１０１Ａが受信する有線信号の信号系統を信号系統＃Ａと称し、有線受信部１０１Ｂが受信する有線信号の信号系統を信号系統＃Ｂと称する。
　有線受信部１０１は、有線信号を受信する。有線受信部１０１は、例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＲＳ－２３２Ｃ，ＲＳ－４２２，ＲＳ－４８５といった通信方式に従った有線通信を行う。これらの通信方式は、有線通信としてはいずれもフレームをひとつの塊としたバースト伝送を行う。有線受信部１０１は、受信した有線信号の復調データを生成して、生成した復調データのビット列を有線信号検知部１０２および無線信号生成部１０４のそれぞれに出力する。
　有線信号検知部１０２は、有線受信部１０１が受信した有線信号のフレーム間の情報伝送を行っていない区間を検知する。有線信号検知部１０２は、検知した区間を示す情報を無線制御信号付与部１０３に出力する。
　図２は、イーサネットフレームを用いる場合において無線送信装置１が受信する有線信号と無線送信装置１が送信する無線信号とを示す図である。無線送信装置１が受信する有線信号は、複数の有線フレームから構成されている。各有線フレームは、プリアンブルと、ヘッダと、ペイロードと、チェックサムとを含むことができる。ここでは、有線フレームはイーサネットフレームである。Ｅｔｈｅｒｎｅｔの場合、プリアンブルまたは、プリアンブルに続いて受信されるヘッダに存在するＳＦＤ（Start　Frame　Delimiter）と呼ばれる予め定められたビットパターンを目印としてイーサネットフレームの存在が認識され、イーサネットフレーム内のペイロードを解読して上位レイヤにペイロードのデータを引き渡す動作が行われる。イーサネットフレームで１バーストが構成される。フレーム間には、ＩＰＧ（Inter　Packet　Gap）またはＩＦＧ（Inter　Frame　Gap）と呼ばれるガードタイム区間がある。この区間では有意なイーサネットフレームは存在していないが、有線の物理層では、送受間の同期用信号が伝送されている場合がある。一般的なＥｔｈｅｒｎｅｔ　ＰＨＹモジュールでは、この同期用信号であるガードタイム区間を除いた部分のイーサネットフレーム部分のみをＭＡＣ（Media　Access　Control）レイヤを担当する機能に渡しているため、ＭＡＣレイヤから見ると、このガードタイム区間は信号がない区間つまり情報伝送を行っていない区間と判断される。
　また、ＲＳ－２３２Ｃでは、スタートビットおよびストップビットに囲まれた一塊のデータを１バーストとして伝送しており、ストップビットから次のスタートビットまでは情報伝送を行っていないガードタイム区間である。
　有線信号検知部１０２は、上述のような有線信号のフレーム間の情報伝送を行っていない区間を示す情報を無線制御信号付与部１０３に出力する。「有線信号のフレーム間の情報伝送を行っていない区間を示す情報」は、例えば、有線バーストの存在区間を示す情報であってもよく、有線バーストの存在区間以外の区間を「有線信号のフレーム間の情報伝送を行っていない区間」と判断してもよい。
　無線制御信号付与部１０３は、有線信号のフレーム間の情報伝送を行っていない区間に、無線用の制御信号である無線制御信号を挿入する。無線制御信号は、１つ以上の無線制御情報フレームで構成されている。無線制御情報フレームは、図２に示すように、無線プリアンブルと、無線ヘッダと、無線制御情報とを含む。なお、「情報伝送を行っていない区間に無線制御信号を挿入する」としたが、有線信号が、イーサネットフレームのように長いプリアンブルを含み、かつヘッダにＳＦＤなどのフレーム本体の開始位置がわかる情報が含まれている信号である場合、図２に示すように、有線フレームのプリアンブルの一部を無線制御信号で上書きしてもよい。無線信号は、有線信号の有線フレームに含まれる情報と、無線制御信号とを含むが、図２に示す例では、有線フレーム＃２のプリアンブルの一部を無線制御信号で上書きしている。この場合、上書き区間の長さの分だけ、ガードタイム区間よりも長い無線制御信号を送信することが可能になる。有線フレームのプリアンブルの一部を無線制御信号で上書きした場合、受信側でＳＦＤを受信した際に先頭にプリアンブルを再付与すれば、有効な有線信号を復元することができる。
　無線信号生成部１０４は、有線受信部１０１が受信した有線信号の受信ビットパターンと、無線制御信号付与部１０３が挿入した無線制御信号とを用いて、無線送信部１０５が無線送信する無線信号を生成する。無線信号生成部１０４は、生成した無線信号を無線送信部１０５に出力する。
　無線送信部１０５は、無線信号生成部１０４が生成した無線信号を、送信アンテナ部１０６を介して無線送信する。これにより、無線送信装置１から送信される無線信号は、図２に示すように、有線信号の有線フレームの間の情報伝送を行っていない区間に無線制御信号が挿入されたものとなる。
　イーサネットフレームには、ＣＲＣ（Cyclic　Redundancy　Check）によるＦＣＳ（Frame　Check　Sequence）と呼ばれる誤り検出機能があることが多い。しかしながら、無線送信装置１は、有線信号を無線信号に変換する際に、ＣＲＣチェックを行って誤りが検出されたフレームを取り除く処理を必ずしも行う必要はない。ＣＲＣ計算を完了するまでにフレームを全て受信し、その後送出するかどうかの判断を行ってから後段にフレームを送出した場合、遅延量が大きくなってしまうからである。ＣＲＣチェックは、上位レイヤ処理を行う通信機器で行えばよく、無線送信装置１のようにイーサネットフレーム等をそのまま等価的に中継転送する機器内では誤り検出を実行しなくてもよい。
　無線制御信号に含まれる無線制御情報の一例としては、ＢＰＳＫ（Binary　Phase　Shift　Keying）などの同期検波に必要なチャネル推定用の既知系列が挙げられる。これにより受信側で既知系列の位相回転量を補正することができれば、同期検波を実現することができ、後述のＱＰＳＫ（Quadrature　Phase　Shift　Keying）や拡散符号による信号多重も実現することができるようになる。さらに、既知系列を無線制御情報として送信することで、既知系列の受信結果に基づいて信号レベル、雑音レベルの測定が可能になり、受信環境に応じた変調方式を用いる適応変調を利用することも可能となる。例えば、受信ＳＮＲ（Signal-to-Noise　Ratio）が閾値よりも低い場合には、ＢＰＳＫ、２値ＡＳＫなどの雑音に強い変調方式を利用し、受信ＳＮＲが閾値を超える場合には、多値伝送を行ってもよい。この場合、無線制御情報として、変調方式等の伝送パラメータを格納することもできる。
　無線制御情報フレームは、無線制御情報として、上述の既知系列、伝送パラメータなどを含むことができる。無線制御情報フレームは、無線制御専用のフレームである旨の目印となる情報と、制御情報の種別と、制御情報本体とを含むことができる。このとき、元の有線フレームの送受信を行うアプリケーションが、有線フレームの伝送遅延を極力小さくすることを指向する場合には、無線制御情報の伝送中に次の有線フレームが到来すると、有線フレームの情報の欠落を避けるために、無線制御情報のフレームの受信を途中で中断しなければならなくなるため、無線制御情報のフレームサイズを極力小さく構成した方がよい。十分な遅延の付与が認められるのであれば、無線制御情報フレームの欠落を回避することができるが、遅延量と無線制御情報フレームのフレームサイズとの間にはトレードオフの関係が存在するため、図２のように時分割でこれらを伝送する場合には、遅延を付加して無線制御情報フレームのフレームサイズを確保するか、遅延増大を防ぐために無線制御情報フレームの中断を許容するか、どちらかが求められる。
　無線制御情報フレームは、有線フレームとは別の形態のフレームである方が望ましい。しかしながら、有線信号のデューティ比が小さく、無線制御情報フレームのフレームサイズを大きめに確保しても途中で中断される可能性が低い場合には、無線制御情報フレームは、有線フレームと同様に長いプリアンブルおよびヘッダを有するイーサネットフレームのような形態のフレームであってもよい。例えば、有線でイーサネットフレームを伝送し、その有線フレームの時間占有率がシステム上高くないことが分かっている場合、例えば、無線は１Ｇｂｐｓの伝送能力があるがＥｔｈｅｒｎｅｔは１００Ｍｂｐｓまでのレートであることが分かっている場合などは、有線信号のデューティ比が小さくなると考えられる。ヘッダの部分で元の有線フレームに含まれていた情報であるのか、無線信号に変換する際に付与した情報であるのかを識別可能にすれば、受信側で選別して有線フレームに含まれていた情報だけを出力するように構成することもできる。また、有線信号のデューティ比が高くなることが見込まれる場合には、６４ｂ／６６ｂのようにヘッダが小さいデータブロックを１つの無線制御情報フレームとする構成も考えられる。無線制御情報フレームの構成は、上記の例以外にも、受信側で有線信号に含まれていた情報と識別可能であれば任意の構成とすることができる。
　なお、無線送信装置１が受信する複数の信号系統を、有線信号検知部１０２および無線制御信号付与部１０３において並列に処理し、無線信号生成部１０４で複数の信号系統を多重してもよい。図１の例では無線送信装置１は信号系統＃Ａおよび信号系統＃Ｂを受信するため、有線信号検知部１０２および無線制御信号付与部１０３は信号系統＃Ａと信号系統＃Ｂとを並列に処理し、無線信号生成部１０４は信号系統＃Ａと信号系統＃Ｂとを多重することができる。複数の信号系統を多重する場合、無線の伝送レートは、各有線接続の伝送レートの和以上である必要がある。多重の方法としては、２つの信号系統の多重の場合、ＱＰＳＫなどの直交チャネルが得られる伝送方式を利用して実軸および虚軸にそれぞれの信号系統の系列をマッピングする方法が考えられる。２つ以上の信号系統を多重する場合には、６４ＱＡＭ（Quadrature　Amplitude　Modulation）のような実軸および虚軸のそれぞれに複数ビットずつ割り当てる方式を用いることが考えられる。６４ＱＡＭでは実軸および虚軸のそれぞれに３ビットずつ割り当てることができるため、最大６つの信号系統を収容することができる。また、直交符号を使った拡散多重の方式を用いて複数の信号系統を多重することも考えられる。拡散符号の例としては、相互相関特性が良好なウォルシュ符号を使う手法が考えられる。上述のＱＰＳＫ、６４ＱＡＭ、拡散符号などを用いて複数の信号系統を多重することにより、各信号系統の遅延揺らぎを抑制しながら伝送することが可能となる。
　また、複数の信号系統を多重する他の方法としては、Ｐ／Ｓ（Parallel　to　Serial）変換のように、１無線変調シンボルまたはビットごとに割り当てる信号系統を切り替えてマッピングすることも考えられる。この場合、拡散による多重化と同様に、無線の伝送速度が十分に大きい環境である必要がある。Ｐ／Ｓ変換を行う場合、特定の信号系統で伝送する情報が存在しない区間であってもデータを供給する必要があるが、上述の通り、有線信号で情報伝送を行っていない区間に無線制御信号を挿入することで、情報伝送を行っていない区間をなくすことができ、受信側で元の信号系列を正しく復元することが可能になる。
　図３は、実施の形態１にかかる無線受信装置３の機能構成を示す図である。無線受信装置３は、無線送信装置１が送信した無線信号を受信し、受信した無線信号を有線信号に変換して、有線信号を送信する機能を有する通信装置の一例である。
　無線受信装置３は、受信アンテナ部３００と、無線受信部３０１と、復調部３０２と、無線制御信号処理部３０３と、有線信号生成部３０４と、有線送信部３０５Ａ，３０５Ｂと、表示部３０６とを有する。
　無線受信部３０１は、無線送信装置１が電波として空中に放射した無線信号を、受信アンテナ部３００を用いて受信し、受信信号として復調部３０２に出力する。
　復調部３０２は、受信信号に対して送信側で使用された変調方式に対応する復調処理を実施し、復調結果のビット列を有線信号生成部３０４および無線制御信号処理部３０３のそれぞれに出力する。変調方式が固定である場合、復調部３０２は固定の復調方式を用いて復調処理を行うことにより、受信信号に含まれるデータを正しく復調することができる。
　変調方式が可変である場合、無線制御信号に送信側で使用した変調方式を格納するが、無線制御信号処理部３０３が無線制御信号に格納された変調方式を解読するまでは変調方式が不明となる。このため、例えば、無線制御信号の変調方式だけを固定にすることが考えられる。この場合、復調部３０２は、無線制御信号に対して予め定められた変調方式に対応する復調処理を行って、有線フレームに含まれる信号系列に対する変調方式を解読し、解読した変調方式に対応する復調処理を行うことになる。また、無線制御信号に対する変調方式の候補を２種類程度に制限しておくことも考えられる。この場合、復調部３０２は、例えば予め定められた変調方式の候補のそれぞれに対応する復調処理を行って、それぞれの復調結果の解読を試みてヘッダが読み取れた方の復調結果を採用するようにしてもよい。
　無線制御信号処理部３０３は、無線制御信号に基づく処理を行うことができる。例えば、無線制御信号が既知のパイロット信号を含む場合、無線制御信号処理部３０３は、受信したパイロット信号を用いて、通信品質の測定を行うことができる。また、ＢＰＳＫ変調システムでは、無線制御信号がチャネル推定用の既知系列を含む場合、無線制御信号処理部３０３は、既知系列の位相回転量を観測し、復調部３０２のダウンコンバータにフィードバックをかけることによって、ＰＬＬ（Phase　Locked　Loop）のような位相追従を含む同期検波機能を実現することができる。また、無線制御信号処理部３０３は、無線制御信号に含まれる既知信号を用いて、ＳＮＲの測定を行い、ＳＮＲを通信品質のインジケータとして取り扱うことができる。また、無線制御信号処理部３０３は、無線制御信号に含まれる既知信号の復調結果から誤り検出を行い、誤り検出結果を通信品質のインジケータとして取り扱うこともできる。例えば、無線制御信号処理部３０３は、複数のフレームを連続して受信失敗したと判断した場合、表示部３０６を用いて、通信エラー情報を表示することができる。表示部３０６は、ＬＥＤ（Light　Emitting　Diode）などの表示機であってもよいし、シリアルコンソール等の外部装置に情報を出力するインタフェースであってもよい。表示部３０６は、無線制御信号だけでなく、有線フレームのＦＣＳ結果を表示するようにしてもよい。この場合、無線制御信号処理部３０３は、復調部３０２から得たデータのうち、有線フレームの読み取りも行ってＦＣＳを実行する。
　有線信号生成部３０４は、受信信号から無線制御信号を除いた元の有線フレームを取り出し、有線で伝送される信号である有線信号を生成する。有線信号生成部３０４は、生成した有線信号を、有線送信部３０５Ａ，３０５Ｂのいずれかに出力する。有線信号生成部３０４の出力先である有線送信部３０５Ａは、無線送信装置１の有線受信部１０１Ａと対応しており、有線送信部３０５Ｂは、無線送信装置１の有線受信部１０１Ｂと対応している。つまり、有線送信部３０５Ａは、信号系統＃Ａに対応しており、有線送信部３０５Ｂは、信号系統＃Ｂに対応している。有線伝送区間からみると、無線伝送経路が間に入っていることを意識せずに、有線受信部１０１Ａと有線送信部３０５Ａとが直接接続されており、有線受信部１０１Ｂと有線送信部３０５Ｂとが直接接続されているかのように取り扱うことができる。有線信号生成部３０４は、例えば、イーサネットフレームに含まれるアドレス情報などに基づいて、受信信号の出力先を有線送信部３０５Ａ，３０５Ｂの中から選択することができる。アドレス情報が付与できない通信方式、例えばＲＳ－２３２Ｃ等の場合、無線制御信号処理部３０３が、各信号系列の出力先を判断できるような情報を有線信号生成部３０４に出力することで、有線信号生成部３０４は、生成した有線信号の出力先を選択することができる。なお、無線制御信号を挿入する際に、元の有線信号のプリアンブルが上書きされている場合には、有線信号生成部３０４は、ＳＦＤの位置に基づいて、予め定められた系列であるプリアンブルを再付与することで、元の有線信号を復元することができる。
　なお、図１に示す無線送信装置１および図３に示す無線受信装置３は、有線伝送される信号系統の数が２つである場合について示したが、信号系統の数は１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。
　図４は、無線送信装置１および無線受信装置３を含む通信システム１０Ａの構成例を示す図である。通信システム１０Ａは、１台の無線送信装置１と、無線送信装置１が送信する無線信号を受信する１台の無線受信装置３とを含む。無線送信装置１が有線信号を無線信号に変換して無線信号を無線送信し、無線受信装置３が無線信号を受信して有線信号に変換して有線送信する。このとき、無線送信装置１は、有線信号に含まれる複数のフレーム間の情報伝送を行っていない区間に無線用の制御信号である無線制御信号を挿入するため、無線伝送区間において各種の制御を行うための無線制御情報を無線受信装置３に伝達することが可能になる。無線受信装置３は、受信信号から無線制御信号を取り除いて、元の有線信号、つまり、無線送信装置１が受信した有線信号を復元して有線送信する。
　図４では簡単のため省略しているが、有線伝送区間では、各信号系統の有線信号の送信元装置、送信先装置を含む複数の装置が接続されている。上述の通り、無線伝送区間の前後において、有線伝送区間で伝送される有線信号は変化しないため、有線伝送区間に接続された各装置は、無線伝送区間の存在を意識することなく、つまり、無線伝送区間において無線の代わりに有線で接続されている場合と同様に、動作することができる。
　以上説明したように、実施の形態１にかかる無線送信装置１は、有線で伝送される信号であって複数のフレームから構成される有線信号を受信する有線受信部１０１Ａ，１０１Ｂと、受信した有線信号のフレーム間の情報伝送を行っていない区間に、無線通信管理用の制御信号である無線制御信号を挿入する無線制御信号付与部１０３と、有線信号の受信ビットパターンと無線制御信号とを用いて、無線送信する無線信号を生成する無線信号生成部１０４と、を備えることを特徴とする。かかる構成により、無線送信装置１は、有線信号を受信すると、無線通信管理用の制御信号である無線制御信号を有線信号のフレーム間の情報伝送を行っていない区間に挿入した無線信号を送信するため、有線通信の一部を無線化した無線伝送区間において、無線制御信号を用いて無線伝送区間の無線通信管理を行うことが可能になる。無線通信管理とは、無線伝送区間の通信品質といった通信環境を把握したり、通信レートといった無線通信に関するパラメータを調整したりすることを指す。これにより、無線通信環境を外部でモニタしたり、通信不具合が生じた場合の原因切り分けや通信状況の確認が可能になると共に、通信品質に応じて無線伝送モードの選択手段を提供して伝送レートの調整や信号多重など、様々な通信機能の提供を柔軟に行うことが可能になる。
　ここで、無線信号生成部１０４は、フレームに含まれるプリアンブルを無線制御信号で上書きすることによって、有線信号のフレーム間の情報伝送を行っていない区間よりも長い無線制御信号を含む無線信号を生成することができる。
　また、無線送信装置１では、有線信号が誤り検出符号を含む場合であっても、誤り検出処理を実行しなくてもよい。これにより、遅延ジッタの発生を抑制し、低遅延、低遅延揺らぎ、通信品質の両立を図りやすくすることができる。
　また、無線送信装置１は、複数の信号系統のそれぞれに対応する複数の有線受信部１０１Ａ，１０１Ｂと、無線信号を送信する１つの無線送信部１０５と、を備え、無線信号生成部１０４は、複数の信号系統を多重して無線信号を生成し、１つの無線送信部１０５で複数の信号系統を多重伝送することができる。有線では信号系統毎に１本の配線が必要となるのに対して、無線送信装置１では、単一のアンテナで複数の信号系統を送受信することが可能になる。このとき、信号系統間の干渉を制御したチャネルを用いることで、単一のアンテナで複数の信号系統を同時に送受信した場合であっても、干渉の影響を抑制して、通信品質を維持することができる。
　有線信号を構成するフレームは、イーサネットフレームであってもよい。
　また、実施の形態１によれば、上記の無線送信装置１が送信した無線信号を受信する無線受信装置３は、無線信号に含まれる無線制御信号に基づいて、無線信号による無線伝送区間における無線通信管理を行う無線制御信号処理部３０３を備えることができる。これにより、送信側で挿入された無線制御信号に基づいて、受信側において、無線伝送区間の無線通信管理を行うことが可能になる。例えば、無線制御信号処理部３０３は、無線通信管理として、無線伝送区間における無線通信品質の測定と、無線送信装置１が送信した無線信号の受信処理の動作制御とのうち少なくとも一方を行うことができる。
　また、無線受信装置３は、受信した無線信号から無線制御信号を取り除いて無線送信装置１が受信した有線信号を復元する有線信号生成部３０４と、復元した有線信号を有線送信する有線送信部３０５Ａ，３０５Ｂと、をさらに備えることができる。これにより、無線送信装置１が受信した有線信号と、無線受信装置３が送信する有線信号とが同一となるため、有線通信の送信元装置および送信先装置では、送信元装置と送信先装置との間の通信経路の一部が無線で接続されていることを認識せずに、全て有線で接続されている場合と同様の手順で通信を行うことができる。
　なお、上述の通り、無線送信装置１において、フレームのプリアンブル部分が上書きされる場合があるが、無線受信装置３の有線信号生成部３０４において、受信した無線信号の情報伝送用のフレーム部分に予め定められたビットパターンのプリアンブルが検出できない場合、プリアンブルを再付与することによって有線信号を復元する。このため、無線送信装置１において、フレームのプリアンブル部分が無線制御信号によって上書きされた場合であっても、元の有線信号を確実に復元することが可能になる。
　また、実施の形態１にかかる無線送信装置１の機能は、後述するように、制御回路を用いて実現することができる。この制御回路は、有線で伝送される信号であって複数のフレームから構成される有線信号を受信し、有線信号を無線信号に変換して送信する無線送信装置１を制御する制御回路であって、受信した有線信号のフレーム間の情報伝送を行っていない区間に、無線通信管理用の制御信号である無線制御信号を挿入するステップ、を無線送信装置１に実行させることができる。
　また、実施の形態１にかかる無線送信装置１の機能を実現するための記憶媒体を提供することもできる。この記憶媒体は、有線で伝送される信号であって複数のフレームから構成される有線信号を受信し、有線信号を無線信号に変換して送信する無線送信装置１を制御するためのプログラムを記憶した記憶媒体であって、該プログラムは、受信した有線信号のフレーム間の情報伝送を行っていない区間に、無線通信用の制御信号である無線制御信号を挿入するステップを無線送信装置１に実行させることができる。
　また、実施の形態１にかかる通信システム１０Ａは、有線通信の一部を無線化し、有線で伝送される信号であって複数のフレームから構成される有線信号を受信し、受信した有線信号のフレーム間の情報伝送を行っていない区間に、無線通信用の制御信号である無線制御信号を挿入した無線信号を生成し、生成した無線信号を送信する無線送信装置１と、無線送信装置１が送信する無線信号を受信し、受信した無線信号に含まれる無線制御信号に基づいて、無線信号による無線伝送区間における無線通信管理を行うと共に、受信した無線信号から無線制御信号を取り除いて、無線送信装置１が受信した有線信号を復元し、復元した有線信号を有線送信する無線受信装置３と、を備える。
　また、実施の形態１によれば、有線通信の一部を無線化する通信方法を提供することもできる。この通信方法は、無線送信装置１が、有線で伝送される信号であって複数のフレームから構成される有線信号を受信するステップと、無線送信装置１が、受信した有線信号のフレーム間の情報伝送を行っていない区間に、無線通信用の制御信号である無線制御信号を挿入した無線信号を生成するステップと、無線送信装置１が、生成した無線信号を送信するステップと、無線受信装置３が、無線信号を受信するステップと、無線受信装置３が、受信した無線信号に含まれる無線制御信号に基づいて、無線信号による無線伝送区間における無線通信管理を行うステップと、無線受信装置３が、受信した無線信号から無線制御信号を取り除いて、無線送信装置１が受信した有線信号を復元するステップと、無線受信装置３が、復元した有線信号を有線送信するステップと、を含む。
実施の形態２．
　図４では、無線送信装置１が送信した無線信号は、無線受信装置３に直接伝送されることとしたが、無線信号は無線中継装置４を介して伝送されてもよい。
　図５は、無線送信装置１、無線受信装置３および無線中継装置４を含む通信システム１０Ｂの構成例を示す図である。なお、ここでは１台の無線中継装置４を含む通信システム１０Ｂの構成を示したが、無線送信装置１が送信した無線信号を２台の無線中継装置４が直列に中継して無線受信装置３に伝送する構成であってもよい。
　図６は、実施の形態２にかかる無線中継装置４の機能構成を示す図である。無線中継装置４は、受信アンテナ部４００と、無線受信部４０１と、復調部４０２と、無線制御信号処理部４０３と、無線再送信信号生成部４０４と、無線送信部４０５と、表示部４０６と、送信アンテナ部４０７とを有する。
　受信アンテナ部４００は、受信アンテナ部３００と同様の機能を有する。無線受信部４０１は、無線受信部３０１と同様の機能を有する。復調部４０２は、復調部３０２と同様の機能を有する。表示部４０６は、表示部３０６と同様の機能を有する。
　無線制御信号処理部４０３は、無線制御信号処理部３０３の機能に加えて、中継信号として送信される信号の無線制御信号を無線制御信号付与部１０３と同様の方法で生成し、生成した無線制御信号をビット列として無線再送信信号生成部４０４に出力する機能を有する。無線制御信号処理部４０３が生成する無線制御信号は、受信した無線制御信号と同一であってもよいし、例えば、受信した無線制御信号に、何ホップ目の中継になるかを示す中継回数などの情報を加えたものであってもよい。また、他の中継リンクとの干渉が生じる可能性がある場合には、パイロット信号として前のリンクの信号に対して直交性の良好な別の系列を選ぶことで、前のリンクと異なる制御信号を送るようにしてもよい。
　無線再送信信号生成部４０４は、復調部４０２が出力する無線信号の受信ビットパターンと、無線制御信号処理部４０３が出力する無線制御信号のビット系列とに基づいて、中継信号として再送信される信号である無線再送信信号を生成し、生成した無線再送信信号を無線送信部４０５に出力する。
　無線送信部４０５は、無線送信部１０５と同様の機能を有し、無線再送信信号生成部４０４が出力する無線再送信信号を送信アンテナ部４０７を用いて送信する。送信アンテナ部４０７は、送信アンテナ部１０６と同様の機能を有する。
　なお、図６に示す無線中継装置４は、無線信号を受信する機能と、無線信号を送信する機能とを併せ持っているが、無線中継装置４の機能の全てが１つの筐体内に収められて１台の装置として実現されなくてもよい。例えば、受信側の復調機能と、送信側の信号生成機能とが物理的に離れた位置に実装されてもよい。例えば、復調部４０２と無線再送信信号生成部４０４との間が数メートル程度のケーブルで接続されてもよい。なお、復調部４０２と無線再送信信号生成部４０４との間に限らず、他の任意の構成要素の間の接続についても同様に、数メートル程度のケーブルで接続されていてもよい。これにより、無線よりも電磁ノイズに強い有線を組み合わせることで通信性能を確保しやすくなるという効果を奏することができる。
　以上説明したように、実施の形態２にかかる無線中継装置４は、無線送信装置１が送信した無線信号を中継する無線中継装置４であって、受信した無線信号に基づいて、再送信する無線信号である無線再送信信号を生成する無線再送信信号生成部４０４と、無線再送信信号を送信する無線送信部４０５と、を備えることができる。
　また、無線中継装置４は、受信した無線信号に含まれる無線制御信号に、中継回数の情報を加えて無線再送信信号の無線制御信号を生成する無線制御信号処理部４０３、をさらに備え、無線再送信信号生成部４０４は、無線制御信号処理部４０３が生成する無線制御信号を含む無線再送信信号を生成する。
　無線中継装置４を用いることにより、有線信号を変換して生成された無線信号であって、無線制御信号が挿入された無線信号の無線伝送距離を延ばすことが可能になる。
　なお、上記では、無線信号を送信する機能を有する無線送信装置１と、無線信号を受信する機能を有する無線受信装置３とが別の装置であることとしたが、１台の通信装置６が無線送信装置１の機能と無線受信装置３の機能とを併せ持っていてもよい。
　図７は、双方向の通信機能を有する通信装置６Ａ，６Ｂを含む通信システム１０Ｃの構成例を示す図である。なおここでは、双方向の通信機能を有する２台の通信装置６のそれぞれを通信装置６Ａ，６Ｂと称して区別する。通信システム１０Ｃは、通信装置６Ａと、通信装置６Ｂとを有する。
　通信装置６Ａ，６Ｂのそれぞれは、無線送信装置１と、無線受信装置３とを有する。無線送信装置１の機能については図１を用いて説明したものと同様であるため、ここでは説明を省略する。また無線受信装置３の機能については図３を用いて説明したものと同様であるため、ここでは説明を省略する。通信装置６Ａの無線送信装置１が有線信号を無線信号に変換して無線送信した無線信号を、通信装置６Ｂの無線受信装置３が受信する。通信装置６Ｂの無線受信装置３は、受信した無線信号に含まれる無線制御信号の復調結果に基づいて、各種の無線制御処理を行うことができる。また、通信装置６Ｂの無線送信装置１が有線信号を無線信号に変換して無線送信した無線信号を、通信装置６Ａの無線受信装置３が受信する。通信装置６Ａの無線受信装置３もまた、受信した無線信号に含まれる無線制御信号の復調結果に基づいて、各種の無線制御処理を行うことができる。このように、無線送信装置１および無線受信装置３を備える通信装置６Ａ，６Ｂを用いることで、有線で接続されたシステムの一部である２つの地点間において双方向の通信を無線化することができる。この通信装置６Ａと通信装置６Ｂとの間では、無線信号に無線制御信号が含まれることになるため、有線通信の一部を無線化した場合であっても、各種の無線制御処理を実現することが可能になる。
　ここで、ハードウェア構成について説明する。ここでは、一例として、双方向の通信機能を有する通信装置６のハードウェア構成の一例について説明する。図８は、ハードウェア構成の一例を示す図である。通信装置６は、ＦＤＤ（Frequency　Division　Duplex）やＴＤＤ（Time　Division　Duplex）により、双方向に通信を行い、無線送信装置１および無線受信装置３の両方の機能を有する。
　通信装置６は、有線信号受信回路５０１と、無線制御信号処理回路５０２と、無線信号送信回路５０３と、無線信号受信回路５０４と、有線信号送信回路５０５とを有する。
　有線信号受信回路５０１は、有線信号を受信して復調データを生成する機能を有する。無線制御信号処理回路５０２は、無線制御信号を付与したり、無線制御信号を処理したり、通信品質の表示を行ったりする機能を有する。無線信号送信回路５０３は、無線信号の生成および変調、無線周波数への変換機能を有する。無線信号受信回路５０４は、無線信号を無線周波数からベースバンドまたは中間周波数に変換し、復調処理を行う機能を有する。有線信号送信回路５０５は、有線信号を生成し、生成した有線信号を送信する機能を有する。上記の機能ブロックは相互に接続されている。
　ここでは双方向の通信機能を有する通信装置６のハードウェア構成の一例を示したが、これらの機能ブロックの一部を省略することで、無線送信装置１、無線受信装置３および無線中継装置４を構成することも可能である。
　有線受信部１０１Ａ，１０１Ｂおよび有線信号検知部１０２の機能は、有線信号受信回路５０１により実現される。無線制御信号付与部１０３の機能は、無線制御信号処理回路５０２により実現される。無線信号生成部１０４および無線送信部１０５の機能は、無線信号送信回路５０３により実現される。つまり、無線送信装置１の機能は、有線信号受信回路５０１と、無線制御信号処理回路５０２と、無線信号送信回路５０３とによって実現することができる。
　また、無線受信部３０１および復調部３０２の機能は、無線信号受信回路５０４により実現される。無線制御信号処理部３０３および表示部３０６の機能は、無線制御信号処理回路５０２により実現される。有線信号生成部３０４および有線送信部３０５Ａ，３０５Ｂの機能は、有線信号送信回路５０５により実現される。つまり、無線受信装置３の機能は、無線信号受信回路５０４と、無線制御信号処理回路５０２と、有線信号送信回路５０５とによって実現することができる。
　また、無線受信部４０１および復調部４０２の機能は、無線信号受信回路５０４により実現される。無線制御信号処理部４０３および表示部４０６の機能は、無線制御信号処理回路５０２により実現される。無線再送信信号生成部４０４および無線送信部４０５の機能は、無線信号送信回路５０３により実現される。つまり、無線中継装置４の機能は、無線信号受信回路５０４と、無線制御信号処理回路５０２と、無線信号送信回路５０３とによって実現することができる。
　なお、有線信号受信回路５０１、無線制御信号処理回路５０２、無線信号送信回路５０３、無線信号受信回路５０４および有線信号送信回路５０５のそれぞれは、処理回路である。これらの処理回路は、専用のハードウェアであってもよいし、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）を用いた制御回路であってもよい。専用のハードウェアである場合、処理回路は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）、ＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）、またはこれらを組み合わせたものである。ＣＰＵを用いた制御回路である場合、処理回路は、ＣＰＵとメモリとを有し、ＣＰＵがメモリに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより各構成要素の処理を実現することができる。ＣＰＵは、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital　Signal　Processor）などとも呼ばれる。メモリは、例えば、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable　Programmable　ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically　ＥＰＲＯＭ）などの不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Digital　Versatile　Disk）などである。メモリは、ＣＰＵが実行する各処理における一時メモリとしても使用される。なお、ＣＰＵが実行するプログラムは、記憶媒体に記憶された状態で提供されてもよいし、インターネットのようなネットワークを介して提供されてもよい。
　以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
　１　無線送信装置、３　無線受信装置、４　無線中継装置、６，６Ａ，６Ｂ　通信装置、１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ　通信システム、１０１，１０１Ａ，１０１Ｂ　有線受信部、１０２　有線信号検知部、１０３　無線制御信号付与部、１０４　無線信号生成部、１０５，４０５　無線送信部、１０６，４０７　送信アンテナ部、３００，４００　受信アンテナ部、３０１，４０１　無線受信部、３０２，４０２　復調部、３０３，４０３　無線制御信号処理部、３０４　有線信号生成部、３０５Ａ，３０５Ｂ　有線送信部、３０６，４０６　表示部、４０４　無線再送信信号生成部、５０１　有線信号受信回路、５０２　無線制御信号処理回路、５０３　無線信号送信回路、５０４　無線信号受信回路、５０５　有線信号送信回路。

Claims (15)

  1. 　有線で伝送される信号であって複数のフレームから構成される有線信号を受信する有線受信部と、
    　受信した前記有線信号のフレーム間の情報伝送を行っていない区間に、無線通信管理用の制御信号である無線制御信号を挿入する無線制御信号付与部と、
    　前記有線信号の受信ビットパターンと前記無線制御信号とを用いて、無線送信する無線信号を生成する無線信号生成部と、
    　を備えることを特徴とする無線送信装置。
  2. 　前記無線信号生成部は、前記フレームに含まれるプリアンブルを前記無線制御信号で上書きすることによって、前記有線信号のフレーム間の情報伝送を行っていない前記区間よりも長い前記無線制御信号を含む前記無線信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の無線送信装置。
  3. 　前記有線信号が誤り検出符号を含む場合であっても、誤り検出処理を実行しないことを特徴とする請求項１または２に記載の無線送信装置。
  4. 　複数の信号系統のそれぞれに対応する複数の前記有線受信部と、
    　前記無線信号を送信する１つの無線送信部と、
    　を備え、
    　前記無線信号生成部は、複数の前記信号系統を多重して前記無線信号を生成し、
    　１つの前記無線送信部で複数の前記信号系統を多重伝送することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の無線送信装置。
  5. 　前記有線信号を構成する前記フレームは、イーサネットフレームであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の無線送信装置。
  6. 　請求項１から５のいずれか１項に記載の無線送信装置が送信した前記無線信号を受信する無線受信装置であって、
    　前記無線信号に含まれる前記無線制御信号に基づいて、前記無線信号による無線伝送区間における無線通信管理を行う無線制御信号処理部と、
    　を備えることを特徴とする無線受信装置。
  7. 　前記無線制御信号処理部は、前記無線通信管理として、前記無線伝送区間における無線通信品質の測定と、前記無線送信装置が送信した前記無線信号の受信処理の動作制御とのうち少なくとも一方を行うことを特徴とする請求項６に記載の無線受信装置。
  8. 　受信した前記無線信号から前記無線制御信号を取り除いて前記無線送信装置が受信した前記有線信号を復元する有線信号生成部と、
    　復元した前記有線信号を有線送信する有線送信部と、
    　をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の無線受信装置。
  9. 　前記有線信号生成部は、受信した前記無線信号の情報伝送用のフレーム部分に予め定められたプリアンブルが検出できない場合、前記プリアンブルを再付与することによって前記有線信号を復元することを特徴とする請求項８に記載の無線受信装置。
  10. 　請求項１から５のいずれか１項に記載の無線送信装置が送信した前記無線信号を中継する無線中継装置であって、
    　受信した前記無線信号に基づいて、再送信する無線信号である無線再送信信号を生成する無線再送信信号生成部と、
    　前記無線再送信信号を送信する無線送信部と、
    　を備えることを特徴とする無線中継装置。
  11. 　受信した前記無線信号に含まれる前記無線制御信号に、中継回数の情報を加えて前記無線再送信信号の無線制御信号を生成する無線制御信号処理部、
    　をさらに備え、
    　前記無線再送信信号生成部は、前記無線制御信号処理部が生成する前記無線制御信号を含む前記無線再送信信号を生成することを特徴とする請求項１０に記載の無線中継装置。
  12. 　有線で伝送される信号であって複数のフレームから構成される有線信号を受信し、前記有線信号を無線信号に変換して送信する無線送信装置を制御する制御回路であって、
    　受信した前記有線信号のフレーム間の情報伝送を行っていない区間に、無線通信管理用の制御信号である無線制御信号を挿入するステップ、
    　を前記無線送信装置に実行させることを特徴とする制御回路。
  13. 　有線で伝送される信号であって複数のフレームから構成される有線信号を受信し、前記有線信号を無線信号に変換して送信する無線送信装置を制御するためのプログラムを記憶した記憶媒体において、該プログラムは、
    　受信した前記有線信号のフレーム間の情報伝送を行っていない区間に、無線通信用の制御信号である無線制御信号を挿入するステップ、
    　を前記無線送信装置に実行させることを特徴とする記憶媒体。
  14. 　有線通信の一部を無線化する通信システムであって、
    　有線で伝送される信号であって複数のフレームから構成される有線信号を受信し、受信した前記有線信号のフレーム間の情報伝送を行っていない区間に、無線通信用の制御信号である無線制御信号を挿入した無線信号を生成し、生成した前記無線信号を送信する無線送信装置と、
    　前記無線送信装置が送信する前記無線信号を受信し、受信した前記無線信号に含まれる前記無線制御信号に基づいて、前記無線信号による無線伝送区間における無線通信管理を行うと共に、受信した前記無線信号から前記無線制御信号を取り除いて、前記無線送信装置が受信した前記有線信号を復元し、復元した前記有線信号を有線送信する無線受信装置と、
    　を備えることを特徴とする通信システム。
  15. 　有線通信の一部を無線化する通信方法であって、
    　無線送信装置が、有線で伝送される信号であって複数のフレームから構成される有線信号を受信するステップと、
    　前記無線送信装置が、受信した前記有線信号のフレーム間の情報伝送を行っていない区間に、無線通信用の制御信号である無線制御信号を挿入した無線信号を生成するステップと、
    　前記無線送信装置が、生成した前記無線信号を送信するステップと、
    　無線受信装置が、前記無線信号を受信するステップと、
    　前記無線受信装置が、受信した前記無線信号に含まれる前記無線制御信号に基づいて、前記無線信号による無線伝送区間における無線通信管理を行うステップと、
    　前記無線受信装置が、受信した前記無線信号から前記無線制御信号を取り除いて、前記無線送信装置が受信した前記有線信号を復元するステップと、
    　前記無線受信装置が、復元した前記有線信号を有線送信するステップと、
    　を含むことを特徴とする通信方法。
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