JP2004186783A - ミリ波帯無線通信システム及びゲートウェイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】テレビ放送信号をミリ波帯の電波にて端末側へ送信すると共に、外部ネットワークと端末側との間のデータ通信経路の一部もミリ波帯の無線通信にて行うよう構成された無線通信システムを、安価に実現することを目的とする。
【解決手段】衛星放送が選局されると、ミリ波ＴＶ通信ＢＯＸ４０からの選局信号がミリ波通信装置３０及び伝送線Ｌａ，Ｌ０を介してゲートウェイ装置１０へ伝送される。この選局信号に基づき、第１周波数変換器２１が、衛星放送信号のうち選局されたチャンネルの信号のみを抽出して、周波数ｆ１１の伝送用放送信号（ｃｈＸ信号）に変換する。このｃｈＸ信号はインターネット４からの下りデータ信号と共に伝送線Ｌ０上へ送出され、ミリ波通信装置３０からミリ波帯にて無線送信される。この送信電波をミリ波ＴＶ通信ＢＯＸ４０が受信してダウンコンバートし更に元の放送信号に変換することで、選局した放送を視聴できるようにする。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビ放送信号をミリ波帯へアップコンバートして端末側へ無線送信し、端末側にてその送信電波を受信してダウンコンバートすることにより元のテレビ放送信号を復元するミリ波帯無線通信システム、及び、このシステムを構成するゲートウェイ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、広帯域な信号を高品質に伝送するための一手法として、ミリ波帯を利用した広帯域伝送が知られている。ミリ波帯（例えば６０ＧＨｚ）の電波は、波長が短いことから機器の小型化が可能であるのに加え、酸素による吸収減衰が大きいため、遠くまで到達せず干渉が起こりにくいという物理的特性を持っている。このため、大容量で低コストの多様な利用形態が期待されている。
【０００３】
ミリ波帯を用いた通信システムとして、例えば宅内において、テレビ放送信号をミリ波帯へアップコンバートして無線送信し、受信側でその送信電波を受信して元のテレビ放送信号へダウンコンバートし、直接テレビ受像機或いは各種衛星放送用チューナへ出力するよう構成されたシステムが知られている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００４】
一方、外部の広域ネットワーク（例えばインターネット）と宅内の通信端末との間で双方向データ通信を行う際に、宅内における通信端末と広域ネットワークとを接続する伝送経路の少なくとも一部を無線通信にて実現することも知られており、その一形態として、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂにて標準化への取り組みが行われている無線ＬＡＮの２．４ＧＨｚ帯を利用した無線通信がよく知られている。
【０００５】
そして、このような外部の広域ネットワークと通信端末との間の無線通信においても、上記のテレビ放送信号と同様、ミリ波帯を利用した無線通信が考えられ、これを実現することにより、データ伝送品質や伝送速度がより向上することが期待される。
【０００６】
そのため、例えば戸建住宅内において、テレビ放送信号を同軸ケーブルにて宅内伝送し、所定の部屋にテレビ放送信号をミリ波帯へ変換して無線送信するテレビ放送用送信装置を設ける一方、双方向データ通信用のケーブル（例えばＩＥＥＥ８０２．３規定の１０ＢＡＳＥ−Ｔに代表されるＬＡＮケーブル）を宅内配線して、上記所定の部屋に、外部からの通信データをミリ波帯へ変換して端末側へ無線送信すると共に端末側からミリ波帯にて無線送信されてきた通信データを元のデータに変換して外部へ伝送するデータ通信用送受信装置を設けることにより、上記所定の部屋において、テレビフィーダ線が無線化されて宅内の美観が向上したり、高品質且つ高速なデータ通信が可能となる。
【０００７】
尚、上記例示した２．４ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮは、複数の端末装置間を相互に無線接続すると共に各端末装置が外部の広域ネットワークとの間で双方向データ通信を行う際に利用する一般的な技術であり、公知・公用の技術に相当するため、特に先行技術文献は開示しない。
【０００８】
【非特許文献１】
末松英治、外３名，「ディジタル・アナログ衛星放送／ミリ波無線伝送リ
ンクにおける日本家屋での伝送特性」，シャープ技報，シャープ株式会社，
平成１２年１２月，Ｎｏ．１０（通巻７８号），ｐ．１８−１９
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、テレビ放送信号の伝送を無線化すると共に外部広域ネットワークとの間の双方向データ通信も無線化すると、上記のように宅内の美観が向上したり、より高品質・高速なデータ通信が可能となるものの、これらを実現するための機器が大型化して逆に宅内の美観を損ねたり、機器の大型化等によるコストアップを招くといった問題がある。
【００１０】
即ち、上記所定の部屋にテレビ放送用送信装置とデータ通信用送受信装置とをそれぞれ設けるため、いずれか一方のみを設置する場合に比べて、当然ながら機器設置スペースを大きく確保する必要があり、しかも装置全体のコストも増大する。また、各装置からはそれぞれ、同軸ケーブル及びデータ通信用ケーブルとの２種類のケーブルが部屋の外へ引き回されることになるため、ケーブル敷設の手間が増えたり、２種類のケーブル敷設に伴う宅内美観の悪化も予想される。
【００１１】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、テレビ放送信号をミリ波帯へアップコンバートして端末側へ無線送信すると共に、外部広域ネットワークと端末側との間のデータ通信経路の一部をミリ波帯の無線通信にて実現するよう構成された無線通信システムを、安価に実現することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載のミリ波帯無線通信システムは、テレビ放送信号を１又は複数の端末側に配信するヘッドエンド装置としての機能を有するゲートウェイ装置が、外部の広域ネットワークから伝送されてきた通信データをテレビ放送信号より高い周波数帯の第１伝送信号に変換し、該第１伝送信号とテレビ放送信号とを混合して伝送線上に送出すると共に、広域ネットワークとの間でデータ通信を行うために端末側から前記伝送線を介して伝送されてきた、テレビ放送信号より高い周波数帯の第２伝送信号を、元の通信データに変換して広域ネットワークへ送信する。
【００１３】
そして、各端末側毎に設けられたゲートウェイ側通信装置が、伝送線を介してゲートウェイ装置から伝送されてきたテレビ放送信号及び第１伝送信号をミリ波帯へアップコンバートして第１アンテナから送信すると共に、端末側からミリ波帯へアップコンバートして無線送信された第２伝送信号を第１アンテナにて受信し、該受信した第２伝送信号を、端末側にてアップコンバートされる前の元の周波数帯にダウンコンバートして伝送線を介してゲートウェイ装置へ出力する。
【００１４】
つまり、本発明においては、テレビ放送信号を端末側へ伝送する伝送線と、端末側と広域ネットワークとの間で送受信される通信データを伝送する伝送線とを、従来技術のように別々のものにするのではなく、共通した一つの伝送線にて実現する。
【００１５】
この一つの伝送線にてテレビ放送信号及び通信データを伝送できるよう、ゲートウェイ装置を設け、外部の広域ネットワークからの通信データを第１伝送信号に変換した上でテレビ放送信号と混合して伝送線上へ送出すると共に、端末側から伝送線上を伝送されてきたデータ通信用の第２伝送信号を再び元の通信データに変換して広域ネットワーク側へ出力するようにしている。
【００１６】
そして、テレビ放送信号をミリ波帯にアップコンバートして無線送信するゲートウェイ側通信装置が、テレビ放送信号と共に伝送線上を伝送されてきた第１伝送信号もそのままミリ波帯にアップコンバートして端末側へ無線送信し、逆に端末側からミリ波帯の電波にて無線送信されてきた第２伝送信号を元の周波数帯にダウンコンバートして伝送線上へ送出するよう構成されることで、一つのゲートウェイ側通信装置がテレビ放送信号のミリ波帯送信とデータ通信のミリ波帯送受信とを兼ねるようにしているのである。
【００１７】
従って、本発明のミリ波帯無線通信システムによれば、テレビ放送信号と通信データ（詳しくは第１及び第２伝送信号）とを混合して両者が同じ伝送線上を伝送され、これによりゲートウェイ側通信装置も、単にテレビ放送信号及び第１伝送信号のミリ波帯へのアップコンバート（及びミリ波帯にて受信された第２伝送信号のダウンコンバート）を行うだけの比較的簡易な構成にて実現できるため、ミリ波帯無線通信システムを安価に実現することが可能となる。
【００１８】
ここで、テレビ放送信号が占有する周波数帯域と、データ通信用の第１及び第２伝送信号が占有する周波数帯域とが相互に重複しない場合は、各信号をそのまま一つの伝送線上で伝送させることができる。しかし、伝送線上を良好に伝送可能な周波数帯の上限を考慮しつつ、テレビ放送信号用の周波数帯域をどこまでとるか、或いはデータ通信用の各伝送信号の周波数帯域をどこまでとるかは、当該システムを構築・利用するユーザのニーズにより様々であり、例えばより多くのチャンネルのテレビ放送信号を伝送できるようにしたかったり、或いはより広帯域のデータ通信帯域を確保してより高速なデータ通信を行えるようにしたいなどの理由により、結果としてテレビ放送信号の周波数帯域とデータ通信用の上記各伝送信号の周波数帯域とが重複してしまうことも十分に考えられる。
【００１９】
このように両者の間で重複する周波数帯域があると、その帯域のテレビ放送信号及び第１又は第２伝送信号をそのまま伝送線上へ送出することはできない。
そこで、このようにテレビ放送信号の全帯域のうち所定の周波数以上の帯域が、第１又は第２伝送信号の周波数帯域と重複する場合、例えば請求項２に記載のように、ゲートウェイ装置は、テレビ放送信号のうち少なくとも上記重複する周波数帯域（重複帯域）を含む変換対象帯域については、該変換対象帯域のチャンネルのテレビ放送信号をそのまま全て伝送線上に送出せず、端末側にて選局されたチャンネルに対応した選局信号を受けて、該選局されたチャンネルのテレビ放送信号のみを、各端末側毎に予め設定された、変換対象帯域内（但し重複帯域を除く）における一定周波数帯の伝送用放送信号に周波数変換して、伝送線上に送出するよう構成されたものであるとよい。
【００２０】
そしてこの場合、ゲートウェイ側通信装置は、更に、ゲートウェイ装置から伝送されてきた伝送用放送信号をミリ波帯へアップコンバートして第１アンテナから送信すると共に、端末側からミリ波帯にアップコンバートして無線送信された選局信号を第１アンテナにて受信し、該受信した選局信号を、端末側にてアップコンバートされる前の元の周波数帯にダウンコンバートして伝送線を介してゲートウェイ装置へ出力するよう構成されているとよい。
【００２１】
つまり、テレビ放送信号の全帯域のうち重複帯域については、そのまま伝送線上へ送出すると第１又は第２伝送信号と混信するため、少なくともその重複帯域を含む変換対象帯域のテレビ放送信号について、その帯域のチャンネルが端末側にて選局された場合、該選局されたチャンネルのみを伝送用放送信号に周波数変換して伝送線上へ送出するのである。この伝送用放送信号の周波数帯域は、端末側毎に予め設定された固定のものである。
【００２２】
そのため、ゲートウェイ側通信装置ではこの伝送用放送信号がミリ波帯にアップコンバートされて端末側へ無線送信されることになり、変換対象帯域内の全チャンネルのうち端末側で選局されたチャンネルのテレビ放送信号のみが、端末側へ送信されることになる。
【００２３】
従って、請求項２記載のミリ波帯無線通信システムによれば、テレビ放送信号の周波数帯域とデータ通信用の第１又は第２伝送信号の周波数帯域とが重複しても、該重複帯域を含む変換対象帯域内のテレビ放送信号については、端末側にて選局されたチャンネルのみが伝送用放送信号として伝送線上へ送出されるため、端末側へ伝送すべきテレビ放送信号の周波数帯域（換言すれば端末側にて視聴可能なテレビ放送チャンネルの数）の設定や、データ通信用の周波数帯域の設定の自由度が広がる。
【００２４】
尚、選局信号の周波数帯は未使用帯域の中から適宜決めればよいが、例えば第２伝送信号の周波数帯に隣接する周波数帯に設定すれば、当該システムにおいて端末側からゲートウェイ装置へ伝送されるいわゆる上り信号（第２伝送信号及び選局信号）が所定の周波数帯域内に全て収まることになるため、ゲートウェイ側通信装置をより簡易的に構成することができて好ましい。
【００２５】
ここで、上記のミリ波帯無線通信システムにおける端末側には、例えば請求項３に記載のような端末側データ通信装置が備えられているとよい。即ち、請求項３記載のシステムにおける端末側には、ゲートウェイ側通信装置からの送信電波を第２アンテナにて受信し、該受信信号を、ゲートウェイ側通信装置にてアップコンバートされる前の元の周波数帯にダウンコンバートし、該ダウンコンバート後の第１伝送信号を更にゲートウェイ装置にて周波数変換される前の通信データに変換して端末装置側へ出力すると共に、該端末装置側から出力された通信データを第２伝送信号に変換し、該第２伝送信号をミリ波帯へアップコンバートして第２アンテナから送信する端末側データ通信装置が備えられている。
【００２６】
このような端末側データ通信装置を備えれば、端末装置は外部からの通信データをこの端末側データ通信装置から取得できると共に、外部への通信データをこの端末側データ通信装置を介して広域ネットワーク側へ出力することができるため、この端末側データ通信装置とゲートウェイ側通信装置との間でミリ波帯の電波が送受信できる範囲内において、端末装置を自由に移動させて外部広域ネットワークとのデータ通信を行うことができる。
【００２７】
また、請求項１記載のミリ波帯無線通信システムにおける端末側には、例えば請求項４に記載のように、ゲートウェイ側通信装置からの送信電波を第２アンテナにて受信し、該受信信号を、前記ゲートウェイ側通信装置にてアップコンバートされる前の元の周波数帯にダウンコンバートして、該ダウンコンバート後の前記テレビ放送信号を端末装置側へ出力する、端末側テレビ放送受信装置が備えられていてもよい。
【００２８】
このような端末側テレビ放送受信装置が備えられていれば、この端末側テレビ放送受信装置がゲートウェイ側通信装置からのミリ波帯電波を受信できる範囲内において、端末装置（例えばテレビ受信機或いはテレビチューナ付パーソナルコンピュータ等）を自由に移動させてテレビ番組を視聴することができる。
【００２９】
更に、請求項２記載のミリ波帯無線通信システムにおける端末側には、例えば請求項５に記載のような端末側テレビ信号通信装置が備えられているとよい。即ち、請求項５記載のシステムにおける端末側には、選局されたチャンネルに対応した選局信号をミリ波帯へアップコンバートして第２アンテナから送信すると共に、ゲートウェイ側通信装置から無線送信された、伝送用放送信号、及び変換対象帯域を除く周波数帯域のテレビ放送信号である非変換放送信号を第２アンテナにて受信し、該受信した伝送用放送信号及び非変換放送信号を、ゲートウェイ側通信装置にてアップコンバートされる前の元の周波数帯にダウンコンバートし、このうち該ダウンコンバート後の非変換放送信号についてはそのまま端末装置側へ出力し、該ダウンコンバート後の伝送用放送信号については、更にゲートウェイ装置にて周波数変換される前の元の変換対象帯域のテレビ放送信号に戻して端末装置側へ出力する端末側テレビ信号通信装置が備えられている。
【００３０】
既述の通り、請求項２記載のシステムにおいては、テレビ放送信号として、周波数変換されずにそのまま端末側へ伝送される非変換放送信号と、選局されたチャンネルのみが伝送用放送信号に周波数変換されて端末側へ伝送される変換対象周波数帯域のテレビ放送信号とがある。
【００３１】
このうち、非変換放送信号については、そのまま端末装置側へ出力することにより端末装置側で視聴可能であるが、伝送用放送信号については、選局されたチャンネル本来の周波数帯とは異なっているため、そのまま端末装置側へ出力しても視聴は困難である。そこで、伝送用放送信号については更に、ゲートウェイ装置にて周波数変換される前の元の変換対象帯域のテレビ放送信号に戻して、端末装置側へ出力するのである。
【００３２】
そのため、上記のように構成された端末側テレビ信号通信装置を備えることにより、この端末側テレビ信号通信装置とゲートウェイ側通信装置との間でミリ波帯の電波が送受信できる範囲内において、端末装置を自由に移動させて上記非変換放送信号に対応した番組及び変換対象周波数帯域に対応した番組を視聴することができる。
【００３３】
ところで、テレビ放送信号は外部からのテレビ放送用電波をテレビ受信アンテナにて受信することにより得られるのは言うまでもないことだが、このテレビ受信アンテナは一つのみに限らず、一般に知られているように例えばＵＨＦ帯の電波を受信するアンテナや、ＢＳ放送を受信するＢＳアンテナ、或いはＣＳ放送を受信するＣＳアンテナなど、受信すべき放送電波に応じて種々のアンテナがある。
【００３４】
そして、これら複数のテレビ受信アンテナを備えることにより、より多くのチャンネルのテレビ放送信号を端末側へ伝送する（つまり、より多くのテレビ番組を視聴する）ことができる。しかし、このように多くのチャンネルのテレビ放送信号を伝送しようとすると、データ通信用の第１又は第２伝送信号の周波数帯域と重複する部分が生じやすくなるのに加え、各テレビ受信アンテナに対応したテレビ放送信号の周波数帯域が相互に重複してしまうことも考えられる。
【００３５】
より具体的には、例えば上記のようにＵＨＦ帯受信アンテナ、ＢＳアンテナ及びＣＳアンテナを備えた場合において、ＢＳアンテナにて受信したＢＳ放送電波に対応したテレビ放送信号の周波数帯域と、ＣＳアンテナにて受信したＣＳ放送電波に対応したテレビ放送信号の周波数帯域とが相互に重複すると共に、各テレビ放送信号がいずれもデータ通信用の上記各伝送信号の周波数帯域と重複してしまう場合も起こりうる。
【００３６】
そこで、請求項２又は５記載のミリ波帯無線通信システムにおいて、上記のように、外部からのテレビ放送用電波を受信する複数種類のテレビ受信アンテナを備え、そのうち少なくとも二つのテレビ受信アンテナ（以下これらを「信号重複アンテナ」という）に対応したテレビ放送信号の周波数帯域がいずれもデータ通信用の第１又は第２伝送信号の周波数帯域と重複する場合は、例えば請求項６に記載のように、上記各信号重複アンテナに対応したテレビ放送信号の周波数帯域をいずれも変換対象帯域として設定し、ゲートウェイ装置は、選局信号に基づいて、上記各信号重複アンテナに対応した各テレビ放送信号のうち端末側にて選局されたチャンネルを含むいずれか一方のみを選択して、該選局されたチャンネルのテレビ放送信号を伝送用放送信号に周波数変換するものであるとよい。
【００３７】
このような構成にすれば、各信号重複アンテナに対応したテレビ放送信号を、データ通信用の上記各伝送信号と混信することなく端末側へ伝送することができる。しかも、仮に各信号重複アンテナに対応した各テレビ放送信号の周波数帯域が重複するものであっても、端末側からの選局信号に対応したチャンネルを含むテレビ放送信号のみが取り込まれるため、各テレビ受信アンテナにて受信可能なチャンネルのテレビ番組を確実に視聴することができる。
【００３８】
次に、請求項７記載の発明は、請求項１に記載のミリ波帯無線通信システムを構成するゲートウェイ装置であって、外部からの通信データを第１伝送信号に変換すると共に端末側からの第２伝送信号を元の通信データに変換するデータ変換手段と、テレビ放送信号と第１伝送信号とを混合して伝送線上へ送出すると共に端末側からの第２伝送信号をデータ変換手段へ出力する混合手段とを備える。このため、この請求項７記載のゲートウェイ装置を用いれば、請求項１記載のミリ波帯無線通信システムを構築することができる。
【００３９】
また、請求項８記載の発明は、請求項２に記載のミリ波帯無線通信システムを構成するゲートウェイ装置であって、請求項７記載のゲートウェイ装置に対して、更に、端末側からの選局信号を受け、該端末側にて選局されたチャンネルのテレビ放送信号が変換対象帯域内のものであるときに該テレビ放送信号を伝送用放送信号へ周波数変換させるための変換制御信号を出力する選局制御手段と、該選局制御手段からの変換制御信号に基づいて、端末側にて選局されたチャンネルのテレビ放送信号を伝送用放送信号に周波数変換するテレビ放送周波数変換手段とを設けたものであり、混合手段が、伝送用放送信号と第１伝送信号とを混合して伝送線上へ送出する。このため、この請求項８記載のゲートウェイ装置を用いれば、請求項２記載のミリ波帯無線通信システムを構築することができる。
【００４０】
そして、テレビ放送周波数変換手段は、具体的には、例えば請求項９に記載のように構成することができる。即ち、テレビ放送周波数変換手段は、周波数変換に用いる局発信号を発生する局発信号発生部と、変換対象帯域内のテレビ放送信号の中から端末側にて選局されたチャンネルのテレビ放送信号のみを抽出する信号抽出部と、該信号抽出部にて抽出されたテレビ放送信号を、局発信号を用いて伝送用放送信号に周波数変換する周波数変換部とを備えたものである。
【００４１】
そして、局発信号発生部は、選局されたチャンネルのテレビ放送信号が周波数変換部にて伝送用放送信号に周波数変換されるよう、発生する局発信号の周波数を、選局制御手段からの変換制御信号に基づいて設定できるよう構成されており、信号抽出部は、選局されたチャンネルのテレビ放送信号が抽出されるよう、抽出すべきテレビ放送信号の周波数帯域を、選局制御手段からの変換制御信号に基づいて設定できるよう構成されている。
【００４２】
つまり、信号抽出部が抽出すべきテレビ放送信号の周波数帯と、周波数変換に用いる局発信号の周波数とが、いずれも可変となるように構成されており、これらは具体的には、選局制御手段からの変換制御信号に基づいて設定されるのである。
【００４３】
そのため、端末側で選局されたチャンネルのテレビ放送信号を確実に抽出して伝送用放送信号に周波数変換することができ、請求項２記載のミリ波帯無線通信システムの信頼性をより高めることが可能となる。
次に、請求項１０記載の発明は、請求項６に記載のミリ波帯無線通信システムを構成するゲートウェイ装置であって、請求項８又は９記載のゲートウェイ装置に対して、更に、選局制御手段が、端末側にて選局されたチャンネルに対応したチャンネル信号を出力するよう構成されたものである。そして、少なくとも二つのテレビ受信アンテナに対応した各テレビ放送信号のうち端末側にて選局されたチャンネルを含むいずれか一方のみを、選局制御手段からのチャンネル信号に基づいて選択してテレビ放送周波数変換手段へ出力するテレビ放送信号選択手段を備える。このため、この請求項１０記載のゲートウェイ装置を用いれば、請求項６記載のミリ波帯無線通信システムを構築することができる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
図１は、本実施形態のミリ波帯無線通信システムの概略構成を示す説明図である。図１に示す如く、本実施形態のミリ波帯無線通信システムは、地上局から送信されてきたＶＨＦ或いはＵＨＦのテレビ放送電波を受信するテレビアンテナ１と、放送衛星（ＢＳ）からの送信電波を受信するＢＳアンテナ２と、通信衛星（ＣＳ）からの送信電波を受信するＣＳアンテナ３とを備え、これら各アンテナ１〜３からの各放送信号を、戸建住宅内の各部屋（Ａ部屋，Ｂ部屋，Ｃ部屋，Ｄ部屋）に各々設けられた端末装置としてのテレビ（以下「ＴＶ」という）４８に伝送すると共に、各部屋に設けられた端末装置としてのパーソナルコンピュータ（以下「ＰＣ」という）５４を、広域ネットワークであるインターネット４に接続して、各ＰＣ５４とインターネット４上の各種サーバとの間で送受信される通信データを双方向に伝送するものである。
【００４５】
そして、本実施形態のミリ波帯無線通信システムには、前記各アンテナ１〜３からの各放送信号が入力され、このうち所定周波数帯の放送信号（詳細は後述）のみを各部屋へ送出すると共に、インターネット４と各部屋のＰＣ５４との間のデータ通信を中継するゲートウェイ装置１０と、各部屋に各々設けられ、ゲートウェイ装置１０と伝送線Ｌ０等（Ａ部屋の場合は伝送線Ｌ０，Ｌａ）を介して接続された無線通信用のミリ波通信装置３０と、各部屋のＴＶ４８に対応して設けられ、ミリ波通信装置３０との間でミリ波帯の電波による無線通信を行うミリ波ＴＶ通信ＢＯＸ４０と、各部屋のＰＣ５４に対応して設けられ、ミリ波通信装置３０との間でミリ波帯の電波による無線通信を行うミリ波ＰＣカード５０とが設けられている。
【００４６】
ＢＳアンテナ２は、ＢＳからの送信電波を受信してＢＳ−ＩＦ信号（１０３２〜１３３６ＭＨｚ）に変換するコンバータを備えている。一方、ＣＳアンテナ３は、ＣＳからの送信電波を受信して第１のＣＳ−ＩＦ信号（１０５０〜１５５０ＭＨｚ；垂直偏波，１５７０〜２０７０ＭＨｚ；水平偏波）に変換する低雑音コンバータを備えており、この第１のＣＳーＩＦ信号はさらにブロックコンバータ５にて第２のＣＳ−ＩＦ信号（１３８５〜１６２５ＭＨｚ；垂直偏波，１６５５〜１８９５ＭＨｚ；水平偏波）に変換される。以下の説明では、特に断りのない限り、この第２のＣＳ−ＩＦ信号を単にＣＳ−ＩＦ信号と言う。
【００４７】
そして、ＢＳアンテナ２からのＢＳ−ＩＦ信号と、ＣＳアンテナ３からのＣＳ−ＩＦ信号とが混合器６にて混合され、テレビアンテナ１からのＶＨＦ及びＵＨＦのテレビ放送信号と共にゲートウェイ装置１０へ入力される。尚、このゲートウェイ装置１０へ入力されるＢＳ−ＩＦ信号及びＣＳ−ＩＦ信号の両衛星放送信号と、ＶＨＦ及びＵＨＦのテレビ放送信号はいずれも、本発明のテレビ放送信号に相当するものである。
【００４８】
そのため、ゲートウェイ装置１０に入力される各放送信号の周波数帯域は、図７に示すようになっており、ＣＳ−ＩＦ信号は、上記第１のＣＳ−ＩＦ信号がブロックコンバータ５によってＢＳ−ＩＦ信号より高い周波数帯域に変換（再配列）された状態になっている。
【００４９】
ヘッドエンド装置としての機能を有するゲートウェイ装置１０は、Ａ〜Ｄ各部屋に対応してそれぞれ設けられたＡ部屋用コンバータ１１，Ｂ部屋用コンバータ１２，Ｃ部屋用コンバータ１３及びＤ部屋用コンバータ１４を備える。これら各コンバータ１１〜１４は各々、ＢＳ−ＩＦ信号とＣＳ−ＩＦ信号の両衛星放送信号の中から対応する各部屋にて選局されたチャンネルの衛星放送信号のみを抽出して、その抽出した衛星放送信号を予め設定された周波数帯の伝送用放送信号（Ａ部屋の場合、中心周波数ｆ１１のｃｈＸ信号と中心周波数ｆ１２のｃｈＹ信号との二つのチャンネル）に周波数変換する。
【００５０】
具体的には、例えばＡ部屋のリモコン５６を操作して所望のＢＳ放送のチャンネルが選択されると、その選択されたチャンネルデータを含む選局信号Ｓ１がミリ波ＴＶ通信ＢＯＸ４０にて生成され、ゲートウェイ装置１０へ伝送されてくる。この選局信号Ｓ１は、混合器２０からＡ部屋用コンバータ１１内の選局制御器２３へ入力される。
【００５１】
そして、選局制御器２３は、選局信号Ｓ１に基づき、選局されたチャンネルの放送信号が第１周波数変換器２１（又は第２周波数変換器２２）にて所定周波数ｆ１１（又はｆ１２）のｃｈｘ信号（又はｃｈＹ信号）に変換されるよう、第１周波数変換器２１（又は第２周波数変換器２２）の各設定値を決める局発設定設定データ及びＢＰＦ帯域設定信号（詳細は後述）を出力する。
【００５２】
これにより、第１周波数変換器２１（又は第２周波数変換器２２）が、リモコン５６にて選択されたチャンネルの放送信号を抽出し、所定周波数ｆ１１（又はｆ１２）のｃｈｘ信号（又はｃｈＹ信号）に変換して出力する。
Ｂ部屋用コンバータ１２、Ｃ部屋用コンバータ１３、Ｄ部屋用コンバータ１４についてもまったく同様であり、対応する各部屋にて衛星放送のチャンネルが選択されて選局信号Ｓ２〜Ｓ４が伝送されてくると、各コンバータ１２〜１４はそれぞれ、選択されたチャンネルの放送信号を伝送用放送信号に周波数変換して伝送線Ｌ０上へ送出する。但し、各部屋毎の伝送用放送信号の周波数（図１参照）は、ｆ１１＜ｆ１２＜ｆ２１＜ｆ２２＜ｆ３１＜ｆ３２＜ｆ４１＜ｆ４２ の関係にあり、各伝送用放送信号の周波数配列も図７に示すようになる。
【００５３】
尚、本実施形態では、一つの部屋について二つの伝送用放送信号（ｃｈＸ信号及びｃｈＹ信号）を出力するよう構成されているが、これは、例えばあるチャンネルのＢＳ放送番組をビデオ録画しながら他のＢＳ放送番組を視聴したり、また例えば、ＴＶ４８の画面を２分割して異なる二つのＢＳ放送番組（或いはＣＳ放送番組）を同時に表示させるといった視聴形態が考えられるからである。
【００５４】
ゲートウェイ装置１０は更に、ＣＡＴＶ回線を介してインターネット４と接続する際に端末側にて一般に用いられるケーブルモデム１５と、光回線を介してインターネット４と接続する際にユーザ・網インターフェイスを提供するＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）１６と、ＣＰＵ・ＲＯＭ・ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータにて構成され、インターネット４との間の通信データ授受及び端末側ＰＣ５４との間の通信データ授受を制御すると共に、必要に応じて通信データのプロトコル変換を行うデータ通信制御部１７と、ＰＣ５４からの指示を受けてデータ通信制御部１７がインターネット４との間で授受する通信データを蓄えるためのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１８と、外部インターネット４からデータ通信制御部１７を介して入力されてきた通信データを、各伝送路（本実施形態では同軸ケーブル）Ｌ０，Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄを介して各部屋へ伝送するために所定周波数帯の下りＰＣデータ信号に変換して混合器２０へ出力すると共に、ＰＣ５４から出力され、上記各伝送路を伝送させるために上りデータ信号に変換されて伝送されてきた外部出力用の通信データを、元の通信データに変換するＲＦ変復調部１９（本発明のデータ変換手段に相当）と、各部屋用コンバータ１１〜１４からの伝送用放送信号（ｃｈＸ信号，ｃｈＹ信号）、ＶＨＦ，ＵＨＦのテレビ放送信号、及びＲＦ変復調部１９から端末側へ出力される下りＰＣデータ信号とを混合して伝送線Ｌ０上へ送出すると共に、各部屋から出力され伝送線Ｌ０上を伝送されてきた上りＰＣデータ信号をＲＦ変復調部１９へ出力し、同じく各部屋から出力され伝送線Ｌ０上を伝送されてきた各選局信号Ｓ１〜Ｓ４を各部屋用コンバータ１１〜１４のうち対応するいずれかに出力する混合器２０（本発明の混合手段に相当）とを備えている。
【００５５】
本実施形態では、各部屋のＰＣ５４がインターネット４との間でデータ通信を行う際の上りＰＣデータ信号及び下りＰＣデータ信号の周波数帯域が、全体として、テレビ放送用の各放送信号の周波数より高い帯域に設定しているが、図７に斜線で示すように、放送信号の一部帯域（詳しくはＣＳ−ＩＦ信号における１．７５ＧＨｚ以上の帯域）が、上りＰＣデータ信号の周波数帯域と重複している。そのため、このままＣＳ−ＩＦ信号と上りＰＣデータ信号とを同じ伝送線上に伝送させると、両者が混信して正常な信号伝送が行われなくなる。尚、この重複する周波数帯域が本発明の重複帯域に相当する。
【００５６】
そこで、本実施形態では、このＣＳ−ＩＦ信号及びＢＳ−ＩＦ信号については、そのまま混合器２０で混合して伝送線Ｌ０上へ送出せず、各部屋ごとにリモコン５６にて選局されたチャンネルの放送信号のみを抽出して、一定周波数の伝送用放送信号に変換して伝送線Ｌ０上へ送出し、対応する部屋へ伝送するようにしている。尚、本実施形態では、図７に示す如く、伝送用放送信号の設定可能な周波数帯域を例えば１．０〜１．７ＧＨｚの帯域とし、上りＰＣデータ信号の帯域を１．７５〜２．０ＧＨｚとし、下りＰＣデータ信号の帯域を２．０〜２．６ＧＨｚとし、選局信号用の伝送帯域として、１．７〜１．７５ＧＨｚを利用している。
【００５７】
ここで、伝送用放送信号に変換する対象となる、ＢＳ−ＩＦ信号及びＣＳ−ＩＦ信号を含む周波数帯域（本例では例えば１．０〜２．０ＧＨｚ）が本発明の変換対象帯域に相当し、周波数変換を行わずにそのまま伝送線Ｌ０上へ送出されるＵＨＦ及びＶＨＦのテレビ放送信号が本発明の非変換放送信号に相当し、上りＰＣデータ信号が本発明の第２伝送信号に相当し、下りＰＣデータ信号が本発明の第１伝送信号に相当する。
【００５８】
図２に、テレビ放送周波数変換手段としての第１周波数変換器２１の概略構成を示す。図２に示す如く、第１周波数変換器２１では、まず信号抽出部としての可変通過帯域バンドパスフィルタ（以下「ＢＰＦ」と略す）６１にて、ＢＳアンテナ２及びＣＳアンテナ３から伝送されてくるＢＳ−ＩＦ信号、ＣＳ−ＩＦ信号の中から、Ａ部屋のリモコン５６にて選局されたチャンネルの放送信号を抽出する。この可変通過帯域ＢＰＦ６１は、後述する選局制御器２３からのＢＰＦ帯域設定信号（直流電圧信号）に基づいてその通過帯域を変えられるよう構成されたものであり、例えばフィルタを構成するバリキャップの両端電圧を変化させることで容量値を変化させ、結果として通過帯域を変化させる、といった既知の構成が考えられる。
【００５９】
可変通過帯域ＢＰＦ６１にて抽出された放送信号は増幅器６２にて増幅された後、周波数変換部としてのミキサ６３に入力され、ここで、局発信号発生部としての局部発振器６４が発生する局発信号により周波数変換される。この局部発振器６４は、例えばＰＬＬ回路等からなる注入同期型発振器にて構成でき、ＰＬＬ回路を構成する分周回路の分周比を、選局制御器２３からの局発設定データ（ＰＬＬ分周比データ）にて変化させることにより、局発信号の周波数を変化させることができる。
【００６０】
ミキサ６３にて放送信号が周波数変換されることにより得られた伝送用放送信号（周波数ｆ１１のｃｈＸ信号）は、そのｃｈＸ信号のみを選択的に通過させるＢＰＦ６５及び増幅器６６を介して混合器２０へ出力される。第２周波数変換器２２及び図示しない他の各コンバータ１２〜１４が備える各周波数変換器も、ｃｈＸ信号及びｃｈＹ信号の周波数が異なるものの、回路構成自体は図２と全く同様である。
【００６１】
図３に、選局制御手段としての選局制御器２３の概略構成を示す。図３に示す如く、選局制御器２３では、まずＢＰＦ７１にて、混合器２０から入力される信号の中からＡ部屋のリモコン５６にて選局されたチャンネルに対応した選局信号Ｓ１を抽出し、ＲＦ復調部７２にて、選局したチャンネルを示すデータを復調する。
【００６２】
そして、復調されたデータをデータ処理部７３にて処理し、その処理結果に基づいて、第１周波数変換器２１が所望の放送信号を確実にｃｈＸ信号に周波数変換できるよう、制御出力部７４が、各周波数変換器２１，２２へそれぞれ局発設定データ及びＢＰＦ帯域設定信号を出力する。この局発設定データ及びＢＰＦ帯域設定信号はいずれも、本発明の変換制御信号に相当するものである。他の各コンバータ１２〜１４が備える選局制御器についても、ｃｈＸ信号及びｃｈＹ信号の周波数が異なるため局発設定データは異なるものの、その回路構成自体は図３と全く同様である。
【００６３】
一方、ゲートウェイ装置１０からの伝送線Ｌ０は、４分配器を介してＡ〜Ｄ各部屋への伝送路Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄに接続されている。このうちＡ部屋への伝送路Ｌａは、Ａ部屋内の天井付近に設置されたミリ波通信装置３０に接続されており、このミリ波通信装置３０とゲートウェイ装置１０との間で、伝送路Ｌａ，分配器及び伝送路Ｌ０を介して各種信号が伝送される。
【００６４】
図４に、ミリ波通信装置３０の概略構成を示す。図４に示す如く、本発明のゲートウェイ側通信装置としてのミリ波通信装置３０は、ゲートウェイ装置１０から伝送されてきた下り屋内伝送信号（ｃｈＸ信号，ｃｈＹ信号，ＵＨＦ及びＶＨＦのテレビ放送信号，下りＰＣデータ信号）をミリ波帯にアップコンバートしてアンテナ３０ａ（本発明の第１アンテナ）から無線送信すると共に、後述するミリ波ＴＶ通信ＢＯＸ４０からミリ波帯の電波にて送信されてきた選局信号、及び、後述するミリ波ＰＣカード５０からミリ波帯の電波にて送信されてきた上りＰＣデータ信号をアンテナ３０ａで受信し、それぞれ元の選局信号及び上りＰＣデータ信号にダウンコンバートしてゲートウェイ装置１０側へ送出するものである。
【００６５】
即ち、ミリ波通信装置３０に入力されたゲートウェイ装置１０からの下り屋内伝送信号のうち、ｃｈＸ信号，ｃｈＹ信号，ＵＨＦ及びＶＨＦのテレビ放送信号（以下単に「下り放送信号」という）は、１．７ＧＨｚ以上の帯域の信号を阻止するローパスフィルタ（以下「ＬＰＦ」という）８１を通過し、増幅器８２で増幅されてミキサ８３へ入力される。一方、下り屋内伝送信号のうち下りＰＣデータ信号については、１．７ＧＨｚ以下の帯域の信号を阻止するハイパスフィルタ（以下「ＨＰＦ」という）９１を通過し、更に２．０ＧＨｚ以下の帯域の信号を阻止するＨＰＦ９２を通過して、増幅器９３にて増幅されてミキサ９４へ入力される。
【００６６】
各ミキサ８３，９４には、局部発振器８４から６０ＧＨｚの局発信号が入力されているため、これらミキサ８３，９４により、上記下り放送信号及び下りＰＣデータ信号はいずれもミリ波帯へアップコンバートされる。このうち、ミキサ８３にてミリ波帯にアップコンバートされた下り放送信号は、その下り放送信号（６０〜６１．７ＧＨｚ）のみを抽出するＢＰＦ８５を通過し、増幅器８６にて増幅されたあと、混合器８７にて６０ＧＨｚの局発信号と混合される。そして、下り放送信号と局発信号は共に、６１．７ＧＨｚ以上の帯域の信号を阻止するＬＰＦ８８を通過して、アンテナ３０ａから送信される。
【００６７】
また、ミキサ９４にてミリ波帯にアップコンバートされた下りＰＣデータ信号も、その下りＰＣデータ信号（６２〜６２．６ＧＨｚ）のみを抽出するＢＰＦ９５を通過し、増幅器９６にて増幅されたあと、６２ＧＨｚ以下の帯域の信号を阻止するＨＰＦ９７を通過し、更に６１．７ＧＨｚ以下の帯域の信号を阻止するＨＰＦ９８を通過してアンテナ３０ａから送信される。
【００６８】
一方、ミリ波ＴＶ通信ＢＯＸ４０にてミリ波帯にアップコンバートされて送信されてきた選局信号（６１．７〜６１．７５ＧＨｚ）、及びミリ波ＰＣカード５０にてミリ波帯にアップコンバートされて送信されてきた上りＰＣデータ信号（６１．７５〜６２ＧＨｚ）はいずれも、アンテナ３０ａにて受信され、ＨＰＦ９８、及び６２ＧＨｚ以上の帯域の信号を阻止するＬＰＦ１０１を通過して、増幅器１０２にて増幅された後ミキサ１０３へ入力される。このミキサ１０３にも、局部発振器８４からの局発信号が入力されている。そのため、上りＰＣデータ信号及び選局信号はいずれも元の周波数帯域に変換され、その帯域（１．７〜２ＧＨｚ）のみを抽出するＢＰＦ１０４、増幅器１０５、２ＧＨｚ以上の帯域の信号を阻止するＬＰＦ１０６及びＨＰＦ９１を介してゲートウェイ装置１０側へ伝送される。
【００６９】
次に、ＴＶ４８に対応して設けられるミリ波ＴＶ通信ＢＯＸ４０について説明する。ミリ波ＴＶ通信ＢＯＸ４０は、リモコン５６が備える操作部５８にてテレビチャンネルの選局がなされ、送信部からその選局されたチャンネルを示すデータが送信されると、その送信信号（赤外線）を受信部４４で受信してデータ処理部４５でデータ復調する。そして、復調後のデータ（選局されたチャンネルを示すデータ）はＲＦ変調部４６にて１．７〜１．７５ＧＨｚの選局信号に変調され、ＴＶ用ミリ波通信部４１へ出力され、ここでミリ波帯にアップコンバートされてアンテナ４０ａ（請求項５の第２アンテナに相当）から送信される。
【００７０】
ＴＶ用ミリ波通信部４１は、選局信号をミリ波帯にアップコンバートして無線送信すると共に、ミリ波通信装置３０からミリ波帯にて送信されてきた放送信号を再びダウンコンバートしてＴＶ出力用コンバータ４２へ出力するものであり、その具体的構成を図５に示す。
【００７１】
図５に示す如く、ＴＶ用ミリ波通信部４１では、ミリ波帯の放送信号及び局発信号（６０ＧＨｚ）がアンテナ４０ａにて受信され、その受信信号が、６１．７ＧＨｚ以上の帯域の信号を阻止するＬＰＦ１１１及び増幅器１１２を介してミキサ１１３へ入力される。また、その受信信号のうち、６０ＧＨｚの局発信号については、その局発信号のみを通過させるＢＰＦ１２５により抽出されて二つのミキサ１１３，１１９の局発信号として入力される。
【００７２】
そのため、ミリ波帯の受信信号はミキサ１１３にて元の放送信号（０〜１．７ＧＨｚ）にダウンコンバートされ、ダウンコンバート後の放送信号は、その放送信号のみを通過させるＢＰＦ１１４，増幅器１１５，及び１．７ＧＨｚ以上の帯域の信号を阻止するＬＰＦ１１６を通過してＴＶ出力用コンバータ４２へ出力される。
【００７３】
一方、ＲＦ変調部４６からの選局信号は、１．７ＧＨｚ以下の帯域の信号を阻止するＨＰＦ１１７及を通過して増幅器１１８にて増幅された後、ミキサ１１９へ入力される。このミキサ１１９には上記の通り６０ＧＨｚの局発信号が入力されているため、選局信号はミリ波帯にアップコンバートされる。そして、アップコンバート後の選局信号（６１．７〜６１．７５ＧＨｚ）は、それのみを通過させるＢＰＦ１２０，増幅器１２１、及び６１．７ＧＨｚ以下の帯域の信号を阻止するＨＰＦ１２２を介してアンテナ４０ａから送信される。
【００７４】
次に、ＴＶ出力用コンバータ４２の概略構成を図６に示す。図６に示す如く、ＴＶ出力用コンバータ４２は、ＴＶ用ミリ波通信部４１から入力された放送信号のうち、非変換放送信号としてのＵＨＦ及びＶＨＦ帯のテレビ放送信号については、１ＧＨｚ以上の帯域の信号を阻止するＬＰＦ１３１を通過させた後そのままＴＶ４８へ出力する。一方、ゲートウェイ装置１０内のＡ部屋用コンバータ１１にて周波数変換された伝送用放送信号については、そのままの状態ではＴＶ４８にて視聴することはできないため、元の放送信号に戻す必要がある。
【００７５】
そこで、伝送用放送信号（１〜１．７ＧＨｚ）は、まず、１ＧＨｚ以下の帯域の信号を阻止するＨＰＦ１３２を通過する。そして、ｃｈＸ信号の周波数帯のみを抽出するＢＰＦ１３３によりｃｈＸ信号が抽出され、増幅器１３４にて増幅された後ミキサ１３５へ入力される。また、ｃｈＹ信号については、そのｃｈＹ信号の周波数帯のみを抽出するＢＰＦ１３８によりｃｈＹ信号が抽出され、増幅器１３９にて増幅された後ミキサ１４０へ入力される。
【００７６】
ここで、データ処理部４５からは、選局されたチャンネルデータに基づいて、ゲートウェイ装置１０内の選局制御器２３と同様の局発設定データ及びＢＰＦ帯域設定信号が生成され、ＴＶ出力用コンバータへ出力される。
そして、ミキサ１３５にて周波数変換するための局部発振器１４５、及びミキサ１４０にて周波数変換するための局部発振器１４６はいずれも、図２に示した局部発振器６４と全く同様の構成をしており、データ処理部４５からの局発設定データに基づいて局発信号の周波数を設定することができる。また、ミキサ１３５にて周波数変換後の元の放送信号を通過させる可変通過帯域ＢＰＦ１３６、及びミキサ１４０にて周波数変換後の元の放送信号を通過させる可変通過帯域ＢＰＦ１４１もいずれも、図２に示した可変通過帯域ＢＰＦ６１と全く同様の構成をしており、データ処理部４５からのＢＰＦ帯域設定信号に基づいて通過帯域を設定できる。
【００７７】
そのため、ｃｈＸ信号に変換される前の元の放送信号と、ｃｈＹ信号に変換される前の元の放送信号を確実に復元することができ、復元後の各放送信号はそれぞれ増幅器１３７，１４２にて増幅された後、ＴＶ４８へ出力される。これにより、選局したチャンネルのテレビ番組をＴＶ４８にて視聴することができるようになる。尚、ＴＶ用ミリ波通信部４１とＴＶ出力用コンバータ４２とで、本発明の端末側テレビ信号通信装置が構成される。
【００７８】
次に、ミリ波ＰＣカード５０（本発明の端末側データ通信装置に相当）は、ＰＣ５４からの通信データをＲＦ変復調部５２にて上りＰＣデータ信号に変調し、その上りＰＣデータ信号をＰＣ用ミリ波通信部にてさらにミリ波帯にアップコンバートしてアンテナ５０ａ（請求項３の第２アンテナに相当）から送信すると共に、ミリ波通信装置３０からミリ波帯にて送信されてきた下りＰＣデータ信号をアンテナ５０ａで受信して、ＰＣ用ミリ波通信部にて元の下りＰＣデータ信号にダウンコンバートし、さらにその下りＰＣデータ信号をＲＦ変復調部５２にて通信データに復調してＰＣ５４へ出力するものである。
【００７９】
尚、ＰＣ用ミリ波通信部５１の構成は、ミリ波ＴＶ通信ＢＯＸ４０を構成するＴＶ用ミリ波通信部４１と全く同様であり、伝送される下り・上り信号の種類が異なる（即ち、構成する各種フィルタの通過・遮断帯域等が異なる）だけの違いであるため、ここではその詳細説明を省略する。
【００８０】
以上詳述した通り、本実施形態のミリ波帯無線通信システムでは、放送信号とデータ信号とをゲートウェイ装置で混合し、共通の伝送線を介して端末側へ伝送できるようにすると共に、端末側からのデータ信号についても、同じ伝送線を介してゲートウェイ装置へ伝送されるようにしている。そして、データ信号の周波数帯域と放送信号の周波数帯域とが重複しているため、そのままでは重複する帯域の信号を共通の伝送線上を伝送させることはできないが、本実施形態では、ＣＳ−ＩＦ信号又はＢＳ−ＩＦ信号のチャンネルが選局された場合に、その選局されたチャンネルを示す選局データをゲートウェイ装置へ伝送し、それに基づいて、選局されたチャンネルの放送信号のみを所定周波数帯の伝送用放送信号に変換して端末側へ送信するようにしている。
【００８１】
従って、本発明のミリ波帯無線通信システムによれば、放送信号と各ＰＣデータ信号とをゲートウェイ装置１０で混合して両者が同じ伝送路上を伝送され、これによりミリ波通信装置３０も、単に放送信号及び下りＰＣデータ信号のミリ波帯へのアップコンバート（及びミリ波帯にて受信された上りＰＣデータ信号のダウンコンバート）を行うだけの比較的簡易な構成にて実現できるため、ミリ波帯無線通信システムを安価に実現することが可能となり、当該システムの構築により宅内の美観が損なわれるのを防止することも可能となる。
【００８２】
しかも、放送信号の周波数帯域とデータ通信用の各ＰＣデータ信号の周波数帯域とが重複しても、重複帯域を含む所定帯域内のテレビ放送信号（本例ではＢＳ−ＩＦ信号及びＣＳ−ＩＦ信号の帯域）については、端末側にて選局されたチャンネルのみが伝送用放送信号（ｃｈＸ信号又はｃｈＹ信号）として伝送路上へ送出されるため、端末側へ伝送すべき放送信号の周波数帯域（換言すれば端末側にて視聴可能なテレビ放送チャンネルの数）の設定や、データ通信用の周波数帯域の設定の自由度が広がる。
【００８３】
また、ＰＣ５４は、外部インターネット４からの通信データをミリ波ＰＣカード５０から取得できると共に、外部インターネット４への通信データをミリ波ＰＣカード５０を介してインターネット４側へ出力することができるため、ミリ波ＰＣカード５０とミリ波通信装置３０との間でミリ波帯の電波が送受信できる範囲内であれば、ＰＣ５４を自由に移動させてインターネット４とのデータ通信を行うことができる。
【００８４】
更に、ミリ波ＴＶ通信ＢＯＸ４０を備えることにより、このミリ波ＴＶ通信ＢＯＸ４０とミリ波通信装置３０との間でミリ波帯の電波が送受信できる範囲内において、ＴＶ４８を自由に移動させてテレビ番組を視聴することができる。
また、本実施形態では、天井付近に設置のミリ波通信装置３０にて周波数変換に用いた６０ＧＨｚの局発信号を、放送信号等と共にＴＶ用ミリ波通信部４１及びＰＣ用ミリ波通信部５１へ伝送し、ＴＶ用ミリ波通信部４１及びＰＣ用ミリ波通信部５１ではその伝送されてきた局発信号を用いて周波数変換しているため、これらＴＶ用ミリ波通信部４１及びＰＣ用ミリ波通信部５１が各々局部発振器を備える必要がなく、システム全体のより低コスト化を可能としている。
【００８５】
［第２実施形態］
ここで、上記第１実施形態では、放送信号の帯域とデータ通信用の帯域とが重複する場合について説明したが、既述の通り、放送信号用の周波数帯域をどこまでとるか、或いはデータ通信用の各ＰＣデータ信号の周波数帯域をどこまでとるかは、システムを構築・利用するユーザのニーズにより様々であり、ユーザによっては、データ通信用にそれほど多くの帯域は必要ない、という場合もあり、そのような場合は、放送信号の周波数とデータ通信用の信号周波数とが重複しない場合も想定される。
【００８６】
そこで、このように放送信号とデータ信号とが重複しないミリ波帯無線通信システムについて説明する。図８は、本実施形態のミリ波帯無線通信システムの概略構成を示す説明図であり、図１０は、当該システムにおける各種信号の周波数配列を示す説明図である。
【００８７】
図１０に示す如く、本実施形態では、放送信号の周波数帯域については上記第１実施形態と同じであるが、データ通信用の帯域、即ち、上りＰＣデータ信号及び下りＰＣデータ信号の周波数帯域が、１．９ＧＨｚを超えて２．６ＧＨｚまでの帯域となっている。つまり、放送信号の帯域と各データ信号の帯域とが重複しない周波数配列となっている。
【００８８】
そのため、図８に示す如く、当該システムを構成するゲートウェイ装置１５０は、各アンテナ１〜３からの放送信号を混合器１５１にて混合し、さらに混合器１５２にてデータ通信用の信号と混合する構成となっている。つまり、上記第１実施形態のゲートウェイ装置１０と異なり、放送信号を全てそのまま伝送路Ｌ０上へ送出しているのである。
【００８９】
そのため、ＴＶ４８に接続されたＴＶ用ミリ波受信装置１６１（請求項４の端末側テレビ放送受信装置に相当）は、単に、ミリ波通信装置１６０にてミリ波帯にアップコンバートされて送信されてきた放送信号を再び元の放送信号にダウンコンバートするだけの簡素な構成のものとなる。
【００９０】
具体的には、図９に示すように、ミリ波通信装置１６０からミリ波帯にて送信されアンテナ１６１ａ（請求項４の第２アンテナに相当）にて受信された放送信号が、６１．９ＧＨｚ以上の帯域の信号を阻止するＬＰＦ１７１を通過して増幅器１７２にて増幅された後、ミキサ１７４へ入力される。また、ミリ波通信装置１６０は、その構成自体は第１実施形態のミリ波通信装置３０（図４参照）と全く同様であり、６０ＧＨｚの局発信号も放送信号と共に送信する。そのため、ＴＶ用ミリ波受信装置１６１では、６０ＧＨｚの信号のみを抽出するＢＰＦ１７３にてその６０ＧＨｚの局発信号を抽出し、ミキサ１７４に出力する。
【００９１】
これにより、ミリ波帯の放送信号はミキサ１７４にて元の周波数帯の放送信号にダウンコンバートされる。そして、ダウンコンバート後の放送信号は、その押送信号のみを通過させるＢＰＦ１７５、増幅器１７６及び１．９ＧＨｚ以上の帯域の信号を阻止するＬＰＦ１７７を介してＴＶ４８へ出力される。
【００９２】
従って、本実施形態のミリ波帯無線通信装置によっても、放送信号と各ＰＣデータ信号とをゲートウェイ装置１５０で混合して両者が同じ伝送路上を伝送され、これによりミリ波通信装置１６０も、単に放送信号及び下りＰＣデータ信号のミリ波帯へのアップコンバート（及びミリ波帯にて受信された上りＰＣデータ信号のダウンコンバート）を行うだけの比較的簡易な構成にて実現できるため、ミリ波帯無線通信システムを安価に実現することが可能となり、当該システムの構築により宅内の美観が損なわれるのを防止することも可能となる。
【００９３】
［第３実施形態］
次に、本実施形態のミリ波帯無線通信システムは、図１１に示す如く、テレビ放送を受信するアンテナとして、ＢＳ放送と１１０°ＣＳ放送とを共に受信できるＢＳ・ＣＳアンテナ７を備えており、且つ、ＣＳアンテナ３から出力される第１のＣＳ−ＩＦ信号を周波数変換するブロックコンバータ５（図１参照）も備えていない。
【００９４】
そのため、本実施形態における各信号の周波数配列は、図１２に示す通りになる。即ち、上記第１実施形態のように、単に放送信号の帯域とデータ通信用の信号帯域とが重複しているだけではなく、放送信号相互間でも重複しているのである。
【００９５】
そこで、本実施形態のミリ波帯無線通信システムでは、図１１に示すようなゲートウェイ装置１８０を構成することで、放送信号の周波数帯域が相互に重複しても各アンテナ１，３，７（いずれも本発明のテレビ受信アンテナに相当）にて受信されるテレビ放送電波の全てを視聴できるようにした。
【００９６】
即ち、図１１に示すように、本実施形態のゲートウェイ装置１８０は、Ａ部屋用コンバータ１８１（他の部屋用のコンバータについてはここでは省略する）において、ＢＳ・ＣＳアンテナ７からの放送信号とＣＳアンテナ３からの放送信号のいずれかを選択して第１周波数変換器２１へ入力するための第１切換スイッチ１８２と、ＢＳ・ＣＳアンテナ７からの放送信号とＣＳアンテナ３からの放送信号のいずれかを選択して第２周波数変換器２２へ入力するための第２切換スイッチ１８４とを備えている。尚、上記各切換スイッチ１８２，１８４はいずれも本発明のテレビ放送信号選択手段に相当する。
【００９７】
そして、これら各スイッチ１８２，１８４の切り換えは、選局制御器１８６からの切換スイッチ制御信号（本発明のチャンネル信号に相当）によって制御される。即ち、選局制御器１８６は、第１実施形態の選局制御器２３が備える機能に加え、選局信号に基づいて、上記二つのアンテナのいずれから放送信号を取り込むべきかを指定する切換スイッチ制御信号を出力する機能をも備えている。そして、各切換スイッチ１８２，１８４は、この切換スイッチ制御信号に従って、上記二つのアンテナ３，７のいずれか一方を選択するのである。
【００９８】
選択後の放送信号の処理・流れは上記第１実施形態と全く同様であり、選局されたチャンネルの放送信号が伝送用放送信号（ｃｈＸ信号又はｃｈＹ信号）に変換されて伝送線上へ送出されることになる。
このため、本実施形態のミリ波帯無線通信装置によれば、複数のアンテナからの放送信号帯域が相互に重複していても、各切換スイッチ１８２，１８４にて、選局されたチャンネルを受信するアンテナのみが選択されるため、放送信号相互間の混信を防ぐことができ、選局された放送信号を確実に端末側へ伝送することができる。
【００９９】
しかも、切換スイッチにより複数のアンテナを選択的に使用する構成であるため、上記第１実施形態と比較して、より多くのチャンネルのテレビ番組を視聴することが可能となる。
尚、本発明の実施の形態は、上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
【０１００】
例えば、上記各実施形態では、ゲートウェイ装置において、各部屋毎に二つの伝送用放送信号（ｃｈＸ信号及びｃｈＹ信号）を設定したが、二つに限ることなく、例えば一つで十分であればそれでいいし、もっと欲しい（例えばビデオ録画しながら他の複数のチャンネルを同時に表示させる等の）場合は三つ以上に増やすことももちろん可能である。
【０１０１】
また、上記第１実施形態では、ＢＳ−ＩＦ信号とＣＳ−ＩＦ信号との両方を、伝送用放送信号への周波数変換対象としたが、これに限らず例えばＢＳ−ＩＦ信号については他のＶＨＦやＵＨＦと共にそのまま伝送線上へ送出し、ＣＳ−ＩＦ信号については、選局されたチャンネルのみを周波数変換して伝送するようにしてもいい。
【０１０２】
そのまま伝送線上へ送出する放送信号と、選局されたチャンネルのみ周波数変換して伝送線上へ送出する放送信号とを、どのように設定するかは、データ通信用に必要な帯域も考慮しつつ自由に設定することができる。
更に、上記第１実施形態では、複数のアンテナ（テレビアンテナ１，ＢＳアンテナ２，ＣＳアンテナ３）で各種放送電波を受信することにより各アンテナに対応したテレビ放送信号を得るものとして説明したが、ゲートウェイ装置１０へ入力されるテレビ放送信号は、必ずしも上記のようにアンテナから直接入力されるものに限定されない。
【０１０３】
即ち、本発明を適用するにあたってはテレビ放送信号がどのような経路でゲートウェイ装置１０へ入力されるかは不問であり、建物の屋根やベランダ等に設置したアンテナに限らず、例えば外部のＣＡＴＶ網から入力されるものであってもよい。具体的には、例えばテレビアンテナ１の代わりに外部からＣＡＴＶ回線を引き込むことにより、ＶＨＦ及びＵＨＦの各テレビ放送信号をＣＡＴＶ回線から取り込むようにしてもよい。
【０１０４】
もちろん、ＣＡＴＶ回線以外にもテレビ放送信号を取り込める手段・回線等があればそれによって取り込むようにしてもよい。上記第２実施形態、第３実施形態についても同様である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のミリ波帯無線通信システムの概略構成を示す説明図である。
【図２】第１実施形態のゲートウェイ装置が備える第１周波数変換器の概略構成を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態のゲートウェイ装置が備える選局制御器の概略構成を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態のミリ波通信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図５】第１実施形態のＴＶ用ミリ波通信部の概略構成を示すブロック図である。
【図６】第１実施形態のＴＶ出力用コンバータの概略構成を示すブロック図である。
【図７】第１実施形態のミリ波帯無線通信システムにおける各種信号の周波数配列を示す説明図である。
【図８】第２実施形態のミリ波帯無線通信システムの概略構成を示す説明図である。
【図９】第２実施形態のＴＶ用ミリ波受信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１０】第２実施形態のミリ波帯無線通信システムにおける各種信号の周波数配列を示す説明図である。
【図１１】第３実施形態のミリ波帯無線通信システムの概略構成を示す説明図である。
【図１２】第３実施形態のミリ波帯無線通信システムにおける各種信号の周波数配列を示す説明図である。
【符号の説明】
１…テレビアンテナ、２…ＢＳアンテナ、３…ＣＳアンテナ、４…インターネット、５…ブロックコンバータ、６，２０…混合器、７…ＢＳ・ＣＳアンテナ、１０，１５０，１８０…ゲートウェイ装置、１１，１８１…Ａ部屋用コンバータ、１２…Ｂ部屋用コンバータ、１３…Ｃ部屋用コンバータ、１４…Ｄ部屋用コンバータ、１５…ケーブルモデム、１６…ＯＮＵ、１７…データ通信制御部、１９，５２…ＲＦ変復調部、２１…第１周波数変換器、２２…第２周波数変換器、２３，１８６…選局制御器、３０…ミリ波通信装置、３０ａ，４０ａ，５０ａ，１６０ａ，１６１ａ…アンテナ、４０…ミリ波ＴＶ受信ＢＯＸ、４１…ＴＶ用ミリ波通信部、４２…ＴＶ出力用コンバータ、４４…受信部、４５…データ処理部、４６…ＲＦ変調部、５０…ミリ波ＰＣカード、５１…ＰＣ用ミリ波通信部、５６…リモコン、５７…送信部、５８…操作部、６１，１３６，１４１…可変通過帯域ＢＰＦ、６３…ミキサ、６４…局部発振器、１６０…ミリ波通信装置、１６１…ＴＶ用ミリ波受信装置、１８２…第１切換スイッチ、１８４…第２切換スイッチ

Claims (10)

1. テレビ放送信号を１又は複数の端末側に配信するヘッドエンド装置としての機能を有し、外部の広域ネットワークから伝送されてきた通信データを前記テレビ放送信号より高い周波数帯の第１伝送信号に変換し、該第１伝送信号と前記テレビ放送信号とを混合して伝送線上に送出すると共に、前記広域ネットワークとの間でデータ通信を行うために端末側から前記伝送線を介して伝送されてきた、前記テレビ放送信号より高い周波数帯の第２伝送信号を元の通信データに変換して前記広域ネットワークへ送信するゲートウェイ装置と、
   前記端末側毎に設けられ、前記伝送線を介して前記ゲートウェイ装置から伝送されてきた前記テレビ放送信号及び前記第１伝送信号をミリ波帯へアップコンバートして第１アンテナから送信すると共に、前記端末側からミリ波帯へアップコンバートして無線送信された前記第２伝送信号を前記第１アンテナにて受信し、該受信した前記第２伝送信号を、前記端末側にてアップコンバートされる前の元の周波数帯にダウンコンバートして前記伝送線を介して前記ゲートウェイ装置へ出力するゲートウェイ側通信装置と、
   を備えたことを特徴とするミリ波帯無線通信システム。
2. 前記テレビ放送信号の全帯域のうち所定の周波数以上の帯域が、前記第１又は第２伝送信号の周波数帯域と重複する重複帯域であり、
   前記ゲートウェイ装置は、前記テレビ放送信号のうち少なくとも前記重複帯域を含む変換対象帯域については、該変換対象帯域のチャンネルのテレビ放送信号をそのまま全て前記伝送線上に送出せず、端末側にて選局されたチャンネルに対応した選局信号を受けて、該選局されたチャンネルのテレビ放送信号のみを、前記各端末側毎に予め設定された、前記重複帯域を除く前記変換対象帯域内における一定周波数帯の伝送用放送信号に周波数変換して、前記伝送線上に送出するよう構成され、
   前記ゲートウェイ側通信装置は、更に、前記ゲートウェイ装置から伝送されてきた前記伝送用放送信号をミリ波帯へアップコンバートして前記第１アンテナから送信すると共に、前記端末側からミリ波帯にアップコンバートして無線送信された前記選局信号を前記第１アンテナにて受信し、該受信した選局信号を、前記端末側にてアップコンバートされる前の元の周波数帯にダウンコンバートして前記伝送線を介して前記ゲートウェイ装置へ出力するよう構成されている
   ことを特徴とする請求項１記載のミリ波帯無線通信システム。
3. 当該システムの端末側に設けられ、前記ゲートウェイ側通信装置からの送信電波を第２アンテナにて受信し、該受信信号を、前記ゲートウェイ側通信装置にてアップコンバートされる前の元の周波数帯にダウンコンバートし、該ダウンコンバート後の前記第１伝送信号を更に前記ゲートウェイ装置にて周波数変換される前の通信データに変換して端末装置側へ出力すると共に、該端末装置側から出力された通信データを前記第２伝送信号に変換し、該第２伝送信号をミリ波帯へアップコンバートして前記第２アンテナから送信する端末側データ通信装置を備えている
   ことを特徴とする請求項１又は２記載のミリ波帯無線通信システム。
4. 当該システムの端末側に設けられ、前記ゲートウェイ側通信装置からの送信電波を第２アンテナにて受信し、該受信信号を、前記ゲートウェイ側通信装置にてアップコンバートされる前の元の周波数帯にダウンコンバートして、該ダウンコンバート後の前記テレビ放送信号を端末装置側へ出力する端末側テレビ放送受信装置を備えている
   ことを特徴とする請求項１記載のミリ波帯無線通信システム。
5. 当該システムの端末側に設けられ、選局されたチャンネルに対応した前記選局信号をミリ波帯へアップコンバートして第２アンテナから送信すると共に、前記ゲートウェイ側通信装置から無線送信された、前記伝送用放送信号、及び前記変換対象帯域を除く周波数帯域のテレビ放送信号である非変換放送信号を第２アンテナにて受信し、該受信した伝送用放送信号及び非変換放送信号を、前記ゲートウェイ側通信装置にてアップコンバートされる前の元の周波数帯にダウンコンバートし、このうち該ダウンコンバート後の非変換放送信号についてはそのまま端末装置側へ出力し、該ダウンコンバート後の伝送用放送信号については、更に前記ゲートウェイ装置にて周波数変換される前の元の変換対象帯域のテレビ放送信号に戻して前記端末装置側へ出力する端末側テレビ信号通信装置を備えている
   ことを特徴とする請求項２記載のミリ波帯無線通信システム。
6. 外部からのテレビ放送用電波を受信する複数種類のテレビ受信アンテナを備え、そのうち少なくとも二つのテレビ受信アンテナに対応した前記テレビ放送信号の周波数帯域がいずれも、前記変換対象帯域として設定されており、
   前記ゲートウェイ装置は、前記選局信号に基づいて、前記少なくとも二つのテレビ受信アンテナに対応した各テレビ放送信号のうち前記端末側にて選局されたチャンネルを含むいずれか一方のみを選択し、該選局されたチャンネルのテレビ放送信号を前記伝送用放送信号に周波数変換する
   ことを特徴とする請求項２又は５記載のミリ波帯無線通信システム。
7. 請求項１に記載のミリ波帯無線通信システムを構成するゲートウェイ装置であって、
   外部からの通信データを前記第１伝送信号に変換すると共に前記端末側からの前記第２伝送信号を元の通信データに変換するデータ変換手段と、
   前記テレビ放送信号と前記第１伝送信号とを混合して前記伝送線上へ送出すると共に前記端末側からの前記第２伝送信号を前記データ変換手段へ出力する混合手段と、
   を備えたことを特徴とするゲートウェイ装置。
8. 請求項２に記載のミリ波帯無線通信システムを構成するゲートウェイ装置であって、
   前記端末側からの前記選局信号を受け、該端末側にて選局されたチャンネルのテレビ放送信号が前記変換対象帯域内のものであるときに該テレビ放送信号を前記伝送用放送信号へ周波数変換させるための変換制御信号を出力する選局制御手段と、
   該選局制御手段からの変換制御信号に基づいて、端末側にて選局されたチャンネルのテレビ放送信号を前記伝送用放送信号に周波数変換するテレビ放送周波数変換手段と、
   を備え、
   前記混合手段は、前記伝送用放送信号と前記第１伝送信号とを混合して、前記伝送線上へ送出する
   ことを特徴とする請求項７記載のゲートウェイ装置。
9. 前記テレビ放送周波数変換手段は、
   周波数変換に用いる局発信号を発生する局発信号発生部と、
   前記変換対象帯域内のテレビ放送信号の中から、端末側にて選局されたチャンネルのテレビ放送信号のみを抽出する信号抽出部と、
   該信号抽出部にて抽出されたテレビ放送信号を、前記局発信号を用いて前記伝送用放送信号に周波数変換する周波数変換部と、
   を備え、
   前記局発信号発生部は、前記選局されたチャンネルのテレビ放送信号が前記周波数変換部にて前記伝送用放送信号に周波数変換されるよう、発生する局発信号の周波数を、前記選局制御手段からの変換制御信号に基づいて設定できるよう構成されており、
   前記信号抽出部は、前記選局されたチャンネルのテレビ放送信号が抽出されるよう、抽出すべきテレビ放送信号の周波数帯域を、前記選局制御手段からの変換制御信号に基づいて設定できるよう構成されている
   ことを特徴とする請求項８記載のゲートウェイ装置。
10. 請求項６に記載のミリ波帯無線通信システムを構成するゲートウェイ装置であって、
    前記選局制御手段は、更に、前記端末側にて選局されたチャンネルに対応したチャンネル信号を出力するよう構成され、
    前記少なくとも二つのテレビ受信アンテナに対応した前記各テレビ放送信号のうち、前記端末側にて選局されたチャンネルを含むいずれか一方のみを、前記選局制御手段からのチャンネル信号に基づいて選択して前記テレビ放送周波数変換手段へ出力するテレビ放送信号選択手段を備えた
    ことを特徴とする請求項８又は９記載のゲートウェイ装置。

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