JP4980791B2 - ミリ波送受信システム - Google Patents

Description

本発明は、ネットワークを構成する通信線とネットワーク端末との間で送受信されるデータを、ミリ波を使って無線伝送するミリ波送受信システムに関する。

従来より、建造物内に配線されたＬＡＮ（Local Area Network）の通信線と、建造物内の各部屋に設けられたネットワーク端末との間を、ミリ波を利用した無線伝送路で接続するようにしたミリ波送受信システムが知られている（例えば、特許文献１等、参照）。

このミリ波送受信システムは、広い伝送周波数帯域を確保することのできるミリ波を使って無線ＬＡＮを構成するものであり、単位時間当たりに無線伝送可能なデータ量を増大して、無線伝送路で生じる通信速度の低下を防止することができる。
特開２００３−１６８９８６号公報（図５、段落００５５〜００５８）

ところで、上記ミリ波送受信システムを構築する際には、一般的な無線ＬＡＮのように、通信線とネットワーク端末とに送／受信データを変／復調する変／復調器を接続するだけでは、ミリ波を送受信することができないことから、変／復調器で変調されたデータ信号をミリ波帯にアップコンバートして無線送信するアップコンバータや、アップコンバータから送信されたミリ波信号を受信してダウンコンバートするダウンコンバータを設けることになる。

この場合、特許文献１に記載のように、ネットワークの通信線側からネットワーク端末側へと下り方向にデータを伝送する際にだけ、ミリ波の無線伝送路を利用するのであれば、室内でミリ波を送信する送信源（アップコンバータ）は１つでよいが、ネットワークの通信線とネットワーク端末との間で送受信される下りデータと上りデータとをミリ波を使って無線伝送する際には、通信線側と、１又は複数のネットワーク端末側とに、それぞれ、アップコンバータ及びダウンコンバータを設けて、各アップコンバータからミリ波を送信させることになるので、ミリ波の送信源の数が最低でも２つとなり、場合によっては、それよりも多い３以上となる。

そして、このように、室内に設けられるミリ波の送信源（アップコンバータ）が複数になると、各送信源から送信されたミリ波が、他の電子機器の動作に影響を与える確率が高くなり、また、送信源（アップコンバータ）同士も相互に影響を与えることも考えられる。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、ネットワークを構成する通信線とネットワーク端末との間で送受信されるデータを、ミリ波を使って双方向に無線伝送するミリ波送受信システムにおいて、当該システムで送受信されるミリ波が他の電子機器の動作に影響を与えるのを抑えることを目的とする。

かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、
ネットワークを構成するハブに接続され、該ハブから入力される伝送データを無線伝送用の下りデータ信号に変換して出力すると共に、上りデータ信号を前記ネットワークで伝送可能な伝送データに変換して前記ハブに出力する第１変復調手段と、
該第１変復調手段から出力された下りデータ信号をミリ波帯へアップコンバートして第１アンテナに出力することにより、該第１アンテナからミリ波帯の下り信号を無線送信させる下りアップコンバート手段と、
前記第１アンテナから無線送信されたミリ波帯の下り信号を、第２アンテナを介して受信し、該受信した下り信号をダウンコンバートすることにより、前記下りアップコンバート手段がアップコンバートする前の下りデータ信号を復元する下りダウンコンバート手段と、
該下りダウンコンバート手段にて復元された下りデータ信号から、前記第１変復調手段が下りデータ信号に変換する前の伝送データを復元して、ネットワーク端末の一つである情報処理装置に出力すると共に、該情報処理装置から前記ネットワークに向けて出力された送信データを、無線伝送用の上りデータ信号に変換して出力する第２変復調手段と、
該第２変復調手段から出力された上りデータ信号を、前記下り信号とは周波数が異なるミリ波帯へアップコンバートして、前記第２アンテナに出力することにより、前記第２アンテナからミリ波帯の上り信号を無線送信させる上りアップコンバート手段と、
前記第２アンテナから無線送信されたミリ波帯の上り信号を、前記第１アンテナを介して受信し、該上り信号をダウンコンバートすることにより、前記上りアップコンバート手段がアップコンバートする前の上りデータ信号を復元し、前記第１変復調手段に出力する上りダウンコンバート手段と、
を備えたミリ波送受信システムにおいて、
受信データのエラー率を測定し、測定結果を受信データの送信元に返信するエラー率測定装置を、ネットワーク端末の一つとして前記ハブに接続し、
前記第２変復調手段に接続される情報処理装置には、
前記エラー率測定装置にエラー率を測定させるための測定用送信データを前記第２変復調手段に出力し、その後前記エラー率測定装置から当該情報処理装置に向けて送信されるエラー率の測定結果を、前記第２変復調手段を介して取得するエラー率取得手段と、
該エラー率取得手段にて取得されたエラー率の測定結果に基づき、前記エラー率測定手段にて測定されたエラー率が、当該情報処理装置からの送信データを他のネットワーク端末側で正常に復元可能な許容範囲内の上限値となるよう、前記上りアップコンバート手段から前記第２アンテナに出力される上り信号の信号レベルを制御するための制御データを生成し、前記第２変復調手段に出力する制御データ生成手段と、を設け、
前記第２変復調手段には、前記情報処理装置から入力された制御データを前記上りアップコンバート手段に出力する制御データ出力手段、を設け、
前記上りアップコンバート手段には、前記第２変復調手段から入力された制御データに基づき、前記第２アンテナに出力する上り信号の出力レベルを調整するレベル調整手段、を設けたことを特徴とする。

また請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のミリ波送受信システムにおいて、
前記第２変復調手段に設けられる制御データ出力手段は、前記情報処理装置から入力された制御データにて、前記上りデータ信号とは異なる周波数の搬送波を変調することにより制御データ信号を生成し、該制御データ信号を前記上りデータ信号と混合して前記上りアップコンバート手段に出力するよう構成され、
前記上りアップコンバート手段に設けられるレベル調整手段は、前記第２変復調手段から入力されたデータ信号の中から制御データ信号を抽出して、前記制御データを復元し、該制御データから出力レベル調整用のアナログ信号を生成するよう構成されたことを特徴とする。

また次に、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のミリ波送受信システムにおいて、前記第２変復調手段は、前記情報処理装置から電源供給を受けて動作する機能拡張用の電子機器として構成されていることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のミリ波送受信システムにおいて、前記第２変復調手段は、前記上りアップコンバート手段及び下りダウンコンバート手段に、前記上りデータ信号及び下りデータ信号を入出力する信号経路を介して、電源電圧を供給することを特徴とする。

請求項１に記載のミリ波送受信システムにおいては、第１変復調手段が、ネットワークの通信線を流れ、ハブから入力される伝送データを、無線伝送用の下りデータ信号に変換し、下りアップコンバート手段が、その下りデータ信号をミリ波帯へアップコンバートして、第１アンテナから無線送信させる。

次に、第１アンテナから無線送信されたミリ波帯の下り信号は、第２アンテナにより受信されて、下りダウンコンバート手段に入力される。下りダウンコンバート手段は、その受信された下り信号をダウンコンバートすることにより、下りアップコンバート手段がアップコンバートする前の下りデータ信号を復元し、第２変復調手段に出力する。そして、第２変復調手段は、下りデータ信号を、第１変復調手段が下りデータ信号に変換する前の伝送データを復元し、ネットワーク端末の一つである情報処理装置に出力する。

一方、第２変復調手段は、情報処理装置からネットワークに向けて出力された送信データを、無線伝送用の上りデータ信号に変換する。この上りデータ信号は、上りアップコンバート手段に入力され、上りアップコンバート手段は、上りデータ信号を、下り信号とは周波数が異なるミリ波帯へアップコンバートし、第２アンテナから無線送信させる。

次に、この第２アンテナから無線送信されたミリ波帯の上り信号は、第１アンテナにより受信されて、上りダウンコンバート手段に入力される。上りダウンコンバート手段は、上り信号をダウンコンバートすることにより、上りアップコンバート手段がアップコンバートする前の上りデータ信号を復元し、第１変復調手段に出力する。そして、第１変復調手段は、その上りデータ信号を、ネットワークで伝送可能な伝送データに変換して、ハブに出力する。

このように、本発明のミリ波送受信システムにおいては、ネットワークを構成するハブ側、及び、ネットワーク端末である情報処理装置側に、それぞれ、変復調手段、アップコンバート手段、及び、ダウンコンバート手段が設けられることから、情報処理装置と、ハブに接続された他のネットワーク端末との間で送受信されるデータを、ミリ波を使って双方向に中継することができる。

次に、本発明のミリ波送受信システムには、ネットワーク端末の一つとしてハブに接続されたエラー率測定装置が設けられている。このエラー率測定装置は、ハブを介して受信した受信データのエラー率を測定し、その測定結果を、受信データの送信元に返信するものである。

そして、第２変復調手段に接続される情報処理装置においては、エラー率取得手段が、エラー率測定装置にエラー率を測定させるための測定用送信データを、第２変復調手段に出力して、その後前記エラー率測定装置から当該情報処理装置に向けて送信されてくるエラー率の測定結果を、第２変復調手段を介して取得する。

また、第２変復調手段に接続される情報処理装置において、エラー率取得手段が、エラー率の測定結果を取得すると、制御データ生成手段が、その測定結果に基づき、エラー率測定装置にて測定されるエラー率が当該情報処理装置からの送信データを他のネットワーク端末側で正常に復元可能な許容範囲内の上限値となるように、上りアップコンバート手段から第２アンテナに出力される上り信号の信号レベルを制御するための制御データを生成し、第２変復調手段に出力する。

そして、このように、情報処理装置から第２変復調手段に出力された制御データは、第２変復調手段の制御データ出力手段を介して、上りアップコンバート手段に入力され、上りアップコンバート手段では、レベル調整手段が、その入力された制御データに基づき第２アンテナに出力する上り信号の出力レベルを調整する。

つまり、通信線側に設けられるミリ波送受信用の機器は、一部屋に一台設置され、その部屋でネットワーク端末がどこに設置されても、ネットワーク端末側で受信信号からデータを復元できるように送信電力を設定しておく必要があるが、ネットワーク端末（換言すれば情報処理装置）やこれに接続されるミリ波送受信用の機器は、一部屋に設置される数も、その設置場所も使用者により適宜変更されるので、その送信電力を常時最大に設定しておく必要はない。

また、ネットワーク端末（換言すれば情報処理装置）からの送信データを他のネットワーク端末側で受信したときの受信データのエラー率は、上りアップコンバート手段から送信されるミリ波の信号レベル（換言すれば送信電力）によって変動し、送信電力を低くすればエラー率は大きくなり、送信電力を高くすればエラー率は小さくなる。

そこで、本発明のミリ波送受信システムでは、情報処理装置からエラー率測定装置に測定用送信データを送信することにより、エラー率測定装置に対して、上りアップコンバート手段を介して送信された送信データを他のネットワーク端末が復元した際に生じるエラー率を、試験的に測定させ、その測定されたエラー率が、他のネットワーク端末がデータを復元するのに必要な許容範囲内の上限値となるように、上りアップコンバート手段から送信されるミリ波の信号レベル（換言すれば送信電力）を調整するようにしているのである。

よって、本発明によれば、ミリ波送受信システムにおける上りデータの伝送品質を確保しつつ、上りアップコンバート手段からのミリ波の送信電力を抑えて、上りアップコンバート手段から送信されたミリ波が他の電子機器の動作に影響を与えるのを抑制することができる。

また、本発明によれば、上りアップコンバート手段からのミリ波の送信電力を必要最小限に抑えることができるので、上りアップコンバート手段における消費電力を抑えることも可能となり、当該ミリ波送受信システムの省エネ化を図ることもできる。

ところで、第２変復調手段に設けられる制御データ出力手段は、情報処理装置から入力された制御データを、専用のデータ伝送路を介して上りアップコンバート手段に出力するようにしてもよいが、このようにすると、第２変復調手段と上りアップコンバート手段とを接続する信号線が複数となり、設置作業が面倒になる。

このため、制御データ出力手段は、請求項２に記載のように、情報処理装置から入力された制御データにて、上りデータ信号とは異なる周波数の搬送波を変調することにより制御データ信号を生成し、この制御データ信号を上りデータ信号と混合して上りアップコンバート手段に出力するように構成するとよい。

つまり、このようにすれば、第２変復調手段と上りアップコンバート手段とはデータ信号を伝送可能な信号線で接続すればよく、制御データ伝送用の伝送路を別途設ける必要がないため、これらの設置作業を簡単に行うことができる。

なお、制御データ出力手段をこのように構成する場合、上りアップコンバート手段に設けられるレベル調整手段は、請求項２に記載のように、第２変復調手段から入力されたデータ信号の中から制御データ信号を抽出して、制御データを復元し、その復元した制御データから出力レベル調整用のアナログ信号を生成するようにすればよい。

また、第２変復調手段は、請求項３に記載のように、情報処理装置から電源供給を受けて動作する機能拡張用の電子機器として構成するとよい。つまり、このようにすれば、第２変復調手段に電源装置等を組み込む必要がないので、第２変復調手段の構成を簡単にして、第２変復調手段の小型化・低コスト化を図ることができる。

また、この場合、第２変復調手段は、例えば、ＰＣＭＣＩＡ（Personal Computer Memory Card International Association ）規格に準拠したＰＣカードとして構成すれば、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置に内蔵することができ、ＵＳＢインタフェースを介して情報処理装置とのやりとりを行うＵＳＢ機器として構成すれば、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置に外付けすることができる。

また、第２変復調手段は、請求項４に記載のように、上りアップコンバート手段及び下りダウンコンバート手段に、上りデータ信号及び下りデータ信号を入出力する信号経路を介して、電源電圧を供給するように構成することもできる。

そして、このようにすれば、上りアップコンバート手段及び下りダウンコンバート手段に対しても、電源装置を別途設ける必要がないので、これらの小型化・低コスト化を図ることができる。

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

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

ここで、共同受信システムは、建造物の屋根上に設置されたＢＳ／ＣＳアンテナ２及びＵＨＦアンテナ４により、ＢＳ／ＣＳ放送及び地上デジタル放送のテレビ放送電波を受信し、各アンテナ２、４から出力される受信信号（テレビ放送信号）を、混合器６、増幅器８、分配器９等が設けられた伝送路（同軸ケーブル）を介して、建造物内の各部屋まで伝送する周知のものである。

また、ＬＡＮは、光回線終端装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）１２、ハブ（ＨＵＢ）１４、通信機能を有するハードディスク（ＬＡＮ接続型ＨＤＤ）１６、及び、各種ネットワーク端末から構成されている。そして、ハブ１４には、ネットワーク端末の一つとして、受信データのエラー率を測定し、測定結果を受信データの送信元に返信するエラー率測定装置１０が接続されている。

次に、ネットワーク端末としての情報処理装置１０２やテレビ受信装置１００が設置された部屋には、ネットワーク用の通信線を介してハブ１４に接続されたＬＡＮ側の変復調器２０と、この変復調器２０やテレビ共同受信システムの伝送路に接続された周波数変換器３０と、この周波数変換器３０との間でミリ波を送受信する周波数変換器６０と、この周波数変換器６０に接続された変復調モジュール９０とが設けられている。

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

次に、エラー率測定装置１０、変復調器２０、親機３０、子機６０、及び変復調モジュール９０について説明する。
まず、エラー率測定装置１０は、図２に示すように、ハブ１４に接続されて他のネットワーク端末との間でデータを送受信するための通信インタフェース１０ａと、通信インタフェース１０ａを介して他のネットワーク端末から自身に向けて送信されたデータを取得し、その取得した受信データのエラー率を測定して、測定結果を受信データの送信元に返信する処理を行う、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）からなるエラー率演算・送信部１０ｂと、エラー率演算・送信部１０ｂがエラー率を測定するのに用いるデータやその測定結果を記憶するためのＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるメモリ１０ｃと、から構成されている。

次に、ＬＡＮ側の変復調器２０は、本発明の第１変復調手段に相当するものであり、図３に示すように、通信インタフェース２２と、通信インタフェース２２を介して入力されるＬＡＮ側の伝送データを無線伝送用の下りデータ信号に変換すると共に、親機３０から入力される上りデータ信号をＬＡＮで伝送可能な伝送データに変換して、通信インタフェース２２（延いてはＬＡＮの通信線）に出力する変復調部２４と、変復調部２４にて生成された下りデータ信号を親機３０に出力するＲＦ送信部２６と、親機３０から出力された上りデータ信号を受信し、変復調部２４に入力するＲＦ受信部２８と、から構成されている。

なお、変復調部２４は、ＬＳＩにて構成されている。そして、図４に示すように、この変復調部２４にて生成される下りデータ信号の周波数は、共同受信システムにて配信されるテレビ放送信号（地上波、ＢＳ、ＣＳの各受信信号：４７０〜２１００ＭＨｚ）よりも高い周波数（例えば、２５００〜３０００ＭＨｚ）に設定されている。また、端末側の変復調モジュール９０から子機６０及び親機３０を介して変復調部２４に入力される上りデータ信号の周波数は、下りデータ信号よりも更に高い周波数（例えば、３０００〜３５００ＭＨｚ）に設定されている。

次に、親機３０は、図５に示すように、下りデータ信号とテレビ放送信号とを混合する混合回路３２と、この混合回路３２から出力される混合信号をミリ波帯（６０ＧＨｚ帯）の下り信号に周波数変換（アップコンバート）し、混合回路３６を介してアンテナ３０ａに出力することにより、アンテナ３０ａからミリ波帯の下り信号を送信させる下りアップコンバート部３４と、アンテナ３０ａにて受信されたミリ波帯の上り信号を、混合回路３６を介して取り込み、ダウンコンバートすることにより、子機６０がアップコンバートする前の上りデータ信号を復元する上りダウンコンバート部３８と、から構成されている。

なお、親機３０において、下りアップコンバート部３４は、本発明の下りアップコンバート手段に相当し、上りダウンコンバート部３８は、本発明の上りダウンコンバート手段に相当し、アンテナ３０ａは、本発明の第１アンテナに相当する。

そして、下りアップコンバート部３４は、混合回路３２からの出力（テレビ放送信号及び下りデータ信号を混合した混合信号）を増幅する増幅回路４１と、増幅回路４１にて増幅された混合信号と発振器４２にて生成されたミリ波帯の高周波信号とを混合することで、混合信号をミリ波帯に周波数変換するミキサ４３と、ミキサ４３からの出力のうち、ミリ波帯へ周波数変換された混合信号（下り信号）のみを選択的に通過させるバンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦと記載する）４４と、ＢＰＦ４４を通過したミリ波帯の下り信号を増幅する増幅回路４５とから構成されている。

また、上りダウンコンバート部３８は、混合回路３６を介して入力されたミリ波帯の上り信号を選択的に通過させるＢＰＦ５１と、ＢＰＦ５１を通過した上り信号を増幅する増幅回路５２と、増幅回路５２にて増幅されたミリ波帯の上り信号と発振器５３にて生成されたミリ波帯の高周波信号とを混合することで、上り信号を上りデータ信号に周波数変換するミキサ５４と、ミキサ５４からの出力のうち、上りデータ信号のみを選択的に通過させるＢＰＦ５５と、ＢＰＦ５５を通過した上りデータ信号を増幅する増幅回路５６とから構成されている。

次に、子機６０は、図６に示すように、アンテナ６０ａにて受信された親機３０からの送信信号（下り信号）を、混合回路６１を介して取り込み、ダウンコンバートすることにより、親機３０がアップコンバートする前の混合信号（テレビ放送信号と下りデータ信号とを混合した混合信号）を復元する下りダウンコンバート部６２と、変復調モジュール９０から出力された上りデータ信号を、ミリ波帯（６０ＧＨｚ帯、但し下り信号と重複しない周波数帯）の上り信号に周波数変換（アップコンバート）し、混合回路６１を介してアンテナ６０ａに出力することにより、アンテナ６０ａからミリ波帯の上り信号を送信させる上りアップコンバート部６５と、下りダウンコンバート部６２で復元された混合信号をテレビ放送信号と下りデータ信号とに分離し、テレビ放送信号をテレビ受信装置１００へ出力させる分波回路６３と、分波回路６３にてテレビ放送信号から分離された下りデータ信号を変復調モジュール９０へ出力させると共に、変復調モジュール９０から入力された上りデータ信号を上りアップコンバート部６５に入力させる混合回路６４と、から構成されている。

なお、混合回路６４は、子機６０と変復調モジュール９０とを同軸ケーブル等の一本の信号線で接続できるようにするためのものであり、２つの入力端子が、下りダウンコンバート部６２側の伝送路及び上りアップコンバート部６５側の伝送路にそれぞれ接続され、出力端子が、変復調モジュール９０への接続端子に接続されている。

また、混合回路６４と分波回路６３との間のデータ信号の伝送経路には、直流電圧（ＤＣ）を分離するＤＣ分離フィルタ６６が設けられており、このＤＣ分離フィルタ６６にて分離された直流電圧は電源回路６７に入力され、電源回路６７は、その入力された直流電圧を利用して、内部の電源電圧を生成する。

つまり、本実施形態では、混合回路６４は、変復調モジュール９０とＤＣ分離フィルタ６６との間で直流電流を通電可能に構成されており、変復調モジュール９０からデータ信号の伝送路を介して直流電圧（ＤＣ）を供給すれば、混合回路６４、ＤＣ分離フィルタ６６を介して電源回路６７に直流電圧が供給され、電源回路６７にて、子機６０の動作に必要な電源電圧を生成できるようにされている。

また次に、下りダウンコンバート部６２は、混合回路６１を介して入力されたミリ波帯の下り信号を選択的に通過させるＢＰＦ７１と、ＢＰＦ７１を通過した下り信号を増幅する増幅回路７２と、増幅回路７２にて増幅されたミリ波帯の下り信号と発振器７３にて生成されたミリ波帯の高周波信号とを混合することで、下り信号を親機３０がアップコンバートする前の混合信号にダウンコンバートするミキサ７４と、ミキサ７４からの出力のうち、ダウンコンバート後のテレビ放送信号及び下りデータ信号のみを選択的に通過させるＢＰＦ７５と、ＢＰＦ７５を通過した混合信号を増幅する増幅回路７６とから構成されている。

一方、上りアップコンバート部６５は、混合回路６４を介して変復調モジュール９０側から入力された信号のうち、上りデータ信号のみを選択的に通過させるＢＰＦ８２と、ＢＰＦ８２を通過した上りデータ信号を増幅する増幅回路８３と、増幅回路８３にて増幅された上りデータ信号と発振器８４にて生成されたミリ波帯の高周波信号とを混合することで、上りデータ信号をミリ波帯に周波数変換するミキサ８５と、ミキサ８５からの出力のうち、ミリ波帯へ周波数変換された上りデータ信号（つまり上り信号）のみを選択的に通過させるＢＰＦ８６と、ＢＰＦ８５を通過したミリ波帯の上り信号を増幅する増幅回路８７と、を備える。そして、この増幅回路８７は、外部から入力する制御電圧によって増幅利得を調整可能に構成されている。

また、上りアップコンバート部６５には、変復調モジュール９０から混合回路６４を介してＢＰＦ８２に入力されるデータ信号の中から、制御データ信号を抽出する制御データ分離回路８１と、制御データ分離回路８１にて分離された制御データ信号から、元の制御データを復元する制御データ復調部８８と、この制御データ復調部８８にて復元された制御データをアナログ電圧に変換するＤ／Ａ変換器８９と、が設けられており、このＤ／Ａ変換器８９にてＤ／Ａ変換されたアナログ電圧を、制御電圧として、増幅回路８７に入力するようにされている。

このため、本実施形態の子機６０（詳しくは上りアップコンバート部６５）によれば、変復調モジュール９０から、上りデータ信号と共に制御データ信号を入力すれば、その制御データ信号によって、増幅回路８７の利得、延いては上り信号の送信電力、を調整することができる。

ここで、制御データ信号は、テレビ放送信号（地上波、ＢＳ、ＣＳ）や下りデータ信号及び上りデータ信号とは周波数が異なり、しかも、これら各信号よりも更に周波数が低い所定周波数帯（数十ＭＨｚ帯）の搬送波を、利得調整用の制御データにて変調（例えば、ＦＳＫ変調）したものであり、本実施形態では、端末側の変復調モジュール９０にて生成される。

なお、本実施形態では、子機６０が、本発明（請求項５）の周波数変換装置に相当し、子機６０における下りダウンコンバート部６２が、本発明の下りダウンコンバート手段に相当し、上りアップコンバート部６５が、本発明の上りアップコンバート手段に相当し、アンテナ６０ａが、本発明の第２アンテナに相当し、上りアップコンバート部６５内の制御データ分離回路８１、制御データ復調部８８及びＤ／Ａ変換器８９が、本発明のレベル調整手段に相当する。

次に、端末側の変復調モジュール９０は、本発明の第２変復調手段、或いは、請求項６に記載の変復調装置、に相当するものであり、本実施形態では、情報処理装置１０２のＰＣカードスロットへ着脱自在に装着可能なＰＣカードとして構成されている。

すなわち、図７に示すように、変復調モジュール９０には、ＰＣＭＣＩＡ規格に準拠したＰＣＭＣＩＡインタフェース９１が設けられており、このＰＣＭＣＩＡインタフェース９１を情報処理装置１０２のＰＣカードスロットへ接続することで、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置１０２との間でデータを入出力できるようにされている。

そして、変復調モジュール９０には、ＰＣＭＣＩＡインタフェース９１を介して入力される情報処理装置１０２からの送信データを上りデータ信号に変換すると共に、子機６０から入力される下りデータ信号をＬＡＮで送受信可能な伝送データに変換して、ＰＣＭＣＩＡインタフェース９１（延いては情報処理装置１０２）に出力する変復調部９２と、変復調部９２で生成された上りデータ信号を子機６０に出力し、子機６０から入力された下りデータ信号を変復調部９２に入力する混合回路９３と、が設けられている。

なお、混合回路９３は、子機６０の混合回路６４と同様、子機６０と変復調モジュール９０とを同軸ケーブル等の一本の信号線で接続できるようにするためのものであり、２つの入力端子が、変復調部９２の下りデータ信号入力端子及び上りデータ信号出力端子にそれぞれ接続され、出力端子が、子機６０への接続端子に接続されている。

また、ＰＣＭＣＩＡインタフェース９１には、情報処理装置１０２から電源電圧（ＤＣ）を取り込むための電源端子が設けられており、変復調モジュール９０は、この電源端子を介して入力された電源電圧（ＤＣ）により動作する。そして、変復調部９２の下りデータ信号入力端子と混合回路９３との間の下りデータ信号の伝送経路には、その電源電圧（ＤＣ）を伝送経路に印加するＤＣ混合回路９４が設けられている。このため、情報処理装置１０２から供給された電源電圧（ＤＣ）は、ＤＣ混合回路９４から混合回路９３を介して子機６０へも供給されることになる。

また、ＰＣＭＣＩＡインタフェース９１は、情報処理装置１０２と変復調部９２との間でやりとりされる通信用のデータ（上り／下りデータ）とは別に、情報処理装置１０２から入力される利得調整用の制御データを識別可能に構成されている。そして、この制御データは、制御データ変調回路９５に入力され、上述したように、所定周波数帯（数十ＭＨｚ帯）の搬送波をこの制御データにて変調（例えば、ＦＳＫ変調）することにより、無線伝送用の制御データ信号に変換される。

また、変復調部９２の上りデータ信号出力端子と混合回路９３との間の上りデータ信号の伝送経路には、制御データ変調回路９５で生成された制御データ信号を上りデータ信号と混合するためのデータ信号混合回路９６が設けられている。このため、変復調モジュール９０から子機６０には、上りデータ信号に加えて、制御データ信号及び直流電圧（ＤＣ）が出力されることになる。なお、本実施形態では、制御データ変調回路９５及びデータ信号混合回路９６が、本発明の制御データ出力手段に相当する。

次に、図８は、情報処理装置１０２において実行される送信電力制御処理を表すフローチャートである。
なお、この送信電力制御処理は、情報処理装置１０２の起動時や使用者からの実行指令入力時に、当該装置１０２を構成している内蔵コンピュータが初期設定用のプログラムを実行することにより行われる処理である。

図８に示すように、送信電力制御処理が実行されると、まずＳ１１０（Ｓはステップを表す）にて、子機６０内の上り信号（ミリ波）増幅用の増幅回路８７の出力（換言すれば利得）を最大にするための制御データを変復調モジュール９０に出力する。

つまり、情報処理装置１０２から変復調モジュール９０に制御データを出力すると、変復調モジュール９０は、この制御データを、制御データ信号に変換して、子機６０に出力し、子機６０は、この制御データ信号から制御データを復元して、Ｄ／Ａ変換することにより、増幅回路８７の利得調整用の制御電圧を生成し、増幅回路８７の利得（延いては上り信号の送信電力）を調整することから、Ｓ１１０では、増幅回路８７の出力を最大にするための制御データを変復調モジュール９０に出力することで、子機６０のミリ波の送信電力を最大レベルに設定するのである。

そして、Ｓ１１０にて、制御データを出力した後は、Ｓ１２０にて、子機６０の送信電力が安定するのに要する設定時間が経過したか否かを判断することにより、設定時間が経過するのを待ち、設定時間が経過すると、Ｓ１３０に移行して、送信先をＬＡＮに接続されたエラー率測定装置１０として、エラー率測定用の基準データを送信する。

このようにエラー率測定用の基準データを送信すると、エラー率測定装置１０が、その基準データを受信して、受信した基準データのエラー率を求め、その測定結果（エラー率データ）を返信してくることから、続くＳ１４０では、そのエラー率データを受信できたか否かを判断することにより、エラー率測定装置１０からエラー率の測定結果が返信されてくるのを待つ。

そして、Ｓ１４０にて、エラー率データを受信できたと判断されると、Ｓ１５０に移行して、エラー率測定装置１０にて測定された基準データのエラー率は、予め設定された設定範囲内にあるか否かを判断する。なお、このエラー率の設定範囲には、当該情報処理装置１０２からの送信データを他のネットワーク端末側で正常に復元可能な許容範囲内で、エラー率が最も大きくなる上限値付近の値が予め設定されている。

次に、Ｓ１５０にて、エラー率が設定範囲内にあると判断されると、当該送信電力制御処理を終了し、逆に、エラー率が設定範囲内にないと判断されると、Ｓ１６０に移行して、エラー率が設定範囲内になるように制御データを更新し、その更新後の制御データを変復調モジュール９０に出力する。

つまり、エラー率が設定範囲よりも大きい場合には、子機６０からのミリ波（上り信号）の送信電力を高くして、エラー率を低減させる必要があるので、Ｓ１６０では、増幅回路８７の出力（換言すれば利得）を増加させるように制御データを更新し、逆に、エラー率が設定範囲よりも小さい場合には、子機６０からのミリ波（上り信号）の送信電力を少し低下させても、他のネットワーク端末側で送信データを復元できると考えられるので、Ｓ１６０では、増幅回路８７の出力（換言すれば利得）を低下させるように制御データを更新する。

そして、Ｓ１６０にて、制御データを更新して変復調モジュール９０に出力した後は、再度Ｓ１２０に移行し、Ｓ１２０以降の処理を実行する。この結果、Ｓ１２０〜Ｓ１６０の処理は、エラー率測定装置１０にて測定された基準データのエラー率が設定範囲内になるまで、繰り返し実行され、その間は、増幅回路８７の出力（換言すれば利得）が増／減されて、最終的には、基準データのエラー率が設定範囲内になるよう、増幅回路８７の出力（延いては、子機６０からのミリ波の送信電力）が設定されることになる。

なお、本実施形態では、Ｓ１１０〜Ｓ１４０の処理が本発明のエラー率取得手段に相当し、Ｓ１５０及びＳ１６０の処理が本発明の制御データ生成手段に相当する。
以上説明したように、本実施形態のミリ波送受信システムにおいては、変復調器２０が接続されるＬＡＮの通信線上にエラー率測定装置１０が設置されており、端末側の情報処理装置１０２から変復調モジュール９０にエラー率測定用の基準データを出力すれば、その基準データが、変復調モジュール９０、子機６０、ミリ波無線伝送路、親機３０、変復調器２０、ハブ１４を介して、エラー率測定装置１０に伝送されて、エラー率測定装置１０にて基準データを復元した際のエラー率が測定される。

そして、その測定結果は、エラー率測定装置１０から、ハブ１４、変復調器２０、親機３０、ミリ波無線伝送路、子機６０、変復調モジュール９０を介して、情報処理装置１０２に伝送され、情報処理装置１０２は、その測定結果（エラー率）が、ネットワーク端末が受信データを正常に復元可能な許容範囲内で、エラー率が最も大きくなる上限値（詳しくはその上限値付近の設定範囲内）となるように、子機６０からのミリ波（上り信号）の送信電力を調整する。

このため、本実施形態のミリ波送受信システムによれば、情報処理装置１０２から出力された上りデータの伝送品質を確保しつつ、子機６０から送信されるミリ波の信号レベルを抑えて、子機６０から送信されたミリ波が他の電子機器の動作に影響を与えるのを抑制することができる。

また、本実施形態によれば、子機６０からのミリ波の送信電力を必要最小限に抑えることができるので、その内部の上りアップコンバート部６５で消費される電力量も必要最小限に抑えることができるようになり、ミリ波送受信システムの省エネ化を図ることもできる。

また、本実施形態では、変復調モジュール９０が、情報処理装置１０２のＰＣカードスロットへ装着可能なＰＣカードとして構成されており、情報処理装置１０２から電源供給を受けて動作することから、変復調モジュール９０内部に電源装置を組み込む必要がなく、変復調モジュール９０の小型化・低コスト化を図ることができる。

また、変復調モジュール９０は、情報処理装置１０２から供給された電源電圧（ＤＣ）を、データ信号伝送用の信号線を介して、子機６０にも供給し、子機６０は、その供給された直流電圧（ＤＣ）から内部回路駆動用の電源電圧を生成することから、子機６０にも電源装置を設ける必要がなく、周波数変換器（子機）６０の小型化・低コスト化を図ることもできる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて、種々の態様をとることができる。
例えば、上記実施形態では、親機３０が設置される部屋には、子機６０、変復調モジュール９０、及び情報処理装置１０２が、一台設置されるものとして説明したが、子機６０、変復調モジュール９０及び情報処理装置１０２からなる端末側装置が一つの部屋に複数台設置される場合には、これら各部を、上記実施形態に記載のように構成することで、各子機６０から送信されるミリ波（上り信号）の信号レベルを必要最小限に抑えて、子機６０から送信されたミリ波やミリ波同士の干渉等によって、他の電子機器が誤動作するのを抑制できる。

実施形態のミリ波送受信システム全体の構成を表すブロック図である。 エラー率測定装置の構成を表すブロック図である。 ＬＡＮ側の変復調器の構成を表すブロック図である。 実施形態のミリ波送受信システムで伝送されるテレビ放送信号、下りデータ信号、上りデータ信号及び制御データ信号の周波数配列を説明する説明図である。 周波数変換器（親機）の構成を表すブロック図である。 周波数変換器（子機）の構成を表すブロック図である。 端末側の変復調モジュールの構成を表すブロック図である。 情報処理装置にて実行される送信電力制御処理を表すフローチャートである。

符号の説明

２…ＢＳ／ＣＳアンテナ、４…ＵＨＦアンテナ、６…混合器、８…増幅器、９…分配器、１０…エラー率測定装置、１０ａ…通信インタフェース、１０ｂ…エラー率演算・送信部、１０ｃ…メモリ、１２…ＯＮＵ、１４…ハブ（ＨＵＢ）、２０…変復調器、２２…通信インタフェース、２４…変復調部、２６…ＲＦ送信部、２８…ＲＦ受信部、３０…周波数変換器（親機）、３０ａ…アンテナ、３２…混合回路、３４…下りアップコンバート部、３６…混合回路、３８…上りダウンコンバート部、４１，４５，５２，５６…増幅回路、４２，５３…発振器、４３，５４…ミキサ、４４，５１，５５…ＢＰＦ、６０…周波数変換器（子機）、６０ａ…アンテナ、６１，６４…混合回路、６２…下りダウンコンバート部、６３…分波回路、６５…上りアップコンバート部、６６…ＤＣ分離フィルタ、６７…電源回路、７１，７５，８２，８６…ＢＰＦ、７２，７６，８３，８７…増幅回路、７３，８４…発振器、７４，８５…ミキサ、８１…制御データ分離回路、８８…制御データ復調部、８９…Ｄ／Ａ変換器、９０…変復調モジュール、９１…ＰＣＭＣＩＡインタフェース、９２…変復調部、９３…混合回路、９４…ＤＣ混合回路、９５…制御データ変調回路、９６…データ信号混合回路、１００…テレビ受信装置、１０２…情報処理装置。

Claims (4)

1. ネットワークを構成するハブに接続され、該ハブから入力される伝送データを無線伝送用の下りデータ信号に変換して出力すると共に、上りデータ信号を前記ネットワークで伝送可能な伝送データに変換して前記ハブに出力する第１変復調手段と、
   該第１変復調手段から出力された下りデータ信号をミリ波帯へアップコンバートして第１アンテナに出力することにより、該第１アンテナからミリ波帯の下り信号を無線送信させる下りアップコンバート手段と、
   前記第１アンテナから無線送信されたミリ波帯の下り信号を、第２アンテナを介して受信し、該受信した下り信号をダウンコンバートすることにより、前記下りアップコンバート手段がアップコンバートする前の下りデータ信号を復元する下りダウンコンバート手段と、
   該下りダウンコンバート手段にて復元された下りデータ信号から、前記第１変復調手段が下りデータ信号に変換する前の伝送データを復元して、ネットワーク端末の一つである情報処理装置に出力すると共に、該情報処理装置から前記ネットワークに向けて出力された送信データを、無線伝送用の上りデータ信号に変換して出力する第２変復調手段と、
   該第２変復調手段から出力された上りデータ信号を、前記下り信号とは周波数が異なるミリ波帯へアップコンバートして、前記第２アンテナに出力することにより、前記第２アンテナからミリ波帯の上り信号を無線送信させる上りアップコンバート手段と、
   前記第２アンテナから無線送信されたミリ波帯の上り信号を、前記第１アンテナを介して受信し、該上り信号をダウンコンバートすることにより、前記上りアップコンバート手段がアップコンバートする前の上りデータ信号を復元し、前記第１変復調手段に出力する上りダウンコンバート手段と、
   を備えたミリ波送受信システムにおいて、
   受信データのエラー率を測定し、測定結果を受信データの送信元に返信するエラー率測定装置を、ネットワーク端末の一つとして前記ハブに接続し、
   前記第２変復調手段に接続される情報処理装置には、
   前記エラー率測定装置にエラー率を測定させるための測定用送信データを前記第２変復調手段に出力し、その後前記エラー率測定装置から当該情報処理装置に向けて送信されるエラー率の測定結果を、前記第２変復調手段を介して取得するエラー率取得手段と、
   該エラー率取得手段にて取得されたエラー率の測定結果に基づき、前記エラー率測定手段にて測定されたエラー率が、当該情報処理装置からの送信データを他のネットワーク端末側で正常に復元可能な許容範囲内の上限値となるよう、前記上りアップコンバート手段から前記第２アンテナに出力される上り信号の信号レベルを制御するための制御データを生成し、前記第２変復調手段に出力する制御データ生成手段と、を設け、
   前記第２変復調手段には、前記情報処理装置から入力された制御データを前記上りアップコンバート手段に出力する制御データ出力手段、を設け、
   前記上りアップコンバート手段には、前記第２変復調手段から入力された制御データに基づき、前記第２アンテナに出力する上り信号の出力レベルを調整するレベル調整手段、を設けたことを特徴とするミリ波送受信システム。
2. 前記第２変復調手段に設けられる制御データ出力手段は、前記情報処理装置から入力された制御データにて、前記上りデータ信号とは異なる周波数の搬送波を変調することにより制御データ信号を生成し、該制御データ信号を前記上りデータ信号と混合して前記上りアップコンバート手段に出力するよう構成され、
   前記上りアップコンバート手段に設けられるレベル調整手段は、前記第２変復調手段から入力されたデータ信号の中から制御データ信号を抽出して、前記制御データを復元し、該制御データから出力レベル調整用のアナログ信号を生成するよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載のミリ波送受信システム。
3. 前記第２変復調手段は、前記情報処理装置から電源供給を受けて動作する機能拡張用の電子機器として構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のミリ波送受信システム。
4. 前記第２変復調手段は、前記上りアップコンバート手段及び下りダウンコンバート手段に、前記上りデータ信号及び下りデータ信号を入出力する信号経路を介して、電源電圧を供給することを特徴とする請求項３に記載のミリ波送受信システム。

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