JP6097230B2

JP6097230B2 - 信号バイパス装置

Info

Publication number: JP6097230B2
Application number: JP2014019734A
Authority: JP
Inventors: 真司米坂; 勝己石井; 泰明金田; 成貴美尾谷; 昌史川村
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone West Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone West Corp
Priority date: 2014-02-04
Filing date: 2014-02-04
Publication date: 2017-03-15
Anticipated expiration: 2034-02-04
Also published as: JP2015149521A

Description

本発明は、信号バイパス装置に関する。

無線通信を用いてデータの送受信を行う無線ＬＡＮ（Local Area Network）が普及し、一般家庭でも利用されるようになっている。無線ＬＡＮのアクセスポイントが設置されている居室と異なる居室でステーション（例えば、ノート型パソコンやスマートフォンなど）を利用する場合には、アクセスポイントとステーションとの間における無線通信の距離が長くなったり、壁越しで無線通信を行ったりするために十分な受信電力を得られないことがある。このような場合には、通信速度の低下や無線通信の切断が生じることがあり、無線ＬＡＮの利便性を損なうことになってしまう。

そこで、住居等の建物においてテレビ放送の受信信号を各居室で利用可能にするために既に設けられている同軸線などを用いて居室間における無線ＬＡＮの無線信号の伝送を行い、居室内に設けられたアンテナであって同軸線に接続されたアンテナを介して無線通信を行うことにより、通信品質を向上させる技術が検討されている（例えば、特許文献１）。

特開２００７−３１８２７８号公報

しかしながら、住居等の建物に設けられている同軸線におけるテレビ放送の受信信号の減衰を補うために中継用ブースター（増幅器）が設けられていることがある。中継用ブースターは、信号を入力する端子と信号を出力する端子とが定められており、一方向にしか信号を伝送しない。そのため、居室間に設けられている同軸線の途中に中継用ブースターが設けられている場合、アクセスポイントからステーションへ又はステーションからアクセスポイントへのいずれか一方の無線信号しか伝送されなくなってしまう。この場合、同軸線を介した無線信号の伝送が行えず、無線ＬＡＮの通信品質を向上させることができないという問題があった。

上記事情に鑑み、本発明は、建物においてテレビ放送等の放送信号を各居室で利用可能にするために既に設けられている同軸線（伝送線路）に中継用ブースター（増幅器）が設けられている場合においても、同軸線を介して無線通信の通信品質を向上させることができる信号バイパス装置を提供することを目的としている。

本発明の一態様は、建物内の複数の部屋に放送信号を伝送する伝送線路を利用して無線基地局と前記部屋に備えられたアンテナとの間を接続する際に、前記伝送線路上に設けられている中継用増幅器に対して用いられる信号バイパス装置であって、前記放送信号に対して定められている放送周波数帯の信号成分を通過させる第１及び第２の周波数帯通過フィルタと、前記無線基地局が送受信する無線信号に対して定められている無線周波数帯の信号成分を通過させる第３の周波数帯通過フィルタと、前記中継用増幅器の入力側の前記伝送線路から入力される信号を前記第１の周波数帯通過フィルタと前記第３の周波数帯通過フィルタとに出力し、前記第３の周波数帯通過フィルタから入力される信号を前記中継用増幅器の入力側の伝送線路に出力する第１の分配合成器と、前記中継用増幅器の出力側の前記伝送線路から入力される信号を前記第３の周波数帯通過フィルタに出力し、前記第２の周波数帯通過フィルタと前記第３の周波数帯通過フィルタとから入力される信号を合成して前記中継用増幅器の出力側の伝送線路に出力する第２の分配合成器と、を有し、前記第１の周波数帯通過フィルタは、前記第１の分配合成器から入力される信号のうち前記放送周波数帯の信号成分を前記中継用増幅器に出力し、前記第２の周波数帯通過フィルタは、前記中継用増幅器で増幅された信号を入力し、入力した信号のうち前記放送周波数帯の信号成分を前記第２の分配合成器に出力することを特徴とする信号バイパス装置である。

本発明によれば、第１の分配合成器と第３周波数帯通過フィルタと第２の分配合成器とによりバイパス経路が形成され、無線信号は中継用増幅器を経由することなくバイパス経路を介して無線基地局とアンテナとの間で伝送されるようになるので、伝送線路に中継用増幅器が設けられている場合でも伝送線路を介して無線通信の通信品質を向上させることが可能となる。

本発明に係る実施形態の信号バイパス装置１を適用した通信システムを示す図である。同実施形態における信号バイパス装置１の構成例を示すブロック図である。信号バイパス装置１の変形例としての信号バイパス装置１の構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態における信号バイパス装置を説明する。信号バイパス装置は、建物内に既に敷設されている同軸線などの伝送線路を利用して無線ＬＡＮの利用可能範囲を広げる際に、伝送線路上に中継用ブースター（中継用増幅器）が設けられている場合に適用される装置である。実施形態においては、無線通信を行う無線通信装置として無線ＬＡＮ機器を用いて説明する。

図１は、本発明に係る実施形態の信号バイパス装置１を適用した住居等の建物の通信システムの一例示す図である。同図に示す通信システムでは、建物内の各居室Ｒ１〜Ｒ４に設けられている端子Ｔ１〜Ｔ４を接続する同軸線を無線ＬＡＮの利用可能範囲を広げるために利用している。同軸線には、テレビ・アンテナ２１、分配器２２、中継用ブースター２３、分配器２４が接続されている。テレビ・アンテナ２１は、同軸線を介して分配器２２に接続されている。分配器２２は、同軸線を介して、居室Ｒ３の端子Ｔ３と居室Ｒ４の端子Ｔ４と信号バイパス装置１とに接続されている。信号バイパス装置１は、中継用ブースター２３の前段と後段とに接続されており、同軸線を介して分配器２２及び分配器２４に接続されている。分配器２４は、同軸線を介して、居室Ｒ１の端子Ｔ１と居室Ｒ２の端子Ｔ２とに接続されている。中継用ブースター２３は、信号バイパス装置１及び同軸線を介して、分配器２２及び分配器２４と接続されている。テレビ受像機４１は、居室Ｒ３に位置し、端子Ｔ３を介してテレビ・アンテナ２１に接続されている。テレビ受像機４１は、端子Ｔ３を通じて得られるテレビ放送用の信号（以下、放送信号という。）を受信して、テレビ放送の視聴を可能にする。

また、図１に示す通信システムは、ホームゲートウエイ３１（無線基地局）、アンテナ３２及びアンテナ３３、並びに、コンピュータ３４〜３６を備えている。ホームゲートウエイ３１は、外部ネットワーク４に接続されており、建物内の通信システムと外部ネットワーク４との間における信号の中継処理などを行う。ホームゲートウエイ３１は、居室Ｒ１に位置し、端子Ｔ１を介して同軸線に接続されている。ホームゲートウエイ３１は、内蔵するアンテナにて無線信号を送受信するとともに、端子Ｔ１を介して同軸線からも無線信号を送受信する。

アンテナ３２は、居室Ｒ２に位置し、端子Ｔ２を介して同軸線に接続されている。アンテナ３３は、居室Ｒ４に位置し、端子Ｔ４を介して同軸線に接続されている。コンピュータ３４は、居室Ｒ１に位置し、ホームゲートウエイ３１と無線通信を行うことにより、外部ネットワーク４との通信を行う。コンピュータ３５は、居室Ｒ２に位置し、アンテナ３２及び同軸線を介した無線通信をホームゲートウエイ３１と行うことにより、外部ネットワーク４との通信を行う。コンピュータ３６は、居室Ｒ４に位置し、アンテナ３３及び同軸線を介した無線通信をホームゲートウエイ３１と行うことにより、外部ネットワーク４との通信を行う。ここで、外部ネットワーク４は、インターネットサービスプロバイダが提供するネットワーク又はネットワークインタフェースやインターネットなどである。

中継用ブースター２３は、テレビ・アンテナ２１で受信された放送信号を増幅する。中継用ブースター２３は、分配器２２側から入力される放送信号を増幅して分配器２４側へ出力する。中継用ブースター２３は、建物内における伝送により減衰した放送信号の信号電力を補うために設けられている。これにより、居室Ｒ１及び居室Ｒ２においても、各居室に設けられている端子Ｔ１、Ｔ２から得られる放送信号をテレビ受像機に入力すれば、テレビ放送の視聴が可能となる。また、上述したように、中継用ブースター２３は、信号バイパス装置１及び同軸線を介して分配器２２及び分配器２４と接続されている。

信号バイパス装置１は、中継用ブースター２３が分配器２２側から分配器２４側への一方向しか信号を伝送しないため、居室Ｒ３及び居室Ｒ４においてもホームゲートウエイ３１から同軸線に送信される信号がアンテナ３３に到達するために設けられている。図１に示す通信システムでは、放送信号を各居室Ｒ１〜Ｒ４に伝送する同軸線を介して、無線信号を伝送することにより、壁越しでの無線通信において生じる無線信号の減衰を生じさせることなく、各居室Ｒ２〜Ｒ４における無線通信を可能としている。これにより、居室Ｒ１に位置するホームゲートウエイ３１からの無線信号を居室Ｒ２、Ｒ４において受信しにくい場合であっても、コンピュータ３５、３６は無線信号を送受信することができる。

図２は、本実施形態における信号バイパス装置１の構成例を示すブロック図である。同図に示すように、信号バイパス装置１は、２つの帯域制御装置１０Ａ、１０Ｂと伝送線１７とを有している。帯域制御装置１０Ａは、分配器２２と接続されている。また、帯域制御装置１０Ａは、中継用ブースター２３と接続されるとともに、伝送線１７を介して帯域制御装置１０Ｂと接続されている。帯域制御装置１０Ｂは、分配器２４と接続されている。また、帯域制御装置１０Ｂは、中継用ブースター２３と接続されるとともに、伝送線１７を介して帯域制御装置１０Ａと接続されている。伝送線１７には、例えば同軸線やフィーダー線などが用いられる。

帯域制御装置１０Ａは、分配合成器１１、低周波数帯通過フィルタ１２、及び、高周波数帯通過フィルタ１３を有している。分配合成器１１は、分配器２２から同軸線を介して入力される信号を、低周波数帯通過フィルタ１２と高周波数帯通過フィルタ１３とに分配する。低周波数帯通過フィルタ１２は、分配合成器１１から入力される信号のうち、無線ＬＡＮで用いられる周波数帯の信号などを減衰させ、放送信号に対応する周波数帯の成分を減衰させずに通過させて中継用ブースター２３に出力する。高周波数帯通過フィルタ１３は、分配合成器１１から入力される信号のうち、放送信号に対応する周波数帯の成分などを減衰させ、無線ＬＡＮで用いられる周波数帯の信号を減衰させずに通過させて、伝送線１７を介して帯域制御装置１０Ｂに出力する。

また、高周波数帯通過フィルタ１３は、伝送線１７を介して帯域制御装置１０Ｂから入力される信号のうち、放送信号に対応する周波数帯の成分などを減衰させ、無線ＬＡＮで用いられる周波数帯の信号を減衰させずに通過させて、分配合成器１１に出力する。分配合成器１１は、高周波数帯通過フィルタ１３から入力される信号を、分配器２２へ出力する。

帯域制御装置１０Ｂは、高周波数帯通過フィルタ１４、低周波数帯通過フィルタ１５、及び、分配合成器１１を有している。高周波数帯通過フィルタ１４は、伝送線１７を介して帯域制御装置１０Ａから入力される信号のうち、放送信号に対応する周波数帯の成分などを減衰させ、無線ＬＡＮで用いられる周波数帯の信号を減衰させずに通過させて、分配合成器１６に出力する。低周波数帯通過フィルタ１５は、中継用ブースター２３において増幅された放送信号を入力する。低周波数帯通過フィルタ１５は、中継用ブースター２３から入力された信号のうち、無線ＬＡＮで用いられる周波数帯の信号などを減衰させ、放送信号に対応する周波数帯の成分を減衰させずに通過させて、分配合成器１６に出力する。分配合成器１６は、高周波数帯通過フィルタ１４から入力される信号と、低周波数帯通過フィルタ１５から入力される信号とを合成し、合成により得られた信号を分配器２４に出力する。

また、分配合成器１６は、分配器２４から同軸線を介して入力される信号を、高周波数帯通過フィルタ１４と低周波数帯通過フィルタ１５とに分配する。高周波数帯通過フィルタ１４は、分配合成器１６から入力される信号のうち、放送信号に対応する周波数帯の成分などを減衰させ、無線ＬＡＮで用いられる周波数帯の信号を減衰させずに通過させて、伝送線１７を介して帯域制御装置１０Ａに出力する。

本実施形態の信号バイパス装置１は、上記の構成を有しているので、信号を一方向にしか伝送しない中継用ブースター２３の前後において、分配合成器１１と高周波数帯通過フィルタ１３と伝送線１７と高周波数帯通過フィルタ１４と分配合成器１６とからバイパス回路を形成する。信号バイパス装置１において形成されるバイパス回路は、分配合成器１１から分配合成器１６へ向かう方向とその逆方向とへの双方向に信号を伝送することができ、中継用ブースター２３の影響を受けることなく、無線ＬＡＮの無線信号を伝送することができる。

図１に示したように、放送信号を各居室Ｒ１〜Ｒ４に供給するために設置されている同軸線及び分配器２２、２４や、各居室Ｒ１〜Ｒ４に備えられている端子Ｔ１〜Ｔ４などを、利用して無線ＬＡＮの無線信号を伝送する場合に信号バイパス装置１を適用することにより、既に設置されている中継用ブースター２３の影響を受けることなく、無線ＬＡＮの無線信号を各居室Ｒ１〜Ｒ４に伝送することができる。また、居室Ｒ２、Ｒ４に位置するアンテナ３２、３３で受信した無線信号をホームゲートウエイ３１に伝送することができる。その結果、建物においてテレビ放送等の受信信号を各居室で利用可能にするために既に設けられている同軸線に中継用ブースター２３が設けられている場合においても、同軸線を介して無線通信の通信品質を向上させることができる。

また、信号バイパス装置１においては、放送信号（低周波数帯の信号）を伝送する経路と、無線ＬＡＮの無線信号（高周波数帯の信号）を伝送する経路とを分けている。これにより、中継用ブースター２３において無線信号が増幅されることなく、ホームゲートウエイ３１とアンテナ３２、３３との間で伝送されるので、無線信号が増幅されることにより、建物外の無線ＬＡＮ機器に悪影響を及ぼしたり、無線信号に雑音などが含まれて無線ＬＡＮの通信品質が低下したりすることを防ぐことができる。また、信号バイパス装置１では、中継用ブースター２３において放送信号を増幅する際に発生する高調波成分を低周波数帯通過フィルタ１５が抑圧するので、無線通信の通信品質を向上させることができる。

また、中継用ブースター２３を経由しない経路では、放送信号を伝送しないようにしているので、中継用ブースター２３で増幅された信号と中継用ブースター２３を経由しない経路の信号とが合成されて、互いの信号が干渉し合うなどの信号品質の低下を生じさせることなく、放送信号を伝送することができる。

また、信号バイパス装置１は、２つの帯域制御装置１０Ａ、１０Ｂと伝送線１７とから構成されているので、建物内における中継用ブースター２３の周辺の状態に応じた設置が可能となる。具体的には、帯域制御装置１０Ａと帯域制御装置１０Ｂとの設置間隔を自由に選択できるので、信号バイパス装置１の設置が容易になる。

図３は、本実施形態における信号バイパス装置１の変形例としての信号バイパス装置１の構成を示すブロック図である。変形例における信号バイパス装置１は、分配合成器１１、低周波数帯通過フィルタ１２、高周波数帯通過フィルタ１３、低周波数帯通過フィルタ１５、及び、分配合成器１６を有している。なお、信号バイパス装置１Ａにおいて、信号バイパス装置１（図２）と同じ部分に対しては同じ符号を付してその説明を省略する。

信号バイパス装置１Ａは、一体の装置として構成され、１つの高周波数帯通過フィルタ１３を有している構成が、信号バイパス装置１の構成と異なっている。信号バイパス装置１Ａは、信号バイパス装置１に比べて設置の自由度が低いが、一体の装置として構成され、高周波数帯通過フィルタが一つであるため、小型化が容易となっている。

なお、実施形態においては、テレビ・アンテナ２１で受信した放送信号を各居室Ｒ１〜Ｒ４に伝送するための同軸線を用いて、無線信号が到達する範囲を広げる適用例を示した。しかし、無線信号の伝送に同軸線以外の伝送線路を用いてもよいし、既に設置されている同軸線において他の信号（例えば、ケーブルテレビの信号など）が伝送されていてもよい。

また、実施形態においては、建物内に１つの中継用ブースター２３が設置されている構成を示したが、大きい建物などにおいて複数の中継用ブースター２３が設置されている場合に、中継用ブースター２３ごとに信号バイパス装置１、１Ａが用いられることになる。また、実施形態においては、放送信号の周波数が無線信号の周波数より低い構成例を説明したが、放送信号の周波数が無線信号の周波数より高くてもよい。

また、実施形態においては、建物内の同軸線において伝送される放送信号は、建物に設置されたテレビ・アンテナ２１で受信した放送信号である構成例を示した。しかし、放送信号は、建物に設置されたテレビ・アンテナ２１で受信した信号以外であってもよい。例えば、建物の外部からホームゲートウエイ３１が受信する信号に放送信号が含まれていてもよい。このときは、ホームゲートウエイ３１は、無線信号と放送信号とを同軸線に出力することになる。

また、実施形態においては、端子Ｔ２にアンテナ３２を接続し、端子Ｔ４にアンテナ３３を接続する構成例を示した。しかし、端子Ｔ２や端子Ｔ４に無線信号を送受信できる送受信器と接続するようにしてもよい。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１、１Ａ…信号バイパス装置
１０Ａ、１０Ｂ…帯域制御装置
１１、１６…分配合成器
１２、１５…低周波数帯通過フィルタ
１３、１４…高周波数帯通過フィルタ
１７…伝送線
４…外部ネットワーク
２１…テレビ・アンテナ
２２、２４…分配器
２３…中継用ブースター
３１…ホームゲートウエイ
３２、３３…アンテナ
３４、３５、３６…コンピュータ
４１…テレビ受像機
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４…居室
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４…端子

Claims

建物内の複数の部屋に放送信号を伝送する伝送線路を利用して無線基地局と前記部屋に備えられたアンテナとの間を接続する際に、前記伝送線路上に設けられている中継用増幅器に対して用いられる信号バイパス装置であって、
第１及び第２の帯域制御装置を備え、
前記第１の帯域制御装置は、
前記放送信号に対して定められている放送周波数帯の信号成分を通過させる第１の周波数帯通過フィルタと、
前記無線基地局が送受信する無線信号に対して定められている無線周波数帯の信号成分を通過させる第３の周波数帯通過フィルタと、
前記中継用増幅器の入力側の前記伝送線路から入力される信号を前記第１の周波数帯通過フィルタと前記第３の周波数帯通過フィルタとに出力し、前記第３の周波数帯通過フィルタから入力される信号を前記中継用増幅器の入力側の伝送線路に出力する第１の分配合成器と、
を有し、
前記第２の帯域制御装置は、
前記放送信号に対して定められている放送周波数帯の信号成分を通過させる第２の周波数帯通過フィルタと、
前記無線基地局が送受信する無線信号に対して定められている無線周波数帯の信号成分を通過させる第４の周波数帯通過フィルタと、
前記中継用増幅器の出力側の前記伝送線路から入力される信号を前記第４の周波数帯通過フィルタに出力し、前記第２の周波数帯通過フィルタと前記第４の周波数帯通過フィルタとから入力される信号を合成して前記中継用増幅器の出力側の伝送線路に出力する第２の分配合成器と、
を有し、
前記第１の周波数帯通過フィルタは、前記第１の分配合成器から入力される信号のうち前記放送周波数帯の信号成分を前記中継用増幅器に出力し、
前記第２の周波数帯通過フィルタは、前記中継用増幅器で増幅された信号を入力し、入力した信号のうち前記放送周波数帯の信号成分を前記第２の分配合成器に出力し、
前記第３の周波数帯通過フィルタと前記第４の周波数帯通過フィルタとは、前記伝送線路と異なる他の伝送線にて接続されており、
前記第１の分配合成器から前記第３の周波数帯通過フィルタへ入力される信号に含まれる無線周波数帯の信号成分は、前記他の伝送線を介して前記第４の周波数帯通過フィルタへ入力され、
前記第２の分配合成器から前記第４の周波数帯通過フィルタへ入力される信号に含まれる無線周波数帯の信号成分は、前記他の伝送線を介して前記第３の周波数帯通過フィルタへ入力される、
ことを特徴とする信号バイパス装置。