(57)【要約】【課題】大きな時間遅延を伴うことなく動画像や音声などの連続データをリアルタイム性を維持しつつ中継する無線中継装置を提供する。【解決手段】第１の情報信号を第１の無線周波数で送信する第１の通信装置から受信し、第１の無線周波数と異なる第２の無線周波数に変換して、第２の無線周波数で通信を行う第２の通信装置へ送信する第１の無線送受信手段（１〜５）と、第２の情報信号を第２の無線周波数で送信する第２の通信装置から受信し、第１の無線周波数に変換して第１の通信装置へ送信する第２の無線送受信手段（６〜１０）とを具備する。【選択図】      図２
2006197488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の情報信号を第１の無線周波数で送信する第１の通信装置から受信し、前記第１の無線周波数と異なる第２の無線周波数に変換して、前記第２の無線周波数で通信を行う第２の通信装置へ送信する第１の無線送受信手段と、
第２の情報信号を前記第２の無線周波数で送信する前記第２の通信装置から受信し、前記第１の無線周波数に変換して前記第１の通信装置へ送信する第２の無線送受信手段とを具備することを特徴とする無線中継装置。
【請求項２】
第１の受信アンテナ、第１の送信アンテナ、第２の受信アンテナ及び第２の送信アンテナをさらに具備し、前記第１の無線送信手段は、前記第１の受信アンテナを介して前記第１の通信装置から前記第１の無線周波数の信号を受信すると共に前記第１の送信アンテナを介して前記第２の通信装置へ前記第２の無線周波数の信号を送信し、前記第２の無線送信手段は、前記第２の受信アンテナを介して前記第２の通信装置から第２の無線周波数の信号を受信すると共に前記第２の送信アンテナを介して前記第１の通信装置へ前記第１の無線周波数の信号を送信することを特徴とする請求項１記載の無線中継装置。
【請求項３】
前記第１の無線送受信手段は、前記第１の無線周波数の信号を第１のローカル信号と混合して第１の中間周波数の信号へ変換する第１のミキサと、前記第１の中間周波数の信号をフィルタリングする第１のフィルタと、前記第１のフィルタの出力信号を第２のローカル信号と混合して前記第２の無線周波数の信号に変換する第２のミキサとを有し、
前記第２の無線送受信手段は、前記第２の無線周波数の信号を前記第２のローカル信号と混合して第２の中間周波数の信号へ変換する第３のミキサと、前記第２の中間周波数の信号をフィルタリングする第２のフィルタと、前記第２のフィルタの出力信号を前記第１のローカル信号と混合して前記第１の無線周波数の信号に変換する第４のミキサとを有することを特徴とする請求項１記載の無線中継装置。
【請求項４】
前記第１の無線送受信手段及び第２の無線送受信手段は、前記第１のローカル信号を発生する第１の局部発振器と、前記第２のローカル信号を発生する第２の局部発振器とをそれぞれ共有することを特徴とする請求項３記載の無線中継装置。
【請求項５】
前記第２の無線送受信手段から前記第２の無線周波数の信号が送信される場合に前記第１の無線送受信手段の受信動作を停止する手段をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の無線中継装置。
【請求項６】
前記第１の無線送受信手段及び第２の無線送受信手段の受信信号レベルを測定するレベル測定手段と、前記レベル測定手段により測定された前記第２の無線送受信手段の受信信号レベルが予め定められた閾値より大きい場合に前記第１の無線送受信手段の送信動作を停止させ、前記レベル測定手段により測定された前記第２の無線送受信手段の受信信号レベルが予め定められた閾値より大きい場合に前記第２の無線送受信手段の送信動作を停止させる手段とをさらに具備することを特徴とする請求項１記載の無線中継装置。
【請求項７】
共通受信アンテナ及び共通送信アンテナをさらに具備し、前記第１の無線送受信手段は、前記共通受信アンテナを介して前記第１の通信装置から前記第１の無線周波数の信号を受信すると共に前記共通送信アンテナを介して前記第２の通信装置へ前記第２の無線周波数の信号を送信し、前記第２の無線送受信手段は、前記共通受信アンテナを介して前記第２の通信装置から第２の無線周波数の信号を受信すると共に前記共通送信アンテナを介して前記第１の通信装置へ前記第１の無線周波数の信号を送信することを特徴とする請求項１記載の無線中継装置。
【請求項８】
共通送信アンテナ及び共通送信回路部をさらに具備し、前記第１の無線送受信手段は前記共通送信回路部及び前記共通送信アンテナを介して前記第２の通信装置へ前記第２の無線周波数の信号を送信し、前記第２の無線送受信手段は前記共通送信回路部及び前記共通送信アンテナを介して前記第１の通信装置へ前記第１の無線周波数の信号を送信することを特徴とする請求項１記載の無線中継装置。
【請求項９】
前記第１の無線送受信手段及び第２の無線送受信手段の受信信号レベルを測定するレベル測定手段と、前記レベル測定手段により測定された前記第１の無線送受信手段の受信信号レベルが予め定められた閾値より大きい場合に前記第１の無線送受信手段の送信動作を行わせ、前記レベル測定手段により測定された前記第２の無線送受信手段の受信信号レベルが予め定められた閾値より大きい場合に前記第２の無線送受信手段の送信動作を行わせる手段とをさらに具備することを特徴とする請求項８記載の無線中継装置。
【請求項１０】
第１の情報信号を第１の無線周波数で送信する第１の通信装置から受信し、前記第１の無線周波数と異なる第２の無線周波数に変換して、前記第２の無線周波数で通信を行う第２の通信装置へ送信する複数の第１の無線送受信手段と、
第２の情報信号を前記第２の無線周波数で送信する前記第２の通信装置から受信し、前記第１の無線周波数に変換して前記第１の通信装置へ送信する複数の第２の無線送受信手段とを具備することを特徴とする無線中継装置。
【請求項１１】
複数の第１の受信アンテナ、複数の第１の送信アンテナ、複数の第２の受信アンテナ及び複数の第２の送信アンテナをさらに具備し、前記第１の無線送信手段は、前記第１の受信アンテナを介して前記第１の通信装置から前記第１の無線周波数の信号を受信すると共に前記第１の送信アンテナを介して前記第２の通信装置へ前記第２の無線周波数の信号を送信し、前記第２の無線送信手段は、前記第２の受信アンテナを介して前記第２の通信装置から第２の無線周波数の信号を受信すると共に前記第２の送信アンテナを介して前記第１の通信装置へ前記第１の無線周波数の信号を送信することを特徴とする請求項１０記載の無線中継装置。
【請求項１２】
複数の共通受信アンテナ及び複数の共通送信アンテナをさらに具備し、前記第１の無線送受信手段は、前記共通受信アンテナを介して前記第１の通信装置から前記第１の無線周波数の信号を受信すると共に前記共通送信アンテナを介して前記第２の通信装置へ前記第２の無線周波数の信号を送信し、前記第２の無線送受信手段は、前記共通受信アンテナを介して前記第２の通信装置から第２の無線周波数の信号を受信すると共に前記共通送信アンテナを介して前記第１の通信装置へ前記第１の無線周波数の信号を送信することを特徴とする請求項１０記載の無線中継装置。
【請求項１３】
前記第１のローカル信号及び第２のローカル信号の各々は、互いに９０°位相の異なる信号対であることを特徴とする請求項２記載の無線中継装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動画像や音声などの無線リアルタイム通信に適した無線中継装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、無線ＬＡＮ(Local Area Network)に代表されるパケット無線通信システムが急速に広まっている。こうした中、無線ＬＡＮを用いてディジタルＴＶ放送信号などの動画像信号を無線で送信する利用形態が普及しつつある。利用形態としては、例えば２階建ての一階にビデオサーバを設置し、ビデオサーバに無線ＬＡＮのアクセスポイント（以下ＡＰ）を接続、二階のＴＶ受像機に無線ＬＡＮの端末を接続（あるいは内蔵）し、動画を無線で送信するような形態が考えられる。
【０００３】
このように動画像信号を無線ＬＡＮで送信する場合、次のような問題点がある。無線ＬＡＮは５ＧＨｚ帯などの高い周波数を利用するシステムであるため、飛距離が小さく、場合によっては一軒家の一階から二階へ十分に電波が届かず、ＴＶ動画像を見ることができないか、あるいはできたとしても非常に劣悪な画質しか得られない場合がある。
【０００４】
この種の問題を解決するには、主として二つの方法が考えられる。第１はＡＰの増設、第２は中継器の導入である。第１の方法では、ビデオサーバに接続されたＡＰとは別に例えば二階にＡＰを設置するとともに、一階のＡＰとの間を有線ケーブル（たとえばイーサネット（登録商標）ケーブル）で接続する。この方法は、有線ケーブルを一階と二階の間に敷設しなければならないため、設置が容易でなく、極めて利便性が悪い。
【０００５】
次に第２の方法では、接続が確立できない一階と二階の中間地点、例えば階段の踊り場付近に無線中継装置を導入する。無線中継装置を用いると、一階のＡＰの電波を一旦受信し、再度送信することで二階の端末へ電波を届かせることが可能であり、有線ケーブルを敷設する方法に比べて導入が容易である。
【０００６】
このような中継装置は既に実用化されており、アンテナ、ミキサ、フィルタ、復調器、変調器などを有する。ＡＰより送信されたパケット信号は、アンテナで受信され、ミキサで中間周波数の信号に変換される。中間周波数の信号は、フィルタでチャネル選択された後、復調器で復調される。復調された信号は、変調器で中間周波数の信号へ変調される。変調された信号は、ミキサで同じ周波数へ周波数変換され、アンテナより他の端末へ送信される。
【０００７】
一方、従来IEEE 802.11a等の高速無線ＬＡＮに加え、ＭＩＭＯ(Multi-Input Multi-Output（多入力多出力）)技術を用いたさらに高速な無線ＬＡＮ規格（IEEE802.11nと呼ばれる）が標準化されつつある。例えば、特許文献１（特開２００３−１９８４４２号公報）には、ＭＩＭＯ通信システムにおいて、符号化されたデータ及びトレーニング信号を含む送信データを複数のアンテナに分配し、所定のタイミングで複数のアンテナから無線信号として送信する無線送信装置と、無線信号を受信してバッファに貯え、所定時間遅延させて送信を行う無線中継装置と、無線中継装置からの無線信号を複数のアンテナで受信し、受信した無線信号に多重化されているトレーニング信号を使用し、符号化されたデータを復調する無線受信装置とを有する無線中継伝送システムが記載されている。
【特許文献１】特開２００３−１９８４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の無線中継装置は、パケットを全て受信してバッファに記憶し、次いで記憶された内容に基づいて復調及び変調を行って送信信号を再構成して再送信するため、バッファリングと復調及び変調に伴い大きな時間遅延が発生する。データ通信等で動画像伝送のようなリアルタイム性が重要とされるアプリケーションにおいて、大きな時間遅延が発生すると、動画像を表示するまでの処理時間がかかり、画像のリアルタイム表示が難しくなってしまう。
【０００９】
一方、特許文献１のように同様の無線中継装置をＭＩＭＯ通信システムに適用した場合も、同様に大きな時間遅延が発生するため、リアルタイム性が損なわれる。
【００１０】
従って、本発明の目的は大きな時間遅延を伴うことなく動画像や音声などの連続データをリアルタイム性を維持しつつ中継することができる無線中継装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の一つの観点では第１の情報信号を第１の無線周波数で送信する第１の通信装置から受信し、前記第１の無線周波数と異なる第２の無線周波数に変換して、前記第２の無線周波数で通信を行う第２の通信装置へ送信する第１の無線送受信手段と、第２の情報信号を前記第２の無線周波数で送信する前記第２の通信装置から受信し、前記第１の無線周波数に変換して前記第１の通信装置へ送信する第２の無線送受信手段とを具備する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、復調／変調を行うことなく中継動作を行うため、大きな時間遅延が発生せず、動画像や音声などの連続データの中継動作を行う場合でもリアルタイム性を維持することができる。従って、特にＭＩＭＯのような高速データ通信システムに好適である。また、送受信周波数を異ならせることによって送受信間の干渉を防ぎ、良好な中継動作を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。  
図１は、本発明の一実施形態に係る無線中継装置を含む無線通信システムを示している。無線中継装置５１は、アクセスポイント（ＡＰ）５０と動画像や音声を再生するＴＶ受像機などの端末５２との間に設置され、ＡＰ５０と端末５２間の無線通信を中継する装置である。ＡＰ５０は、動画像や音声を配信するビデオ機器やパソコンなどの装置に接続されるか、または内蔵されており、アンテナ５３を通して端末５２へ伝達すべきＲＦ信号を送信する。送信されるＲＦ信号は、任意の変調方式で変調されている。ＡＰ５０から送信されるＲＦ信号は、無線中継装置５１に送信される。
【００１４】
無線中継装置５１は、アンテナ５４でＡＰ５０からのＲＦ信号を受信し、受信したＲＦ信号を周波数変換してアンテナ５４から端末５２へ向けて送信する。端末５２では、アンテナ５５で無線中継装置５１からのＲＦ信号を受信して動画像や音声などを再生する。同様に、端末５２から送信されたＲＦ信号を無線中継装置５１で受信し、受信したＲＦ信号を周波数変換してＡＰ５０へリアルタイムで送信する。無線中継装置５１は、大きな時間遅延を発生することなく中継動作を行い、受信したＲＦ信号を端末５２に送信することで、端末５２ではリアルタイムに動画像や音声を再生することができる。以下、無線中継装置５１の実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
（第１実施形態）  
図２は、本発明の第１実施形態に従う無線中継装置を示す構成図である。図２に示す無線中継装置は、例えば図１のＡＰ５０から端末５２への上り方向の中継動作を行う第１の無線送受信系統と、端末５２からＡＰ５０への上り方向の中継動作を行う第２の無線送受信系統を有する。
【００１６】
先ず、第１の無線送受信系統について説明すると、例えば図１のＡＰ５０から送信されてきた周波数ｆ１のＲＦ信号は第１の受信アンテナ１で受信される。アンテナ１から出力される受信信号は、低雑音増幅器（Low Noise Amplifier：ＬＮＡ）３０により増幅された後、後述するスイッチ２０を介して第１のミキサ２（ダウンコンバータ（Ｄ／Ｃ））に入力される。ミキサ２に入力されたＲＦ信号は、第１の局部発振器（ＬＯ）１１からの第１ローカル信号と混合されることによって、周波数ｆｉの中間周波数（ＩＦ）信号またはベースバンド信号に周波数変換される。ミキサ２からの出力信号は、第１のフィルタ３でフィルタリングされ、周波数ｆｉ以外の不要周波数成分が除去される。
【００１７】
フィルタ３からの出力信号は、さらに第２のミキサ４（アップコンバータ（Ｕ／Ｃ））によって第２の局部発振器（ＬＯ）１２からの第２ローカル信号と混合されることによって、周波数ｆ２のＲＦ信号に周波数変換される。ミキサ４から出力されるＲＦ信号は、電力増幅器（Power Amplifier：ＰＡ）３２により所要レベルまで電力増幅され、第１の送信アンテナ５によって端末５２に向けて送信される。
【００１８】
一方、第２の無線送受信系統も基本的な構成は第１の無線送受信系統と同じである。第２の無線送受信系統では、例えば図１の端末５２より送信されてきた周波数ｆ２のＲＦ信号が第２の受信アンテナ６で受信される。アンテナ６から出力されるＲＦ信号は、ＬＮＡ３１により増幅された後、第３のミキサ７（ダウンコンバータ（Ｄ／Ｃ））によって第２の局部発振器１２からの第２ローカル信号と混合されることにより、周波数ｆｉのＩＦ信号またはベースバンド信号に周波数変換される。ミキサ７からの出力信号は、第２のフィルタ８でフィルタリングされ、周波数ｆｉ以外の不要周波数成分が除去される。
【００１９】
フィルタ７からの出力信号は、さらに第４のミキサ９（アップコンバータ（Ｕ／Ｃ））によって第１の局部発振器１１からの第１ローカル信号と混合されることにより、周波数ｆ１のＲＦ信号に周波数変換される。ミキサ９から出力されるＲＦ信号は、ＰＡ３３により所要レベルまで電力増幅され、第２の送信アンテナ１０によってＡＰ５０に向けて送信される。
【００２０】
このように本実施形態の無線中継装置では、従来のように復調／変調を行うことなく、基本的に受信、周波数変換及び送信のみの処理でアナログ的に中継動作を行うため、大きな時間遅延の発生を防ぐことができる。従って、この無線中継装置を用いることにより、ＡＰ５０と端末５２との間で動画像や音声などの連続データをリアルタイムに通信することが可能となる。
【００２１】
また、第１の無線送受信系統の受信周波数はｆ１、送信周波数はｆ２、第２の無線送受信系統の受信周波数はｆ２、送信周波数はｆ２であり、いずれも送信周波数と受信周波数が異なっているため、第１及び第２の無線送受信系統の送受信時の干渉を防ぐことができる。すなわち、送信周波数と受信周波数が同じ場合には、ある一つの無線送受信系統から送信された信号が同じ無線送受信系統の受信側に回り込んで受信されてしまい、ハウリングのような不安定現象を起こす可能性があるが、送受信周波数が異なっていれば、このような問題は生じない。
【００２２】
尚、第１及び第２の無線送受信系統共に受信系と送信系は動作している。ここで、第１の無線送受信系統の受信周波数は第２の無線送受信系統の送信周波数と同じ（ｆ１）であるため、第１の無線送受信系統の受信側には第２の無線送受信系統の送信信号が干渉することを避けるため、第２の無線送受信系統が送信を行う場合にスイッチ２０をオフにして、第１の無線送受信系統の送信動作を停止する。尚、図２ではスイッチ２０をＬＮＡ３０とミキサ２との間に挿入しているが、例えばアンテナ１とＬＮＡ３０との間に挿入してもよく、その位置は特に限定されない。
【００２３】
また、本実施形態では第１の局部発振器１１及び第２の局部発振器１２を第１の無線送受信系統と第２の無線送受信系統とで共有している。このときの各信号の周波数関係について、以下に簡単に説明する。
【００２４】
第１の局部発振器１１の発振周波数（第１ローカル信号周波数）をｆＬ１とし、第２の局部発振器１２の発振周波数（第２ローカル信号周波数）をｆＬ２とすると、第１の無線送受信系統の受信周波数ｆ１は、以下のようにＩＦ周波数ｆｉに変換される。
【００２５】
ｆ１−ｆＬ１＝ｆｉ
従って、第１のフィルタ３はｆｉを通過させ、ｆ１＋ｆＬ１を遮断する周波数特性を持てばよい。
【００２６】
一方、第１の無線送受信系統においてＩＦ周波数ｆｉは、以下のように第２ローカル信号周波数ｆＬ２とミキシングされてｆ２となる。  
ｆ２−ｆＬ２＝ｆｉ
第２の無線送受信系統では、受信周波数ｆ２は以下のようにＩＦ周波数ｆｉに変換される。  
ｆ２−ｆＬ２＝ｆｉ
次に、ｆｉは以下のようにｆ１に変換される。  
ｆ１−ｆＬ１=ｆｉ
以上の関係によって、第１の無線送受信系統及び第２の無線送受信系統ともに同一のＩＦを用いることで、共通の第１の局部発振器１１、第２の局部発振器１２を用いることが可能となる。
【００２７】
次に、上記の周波数関係を具体的な数値例により説明する。  
先ず、ｆ１＝５１７０ＭＨｚ、ｆｉ＝５７０ＭＨｚと仮定する。このとき、ｆＬ１は、  
ｆＬ１＝５１７０−５７０＝４６００ＭＨｚ  
となる。次に、ｆ２＝５２３０ＭＨｚとすると、ｆＬ２は、  
ｆＬ２＝５２３０−５７０＝４６６０ＭＨｚ  
となる。
【００２８】
以上の説明はｆ１、ｆ２ともに５ＧＨｚ帯の場合であったが、一方が２．４ＧＨｚ帯の場合についても例を示す。先ず、上記同様ｆ１＝５１７０ＭＨｚ、ｆｉ＝５７０ＭＨｚと仮定する。このときｆＬ１は、  
ｆＬ１＝５１７０−５７０＝４６００ＭＨｚ  
となる。次にｆ２＝２４５７ＭＨｚとすると、ｆＬ２は、  
ｆＬ２=２４５７−５７０＝１８８７ＭＨｚ  
となる。
【００２９】
このような周波数関係を設定して共通のＩＦを用いることで、第１および第２の無線送受信系統で同一の局部発振器を用いることが可能となる。尚、無線ＬＡＮ等パケット通信システムにおいては通常、上りと下りに同一の周波数を用いるが、上りの送信と下りの送信が時間的に同時に発生することはない。従って、無線送受信系統同士が干渉することなく中継を行うことができる。
【００３０】
尚、ｆ１とｆ２が５ＧＨｚ帯と２．４ＧＨｚ帯のように大きく離れている場合には、ミキサを一段にして、ｆ１を直接ｆ２に変換したり、ｆ２を直接ｆ１に変換してもよい。
【００３１】
以下、本発明の他の実施形態について説明する。但し、以下では図２中の要素と同一の要素に同一符号を付して説明を省略する。また、以下ではＬＮＡ、ＰＡについては説明を省略する。
【００３２】
（第２の実施形態）  
図３を用いて本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態と図２に示した第１の実施形態との差異は、キャリアセンサ１３、スイッチ１４およびスイッチ１５が付加された点である。
【００３３】
第１の無線送受信系統において、アンテナ１で受信され、ＩＦ周波数ｆｉに変換された信号のレベルがキャリアセンサ１３によって検出される。キャリアセンサ１３は、検出レベルが予め定められた閾値を超えた場合、第２の無線送受信系統のスイッチ１５をオフにする。これによって、アンテナ１０からの送信周波数ｆ１による送信動作を防止する。
【００３４】
同様に、第２の無線送受信系統においてアンテナ６で受信されＩＦ周波数ｆｉに変換された周波数信号のレベルがキャリアセンサ１３によって検出される。このときキャリアセンサ１３は検出レベルが予め定められた閾値を越えた場合、第１の無線送受信系統のスイッチ１４をオフにすることによって、アンテナ５からの送信周波数ｆ２による送信動作を防止する。
【００３５】
一般的に、無線ＬＡＮ等ではＣＳＭＡ／ＣＡ(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)と呼ばれる方式が採られ、送信前にキャリアセンスを行い行い、あるレベルより高い他からの送信波がない場合に送信が許可される。このようなシステムに無線中継装置を用いる場合、たとえＡＰ５０付近で周波数ｆ１のキャリアが検出されずとも、周波数ｆ２がすでに使用されている場合にはキャリアセンスを周波数ｆ２で行う必要があり、このような場合に本実施形態は極めて有効である。
【００３６】
このように本実施形態では、キャリアセンサ１３とスイッチ１４及びスイッチ１５を設け、第２の無線送受信系統の受信信号レベルが予め定められた閾値より大きい場合に第１の無線送受信系統の送信動作を停止させ、第２の無線送受信系統の受信信号レベルが予め定められた閾値より大きい場合に第２の無線送受信系統の送信動作を停止させることにより、第１の無線送受信系統と第２の無線送受信系統が送受信する際に互いに干渉することなく、中継動作を行うことができる。
【００３７】
また、本実施形態では第１のミキサ２と第１のフィルタ３との間に、一定時間の遅延を発生させるアナログ遅延回路４０が挿入される。このアナログ遅延回路４０により、第２のアンテナ５から送信される信号がそのまま第１のアンテナ１で受信されることにより発生する干渉を避けることができる。尚、図３ではアナログ遅延回路４０をミキサ２とフィルタ３との間に挿入しているが、フィルタ３とミキサ４との間、またはミキサ４とスイッチ１４との間にアナログ遅延回路を挿入してもよい。
【００３８】
（第３の実施形態）  
次に、図４を用いて本発明の第３の実施形態について説明する。図４に示す無線中継装置では、第１の無線送受信系統と第２の無線送受信系統とで受信アンテナ１及び送信アンテナ１０を共用し、アンテナの本数を削減している。動作は図２に示す第１の実施形態と同一であるので、省略する。
【００３９】
この場合、受信アンテナ１については第１及び第２の無線送受信系統の受信部に共通に接続してよいが、送信アンテナ１０については第１及び第２の無線送受信系統の送信部に共通に接続すると、一方の無線送受信系統が送信するときに送信信号が他方の無線送受信系統のＰＡに漏れ込み、ＰＡを破壊する可能性がある。
【００４０】
そこで、本実施形態では図４に示すようにスイッチ２１を設け、送信する方の無線送受信系統のみを送信アンテナ１０に接続し、送信しない方の無線送受信系統を送信アンテナ１０から切り離すようにしている。なお、スイッチ２１に代えてアイソレータを用いてもよい。
【００４１】
（第４の実施形態）  
次に、図５を用いて本発明の第４の実施形態について説明する。図５に示す無線中継装置は、図４に示す第３の実施形態の無線中継装置をさらに変形したもので、図４に示す無線中継装置との差異は、第２のミキサ４と第４のミキサ９を共通化し、また、第１の局部発振器１１および第２の局部発振器１２を切替えるスイッチ１６、および第１のフィルタ３および第２のフィルタ８を切替えるスイッチ１７を付加した点である。すなわち、第２のミキサ４を第１の無線送受信系統と第２の無線送受信系統で共通化し、スイッチ１６およびスイッチ１７を用いて第１の無線送受信系統と第２の無線送受信系統の送信を切替えるようにしている。
【００４２】
例えば、第１の無線送受信系統の送信を行う、即ち、ｆ１で受信した信号をｆ２に変換して送信する場合、スイッチ１６を第１のフィルタ３側へ切替え、スイッチ１７を第２の局部発振器１２側へ切替えることで、ｆ２の信号を送信する。一方、ｆ２で受信した信号をｆ１に変換して送信する場合には、スイッチ１６を第２のフィルタ８側へ切替え、スイッチ１７を第１の局部発振器１１側へ切替えることで、ｆ１の信号を送信する。これにより、アンテナ１０のみならず送信用のミキサ４を第１の無線送受信系統と第２の無線送受信系統で共通化することが可能となり、回路の簡略化を図ることができる。
【００４３】
（第５実施形態）  
次に、本発明の第５の実施形態において、第１の無線送受信系統の送信、即ち、ｆ２による送信を行うか、第２の無線送受信系統の送信、即ち、ｆ１による送信を行うかの判断の方法について例を挙げて説明する。図６に示す無線中継装置において、図５に示す無線中継装置に追加されているブロックはキャリアセンサ１３である。このキャリアセンサ１３は、図３に示す第２の実施形態で述べたキャリアセンサと同じ機能を有するものでもよい。
【００４４】
キャリアセンサ１３は、常にｆ１およびｆ２の周波数の信号強度を測定している。ｆ1もしくはｆ２に予め定められたある閾値以上のレベルの信号が入力すると、スイッチ１６及び１７はｆ２もしくはｆ１で送信する方向へ切替えられ、ｆ１もしくはｆ２の信号をｆ２もしくはｆ１の周波数へ変換し再送信する。
【００４５】
例えば、ｆ１の周波数の信号が受信された場合、スイッチ１６および１７は第1の無線送受信系統の送信すなわちｆ２を送信する方向へ切替えられ周波数ｆ２で信号が再送信される。一方、ｆ２の周波数の信号が受信された場合、スイッチ１６および１７は第２の無線送受信系統の送信すなわちｆ１を送信する方向へ切替えられ周波数ｆ１で信号が再送信される。
【００４６】
第２の実施形態で述べたように、ＣＳＭＡ／ＣＡのシステムでは、仮にｆ１で周波数が受信された場合、ｆ１の送信を中止し、ｆ２で周波数が受信された場合はｆ２の再送信を中止する機能を備える必要がある。図６に示す無線中継装置の場合、ｆ１の周波数の信号が受信された場合、スイッチ１６および１７はｆ２の周波数で送信する方向へ切替えられるため、事実上ｆ１で送信することはできず、第２の実施形態で示した動作と同じ動作をおこなっているのと等価であり、同様の効果が期待できる。尚、図６に示す無線中継装置では受信用のアンテナ１をｆ１とｆ２で共通化している例を示したが、アンテナ１をｆ１用およびｆ２用に分割してもよい。
【００４７】
（第６の実施形態）  
次に、本発明の第６の実施形態として無線中継装置をＭＩＭＯに対応させ、同一の周波数で複数の伝送路を利用して高速化を図る実施形態について説明する。図７に示す無線中継装置６０に、更に図２に示した２系統の無線送受信系統６１を追加し、第１および第２の局部発振器を共用している。ＭＩＭＯシステムは、同一の周波数で複数の伝送路を利用して高速化を図るため、図７に示す無線中継装置６０に２系統の無線送受信系統６１を追加することで、送信２、受信２の所謂２×２のＭＩＭＯに対応することができる。図７に示す無線中継装置６０、６１では、無線送受信系統を合計２系統用意し２×２のＭＩＭＯに対応しているが、さらに無線送受信系統を２系統追加することで３×３のＭＩＭＯシステムに適用することが可能となる。
【００４８】
尚、図２に示す無線中継装置がＭＩＭＯシステムに設置された場合、図２に示す無線中継装置を経ることによりＭＩＭＯの効果がなくなるため、ＭＩＭＯを用いたシステムに中継装置を導入する際には、図７に示す構成をとることが必須である。
【００４９】
（第７の実施形態）  
更に、ＭＩＭＯシステムに本発明の無線中継装置を構成する場合、図８に示すようにアンテナを共通化することでアンテナ数を削減することが可能となる。図８は図４に示す実施形態をＭＩＭＯに適用したものである。図８に示すＭＩＭＯ用無線中継装置６３、６４によれば、本来必要なアンテナの本数を１／２に削減することが可能となる。特に、ＭＩＭＯシステムの場合、アンテナ本数が増え、例えば２×２の構成の場合においても従来では８本ものアンテナが必要となるが、図８に示すアンテナ数を削減する構成は、極めて回路の簡略化を図ることができる。
【００５０】
（第８の実施形態）  
次に、受信信号をＩＱベースバンド信号に変換して処理する実施形態について説明する。図９において、図２に示した実施形態をアンテナ共有化した無線中継装置６５に、同様にアンテナ共有化した２系統の無線送受信系統６６を追加し、さらに第１および第２の局部発振器を共用し、その第１及び第２の局部発信器に接続された９０°移相器（Phase Shifter：ＰＳ）を有する。第１および第２の局部発振器１１、１２からの周波数を９０°ＰＳ４１、４２で９０°位相をシフトし、第１〜４のミキサに提供する。第１〜４のミキサは９０°位相シフトされた周波数を受信信号の周波数と混合する。即ち、受信信号をＩＱベースバンドに変換する。下段の無線送受信系統も同様に受信信号をＩＱベースバンドに変換する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の無線中継装置と周辺装置との関係を示す図
【図２】本発明の第１実施形態に従う無線中継装置のブロック図
【図３】本発明の第２実施形態に従う無線中継装置のブロック図
【図４】本発明の第３実施形態に従う無線中継装置のブロック図
【図５】本発明の第４実施形態に従う無線中継装置のブロック図
【図６】本発明の第５実施形態に従う無線中継装置のブロック図
【図７】本発明の第６の実施形態に従うＭＩＭＯシステムに対応する２系統の無線中継装置のブロック図
【図８】本発明の第７の実施形態に従うＭＩＭＯシステムに対応するアンテナを共通化した無線中継装置のブロック図
【図９】本発明の第８の実施形態に従うＩＱベースバンド信号に変換する機能を有する無線中継装置のブロック図
【符号の説明】
【００５２】
１、５、６、１０、５３〜５５…アンテナ；
２、４、７、９…ミキサ；
３、８…フィルタ；
１１、１２…局部発振器；
１３…キャリアセンサ；
１６、１７、２０…スイッチ；
３０、３１…ＬＮＡ；
３２、３３…ＰＡ；
４０…アナログ遅延回路；
４１〜４４…９０°移相器；
５０・・・アクセスポイント（ＡＰ）；
５１・・・無線中継装置；
５２・・・端末；
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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