(57)【要約】【課題】２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯等の既存のＭＩＭＯモデムを活用し、準ミリ波帯〜ミリ波帯等での高速の無線通信を、省スペースかつ低コストで実現する。【解決手段】複数のチャンネル別ライン１０１、１０２それぞれにおいて周波数がそれぞれ異なる発振信号を混合することにより通信信号の周波数を２．４ＧＨｚ帯域等と複数のチャンネル別ラインごとに異なる中間周波数帯域との間で変換する複数の中間周波数コンバータ２０１、２０２と、各チャンネル別ラインにおいてそのラインの中間周波数帯域の信号を通過させるバンドパスフィルタを備え、各チャンネル別ラインと１つの共用ライン１００とを連結して送信信号の重畳及び受信信号の分岐を行うダイプレクサ２３と、送信信号の周波数をミリ波帯域等へ変換する送信用アップコンバータ３ａと、受信信号の周波数を中間周波数帯域へ変換する受信用ダウンコンバータ３ｂとを具備する無線通信装置Ｘ。【選択図】図１
2008066815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１又は複数のＭＩＭＯ方式のモデムにより複数の個別信号伝送ラインそれぞれを通じて共通の周波数帯域で送受信される複数の通信信号を、相手側無線通信装置との間でアンテナを通じて無線信号により中継伝送する無線通信装置であって、
前記複数の個別信号伝送ラインそれぞれにおいて周波数がそれぞれ異なる発振信号を混合することにより前記通信信号の周波数を前記共通の周波数帯域と前記複数の個別信号伝送ラインごとに異なる中間周波数帯域との間で変換する複数の中間周波数変換手段と、
前記中間周波数変換手段よりも前記アンテナ側における前記複数の個別信号伝送ラインそれぞれにおいて当該個別信号伝送ラインに対応する前記中間周波数帯域の信号を通過させるとともに他の前記個別信号伝送ラインに対応する前記中間周波数帯域の信号を遮断する複数の中間周波数用バンドパスフィルタと、
前記中間周波数用バンドパスフィルタよりも前記アンテナ側において前記複数の個別信号伝送ラインそれぞれと１つの共用信号伝送ラインとを連結し、送信信号の重畳及び受信信号の分岐を行う信号重畳・分岐手段と、
前記共用信号伝送ラインから前記アンテナに向かう送信信号の周波数を前記中間周波数帯域から無線伝送用周波数帯域へ変換する送信周波数変換手段と、
前記アンテナから前記共用信号伝送ラインに向かう受信信号の周波数を前記無線伝送用周波数帯域から前記中間周波数帯域へ変換する受信周波数変換手段と、
を具備してなることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記共用信号伝送ラインと前記送信周波数変換手段と前記受信周波数変換手段とがサーキュレータを介して接続されてなる請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記送信周波数変換手段と前記受信周波数変換手段と前記アンテナとがサーキュレータを介して接続されてなる請求項１又は２のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記共通の周波数帯域が２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯であり、前記無線伝送用周波数帯域がミリ波帯又は準ミリ波帯である請求項１〜３のいずれかに記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＩＭＯ（Multiple Input / Multiple Output）方式のモデムにより複数の信号伝送ラインそれぞれを通じて共通の周波数帯域で送受信される複数の通信信号を、相手側無線通信装置との間で無線信号により中継伝送する無線通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機や無線ＬＡＮ等に代表される個人向け高周波無線通信システムが急速に普及している。ここで、無線通信に利用できる電波の周波数（無線周波数）は電波法の規定に基づき割り当てられているが、現在、おおよそ１０ＧＨｚ以下の周波数での周波数帯域の不足が顕在化している。
例えば、２．４ＧＨｚ帯無線ＬＡＮシステムは、ＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ、Ｓｃｉｅｎｃｅ、ａｎｄ  Ｍｅｄｉｃａｌ）バンドの２．４〜２．５ＧＨｚ（１００ＭＨｚ帯域）を利用する。この場合、例えば、最大５４Ｍｂｐｓの通信速度を有するＩＥＥＥ８０２．１１ｇ準拠の無線ＬＡＮシステムでは、電波干渉なく独立に利用できる無線チャンネルは４チャンネルに限られる。また、５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮでも状況に大差はなく、電波干渉なく独立して利用できる無線チャンネルは数チャンネルに限られる。近い将来、利用者数が大幅に増加した場合、無線チャンネル数の制限から各端末で十分な通信速度が得られなくなることが懸念される。
【０００３】
一方、１０ＧＨｚを超える準ミリ波〜ミリ波帯には広大な周波数帯域が残されている。こうした準ミリ波〜ミリ波帯の無線通信システムとして、電気通信業務向け加入者無線アクセス（Ｆｉｘｅｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ａｃｃｅｓｓ：ＦＷＡ、２２ＧＨｚ帯、２６ＧＨｚ帯、３８ＧＨｚ帯）、公共業務向け１８ＧＨｚ帯無線システム、次世代高速無線ＬＡＮ（２５Ｈｚ帯、２７ＧＨｚ帯）などがあり、これら無線通信システムの通信周波数帯域を合わせると６ＧＨｚ近い広い周波数帯域を利用することが可能となる。
また、準ミリ波〜ミリ波帯の無線通信では、システム構成にもよるが、その通信速度は、通常、数十〜１００Ｍｂｐｓ以上を実現可能であり、光ファイバを用いた通信に匹敵する高速通信を無線で実現することが可能である。
従って、この準ミリ波〜ミリ波帯を無線データ通信に活用したブロードバンド無線通信システムの普及により、周波数帯域の不足の問題を解消し得る。
ここで、従来の準ミリ波〜ミリ波帯ＦＷＡシステムは、モデムや高周波回路等の構成要素（構成機器）が、無線ＬＡＮシステム（２．４ＧＨｚ帯、５ＧＨｚ帯）の構成要素と異なる専用品となっている。このため、既に普及し大幅な低コスト化も進んでいる時分割多重復信（ＴＤＤ）方式の無線ＬＡＮシステムの通信機器やその製造設備等を有効活用（流用）できず、これが、省資源化や低コスト化を困難とし、準ミリ波〜ミリ波帯ＦＷＡシステムの普及の妨げとなっている。
そこで、既に普及している無線ＬＡＮシステムのモデムを有効活用し、その通信信号を準ミリ波〜ミリ波に周波数変換する無線通信装置を構成すれば、これが省資源化や低コスト化につながり、準ミリ波〜ミリ波帯ＦＷＡシステムの普及を促進できると考えられる。
例えば、特許文献１には、サーキュレータと周波数コンバータとを用いて、無線ＬＡＮ用のモデムの通信信号を準ミリ波帯〜ミリ波帯の信号に変換して無線伝送する無線通信装置が示されている。
【０００４】
無線ＬＡＮシステムのモデムを利用した場合、システムの通信速度は、そのモデムの性能（通信速度）に拘束される。現在の主流であるＩＥＥＥ８０２．１１ｇ規格に準拠した無線ＬＡＮ用のモデムは、その通信速度が最大５４Ｍｂｐｓ（ファイル転送などを行う際の実効伝送速度は２０〜２５Ｍｂｐｓ程度）であり、そのままでは光ファイバを用いた通信に相当する通信速度は得られない。
これに対し、複数の信号伝送ラインを並列させて無線チャンネルを複数チャンネルに多重化することにより高速通信が可能なＭＩＭＯ（Multiple Input / Multiple Output）方式のモデム（以下、ＭＩＭＯモデムという）が普及しつつある。このＭＩＭＯモデムは、複数の信号伝送ラインそれぞれにおいてＩＥＥＥ８０２．１１ｇ規格に準拠した通信（最大５４Ｍｂｐｓ）を行うが、信号伝送ラインの多重化（通常は２チャンネル）により高速の通信（通常は最大１０８Ｍｂｐｓ）を行うことができる。
また、特許文献２には、ＭＩＭＯ通信における複数の信号伝送ラインごとに送信回路と受信回路とアンテナとを設け、通信制御回路により、各アンテナの給電端子にそれぞれ所定の位相差をもって給電することにより、アンテナそれぞれの電波の偏波状態を制御する無線通信装置が示されている。
【特許文献１】特開２００５−２５３０４４号公報
【特許文献２】特開２００６−３３３０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＭＩＭＯモデムを特許文献１に示される通信システムに適用し、準ミリ波帯〜ミリ波帯の無線信号による通信システム（以下、特許文献１応用ＭＩＭＯシステムという）を構成した場合、特許文献２に示される構成と同様に信号伝送ラインが複数となる。このため、複数の信号伝送ラインそれぞれについてアンテナ及びアンプ（送信用及び受信用）を設けることが必要となり、多重化するチャンネル数（信号伝送ラインの数）を増やすほど、信号伝送ラインの引き回しスペースの増大や装置自体の大型化、さらには施工コストや装置コストの増大が顕著になるという問題点があった。
また、一般にＬＡＮ用のモデムは室内に配置されるが、準ミリ波〜ミリ波帯の無線通信により大容量（高速）のデータ伝送を行う場合、そのアンテナを室外に配置したい、即ち、モデムとアンテナとを離れた位置に配置したい場合がある。例えば、異なる建物相互間で通信を行う場合等には、アンテナを障害物が少ない高所（ビルの屋上等）に配置することが望ましい。この場合、前記特許文献１応用ＭＩＭＯシステムでは、信号減衰防止のために周波数コンバータがアンテナに近い位置に設けられることになる。このため、前記特許文献１応用ＭＩＭＯシステムでは、モデムとアンテナとの距離が離れるほど、信号伝送ラインの引き回しスペースの増大とその施工コストの増大がより顕著になるという問題点があった。
従って、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯等の信号で通信を行う既存のＭＩＭＯ方式のモデムをそのまま有効活用して無線チャンネルを複数チャンネルに多重化することにより、準ミリ波帯〜ミリ波帯等の他の周波数帯域での高速の無線通信（双方向）を行うことが可能な通信システムを、省スペースかつ低コストで実現できる無線通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は、１又は複数のＭＩＭＯ方式のモデム（前記ＭＩＭＯモデム）により複数の信号伝送ライン（以下、個別信号伝送ラインという）それぞれを通じて共通の周波数帯域で送受信される複数の通信信号を、相手側無線通信装置との間でアンテナを通じて無線信号により中継伝送する無線通信装置であり、以下の（１）〜（５）に示す各構成要素を備えるものである。
（１）前記複数の個別信号伝送ラインそれぞれにおいて周波数がそれぞれ異なる発振信号を混合することにより前記通信信号の周波数を前記共通の周波数帯域と前記複数の個別信号伝送ラインごとに異なる中間周波数帯域との間で変換する複数の中間周波数変換手段。
（２）前記中間周波数変換手段よりも前記アンテナ側における前記複数の個別信号伝送ラインそれぞれにおいて当該個別信号伝送ラインに対応する前記中間周波数帯域の信号を通過させるとともに他の前記個別信号伝送ラインに対応する前記中間周波数帯域の信号を遮断する複数の中間周波数用バンドパスフィルタ。
（３）前記中間周波数用バンドパスフィルタよりも前記アンテナ側において前記複数の個別信号伝送ラインそれぞれと１つの共用信号伝送ラインとを連結し、送信信号の重畳及び受信信号の分岐を行う信号重畳・分岐手段。
（４）前記共用信号伝送ラインから前記アンテナに向かう送信信号の周波数を前記中間周波数帯域から無線伝送用周波数帯域へ変換する送信周波数変換手段。
（５）前記アンテナから前記共用信号伝送ラインに向かう受信信号の周波数を前記無線伝送用周波数帯域から前記中間周波数帯域へ変換する受信周波数変換手段。
ここで、本発明に係る無線通信装置は、前記共通の周波数帯域が、２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯であり、前記無線伝送用周波数帯域がミリ波帯又は準ミリ波帯であるものが典型例である。
また、本発明に係る無線通信装置は、前記共用信号伝送ラインと前記送信周波数変換手段と前記受信周波数変換手段とがサーキュレータを介して接続された構成を有すること（即ち、そのようなサーキュレータを備えること）が考えられる。同様に、本発明に係る無線通信装置は、前記送信周波数変換手段と前記受信周波数変換手段と前記アンテナとがサーキュレータを介して接続された構成を有すること（即ち、そのようなサーキュレータを備えること）が考えられる。
これにより、当該無線通信装置は、ＭＩＭＯモデムの送受信タイミングに同期させて信号伝送ラインの切り替え（送信ラインと受信ラインの切り替え）を行うスイッチを備える必要がなく、構成がシンプルとなる。
【０００７】
以上の構成を備えた本発明に係る無線通信装置では、前記中間周波数変換手段及び前記信号重畳・分岐手段が、ＭＩＭＯモデムにより並列的に送信される複数の送信信号（複数チャンネル分多重化された共通の周波数帯域の信号）を、それぞれ異なる周波数帯域の信号に変換して重畳する。そして、その複数の信号が重畳された信号は、前記送信周波数変換手段によって無線周波数帯域の信号に周波数変換がなされた上でアンテナを通じて送信される。
また、本発明に係る無線通信装置では、前記受信周波数変換手段が、アンテナを通じて相手側の無線通信装置から受信された信号（周波数帯域が異なる複数の受信信号が重畳された信号）について、そこに重畳された各信号が前記複数の中間周波数用バンドパスフィルタそれぞれを通過するように前記中間周波数帯域へ周波数変換を行う。そして、その中間周波数帯域の信号（受信信号）は、前記信号重畳・分岐手段によって分岐され、前記複数の中間周波数用バンドパスフィルタそれぞれを通過し、さらに前記中間周波数変換手段により周波数変換がなされることにより、ＭＩＭＯモデムにより並列的に受信される前記共通の周波数帯域の複数の受信信号となってＭＩＭＯモデムに入力される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯等（前記共通の周波数帯域の一例）の信号で通信を行う既存のＭＩＭＯ方式のモデムをそのまま有効活用することにより、準ミリ波帯〜ミリ波帯等の他の周波数帯域（前記無線伝送用周波数帯域の一例）での高速の無線通信（双方向）を行うことが可能となる。
さらに、本発明に係る無線通信装置は、ＭＩＭＯモデムにより送受信される複数チャンネル分の通信信号が周波数変換後に重畳された信号（前記中間周波数帯域の信号）を、１つの前記共用信号伝送ラインを通じて伝送する。このため、チャンネル間でアンテナ及びアンプ（送信用及び受信用）を共用することができ、多重化するチャンネル数（信号伝送ラインの数）を増やしても、信号伝送ラインの引き回しスペースの増大や装置自体の大型化、及び施工コストや装置コストの増大を極力抑えることができる。特に、モデムとアンテナとの距離が離れるほど、前記特許文献１応用ＭＩＭＯシステムと比べた場合の信号伝送ラインの引き回しスペースやその施工コストの低減効果（抑制効果）がより顕著となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに、図１は本発明の実施形態に係る無線通信装置Ｘを構成要素とする無線通信システムＺの概略構成図、図２は無線通信システムＺに対する第１の比較例である無線通信システムＹ１の概略構成図、図３は無線通信システムＺに対する第２の比較例である無線通信システムＹ２の概略構成図、図４は無線通信装置Ｘの構成要素であるダイプレクサの概略構成図、図５は無線通信システムＺの応用例である無線通信システムＺ’の概略構成図である。
【００１０】
まず、図１に示す概略構成図を参照しつつ、本発明の実施形態に係る無線通信装置Ｘ及びこれを構成要素とする無線通信システムＺについて説明する。
無線通信システムＺは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ規格に準拠した時分割多重復信（ＴＤＤ）方式の通信を並列的に複数チャンネル（本実施形態では２チャンネル）について行うＭＩＭＯ方式のモデムであるＭＩＭＯモデム１と、これに接続される無線通信装置Ｘと、アンテナ４とを備える。そして、この無線通信システムＺと同様の構成を有する無線通信システムが相手局側に存在し、自局側の無線通信システムＺと相手局側の無線通信システムとが双方向の無線通信を行う。なお、図示していないが、ＭＩＭＯモデム１には、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置が、直接或いはＨＵＢ等の通信機器を介して接続され、ＭＩＭＯモデム１が、送信信号の変調と受信信号の復調とを行う。
また、無線通信装置Ｘは、２チャンネル分の入出力端子１１、１２を備えたＭＩＭＯモデム１（ＭＩＭＯ方式のモデム）と並列の２つの信号伝送ライン１０１、１０２（以下、チャンネル別ラインという）を通じて接続される。さらに、無線通信装置Ｘは、アンテナ４と１つの信号伝送ライン１０３（以下、アンテナラインという）を通じて接続される。
そして、無線通信装置Ｘは、２つのチャンネル別ライン１０１、１０２（個別信号伝送ラインに相当）それぞれを通じて共通の周波数帯域ｆMOである２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯で送受信される複数の通信信号を、相手局側の無線通信装置との間でアンテナ４を通じてミリ波帯又は準ミリ波帯の無線信号により中継伝送する。
【００１１】
図１に示すように、無線通信装置Ｘは、信号重畳器２と、周波数コンバータ装置３とを備え、それらが１つの信号伝送ライン１００（以下、共用ラインという）を通じて接続されている。
また、信号重畳器２は、２つのチャンネル信号用ミキサ２１１、２１２と、２つの局部発振器２２１、２２２と、ダイプレクサ２３とを備えている。
信号重畳器２において、チャンネル信号用ミキサ２１１及び局部発振器２２１と、チャンネル信号用ミキサ２１２及び局部発振器２２２とは、それぞれ周波数コンバータ２０１、２０２（以下、中間周波数コンバータという）を構成し、２つの局部発振器２２１、２２２は、それぞれ周波数が異なる発振信号（周期信号）を出力する。図１に示す例では、局部発振器２２１の発振周波数はｆLO1、局部発振器２２２の発振周波数はｆLO2である。
そして、中間周波数コンバータ２０１、２０２それぞれは（複数の中間周波数変換手段の一例）、２つのチャンネル別ライン１０１、１０２それぞれにおいて、周波数がそれぞれ異なる発振信号（局部発振器２２１、２２２の出力信号）を混合することにより、ＭＩＭＯモデム１により送受信される通信信号の周波数を、前記共通の周波数帯域ｆMOと２つの前記チャンネル別ライン１０１、１０２ごとに異なる周波数帯域（以下、中間周波数帯域（ｆMO−ｆLO1）及び（ｆMO−ｆLO2））との間で変換する。
即ち、ＭＩＭＯモデム１により各チャンネル別ライン１０１、１０２を通じて出力（送信）される送信信号は、チャンネル信号用ミキサ２１１、２１２及び局部発振器２２１、２２２により、その周波数が前記共通の周波数帯域ｆMOから前記中間周波数帯域（ｆMO−ｆLO1）及び（ｆMO−ｆLO2）へ変換される。一方、周波数コンバータ装置３から共用ライン１００及びダイプレクサ２３を通じて入力される受信信号は、チャンネル信号用ミキサ２１１、２１２及び局部発振器２２１、２２２により、その周波数が前記中間周波数帯域（ｆMO−ｆLO1）及び（ｆMO−ｆLO2）から前記共通の周波数帯域ｆMOへ変換される。
【００１２】
図４はダイプレクサ２３の概略構成を表す図である。
図４に示すように、ダイプレクサ２３は、２つのバンドパスフィルタ２３１、２３２（以下、中間周波数用バンドパスフィルタという）と、信号重畳・分岐部２４とを備えている。
前記中間周波数用バンドパスフィルタ２３１、２３２は、それぞれ前記中間周波数帯域（ｆMO−ｆLO1）、（ｆMO−ｆLO2）を通過帯域とするバンドパスフィルタである。即ち、前記中間周波数用バンドパスフィルタ２３１、２３２は、中間周波数コンバータ２０１、２０２よりもアンテナ４側におけるチャンネル別ライン１０１、１０２それぞれにおいて、それが設けられたチャンネル別ライン１０１又は１０２に対応する前記中間周波数帯域（ｆMO−ｆLO1）又は（ｆMO−ｆLO2）の信号を通過させ、他のチャンネル別ライン１０２又は１０１の前記中間周波数帯域に対応する信号を遮断するフィルタである。
また、信号重畳・分岐部２４は、前記中間周波数用バンドパスフィルタ２３１、２３２よりもアンテナ４側において、２つのチャンネル別ライン１０１、１０２それぞれと１つの前記共用ライン１００とを連結し、送信信号の重畳（合波）及び受信信号の分岐（分波）を行うものである（信号重畳・分岐手段に相当）。
【００１３】
一方、図１に示すように、周波数コンバータ装置３は、第１サーキュレータ３１及び第２サーキュレータ３５と、送信ミキサ３２ａ及び受信ミキサ３２ｂと、局部発振器３３（発振周波数ｆLO）と、送信アンプ３４ａ及び受信アンプ３４ｂと、バンドパスフィルタ３６とを備えている。ここで、送信ミキサ３２ａ及び局部発振器３３によって送信用アップコンバータ３ａが構成され、受信ミキサ３２ｂ及び局部発振器３３によって受信用ダウンコンバータ３ｂが構成されている。即ち、局部発振器３３は、送信用アップコンバータ３ａ及び受信用ダウンコンバータ３ｂによって共用されている。
送信用アップコンバータ３ａ（送信周波数変換手段の一例）は、共用ライン１００からアンテナ４へ向かう送信信号の周波数を、前記中間周波数帯域（ｆMO−ｆLO1）、（ｆMO−ｆLO2）から無線伝送用のミリ波帯又は準ミリ波帯の周波数帯域（ｆMO−ｆLO1＋２ｆLO）、（ｆMO−ｆLO2＋２ｆLO）へ変換する周波数コンバータである。
また、受信用ダウンコンバータ３ｂ（受信周波数変換手段の一例）は、アンテナ４から共用ライン１００へ向かう受信信号の周波数を、無線伝送用のミリ波帯又は準ミリ波帯の周波数帯域（ｆMO−ｆLO1＋２ｆLO）、（ｆMO−ｆLO2＋２ｆLO）から前記中間周波数帯域（ｆMO−ｆLO1）、（ｆMO−ｆLO2）へ変換する周波数ダウンコンバータである。
ここで、送信用アップコンバータ３ａ及び受信用ダウンコンバータ３ｂは、送信ミキサ３２ａ及び受信ミキサ３２ｂによって生成される高周波信号のうち２倍高調波を用いる構成を有しているため、それらの出力信号の周波数はそれぞれの入力信号の周波数から２ｆLOだけ周波数がシフトした信号となっている。
なお、図１において表記が省略されているが、前記送信アンプ３４ａと第２サーキュレータ３５との間には、送信側の前記２倍高調波の周波数帯域（ｆMO−ｆLO1＋２ｆLO）の信号のみを通過させるバンドパスフィルタが、また、前記受信ミキサ３２ｂと前記第１サーキュレータ３１との間には、受信側の前記２倍高調波の周波数帯域（ｆMO−ｆLO2）の信号のみを通過させるバンドパスフィルタがそれぞれ設けられている。
【００１４】
図１に示すように、共用ライン１００と送信用アップコンバータ３ａと受信用ダウンコンバータ３ｂとは、第１サーキュレータ３１を介して接続されている。これにより、第１サーキュレータ３１は、共用ライン１００を通じて伝送されてくる信号（送信信号）を、前記送信用アップコンバータ３ａへ伝送するとともに、前記受信用ダウンコンバータ３ｂから伝送されてくる信号（受信信号）を、共用ライン１００へ伝送する。
また、送信用アップコンバータ３ａと受信用ダウンコンバータ３ｂとアンテナ４とは、第２サーキュレータ３５を介して接続されている。これにより、第２サーキュレータ３５は、送信用アップコンバータ３ａを通じて伝送されてくる信号（送信信号）をアンテナ４側（アンテナライン１０３）へ伝送するとともに、アンテナ４側から伝送されてくる信号（受信信号）を受信用ダウンコンバータ３ｂへ伝送する。
【００１５】
また、送信アンプ３４ａは、送信用アンプコンバータ３ａにより周波数変換（アップコンバート）された送信信号を増幅するアンプである。
また、受信アンプ３４ｂは、受信用ダウンコンバータ３ｂにより周波数変換（ダウンコンバート）される受信信号を増幅するアンプである。
また、周波数コンバータ装置３におけるバンドパスフィルタ３６は、第２サーキュレータ３５とアンテナ４との間に設けられ、無線伝送用のミリ波帯又は準ミリ波帯の周波数帯域（ｆMO−ｆLO1＋２ｆLO）、（ｆMO−ｆLO2＋２ｆLO）の信号を通過させ、その他の帯域の信号を遮断するノイズ除去用のバンドパスフィルタである。
【００１６】
以上に示した無線通信装置Ｘでは、前記中間周波数コンバータ２０１、２０２及び信号重畳・分岐部２４（ダイプレクサ２３内）が、ＭＩＭＯモデム１により各チャンネル別ライン１０１、１０２を通じて並列的に送信される複数の送信信号を、それぞれ異なる中間周波数帯域の信号に変換して重畳する。そして、その複数の信号が重畳された信号は、前記送信用アップコンバータ３ａによって無線周波数帯域（ミリ波帯又は準ミリ波帯）の信号に周波数変換がなされた上でアンテナ４を通じて送信される。
また、受信用ダウンコンバータ３ｂが、アンテナ４を通じて相手側の無線通信装置から受信された信号（周波数帯域が異なる２つの受信信号が重畳された信号）について、そこに重畳された各信号が２つの中間周波数用バンドパスフィルタ２３１、２３２それぞれを通過するように前記中間周波数帯域へ周波数変換を行う。そして、その中間周波数帯域の信号（受信信号）は、信号重畳・分岐部２４によって分岐され、２つの中間周波数用バンドパスフィルタ２３１、２３２それぞれを通過し、さらに中間周波数コンバータ２０１、２０２により周波数変換がなされることにより、ＭＩＭＯモデム１により並列的に受信される前記共通の周波数帯域の２つの受信信号となってＭＩＭＯモデム１に入力される。
従って、無線通信装置Ｘを用いれば、２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯等（前記共通の周波数帯域）の信号で通信を行う既存のＭＩＭＯモデム１をそのまま有効活用することにより、準ミリ波帯〜ミリ波帯等の他の周波数帯域での高速の無線通信（双方向）を行うことが可能となる。例えば、前記チャンネル別ライン１０１、１０２それぞれを通じた信号伝送速度が最大５４Ｍｂｐｓであっても、全体として最大１０８Ｍｂｐｓの通信を行うことができる。
【００１７】
さらに、無線通信装置Ｘは、ＭＩＭＯモデム１により送受信される２チャンネル分の通信信号が周波数変換後に重畳された信号を、１つの共用ライン１００を通じて伝送する。このため、チャンネル間でアンテナ及びアンプ（送信用及び受信用）を共用することができ、多重化するチャンネル数（前記チャンネル別ラインの数）を増やしても、信号伝送ラインの引き回しスペースの増大や装置自体の大型化、及び施工コストや装置コストの増大を極力抑えることができる。特に、ＭＩＭＯモデム１が室内に配置され、アンテナ４が建物の屋上に配置される場合のように、ＭＩＭＯモデム１とアンテナ４との距離が離れるほど、信号伝送ラインの引き回しスペースやその施工コストの低減効果（抑制効果）がより顕著となる。
【００１８】
［応用例］
次に、図５に示す概略構成図を参照しつつ、以上に示した無線通信システムＺの応用例である無線通信システムＺ’について説明する。
無線通信システムＺ’は、複数のＭＩＭＯモデム１と、これらに接続される無線通信装置Ｘ’と、アンテナ４とを備える。
また、無線通信装置Ｘ’は、複数のＭＩＭＯモデム１ごとに設けられた複数の中間信号処理部Ｑと、信号重畳・分岐部２４’と、前記周波数コンバータ装置３とを備えている。ここで、周波数コンバータ装置３及びアンテナ４は、前記無線通信装置Ｘにおける周波数コンバータ装置３及びアンテナ４と同じものである。
また、中間信号処理部Ｑは、チャンネル別ライン１０１、１０２ごとに前記中間周波数コンバータ２０１、２０２と前記中間周波数用バンドパスフィルタ２３１、２３２とを備えている。これら中間周波数コンバータ２０１、２０２及び中間周波数用バンドパスフィルタ２３１、２３２の機能は、前記無線通信装置Ｘに設けられるものと同じである。なお、中間信号処理部Ｑそれぞれに設けられる複数の局部発振器２２１、２２２は、それぞれ異なる周波数の発振信号を出力するものである。従って、中間信号処理部Ｑそれぞれに設けられる複数の中間周波数用バンドパスフィルタ２３１、２３２の信号通過帯域も、複数の中間周波数コンバータ２０１、２０２それぞれに対応した帯域に設定されている。
また、信号重畳・分岐部２４’は、前述した信号重畳・分岐部２４に対し、接続されるチャンネル別ライン２０１、２０２の数が多いこと以外は、チャンネルライン２０１、２０２と共用ライン１００との間で信号の重畳又は分岐を行うという同様の機能を果たすものである。
このような構成を備えた無線通信装置Ｘ’は、３チャンネル以上に多重化されたＭＩＭＯモデム１の通信信号を、１組の共用ライン１００、周波数コンバータ装置３及びアンテナ４を通じて無線伝送することができる。
【００１９】
［第１の比較例］
次に、図２に示す概略構成図を参照しつつ、無線通信システムＺに対する第１の比較例である無線通信システムＹ１の構成について説明する。
無線通信システムＹ１は、ＭＩＭＯモデム１と、これに接続される周波数コンバータ装置５と、２つのアンテナ４１、４２（以下、それぞれ第１アンテナ４１、第２アンテナ４２という）とを備える。そして、この無線通信システムＹ１と同様の構成を有する無線通信システムが相手局側に存在し、自局側の無線通信システムＹ１と相手局側の無線通信システムとが双方向の無線通信を行う。
周波数コンバータ装置５は、一方のチャンネル別ライン１０１について、第１サーキュレータ５１１、第２サーキュレータ５５１、送信ミキサ５２１ａ、送信アンプ５４１ａ、受信ミキサ５２１ｂ、受信アンプ５４１ｂ及びバンドパスフィルタ５６１を備えている。同様に、周波数コンバータ装置５は、他方のチャンネル別ライン１０２について、第１サーキュレータ５１２、第２サーキュレータ５５２、送信ミキサ５２２ａ、送信アンプ５４２ａ、受信ミキサ５２２ｂ、受信アンプ５４２ｂ及びバンドパスフィルタ５６２を備えている。さらに、周波数コンバータ装置５は、局部発振器５３も備えている。
即ち、周波数コンバータ装置５は、チャンネル別ライン１０１、１０２それぞれについて、前記周波数コンバータ装置３（図１）と同様の構成を備えている。但し、局部発振器５３は、両チャンネルについて共用である。即ち、一方のチャンネル別ライン１０１について、送信ミキサ５２１ａ及び局部発振器５３によって送信用アップコンバータが構成され、受信ミキサ５２１ｂ及び局部発振器５３によって受信用ダウンコンバータが構成されている。以下、それぞれ送信用アップコンバータ５１ａ、受信用ダウンコンバータ５１ｂと称する（いずれも不図示）。同様に、他方のチャンネル別ライン１０２について、送信ミキサ５２２ａ及び局部発振器５３によって送信用アップコンバータが構成され、受信ミキサ５２２ｂ及び局部発振器５３によって受信用ダウンコンバータが構成されている。以下、それぞれ送信用アップコンバータ５２ａ、受信用ダウンコンバータ５２ｂと称する（いずれも不図示）。
【００２０】
チャンネル別ライン１０１、１０２それぞれを通じて伝送される前記共通の周波数帯域ｆMOの送信信号は、第１サーキュレータ５１１、５１２によって前記送信用アップコンバータ５１ａ、５２ａに伝送され、その周波数が、送信用アップコンバータ５１ａ、５２ａによってミリ波帯又は準ミリ波帯に変換される。
さらにその送信信号（ミリ波帯又は準ミリ波帯の信号）は、送信アンプ５４１ａ、５４２ａにより増幅され、第２サーキュレータ５５１、５５２によってバンドパスフィルタ５６１、５６２に伝送され、フィルタ処理がなされた後に各アンテナ４１、４２を通じて無線送信される。なお、各バンドパスフィルタ５６１、５６２は、ノイズ除去用のフィルタである。
ここで、第１アンテナ４１と第２アンテナ４２とは、送受信する電波の偏波方向が異なる。図２に示す例では、第１アンテナ４１は、垂直偏波を送受信するアンテナであり、第２アンテナ４２は、水平偏波を送受信するアンテナである。例えば、第１アンテナ４１及び第２アンテナ４２は、それぞれ偏波方向が異なる２面のパッチアレーアンテナにより構成される。
この無線通信システムＹ１では、ＭＩＭＯモデム１により並列的に送受信される複数チャンネルの通信信号が、同じ周波数帯域（ミリ波帯又は準ミリ波帯）の無線信号によって伝送される。このため、無線通信システムＹ１では、複数チャンネルの通信信号が相互に混信することを防止するため、偏波方向が異なる第１アンテナ４１及び第２アンテナ４２を通じて無線信号の送受信を行う。
このような無線通信システムＹ１によっても、２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯等の信号で通信を行う既存のＭＩＭＯモデム１をそのまま有効活用することにより、準ミリ波帯〜ミリ波帯等の他の周波数帯域での高速の無線通信（双方向）を行うことが可能となる
しかしながら、無線通信システムＹ１では、ＭＩＭＯモデム１から周波数コンバータ装置５まで、及び周波数コンバータ装置５から各アンテナ４１、４２までの全範囲において、信号伝送ラインの数がチャンネル数（チャンネル別ライン１０１、１０２の数）と同じとなる。
このため、多重化するチャンネル数（信号伝送ラインの数）を増やすほど、信号伝送ラインの引き回しスペースの増大や装置自体の大型化、さらには施工コストや装置コストの増大が顕著になる。
【００２１】
［第２の比較例］
次に、図３に示す概略構成図を参照しつつ、無線通信システムＺに対する第２の比較例である無線通信システムＹ２の構成について説明する。
無線通信システムＹ２は、ＭＩＭＯモデム１と、これに接続される前記信号重畳器２と、これに接続される信号分離器６と、これに接続される前記周波数コンバータ装置５と、これに接続される前記第１アンテナ４１及び前記第２アンテナ４２とを備えている。
無線通信システムＹ２における信号重畳器２は、前記無線通信システムＺにおける信号重畳器２と同じものである。同様に、無線通信システムＹ２における周波数コンバータ装置５及び各アンテナ４１、４２は、前記無線通信システムＹ１における周波数コンバータ装置５及び各アンテナ４１、４２と同じものである。
即ち、無線通信システムＹ２は、前記無線通信システムＺにおける周波数コンバータ装置３及びアンテナ４の代わりに、信号分離器６と前記無線通信システムＹ２における周波数コンバータ装置５及び２つのアンテナ４１、４２を有して構成されたものである。
【００２２】
無線通信システムＹ２における信号分離器６は、前記信号重畳器２と全く同じ構成要素を備えるものであるが、信号伝送ラインに対する接続方向が逆向きであるため、前記信号重畳器２と反対の処理を実行するものである。
図３に示すように、信号分離器６は、ダイプレクサ６３と２つのチャンネル信号用ミキサ６１１、６１２と、２つの局部発振器６２１、６２２とを備えている。ダイプレクサ６３の構成は、図４に示したダイプレクサ２３と同様である。
従って、信号重畳器２から共用ライン１００を通じて信号分離器６に伝送されてくる送信信号は、ダイプレクサ６３内の前記信号重畳・分岐部２４（図４参照）によって２分岐され、さらに、２分岐された各信号が前記中間周波数用バンドパスフィルタ２３１、２３２によってフィルタ処理がなされ、２つのチャンネル信号用ミキサ６１１、６１２それぞれに入力される。これにより、信号重畳器２によって前記中間周波数帯域の周波数に変換された信号（複数チャンネル分の送信信号が重畳された信号）が、再び前記共通の周波数帯域ｆMOの元の信号に戻され、周波数コンバータ装置５に入力される。
また、周波数コンバータ装置５を通じて信号分離器６に伝送されてくる受信信号は、２つのチャンネル信号用ミキサ６１１、６１２それぞれによって前記中間周波数帯域の周波数に変換され、さらに、それら周波数変換後の信号がダイプレクサ６３内の前記信号重畳・分岐部２４（図４参照）によって重畳され、共用ライン１００を通じて前記信号重畳器２に入力される。
これにより、無線通信システムＹ２では、前記無線通信システムＹ１の場合と同様に、ＭＩＭＯモデム１により並列的に送受信される複数チャンネルの通信信号が、同じ周波数帯域（ミリ波帯又は準ミリ波帯）の無線信号によって伝送される。このとき、偏波方向が異なる第１アンテナ４１及び第２アンテナ４２を通じて無線伝送が行われる結果、複数チャンネルの通信信号が相互に混信することが防止される。
また、無線通信システムＹ２は、ＭＩＭＯモデム１により送受信される複数チャンネル分の通信信号が周波数変換後に重畳された信号を、１つの共用ライン１００を通じて伝送する。このため、多重化するチャンネル数（前記チャンネル別ラインの数）を増やしても、信号伝送ラインの引き回しスペース及びその施工コストの増大を極力抑えることができる。但し、無線通信システムＹ２は、前記無線通信システムＺに比べると、周波数コンバータ装置５が、チャンネル別ライン１０１、１０２それぞれについてアンプや周波数コンバータ、アンテナを備える必要がある点、及び信号分離器６を設ける必要がある点において、装置構成が複雑となる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、無線通信装置への利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係る無線通信装置Ｘを構成要素とする無線通信システムＺの概略構成図。
【図２】無線通信システムＺに対する第１の比較例である無線通信システムＹ１の概略構成図。
【図３】無線通信システムＺに対する第２の比較例である無線通信システムＹ２の概略構成図。
【図４】無線通信装置Ｘの構成要素であるダイプレクサの概略構成図。
【図５】無線通信システムＺの応用例である無線通信システムＺ’の概略構成図。
【符号の説明】
【００２５】
Ｘ、Ｘ’…本発明の実施形態に係る無線通信装置
Ｚ、Ｚ’…無線通信システム
Ｑ…中間信号処理部
１…ＭＩＭＯモデム
２…信号重畳器
３…周波数コンバータ装置
４…アンテナ
１１、１２…入出力端子
２３…ダイプレクサ
２４、２４’…信号重畳・分岐部
３１…第１サーキュレータ
３２ａ…送信ミキサ
３２ｂ…受信ミキサ
３３、２２１、２２２…局部発振器
３４ａ…送信アンプ
３４ｂ…受信アンプ
３５…第２サーキュレータ
３６…バンドパスフィルタ
１００…共用ライン
１０１、１０２…チャンネル別ライン
１０３…アンテナライン
２０１、２０２…中間周波数コンバータ
２１１、２１２…チャンネル信号用ミキサ
２３１、２３２…中間周波数用バンドパスフィルタ
【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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