(57)【要約】【課題】製造コスト、消費電力の点で優れたアナログ方式の無線伝送装置において、時分割多重化を可能にし、電波法の観点から利用できる帯域を拡大し、さらに、利用できる帯域幅を最も有効に利用することを可能とする、アナログ方式無線伝送装置を提供することを目的とする。【解決手段】送信機は入力されたアナログ信号を時間圧縮し、さらに、搬送波を変調し送信される。圧縮率は圧縮率決定回路により電波法などにより決められた帯域幅に対して、最も効率が良くなるように決定される。一方、受信機は受信信号を復調して断続復調信号を得た後、時間伸長される。時間伸長率は伸長率決定回路により、前記断続復調信号のＯＮ、ＯＦＦのそれぞれの時間を計測し、それらの比率から時間伸長率を計算し決定する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的アナログ信号を時間的に圧縮し間欠信号とした後変調を施し、間欠的な無線信号として放射し通信を行う機能を有することを特徴とするアナログ方式無線伝送装置の送信機。
【請求項２】
放射される無線信号の帯域幅が所定の帯域幅になるよう時間圧縮率を調節する機能を有する請求項１に記載のアナログ方式無線伝送装置の送信機。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の無線伝送装置の送信機より送信された間欠的な高周波信号を受信し復調した後、伸長回路により時間的伸長を行い、同期回路により間欠的な信号を連続信号に変換する機能を有することを特徴とするアナログ方式無線伝送装置の受信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアナログ方式無線伝送装置の送信機及び受信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線によるアナログ信号の伝送装置としては、音声信号の伝送装置が従来から数多く利用されてきている。これに対して、現在のテレビジョン放送と同等品質の映像信号の伝送装置に関しては、一般的な要望はあるものの、技術的難度や法令による規制により殆ど普及してこなかった。映像信号の伝送装置については、例えば、無線による遠隔操作のモニタ、建物の防犯や安全等に関わる監視用モニタ、道路や鉄道の監視用モニタ、工場や事務所の自動化に関わるモニタ、家庭内の利便性の向上などにおいて強い要望があり、さらに、潜在的な需要はより広い分野に広がっていると考えられる。近年、アナログ高周波回路やデジタル集積回路技術の進歩に伴い、マイクロ波帯を利用したデジタル方式の無線データ伝送が急速に普及してきている。これらは、２．４ＧＨｚ帯や５．２ＧＨｚ帯などを利用して、スペクトル拡散方式やＯＦＤＭ方式などにより実現されており、事務所や工場、さらには家庭内の無線ＬＡＮを構築するための無線データ伝送装置製品が販売されている。映像伝送に関しては、上述のデジタル方式の無線データ伝送装置と、大規模なデジタル集積回路により実現される高効率な画像圧縮装置とを組み合わせ、デジタル方式による無線画像伝送装置製品が販売されている（例えば、非特許文献１）。上述したデジタル方式無線伝送装置は、大規模な集積回路を使用しているため、製造コストが高額であり、高速動作を必要としているので、消費電力が大きい欠点を持っている。
【０００３】
画像伝送を行うような高速の無線伝送装置に関して、デジタル方式の無線伝送装置の製品が多く販売されているのに対して、アナログ方式で無線伝送を行う装置は、従来あまり普及していなかった。近年、電波法の改正により利用できる周波数帯域が広がったことと、最近のアナログ高周波回路の技術的な進歩により、比較的平易な構成でアナログ信号の無線伝送が実現できるようになったため、画像伝送を行うようなアナログ方式無線伝送装置の実現の可能性が高まってきている。アナログ方式の無線伝送装置は、デジタル方式の無線伝送装置のような大規模な集積回路を用いずに実現できるため、製造コストを下げることができ、また、消費電力を小さくすることができるので、デジタル方式の無線伝送装置の欠点を解決することができる。
【０００４】
前述したデジタル方式の無線伝送装置は、一般的にデータをパケット化して送っているので、送信信号は間欠信号であり、通信路を時間的に連続には占有しない。このため、送信が行われていない期間は別の通信が同じ通信路を使うことができ、時分割方式多重化が可能である。これに対して、従来技術を利用したアナログ方式無線伝送装置においては、映像信号は一般的に時間的に連続的な信号であるため、アナログ方式により変調を施した無線信号も時間的に連続的な信号になる。したがって、一つの通信が一つの通信路を時間的に連続に占有してしまい、時分割による通信の多重化を困難にする。さらに、日本における電波法においては、連続的に送信できる時間を制限している帯域があり、従来技術によるアナログ無線伝送装置においては、その帯域においては利用できない。また、従来方式のアナログ信号無線伝送装置は、送信信号の占有する帯域幅が送信しようとするアナログ信号の帯域幅によって決まってしまい、その帯域幅が電波法などにより定められている利用可能周波数帯域幅より狭い場合、周波数帯域を有効に活用していないことになる。
【０００５】
【非特許文献１】
ＡＮ−ＳＳ７００取扱説明書  ｐ．２２  シャープ株式会社
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
デジタル方式無線画像伝送装置に比べ、従来方式のアナログ方式無線画像伝送装置は、製造コスト、消費電力の点で優れているものの、送信信号の時間的連続性があるが故に時分割多重化が困難で、電波法の観点からも、利用できる帯域が狭められてしまっている。さらに、利用できる帯域幅に対して有効に帯域が利用できないという欠点がある。本発明は、製造コスト、消費電力の点で優れたアナログ方式の無線伝送装置において、時分割多重化を可能にし、電波法の観点から利用できる帯域を拡大し、さらに、利用できる帯域幅を最も有効に利用することを可能とする、アナログ方式無線伝送装置の送信機及び受信機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のアナログ方式無線伝送装置は次のように構成される。即ち、送信機は、画像あるいは音声等のアナログ信号（以下、単にアナログ信号と記す）を時間圧縮するための時間圧縮回路を有し、入力されたアナログ信号を時間圧縮し、時間的に断続する時間圧縮信号を出力する。該時間圧縮回路は記憶素子を有する。該記憶素子は、記憶素子に対する書き込みと読み出しが同時に行えるものを利用する。前記記憶素子の書き込み側では、入力されたアナログ信号は一定の周期でサンプリングされ、一定の周期（以下、書き込み周期と記す）で前記記憶素子に書き込まれる。一方、前記記憶素子の読み出し側では、一定の周期（以下、読み出し周期と記す）で前記記憶素子から読み出される。書き込み周期に対して読み出し周期を一定の倍率で早く行うことにより、アナログ信号の時間圧縮が行われる。前記倍率を以下、時間圧縮率と記す。時間圧縮信号は時間的に断続的な信号となる。さらに送信機は、搬送波発生回路、変調回路、高周波増幅回路およびアンテナを有し、前記搬送波発生回路により発生された搬送波は、前記変調回路により時間圧縮信号によって変調され、前記高周波増幅回路により増幅され送信信号となった後、前記アンテナより空中に放射される。送信信号は、時間圧縮信号と同一のタイミングによりＯＮ、ＯＦＦを繰り返す断続信号である。さらに、前記送信機は圧縮率決定回路を有し、該圧縮率決定回路は入力されたアナログ信号の帯域幅を測定する機能を有し、前記時間圧縮信号が電波法などにより決められた帯域幅に対して、最も効率が良くなるように時間圧縮率を計算し決定する機能を有する。前記時間圧縮回路は、前記圧縮率決定回路が決定した時間圧縮率により時間圧縮を行う。
【０００８】
一方、受信機は、アンテナ、高周波増幅回路および復調回路を有し、前記アンテナは、前述の送信機より送られてきた送信信号を受信し、受信された受信信号は前記高周波増幅回路により増幅され、前記復調回路により復調され、時間的に断続した断続復調信号が得られる。さらに受信機は、時間伸長回路と伸長率決定回路を有する。時間伸長回路は、前述した送信機の時間圧縮回路と同一の構成であり、記憶素子を有し、該記憶素子より読み出す周期を書き込む周期に対して一定の倍率（以下、時間伸長率と記す）で遅くすることにより、信号の伸長を行う。前述した送信機の時間圧縮率は、前記時間伸長率と同じでなければならない。前記伸長率決定回路が該時間伸長率の制御を行う。伸長率決定回路は、前記断続復調信号のＯＮ、ＯＦＦのそれぞれの時間を計測し、それらの比率から時間伸長率を計算し決定する。前記断続復調信号は、前記時間伸長回路の書き込み側において一定の周期で書き込まれ、一方、読み出し側においては、前記伸長率決定回路が決定した時間伸長率を書き込み周期に乗じて得られた読み出し周期により、前記時間伸長回路の記憶素子から読み出しを行う。前述したとおり、前記時間伸長率は、前述の送信機の時間圧縮率と同じであるので、時間伸長信号は、断続復調信号を過不足なく伸長し、連続復調信号とすることが可能である。以上により、該受信機は、前述の送信機に入力された信号と同一のアナログ信号を出力することが可能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明によるアナログ方式無線伝送装置の一実施例を以下に図を用いて説明する。図１に本発明によるアナログ方式無線伝送装置の送信機のブロック図を示す。送信するアナログ信号はアナログ信号入力端子１１より入力され、時間圧縮回路１２に入力される。本実施例では時間圧縮回路１２が有する記憶素子に一例としてデジタルメモリ１２ａを利用している。このため、時間圧縮回路１２は、書き込み側に前置低域通過フィルタ１２ｂおよびアナログ−デジタル変換回路１２ｃ、さらに、読み出し側にデジタル−アナログ変換回路１２ｄをおよび後置低域通過フィルタ１２ｅを有している。時間圧縮回路１２に入力されたアナログ信号は、前置低域通過フィルタ１２ｂを通過した後、アナログ−デジタル変換回路１２ｃによりデジタル信号になり、デジタルメモリ１２ａに書き込まれる。デジタルメモリ１２ａに一定量のデータが書き込まれると、読み出しが開始される。読み出されたデータはデジタル−アナログ変換回路１２ｄによりアナログ信号に変換された後、後置低域通過フィルタ１２ｅを通過した後、時間圧縮回路１２より出力される。書き込み周期、読み出し周期および時間圧縮率の決定は圧縮率決定回路１３により行われ、読み出しおよび書き込みの制御が行われる。圧縮率決定回路１３は入力されたアナログ信号の帯域幅を測定し、最適なサンプリングおよび書き込み周期を決定し、さらに、送信信号の帯域幅が電波法等により定められた帯域幅に対して最も効率が良くなるように時間圧縮率を決定し、書き込み周期と時間圧縮率から読み出し周期を決定する。図３にデジタルメモリに対する書き込みおよび読み出しに関して、それぞれのアドレスの変化を示す。図３の中の期間Ａにおいては時間圧縮信号が出力されており、期間Ｂは時間圧縮信号が出力されておらず、時間圧縮信号は断続信号になっている。時間圧縮率はＡ／（Ａ＋Ｂ）で表され、図３では一例として時間圧縮率３の場合を示している。一例として、入力したアナログ信号の帯域幅を３ＭＨｚとすると、時間圧縮信号の帯域幅を９ＭＨｚ、送信出力の帯域幅を１８ＭＨｚとなる。
【００１０】
送信機は、さらに搬送波発生回路１４、振幅変調回路１５を有している。図１の実施例では変調方式として振幅変調方式を示しているが、これ以外のアナログ変調方式であっても構わない。時間圧縮回路１２の出力は、振幅変調回路１５において、搬送波発生回路１４からの搬送波信号を振幅変調し、変調信号を出力する。変調信号は、図３の期間Ａに相当する期間で出力され、期間Ｂに相当する期間では停止している断続信号である。変調信号は、送信機が有する高周波増幅回路１６により増幅された後、アンテナ１７より空中に放射され送信される。
【００１１】
図２に本発明によるアナログ方式無線伝送装置の受信機のブロック図を示す。受信機は、アンテナ２１および高周波増幅回路２２を有し、前述の送信機より送信されてきた信号をアンテナ２１により受信し、高周波増幅回路２２により増幅する。さらに、受信機は、局部発振回路２３および復調回路２４を有し、高周波増幅回路２２により受信された受信信号は、復調回路２４において、局部発振回路２３により発生された局部発振信号により復調され復調信号になる。該復調信号は、送信機の時間圧縮信号と同じタイミングでＯＮ、ＯＦＦを繰り返す断続信号である。受信機は時間伸長回路２５を有し、復調信号は時間伸長回路２５で時間伸長される。時間伸長回路２５は送信機における時間圧縮回路１２と同じ構成である。本実施例では時間伸長回路２５が有する記憶素子に一例としてデジタルメモリ２５ａを利用している。このため、時間伸長回路２５は、書き込み側に前置低域通過フィルタ２５ｂおよびアナログ−デジタル変換回路２５ｃ、さらに、読み出し側にデジタル−アナログ変換回路２５ｄおよび後置低域通過フィルタ２５ｅを有している。時間伸長回路２５に入力された復調信号は、前置低域通過フィルタ２５ｂを通過した後、アナログ−デジタル変換回路２５ｃによりデジタル信号になり、デジタルメモリ２５ａに書き込まれる。デジタルメモリ２５ａに一定量のデータが書き込まれると、読み出しが開始される。読み出されたデータはデジタル−アナログ変換回路２５ｄによりアナログ信号に変換された後、後置低域通過フィルタ２５ｅを通過した後、時間伸長回路２５より出力される。受信機は伸長率決定回路２６を有する。書き込み周期、読み出し周期および時間伸長率の決定は伸長率決定回路２６により行われ、読み出しおよび書き込みの制御が行われる。伸長率決定回路２６は、電波法等により定められている受信信号の帯域幅に基づいて、受信信号をサンプリングする際の最適なサンプリング周期および書き込み周期を決定し、さらに、図３における送信信号の期間ＡおよびＢを測定することにより、送信機が送信する際に決定した時間圧縮率を計算する。時間伸長率は時間圧縮率と同じになるように定められ、書き込み周期と時間伸長率から読み出し周期を決定する。図４にデジタルメモリに対する書き込みおよび読み出しに関して、それぞれのアドレスの変化を示す。図４の中の期間Ａおよび期間Ｂは図３の期間Ａおよび期間Ｂと全く同じである。時間伸長率はＡ／（Ａ＋Ｂ）で表され、図４では図３の時間圧縮率３に対応して時間伸長率３の場合を示している。また、送信機の場合と対応して、受信信号の帯域幅を１８ＭＨｚとすると、復調信号の帯域幅は９ＭＨｚ、時間伸長されたアナログ信号の帯域幅を３ＭＨｚとなる。時間伸長率は送信機の時間圧縮率と全く同じ値に定められるので、時間伸長信号は、時間圧縮信号が過不足なく時間伸長された連続信号で、送信機におけるアナログ信号入力端子１１から入力されたアナログ信号と同じ信号が、受信機の伸長信号出力端子２７から得られる。
【００１２】
本発明によるアナログ方式無線伝送装置は、通信路を間欠的に利用しているのでアナログ通信方式であるにも関わらず、デジタルデータのパケット通信で行われているのと同じ時分割多重化が可能である。これを実現するためには、送信機で通信をはじめようとする際に通信路の空きを確認するためのキャリアセンス回路を設ける、断続して送信される送信信号に識別のためのヘッダを付ける、さらに、受信側では断続して受信された受信信号の識別を行い、正しい受信信号を時間伸長し連続信号にする回路などが必要になるが、これらは、デジタル方式の時分割多重の技術が適用できるので詳細説明は省略する。
【００１３】
【発明の効果】
本発明により、製造コスト、消費電力の点で優れたアナログ方式画像伝送装置において、時分割多重化を可能にし、電波法の観点から利用できる帯域を拡大し、さらに、利用できる帯域幅を最も有効に利用することを可能とする、アナログ方式無線伝送装置の送信機及び受信機を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による、アナログ方式無線伝送装置における送信機のブロック図。
【図２】本発明の実施例による、アナログ方式無線伝送装置における受信機のブロック図。
【図３】本発明の実施例による、アナログ方式無線伝送装置における送信機のタイミング図。
【図４】本発明の実施例による、アナログ方式無線伝送装置における受信機のタイミング図。
【符号の説明】
１１  アナログ信号入力端子
１２  時間圧縮回路
１２ａ  デジタルメモリ
１２ｂ  前置低域通過フィルタ
１２ｃ  アナログ−デジタル変換回路
１２ｄ  デジタル−アナログ変換回路
１２ｅ  後置低域通過フィルタ
１３  圧縮率決定回路
１４  搬送波発生回路
１５  振幅変調回路
１６  高周波増幅回路
１７  アンテナ
２１  アンテナ
２２  高周波増幅回路
２３  局部発振回路
２４  復調回路
２５  時間伸長回路
２５ａ  デジタルメモリ
２５ｂ  前置低域通過フィルタ
２５ｃ  アナログ−デジタル変換回路
２５ｄ  デジタル−アナログ変換回路
２５ｅ  後置低域通過フィルタ
２６  伸長率決定回路
２７  伸長信号出力端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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