(57)【要約】  【課題】  時分割多重復信（ＴＤＤ）方式の既存のモデムをそのまま有効活用して，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を安定した通信品質で行うことができること。  【解決手段】  無線ＬＡＮモデム１（ＴＤＤモデム）に通じる信号経路における信号強度を送信信号検出器１２で検出することにより，そのモデム１に通じる信号経路を経路切替スイッチ１３によってＴＤＤ通信に同期して切り替える（送信側のアップコンバータ２１／受信側のダウンコンバータ２２のいずれかの経路に切り替える）。送信時はアンプコンバータ２１により信号を既定の周波数幅だけ上げて送信アンテナ３１により無線送信し，受信時はダウンコンバータ２２により受信アンテナ３２からの信号の周波数を既定の周波数幅だけ下げてモデム１に入力する。【選択図】図１
2005198077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時分割多重復信方式のモデムにより送受信される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おいて，
前記モデムの送信信号を既定の周波数幅分上げて出力する送信側周波数変換手段と，
前記送信側周波数変換手段の出力信号を無線送信する送信アンテナと，
相手側からの無線信号を受信する受信アンテナと，
前記受信アンテナの受信信号の周波数を既定の周波数幅分下げて出力する受信側周波数変換手段と，
前記モデムに対し前記送信側周波数変換手段の入力側と前記受信側周波数変換手段の出力側とのいずれを接続するかを切り替える第１の切替スイッチと，
前記モデムから前記第１の切替スイッチまでの信号経路における信号強度に基づいて前記第１の切替スイッチの切替制御を行う第１スイッチ制御手段と，
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】
前記送信アンテナ及び前記受信アンテナが１つの共用アンテナからなり，
前記共用アンテナに対し前記送信側周波数変換手段の出力側と前記受信側周波数変換手段の入力側とのいずれを接続するかを前記第１の切替スイッチと同期して切り替える第２の切替スイッチを具備してなる請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
時分割多重復信方式のモデムにより送受信される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おいて，
前記モデムの送信信号を既定の周波数幅分上げて出力する送信側周波数変換手段と，
前記送信側周波数変換手段の出力信号を無線送信するとともに相手側からの無線信号を受信する送受信共用の共用アンテナと，
前記共用アンテナの受信信号の周波数を既定の周波数幅分下げて出力する受信側周波数変換手段と，
前記モデムに対し前記送信側周波数変換手段の入力側と前記受信側周波数変換手段の出力側とを接続するモデム接続手段と，
前記共用アンテナに対し前記送信側周波数変換手段の出力側と前記受信側周波数変換手段の入力側とのいずれを接続するかを切り替える第３の切替スイッチと，
前記モデムから前記第３の切替スイッチまでの信号経路における信号強度に基づいて前記第３の切替スイッチの切替制御を行う第３スイッチ制御手段と，
を具備してなることを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
前記モデム接続手段が，前記モデムの送信信号を入力して前記送信側周波数変換手段の入力側へ出力するとともに前記受信側周波数変換手段の出力側からの信号を入力して前記モデムへ出力するサーキュレータからなる請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記第１スイッチ制御手段又は前記第３スイッチ制御手段が，前記モデムからの送信方向の信号の信号強度に基づいて前記第１の切替スイッチ又は前記第３の切替スイッチの切替制御を行うものである請求項１〜４のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記第１スイッチ制御手段による信号強度の検出位置から前記第１の切替スイッチまでの信号経路又は前記第３スイッチ制御手段による信号強度の検出位置から前記第３の切替スイッチまでの信号経路中に信号の伝送を遅延させる遅延手段を具備してなる請求項１〜５のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記送信側周波数変換手段と前記受信側周波数変換手段とが，１つの周波数発振器の出力信号を基準信号として共用して同一周波数幅分変換するものである請求項１〜６のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記送信側周波数変換手段が，２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯の周波数をミリ波帯又は準ミリ波帯の周波数へ変換するものであり，
前記受信側周波数変換手段が，ミリ波帯又は準ミリ波帯の周波数を２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯の周波数へ変換するものである請求項１〜７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，時分割多重復信方式のモデムにより送受信される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，携帯電話や無線ＬＡＮ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。この準ミリ波〜ミリ波帯の無線通信周波数としては，電気通信業務向けの加入者無線アクセス（Ｆｉｘｅｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ａｃｃｅｓｓ，ＦＷＡ）として，２２ＧＨｚ帯，２６ＧＨｚ帯，３８ＧＨｚ帯の周波数が既に割り当てられ，また，公共業務向けに１８ＧＨｚ帯の割り当てが準備されており，これらを合わせると４ＧＨｚ近い広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，光ファイバー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。
ところで，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。
【０００４】
従来，既存の無線ＬＡＮのモデムを有効活用するものとして，特許文献１には，ＴＤＤ方式の親局側のモデム（ＴＤＤモデム）から子局側のモデム（ＴＤＤモデム）への送信信号（２．４ＧＨｚ帯，５ＧＨｚ帯）を６０ＧＨｚ帯に周波数変換して無線伝送するミリ波帯無線通信システム（従来例１）が示されている。
図５は，特許文献１に示される従来例１に係る無線通信システムＡの基本構成を模式的に表わしたものである。
図５に示すように，従来例１の無線通信システムＡは，親局モデム１（ＴＤＤモデム）には，その送信信号の周波数をモデムの周波数ｆ０（２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯）からミリ波帯の周波数ｆ１へ変換する周波数アップコンバータ装置８１が接続され，子局モデム２（ＴＤＤ方式のモデム）には，アンテナによる受信信号の周波数をミリ波帯の周波数ｆ１からモデムの周波数ｆ０に変換する周波数ダウンコンバータ装置８２が接続されている。これにより，無線ＬＡＮ用のＴＤＤモデムを有効活用し，親局→子局の単一方向のミリ波帯での無線伝送が可能となる。
また，他の従来例として，非特許文献１には，５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮの通信信号を２５ＧＨｚ帯に周波数変換するデュアルバンド無線ＬＡＮシステムが示されている（従来例２）。
図６は，非特許文献１に示される従来例２に係る無線通信システムＢの基本構成を模式的に表わしたものである。
図６に示すように，従来例２の無線通信システムＢは，親局側及び子局側の各ＴＤＤモデム１，２に，その通信信号（ベースバンド信号）を，送受信の各方向についてベースバンド信号周波数ｆ０（５ＧＨｚ帯）と準ミリ波帯の周波数ｆ１（２５ＧＨｚ帯）との間で双方向に変換する周波数コンバータ装置９１，９２が接続されている。さらに，モデム１，２と周波数コンバータ装置９１，９２の間に，スイッチ９３，９４を備え，これがＴＤＤ通信の送受信タイミングに同期して送信側と受信側の信号経路を切り替える。これにより，無線ＬＡＮ用のＴＤＤモデムの基本機能を活用し，準ミリ波帯での無線通信が可能となる。
【特許文献１】特開２００３−１６８９８６号公報
【非特許文献１】２００３年，電子情報通信学会「通信ソサイエティ大会予稿」，Ｂ−５−１７３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら，前記従来例１の構成では，下り方向（親局→子局）の無線伝送しかできないという問題点があった。また，単に，ＴＤＤモデム１，２の通信信号を分岐して，上り側（子局→親局）について子局側に周波数アップコンバータ装置，親局側にダウンコンバータ装置を設けたとしても，自局の送信信号が受信側に回り込み，さらにそれが自局の送信側経路に回り込んでノイズとして干渉する問題が生じ，現実的でない。
また，前記従来例２の構成では，通常の無線ＬＡＮ用のＴＤＤモデムが外部出力機能を有していない，ＴＤＤ通信の送受信タイミングの切り替え信号を取り出す必要があり，既存のＴＤＤモデムをそのまま有効活用できない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帯等の既存の普及型ＴＤＤモデムをそのまま有効活用して，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）を安定した通信品質で行うことが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第１の発明は，時分割多重復信方式のモデムにより送受信される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おいて，前記モデムの送信信号を既定の周波数幅分上げて出力する送信側周波数変換手段と，前記送信側周波数変換手段の出力信号を無線送信する送信アンテナと，相手側からの無線信号を受信する受信アンテナと，前記受信アンテナの受信信号の周波数を既定の周波数幅分下げて出力する受信側周波数変換手段と，前記モデムに対し前記送信側周波数変換手段の入力側と前記受信側周波数変換手段の出力側とのいずれを接続するかを切り替える第１の切替スイッチと，前記モデムから前記第１の切替スイッチまでの信号経路における信号強度に基づいて前記第１の切替スイッチの切替制御を行う第１スイッチ制御手段と，を具備してなることを特徴とする無線通信装置として構成されるものである。
このような構成により，前記モデム（ＴＤＤモデム）が信号送信中であることを，その信号経路における信号強度により検出した場合，即ち，信号強度が予め定められた設定強度以上である場合に，前記第１の切替スイッチを送信側（前記送信側周波数変換手段への接続側）へ切り替え，その他の場合に受信側に切り替えることができる。その結果，前記モデムからＴＤＤ通信に同期した信号経路切り替え用の制御信号を取り出すことなく，ＴＤＤ通信の送信／受信の切り替えタイミングに同期した経路切り替えを行うことができ，自装置の送信信号が受信側経路に回り込み，さらにそれが自装置の送信経路に回り込んで干渉することがない。
従って，２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯等の既存のＴＤＤモデムをそのまま有効活用して，準ミリ波帯〜ミリ波帯等の他の周波数帯域での無線通信を安定した通信品質で行うことができる。
【０００７】
また，前記送信アンテナ及び前記受信アンテナが１つの共用アンテナからなり，前記共用アンテナに対し前記送信側周波数変換手段の出力側と前記受信側周波数変換手段の入力側とのいずれを接続するかを前記第１の切替スイッチと同期して切り替える第２の切替スイッチを具備するものが考えられる。
これにより，モデム側と同様にアンテナ側においても，送信信号の経路と受信信号の経路とが前記第１の切替スイッチと同期して切り替えられ，アンテナを１つにできる分だけ装置のより簡略化，小型化が図れる。
【０００８】
また，第２の発明は，時分割多重復信方式のモデムにより送受信される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おいて，前記モデムの送信信号を既定の周波数幅分上げて出力する送信側周波数変換手段と，前記送信側周波数変換手段の出力信号を無線送信するとともに相手側からの無線信号を受信する送受信共用の共用アンテナと，前記共用アンテナの受信信号の周波数を既定の周波数幅分下げて出力する受信側周波数変換手段と，前記モデムに対し前記送信側周波数変換手段の入力側と前記受信側周波数変換手段の出力側とを接続するモデム接続手段と，前記共用アンテナに対し前記送信側周波数変換手段の出力側と前記受信側周波数変換手段の入力側とのいずれを接続するかを切り替える第３の切替スイッチと，前記モデムから前記第３の切替スイッチまでの信号経路における信号強度に基づいて前記第３の切替スイッチの切替制御を行う第３スイッチ制御手段と，を具備してなることを特徴とする無線通信装置として構成されるものである。
このような構成によっても，第１の発明に係る前記無線通信装置と同様に，前記モデム（ＴＤＤモデム）が信号送信中であることを，その信号経路における信号強度により検出した場合，即ち，信号強度が予め定められた設定レベル以上である場合に，前記第３の切替スイッチを送信側（前記送信側周波数変換手段への接続側）へ切り替え，その他の場合に受信側に切り替えることができる。その結果，前記モデムからＴＤＤ通信に同期した信号経路切り替え用の制御信号を取り出すことなく，ＴＤＤ通信の送信／受信の切り替えタイミングに同期した経路切り替えを行うことができる。しかも，アンテナを１つにできる分だけ装置のより簡略化，小型化が図れる。
この場合，前記モデム接続手段としては，前記モデム側からの信号経路を前記送信側周波数変換手段と前記受信側周波数変換手段とに単に分岐して接続するものも考えられる。これに対し，前記モデム接続手段が，前記モデムの送信信号を入力して前記送信側周波数変換手段の入力側へ出力するとともに前記受信側周波数変換手段の出力側からの信号を入力して前記モデムへ出力するサーキュレータからなるものであれば，前記モデムによる送信信号と受信信号との信号分離が確実となりより好適である。
【０００９】
前記第１スイッチ制御手段又は前記第３スイッチ制御手段による信号強度の検出位置には，前記モデムの送信信号と受信信号との両方が異なるタイミングで流れ得る。しかし，一般に，無線信号伝送用のＴＤＤモデムは，その送信信号レベル（信号強度レベル）の方が受信信号レベルよりも遙かに大きくなるよう設計されているため（例えば，送信信号レベルが受信信号レベルの１００００倍以上である等），通常考えられる受信信号レベルよりも十分高いレベルをしきいレベルとすれば，そのしきいレベル以上の信号強度が検出されているときは，前記モデムが信号送信中であると判別できる。
一方，使用条件等により，送信信号レベルと受信信号レベルとが比較的近いレベルとなり得る場合には，前記第１スイッチ制御手段又は前記第３スイッチ制御手段が，前記モデムからの送信方向の信号の信号強度に基づいて前記第１の切替スイッチ又は前記第３の切替スイッチの切替制御を行うものが考えられる。
これにより，受信信号の信号強度が高くなったことによって誤って送信側にスイッチ切り替えされる誤制御を防止することができる。送信方向の信号の信号強度を検出するためには，例えば，前記モデムからの信号経路から方向性結合器を用いて送信方向の信号のみを分岐し，その分岐信号の信号強度によりスイッチ切り替えを行えばよい。
【００１０】
また，前記第１スイッチ制御手段による信号強度の検出位置から前記第１の切替スイッチまでの信号経路又は前記第３スイッチ制御手段による信号強度の検出位置から前記第３の切替スイッチまでの信号経路中に信号の伝送を遅延させる遅延手段を具備するものが考えられる。
これにより，前記モデムからの送信信号が発生してから前記第１又は第３の切替スイッチが切り替わるまでに要する切り替え時間が無視できない時間であっても，その切り替え時間よりも信号が強度検出位置から前記遅延手段を経てスイッチに至るまでの伝送時間が長くなるように遅延時間を設定すれば，スイッチの切り替え遅れが発生することを防止できる。
【００１１】
ここで，前記送信側周波数変換手段と前記受信側周波数変換手段との各周波数変換幅は，同一幅又は異なる幅のいずれに設定することも考えられる。
例えば，前記送信側周波数変換手段と前記受信側周波数変換手段とが，１つの周波数発振器の出力信号を基準信号として共用して同一周波数幅分変換するものが考えられる。
これにより，周波数変換用の基準周波数信号を出力する周波数発振器の数を減らし，構成を簡略化，小型化，省電力化することができる。また，このように送受信の周波数帯を同一とした結果，無線信号の周波数が送信側と受信側とで同一となる場合であっても，そもそも前記モデムがＴＤＤ方式により送受信タイミングを切り替え，さらにこれに同期して前記モデムに接続される送信信号経路と受信信号経路とを切り替えているので，自局の送信信号が自局の受信経路に回り込んでも，これが前記モデムにおいて相手側からの本来の受信信号と干渉することは基本的にはない。
もちろん，前記送信側周波数変換手段と前記受信側周波数変換手段とが各々異なる周波数幅分変換するものであってもかまわない。
また，普及している無線ＬＡＮ用のＴＤＤモデム（２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯）を用いる場合，前記送信側周波数変換手段が，２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯の周波数をミリ波帯又は準ミリ波帯の周波数へ変換するものであり，前記受信側周波数変換手段が，ミリ波帯又は準ミリ波帯の周波数を２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯の周波数へ変換するものが考えられる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば，ＴＤＤモデムに通じる信号経路を，その経路における信号強度によってＴＤＤ通信に同期して切り替え（送信側／受信側のスイッチ切り替え）できるので，ＴＤＤモデムからＴＤＤ通信に同期した信号経路切り替え用の制御信号を取り出す必要がなく，既存のＴＤＤモデムをそのまま有効活用して，準ミリ波帯〜ミリ波帯等の他の周波数帯域での無線通信を安定した通信品質で行うことができる。
また，アンテナ側に信号経路の切替スイッチ（前記第２の切替スイッチ又は前記第３の切替スイッチ）を設ければ，アンテナを送受信共用の１つの共用アンテナとすることができ，装置のより簡略化，小型化が図れる。
また，前記送信側周波数変換手段と前記受信側周波数変換手段とが，１つの周波数発振器の出力信号を基準信号として共用して同一周波数幅分変換するものであれば，周波数変換用の基準周波数信号を出力する周波数発振器の数を減らし，構成を簡略化，小型化，省電力化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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は第１の発明の第１実施形態に係る無線通信装置Ｘ１の概略構成を表すブロック図，図２は第１の発明の第２実施形態に係る無線通信装置Ｘ２の概略構成を表すブロック図，図３は第１の発明の第３実施形態に係る無線通信装置Ｘ３の概略構成を表すブロック図，図４は第２の発明の実施形態に係る無線通信装置Ｘ４の概略構成を表すブロック図，図５は従来例１に係る無線通信システムＡの基本構成を表した図，図６は従来例２に係る無線通信システムＢの基本構成を表した図である。
【００１４】
＜無線通信装置Ｘ１＞
まず，図１のブロック図を用いて，第１の発明の第１実施形態に係る無線通信装置Ｘ１について説明する。
無線通信装置Ｘ１は，いわゆる無線ＬＡＮに用いられる時分割多重復信（ＴＤＤ）方式のモデムである無線ＬＡＮモデム１（ＴＤＤモデム）に接続され，同じ構成の相手側の無線通信装置Ｘ１と無線通信を行う。図示していないが，前記無線ＬＡＮ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，前記無線ＬＡＮモデム１が，送信信号の変調と受信信号の復調とを行う。これは，後述する他の実施形態に係る無線通信装置Ｘ２〜Ｘ４も同様である。
【００１５】
無線通信装置Ｘ１は，無線ＬＡＮモデム１（以下，単にモデム１という）により送受信される２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯等の周波数ｆ０の通信信号を相手側の無線通信装置Ｘ１（不図示）との間で準ミリ波帯〜ミリ波帯等の他の周波数帯域での無線信号ｆ１により中継伝送するものであり，これは，後述する他の実施形態に係る無線通信装置Ｘ２〜Ｘ４も同様である。
図１に示すように，無線通信装置Ｘ１は，送信信号分岐回路１１，送信信号検出器１２，経路切替スイッチ１３，周波数コンバータ２０，送信アンテナ３１及び受信アンテナ３２を具備する。
前記周波数コンバータ２０は，前記モデム１の送信信号を既定の周波数幅（ｆ１−ｆ０）分上げる周波数変換処理を施して前記送信アンテナ３１へ出力するアップコンバータ２１（前記送信側周波数変換手段の一例）と，前記受信アンテナ３２の受信信号の周波数ｆ１を既定の周波数幅（ｆ１−ｆ０）だけさげて前記経路切替スイッチ１３へ出力するダウンコンバータ２２（前記受信側周波数変換手段の一例）とを具備している。
【００１６】
ここで，前記モデム１が，無線ＬＡＮで用いられる２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯の通信信号を用いるものであるので，前記アップコンバータ２１（送信側周波数変換手段）が，その２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯の周波数をミリ波帯又は準ミリ波帯の周波数へ変換するものとなるように，前記周波数発振器２３の発振周波数が設定されている。これにより，前記ダウンコンバータ２２（受信側周波数変換手段）は，ミリ波帯又は準ミリ波帯の周波数を２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯の周波数へ変換するものとなっている。
また，これらアップコンバータ２１及びダウンコンバータ２２は，周波数変換用の基準周波数信号（基準信号）を出力する周波数発振器２３を共用している。
前記アップコンバータ２１は，ミキサ２１１と，該ミキサ２１１の出力信号から不要なイメージ信号等を除去するバンドパスフィルタ２１３（ＢＰＦ）と，該バンドパスフィルタ２１３によるフィルタ処理後の信号の電力を増幅する送信アンプ２１２（大電力アンプ）と，前記周波数発振器２３（共用）とを具備し，前記無線ＬＡＮモデム１側から送信されてくる信号に前記周波数発振器２３の出力信号を混合することにより，既定周波数幅の周波数変換（アップコンバート）を行うものである。
また，前記ダウンコンバータ２２は，入力信号を増幅する受信アンプ２２２（低雑音アンプ）と，ミキサ２２１と，該ミキサ２２１の出力信号から不要なイメージ信号等を除去するバンドパスフィルタ２２３（ＢＰＦ）と，前記周波数発振器２３（共用）とを具備し，前記受信アンプ２２２の出力信号に前記周波数発振器２３の出力信号を混合することによって既定周波数幅の周波数変換（ダウンコンバート）を行うものである。
このように，前記周波数コンバータ２０では，前記アップコンバータ２１（送信側周波数変換手段）と前記ダウンコンバータ２２（受信側周波数変換手段）とが，１つの周波数発振器２３の出力信号を基準信号として共用し，上りと下りで各々同一周波数幅（ｆ１−ｆ０）分の周波数変換を行う。
図１に示す構成では，単純化するために前記アップコンバータ２１及び前記ダウンコンバータ２２は一段変換としているが，二段以上重ねて（直列的に）変換する構成であってもよい。
また，前記送信アンテナ３１は，前記アップコンバータ２１（送信側周波数変換手段）の出力信号を無線送信し，前記受信アンテナ３２は，相手側の無線通信装置から送信される無線信号を受信する。
【００１７】
前記経路切替スイッチ１３（前記第１の切替スイッチの一例）は，前記モデム１に対し前記アップコンバータ２１（送信側周波数変換手段）の入力側と前記ダウンコンバータ２２（受信側周波数変換手段）の出力側とのいずれを接続するかを切り替えるスイッチである。
前記送信信号分岐回路１１は，前記モデム１から前記経路切替スイッチ１３（第１の切替スイッチ）までの信号経路中に設けられ，その信号経路を流れる信号を分岐して取り出す回路である。
前記送信信号検出器１２は，前記送信信号分岐回路１１による分岐信号の信号強度に基づいて前記経路切替スイッチ１３の切替制御を行うものである。より具体的には，前記送信信号分岐回路１１による分岐信号をコンパレータ（不図示）に入力し，その分岐信号の信号強度が予め設定された設定強度以上となっている場合に，前記コンパレータが出力する制御信号（ＯＮ又はＯＦＦ）により，前記経路切替スイッチ１３を送信側（前記モデム１を前記アップコンバータ２１に接続する側）に切り替え，その他の場合に受信側に切り替える。
従って，前記送信信号分岐回路１１と前記送信信号検出器１２とにより，前記モデム１から前記経路切替スイッチ１３（第１の切替スイッチ）までの信号経路における信号強度に基づいて前記経路切替スイッチ１３の切替制御が行われる（前記第１スイッチ制御手段の一例）。
前記モデム１は，ＴＤＤ方式の通信を行うものであるため，伝送信号をバースト状の信号（バースト信号）とし，送信タイミングと受信タイミングとに時間を区切ってバースト信号を送受信する。このバースト信号が流れていることを信号強度により検出すれば，通信中であるか否かを検出できる。
ここで，前記送信信号分岐回路１１が設けられる経路には，送信信号と受信信号との両方が異なるタイミングで流れるが，一般に，無線ＬＡＮ用のＴＤＤモデム（モデム１）では，その送信信号レベル（信号強度レベル）が１０ｄＢｍ程度であるのに対し，受信信号レベルは−６０ｄＢｍ程度と大きなレベル差がある。このため，通常考えられる受信信号レベルよりも十分高いレベルをしきいレベル（前記コンパレータの設定強度，例えば０ｄＢｍ程度）とすれば，そのしきいレベル以上の信号強度が検出されているときは，前記モデム１が信号送信中であることを検出でき，信号送信中のみ前記経路切替スイッチ１３を送信側に切り替えることができる。これにより，自装置の送信信号が受信側経路に回り込み，さらにそれが自装置の送信経路に回り込んで干渉することがない。
一方，使用条件等により，送信信号レベルと受信信号レベルとが比較的近いレベルとなり得る場合には，例えば，前記送信信号分岐回路１１に方向性結合器を用いることにより，前記モデムからの信号経路から送信方向の信号のみを分岐し，その信号強度を前記送信信号検出器１２によって検出して，その検出結果に基づいて前記経路切替スイッチ１３を切り替え制御を行う構成とすればよい（前記第１スイッチ制御手段の一例）。
【００１８】
以上示したように，前記モデム１に通じる信号経路における信号強度によって，前記モデム１からＴＤＤ通信に同期した信号経路切り替え用の制御信号を取り出すことなく，ＴＤＤ通信の送信／受信の切り替えタイミングに同期した経路切り替えを行うことができるので，２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯等の既存のＴＤＤモデムをそのまま有効活用して，準ミリ波帯〜ミリ波帯等の他の周波数帯域での無線通信を安定した通信品質で行うことができる。
また，周波数変換用の基準周波数信号を出力する前記周波数発振器２３が送信側と受信側で共用されるので，構成を簡略化，小型化，省電力化することができる。また，このように送受信の無線周波数帯ｆ１を同一としても，そもそも前記モデム１がＴＤＤ方式により送受信タイミングを切り替えているので，自局の送信信号が自局の受信経路に回り込んでも，これが前記モデム１において相手側からの本来の受信信号と干渉することは基本的にはない。また，ＴＤＤ方式の通信の送受信タイミングに同期して，送信経路と受信経路とがスイッチ切り替えされるので，自局の送信信号が自局の受信経路に回り込み，さらにそれが自局の送信経路に回り込んで干渉することがない。
【００１９】
＜無線通信装置Ｘ２＞
次に，図２のブロック図を用いて，第１の発明の第２実施形態に係る無線通信装置Ｘ２について説明する。なお，前記無線通信装置Ｘ１の各構成要素と同じ構成要素については，同じ記号で表している。後述する無線通信装置Ｘ２〜Ｘ４についても同様である。
無線通信装置Ｘ２が前記無線通信装置Ｘ１と異なる点は，前記送信アンテナ３１と前記受信アンテナ３２とが１つの共用アンテナ３０で構成されている点である。但し，単に送信経路及び受信経路を結合してアンテナを１つにすると，送信信号が受信経路側に回り込み，これをフィルタで遮断してもその反射波が送信信号のノイズとなることが考えられる。
そこで，無線通信装置Ｘ２は，前記共用アンテナ３０に対し，前記アップコンバータ２１（送信側周波数変換手段）の出力側と前記ダウンコンバータ２２（受信側周波数変換手段）の入力側とのいずれを接続するかを，前記経路切替スイッチ１３（第１の切替スイッチ）と同期して切り替えるもう１つの経路切替スイッチ４０（前記第２の切替スイッチの一例）を具備している。具体的には，前記送信信号検出器１２が出力する制御信号をアンテナ側の前記切替スイッチ４０にも分岐して入力することにより，モデム側の前記経路切替スイッチ１３が送信側に切り替わったときは，これに同期してアンテナ側の前記経路切替スイッチ４０も送信側に切り替わり，その逆にモデム側の前記切替スイッチ１３が受信側に切り替わったときは，これに同期してアンテナ側の前記切替スイッチ４０も送信側に切り替わる。
これにより，送信信号が受信経路側に回り込むことがなく，安定した通信品質を確保しつつ，アンテナの共用によって装置のより簡略化，小型化が図れる。
【００２０】
＜無線通信装置Ｘ３＞
次に，図３のブロック図を用いて，第１の発明の第３実施形態に係る無線通信装置Ｘ３について説明する。
無線通信装置Ｘ３が前記無線通信装置Ｘ１と異なる点は，前記送信信号分岐回路１１が設けられた位置，即ち，信号強度の検出位置（前記第１スイッチ制御手段による信号強度の検出位置の一例）から前記経路切替スイッチ１３（第１の切替スイッチ）までの信号経路までの信号経路中に，信号の伝送を一定時間遅延させる遅延素子（前記遅延手段の一例）が設けられている点である。
これにより，前記送信信号検出器１２の信号検出遅れや，前記経路切替スイッチ１３の切り替え遅れ等に起因して，前記モデム１からの送信信号が発生してから前記経路切替スイッチ１３が切り替わるまでに要する切り替え時間が無視できない時間であっても，その切り替え時間よりも，信号が強度検出位置から前記遅延素子５０を経て前記経路切替スイッチ１３に至るまでの伝送時間が長くなるように前記遅延素子５０の遅延時間を設定すれば，スイッチの切り替え遅れが発生することを防止できる。
【００２１】
＜無線通信装置Ｘ４＞
次に，図４のブロック図を用いて，第２の発明の実施形態に係る無線通信装置Ｘ４について説明する。
無線通信装置Ｘ４も，前記無線通信装置Ｘ１と同様に，前記モデム１の送信信号を既定の周波数幅分上げて出力する前記アップコンバータ２１，及び受信信号の周波数を既定の周波数幅分下げて出力する前記ダウンコンバータ２２を備える前記周波数コンバータ２０を具備している。
さらに，無線通信装置Ｘ４は，分岐回路６０と，送信信号分岐回路１１’と，送信信号検出器１２’と，信号経路切替スイッチ４１と，共用アンテナ３０とを具備している。
前記共用アンテナ３０は，前記アップコンバータ２１（送信側周波数変換手段）の出力信号を無線送信するとともに相手側からの無線信号を受信する送受信共用のアンテナである。
前記経路切替スイッチ４１（前記第３の切替スイッチの一例）は，前記共用アンテナ３０に対し前記アップコンバータ２１の出力側と前記ダウンコンバータ２２の入力側とのいずれを接続するかを切り替えるスイッチである。
前記分岐回路６０（前記モデム接続手段の一例）は，前記モデム１側からの信号経路を前記アップコンバータ２１の入力側（入力端）と前記ダウンコンバータ２２の出力側（出力端）とに分岐して接続することにより，前記モデム１に対し前記アップコンバータ２１（送信側周波数変換手段）の入力側と前記ダウンコンバータ２２（受信側周波数変換手段）の出力側とを接続する回路である。
【００２２】
前記送信信号分岐回路１１’は，前記モデム１から前記経路切替スイッチ４１（第３の切替スイッチ）までの信号経路中に設けられ，その信号経路を流れる信号を分岐して取り出す回路である。図４では，前記送信信号分岐回路１１’の位置（信号強度の検出位置）は，前記アップコンバータ２１の出力側としているが，これに限るものでなく，前記モデム１から前記経路切替スイッチ４１までの信号経路中の他の位置であってもよい。
前記送信信号検出器１２’は，前記送信信号分岐回路１１’による分岐信号の信号強度に基づいて前記経路切替スイッチ４１の切替制御を行うものである。前記送信信号検出器１２と同様に，前記送信信号分岐回路１１’による分岐信号をコンパレータ（不図示）に入力し，その分岐信号の信号強度が予め設定された設定強度以上となっている場合に，前記コンパレータが出力する制御信号（ＯＮ又はＯＦＦ）により，前記経路切替スイッチ４１を送信側（前記共用アンテナ３０を前記アップコンバータ２１に接続する側）に切り替え，その他の場合に受信側に切り替える。
従って，前記送信信号分岐回路１１’と前記送信信号検出器１２’とにより，前記モデム１から前記経路切替スイッチ４１（第３の切替スイッチ）までの信号経路における信号強度に基づいて前記経路切替スイッチ４１の切り替え制御が行われる（前記第３スイッチ制御手段の一例）。この場合も，前記無線通信装置Ｘ１に関して示したのと同様に，方向性結合器を用いる等により，前記モデム１からの送信方向の信号の信号強度に基づいて，前記経路切替スイッチ４１の切り替え制御を行うよう構成することが考えられる。
【００２３】
図４に示すような無線通信装置Ｘ４の構成によっても，前記無線通信装置Ｘ１と同様に，前記モデム１が信号送信中であることを，その信号経路における信号強度により検出した場合，前記経路切替スイッチ４１を送信側へ切り替え，その他の場合に受信側に切り替えることができる。その結果，前記モデム１からＴＤＤ通信に同期した信号経路切り替え用の制御信号を取り出すことなく，ＴＤＤ通信の送信／受信の切り替えタイミングに同期した経路切り替えを行うことができる。しかも，アンテナを１つにできる分だけ装置のより簡略化，小型化が図れる。
【００２４】
図４に示す無線通信装置Ｘ４では，前記モデム１に対し前記アップコンバータ２１（送信側周波数変換手段）の入力側と前記ダウンコンバータ２２（受信側周波数変換手段）の出力側とを接続する手段として，前記分岐回路６０を設けたが，これの代わりにサーキュレータにより接続してもよい。
即ち，前記モデム１の送信信号を入力して前記アップコンバータ２１の入力側へ出力するとともに前記ダウンコンバータ２２の出力側からの信号を入力して前記モデム１へ出力するサーキュレータを設けたものである。
これにより，前記モデム１による送信信号と受信信号との信号分離が確実となりより好適である。
【００２５】
また，前記無線通信装置Ｘ１〜Ｘ４では，前記アップコンバータ２１と前記ダウンコンバータ２２とが，１つの周波数発振器２３の出力信号を基準信号として共用して同一周波数幅分変換するものであった。しかし，これに限らず，アップコンバータ２１と前記ダウンコンバータ２２とが，各々異なる周波数幅分変換するものであってもかまわない。この場合，前記アップコンバータ２１と前記ダウンコンバータ２２とは，各々個別に基準信号発生用の周波数発振器を備えるものとなる。
また，前記無線アンテナ装置Ｘ２（図２）や前記無線アンテナ装置Ｘ４（図４）に，前記無線アンテナ装置Ｘ３と同様の遅延素子５０（遅延手段）を設けることも考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
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】
【００２７】
【図１】第１の発明の第１実施形態に係る無線通信装置Ｘ１の概略構成を表すブロック図。
【図２】第１の発明の第２実施形態に係る無線通信装置Ｘ２の概略構成を表すブロック図。
【図３】第１の発明の第３実施形態に係る無線通信装置Ｘ３の概略構成を表すブロック図。
【図４】第２の発明の実施形態に係る無線通信装置Ｘ４の概略構成を表すブロック図。
【図５】従来例１に係る無線通信システムＡの基本構成を表した図。
【図６】従来例２に係る無線通信システムＢの基本構成を表した図。
【符号の説明】
【００２８】
１…無線ＬＡＮモデム（ＴＤＤモデム）
１１，１１’…送信信号分岐回路
１２，１２’…送信信号検出器（スイッチ制御手段）
１３…経路切替スイッチ（第１の切替スイッチ）
２０…周波数コンバータ
２１…アップコンバータ（送信側周波数変換手段）
２２…ダウンコンバータ（受信側周波数変換手段）
２３…周波数発振器
３０…共用アンテナ
３１…送信アンテナ
３２…受信アンテナ
４０…経路切替スイッチ（第２の切替スイッチ）
４１…経路切替スイッチ（第３の切替スイッチ）
５０…遅延素子（遅延手段）
６０…分岐回路（モデム接続手段）
２１１，２２１…ミキサ
２１２…送信アンプ
２１３，２２３…バンドパスフィルタ
２２２…受信アンプ
【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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