通信中継装置
【課題】 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，有線又は無線による長距離の或いは通信障害物が存在する場合の双方向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】 ２つのサーキュレータ１１，１２によって，一方のＴＤＤモデム１から他方のＴＤＤモデム２へ向かう通信信号を第１の信号経路Ｒ１により伝送するとともに，他方のＴＤＤモデム２から一方のＴＤＤモデム１へ向かう通信信号を前記第２の信号経路Ｒ２により伝送する。また，第１の信号経路Ｒ１でバースト信号の有無をバースト信号検出器６５により検出し，その検出結果に基づいて，信号強度調節回路６７，６８により，信号伝送中でない経路の信号を減衰させるとともに信号伝送中の経路の信号を増幅させる。
【解決手段】 ２つのサーキュレータ１１，１２によって，一方のＴＤＤモデム１から他方のＴＤＤモデム２へ向かう通信信号を第１の信号経路Ｒ１により伝送するとともに，他方のＴＤＤモデム２から一方のＴＤＤモデム１へ向かう通信信号を前記第２の信号経路Ｒ２により伝送する。また，第１の信号経路Ｒ１でバースト信号の有無をバースト信号検出器６５により検出し，その検出結果に基づいて，信号強度調節回路６７，６８により，信号伝送中でない経路の信号を減衰させるとともに信号伝送中の経路の信号を増幅させる。
【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２つのモデム相互間で有線若しくは無線により送受信される通信信号を中継伝送する通信中継装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年，個人向けに無線ＬＡＮシステムが普及し，これに用いられる通信機器が汎用品として大幅に低コスト化されている。
現在普及している無線ＬＡＮシステムに用いられる汎用化された通信機器（普及品）の代表的なものとして，パーソナルコンピュータ等の通信主体に接続され，時分割多重復信（ＴＤＤ）方式の通信を行うモデム（以下，ＴＤＤモデムという）や，有線による通信信号と２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯の無線信号との間で相互に周波数変換する周波数コンバータ等がある。このような既に普及している通信機器を用いて通信システムを構成すれば，省資源化や低コスト化が図れるので好適である。
【０００３】
ところで，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。
また，通信速度の高速化のため，複数モデム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が原理上は可能である。例えば，上記ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ準拠の無線チャンネルを２チャンネル多重化することにより，最大１０８Ｍｂｐｓの通信速度が得られることになる。しかしこの場合，限られた無線チャンネルの周波数帯域をより多チャンネルで占有することになることから，実用的には問題が多いと考えられる。
【０００４】
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。
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して無線通信を行えば，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。
【０００５】
従来，既存の無線ＬＡＮで用いられているＴＤＤ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】
【０００６】
しかしながら，前記従来例１や前記従来例２の構成では，以下に示すように，既存のＴＤＤモデムを有効活用して双方向の長距離通信や通信経路中に障害物が存在する等により信号減衰が大きい場合の通信を安定した通信品質を確保しつつ行うことができないという問題点があった。
例えば，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んでノイズとして干渉する問題が生じ，安定した通信品質が得られないという問題点があった。特に，通信距離が長くなるほど，或いは通信経路中の障害物等による信号減衰が大きいほど送信波（無線信号）をより増幅しなければならないが，送信波の電力レベルを増幅するほど，自局の送信信号の回り込みによるノイズが顕著になるという問題点があった。
また，前記従来例２の構成では，ＴＤＤ通信の送受信タイミングの切り替え信号が必要となるが，通常の無線ＬＡＮ用のＴＤＤモデムはそのような切り替え信号を外部出力する機能を備えていないため，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。さらに，送信波の電力レベルが大きい場合（即ち，通信距離が長い或いは障害物等による信号減衰が大きい場合），スイッチ９３，９４による信号切り替えの分離度が不十分であると，自局の送信信号が受信側に回り込んで周波数コンバータ装置９１，９２の受信側経路のアンプが飽和する，或いはスイッチ９３，９４を逆流してベースバンド信号のＳＮ比を劣化させる等により，安定した通信品質が得られ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，有線又は無線による長距離の或いは通信障害物が存在する場合の双方向通信を安定した通信品質で行うことができる通信システムを構築するための通信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】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は，時分割多重復信方式（ＴＤＤ方式）の２つのモデム相互間で有線若しくは無線により送受信される通信信号を中継伝送するものであり，各々異なる２つの信号経路（以下，第１の信号経路及び第２の信号経路という）が設けられ，有線により若しくは無線アンテナを介して一方のモデムに通じる第１の接続端から入力される信号を前記第１の信号経路へ出力するとともに，前記第２の信号経路から入力される信号を前記第１の接続端へ出力するサーキュレータ（以下，第１のサーキュレータという）と，同様に他方のモデムに通じる第２の接続端から入力される信号を前記第２の信号経路へ出力するとともに，前記第１の信号経路から入力される信号を前記第２の接続端へ出力するサーキュレータ（以下，第２のサーキュレータという）と，前記第１の信号経路においてバースト信号（即ち，両モデム相互間で送受信される通信信号）の有無を検出するバースト信号検出手段と，前記第１の信号経路における前記バースト信号検出手段による信号検出位置よりも信号流れ方向下流側の所定位置及び前記第２の信号経路における所定位置の各々において流れる信号の強度の増幅及び減衰を前記バースト信号検出手段の検出結果に基づいて調節する信号強度調節手段と，を具備する通信中継装置として構成されるものである。
ここで，２つの信号経路各々を識別する「第１の」及び「第２の」は，便宜上，２つの信号経路のうち前記バースト信号検出手段が設けられる側の信号経路を「第１の」とし，他方を「第２の」としたものであり，それ以外の意味を有するものではない。
このような構成により，２つのサーキュレータの機能によって２つのモデム（ＴＤＤモデム）相互間で送受信される通信信号の伝送方向ごとに，信号経路が前記第１の信号経路と前記第２の信号経路とに分離されるので，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できる。
また，各信号経路を流れる信号を前記信号強度調節手段により増幅できるので，２つのモデムの間の有線又は無線の通信経路に当該通信中継装置を配置して通信信号を中継伝送すれば，長距離通信を行う場合や無線通信経路中に障害物等が存在する場合でも通信に必要な信号強度が確保される。
【０００８】
ここで，ＴＤＤモデムは，送信と受信とを時分割で切り替えるので，前記バースト信号検出手段により信号が検出されている側以外の信号経路においては，信号を増幅する必要がなく，むしろ信号増幅を行うべきでない。
一方，基本的には，サーキュレータは，３つの接続端のうち一の接続端に入力された高周波信号を予め定められた他の一の接続端にのみ伝送するものであるが，残りの一の接続端への信号伝送が完全に遮断されるわけではない。一般に，サーキュレータの信号弁別性能を示す分離度は，概ね２０ｄＢ程度であり，入力信号のうち約１００分の１の電力相当分が，本来の接続端（出力端）を通り過ぎて残りの接続端へ出力されてしまう。例えば，前記第１の信号経路において増幅されて前記第２のサーキュレータに入力された信号の約１００分の１の電力相当分が，前記第２の信号経路に回りこんで侵入することになる。そして，その回り込み信号が前記第２の信号経路において増幅されて無視できないレベルとなると，それが前記第１のサーキュレータを経由してさらに前記第１の信号経路に回り込むことによって信号干渉が生じるおそれがある。このような現象は，長距離通信等を行うために信号の増幅ゲインを上げるほど顕著になる。
しかし，上記構成によれば，前記バースト信号検出手段によって信号伝送中の信号経路を特定でき（即ち，前記バースト信号検出手段によりバースト信号が検出されている最中は前記第１の信号経路が信号伝送中であると特定できる），前記信号強度調節手段によって信号伝送中の一方の信号経路における信号を増幅させるとともに，他方の信号経路における信号を減衰させることができる。その結果，サーキュレータの分離度の不十分さによって一方の信号経路で増幅された信号が他方の信号に回り込んだとしても，その回り込み信号を前記信号強度調節手段により減衰させることができるので，長距離通信を行う場合や無線通信経路上に障害物等が存在する場合であっても，回り込み信号による信号干渉を防止して良好な通信品質を確保できる。
【０００９】
また，前記バースト信号検出手段によりバースト信号が検出された場合に，前記信号強度調節手段が，前記第２の信号経路における信号のレベルを下げる方向に調節し，それより遅れて前記第１の信号経路における信号のレベルを上げる方向に調節するものであれば，反対側の信号経路からの回り込み信号が一時的にノイズとなる（干渉する）ことをより確実に防止できる。
ここで，前記バースト信号検出手段の具体的構成としては，例えば，前記第１の信号経路からの分岐経路に設けられた信号減衰手段と，前記信号減衰手段を経由後の信号のレベルに基づいて前記バースト信号の有無を検出する検波手段とを具備する構成が考えられる。
このような構成により，前記検波手段に入力される信号（減衰後の信号）が，その元の信号（信号経路からの分岐信号）が送信バースト信号若しくは受信バースト信号である場合に前記検波手段により信号有りが検出され，それ以外の信号（例えば，他方の信号経路からの回り込み信号）である場合に前記検波手段により信号無しが検出されるよう，前記信号減衰手段の減衰レベルを設定すれば，簡易な構成によって通信に用いられるバースト信号を他のノイズ信号と区別して検出できる。
【００１０】
ところで，一方のモデムからの無線信号が反射等の影響によって遅れて当該通信中継装置に到達したような場合に，その一方のモデムからの無線信号が，他方のモデムからの無線信号を受信中の無線アンテナに同時に受信されて混信し，これが前記一方のモデムに到達する（戻ってくる）ことが生じ得る。このような現象が生じると，戻ってきた信号がノイズとなって通信が非常に不安定になる。
そこで，前記第１の信号経路及び第２の信号経路のうち，その一方を流れる信号の周波数を既定の周波数幅分上げる第１の周波数変換手段と，他方を流れる信号の周波数を既定の周波数幅分下げる第２の周波数変換手段とを具備するものが考えられる。この場合，前記第１の周波数変換手段と前記第２の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や同一の周波数幅分変換するものが考えられる。
これにより，一方のモデム側との無線通信と他方のモデム側との無線通信とを異なる周波数の通信信号を用いて行うことが可能となる。
例えば，前記第１の周波数変換手段と前記第２の周波数変換手段とが，各々２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯との差分だけ（同一の周波数幅分）周波数変換を行うものとすれば，２．４ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮ用のＴＤＤモデムと，５ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮ用のＴＤＤモデムとの相互間で通信が可能となる。或いは，全体として同じ周波数帯域のＴＤＤモデムを用いる場合でも，通信方向によってその全体の通信帯域の中で予め定められた異なるチャンネルを使用して通信を行うといったことも可能となる。
このように，２つのモデム各々が異なる周波数帯域を使用して無線通信を行うよう当該通信中継装置に周波数変換機能を持たせることにより，一方のモデムからの無線信号が他方のモデムからの無線信号とともに戻ってきた場合でも，その一方のモデムから送信された無線信号は，当該通信中継装置によってその一方のモデムが使用していない周波数に変換されるので，前記一方のモデム内部のフィルタ機能によって自装置が送信した信号は除去される。その結果，自装置の送信信号が戻ってきてノイズとなることが防止される。
また，このような周波数変換機能を備えた通信中継装置を両モデム間に直列に複数（例えば２つ）配置すれば，２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮ用の既存のＴＤＤモデムをそのまま有効活用して，周波数帯域割当に余裕がある準ミリ波帯〜ミリ波帯等の他の周波数帯域で無線通信（無線中継）を行うといったことも可能となる。この場合，例えば前記第１の周波数変換手段を「２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯」から「準ミリ波帯〜ミリ波帯」に周波数を上げるものとし，前記第２の周波数変換手段を「準ミリ波帯〜ミリ波帯」から「２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯」に周波数を下げるものとすればよい。
また，前記第１の周波数変換手段と前記第２の周波数変換手段とが各々異なる周波数幅分の変換を行う構成とすれば，信号伝送方向ごとに異なる周波数で無線通信を行うことも可能となり，これにより，各モデムからの無線送信信号がそのまま自装置（自局）に戻ってきても，各モデムが備えるフィルタ機能によりその戻ってきた信号は除去され，ノイズとなることが防止される。
また，同一の周波数幅分変換する場合は，前記第１の周波数変換手段と前記第２の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する構成とすることにより，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。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば，２つのサーキュレータの機能によって２つのモデム（ＴＤＤモデム）相互間で送受信される通信信号の伝送方向ごとに，信号経路が前記第１の信号経路と前記第２の信号経路とに分離されるので，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できる。
また，各信号経路を流れる信号を前記信号強度調節手段により増幅できるので，２つのモデムの間の有線又は無線の通信経路に当該通信中継装置を配置して通信信号を中継伝送すれば，長距離通信等を行う場合でも通信に必要な信号強度が確保される。
さらに，前記バースト信号検出手段によって信号伝送中の信号経路（前記第１の信号経路か前記第２の信号経路か）を特定でき，前記信号強度調節手段によって信号伝送中の信号経路についてのみ信号を増幅させ，他方の信号を減衰させることができる。その結果，サーキュレータの分離度の不十分さによって一方の信号経路で増幅された信号が他方の信号に回り込んだとしても，その回り込み信号を前記信号強度調節手段により減衰させることができるので，長距離通信等を行う場合（即ち，増幅後の信号強度が大きい場合）であっても，回り込み信号による信号干渉を防止して良好な通信品質を確保できる。
また，前記第１の信号経路を流れる信号の周波数を上げるとともに，前記第２の信号経路を流れる信号の周波数を下げることにより，各モデムにおいて自局からの送信信号が当該通信中継装置に到達後に再び戻ってきてノイズとなることを防止でき，良好な通信品質を確保できる。さらに，そのような通信中継装置を通信経路中に複数配置すれば，例えば，２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮ用の既存のＴＤＤモデムをそのまま有効活用して，周波数帯域割当に余裕がある準ミリ波帯〜ミリ波帯等の他の周波数帯域で無線通信（無線中継）を行うこと等も可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態及び実施例について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は，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は本発明の第１実施形態に係る通信中継装置Ｘ１の概略構成図，図２は本発明の第２実施形態に係る通信中継装置Ｘ２の概略構成図，図３は本発明の実施形態に係る通信中継装置Ｘ１又はＸ２を構成要素とする無線通信システムＺの概略構成図，図４は無線通信システムＺを構成する無線通信装置Ｙの概略構成図，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。
【００１３】
＜第１実施形態＞
まず，図１の概略構成図を用いて，本発明の第１実施形態に係る通信中継装置Ｘ１について説明する。
通信中継装置Ｘ１を構成要素とする通信システムでは，親局側に，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親局ＴＤＤモデム１が，子局側に，同じくＴＤＤ方式のモデムである子局ＴＤＤモデム２が存在し，通信中継装置Ｘ１は，これらＴＤＤ方式の２つのモデム相互間で有線若しくは無線により送受信される通信信号を中継伝送するものである。
ここで，図示していないが，各ＴＤＤモデム１，２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ＴＤＤモデム１，２が，送信信号の変調と受信信号の復調とを行う。
図１に示すように，通信中継装置Ｘ１は，並列に設けられた各々異なる第１の信号経路Ｒ１及び第２の信号経路Ｒ２を備え，２つのサーキュレータ（第１のサーキュレータ１１及び第２のサーキュレータ１２）によって，前記親局ＴＤＤモデム１から前記子局ＴＤＤモデム２へ向かう下り方向の通信信号を前記第１の信号経路Ｒ１により伝送するとともに，前記子局ＴＤＤモデム２から前記親局ＴＤＤモデム１へ向かう上り方向の通信信号を前記第２の信号経路Ｒ２により伝送するよう構成されている。
即ち，通信中継装置Ｘ１は，有線により若しくは無線アンテナ３１，３２を介して，２つのモデムのうちの一方の前記親局ＴＤＤモデム１に通じる第１の接続端Ｐ１１から入力される信号を，前記第１の信号経路Ｒ１との接続端Ｐ１２へ出力する（伝送する）とともに，前記第２の信号経路Ｒ２との接続端Ｐ１３から入力される信号を前記第１の接続端Ｐ１１へ出力する第１のサーキュレータ１１を具備する。
また，同じく有線により若しくは無線アンテナ３３，３４を介して他方の前記子局ＴＤＤモデム２に通じる第２の接続端Ｐ２１から入力される信号を，前記第２の信号経路との接続端Ｐ２２へ出力する（伝送する）とともに，前記第１の信号経路Ｒ１との接続端Ｐ２３から入力される信号を前記第２の接続端Ｐ２１へ出力する第２のサーキュレータ１２も具備する。
さらに，通信中継装置Ｘ１は，前記第１の信号経路Ｒ１においてバースト信号（ＴＤＤ通信における通信信号）の有無を検出するバースト信号検出器６５と，前記第１の信号経路Ｒ１における前記バースト信号検出器６５による信号検出位置よりも信号流れ方向下流側（前記第１の信号経路Ｒ１においては前記第２のサーキュレータ１２に近い側）の位置に設けられ，そこを流れる信号の強度の増幅及び減衰を前記バースト信号検出器６５の検出結果に基づいて調節する第１の信号強度調節回路６７と，他方の前記第２の信号経路Ｒ２に設けられ，そこを流れる信号の強度の増幅及び減衰を前記バースト信号検出器６５の検出結果に基づいて調節する第２の信号強度調節回路６８とを具備する。
図１に示す例では，前記バースト信号検出器６５は，前記第１の信号経路Ｒ１上に配置される機器のうちで信号流れ方向最上流側に配置されている。
【００１４】
また，前記バースト信号検出器６５は，前記第１の信号経路Ｒ１からの分岐経路に設けられた信号減衰器６５ａと，その信号減衰器６５ａを経由後の信号のレベル（電圧レベル）が所定の設定レベルを超えるか否かによりバースト信号の有無を検出する高周波検波器６５ｂと，その検出結果を表す信号を各信号強度調節回路６７，６８へ伝送する制御信号形成器６６を具備する。
ここで，前記親局ＴＤＤモデム１から送信されて前記第１の信号経路Ｒ１における前記信号減衰器６５ａへの分岐部に到達するバースト信号（通信信号）のレベルが０ｄＢｍ程度，前記第１の信号経路との分岐部（デバイダ）の結合度が−６ｄＢ程度，前記高周波検波器６５ｂの最低検出感度が−６０ｄＢｍ程度，前記第１の信号経路Ｒ２側を流れる信号のレベルが−２０〜−６０ｄＢｍ程度，前記第１のサーキュレータ１１における前記第２の信号経路Ｒ２側（接続端Ｐ１３）から前記第１の信号経路側（接続端Ｐ１２）への結合度が−２０ｄＢ程度であると考える。
この場合，前記信号減衰器６５ａの減衰レベルを−４０ｄＢ程度とすると，前記高周波検波器６５ｂは，前記信号減衰器６５ａを経由して入力される信号が前記親局ＴＤＤモデム１から送信された下りバースト信号である場合には，入力信号レベルが−４６ｄＢｍ程度となるので「下りバースト信号有り」を検出してロジックＯＮ（＋５Ｖ）を出力する。一方，入力される信号が前記第２の信号経路Ｒ２側からの回り込み信号である場合には，入力信号レベルが−８６〜−１２６ｄＢｍ程度となるので「下りバースト信号無し」を検出してロジックＯＦＦ（０Ｖ）を出力する。これにより，前記親局ＴＤＤモデム１が送信中であるか受信中であるか（下り方向の通信中か上り方向の通信中か）を判別（区分）できる。
【００１５】
また，前記第１の信号強度調節回路６７及び前記第２の信号強度調節回路６８は，各々ＦＥＴスイッチ６７ａ，６８ａ及び可変利得アンプ２１２ｘ，２２２ｘを備えている。
そして，前記バースト信号検出器６５による検出信号（ＯＮ／ＯＦＦ）は，前記制御信号形成器６６を通じて前記ＦＥＴスイッチ６７ａ，６８ａ各々に伝送され，前記ＦＥＴスイッチ６７ａ，６８ａ各々は，伝送されてきた信号に基づいて前記可変利得アンプ２１２ｘ，２２２ｘ各々に信号レベルを上げさせる（増幅させる）か下げさせる（減衰させる）かの切り替え制御を行う。なお，ここでいう「信号を下げさせる（減衰させる）には，実質的に信号伝送を遮断させることが含まれるものとする。
【００１６】
より具体的には，前記バースト信号検出器６５によりバースト信号が検出された場合（即ち，下り方向通信中）には，その検出信号（検出有り信号（ＯＮ信号））が前記制御信号形成器６６により１回反転（ロジック反転）された反転信号（即ち，ＯＦＦ信号）と，２回反転されることにより前記検出有り信号が前記反転信号よりも所定時間遅延して出力される遅延信号とに変換される。さらに，前記反転信号は前記第２の信号経路Ｒ２側の前記ＦＥＴスイッチ６８ａに伝送され，そのＦＥＴスイッチ６８ａにより前記可変利得アンプ２２２ｘのゲイン設定が信号レベルを下げる側（減衰側）に切り替えられる。一方，前記遅延信号は前記第１の信号経路Ｒ１側の前記ＦＥＴスイッチ６７ａに伝送され，そのＦＥＴスイッチ６７ａにより前記可変利得アンプ２１２ｘのゲイン設定が信号レベルを上げる側（増幅側）に切り替えられる。
ここで，前記遅延信号は前記反転信号より遅れて信号が変化するので，両信号強度調節回路６７，６８により，バースト信号が検出された前記第１の信号経路Ｒ１（一方の信号経路）とは異なる前記第２の信号経路Ｒ２（他方の信号経路）における信号のレベルを下げる方向に調節し，それより遅れて前記第１の信号経路Ｒ１における信号のレベルを上げる方向に調節することになる。
【００１７】
同様に，前記バースト信号検出器６５によりバースト信号が検出されていない場合（即ち，上り方向通信通信中）には，その検出信号（検出無し信号（ＯＦＦ信号））が前記制御信号形成器６６により１回反転（ロジック反転）された反転信号（即ち，ＯＮ信号）と，２回反転された前記遅延信号とに変換され，前記反転信号に基づき前記第２の信号経路Ｒ２側の前記可変利得アンプ２２２ｘのゲイン設定が信号レベルを上げる側（増幅側）に，前記遅延信号に基づき前記第１の信号経路Ｒ１側の前記可変利得アンプ２１２ｘのゲイン設定が信号レベルを下げる側（減衰側）に切り替えられる。
これにより，下り方向通信中（下りバースト信号有りを検出中）は，その通信信号が前記第１の信号強度調節回路６７により増幅されるので，２つのＴＤＤモデム１，２相互間の距離が長い場合等であっても，通信信号の減衰分が補われて通信が可能となる。さらに，その通信信号が前記第２のサーキュレータ１２を経由して回り込む信号は前記第２の信号強度調節回路６８により減衰（或いは遮断）され，これが前記第１の信号経路Ｒ１に回り込んでノイズとなることを防止できる。
一方，上り方向通信中（下りバースト信号無しを検出中）は，その通信信号が前記第２の信号強度調節回路６８により増幅されるので，２つのＴＤＤモデム１，２相互間の距離が長い場合等であっても，通信信号の減衰分が補われて通信が可能となる。さらに，その通信信号が前記第１のサーキュレータ１１を経由して回り込む信号は前記第１の信号強度調節回路６７により減衰（或いは遮断）され，これが前記第２の信号経路Ｒ２に回り込んでノイズとなることを防止できる。
また，前記バースト信号検出器６５による信号検出側（一方）の信号経路における信号レベル調節（増幅調節）が，反対側（他方）の信号経路における信号レベル調節（減衰調節）より遅れて行われるので，より確実に回り込み信号がノイズとなることを防止できる。
なお，前記制御信号形成器６６による信号の遅延時間は，前記バースト信号検出器６５による信号検出位置からその信号経路における可変利得アンプまでの信号伝送時間から，信号レベル調節に必要なその他の時間を差し引いた時間よりも短い時間とする。これにより，バースト信号が可変利得アンプにより減衰されてしまうことを防止できる。
また，通信中継装置Ｘ１は，例えば，各モデム１，２と無線アンテナとの距離が長い場合，例えば，ＴＤＤモデムが高層ビルの低層階や地下に設置され，無線アンテナがそのビルの上層階や屋上に設置されるような場合に，その間の信号減衰を補う中継装置に適用することも考えられる。
例えば，図１に破線で示す４つの無線アンテナ３１〜３４のうち，無線アンテナ３２，３３のみが接続されており，その一方の無線アンテナ３３が高層ビルの上層階や屋上に配置され，前記親局ＴＤＤモデム１がそのビルの低層階や地下に配置されているような場合である。
【００１８】
＜第２実施形態＞
次に，図２の概略構成図を用いて，本発明の第２実施形態に係る通信中継装置Ｘ２について説明する。なお，前記通信中継装置Ｘ１及びそれを含む通信システムと同じ構成要素については，同じ記号で表している。
図２に示すように，通信中継装置Ｘ２は，前記通信中継装置Ｘ１の全構成要素に加え，前記第１の信号経路Ｒ１を流れる信号の周波数を既定の周波数幅分上げるアップコンバータ２１ａ（第１の周波数変換手段に相当）と，前記第２の信号経路Ｒ２を流れる信号の周波数を既定の周波数幅分下げるダウンコンバータ２２ａ（第２の周波数変換手段に相当）とを具備している。
また，この通信中継装置Ｘ２における前記アップコンバータ２１ａと前記ダウンコンバータ２２ａとは，同一の周波数幅分の変換を行うものである。このため，前記アップコンバータ２１ａと前記ダウンコンバータ２２ａは，周波数混合器２１１，２２１（ミキサ）は各々個別に設けられているが，周波数混合器２１１，２２１各々に入力される基準信号（基準周波数信号）を出力する周波数発振器２３は，両コンバータ２１ａ，２２ａにおいて共用する構成となっている。これにより，周波数発振器の数を減らして構成を簡略化及び小型化し，省電力化している。
一方，前記アップコンバータ２１ａと前記ダウンコンバータ２２ａとで，異なる周波数幅分の変換を行う場合は，各々発振周波数が異なる周波数発振器を個別に設ければい。
なお，図２に示す構成では，便宜上，前記アップコンバータ２１ａ及び前記ダウンコンバータ２２ａ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。
このような通信中継装置Ｘ２を，２つのモデム１，２の間に配置して通信信号を中継伝送することにより，前記親局ＴＤＤモデム１側との無線通信と，前記子局ＴＤＤモデム２側との無線通信とを，各々異なる周波数ｆ１，ｆ２の通信信号を用いて行うことが可能となる。
例えば，前記アップコンバータ２１ａを２．４ＧＨｚ帯から５ＧＨｚ帯へ変換するものとし，前記ダウンコンバータ２２ａを５ＧＨｚ帯から２．４ＧＨｚ帯へ（同一の周波数幅分）周波数変換するものとすれば，前記親局ＴＤＤモデム１として２．４ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮ用のＴＤＤモデムを用い，前記子局ＴＤＤモデム２として５ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮ用のＴＤＤモデムを用いることができる。
このように，２つのモデム１，２各々が異なる周波数帯域ｆ１，ｆ２を使用して無線通信を行えるよう周波数変換機能を有する通信中継装置Ｘ２を配置することにより，例えば，前記子局ＴＤＤモデム２からの周波数ｆ２の無線信号が，前記親局ＴＤＤモデム１からの周波数ｆ１の無線信号を受信中の無線アンテナ３２に同時に受信され，これが前記子局ＴＤＤモデム２に戻ってきた場合でも，その戻ってきた戻り信号の周波数は前記アップコンバータ２１ａによって周波数ｆ１とは異なる周波数に変換されている。従って，そのような戻り信号は，前記子局モデム２が備えるフィルタ機能によって除去された後に処理される。その結果，前記子局ＴＤＤモデム２において，自局の送信信号が戻ってきてノイズとなることが防止される。このことは，前記親局ＴＤＤモデム１においても同様である。
【００１９】
また，前記アップコンバータ２１ａと前記ダウンコンバータ２２ａとが，各々異なる周波数幅分の変換を行う構成とすれば，信号伝送方向ごとに異なる周波数で無線通信を行うことも可能となる。
これにより，例えば，前記親局ＴＤＤモデム１が，ある無線周波数帯域ｆ１の中の一部の周波数ｆ１１のチャンネルで送信を行い，それとは異なる他の周波数ｆ１２のチャンネルで受信を行うよう設定されている場合，周波数ｆ１１の送信信号が，反射等の影響で信号受信状態に切り替わった後に自装置（自局）のアンテナ３１に戻ってきても，その周波数は受信設定されている周波数ｆ１２とは異なるので，前記親局ＴＤＤモデム１が備えるフィルタ機能（チャンネル選択機能）により，その戻ってきた信号は除去されてノイズとならない。
また，このような周波数変換機能を備えた通信中継装置Ｘ２を，両モデム１，２の間に直列に複数（例えば２つ）配置すれば，２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮ用の既存のＴＤＤモデムをそのまま有効活用して，周波数帯域割当に余裕がある準ミリ波帯〜ミリ波帯等の他の周波数帯域で無線通信（無線中継）を行うといったことも可能となる。
この場合，前記周波数発振器２３の発振周波数を，「準ミリ波帯〜ミリ波帯」の所定の周波数と「２．４ＧＨｚ帯若しくは５ＧＨｚ帯」の周波数との差分周波数に設定する。これにより，前記アップコンバータ２１ａが，「２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯」から「準ミリ波帯〜ミリ波帯」に周波数を上げるものとなり，前記ダウンコンバータ２２ａが，「準ミリ波帯〜ミリ波帯」から「２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯」に周波数を下げるものとなる。
なお，前記通信中継装置Ｘ２において，前記バースト信号検出器６５が設けられる側の前記第１の信号経路Ｒ１に前記ダウンコンバータ２２ａを，そうでない側の前記第２の信号経路Ｒ２に前記アップコンバータ２１ａを設けた構成としても同様の作用効果を奏する。但し，前記親局ＴＤＤモデム１及び前記子局ＴＤＤモデム２各々が用いる周波数帯の高低によって，両モデム１，２の配置が逆になり得ることはいうまでもない。
【００２０】
＜通信中継装置Ｘ１，Ｘ２の他の適用例＞
次に，図３及び図４を用いて，前記通信中継Ｘ１，Ｘ２の適用例である無線通信システムＺについて説明する。
図３は，無線通信システムＺの概略構成図を表す。
図３に示すように，無線通信システムＺは，２つのモデム１，２各々に，「２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯」と「準ミリ波帯〜ミリ波帯」との間で相互に周波数変換を行う無線通信装置Ｙを接続し，その２つの無線通信装置Ｙの間で「準ミリ波帯〜ミリ波帯」で送受信される無線通信信号を，前記通信中継装置Ｘ１若しくはＸ２により中継伝送するものである。
ここで，前記通信中継装置Ｘ１を用いる場合は，２つのモデム１，２各々の側で同じ周波数帯ｆ１で無線通信を行うことになる。
一方，前記通信中継装置Ｘ２を用いる場合は，２つのモデム１，２各々との間で，各々異なる周波数帯ｆ１，ｆ２で無線通信を行うことになる。さらにこの場合，モデム１，２ごとに双方向の通信において同一の周波数帯（親局側がｆ１，子局側がｆ２）で通信を行う場合と，通信方向ごとに異なる周波数帯（親局側がｆ１１及びｆ１２，子局側がｆ２１及びｆ２２）で無線通信を行う場合とが考えられる。
このように，前記通信中継装置Ｘ１，Ｘ２は，「２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯」と「準ミリ波帯〜ミリ波帯」との間で相互に周波数変換を行う無線通信装置Ｙを介した無線通信の中継に用いることも可能である。これにより，２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮ用の既存のＴＤＤモデムをそのまま有効活用して，周波数帯域割当に余裕がある準ミリ波帯〜ミリ波帯等の他の周波数帯域で長距離の，或いは通信障害物等が存在する場合の無線通信（無線中継）を，良好な通信品質を確保しつつ行うことが可能となる。
【００２１】
図４は，前記無線通信装置Ｙの概略構成図を表す。
図４に示すように，前記無線通信装置Ｙは，サーキュレータ１０，アップコンバータ２１ｂ，ダウンコンバータ２２ｂ，バースト信号検出器６５’，制御信号形成器６６’，第１の信号強度調節回路６７’，第２の信号強度調節回路６８’，送信アンテナ３１及び受信アンテナ３２を具備する。
前記サーキュレータ１０は，ＴＤＤモデム１or２に接続され，該ＴＤＤモデム１or２の送信信号を入力して第１接続端ｐ１へ出力するとともに，他の第２接続端ｐ２からの入力信号をＴＤＤモデム１，２へ出力するものである。
前記アップコンバータ２１ｂは，ミキサ２１１及び周波数発振器２３１により，前記サーキュレータ１０の前記第１接続端ｐ１からの出力信号を既定の周波数幅だけ上げる周波数変換処理を施して前記送信アンテナ３１へ出力するものである。
前記ダウンコンバータ２２ｂは，ミキサ２２１及び周波数発振器２３２により，前記受信アンテナ３２の受信信号の周波数を既定の周波数幅だけ下げる周波数変換処理を施して前記サーキュレータ１０の第２接続端ｐ２へ出力するものである。
これらアップコンバータ２１ｂ及びダウンコンバータ２２ｂも，二段以上重ねて（直列的に）変換する構成であってもよい。
【００２２】
前記バースト信号検出器６５’は，前記サーキュレータ１０から前記送信アンテナ３１までの送信信号経路において，ＴＤＤモデム１or２からの送信信号であるバースト信号の有無を検出するものであり，前記制御信号形成器６６’はその検出結果を前記第１及び第２の信号強度調節回路６７’，６８’に伝送するものであり，前記バースト信号検出器６５及び前記制御信号形成器６６各々と同様の構成を有するものである。
また，前記第１の信号強度調節回路６７’は，前記バースト信号検出器６５’によるバースト信号有無の検出結果に基づいて，前記送信信号経路において流れる信号の強度を調節する（増幅及び減衰させる）ものである。
同じく前記第２の信号強度調節回路６８’も，前記バースト信号検出器６５の検出結果に基づいて前記受信アンテナ３２から前記サーキュレータ１０までの受信信号経路において流れる信号の強度を調節する（増幅及び減衰させる）ものである。
このような構成を有する無線通信装置Ｙを前記親局ＴＤＤモデム１及び前記子局ＴＤＤモデム２各々に接続すれば，各モデム１，２からの「２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯」の送信信号を「準ミリ波帯〜ミリ波帯」に変換して無線送信でき，相手側から「準ミリ波帯〜ミリ波帯」で伝送されてくる受信信号を「２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯」に変換して各モデム１，２に伝送することができる。
そして，このような無線通信装置Ｙが接続された２つのＴＤＤモデム１，２の間に前記通信中継装置Ｘ１又はＸ２を配置すれば，２つの前記無線通信装置Ｙ相互間の距離が長距離である場合等においても通信が可能となり，しかも，回り込み信号がノイズとなることを防止して良好な通信品質を確保できる。
【００２３】
また，前記無線通信装置Ｙが接続された２つのＴＤＤモデム１，２の間に前記通信中継装置Ｘ２を配置すれば，前記親局ＴＤＤモデム１側の「準ミリ波帯〜ミリ波帯」の通信周波数帯ｆ１と，前記子局ＴＤＤモデム２側の同周波数帯ｆ２とを異なる周波数帯に設定できる。
この場合，２つのＴＤＤモデム１，２が各々同一周波数帯ｆ０を用いるモデムであれば，前記親局ＴＤＤモデム１に接続される前記無線通信装置Ｙにおける周波数変換幅と，前記子局ＴＤＤモデム２に接続される前記無線通信装置Ｙにおける周波数変換幅とを異なる幅に設定すればよい。
さらにその場合，前記無線通信周波数Ｙにおける送信側の前記周波数発振器２３１と受信側の前記周波数発振器２３２とを異なる周波数に設定することにより，通信方向ごとに異なる周波数帯（親局側がｆ１１及びｆ１２，子局側がｆ２１及びｆ２２）で無線通信を行うシステムを構成できる。
また，「準ミリ波帯〜ミリ波帯」のような非常に高い周波数の信号を中継伝送する場合，前記通信中継装置Ｘ１の前記第１の信号経路Ｒ１における前記バースト信号検出器６５の前段（信号の流れ方向上流側）に，流れる信号の周波数を所定の周波数に一旦下げるダウンコンバータを設けるとともに，前記バースト信号検出器６５の後段に，一旦下げた信号の周波数を元の周波数に戻す（上げる）アップコンバータを設けることが望ましい。
これにより，前記バースト信号検出器６５を構成する機器を，比較的低周波数の信号に対応した機器とすることができ，装置の簡素化，小型化及び低コスト化が図れる。
また，前記通信中継装置Ｘ２についても，同様に，前記第１の信号経路Ｒ１における前記バースト信号検出器６５の前段に，ダウンコンバータを設けるとともに，前記バースト信号検出器６５の後段に存在する前記第１の信号強度調節回路６７において，その周波数の上げ幅の分を調整するように設定すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
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】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る通信中継装置Ｘ１の概略構成図。
【図２】本発明の第２実施形態に係る通信中継装置Ｘ２の概略構成図。
【図３】本発明の実施形態に係る通信中継装置Ｘ１又はＸ２を構成要素とする無線通信システムＺの概略構成図。
【図４】無線通信システムＺを構成する無線通信装置Ｙの概略構成図。
【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】
【００２６】
１…親局ＴＤＤモデム
２…子局ＴＤＤモデム
１０，１１，１２…サーキュレータ（第１，第２）
２１ａ，２１ｂ…アップコンバータ
２２ａ，２２ｂ…ダウンコンバータ
２３，２３１，２３２…周波数発振器
３１，３２，３３，３４…無線アンテナ
６５，６５’…バースト信号検出器（バースト信号検出手段）
６６，６６’…制御信号形成器
６７，６７’…第１の信号強度調節回路
６８，６８’…第２の信号強度調節回路
６７ａ，６８ａ…ＦＥＴスイッチ
２１１，２２１…ミキサ
２１２ｘ，２２２ｘ…可変利得アンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は，時分割多重復信方式の２つのモデム相互間で有線若しくは無線により送受信される通信信号を中継伝送する通信中継装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年，個人向けに無線ＬＡＮシステムが普及し，これに用いられる通信機器が汎用品として大幅に低コスト化されている。
現在普及している無線ＬＡＮシステムに用いられる汎用化された通信機器（普及品）の代表的なものとして，パーソナルコンピュータ等の通信主体に接続され，時分割多重復信（ＴＤＤ）方式の通信を行うモデム（以下，ＴＤＤモデムという）や，有線による通信信号と２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯の無線信号との間で相互に周波数変換する周波数コンバータ等がある。このような既に普及している通信機器を用いて通信システムを構成すれば，省資源化や低コスト化が図れるので好適である。
【０００３】
ところで，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。
また，通信速度の高速化のため，複数モデム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が原理上は可能である。例えば，上記ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ準拠の無線チャンネルを２チャンネル多重化することにより，最大１０８Ｍｂｐｓの通信速度が得られることになる。しかしこの場合，限られた無線チャンネルの周波数帯域をより多チャンネルで占有することになることから，実用的には問題が多いと考えられる。
【０００４】
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。
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して無線通信を行えば，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。
【０００５】
従来，既存の無線ＬＡＮで用いられているＴＤＤ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】
【０００６】
しかしながら，前記従来例１や前記従来例２の構成では，以下に示すように，既存のＴＤＤモデムを有効活用して双方向の長距離通信や通信経路中に障害物が存在する等により信号減衰が大きい場合の通信を安定した通信品質を確保しつつ行うことができないという問題点があった。
例えば，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んでノイズとして干渉する問題が生じ，安定した通信品質が得られないという問題点があった。特に，通信距離が長くなるほど，或いは通信経路中の障害物等による信号減衰が大きいほど送信波（無線信号）をより増幅しなければならないが，送信波の電力レベルを増幅するほど，自局の送信信号の回り込みによるノイズが顕著になるという問題点があった。
また，前記従来例２の構成では，ＴＤＤ通信の送受信タイミングの切り替え信号が必要となるが，通常の無線ＬＡＮ用のＴＤＤモデムはそのような切り替え信号を外部出力する機能を備えていないため，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。さらに，送信波の電力レベルが大きい場合（即ち，通信距離が長い或いは障害物等による信号減衰が大きい場合），スイッチ９３，９４による信号切り替えの分離度が不十分であると，自局の送信信号が受信側に回り込んで周波数コンバータ装置９１，９２の受信側経路のアンプが飽和する，或いはスイッチ９３，９４を逆流してベースバンド信号のＳＮ比を劣化させる等により，安定した通信品質が得られ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，有線又は無線による長距離の或いは通信障害物が存在する場合の双方向通信を安定した通信品質で行うことができる通信システムを構築するための通信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】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は，時分割多重復信方式（ＴＤＤ方式）の２つのモデム相互間で有線若しくは無線により送受信される通信信号を中継伝送するものであり，各々異なる２つの信号経路（以下，第１の信号経路及び第２の信号経路という）が設けられ，有線により若しくは無線アンテナを介して一方のモデムに通じる第１の接続端から入力される信号を前記第１の信号経路へ出力するとともに，前記第２の信号経路から入力される信号を前記第１の接続端へ出力するサーキュレータ（以下，第１のサーキュレータという）と，同様に他方のモデムに通じる第２の接続端から入力される信号を前記第２の信号経路へ出力するとともに，前記第１の信号経路から入力される信号を前記第２の接続端へ出力するサーキュレータ（以下，第２のサーキュレータという）と，前記第１の信号経路においてバースト信号（即ち，両モデム相互間で送受信される通信信号）の有無を検出するバースト信号検出手段と，前記第１の信号経路における前記バースト信号検出手段による信号検出位置よりも信号流れ方向下流側の所定位置及び前記第２の信号経路における所定位置の各々において流れる信号の強度の増幅及び減衰を前記バースト信号検出手段の検出結果に基づいて調節する信号強度調節手段と，を具備する通信中継装置として構成されるものである。
ここで，２つの信号経路各々を識別する「第１の」及び「第２の」は，便宜上，２つの信号経路のうち前記バースト信号検出手段が設けられる側の信号経路を「第１の」とし，他方を「第２の」としたものであり，それ以外の意味を有するものではない。
このような構成により，２つのサーキュレータの機能によって２つのモデム（ＴＤＤモデム）相互間で送受信される通信信号の伝送方向ごとに，信号経路が前記第１の信号経路と前記第２の信号経路とに分離されるので，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できる。
また，各信号経路を流れる信号を前記信号強度調節手段により増幅できるので，２つのモデムの間の有線又は無線の通信経路に当該通信中継装置を配置して通信信号を中継伝送すれば，長距離通信を行う場合や無線通信経路中に障害物等が存在する場合でも通信に必要な信号強度が確保される。
【０００８】
ここで，ＴＤＤモデムは，送信と受信とを時分割で切り替えるので，前記バースト信号検出手段により信号が検出されている側以外の信号経路においては，信号を増幅する必要がなく，むしろ信号増幅を行うべきでない。
一方，基本的には，サーキュレータは，３つの接続端のうち一の接続端に入力された高周波信号を予め定められた他の一の接続端にのみ伝送するものであるが，残りの一の接続端への信号伝送が完全に遮断されるわけではない。一般に，サーキュレータの信号弁別性能を示す分離度は，概ね２０ｄＢ程度であり，入力信号のうち約１００分の１の電力相当分が，本来の接続端（出力端）を通り過ぎて残りの接続端へ出力されてしまう。例えば，前記第１の信号経路において増幅されて前記第２のサーキュレータに入力された信号の約１００分の１の電力相当分が，前記第２の信号経路に回りこんで侵入することになる。そして，その回り込み信号が前記第２の信号経路において増幅されて無視できないレベルとなると，それが前記第１のサーキュレータを経由してさらに前記第１の信号経路に回り込むことによって信号干渉が生じるおそれがある。このような現象は，長距離通信等を行うために信号の増幅ゲインを上げるほど顕著になる。
しかし，上記構成によれば，前記バースト信号検出手段によって信号伝送中の信号経路を特定でき（即ち，前記バースト信号検出手段によりバースト信号が検出されている最中は前記第１の信号経路が信号伝送中であると特定できる），前記信号強度調節手段によって信号伝送中の一方の信号経路における信号を増幅させるとともに，他方の信号経路における信号を減衰させることができる。その結果，サーキュレータの分離度の不十分さによって一方の信号経路で増幅された信号が他方の信号に回り込んだとしても，その回り込み信号を前記信号強度調節手段により減衰させることができるので，長距離通信を行う場合や無線通信経路上に障害物等が存在する場合であっても，回り込み信号による信号干渉を防止して良好な通信品質を確保できる。
【０００９】
また，前記バースト信号検出手段によりバースト信号が検出された場合に，前記信号強度調節手段が，前記第２の信号経路における信号のレベルを下げる方向に調節し，それより遅れて前記第１の信号経路における信号のレベルを上げる方向に調節するものであれば，反対側の信号経路からの回り込み信号が一時的にノイズとなる（干渉する）ことをより確実に防止できる。
ここで，前記バースト信号検出手段の具体的構成としては，例えば，前記第１の信号経路からの分岐経路に設けられた信号減衰手段と，前記信号減衰手段を経由後の信号のレベルに基づいて前記バースト信号の有無を検出する検波手段とを具備する構成が考えられる。
このような構成により，前記検波手段に入力される信号（減衰後の信号）が，その元の信号（信号経路からの分岐信号）が送信バースト信号若しくは受信バースト信号である場合に前記検波手段により信号有りが検出され，それ以外の信号（例えば，他方の信号経路からの回り込み信号）である場合に前記検波手段により信号無しが検出されるよう，前記信号減衰手段の減衰レベルを設定すれば，簡易な構成によって通信に用いられるバースト信号を他のノイズ信号と区別して検出できる。
【００１０】
ところで，一方のモデムからの無線信号が反射等の影響によって遅れて当該通信中継装置に到達したような場合に，その一方のモデムからの無線信号が，他方のモデムからの無線信号を受信中の無線アンテナに同時に受信されて混信し，これが前記一方のモデムに到達する（戻ってくる）ことが生じ得る。このような現象が生じると，戻ってきた信号がノイズとなって通信が非常に不安定になる。
そこで，前記第１の信号経路及び第２の信号経路のうち，その一方を流れる信号の周波数を既定の周波数幅分上げる第１の周波数変換手段と，他方を流れる信号の周波数を既定の周波数幅分下げる第２の周波数変換手段とを具備するものが考えられる。この場合，前記第１の周波数変換手段と前記第２の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や同一の周波数幅分変換するものが考えられる。
これにより，一方のモデム側との無線通信と他方のモデム側との無線通信とを異なる周波数の通信信号を用いて行うことが可能となる。
例えば，前記第１の周波数変換手段と前記第２の周波数変換手段とが，各々２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯との差分だけ（同一の周波数幅分）周波数変換を行うものとすれば，２．４ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮ用のＴＤＤモデムと，５ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮ用のＴＤＤモデムとの相互間で通信が可能となる。或いは，全体として同じ周波数帯域のＴＤＤモデムを用いる場合でも，通信方向によってその全体の通信帯域の中で予め定められた異なるチャンネルを使用して通信を行うといったことも可能となる。
このように，２つのモデム各々が異なる周波数帯域を使用して無線通信を行うよう当該通信中継装置に周波数変換機能を持たせることにより，一方のモデムからの無線信号が他方のモデムからの無線信号とともに戻ってきた場合でも，その一方のモデムから送信された無線信号は，当該通信中継装置によってその一方のモデムが使用していない周波数に変換されるので，前記一方のモデム内部のフィルタ機能によって自装置が送信した信号は除去される。その結果，自装置の送信信号が戻ってきてノイズとなることが防止される。
また，このような周波数変換機能を備えた通信中継装置を両モデム間に直列に複数（例えば２つ）配置すれば，２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮ用の既存のＴＤＤモデムをそのまま有効活用して，周波数帯域割当に余裕がある準ミリ波帯〜ミリ波帯等の他の周波数帯域で無線通信（無線中継）を行うといったことも可能となる。この場合，例えば前記第１の周波数変換手段を「２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯」から「準ミリ波帯〜ミリ波帯」に周波数を上げるものとし，前記第２の周波数変換手段を「準ミリ波帯〜ミリ波帯」から「２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯」に周波数を下げるものとすればよい。
また，前記第１の周波数変換手段と前記第２の周波数変換手段とが各々異なる周波数幅分の変換を行う構成とすれば，信号伝送方向ごとに異なる周波数で無線通信を行うことも可能となり，これにより，各モデムからの無線送信信号がそのまま自装置（自局）に戻ってきても，各モデムが備えるフィルタ機能によりその戻ってきた信号は除去され，ノイズとなることが防止される。
また，同一の周波数幅分変換する場合は，前記第１の周波数変換手段と前記第２の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する構成とすることにより，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。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば，２つのサーキュレータの機能によって２つのモデム（ＴＤＤモデム）相互間で送受信される通信信号の伝送方向ごとに，信号経路が前記第１の信号経路と前記第２の信号経路とに分離されるので，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できる。
また，各信号経路を流れる信号を前記信号強度調節手段により増幅できるので，２つのモデムの間の有線又は無線の通信経路に当該通信中継装置を配置して通信信号を中継伝送すれば，長距離通信等を行う場合でも通信に必要な信号強度が確保される。
さらに，前記バースト信号検出手段によって信号伝送中の信号経路（前記第１の信号経路か前記第２の信号経路か）を特定でき，前記信号強度調節手段によって信号伝送中の信号経路についてのみ信号を増幅させ，他方の信号を減衰させることができる。その結果，サーキュレータの分離度の不十分さによって一方の信号経路で増幅された信号が他方の信号に回り込んだとしても，その回り込み信号を前記信号強度調節手段により減衰させることができるので，長距離通信等を行う場合（即ち，増幅後の信号強度が大きい場合）であっても，回り込み信号による信号干渉を防止して良好な通信品質を確保できる。
また，前記第１の信号経路を流れる信号の周波数を上げるとともに，前記第２の信号経路を流れる信号の周波数を下げることにより，各モデムにおいて自局からの送信信号が当該通信中継装置に到達後に再び戻ってきてノイズとなることを防止でき，良好な通信品質を確保できる。さらに，そのような通信中継装置を通信経路中に複数配置すれば，例えば，２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮ用の既存のＴＤＤモデムをそのまま有効活用して，周波数帯域割当に余裕がある準ミリ波帯〜ミリ波帯等の他の周波数帯域で無線通信（無線中継）を行うこと等も可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態及び実施例について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は，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は本発明の第１実施形態に係る通信中継装置Ｘ１の概略構成図，図２は本発明の第２実施形態に係る通信中継装置Ｘ２の概略構成図，図３は本発明の実施形態に係る通信中継装置Ｘ１又はＸ２を構成要素とする無線通信システムＺの概略構成図，図４は無線通信システムＺを構成する無線通信装置Ｙの概略構成図，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。
【００１３】
＜第１実施形態＞
まず，図１の概略構成図を用いて，本発明の第１実施形態に係る通信中継装置Ｘ１について説明する。
通信中継装置Ｘ１を構成要素とする通信システムでは，親局側に，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親局ＴＤＤモデム１が，子局側に，同じくＴＤＤ方式のモデムである子局ＴＤＤモデム２が存在し，通信中継装置Ｘ１は，これらＴＤＤ方式の２つのモデム相互間で有線若しくは無線により送受信される通信信号を中継伝送するものである。
ここで，図示していないが，各ＴＤＤモデム１，２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ＴＤＤモデム１，２が，送信信号の変調と受信信号の復調とを行う。
図１に示すように，通信中継装置Ｘ１は，並列に設けられた各々異なる第１の信号経路Ｒ１及び第２の信号経路Ｒ２を備え，２つのサーキュレータ（第１のサーキュレータ１１及び第２のサーキュレータ１２）によって，前記親局ＴＤＤモデム１から前記子局ＴＤＤモデム２へ向かう下り方向の通信信号を前記第１の信号経路Ｒ１により伝送するとともに，前記子局ＴＤＤモデム２から前記親局ＴＤＤモデム１へ向かう上り方向の通信信号を前記第２の信号経路Ｒ２により伝送するよう構成されている。
即ち，通信中継装置Ｘ１は，有線により若しくは無線アンテナ３１，３２を介して，２つのモデムのうちの一方の前記親局ＴＤＤモデム１に通じる第１の接続端Ｐ１１から入力される信号を，前記第１の信号経路Ｒ１との接続端Ｐ１２へ出力する（伝送する）とともに，前記第２の信号経路Ｒ２との接続端Ｐ１３から入力される信号を前記第１の接続端Ｐ１１へ出力する第１のサーキュレータ１１を具備する。
また，同じく有線により若しくは無線アンテナ３３，３４を介して他方の前記子局ＴＤＤモデム２に通じる第２の接続端Ｐ２１から入力される信号を，前記第２の信号経路との接続端Ｐ２２へ出力する（伝送する）とともに，前記第１の信号経路Ｒ１との接続端Ｐ２３から入力される信号を前記第２の接続端Ｐ２１へ出力する第２のサーキュレータ１２も具備する。
さらに，通信中継装置Ｘ１は，前記第１の信号経路Ｒ１においてバースト信号（ＴＤＤ通信における通信信号）の有無を検出するバースト信号検出器６５と，前記第１の信号経路Ｒ１における前記バースト信号検出器６５による信号検出位置よりも信号流れ方向下流側（前記第１の信号経路Ｒ１においては前記第２のサーキュレータ１２に近い側）の位置に設けられ，そこを流れる信号の強度の増幅及び減衰を前記バースト信号検出器６５の検出結果に基づいて調節する第１の信号強度調節回路６７と，他方の前記第２の信号経路Ｒ２に設けられ，そこを流れる信号の強度の増幅及び減衰を前記バースト信号検出器６５の検出結果に基づいて調節する第２の信号強度調節回路６８とを具備する。
図１に示す例では，前記バースト信号検出器６５は，前記第１の信号経路Ｒ１上に配置される機器のうちで信号流れ方向最上流側に配置されている。
【００１４】
また，前記バースト信号検出器６５は，前記第１の信号経路Ｒ１からの分岐経路に設けられた信号減衰器６５ａと，その信号減衰器６５ａを経由後の信号のレベル（電圧レベル）が所定の設定レベルを超えるか否かによりバースト信号の有無を検出する高周波検波器６５ｂと，その検出結果を表す信号を各信号強度調節回路６７，６８へ伝送する制御信号形成器６６を具備する。
ここで，前記親局ＴＤＤモデム１から送信されて前記第１の信号経路Ｒ１における前記信号減衰器６５ａへの分岐部に到達するバースト信号（通信信号）のレベルが０ｄＢｍ程度，前記第１の信号経路との分岐部（デバイダ）の結合度が−６ｄＢ程度，前記高周波検波器６５ｂの最低検出感度が−６０ｄＢｍ程度，前記第１の信号経路Ｒ２側を流れる信号のレベルが−２０〜−６０ｄＢｍ程度，前記第１のサーキュレータ１１における前記第２の信号経路Ｒ２側（接続端Ｐ１３）から前記第１の信号経路側（接続端Ｐ１２）への結合度が−２０ｄＢ程度であると考える。
この場合，前記信号減衰器６５ａの減衰レベルを−４０ｄＢ程度とすると，前記高周波検波器６５ｂは，前記信号減衰器６５ａを経由して入力される信号が前記親局ＴＤＤモデム１から送信された下りバースト信号である場合には，入力信号レベルが−４６ｄＢｍ程度となるので「下りバースト信号有り」を検出してロジックＯＮ（＋５Ｖ）を出力する。一方，入力される信号が前記第２の信号経路Ｒ２側からの回り込み信号である場合には，入力信号レベルが−８６〜−１２６ｄＢｍ程度となるので「下りバースト信号無し」を検出してロジックＯＦＦ（０Ｖ）を出力する。これにより，前記親局ＴＤＤモデム１が送信中であるか受信中であるか（下り方向の通信中か上り方向の通信中か）を判別（区分）できる。
【００１５】
また，前記第１の信号強度調節回路６７及び前記第２の信号強度調節回路６８は，各々ＦＥＴスイッチ６７ａ，６８ａ及び可変利得アンプ２１２ｘ，２２２ｘを備えている。
そして，前記バースト信号検出器６５による検出信号（ＯＮ／ＯＦＦ）は，前記制御信号形成器６６を通じて前記ＦＥＴスイッチ６７ａ，６８ａ各々に伝送され，前記ＦＥＴスイッチ６７ａ，６８ａ各々は，伝送されてきた信号に基づいて前記可変利得アンプ２１２ｘ，２２２ｘ各々に信号レベルを上げさせる（増幅させる）か下げさせる（減衰させる）かの切り替え制御を行う。なお，ここでいう「信号を下げさせる（減衰させる）には，実質的に信号伝送を遮断させることが含まれるものとする。
【００１６】
より具体的には，前記バースト信号検出器６５によりバースト信号が検出された場合（即ち，下り方向通信中）には，その検出信号（検出有り信号（ＯＮ信号））が前記制御信号形成器６６により１回反転（ロジック反転）された反転信号（即ち，ＯＦＦ信号）と，２回反転されることにより前記検出有り信号が前記反転信号よりも所定時間遅延して出力される遅延信号とに変換される。さらに，前記反転信号は前記第２の信号経路Ｒ２側の前記ＦＥＴスイッチ６８ａに伝送され，そのＦＥＴスイッチ６８ａにより前記可変利得アンプ２２２ｘのゲイン設定が信号レベルを下げる側（減衰側）に切り替えられる。一方，前記遅延信号は前記第１の信号経路Ｒ１側の前記ＦＥＴスイッチ６７ａに伝送され，そのＦＥＴスイッチ６７ａにより前記可変利得アンプ２１２ｘのゲイン設定が信号レベルを上げる側（増幅側）に切り替えられる。
ここで，前記遅延信号は前記反転信号より遅れて信号が変化するので，両信号強度調節回路６７，６８により，バースト信号が検出された前記第１の信号経路Ｒ１（一方の信号経路）とは異なる前記第２の信号経路Ｒ２（他方の信号経路）における信号のレベルを下げる方向に調節し，それより遅れて前記第１の信号経路Ｒ１における信号のレベルを上げる方向に調節することになる。
【００１７】
同様に，前記バースト信号検出器６５によりバースト信号が検出されていない場合（即ち，上り方向通信通信中）には，その検出信号（検出無し信号（ＯＦＦ信号））が前記制御信号形成器６６により１回反転（ロジック反転）された反転信号（即ち，ＯＮ信号）と，２回反転された前記遅延信号とに変換され，前記反転信号に基づき前記第２の信号経路Ｒ２側の前記可変利得アンプ２２２ｘのゲイン設定が信号レベルを上げる側（増幅側）に，前記遅延信号に基づき前記第１の信号経路Ｒ１側の前記可変利得アンプ２１２ｘのゲイン設定が信号レベルを下げる側（減衰側）に切り替えられる。
これにより，下り方向通信中（下りバースト信号有りを検出中）は，その通信信号が前記第１の信号強度調節回路６７により増幅されるので，２つのＴＤＤモデム１，２相互間の距離が長い場合等であっても，通信信号の減衰分が補われて通信が可能となる。さらに，その通信信号が前記第２のサーキュレータ１２を経由して回り込む信号は前記第２の信号強度調節回路６８により減衰（或いは遮断）され，これが前記第１の信号経路Ｒ１に回り込んでノイズとなることを防止できる。
一方，上り方向通信中（下りバースト信号無しを検出中）は，その通信信号が前記第２の信号強度調節回路６８により増幅されるので，２つのＴＤＤモデム１，２相互間の距離が長い場合等であっても，通信信号の減衰分が補われて通信が可能となる。さらに，その通信信号が前記第１のサーキュレータ１１を経由して回り込む信号は前記第１の信号強度調節回路６７により減衰（或いは遮断）され，これが前記第２の信号経路Ｒ２に回り込んでノイズとなることを防止できる。
また，前記バースト信号検出器６５による信号検出側（一方）の信号経路における信号レベル調節（増幅調節）が，反対側（他方）の信号経路における信号レベル調節（減衰調節）より遅れて行われるので，より確実に回り込み信号がノイズとなることを防止できる。
なお，前記制御信号形成器６６による信号の遅延時間は，前記バースト信号検出器６５による信号検出位置からその信号経路における可変利得アンプまでの信号伝送時間から，信号レベル調節に必要なその他の時間を差し引いた時間よりも短い時間とする。これにより，バースト信号が可変利得アンプにより減衰されてしまうことを防止できる。
また，通信中継装置Ｘ１は，例えば，各モデム１，２と無線アンテナとの距離が長い場合，例えば，ＴＤＤモデムが高層ビルの低層階や地下に設置され，無線アンテナがそのビルの上層階や屋上に設置されるような場合に，その間の信号減衰を補う中継装置に適用することも考えられる。
例えば，図１に破線で示す４つの無線アンテナ３１〜３４のうち，無線アンテナ３２，３３のみが接続されており，その一方の無線アンテナ３３が高層ビルの上層階や屋上に配置され，前記親局ＴＤＤモデム１がそのビルの低層階や地下に配置されているような場合である。
【００１８】
＜第２実施形態＞
次に，図２の概略構成図を用いて，本発明の第２実施形態に係る通信中継装置Ｘ２について説明する。なお，前記通信中継装置Ｘ１及びそれを含む通信システムと同じ構成要素については，同じ記号で表している。
図２に示すように，通信中継装置Ｘ２は，前記通信中継装置Ｘ１の全構成要素に加え，前記第１の信号経路Ｒ１を流れる信号の周波数を既定の周波数幅分上げるアップコンバータ２１ａ（第１の周波数変換手段に相当）と，前記第２の信号経路Ｒ２を流れる信号の周波数を既定の周波数幅分下げるダウンコンバータ２２ａ（第２の周波数変換手段に相当）とを具備している。
また，この通信中継装置Ｘ２における前記アップコンバータ２１ａと前記ダウンコンバータ２２ａとは，同一の周波数幅分の変換を行うものである。このため，前記アップコンバータ２１ａと前記ダウンコンバータ２２ａは，周波数混合器２１１，２２１（ミキサ）は各々個別に設けられているが，周波数混合器２１１，２２１各々に入力される基準信号（基準周波数信号）を出力する周波数発振器２３は，両コンバータ２１ａ，２２ａにおいて共用する構成となっている。これにより，周波数発振器の数を減らして構成を簡略化及び小型化し，省電力化している。
一方，前記アップコンバータ２１ａと前記ダウンコンバータ２２ａとで，異なる周波数幅分の変換を行う場合は，各々発振周波数が異なる周波数発振器を個別に設ければい。
なお，図２に示す構成では，便宜上，前記アップコンバータ２１ａ及び前記ダウンコンバータ２２ａ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。
このような通信中継装置Ｘ２を，２つのモデム１，２の間に配置して通信信号を中継伝送することにより，前記親局ＴＤＤモデム１側との無線通信と，前記子局ＴＤＤモデム２側との無線通信とを，各々異なる周波数ｆ１，ｆ２の通信信号を用いて行うことが可能となる。
例えば，前記アップコンバータ２１ａを２．４ＧＨｚ帯から５ＧＨｚ帯へ変換するものとし，前記ダウンコンバータ２２ａを５ＧＨｚ帯から２．４ＧＨｚ帯へ（同一の周波数幅分）周波数変換するものとすれば，前記親局ＴＤＤモデム１として２．４ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮ用のＴＤＤモデムを用い，前記子局ＴＤＤモデム２として５ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮ用のＴＤＤモデムを用いることができる。
このように，２つのモデム１，２各々が異なる周波数帯域ｆ１，ｆ２を使用して無線通信を行えるよう周波数変換機能を有する通信中継装置Ｘ２を配置することにより，例えば，前記子局ＴＤＤモデム２からの周波数ｆ２の無線信号が，前記親局ＴＤＤモデム１からの周波数ｆ１の無線信号を受信中の無線アンテナ３２に同時に受信され，これが前記子局ＴＤＤモデム２に戻ってきた場合でも，その戻ってきた戻り信号の周波数は前記アップコンバータ２１ａによって周波数ｆ１とは異なる周波数に変換されている。従って，そのような戻り信号は，前記子局モデム２が備えるフィルタ機能によって除去された後に処理される。その結果，前記子局ＴＤＤモデム２において，自局の送信信号が戻ってきてノイズとなることが防止される。このことは，前記親局ＴＤＤモデム１においても同様である。
【００１９】
また，前記アップコンバータ２１ａと前記ダウンコンバータ２２ａとが，各々異なる周波数幅分の変換を行う構成とすれば，信号伝送方向ごとに異なる周波数で無線通信を行うことも可能となる。
これにより，例えば，前記親局ＴＤＤモデム１が，ある無線周波数帯域ｆ１の中の一部の周波数ｆ１１のチャンネルで送信を行い，それとは異なる他の周波数ｆ１２のチャンネルで受信を行うよう設定されている場合，周波数ｆ１１の送信信号が，反射等の影響で信号受信状態に切り替わった後に自装置（自局）のアンテナ３１に戻ってきても，その周波数は受信設定されている周波数ｆ１２とは異なるので，前記親局ＴＤＤモデム１が備えるフィルタ機能（チャンネル選択機能）により，その戻ってきた信号は除去されてノイズとならない。
また，このような周波数変換機能を備えた通信中継装置Ｘ２を，両モデム１，２の間に直列に複数（例えば２つ）配置すれば，２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮ用の既存のＴＤＤモデムをそのまま有効活用して，周波数帯域割当に余裕がある準ミリ波帯〜ミリ波帯等の他の周波数帯域で無線通信（無線中継）を行うといったことも可能となる。
この場合，前記周波数発振器２３の発振周波数を，「準ミリ波帯〜ミリ波帯」の所定の周波数と「２．４ＧＨｚ帯若しくは５ＧＨｚ帯」の周波数との差分周波数に設定する。これにより，前記アップコンバータ２１ａが，「２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯」から「準ミリ波帯〜ミリ波帯」に周波数を上げるものとなり，前記ダウンコンバータ２２ａが，「準ミリ波帯〜ミリ波帯」から「２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯」に周波数を下げるものとなる。
なお，前記通信中継装置Ｘ２において，前記バースト信号検出器６５が設けられる側の前記第１の信号経路Ｒ１に前記ダウンコンバータ２２ａを，そうでない側の前記第２の信号経路Ｒ２に前記アップコンバータ２１ａを設けた構成としても同様の作用効果を奏する。但し，前記親局ＴＤＤモデム１及び前記子局ＴＤＤモデム２各々が用いる周波数帯の高低によって，両モデム１，２の配置が逆になり得ることはいうまでもない。
【００２０】
＜通信中継装置Ｘ１，Ｘ２の他の適用例＞
次に，図３及び図４を用いて，前記通信中継Ｘ１，Ｘ２の適用例である無線通信システムＺについて説明する。
図３は，無線通信システムＺの概略構成図を表す。
図３に示すように，無線通信システムＺは，２つのモデム１，２各々に，「２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯」と「準ミリ波帯〜ミリ波帯」との間で相互に周波数変換を行う無線通信装置Ｙを接続し，その２つの無線通信装置Ｙの間で「準ミリ波帯〜ミリ波帯」で送受信される無線通信信号を，前記通信中継装置Ｘ１若しくはＸ２により中継伝送するものである。
ここで，前記通信中継装置Ｘ１を用いる場合は，２つのモデム１，２各々の側で同じ周波数帯ｆ１で無線通信を行うことになる。
一方，前記通信中継装置Ｘ２を用いる場合は，２つのモデム１，２各々との間で，各々異なる周波数帯ｆ１，ｆ２で無線通信を行うことになる。さらにこの場合，モデム１，２ごとに双方向の通信において同一の周波数帯（親局側がｆ１，子局側がｆ２）で通信を行う場合と，通信方向ごとに異なる周波数帯（親局側がｆ１１及びｆ１２，子局側がｆ２１及びｆ２２）で無線通信を行う場合とが考えられる。
このように，前記通信中継装置Ｘ１，Ｘ２は，「２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯」と「準ミリ波帯〜ミリ波帯」との間で相互に周波数変換を行う無線通信装置Ｙを介した無線通信の中継に用いることも可能である。これにより，２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮ用の既存のＴＤＤモデムをそのまま有効活用して，周波数帯域割当に余裕がある準ミリ波帯〜ミリ波帯等の他の周波数帯域で長距離の，或いは通信障害物等が存在する場合の無線通信（無線中継）を，良好な通信品質を確保しつつ行うことが可能となる。
【００２１】
図４は，前記無線通信装置Ｙの概略構成図を表す。
図４に示すように，前記無線通信装置Ｙは，サーキュレータ１０，アップコンバータ２１ｂ，ダウンコンバータ２２ｂ，バースト信号検出器６５’，制御信号形成器６６’，第１の信号強度調節回路６７’，第２の信号強度調節回路６８’，送信アンテナ３１及び受信アンテナ３２を具備する。
前記サーキュレータ１０は，ＴＤＤモデム１or２に接続され，該ＴＤＤモデム１or２の送信信号を入力して第１接続端ｐ１へ出力するとともに，他の第２接続端ｐ２からの入力信号をＴＤＤモデム１，２へ出力するものである。
前記アップコンバータ２１ｂは，ミキサ２１１及び周波数発振器２３１により，前記サーキュレータ１０の前記第１接続端ｐ１からの出力信号を既定の周波数幅だけ上げる周波数変換処理を施して前記送信アンテナ３１へ出力するものである。
前記ダウンコンバータ２２ｂは，ミキサ２２１及び周波数発振器２３２により，前記受信アンテナ３２の受信信号の周波数を既定の周波数幅だけ下げる周波数変換処理を施して前記サーキュレータ１０の第２接続端ｐ２へ出力するものである。
これらアップコンバータ２１ｂ及びダウンコンバータ２２ｂも，二段以上重ねて（直列的に）変換する構成であってもよい。
【００２２】
前記バースト信号検出器６５’は，前記サーキュレータ１０から前記送信アンテナ３１までの送信信号経路において，ＴＤＤモデム１or２からの送信信号であるバースト信号の有無を検出するものであり，前記制御信号形成器６６’はその検出結果を前記第１及び第２の信号強度調節回路６７’，６８’に伝送するものであり，前記バースト信号検出器６５及び前記制御信号形成器６６各々と同様の構成を有するものである。
また，前記第１の信号強度調節回路６７’は，前記バースト信号検出器６５’によるバースト信号有無の検出結果に基づいて，前記送信信号経路において流れる信号の強度を調節する（増幅及び減衰させる）ものである。
同じく前記第２の信号強度調節回路６８’も，前記バースト信号検出器６５の検出結果に基づいて前記受信アンテナ３２から前記サーキュレータ１０までの受信信号経路において流れる信号の強度を調節する（増幅及び減衰させる）ものである。
このような構成を有する無線通信装置Ｙを前記親局ＴＤＤモデム１及び前記子局ＴＤＤモデム２各々に接続すれば，各モデム１，２からの「２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯」の送信信号を「準ミリ波帯〜ミリ波帯」に変換して無線送信でき，相手側から「準ミリ波帯〜ミリ波帯」で伝送されてくる受信信号を「２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯」に変換して各モデム１，２に伝送することができる。
そして，このような無線通信装置Ｙが接続された２つのＴＤＤモデム１，２の間に前記通信中継装置Ｘ１又はＸ２を配置すれば，２つの前記無線通信装置Ｙ相互間の距離が長距離である場合等においても通信が可能となり，しかも，回り込み信号がノイズとなることを防止して良好な通信品質を確保できる。
【００２３】
また，前記無線通信装置Ｙが接続された２つのＴＤＤモデム１，２の間に前記通信中継装置Ｘ２を配置すれば，前記親局ＴＤＤモデム１側の「準ミリ波帯〜ミリ波帯」の通信周波数帯ｆ１と，前記子局ＴＤＤモデム２側の同周波数帯ｆ２とを異なる周波数帯に設定できる。
この場合，２つのＴＤＤモデム１，２が各々同一周波数帯ｆ０を用いるモデムであれば，前記親局ＴＤＤモデム１に接続される前記無線通信装置Ｙにおける周波数変換幅と，前記子局ＴＤＤモデム２に接続される前記無線通信装置Ｙにおける周波数変換幅とを異なる幅に設定すればよい。
さらにその場合，前記無線通信周波数Ｙにおける送信側の前記周波数発振器２３１と受信側の前記周波数発振器２３２とを異なる周波数に設定することにより，通信方向ごとに異なる周波数帯（親局側がｆ１１及びｆ１２，子局側がｆ２１及びｆ２２）で無線通信を行うシステムを構成できる。
また，「準ミリ波帯〜ミリ波帯」のような非常に高い周波数の信号を中継伝送する場合，前記通信中継装置Ｘ１の前記第１の信号経路Ｒ１における前記バースト信号検出器６５の前段（信号の流れ方向上流側）に，流れる信号の周波数を所定の周波数に一旦下げるダウンコンバータを設けるとともに，前記バースト信号検出器６５の後段に，一旦下げた信号の周波数を元の周波数に戻す（上げる）アップコンバータを設けることが望ましい。
これにより，前記バースト信号検出器６５を構成する機器を，比較的低周波数の信号に対応した機器とすることができ，装置の簡素化，小型化及び低コスト化が図れる。
また，前記通信中継装置Ｘ２についても，同様に，前記第１の信号経路Ｒ１における前記バースト信号検出器６５の前段に，ダウンコンバータを設けるとともに，前記バースト信号検出器６５の後段に存在する前記第１の信号強度調節回路６７において，その周波数の上げ幅の分を調整するように設定すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
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】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る通信中継装置Ｘ１の概略構成図。
【図２】本発明の第２実施形態に係る通信中継装置Ｘ２の概略構成図。
【図３】本発明の実施形態に係る通信中継装置Ｘ１又はＸ２を構成要素とする無線通信システムＺの概略構成図。
【図４】無線通信システムＺを構成する無線通信装置Ｙの概略構成図。
【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】
【００２６】
１…親局ＴＤＤモデム
２…子局ＴＤＤモデム
１０，１１，１２…サーキュレータ（第１，第２）
２１ａ，２１ｂ…アップコンバータ
２２ａ，２２ｂ…ダウンコンバータ
２３，２３１，２３２…周波数発振器
３１，３２，３３，３４…無線アンテナ
６５，６５’…バースト信号検出器（バースト信号検出手段）
６６，６６’…制御信号形成器
６７，６７’…第１の信号強度調節回路
６８，６８’…第２の信号強度調節回路
６７ａ，６８ａ…ＦＥＴスイッチ
２１１，２２１…ミキサ
２１２ｘ，２２２ｘ…可変利得アンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時分割多重復信方式の２つのモデム相互間で有線若しくは無線により送受信される通信信号を中継伝送する通信中継装置であって，
各々異なる第１の信号経路及び第２の信号経路と，
有線により若しくは無線アンテナを介して前記２つのモデムのうちの一方のモデムに通じる第１の接続端から入力される信号を前記第１の信号経路へ出力するとともに，前記第２の信号経路から入力される信号を前記第１の接続端へ出力する第１のサーキュレータと，
有線により若しくは無線アンテナを介して前記２つのモデムのうちの他方のモデムに通じる第２の接続端から入力される信号を前記第２の信号経路へ出力するとともに，前記第１の信号経路から入力される信号を前記第２の接続端へ出力する第２のサーキュレータと，
前記第１の信号経路においてバースト信号の有無を検出するバースト信号検出手段と，
前記第１の信号経路における前記バースト信号検出手段による信号検出位置よりも信号流れ方向下流側の所定位置及び前記第２の信号経路における所定位置の各々において流れる信号の強度の増幅及び減衰を前記バースト信号検出手段の検出結果に基づいて調節する信号強度調節手段と，
を具備してなることを特徴とする通信中継装置。
【請求項２】
前記バースト信号検出手段によりバースト信号が検出された場合に，前記信号強度調節手段が，前記第２の信号経路における信号のレベルを下げる方向に調節し，それより遅れて前記第１の信号経路における信号のレベルを上げる方向に調節してなる請求項１に記載の通信中継装置。
【請求項３】
前記バースト信号検出手段が，
前記第１の信号経路からの分岐経路に設けられた信号減衰手段と，
前記信号減衰手段を経由後の信号のレベルに基づいて前記バースト信号の有無を検出する検波手段と，
を具備してなる請求項１又は２のいずれかに記載の通信中継装置。
【請求項４】
前記第１の信号経路若しくは前記第２の信号経路のうち，その一方を流れる信号の周波数を既定の周波数幅分上げる第１の周波数変換手段及び他方を流れる信号の周波数を既定の周波数幅分下げる第２の周波数変換手段を具備してなる請求項１〜３のいずれかに記載の通信中継装置。
【請求項５】
前記第１の周波数変換手段と前記第２の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る請求項４に記載の通信中継装置。
【請求項６】
前記第１の周波数変換手段と前記第２の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４に記載の通信中継装置。
【請求項１】
時分割多重復信方式の２つのモデム相互間で有線若しくは無線により送受信される通信信号を中継伝送する通信中継装置であって，
各々異なる第１の信号経路及び第２の信号経路と，
有線により若しくは無線アンテナを介して前記２つのモデムのうちの一方のモデムに通じる第１の接続端から入力される信号を前記第１の信号経路へ出力するとともに，前記第２の信号経路から入力される信号を前記第１の接続端へ出力する第１のサーキュレータと，
有線により若しくは無線アンテナを介して前記２つのモデムのうちの他方のモデムに通じる第２の接続端から入力される信号を前記第２の信号経路へ出力するとともに，前記第１の信号経路から入力される信号を前記第２の接続端へ出力する第２のサーキュレータと，
前記第１の信号経路においてバースト信号の有無を検出するバースト信号検出手段と，
前記第１の信号経路における前記バースト信号検出手段による信号検出位置よりも信号流れ方向下流側の所定位置及び前記第２の信号経路における所定位置の各々において流れる信号の強度の増幅及び減衰を前記バースト信号検出手段の検出結果に基づいて調節する信号強度調節手段と，
を具備してなることを特徴とする通信中継装置。
【請求項２】
前記バースト信号検出手段によりバースト信号が検出された場合に，前記信号強度調節手段が，前記第２の信号経路における信号のレベルを下げる方向に調節し，それより遅れて前記第１の信号経路における信号のレベルを上げる方向に調節してなる請求項１に記載の通信中継装置。
【請求項３】
前記バースト信号検出手段が，
前記第１の信号経路からの分岐経路に設けられた信号減衰手段と，
前記信号減衰手段を経由後の信号のレベルに基づいて前記バースト信号の有無を検出する検波手段と，
を具備してなる請求項１又は２のいずれかに記載の通信中継装置。
【請求項４】
前記第１の信号経路若しくは前記第２の信号経路のうち，その一方を流れる信号の周波数を既定の周波数幅分上げる第１の周波数変換手段及び他方を流れる信号の周波数を既定の周波数幅分下げる第２の周波数変換手段を具備してなる請求項１〜３のいずれかに記載の通信中継装置。
【請求項５】
前記第１の周波数変換手段と前記第２の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る請求項４に記載の通信中継装置。
【請求項６】
前記第１の周波数変換手段と前記第２の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４に記載の通信中継装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−１６６１６７（Ｐ２００６−１６６１６７Ａ）
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３５６２８５（Ｐ２００４−３５６２８５）
【出願日】平成１６年１２月９日（２００４．１２．９）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月９日（２００４．１２．９）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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