JPH09261180A

JPH09261180A - 空間伝送通信装置

Info

Publication number: JPH09261180A
Application number: JP8184903A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Baba; 伸一馬場; Yasuhiko Shimomura; 康彦下村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-01-19
Filing date: 1996-07-15
Publication date: 1997-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｂ−ＩＳＤＮ等の広帯域サービスを実現する
ために、通常の高速データ通信は主ビーム領域でサポー
トしつつ、その伝送路を人が横切るなどの不意の障害に
対しても最小限の通信を維持できるようにすることを目
的とする。【解決手段】電磁波による空間伝送通信装置におい
て、伝送ビットレートを可変できる送信機及びそれに対
応した受信を可能とする受信機を構成し、特に受信機側
においてはその受信視野パターンを変化させる機能を構
成した。従って、一つの通信路を構成する通信装置間
で、複数の送信ビットレート信号を切替え選択すること
から、通信路が長いときやまた通信路が遮断されて受信
機で電磁波ビームの主要部が受信できなくなったときに
は、送信低ビットレートでの伝送を継続するので通信の
中断を回避できる。また、送信機側において送信ビーム
の電力分布を制御することでその機能をより一層強化す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、屋内外を問わず、
空間に放射される電磁波信号により情報を送受する空間
伝送通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、光無線リンクや光無線ＬＡＮ等
のネットワークを形成して送受信を行う空間伝送通信装
置では、赤外線等の電磁波による無線伝送路で送受信す
るので、個々の送受信機は比較的移動に便利な可搬型で
構成できる。

【０００３】同じ電磁波による伝送路でも、特に波長が
短いレーザ光等の光を利用した場合は、光以外の他の電
磁波を用いた伝送とは異なり、広帯域の高速データ通信
が可能である。また、光は固有の直進性を有するから、
その空間伝送通信装置が送受信する空間領域は、およそ
その設置場所に立つ人の目に届く範囲に限られるので、
比較的伝送路の領域（エリア）管理がやりやすいという
利点があり、また運用に際しても電波法上の免許を必要
としないことから、この種空間伝送通信装置は有線ネッ
トワークを含むＢ−ＩＳＤＮの端末配線手段としての使
用が益々期待される。

【０００４】近年、通信機器の送信側や受信側あるいは
送受信双方に、パソコン等のコンピュータが接続され、
各種のデータ通信が行われるようになった。データ通信
を行なう光無線ＬＡＮの接続形態としては、１：１の通
信を行う光無線リンクタイプのものや、１：多の通信を
行なう光無線ＬＡＮタイプのものがある。

【０００５】１：多の通信を行なう光無線ＬＡＮタイプ
には、建物の屋内天井に親局を設置し、その親局とその
部屋内に配置された複数の子局との間で通信を行う親子
式のものと、天井板等を光反射板として使用して、室内
の各通信機器が、相互に１：多の通信を行ういわゆる拡
散式との２種類に分けられる。

【０００６】いずれのタイプの光無線ＬＡＮでも、通信
装置が天井板等や天井に設けた親局を介して互いに通信
を行うことから、光伝送路が室内の人の移動や他の機器
等の配置で遮断されることがないように、かなり広い送
信ビームが使用される。従って通常は、塵埃等の小さな
障害物では通信が遮断されることはなく、また通信装置
の送信側でも受信側でも、送受信アンテナの指向性、つ
まり送信ビームや受信視野パターンの方向については、
それ程厳しく設定する必要はなかった。もっとも、送信
ビーム幅よりも大きな障害物が一時的に通信路を遮断す
ることで通信が途絶えたり、また送信ビーム幅が比較的
狭いために障害物の影響をより受けやすく、通信が一時
的に途絶えることもあるが、データ伝送速度がそれ程高
くなければ、通信路が再開されるまでの少しの間、送信
側のバッファに送信データを一旦溜めておき、通信路上
の障害が解除されたときに、そのバッファに蓄積された
データを送信して通信の継続を保証することができた。

【０００７】しかし、ゲートウェイ装置を介してインタ
ーネット等に接続される無線ＬＡＮの端末機器側では、
Ｂ−ＩＳＤＮの今後の発展に伴ない、高速データを大量
に処理することが必要とされるから、通信の一時的中断
に対し、従来のように単なるバッファ等で対処すること
は実際上不可能である。

【０００８】また、光伝送は広帯域伝送を可能とし、デ
ータ伝送の高速化に応え得るものではあるが、広帯域化
はその一方で耐雑音特性を劣化させることになるので、
光伝送で必要なＳ／Ｎ比を維持し、誤りのないデータ伝
送を行なうためにも送信信号の大電力化が要求される。
光無線ＬＡＮや光無線リンクによる空間伝送での大電力
化には、一定の送信ビーム幅で送信出力そのものを高め
る方法と、送信ビーム幅を狭めることによって実質上送
信電力密度を大きくする方法とがある。

【０００９】一方、通信装置の利便性の面からは、送受
信機のより小型化、より小電力化が要求される。送信機
の出力が小さくなると、電磁波の到達距離は短くなるか
ら、屋内空間内でも長い通信距離を確保しようとすれ
ば、送信ビーム幅を狭め送信電力の高密度化を図ること
になる。もっとも、光無線ＬＡＮにおける屋内の送信光
信号は、特に利用者の居住する空間を伝搬するから、利
用者等の身体への安全上から、送信電力の高密度化にも
自ずから限度がある。

【００１０】しかしながら、光による通信の場合に限ら
ず、他の電磁波を使用する場合も同様ではあるが、送信
ビーム幅の狭小化は、反面、通信領域を狭め、また障害
物による影響が受けやすくなるというマイナス面をもた
らすことになる。

【００１１】また、従来よりベースバンド信号を伝送す
る場合、伝送信号は周波数の低域にまで達する。文献
「アイトリプルイートランザクションズオンコミュニケ
ーションズ２０８５頁〜２０９４頁（１９９５年）」等
の記載によると、蛍光性のノイズ、特に最近普及してい
るインバータ型蛍光灯によるノイズの場合、ノイズの大
半は直流（ＤＣ）から５００ｋＨｚ程度にまで達してい
る。このため蛍光灯や白熱球による背景光ノイズが伝送
信号に重畳されるので、ノイズを有効に除去するために
は伝送信号より高い周波数をキャリアとして予変調する
などの方式が採られていた。しかし、１０Ｍｂｐｓを越
えるような高速データを伝送する場合、キャリア周波数
は数１０ＭＨｚに達し、光源や光検出器の帯域が不足す
るため予変調を実現することは困難であった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、Ｂ−Ｉ
ＳＤＮ等による広帯域の高速データ通信に対応するため
には、送信の電力密度制限のもとで可能な限り光送信の
ビーム幅を狭め送信電力密度を高める必要があるが、ビ
ーム幅を狭くすると、その伝送光路上を人が横切るなど
の不意のわずかな障害物に対しても通信途絶となりやす
く、高速データ通信を取扱う上では大きな問題である。

【００１３】また、拡散式ＬＡＮの場合は、送信ビーム
幅を狭め送信電力密度を大きくした信号であっても、天
井板あるいは天井壁に設けた反射板で送信波は拡散する
から、受信機側で受信される電力は小さくなる。従っ
て、有効サービス領域は短くなるので、外部のデータベ
ース等を入手するには、有線ネットワークに接続される
ゲートウェイ装置を数多く設けなければならないという
問題も生ずる。

【００１４】また、ベースバンド信号を伝送する場合、
背景光ノイズが伝送信号に重畳されて、ノイズを有効に
除去することが困難であるという問題点もある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記従来の課題を解決す
るために第１の発明は、データを所定のビットレートか
らなる電磁波信号に変換して空間に放射する送信機と、
この送信機によって放射された電磁波信号を受信し前記
データを再生する受信機とからなる空間伝送通信装置に
おいて、前記受信された電磁波信号の受信強度を検出す
る受信強度検出手段と、受信強度に対応して前記送信ビ
ットレートを変更するビットレート変更手段と、このビ
ットレート変更手段によって変更される前記送信ビット
レートに対応して前記電磁波信号の受信ビットレート又
は受信動作を変更する受信手段とを具備することを特徴
とする。

【００１６】即ち、第１の発明による空間伝送通信装置
は、送信機側に送信ビットレートを可変できる機能を備
え、受信機側ではその送信ビットレートに対応する受信
機能を備えたものである。

【００１７】第１の発明装置は、上記のように構成した
ので、例えば信号伝送路上に何らかの障害物が入り込
み、その結果、受信強度が弱まったときには、送信側は
送信ビットレートを低くして送信する。一方、送信信号
を受ける受信側では、その送信ビットレートに応じた受
信動作を行なうので、まず受信ビットレートの変更を行
い、他にも、例えば受光領域を複数持つ受光素子を備え
て送信低ビットレートに対して受信視野パターンを広げ
て受信するものである。

【００１８】このように、この第１の発明装置は、送受
信間で複数のビットレートの信号を扱うので、高ビット
レートによる高速データ通信中に、仮に伝送路が遮断さ
れ必要な受信電力で受信できない状態となったときに
は、切替え操作により送信ビットレートを下げ、電力密
度の小さい送信ビーム領域（中心から離れた周辺部のビ
ーム領域）でも通信できる低速伝送に切替えられるの
で、伝送路上の障害物による影響を回避して、少なくと
も必要最小限の通信が引続き確保され、通信の中断は回
避される。

【００１９】また、この第１の発明による装置は、ビッ
トレートの異なる送信信号の単なる切替え操作によるも
のであるから、障害物が除去されたときには、通信距離
が長い高速データ伝送に直ちに回復できるので、従来の
ように外部の有線ネットワークと接続されるゲートウエ
イ装置を予め数多く設置する必要もなくなる。

【００２０】第２の発明は、データを光信号に変換して
空間に放射し、空間を伝搬する光信号を取り込んでデー
タを再生する空間伝送通信装置において、伝送する前記
データはベースバンド信号であり、このベースバンド信
号がａＢ１Ｃ（ａ：自然数：ａ＞１）、もしくはｂＢｃ
Ｂ（ｂ，ｃ：自然数；ｃ＝ｂ＋１）、もしくはＤｄＢ１
Ｍ（ｄ：自然数；ｄ＞１）の符号化をなされており、ま
た受信機の周波数低域を遮断することを特徴とする。

【００２１】即ち、第２の発明による空間伝送通信装置
は、受信強度に対応して送信ビットレートを変更しない
ような空間伝送通信装置において、ベースバンド伝送信
号の符号化を行って、背景光ノイズの存在する周波数低
域をカットしても良好なデータの送受信ができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明による空間伝送通信
装置の一実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。

【００２３】（第１の実施の形態）図１は第１の実施の
形態に係る空間伝送通信装置を適用した光無線ＬＡＮを
示す構成図である。即ち、室内の複数の光送受信機１
（１１、１２、…１Ｎ）はパソコン又はゲートウエイ装
置からなる端末機器２（２１、２２、…２Ｎ）に夫々対
応して接続され、伝送速度が１００Ｍｂｐｓのデジタル
伝送の可能な光無線ＬＡＮが構成されている。各光送受
信機１（１１、１２、…１Ｎ）の相互間の通信は、天井
の反射板３で反射された拡散送信信号により行なわれ
る。

【００２４】この拡散式による光無線ＬＡＮは、親子式
のものとは相違し、天井に格別能動的な装置を取り付け
る必要がないので、簡易に構築できる。各光送受信機１
（１１、１２、…１Ｎ）は、いずれも天井の反射板３に
向けて光信号が放射され、その反射板３からの反射光を
受信するように構成されている。また複数の端末機器２
（２１、２２、…２Ｎ）のうち少なくとも１個は、ゲー
トウェイ装置（図１ではゲートウェイ装置２３）からな
り、図示しない有線ネットワークを介してインターネッ
ト等に接続されている。

【００２５】図２は、図１の各光送受信機１（１１、１
２、…１Ｎ）を示す構成図である。光送受信機１（１
１、１２、…１Ｎ）を構成する受信機１Ａは、ＲＺ符号
化の高速データにより変調された光信号を受信している
ものとする。図１の反射板３を介して受信される送信光
信号は、レンズ１Ａ１を経て、ＰＤ（フォトダイオー
ド）等からなる光電変換部の受光素子１Ａ２面上に集光
される。受光素子１Ａ２において、光信号は電気信号に
変換され、フロントエンドアンプ１Ａ３で増幅された
後、位相制御回路１Ａ４及び第１の切替えスイッチ１Ａ
５に供給される。

【００２６】位相制御回路１Ａ４は、入力信号のビット
レートを判定し、その判別結果に基づく切替え制御信号
ａを導出して、第１の切替えスイッチ１Ａ５を制御す
る。

【００２７】第１の切替えスイッチ１Ａ５には、複数個
からなる帯域制限用のフィルタ１Ａ６（この実施の形態
では２個のフィルタ１Ａ６１、１Ａ６２）が接続され、
位相制御回路１Ａ４からの切替え制御信号ａを受けて、
入力信号のビットレートに対応するフィルタを選択接続
する。その選択接続されたフィルタ１Ａ６で雑音成分を
除去された入力信号は、識別器１Ａ７に供給される。

【００２８】また、位相制御回路１Ａ４には、第２の切
替えスイッチ１Ａ８を介して複数個の発振器１Ａ９（こ
の実施の形態では２個の発振器１Ａ９１、１Ａ９２）が
接続されている。第２の切替えスイッチ１Ａ８は、位相
制御回路１Ａ４からのビットレート判別結果に基づく切
替え制御信号ａを受け、複数個の発振器１Ａ９から入力
信号のビットレートに対応した発振器を選択接続するの
で、位相制御回路１Ａ４は発振器１Ａ９から入力信号の
ビットレートに対応した発振周波数信号を導入し、入力
信号に位相を整合したクロック信号ｂを生成して識別器
１Ａ７に供給する。識別器１Ａ７は、フィルタ１Ａ６を
経た受信信号と前記位相制御回路１Ａ４からのクロック
信号ｂとを導入し、０／１のデジタル信号ｃを再生し、
端末機器２に供給する。

【００２９】また、位相制御回路１Ａ４は、この受信機
１Ａにおける受信電力の強度変化に応じて、送信側に対
し送信ビットレートの切替え変更を指示するため、送信
ビットレート切替え制御信号ｄを導出し、端末機器２側
に伝送する。送信ビットレート切替え制御信号ｄを受け
た端末機器２側では、送信機１Ｂを介して、相手側通信
装置宛て、送信ビットレートの切替え変更指示信号を送
信する。なお、この送信ビットレート切替え制御信号ｄ
は位相制御回路１Ａ４側で生成するのではなく、逆に端
末機器２側で独自に生成するか、あるいは相手側通信装
置からの送信ビットレート切替え通知をもとに生成し、
それを位相制御回路１Ａ４に供給することによって、第
１及び第２の切替えスイッチ１Ａ５、１Ａ８を切替え制
御するようにしても良い。

【００３０】次に、送信機１Ｂでは、端末機器２側から
送信すべき情報信号ｅを受け、一旦バッファ１Ｂ１に蓄
積されるとともに、選択回路１Ｂ２において端末機器２
側からの送信制御信号ｆに応じて逐次読み出され、ドラ
イバ回路１Ｂ３に供給される。ドライバ回路１Ｂ３は、
情報信号ｅに応じた電流をレーザダイオード（ＬＤ）１
Ｂ４に供給し、レーザダイオード（ＬＤ）１Ｂ４からは
情報信号ｅに応じた送信光信号が生成導出される。その
送信光信号はレンズ１Ｂ５により伝送に必要な送信ビー
ム径に制御され反射板３宛て放射される。

【００３１】なおレーザダイオード１Ｂ４にはバイアス
電源１Ｂ６よりバイアス電流が供給されている。またレ
ンズ１Ｂ５は、送受信機１の小型化のために、受信機１
Ａのレンズ１Ａ１と共用するように構成しても良い。更
に、通常は、バッファ１Ｂ１に蓄積された信号全てが選
択回路１Ｂ２で読み出されドライバ回路１Ｂ３に供給さ
れるが、ビットレート制御信号ｄが低ビットレート伝送
を示すときは、バッファ１Ｂ１の中から、最低限必要と
する信号あるいは優先度の高い信号が選択回路１Ｂ２に
より選択されて読み出され、ドライバ回路１Ｂ３に供給
される。

【００３２】この際の選択のための情報は、信号ｇとし
て端末機器２から与えられる場合や、選択回路１Ｂ２に
おいて判断され送信あるいは廃棄の情報を知らせる信号
ｇが端末機器２に与えられる場合がある。このように、
送られた情報と、それ以外の情報が確実に端末機器２で
把握できるので、通信の信頼性が確保され再送が容易に
なる。

【００３３】また、障害物等の存在により通信回線が不
良の場合は、高ビットレートから低ビットレートに切替
え送信されるが、その低ビットレートの送信は、通常の
送信時に主に利用しているビームの中心部（主ビーム）
より外側の光ビームが利用される。従って、送信機１Ｂ
においても、その主ビームの外側に洩れる光の量を制御
することによって、低ビットレートの通信をより確実な
ものとすることができる。

【００３４】即ち、通常の送信機１Ｂのモジュールで
も、レーザダイオード１Ｂ４の周辺の部品がレーザダイ
オード１Ｂ４からの光を乱反射するので、多少主ビーム
とは異なる光路を経て、反射板３宛て伝搬する光線があ
る。しかし、それらの光線は温度変化によるレベル変動
が大きく、またモジュール毎での光量にばらつきが大き
くなる傾向がある。そこで図２の送信機１Ｂでは、レー
ザダイオード１Ｂ４からの光の一部を反射板１Ｂ７を設
け、主ビームの周囲にも意図的に光送信電力を振り分け
て、最低限の送信電力を保証できるよう構成した。この
場合、光ビームの強度パターンは少し歪んだものになる
が、理想的には図３に示したように、ステップ状の光ビ
ームの強度パターンを形成できのが望ましい。これに
は、レンズにホログラムを利用するなどにより実現する
ことができる。

【００３５】この第１の実施の形態によれば、通信相手
側の送信機１Ｂでは送信ビットレートを予め複数種用意
することになるが、その送信ビットレートを受ける受信
機１Ａ側では、障害物等により受信強度は急激に変わる
ことが多いから、相手側の送信機１Ｂでは一般的には例
えば伝送速度を１００Ｍｂｐｓ、１．５Ｍｂｐｓ，６４
ｋｂｐｓのように３区分程度に設定しておけば十分で、
それ程細かく設定しても、殆んど使用されないビットレ
ートが残ったり、切替えても受信レベルでは実際上差が
生じなかったり、更には受信機１Ａ側ではそのビットレ
ートの種類の数だけ構成したフィルタ１Ａ６を設けるこ
とが実際上困難であったりするので、多くのビットレー
トの設定は、それ程得策ではないことが多い。

【００３６】位相制御回路１Ａ４において判断される送
信ビットレートの切替えの条件、即ち送信ビットレート
切替え制御信号ａの形成の条件は、互いに相手通信装置
との約束によって予め固定的に定められていても良く、
また受信機１Ａのフロントエンドアンプ１Ａ３の出力部
に受信強度を検知する受信電力検出回路を設け、フロン
トエンドアンプ１Ａ３の出力電力を監視し、受信光電力
の変化に対応するように、相手送信側の送信ビットレー
トを変化させるように構成しても良い。

【００３７】従って、受信機１Ａが、相手通信装置から
一定の送信電力による信号の受信状態にあるとする。も
しも、受信機１Ａが移動して反射板３からの距離が遠く
なった場合、受信機１Ａで受信される光電力は小さくな
るから、その状態では伝送速度１００Ｍｂｐｓの受信を
維持できなくなるので、送信側では例えば３８４ｋｂｐ
ｓに伝送速度を下げて送信する。その送信信号を受けた
受信機１Ａでは、位相制御回路１Ａ４が送信ビットレー
トを判別し、切替え制御信号ａにより、帯域制限された
フィルタ１Ａ６を切替え選択する。

【００３８】この伝送速度の降下切替えにより、受信機
１Ａでは通常は２０ｄＢ以上の受信感度の余裕が生じて
通信可能距離が長くなるので、画像情報等のようにデー
タ量の多い情報の伝送は困難であるが、音声情報や小量
のデータであれば通信の維持は可能となる。

【００３９】従って、この第１の実施の形態による受信
機１Ａによれば、もしも、通常は小容量データの通信を
主にし、受信信号強度の弱い場所に受信機１Ａが設置さ
れて運用されているとすると、その受信機１Ａが、動画
等のようにデータ量の多い情報の受信を必要とするとき
は、必要な受信強度が得られる距離まで、反射板３によ
り近い位置に受信機１Ａを移動させて受信できる。

【００４０】また、複数の光送受信機１（１１、１２、
…１Ｎ）が配置されている場合、その中でも高速データ
による広帯域伝送を比較的頻繁に必要とする光送受信機
１（１、１２、…１Ｎ）を他の低速データの送受信機と
区別して、反射器３により近い位置に集中配置させるこ
とにより、一つの光無線ＬＡＮでサポートされる部屋の
限られた範囲の中で、領域の利用効率を上げることがで
きる。

【００４１】更にまた、端末機器２（２１、２２、…２
Ｎ）を利用して、光無線ＬＡＮを介してパソコンＴＶ会
議のようなマルチメディア通信を行なっているときに、
光ビームの一部が通行人に遮られて１００Ｍｂｐｓの伝
送速度での通信が一時的に不可能になった場合でも、端
末機器２（２１、２２、…２Ｎ）のアプリケーション
が、例えば顔の映像や図面等のイメージ情報等の伝送容
量の大きな情報の伝送を中断し、音声やテキスト等の小
容量の情報だけを狭帯域伝送により維持継続させること
ができる。

【００４２】ところで、天井の反射板３を利用した拡散
式の空間伝送光通信の場合、レンズ１Ａ１での倍率にも
限度があるので、レンズ１Ａ１で集光され受光素子１Ａ
２の受光面上に形成される光の像は大きくなりがちであ
る。また、天井の反射板３における送信光の反射時に、
光のコヒーレンシが損なわれ、受光面上の像が広がる傾
向になる。

【００４３】しかし、伝送速度が数十Ｍｂｐｓ以上の光
無線リンクの場合、受光素子１Ａ２がフォトダイオード
等の場合は、受光面が小径の方が高速データに作動しや
すい性質を有するので、受光素子１Ａ２の径はできるだ
け小さく設定されることが望ましい。しかし径の小さい
受光素子１Ａ２では、受信できる光信号の入射方向の範
囲を狭め、受信視野を狭くするので、当然ながら障害物
によって伝送光路の主要部分（主ビーム）が遮断された
場合、その障害物の外側を経由して入射する送信信号が
あっても、通常の受光面上には結像されず受信されない
恐れが生ずる。

【００４４】この現象は、仮に受信機１Ａの受信視野パ
ターンがそれ程狭くない場合でも、伝送光路の主要な部
分を遮る障害物によって伝送光路が一部遮断される場合
も同様に発生する。このような場合は、位相制御回路１
Ａ４から導出されるビットレートの切替え制御信号ｄに
よって、フォールバック（ｆａｌｌｂａｃｋ）機能に
より、送信ビットレートを切替え降下させても受信する
ことはできない。

【００４５】図４はフォトダイオードによって構成され
た受光素子１Ａ２を示す斜視図である。図４において、
受光素子１Ａ２の光電変換部では、基板１Ａ２ａ上で通
常の主ビームＡを受ける受光面部分１Ａ２ｂだけでな
く、その外側の矩形状に拡張して形成した部分１Ａ２ｃ
にも配線をして、その外側の部分に入射した信号Ｂも受
信できるよう構成した。この受光素子１Ａ２は通常の素
子部分以外の部分も基板１Ａ２ａは同じ構造になってお
り、電極１Ａ２ｄを設けると多少効率は劣化するものの
光電変換作用は行なわれる。

【００４６】電流出力側の端子である電極１Ａ２ｅは共
通して、配線パターン１Ａ２ｆにより、フロントエンド
アンプ１Ａ３に接続される。もう一方の端子は、中央の
通常の受光面部分１Ａ２ｂは電極１Ａ２ｇを経て逆バイ
アスされているが、周辺部は電極１Ａ２ｄにより接地さ
れている。従って、ビーム中央部即ち主ビームＡは通常
通り高電力信号や高速信号に応答するのに対し、ビーム
周辺部即ち主ビームの外側に入射した信号Ｂは、それら
高入力電力や高速信号に対しては殆ど応答せず、低電力
信号や低速信号に対してのみ応答する。このような構成
の受光素子１Ａ２を使用することにより、通常は中央部
において高速信号を光電変換により受信し、前述したよ
うな光信号のビームの主要部が光路上の障害物により遮
られて、その周囲を通過して到達した信号しか受信でき
なくなっても、その光が外側の部分１Ａ２ｃに結像され
て光電変換されるので、受信視野パターンが等価的に広
がった状態となり、弱い低速信号ではあるが受信の継続
が可能である。

【００４７】このように、主たる受信領域の周辺、即ち
送信ビームの周辺部のビームに対応して低速通信用の受
信手段を設けることにより、機械部分を格別必要とせ
ず、また光伝送の場合でも、複雑な光電変換部やフロン
トエンドアンプの構成を最小に押えることができ装置の
小型化が可能となる。

【００４８】図４に示した受光素子１Ａ２は、通常の受
光面部分１Ａ２ｂの外側の部分１Ａ２ｃに配線をして、
その外側の部分に入射する信号Ｂをも受信できるよう
に、受信視野パターンを広げるように構成したが、多数
のフォトダイオードをアレイ状に配置しても受信視野パ
ターンを広げることもできる。

【００４９】（第２の実施の形態）即ち、図５はこの発
明による空間伝送通信装置の第２の実施の形態を説明す
るもので、特に第１の実施の形態とはその構成を異にす
る受光素子１Ａ２を取り出して示した要部斜視図であ
る。即ち、基板１Ａ２ａ上に、アレイ状に多数のフォト
ダイオード素子１Ａ２ｈ１、１Ａ２ｈ２、…１Ａ２ｈ７
が配置され、バイアスをかけるフォトダイオード素子１
Ａ２ｈ１、１Ａ２ｈ２、…１Ａ２ｈ７の範囲を区分し、
かつ任意に切替えることによって、図４に示した受光素
子１Ａ２と同様な機能を得ることができる。

【００５０】この場合は、個々の各フォトダイオード素
子１Ａ２ｈ１、１Ａ２ｈ２、…１Ａ２ｈ７は夫々固有の
光電変換効率を有し、かつ夫々個々に独立して高速デー
タを受信するので、フオールバックして視野を広げたと
きの受信感度は、図４に示した第１の実施の形態の場合
よりも高めることができる。

【００５１】また各フォトダイオード素子１Ａ２ｈ１、
１Ａ２ｈ２、…１Ａ２ｈ７の出力側に夫々受光電力検出
回路を設け、受光電力の高い部分にあるフォトダイオー
ド素子にのみバイアスをかけるように構成すると、光信
号の入射する角度が少しずれたり入射ビーム径が多少変
化しているとき、あるいは太陽光のような強い妨害光が
受信視野内に入ったときにも、等価的に受信機１Ａの視
野を制御することができるので、使用する受光素子１Ａ
２を送信光ビーム方向に合わせたり、妨害光の少ない部
分に合わせて光信号に対する光電変換効率を高めること
ができる。

【００５２】なお、無線光ＬＡＮにおける第１及び第２
の実施の形態の空間伝送通信装置において、ビットレー
トの異なる複数の信号が混在する場合に、一方の光信号
の送信が他の光信号の送信と衝突しないようにするため
には、実際の送信ビットレートの種類の如何に拘らず、
他の通信装置の送信信号を容易に検知できることが必要
となる。

【００５３】例えば、低ビットレートの通信が行なわれ
ている送受信機がある場合、その他の送受信機からは、
長時間無信号状態が続いているかのように見える場合が
あり、新たな送信が開始されて混信状態に陥る可能性が
有る。そこで、そのような混信を防ぐため、低ビットレ
ート伝送での“０”に相当するとき（データ信号「１」
のときに「光ＯＮ」で、データ信号「０」のときに「光
ＯＦＦ」とした場合）でも、例えば数μｓ間隔に１００
Ｍｂｐｓ相当のパルス信号を挿入して、伝送路が使用中
であることを他の送受信機に分かるように構成しても良
い。この程度（数μｓ間隔の１００Ｍｂｐｓ相当のパル
ス信号）の余分なパルス信号の挿入は、低ビットレート
で行なわれている通信側にとっては、パルス幅も短く、
送信電力も小さいので障害とはならない。また低ビット
レート伝送時に送信パケット長を制限することによっ
て、例えば他のノードが通常の１ｍｓ遅延程度のバッフ
ァしか備えていない場合に、低ビットレート伝送による
伝送路の占有によって、バッファが直ちに一杯になるの
を回避できる。

【００５４】また図４に示した第１の実施の形態では、
受光素子１Ａ２の出力用の電極１Ａ２ｅが、通常の受光
面部分１Ａ２ｂ及びその外側の部分１Ａ２ｃに共通し
て、１個のフロントエンドアンプ１Ａ３に接続されるよ
うに構成されたが、この主要受光面部分１Ａ２ｂとその
外側の受光部分１Ａ２ｃとを切離し、夫々別個のフロン
トエンドアンプ１Ａ３に接続しても、同様な効果を得る
ことができる。

【００５５】（第３の実施の形態）即ち、図６は、本発
明による空間伝送通信装置の第３の実施の形態を説明す
る受信機１Ａの構成図である。図６に示す受信機１Ａで
は、主たる受光素子１Ａ２１と従なる受光素子１Ａ２２
が、夫々第１及び第２のフロントエンドアンプ１Ａ３
１、１Ａ３２に接続されて構成される。

【００５６】第１のフロントエンドアンプ１Ａ３１は直
接に、また第２のフロントエンドアンプ１Ａ３２はスイ
ッチ１Ａ１０を介して合成回路１Ａ１１に接続され、こ
れら第１及び第２のフロントエンドアンプ１Ａ３１、１
Ａ３２からの出力が必要に応じ合成された後、フィルタ
１Ａ５１を介して識別器１Ａ７に供給される。

【００５７】またスイッチ１Ａ１０は、位相制御回路１
Ａ４からの切替え制御信号ａを受けて、受光素子１Ａ２
１、１Ａ２２の出力信号を合成回路１Ａ１１に供給する
ので、その切替え制御により、高速信号受信用の主たる
受光素子１Ａ２１からの信号から、受光素子１Ａ２２に
よる寄生容量から受ける影響を除去して導出するので、
受信特性の安定した信号を得ることができる。また従な
る受光素子１Ａ２２に対応する第２のフロントエンドア
ンプ１Ａ３２の帯域を、当初から例えば伝送速度３８４
Ｋｂｐｓに合わせておくことにより、高域の雑音は抑圧
されるので、図２の構成で必要としたフィルタの切替も
不要となり構成は簡易化される。

【００５８】また図６に示した構成では、第１及び第２
のフロントエンドアンプ１Ａ３１、１Ａ３２の出力を選
択的に合成したが、スイッチ１Ａ１０を省略し常時信号
合成されるように構成しても良い。また、この実施の形
態ではその第１及び第２のフロントエンドアンプ１Ａ３
１、１Ａ３２の２系統の出力をフィルタ１Ａ５の前段で
合成するように構成したが、ＩＣ化等により、その２系
統の出力をフィルタ１Ａ５１、あるいは識別器１Ａ７ま
で延長して構成し、その後に合成あるいは切替えるよう
に構成しても良い。

【００５９】その構成によれば、フロントエンドアンプ
１Ａ３１、１Ａ３２やスイッチ１Ａ１０の数は増える
が、主たる受光素子１Ａ２１と従なる受光素子１Ａ２
２、及び第１及び第２のフロントエンドアンプ１Ａ３
１、１Ａ３２をモノリシック化することにより配線の増
大や構成の複雑化を回避することができる。

【００６０】上記各実施の形態では、受信機１Ａにおけ
る送信ビットレートの変更に応じた受信操作は、受光素
子１Ａ２の受光部分による受光視野パターンの選択的な
切替え、あるいは合成によるものであるが、図７に示す
ように、送信ビットレートの変更に応じて、受信レンズ
１Ａの位置を移動させることにより、同様な機能及び効
果を得ることができる。

【００６１】（第４の実施の形態）即ち、図７は、この
発明による空間伝送通信装置の第４の実施の形態を説明
するための受信機を示す構成図である。即ち、入射する
信号光を受光素子１Ａ２に集光するレンズ１Ａ１は、調
節機構１Ａ１２によりレンズ１Ａ１の位置が光軸に交差
する矢印Ｙ方向に微動できるように構成した。なお、受
光素子１Ａ２の受光領域は主要部の１ケ所のみである。
調節機構１Ａ１２の制御によりレンズ１Ａ１の向きが移
動しても、レンズ１Ａ１の焦点位置が、常に受光素子１
Ａ２上にあるように構成され、通常よりやや変位した角
度で入射する光信号に対しても追随して受光変換できる
ように構成されている。従って、受信機１Ａは、受信光
電力を電力検出回路１Ａ１３において検出し、その検出
信号をもとに、受光面への光電力が常に最大となるよう
に、制御部１Ａ１４を介して調節機構１Ａ１２を制御し
レンズ１Ａ１を調節する。

【００６２】光伝送路が何らかの障害物で遮られた場
合、制御部１Ａ１４はレンズ１Ａ１を移動させ、障害物
の外側を経て洩れて届く光送信信号が受光素子１Ａ２上
により多く集光するように制御する。つまり、レンズ１
Ａ１を動かすことにより多少受信機１Ａの受信視野パタ
ーンの方向を障害物の外側方向に偏位させることによ
り、低ビットレートでの送信信号の受信が確保される。

【００６３】なお、この場合、図５に示した受光素子１
Ａ２を採用した場合とは異なり、受信機１Ａの受信光パ
ターンの得られる場所そのものには変化はない。また、
レンズ１Ａ１を微動させるため調節機構１Ａ１２等は既
知のフィードバック回路によるサーボ機構によって構成
できる。また、レンズ１Ａ１は、光軸を中心として上下
左右、いずれの方向へもその指向方向を移動できること
が望ましいが、室内無線ＬＡＮにおいて伝送路の遮断は
人の移動によることが多いことを考慮すれば、レンズ１
Ａ１の移動方向を人の移動する方向、即ち水平方向等に
特定した調節ができるように構成しても良い。また、低
ビットレートの送信信号の受信路をレンズ１Ａ１の移動
によって選定したが、その受信路への対応は、レンズ１
Ａ１と受光素子１Ａ２との相対的な光学上の相対位置関
係で決まるので、レンズ１Ａ１を固定し、受光素子１Ａ
２を微動させるように制御系を構成しても、同様な機能
及び効果を得ることができる。

【００６４】また、上記各実施の形態では、フロントエ
ンドアンプ１Ａ３を経た受信信号は、位相制御回路１Ａ
４からのクロック信号ｂによるアナログ的な処理でデー
タ信号が再生されたが、フロントエンドアンプ１Ａ３を
経た受信信号をデジタル演算回路で処理再生しても同様
な効果を得ることができる。

【００６５】（第５の実施の形態）図８は本発明による
空間伝送通信装置の第５の実施の形態を説明する光受信
機１Ａを示す構成図である。この光受信機１Ａはフロン
トエンドアンプ１Ａ３の出力にデジタル演算回路１Ａ１
５を接続構成しその演算プログラムの変更により、送信
ビットレート変更及び伝送符号化形式に容易に対応する
ことができる。

【００６６】即ち、レンズ１Ａ１及び受光素子１Ａ２を
経て受信された光受信信号は、フロントエンドアンプ１
Ａ３で増幅された後、デジタル演算回路１Ａ１５に供給
される。

【００６７】デジタル演算回路１Ａ１５では、まず入力
信号が高速のＡ／Ｄ変換器１Ａ１５ａで量子化される。
この時点では信号雑音も含んだ識別前の信号であるた
め、このＡ／Ｄ変換器１Ａ１５ａは十分なサンプリング
速度とダイナミックレンジと必要な精度を有するものと
する。Ａ／Ｄ変換器１Ａ１５ａの出力をもとに、主演算
回路であるＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰ
ｒｏｃｅｓｓｏｒ）１Ａ１５ｂにおいて必要な演算が行
なわれる。

【００６８】ＤＳＰ１Ａ１５ｂでは、まず受信信号のビ
ットレートの判定を行ない、次にそのビットレートに応
じた帯域制限を行なってデジタルの情報信号を再生す
る。再生された情報信号は、パラレル−シリアル変換器
（ＰＳ）１Ａ１５ｃによりシリアル信号に変換されて出
力され、端末機器２に供給される。またＤＳＰ１Ａ１５
ｂはクロック発生回路１Ａ１５ｄを制御して、送信ビッ
トレートに応じたクロック信号を生成し、同様に端末機
器２に供給する。更に、ビットレート制御信号等必要な
情報の授受も行なう。この受信機１Ａでは、Ａ／Ｄ変換
器１Ａ１５ａを複数設けることにより、図６のような光
受信機の構成も可能であり、また図７に示したようにレ
ンズの微動制御も一括して演算回路１Ａ１５で行なうこ
ともできる。

【００６９】上記第１乃至第５の各実施の形態では、伝
送信号に光を使用した場合を例に説明したが、ミリ波や
マイクロ波等の電波を使用した場合の実施の形態を説明
する。

【００７０】（第６の実施の形態）即ち、図９は本発明
装置の第６の実施の形態を示す構成図で、まず受信機１
の信号受信回路１Ａ１６は、アンテナ及びＲＦ部を含む
高周波段で、送信電波をとらえ電気信号に変換し、必要
に応じて信号増幅や周波数変換等を行ない、切替制御回
路１Ａ１７及び第１の切替えスイッチ１Ａ５に供給され
る。切替制御回路１Ａ１７は受信信号の伝送速度を判定
し、切替え制御信号ａを導出して第１の切替えスイッチ
１Ａ５を制御するともに、送信ビットレート切替え制御
信号ｄを生成して端末機器２に供給する。

【００７１】第１の切替えスイッチ１Ａ５には信号処理
回路１Ａ１８が接続され、信号処理回路１Ａ１８は予め
想定される送信伝送速度の区分数に対応して複数個（こ
の実施の形態では第１及び第２の信号処理回路１Ａ１８
１、１Ａ１８２の２個）設けられ、夫々内部に備えたフ
ィルタ及び局部発振器により雑音除去と復調／識別によ
り受信信号の再生が行われ、再生されたデジタル信号ｃ
及び局発のクロック信号ｂが夫々第１の切替えスイッチ
１Ａ５を介して端末機器２に供給される。

【００７２】なお、切替制御回路１Ａ１７は、信号受信
回路１Ａ１６からの受信信号を導入してその送信ビット
レートに応じた切替え制御信号ａを生成導出するよう構
成したが、前記第１の実施の形態等と同様に、切替え制
御信号ａは端末機器２からの送信ビットレート切替え制
御信号ｄの供給を受けて生成導出しても良く、更には、
図示しないが信号処理回路１Ａ１８で再生されるデジタ
ル信号ｃを導入し、そのデジタル信号ｃの監視に基づ
き、逆に第１の切替えスイッチ１Ａ５に切替え制御信号
ａを導出供給するように構成しても良い。もっともこの
場合の第１の切替えスイッチ１Ａ５の構成は、信号受信
回路１Ａ１６と信号処理回路１Ａ１８との間の切替えス
イッチ部は省略され、受信信号は共通して第１及び第２
の信号処理回路１Ａ１８１、１Ａ１８２に供給される。

【００７３】更に、信号処理回路１Ａ１８は、第５の実
施の形態の図８に示したデジタル演算回路１Ａ１５に置
換えることができ、その場合は切替えスイッチ１Ａ５は
不要となる。

【００７４】いずれにしても、受信機１Ａを上記のよう
に構成したことによって、空間伝送路に障害が発生し、
通常の高速伝送が不可能となり、伝送速度の切替え降下
が必要となったときの切替え信号は、切替制御回路１Ａ
１７において、又は端末機器２からの供給により生成導
出される。

【００７５】一方、送信機１Ｂは端末機器２側から送信
すべき情報信号ｅを受け、一旦バッファ１Ｂ１に蓄積さ
れるとともに、選択回路１Ｂ２において端末機器２側か
らの送信制御信号ｆに応じて逐次読み出され、送信信号
生成回路１Ｂ８に供給される。

【００７６】送信信号生成回路１Ｂ８は、送信ビットレ
ートの区分数に対応して複数個（この実施の形態では第
１及び第２の信号生成回路１Ｂ８１、１Ｂ８２の２個）
で構成され、夫々定められた伝送速度及び変調方式によ
る送信信号を生成するので、その生成された送信信号は
送信切替えスイッチ１Ｂ９を介して、送信アンテナを含
む信号送出回路１Ｂ１０から反射板３等へ向け空間へ放
射される。この実施の形態でも、光による場合と同様、
送信伝送速度に応じて、信号送出回路１Ｂ１０を構成す
る送信アンテナの放射角度や送信ビームパターンを切替
えるよう構成することによって、伝送路の障害発生時へ
の対応がより効果的に行なうことができる。その他、選
択回路１Ｂ２と端末機器２との間の信号授受関係等は図
２に示した構成と同様であるので詳細な説明は省略す
る。

【００７７】（第７の実施の形態）上記各実施の形態で
はＲＺ（ＲｅｔｕｒｎｔｏＺｅｒｏ）符号化された
データの伝送について主に述べてきたが、ＲＺ符号だけ
でなくＮＲＺ（ＮｏｎＲｅｔｕｒｎｔｏＺｅｒ
ｏ）符号、更には３値や４値の多値符号化された信号の
伝送も可能である。これらの信号を伝送するに当たり、
背景光ノイズを除去するためにスクランブルやＢＳＩ
（ＢｉｔＳｅｑｕｅｎｃｅＩｎｄｅｐｅｎｄｅｎｃ
ｅ）保証用の各種符号化技術が適用できる。スクランブ
ルやＢＳＩ保証用符号化技術は信号のマークやスペース
の同符号が連続してタイミング・クロックの抽出ができ
なくなるのを防止するために開発されたもので、本発明
による空間伝送通信装置の第７の実施の形態ではこの長
所を保ちつつ、なおかつ周波数低域に存在する背景光ノ
イズを有効に除去できるようにするものである。

【００７８】ここで本発明に適用可能なＢＳＩ保証用各
種符号化方式について述べる。

【００７９】代表的な符号化方式として、ａＢ１Ｃ（ａ
Ｂｉｎａｒｙｗｉｔｈ１Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔ
ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ）符号化（ａ：自然数）がある。
これは、ａビット毎に１ビットの相補ビットを直前のビ
ットに対して付加するものである。

【００８０】他の符号化方式として、ｂＢｃＢ符号化
（ｂ，ｃ：自然数）がある。これは、ｂビット毎に２値
系列をｃビット２値符号のブロックにマーク率が１／２
に近づくように変換したものである。

【００８１】更には、ＤｄＢ１Ｍ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｉａｌｄＢｉｎａｒｙｗｉｔｈ１Ｍａｒｋ
ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ）符号化（ｄ：自然数）がある。伝
送する信号系列（原系列）に対してｄビット毎にマーク
信号を１ビット挿入し、更にその信号系列と１ビット前
の送信符号との間で和分演算して生成される符号化方式
である。

【００８２】その他にもｅＢ１Ｐ（ｅＢｉｎａｒｙ
ｗｉｔｈ１Ｐａｒｉｔｙ）符号化（ｅ：自然数）や
ＰＭＳＩ（ＰｅｒｉｏｄｉｃＭａｒｋａｎｄＳｐ
ａｃｅＩｎｓｅｒｔｉｏｎ）符号化があり、更にはＣ
ＭＩ，ＤＭＩ等の符号化方式も適用可能である。ただ
し、これらの符号化については、冗長性が問題となる。

【００８３】例えばａＢ１Ｃ符号化の場合、原情報速度
はビットレートのａ／（ａ＋１）となり、また、ｂＢｃ
Ｂ符号化の場合には原情報速度はビットレートのｂ／
ｃ、ＤｄＢ１Ｍ符号化の場合には原情報速度ｄ／（ｄ＋
１）とそれぞれなってしまう。しかし、これら３つの符
号化方式について、それぞれａ＞１、ｃ＝ｂ＋１、ｄ＞
１という条件を付ければビットレートの増加率が小さく
抑えられ、かつ背景光ノイズをカットできる。

【００８４】これに対して、原情報速度がビットレート
の１／２となるＣＭＩ，ＤＭＩ等のバイフェーズ符号化
をデータ伝送帯域をコンパクトに使用する系に用いるこ
とは好ましくない。

【００８５】ところが、上記したようにＢＳＩ保証用各
種符号化方式を使用した場合でも、繰り返しパターン伝
送時の低域遮断による劣化が生じ得る。これを避けるた
めに受信機に低域遮断補償用回路を設けることは極めて
有効で、例としてクランプ回路が使用できる。このクラ
ンプ回路はビット長に比べて十分長い時定数で、ピーク
及びボトム・ホールドを行い、マークもしくはスペース
の識別レベルを決定することができる。

【００８６】また、スクランブルを単独で用いた系で
は、最大同符号連続は確率的にしか規定できないが、ス
クランブルとＢＳＩ保証用各種符号化方式を併用すれ
ば、最大同符号連続を規定できる。更に繰り返しパター
ンを生じにくくすることができるので、より有効に背景
光ノイズをカットすることができる。

【００８７】図１０を参照して符号化された信号の低域
遮断の影響を説明する。図１０ａ）は、原信号の時間波
形である。例としてマークが十分長いビット数連続した
後、スペースが十分長いビット数連続した場合を示して
いる。この原信号にａＢ１Ｃ符号化を行った場合を図１
０ｂ）に示している（図中ではａ＝５）。このａＢ１Ｃ
符号化された図１０ｂ）の信号が低域遮断された様子を
図１０ｃ）に示す。図１０ｃ）では信号が直流成分を含
まないため、マークからスペースへ切り替わった直後か
らマーク・スペースレベルの変動が生じることを示して
いる。この変動の速さは低域遮断のカットオフ周波数に
依存する。

【００８８】また、受信機の低域遮断補償用クランプ回
路では、同符号連続に耐えるために識別レベル確定のた
めのピーク及びボトム検出の時定数を十分大きくした。
そこで、ａビット連続でのレベル変動をｍとすると、低
域遮断によるレベル変動が、ａビット連続の場合に
（０．５＋ｍ／２）以下であれば識別誤りは生じない。

【００８９】ここで、ビットレートをＲとすると、ａビ
ット分の時間間隔はａ／Ｒとなり、低域遮断によるレベ
ル変動の時定数τは

【数１】となる。例えばビットレートＲが１００Ｍｂｐｓ（Ｒ＝
１００×１０⁶）、クランプ回路でのａビット連続のレ
ベル変動ｍが１０％（ｍ＝０．１）の場合、１０Ｂ１Ｃ
で９５０ｋＨｚ、５Ｂ１Ｃで１．９ＭＨｚまでカットで
きる。ただし、受光電力が大きくＳ／Ｎが十分高い状態
の場合に限られる。実際には式（１）で与えられるカッ
トオフ周波数ｆの１／２程度まで低域を確保することが
望ましい。

【００９０】また、ＬＥＤ（発光ダイオ−ド）に比べて
ＬＤ（ＬａｓｅｒＤｉｏｄｅ）は、高速変調、高出力
が可能なので、高速の空間伝送通信装置に特に適してい
る。そこで、送信機内の発光素子にＬＤを使用して、符
号化技術を用いれば効率の良い通信が可能となる。勿
論、ＬＥＤを使用しても良い。

【００９１】また、伝送ビットレートを変更しても符号
化は有効である。この場合はいくつかの方法が考えられ
る。まず、伝送ビットレートを変えても、同一の符号化
を行う方法で、この場合には回路構成が比較的簡単とい
う長所を有する。また、低ビットレートに変更するとき
は、符号化の冗長性を大きくする方法もある。例えば１
０Ｂ１Ｃから２Ｂ１Ｃに変更すれば、伝送ビットレート
にかかわらず、背景光ノイズを有効に除去できる。な
お、ビットレートが更に低くなった場合には、符号化し
ても背景光ノイズを除去できなくなる。このような場合
には、符号化を行わないか、または、背景光ノイズの帯
域より高いキャリアでの予変調の通信方式に切り替える
等の方法がある。

【００９２】なお、以上説明の上記各実施の形態におい
て、送信側による低ビットレート伝送時に、出力がない
時間が一定時間以上続いたときには、前記送信側から高
ビットレートで通信を行なっている受信機にだけ検出で
きる送信信号を挿入して送出する機能を付加し、１：多
の伝送路で、高ビットレートの通信と低ビットレートの
通信が同時に行なわれることがあっても、互いに衝突を
回避して通信するよう構成することができる。また、ベ
ースバンド伝送信号の符号化を行って、背景光ノイズの
存在する周波数低域をカットしても良好なデータの送受
信ができる。

【００９３】また、この発明装置は、送受信機１Ａ，１
Ｂともに、通信路における伝送障害発生に対応して行な
われる送信ビットレート変更処理を迅速かつ的確に行な
い、高速データ通信等に対応できるものとして説明し
た。この送信ビットレートの変更処理に対応できる送信
及び受信機能を有した装置は、相手側の送信及び受信機
能に即応できることをも意味する。従って、この発明装
置は、当然ながら既存の高速データ伝送のみの機能を有
する送信機あるいは受信機、更には低速データ伝送のみ
の機能しかない送信機あるいは受信機との間でもその通
信形式及びネットワーク等の処理形式に整合性を有する
限り、何等支障なく通信が可能である。

【００９４】以上のように、この発明による空間伝送通
信装置は、切替え制御により送信ビームの電力分布を効
果的に利用するものであり、受信機側では高速伝送の中
で低ビットレート受信をより確実に行うことができる。

【００９５】また送信側に、送信信号を形成する送信ビ
ームのうち中心部分の周囲に、低い送信ビットレートで
の伝送に必要な送信電力を有する周辺ビーム部分を別途
形成する機能を備えたことにより、伝送路障害への影響
を著しく軽減することが可能であり、今後のＢ−ＩＳＤ
Ｎの端末配線手段としても得られる効果大である。

【００９６】また、受信強度に対応して送信ビットレー
トを変更しないような空間伝送通信装置では、ベースバ
ンド伝送信号の符号化を行って、背景光ノイズの存在す
る周波数低域をカットしても良好なデータの送受信がで
きる。

【００９７】

【発明の効果】第一の発明によれば、一つの受信機で複
数のビットレートの信号を切替え復調できるため、通信
路が長くなったとき、また通信路が一時的に遮られて必
要とする所定の送信電力での通信ができなくなったとき
に、送信ビットレート下げることにより最低限の通信を
確保することができる。

【００９８】さらに、視野の狭い高速通信用受信機を用
いたシステムにおいて、受信機で光ビームの主要部が受
信できなくったときでも、主たる受光素子の周辺に低速
通信用の受光面を形成することにより、受信機は通常時
とは異なる視野パターンで光ビームの周辺部を用いて受
信できるのて、同じく送信ビットレートを下げた最低限
の通信を確保することができる。

【００９９】また、光ビームの電力分布を制御すること
により、ビームの周辺部の電力も必要量確保できるよう
に構成されるので、受信機側での低ビットレート受信を
効果的に実現できる等、実用上顕著な効果が得られる。

【０１００】第２の発明による空間伝送通信装置は、受
信強度に対応して送信ビットレートを変更しないような
空間伝送通信装置において、ベースバンド伝送信号の符
号化を行って、背景光ノイズの存在する周波数低域をカ
ットしても良好なデータの送受信ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる空間伝送通信装置の第１の実施
の形態を適用した光無線ＬＡＮを示す構成図である。

【図２】図１に示す空間伝送通信装置の光送受信機を示
す構成図である。

【図３】図２に示す光送受信機の光送信部から放射され
る光ビームの強度パターン図である。

【図４】図２に示す光送受信機の受光素子を示す斜視図
である。

【図５】本発明に係わる空間伝送通信装置の第２の実施
の形態による光受信機に採用した受光素子を示す斜視図
である。

【図６】本発明に係わる空間伝送通信装置の第３の実施
の形態による光受信機を示す構成図である。

【図７】本発明に係わる空間伝送通信装置の第４の実施
の形態による光受信機を示す構成図である。

【図８】本発明に係わる空間伝送通信装置の第５の実施
の形態による光受信機を示す構成図である。

【図９】本発明に係わる空間伝送通信装置の第６の実施
の形態による電波送受信機を示す構成図である。

【図１０】本発明による符号化信号の低域遮断の影響を
説明する図である。

【符号の説明】

１、１１、１２、…１Ｎ光送受信機１Ａ受信機１Ａ１レンズ１Ａ２受光素子１Ａ３フロントエンドアンプ１Ａ４位相制御回路１Ａ６フィルタ１Ａ７識別器１Ａ８送信信号生成回路１Ａ９発振器１Ａ１２調節機構１Ａ１３電力検出回路１Ａ１５デジタル演算回路１Ａ１７切替制御回路１Ａ１８信号処理回路１Ｂ送信機１Ｂ１バッファ１Ｂ２選択回路１Ｂ４レーザダイオード１Ｂ５レンズ１Ｂ７反射板２、２１、２２、…２Ｎ端末機器２３ゲートウェイ装置３反射板ａ切替え制御信号ｃデジタル信号ｄ送信ビットレート切替え制御信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｂ 10/00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】データを所定のビットレートからなる電
磁波信号に変換して空間に放射する送信機と、この送信
機によって放射された電磁波信号を受信し前記データを
再生する受信機とからなる空間伝送通信装置において、
前記受信された電磁波信号の受信強度を検出する受信強
度検出手段と、受信強度に対応して前記送信ビットレー
トを変更するビットレート変更手段と、このビットレー
ト変更手段によって変更される前記送信ビットレートに
対応して前記電磁波信号の受信ビットレート又は受信動
作を変更する受信手段とを具備することを特徴とする空
間伝送通信装置。
【請求項２】前記電磁波信号は光信号であることを特
徴とする請求項１記載の空間伝送通信装置。
【請求項３】前記受信手段は、互いに異なる電磁波受
信領域を形成する複数の受信素子を備えたことを特徴と
する請求項１又は請求項２記載の空間伝送通信装置。
【請求項４】前記送信機は、送信用主ビームを形成す
る第１の送信手段とこの第１の送信手段で形成される送
信用主ビームの外側にこの送信用主ビームによる放射電
力よりも小さな電力で送信用副ビームを形成する第２の
送信手段とを具備することを特徴とする請求項１乃至請
求項３のうちのいずれか１の請求項記載の空間伝送通信
装置。
【請求項５】前記送信機は、その送信機が低ビットレ
ートの電磁波信号を送信しているときに、高ビットレー
トの電磁波信号を受信している前記受信機でのみ検出可
能な信号を前記低ビットレートの電磁波信号と共に送出
することを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちのい
ずれか１の請求項記載の空間伝送通信装置。
【請求項６】前記データはベースバンド信号であり、
このベースバンド信号がａＢ１Ｃ（ａ：自然数；ａ＞
１）、もしくはｂＢｃＢ（ｂ，ｃ：自然数；ｃ＝ｂ＋
１）、もしくはＤｄＢ１Ｍ（ｄ：自然数；ｄ＞１）の符
号化をなされており、また前記受信機の周波数低域を遮
断することを特徴とする請求項２に記載の空間伝送通信
装置。
【請求項７】前記送信機内の前記光信号を出力する発
光素子がレーザ・ダイオードであることを特徴とする請
求項６に記載の空間伝送通信装置。
【請求項８】データを光信号に変換して空間に放射
し、空間を伝搬する光信号を取り込んでデータを再生す
る空間伝送通信装置において、伝送する前記データはベ
ースバンド信号であり、このベースバンド信号がａＢ１
Ｃ（ａ：自然数：ａ＞１）、もしくはｂＢｃＢ（ｂ，
ｃ：自然数；ｃ＝ｂ＋１）、もしくはＤｄＢ１Ｍ（ｄ：
自然数；ｄ＞１）の符号化をなされており、また受信機
の周波数低域を遮断することを特徴とする空間伝送通信
装置。