无线传输系统以及其中所用的无线发射机、无线接收机、无线发射方法、无线接收方法及无线通信方法

摘要

一种无线传输系统具备无线HDMI发射机和无线HDMI接收机。无线HDMI发射机具备：载波振荡器，其设置在HDMI的传输线路的每个信道上，输出毫米波频带的载波信号；OOK调制器，其设置在每个载波振荡器上，将所对应的载波振荡器输出的载波信号进行开关调制；以及输入电路，其设置在HDMI的传输线路的每个信道上，将源设备输出的数字信号输入至OOK调制器。

说明书

技术领域

本发明涉及无线传输系统以及其中所用的无线发射机、无线接收 机、无线发射方法、无线接收方法及无线通信方法，更具体地，涉及 使用毫米波的无线传输系统以及其中所用的无线发射机、无线接收 机、无线发射方法、无线接收方法及无线通信方法。

背景技术

近来引入市场的高清晰度等离子电视、液晶电视、数字投影仪、 DVD播放机、蓝光播放机，大多都具备高清晰度多媒体接口（HDMI： High Definition Multimedia Interface）连接器。使用HDMI连接器时， 源设备（例如，数字机顶盒、DVD播放机、蓝光播放机、HDD播放 机等）能够向终端设备（例如，高清晰度电视、显示装置、数字投影 仪等）高性能地传输数字内容。

HDMI规格中规定了用于对应以720p及1080i的高清晰度电视 （HDTV：High Definition Television）为代表的所有一般高清晰度格 式的规格，所述高清晰度电视需要在10^-9比特误码率（BER：Bit error ratio）下1.5Gbps的数据传输速度（比特率）。并且，HDMI规格中， 为了确保在源设备和终端设备之间传输数字内容时的安全性，还规定 了关于高带宽数字内容保护系统（HDCP：High-bandwidth Digital Content Protection system）的规格。包括如此设计的HDMI规格得到 业界的广泛支持。预计具备HDMI的装置的销售量将从2005年的5000 万台增长到2008年的两亿台以上。

图31为用于概述HDMI规格中从源设备向终端设备传输的信号 的框图。图32为表示分配在HDMI连接器的插脚上的信号种类的图。 首先，参照图31及图32，对HDMI规格的概要进行说明。另外，图 31中，数字信号TMDS数据0+和数字信号TMDS数据0-分别表示差 动信号的正与负。关于数字信号TMDS数据1+和数字信号TMDS数 据1-，以及数字信号TMDS数据2+和数字信号TMDS数据2-也相同。

源设备900和终端设备901通过HDMI电缆902连接。由源设备 900产生的视频信号和音频信号被输入到HDMI发射机903。HDMI 发射机903将应发射的信号转换成串行的3个信道的数字信号，输出 到HDMI电缆902的3个信道“TMDS数据0”、“TMDS数据1”及 “TMDS数据2”。在“TMDS数据0”、“TMDS数据1”及“TMDS 数据2”信道中，每一个信道的比特率最大为1485Mbps（1080P，色 深（depth）8比特的情况）。并且，HDMI发射机903基于控制信号 控制/状态生成适当的时钟信号TMDSCLK，并输出到HDMI电缆902 的信道“TMDS时钟”。例如，TMDSCLK具有TMDS数据0~2的比 特率的十分之一的时钟频率。HDMI接收机904使用TMDSCLK将通 过HDMI电缆902输入的串行的3个信道的数字信号再生为视频信号 及音频信号并输出。

源设备900和终端设备901将SCL（串行时钟）及SDA（串行数 据）作为被称为DDC（显示数据信道，Display Data Channel）的控制 信号进行双向通信。控制信号DDC用于源设备900和终端设备901 之间的设定信息、状态信息等的交换。为了控制信号DDC的通信， 利用被称为I2C（Inter-Integrated Circuit，内部集成电路）的协议。I2C 的比特率为100Kbps的低速。

源设备900和终端设备901，通过配合使用“热插拔检测（Hot Plug Detect）”和“+5V电源”，从而确认HDMI电缆连接到源设备900及 终端设备901上。终端设备901检测到从源设备900输出的+5V电压， 识别到连接有电缆。+5V电压在终端设备901内通过1KΩ的电阻返 回至“热插拔检测”。源设备900检测到“热插拔检测”信号变成5V 时，识别到连接有电缆。

另外，CEC（Consumer Electronics Control，消费电子控制）是用 于源设备900和终端设备901之间通信的选项控制信号。

像这样，源设备900和终端设备901利用HDMI电缆902连接。

可是，近年来，HDTV的薄型化、轻量化得到发展，壁挂式HDTV 也在市场中流通。在壁挂式HDTV的情况下，在源设备和HDTV之 间沿着墙壁对HDMI电缆进行布线时，可能会损伤外观。因此，希望 源设备和HDTV之间以无线进行通信。

针对这种情况，提出有下述专利文献1~8中记载的发明。

专利文献1中记载的发射装置1，通过P/S（并行串行）转换部 10将R、G、B及时钟信号转换成串行信号。而且，发射装置1通过 串并联转换器11将串行信号交互分流，作为I信号及Q信号。发射 装置1通过QPSK调制部12将I信号用毫米波进行调制，获得同相 分量I1，将Q信号用相位延迟90度的毫米波进行调制，获得正交分 量Q1。发射装置1将同相分量I1和正交分量Q1用加法机12c进行 重叠，并从天线部13输出。接收装置2对从发射装置1发射过来的 重叠信号IQ1进行解调。这样，专利文献1中公开了一种发射装置及 接收装置，其将多个数字信号转换成串行信号，以QPSK（Quadrature Phase Shift Keying，正交相移键控）方式进行调制，使用毫米波进行 无线传输。

专利文献2中记载的多媒体源12，设定第一链路22为60GHz， 设定第二链路为低速。多媒体源12通过前向信道调制器36，使用 DQPSK（Differential Quadrature Phase Shift Keying，差动正交相移键 控）、QPSK、BPSK（Binary Phase Shift Keying，二进制相移键控）、8PSK （8-Phase Shift Keying，8相移键控）等，将数字数据调制成模拟信号， 通过前向信道上变频器38上变频成60GHz的毫米波进行发射。

专利文献3中记载的无线Tx芯片16通过发射机处理器18将多 媒体数据转换成I及Q信号，通过无线发射机20用QPSK、DQPSK、 BPSK或8PSK等进行调制，上变频成60GHz的毫米波进行发射。

专利文献4~8中记载的无线发射机，将数字数据用QPSK、 DQPSK、BPSK或8PSK等进行调制，上变频成60GHz的毫米波进行 发射。

并且，产品化有如下述的非专利文献1~3中记载的发明。非专利 文献1中记载的发明，实际销售价格在43,000日元左右，发射设备的 功耗为10W，接收设备的功耗为12W，发射设备的外形尺寸约为190 （W）×70（D）×69（H）（mm），接收设备的外形尺寸约为146（W） ×46（D）×133（H）（mm），作为无线技术，使用SiBEAM公司的 无线高清（Wireless-HD）。

非专利文献2中记载的发明，实际销售价格在$999左右，发射设 备的功耗为12.5W，接收设备的功耗为12.5W，发射设备及接收设备 的外形尺寸为6（W）×4（D）×2（H）（英寸），作为无线技术大概 利用Tzero科技公司的ZeroWire（无线）。

非专利文献3中记载的发明，实际销售价格为￥148,000，所需的 电源为5V/2.6A，发射装置及接收装置的外形尺寸为162.6（W）×164.5 （D）×33.5（H）（mm），作为无线技术，利用AMIMON公司的WHDI （Wireless Home Digital Interface，无线家庭数字接口）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2006-352623号公报

专利文献2：特表2006-525736号公报

专利文献3：特表2007-511977号公报

专利文献4：特表2007-524288号公报

专利文献5：特表2008-518492号公报

专利文献6：特表2008-519552号公报

专利文献7：特表2008-519549号公报

专利文献8：特表2008-519548号公报

非专利文献

非专利文献1：松下株式会社，“全高清无线单元TU-WH1J”，在 线，2010年3月9日检索，互联网（URL：http： //Panasonic.jp/support/product/tv/08/TU-WH1J.html）

非专利文献2：格芬（Gefen）股份有限公司，“HDMI无线网络 （UWB技术）”，在线，2010年3月9日检索，互联网（URL：http： //www.gefen.com/kvm/dproduct.jsp?prod_id=4318）

非专利文献3：Lancerlink（ランサ一リンク）株式会社，“1920 ×1080p全规格高清晰度电视HDMI无线收发单元HD-无线RD&TD”， 在线，2010年3月9日检索，互联网（URL:http://lancerlink.shop24. makeshop.jp/shopdetail/001005000001/brandname/）

发明内容

本发明要解决的技术问题

首先，在将HDMI电缆用无线设备置换的情况下，理想的是以与 HDMI电缆的价格相同程度或其以下的条件提供该无线设备。另外， HDMI电缆的价格，虽然根据电缆的长度不同而不同，但限于在通常 家庭中的用途时，最多数米长度就足够，所以也就是两千日元至三千 日元左右。

而且，由于将本来完全不消费电力的电缆用无线设备代替，所以 显然要求在无线设备中仅用来自源设备或终端设备的供电来工作的 低功耗化。

但是，非专利文献1~3中记载的现有HDMI传输用无线设备，价 格在数万日元至数十万日元，功耗约为10瓦。因而，价格在数千日 元左右，且仅用来自源设备、终端设备等的供电来工作的低功耗HDMI 传输用无线设备，至今在市场上仍未发现。

非专利文献1中记载的发明，作为无线技术使用无线高清 （Wireless-HD），作为无线频带使用60GHz毫米波。毫米波具有直线 传播性非常强的性质，如果在发射设备和接收设备之间存在障碍物， 通信将受到明显的干扰。无线高清为了防止这种情况采用使用了阵列 天线的波束成形技术，在进行通信的设备间存在障碍物的情况下，实 现寻找别的通信路径（从发射设备至墙壁，从墙壁的反射至接收设备） 的功能。因而，无线设备的结构变得复杂，不能实现低价格及低功耗。

非专利文献2及3中记载的发明，作为无线频带使用5GHz。像 HDMI用信号那样，将传输速度达到1.5Gbps的信号用5GHz频带无 线传输是非常困难的。为此，非专利文献2中记载的发明，将传输的 数据使用JPEG2000或H.264技术压缩后进行传输。此外，非专利文 献3中记载的发明，使用AMIMON公司独自的编码技术和调制技术， 以40MHz的带宽实现1.5Gbps的传输。无论在何种情况下，无线设 备的结构都变得复杂，不能实现低价格及低功耗。

专利文献1中记载的发明，发射装置需要并行串行转换器、正交 调制器等，且根据QPSK方式进行调制。正交解调器包括串并联转换 器和混频器，所述混频器用于混频相位变化的信号。使用并行串行转 换器的情况下，HDMI的1个信道的数字信号例如为1.5Gbps，为了 将3个信道份的数字信号转换成串行信号，发射装置需要4.5Gbps的 高速信号处理电路。而且，发射装置由于通过串并联转换器将串行信 号分成I信号和Q信号，因此需要被称为查找表（Look up table）的 电路。此外，根据QPSK方式进行调制的情况下，发射装置必须通过 混频器进行混频，以使I信号及Q信号的相位不同，因此必须通过用 PLL（Phase-locked loop，锁相环）电路锁住的本地信号生成I信号及 Q信号。而且，使用QPSK方式的情况下，由于发射无线信号的频率 脱离期望的频率时不能进行解调，因此发射装置在将通过QPSK方式 调制的信号上变频至60GHz时，需要通过PLL电路锁住的载波。即， 发射装置至少需要两个PLL电路。

并且，在对通过QPSK方式进行调制的信号进行解调的时候，接 收装置必须通过用PLL电路锁住的毫米波频带的本地信号将发射无 线信号下变频至IF（Intermediate Frequency，中频）信号。此外，接 收装置在将IF信号用正交解调器转换成基带信号时，需要用PLL电 路锁住的本地信号，需要查找表。而且，为了将从正交解调器获得的 基带信号转换成并行信号，接收装置需要串行并行转换器，需要高速 的信号处理电路。

因而，专利文献1中记载的发明，在发射装置和接收装置两者中， PLL电路分别各需要至少两个，用于串并联转换的查找表分别各需要 至少一个，用于并行串行转换的高速处理电路分别各需要至少一个。 因此，专利文献1中记载的发明，发射装置及接收装置难以实现低价 格和低功耗。但是，专利文献1中记载的发明，由于使用QPSK方式， 能够使无线传输频带变窄，能够高品质地传输信号。

即便在专利文献2~8中记载的发明中，也是通过各种PSK方式 进行调制，因此在发射装置和接收装置两者中，与专利文献1同样， PLL电路分别各需要至少两个，用于串并联转换的查找表分别各需要 至少一个，用于并行串行转换的高速处理电路分别各需要至少一个。 因此，专利文献1中记载的发明，难以实现发射装置及接收装置的低 价格和低功耗。但是，专利文献2~8中记载的发明，由于使用各种 PSK方式，能够使无线传输频带变窄，能够高品质地传输信号。

像这样，在现有技术中不能低价格且低功耗地通信HDMI信号。

另外，以上为限于HDMI信号进行的说明，但是除HDMI以外， 如USB2.0或USB3.0、DVI、显示端口（DisplayPort）、MHL、HAVi、 DiiVA等的通信方式，通过数字电缆将数字信号从某个设备传输到另 一设备的系统中，在将该数字电缆无线化的情况下，也会产生低价格 化和高功耗化的问题。

在将高品质数字信号从某个设备对另一设备进行无线传输时的 前提是不产生品质的劣化。所以，本发明的目的在于提供一种低价格 且低功耗的无线传输系统及其中所用的无线发射机、无线接收机、无 线发射方法、无线接收方法以及无线通信方法，所述无线传输系统不 使传输品质劣化，将数字信号从某个设备通过无线传输至另一设备。 解决技术问题的技术手段

为了解决上述技术问题，本发明具有以下特征。本发明的无线传 输系统具备第一无线机，其通过1个信道以上的第一传输线路与第一 电子设备连接；以及第二无线机，其通过1个信道以上的第二传输线 路与第二电子设备连接。第一无线机包括：1个以上的载波振荡器， 其设置在第一传输线路的每个信道上，输出毫米波频带载波信号；1 个以上的OOK调制器，其设置在1个以上的每个载波振荡器上，用 于将所对应的载波振荡器输出的载波信号进行开关调制；1个以上的 输入电路，其设置在第一传输线路的每个信道上，将第一电子设备输 出的1个信道以上的数字信号输入至OOK调制器；以及发射天线部， 把OOK调制器输出的毫米波信号作为无线信号输出。1个以上的 OOK调制器，基于从输入电路输入的数字信号，将载波振荡器输出 的载波信号进行开关调制。第二无线机包括：接收天线部，接收从发 射天线部所输出的无线信号；1个以上的本地振荡器，其设置在第二 传输线路的每个信道上，输出毫米波频带的本地信号；1个以上的混 频器，其设置在1个以上的每个本地振荡器上，根据本地振荡器所输 出的本地信号，将无线信号进行下变频；以及1个以上的检波部，其 设置在1个以上的每个混频器上，将被混频器下变频的信号进行解调， 再生成数字信号。

另外，本发明的无线发射机通过1个信道以上的传输线路与电子 设备连接，该无线发射机具备：1个以上的载波振荡器，其设置在传 输线路的每个信道上，输出毫米波频带载波信号；1个以上的OOK 调制器，其设置在1个以上的每个载波振荡器上，用来将所对应的载 波振荡器输出的载波信号进行开关调制；以及1个以上的输入电路， 其设置在传输线路的每个信道上，将电子设备输出的1个信道以上的 数字信号输入至OOK调制器；1个以上的OOK调制器基于由输入电 路输入的数字信号，将载波振荡器输出的载波信号进行开关调制。

优选地，1个以上的输入电路包括去除数字信号高频部分的低通 滤波器，1个以上的OOK调制器，基于被低通滤波器除去了高频部 分的数字信号，将载波振荡器输出的载波信号进行开关调制。

优选地，1个以上的载波振荡器以及1个以上的OOK调制器由 CMOS构成，1个以上的输入电路包括将数字信号转换成CMOS电平 的电平转换电路。

优选地，1个以上的载波振荡器为多个的情况下，各载波振荡器 的载波频率的间隔为数字信号的比特率的2倍带宽以上。

优选地，还具备1个以上的频率调整部，其仅在规定计时下调整 1个以上的载波振荡器的振荡频率。

优先地，1个以上的频率调整部是PLL电路。

优选地，1个以上的频率调整部，将载波振荡器的输出频率进行 计数并与规定值进行比较，基于比较结果，调整向载波振荡器输入的 控制电压。

优选地，在传输线路中，传输关于HDMI方式的信号；载波振荡 器、OOK调制器以及输入电路是对应数字信号HDMI0、HDMI1以及 HDMI2而设置的。

优选地，还具备对应时钟信号HDMICLK所设置的载波振荡器、 OOK调制器以及输入电路。

优选地，在传输线路中，传输以比数字信号的比特率更低的比特 率传输的控制信号DDC，无线发射机还具备DDC收发器，其用于以 比毫米波更长的波长的无线信号收发控制信号DDC。

优选地，DDC收发器，在收发控制信号DDC之前，发射确认终 端设备侧的HPD是否为“高”状态的HPD确认包。

优选地，DDC收发器，在控制信号DDC的收发状态为空闲状态 时，为了监视终端设备侧的HPD状态而发射HPD确认包。

优选地，还具备：接收部，其设置成与由一组载波振荡器、OOK 调制器以及输入电路构成的发射部之间，共用收发频率；以及天线部， 其既发射被OOK调制器调制的无线信号，同时又接收毫米波无线信 号。接收部包括：本地振荡器，输出具有收发频率的毫米波频带的本 地信号；混频器，根据本地振荡器输出的本地信号，将接收无线信号 进行下变频；以及检波部，对被混频器下变频后的信号进行解调并再 生为基带信号。无线发射机包括共享电路，所述共享电路在将由检波 部再生成的基带信号传输至传输线路的同时，将传输线路输出的数字 信号输入至输入电路。

优选地，还具备：接收部，利用与由一组载波振荡器、OOK调 制器以及输入电路构成的发射部所使用的发射频率不同的毫米波接 收频率；以及接收天线部，接收具有接收频率的无线信号。接收部包 括：本地振荡器，输出具有接收频率的毫米波频带的本地信号；混频 器，根据本地振荡器输出的本地信号，将接收无线信号进行下变频； 以及检波部，对被混频器下变频后的信号进行解调并再生为基带信 号。无线发射机，将由检波部再生成的基带信号传输至传输线路。

另外，本发明的无线接收机通过1个信道以上的传输线路与电子 设备连接，其具备：1个以上的本地振荡器，其设置在传输线路的每 个信道上，输出毫米波本地信号；1个以上的混频器，其设置在1个 以上的每个本地振荡器上，根据本地振荡器输出的本地信号，将进行 了OOK调制后的毫米波接收无线信号进行下变频；以及1个以上的 检波部，其设置在1个以上的每个混频器上，将被混频器下变频后的 信号进行解调并再生为基带信号。

优选地，1个以上的检波部还包括：信道选择滤波器，使由混频 器输出的信号的规定频带通过；放大器，将通过信道选择滤波器的信 号进行放大；检波电路，将被放大器放大后的信号通过包络检波或平 方律检波进行解调；限幅电路，由检波部检波后的信号再生成基带信 号；以及偏移消除器，消除从放大器到限幅电路中产生的偏移。

优选地，1个以上的本地振荡器、1个以上的混频器以及1个以 上的检波部由CMOS构成；1个以上的检波部包括电平转换电路，其 将基带信号由CMOS电平转换成在传输线路上使用的电压电平。

优选地，1个以上的本地振荡器为多个的情况下，各本地振荡器 的本地频率为能够将无线信号下变频成IF信号的频率。

优选地，还具备1个以上的频率调整部，其仅在规定计时下调整 1个以上的本地振荡器的振荡频率。

优选地，1个以上的频率调整部为PLL电路。

优选地，1个以上的频率调整部，对本地振荡器的输出频率进行 计数并与规定值进行比较，基于比较结果，调整输入至本地振荡器的 控制电压。

优选地，传输线路传输关于HDMI方式的信号；本地振荡器、混 频器以及检波部是对应数字信号HDMI0、HDMI1、HDMI2而设置的。

优选地，还具备时钟数据恢复电路，其由数字信号HDMI0、 HDMI1以及HDMI2中的任意一个信号，再生成时钟信号TMDSCLK。

优选地，在发射对应于时钟信号TMDSCLK的无线信号的情况 下，还具备对应于时钟信号HDMICLK而设置的本地振荡器、混频器 以及检波部。

优选地，在传输线路中，传输以比数字信号的比特率更低的比特 率传输的控制信号DDC；无线接收机还具备DDC收发器，其用于以 比毫米波更长的波长的无线信号收发控制信号DDC。

优选地，DDC收发器，在收发控制信号DDC之前，接收确认终 端设备侧的HPD是否为“高”状态的HPD确认包，并发射回送HPD 状态的响应包。

优选地，DDC收发器，在控制信号DDC的收发状态为空闲状态 时，为了监视终端设备侧的HPD状态而接收HPD确认包，并发射回 送HPD状态的响应包。

优选地，还具备：发射部，其设置成与由一组本地振荡器、混频 器以及检波部构成的接收部之间，共用收发频率；以及天线部，其在 接收无线信号的同时，发射毫米波无线信号。发射部包括：载波振荡 器，输出具有收发频率的毫米波频带的载波信号；OOK调制器，用来 将载波振荡器输出的载波信号进行开关调制；以及输入电路，将电子 设备输出的数字信号输入至OOK调制器。OOK调制器，基于由输入 电路输入的数字信号，将载波振荡器输出的载波信号进行开关调制。 无线接收机还包括共享电路，其在将由检波部再生成的基带信号传输 至传输线路的同时，将由传输线路输出的数字信号输入至输入电路。

优选地，还具备：发射部，其利用与由一组本地振荡器、混频器 以及检波部构成的接收部所使用的接收频率不同的毫米波发射频率； 以及发射天线部，发射具有发射频率的无线信号。发射部包括：载波 振荡器，输出具有发射频率的毫米波频带的载波信号；OOK调制器， 将载波振荡器输出的载波信号进行开关调制；以及输入电路，将电子 设备输出的数字信号输入至OOK调制器。OOK调制器，基于由输入 电路输入的数字信号，将载波振荡器输出的载波信号进行开关调制。

优选地，具有能够改变天线方向的柔性结构。

另外，本发明的无线发射方法为在通过1个信道以上的传输线路与 电子设备连接的无线发射机中采用的无线发射方法，该方法在传输线路 的每个信道上，设定了毫米波频带载波信号的载波频率；基于通过传输 线路输出的来自电子设备的数字信号，将该数字信号的信道所对应的载 波信号进行开关调制，从而将毫米波无线信号发射至每个信道。

另外，本发明的无线接收方法为在通过1个信道以上的传输线路 与电子设备连接的无线接收机中采用的无线接收方法，该方法在传输 线路的每个信道上，设定了毫米波频带本地信号的本地频率；将OOK 调制后的接收无线信号，在每个信道上进行下变频，将下变频后的信 号进行解调，再生为每个信道的基带信号。

另外，本发明的无线通信方法为下述无线传输系统中采用的无线 通信方法，所述无线传输系统具备：第一无线机，通过1个信道以上 的第一传输线路与第一电子设备连接；以及第二无线机，通过1个信 道以上的第二传输线路与第二电子设备连接，该方法在第一传输线路 的每个信道上，设定了毫米波频带载波信号的载波频率，基于通过第 一传输线路输出的来自第一电子设备的数字信号，将该数字信号的信 道所对应的载波信号进行开关调制，从而将毫米波无线信号发射至每 个信道；在第二传输线路的每个信道上，设定了毫米波频带本地信号 的本地频率，将OOK调制后的接收无线信号，在每个信道上进行下 变频，将下变频后的信号进行解调，再生为每个信道的基带信号。

发明效果

根据本发明，对来自传输线路的每个信道上所设置的载波振荡器 的毫米波载波信号，在每个信道上进行开关调制，并被无线发射。将 开关调制后的无线信号，用来自设置在每个信道上的本地振荡器的毫 米波本地信号进行下变频，并被解调成原数字信号。这样，本发明中， 采用开关调制进行调制，基于开关调制后的无线信号的包络信息，对 该无线信号进行解调就可以，所以如现有技术一样，即使在发射侧不 准确地固定载波频率，且在接收侧不准确地固定本地频率，也能得到 高品质的解调。这样一来，基于开关调制以及包络信息的解调，因为 不需要准确地固定载波频率以及本地频率，所以无需PLL电路。另外， OOK调制不需要用于并行串行转换的高速处理电路和用于串并联转 换的查找表。据此，无线发射机以及无线接收机，不需要PLL电路、 高速处理电路以及查找表。因此，能够提供一种不会使传输品质劣化， 并在低价格及低功耗下，将数字信号从某个设备向另一设备进行无线 传输的无线传输系统及其所使用的无线发射机、无线接收机、无线发 射方法、无线接收方法和无线通信方法。

如果设置去除数字信号的高频部分的低通滤波器，采用去除了高 频部分后的数字信号进行OOK调制，则能够抑制毫米波调制信号的 边带电平，并能够抑制毫米波对邻接信道的干扰信号。因此，能够在 保持高品质的状态下传输信号。

载波振荡器以及OOK调制器由CMOS构成，从而能够进行高品 质的毫米波通信。因此，电平转换电路可有效地进行向CMOS电平 的转换。

载波频率的间隔如果设为数字信号的比特率的2倍以上带宽的 话，则能够防止边带对邻接信道的干扰，从而实现高品质的通信。

如果只在规定的计时下调整载波频率，能够防止载波频率大幅度 地偏离，进而能够进行高品质的通信。另外，如果是只在规定计时下 调整载波频率的程度，还能得到功耗不会增大的效果。如果将频率调 整部设为PLL电路，则频率调整部的设计就会变得容易。另外，如果 把频率调整部设计为对频率进行计数并与规定值比较的结构，就无需 PLL电路。因此，能够提供一种不但实现了低功耗，还适当调整了频 率的无线发射机。

作为本发明所适用的实例，有HDMI方式。HDMI方式普及广泛， 通过使基于HDMI方式的传输无线化，从而使得商品价值大幅度增 加。如果时钟信号HDMICLK也用毫米波发射，则在无线接收机中， 就无需时钟恢复电路，有望降低无线接收机的成本。

通过将控制信号DDC以低速的无线信号进行传输，使得DDC的 收发变得容易。收发DDC时，必须确认HPD的状态，但是无线通信 的情况下，由于没有直接连接HDMI电缆，因此就会产生源设备侧如 何识别HPD状态的问题。如本发明这样，如果发射HPD确认包，基 于其响应包，能够确认HPD的状态，那么即使是无线化，也能够实 现DDC的收发。另外，虽然需要适当确认HPD的状态，但是在DDC 的收发状态为空闲状态时，如果根据HPD确认包确认HPD的状态， 那么即使是无线化，也能够确认适当的HPD状态。这样一来，如果 使用本发明，即使DDC无线化，也能够适当的收发DDC。

无线发射机，通过设置共用收发频率的接收部，能够具备利用毫 米波无线信号的基于半双工的收发功能。

另外，无线发射机，通过设置采用与发射频率不同的接收频率的 接收部，能够具备利用毫米波无线信号的基于全双工的收发功能。

无线接收机中的检波部包括信道选择滤波器、放大器、检波电路、 限幅电路以及偏移消除器，从而能够对接收到的无线信号进行正确的 解调。

本地振荡器、混频器以及检波部由CMOS构成，从而能够进行高 品质的毫米波通信。因此，电平转换电路可有效地将CMOS电平转 换至给第二电子设备的电压电平。

通过将无线信号下变频成IF信号，提高解调的精度。

如果只在规定的计时下调整本地频率，则能够防止本地频率大幅 度地偏离，从而能够进行高品质的通信。另外，若是只在规定的计时 下调整本地频率的程度，则还能获得功耗不会增大的效果。

如果将频率调整部设为PLL电路，则频率调整部的设计就会变得 容易。

如果把频率调整部设计为对频率进行计数并与规定值比较的结 构，就不需要PLL电路。据此，能够提供一种不但实现了低功耗，还 适当调整了频率的无线发射机。不需要作为频率调整部使用PLL电路 的情况下所需要的PLL电路内的低通滤波器，电路构成变得简洁，因 此能够在低价格下附加频率调整功能。

作为频率调整部使用PLL电路和频率计数器中任意一种的情况 下，都能够用CMOS建立频率调整部，不会增大无线发射机及无线 接收机的尺寸，并能够追加频率调整功能。

作为本发明所适用的实例，有HDMI方式。HDMI方式普及广泛， 通过使基于HDMI方式的传输无线化，从而使得商品价值大幅度增 加。如果用时钟恢复电路再生成时钟信号HDMICLK，那么即使在根 据电波使用规定等不能使用4个信道的毫米波频带的情况下，也能够 建立HDMI的无线传输系统。

另外，在能够使用4个信道的毫米波频带的情况下，如果用无线 接收机再生成由发射侧发射的无线时钟信号HDMICLK，就无需时钟 恢复电路，因此能有望降低无线接收机的成本。

通过将控制信号DDC以低速无线信号进行传输，使得DDC的收 发变得容易。收发DDC时，必须确认HPD的状态，但是在无线通信 的情况下，由于没有直接连接HDMI电缆，就会产生源设备侧如何识 别HPD状态的问题。因此，由发射侧发射HPD确认包的情况下，无 线接收机将HPD的状态记录在响应包并回传。据此，能够确认HPD 的状态，即使是无线化，也能够实现DDC的收发。另外，虽然需要 适当确认HPD的状态，但是在DDC的收发状态为空闲状态时，由于 发射HPD确认包，因此无线接收机按照该HPD确认包返回响应包即 可，即使是无线化，也能够确认适当的HPD状态。这样一来，如果 使用本发明，即使DDC无线化，也能够适当的收发DDC。

无线接收机，通过设置共用收发频率的发射部，能够具备利用毫 米波无线信号的基于半双工的收发功能。

另外，无线接收机，通过设置采用与接收频率不同的发射频率的 发射部，能够具备利用毫米波无线信号的基于全双工的收发功能。

通过在无线发射机和/或无线接收机上设置可改变天线方向的柔 性结构，能够将天线的方向调整至收发信号的灵敏度高的方向，从而 进一步提高传输品质。

本发明诸技术方案以及其他目的、特征、情况和效果，参照附图， 由下面的详细说明进一步阐明。

附图说明

图1为表示本发明的无线传输系统1的整体结构的框图。

图2为表示无线HDMI发射机100的功能结构的框图。

图3为表示无线HDMI接收机200的功能结构的框图。

图4为表示毫米波发射机101的功能结构的框图。

图5为表示毫米波接收机201的功能结构的框图。

图6为表示DDC收发器102的功能结构的框图。

图7为表示DDC收发器202的功能结构的框图。

图8为表示源设备2侧的DDC收发器102工作的流程图。

图9为表示终端设备3侧的DDC收发器202工作的流程图。

图10为表示无线HDMI发射机100的样机的功能结构的框图。

图11为表示无线HDMI接收机200的样机的功能结构的框图。

图12为毫米波发射机101及毫米波接收机201的剖面图。

图13为表示在薄膜基板302上形成的Cu布线层303、CMOS芯 片101b、201b及连接器连接部304的图。

图14为表示试制成的毫米波发射芯片（毫米波发射机）101b的 功能结构的框图。

图15为表示试制成的毫米波接收芯片（毫米波接收机）201b的 功能结构的框图。

图16表示毫米波接收芯片201b的CH1的天线ANT11所接收的 信号的频谱。

图17表示IF信号的频谱。

图18为表示本发明第二实施方式的毫米波发射机401的功能结 构的框图。

图19为表示本发明第二实施方式的毫米波接收机501的功能结 构的框图。

图20为表示本发明第三实施方式的毫米波发射机409的功能结 构的框图。

图21为表示本发明第二实施方式的毫米波接收机509的功能结 构的框图。

图22为表示USB2.0中使用的连接器的插脚分配的图。

图23为表示将OOK调制及毫米波用于USB2.0时的无线传输系 统700的整体结构的图。

图24为共享电路705的电路图。

图25为表示毫米波发射机707的功能结构的框图。

图26为表示毫米波接收机706的功能结构的框图。

图27为表示将OOK调制及毫米波用于USB3.0时的无线传输系 统800的整体结构的图。

图28为表示从无线USB收发器802及804发射的无线信号的频 谱的一个实例的图。

图29为表示本发明的无线传输系统810的整体结构的框图。

图30为表示本发明第七实施方式的无线传输系统820的整体结 构的图。

图31为用于概述HDMI规格中从源设备向终端设备传输的信号 的框图。

图32为表示分配在HDMI连接器的插脚上的信号种类的图。

图33为表示CDR电路203的功能结构的框图。

图34为表示增益控制信号的控制框的图。

具体实施方式

图1为表示本发明的无线传输系统1的整体结构的框图。另外， 将TMDS0~2及TMDSCLK设为差动信号。并且，图1中也可以使用 CEC。图1中，无线传输系统1包括源设备2、终端设备3、无线HDMI 发射机100和无线HDMI接收机200。源设备2包括HDMI接口2a。

HDMI接口2a与无线HDMI发射机100，通过HDMI方式用有 线的传输线路进行连接。例如，HDMI接口2a与无线HDMI发射机 100，可通过HDMI电缆连接，也可通过电子基板上的布线连接。但 是，HDMI接口2a与无线HDMI发射机100，不能影响用作为传输 线路的超近距离无线通信（例如，射流传输（Transfar Jet）等）进行 连接的情况。此外，对于连接HDMI接口2a与无线HDMI发射机100 的传输线路的媒介，没有特别限制。并且，HDMI接口2a与无线HDMI 发射机100，可以通过HDMI电缆或柔性基板连接，以使其能够改变 无线HDMI发射机100的方向。

源设备3包括HDMI接口3a。HDMI接口3a与无线HDMI接收 机200，通过HDMI方式用有线的传输线路进行连接。例如，HDMI 接口3a与无线HDMI接收机200，可通过HDMI电缆连接，也可通 过电子基板上的布线连接。但是，HDMI接口3a与无线HDMI接收 机200，不能影响用作为传输线路的超近距离无线通信（例如，射流 传输（Transfar Jet）等）进行连接的情况。此外，对于连接HDMI接 口3a与无线HDMI接收机200的传输线路的媒介，没有特别限制。 并且，HDMI接口3a与无线HDMI接收机200，可以通过HDMI电 缆或柔性基板连接，以使其能够改变无线HDMI发射机100的方向。 无线HDMI发射机100发射毫米波频带的无线信号。无线HDMI接 收机200接收来自无线HDMI发射机100的无线信号。

图2为表示无线HDMI发射机100的功能结构的框图。图2中， 无线HDMI发射机100包括毫米波发射机101和DDC收发器102。 无线HDMI发射机100中，输入数字信号TMDS0~TMDS2、时钟信 号TMDSCLK、控制信号DDC、+5V电源和HPD的信号。在第一实 施方式中，如后述所示，由于TMDSCLK是在无线HDMI接收机200 中生成的，因此无线HDMI发射机100不使用TMDSCLK。但是， 如后述的第六实施方式那样，也可以用毫米波发射TMDSCLK。

毫米波发射机101分别使用数字信号TMDS0~TMDS2，将 60.75GHz、62.5GHz和64.25GHz的毫米波通过OOK（On-Off Keying， 开关键控）方式调制，并作为无线信号m-TMDS0~TMDS2发射。DDC 收发器102将控制信号DDC打包，通过I2C方式，例如上变频到 2.4GHz，作为无线信号m-DDC发射。并且，DDC收发器102接收 从无线HDMI接收机200发射来的无线信号m-DDC。

图3为表示无线HDMI接收机200的功能结构的框图。图3中， 无线HDMI接收机200包括毫米波接收机201、DDC收发器202和 CDR（Clock Data Recovery，时钟数据恢复）电路203。无线HDMI 接收机200接收无线信号m-TMDS0~TMDS2以及无线信号m-DDC。 毫米波接收机201将无线信号m-TMDS0~TMDS2通过包络检波（或 平方律检波）解调，输出数字信号TMDS0~TMDS2。CDR电路203 是众所周知的电路，其用来从数字信号TMDS0~TMDS2中的任意一 个中分离出与数字信号重叠的时钟信号。

作为CDR电路203的结构，有采用PLL电路的类型、采用DDL （Digital Locked Loop，数字锁相环）电路的类型，以及采用数字过 采样的类型。PLL类型的CDR电路203搭载可以在数据信号和时钟 信号之间进行相位比较的相位检波器，具有根据频率环路和相位环路 输出时钟信号的结构。若使用PLL类型的CDR电路203，可在简单 的结构下实现低抖动。DLL类型的CDR电路203具有多相时钟和相 位内插器（相位DAC），数字过采样类型的CDR电路203是各式各 样的。时钟恢复优选低抖动，所以在此采用PLL类型的CDR电路203， 但并不限于此类型。

图33为表示CDR电路203的功能结构的框图。图33中，CDR 电路203包括分频器（1/M，1/N，1/5）2031、2032及2033、相位频 率比较器（PFD：Phase Frequency Detector）2035、相位比较器（PD： Phase Detector）2304、MUX（多路复用器：Multiplexer）2036、CP （电荷泵：Charge Pump）2037、LPF（低通滤波器：Low Pass Filter） 2038以及VCO（电压控制振荡器：Voltage Controlled Oscillator）2039。

使用由没有图示出的基准振荡器输出的基准时钟RefClk，来进行 大概的频率调整。此时，MUX2036与PFD2035、CP2037连接，基本 上，进行与PLL同样的动作。即PFD2035将对RefClk按分频比M 分频后的信号与对VCO2039的输出按分频比5N分频后的信号进行 相位频率比较。据此，可进行反馈控制，使得对VCO2039的输出按 分频比5N分频后的信号的频率和相位达到与对RefClk按分频比M 分频后的信号的频率和相位一致。因为将对VCO2039的输出用分频 器2033分频为5份后的信号作为时钟，因此对RefClk按分频比M 分频后的频率需要设定为欲恢复时钟（例如TMDSCLK）的数据（例 如TMDS0~2）的比特率F的大约1/2。即，RelClk为FM/10N（MHz）。

下面，转换成MUX2036，与PD2034、CP2037连接。MCX2036 与PFD2034、CP2037断开。在这个阶段，欲恢复时钟的数据信号R ×D（例如TMDS0~TMDS2的任意一个）的比特率的1/2和VCO2039 的输出频率大体一致，但是还需要进行微调。因此，将R×D与 VCO2039的输出进行相位比较，对相位进行微调。据此，由分频器 2033输出频率F/10MHz的时钟T×C，可从R×D时钟恢复。在此， 由于HDMICLK是设想的，虽然HDMICLK设为数据速率的1/10的 时钟，但可根据系统适当的选择分频比、VCO2039以及参考频率。 这样一来，CDR电路203根据数字信号TMDS0、TMDS1或TMDS2 中的任意信号，生成并输出时钟信号TMDSCLK。DDC收发器202 接收由无线HDMI发射机100发射的无线信号m-DDC。另外，DDC 收发器202将DDC信号打包，以I2C方式，例如上变频成2.4GHz， 作为无线信号m-DDC发射。

图4为表示毫米波发射机101的功能结构的框图。在图4中，毫 米波发射机101包括TMDS发射机107a~107c。TMDS发射机 107a~107c分别包括CML（电流模式逻辑，Current mode logic）（电 平转换电路）电路103a~103c、低通滤波器（LPF，Low-pass filter） 104a~104c、OOK调制部105a～105c、VCO（压控振荡器，voltage controlled oscillator）106a~106c和毫米波天线ANT1~ANT3。由CML 电路103a和低通滤波器104a构成输入电路130a，构成的输入电路 130a用来将1个信道的数字信号TMDS0输入到OOK调制器105a。 输入电路130b及130c也相同。

CML电路103a将差动的数据信号TMDS0+/TMDS0-转换成 CMOS电平电压，同时转换成单端信号。作为CML电路103a~103c， 可采用周知的所有CML电路。

低通滤波器104a，除去已转换成CMOS电平的数据信号TMOS0 的高频部分，而只使低频部分通过。在低通滤波器104a的作用下， 能够抑制毫米波调制信号的边带电平，还能够抑制毫米波对邻接信道 的干扰信号。据此，能够在保持高品质的状态下进行HDMI信号的无 线发射。

OOK调制部105a例如由开关构成。OOK调制部105a根据来自 低通滤频器104a的数字信号TMDS0来开/关来自振荡器106a的载波 信号。据此，将开/关调制后的毫米波无线信号m-TMDS从天线ANT1 发射。在图4中，为了便于理解，表示了数字信号TMDS以及无线 信号m-TMDS的波形的概念图。

VCO106a的振荡频率（载波频率）f1例如设定为60.75GHz（第 一信道）。由于在1080p（色深为8比特的情况）时，TMDS的数据 速率为1.485Gbps，所以第一信道的带宽为2.97GHz。因此，作为第 一信道邻接信道的第二信道，必须具有比62.235GHz更高的频率，所 以将第二信道设为62.5GHz（VCO106b的振荡频率f2）。并且，作为 第二信道邻接信道的第三信道，必须具有比63.985GHz更高的频率， 所以将第三信道设为64.25GHz（VCO106c的振荡频率f3）。这样一 来，若各载波频率具有应传输数字信号的比特率的2倍带宽以上的间 隔，才可以进行解调。另外，时钟信号TMDSCLK也进行无线发射 的情况下的载波频率在第六实施方式中说明。

VCO106a的振荡频率（载波频率）f1例如设为60.75GHz（第一 信道）。在1080i（色深为8比特的情况）时，TMDS0的数据速率为 741.76Mbps，所以第一信道的带宽为1.48352GHz。据此，作为第一 信道邻接信道的第二信道，必须具有比62.23352GHz更高的频率，所 以将第二信道设为62.5GHz（VCO106b的振荡频率f2）。并且，作为 第二信道邻接信道的第三信道，必须具有比63.98352GHz更高的频 率，所以将第3信道设为64.25GHz（VCO106c的振荡频率f3）。这 样一来，各载波频率具有应传输数字信号的比特率的2倍带宽以上的 间隔，才可以进行解调。另外，时钟信号TMDSCLK也进行无线发 射的情况下的载波频率在第六实施方式中说明。

TMDS发射机107b及107c中的CML电路103b及103c、低通 滤波器104及104c、OOK调制部105b以及105c、振荡器106b及106c， 还有毫米波天线ANT2及ANT3与TMDS发射机107a的工作一样， 发射中心频率为62.5GHz的无线信号m-TMDS1以及中心频率为 64.25GHz的无线信号m-TMDS2。

图5为示出毫米波接收机201的功能结构的框图。为了容易理解， 图5中表示了数字信号TMDS以及无线信号m-TMDS0的波形概念 图。在图5中，毫米波接收机201包括TMDS接收机207a~207c。TMDS 接收机207a~207c分别包括毫米波天线ANT11~ANT31、LNA（低噪 音放大电路：Low Noise Amplifier）202a~202c、混频器203a~203c、 VCO（压控振荡器）204a~204c、信道选择滤波器（带通滤波器） 205a~205c、VGA（可变增益放大器：Variable Gain Amplifier） 206a~206c、检波电路208a~208c、限幅电路209a~209c、偏移消除器 210a~210c和CML电路211a~211c。

LNA202a低噪音放大用天线ANT11接收到的无线信号 m-TMDS0~m-TMDS2。VCO204的振荡频率f1a例如设成52.75GHz。 混频器203使用由VCO204a振荡的本地信号，将由LNA202a输入 的信号下变频为IF信号。被混频器203a下变频成的IF信号，包含 了3个信道的TMDS信号。因此，信道选择滤波器205a只让TMDS0 所对应的频带信号通过。例如，TMDS0的IF信号的中心频率为8GHz， TMDS1的IF信号的中心频率为9.75GHz，所以信道选择滤波器205a 优选使7.125GHz到8.875GHz间的带宽的信号通过。

无论信道选择滤波器205a输出的IF信号的强弱，为了保持最佳 的接收状态，VGA206将调整增益，输出放大后的IF信号。提供给 VGA206a的增益控制信号如下进行控制。图34为表示增益控制信号 的控制块的附图。图34所示的控制块设置在毫米波发射机210上。 图5所示的检波电路208a、208b或208c的输出输入到LPF2040。 LPF2040的输出输入到差动放大器2041。差动放大器2041还有一个 输入是基准电压。差动放大器2041输出LPF204的输出与基准电压 之差所对应的电压。由差动放大器2041输出的电压是VGA控制电压， 即增益控制信号。即，由VGA206a、检波电路208a、LPF2040、基 准电压以及差动放大器2041构成了反馈回路，控制检波电路208a的 输出，使其达到与基准电压对应的一定的振幅。检波电路204b与检 波电路204c也相同。另外，根据所提供的基准电压，决定接收特性， 但是此基准电压要通过模拟或实验等决定其最佳值。

检波电路208a将由VGA206a输入的IF信号通过包络检波（或平 方律检波）进行解调。偏移消除器210a去除TMDS接收机207a内产 生的DC偏移（例如，VGA206a中产生的DC偏移等）。因为OOK调 制中根据振幅的强弱再生成数据，所以如果不适当地去除DC偏移， 就会出现数据错误再生的情况，因此优选设置偏移消除器210a。限幅 电路209a对于从检波电路208a输入的信号，将超过规定阈值的情况 设为1，没有超过的情况设为0，并输出基带信号。由限幅电路209a 的输出为再生成的数字信号TMDS0。CML电路211a将由限幅电路 209a输入的数字信号TMDS0从CMOS电平的电压转换成终端设备3 所用的信号的电压，并输出数字信号TMDS0。信道选择滤波器205a、 VGA206a、检波电路208a、限幅电路209a、偏移消除器210a以及CML 电路211a作为检波部207a发挥功能，其将被混频器203a下变频后的 信号进行解调，再生为基带信号。检波部207b以及208c也相同。

在TMDS接收机207b中，VCO204b的振荡频率f2b例如为 54.5GHz。这样，TMDS1所对应的IF信号的中心频率就为8GHz。 信道选择滤波器205b与信道选择滤波器205a相同，只能让例如从 7.125GHz到8.875GHz的带宽的信号通过。因此，从信道选择滤波器 205b输出与TMDS1对应的IF信号。TMDS接收机207b中的信道选 择滤波器205b以后的后段电路的动作与TMDS接收机207a相同。 检波部207b再生成数字信号TMDS1。

在TMDS接收机207c中，VCO204c的振荡频率f3c例如为 56.25GHz。这样，TMDS2所对应的IF信号的中心频率就为8GHz。 信道选择滤波器205c与信道选择滤波器205a相同，只能让例如从 7.125GHz到8.875GHz的带宽的信号通过。因此，从信道选择滤波器 205c输出与TMDS2对应的IF信号。TMDS接收机207c中的信道选 择滤波器205c以后的后段电路的动作与TMDS接收机207a相同。检 波部207c再生成数字信号TMDS2。

如上所述，毫米波接收机201再生成数字信号TMDS0~TMDS2。

图6为表示DDC收发器102的功能结构的框图。图7为表示DDC 收发器202的功能结构的框图。在图6中，DDC收发器102包括电 平转换及输入保护电路108、MCU（微控单元，Micro Control Unit） 109、RF（射频，Radio Frequency）收发器110以及天线111。DDC 收发器202包括电平转换及输入保护电路212、MCU（微控单元， Micro Control Unit）213、RF收发器214以及天线215。在图7中， 因为DDC通过双向通信来收发信号，所以源设备侧的DDC收发器 102和终端设备侧的DDC收发器202基本上的硬件结构相同。因此， DDC收发器102和DDC收发器202利用几个跳线端子等转换装置和 软件的更改，能够共用硬件结构。DDC收发器102及202是将DDC 转换成RF包的协议转换器。DDC收发器102及202通过将DDC转 换成RF包来实现DDC通信的无线化。

天线111及215是对应RF收发器110及214的1个信道份的高 频波天线。RF收发器110及214是用于高频波无线通信的收发器。

MCU109及213是用来监视和设定DDC的通信、RF包的收发器 以及HPD端子状态的硬件。源设备2侧的MCU109，执行DDC的开 始，和按照产生的DDC请求向RF包进行协议转换处理。终端设备3 侧的MCU213，执行RF收发器214的接收数据包监视和按照数据包 向DDC请求进行协议转换处理。

电平转换及输入保护电路将DDC及HPD的电压电平在DDC收 发器102及202和HDMII/F之间转换，并为保护HDMI电缆的热插 拔措施的电路。

DDC收发器102根据由源设备2发出的请求，开始进行DDC的 通信处理。另外，DDC收发器102同时进行HPD的监视和DDC的 通信处理。DDC收发器102利用DDC总线空闲时所产生的空暇时间， 对HPD进行监视。RF包的收发是根据将源设备2作为主机的自动重 传请求协议来进行的。另外，DDC总线是指传输SCL及SDA的传 输线路。

RF收发器110及214收发例如为2.4GHz的无线信号。RF收发 器110及214采用FSK（频移键控，frequency shift keying）作为调制 方式，但并不限于此方式。另外，DDC收发器102及202以I2C方 式作为通信协议，进行RF包的收发。

下面说明DDC收发器102及202的动作。图8为源设备2侧的 DDC收发器102动作的流程图。首先，作为MCU109的初始化动作， 当无线HDMI发射机100与源设备2连接时，发往源设备2的HPD 信号设定为“L”，抑制DDC的开始通信（A-1）。电平转换及输入保 护电路108将MCU109的输出进行电平转换，将HPD设定为“L”。

接着，为了确认终端设备3的HPD端子状态，MCU109生成HPD 确认包（A-2）。RF收发器110将MCU109生成的HPD确认包作为 RF包进行发射。接下来，MCU109为了接收来自于DDC收发器202 的响应，将RF收发器110设定为接收模式（A-3）。

接着，MCU109判断是否接收到应由DDC收发器202发射的响 应包（A-4）。MCU109在规定的超时时间内能够接收到无错误的响应 包的情况下，进入A-5动作。另一方面，MCU109在规定的超时时间 内不能接收到响应包，或者即使接收到也是错误的情况下，返回A-2 动作。

在A-5中，MCU109更新给予了数据包的顺序号（数据包编号）。 据此，终端设备3侧的DDC收发器202能够判断由DDC收发器102发 射的HPD确认包是重传请求，还是新的HPD确认包。接着，MCU109 分析响应包，确认终端设备2的HPD端子是否为“H”（A-6）。HPD 端子为“H”的情况下，MCU109进入A-7动作，控制电平转换及输 入保护电路108，使得源设备2的HPD端子为“H”。由此，电平转换 及输入保护电路108将源设备2的HPD端子作为“H”。据此，源设 备2以及终端设备3的HPD端子的状态一致。另一方面，在A-6中， 终端设备2的HPD端子不是“H”的情况下，返回到A-1动作。根据 A-2~A-7的动作，完成确认HPD端子状态的处理（HPD确认处理）。

A-7动作之后，由于HPD已成为“H”状态，因此源设备2开始 使用DDC总线进行通信。因此，MCU109在A-7之后变成等待状态 （A-8），来判断是否有来自于DDC总线的一些请求。当有来自DDC 总线的请求时，MCU109检测来自DDC总线的通信，分析内容后， 将与之相对应的请求数据包发射到RF收发器110（A-9）。接下来， MCU109为了接收来自于DDC收发器202的响应，将RF收发器110 设定为接收模式（A-10）。

接着，MCU109判断是否接收到应由DDC收发器202发射的响 应包（A-11）。MCU109在能够在规定的超时时间内接收到无错误的 响应包的情况下，进入A-12动作。另一方面，MCU109在规定的超 时时间内不能接收到响应包，或者即使是接收到也是错误的情况下， 返回到A-9动作，重新发射请求数据包。

在A-12中，MCU109更新给予了数据包的顺序号（数据包编号）。 据此，终端设备3侧的DDC收发器202能够判断由DDC收发器102 发射的请求数据包是重传请求，还是新的请求数据包。

在A-12动作之后，MCU109将来自于DDC收发器202的请求数 据包进行分析，识别DDC的内容，向DDC总线发射与DDC内容相 对应的响应（A-13）。由此，电平转换及输入保护电路108进行电平 转换，并向源设备2传输响应。A-13动作之后，MCU109在DDC总 线的状态变成空闲状态为止，进行A-8到A-13的DDC通信处理。 在DDC总线成为空闲状态的情况下，即在不进行DDC通信状态的 情况下，MCU109返回从A-2到A-6（HPD监视处理）的动作，执行 HPD的监视。在HPD监视处理中，MCU109随时监视HPD的状态 是否“H”电平，在成为“L”电平的情况下，发射新的HPD确认包， 再次获得终端设备3侧的HPD端子的状态。

图9是表示终端设备3侧的DDC收发器202动作的流程图。首 先，作为MCU213的初始化动作，当无线HDMI接收机200与终端 设备3连接时，为了接收源设备2侧的DDC收发器102的请求，将 RF收发器214设为接收模式（B-1）。接着，MCU213分析由DDC收 发器102发射来的数据包，判断是否存为HPD确认包。在接收到HPD 确认包的情况下，MCU213进行B-3动作。另一方面，在不是HPD 确认包的情况下，MCU213进行B-6动作。

在B-3动作中，MCU213参照数据包编号来判断接收到的HPD 确认包是否是新的请求。是新的请求的情况下，MCU213读取终端设 备3的HPD端子的状态，将记录了HPD端子状态的响应包发射到 RF收发器214（B-5）。另一方面，在不是新的请求的情况下，MCU213 重新发射在新的请求时发射了的响应包（B-5）。B-5动作后，MCU213 回到B-1动作。通过B-2到B-5的动作进行HPD的确认处理。

在B-6动作中，在接收到的数据包不是HPD确认包的情况下， MCU213判断终端设备3的HPD端子是否是“H”电平。不是“H” 电平的情况下，MCU213为了不容许进行HPD确认包以外的数据包 处理，返回到B-1动作。另外，是“H”电平的情况下，MCU213进 行B-7动作。

在B-7动作中，MCU213分析接收数据包，分析DDC的内容， 进入B-8动作。这时，MCU213在确认到接收到的数据列有错误的情 况下，将废弃接收数据包，回到B-1动作。

在B-8动作中，MCU213参照接收数据包的数据包编号，确认是 新的请求，还是重传请求。是新的请求的情况下，MCU213进入B-9 动作。另一方面，在不是新的请求的情况下，MCU213重新发射上回 发射的响应包（B-10）。

在B-9动作中，MCU213发布由源设备2要求的请求所对应的指 令，通过电平转换及输入保护电路212，对终端设备3发射该指令。 根据该指令的发射，终端设备3返回响应，因此MCU213在该响应 的基础上，生成响应包，并将该响应包发射到RF收发器（B-10）。 通过B-6到B-10的动作进行DDC通信处理。

在B-10中，MCU213确认DDC总线为空闲状态后，返回到数据 包接收等待状态（B-1）。DDC总线是空闲状态的情况下，发射的不 是新的HPD确认包时，MCU213根据B-2、B-3以及B-5的动作， 对HPD的监视处理进行响应。

（第一实施方式的实施例）

对于上述第一实施方式，本发明人制作了样机，确认了比特误码 率（BER：Bit Error Rate）以及主要部分的功耗。图10是表示无线HDMI 发射机100的样机的功能结构的框图。在图10中，无线HDMI发射 机100包括形成在FR4（阻燃型4，Flame Retardant Type 4）基板上的 HMDI连接器112、DAC（数字模拟转换器，Digital to Analog Converter） 113、连接器114、DC+5V电源连接器115、电阻器116、117、118以 及毫米波发射机101。毫米波发射机101能够与连接器114安装卸下。 另外，因为是样机，在无线HDMI发射机100中，考虑到实验的简便 性，DC+5V另外提供，但是在实际产品中优选由HDMI连接器112 提供。另外，图11所示的无线HDMI接收机200不由HDMI连接器 216提供DC+5V，所以即使在实际产品中也要由外部提供DC+5V。

HDMI连接器112和源设备2的HDMI连接器，由HDMI电缆连 接。DAC113生成用于提供给毫米波发射机101内VCO106a~106c的 控制电压VLO1T~VLO3T。稳压器116将DC+5V转换为3.3V。通过 稳压器117将DC+5V转换为1.2V。3.3V是提供给CML电路的电源。 1.2V是提供给其他电路的电源。电阻器118为1.2KΩ。电阻器118 与毫米波发射芯片110b（参照图13）内部的偏置电路119（参照图 14）连接，用于生成基准电流1mA。另外，图10中，虽然省略图示， 但FR4基板上还形成有DDC收发器102。在毫米波发射机101上通 过如后述的夹层结构，构成毫米波的4×4贴片天线306、307及308。 4×4贴片天线306、307及308分别相当于天线ANT1、ANT2及ANT3。 4×4贴片天线306、307及308的上面形成有铝盖306a。铝盖306a 在4×4贴片天线306、307及308所对应的地方设有槽孔（图10中 涂黑的地方）。

图11是表示无线HDMI接收机200的样机的功能结构的框图。 在图11中，无线HDMI发射机200包括形成在FR4（阻燃型4，Flame Retardant Type 4）基板上的HMDI连接器216、DAC217、连接器218、 DC+5V电源连接器219、电阻器220、221、222以及毫米波发射机 201。毫米波发射机201能够与连接器218安装卸下。

HDMI连接器216和源设备3的HDMI连接器，由HDMI电缆 连接。DAC217生成用于提供给毫米波接收机201内的 VCO204a~VCO204c的控制电压VLO1R~VLO3R，以及提供给 VGA206a~206c的增益控制信号VGA1R~VGA3R。增益控制信号 VGA1R~VGA3R通过图34所示的结构进行控制。通过电阻器220将 DC+5V转换为3.3V。通过电阻器221将DC+5V转换为1.2V。3.3V 是提供给CML电路的电源。1.2V是提供给其他电路的电源。电阻器 222为1.2KΩ。电阻器222与毫米波接收芯片201b（参照图13）内 部的偏置电路223（参照图15）连接，用于生成基准电流1mA。另 外，图11中，虽然省略图示，但在FR4基板上还形成有DDC收发 器202。毫米波接收机201通过后述的夹层结构，构成毫米波的4× 4贴片天线306、307及308。4×4贴片天线306、307及308分别相 当于天线ANT11、ANT21及ANT31。在4×4贴片天线306、307及 308的上面形成有铝盖306a。铝盖306a在4×4贴片天线306、307 及308所对应的地方设有槽孔（图11中涂黑的地方）。

图12为毫米波发射机101及毫米波接收机201的剖面图。毫米 波发射机101以及毫米波接收机201的剖面结构相同，所以在此用图 12共同说明。铝制基底301的上面，隔着铝隔片305a，设置有聚酰 亚胺薄膜基板302。薄膜基板302上还形成有Cu布线层303。作为 CMOS芯片的毫米波发射芯片101b及毫米波接收芯片201b，使用 CMOS芯片上形成的凸块（SnAg：Sn98wt%、Ag2wt%）与Cu布线 层303连接。薄膜基板302的端部设置有与连接器114及218连接 的连接器连接部304。在Cu布线层303上设有铝隔片305a、305c及 305d。在铝隔片305d上设置有聚酰亚胺薄膜基板320。在薄膜基板 320上形成4×4贴片天线306~308（相当于ANT1~ANT3， ANT11~ANT31）。4×4贴片天线306~308为4行4列的平面贴片天 线，圆极化波、放射角度±7.5度，增益大约为17dB。4×4贴片天线 306~308的上面，隔着铝隔片305e，形成铝盖306a。铝盖306a在4 ×4贴片天线306~308所对应的地方设有槽孔。

图13为表示薄膜基板302上形成的Cu布线层303、CMOS芯片 101b、201b以及连接器连接部304的附图。毫米波发射机101以及 毫米波接收机201的布线结构相同，所以在此用图13共同说明。连 接器连接部304和COMS芯片101b及201b，通过电源和控制信号等 布线部分309连接。CMOS芯片101b及201b与用于传输 TMDS0~TMDS2的数据信号的布线310、311及312连接。CMOS芯 片101b及201b通过凸块与布线部分309，以及布线310、311及312 连接。布线310、311及312各自具有相同的长度。布线310与用于 连接TMDS0用4×4贴片天线306的天线连接部313相连接。天线 连接部313和TMDS0用4×4贴片天线306之间，通过铝隔片305b、 305c以及设置在305c上的连接开口部，利用电磁耦合连接。在这里， 虽然省略了对用来由天线连接部313给4×4贴片天线306的各贴片 供电的布线的记载，但可根据众所周知的方法，由天线连接部313给 4×4贴片天线306的各贴片供电。布线311与用于连接TMDS0用4 ×4贴片天线307的天线连接部314相连接。天线连接部314和 TMDS0用4×4贴片天线307之间，通过铝隔片305b、305c，以及 设置在305c上的连接开口，利用电磁耦合连接。在这里，虽然省略 了对用来由天线连接部314给4×4贴片天线307的各贴片供电的布 线的记载，但可根据众所周知的方法，由天线连接部314给4×4贴 片天线307的各贴片供电。布线312与用于连接TMDS0用4×4贴 片天线308的天线连接部315相连接。天线连接部315和TMDS0用 4×4贴片天线308之间，通过铝隔片305b、305c，以及设置在305c 上的连接开口，利用电磁耦合连接。在这里，虽然省略了对用来由天 线连接部315给4×4贴片天线308的各贴片供电的布线的记载，但 可根据众所周知的方法，由天线连接部315给4×4贴片天线308的 各贴片供电。

图14是表示试制的毫米波发射芯片（毫米波发射机）101b的功 能结构的框图。在图14中，关于与图4所示的毫米波发射机101b具 有同样结构的部分，使用了同样的附图标记，省略说明。毫米波发射 芯片101b是用90nm的CMOS工艺设计制造的。毫米波发射芯片101b 的芯片尺寸是5mm×2.31mm。控制电压VLO1T输入VCO106a。控 制电压VLO2T输入VCO106b。控制电压VLO3T输入VCO106c。电 源1.2V提供给CML电路103a~103c以外的各电路。电源3.3V提供 给CML电路103a~103c。偏置电路109由带隙基准（Band Gap Reference）电路和电流反射镜电路构成，并与作为基准电阻的电阻器 118连接，产生1mA的基准电流并提供给各电路。

来自DAC113的控制电压VLO1T~VLO3T被设定为CH1~3的载 波频率，即，VCO106a~106c的振荡频率分别为60.75GHz、62.5GHz 和64.25GHz。

数字信号TMDS0是由HDMI连接器112提供的信号，由 TMDS0+和TMDS0-的差动信号构成。数字信号TMDS0是标准最大 电压3.3V、标准最低电压2.9V的信号。CML电路103a把数字信号 TMDS0转换成1.2V的CMOS电平的单端信号。

为了使高频部分衰减，低通滤波器104a修整CML电路103a输 出的信号的波形。OOK调制部105a用由VCO106a输出的60.75GHz 的载波信号，将来自低通滤波器104a的基带信号进行OOK调制。 OOK调制后的信号，通过天线ANT1输出。在天线ANT1端的输出 电功率为-1dBm。TMDS1、TMDS2也与TMDS0相同。

图15是表示试制的毫米波接收芯片（毫米波接收机）201b的功 能结构的框图。在图15中，关于与图5所示的毫米波接收机201b具 有同样结构的部分，使用了同样的附图标记，省略说明。毫米波接收 芯片201b是用90nm的CMOS工艺设计制造而成。毫米波接收芯片 201b的芯片尺寸是5mm×2.69mm。控制电压VLO1R输入VCO204a。 控制电压VLO2T输入VCO204b。控制电压VLO3T输入VCO204c。 电源1.2V提供给CML电路211a~211c以外的各电路。电源3.3V提 供给CML电路211a~211c。偏置电路223由带隙基准（Band Gap Reference）电路和电流反射镜电路构成，并与作为基准电阻的电阻器 222连接，产生1mA的基准电流并提供给各电路。

来自DAC217的控制电压VLO1R~VLO3R被设定为CH1~3的载 波频率，即，VCO203a~203c的振荡频率分别设为52.75GHz，54.5GHz 和56.25GHz。增益控制信号VGA1R~VGA3R被设定为接收特性的最 佳值。

图16表示毫米波接收芯片201b的CH1的天线ANT11所接收的 信号的频谱。接收信号通过增益20dB以及NF9dB的LNA202a放大。 载波频率60.75GHz的接收信号利用混频器203a，采用52.75GHz的 本地信号进行下变频。下变频后的接收信号转换为中心频率8GHz的 IF信号。

图17表示IF信号的频谱。信道选择滤波器205a只让CH1信号 （中心频率8GHz，图17中的粗线）通过而去除其它信号。信道选择 滤波器205a的滤波器特性是中心频率为8GHz，3dB带宽为1.8GHz， 在偏离中心频率2GHz的频率下的衰减量约为16dB。

通过了信道选择滤波器205的信号用VGA206a进行放大，在检 波电路208a中用平方律检波进行解调。另外，增益控制信号VGA1R 的值为0.35V~0.9V的情况下，混频器203a和VGA206a的总增益为 9dB~36dB。限幅电路209a将解调后的信号放大使其振幅达到最大， 并生成数字信号TMDS0，再转换成1.2V的CMOS电平基带信号。 CML电路211a将CMOS电平基带信号转换成2.9V~3.3V的差动信 号，生成TMDS0+和TMDS0-，通过FR4基板输出到HDMI连接器 216。TMDS1、TMDS2与TMDS0相同。

使用上述样机，在无线HDMI发射机100和无线HDMI接收机 200相距40cm的状态下，用750Mbps的信号，对BER及主要部分 的功耗进行了测定。

在无线HDMI发射机100中，

VLO1T=0.61V，载波频率设为60.74GHz；

VLO2T=0.78V，载波频率设为62.46GHz；

VLO3T=0.6V，载波频率设为64.25GHz。

在无线HDMI接收机200中，

VLO1R=0.35V，本地频率设为52.77GHz；

VLO2R=1.15V，本地频率设为54.56GHz；

VLO3R=0.3V，本地频率设为56.25；

VGA1R=0.4V，混频器和VGA的增益设为约19dB；

VGA2R=0.4V，混频器和VGA的增益设为约19dB；

VGA3R=0.4V，混频器和VGA的增益设为约19dB。

其结果为：在无线HDMI发射机100中，毫米波发射机101部分 的功耗为224mW（其中，99mW为CML电路105a~105c的功耗）， DDC收发器102的RF收发器110部分的功耗为35mW，MCU109部 分的功耗为3.3mW。因此，无线HDMI发射机100的主要部分的功 耗合计为262.3mW。

在无线HDMI接收机200中，毫米波接收机201部分的功耗为 240mW，DDC收发器202的RF收发器214部分的功耗为44mW， MCU部分的功耗为3.3mW。因此，无线HDMI接收机200的主要部 分的功耗合计为287.3mW。

BER为：TMDS的CH1为4.4×10^-12，TMDS1的CH2为0（无错 误：不能测定到错误），TMDS2的CH3为0（无错误：不能测定到错误）。

综上，可确定本样机不但保持了高品质，并且实现了低功耗。

并且，还进行了图像传输实验。采用的信号是1080i/60FPS以及 1080i/24FPS。这种情况下，各CH的比特率分别为741.76Mbps和 741.88Mbps。以株式会社索尼电脑娱乐（Sony Computer Entertainment）生产的PS3（注册商标）作为源设备2。PS3（注册商 标）通过HDMI电缆与无线HDMI发射机100连接。无线HDMI发 射机100和无线HDMI接收机之间的距离设为80cm。以夏普株式会 社生产的HDTV（Aquos：注册商标）作为终端设备3。无线HDMI 接收机200与HDTV通过HDMI电缆连接。

1080i/60FPS的情况下，PS3（注册商标）的输出视频格式固定为 1080i，再生成蓝光（Blu-ray）软件“蜘蛛侠3”（销售商：索尼影视 娱乐公司）。能够确认成功地用无线传输影像。

在1080p/24FPS的情况下，再生成蓝光软件“遥远的桥”（销售 商：20世纪福克斯公司）。确认了其也能够成功地再生。

根据本样机，能够构成在数百mW下动作的无线HDMI发射机 和无线HDMI接收机。预计能以数千日元销售。

这样一来，在第一实施方式中，对来自在传输线路的每个信道上 设置的VOC106a~106c的毫米波载波信号，在每个信道进行开关调 制，并被无线发射。开关调制后的无线信号，以来自在每个信道上设 置的VCO204a~204c的毫米波本地信号进行下变频，解调为原来的数 字信号HDMI0~HDMI2。这样，第一实施方式中，使用开关调制进 行调制，基于开关调制后的无线信号的包络信息，解调该无线信号即 可，所以像以往一样，即使在发射侧没有准确固定载波频率，而且即 使在接收侧没有准确固定本地频率，也能够进行高品质的解调。像这 样，基于开关调制以及包络信息的解调中，不需要准确固定载波频率 及本地频率，所以也就无需PLL电路。另外，OOK调制无需用来进 行并行串行转换的高速处理电路和用来进行串并联转换的查找表。所 以，无线HDMI发射机100及无线接收机200无需PLL电路、高速 处理电路以及查找表。因此，能够提供一种不会使传输品质劣化，低 价格且低功耗地将数字信号从某个设备上无线传输到另一设备上的 无线传输系统，以及其中所用的无线发射机、无线接收机、无线发射 方法、无线接收方法以及无线通信方法。

在第一实施方式中，毫米波发射机101包括将数字信号 HDMI0~HDMI2的高频部分去除的低通滤波器104a~104c。因此，使 用去除了高频部分的数字信号，可进行OOK调制。所以，能够抑制 毫米波调制信号的边带电平，能够抑制毫米波对邻接信道的干扰信 号。因此，能够在保持高品质的状态下进行信号传输。

TMDS发射机107a~107c由CMOS构成，所以能够进行高品质 的毫米波通信。为此，CMS电路有效地作用于对CMOS电平的转换。

在第一实施方式中，载波频率的间隔设为数字信号比特率的2倍 带宽以上，所以能够防止边带对邻接信道的干扰，实现高品质的通信。

通过用低速率的无线信号来传输控制信号DDC，使得DDC的收 发信号变得容易。在收发DDC时，必须确认HPD的状态，但在无线 通信的情况下，HDMI电缆没有直接连接，因此会产生源设备侧如何 识别HPD状态的问题。如第一实施方式这样，如果发射HPD确认包， 在其响应包的基础上确认HPD状态，那么即使是无线化，也能够实 现DDC的收发。另外，虽然需要适当确认HPD的状态，但在DDC 的收发为空闲状态时，如果根据HPD确认包确认HPD的状态，那么 即使是无线化，也能够确认适当的HPD状态。这样一来，即使DDC 通过无线化收发，利用本发明，也能够适当地进行DDC的收发。

无线HDMI接收机200中的检波部230a~230c包括信道选择滤波 器205a~205c、可变增益放大器206a~206c、检波电路208a~208c、限 幅电路209a~209c以及偏移消除器210a~210c，借此可对接收的无线 信号进行正确地解调。

无线HDMI接收机200中的本地振荡器204a~204c、混频器 203a~203c以及检波部230a~230c由CMOS构成，从而可实现高品质 的毫米波通信。为此，CML电路211a~211c有效地将CMOS电平转 换至给终端设备3的电压电平。

在无线HDMI接收机200中，由于将毫米波无线信号下变频成 IF信号，所以提高了解调的精度。

如果用时钟恢复电路再生成时钟信号HDMICLK，即使在根据电 波使用规定等不能使用4个信道的毫米频带的情况下，也能够建立 HDMI的无线传输系统。

（第二实施方式）

在第二实施方式中，无线传输系统1的全部结构与第一实施方式 相同，所以借用图1说明。另外，无线HDMI发射机100及无线接收 机200的大概结构，与第一实施方式相同，所以借用图2及图3说明。 第二实施方式，毫米波发射机401的结构与第一实施方式不同。具体 来说，在第二实施方式的毫米波发射机401中，设置了只在规定计时 下锁定TMDS发射机107a~107c的VCO106a~106c的PLL电路，这 一点与第一实施方式的毫米波发射机101不同。另外，在第二实施方 式的毫米波接收机501中，设置了只在规定计时下锁定TMDS接收 机207a~207c的PLL电路，这一点与第一实施方式的毫米波接收机 201不同。

图18为表示本发明第二实施方式中的毫米波发射机401的功能 结构的框图。在图18中，关于与第一实施方式中的毫米波发射机101 具有同样功能的部分，使用同样的附图标记，省略说明。在毫米波发 射机401中，为了固定VCO106a~106c的振荡频率，设置了PLL电 路408a~408c，其分别包括频率分频器402、预定标器电路403、相位 比较器404、电荷泵405、低通滤波器406和基准振荡器407。

频率分频器402将VCO106a的输出分频至M分之1的频率。预 定标器电路403将频率分频器402的输出频率调至L/N（L<M）倍， 并输入相位比较器404。在将VCO106a的频率设为F_VCO时，预定 标器电路403的输出频率为F_VCO*L/M/N。相位比较器404的另外 一个输入是由基准振荡器407输入的基准频率。相位比较器404将基 准频率与预定标器电路403输出的时钟信号进行相位比较。根据相位 比较器404的比较结果，电荷泵405将输出电压升高或降低。电荷泵 405的输出电压通过低通滤波器406输入至VCO106a的频率控制端 子。在VOC106a的频率为锁定状态时，在F_REF和F_VCO之间， F_REF=F_VCO*L/M/N的关系成立。虽然与VCO106b及VCO106c 连接的PLL电路408b及408c，具有同样的功能，但要根据VCO106b 及106c的振荡频率来适当选择基准振荡器407的基准频率、频率分 频器402以及预定标器电路403的分频比。

图19为表示本发明第二实施方式中的毫米波接收机501的功能 结构的框图。在图19中，关于与第一实施方式中的毫米波接收机201 具有同样功能的部分，使用同样的附图标记，省略说明。为了固定 VCO204a~204c的振荡频率，在毫米波发射机501上设置了PLL电路 508a~508c。，PLL电路508a~508c分别包括频率分频器502、预定标 器电路503、相位比较器504、电荷泵505、低通滤波器506和基准 振荡器507。虽然与VCO204a~VCO204c连接的PLL电路508a~508c 进行与PLL电路408a~408c同样的动作，但要根据VCO204a~204c 的振荡频率适当地选择基准振荡器507的基准频率、频率分频器502 以及预定标器电路503的分频比。

在第二实施方式中，特征在于，根据PLL电路408a~408c及 508a~508c，固定VCO106a~VCO106c及204a~204c的振荡频率的计 时。通常，根据PLL电路，VCO优选经常锁定，但是正如在第一实 施方式中说明的那样，在采用OOK调制的情况下，即使振荡频率或 多或少有偏离，传输品质也几乎不会劣化。因此，在本发明中，用于 锁定VCO的PLL电路并不是必需的。但是，如果仅在规定计时下锁 定VCO，并把此时使用的控制电压在其后还继续供给VCO，则能够 一边抑制功率，一边防止传输品质劣化。因此，在第二实施方式中， 仅在规定计时下锁定VCO后，解除锁定，将锁定时使用的控制电压 在毫米波发射机401及毫米波接收机501的动作中提供给VCO。

作为规定计时，有：（1）无线HDMI发射机100与源设备2连接 的最初计时；（2）无线HDMI接收机200与终端设备3连接的最初计 时；（3）制造好无线HDMI发射机100及无线HDMI接收机200的 计时；（4）预先决定的定期计时等。

无线HDMI发射机100及无线HDMI接收机200上分别设有无 图示的控制部，该控制部管理规定计时，在规定计时到来时，PLL电 路408及507控制PLL电路408a~409c及508a~508c的动作，使其锁 定VCO106a~106c及204a~204c。锁定后，如果获得控制电压，则各 控制部将控制电压输入没有图示的数字模拟信号转换器，将控制电压 值转换为数字数据。转换后的数字数据被分别设置在无线HDMI发射 机100及无线接收机200上的无图示的存储部所存储。之后，到规定 计时再次到来为止，由数字模拟转换器，将被存储的数字数据所对应 的控制电压输入至VCO106a~106c及204a~204c。这样一来，PLL电 路408a~408c及508a~508c作为频率调整部发挥功能，其用来仅在规 定计时下调整作为载波振荡器的VCO106a~106c及作为本地振荡器 的VCO204a~204c的振荡频率。

这样，在第二实施方式中，仅在规定计时下调整载波频率。因此， 能够防止载波频率大幅度偏移，并且可实现高品质的通信。另外，若 是仅在规定计时下调整载波频率的程度，则还可获得不导致功耗增大 的效果。在发射侧及接收侧，如果将频率调整部作成PLL电路，则 频率调整部的设计会变得容易。并且，能够利用CMOS建立频率调 整部408a~408c，不会增加无线HDMI发射机100及无线HDMI接收 机200的尺寸，并可追加频率调整功能。

（第三实施方式）

在第三实施方式中，将频率计数器作为频率调部，代替第二实施 方式的PLL电路。下面，对与第二实施方式的不同点进行说明。图 20为表示本发明第三实施方式中的毫米波发射机409的功能结构的 框图。在图20中，关于与第一实施方式中的毫米波发射机101具有 同样功能的部分，使用同样的附图标记，省略说明。在毫米波发射机 409中，为了调整VOC106a~106c的振荡频率，设置了频率调整部 410a~410c。频率调整部410a～410c分别包括频率分频器411、频率计 数器412、寄存器413和414、频率比较器415以及数字模拟转换器 416。

频率分频器411对VCO106a的输出进行分频。频率计数器412 测量分频后的频率，并写入寄存器413。另一方面，被没有图示的ROM 所存储的设定值在接入电源时，通过I2C通信，写入寄存器414。频 率比较器415比较寄存器414的设定值与寄存器413的测量值，将比 较结果作为数字信号，输入至数字模拟转换器416。数字模拟转换器 416将输入的数字信号转换成电压，并把该电压作为VCO106a的控 制电压，输入至VCO106a。即使与VCO106b及106c连接的频率调 整部410b及410c，具有同样的功能，但也要根据VCO106b及106c 的振荡频率，适当地选择频率分频器411、寄存器414的设定值。

图21为表示本发明第二实施方式中的毫米波接收机509的功能 结构的框图。在图21中，关于与第一实施方式中的毫米波接收机201 具有同样功能的部分，使用同样的附图标记，省略说明。在毫米波接 收机501中，为了调整VCO204a~204c的振荡频率，设置了频率调整 部510a~510c。频率调整部510a~510c分别包括频率分频器511、频 率计数器512、寄存器513和514、频率比较器515以及数字模拟转 换器516。虽然与VCO204a~VCO204c连接的频率调整部510a~510c， 进行与频率调整部410a~410c同样的动作，但也要根据 VCO204a~204c的振荡频率，适当地选择频率分频器510以及寄存器 514的设定值。

在第三实施方式中，特征在于，根据频率调整部410a~410c及 510a~510c，固定VCO106a~VCO106c及204a~204c的振荡频率的计 时。通常，根据PLL电路，VCO优选经常锁定，但是正如在第一实 施方式中说明的那样，采用OOK调制的情况下，即使振荡频率或多 或少有偏离，传输品质也几乎不会劣化。因此，在本发明中，用于锁 定VCO的PLL电路并不是必需的。但是，如果仅在规定计时下对 VCO的振荡频率进行调整，并将此时所使用的控制电压在其后继续 提供给VCO的话，不但可以抑制功耗，并且还可以进一步的防止传 输品质的劣化。因此，在第三实施方式中，仅在规定计时下调整VCO 的振荡频率后，解除调整，将调整时所使用的控制电压在毫米波发射 机409及毫米波接收机509的动作中提供给VCO。

作为规定计时有：（1）无线HDMI发射机100与源设备2连接的 最初计时；（2）无线HDMI接收机200与终端设备3连接的最初计时； （3）制造好无线HDMI发射机100以及无线HDMI接收机200的计 时；（4）预先决定的定期计时等。

无线HDMI发射机100及无线HDMI接收机200上分别设有无 图示的控制部，该控制部管理规定计时，在规定计时到来时，控制频 率调整部410a~410c及510a~510c的动作，使频率调整部410a~410c 及510a~510c调整VCO106a~106c及204a~204c的振荡频率。锁定后， 如果获得控制电压，则各控制部将控制电压输入没有图示的数字模拟 信号转换器，将控制电压值转换为数字数据。转换后的数字数据被分 别设置在无线HDMI发射机100及无线接收机200上的无图示的存储 部所存储。之后，到规定计时再次到来为止，由数字模拟转换器，将 被存储的数字数据所对应的控制电压输入至VCO106a~106c及 204a~204c。

这样，在第三实施方式中，仅在规定计时下调整本地频率。因此， 能够防止载波频率大幅度偏移，并且可实现高品质的通信。另外，若 是仅在规定计时下调整本地波频率的程度，则还可获得不会导致功耗 增大的效果。另外，频率控制部为将频率计数并与规定值相比较的结 构，因此能够提供既实现了低功耗，又适当调整了频率的无线发射机。 并且，不需要在第二实施方式中的PLL电路408a~408c内所必需的 低通滤波器406，电路结构变得简洁化，可实现低价格并附加频率调 整的功能。并且，能够利用CMOS建立频率调整部410a~410c，不会 增加无线HDMI发射机100以及无线HDMI接收机200的尺寸，并 可追加频率调整功能。

另外，在第三实施方式中，如果采用OTPROM（一次可编程只 读存储器，One Time PROM）代替寄存器414，芯片出厂检查时，则 也可以将频率信息的设定值写入OTPROM。这样，如果预先将设定 值写入OTPROM内，那么要将毫米波发射芯片110b和毫米波接收芯 片201b组装入产品的用户，就没有必要设置设定值了。

另外，如果对频率调整部410a~410c及510a~510c的功耗不介意 的话，频率调整部410a~410c及510a~510c也可以经常动作。

另外，在第二及第三实施方式中，即可仅在发射侧设置频率调整 部，相反，也可仅在接收侧设置频率调整部。另外，发射侧所使用的 频率控制部和接收侧所使用的频率控制部的结构也可以不同。

（第四实施方式）

使用OOK调制及毫米波的通信，如HDMI一样，除用于单方向 通信之外，也可用于双方向通信。例如，使用OOK调制及毫米波的 通信，可用于USB2.0上。第四实施方式中，对在USB2.0中应用OOK 调制及毫米波通信的情况进行说明。

图22为表示在USB2.0中应用的连接器的插脚分配的图。在 USB2.0中，与个人电脑等主机侧和外围设备等的设备侧之间，使用 D+和D-的差动信号线，进行基于半双工通信的双方向通信。因此， 发射和接收信号进行时间分割。另外，不只是数据通信，控制信号也 被打包，并通过差动信号进行通信。所以，不需要在HDMI情况下所 必需的用来DDC的2.4GHz收发器。

图23为表示将OOK调制以及毫米波应用在USB2.0时的无线传 输系统700的整体结构图。无线传输系统700具备USB主机701、 无线USB收发器702、USB设备703以及无线USB收发器704。USB 主机701与无线USB收发器702通过USB电缆连接。USB设备703 与无线USB收发器704通过USB电缆连接。无线USB收发器702 所使用的电源通过USB电缆，由USB主机701提供。无线USB收 发器704所使用的电源需要其它途径提供。

无线USB收发器（发射部）702包括共享电路705、毫米波发射 机707、毫米波接收机706、耦合器708以及天线709。无线USB收 发器（接收部）704包括共享电路705、毫米波发射机707、毫米波 接收机706、耦合器708以及天线709。在无线USB收发器702及 无线USB收发器704中，标注有相同附图标记的部分具有相同的结 构。无线USB收发器（发射部）702和无线USB收发器（接收部） 704，共用收发频率。

图24为共享电路705的电路图。共享电路705将由USB主机701 （或者USB设备703）发射的信号传输至毫米波发射机707，同时将 由毫米波接收机706输出的信号发射至USB主机701（或者USB设 备703）。

图25为表示毫米波发射机707的功能结构的框图。在图25中， 关于与第一实施方式具有同样功能的部分，使用同样的附图标记，省 略说明。毫米波发射机707将D+和D-的信号通过OOK调制进行调 制，并发射毫米波无线信号。

图26为表示毫米波接收机706的功能结构的框图。在图26中， 关于与第一实施方式具有同样功能的部分，使用同样的附图标记，省 略说明。毫米波接收机706将接收到的毫米波无线信号进行解调，并 再生成D+和D-的信号。

因为USB2.0是半双工通信，所以天线毫米波发射机707及毫米 波接收机706中，能够利用耦合器708共用天线709。

USB2.0的比特率是480Mbps，需要有480M×2=960MHz的带宽 进行通信。在毫米波频带59GHz~66GHz之间的任意频带，如果设定 VCO106a及204a的振荡频率，就可以实现通信。因为USB收发器 2.0是半双工通信，所以VCO106a的振荡频率与VCO204a的振荡频 率也可以相同。

这样，在第四实施方式中，通过设有共用收发频率的毫米波发射 机（发射部）和毫米波接收机（接收部），能够进行USB2.0之类的 基于半双工的毫米波无线通信。

如第四实施方式所示，载波振荡器、OOK调制器、输入电路、 本地振荡器、混频器及检波部，至少为1个以上即可。

另外，第四实施方式的结构，如果是具有基于半双工的通信方式 的规格，则也可应用于USB2.0以外的规格。

（第五实施方式）

使用OOK调制和毫米波的通信，不仅限于USB2.0，也可以应用 于USB3.0。USB3.0的插脚分配如下：

No.1：电源（VBUS）

No.2：USB2.0差动对（D-）

No.3：USB2.0差动对（D+）

No.4：USB OTG的ID识别线

No.5：GND

No.6：USB3.0信号发射线（-）

No.7：USB3.0信号发射线（+）

No.8：GND

No.9：USB3.0信号接收线（-）

No.10：USB3.0信号接收线（+）

No.1~No.5与USB2.0的信号相同。No.6~No.10是USB3.0所使 用的信号。No.6及No.7是USB3.0所使用的超高速信号传输用差动 信号线，专用于发射。No.9及No.10是USB3.0所使用的超高速信号 传输用差动信号线，专用于接收。USB3.0的超高速信号传输，发射 和接收在不同的信号线上进行，并且可以同时进行收发，即USB3.0 为全双工通信。

图27为表示将OOK调制及毫米波应用到USB3.0时的无线传输 系统800的整体结构图。在图27中，关于与第四实施方式具有同样 功能的部分，使用同样的附图标记，省略说明。

无线传输系统800具备有USB主机801、无线USB收发器802、 UDB设备803以及无线USB收发器804。USB主机801和USB设 备803为支持USB3.0的装置。USB主机801与无线USB收发器802 通过USB电缆连接。USB设备803与无线USB收发器804通过USB 电缆连接。无线USB收发器802所使用的电源通过USB电缆，由 USB主机701提供。无线USB收发器804所使用的电源需要通过其 它途径提供。

无线USB收发器802包括共享电路705、毫米波发射机707、毫 米波接收机706、耦合器708、天线709、毫米波发射机805a、毫米 波接收机806a、天线807a以及天线808a。

无线USB收发器804包括共享电路705、毫米波发射机707、毫 米波接收机706、耦合器708、天线709、毫米波发射机805b、毫米波 接收机806b、天线807b以及天线808b。在无线USB收发器802及 无线USB收发器804中，标注有相同附图标记的部分具有相同的结构。

毫米波发射机805a，除了VCO的振荡频率，具有与毫米波发射 机707相同的结构。毫米波接收机806b，除了VCO的振荡频率，具 有与毫米波接收机706相同的结构。毫米波发射机805b，除了VCO 振荡频率，具有与毫米波发射机707相同的结构。毫米波接收机806a， 除了VCO的振荡频率，具有与毫米波接收机706相同的结构。在 USB3.0中，因为是全双工通信，所以超高速通信不能共用天线。因 此，USB2.0用天线709之外还需要天线807a、808a、807b及808b。 天线807a及807b为发射用天线。天线808a及808b为接收用天线。 也就是说，无线传输系统800为3个信道通信。

图28为表示从无线USB收发器802及804发射的无线信号的频 谱的一个实例的图。在图28中，毫米波发射机707发射中心频率为 62.5GHz的无线信号。即毫米波发射机707所使用的VCO106a的振 荡频率为62.5GHz。另外，毫米波接收机706的VCO204a的振荡频 率例如为54.5GHz。

毫米波发射机805a发射中心频率60.75GHz的无线信号。即毫米 波发射机805a所使用的VCO106a的振荡频率为60.75GHz。另外， 毫米波接收机806b接收中心频率60.75GHz的无线信号。即，毫米波 接收机806b所使用的VCO204a的振荡频率例如为52.75GHz。

毫米波发射机805b发射中心频率64.25GHz的无线信号。即毫米 波发射机805b所使用的VCO106a的振荡频率为64.25GHz。另外， 毫米波接收机806a接收中心频率64.25GHz的无线信号。即毫米波接 收机806a所使用的VCO204a的振荡频率例如为56.25GHz。

因为USB2.0的通信与在USB3.0中追加的超高速通信不同时进 行，所以如图28所示，USB2.0用无线频率频带62.5GHz，与超高速 通信用无线频率频带60.75GHz及64.25GHz重叠在一起也不会造成 干扰。USB3.0的超高速通信为5Gbps，但使用图21所示的频率频带 的情况下，至少可以进行1.5Gpbs左右的通信。

这样，在第五实施方式中，除基于半双工的收发功能之外，还设 置了毫米波发射机（发射部）805a以及毫米波接收机（接收部）806b， 其中毫米波接收机（接收部）806b的接收频率与毫米波发射机（发 射部）805a的发射频率不同，从而能够进行USB3.0的超高速通信之 类的基于全双工的毫米波无线通信。

另外，第五实施方式的结构，如果是具有基于全双工的通信方式 的规格，则也可应用于USB3.0以外的规格。

（第六实施方式）

图29为表示本发明的无线传输系统810的整体结构的框图。在 图29中，关于与第一实施方式具有同样功能的部分，使用同样的附 图标记，省略说明。在无线传输系统810中，无线HDMI发射机811 所具有的结构，相对于第一实施方式中的无线HDMI发射机100，追 加了用来发射时钟信号TMDSCLK的TMDS发射机107d。TMDS发 射机107d除了VCO的振荡频率，具有与TMDS发射机107a~107c 相同的结构。在无线传输系统810中，无线HDMI接收机812所具有 的结构，相对于第一实施方式中的无线HDMI接收机200，追加了用 来接收时钟信号TMDSCLK的TMDS接收机207d，去除了CDR电 路203。TMDS接收机207d除了VCO的振荡频率，具有与TMDS 接收机207a~207c相同的结构。

在第六实施方式中，毫米波的信道数为4。例如可将TMDS0用 的1CH的中心频率设为58.32GHz，TMDS1用的2CH的中心频率设 为60.48GHz，TMDS2用的3CH的中心频率设为62.64GHz， TMDSCLK用的4CH的中心频率设为64.8GHz。

这样，在第六实施方式中，时钟信号HDMICLK也由发射侧进行 无线发射，所以不需要在接收侧的时钟恢复电路，能够降低无线 HDMI接收机200的成本。第六实施方式可有效用于能够使用4个信 道的毫米波频带的情况。

（第七实施方式）

因为毫米波的指向性窄，所以无线HDMI发射机和/或无线HDMI 接收机的天线方向最好可柔性改变。因此，在无线HDMI发射机和/ 或无线HDMI接收机中，可设成天线从毫米波发射机和/或毫米波接 收机分离，也可将该天线的角度设成可变的。另外，也可设成可改变 源设备和/或终端设备与无线HDMI发射机和/或HDMI接收机的连接 布线（例如，HDMI连接器和HDMI电缆）的角度。

这样一来，在无线HDMI发射机和/或无线HDMI接收机上设置 能够改变天线方向的柔性结构，从而能够将天线方向变成对收发信号 灵敏度高的方向，因此能够提高传输品质。

（第八实施方式）

图30为表示本发明第七实施方式的无线传输系统820的整体结 构图。如图30所示，无线传输系统820具备第一无线机821和第二 无线机822。第一电子设备22与第一无线机821通过1个信道以上 的第一传输线路23连接。第二电子设备33与第二无线机822通过1 个信道以上的第二传输线路34连接。第一无线机821与其他实施方 式相同，具有通过OOK调制发射毫米波无线信号的结构，因此省略 详细结构。第二无线机822与其他实施方式相同，具有接收无线信号 并通过包络检波（或平方律检波）再生成数字信号的结构，因此省略 详细结构。从第一电子设备22至少输出1个信道的数字信号，不仅 限于HDMI信号，也可以为DVI信号、显示端口、MHL、HAVi、DiiV 的相关信号等。第一无线机821与其他实施方相同，将来自第一电子 设备22的数字信号分别通过OOK调制，将毫米波载波信号进行调制， 以无线信号发射至每个信道。第二无线机822接收无线信号，并转换 成IF信号，经过包络检波（或平方律检波），再生成由第一电子设备 22输出的数字信号，并发射到第二电子设备33。

这样一来，在本发明中，无线发射的信号并没有特别限定。

另外，有控制信号的情况下，与第一实施方式相同，可用毫米波 以外的频带收发控制信号，如果有空闲信道，也可用毫米波频带收发 控制信号。

（天线的变形）

无线接收机将接收无线信号进行下变频，转换成IF信号后进行 解调。因此，在第一实施方式中虽然采用3个4×4贴片天线作为接 收天线，但也可以用一个天线部（例如，一个4×4贴片天线）接收 信号，将接收到的无线信号分流并进行下变频，通过改变下变频的本 地频率来进行解调。另外，关于发射天线，如果能够用一个天线共用 不同的发射频率，也可以不使用像第一实施方式那样的3个4×4贴 片天线。

另外，作为发射天线，可以使用例如2×2贴片天线来代替4×4 贴片天线。另外，作为接收天线，也可以使用4×4贴片天线以外的 天线。

另外，作为天线，可以使用贴片天线以外的天线。

也就是说，在本发明中，天线的个数和构造等并没有特别的限定， 采用适合收发毫米波的天线即可。

（其他实施方式）

提供本发明的实施方式时，利用半导体技术，可用各种形式提供。 例如，本发明的无线发射机及无线接收机，可以用在设计半导体芯片， 半导体电路时所使用的宏指令等形式提供。另外，本发明的实施方式 中所使用的无线通信方法、无线发射方法及无线接收方法包含在本发 明中。

以上详细说明了本发明，但上述说明在任何方面均只不过是本发 明的例示，并不用来限定其范围。显然，不脱离本发明范围，能够进 行各种改进或变形。

工业实用性

本发明为无线传输系统及其所使用的无线发射机、无线接收机、 无线发射方法、无线接收方法以及无线通信方法，可利用于工业。

附图标记说明

1无线传输系统；2源设备；3终端设备；100无线HDMI发射 机；200无线HDMI接收机；2a,3a HDMI接口；101,401,409毫米波 发射机；102,202DDC收发器；201,501,509毫米波接收机；203CDR 电路；107a~107c TMDS发射机；103a~103c CML电路；104a~104c低 通滤波器；105a~105c OOK调制器；106a~106c VCO；ANT1~ANT3毫 米波天线；130a~130b输入电路；207a~207c TMDS接收机； ANT1~ANT3毫米波天线；202a~202c LNA；203a~203c混频器； 204a~204c VCO；205a~205c信道选择滤波器；206a~206c VGA； 208a~208c检波电路；209a~209c限幅电路；210a~210c偏移消除器； 211a~211c CML电路；108，212电平转换及输入保护电路；109，213 MCU；110,214RF收发器；111,215天线；408a~408c,508a~508c PLL 电路；410a~410c,510a~510c频率调整部；700无线传输系统；701 USB主机；702无线USB收发器；703USB设备；704无线USB收 发器；705共享电路；706毫米波接收机；707毫米波发射机；708耦 合器；709天线；800无线传输系统；801USB主机；802无线USB 收发器；803UDB设备；804无线USB收发器；805a毫米波发射机； 806a毫米波接收机；807a天线；808a天线；805b毫米波发射机； 806b毫米波接收机；807b天线；808b天线；810无线传输系统； 811无线HDMI发射机；812无线HDMI接收机；820无线传输系 统；821第一无线机；822第二无线机；22第一电子设备；23第一 传输线路；33第二电子设备；34第2传输线路。