ホーム > 特許ランキング > 日本電信電話株式会社
▶ 日本電信電話株式会社の特許一覧 ▶ 国立大学法人大阪大学の特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023018751
(43)【公開日】2023-02-09
(54)【発明の名称】送信器、受信器、通信システム及び通信方法
(51)【国際特許分類】
H04B 10/11 20130101AFI20230202BHJP
H04B 10/80 20130101ALI20230202BHJP
【ＦＩ】
H04B10/11
H04B10/80
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021122986
(22)【出願日】2021-07-28
(71)【出願人】
【識別番号】000004226
【氏名又は名称】日本電信電話株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】504176911
【氏名又は名称】国立大学法人大阪大学
(74)【代理人】
【識別番号】110001634
【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】胡間 遼
(72)【発明者】
【氏名】可児 淳一
(72)【発明者】
【氏名】原 一貴
(72)【発明者】
【氏名】五十嵐 稜
(72)【発明者】
【氏名】永妻 忠夫
【テーマコード（参考）】
5K102
【Ｆターム（参考）】
5K102AL21
5K102PB11
5K102PH01
5K102PH11
5K102PH31
5K102RD05
5K102RD15
5K102RD23
5K102RD28
(57)【要約】 （修正有）
【課題】通信速度の低下を抑制した上で、無線信号の通信先とされた受信器以外の受信器がその無線信号を復調する可能性を低減する送信器、受信器、通信システム及び通信方法を提供する。
【解決手段】通信システム１ａにおいて、送信器２ａは、電波を第１搬送波として用いて主信号を送信する電波信号送信部２２と、受信器３ａにおいて主信号の周波数変換に用いられる局部発振信号を、光波を第２搬送波として用いて送信する光波信号送信部２３ａとを有する。受信器３ａは、電波を第１搬送波として用いて送信された主信号を取得する電波信号受信部３０と、光波を第２搬送波として用いて送信された局部発振信号を取得し、局部発振信号を用いて主信号の周波数変換を実行する光波信号受信部３１ａと、周波数変換された主信号に対して復調処理を実行する復調部３３ａと、を有する。
【選択図】図１
【解決手段】通信システム１ａにおいて、送信器２ａは、電波を第１搬送波として用いて主信号を送信する電波信号送信部２２と、受信器３ａにおいて主信号の周波数変換に用いられる局部発振信号を、光波を第２搬送波として用いて送信する光波信号送信部２３ａとを有する。受信器３ａは、電波を第１搬送波として用いて送信された主信号を取得する電波信号受信部３０と、光波を第２搬送波として用いて送信された局部発振信号を取得し、局部発振信号を用いて主信号の周波数変換を実行する光波信号受信部３１ａと、周波数変換された主信号に対して復調処理を実行する復調部３３ａと、を有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電波を第１搬送波として用いて主信号を送信する電波信号送信部と、
受信器において前記主信号の周波数変換に用いられる局部発振信号を、光波を第２搬送波として用いて送信する光波信号送信部と
を備える送信器。
受信器において前記主信号の周波数変換に用いられる局部発振信号を、光波を第２搬送波として用いて送信する光波信号送信部と
を備える送信器。
【請求項2】
電波を第１搬送波として用いて送信された主信号を取得する電波信号受信部と、
光波を第２搬送波として用いて送信された局部発振信号を取得し、前記局部発振信号を用いて前記主信号の周波数変換を実行する光波信号受信部と、
周波数変換された前記主信号に対して復調処理を実行する復調部と
を備える受信器。
光波を第２搬送波として用いて送信された局部発振信号を取得し、前記局部発振信号を用いて前記主信号の周波数変換を実行する光波信号受信部と、
周波数変換された前記主信号に対して復調処理を実行する復調部と
を備える受信器。
【請求項3】
送信器と受信器とを備える通信システムであって、
前記送信器は、
電波を第１搬送波として用いて主信号を送信する電波信号送信部と、
前記受信器において前記主信号の周波数変換に用いられる局部発振信号を、光波を第２搬送波として用いて送信する光波信号送信部とを有し、
前記受信器は、
前記電波を前記第１搬送波として用いて送信された前記主信号を取得する電波信号受信部と、
前記光波を前記第２搬送波として用いて送信された前記局部発振信号を取得し、前記局部発振信号を用いて前記主信号の周波数変換を実行する光波信号受信部と、
周波数変換された前記主信号に対して復調処理を実行する復調部とを有する、
通信システム。
前記送信器は、
電波を第１搬送波として用いて主信号を送信する電波信号送信部と、
前記受信器において前記主信号の周波数変換に用いられる局部発振信号を、光波を第２搬送波として用いて送信する光波信号送信部とを有し、
前記受信器は、
前記電波を前記第１搬送波として用いて送信された前記主信号を取得する電波信号受信部と、
前記光波を前記第２搬送波として用いて送信された前記局部発振信号を取得し、前記局部発振信号を用いて前記主信号の周波数変換を実行する光波信号受信部と、
周波数変換された前記主信号に対して復調処理を実行する復調部とを有する、
通信システム。
【請求項4】
前記電波は、ミリ波とテラヘルツ波とのうちの少なくとも一方であり、
前記光波は、赤外光である、
請求項３に記載の通信システム。
前記光波は、赤外光である、
請求項３に記載の通信システム。
【請求項5】
前記光波信号送信部は、コリメータを用いて、前記光波を送信する、
請求項３又は請求項４に記載の通信システム。
請求項３又は請求項４に記載の通信システム。
【請求項6】
送信器が実行する通信方法であって、
電波を第１搬送波として用いて主信号を送信する電波信号送信ステップと、
受信器において前記主信号の周波数変換に用いられる局部発振信号を、光波を第２搬送波として用いて送信する光波信号送信ステップと
を含む通信方法。
電波を第１搬送波として用いて主信号を送信する電波信号送信ステップと、
受信器において前記主信号の周波数変換に用いられる局部発振信号を、光波を第２搬送波として用いて送信する光波信号送信ステップと
を含む通信方法。
【請求項7】
受信器が実行する通信方法であって、
電波を第１搬送波として用いて送信された主信号を取得する電波信号受信ステップと、
光波を第２搬送波として用いて送信された局部発振信号を取得する局部発振信号取得ステップと、
前記局部発振信号を用いて前記主信号の周波数変換を実行する光波信号受信ステップと、
周波数変換された前記主信号に対して復調処理を実行する復調ステップと
を含む通信方法。
電波を第１搬送波として用いて送信された主信号を取得する電波信号受信ステップと、
光波を第２搬送波として用いて送信された局部発振信号を取得する局部発振信号取得ステップと、
前記局部発振信号を用いて前記主信号の周波数変換を実行する光波信号受信ステップと、
周波数変換された前記主信号に対して復調処理を実行する復調ステップと
を含む通信方法。
【請求項8】
送信器と受信器とを備える通信システムが実行する通信方法であって、
前記送信器は、
電波を第１搬送波として用いて主信号を送信し、
前記受信器において前記主信号の周波数変換に用いられる局部発振信号を、光波を第２搬送波として用いて送信し、
前記受信器は、
前記電波を前記第１搬送波として用いて送信された前記主信号を取得し、
前記光波を前記第２搬送波として用いて送信された前記局部発振信号を取得し、
前記局部発振信号を用いて前記主信号の周波数変換を実行し、
周波数変換された前記主信号に対して復調処理を実行する、
通信方法。
前記送信器は、
電波を第１搬送波として用いて主信号を送信し、
前記受信器において前記主信号の周波数変換に用いられる局部発振信号を、光波を第２搬送波として用いて送信し、
前記受信器は、
前記電波を前記第１搬送波として用いて送信された前記主信号を取得し、
前記光波を前記第２搬送波として用いて送信された前記局部発振信号を取得し、
前記局部発振信号を用いて前記主信号の周波数変換を実行し、
周波数変換された前記主信号に対して復調処理を実行する、
通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、送信器、受信器、通信システム及び通信方法に関する。
【背景技術】
【0002】
電波を無線信号の搬送波として用いる通信（以下「電波通信」という。）（非特許文献１参照）と、赤外光等の光波を無線信号の搬送波として用いる自由空間光通信（Free-Space Optics : FSO）とが、無線通信の方式として知られている。高速な電波通信では、例えば、ミリ波及びテラヘルツ波等の広帯域の電波が、無線信号の搬送波として用いられる。また、閉ざされた導波路を光信号が送信される通信方式（光ファイバ通信）とは異なり、無線通信では、無線信号は自由空間を送信される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0003】
【非特許文献1】永妻忠夫, “テラヘルツ波が拓く超高速無線通信”, 精密工学会誌/Journal of the Japan Society for Precision Engineering Vol.82, No.3, 2016
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
無線信号の送信に用いられる搬送波の周波数が高いほど、その搬送波の直進性は高い。すなわち、搬送波の周波数が高いほど、搬送波のビーム幅は狭い。このため、ビーム幅の狭い光波を無線信号の搬送波として用いる自由空間光通信では、ビーム幅の狭い光波内に存在する受信器（通信先とされた受信器）のみが、無線信号を受信することが可能となる。これによって、無線信号の通信先とされた受信器以外の受信器が無線信号を復調する可能性を低減することが可能である。しかしながら、自由空間光通信は、自由空間の大気とシンチレーションとの影響によって光波が分散され易いので、高速な無線通信（広帯域の無線信号の送信）には適していない。
【0005】
これに対して、電波通信は、自由空間の大気等の影響によって電波が分散され難いので、高速な無線通信に適している。しかしながら、電波通信では、ビーム幅の広い電波が無線信号の搬送波として用いられるので、無線信号の通信先とされた受信器以外の受信器がその無線信号を受信してしまう可能を低減することができない。このように、通信速度の低下を抑制した上で、無線信号の通信先とされた受信器以外の受信器がその無線信号を復調する可能性を低減することができないという問題がある。
【0006】
上記事情に鑑み、本発明は、通信速度の低下を抑制した上で、無線信号の通信先とされた受信器以外の受信器がその無線信号を復調する可能性を低減することが可能である送信器、受信器、通信システム及び通信方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一態様は、電波を第１搬送波として用いて主信号を送信する電波信号送信部と、受信器において前記主信号の周波数変換に用いられる局部発振信号を、光波を第２搬送波として用いて送信する光波信号送信部とを備える送信器である。
【0008】
本発明の一態様は、電波を第１搬送波として用いて送信された主信号を取得する電波信号受信部と、光波を第２搬送波として用いて送信された局部発振信号を取得し、前記局部発振信号を用いて前記主信号の周波数変換を実行する光波信号受信部と、周波数変換された前記主信号に対して復調処理を実行する復調部とを備える受信器である。
【0009】
本発明の一態様は、送信器と受信器とを備える通信システムであって、前記送信器は、電波を第１搬送波として用いて主信号を送信する電波信号送信部と、前記受信器において前記主信号の周波数変換に用いられる局部発振信号を、光波を第２搬送波として用いて送信する光波信号送信部とを有し、前記受信器は、前記電波を前記第１搬送波として用いて送信された前記主信号を取得する電波信号受信部と、前記光波を前記第２搬送波として用いて送信された前記局部発振信号を取得し、前記局部発振信号を用いて前記主信号の周波数変換を実行する光波信号受信部と、周波数変換された前記主信号に対して復調処理を実行する復調部とを有する、通信システムである。
【0010】
本発明の一態様は、送信器が実行する通信方法であって、電波を第１搬送波として用いて主信号を送信する電波信号送信ステップと、受信器において前記主信号の周波数変換に用いられる局部発振信号を、光波を第２搬送波として用いて送信する光波信号送信ステップとを含む通信方法である。
【0011】
本発明の一態様は、受信器が実行する通信方法であって、電波を第１搬送波として用いて送信された主信号を取得する電波信号受信ステップと、光波を第２搬送波として用いて送信された局部発振信号を取得する局部発振信号取得ステップと、前記局部発振信号を用いて前記主信号の周波数変換を実行する光波信号受信ステップと、周波数変換された前記主信号に対して復調処理を実行する復調ステップとを含む通信方法である。
【0012】
本発明の一態様は、送信器と受信器とを備える通信システムが実行する通信方法であって、前記送信器は、電波を第１搬送波として用いて主信号を送信し、前記受信器において前記主信号の周波数変換に用いられる局部発振信号を、光波を第２搬送波として用いて送信し、前記受信器は、前記電波を前記第１搬送波として用いて送信された前記主信号を取得し、前記光波を前記第２搬送波として用いて送信された前記局部発振信号を取得し、前記局部発振信号を用いて前記主信号の周波数変換を実行し、周波数変換された前記主信号に対して復調処理を実行する、通信方法である。
【発明の効果】
【0013】
本発明により、通信速度の低下を抑制した上で、無線信号の通信先とされた受信器以外の受信器がその無線信号を復調する可能性を低減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】第１実施形態における、通信システムの構成例を示す図である。
【図2】第１実施形態における、送信器の動作例を示すフローチャートである。
【図3】第１実施形態における、受信器の動作例を示すフローチャートである。
【図4】第１実施形態の第１変形例における、通信システムの構成例を示す図である。
【図5】第１実施形態の第２変形例における、通信システムの構成例を示す図である。
【図6】第２実施形態における、通信システムの構成例を示す図である。
【図7】第２実施形態の第１変形例における、通信システムの構成例を示す図である。
【図8】第２実施形態の第２変形例における、通信システムの構成例を示す図である。
【図9】第３実施形態における、通信システムの構成例を示す図である。
【図10】第３実施形態における、周波数変更の第１例を示す図である。
【図11】第３実施形態における、周波数変更の第２例を示す図である。
【図12】第４実施形態における、通信システムの構成例を示す図である。
【図13】第４実施形態の変形例における、通信システムの構成例を示す図である。
【図14】第５実施形態における、通信システムの構成例を示す図である。
【図15】第６実施形態における、通信システムの構成例を示す図である。
【図16】各実施形態における、通信装置のハードウェア構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態における、通信システム１ａの構成例を示す図である。通信システム１ａは、無線通信を実行するシステムである。通信システム１ａは、送信器２ａと、受信器３ａとを備える。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態における、通信システム１ａの構成例を示す図である。通信システム１ａは、無線通信を実行するシステムである。通信システム１ａは、送信器２ａと、受信器３ａとを備える。
【0016】
送信器２ａは、生成部２０と、第１信号生成部２１ａと、電波信号送信部２２と、光波信号送信部２３ａとを備える。生成部２０は、光周波数コム生成部２０１と、光フィルタ２０２とを備える。電波信号送信部２２は、第１光変調器２２１と、光電変換素子２２２と、アンテナ２２３とを備える。光波信号送信部２３ａは、コリメータ２３１を備える。
【0017】
受信器３ａは、電波信号受信部３０と、光波信号受信部３１ａと、ミキサ３２と、復調部３３ａとを備える。ミキサ３２は、光波信号受信部３１ａに備えられてもよい。電波信号受信部３０は、アンテナ３０１と、増幅器３０２とを備える。光波信号受信部３１ａは、コリメータ３１１と、光電変換素子３１２ａと、増幅器３１３と、逓倍器３１４とを備える。
【0018】
送信器２ａは、電波通信によって、例えば主信号を受信器３ａに送信する。この電波通信において搬送波として用いられる電波は、一例として、ミリ波とテラヘルツ波とのうちの少なくとも一方である。電波通信におけるミリ波は、例えば、約３０ＧＨｚから約１００ＧＨｚまでの周波数帯の電波である。電波通信におけるテラヘルツ波は、例えば、約１００ＧＨｚから１０ＴＨｚまでの周波数帯の電波である。
【0019】
ミリ波とテラヘルツ波とのうちの少なくとも一方を搬送波として用いる電波通信は、広帯域の通信の高速性及び安定性に優れる。送信器２ａは、自由空間光通信によって、局部発振信号（Local Oscillation Signal）を、受信器３ａに送信する。自由空間光通信では、光波を受信可能な位置（ビーム内）に存在する受信器３ａのみが無線信号を復調することが可能となるので、セキュアな通信が可能である。自由空間光通信における光波は、約２００ＴＨｚから約４００ＴＨｚまでの周波数の光波であり、例えば赤外光である。
【0020】
受信器３ａは、電波通信によって、主信号に応じた電波を送信器２ａから受信する。受信器３ａは、受信された電波を、ＲＦ（Radio Frequency : RF）信号に変換する。受信器３ａは、自由空間光通信によって、局部発振信号に応じた光波を送信器２ａから受信する。受信器３ａでは、光電変換素子３１２ａは、局部発振信号に応じた光波に対して、光電変換を実行する。受信器３ａは、光電変換の結果として、局部発振信号（電気信号）を生成する。ここで、受信器３ａは、例えばプロセッサによるデジタル信号処理（参考文献：特開２０２０－８８５９８号公報）によって、送信器２ａから送信された局部発振信号の位相と受信された局部発振信号の位相とを同期させる。
【0021】
受信器３ａは、局部発振信号を用いて、ＲＦ信号（受信信号）の周波数をダウンコンバートする。例えば、受信器３ａは、ＲＦ信号の周波数を中間周波数（Intermediate Frequency : IF）にダウンコンバートすることによって、中間周波数帯信号（ＩＦ帯信号）を生成する。このように、受信器３ａは、ヘテロダイン受信を実行する。また例えば、受信器３ａは、ＲＦ信号の周波数をベースバンドにダウンコンバートすることによって、ベースバンド信号を生成してもよい。このように、受信器３ａは、イントラダイン受信を実行してもよい。
【0022】
次に、送信器２ａの詳細について説明する。
光周波数コム生成部２０１（光周波数コム発生器）は、波長間隔「Δλ＝λ０ ２ｆ０／Ｃ」の多波長の光信号（光周波数コム（Optical frequency comb））を生成する。ここで、「λ０」は、任意の基準波長を表す。「ｆ０」は、光周波数コム生成部２０１のクロック周波数によって定まる周波数を表す。「Ｃ」は、光速を表す。光周波数コム生成部２０１は、波長間隔「Δλ」の多波長の光信号を、光フィルタ２０２に出力する。
光周波数コム生成部２０１（光周波数コム発生器）は、波長間隔「Δλ＝λ０ ２ｆ０／Ｃ」の多波長の光信号（光周波数コム（Optical frequency comb））を生成する。ここで、「λ０」は、任意の基準波長を表す。「ｆ０」は、光周波数コム生成部２０１のクロック周波数によって定まる周波数を表す。「Ｃ」は、光速を表す。光周波数コム生成部２０１は、波長間隔「Δλ」の多波長の光信号を、光フィルタ２０２に出力する。
【0023】
光フィルタ２０２は、所定の波長の光信号を、波長間隔「Δλ」の多波長の光信号のうちから選択する。光フィルタ２０２は、選択された波長「λ１」の光信号を、第１光変調器２２１に出力する。光フィルタ２０２は、選択された波長「λ２」の光信号を、光電変換素子２２２に出力する。
【0024】
以下、符号「ｎ」は１以上の整数である。波長「λ１」と波長「λ２」との差「λ２－λ１」は、周波数「ｎｆ０」に相当する。光フィルタ２０２は、選択された波長「λ３」の光信号と波長「λ４」の光信号とを、コリメータ２３１に出力する。以下、符号「ｍ」は１以上の整数である。波長「λ３」と波長「λ４」との差「λ４－λ３」は、周波数「ｍｆ０」に相当する。
【0025】
第１信号生成部２１ａは、主信号（データ信号）を生成する。第１信号生成部２１ａは、外部の情報処理装置（不図示）から、主信号を取得してもよい。第１信号生成部２１ａは、主信号を第１光変調器２２１に出力する。
【0026】
第１光変調器２２１には、波長「λ１」の光信号が、光フィルタ２０２から入力される。第１光変調器２２１は、主信号（データ信号）を用いて、波長「λ１」の光信号の振幅を変調する。すなわち、第１光変調器２２１は、波長「λ１」の光信号に主信号を重畳することによって、主信号に応じた光信号を生成する。第１光変調器２２１は、主信号に応じた光信号を、光電変換素子２２２出力する。
【0027】
光電変換素子２２２には、波長「λ２」の光信号が、光フィルタ２０２から入力される。光電変換素子２２２には、主信号に応じた光信号が、第１光変調器２２１から入力される。光電変換素子２２２は、主信号に応じた光信号に対して、光電変換を実行する。光電変換素子２２２は、光電変換の結果として、主信号に応じた電気信号を生成する。光電変換素子２２２は、主信号に応じた電気信号の周波数を、波長「λ１」と波長「λ２」との間の差「λ２－λ１」に相当する周波数「ｎｆ０」を含む周波数帯にダウンコンバートする。光電変換素子２２２は、周波数「ｎｆ０」を含む周波数帯の電気信号を、アンテナ２２３に出力する。
【0028】
アンテナ２２３は、周波数「ｎｆ０」を含む周波数帯の電気信号に応じて、ミリ波とテラヘルツ波とのうちの少なくとも一方を主信号の搬送波として用いる無線信号（テラヘルツ信号）を生成する。アンテナ２２３は、テラヘルツ波等の電波を主信号の搬送波として用いる無線信号を、広帯域の無線信号として送信する。すなわち、アンテナ２２３は、主信号に応じた電波を、周波数「ｎｆ０」を含む周波数帯の無線信号として送信する。
【0029】
コリメータ２３１には、波長「λ３」の光信号と波長「λ４」の光信号とが、光フィルタ２０２から入力される。コリメータ２３１は、波長「λ３」の光信号と波長「λ４」の光信号とを、局部発振信号に応じた光波として、自由空間に出力する。ここで、コリメータ２３１は、ビーム幅が所定閾値以下である光波を、自由空間に出力する。
【0030】
次に、受信器３ａの詳細について説明する。
アンテナ３０１は、電波通信によって、周波数「ｎｆ０」を含む周波数帯の無線信号を、アンテナ２２３から受信する。アンテナ３０１は、周波数「ｎｆ０」を含む周波数帯のＲＦ信号（受信信号）を、増幅器３０２に出力する。増幅器３０２は、ＲＦ信号の振幅（強度）を増幅する。増幅器３０２は、ＲＦ信号をミキサ３２に出力する。
アンテナ３０１は、電波通信によって、周波数「ｎｆ０」を含む周波数帯の無線信号を、アンテナ２２３から受信する。アンテナ３０１は、周波数「ｎｆ０」を含む周波数帯のＲＦ信号（受信信号）を、増幅器３０２に出力する。増幅器３０２は、ＲＦ信号の振幅（強度）を増幅する。増幅器３０２は、ＲＦ信号をミキサ３２に出力する。
【0031】
コリメータ３１１は、自由空間光通信によって、局部発振信号に応じた光波をコリメータ２３１から受信する。コリメータ３１１は、受信された光波を集光する。集光された光波の振幅（光強度）は、光増幅器（不図示）を用いて増幅されてもよい。コリメータ３１１は、局部発振信号に応じた光波を、光電変換素子３１２ａに出力する。
【0032】
光電変換素子３１２ａは、局部発振信号に応じた光波に対して、光電変換を実行する。光電変換素子３１２ａは、光電変換の結果として、局部発振信号に応じた電気信号を生成する。図１では、光電変換素子３１２ａは、波長「λ３」と波長「λ４」との差「λ４－λ３」に相当する周波数「ｍｆ０」の光信号を、周波数「ｍｆ０」の局部発振信号（電気信号）に変換する。増幅器３１３は、周波数「ｍｆ０」の局部発振信号の振幅（強度）を増幅する。
【0033】
逓倍器３１４は、局部発振信号の周波数「ｍｆ０」を、所定の周波数にアップコンバートする。ここで、逓倍器３１４は、周波数「ｍｆ０」を「Ａ」逓倍する。逓倍器３１４は、周波数「Ａｍｆ０」の局部発振信号を、ミキサ３２に出力する。
【0034】
ミキサ３２は、周波数「ｎｆ０」を含む周波数帯のＲＦ信号と周波数「ｍｆ０」の局部発振信号とを乗算（混合）することによって、周波数「（ｎ－Ａｍ）ｆ０」を含む周波数帯の中間周波数帯信号を生成する。ミキサ３２は、周波数「（ｎ－Ａｍ）ｆ０」を含む周波数帯の中間周波数帯信号を、復調部３３ａに出力する。
【0035】
なお、ミキサ３２から出力された中間周波数帯信号における周波数「（ｎ－Ａｍ）ｆ０」と復調部３３ａの許容周波数「（ｎ－ｍ）ｆ０」とが等しい場合（１逓倍「Ａ＝１」である場合）には、光波信号受信部３１ａは、逓倍器３１４を備えなくてもよい。
【0036】
復調部３３ａ（復調回路）は、周波数「（ｎ－Ａｍ）ｆ０」を含む周波数帯の中間周波数帯信号に対して、所定の復調処理を実行する。復調部３３ａは、復調処理の結果として得られた主信号を、所定の情報処理装置（不図示）に出力する。
【0037】
次に、通信システム１ａの動作例を説明する。
図２は、第１実施形態における、送信器２ａの動作例を示すフローチャートである。生成部２０は、多波長の光信号（光周波数コム）を生成する（ステップＳ１０１）。生成部２０は、所定の波長の光信号を、多波長の光信号のうちから選択する（ステップＳ１０２）。第１信号生成部２１ａは、主信号を生成する（ステップＳ１０３）。電波信号送信部２２は、電波を第１搬送波として用いて、主信号をアンテナ２２３から送信する（ステップＳ１０４）。光波信号送信部２３ａは、所定の波長の光波を第２搬送波として用いて、局部発振信号をコリメータ２３１から送信する（ステップＳ１０５）。
図２は、第１実施形態における、送信器２ａの動作例を示すフローチャートである。生成部２０は、多波長の光信号（光周波数コム）を生成する（ステップＳ１０１）。生成部２０は、所定の波長の光信号を、多波長の光信号のうちから選択する（ステップＳ１０２）。第１信号生成部２１ａは、主信号を生成する（ステップＳ１０３）。電波信号送信部２２は、電波を第１搬送波として用いて、主信号をアンテナ２２３から送信する（ステップＳ１０４）。光波信号送信部２３ａは、所定の波長の光波を第２搬送波として用いて、局部発振信号をコリメータ２３１から送信する（ステップＳ１０５）。
【0038】
図３は、第１実施形態における、受信器３ａの動作例を示すフローチャートである。電波信号受信部３０は、電波を第１搬送波として用いて送信された主信号を取得する（ステップＳ２０１）。光波信号受信部３１ａは、光波を第２搬送波として用いて送信された局部発振信号を取得する（ステップＳ２０２）。ミキサ３２は、局部発振信号を用いて、主信号の周波数変換（ダウンコンバート）を実行する（ステップＳ２０３）。復調部３３ａは、周波数変換された主信号（例えば、中間周波数帯信号）に対して、復調処理を実行する（ステップＳ２０４）。
【0039】
以上のように、電波信号送信部２２は、電波を第１搬送波として用いて、主信号を送信する。光波信号送信部２３ａは、受信器３ａにおいて主信号の周波数変換に用いられる局部発振信号を、光波を第２搬送波として用いて送信する。例えば、光波信号送信部２３ａは、波長「λ３」の光信号と波長「λ４」の光信号とを、局部発振信号に応じた光波として、自由空間に出力する。
【0040】
電波信号受信部３０は、電波を第１搬送波として用いて送信された主信号を取得する。光波信号受信部３１ａは、光波を第２搬送波として用いて送信された局部発振信号を取得する。光波信号受信部３１ａは、局部発振信号を用いて、主信号の周波数変換を実行する。復調部３３ａは、周波数変換された主信号に対して、復調処理を実行する。
【0041】
このように、高速性及び安定性に優れるミリ波及びテラヘルツ波等を用いる電波通信によって、主信号（広帯域の無線信号）が送信される。セキュアな通信が可能な自由空間光通信によって、復調に必要な局部発振信号（ＬＯ信号）が送信される。ここで、光波のビーム内に居る受信器３ａのみが局部発振信号を取得し、テラヘルツ波等の広帯域の無線信号（主信号）を復調する。
【0042】
これによって、無線信号の通信先とされた受信器３ａ以外の受信器（不図示）がその無線信号を復調する可能性を低減することが可能である。また、セキュアな通信経路を確保することが可能である。
【0043】
（第１実施形態の第１変形例）
第１実施形態の第１変形例では、送信器において単一の波長「λ３」の光信号が変調される点が、第１実施形態との差分である。第１実施形態の第１変形例では、第１実施形態との差分を中心に説明する。
第１実施形態の第１変形例では、送信器において単一の波長「λ３」の光信号が変調される点が、第１実施形態との差分である。第１実施形態の第１変形例では、第１実施形態との差分を中心に説明する。
【0044】
図４は、第１実施形態の第１変形例における、通信システム１ｂの構成例を示す図である。通信システム１ｂは、無線通信を実行するシステムである。通信システム１ｂは、送信器２ｂと、受信器３ｂとを備える。
【0045】
送信器２ｂは、生成部２０と、第１信号生成部２１ｂと、電波信号送信部２２と、光波信号送信部２３ｂと、第２信号生成部２４ｂとを備える。生成部２０は、光周波数コム生成部２０１と、光フィルタ２０２とを備える。電波信号送信部２２は、第１光変調器２２１と、光電変換素子２２２と、アンテナ２２３とを備える。光波信号送信部２３ｂは、コリメータ２３１と、第２光変調器２３２とを備える。
【0046】
第２信号生成部２４ｂは、変調用信号を生成する。この変調用信号の周波数は、周波数「ｆ１」である。周波数「ｆ１」は、アンテナ２２３から送信される電波の周波数「ｎｆ０」よりも低い。第２信号生成部２４ｂは、外部の情報処理装置（不図示）から、変調用信号を取得してもよい。第２信号生成部２４ｂは、変調用信号を第２光変調器２３２に出力する。
【0047】
光フィルタ２０２は、波長「λ３」の光信号を、第２光変調器２３２に出力する。第２光変調器２３２は、周波数「ｆ１」の変調用信号を用いて、波長「λ３」の光信号の振幅を変調する。第２光変調器２３２は、周波数「ｆ１」の変調用信号で変調された光信号を、コリメータ２３１に出力する。コリメータ２３１は、周波数「ｆ１」の変調用信号で変調された光信号を、局部発振信号に応じた光波として、自由空間に出力する。
【0048】
コリメータ３１１は、周波数「ｆ１」の局部発振信号に応じた光波を、光電変換素子３１２ｂに出力する。光電変換素子３１２ｂは、局部発振信号に応じた光波に対して、光電変換を実行する。光電変換素子３１２ｂは、光電変換の結果として、周波数「ｆ１」の局部発振信号に応じた電気信号を生成する。
【0049】
ミキサ３２は、周波数「ｎｆ０」を含む周波数帯のＲＦ信号と周波数「Ａｆ１」の局部発振信号とを乗算（混合）することによって、周波数「ｎｆ０－Ａｆ１」を含む周波数帯の中間周波数帯信号を生成する。ミキサ３２は、周波数「ｎｆ０－Ａｆ１」を含む周波数帯の中間周波数帯信号を、復調部３３ｂに出力する。
【0050】
以上のように、光フィルタ２０２は、単一の波長の光信号を、第２光変調器２３２に出力する。第２光変調器２３２は、所定の周波数の変調用信号を用いて、単一の波長の光信号の振幅を変調する。第２光変調器２３２は、所定の周波数の変調用信号で変調された光信号を、コリメータ２３１に出力する。コリメータ２３１は、所定の周波数の変調用信号で変調された光信号を、局部発振信号に応じた光波として、自由空間に出力する。
【0051】
コリメータ３１１は、所定の周波数の局部発振信号に応じた光波を、光電変換素子３１２ｂに出力する。光電変換素子３１２ｂは、局部発振信号に応じた光波を用いて、光電変換を実行する。光電変換素子３１２ｂは、光電変換の結果として、所定の周波数の局部発振信号に応じた電気信号を生成する。ミキサ３２は、ＲＦ信号と局部発振信号とを乗算（混合）することによって、中間周波数帯信号を生成する。
【0052】
これによって、無線信号の通信先とされた受信器以外の受信器がその無線信号を復調する可能性を低減することが可能である。また、セキュアな通信経路を確保することが可能である。
【0053】
（第１実施形態の第２変形例）
第１実施形態と第１実施形態の第１変形例とでは、送信器において、多波長の光信号が用いられている。第１実施形態の第２変形例では、多波長の光信号（光周波数コム）が用いられることなく、第１信号生成部によってテラヘルツ波の電気信号が生成される点が、第１実施形態との差分である。第１実施形態の第２変形例では、第１実施形態との差分を中心に説明する。
第１実施形態と第１実施形態の第１変形例とでは、送信器において、多波長の光信号が用いられている。第１実施形態の第２変形例では、多波長の光信号（光周波数コム）が用いられることなく、第１信号生成部によってテラヘルツ波の電気信号が生成される点が、第１実施形態との差分である。第１実施形態の第２変形例では、第１実施形態との差分を中心に説明する。
【0054】
図５は、第１実施形態の第２変形例における、通信システム１ｃの構成例を示す図である。通信システム１ｃは、無線通信を実行するシステムである。通信システム１ｃは、送信器２ｃと、受信器３ｃとを備える。
【0055】
送信器２ｃは、第１信号生成部２１ｃと、電波信号送信部２２と、光波信号送信部２３ｃと、第２信号生成部２４ｃとを備える。電波信号送信部２２は、アンテナ２２３を備える。光波信号送信部２３ｃは、コリメータ２３１を備える。
【0056】
第１信号生成部２１ｃは、主信号（データ信号）と、光波の波長を制御するための信号（以下「波長制御信号」という。）とを生成する。第１信号生成部２１ｃは、外部の情報処理装置（不図示）から、主信号と波長制御信号とを取得してもよい。第１信号生成部２１ｃは、周波数「ｆ１」を含む周波数帯の主信号（電気信号）を、アンテナ２２３に出力する。アンテナ２２３は、主信号に応じた電波を、周波数「ｆ１」を含む周波数帯の無線信号として送信する。
【0057】
第１信号生成部２１ｃは、波長制御信号を第２信号生成部２４ｃに出力する。第２信号生成部２４ｃは、波長制御信号に基づいて、波長「λ３」の光信号と波長「λ４」の光信号とを生成する。第２信号生成部２４ｃは、波長「λ３」の光信号と波長「λ４」の光信号とを、コリメータ２３１に出力する。コリメータ２３１は、波長「λ３」の光信号と波長「λ４」の光信号とを、局部発振信号に応じた光波として、自由空間に出力する。
【0058】
ミキサ３２は、周波数「ｆ１」を含む周波数帯のＲＦ信号と周波数「Ａｍｆ０」の局部発振信号とを乗算（混合）することによって、周波数「ｆ１－Ａｍｆ０」を含む周波数帯の中間周波数帯信号を生成する。ミキサ３２は、周波数「ｆ１－Ａｍｆ０」を含む周波数帯の中間周波数帯信号を、復調部３３ｂに出力する。
【0059】
以上のように、第１信号生成部２１ｃは、所定の周波数を含む周波数帯の主信号（電気信号）を、アンテナ２２３に出力する。アンテナ２２３は、主信号に応じた電波を、所定の周波数を含む周波数帯の無線信号として送信する。第２信号生成部２４ｃは、波長制御信号に基づいて、所定の各波長の光信号を生成する。第２信号生成部２４ｃは、所定の各波長の光信号を、コリメータ２３１に出力する。
【0060】
ミキサ３２は、所定の周波数を含む周波数帯のＲＦ信号と局部発振信号とを乗算（混合）することによって、中間周波数帯信号を生成する。ミキサ３２は、周波数「ｆ１－Ａｍｆ０」を含む周波数帯の中間周波数帯信号を、復調部３３ｂに出力する。
【0061】
これによって、無線信号の通信先とされた受信器以外の受信器がその無線信号を復調する可能性を低減することが可能である。また、セキュアな通信経路を確保することが可能である。
【0062】
（第２実施形態）
第２実施形態では、局部発振信号（ＬＯ信号）が自由空間光通信によって送信されるだけでなく、主信号（データ信号）の復調又は復号に用いられる暗号キー等の副信号が自由空間光通信によって送信される点が、第１実施形態の第１変形例との差分である。第２実施形態では、第１実施形態の第１変形例との差分を中心に説明する。
第２実施形態では、局部発振信号（ＬＯ信号）が自由空間光通信によって送信されるだけでなく、主信号（データ信号）の復調又は復号に用いられる暗号キー等の副信号が自由空間光通信によって送信される点が、第１実施形態の第１変形例との差分である。第２実施形態では、第１実施形態の第１変形例との差分を中心に説明する。
【0063】
図６は、第２実施形態における、通信システム１ｄの構成例を示す図である。通信システム１ｄは、無線通信を実行するシステムである。通信システム１ｄは、送信器２ｄと、受信器３ｄとを備える。
【0064】
送信器２ｄは、生成部２０と、第１信号生成部２１ｄと、電波信号送信部２２と、光波信号送信部２３ｄと、第２信号生成部２４ｄとを備える。生成部２０は、光周波数コム生成部２０１と、光フィルタ２０２とを備える。電波信号送信部２２は、第１光変調器２２１と、光電変換素子２２２と、アンテナ２２３とを備える。光波信号送信部２３ｄは、コリメータ２３１と、第２光変調器２３２とを備える。
【0065】
受信器３ｄは、電波信号受信部３０と、光波信号受信部３１ｄと、ミキサ３２と、復調部３３ｄとを備える。ミキサ３２は、光波信号受信部３１ｄに備えられてもよい。電波信号受信部３０は、アンテナ３０１と、増幅器３０２とを備える。光波信号受信部３１ｄは、コリメータ３１１と、光電変換素子３１２ｄと、増幅器３１３と、逓倍器３１４とを備える。復調部３３ｄは、分離部３３１と、副信号復調部３３２と、主信号復調部３３３とを備える。
【0066】
第１信号生成部２１ｄは、主信号（データ信号）を生成する。第１信号生成部２１ｄは、外部の情報処理装置（不図示）から、主信号を取得してもよい。第１信号生成部２１ｄは、主信号を第１光変調器２２１に出力する。第１信号生成部２１ｄは、副信号を生成する。第１信号生成部２１ｄは、副信号を第２光変調器２３２に出力する。副信号は、例えば、復調又は復号に用いられる暗号キー（鍵情報）である。暗号キーは、定期的に更新されてもよい。暗号キーは、例えば、主信号のスクランブル化に用いられる符号でもよいし、物理レイヤにおける復号処理に用いられる符号でもよい。暗号キーは、例えば、ハッシュキーでもよい。ハッシュキーは、例えば通信開始時に第２光変調器２３２に出力される。
【0067】
第２信号生成部２４ｄは、周波数「ｆ１」の変調用信号を、第２光変調器２３２に出力する。第２光変調器２３２は、周波数「ｆ１」の変調用信号と副信号（例えば、暗号キー）とを用いて、波長「λ３」の光信号の振幅を変調する。すなわち、第２光変調器２３２は、波長「λ３」の光信号に副信号を重畳することによって、副信号に応じた光信号を生成する。第２光変調器２３２は、副信号に応じた光信号を、コリメータ２３１に出力する。
【0068】
分離部３３１は、周波数「ｎｆ０－Ａｆ１」を含む周波数帯の中間周波数帯信号を、ミキサ３２から取得する。分離部３３１は、復調されていない副信号（例えば、暗号キー）を、中間周波数帯信号から分離する。副信号復調部３３２は、復調されていない副信号に対して、復調処理を実行する。副信号復調部３３２は、復調された副信号を主信号復調部３３３に出力する。主信号復調部３３３は、復調された副信号を用いて、中間周波数帯信号に対して復調処理を実行することによって、復調された主信号を生成する。主信号復調部３３３は、復調された主信号を、所定の情報処理装置（不図示）に出力する。
【0069】
以上のように、第２光変調器２３２は、所定の波長の光信号に副信号を重畳することによって、副信号に応じた光信号を生成する。第２光変調器２３２は、副信号に応じた光信号を、コリメータ２３１に出力する。復調部３３ｄは、復調された副信号（例えば、暗号キー）を用いて、中間周波数帯信号に対して復調処理を実行することによって、復調された主信号を生成する。
【0070】
これによって、無線信号の通信先とされた受信器以外の受信器がその無線信号を復調する可能性を更に低減することが可能である。更にセキュアな通信経路を確保することが可能である。また、セキュアな通信が可能な自由空間光通信によって、復号に必要な鍵情報等が送信されてもよい。
【0071】
（第２実施形態の第１変形例）
第２実施形態の第１変形例では、暗号化された主信号を復号する機能部を復調部が備える点が、第２実施形態との差分である。第２実施形態の第１変形例では、第２実施形態との差分を中心に説明する。
第２実施形態の第１変形例では、暗号化された主信号を復号する機能部を復調部が備える点が、第２実施形態との差分である。第２実施形態の第１変形例では、第２実施形態との差分を中心に説明する。
【0072】
図７は、第２実施形態の第１変形例における、通信システム１ｅの構成例を示す図である。通信システム１ｅは、無線通信を実行するシステムである。通信システム１ｅは、送信器２ｅと、受信器３ｅとを備える。
【0073】
受信器３ｅは、電波信号受信部３０と、光波信号受信部３１ｅと、ミキサ３２と、復調部３３ｄとを備える。ミキサ３２は、光波信号受信部３１ｅに備えられてもよい。電波信号受信部３０は、アンテナ３０１と、増幅器３０２とを備える。光波信号受信部３１ｅは、コリメータ３１１と、光電変換素子３１２ｅと、増幅器３１３と、逓倍器３１４とを備える。復調部３３ｅは、分離部３３１と、副信号復調部３３２と、主信号復調部３３３と、主信号復号部３３４とを備える。
【0074】
副信号復調部３３２は、復調されていない副信号に対して、復調処理を実行する。副信号復調部３３２は、復調された副信号を主信号復号部３３４に出力する。主信号復調部３３３は、復調された副信号を用いて、中間周波数帯信号に対して復調処理を実行することによって、復調された主信号を生成する。主信号復調部３３３は、復調された主信号を主信号復号部３３４に出力する。主信号復号部３３４は、復調された副信号（例えば、暗号キー）を用いて、復調された主信号に対して復号処理を実行する。主信号復号部３３４は、復号された主信号を、所定の情報処理装置（不図示）に出力する。
【0075】
以上のように、主信号復号部３３４は、復調された副信号（例えば、暗号キー）を用いて、復調された主信号に対して復号処理を実行する。これによって、無線信号の通信先とされた受信器以外の受信器がその無線信号を復調又は復号する可能性を更に低減することが可能である。更にセキュアな通信経路を確保することが可能である。
【0076】
（第２実施形態の第２変形例）
第２実施形態の第２変形例では、高周波成分がカット（抑圧）された局部発振信号が副信号の復調に用いられる点が、第２実施形態の第１変形例との差分である。第２実施形態の第２変形例では、第２実施形態の第１変形例との差分を中心に説明する。
第２実施形態の第２変形例では、高周波成分がカット（抑圧）された局部発振信号が副信号の復調に用いられる点が、第２実施形態の第１変形例との差分である。第２実施形態の第２変形例では、第２実施形態の第１変形例との差分を中心に説明する。
【0077】
図８は、第２実施形態の第２変形例における、通信システム１ｆの構成例を示す図である。通信システム１ｆは、無線通信を実行するシステムである。通信システム１ｆは、送信器２ｆと、受信器３ｆとを備える。
【0078】
受信器３ｆは、電波信号受信部３０と、光波信号受信部３１ｆと、ミキサ３２と、復調部３３ｆと、分離部３４と、フィルタ３５とを備える。ミキサ３２は、光波信号受信部３１ｆに備えられてもよい。電波信号受信部３０は、アンテナ３０１と、増幅器３０２とを備える。光波信号受信部３１ｆは、コリメータ３１１と、光電変換素子３１２ｆと、増幅器３１３と、逓倍器３１４とを備える。復調部３３ｆは、副信号復調部３３２と、主信号復調部３３３と、主信号復号部３３４とを備える。
【0079】
分離部３４には、局部発振信号（電気信号）が、逓倍器３１４から入力される。分離部３４は、復調されていない副信号（例えば、暗号キー）を、入力された局部発振信号から分離する。分離部３４は、副信号が分離された局部発振信号を、ミキサ３２に出力する。フィルタ３５（ローパスフィルタ）は、復調されていない副信号の高周波成分をカット（抑圧）する。フィルタ３５は、高周波成分がカットされた副信号（復調されていない副信号）を、副信号復調部３３２に出力する。副信号復調部３３２は、復調されていない副信号に対して、復調処理を実行する。
【0080】
以上のように、分離部３４は、復調されていない副信号（例えば、暗号キー）を、局部発振信号から分離する。フィルタ３５は、高周波成分がカットされた副信号を、副信号復調部３３２に出力する。副信号復調部３３２は、高周波成分がカットされた副信号を用いて、復調処理を実行する。副信号復調部３３２は、復調された副信号を主信号復号部３３４に出力する。
【0081】
これによって、無線信号の通信先とされた受信器以外の受信器がその無線信号を復調する可能性を更に低減することが可能である。更にセキュアな通信経路を確保することが可能である。
【0082】
（第３実施形態）
第３実施形態では、電波の周波数と光波の周波数とが時間変動する点が、第１実施形態との差分である。第３実施形態では、第１実施形態との差分を中心に説明する。
第３実施形態では、電波の周波数と光波の周波数とが時間変動する点が、第１実施形態との差分である。第３実施形態では、第１実施形態との差分を中心に説明する。
【0083】
図９は、第３実施形態における、通信システム１ｇの構成例を示す図である。通信システム１ｇは、無線通信を実行するシステムである。通信システム１ｇは、送信器２ｇと、受信器３ｇとを備える。
【0084】
送信器２ｇは、生成部２０と、第１信号生成部２１ｇと、電波信号送信部２２と、光波信号送信部２３ｇとを備える。生成部２０は、光周波数コム生成部２０１と、光フィルタ２０２とを備える。電波信号送信部２２は、第１光変調器２２１と、光電変換素子２２２と、アンテナ２２３とを備える。光波信号送信部２３ｇは、コリメータ２３１を備える。
【0085】
受信器３ｇは、電波信号受信部３０と、光波信号受信部３１ｇと、ミキサ３２と、復調部３３ｇとを備える。ミキサ３２は、光波信号受信部３１ｇに備えられてもよい。電波信号受信部３０は、アンテナ３０１と、増幅器３０２とを備える。光波信号受信部３１ｇは、コリメータ３１１と、光電変換素子３１２ｇと、増幅器３１３と、逓倍器３１４とを備える。
【0086】
次に、送信器２ｇの詳細について説明する。
光周波数コム生成部２０１は、波長間隔「Δλ」の多波長の光信号を、光フィルタ２０２に出力する。ここで、光周波数コム生成部２０１のクロック周波数は、時間の経過に応じて変化する。
光周波数コム生成部２０１は、波長間隔「Δλ」の多波長の光信号を、光フィルタ２０２に出力する。ここで、光周波数コム生成部２０１のクロック周波数は、時間の経過に応じて変化する。
【0087】
光フィルタ２０２は、波長「λ５」の光信号を、第１光変調器２２１に出力する。光フィルタ２０２は、波長「λ６」の光信号を、光電変換素子２２２に出力する。波長「λ５」と波長「λ６」との差「λ６－λ５」は、周波数「ｆ１」に相当する。光フィルタ２０２は、波長「λ７」の光信号と波長「λ８」の光信号とを、コリメータ２３１に出力する。波長「λ７」と波長「λ８」との差「λ８－λ７」は、周波数「ｆ２」に相当する。周波数「ｆ２」は、時間の経過に応じて変化する。第３実施形態では、周波数「ｆ１」と周波数「ｆ２」との差「ｆ１－ｆ２」は、一定である。
【0088】
アンテナ２２３は、時間の経過に応じて変化する周波数「ｆ１」を含む周波数帯の電気信号に応じて、ミリ波とテラヘルツ波とのうちの少なくとも一方を主信号の搬送波として用いる無線信号（テラヘルツ信号）を生成する。アンテナ２２３は、テラヘルツ波等の電波を主信号の搬送波として用いる無線信号を、広帯域の無線信号として送信する。すなわち、アンテナ２２３は、主信号に応じた電波を、時間の経過に応じて変化する周波数「ｆ１」を含む周波数帯の無線信号として送信する。
【0089】
コリメータ２３１には、波長「λ７」の光信号と波長「λ８」の光信号とが、光フィルタ２０２から入力される。コリメータ２３１は、波長「λ７」の光信号と波長「λ８」の光信号とを、局部発振信号に応じた光波として、自由空間に出力する。ここで、コリメータ２３１は、ビーム幅が所定幅以下の光波を、自由空間に出力する。
【0090】
【0091】
【0092】
次に、受信器３ｇの詳細について説明する。
光電変換素子３１２ｇは、局部発振信号に応じた光波を用いて、光電変換を実行する。光電変換素子３１２ｇは、光電変換の結果として、局部発振信号に応じた電気信号を生成する。光電変換素子３１２ｇは、波長「λ７」と波長「λ８」との差「λ８－λ７」に相当する周波数「ｆ２」の光信号を、周波数「ｆ２」の局部発振信号（電気信号）に変換する。増幅器３１３は、時間の経過に応じて変化する周波数「ｆ２」の局部発振信号の振幅（強度）を増幅する。
光電変換素子３１２ｇは、局部発振信号に応じた光波を用いて、光電変換を実行する。光電変換素子３１２ｇは、光電変換の結果として、局部発振信号に応じた電気信号を生成する。光電変換素子３１２ｇは、波長「λ７」と波長「λ８」との差「λ８－λ７」に相当する周波数「ｆ２」の光信号を、周波数「ｆ２」の局部発振信号（電気信号）に変換する。増幅器３１３は、時間の経過に応じて変化する周波数「ｆ２」の局部発振信号の振幅（強度）を増幅する。
【0093】
ミキサ３２は、周波数「ｆ１」を含む周波数帯のＲＦ信号と周波数「ｆ２」の局部発振信号とを乗算（混合）することによって、一定の周波数「ｆ１－ｆ２」を含む周波数帯の中間周波数帯信号を生成する。ミキサ３２は、一定の周波数「ｆ１－ｆ２」を含む周波数帯の中間周波数帯信号を、復調部３３ｇに出力する。
【0094】
以上のように、電波信号送信部２２は、時間の経過に応じて変化する周波数「ｆ１」を含む周波数帯の電気信号に応じて、ミリ波とテラヘルツ波とのうちの少なくとも一方を主信号の搬送波として用いる無線信号を生成する。コリメータ２３１は、波長「λ７」の光信号と波長「λ８」の光信号とを、局部発振信号に応じた光波として、自由空間に出力する。増幅器３１３は、時間の経過に応じて変化する周波数「ｆ２」の局部発振信号の振幅（強度）を増幅する。ミキサ３２は、周波数「ｆ１」を含む周波数帯のＲＦ信号と周波数「ｆ２」の局部発振信号とを乗算することによって、一定の周波数「ｆ１－ｆ２」を含む周波数帯の中間周波数帯信号を生成する。
【0095】
これによって、無線信号の通信先とされた受信器以外の受信器がその無線信号を復調する可能性を更に低減することが可能である。更にセキュアな通信経路を確保することが可能である。
【0096】
（第４実施形態）
第４実施形態では、送信対象のデータの重要度（種類）に応じてデータが主信号又は副信号に振り分けられる点が、第２実施形態の第１変形例との差分である。第４実施形態では、第２実施形態の第１変形例との差分を中心に説明する。
第４実施形態では、送信対象のデータの重要度（種類）に応じてデータが主信号又は副信号に振り分けられる点が、第２実施形態の第１変形例との差分である。第４実施形態では、第２実施形態の第１変形例との差分を中心に説明する。
【0097】
図１２は、第４実施形態における、通信システム１ｈの構成例を示す図である。通信システム１ｈは、無線通信を実行するシステムである。通信システム１ｈは、送信器２ｈと、受信器３ｈとを備える。
【0098】
送信器２ｈは、生成部２０と、第１信号生成部２１ｈと、電波信号送信部２２と、光波信号送信部２３ｈと、第２信号生成部２４ｈとを備える。生成部２０は、光周波数コム生成部２０１と、光フィルタ２０２とを備える。第１信号生成部２１ｈは、振分部２１１と、主信号生成部２１２と、副信号生成部２１３とを備える。電波信号送信部２２は、第１光変調器２２１と、光電変換素子２２２と、アンテナ２２３とを備える。光波信号送信部２３ｈは、コリメータ２３１と、第２光変調器２３２とを備える。
【0099】
振分部２１１は、送信対象のデータを取得する。振分部２１１は、送信対象のデータの重要度（優先度）に応じて、送信対象のデータを所定の通信経路（電波信号送信部、光波信号送信部）に振り分ける。ここで、振分部２１１は、例えば、送信対象のデータを含むイーサネット（登録商標）フレームにおける特定位置のビットの値に応じて、そのデータの重要度を判定する。振分部２１１は、例えば、アプリケーション層における通信ポートに応じて、そのデータの重要度を判定してもよい。
【0100】
第４実施形態では、振分部２１１は、送信対象のデータの重要度に応じて、送信対象のデータを主信号生成部２１２又は副信号生成部２１３に振り分ける。例えば、振分部２１１は、重要度が閾値未満であるデータを、主信号生成部２１２に振り分ける。例えば、振分部２１１は、重要度が閾値以上であるデータを、副信号生成部２１３に振り分ける。重要度が閾値以上であるデータは、例えば、制御データ、ログデータ又は個人データである。
【0101】
主信号生成部２１２は、重要度が閾値未満であるデータを、振分部２１１から取得する。主信号生成部２１２は、重要度が閾値未満であるデータを含む主信号を、第１光変調器２２１に出力する。
【0102】
副信号生成部２１３は、重要度が閾値以上であるデータを、振分部２１１から取得する。副信号生成部２１３は、重要度が閾値以上であるデータを含む副信号を、第２光変調器２３２に出力する。
【0103】
以上のように、振分部２１１は、送信対象のデータを取得する。振分部２１１は、送信対象のデータの重要度（優先度）に応じて、送信対象のデータを電波信号送信部２２又は光波信号送信部２３ｈに振り分ける。
【0104】
これによって、無線信号の通信先とされた受信器以外の受信器がその無線信号を復調する可能性を更に低減することが可能である。送信対象のデータの重要度に応じてデータが主信号又は副信号に振り分けられるので、更にセキュアな通信経路を確保することが可能である。
【0105】
（第４実施形態の変形例）
第４実施形態の変形例では、高周波成分がカット（抑圧）された局部発振信号が副信号の復調に用いられる点が、第４実施形態との差分である。第４実施形態の変形例では、第４実施形態との差分を中心に説明する。
第４実施形態の変形例では、高周波成分がカット（抑圧）された局部発振信号が副信号の復調に用いられる点が、第４実施形態との差分である。第４実施形態の変形例では、第４実施形態との差分を中心に説明する。
【0106】
図１３は、第４実施形態の変形例における、通信システム１ｉの構成例を示す図である。通信システム１ｉは、無線通信を実行するシステムである。通信システム１ｉは、送信器２ｉと、受信器３ｉとを備える。
【0107】
受信器３ｉは、電波信号受信部３０と、光波信号受信部３１ｉと、ミキサ３２と、復調部３３ｉと、分離部３４と、フィルタ３５とを備える。ミキサ３２は、光波信号受信部３１ｉに備えられてもよい。電波信号受信部３０は、アンテナ３０１と、増幅器３０２とを備える。光波信号受信部３１ｉは、コリメータ３１１と、光電変換素子３１２ｉと、増幅器３１３と、逓倍器３１４とを備える。復調部３３ｉは、副信号復調部３３２と、主信号復調部３３３と、主信号復号部３３４とを備える。
【0108】
分離部３４には、局部発振信号が逓倍器３１４から入力される。分離部３４は、復調されていない副信号（例えば、暗号キー、個人データ）を、局部発振信号から分離する。分離部３４は、副信号が分離された局部発振信号を、ミキサ３２に出力する。フィルタ３５（ローパスフィルタ）は、復調されていない副信号の高周波成分をカット（抑圧）する。フィルタ３５は、高周波成分がカットされた副信号（復調されていない副信号）を、副信号復調部３３２に出力する。
【0109】
以上のように、分離部３４は、復調されていない副信号を、局部発振信号から分離する。分離部３４は、副信号が分離された局部発振信号を、ミキサ３２に出力する。フィルタ３５は、復調されていない副信号の高周波成分をカットする。フィルタ３５は、高周波成分がカットされた副信号（復調されていない副信号）を、副信号復調部３３２に出力する。
【0110】
これによって、無線信号の通信先とされた受信器以外の受信器がその無線信号を復調する可能性を更に低減することが可能である。更にセキュアな通信経路を確保することが可能である。
【0111】
（第５実施形態）
第５実施形態では、自由空間の大気の状況等に応じて電波又は光波を搬送波として用いて局部発振信号を送信し、自由空間の大気の状況等に応じて電波又は光波を搬送波として用いて主信号を送信する点が、第４実施形態との差分である。第５実施形態では、第４実施形態との差分を中心に説明する。
第５実施形態では、自由空間の大気の状況等に応じて電波又は光波を搬送波として用いて局部発振信号を送信し、自由空間の大気の状況等に応じて電波又は光波を搬送波として用いて主信号を送信する点が、第４実施形態との差分である。第５実施形態では、第４実施形態との差分を中心に説明する。
【0112】
図１４は、第５実施形態における、通信システム１ｊの構成例を示す図である。通信システム１ｊは、無線通信を実行するシステムである。通信システム１ｊは、送信器２ｊと、受信器３ｊとを備える。
【0113】
送信器２ｊは、生成部２０と、第１信号生成部２１ｊと、電波信号送信部２２と、光波信号送信部２３ｊと、第２信号生成部２４ｊと、切替部２５とを備える。生成部２０は、光周波数コム生成部２０１と、光フィルタ２０２とを備える。電波信号送信部２２は、第１光変調器２２１と、光電変換素子２２２と、アンテナ２２３とを備える。光波信号送信部２３ｊは、コリメータ２３１と、第２光変調器２３２とを備える。
【0114】
受信器３ｊは、電波信号受信部３０と、光波信号受信部３１ｊと、ミキサ３２と、復調部３３ｊとを備える。ミキサ３２は、光波信号受信部３１ｊに備えられてもよい。電波信号受信部３０は、アンテナ３０１と、増幅器３０２とを備える。光波信号受信部３１ｊは、コリメータ３１１と、光電変換素子３１２ｊと、増幅器３１３とを備える。
【0115】
自由空間の大気の状況と搬送波周波数帯の使用の状況とに応じて、ミリ波及びテラヘルツ波等の電波と光波との各損失は変動する場合がある。例えば、自由空間光通信では、シンチレーションと自由空間の大気との影響によって、光波が分散され易い。そこで、切替部２５は、各状況を示す情報を、例えば外部の情報処理装置（不図示）から取得する。切替部２５は、各状況に応じて、局部発振信号の通信経路と主信号及び副信号の通信経路とを切り替えてもよい。
【0116】
例えば、切替部２５は、電波を搬送波として局部発振信号が送信されるように、第２信号生成部２４ｊから出力された局部発振信号を、第１光変調器２２１に出力してもよい。電波を搬送波として局部発振信号が送信された場合、増幅器３０２は、振幅が増幅された局部発振信号を、ミキサ３２に出力する。
【0117】
例えば、切替部２５は、光波を搬送波として主信号及び副信号が送信されるように、第１信号生成部２１ｊから出力された主信号及び副信号を、第２光変調器２３２に出力してもよい。光波を搬送波として主信号及び副信号が送信された場合、光電変換素子３１２ｊは、光電変換の結果として、局部発振信号に応じた電気信号を生成する。
【0118】
以上のように、切替部２５は、自由空間の大気の状況と搬送波周波数帯の使用の状況とに応じて、局部発振信号の通信経路と主信号及び副信号の通信経路とを切り替える。これによって、無線信号の通信先とされた受信器以外の受信器がその無線信号を復調する可能性を更に低減することが可能である。更にセキュアな通信経路を確保することが可能である。
【0119】
（第６実施形態）
第６実施形態では、ＲＦ信号の周波数（搬送波周波数）で高速に動作する光電変換素子が受信器において用いられる点が、第１実施形態との差分である。第５実施形態の変形例では、第１実施形態との差分を中心に説明する。
第６実施形態では、ＲＦ信号の周波数（搬送波周波数）で高速に動作する光電変換素子が受信器において用いられる点が、第１実施形態との差分である。第５実施形態の変形例では、第１実施形態との差分を中心に説明する。
【0120】
図１５は、第６実施形態における、通信システム１ｋの構成例を示す図である。通信システム１ｋは、無線通信を実行するシステムである。通信システム１ｋは、送信器２ｋと、受信器３ｋとを備える。
【0121】
送信器２ｋは、生成部２０と、第１信号生成部２１ｋと、電波信号送信部２２と、光波信号送信部２３ｋとを備える。生成部２０は、光周波数コム生成部２０１と、光フィルタ２０２とを備える。電波信号送信部２２は、第１光変調器２２１と、光電変換素子２２２と、アンテナ２２３とを備える。光波信号送信部２３ｋは、コリメータ２３１を備える。
【0122】
受信器３ｋは、電波信号受信部３０と、光波信号受信部３１ｋと、復調部３３ｋとを備える。電波信号受信部３０は、アンテナ３０１と、増幅器３０２とを備える。光波信号受信部３１ｋは、コリメータ３１１と、光電変換素子３１２ｋとを備える。
【0123】
光電変換素子３１２ｋは、ＲＦ信号の周波数（搬送波周波数）で高速に動作する光電変換素子であり、例えば、フォトダイオード、フォトコンダクタである。光電変換素子３１２ｋには、周波数「ｎｆ０」を含む周波数帯のＲＦ信号（受信信号）が、増幅器３０２から入力される。光電変換素子３１２ｋには、周波数「ｍｆ０」の局部発振信号に応じた光波が、コリメータ３１１から入力される。
【0124】
光電変換素子３１２ｋは、周波数「ｍｆ０」の局部発振信号に応じた光波を用いて、周波数「ｎｆ０」を含む周波数帯のＲＦ信号に対して光電変換を実行する。光電変換素子３１２ｋ（ダウンコンバータ）は、光電変換の結果として、周波数「（ｎ－ｍ）ｆ０」を含む周波数帯の中間周波数帯信号を生成する。光電変換素子３１２ｋは、周波数「（ｎ－ｍ）ｆ０」を含む周波数帯の中間周波数帯信号を、復調部３３ｋに出力する。
【0125】
以上のように、光電変換素子３１２ｋは、局部発振信号に応じた光波を用いて、ＲＦ信号に対して光電変換を実行する。これによって、局部発振信号に応じた光波が光波のままＲＦ信号に印加されるというシンプルな装置構成のダウンコンバータを用いて、無線信号の通信先とされた受信器以外の受信器がその無線信号を復調する可能性を更に低減することが可能である。更にセキュアな通信経路を確保することが可能である。
【0126】
図１６は、各実施形態における、通信装置１００のハードウェア構成例を示す図である。通信装置１００は、上記の各実施形態における送信器と受信器とのうちの少なくとも一方に相当する。通信装置１００の各機能部のうちの一部又は全部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ１０１が、不揮発性の記録媒体（非一時的な記録媒体）を有するメモリ１０３に記憶されたプログラムを実行することにより、ソフトウェアとして実現される。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置１０２などの非一時的な記録媒体である。通信部１０４は、通信回線を用いて、データ及びプログラムを通信してもよい。
【0127】
通信装置１００の各機能部のうちの一部又は全部は、例えば、ＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を用いた電子回路（electronic circuit又はcircuitry）を含むハードウェアを用いて実現されてもよい。
【0128】
なお、上述した実施形態において、上記のような形態で実施されるプログラムは、単一の装置に依存するものではなく、プログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませて実行することによって画像処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【0129】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【0130】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【0131】
上記の各実施形態は、組み合わされてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0132】
本発明は、無線通信システムに適用可能である。
【符号の説明】
【0133】
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ，１ｉ，１ｊ、１ｋ…通信システム、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ，２ｉ，２ｊ、２ｋ…送信器、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉ，３ｊ、３ｋ…受信器、２０…生成部、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ，２１ｇ，２１ｈ，２１ｉ，２１ｊ、２１ｋ…第１信号生成部、２２…電波信号送信部、２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆ，２３ｇ，２３ｈ，２３ｉ，２３ｊ、２３ｋ…光波信号送信部、２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ，２４ｆ，２４ｈ，２４ｉ…第２信号生成部、２５…切替部、３０…電波信号受信部、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆ，３１ｇ，３１ｈ，３１ｉ，３１ｊ、３１ｋ…光波信号受信部、３２…ミキサ、３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ，３３ｆ，３３ｇ，３３ｈ，３３ｉ，３３ｊ、３３ｋ…復調部、３４…分離部、３５…フィルタ、１００…通信装置、１０１…プロセッサ、１０２…記憶装置、１０３…メモリ、１０４…通信部、２０１…光周波数コム生成部、２０２…光フィルタ、２１１…振分部、２１２…主信号生成部、２１３…副信号生成部、２２１…第１光変調器、２２２…光電変換素子、２２３…アンテナ、２３１…コリメータ、２３２…第２光変調器、３０１…アンテナ、３０２…増幅器、３１１…コリメータ、３１２ａ，３１２ｂ，３１２ｃ，３１２ｄ，３１２ｅ，３１２ｆ，３１２ｇ，３１２ｈ，３１２ｉ，３１２ｊ、３１２ｋ…光電変換素子、３１３…増幅器、３１４…逓倍器、３３１…分離部、３３２…副信号復調部、３３３…主信号復調部、３３４…主信号復号部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】