JP2000091941A - 携帯電話の周波数バンド選択方法 - Google Patents
携帯電話の周波数バンド選択方法Info
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Abstract
ら高周波部への信号線が増える問題がある。しかし、信
号線の増加は特に半導体に集積する場合の入出力ピンの
増加となるので、小型パッケージへの適用が困難になる
などの問題がある。 【解決手段】PLLシンセ1と送受信回路の一部を同一
半導体上に集積するとともに、PLLシンセ1の発振周
波数を設定するレジスタの値を用いて、半導体内部にて
使用される送受信回路の周波数バンドを自動的に検出
し、その検出結果をもとに送受信回路の周波数バンドを
選択する。
Description
を半導体上に集積する技術に関し、特に高周波信号用P
LL回路を内蔵したデュアルバンドまたはそれ以上の数
の複合標準仕様に対応した携帯電話の送受信回路におけ
る周波数バンド選択方法に関する。
が増加すると、利用できる周波数に上限があるため、通
話が集中する時間帯に通話できないという問題が発生す
る。この問題に対して、例えば、GSM(Global Syste
m for Mobile communications)などの標準規格では標準
の周波数帯(GSM)だけでなく、さらに高い周波数帯
(DCS1800)の利用を規定している。例えば、表1に示す
ようにGSMの送信信号帯域は890MHz〜915M
Hz、受信信号帯域は935MHz〜960MHzに対し
て、DCS1800 の送信信号帯域は1710MHz〜178
5MHz、受信信号帯域は1805MHz〜1880M
Hzである。したがって、この両方の規格に対応したデ
ュアルバンド携帯電話は利用できる周波数帯域が広いの
で、多くの収容回線数を確保でき、利用者数を大幅に増
加することが可能となる。
示す。デュアルバンド携帯電話は位相同期形周波数シン
セサイザ1(以下、PLLシンセと略す)と、ベースバ
ンド信号処理LSI2(以下、B.B.LSIと略す)
と、基準信号発生回路3と、送受信回路4と、アンテナ
スイッチ34と、アンテナ13から構成される。ここ
で、PLLシンセ1は基準信号発生回路3の出力から送
受信回路4において用いる高周波ローカル信号(RF_
Lo)を供給する。PLLシンセ1は基準信号発生回路
3の出力を分周する第1のカウンタ7と、電圧制御発振
器10(以下、VCOと略す)と、VCO10の出力を
分周する第2のカウンタ6と、第1および第2のカウン
タ7,6の出力の位相差を検出する位相比較器8と、位
相比較器8の出力に接続され、低域通過フィルタとなる
ループフィルタ9と、第2のカウンタ6の分周数を記憶
するレジスタ5から構成され、ループフィルタ9の出力
がVCO10の発振周波数を制御する帰還ループ構成と
なっている。
り、基準信号発生回路3の出力frに同期した1GHz
から2GHzのRF_Loが生成できる。また、RF_
Loの周波数はレジスタ5の値により設定できる。通常
B.B.LSI2から接続された3本の信号線(DAT
A,CLK,LE)により、レジスタ5へ設定される。
送られる送信信号(TX)をアンテナ13からの送信電
波に変換する送信回路12と、アンテナ13で受信した
電波を元の信号に変換する受信回路11から構成され、
さらに、B.B.LSI2からのBAND信号により、
現在送受信が行われている周波数帯域(GSMを例にと
るとGSM帯またはDCS1800 帯のこと)を選択する。ま
た、それぞれ2本ずつの入出力信号を持つ受信回路11
と送信回路12はアンテナスイッチ34に接続され、
B.B.LSI2からの送受信切替信号(ANT−S
W)にしたがいアンテナに接続される。このような構成
にすることで、デュアルバンド携帯電話は携帯電話の運
用者からの指示(受信電波内に含まれている情報)によ
り、低い周波数帯(例えばGSM帯)を利用するか、高
い周波数帯(例えばDCS1800 帯)を選択することにな
る。
用いると、B.B.LSI2はPLLシンセ1内のレジ
スタ5に発振周波数に対応したデータを設定するとも
に、送受信回路4に対しても使用する周波数バンドを指
定する必要がある。そのため、B.B.LSI2から高
周波部(PLLシンセ1と送受信回路4)への信号線が
増える問題がある。信号線の増加は特に半導体に集積す
る場合の入出力ピンの増加となるので、小型パッケージ
への適用が困難になるなどの問題がある。
デュアルバンドまたはそれ以上の種類の標準仕様に対応
した複合携帯端末において、PLLシンセ1と送受信回
路4の一部を同一半導体上に集積するとともに、PLL
シンセ1の発振周波数を設定するレジスタ5の値を用い
て、半導体内部にて使用される送受信回路4の周波数バ
ンドを自動的に検出し、その検出結果をもとに送受信回
路の周波数バンドを選択する構成により、達成できる。
成を示す。本発明に関する周波数バンド選択方法はB.
B.LSI2と、基準信号発生器3と、PLLシンセ内
蔵送受信LSIを用いた送受信回路14から実現され
る。
した基地局とやりとりしたデータから、必要な音声信号
を再生することや、使用する周波数の送受信回路4への
指定、および、送受信タイミングの制御などの処理を行
う。
する場合は13MHzの水晶発振回路が用いられること
が多いが、その他の標準仕様に対応する場合は別の発振
周波数が利用される。
いた送受信回路14はPLLシンセ1を含み、送信回路
11と受信回路12の一部を同一半導体上に集積したP
LLシンセ内蔵送受信LSIを用いて構成した送受信回
路である。ここで、同一半導体上に集積する範囲に関し
ては特に指定しないが、半導体で構成できるミキサ,低
雑音増幅回路,変調・復調回路が集積する対象である。
路3の出力を分周する第1のカウンタ7と、第1のVC
O10と、第1のVCO10の出力を分周する第2のカ
ウンタ6と、第1および第2のカウンタ7,6の出力の
位相差を検出する第1の位相比較器8と、第1の位相比
較器8の出力に接続された第1のループフィルタ9と、
第2のカウンタ6の分周数を記憶するレジスタ5から構
成され、第1のループフィルタ9の出力が第1のVCO
10の発振周波数を制御するとともに、レジスタ5に設
定されるデータ値をもとに送受信回路4が利用する周波
数バンドを検出するバンド検出回路15から構成され
る。
から送受信回路4のRF_Lo入力へ高周波ローカル信
号が供給され、さらに、PLLシンセ1内のバンド検出
器15から送受信回路4の周波数バンドを選択するBA
ND信号が供給される構成となっている。
4を介してアンテナ13に接続され、上記アンテナ13
にて受信した電波をB.B.LSI2への信号に変換す
る受信回路11とB.B.LSI2からの送信信号をア
ンテナ13から送出される電波に変換する送信回路12
から構成される。受信回路11および送信回路12は上
述したBAND信号により、例えば、GSM帯域または
DCS1800 帯域のどちらかの周波数バンドを選択できるよ
うな構成となっている。図4に受信回路11、図5に送
信回路12の構成例を示す。
異なるため、以下の説明では、GSMとDCS1800 とのデュ
アルバンド携帯電話を例にとり、周波数の選択方法など
の詳細に関する説明を行う。しかし、本発明はGSMと
DCS1800 の場合だけでなく、PLLシンセ1を内蔵した
デュアルバンドまたはそれ以上の複合標準仕様となる携
帯電話に適用可能である。
説明する。図4の受信回路は2段階の周波数変換を用い
た構成例について説明するが、これにとらわれることな
く、2つ以上の周波数バンドが切替えられる構成の受信
回路であれば適用可能である。
の受信電波をアンテナスイッチ34(図1)において2
つに分岐し、GSMまたはDCS1800 の周波数帯域を選択
する第1および第3の帯域制限フィルタ19,23に入
力する。GSM帯域の信号は第1の帯域制限フィルタ1
9にてGSM帯域の信号のみを選択され、第1の低雑音
増幅回路20において増幅され、さらに、GSM帯域の
みを分離する第2の帯域制限フィルタ21に入力され
る。次に、第1のミキサ22においてRF_Lo信号と
の乗算を行い、第1の中間周波数への周波数変換が行わ
れる。
限フィルタ23にてDCS1800 帯域の信号のみを選択し、
第2の低雑音増幅回路24において増幅され、さらに、
DCS1800 帯域のみを分離する第4の帯域制限フィルタ2
5に入力される。次に、第2のミキサ26においてRF
_Lo信号との乗算を行い、第1の中間周波数への周波
数変換が行われる。ここで、第1の中間周波数値の制限
はないが、本発明では225MHzを用いた。
の出力は結合され、第5の帯域制限フィルタ28に入力
される。第5の帯域制限フィルタ28の通過帯域中心周
波数は第1の中間周波数と一致させる。したがって、本
実施例では第5の帯域制限フィルタの中心周波数は22
5MHzとした。
らの受信信号は、さらに、第3のミキサ29によりIF
_Lo発生回路A33の出力信号と乗算が行われ、第2
の中間周波数に変換される。ここで、第2の中間周波数
値には特に制限はないが本発明では45MHzを用い
た。したがって、IF_Lo信号周波数は180MHz
となる。次に第2の中間周波数に変換された信号は第6
の帯域制限フィルタ30により不要波を抑圧した後、可
変利得増幅回路31において、復調可能な信号振幅まで
増幅する。最後に、復調器32において受信波を再生
し、B.B.LSI2へ送出する。復調器32は90度シ
フトクロック発生回路35からの45MHzでしかも互
いに90度の位相差を有するクロックにより動作する。
バンド受信におけるGSMとDCS1800 の周波数バンドの
選択はバイアス回路27とBAND信号により切替える
スイッチ36により行われる。
関する回路のバイアス電流の供給を停止する手法であ
る。GSMバンドの信号受信時は、第1の低雑音増幅回
路20と第1のミキサ22は動作し、第2の低雑音増幅
回路24と第2のミキサ26はバイアス電流を停止さ
れ、ハイインピーダンス状態で動作停止となる。一方、
DCS1800 バンドの信号受信時は、第2の低雑音増幅回路
24と第2のミキサ22は動作し、第1の低雑音増幅回
路20と第1のミキサ22はバイアス電流が停止され、
ハイインピーダンス状態で動作停止となる。
する周波数バンドに対応した低雑音増幅回路とミキサを
動作させることにより、GSMとDCS1800 に応じた動作
が可能となる。
信号の周波数を表2に示す。GSM周波数帯の場合は1
160MHz〜1185MHz、DCS1800 の場合は15
80MHZ〜1655MHzである。
明する。B.B.LSI2(図1)からの送信信号(T
X)は、変調器40により標準仕様にて規定されている
変調方式にしたがい変調される。本実施例ではGSMお
よびDCS1800 に採用されているGMSK(Gaussian Mini
mum Shift Keying)の変調符号が変調器40から出力さ
れる。次に変調器40の出力は第7の帯域制限フィルタ
46により不要波成分の抑圧を行った後、第2の位相比
較器47に入力される。第2の位相比較器47の出力は
第2のループフィルタ48により、所定の帯域制限が行
われた後、GSM用VCO42とDCS1800 用VCO41
の周波数制御端子に入力される。さらに、2つのVCO
41およびVCO42の出力は電力増幅回路43に入力
されるとともに、アンテナスイッチ34を介して、アン
テナ13に接続され、送信波として送出される。
の出力の一部を分岐し、第1の入力増幅回路45と第2
の入力増幅回路44に入力される。さらに、第1の入力
増幅回路45と第2の入力増幅回路44の出力は合成さ
れ、第4のミキサ37にて周波数変換するため、RF_
Lo信号との乗算を行う。したがって、第4のミキサ3
7の出力は変調器40出力周波数と同一の周波数とな
る。次に第4のミキサ37の出力は第8の帯域制限フィ
ルタ49により不要波の除去を行った後、前述した第2
の位相比較器47の他方の入力となる。
のループフィルタ48,2つのVCO41,42、2つ
の入力増幅回路44,45、第4のミキサ37、およ
び、第8の帯域制限フィルタから構成される一連の帰還
ループはPLL回路を構成するので、変調器40の出力
の位相変化を保持したまま、周波数がRF_Lo周波数
分増加したことになる。したがって、このPLL回路を
用いることにより、高周波の変調信号を得ることができ
る。
換の例を示したが、本発明の送信回路としては別の方
法、例えば、ミキサにより周波数変換を行うミキシング
アップ方式等でも適用できる。
の周波数バンドの切替えは、BAND信号によって切替えら
れる2つのスイッチ50,51により、実現される。送
信回路12では周波数バンドを切替えるためにIF_L
o信号周波数と上記周波数変換用のPLLの帰還ループ
をGSM用,DCS1800 用に選択する構成である。
90度シフトクロック発生回路35の動作周波数を選択
する方法を用いた。
路B38の発振周波数を540MHz、DCS1800 用のI
F_Lo発生回路C38を270MHzとした。この信
号が上記90度シフトクロック発生回路35に入力され
る。90度シフトクロック発生回路35は入力された1
/2の周波数の互いに90度の位相差を持つクロックを
発生する。
の4相クロックを、DCS1800 適用時は135MHzの4
相クロックを変調器に出力する。これにより、2種類の
変調器出力となる中間周波数が実現できる。さらに、上
記周波数変換用のPLL回路の帰還ループの切替えは、
バイアス電流をBAND信号に対応して切替える方法を
用いた。具体的にはGSM適用時の帰還ループ(VCO
42,入力増幅回路44)とDCS1800 適用時の帰還ルー
プ(VCO41,入力増幅回路45)に接続されるバイ
アス信号をスイッチ51により選択することで実現して
いる。選択されなかった帰還ループはバイアス電流が供
給されないので、ハイインピーダンス状態で動作停止す
るので、他方の帰還ループへの悪影響はない。
す受信回路と送信回路を用いると、BAND信号に対応
してGSM周波数バンドまたはDCS1800 周波数バンドの
選択ができる。本発明では上記BAND信号をB.B.
LSI2から供給されるのではなく、PLLシンセ1の
レジスタに接続されたバンド検出回路15により発生す
る。
明する。まず、GSMとDCS1800 のデュアルバンドシス
テムを仮定したときのシステムとその時のPLLシンセ
1の分周数は表2に示した。表2にはシステムに対応し
たRF_Lo周波数範囲、その時の分周数N,Nを2進
数表示した値が示される。表2は受信回路11の第1の
中間周波数が225MHzとなる条件の場合を示してい
る。他の周波数を選択した場合は別の値となるので、対
応して変更する必要があるが、同様の考え方で構成でき
る。
周波数範囲は1160MHz〜1185MHz、分周数
Nの範囲は5800〜5925であり、DCS1800 適用時
は1580MHz〜1655MHz、分周数Nの範囲は
7900〜8275である。この分周数Nを2進数表示
すると01011010101000〜01011100100101と011110110111
00〜10000001010011となる。
作成すると表3となる。表3においてN(13),N
(12),N(11)は上述した2進数表示における下
位より14ビット,13ビット,12ビット目を表す。
したがって、上記3ビットのデータ〔N(13),N
(12),N(11)〕が0,1,0のときGSM対
応、0,1,1と1,0,0のときDCS1800 対応と定義
できる。その他のビットの組み合わせはGSMとDCS180
0 では使用しないので、どちらのシステムに設定されて
も問題はない。
検出回路15の論理回路を図3に示す。バンド検出回路
15はN(13),N(12),N(11)の反転信号
を作るインバータ16,17,18と、3入力OR−3
入力OR−NAND回路51から構成される。3入力O
R−3入力OR−NAND回路51の一方の3入力部に
N(13),インバータ17の出力、および、インバー
タ18の出力が接続され、他方の3入力部にN(1
2),N(11)、および、インバータ16の出力が接
続される。上記3入力OR−3入力OR−NAND回路
51がBAND信号としてGSMとDCS1800 周波数バン
ドの切替信号として接続される。
にPLLシンセ1と集積化した送受信回路4において、
B.B.LSI2からの直接の信号線を持たなくとも、
複数の周波数帯を用いた携帯電話の周波数バンド選択が
可能となる。なお、本実施例ではGSMとDCS1800 のシ
ステムを例にとっているが、その他の標準仕様の組み合
わせでも適用可能であることは言うまでもない。
り、B.B.LSI2より特別なバンド切替信号なしで
送受信回路のバンドを自動的に選択できるようになる。
しかも、PLLシンセ1を同一半導体上に集積した場合
に、バンド切替えのための入力ピンを不要とできる。
ステムのブロック図。
ロック図。
ロック図。
ロック図。
発生回路、4…送受信回路、5…レジスタ、6,7…カ
ウンタ、8,47…位相比較器、9,48…ループフィ
ルタ、10,41,42…VCO、11…受信回路、1
2…送信回路、13…アンテナ、14…PLLシンセ内
蔵送受信LSIを用いた送受信回路、15…バンド検出
回路、16,17,18…インバータ、19,21,2
3,25,28,30,46,49…帯域制限フィル
タ、20,24…低雑音増幅回路、22,26,29…
ミキサ、27…バイアス回路、31…可変利得増幅回
路、32…復調器、33,38,39…IF_Lo発生
回路、34…アンテナスイッチ、35…90度シフトク
ロック発生回路、36,37,50…スイッチ、40…
復調器、43…電力増幅器、44,45…入力増幅回
路、51…3入力OR−3入力OR−NAND回路。
Claims (3)
- 【請求項1】基準信号発生回路と位相同期回路と複数の
周波数帯域を選択可能な送信・受信回路を用いた複数の
標準仕様に対応できる複合端末において、上記位相同期
回路の帰還ループのカウンタの設定値とその設定値を入
力して使用される周波数帯域を検出する検出手段を有
し、上記検出手段の出力に対応して上記複数の周波数帯
域を選択することを特徴とする携帯電話の周波数バンド
選択方法。 - 【請求項2】請求項1の周波数バンド選択方法におい
て、位相同期回路は位相比較器,ループフィルタ,電圧
制御発振回路,基準信号を分周する第1のカウンタ,電
圧制御発振回路の出力を分周する第2のカウンタ、およ
び、第2のカウンタに数値を設定するレジスタからから
構成され、上記周波数帯域を検出する検出手段は上記レ
ジスタの出力信号の一部を用いて周波数バンド信号を生
成することを特徴とする携帯電話の周波数バンド選択方
法。 - 【請求項3】請求項2の周波数バンド選択方法におい
て、選択可能な送信・受信回路は中間周波数を切替える
手段とバイアス電流を切替える手段から構成され、上記
周波数バンド信号により、制御されることを特徴とする
携帯電話の周波数バンド選択方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10259688A JP2000091941A (ja) | 1998-09-14 | 1998-09-14 | 携帯電話の周波数バンド選択方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10259688A JP2000091941A (ja) | 1998-09-14 | 1998-09-14 | 携帯電話の周波数バンド選択方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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ID=17337547
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JP (1) | JP2000091941A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7664475B2 (en) | 2004-09-07 | 2010-02-16 | Nec Corporation | Multi-band wireless transceiver and method of controlling the same |
-
1998
- 1998-09-14 JP JP10259688A patent/JP2000091941A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7664475B2 (en) | 2004-09-07 | 2010-02-16 | Nec Corporation | Multi-band wireless transceiver and method of controlling the same |
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