JP2004274266A

JP2004274266A - Communication terminal device

Info

Publication number: JP2004274266A
Application number: JP2003060374A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Maeda; 和男前田
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 2003-03-06
Filing date: 2003-03-06
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2023-03-06
Also published as: JP4330902B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a communication terminal device capable of reducing an SAR by suppressing the concentration of an electromagnetic field near a user. <P>SOLUTION: A serial/parallel converter 12 converts a signal inputted through the input circuit 11 of a portable telephone set 10 from a serial columnar signal into a parallel columnar signal. The signal outputted from the serial/parallel converter 12 is divided into two bands: one is inputted to a first transmission block 20a and the other is inputted to a second transmission block 20b, respectively. The signal inputted to the first transmission block 20a is modulated by using a first intermediate frequency (f1) and transmitted as an RF signal from a first antenna 50a. The signal inputted to the second transmission block 20b is modulated by using a second intermediate frequency and transmitted as an RF signal from a second antenna 50b. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機、ＰＨＳ、ＰＤＡ等の携帯端末機に係り、詳しくは携帯端末機から輻射される電波の人体への吸収量、特に使用者の人体頭部への吸収量を低減する携帯端末機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
人体に強い電波があたると、その部分が電波のエネルギーを吸収し、温度が上昇する。この温度上昇により生じる生体作用を熱作用という。これに対する制限として、全身平均及び局所的な電波の比吸収率（ＳｐｅｃｉｆｉｃＡｂｓｏｒｐｔｉｏｎＲａｔｅ：ＳＡＲ）の基準を定めた指針（ガイドライン）が、国内外の公的機関から示されている。
【０００３】
ここで、ＳＡＲとは、生体が電磁界にさらされることによって単位質量の組織に単位時間に吸収されるエネルギー量であり、局所ＳＡＲとは、６分間における人体局所の任意の組織１０ｇにわたり平均化したものである。電波防護指針に基づき、総務省令（無線設備規則）によって、人体側頭部のそばで使用する携帯電話端末等に対して、電波防護指針に基づく局所ＳＡＲの許容値（２Ｗ／ｋｇ）を満たすことが義務づけられている。この許容値は、電波産業会の民間規格や国際非電離放射線防護委員会（ＩＣＮＩＲＰ）が策定した国際的なガイドラインと一致している。
【０００４】
また、多くの電子機器には電子回路が内蔵されており、比較的弱い電波に対しても影響を受ける可能性がある。電子機器自身にも対策がとられているが、携帯電話機の普及によって電子機器と近接する機会も増えている。特に、病院内の医療用電子機器や心臓ペースメーカ等は、携帯電話機の電波を受けて誤動作するおそれがある。
【０００５】
このように、近年、携帯端末機の普及に伴って端末機から輻射される電波が人体頭部で吸収される量（ＳＡＲ）が問題になっている。例えば、ＳＡＲを改善すると共に、良好な通信特性を確保することのできるアンテナ方式を有する携帯端末機に関する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この技術では、携帯電話機本体のプリント基板（ＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔＢｏａｒｄ：ＰＣＢ）上に２つのダイポール・アンテナを設ける。送受信回路部から送信される信号電力を電力分配／合成器で分配し、位相器を介してバランで伝送モードを不平衡−平衡変換し、給電端子を介して、２つのダイポール・アンテナに供給する。位相器により各アンテナ電流の位相を、０〜１８０度の間で適当に調整することにより、人体頭部の近傍電磁界を互いに打ち消し合って減少させることにより、ＳＡＲを低減することができる。また、電力分配／合成器による電力分配比と位相器の位相を調整することにより、輻射パターン及びＳＡＲを最適化して通信性能を良好なものとすることができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１５２１１５号公報（第１頁）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、無線通信においては、伝送路は様々な障害物等からの反射波により多重伝送路（マルチパス）となることがある。そして、それぞれの伝搬遅延の違いにより、伝送帯域内の周波数特性が歪む周波数選択性フェージングが発生することがある。これは時間軸上では隣り合う信号（シンボル）が互いに干渉する符号間干渉となり、通信品質の劣化を招く。このような周波数選択性フェージングへの対策として、マルチキャリア伝送方式が注目されている。
【０００８】
マルチキャリア伝送方式は、情報を複数の低レートなキャリア（サブキャリア）に分けて伝送するものである。特に、各キャリアが互いに直交するように選んだものは直交マルチキャリア変調方式と呼ばれ、直交周波数分割多重（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘ：ＯＦＤＭ）がある。このマルチキャリア伝送方式には、以下のような利点がある。
【０００９】
まず、マルチキャリア伝送方式を用いると、多数のキャリアに分割して伝送するために１波当たりの帯域幅が狭く、マルチパスによる影響を比較的簡単に取り扱うことができる。
【００１０】
また、多数のデジタル変調波に分けて伝送するため、シンボル期間を単一搬送波で伝送する場合に比べて長くすることができる。従って、マルチパスが加わっても符号間干渉による伝送特性の劣化を小さく抑えることができる。特に、キャリア数を大きくすれば、それだけ１キャリア当たりのシンボル期間は長くなり、帯域幅は狭くなるため、より効果的である。しかし、このように利点の多いマルチキャリア伝送においても、電磁界集中の影響による問題を生じる可能性がある。
【００１１】
本発明は、マルチキャリア伝送に対応し、電界集中を抑制することができる通信端末機を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、入力信号をマルチキャリア伝送により送信する通信端末機であって、前記通信端末が、前記入力信号を、隣接するサブキャリアに対応させた複数の信号群に分割する変換手段と、前記変換手段で生成された信号群毎に独立して変調を行なう送信手段と、前記送信手段毎に独立して接続されたアンテナとを有することを要旨とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の通信端末機において、前記変換手段は、シリアル列信号をパラレル列信号に変換する直並列変換を行ない、前記パラレル列信号を分割して、複数の信号群を生成することを要旨とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の通信端末機において、前記サブキャリアの周波数は、相互に直交する周波数を用いることを要旨とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信端末機において、前記送信手段は、信号群毎に逆フーリエ変換を実行することを要旨とする。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の通信端末機において、前記送信手段は、信号群毎に異なる中間周波数を用いて周波数変換を行なうことを要旨とする。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の通信端末機において、前記送信手段は、サブキャリアに対応させた信号群毎に対して独立した増幅手段を有することを要旨とする。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の通信端末機において、前記変換手段から前記送信手段に入力させる信号群は、前記アンテナ毎の配置に基づいて決定された数のサブキャリアに対応させた信号群であることを要旨とする。
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、通信端末が、入力信号を隣接するサブキャリアに対応させた複数の信号群に分割する変換手段を有する。さらに、前記変換手段で生成された信号群毎に独立して変調を行なう送信手段と、前記送信手段毎に独立して接続されたアンテナとを有する。このため、サブキャリアに対応して複数のアンテナから電波が放出される。従って、アンテナ近傍の電磁界レベルの低減を図り、電磁界集中による吸収量を抑制することができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、前記変換手段は、シリアル列信号をパラレル列信号に変換する直並列変換を行ない、前記パラレル列信号を分割して、複数の信号群を生成する。このため、直並列変換を用いて入力信号を分割することができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、前記サブキャリアの周波数は、相互に直交する周波数を用いる。このため、直交周波数分割多重によるマルチキャリア伝送（ＯＦＤＭ伝送）を実現することができる。従って、ＯＦＤＭ伝送の特徴を活かし、フェージングに強い通信を行なうことできる。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、前記送信手段は、信号群毎に逆フーリエ変換を実行する。このため、送信手段毎に逆フーリエ変換を行ない、周波数軸上の情報を時間軸上の情報に変換することができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、前記送信手段は、信号群毎に異なる中間周波数を用いて周波数変換を行なう。このため、アンテナ毎に周波数が異なるので、アンテナパターンの乱れを抑制することができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明によれば、前記送信手段は、サブキャリアに対応する信号群毎に対して増幅手段を有する。このため、増幅を行なう帯域が狭くなり、効率的に増幅を行なうことができる。すなわち、小出力の増幅手段を用いて通信を行なうことができる。
【００２３】
請求項７に記載の発明によれば、前記変換手段から前記送信手段に入力させる信号群は、前記アンテナ毎の配置に基づいて決定された数のサブキャリアに対応させた信号群である。このため、人体や環境等に応じて、送信出力を変更することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化したマルチキャリア伝送の一実施形態を図１〜図４に従って説明する。本実施形態では、マルチキャリア伝送としてＯＦＤＭ伝送を用いて説明する。そして、ＯＦＤＭ伝送には通信端末としての携帯電話機１０を用いる。本実施形態では、搬送周波数（ｆ０）として１ＧＨｚを用い、周波数帯域として１００ＭＨｚのＯＦＤＭ伝送を想定する。
【００２５】
この携帯電話機１０の全体的なブロックの概略構成を図１に示す。携帯電話機１０には、マイク等を介して音声を信号に変換する入力回路１１を備えている。さらに、携帯電話機１０は、変換手段としてのシリアルパラレル変換器１２、送信手段としての第１送信ブロック２０ａ、第２送信ブロック２０ｂを有する。この第１送信ブロック２０ａ、第２送信ブロック２０ｂには、それぞれアンテナとしての第１アンテナ５０ａ、第２アンテナ５０ｂが接続されている。
【００２６】
まず、入力回路１１を介して入力された信号は、シリアルパラレル変換器１２により、シリアル列信号からパラレル列信号に変換される。なお、シリアル列信号をパラレル列信号への変換の際に、誤り訂正、信号をランダム化するためのインターリーブ処理を行なってもよい。具体的には、データ欠落を防ぐために、誤り訂正機能を含んだデータストリームを分散させ、バーストエラーがあっても受信側での復号時に誤り訂正機能が有効に働くようにしておく。この場合、インターリーブされた信号を元に戻すために、受信側でデインターリーブ処理を行なう。
【００２７】
このシリアルパラレル変換器１２から出力される信号は、複数の帯域に分割して送信するため、各々に対応した送信ブロックに入力される。すなわち、サブキャリアに対応させた複数の信号群に分割される。本実施形態では２つの帯域に分割する。このため、分割された信号を、それぞれを第１送信ブロック２０ａ、第２送信ブロック２０ｂに入力する。例えば、シリアルパラレル変換器１２から出力されるパラレル列が７００チャネルの場合には、それぞれ均等に３５０チャネルずつの信号群を各送信ブロック（２０ａ、２０ｂ）に入力する。
【００２８】
入力された信号は、各送信ブロック（２０ａ、２０ｂ）で、後述する変調処理が行なわれる。そして、第１送信ブロック２０ａからの出力は第１アンテナ５０ａから、第２送信ブロック２０ｂからの出力は第２アンテナ５０ｂからＲＦ信号として送信される。
【００２９】
なお、本実施形態では、第１アンテナ５０ａは送受信共用アンテナであり、第２アンテナ５０ｂは送信専用アンテナとして用いる。このため、第１アンテナ５０ａで受信したＲＦ信号は、後述する受信ブロック１００で復調される。そして、スピーカ等を備えた出力回路１５で音声に変換されて出力される。
【００３０】
以下、外部へのＲＦ信号送信時に用いる送信ブロック（図２）、及び外部からのＲＦ信号受信時に用いる受信ブロック（図３）での処理を分けて、以下に説明する。
【００３１】
（送信ブロック）
まず、各送信ブロック（２０ａ、２０ｂ）の処理を、図２を用いて説明する。第１送信ブロック２０ａでの処理と、第２送信ブロック２０ｂでの処理とは、基本的に同様であるため、ここでは第１送信ブロック２０ａでの処理を中心に説明する。
【００３２】
まず、シリアルパラレル変換器１２から出力された信号は、第１送信ブロック２０ａの変調器２１ａで変調される。ここでは、デジタル変調方式として、ＢＰＳＫ（ＢｉｎａｒｙＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）、ＱＰＳＫ（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）、ＱＡＭ（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＡｍｐｌｉｔｕｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）等を用いる。なお、本実施形態では、１シンボルで６Ｂｉｔ（２５６値）の情報を伝送可能な多値直交振幅変調（２５６ＱＡＭ）を用いる。この多値直交振幅変調は、他のデジタル変調方式に比べ、１シンボルあたりに伝送できる情報量が多く、高速デジタル通信を狭帯域で実現することができる。
【００３３】
各変調器２１ａの出力は、ＩＦＦＴ回路２３ａに入力される。このＩＦＦＴ回路２３ａは、逆高速フーリエ変換により、周波数軸上に並んでいる各チャネルの信号を合成し、有効シンボル長の時間波形に変換する。さらに、マルチパス干渉歪みの影響を低減するためのガード・インターバルを付加して、Ｉ成分（Ｉｎｐｈａｓｅ成分）及びＱ成分（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ成分）を出力する。本実施形態では、ガード・インターバルを付加することにより、符号間干渉領域用の冗長時間を設けることができる。
【００３４】
そして、ＩＦＦＴ回路２３ａから出力されたＩ成分はＤ／Ａ変換器２５ａ、Ｑ成分はＤ／Ａ変換器２６ａに入力され、アナログ信号に変換される。
次に、各成分に対して直交変調が行なわれる。第１送信ブロック２０ａでは、第１の中間周波数（ｆ１）を用いて変調が行なわれる。本実施形態では、第１の中間周波数（ｆ１）として９７５ＭＨｚを用いる。周波数混合器３３ａにおいて、第１の中間周波数（ｆ１）の発振器３０ａからの正弦波と混合される。一方、Ｑ成分は、周波数混合器３４ａにおいて、第１の中間周波数（ｆ１）の発振器３０ａからの正弦波に対して、π／２位相器３１ａにより生成した余弦波と混合される。
【００３５】
次に、中間周波数に変換された周波数混合器（３３ａ、３４ａ）の出力は合成器３５ａで合成される。そして、合成器３５ａの出力は、増幅手段としての増幅器３６ａで増幅され、シンセサイザ３７ａにより搬送周波数に周波数変換され、ＲＦ信号として出力される。
【００３６】
一方、シリアルパラレル変換器１２から出力され、帯域分割された残りの信号も、第２送信ブロック２０ｂの変調器２１ｂで変調される。そして、各変調器２１ｂの出力は、ＩＦＦＴ回路２３ｂに入力される。このＩＦＦＴ回路２３ｂにおいても、逆高速フーリエ変換により有効シンボル長の時間波形に変換する。そして、ＩＦＦＴ回路２３ｂはＩ成分及びＱ成分を出力する。そして、Ｉ成分はＤ／Ａ変換器２５ｂ、Ｑ成分はＤ／Ａ変換器２６ｂに入力され、アナログ信号に変換される。
【００３７】
次に、各成分に対して直交変調が行なわれる。第２送信ブロック２０ｂでは、第２の中間周波数（ｆ２）を用いて変調が行なわれる。本実施形態では、第２の中間周波数（ｆ２）として１０２５ＭＨｚを用いる。周波数混合器３３ｂにおいて、第２の中間周波数（ｆ２）の発振器３０ｂからの正弦波と混合される。一方、Ｑ成分は、周波数混合器３４ｂにおいて、第２の中間周波数（ｆ２）の発振器３０ｂからの正弦波に対してπ／２位相器３１ｂにより生成した余弦波と混合さる。
【００３８】
中間周波数に変換された周波数混合器（３３ｂ、３４ｂ）の出力は合成器３５ｂで合成され、ベースバンド信号が生成される。そして、合成器３５ｂの出力は、増幅手段としての増幅器３６ｂで増幅され、シンセサイザ３７ｂにより搬送周波数に周波数変換され、ＲＦ信号として出力される。
【００３９】
この場合、各アンテナ（５０ａ、５０ｂ）から出力されるＯＦＤＭ信号についての周波数スペクトラムを図４に示す。この周波数スペクトラムは、複数のサブキャリア５００から構成されている。本実施形態では、全体では７００個のサブキャリア５００から構成される。そして、このＯＦＤＭ信号は、第１サブキャリア群５０１と第２サブキャリア群５０２とから構成されている。本実施形態では、第１サブキャリア群５０１、第２サブキャリア群５０２はそれぞれ３５０個のサブキャリア５００から構成される。第１サブキャリア群５０１は、第１の中間周波数（ｆ１）で変調された後、第１アンテナ５０ａから出力される。一方、第２サブキャリア群５０２は、第２の中間周波数（ｆ２）で変調された後、第２アンテナ５０ｂから出力される。以上のような一連の信号処理を行なうことにより本発明の目的であるＯＦＤＭ信号で構成される伝送フレームが構成できる。
【００４０】
（受信ブロック）
次に、受信ブロック１００の処理を、図３を用いて説明する。第１アンテナ５０ａで受信したＲＦ信号は、まず、ＢＰＦ１０１で帯域制限され、増幅された後、シンセサイザ１０２と周波数混合器１０３により中間周波数に変換される。中間周波数に変換された受信信号は、イメージ除去のためにＢＰＦ１０４に入力される。
【００４１】
帯域制限された信号は直交復調される。具体的には、ＢＰＦ１０４からの信号を発振器１１０からの出力とπ／２位相器１１１の出力と周波数混合器（１１２、１１３）によってベースバンド信号に変換される。
【００４２】
周波数混合器（１１２、１１３）の出力は、ＬＰＦで帯域制限され、Ａ／Ｄ変換器（１１５、１１６）で離散系列に変換される。
さらに、ＦＦＴ回路１１７にて、高速フーリエ変換される。これにより、周波数サブキャリアに変換される。ＦＦＴ回路１１７の出力は、必要に応じてデインターリーブされ、復調器１１９で復調される。
【００４３】
さらに、復調器１１９の出力は、パラレルシリアル変換器１２０により、シリアル列信号が再生される。このシリアル列信号は出力回路１５を介して、音声信号等に変換される。以上のような一連の信号処理を行なうことにより本発明の目的であるＯＦＤＭ信号で構成される伝送を実現できる。
【００４４】
上記実施形態のマルチキャリア伝送によれば、以下のような効果を得ることができる。
・上記実施形態では、第１送信ブロック２０ａ、第２送信ブロック２０ｂのように、複数の送信ブロックを有する。シリアル列信号から変換されたパラレル列信号は分割され、各送信ブロック（２０ａ、２０ｂ）に入力される。そして、各送信ブロック（２０ａ、２０ｂ）でＲＦ信号が生成され、第１アンテナ５０ａ、第２アンテナ５０ｂにより出力される。このため、ＲＦ信号は、携帯電話機１０から空間的に分散されて放出される。従って、アンテナ近傍の電磁界レベルの低減を図り、端部における電磁界集中（ホットスポット）による影響を抑制し、人体への電磁エネルギーの吸収量を低減することが可能になる。特に、通常、頭部に密着させて使用する携帯電話機１０においては、ＳＡＲを改善することができる。
【００４５】
・上記実施形態では、第１送信ブロック２０ａ、第２送信ブロック２０ｂのように、複数の送信ブロックを有し、各ブロックで周波数変換を行なう。このため、信号処理を行なう帯域が分割され狭くなるので、各ブロックの動作周波数を下げることができる。
【００４６】
・上記実施形態では、各送信ブロック（２０ａ、２０ｂ）毎に増幅器（３６ａ、３６ｂ）を設ける。このため、各送信ブロックの増幅器が受け持つ周波数帯域を狭くすることができ、各増幅器を小さくすることができる。従って、ピークレシオが減るため、増幅器の低コスト化を図ることができる。
【００４７】
・上記実施形態では、各送信ブロックには、それぞれＩＦＦＴ回路（２３ａ、２３ｂ）を備える。このため、分割されたパラレル列信号に対して、それぞれ別個に逆高速フーリエ変換を行なうことができる。従って、ＯＦＤＭ伝送の特徴を活かし、フェージングに強い伝送を行なうことできる。
【００４８】
・上記実施形態では、このＩＦＦＴ回路２３ａは、ガード・インターバルを付加する。このため、通常のＯＦＤＭ伝送と同様に、乱反射等によって受信地点に時間的にズレを持った信号（ゴースト）が到来しても、影響（周波数選択性フェージング）を低減することができる。
【００４９】
・上記実施形態では、アンテナ（５０ａ、５０ｂ）毎に周波数が異なるので、アンテナパターンの乱れを抑制することができる。すなわち、複数のアンテナによる放射パターンの影響による指向性の乱れを防止することができる。
【００５０】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、携帯電話機１０は、第１送信ブロック２０ａ、第２送信ブロック２０ｂの２つの送信ブロックを有する。そして、サブキャリア群を２分割して、ＲＦ信号を生成する。これに代えて、さらに多くの送信ブロックを設け、それに応じて、サブキャリア群を分割してもよい。そして、さらに多くのアンテナを用いてＲＦ信号を送信する。これにより、電磁界強度の分散を図ることができ、ＳＡＲを改善することができる。
【００５１】
・上記実施形態では、シリアルパラレル変換器１２により出力されるパラレル列は、それぞれ均等な数（ここでは、３５０チャネル）に分割され、各送信ブロック（２０ａ、２０ｂ）に入力する。これに代えて、不均等に分割してもよい。この場合、例えば、アンテナの配置によって、チャネル数を変更する。具体的には、電磁界集中の生じやすい位置にあるアンテナには、チャネル数を少なくし、ＲＦ信号の強度を小さくする。これにより、電磁界強度を分散でき、ＳＡＲをさらに改善することができる。
【００５２】
・上記実施形態では、デジタル変調を行なうマルチキャリア伝送方式としてＯＦＤＭ伝送を用いる。マルチキャリア伝送方式はこれに限られるものではなく、他のマルチキャリア伝送方式を用いてもよい。例えば、「ＭＣ−ＣＤＭＡ（Ｍｕｌｔｉ−ＣａｒｒｉｅｒＣＤＭＡ）」方式や「Ｍｕｌｔｉ−ｃａｒｒｉｅｒＤＳ−ＣＤＭＡ」方式を用いてもよい。ここで、「ＭＣ−ＣＤＭＡ（Ｍｕｌｔｉ−ＣａｒｒｉｅｒＣＤＭＡ）」方式は、情報データ列を与えられた拡散符号で拡散した後、それぞれのチップで異なるサブキャリアを変調する方式である。また、「Ｍｕｌｔｉ−ＣａｒｒｉｅｒＤＳ−ＣＤＭＡ」方式は、情報データ列を直並列変換器により各キャリアに割り当て、各キャリアにおいて与えられた拡散符号で直接拡散した後、それぞれのデータ列で異なるサブキャリアを変調する方式である。
【００５３】
・上記実施形態では、マルチキャリア伝送方式の通信端末として携帯電話機１０を想定したが、これに限らず、電波を放出する通信端末でもよい。例えば、通信機能を有するモバイルコンピュータ端末、ＰＤＡ等であってもよい。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、複数のアンテナを設けて、分割したサブキャリアの送信に用いることにより、使用者近傍の電磁界を低減させてＳＡＲを低減することができる。また、帯域を分割することにより、増幅器を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の全体構成の概略図。
【図２】送信ブロックの説明図。
【図３】受信ブロックの説明図。
【図４】ＯＦＤＭスペクトラムの説明図。
【符号の説明】
１０…通信端末として携帯電話機、２０ａ…送信手段としての第１送信ブロック、２０ｂ…送信手段としての第２送信ブロック、３６ａ…増幅手段としての増幅器、３６ｂ…増幅手段としての増幅器、５０ａ…アンテナとしての第１アンテナ、５０ｂ…アンテナとしての第２アンテナ、５００…サブキャリア。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a mobile terminal such as a mobile phone, a PHS, and a PDA, and more particularly, to a mobile terminal that reduces the amount of radio waves radiated from the mobile terminal to the human body, particularly to the user's human head. Regarding terminals.
[0002]
[Prior art]
When a strong radio wave hits the human body, that part absorbs the energy of the radio wave and the temperature rises. The biological action caused by this temperature rise is called thermal action. As a restriction on this, guidelines (guidelines) which set standards for the whole body average and the specific absorption rate (SAR) of local radio waves are shown by public institutions in Japan and overseas.
[0003]
Here, SAR is the amount of energy absorbed in a unit mass of tissue per unit time when a living body is exposed to an electromagnetic field, and local SAR is averaged over 10 g of any tissue local to the human body for 6 minutes. It was done. Satisfy the local SAR allowable value (2 W / kg) based on the radio wave protection guideline for mobile phone terminals etc. used near the human head by the Minister of Internal Affairs and Communications based on the radio wave protection guideline. Is required. This tolerance is consistent with private standards of the Radio Industry Association and international guidelines established by the International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP).
[0004]
In addition, many electronic devices have built-in electronic circuits, and may be affected by relatively weak radio waves. Although measures have been taken for the electronic devices themselves, the spread of mobile phones has increased the opportunities to approach electronic devices. Particularly, a medical electronic device or a cardiac pacemaker in a hospital may receive a radio wave from a mobile phone and malfunction.
[0005]
Thus, in recent years, with the spread of portable terminals, the amount of radio waves radiated from the terminals to be absorbed by the human head (SAR) has become a problem. For example, a technique related to a mobile terminal having an antenna system capable of improving SAR and securing good communication characteristics has been proposed (for example, see Patent Document 1). In this technique, two dipole antennas are provided on a printed circuit board (PCB) of a mobile phone body. The signal power transmitted from the transmission / reception circuit unit is distributed by a power distributor / combiner, the transmission mode is unbalanced-balanced converted by a balun via a phase shifter, and supplied to two dipole antennas via a feed terminal. . By appropriately adjusting the phase of each antenna current between 0 and 180 degrees by the phase shifter, the SAR can be reduced by canceling and reducing the electromagnetic fields near the human head with each other. Further, by adjusting the power distribution ratio by the power distribution / combiner and the phase of the phase shifter, it is possible to optimize the radiation pattern and the SAR and improve the communication performance.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2002-152115 A (page 1)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in wireless communication, a transmission path may be a multiplex transmission path (multipath) due to reflected waves from various obstacles and the like. Then, due to the difference between the respective propagation delays, frequency selective fading in which the frequency characteristics in the transmission band are distorted may occur. This causes intersymbol interference in which signals (symbols) adjacent to each other on the time axis interfere with each other, resulting in deterioration of communication quality. As a countermeasure against such frequency-selective fading, a multi-carrier transmission scheme has attracted attention.
[0008]
The multi-carrier transmission system transmits information by dividing it into a plurality of low-rate carriers (subcarriers). In particular, one in which each carrier is selected to be orthogonal to each other is called an orthogonal multi-carrier modulation scheme, and there is an orthogonal frequency division multiplex (OFDM). This multi-carrier transmission system has the following advantages.
[0009]
First, when the multi-carrier transmission method is used, the bandwidth per one wave is narrow because the transmission is performed by dividing into a large number of carriers, and the influence of the multi-path can be handled relatively easily.
[0010]
In addition, since transmission is performed by dividing into a large number of digitally modulated waves, the symbol period can be made longer than in the case of transmission using a single carrier. Therefore, even when multipath is added, deterioration of transmission characteristics due to intersymbol interference can be suppressed to a small level. In particular, the larger the number of carriers, the longer the symbol period per carrier and the narrower the bandwidth, which is more effective. However, even in such multi-carrier transmission having many advantages, there is a possibility that a problem due to the influence of electromagnetic field concentration may occur.
[0011]
An object of the present invention is to provide a communication terminal capable of suppressing multi-carrier transmission and suppressing electric field concentration.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, an invention according to claim 1 is a communication terminal that transmits an input signal by multicarrier transmission, wherein the communication terminal supports the input signal with an adjacent subcarrier. Conversion means for dividing the signal into a plurality of signal groups, transmission means for independently modulating each signal group generated by the conversion means, and an antenna independently connected to each of the transmission means. Is the gist.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, in the communication terminal according to the first aspect, the conversion unit performs serial-parallel conversion for converting a serial column signal into a parallel column signal, and divides the parallel column signal. The gist is to generate a plurality of signal groups.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, in the communication terminal according to the first or second aspect, the sub-carriers use frequencies orthogonal to each other.
According to a fourth aspect of the present invention, in the communication terminal according to any one of the first to third aspects, the transmission means performs an inverse Fourier transform for each signal group.
[0015]
According to a fifth aspect of the present invention, in the communication terminal according to any one of the first to fourth aspects, the transmitting means performs frequency conversion using a different intermediate frequency for each signal group. I do.
[0016]
According to a sixth aspect of the present invention, in the communication terminal according to any one of the first to fifth aspects, the transmitting unit has an independent amplifying unit for each signal group corresponding to a subcarrier. That is the gist.
[0017]
According to a seventh aspect of the present invention, in the communication terminal according to any one of the first to sixth aspects, a signal group input from the conversion unit to the transmission unit is determined based on an arrangement of each antenna. The gist is that the signal group corresponds to the specified number of subcarriers.
(Action)
According to the first aspect of the present invention, a communication terminal includes a conversion unit that divides an input signal into a plurality of signal groups corresponding to adjacent subcarriers. Further, the transmitting means includes a transmitting means for performing modulation independently for each signal group generated by the converting means, and an antenna independently connected for each transmitting means. Therefore, radio waves are emitted from a plurality of antennas corresponding to the subcarriers. Therefore, the electromagnetic field level near the antenna can be reduced, and the amount of absorption due to the electromagnetic field concentration can be suppressed.
[0018]
According to the invention described in claim 2, the conversion unit performs serial-parallel conversion for converting a serial column signal into a parallel column signal, and divides the parallel column signal to generate a plurality of signal groups. For this reason, the input signal can be divided using serial-parallel conversion.
[0019]
According to the third aspect of the present invention, the frequencies of the subcarriers use mutually orthogonal frequencies. Therefore, multi-carrier transmission (OFDM transmission) by orthogonal frequency division multiplexing can be realized. Therefore, fading-resistant communication can be performed by utilizing the characteristics of OFDM transmission.
[0020]
According to the fourth aspect of the present invention, the transmitting means executes an inverse Fourier transform for each signal group. For this reason, inverse Fourier transform can be performed for each transmission means, and information on the frequency axis can be converted into information on the time axis.
[0021]
According to the fifth aspect of the present invention, the transmitting unit performs frequency conversion using an intermediate frequency that differs for each signal group. For this reason, since the frequency is different for each antenna, disturbance of the antenna pattern can be suppressed.
[0022]
According to the invention as set forth in claim 6, the transmitting means has an amplifying means for each signal group corresponding to the subcarrier. For this reason, the band in which amplification is performed is narrowed, and amplification can be performed efficiently. That is, communication can be performed using the small output amplifying means.
[0023]
According to the invention described in claim 7, a signal group input from the conversion unit to the transmission unit is a signal group corresponding to the number of subcarriers determined based on the arrangement of each antenna. Therefore, the transmission output can be changed according to the human body, environment, and the like.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of multicarrier transmission embodying the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, description will be made using OFDM transmission as multicarrier transmission. The mobile phone 10 as a communication terminal is used for OFDM transmission. In the present embodiment, 1 GHz is used as the carrier frequency (f0), and it is assumed that the frequency band is 100 MHz OFDM transmission.
[0025]
FIG. 1 shows a schematic configuration of an overall block of the mobile phone 10. The mobile phone 10 includes an input circuit 11 that converts sound into a signal via a microphone or the like. Further, the mobile phone 10 has a serial / parallel converter 12 as a conversion unit, and a first transmission block 20a and a second transmission block 20b as transmission units. A first antenna 50a and a second antenna 50b as antennas are connected to the first transmission block 20a and the second transmission block 20b, respectively.
[0026]
First, a signal input through the input circuit 11 is converted from a serial column signal to a parallel column signal by the serial / parallel converter 12. When converting a serial column signal into a parallel column signal, error correction and interleave processing for randomizing the signal may be performed. Specifically, in order to prevent data loss, a data stream including an error correction function is dispersed so that the error correction function works effectively at the time of decoding on the receiving side even if there is a burst error. In this case, a deinterleaving process is performed on the receiving side in order to restore the interleaved signal.
[0027]
The signal output from the serial / parallel converter 12 is divided into a plurality of bands and transmitted, so that the signals are input to corresponding transmission blocks. That is, the signal is divided into a plurality of signal groups corresponding to subcarriers. In this embodiment, the band is divided into two bands. Therefore, the divided signals are input to the first transmission block 20a and the second transmission block 20b, respectively. For example, when the parallel column output from the serial / parallel converter 12 has 700 channels, a signal group of 350 channels is equally input to each transmission block (20a, 20b).
[0028]
The input signal is subjected to a modulation process described later in each transmission block (20a, 20b). The output from the first transmission block 20a is transmitted as an RF signal from the first antenna 50a, and the output from the second transmission block 20b is transmitted as an RF signal from the second antenna 50b.
[0029]
In this embodiment, the first antenna 50a is a shared antenna for transmission and reception, and the second antenna 50b is used as a transmission-only antenna. Therefore, the RF signal received by the first antenna 50a is demodulated by a receiving block 100 described later. Then, the signal is converted into a sound by an output circuit 15 having a speaker or the like and output.
[0030]
Hereinafter, the processing in the transmission block (FIG. 2) used for transmitting the RF signal to the outside and the processing in the reception block (FIG. 3) used for receiving the RF signal from the outside will be described separately.
[0031]
(Sending block)
First, the processing of each transmission block (20a, 20b) will be described with reference to FIG. Since the processing in the first transmission block 20a and the processing in the second transmission block 20b are basically the same, the processing in the first transmission block 20a will be mainly described here.
[0032]
First, the signal output from the serial / parallel converter 12 is modulated by the modulator 21a of the first transmission block 20a. Here, BPSK (Binary Phase Shift Keying), QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), QAM (Quadrature Amplitude Modulation), or the like is used as a digital modulation method. In this embodiment, multi-level quadrature amplitude modulation (256 QAM) capable of transmitting information of 6 bits (256 values) with one symbol is used. This multilevel quadrature amplitude modulation can transmit a larger amount of information per symbol than other digital modulation methods, and can realize high-speed digital communication in a narrow band.
[0033]
The output of each modulator 21a is input to the IFFT circuit 23a. The IFFT circuit 23a combines signals of channels arranged on the frequency axis by inverse fast Fourier transform, and converts the signals into a time waveform having an effective symbol length. Further, a guard interval for reducing the influence of multipath interference distortion is added, and an I component (Inphase component) and a Q component (Quadrature component) are output. In the present embodiment, by adding a guard interval, a redundant time for an intersymbol interference area can be provided.
[0034]
Then, the I component output from the IFFT circuit 23a is input to a D / A converter 25a, and the Q component is input to a D / A converter 26a, where they are converted into analog signals.
Next, quadrature modulation is performed on each component. In the first transmission block 20a, modulation is performed using the first intermediate frequency (f1). In the present embodiment, 975 MHz is used as the first intermediate frequency (f1). In the frequency mixer 33a, it is mixed with the sine wave from the oscillator 30a of the first intermediate frequency (f1). On the other hand, the Q component is mixed in the frequency mixer 34a with the sine wave from the oscillator 30a having the first intermediate frequency (f1) and the cosine wave generated by the π / 2 phase shifter 31a.
[0035]
Next, the output of the frequency mixer (33a, 34a) converted to the intermediate frequency is synthesized by the synthesizer 35a. The output of the synthesizer 35a is amplified by an amplifier 36a as amplifying means, frequency-converted to a carrier frequency by a synthesizer 37a, and output as an RF signal.
[0036]
On the other hand, the remaining signal output from the serial / parallel converter 12 and divided into bands is also modulated by the modulator 21b of the second transmission block 20b. Then, the output of each modulator 21b is input to the IFFT circuit 23b. The IFFT circuit 23b also converts the waveform into a time waveform having an effective symbol length by inverse fast Fourier transform. Then, the IFFT circuit 23b outputs the I component and the Q component. Then, the I component is input to the D / A converter 25b, and the Q component is input to the D / A converter 26b, and is converted into an analog signal.
[0037]
Next, quadrature modulation is performed on each component. In the second transmission block 20b, modulation is performed using the second intermediate frequency (f2). In the present embodiment, 1025 MHz is used as the second intermediate frequency (f2). In the frequency mixer 33b, it is mixed with the sine wave from the oscillator 30b of the second intermediate frequency (f2). On the other hand, the Q component is mixed in the frequency mixer 34b with the cosine wave generated by the π / 2 phase shifter 31b with respect to the sine wave from the oscillator 30b of the second intermediate frequency (f2).
[0038]
The outputs of the frequency mixers (33b, 34b) converted to the intermediate frequency are combined by a combiner 35b to generate a baseband signal. The output of the synthesizer 35b is amplified by an amplifier 36b as amplifying means, frequency-converted to a carrier frequency by a synthesizer 37b, and output as an RF signal.
[0039]
In this case, FIG. 4 shows the frequency spectrum of the OFDM signal output from each antenna (50a, 50b). This frequency spectrum is composed of a plurality of subcarriers 500. In the present embodiment, a total of 700 subcarriers 500 are provided. The OFDM signal includes a first subcarrier group 501 and a second subcarrier group 502. In the present embodiment, the first subcarrier group 501 and the second subcarrier group 502 each include 350 subcarriers 500. The first subcarrier group 501 is output from the first antenna 50a after being modulated at the first intermediate frequency (f1). On the other hand, the second subcarrier group 502 is output from the second antenna 50b after being modulated at the second intermediate frequency (f2). By performing a series of signal processing as described above, a transmission frame including an OFDM signal, which is an object of the present invention, can be configured.
[0040]
(Receive block)
Next, the processing of the reception block 100 will be described with reference to FIG. The RF signal received by the first antenna 50a is first band-limited by the BPF 101, amplified, and then converted to an intermediate frequency by the synthesizer 102 and the frequency mixer 103. The received signal converted to the intermediate frequency is input to the BPF 104 for image removal.
[0041]
The band-limited signal is subjected to quadrature demodulation. Specifically, the signal from the BPF 104 is converted into a baseband signal by the output from the oscillator 110, the output from the π / 2 phase shifter 111, and the frequency mixer (112, 113).
[0042]
Outputs of the frequency mixers (112, 113) are band-limited by the LPF, and are converted into discrete sequences by the A / D converters (115, 116).
Further, FFT circuit 117 performs fast Fourier transform. Thereby, it is converted into a frequency subcarrier. The output of the FFT circuit 117 is deinterleaved as necessary, and is demodulated by the demodulator 119.
[0043]
Further, the output of the demodulator 119 is reproduced by the parallel / serial converter 120 as a serial column signal. This serial column signal is converted into an audio signal or the like via the output circuit 15. By performing a series of signal processing as described above, transmission composed of OFDM signals, which is the object of the present invention, can be realized.
[0044]
According to the multicarrier transmission of the above embodiment, the following effects can be obtained.
-In the said embodiment, it has several transmission blocks like the 1st transmission block 20a and the 2nd transmission block 20b. The parallel column signal converted from the serial column signal is divided and input to each transmission block (20a, 20b). Then, an RF signal is generated in each transmission block (20a, 20b) and output by the first antenna 50a and the second antenna 50b. Therefore, the RF signal is spatially dispersed and emitted from the mobile phone 10. Therefore, it is possible to reduce the level of the electromagnetic field near the antenna, suppress the influence of the electromagnetic field concentration (hot spot) at the end, and reduce the amount of electromagnetic energy absorbed by the human body. In particular, the SAR can be improved in the mobile phone 10 normally used in close contact with the head.
[0045]
-In the said embodiment, it has several transmission blocks like the 1st transmission block 20a and the 2nd transmission block 20b, and performs frequency conversion in each block. For this reason, the band for performing the signal processing is divided and narrowed, so that the operating frequency of each block can be reduced.
[0046]
In the above embodiment, an amplifier (36a, 36b) is provided for each transmission block (20a, 20b). Therefore, the frequency band assigned to the amplifier of each transmission block can be narrowed, and each amplifier can be reduced in size. Therefore, the peak ratio is reduced, and the cost of the amplifier can be reduced.
[0047]
In the above embodiment, each transmission block includes the IFFT circuit (23a, 23b). Therefore, the inverse fast Fourier transform can be separately performed on the divided parallel column signals. Therefore, fading-resistant transmission can be performed by utilizing the features of OFDM transmission.
[0048]
In the above embodiment, the IFFT circuit 23a adds a guard interval. For this reason, similarly to the normal OFDM transmission, even if a signal (ghost) having a time shift at the reception point due to diffuse reflection or the like arrives, the influence (frequency selective fading) can be reduced.
[0049]
In the above embodiment, since the frequency is different for each antenna (50a, 50b), disturbance of the antenna pattern can be suppressed. That is, it is possible to prevent the directivity from being disturbed due to the influence of the radiation pattern by the plurality of antennas.
[0050]
The above embodiment may be modified as follows.
In the above embodiment, the mobile phone 10 has two transmission blocks of the first transmission block 20a and the second transmission block 20b. Then, the subcarrier group is divided into two to generate an RF signal. Instead, more transmission blocks may be provided, and the subcarrier group may be divided accordingly. Then, the RF signal is transmitted using more antennas. As a result, the electromagnetic field intensity can be dispersed, and the SAR can be improved.
[0051]
In the above embodiment, the parallel column output by the serial / parallel converter 12 is divided into an equal number (here, 350 channels) and input to each transmission block (20a, 20b). Instead, it may be divided unequally. In this case, for example, the number of channels is changed depending on the arrangement of the antennas. Specifically, the number of channels is reduced for an antenna located at a position where electromagnetic field concentration is likely to occur, and the strength of the RF signal is reduced. Thereby, the electromagnetic field strength can be dispersed, and the SAR can be further improved.
[0052]
In the above embodiment, OFDM transmission is used as a multicarrier transmission method for performing digital modulation. The multicarrier transmission method is not limited to this, and another multicarrier transmission method may be used. For example, the “MC-CDMA (Multi-Carrier CDMA)” system or the “Multi-carrier DS-CDMA” system may be used. Here, the "MC-CDMA (Multi-Carrier CDMA)" system is a system in which an information data sequence is spread with a given spreading code, and then different subcarriers are modulated in each chip. Further, in the “Multi-Carrier DS-CDMA” system, an information data sequence is assigned to each carrier by a serial-parallel converter, and each carrier is directly spread with a given spreading code. This is a modulation method.
[0053]
In the above embodiment, the mobile phone 10 is assumed as the communication terminal of the multi-carrier transmission system. However, the present invention is not limited to this, and a communication terminal that emits radio waves may be used. For example, a mobile computer terminal, PDA, or the like having a communication function may be used.
[0054]
【The invention's effect】
According to the present invention, by providing a plurality of antennas and using them for transmitting the divided subcarriers, it is possible to reduce the SAR by reducing the electromagnetic field near the user. Further, by dividing the band, the size of the amplifier can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of the overall configuration of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a transmission block.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a reception block.
FIG. 4 is an explanatory diagram of an OFDM spectrum.
[Explanation of symbols]
Reference numeral 10: a mobile phone as a communication terminal; 20a, a first transmission block as transmission means; 20b, a second transmission block as transmission means; 36a, an amplifier as amplification means; 36b, an amplifier as amplification means; , A first antenna, 50b... A second antenna as an antenna, 500.

Claims

A communication terminal for transmitting an input signal by multi-carrier transmission,
The communication terminal,
Conversion means for dividing the input signal into a plurality of signal groups corresponding to adjacent subcarriers,
Transmitting means for performing modulation independently for each signal group generated by the converting means,
A communication terminal having an antenna independently connected to each of the transmitting means.

The conversion means,
Performs serial-parallel conversion for converting a serial column signal to a parallel column signal,
The communication terminal according to claim 1, wherein the parallel column signal is divided to generate a plurality of signal groups.

The communication terminal according to claim 1, wherein the subcarriers use frequencies orthogonal to each other.

The communication terminal according to claim 1, wherein the transmitting unit performs an inverse Fourier transform for each signal group.

The communication terminal according to any one of claims 1 to 4, wherein the transmission unit performs frequency conversion using a different intermediate frequency for each signal group.

The communication terminal according to any one of claims 1 to 5, wherein the transmission unit includes an independent amplification unit for each signal group corresponding to a subcarrier.

The signal group input from the conversion unit to the transmission unit is a signal group corresponding to the number of subcarriers determined based on the arrangement of each antenna. The communication terminal according to claim 1.