JP2004320446A - マルチモード通信装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】小型、軽量、低消費電力という携帯通信端末に要求される厳しい要請に応えることが可能な、異なる無線通信モードに対応したマルチモード通信装置を提供する。
【解決手段】複数の無線通信方式に対応可能な変調部７０及び復調部１００を設け、さらに、帯域可変型の高周波フロントエンド１４０を設け、制御部１２０によって高周波フロントエンド１４０の周波数帯域を適宜切り換えて、所望の無線通信方式に対応する。高周波フロントエンド１４０は、帯域可変型の送信フィルタＸ１及び受信フィルタＹ１を備えたアンテナ共用器１０を有し、制御部１２０は、アンテナ共用器１０の送信フィルタＸ１、受信フィルタＹ１の帯域を、実際に使用する無線通信方式に対応させて切り換える。アンテナ共用器の送受信フィルタを利用することで、無理なく回路の統合化を行うことができる。
【選択図】 図１
【解決手段】複数の無線通信方式に対応可能な変調部７０及び復調部１００を設け、さらに、帯域可変型の高周波フロントエンド１４０を設け、制御部１２０によって高周波フロントエンド１４０の周波数帯域を適宜切り換えて、所望の無線通信方式に対応する。高周波フロントエンド１４０は、帯域可変型の送信フィルタＸ１及び受信フィルタＹ１を備えたアンテナ共用器１０を有し、制御部１２０は、アンテナ共用器１０の送信フィルタＸ１、受信フィルタＹ１の帯域を、実際に使用する無線通信方式に対応させて切り換える。アンテナ共用器の送受信フィルタを利用することで、無理なく回路の統合化を行うことができる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異なる複数の無線通信方式に対応したマルチモード通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の移動通信の発達に伴い、サービスの多様化が進み、ＣＤＭＡ方式（符号分割多重アクセス）やＴＤＭＡ方式（時分割多重アクセス）などの種々の無線通信方式がサービスされており、それらの複数の無線通信方式に対応可能なマルチモード携帯通信端末の要求が高まっている。
【０００３】
例えば、我国におけるデジタル携帯電話の方式であるＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｅｌｌｕｌａｒ）方式とヨーロッパやアジアで主に使用されているＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）方式の双方に対応した、国際的な使用に対応するデュアルモード携帯通信端末は、すでに発売されている。
【０００４】
このようなデュアルモード携帯通信端末を実現するためには、例えば、ＴＤＭＡ方式及びＣＤＭＡ方式の各々の無線通信方式毎に送受信回路が必要となる場合がある。このようなＴＤＭＡ方式／ＣＤＭＡ方式の双方に対応したデュアルモード携帯通信端末は、例えば特許文献１に記載されている。また、マルチバンド無線通信装置については、例えば特許文献２に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１５６６５１号公報（図１−図４）
【特許文献２】
特開２００１−１８６０４２号公報（図１−図５）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のとおり、従来、同時送受信を行うＣＤＭＡ方式と同時送受信を行わないＴＤＭＡ方式の両方の無線通信方式に対応したマルチモード通信装置を実現するためには、各々に独立した無線回路を設ける必要がある。独立した無線回路を設ける場合は、ＣＤＭＡ用とＴＤＭＡ用でそれぞれの周波数帯域及び無線通信方式のみをカバーした無線回路を用意するのが、コスト面や回路の小型化の要求からみて現実的である。しかし、昨今の携帯電話機の小型、軽量化の要求に鑑みると、その方法は無線回路サイズの小型化には不利な方法である。
【０００７】
また、同一の多元接続方式、特にＴＤＭＡ方式では、送信チャネルと受信チャネルで異なる周波数帯域を使用するシステム（ＴＤＭＡ−ＦＤＤ方式のシステム）はすでに広く使用されている。最近では、その既存の周波数帯域を利用して新たな方式、例えばＣＤＭＡ方式も運用したいという要求が出てきている。
【０００８】
つまり、利用可能な周波数帯域は限られているため、周波数帯域を有効利用するために、共通の周波数帯域をＴＤＭＡ方式及びＣＤＭＡ方式の双方で共用したいという要求が出てきており、今後、このような傾向が進むと考えられる。
【０００９】
従来の無線通信方式毎に無線回路を設けるという考え方によると、仮に、各無線通信方式で使用する周波数帯域が同一の場合であっても、無線通信方式別に無線回路を構築することになり、小型化に向かない構成となる。特に、小型化、軽量化が必須である携帯通信端末への実装に困難をきたすことになる。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的は、小型、軽量、低消費電力という携帯通信端末に要求される厳しい要請に応えることが可能な、新規なマルチモード通信装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のマルチモード通信装置は、異なる無線通信方式に対応したマルチモード通信装置であって、複数の無線通信方式に対応可能な変調部及び復調部と、前記複数の無線通信方式において共用される帯域可変型の高周波フロントエンドと、実際に使用される無線通信方式に応じて、前記帯域可変型の高周波フロントエンドの周波数特性を切り換える制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明では、ＣＤＭＡ方式及びＴＤＭＡ方式といった無線通信方式別に無線回路を構成するという発想を排して、各無線通信方式で使用される無線信号の周波数帯域に着目して、効果的に無線回路を共用化し、小型化、軽量化、低消費電力化に適した携帯通信端末を実現する。
【００１３】
すなわち、本発明は、まず、各無線通信方式で採用されている変調、復調の各方式に対応可能な（つまり、各無線通信方式で共通使用可能な）変調部及び復調部を設ける。そして、前段の無線部に相当する高周波フロントエンドを帯域可変型の構成とし、送信時及び受信時における周波数帯域を、実際に使用する無線通信方式に対応させて、選択して切り換える構成とする。これにより、高周波フロントエンドにおいて周波数帯域を選択することで、所望の無線通信方式に対応した送受信チャネルを確保することができる。
【００１４】
つまり、本発明では、各無線通信方式毎に無線回路を設けるという考え方を止めて、周波数帯域を選択する（チューニングする）という考え方を採用する。ただし、高周波フロントエンドの構成が複雑化したのでは、通信端末の小型化、軽量化等を図るという本発明の趣旨に反することになる。
【００１５】
そこで、本発明のマルチモード通信装置の一つの態様として、前記高周波フロントエンドは、複数の無線通信方式において共用される、帯域可変型の送信フィルタ及び受信フィルタを具備するアンテナ共用器と、送信用及び受信用の増幅回路とを有し、前記制御部は、実際に使用される無線通信方式に応じて、前記アンテナ共用器における前記帯域可変型の送信フィルタ及び受信フィルタの周波数帯域を切り換えるものとする。
【００１６】
この場合、ＴＤＭＡ方式等で広く採用されているＦＤＤ方式（周波数分割多重）の無線通信回路において、送信と受信のクロストークを防止するために、アンテナ共用器に送信フィルタ及び受信フィルタが設けられている点に着目する。すなわち、この送信フィルタ及び受信フィルタを帯域可変型とし、使用できる帯域を拡張することによって、高周波フロントエンドの構成を複雑化させることなく、効率的に複数の無線通信方式に対応可能とする。ただし、無線通信方式が複数あって、使用される周波数帯域が相当に離れている場合には、一つの送受信フィルタを帯域可変とすることでは対応が困難である。
【００１７】
そこで、本発明のマルチモード通信装置の他の態様として、使用可能性のある周波数帯域を複数のグループに区分し、各グループ毎にアンテナを設けると共に、前記高周波フロントエンドは、前記区分されたグループ毎に、複数の無線通信方式において共用される、帯域可変型の送信フィルタ及び受信フィルタを具備するアンテナ共用器と、送信用及び受信用の増幅回路とを有し、前記制御部は、実際に使用される無線通信方式に応じて、前記アンテナ共用器における前記帯域可変型の送信フィルタ及び受信フィルタの周波数帯域を切り換えるものとする。
【００１８】
この場合、使用可能性のある周波数帯域を複数のグループに分割し（例えば、使用周波数帯域が近接している複数の無線通信方式を一つのグループとしてまとめるようにし）、各グループに対応して、アンテナと、アンテナ共用器と、送受信用の増幅回路とを設け、いずれかのグループを適宜、選択して切り換える構成とする。これにより、周波数帯域が離れた複数の無線通信方式が存在する場合であっても、無理なく、対応することが可能となる。
【００１９】
ここで、アンテナが広帯域対応のアンテナであれば、１本のアンテナを各無線通信方式に共通に利用可能である。
【００２０】
そこで、本発明のマルチモード通信装置の他の態様として、使用可能性のある周波数帯域を複数のグループに区分し、各グループで共通に使用されるアンテナと、このアンテナと前記高周波フロントエンドにおける複数の経路との接続を切り換える高周波スイッチとを設けると共に、前記高周波フロントエンドは、前記区分されたグループ毎に、複数の無線通信方式において共用される、帯域可変型の送信フィルタ及び受信フィルタを具備するアンテナ共用器と、送信用及び受信用の増幅回路とを有し、前記制御部は、実際に使用される無線通信方式に応じて、前記高周波スイッチを切り換えると共に、前記アンテナ共用器における前記帯域可変型の送信フィルタ及び受信フィルタの周波数帯域を切り換えるものとする。
【００２１】
この場合、アンテナを共通化して複数の周波数帯域で用いると共に、高周波フロントエンドへの接続経路を選択的に切り換える高周波スイッチを設け、この高周波スイッチを切り換えることで、アンテナで受信した受信信号を高周波フロントエンドの複数の経路のうちの一つに選択的に出力するとともに、各グループに対応する周波数帯域の送信信号をアンテナに供給するようにし、各無線通信方式に対応する構成とした。これにより、マルチモード通信装置のさらなる小型化が可能となる。
【００２２】
また、本発明のマルチモード通信装置の他の態様として、前記送信用の増幅回路は、電力増幅器と、この電力増幅器の前段に設けられた可変利得増幅器とを具備し、前記制御部は、前記帯域可変型の送信フィルタ及び受信フィルタの周波数帯域を切り換えると共に、前記可変利得増幅器の利得を調整して、前記電力増幅器における入力電力レベルを最適化する構成とする。
【００２３】
マルチモード通信装置では、各無線通信方式毎に送信用の電力増幅器の入力レベルが異なる場合もあるため、電力増幅器の前段に可変利得アンプを設け、周波数帯域の切り換えに対応して可変利得アンプの利得を調整することで、常に、各無線通信方式に適した入力レベルとなるようにすることが可能である。
【００２４】
また、本発明のマルチモード通信装置は、前記異なる無線通信方式として、ＣＤＭＡ方式とＴＤＭＡ方式の双方に対応しているものとする。あるいは、前記異なる無線通信方式として、ＣＤＭＡ−ＦＤＤ（符号分割多重アクセス・周波数分割デュプレクス）方式とＴＤＭＡ−ＦＤＤ（時分割多重アクセス・周波数分割デュプレクス）方式の双方に対応しており、かつ、分割された周波数帯域の少なくとも一部が各無線通信方式で重なっているものとする。あるいは、前記異なる無線通信方式として、ＧＳＭ８５０方式及びＧＳＭ９００方式における周波数帯域である８００ＭＨｚ帯と、ＵＭＴＳ方式、ＰＣＳ方式、ＤＣＳ方式における周波数帯域である２ＧＨｚ帯の双方に対応している携帯電話端末装置であるものとする。
【００２５】
上記構成により、小型、軽量、低消費電力という携帯通信端末に要求される厳しい要請の下、国内外の複数の無線通信方式に柔軟に対応することが可能となる。これにより、例えば、１台の携帯通信端末で、各国において、多様なローミングサービスを受けることが可能となる。また、周波数分割によるデュプレクス動作を行うＣＤＭＡ方式とＴＤＭＡ方式の両方に対応するＣＤＭＡ／ＴＤＭＡデュアルモード無線通信装置において、無線通信方式は異なっているものの使用する周波数帯域がほぼ同一である場合には、各無線通信方式毎に無線回路を持つ必要がなくなり、装置構成の簡略化、小型化を図ることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係るマルチモード通信装置の構成を示すブロック図である。第１実施形態は、マルチモード通信装置を携帯電話機に適用したマルチモード携帯電話端末の構成例を示したものであり、ここでは一例として、ＴＤＭＡ−ＦＤＤ（時分割多重アクセス・周波数分割デュプレクス）方式及びＣＤＭＡ−ＦＤＤ（符号分割多重アクセス・周波数分割デュプレクス）方式の双方の無線通信方式に対応可能なデュアルモード携帯電話端末を例示する。
【００２７】
第１実施形態のマルチモード通信装置は、信号電波の送受信を行うアンテナＡＮ１と、無線周波数帯域において高周波回路として設けられる高周波フロントエンド１４０と、各無線通信方式で採用されている変調方式や復調方式に柔軟に対応可能な変調部７０及び復調部１００と、ベースバンド帯域において各種信号処理を行う信号処理部１１０と、各部の動作制御を行う制御部１２０とを備えて構成される。
【００２８】
変調部７０は、各無線通信方式で採用されている変調方式に対応した変調器７１ａ，７１ｂと、各無線通信方式で共通に使用される回路（例えば、フィルタやアンプなど）７１ｃとを有する。同様に、復調部１００は、各無線通信方式で採用されている復調方式に対応した復調器１０１ａ，１０１ｂと、各無線通信方式で共通に使用される回路１０１ｃとを有する。信号処理部１１０は、変調部７０に送信信号を供給したり、あるいは、復調部１００で復調された信号の処理を行う。
【００２９】
高周波フロントエンド１４０は、帯域可変型のアンテナ共用器１０（帯域可変型の送信フィルタＸ１及び帯域可変型の受信フィルタＹ２を備える）と、送信用の電力増幅器３０及び駆動増幅器５０と、受信用の低雑音増幅器８０とを有する。制御部１２０は、本装置において使用する無線通信方式に対応するように、アンテナ共用器１０の送信フィルタＸ１及び受信フィルタＹ２の通過周波数帯域を切り換え、また、変調部７０で使用する変調器や、復調部１００で使用する復調器を切り換える。これらの制御は、制御部１２０から各部に供給される、制御信号ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３により行われる。
【００３０】
このように、第１実施形態では、共通使用される変復調部７０，１００を設けると共に、アンテナ共用器１０の送受信フィルタ（Ｘ１，Ｘ２）を帯域可変型として周波数帯域を選択する構成とすることにより、複数の無線通信方式に対応可能な無線回路を構成する際に効率的に回路を統合することができ、小型化、低消費電力化等を図ることが可能なマルチモード通信装置が実現される。
【００３１】
［第２実施形態］
図２は、本発明の第２実施形態に係るマルチモード通信装置の構成を示すブロック図である。
【００３２】
第２実施形態の特徴は、使用周波数帯域が極端に異なる無線通信方式に対応する必要がある場合に、周波数帯域が近い無線通信方式を一まとめにしてグループ化し、各グループに対応した高周波回路を設け、各グループ内で、高周波フロントエンドの周波数帯域を適宜、調整する構成としたことである。なお、図１に示した第１実施形態と同様の構成要素には同一の符号を用いて説明を省略する。
【００３３】
第２実施形態のマルチモード通信装置は、２ＧＨｚ帯用のアンテナＡＮ１と、８００ＭＨｚ帯用のアンテナＡＮ２と、高周波フロントエンド１５０と、複数の無線通信方式で兼用される変調部７２及び復調部１０２と、信号処理部１１０と、制御部１２０とを備えて構成される。
【００３４】
高周波フロントエンド１５０は、２ＧＨｚ帯に対応した高周波数帯域の回路（アンテナ共用器１０、送信用電力増幅器３０、駆動増幅器５０、受信用の低雑音増幅器９０を備える）と、８００ＭＨｚ帯に対応した低周波数帯域の回路（アンテナ共用器２０、送信用電力増幅器４０、駆動増幅器６０、受信用の低雑音増幅器８０を備える）とを有する。
【００３５】
アンテナ共用器１０，２０は帯域可変型のフィルタ構成を有し、それぞれは、制御部１２０からの制御信号ＣＳ１、ＣＳ２により、送信フィルタ（Ｘ１，Ｘ２）及び受信フィルタ（Ｙ１，Ｙ２）の周波数特性が変化する。
【００３６】
変調部７２は、例えば、ＣＤＭＡ方式で採用されている変調方式であるＰＳＫ（ＱＰＳＫ，８相ＰＳＫ等）あるいは１６ＱＡＭ等に対応した変調機能を有し、かつ、ＧＳＭ方式で採用されている変調方式であるＦＳＫ（ＭＳＫやＧＭＳＫを含む）にも対応した変調機能を有している。この変調部７２は、例えば、Ａ−１、Ｂ−１、Ｃ−１の３つの回路ブロックからなり、例えば、Ａ−１はＣＤＭＡ方式で採用されている変調方式に対応する変調回路であり、Ｃ−１はＧＳＭ方式で採用されている変調方式に対応する変調回路であり、Ｂ−１は各変調方式において共通に使用される回路である。ここで、回路Ａ−１、回路Ｃ−１のどちらを使用するかは、制御部１２０からの制御信号ＣＳ４によって決定される。
【００３７】
復調部１０２も同様に、各無線通信方式で採用されている変調信号を復調する機能を有している。この復調部１０２は、例えば、Ａ−２、Ｂ−２、Ｃ−２の３つの回路ブロックからなり、例えば、Ａ−２はＣＤＭＡ方式で採用されている変調方式に対応する復調回路であり、Ｃ−２はＧＳＭ方式で採用されている変調方式に対応する復調回路であり、Ｂ−２は各変調方式に対応して共通に使用される回路である。ここで、回路Ａ−２、回路Ｃ−２のどちらを使用するかは、制御部１２０からの制御信号ＣＳ５によって決定される。
【００３８】
信号処理部１１０は、ベースバンド帯域での復調後の受信データや変調前の送信データの処理等を行うものであり、例えば、ＤＳＰで構成される。
【００３９】
上述したように、第２実施形態のマルチモード通信装置では、使用される周波数帯域を、２ＧＨｚ帯及び８００ＭＨｚ帯の２つのグループに区分し、それぞれのグループに対応する高周波回路（アンテナ、アンテナ共用器、送受信増幅器）を設けている。
【００４０】
これは、海外における無線通信方式とのローミングを可能とするためには、極端に異なる周波数帯域に対応する必要あり、１系統の高周波回路では対応できないからである。つまり、高周波数帯域、低周波数帯域に大きく大別し、それぞれに対応した高周波回路を設けている。
【００４１】
そして、各周波数帯域内において、帯域可変型のアンテナ共用器１０、２０の帯域を適宜、調整して、各無線通信方式に対応可能とする。
【００４２】
以下、図３〜図６を用いて、図２に示した第２実施形態のマルチモード通信装置が対応可能な無線通信方式と、その周波数帯域について具体的に説明する。
【００４３】
なお、以下に示す無線通信方式において、ＤＣＳ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｓｙｓｔｅｍ）は１８００ＭＨｚ付近の周波数帯域を使用する。また、ＰＣＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ）は１９００ＭＨｚ付近の周波数帯域を使用する。ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）は２ＧＨｚ付近の周波数帯域を使用する。また、ＧＳＭには、８５０ＭＨｚ系と９００ＭＨｚ系の２種類がある。また、図中、送信系と受信系を区別するために、送信系はＴＸと記載し、受信系はＲＸと記載する。
【００４４】
例えば、ＣＤＭＡ方式としてＵＭＴＳ方式、ＴＤＭＡ方式としてＧＳＭ方式を例にとると、使用周波数帯域は、具体的には、以下のようになる。
【００４５】
ここで検討すると、周波数帯域は、図３に示すようなＵＭＴＳ、ＰＣＳ、ＤＣＳの２ＧＨｚ帯（高周波数帯域）と、図４に示すような、ＧＳＭ８５０及びＧＳＭ９００の８００ＭＨｚ帯（低周波数帯域）とに大別できることがわかる。
【００４６】
したがって、本実施形態のマルチモード通信装置のフロントエンド１５０では、高周波数帯域と低周波数帯域とに対応すべく、２系統の高周波回路を設けている。
【００４７】
すなわち、高周波数帯域の回路であるアンテナ共用器１０、電力増幅器３０、駆動増幅器５０及び低雑音増幅器９０は、ＵＭＴＳ、ＰＣＳ、ＤＣＳの各無線通信方式のときに使用される。そして、帯域可変型のアンテナ共用器１０は、図５に示されるように、（１）〜（６）のような、自由に選択することが可能な周波数帯域をもつ。
【００４８】
つまり、図２の制御部１２０は、ＵＭＴＳ、ＰＣＳ、ＤＣＳのいずれかの無線通信方式のとき、各無線通信方式の送信と受信に対応して、使用する周波数帯域を適宜シフトして、図５の（１）〜（６）のいずれかの周波数帯域を選択する。
【００４９】
同様に、本実施形態のマルチモード通信装置において、低周波数帯域の回路であるアンテナ共用器２０、電力増幅器４０、駆動増幅器６０及び低雑音増幅器８０は、ＧＳＭ８５０及びＧＳＭ９００の各無線通信方式で使用される。
【００５０】
アンテナ共用器２０は、図６に示すように、各無線通信方式の送信と受信に対応した４つの周波数帯域を有する。ここで、図２の制御部１２０は、ＧＳＭ８５０方式またはＧＳＭ９００方式のとき、各無線通信方式の送信と受信に対応して、使用する周波数帯域を適宜シフトして、図６の（１）〜（４）のいずれかの周波数帯域を選択する。
【００５１】
アンテナ共用器は、特に、ＴＤＭＡ方式においては、送信と受信のクロストーク防止に有効である。そして、共通の変調部及び復調部を、各無線通信方式において共用するようにし、かつ、アンテナ共用器を可変帯域型とし、アンテナ共用器の送信フィルタと受信フィルタの周波数特性（通過帯域幅）を切り換える。
【００５２】
このように、第２実施形態の構成によれば、回路規模の増大を防止しつつ、国内及び海外の無線通信方式に柔軟に対応することができる。
【００５３】
［第３実施形態］
図７は、本発明の第３実施形態に係るマルチモード通信装置の構成を示すブロック図である。
【００５４】
第３実施形態のマルチモード通信装置の基本的な構成は、図２に示した第２実施形態の構成と同じである。第３実施形態では、送信信号用の駆動増幅器５２，６２の利得を可変として、制御部１２０が、アンテナ共用器１０，２０の送信フィルタ（Ｘ１，Ｘ２）または受信フィルタ（Ｙ１，Ｙ２）の周波数特性を変化させることに対応して、駆動増幅器５２，６２の利得も調整するようにした点が異なる。
【００５５】
前記駆動増幅器５２，６２の利得は、制御部１２０からの制御信号ＣＳ６，ＣＳ７により制御される。制御部１２０は、アンテナ共用器１０，２０の送信フィルタ（Ｘ１，Ｘ２）または受信フィルタ（Ｙ１，Ｙ２）の周波数特性を変化させる際に、この変化に対応させて駆動増幅器５２，６２の利得を調整する。
【００５６】
マルチモード通信装置では、無線通信方式（ＣＤＭＡやＴＤＭＡ）あるいは使用する周波数帯域や変調方式に応じて、電力増幅器３０，４０に入力される送信信号の最適なレベルが異なる場合がある。第３実施形態では、この点に着目して、電力増幅器３０，４０の前段に設けた駆動増幅器５２，６２の利得を適宜、調整し、無線通信方式毎の送信電力の差分を吸収する。これにより、常に、送信電力レベルを最適化することができる。
【００５７】
したがって、第３実施形態によれば、電力増幅器を所望の動作点にて動作させることができ、また、各無線通信システム毎の最適な増幅度を確保することができる。
【００５８】
［第４実施形態］
図８は、本発明の第４実施形態に係るマルチモード通信装置の構成を示すブロック図である。
【００５９】
第４実施形態のマルチモード通信装置の基本的な構成は、図２に示した第２実施形態の構成と同じである。第４実施形態では、一本のアンテナ（広帯域のアンテナ）ＡＮ３を用いると共に、高周波スイッチＳＷを設け、高周波数帯域のアンテナ共用器１０及び低周波数帯域のアンテナ共用器２０のそれぞれを、高周波スイッチＳＷを介してアンテナＡＮ３に結合する構成とした点が異なる。
【００６０】
前記高周波スイッチＳＷの切り換えは、制御部１２０からの切換制御信号ＣＳ８によって行われる。制御部１２０は、使用する周波数帯域を高周波数帯域と低周波数帯域とで切り換える際に、高周波スイッチＳＷを切り換えることによってアンテナ共用器１０とアンテナ共用器２０のうちの対応する方をアンテナＡＮ３に接続する。
【００６１】
このように第４実施形態では、アンテナエレメントを共通化することにより、小型化する上で有利となり、マルチモード通信装置の構成においてより小型化、軽量化を図ることが可能となる。
【００６２】
上述したように、本実施形態では、各無線通信方式で共通に使用される変復調部を設けると共に、高周波フロントエンドを帯域可変型として周波数帯域を選択する構成とすることにより、効率的に回路を統合することができる。
【００６３】
これによって、近年のマルチモード対応の携帯通信端末などのマルチモード通信装置において、小型、軽量、低消費電力という携帯通信端末に要求される厳しい要請の下、国内外の複数の無線通信方式に柔軟に対応することが可能となる。したがって、例えば、１台の携帯通信端末で、各国において、多様なローミングサービスを受けることが可能となる。
【００６４】
また、周波数分割によるデュプレクス動作を行うＣＤＭＡ（符号分割多元接続）方式とＴＤＭＡ（時分割多元接続）方式の両方に対応するＣＤＭＡ／ＴＤＭＡデュアルモード携帯端末装置において、無線通信方式は異なっているものの使用する周波数帯域がほぼ同一である場合には、各無線通信方式毎に無線回路を持つ必要がなくなる。
【００６５】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施し得るものである。例えば、無線通信方式や周波数帯域は上記実施形態の例に限定されず、種々の無線通信方式及び周波数帯域に適用可能である。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、小型、軽量、低消費電力という携帯通信端末に要求される厳しい要請に応えることが可能な、新規なマルチモード通信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るマルチモード通信装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の第２実施形態に係るマルチモード通信装置の構成を示すブロック図
【図３】国内外の無線通信方式のうち、高周波数帯域（２ＧＨｚ帯）を利用する無線通信方式における周波数帯域（バンド幅）をまとめて示す説明図
【図４】国内外の無線通信方式のうち、低周波数帯域（８００ＭＨｚ帯）を利用する無線通信方式における周波数帯域（バンド幅）をまとめて示す説明図
【図５】高周波数帯域（２ＧＨｚ帯）を利用する無線通信方式における周波数帯域の切り換え（シフト）について説明するための図
【図６】低周波数帯域（８００ＭＨｚ帯）を利用する無線通信方式における周波数帯域の切り換え（シフト）について説明するための図
【図７】本発明の第３実施形態に係るマルチモード通信装置の構成を示すブロック図
【図８】本発明の第４実施形態に係るマルチモード通信装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１０，２０ アンテナ共用器
３０，４０ 送信用電力増幅器
５０，６０ 駆動増幅器
７０，７２ 変調器
８０，９０ 低雑音増幅器
１００，１０２ 復調器
１１０ 信号処理部
１２０ 制御部
１４０，１５０ 高周波フロントエンド
【発明の属する技術分野】
本発明は、異なる複数の無線通信方式に対応したマルチモード通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の移動通信の発達に伴い、サービスの多様化が進み、ＣＤＭＡ方式（符号分割多重アクセス）やＴＤＭＡ方式（時分割多重アクセス）などの種々の無線通信方式がサービスされており、それらの複数の無線通信方式に対応可能なマルチモード携帯通信端末の要求が高まっている。
【０００３】
例えば、我国におけるデジタル携帯電話の方式であるＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｅｌｌｕｌａｒ）方式とヨーロッパやアジアで主に使用されているＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）方式の双方に対応した、国際的な使用に対応するデュアルモード携帯通信端末は、すでに発売されている。
【０００４】
このようなデュアルモード携帯通信端末を実現するためには、例えば、ＴＤＭＡ方式及びＣＤＭＡ方式の各々の無線通信方式毎に送受信回路が必要となる場合がある。このようなＴＤＭＡ方式／ＣＤＭＡ方式の双方に対応したデュアルモード携帯通信端末は、例えば特許文献１に記載されている。また、マルチバンド無線通信装置については、例えば特許文献２に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１５６６５１号公報（図１−図４）
【特許文献２】
特開２００１−１８６０４２号公報（図１−図５）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のとおり、従来、同時送受信を行うＣＤＭＡ方式と同時送受信を行わないＴＤＭＡ方式の両方の無線通信方式に対応したマルチモード通信装置を実現するためには、各々に独立した無線回路を設ける必要がある。独立した無線回路を設ける場合は、ＣＤＭＡ用とＴＤＭＡ用でそれぞれの周波数帯域及び無線通信方式のみをカバーした無線回路を用意するのが、コスト面や回路の小型化の要求からみて現実的である。しかし、昨今の携帯電話機の小型、軽量化の要求に鑑みると、その方法は無線回路サイズの小型化には不利な方法である。
【０００７】
また、同一の多元接続方式、特にＴＤＭＡ方式では、送信チャネルと受信チャネルで異なる周波数帯域を使用するシステム（ＴＤＭＡ−ＦＤＤ方式のシステム）はすでに広く使用されている。最近では、その既存の周波数帯域を利用して新たな方式、例えばＣＤＭＡ方式も運用したいという要求が出てきている。
【０００８】
つまり、利用可能な周波数帯域は限られているため、周波数帯域を有効利用するために、共通の周波数帯域をＴＤＭＡ方式及びＣＤＭＡ方式の双方で共用したいという要求が出てきており、今後、このような傾向が進むと考えられる。
【０００９】
従来の無線通信方式毎に無線回路を設けるという考え方によると、仮に、各無線通信方式で使用する周波数帯域が同一の場合であっても、無線通信方式別に無線回路を構築することになり、小型化に向かない構成となる。特に、小型化、軽量化が必須である携帯通信端末への実装に困難をきたすことになる。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的は、小型、軽量、低消費電力という携帯通信端末に要求される厳しい要請に応えることが可能な、新規なマルチモード通信装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のマルチモード通信装置は、異なる無線通信方式に対応したマルチモード通信装置であって、複数の無線通信方式に対応可能な変調部及び復調部と、前記複数の無線通信方式において共用される帯域可変型の高周波フロントエンドと、実際に使用される無線通信方式に応じて、前記帯域可変型の高周波フロントエンドの周波数特性を切り換える制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明では、ＣＤＭＡ方式及びＴＤＭＡ方式といった無線通信方式別に無線回路を構成するという発想を排して、各無線通信方式で使用される無線信号の周波数帯域に着目して、効果的に無線回路を共用化し、小型化、軽量化、低消費電力化に適した携帯通信端末を実現する。
【００１３】
すなわち、本発明は、まず、各無線通信方式で採用されている変調、復調の各方式に対応可能な（つまり、各無線通信方式で共通使用可能な）変調部及び復調部を設ける。そして、前段の無線部に相当する高周波フロントエンドを帯域可変型の構成とし、送信時及び受信時における周波数帯域を、実際に使用する無線通信方式に対応させて、選択して切り換える構成とする。これにより、高周波フロントエンドにおいて周波数帯域を選択することで、所望の無線通信方式に対応した送受信チャネルを確保することができる。
【００１４】
つまり、本発明では、各無線通信方式毎に無線回路を設けるという考え方を止めて、周波数帯域を選択する（チューニングする）という考え方を採用する。ただし、高周波フロントエンドの構成が複雑化したのでは、通信端末の小型化、軽量化等を図るという本発明の趣旨に反することになる。
【００１５】
そこで、本発明のマルチモード通信装置の一つの態様として、前記高周波フロントエンドは、複数の無線通信方式において共用される、帯域可変型の送信フィルタ及び受信フィルタを具備するアンテナ共用器と、送信用及び受信用の増幅回路とを有し、前記制御部は、実際に使用される無線通信方式に応じて、前記アンテナ共用器における前記帯域可変型の送信フィルタ及び受信フィルタの周波数帯域を切り換えるものとする。
【００１６】
この場合、ＴＤＭＡ方式等で広く採用されているＦＤＤ方式（周波数分割多重）の無線通信回路において、送信と受信のクロストークを防止するために、アンテナ共用器に送信フィルタ及び受信フィルタが設けられている点に着目する。すなわち、この送信フィルタ及び受信フィルタを帯域可変型とし、使用できる帯域を拡張することによって、高周波フロントエンドの構成を複雑化させることなく、効率的に複数の無線通信方式に対応可能とする。ただし、無線通信方式が複数あって、使用される周波数帯域が相当に離れている場合には、一つの送受信フィルタを帯域可変とすることでは対応が困難である。
【００１７】
そこで、本発明のマルチモード通信装置の他の態様として、使用可能性のある周波数帯域を複数のグループに区分し、各グループ毎にアンテナを設けると共に、前記高周波フロントエンドは、前記区分されたグループ毎に、複数の無線通信方式において共用される、帯域可変型の送信フィルタ及び受信フィルタを具備するアンテナ共用器と、送信用及び受信用の増幅回路とを有し、前記制御部は、実際に使用される無線通信方式に応じて、前記アンテナ共用器における前記帯域可変型の送信フィルタ及び受信フィルタの周波数帯域を切り換えるものとする。
【００１８】
この場合、使用可能性のある周波数帯域を複数のグループに分割し（例えば、使用周波数帯域が近接している複数の無線通信方式を一つのグループとしてまとめるようにし）、各グループに対応して、アンテナと、アンテナ共用器と、送受信用の増幅回路とを設け、いずれかのグループを適宜、選択して切り換える構成とする。これにより、周波数帯域が離れた複数の無線通信方式が存在する場合であっても、無理なく、対応することが可能となる。
【００１９】
ここで、アンテナが広帯域対応のアンテナであれば、１本のアンテナを各無線通信方式に共通に利用可能である。
【００２０】
そこで、本発明のマルチモード通信装置の他の態様として、使用可能性のある周波数帯域を複数のグループに区分し、各グループで共通に使用されるアンテナと、このアンテナと前記高周波フロントエンドにおける複数の経路との接続を切り換える高周波スイッチとを設けると共に、前記高周波フロントエンドは、前記区分されたグループ毎に、複数の無線通信方式において共用される、帯域可変型の送信フィルタ及び受信フィルタを具備するアンテナ共用器と、送信用及び受信用の増幅回路とを有し、前記制御部は、実際に使用される無線通信方式に応じて、前記高周波スイッチを切り換えると共に、前記アンテナ共用器における前記帯域可変型の送信フィルタ及び受信フィルタの周波数帯域を切り換えるものとする。
【００２１】
この場合、アンテナを共通化して複数の周波数帯域で用いると共に、高周波フロントエンドへの接続経路を選択的に切り換える高周波スイッチを設け、この高周波スイッチを切り換えることで、アンテナで受信した受信信号を高周波フロントエンドの複数の経路のうちの一つに選択的に出力するとともに、各グループに対応する周波数帯域の送信信号をアンテナに供給するようにし、各無線通信方式に対応する構成とした。これにより、マルチモード通信装置のさらなる小型化が可能となる。
【００２２】
また、本発明のマルチモード通信装置の他の態様として、前記送信用の増幅回路は、電力増幅器と、この電力増幅器の前段に設けられた可変利得増幅器とを具備し、前記制御部は、前記帯域可変型の送信フィルタ及び受信フィルタの周波数帯域を切り換えると共に、前記可変利得増幅器の利得を調整して、前記電力増幅器における入力電力レベルを最適化する構成とする。
【００２３】
マルチモード通信装置では、各無線通信方式毎に送信用の電力増幅器の入力レベルが異なる場合もあるため、電力増幅器の前段に可変利得アンプを設け、周波数帯域の切り換えに対応して可変利得アンプの利得を調整することで、常に、各無線通信方式に適した入力レベルとなるようにすることが可能である。
【００２４】
また、本発明のマルチモード通信装置は、前記異なる無線通信方式として、ＣＤＭＡ方式とＴＤＭＡ方式の双方に対応しているものとする。あるいは、前記異なる無線通信方式として、ＣＤＭＡ−ＦＤＤ（符号分割多重アクセス・周波数分割デュプレクス）方式とＴＤＭＡ−ＦＤＤ（時分割多重アクセス・周波数分割デュプレクス）方式の双方に対応しており、かつ、分割された周波数帯域の少なくとも一部が各無線通信方式で重なっているものとする。あるいは、前記異なる無線通信方式として、ＧＳＭ８５０方式及びＧＳＭ９００方式における周波数帯域である８００ＭＨｚ帯と、ＵＭＴＳ方式、ＰＣＳ方式、ＤＣＳ方式における周波数帯域である２ＧＨｚ帯の双方に対応している携帯電話端末装置であるものとする。
【００２５】
上記構成により、小型、軽量、低消費電力という携帯通信端末に要求される厳しい要請の下、国内外の複数の無線通信方式に柔軟に対応することが可能となる。これにより、例えば、１台の携帯通信端末で、各国において、多様なローミングサービスを受けることが可能となる。また、周波数分割によるデュプレクス動作を行うＣＤＭＡ方式とＴＤＭＡ方式の両方に対応するＣＤＭＡ／ＴＤＭＡデュアルモード無線通信装置において、無線通信方式は異なっているものの使用する周波数帯域がほぼ同一である場合には、各無線通信方式毎に無線回路を持つ必要がなくなり、装置構成の簡略化、小型化を図ることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係るマルチモード通信装置の構成を示すブロック図である。第１実施形態は、マルチモード通信装置を携帯電話機に適用したマルチモード携帯電話端末の構成例を示したものであり、ここでは一例として、ＴＤＭＡ−ＦＤＤ（時分割多重アクセス・周波数分割デュプレクス）方式及びＣＤＭＡ−ＦＤＤ（符号分割多重アクセス・周波数分割デュプレクス）方式の双方の無線通信方式に対応可能なデュアルモード携帯電話端末を例示する。
【００２７】
第１実施形態のマルチモード通信装置は、信号電波の送受信を行うアンテナＡＮ１と、無線周波数帯域において高周波回路として設けられる高周波フロントエンド１４０と、各無線通信方式で採用されている変調方式や復調方式に柔軟に対応可能な変調部７０及び復調部１００と、ベースバンド帯域において各種信号処理を行う信号処理部１１０と、各部の動作制御を行う制御部１２０とを備えて構成される。
【００２８】
変調部７０は、各無線通信方式で採用されている変調方式に対応した変調器７１ａ，７１ｂと、各無線通信方式で共通に使用される回路（例えば、フィルタやアンプなど）７１ｃとを有する。同様に、復調部１００は、各無線通信方式で採用されている復調方式に対応した復調器１０１ａ，１０１ｂと、各無線通信方式で共通に使用される回路１０１ｃとを有する。信号処理部１１０は、変調部７０に送信信号を供給したり、あるいは、復調部１００で復調された信号の処理を行う。
【００２９】
高周波フロントエンド１４０は、帯域可変型のアンテナ共用器１０（帯域可変型の送信フィルタＸ１及び帯域可変型の受信フィルタＹ２を備える）と、送信用の電力増幅器３０及び駆動増幅器５０と、受信用の低雑音増幅器８０とを有する。制御部１２０は、本装置において使用する無線通信方式に対応するように、アンテナ共用器１０の送信フィルタＸ１及び受信フィルタＹ２の通過周波数帯域を切り換え、また、変調部７０で使用する変調器や、復調部１００で使用する復調器を切り換える。これらの制御は、制御部１２０から各部に供給される、制御信号ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３により行われる。
【００３０】
このように、第１実施形態では、共通使用される変復調部７０，１００を設けると共に、アンテナ共用器１０の送受信フィルタ（Ｘ１，Ｘ２）を帯域可変型として周波数帯域を選択する構成とすることにより、複数の無線通信方式に対応可能な無線回路を構成する際に効率的に回路を統合することができ、小型化、低消費電力化等を図ることが可能なマルチモード通信装置が実現される。
【００３１】
［第２実施形態］
図２は、本発明の第２実施形態に係るマルチモード通信装置の構成を示すブロック図である。
【００３２】
第２実施形態の特徴は、使用周波数帯域が極端に異なる無線通信方式に対応する必要がある場合に、周波数帯域が近い無線通信方式を一まとめにしてグループ化し、各グループに対応した高周波回路を設け、各グループ内で、高周波フロントエンドの周波数帯域を適宜、調整する構成としたことである。なお、図１に示した第１実施形態と同様の構成要素には同一の符号を用いて説明を省略する。
【００３３】
第２実施形態のマルチモード通信装置は、２ＧＨｚ帯用のアンテナＡＮ１と、８００ＭＨｚ帯用のアンテナＡＮ２と、高周波フロントエンド１５０と、複数の無線通信方式で兼用される変調部７２及び復調部１０２と、信号処理部１１０と、制御部１２０とを備えて構成される。
【００３４】
高周波フロントエンド１５０は、２ＧＨｚ帯に対応した高周波数帯域の回路（アンテナ共用器１０、送信用電力増幅器３０、駆動増幅器５０、受信用の低雑音増幅器９０を備える）と、８００ＭＨｚ帯に対応した低周波数帯域の回路（アンテナ共用器２０、送信用電力増幅器４０、駆動増幅器６０、受信用の低雑音増幅器８０を備える）とを有する。
【００３５】
アンテナ共用器１０，２０は帯域可変型のフィルタ構成を有し、それぞれは、制御部１２０からの制御信号ＣＳ１、ＣＳ２により、送信フィルタ（Ｘ１，Ｘ２）及び受信フィルタ（Ｙ１，Ｙ２）の周波数特性が変化する。
【００３６】
変調部７２は、例えば、ＣＤＭＡ方式で採用されている変調方式であるＰＳＫ（ＱＰＳＫ，８相ＰＳＫ等）あるいは１６ＱＡＭ等に対応した変調機能を有し、かつ、ＧＳＭ方式で採用されている変調方式であるＦＳＫ（ＭＳＫやＧＭＳＫを含む）にも対応した変調機能を有している。この変調部７２は、例えば、Ａ−１、Ｂ−１、Ｃ−１の３つの回路ブロックからなり、例えば、Ａ−１はＣＤＭＡ方式で採用されている変調方式に対応する変調回路であり、Ｃ−１はＧＳＭ方式で採用されている変調方式に対応する変調回路であり、Ｂ−１は各変調方式において共通に使用される回路である。ここで、回路Ａ−１、回路Ｃ−１のどちらを使用するかは、制御部１２０からの制御信号ＣＳ４によって決定される。
【００３７】
復調部１０２も同様に、各無線通信方式で採用されている変調信号を復調する機能を有している。この復調部１０２は、例えば、Ａ−２、Ｂ−２、Ｃ−２の３つの回路ブロックからなり、例えば、Ａ−２はＣＤＭＡ方式で採用されている変調方式に対応する復調回路であり、Ｃ−２はＧＳＭ方式で採用されている変調方式に対応する復調回路であり、Ｂ−２は各変調方式に対応して共通に使用される回路である。ここで、回路Ａ−２、回路Ｃ−２のどちらを使用するかは、制御部１２０からの制御信号ＣＳ５によって決定される。
【００３８】
信号処理部１１０は、ベースバンド帯域での復調後の受信データや変調前の送信データの処理等を行うものであり、例えば、ＤＳＰで構成される。
【００３９】
上述したように、第２実施形態のマルチモード通信装置では、使用される周波数帯域を、２ＧＨｚ帯及び８００ＭＨｚ帯の２つのグループに区分し、それぞれのグループに対応する高周波回路（アンテナ、アンテナ共用器、送受信増幅器）を設けている。
【００４０】
これは、海外における無線通信方式とのローミングを可能とするためには、極端に異なる周波数帯域に対応する必要あり、１系統の高周波回路では対応できないからである。つまり、高周波数帯域、低周波数帯域に大きく大別し、それぞれに対応した高周波回路を設けている。
【００４１】
そして、各周波数帯域内において、帯域可変型のアンテナ共用器１０、２０の帯域を適宜、調整して、各無線通信方式に対応可能とする。
【００４２】
以下、図３〜図６を用いて、図２に示した第２実施形態のマルチモード通信装置が対応可能な無線通信方式と、その周波数帯域について具体的に説明する。
【００４３】
なお、以下に示す無線通信方式において、ＤＣＳ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｓｙｓｔｅｍ）は１８００ＭＨｚ付近の周波数帯域を使用する。また、ＰＣＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ）は１９００ＭＨｚ付近の周波数帯域を使用する。ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）は２ＧＨｚ付近の周波数帯域を使用する。また、ＧＳＭには、８５０ＭＨｚ系と９００ＭＨｚ系の２種類がある。また、図中、送信系と受信系を区別するために、送信系はＴＸと記載し、受信系はＲＸと記載する。
【００４４】
例えば、ＣＤＭＡ方式としてＵＭＴＳ方式、ＴＤＭＡ方式としてＧＳＭ方式を例にとると、使用周波数帯域は、具体的には、以下のようになる。
ここで検討すると、周波数帯域は、図３に示すようなＵＭＴＳ、ＰＣＳ、ＤＣＳの２ＧＨｚ帯（高周波数帯域）と、図４に示すような、ＧＳＭ８５０及びＧＳＭ９００の８００ＭＨｚ帯（低周波数帯域）とに大別できることがわかる。
【００４６】
したがって、本実施形態のマルチモード通信装置のフロントエンド１５０では、高周波数帯域と低周波数帯域とに対応すべく、２系統の高周波回路を設けている。
【００４７】
すなわち、高周波数帯域の回路であるアンテナ共用器１０、電力増幅器３０、駆動増幅器５０及び低雑音増幅器９０は、ＵＭＴＳ、ＰＣＳ、ＤＣＳの各無線通信方式のときに使用される。そして、帯域可変型のアンテナ共用器１０は、図５に示されるように、（１）〜（６）のような、自由に選択することが可能な周波数帯域をもつ。
【００４８】
つまり、図２の制御部１２０は、ＵＭＴＳ、ＰＣＳ、ＤＣＳのいずれかの無線通信方式のとき、各無線通信方式の送信と受信に対応して、使用する周波数帯域を適宜シフトして、図５の（１）〜（６）のいずれかの周波数帯域を選択する。
【００４９】
同様に、本実施形態のマルチモード通信装置において、低周波数帯域の回路であるアンテナ共用器２０、電力増幅器４０、駆動増幅器６０及び低雑音増幅器８０は、ＧＳＭ８５０及びＧＳＭ９００の各無線通信方式で使用される。
【００５０】
アンテナ共用器２０は、図６に示すように、各無線通信方式の送信と受信に対応した４つの周波数帯域を有する。ここで、図２の制御部１２０は、ＧＳＭ８５０方式またはＧＳＭ９００方式のとき、各無線通信方式の送信と受信に対応して、使用する周波数帯域を適宜シフトして、図６の（１）〜（４）のいずれかの周波数帯域を選択する。
【００５１】
アンテナ共用器は、特に、ＴＤＭＡ方式においては、送信と受信のクロストーク防止に有効である。そして、共通の変調部及び復調部を、各無線通信方式において共用するようにし、かつ、アンテナ共用器を可変帯域型とし、アンテナ共用器の送信フィルタと受信フィルタの周波数特性（通過帯域幅）を切り換える。
【００５２】
このように、第２実施形態の構成によれば、回路規模の増大を防止しつつ、国内及び海外の無線通信方式に柔軟に対応することができる。
【００５３】
［第３実施形態］
図７は、本発明の第３実施形態に係るマルチモード通信装置の構成を示すブロック図である。
【００５４】
第３実施形態のマルチモード通信装置の基本的な構成は、図２に示した第２実施形態の構成と同じである。第３実施形態では、送信信号用の駆動増幅器５２，６２の利得を可変として、制御部１２０が、アンテナ共用器１０，２０の送信フィルタ（Ｘ１，Ｘ２）または受信フィルタ（Ｙ１，Ｙ２）の周波数特性を変化させることに対応して、駆動増幅器５２，６２の利得も調整するようにした点が異なる。
【００５５】
前記駆動増幅器５２，６２の利得は、制御部１２０からの制御信号ＣＳ６，ＣＳ７により制御される。制御部１２０は、アンテナ共用器１０，２０の送信フィルタ（Ｘ１，Ｘ２）または受信フィルタ（Ｙ１，Ｙ２）の周波数特性を変化させる際に、この変化に対応させて駆動増幅器５２，６２の利得を調整する。
【００５６】
マルチモード通信装置では、無線通信方式（ＣＤＭＡやＴＤＭＡ）あるいは使用する周波数帯域や変調方式に応じて、電力増幅器３０，４０に入力される送信信号の最適なレベルが異なる場合がある。第３実施形態では、この点に着目して、電力増幅器３０，４０の前段に設けた駆動増幅器５２，６２の利得を適宜、調整し、無線通信方式毎の送信電力の差分を吸収する。これにより、常に、送信電力レベルを最適化することができる。
【００５７】
したがって、第３実施形態によれば、電力増幅器を所望の動作点にて動作させることができ、また、各無線通信システム毎の最適な増幅度を確保することができる。
【００５８】
［第４実施形態］
図８は、本発明の第４実施形態に係るマルチモード通信装置の構成を示すブロック図である。
【００５９】
第４実施形態のマルチモード通信装置の基本的な構成は、図２に示した第２実施形態の構成と同じである。第４実施形態では、一本のアンテナ（広帯域のアンテナ）ＡＮ３を用いると共に、高周波スイッチＳＷを設け、高周波数帯域のアンテナ共用器１０及び低周波数帯域のアンテナ共用器２０のそれぞれを、高周波スイッチＳＷを介してアンテナＡＮ３に結合する構成とした点が異なる。
【００６０】
前記高周波スイッチＳＷの切り換えは、制御部１２０からの切換制御信号ＣＳ８によって行われる。制御部１２０は、使用する周波数帯域を高周波数帯域と低周波数帯域とで切り換える際に、高周波スイッチＳＷを切り換えることによってアンテナ共用器１０とアンテナ共用器２０のうちの対応する方をアンテナＡＮ３に接続する。
【００６１】
このように第４実施形態では、アンテナエレメントを共通化することにより、小型化する上で有利となり、マルチモード通信装置の構成においてより小型化、軽量化を図ることが可能となる。
【００６２】
上述したように、本実施形態では、各無線通信方式で共通に使用される変復調部を設けると共に、高周波フロントエンドを帯域可変型として周波数帯域を選択する構成とすることにより、効率的に回路を統合することができる。
【００６３】
これによって、近年のマルチモード対応の携帯通信端末などのマルチモード通信装置において、小型、軽量、低消費電力という携帯通信端末に要求される厳しい要請の下、国内外の複数の無線通信方式に柔軟に対応することが可能となる。したがって、例えば、１台の携帯通信端末で、各国において、多様なローミングサービスを受けることが可能となる。
【００６４】
また、周波数分割によるデュプレクス動作を行うＣＤＭＡ（符号分割多元接続）方式とＴＤＭＡ（時分割多元接続）方式の両方に対応するＣＤＭＡ／ＴＤＭＡデュアルモード携帯端末装置において、無線通信方式は異なっているものの使用する周波数帯域がほぼ同一である場合には、各無線通信方式毎に無線回路を持つ必要がなくなる。
【００６５】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施し得るものである。例えば、無線通信方式や周波数帯域は上記実施形態の例に限定されず、種々の無線通信方式及び周波数帯域に適用可能である。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、小型、軽量、低消費電力という携帯通信端末に要求される厳しい要請に応えることが可能な、新規なマルチモード通信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るマルチモード通信装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の第２実施形態に係るマルチモード通信装置の構成を示すブロック図
【図３】国内外の無線通信方式のうち、高周波数帯域（２ＧＨｚ帯）を利用する無線通信方式における周波数帯域（バンド幅）をまとめて示す説明図
【図４】国内外の無線通信方式のうち、低周波数帯域（８００ＭＨｚ帯）を利用する無線通信方式における周波数帯域（バンド幅）をまとめて示す説明図
【図５】高周波数帯域（２ＧＨｚ帯）を利用する無線通信方式における周波数帯域の切り換え（シフト）について説明するための図
【図６】低周波数帯域（８００ＭＨｚ帯）を利用する無線通信方式における周波数帯域の切り換え（シフト）について説明するための図
【図７】本発明の第３実施形態に係るマルチモード通信装置の構成を示すブロック図
【図８】本発明の第４実施形態に係るマルチモード通信装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１０，２０ アンテナ共用器
３０，４０ 送信用電力増幅器
５０，６０ 駆動増幅器
７０，７２ 変調器
８０，９０ 低雑音増幅器
１００，１０２ 復調器
１１０ 信号処理部
１２０ 制御部
１４０，１５０ 高周波フロントエンド
Claims (8)
- 異なる無線通信方式に対応したマルチモード通信装置であって、
複数の無線通信方式に対応可能な変調部及び復調部と、
前記複数の無線通信方式において共用される帯域可変型の高周波フロントエンドと、
実際に使用される無線通信方式に応じて、前記帯域可変型の高周波フロントエンドの周波数特性を切り換える制御部と、
を備えたことを特徴とするマルチモード通信装置。 - 前記高周波フロントエンドは、複数の無線通信方式において共用される、帯域可変型の送信フィルタ及び受信フィルタを具備するアンテナ共用器と、送信用及び受信用の増幅回路とを有し、
前記制御部は、実際に使用される無線通信方式に応じて、前記アンテナ共用器における前記帯域可変型の送信フィルタ及び受信フィルタの周波数帯域を切り換えることを特徴とする請求項１に記載のマルチモード通信装置。 - 使用可能性のある周波数帯域を複数のグループに区分し、各グループ毎にアンテナを設けると共に、
前記高周波フロントエンドは、前記区分されたグループ毎に、複数の無線通信方式において共用される、帯域可変型の送信フィルタ及び受信フィルタを具備するアンテナ共用器と、送信用及び受信用の増幅回路とを有し、
前記制御部は、実際に使用される無線通信方式に応じて、前記アンテナ共用器における前記帯域可変型の送信フィルタ及び受信フィルタの周波数帯域を切り換えることを特徴とする請求項１に記載のマルチモード通信装置。 - 使用可能性のある周波数帯域を複数のグループに区分し、各グループで共通に使用されるアンテナと、このアンテナと前記高周波フロントエンドにおける複数の経路との接続を切り換える高周波スイッチとを設けると共に、
前記高周波フロントエンドは、前記区分されたグループ毎に、複数の無線通信方式において共用される、帯域可変型の送信フィルタ及び受信フィルタを具備するアンテナ共用器と、送信用及び受信用の増幅回路とを有し、
前記制御部は、実際に使用される無線通信方式に応じて、前記高周波スイッチを切り換えると共に、前記アンテナ共用器における前記帯域可変型の送信フィルタ及び受信フィルタの周波数帯域を切り換えることを特徴とする請求項１に記載のマルチモード通信装置。 - 前記送信用の増幅回路は、電力増幅器と、この電力増幅器の前段に設けられた可変利得増幅器とを具備し、
前記制御部は、前記帯域可変型の送信フィルタ及び受信フィルタの周波数帯域を切り換えると共に、前記可変利得増幅器の利得を調整して、前記電力増幅器における入力電力レベルを最適化することを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載のマルチモード通信装置。 - 前記異なる無線通信方式として、ＣＤＭＡ（符号分割多重アクセス）方式とＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）方式の双方に対応していることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のマルチモード通信装置。
- 前記異なる無線通信方式として、ＣＤＭＡ−ＦＤＤ（符号分割多重アクセス・周波数分割デュプレクス）方式とＴＤＭＡ−ＦＤＤ（時分割多重アクセス・周波数分割デュプレクス）方式の双方に対応しており、かつ、分割された周波数帯域の少なくとも一部が各無線通信方式で重なっていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のマルチモード通信装置。
- 前記異なる無線通信方式として、ＧＳＭ８５０方式及びＧＳＭ９００方式における周波数帯域である８００ＭＨｚ帯と、ＵＭＴＳ方式、ＰＣＳ方式、ＤＣＳ方式における周波数帯域である２ＧＨｚ帯の双方に対応している携帯電話端末装置であることを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれかに記載のマルチモード通信装置。
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