JP2006080671A - マルチバンド無線機 - Google Patents

Abstract

【課題】無線部とＣＰＵとの間の制御のためのインターフェイス線を増加させることなく、マルチバンド無線機における周波数バンド切換制御を効率的に行う。
【解決手段】マルチバンド無線機の無線部内に周波数バンド識別回路３０を設ける。周波数バンド識別回路３０は、ＣＰＵから受信ローカルシンセサイザ２８と送信ローカルシンセサイザ２９に供給される周波数バンド指定情報（各分周数Ｎ、Ｒ）に基づいてＣＰＵにより指定された周波数バンドを識別し、識別した周波数バンドの結果に応じて、指定された周波数バンドに対応する信号経路となるようにアンテナスイッチ２及び切り換えスイッチ１２の切り換え制御を行い、かつ、該切り換えられた経路内のＬＮＡアンプ、ドライバアンプ及びパワーアンプにのみ電源を供給するように制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、マルチバンド無線機に関し、特にＷ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）やＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）方式など、複数の周波数バンドを使用して通信を行う携帯電話機の無線部における、周波数バンドの切換方法に関する。

携帯電話等の移動通信システムとして、Ｗ−ＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＥＤＧＥ（ＧＳＭの拡張方式）、ＣＤＭＡ２０００などの各種方式がある。それぞれの方式は各々複数の周波数バンドで運用されているが、従来の携帯無線端末（携帯電話機）は、一般的にはこれらの複数の周波数バンドのうち、いずれか１つのバンドのみに対応するように構成されている。

図６は、１周波数バンドにのみ対応させた場合の携帯端末における無線部の構成例を示すブロック図である。なお、図６では、送信側、受信側ともに、ダイレクトコンバージョン方式を採用した場合についての例を示している。

図６において、アンテナ１で受信した電波は、アンテナ共用器（Duplexer）３で送信帯域の成分を除去して、低雑音増幅器（ＬＮＡ）６で増幅される。増幅した信号は、受信フィルタ９で帯域外成分を抑圧し、直交復調器１３でベースバンド信号に復調される。ベースバンド信号は、ローカル信号との同相成分であるＲＸＩ、および直交成分であるＲＸＱの２つの信号からなり、これらが、後段のベースバンド信号処理回路（不図示）で処理されて、受信情報が得られる構成となっている。

直交復調に必要なローカル信号は、受信ローカルシンセサイザ（RX Local Synthesizer）２８から得られる。本明細書記載の例では、直交復調器１３はローカル信号周波数を２分周して動作する方式を想定しているので、受信ローカル発振周波数は、ダイレクトコンバージョン方式の場合、受信信号のキャリア周波数の２倍が用いられる。

図示されていないが、この携帯端末には、携帯端末全体の動作を制御する制御回路（以下、ＣＰＵという）が備えられており、受信ローカルシンセサイザ２８の発振周波数は、このＣＰＵから、ＤＡＴＡ、ＣＬＯＣＫ、ＳＴＲＯＢＥの３線シリアルインターフェイスを介してシンセサイザ内の分周器に入力される分周数データと、基準発振器２７の発振周波数とによって決まる。

同様に送信側においては、図示されていない前段の送信信号処理回路から出力された、直交変調の同相成分と直交成分にそれぞれ相当するベースバンド信号ＴＸＩとＴＸＱが、直交変調器２６に入力される。直交変調器２６の出力は、ドライバ増幅器（Driver or ＤＲ）２３で、ある程度増幅した後、送信フィルタ２０で帯域外のスプリアス成分を除去する。送信フィルタ２０の出力を、電力増幅器（Power Amp or ＰＡ）１７で電力増幅し、アイソレータ１４を介し、さらに、アンテナ共用器（Duplexer）３で受信帯域ノイズおよび帯域外スプリアスを抑圧した後、アンテナ１から送信電波として放射する。

直交変調に必要なローカル信号は、送信ローカルシンセサイザ（TX Local Synthesizer）２９から得られる。本明細書記載の例では、直交変調器２６は、ローカル信号周波数を２分周して動作する方式を想定しているので、送信ローカル発振周波数は、ダイレクトコンバージョン方式の場合、送信信号のキャリア周波数の２倍が用いられる。

送信ローカルシンセサイザ２９の発振周波数は、前記ＣＰＵから、ＤＡＴＡ、ＣＬＯＣＫ、ＳＴＲＯＢＥの３線シリアルインターフェイスを介してシンセサイザ内の分周器に入力される分周数データおよび、基準発振器２７の発振周波数で決まる。図６では送信側シンセサイザ２９と受信側シンセサイザ２８で同じ３線シリアルインターフェイスを使用して分周数データが供給されるが、送信側ＴＸと受信側ＲＸのデータの切り分けは、データに含まれるアドレスビットを識別することによって行われる。

図７に、受信ローカルシンセサイザ（RX Local Synthesizer）２８、あるいは送信ローカルシンセサイザ（RX Local Synthesizer）２８の一例を示す。シンセサイザにはいろいろな方式があるが、ここでは簡単のため整数分周タイプで説明を行う。

シンセサイザは基本的には、基準発振器（ＴＣＸＯ）２７の発振する基準周波数信号をＲ分周器（R-Divider）３５で分周した信号と、電圧制御発振器（ＶＣＯ）３１の発振する出力信号をＮ分周器（N-Divider）３６で分周した信号の位相差を位相比較器（Phase-Detector）３４で比較した結果を用いてチャージポンプ３３を駆動し、ループフィルタ３２を介した電圧を用いてＶＣＯ３１の発振周波数を負帰還制御することにより安定な周波数を発生するＰＬＬ（Phase-Lock-Loop）回路によって構成される。

基準発振器２７の発信周波数をＦｒ、出力周波数（ＶＣＯ３１の発振周波数）をＦｏ、Ｎ分周器３６の分周数をＮ、Ｒ分周器３５の分周数をＲとすると、出力周波数Ｆｏは次のように決まる。

Ｆｏ＝Ｆｒ×Ｎ／Ｒ
従って、ＦｒとＮ、Ｒの値が決まれば、発振周波数Ｆｏは一意的に決まる。ＮおよびＲの値は、前記ＣＰＵからＤＡＴＡ，ＳＴＲＯＢＥ，ＣＬＯＣＫの３線シリアルインターフェイスを通じてシフトレジスタ４６、アドレスデコーダ４５に依って、ＳＴＲＯＢＥ信号の立ち上がりでＮレジスタ３９、Ｒレジスタ４０に取り込まれる。

図８に、そのタイミングチャートを示す。分周データＮ，Ｒからなるシリアルデータの後尾にアドレス情報（Address）があり、このアドレスがそのシンセサイザのアドレスに該当する場合のみ、ＳＴＲＯＢＥ信号がＮレジスタ３９、Ｒレジスタ４０に供給される仕組みになっている。これによって、送信側シンセサイザ２９にセットされるべき分周データＮ，Ｒと受信側シンセサイザ２８にセットされるべき分周データＮ，Ｒとを区別してそれぞれのシンセサイザにデータ設定出来る。

以上が、周波数バンドが１つだけの場合に対応した無線機の構成例であるが、一方、上記移動通信システムの多様化への対応、あるいは国内だけではなく、様々な周波数バンドが使われている海外の諸地域でもローミングが出来る事が望まれている。そのため例えば特許文献１〜３では、このような状況に対応すべく、１台の移動通信端末で複数の方式あるいは複数の周波数バンドで使用できるマルチバンド携帯無線端末装置についての提案がなされている。

また、第３世代携帯電話として採用されているＷ−ＣＤＭＡ方式は、ＵＭＴＳバンド（送信：１９２０ＭＨｚ〜１９８０ＭＨｚ、受信：２１１０ＭＨｚ〜２１７０ＭＨｚ）を使用する事を前提としていたが、その後の議論で、
１）Ｗ−ＣＤＭＡの急速な普及（特に日本国内）
２）写真電送、動画伝送と言ったデータ量の多い通信の著しい増加
３）パケット定額料金制の導入（ユーザーが限界を気にせず大量のデータを送受できる）
という状況が出現したため、ＵＭＴＳ帯の１周波数バンドだけでは周波数が不足する事が予測されており、そのため、従来ＴＤＭＡ方式で使用されていたＰＣＳ帯、ＤＣＳ帯等の複数の周波数バンドをＷ−ＣＤＭＡ方式用の帯域としても使用する提案がなされるに至っている。これらの周波数バンドを下記に示す。

バンドＩ（ＵＭＴＳ帯） 送信：１９２０ＭＨｚ〜１９８０ＭＨｚ
受信：２１１０ＭＨｚ〜２１７０ＭＨｚ
バンドII（ＰＣＳ帯） 送信：１８５０ＭＨｚ〜１９１０ＭＨｚ
受信：１９３０ＭＨｚ〜１９９０ＭＨｚ
バンドIII（ＤＣＳ帯） 送信：１７１０ＭＨｚ〜１７８５ＭＨｚ
受信：１８０５ＭＨｚ〜１８８０ＭＨｚ
上記の他にも、近年、Ｗ−ＣＤＭＡ用として更なる周波数バンドの追加がなされているが、ここでは詳細説明は省略する。これらの状況から見て、マルチバンド携帯無線機の要求は今後一層高まることが予測される。

図９は、図６に示す携帯端末無線部を用いて、複数の周波数バンド（図では３バンド）に対応するように構成された無線部を有するマルチバンド無線機の例を示すブロック図である。なお、各周波数バンドにおける送受信動作は、図６に示す携帯端末無線部の動作と同様であるので、各周波数バンドにおける送受信動作の詳細な説明は省略する。

マルチバンド無線機を構成する場合、受信ローカルシンセサイザ２８と送信ローカルシンセサイザ２９、および直交復調器１３と直交変調器２６は、複数（図９では３個）の周波数バンドに対して共通に用いることが出来、前記ＣＰＵは、ＤＡＴＡ、ＣＬＯＣＫ、ＳＴＲＯＢＥの３線シリアルインターフェイスを介して受信ローカルシンセサイザ２８と送信ローカルシンセサイザ２９に入力する分周器の分周数データを、これら複数の周波数バンドにおける全キャリア周波数をカバーする範囲で設定してその発振周波数を制御する。また、受信ローカルシンセサイザ２８と送信ローカルシンセサイザ２９は、これら複数の周波数バンドの全キャリア周波数範囲をカバーするローカル発振周波数信号を出力し得るように構成される。

一方、現在の技術では、アンテナ共用器（Duplexer）は周波数バンド毎に用意する必要がある。従って、図９に示すように、３バンドの場合、３つのアンテナ共用器（Duplexer）３，４，５が必要となる。これら３つのアンテナ共用器３，４，５とアンテナ１とは、アンテナスイッチ２を介して切り換えて接続される。そのため、前記のＣＰＵから制御線を用いてアンテナスイッチ２に制御信号（Switch-Control）を供給することにより、アンテナスイッチ２の切換制御を行う必要がある。

また、受信経路においても、３つの周波数バンド全てで完璧に動作する単一のＬＮＡや受信フィルタは存在しないので、図９に示すように、周波数バンド毎にＬＮＡ６，７，８、受信フィルタ９，１０，１１で構成される３通りの受信回路のパスが必要となる。そのため、使用する周波数バンドに応じてパスを切り換える切換スイッチ１２が必要であり、このスイッチ１２の制御も、前記ＣＰＵからの制御線を用いて制御信号（Switch-Control）を供給することにより行われる。

さらに、各受信経路に接続されている低雑音増幅器（Low-Noise-Amplifier；ＬＮＡ）６，７，８を同時に動作させることはないので、消費電力削減のために、使用していない周波数バンドに対応するＬＮＡの電源をオフしなければならない。そのため、ＬＮＡ６，７，８の電源制御を行う制御（ON/OFF-Control）が必要となり、この制御も前記ＣＰＵから制御線を介して持ってくる必要がある。

同様に、送信側においても、３つの周波数バンド全てに対応出来るドライバアンプ、送信フィルタ、パワーアンプ、アイソレータは存在しないので、図９に示すように、各周波数バンドに対応した送信経路、即ち、
１）ドライバ２３→送信フィルタ２０→パワーアンプ１７→アイソレータ１４
２）ドライバ２４→送信フィルタ２１→パワーアンプ１８→アイソレータ１５
３）ドライバ２５→送信フィルタ２２→パワーアンプ１９→アイソレータ１６
の３つの経路が必要である。これらの経路中のドライバアンプ２３，２４，２５およびパワーアンプ１７，１８，１９についても、使用していない周波数バンドに対応する経路のドライバアンプおよびパワーアンプの電源をオフにするための制御（ON/OFF-Control）が必要であり、この制御も前記ＣＰＵから制御線を介して持ってくる必要がある。

以上を総合すると、マルチバンド無線機を実現するためには、周波数バンドを切り換えるための各種多数の制御線が必要となり、これらの制御信号は、無線部と不図示のＣＰＵとのインターフェイスに追加されることになる。その結果、プリント板上の配線領域が増大し、かつ、各切換スイッチの切り換え制御あるいは能動素子であるアンプに供給する動作電源をON/OFF制御するために多くの制御ポートをＣＰＵに設ける必要がある。

特開平１１−２５１９５１号公報 特開２００１−１８６０４２号公報 特開２００２−０６４３９７号公報

このように従来のマルチバンド無線機では、実際に使用する周波数バンドはＣＰＵにより決定されるが、その際、アンテナスイッチ２の切換、ＬＮＡ６〜８の電源オンオフ制御、受信パス切換スイッチ１２の制御、およびパワーアンプ１７〜１９とドライバアンプ２３〜２５の電源オンオフ制御を、ＣＰＵからの制御線により直接制御しているため、無線部と制御部（ＣＰＵ）とのインターフェフィス線の数が増大し、また、各切換スイッチあるいはアンプの動作を制御するための制御ポートによりＣＰＵの制御ポートが多数消費されてしまうという問題があり、装置の小型化、あるいは低コスト化の障害となっていた。

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、無線部とＣＰＵとの間の制御のためのインターフェイス線を増加させることなく、マルチバンド無線機における周波数バンド切換制御を効率的に行うことが可能な手段を提供することにある。

本発明は、無線部内に複数の信号処理経路を有し、該複数の信号処理経路を切り換えて動作させることにより、複数の周波数バンドに対応する通信機能を備えたマルチバンド無線機において、該マルチバンド無線機の動作を制御する制御部（ＣＰＵ）から出力される周波数バンド情報を入力することにより周波数バンドを識別する手段と、該識別結果に基づいて前記複数の信号処理経路の内から１つを選択する切り換え制御信号を出力するとともに、選択した前記信号処理経路に接続されている能動素子に対する電源供給を行う制御信号を出力する手段とを有する周波数バンド識別回路を、前記無線部内に配置したことを特徴とする。

前記マルチバンド無線機は、前記ＣＰＵから供給される分周数データに基づいて、その送信もしくは受信のためのローカル周波数信号を発生するシンセサイザを備えており、前記周波数バンド識別回路の周波数バンド識別手段は、前記ＣＰＵから前記シンセサイザに供給された前記分周数データを入力して使用周波数バンドを識別し、識別した周波数バンドの結果に応じて、無線部における前記信号処理経路の切換や、前記能動素子への供給電源の制御を行う。

従って、前記送信側シンセサイザおよび受信側シンセサイザと、前記周波数バンド識別回路は、同一チップ上に集積化されていればより好ましい。

また、前記送信もしくは受信のためのローカル周波数信号を発生するシンセサイザは、例えば、基準周波数信号を発振する基準発振器と、前記ローカル周波数信号を出力する電圧制御発振器（ＶＣＯ）と、前記基準周波数信号をＲ分周するＲ分周器と、前記ＶＣＯから出力されるローカル周波数信号をＮ分周するＮ分周器と、前記Ｒ分周器で分周された信号と前記Ｎ分周器で分周された信号の位相を比較して位相差信号を出力する位相比較器と、該位相差信号に相当する電圧を発生して前記ＶＣＯの発振周波数を負帰還制御するチャージポンプ及びループフィルタと、前記ＣＰＵから供給される分周数データから自シンセサイザ宛てのＲ分周数データおよびＮ分周数データを取り込み、前記Ｒ分周器および前記Ｎ分周器に供給するとともに該Ｒ分周数データおよびＮ分周数データを前記前記周波数バンド識別回路へ出力するＲレジスタおよびＮレジスタとを備えた構成とすることができる。

また、本発明の周波数バンド識別回路は、送信側および、受信側シンセサイザの分周数データから識別された周波数バンドが異なっている場合には、受信側シンセサイザの分周数データから識別された周波数バンドを優先して識別結果とし、該識別結果により無線部の信号経路および供給電源の切換制御を行うように構成してもよい。

また、本発明の周波数バンド識別回路は、送信側および、受信側シンセサイザの分周数データから識別された周波数バンドが異なっている場合に、受信側シンセサイザの分周数データから識別された周波数バンド優先して識別結果とするとともに、送信側経路の電源をオフとし、送信をストップするように制御させることもできる。

また、本発明のマルチバンド無線機は、送信もしくは受信のためのローカル周波数信号を発生するシンセサイザとして、発信周波数範囲の異なる複数のＶＣＯを備えた構成を採用することが出来、その際、周波数バンド識別回路は、識別した周波数バンドの結果に応じて、送信もしくは受信のローカル信号を発生するシンセサイザ内部の発信周波数範囲の異なる複数のＶＣＯを切り換え制御する構成とすることができる。

本発明では、無線部に設けられた周波数バンド識別回路が、ＣＰＵから供給される周波数バンド識別情報により、無線部における、アンテナスイッチの切換、ＬＮＡの電源オンオフ制御、受信パス切換スイッチの制御、およびパワーアンプとドライバアンプの電源オンオフ制御を行うので、無線部とＣＰＵとのインターフェイス線を増加させることなく、周波数バンドの切換制御を効率的に行うことが可能であり、また、ＣＰＵの制御ポートを余計に使う必要がなく、よって、小型化、低コスト化を図ることが出来る。

図１は、本発明の実施形態を示すマルチバンド無線機のブロック図である。本発明は、Ｗ−ＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＥＤＧＥ（ＧＳＭの拡張方式）、ＣＤＭＡ２０００方式など、あらゆる方式に適用可能であるが、本実施形態ではＷ−ＣＤＭＡに適用した場合を例として説明する。なお、各周波数バンドにおける送受信動作は、図６あるいは図９に示す携帯端末無線部の動作と同様であるので、各周波数バンドにおける送受信動作の詳細な説明は省略する。

本実施形態のマルチバンド無線機においても、前記図９の場合と同様に、アンテナ共用器（Duplexer）は、周波数バンド（バンドI,II,III）毎に用意され、３つのアンテナ共用器（Duplexer）３，４，５によって構成される。これら３つのアンテナ共用器（Duplexer）３，４，５とアンテナ１とは、アンテナスイッチ２を介して切り換えて接続されるが、本実施形態では、アンテナスイッチ２の切り換え制御信号は、後述する周波数バンド識別回路３０から供給される。

また、受信経路も、周波数バンド（バンドI,II,III）毎にＬＮＡ６，７，８、受信フィルタ９，１０，１１で構成される３通りの受信回路のパスと、使用する周波数バンドに応じてパスを切り換える切換スイッチ１２により構成され、さらに、消費電力削減のために、使用していない周波数バンドに対応するＬＮＡの電源はオフされるが、これらのスイッチ切り換え制御信号およびＬＮＡの電源ON/OFF制御信号も後述する周波数バンド識別回路３０から供給される。

同様に、送信側においても、各周波数バンド（バンドI,II,III）に対応した送信経路、即ち、
１）ドライバ２３→送信フィルタ２０→パワーアンプ１７→アイソレータ１４
２）ドライバ２４→送信フィルタ２１→パワーアンプ１８→アイソレータ１５
３）ドライバ２５→送信フィルタ２２→パワーアンプ１９→アイソレータ１６
の３つの経路が設けられ、消費電力削減のために、使用していない周波数バンドに対応する送信経路に接続されているドライバアンプ、パワーアンプの電源はオフされるが、この電源ON/OFF制御信号も後述する周波数バンド識別回路３０から供給される。

即ち本実施形態では、無線部内に周波数バンド識別回路（Band Identification Circuit）３０を設けたことを特徴としており、この周波数バンド識別回路３０には、不図示のＣＰＵから無線部の受信ローカルシンセサイザ（RX Local Synthesizer）２８と送信ローカルシンセサイザ（TX Local Synthesizer）２９に供給されているそれぞれの分周数データＮ、Ｒが入力される。

従って、この周波数バンド識別回路３０は、受信ローカルシンセサイザ２８と送信ローカルシンセサイザ２９の近傍に配置することが好ましい。特に、送信側シンセサイザおよび受信側シンセサイザとともに、同一チップ上に一体に集積化すればより好適である。周波数バンド識別回路３０は、これらのシンセサイザを介して入力された分周数Ｎ、Ｒに基づいて前記ＣＰＵにより指定された周波数バンドを識別し、識別した周波数バンドの結果に応じて、無線機内部の上記信号経路の切り換え、および各アンプの電源制御を行う。

本実施形態によれば、無線部内に設けられた周波数バンド識別回路３０から、各信号経路の切り換えおよび各アンプの電源供給を制御しているので、図９に示すような、ＣＰＵから各信号経路を切り換えるための制御ラインあるいは各アンプの電源供給を制御するための制御ラインが不要となり、従って、無線部とＣＰＵ間のインターフェイスが簡素化され、ＣＰＵの制御ポートも節約可能となる。

図２は、本実施形態で用いられる受信ローカルシンセサイザ（RX Local Synthesizer）２８または送信ローカルシンセサイザ（TX Local Synthesizer）２９の実施例を示すブロック図である。本実施例は、図７に示す整数分周タイプをその基本的構成としているが、シンセサイザはいろいろな方式があり、ＣＰＵから供給される制御信号によりそのローカル周波数を可変にすることが可能なシンセサイザであれば本発明の対象となり得るものであって、図２に示す構成により本発明を限定するものではない。

図２に示すシンセサイザも基本的な動作は、図７に示すシンセサイザと同様に、基準発振器２７の発振する基準信号をＲ分周器３５で分周した信号と、ＶＣＯ３１の発振する出力信号をＮ分周器３６で分周した信号の位相差を位相比較器３４で比較した結果を用いてチャージポンプ３３を駆動し、ループフィルタを介した電圧を用いてＶＣＯ３１の発振周波数を負帰還制御することにより、ＶＣＯ３１から安定な周波数を発生する。

基準発振器２７の発信周波数をＦｒ、出力周波数（ＶＣＯ３１の発振周波数）をＦｏ、Ｎ分周器３６の分周数をＮ、Ｒ分周器３５の分周数をＲとすると、出力周波数Ｆｏは、
Ｆｏ＝Ｆｒ×Ｎ／Ｒ
となる。基準発振器２７の発信周波数Ｆｒはこのマルチバンド無線機に予め設定されている既知の値であるので、ＮとＲの値が決まれば、ＶＣＯ３１の発振周波数Ｆｏは一意的に決まる。そこで、本実施形態では、図１〜図２に示すように、Ｒの値とＮの値をシンセサイザ経由で周波数バンド識別回路３０へ入力し、周波数バンド識別回路３０で、ＮとＲの値を用いてシンセサイザが発生するローカル発振周波数を判定することにより、使用される周波数バンドを識別する。

ＮおよびＲの値は、ＣＰＵからＤＡＴＡ，ＳＴＲＯＢＥ，ＣＬＯＣＫの３線シリアルインターフェイスを通じてシフトレジスタ４６、アドレスデコーダ４５に依って、ＳＴＲＯＢＥ信号の立ち上がりでＮレジスタ３９、Ｒレジスタ４０に取り込まれるが、図８に示されているように、シリアルデータの後尾にはアドレス情報（Address）があり、このアドレスがそのシンセサイザのアドレスに該当する場合のみ、ＳＴＲＯＢＥ信号がＮレジスタ３９、Ｒレジスタ４０に供給される。これによって、送信側シンセサイザ２９にセットされるべきデータと受信側シンセサイザ２８にセットされるべきデータとを区別してデータを設定出来る。

図３は、基準発振器２７の発振周波数が２６ＭＨｚであり、周波数の最小設定間隔（Raster）が１００ｋＨｚの場合に、各Ｗ−ＣＤＭＡの周波数バンド（バンドＩ〜III）に対応するＲの値とＮの値の範囲を示している。シンセサイザ２８，２９の出力する周波数は、直交復調器１３，直交変調器２６で２分周器を使用するために、実際の送受信周波数の２倍になっている。

次に、バンド識別回路３０の動作を説明する。バンド識別回路３０は、シンセサイザ２８、２９から送られて来る分周数Ｒ，Ｎの値を分析することによって、使用される周波数バンドを識別する。

上記の場合、例えばバンドIを使用するときには、Ｒの値が１３０であれば、Ｎの値は、送信側では、１９２００〜１９８００であり、受信側では２１１００〜２１７００となる。即ち、送信側と受信側のＮの値がそれぞれこの範囲に入っておれば、使用する周波数バンドはバンドIであると識別出来る。同様なことがバンドII、IIIでも可能である。以上のような、ＲとＮの値を入力して、バンドを識別する機能は、簡単なロジック回路で実現出来る。

図４は、周波数バンド識別回路３０においてバンドＩを識別するロジック回路の一例を示すブロック図である。本実施形態の場合、Ｒの値は全ての周波数バンドで１３０に固定されているため、Ｎの値を判定すれば一義的に周波数バンドを識別することが出来る。

図４において、比較器３０１の＋入力端に１９８００の値を、また比較器３０２の−入力端に１９２００の値をそれぞれ設定入力し、比較器３０１の−入力端と比較器３０２の＋入力端にＮの値を入力する。そして、比較器３０１の出力と比較器３０２の出力をＡＮＤゲート３０５に入力し、ＡＮＤゲート３０５の出力により使用送信周波数はバンドＩか否かを判定する。即ち、Ｎの値が１９２００〜１９８００であれば、ＡＮＤゲート３０５の出力はＨレベルとなり、使用送信周波数はバンドＩであると判定され、Ｎの値が１９２００以下あるいは１９８００以上であれば、ＡＮＤゲート３０５の出力はＬレベルとなり、使用送信周波数はバンドＩではないと判定される。

同様に、比較器３０３の＋入力端に２１７００の値を、また比較器３０４の−入力端に２１１００の値をそれぞれ設定入力し、比較器３０３の−入力端と比較器３０４の＋入力端にＮの値を入力する。そして、比較器３０３の出力と比較器３０４の出力をＡＮＤゲート３０６に入力し、ＡＮＤゲート３０６の出力により使用受信周波数はバンドＩか否かを判定する。即ち、Ｎの値が２１１００〜２１７００であれば、ＡＮＤゲート３０６の出力はＨレベルとなり、使用送信周波数はバンドＩであると判定され、Ｎの値が２１１００以下あるいは２１７００以上であれば、ＡＮＤゲート３０６の出力はＬレベルとなり、使用受信周波数はバンドＩではないと判定される。

バンドII、バンドIIIに対しても同様のロジック回路を設けることにより判定可能となる。あるいは、図４に示すロジック回路において、比較器３０１〜３０２の各設定入力を、バンドＩ〜バンドIIIのＮ値の範囲に順次切り換えて設定することにより、１つのロジック回路でバンドＩ〜バンドIIIのいずれの送信周波数帯域および受信周波数帯域が使用されているかを判定する等、適宜の手段により使用される周波数バンドを判定することができる。

周波数バンド識別回路３０は、この判定結果によりＡＮＤゲート３０５、３０６がＨレベルとなったバンドに対応する信号経路となるようにアンテナスイッチ２及び切り換えスイッチ１２を切り換え、かつ、該切り換えられた経路内のＬＮＡアンプ、ドライバアンプ及びパワーアンプにのみ電源を供給するように制御する。

従って、制御線は、無線部内に設けられた周波数バンド識別回路３０とアンテナスイッチ２及び切り換えスイッチ１２の間、および各ＬＮＡアンプ、ドライバアンプ及びパワーアンプの間にのみ設けるだけで済むので、プリント板上に占める配線領域を減らすことが出来、また、各切換スイッチあるいはアンプの動作を制御するための制御ポートをＣＰＵに設ける必要がないので、ＣＰＵの制御負担及び制御ポートの数も減らすことが出来る。

また、将来的には、送信側のシンセサイザのＲ，Ｎと受信側のシンセサイザのＲ，Ｎで識別したバンドが異なるようなオペレーションが出てくる可能性もあるが、その場合には、送信側と受信側で異なるバンドの信号経路を用いて対応出来る。そのようなオペレーションがない場合には、送信側と受信側の判定結果の何れかが誤っていることになり、その場合、例えば、受信側の結果に従って制御を行い、送信側の電源を落とすことによって送信を抑制することにより、無駄な電力消費を抑えるように制御する。

図５は、本実施形態で用いられる受信ローカルシンセサイザ（RX Local Synthesizer）２８または送信ローカルシンセサイザ（TX Local Synthesizer）２９の他の実施例を示すブロック図であり、シンセサイザ内部に複数のＶＣＯを設け、各バンドに対応して、シンセサイザ内部のＶＣＯを切り換え制御する構成としている。

複数の周波数バンドを、１つのＶＣＯのみではカバー出来ない場合も考えられるが、そのような場合は本実施例で示すように、ＶＣＯ３１を、発振周波数範囲の異なる複数のＶＣＯで構成して、スイッチ４７で切り換える方法により対応することができる。本実施例では、バンド識別回路３０からの制御線によって、識別されたバンドに対応するＶＣＯをスイッチ４７で選択し切り換えるように構成される。

なお、上記実施形態では、Ｗ−ＣＤＭＡ方式のマルチバンド携帯無線機に適用した場合を例として説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、ＴＤＭＡ方式あるいは、ＣＤＭＡ方式とＴＤＭＡ方式の両方式を備えたマルチバンド携帯無線機等にも適用可能である。

また本実施形態では、シンセサイザとしてダイレクトコンバージョン方式を採用した場合を例として説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、バンド切り換えが可能な任意のシンセサイザを用いたマルチバンド携帯無線機に適用可能である。また、送信側シンセサイザと受信側シンセサイザが一体である場合にも同様に適用可能である。

本発明の実施形態を示すマルチバンド無線機のブロック図である。 本実施形態で用いられるローカルシンセサイザの一例を示すブロック図である。 各Ｗ−ＣＤＭＡの周波数バンド（バンドＩ〜III）に対応するＲの値とＮの範囲の一例を示す図である。 本実施形態における周波数バンド識別回路を構成するロジック回路の一例を示すブロック図である。 本実施形態で用いられるローカルシンセサイザの他の実施例を示すブロック図である。 １周波数バンドに対応させた携帯端末無線部の従来例を示すブロック図である。 ローカルシンセサイザの従来例を示すブロック図である。 ＣＰＵから送出される分周数ＤＡＴＡ，ＣＬＯＣＫおよびＳＴＲＯＢＥの各信号パターンを示す図である。 図６に示す携帯端末無線部を用いて、マルチバンドに対応させた携帯端末無線部を構成した場合の例を示すブロック図である。

符号の説明

１ アンテナ
２ アンテナスイッチ
３，４，５ アンテナ共用器（Duplexer）
６，７，８ 低雑音増幅器（ＬＮＡ）
９，１０，１１ 受信フィルタ
１２ 切換スイッチ
１３ 直交復調器
１４，１５，１６ アイソレータ
１７，１８，１９ パワーアンプ
２０，２１，２２ 送信フィルタ
２３，２４，２５ ドライバアンプ
２６ 直交変調器
２７ 基準発振器
２８ 受信ローカルシンセサイザ（RX Local Synthesizer）
２９ 送信ローカルシンセサイザ（TX Local Synthesizer）
３０ 周波数バンド識別回路
３１ 電圧制御発振器（ＶＣＯ）
３２ ループフィルタ
３３ チャージポンプ
３４ 位相比較器
３５ Ｒ分周器
３６ Ｎ分周器
３７、３８，４１〜４３ バス
３９ Ｎレジスタ
４０ Ｒレジスタ
４４ データ取り込み制御線
４５ アドレスデコーダ
４６ シフトレジスタ
３０１〜３０４ 比較器
３０５，３０６ ＡＮＤゲート

Claims (10)

1. 無線部内に複数の信号処理経路を有し、該複数の信号処理経路を切り換えて動作させることにより、複数の周波数バンドに対応する通信機能を備えたマルチバンド無線機において、
   該マルチバンド無線機の動作を制御する制御部（ＣＰＵ）から出力される周波数バンド情報を入力することにより周波数バンドを識別する手段と、該識別結果に基づいて前記複数の信号処理経路の内から１つを選択する切り換え制御信号を出力する手段を有する周波数バンド識別回路を、前記無線部内に配置したことを特徴とするマルチバンド無線機。
2. 前記周波数バンド識別回路は、前記識別結果に基づいて前記信号経路に接続されている能動素子に対する電源供給を行なう制御信号を出力する手段を有することを特徴とする請求項１に記載のマルチバンド無線機。
3. 前記マルチバンド無線機は、前記ＣＰＵから供給される分周数データに基づいて、その送信および受信のためのローカル周波数信号を発生するシンセサイザを備えており、前記周波数バンド識別回路の周波数バンド識別手段は、前記ＣＰＵから前記シンセサイザに供給される前記分周数データを入力して使用周波数バンドを識別することを特徴とする請求項１または２に記載のマルチバンド無線機。
4. 前記周波数バンド識別回路は、前記送信側シンセサイザおよび受信側シンセサイザとともに、同一チップ上に集積化されていることを特徴とする請求項３に記載のマルチバンド無線機。
5. 前記周波数バンド識別回路は、前記送信側と受信側のシンセサイザに供給される分周数データから識別された周波数バンドが一致していないとき、受信側シンセサイザの分周数データから識別された周波数バンドを識別結果とする機能を有していることを特徴とする請求項３または４に記載のマルチバンド無線機。
6. 前記周波数バンド識別回路は、前記送信側と受信側のシンセサイザに供給される分周数データから識別された周波数バンドが一致していないとき、送信側経路の電源をオフとして、送信をストップするように制御する機能を有していることを特徴とする請求項５に記載のマルチバンド無線機。
7. 前記送信もしくは受信のためのローカル周波数信号を発生するシンセサイザは、基準周波数信号を発振する基準発振器と、前記ローカル周波数信号を出力する電圧制御発振器（ＶＣＯ）と、前記基準周波数信号をＲ分周するＲ分周器と、前記ＶＣＯから出力されるローカル周波数信号をＮ分周するＮ分周器と、前記Ｒ分周器で分周された信号と前記Ｎ分周器で分周された信号の位相を比較して位相差信号を出力する位相比較器と、該位相差信号に相当する電圧を発生して前記ＶＣＯの発振周波数を負帰還制御するチャージポンプ及びループフィルタと、前記ＣＰＵから供給される分周数データから自シンセサイザ宛てのＲ分周数データおよびＮ分周数データを取り込み、前記Ｒ分周器および前記Ｎ分周器に供給するとともに該Ｒ分周数データおよびＮ分周数データを前記前記周波数バンド識別回路へ出力するＲレジスタおよびＮレジスタとを備えていることを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載のマルチバンド無線機。
8. 前記送信もしくは受信のためのローカル周波数信号を発生するシンセサイザは、発信周波数範囲の異なる複数の電圧制御発振器（ＶＣＯ）と、該複数のＶＣＯの内から１つを選択して動作させる選択スイッチを備えており、前記周波数バンド識別回路は、前記シンセサイザに供給される前記分周数データから識別した周波数バンドの結果に基づいて、前記複数のＶＣＯの中から所定のＶＣＯを選択する制御信号を前記選択スイッチに供給する機能を有していることを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載のマルチバンド無線機。
9. 前記信号処理経路は、アンテナで受信した無線周波数信号を、前記周波数バンド毎に設けられた複数のアンテナ共用器に切り換えて出力するアンテナスイッチと、各アンテナ共用器から出力される受信信号を増幅する前記周波数バンド毎に設けられた複数の低雑音増幅器と、該増幅された信号の当該周波数帯域外成分を抑圧する前記周波数バンド毎に設けられた複数の受信フィルタと、前記複数の受信フィルタの出力を切り換えて共通のベースバンド復調器へ送出する切り換えスイッチとを有する受信信号処理経路と、ベースバンド信号により変調された無線周波数信号を増幅する前記周波数バンド毎に設けられた複数のドライバ増幅器と、該増幅された無線周波数信号の帯域外のスプリアス成分を除去する前記周波数バンド毎に設けられた複数の送信フィルタと、各送信フィルタから出力された無線周波数信号を電力増幅する前記周波数バンド毎に設けられた複数の電力増幅器と、各電力増幅器から出力された無線周波数信号を前記各アンテナ共用器および前記アンテナスイッチを介して前記アンテナへ送出する前記周波数バンド毎に設けられた複数のアイソレータとを有する送信信号処理経路と、からなっていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のマルチバンド無線機。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載のマルチバンド無線機を備えていることを特徴とする携帯電話機。

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