JP2006518136A - ２つのモジュールを備えモジュール及びディバイスに対応する無線通信装置が受信及び送信した信号を処理するシステム - Google Patents

Abstract

本発明は２つのモジュールから構成する無線通信装置が受信及び送信する信号を処理するためのシステム及び対応するモジュール及び装置に関する。本発明のシステムは、信号処理手段が２つの別個のモジュールの間に割り当てられ、前記モジュールのそれぞれが、印刷回路上に取り付けるように設計される場合は基板上に少なくとも２つの部品を含み、前記モジュールが前記目的のために設けられたインターフェース上で中間信号を交換することを特徴とする。

Description

本発明の分野は無線通信であり、より正確には、無線電話又は、例えば機械又は車両の中に組み込まれた無線通信システムを用いて信号を交換することができる任意の種類の装置又は手段のいずれかのディジタル無線通信端末である。

より正確に言うと、本発明は、必要性の関数として、これらの端末を製造すること及び特にそれらのアセンブリー及び設計の小型化及び最適化を図ることに関する。

構成部品ベースのディバイス
大抵の無線通信装置は、伝統的に印刷回路上に組み込まれた電子部品の組を含む。これら様々な部品の用途は、ＲＦ信号を受信することから音響信号を生成することまで（無線電話の場合）、またその逆の場合でも、種々の必要な機能を実行することである。これらの機能の幾つかはアナログであり、他はディジタルである。

多くの研究が、これら無線通信装置の製造に関して実行されてきた。両立することが難しい３つの目的、すなわち、装置を小型化すること、機能の数を増加すること及びアセンブリーを単純化することを実現する必要がある。特に、種々の部品を印刷回路上に組み込むことは、小型化の要求があるために、多くの部品をますます小さくなる区域に実装する必要があるため比較的面倒な作業であることは周知である。

このため、これらのシステムの設計は複雑である、その理由は、この設計はそれぞれの特定の特徴を考慮しながら、種々の構成部品が高い頻度で複数のソースと結合されまた一緒に動作するように作られる必要があることも要求するためである。さらに、全ての構成部品が組み立てられた後で、装置の正確な動作を保証するために、時間がかかる複雑なキャリブレーション試験の段階が必要なことが多い。

最後に、幾つかの部品の寸法を小さくするにもかかわらず、アセンブリーは減らすことが難しい一定の面積を占有する。

モジュールベースの装置
この特許出願の所有者は、１つのモジュールの中にディジタル無線通信装置の機能の全て又は大部分をグループ分けすることから成る、これらの不都合の幾つかを克服する方法を提案してきた。

そのようなモジュールは、装置の製造業者が多数の部品に注意を払う必要なく直接組み込みすることができる、１つの小型で好ましくは遮蔽されたケースの形を取っている。

このモジュールは、時には「マクロ部品」と呼ばれることもあり、基板上の幾つかの部品のグループから形成されるため、このモジュールを１つの素子の形式で組み込むことができる。それは電波周波数（radioelectric frequency）を用いる電気通信端末の動作に不可欠の部品及びソフトウェアを含む。このため、端末に対して何らかの複雑な概念設計又は検証ステップはもはや存在しない。最小限必要なことは、モジュールに対して必要な空間を残しておくことである。

それ故に、そのようなモジュールは、全ての部品を無線端末（携帯電話、モデム又は無線の規格を用いるその他のアプリケーション）の中に容易に、迅速にまた最適に一体化することができる。

さらに、モジュールが全ての不可欠な機能を含んでおり、完全なユニットとして設計されるため、キャリブレーション及び試験の問題はもはや同様に持ち上がらないか又は少なくとも極めて単純化される。

このため、この特許出願の所有者が作り出したモジュールは、後で使用する可能性がある大抵のネットワーク上でハードウェア及びソフトウェアの両方の点に関して十分に試験される。さらに、このモジュールは都合が良いことに、工業所有権の側面（全ての機能がグループ化されるため、モジュールの製造業者は対応する工業所有権を管理する）及び技術支援の側面を含む。

従来技術の不都合な点
これらの明白な利点にもかかわらず、この技術には幾つかの不都合がある。まず第１に、このモジュールは全ての機能を含む必要があるため、一定量の空間を占める。このため、幾つかの小さい及び／又は画期的なディバイスを組み込むことは結果として困難である。

この比較的大きな寸法及び対応する重量は、そのようなモジュールに対して設計されていない自動組立てラインの中で問題を引き起こす可能性もある。

さらに、その製造は、全ての機能を一体化する必要があるために比較的複雑であり、また例えば、特にＲＦ信号の処理を行うために、完全な遮蔽が必要である。

最後に、全ての機能をグループ化することから構成する構造体は、無線通信装置の製造業者の要求事項に必ずしも適合するとは限らない。これらの製造業者は、場合によっては、自分たちが開発した又は第三者によって提供された機能を使用したいと思うことがある。

発明の目的
本発明の主な目的は、従来技術によるこれらの欠点を克服することである。

より正確には、本発明の１つの目的は、無線通信装置の製造を最適にする、特にそれらの装置をさらに小型化する又は新しい形式に適合させるための技術を提供し、同時にこの特許出願の所有者が提案したモジュールによって提供される利点を維持し、また複数の部品を使用する従来のシステムの欠点を避けることである。

このため、本発明の１つの目的は、無線通信装置の製造業者がこれらの装置を据付、キャリブレーション及び／又は試験を容易に行えるように設計することを容易にする技術を提供することである。

本発明の別の目的は、良好な品質の信号処理及び特にＲＦ信号による雑音及び障害に対する優れた耐性を与える技術を提供することである。

本発明の別の目的は、無線通信装置のアセンブリーを高速で安価にすることができる技術を提供することである。

本発明の別の目的は、使用する手段の開発及び変更並びに在庫管理を簡単にすることである。

本発明の主な特徴
これらの目的及び他の目的は下記の内容を読めば一層明らかになり、無線通信装置が受信及び送信する信号を処理するためのシステムを用いる本発明に基づいて実現される。この無線通信装置に対して、信号処理手段が、印刷回路上に取り付けるように設計されたパッケージの中の、この目的のために設けられたインターフェース上で中間信号を交換する基板上に、それぞれが少なくとも２つの部品を含む２つの別個のモジュールの中に割り当てられる。

このため、装置の中のモジュールの分配を最適にすることができ、その結果、新しい製品及び新しい形状を開発することができる。

さらに、各モジュールをより小さくすることができ（このため、機械が一層容易に取り扱うことができる）、また最も適した技術を用いて作ることができる。

各モジュールの開発も、簡単にまたより早くされる。１つ又は他のモジュールを変更することも容易である。

これにより、変形例及びこのため在庫の管理が容易にされる。例えば、１つのベースバンド用モジュールに対して、様々な周波数帯域に対応する幾つかのＲＦモジュールを持つことが可能になる。

本発明の１つの好適な実施形態によれば、前記中間信号はディジタル信号である。

これにより、障害を効率的に減少させ、このため単一モジュールの利点を維持することができる。この方法では、必要な場合、２つのモジュールを互いから離れた状態にしておくことも可能である。

しかしながら、ある特定の場合では、幾つかの中間信号はアナログの状態に留まることができる。

１つの好ましい実施形態によれば、第１のモジュールが無線周波数処理を行い、第２のモジュールがベースバンド処理を実行する。

この構成を分けることは、各モジュールを効率的に最適化する。前記モジュールのそれぞれが、メモリを備えることが好ましい。

このように、メモリをＲＦモジュール（それは本質的にアナログである）の中に都合よく設けて、特にそのキャリブレーションパラメータを保持することができる。

さらに、電力制御情報及び／又は周波数基準情報が生成され、前記第１のモジュールの中で使用されることが好ましい。

このことは、このようにインターフェース上の信号の数を制限し、このモジュールはより独立して作られる。

１つの好適な特徴によれば、少なくとも１つの前記モジュールの少なくとも幾つかの前記中間信号は、前記モジュールから少なくとも２つの出力部に配送され、前記モジュールの配置の柔軟性（placement flexibility）を最適化する。

このように、特に前記モジュールの１つがアンテナ又はアンテナ出力を保持する場合、前記中間信号は第１のモジュールの右及び左で利用可能であり、アンテナ又はアンテナ出力は同じ方向に留まる。

１つの好ましい製造方法によれば、前記モジュールの少なくとも１つはセラミックの支持体上に作られる。

セラミックから作られる前記モジュールの１つは、表面音響波（ＳＡＷ）フィルタを一体化することが好ましい。

都合の良いことに、セラミックから作られる前記モジュールの少なくとも１つは、電力増幅器の熱放散手段を一体化する。

本発明の別の好ましい態様によれば、少なくとも１つの前記モジュールは、自身が属するバッチ数を識別する手段を含む。

特に、前記識別手段は、前記モジュールの幾つかの接続上で短絡回路及び／又は開回路を使用することができる。

少なくとも１つの前記モジュールが、コンデンサ、インダクタ及び抵抗を含むグループに属する、その値が識別手段を形成する少なくとも１つの受動素子を含むこともできる。

前記モジュールは、都合の良いことに、適合していることを検証する手段も含むことができる。これにより、２つのモジュールのアセンブリーが一緒に動作するように設計されていないということが避けられる。

このため都合の良いことに、第１の前記モジュールが１つのコードを含み、第２の前記モジュールが前記コードをデコードするキーを含む。

次に、このキーをコードを有するモジュールに送信することができるが、キーが正しくない場合はブロックされる。より一般的に言うと、モジュールは１つの動作に関する暗号化データを他の動作のデータと交換することができる。

本発明の別の好ましい見地では、少なくとも１つの前記モジュールは遮蔽物を保持する。

前記遮蔽物は、アンテナ又はアンテナを保持する手段を有することが望ましい。

特に、前記アンテナは、放射構造を形成する少なくとも１つのスリットを含むことができる。

本発明は、そのようなシステムを形成する各モジュール、特に、無線周波数処理手段を含むモジュール及びベースバンド処理手段を含むモジュールにも関係する。

そのようなモジュールは、中間信号を他のモジュールと交換するためにディジタルインターフェースを使用することが望ましい。

本発明は、信号処理手段を用いる無線通信装置にも関係する。この信号処理手段は、この目的のために設けられたインターフェース上の中間信号を交換する２つの別個のモジュールの中に割り当てられる。

前述したように、機械（「Ｍ２Ｍ」マシン−ツー−マシンのシステム）、又は車両又は無線電話に搭載されるどのような種類の装置も使用することができる。

無線電話に関しては、目的は互いに自由に動ける２つの部品から構成する電話を作ることであり、前記部品のそれぞれは前記モジュールの１つを保持する。

本発明の別の特徴及び利点は、単純な例証的であるが限定するものではない実施例及び添付した図面として与えられた以下の好ましい実施形態の説明を読めば一層明らかになるであろう。

本発明の原理を思い出させるもの
それ故に、本発明は、周知のモジュール技術に基づいて、またそれを向上させる無線通信装置を製造するための新しい方式に関する。本発明によれば、２つのモジュールが提供され、それらの２つのモジュールの間に、通常は１つのモジュール上に設けられる機能が分配される。これにより、モジュールの組み込みを必要性の関数として最適化することができる。

単一のモジュールが最も効率的な解決策であることを考慮すると、この方式は明白ではなく、またこの対象の専門家が最初に期待するものに逆行していることを思い出して欲しい。

さらに、以下に説明するように、ＲＦ部品及びベースバンド部品が従来はアナログの中で共に接続されるが、ディジタルインターフェースを使用するような何らかの明白でない適応なしには、この技術は効率的に使用することはできない。

本発明によるモジュールの概念を思い出させるもの
この点では、モジュールは、容易に組み込み可能なアセンブリーを形成するように、同じ基板上にまた同じパッケージの中に搭載され、適合されまた試験された幾つかの部品を含むという点で、従来の構成部品とは異なっていることを思い出して欲しい。

本発明による２つのモジュールが存在することにより、新しい組込み及び組立ての可能性を可能にしながら、これらの利点を維持すること及び最適にすることさえもが可能になる。論理コントローラが取り扱うことができ、新しい設計の新しい製品を作るために使用することができるより小型のモジュールが得られる。

本発明の実施例の具体化：「クラムシェル（Clam shell）」形無線電話
図１は、本発明が好適な電話の実施例も示す。それは閉じた位置及び図１に示すように（例えば）１２０°から１６０°の程度の角度で組み合わせるように、互いに自由に動かすことができる２つの部分１１及び１２で作られた小型化された無線電話である（この種の電話はクラムシェルと呼ばれる）。特に、目に見える部品は、部分１１に対するキーボード１１１及び部分１２に対するスクリーン１２１である。

周知の技術によれば、部分１１は印刷回路上にバッテリー及びモジュール（すなわち、主要な部品）を含む。このことは、部分１１が通常は比較的大きく厚い理由である。

しかしながら、本発明によれば、モジュールを部分１１及び１２のそれぞれに再配分して、これにより、特に部分１１の寸法を小さくすることができる。結果はこのように、無線電話を、全ての必要な品質を維持しながら、周知の電話よりも遙かに小さくすることができる。

明らかに、本発明によれば、２つのモジュールを用いて多くの他の組立て及び組込みを行うことができる。

２つのモジュールの分離及び接続
図２は、異なる機能が配分されている２つのモジュールを区別することができる、本発明による原理図を示す。

この２つのモジュールは、ベースバンドモジュール２１及びＲＦ（無線周波数）モジュール２２と呼ばれる。しかしながら、異なる機能を配分することは、各モジュールを最適にするために、１つのモジュール内で使用されるものとは著しく異なることに注意されたい。

例えば、ＲＦモジュール２２を単に遮蔽することによって、又は各モジュールに最も良く適合した種々の基板技術を用いることによって、各モジュールの製造を最適化することも可能である。

さらに、２つのモジュールが存在することにより、無線部分をベースバンド部分からさらに離すことができ、このため特に、ＲＦモジュール及びアプリケーションの他の能動素子が発生する障害を減少させることに貢献する。

２つのモジュール２１及び２２に分離することは、アプリケーションの他の部品を編成する場合の柔軟性も向上させる。例えば、アンテナとＲＦモジュール２２との間の距離を短くすることができ、このことは全体的な効率を向上させることができるため、バッテリーの寿命を伸ばすことができる。

これら２つのモジュール２１及び２２は、ディジタルインターフェース２３を用いて接続される。このディジタルインターフェース２３は障害を減少させることに役立ち、少なくとも下記の中間論理信号、
−プログラミングデータ用の直列又は並列リンク、
−送信又は受信時にデータを処理するために有用なデータを伝える直列又は並列リンク、
−論理的な制御信号の組、
−基準論理クロック、を含む。

ベースバンドモジュール
ベースバンドモジュール２１は、単純化したブロック図の形式で図３に示される。

特に、そのモジュールは、互いに接続され、特に機械的な支持体としての役割を果たす１つの基板上に組み立てられた下記の部品、
−様々なディジタル信号処理動作を行うマイクロプロセッサすなわち信号処理プロセッサ（ＤＳＰ）３１、
−マイクロコントローラ３６、
−メモリ３２、
−電源調整手段３３、
−オーディオフィルタ３４、
−周辺機器に対するインターフェース部品３５、を含む。

ベースバンドモジュール２１はこのようにディジタル処理を実行するため、ソフトウェアの計算機能及びメモリ領域を含む必要がある。それ故に、このモジュールは本質的にディジタルである。

ＲＦモジュール
ＲＦモジュール２２も、単純化したブロック図の形式で図示されている。特に、このモジュールは、互いに接続され、特に機械的な支持体としての役割を果たす１つの基板上に組み立てられた下記の部品、
−低雑音増幅器、ミキサ、低周波増幅器、変調器、復調器、周波数シンセサイザー及び発振器を含む「トランシーバ」ブロック４１、
−電力制御増幅器４２、
−アンテナスイッチ４３、
−場合によっては周波数可変能力を有する、例えば、表面音響波（ＳＡＷ）形のＲＦ通過帯域フィルタ４４、
−レギュレータ４５、
−基準クロック回路４７、を含む。

このＲＦモジュールは本質的にアナログである。しかしながら、本発明によれば、そのモジュールは、第１はディジタルインターフェースを管理するために、第２はキャリブレーションのパラメータを内部で管理するために、ディジタル部品を含むことが好ましい。その結果、そのモジュールはメモリ４６を含む。

さらに、ＲＦモジュールは、電力制御及び周波数基準手段又は他のキャリブレーション部品（通常は１つのモジュールのベースバンドのディジタル部分の中に存在する）を含むことが好ましい。例えば、これらのパラメータは所定のレジスタをプログラムすることによって制御される。

これにより、このＲＦモジュールを使用することが簡単にされ、中間のインターフェース信号の数が削減される。

モジュールの製造（セラミックの支持体）
小さいモジュール（特に、厚さを薄くしたモジュール）を得ることができる本発明の１つの好ましい実施形態によれば、モジュールはセラミック基板の上に作られる。

ＲＦモジュール２２は、ＳＡＷフィルタを含む。特定の手段が電力増幅器からの熱放散用に設けられる。

接続の複写
本発明の１つの好ましい実施形態によれば、図５に示した多重入力／多重出力システムは、少なくともＲＦモジュール２２に対して設けられる。

ベースバンドモジュールとインターフェースをとる同じ信号５１及び５２が、ＲＦモジュールの右及び左で複写される。このため、アンテナ５３をモジュールの頂部に向かって残すことによって、ベースバンドモジュール２１をＲＦモジュール２２の右又は左に置くことを選択できる。

遮蔽物及びアンテナ
本発明の別の見地によると、ＲＦモジュール２２の遮蔽物はアンテナを保持するか又はアンテナとしての役割を果たすことができる（特に、両面の場合）。このように、そこから放射構造体を作るように、スリット又は任意の他の適当なパターンをエッチング処理することができる。

この遮蔽物は、アンテナとして動作するように取り付けた金属の素子を固定するように使用することもできる。この遮蔽物は、モジュール内の無線機能をアンテナからの送信から保護するために使用され、また送信素子に対する物理的な支持体としての役割を果たすと共に、それ自体送信に加わる。

他の可能性は、図５に示すように、ＲＦモジュールの基板（例えば、セラミック）を延長してアンテナをその中に組み込むことである。この場合、アンテナの下側から始まる遮蔽物は、無線の送信に関係する。

これらの特徴は、１つのモジュールの場合にも使用できることに注意されたい。

バッチ番号の識別
これらのモジュール、例えば、ＲＦモジュール２２は、幾つかの接続上で短絡回路又は開回路を用いることによって、バッチ番号を認証するために使用できる。

セラミックは、バッチ番号をコード化するために、電気的な機能（インダクタ、コンデンサ及び／又は抵抗）をエッチングするために使用される。モジュール又はバッチ番号の識別は、モジュールの入力／出力部で基板内に一体化された部品の値を測定することによって得られる。

これらの特徴は、１つのモジュールの場合にも使用できることに注意されたい。

実施例の適用
本発明は、ＧＳＭ規格に基づくモジュールに特に適用できる。この場合は、モジュールはＧＳＭ規格（ＦＴＡ）において保証される。モジュールは単独で試験及び較正される。このため、規格との両立性は、ディジタルインターフェースの使用に基づいて、各モジュールにおいて及び互いに無関係にアプリケーションの中のそれぞれのグルーピングの中で保証される。

本発明によるシステムを使用することができる装置、すなわち、互いに自由に動くことができる２つの部品を有する無線電話を示す図である。 本発明によるシステムの一般的なブロック図である。 図２の各モジュールの原理を簡単なブロック図の形式で示す図である。 図２の各モジュールの原理を簡単なブロック図の形式で示す図である。 本発明による二重接続のモジュールを説明する図面である。

Claims (25)

1. 無線通信装置によって受信及び送信される信号を処理するためのシステムであって、信号処理手段が、それぞれが印刷回路上に取り付けられるように設計されたパッケージの中の基板上に少なくとも２つの部品を含む２つの別個のモジュールに割り当てられ、この目的のために設けられたインターフェース上で中間信号を交換することを特徴とするシステム。
2. 請求項１に記載のシステムであって、前記中間信号がディジタル信号であることを特徴とするシステム。
3. 請求項１及び２のいずれかに記載のシステムであって、第１のモジュールが無線周波数処理を行い、第２のモジュールがベースバンド処理を実行することを特徴とするシステム。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のシステムであって、前記モジュールのそれぞれがメモリを含むことを特徴とするシステム。
5. 請求項３及び４に記載のシステムであって、前記第１のモジュールのメモリがこのモジュールに対するキャリブレーション用パラメータを含むことを特徴とするシステム。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のシステムであって、電力制御情報及び／又は周波数基準情報が前記第１のモジュール内で発生されることを特徴とするシステム。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のシステムであって、少なくとも１つの前記モジュールの少なくとも幾つかの前記中間信号が、前記モジュールの位置柔軟性を最適にするために、前記モジュールから少なくとも２つの出力部に配送されることを特徴とするシステム。
8. 請求項７に記載のシステムであって、前記モジュールの１つがアンテナ又はアンテナ出力部を携帯し、前記アンテナ又はアンテナ出力部を同じ方向に向けたままで、前記中間信号が前記第１のモジュールの右及び左で利用可能であることを特徴とするシステム。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載のシステムであって、前記モジュールの少なくとも１つがセラミックの支持体上に作られることを特徴とするシステム。
10. 請求項９に記載のシステムであって、セラミックから作られた前記モジュールの１つが、表面音響波（ＳＡＷ）フィルタを組み込むことを特徴とするシステム。
11. 請求項９及び１０のいずれかに記載のシステムであって、前記セラミックから作られたモジュールの１つが電力増幅器の熱消散手段を組み込むことを特徴とするシステム。
12. 請求項１〜１１のいずれかに記載のシステムであって、前記モジュールの少なくとも１つが、自身が属するバッチ番号を識別する手段を含むことを特徴とするシステム。
13. 請求項１２に記載のシステムであって、前記識別手段が前記モジュールの幾つかの接続上で短絡回路及び／又は開回路を用いることを特徴とするシステム。
14. 請求項１２及び１３のいずれかに記載のシステムであって、前記モジュールの少なくとも１つがコンデンサ、インダクタ及び抵抗を含むグループに属する少なくとも１つの受動素子を含み、その１つ又は複数の値が識別手段を形成することを特徴とするシステム。
15. 請求項１〜１４のいずれかに記載のシステムであって、前記モジュールが、自身らが適合されていることを検証する手段を含むことを特徴とするシステム。
16. 請求項１５に記載のシステムであって、第１の前記モジュールが１つのコードを含み、第２の前記モジュールが前記コードをデコードするキーを含むことを特徴とするシステム。
17. 請求項１〜１６のいずれかに記載のシステムであって、前記モジュールの少なくとも１つが遮蔽物を保持することを特徴とするシステム。
18. 請求項１７に記載のシステムであって、前記遮蔽物がアンテナ又はアンテナを保持する手段を有することを特徴とするシステム。
19. 請求項１８に記載のシステムであって、前記アンテナが放射構造を形成する少なくとも１つのスリットを含むことを特徴とするシステム。
20. 請求項１〜１９のいずれかに記載のシステムのモジュールが、無線周波数処理手段を含むことを特徴とするシステムのモジュール。
21. 請求項１〜１９のいずれかに記載のシステムのモジュールが、ベースバンド処理手段を含むことを特徴とするシステムのモジュール。
22. 請求項２０及び２１のいずれかに記載のモジュールが、別のモジュールと中間信号を交換するためにディジタルインターフェースを使用することを特徴とするモジュール。
23. この目的のために設けられたインターフェース上で中間信号を交換する２つの別個のモジュールに割り当てられた信号処理手段を使用することを特徴とする無線通信装置。
24. 請求項２３に記載の無線通信装置が無線電話であることを特徴とする無線通信装置。
25. 請求項２４に記載の装置が、互いに自由に動かすことができる２つの部分を含み、前記部分のそれぞれが前記モジュールの１つを受け入れることを特徴とする装置。

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