JP2007258847A - Radio terminal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線端末に関し、特にマルチバンドかつダイバーシチ受信に対応した無線端末に関する。 The present invention relates to a wireless terminal, and more particularly, to a wireless terminal that supports multiband and diversity reception.
年々、無線端末、一例として携帯端末においては高データレート対応化の要求が高まっている。これに対応するためにダイバーシチ受信は有効であるため検討がなされている。一方で、ユーザー数の増加による周波数の逼迫や国際ローミングの需要によりマルチバンド対応も必須となっている。こうした中で、無線回路規模の肥大化が課題となっている。 Every year, demands for high data rate support are increasing in wireless terminals, for example, mobile terminals. In order to cope with this, diversity reception is effective and has been studied. On the other hand, multiband support is also indispensable due to the tight frequency due to the increase in the number of users and the demand for international roaming. Under such circumstances, the enlargement of the radio circuit scale has become an issue.
図5は従来の携帯端末の一例の構成図である。同図を参照すると、従来の携帯端末200は、アンテナ201,202と、アンテナスイッチ203と、デュプレクサA204と、バンドパスフィルタ(BPF)205と、送信回路A206と、第1受信回路208と、第2受信回路209と、無線IC(integrated circuit)215と、レイク受信部219と、CPU(central processing unit)220とを含んで構成される。
FIG. 5 is a configuration diagram of an example of a conventional portable terminal. Referring to the figure, a conventional
また、アンテナスイッチ203は4個のスイッチSW1〜4を含んで構成され、無線IC215はミキサ210,211と、アナログベースバンド部212,213と、制御回路214と、レジスタ221とを含んで構成され、レイク受信部219は1系復調器(demodulator)216と、2系復調器217と、合成器218とを含んで構成される。
The
この携帯端末200は、説明のため運用周波数バンドAのみのシングルバンドのダイバーシチ受信に対応している。高データレート対応化のため受信回路系の一方(バンドパスフィルタ205、第2受信回路209等)はダイバーシチ専用として追加したものである。すなわち、デュプレクサの替わりにバンドパスフィルタ205を使用している。また、アナログベースバンド部213の出力は必然的に2系専用の受信データとして扱われ、2系復調器217に入力されるため、無線IC215は後述する図1に示すスイッチ114を持たない。
This
また、1系復調器216と2系復調器217はダイバーシチ効果や回路規模、消費電流等を勘案して最適な実装がなされるため、必ずしも同一の回路構成にはならない。その場合、2系復調器217がダイバーシチ受信時に動作するものとしてソフトウエアも設計すればよい。
Further, the 1-
図6は従来の携帯端末の他の一例の構成図である。同図を参照すると、従来の携帯端末300は、アンテナ301,302と、アンテナスイッチ303と、デュプレクサA304と、デュプレクサB322と、バンドパスフィルタ305と、送信回路A306と、第1受信回路308と、送信回路B307と、第1受信回路324と、第2受信回路309と、無線IC315と、レイク受信部319と、CPU320とを含んで構成される。
FIG. 6 is a configuration diagram of another example of a conventional portable terminal. Referring to the figure, a conventional
また、アンテナスイッチ303は6個のスイッチSW1〜6を含んで構成され、無線IC315はミキサ310、311、325と、アナログベースバンド部312、313と、制御回路322と、レジスタ321とを含んで構成され、レイク受信部319は1系復調器316と、2系復調器317と、合成器318とを含んで構成される。
The
同図に示す携帯端末300は、図5の構成にさらに運用周波数バンドBを追加してマルチバンド対応させた従来例を示している。この例では、増えた周波数バンドの分だけ無線部品を追加し、ベースバンド部は図5の携帯端末200と共通化を図っている。ベースバンド部はRF周波数を意識する必要が無いため、ベースバンドの制御方法まで含めて共通化したほうが開発コストの削減効果が大きいためである。
The
一方、複数のアンテナ、複数の受信部およびレジスタ変換部を備え、レジスタ変換部に周波数情報を格納し、アンテナおよび受信部がマルチバンド受信を行う無線端末が開示されている(特許文献1参照)。 On the other hand, a wireless terminal that includes a plurality of antennas, a plurality of reception units, and a register conversion unit, stores frequency information in the register conversion unit, and performs multiband reception by the antenna and the reception unit is disclosed (see Patent Document 1). .
また、複数のアンテナと複数の受信系を備え、受信状態検出情報からダイバーシチ回路がダイバーシチ動作制御情報を出力し、アンテナおよび周波数を切り替えるダイバーシチ受信装置が開示されている(特許文献2参照)。 In addition, a diversity receiving apparatus that includes a plurality of antennas and a plurality of receiving systems, and that a diversity circuit outputs diversity operation control information from reception state detection information and switches between antennas and frequencies is disclosed (see Patent Document 2).
また、2つのI/Qデータを切り替えるスイッチを備えるラジオリンクターミナルが開示されている(特許文献3参照)。 A radio link terminal including a switch for switching between two I / Q data is disclosed (see Patent Document 3).
アンテナ合成方式によるダイバーシチ受信機は、ベースバンド部を拡張して複数系統用意し、これに指向性の異なるアンテナと受信RF回路を各ベースバンド部に割り当てることにより実現できる。しかし、あらゆる周波数の組み合わせに対応させるためにマルチバンド化した場合には、基本的に増えたバンドの数だけRF回路を増加させる必要があり、このため無線部分のコストおよび実装面積の増加を招くという課題がある。 The diversity receiver using the antenna combining method can be realized by expanding the baseband unit to prepare a plurality of systems, and assigning antennas and reception RF circuits having different directivities to the baseband units. However, when the multi-band configuration is adopted in order to cope with any combination of frequencies, it is necessary to increase the number of RF circuits by the number of bands basically increased, which causes an increase in cost and mounting area of the radio part. There is a problem.
一方、上記特許文献1〜3のいずれにも、マルチバンドかつダイバーシチ受信が可能な無線端末におけるアンテナ切り替え機構は開示されていない。
On the other hand, none of the
そこで本発明の目的は、無線部分のコストおよび実装面積の削減が可能なマルチバンドかつダイバーシチ受信に対応した無線端末を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a wireless terminal that supports multiband and diversity reception that can reduce the cost and mounting area of the wireless portion.
前記課題を解決するために本発明による無線端末は、マルチバンドかつダイバーシチ受信が可能な無線端末であって、複数の受信アンテナと、複数の受信装置と、前記受信アンテナと前記受信装置との接続を切り換える第1スイッチ手段と、前記受信装置とその後段に接続される装置との接続を切り換える第2スイッチ手段と、マルチバンド動作かあるいはダイバーシチ動作かに応じて前記第1および第2スイッチ手段ならびに前記受信装置を切り替える切り替え制御手段とを含むことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a wireless terminal according to the present invention is a wireless terminal capable of multiband and diversity reception, and a plurality of receiving antennas, a plurality of receiving apparatuses, and a connection between the receiving antennas and the receiving apparatuses. First switch means for switching between the first switch means, second switch means for switching the connection between the receiving apparatus and the apparatus connected to the subsequent stage, the first and second switch means depending on whether the operation is multiband operation or diversity operation, and Switching control means for switching the receiving device.
ここで、本発明の作用を述べる。本発明による無線端末は、無線部とベースバンドのインターフェイスにおいて、無線部から出力される2系統の受信I/Qデータを、無線ICのレジスタ設定に応じて、第1ベースバンド部とダイバーシチ用の第2ベースバンド部に自在に割り当てられるようにする。このとき、第1ベースバンド部にI/Qデータを出力している受信回路を受信レベルの高いほうのアンテナに、他方の受信回路を受信レベルの低いほうのアンテナに接続するようにアンテナ切り替え制御を行う。 Here, the operation of the present invention will be described. The wireless terminal according to the present invention receives two systems of received I / Q data output from the wireless unit at the interface between the wireless unit and the baseband according to the register setting of the wireless IC and for diversity. The second baseband unit can be freely assigned. At this time, the antenna switching control is performed so that the receiving circuit outputting I / Q data to the first baseband unit is connected to the antenna having the higher reception level and the other receiving circuit is connected to the antenna having the lower reception level. I do.
本発明によれば、上記構成を含むことにより、無線部分のコストおよび実装面積の削減が可能なマルチバンドかつダイバーシチ受信に対応した無線端末が得られる。 According to the present invention, by including the above configuration, it is possible to obtain a wireless terminal that supports multiband and diversity reception that can reduce the cost and mounting area of the wireless portion.
以下、本発明の実施例について、添付図面を参照しながら説明する。図1は本発明に係る無線端末の一例の構成図である。この無線端末は一例としてマルチバンドかつダイバーシチ受信に対応した携帯端末であり、特に1種類の下り周波数帯に2種類の上り周波数帯を対応させた複数のデュプレクサを含む携帯端末である。また、この無線端末は一例としてCDMA(code division multiple access)通信を行う端末である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of an example of a wireless terminal according to the present invention. As an example, this wireless terminal is a portable terminal that supports multiband and diversity reception, and particularly includes a plurality of duplexers in which two types of upstream frequency bands correspond to one type of downstream frequency band. In addition, this wireless terminal is a terminal that performs CDMA (code division multiple access) communication as an example.
図1は本発明に係る携帯端末の一例の構成図である。同図を参照すると、本発明に係る携帯端末100は、アンテナ101,102と、アンテナスイッチ103と、デュプレクサA104と、デュプレクサB105と、送信回路A106と、第1受信回路108と、送信回路B107と、第2受信回路109と、無線IC115と、レイク受信部119と、CPU120とを含んで構成される。
FIG. 1 is a configuration diagram of an example of a portable terminal according to the present invention. Referring to the figure,
また、アンテナスイッチ103は4個のスイッチSW1〜4を含んで構成され、無線IC115はミキサ110、111と、アナログベースバンド部112、113と、スイッチ114と、制御回路122と、レジスタ121とを含んで構成され、レイク受信部119は1系復調器116と、2系復調器117と、合成器118とを含んで構成される。
The
また、無線IC115内のスイッチ114は、4個のスイッチSW5〜8を含んで構成される。
Further, the
また、この携帯端末100は、送信周波数帯T1および受信周波数帯R1の組からなるバンドAと、送信周波数帯T2および受信周波数帯R1の組からなるバンドBとのデュアルバンド対応とする。周波数帯T1とT2は隣接しない周波数帯でもよいし、元は1つの周波数帯を分割したものであっても良い。
In addition, the
さらに、携帯端末100はメインアンテナ(アンテナ101)とサブアンテナ(アンテナ102)の2 本のアンテナを有する。これらのアンテナは、アンテナスイッチ103を介してデュプレクサA104とデュプレクサB105とに接続されている。
Furthermore, the
また、アンテナスイッチ103は内部にパス切り替え用に4個のスイッチSW1〜4を備え、無線IC115の制御によりバンドA側およびバンドB側とのアンテナのパスを自在に切り替えることができる。図2にアンテナスイッチ103の真理値表の一例を示す。
The
デュプレクサA104は周波数T1の送信回路A106と、周波数R1の第1受信回路108とに接続される。デュプレクサB105は周波数T2の送信回路B107と、周波数R1の第1受信回路109とに接続される。
The duplexer A104 is connected to the transmission circuit A106 having the frequency T1 and the
送信回路A106および送信回路B107はベースバンド信号発生部、D/Aコンバータ、フィルタ、直交変調器、可変利得増幅器、パワーアンプ等から構成されているが、これらは本発明と直接関係しないため、その詳細な説明は省略する。 The transmission circuit A106 and the transmission circuit B107 are composed of a baseband signal generation unit, a D / A converter, a filter, a quadrature modulator, a variable gain amplifier, a power amplifier, and the like, but these are not directly related to the present invention. Detailed description is omitted.
第1受信回路108および第2受信回路109は、ローノイズアンプ、バンドパスフィルタから構成されているが、これらもまた本発明と直接関係しないため、その詳細な説明は省略する。
Although the first receiving
第1受信回路108および第2受信回路109は、無線IC115の第1ミキサ110と第2ミキサ111とにそれぞれ接続され、ここでRF周波数信号はベースバンド周波数にダウンコンバートされる。
The
アナログベースバンド部112および113は、可変利得増幅器、ローパスフィルタ、A/Dコンバータ等から構成され、信号の増幅と帯域制限およびアナログからデジタルへの変換を行う。各々のアナログベースバンド部112、113からは互いに直交したデジタルのベースバンド信号(I/Q)が出力される。なお、前述の可変利得増幅器、ローパスフィルタ、A/Dコンバータ等は本発明と直接関係しないため、その詳細な説明は省略する。
The
スイッチ114は、アナログベースバンド部112および113から出力された2つのI/Q信号をそれぞれどちらのICポートから出力するかを切り替える。図3にスイッチ114の真理値表の一例を示す。
The
また、無線IC115からの出力I/Q信号は、レイク受信部119で逆拡散され、マルチパス分離・合成がなされる。
Further, the output I / Q signal from the
レイク受信部119は、逆拡散・チャネル設定・遅延調整等を行う1系復調器116および2系復調器117と、合成器118とを含んでいる。
The
ここで、非ダイバーシチ受信時には2系復調器117はオフ(OFF)される。1系復調器116に入力されるI/Q信号をI/Qデータ(1)、2系復調器117に入力されるI/Q信号をI/Qデータ(2)とする。
Here, at the time of non-diversity reception, the
CPU120は携帯端末100全体の制御を行う。特に無線IC115に対する制御は、レジスタ121に所定のデータ設定を行うことにより行う。
The
レジスタ121には、運用バンド識別情報、ダイバーシチON/OFF制御ビット(ダイバーシチ制御)、パワー制御(電源制御)、アンテナ選択、図示しないPLL(phase locked loop)周波数制御情報等が格納されており、制御回路122はレジスタ121の設定に基づいて、アンテナスイッチ103およびスイッチ114の制御や、図示しない無線IC115の各ブロックのパワー制御を行う。図4にレジスタ121の設定の一例を示す。
The
次に、図1〜図4を参照しながら携帯端末100の動作について説明する。
Next, the operation of the
まず、図2のアンテナスイッチ103の真理値表について説明する。左側欄の「動作状態」の項目は、ダイバーシチか否か、メインアンテナかサブアンテナか、バンドはAかBかの区別を示す。
First, the truth table of the
また、中央欄はそれに対応する「スイッチ入力」を示す。すなわち、スイッチSW1〜4のいずれかを選択するための、スイッチ103の図示しない制御端子に入力される2値信号を示し、その2値信号は制御回路122から出力される。
The center column shows the corresponding “switch input”. That is, a binary signal input to a control terminal (not shown) of the
また、右側欄の「スイッチ状態」は「スイッチ入力」に対応したスイッチSW1〜4のON(閉)またはOFF(開)状態を示している。 The “switch state” in the right column indicates the ON (closed) or OFF (open) state of the switches SW1 to SW4 corresponding to “switch input”.
次に、図3のスイッチ114の真理値表の一例について説明する。左側欄の「動作状態」の「ダイバーシチ」はダイバーシチか否か、「電源」は無線IC115の電源(ミキサ110、111およびアナログベースバンド部112、113の全ての電源、すなわち1系および2系アナログベースバンド部の主電源)がONかOFFか、「バンド」はバンドがAかBかの区別を示す。
Next, an example of the truth table of the
また、中央欄の「受信回路制御」の「第1」は第1受信回路108の電源がONかOFFか、「第2」は第2受信回路109の電源がONかOFFかを示す。
Further, “first” of “reception circuit control” in the center column indicates whether the power of the
また、右側欄の「スイッチ状態」はスイッチSW5〜8がON(閉)かOFF(開)かを示す。 The “switch state” in the right column indicates whether the switches SW5 to 8 are ON (closed) or OFF (open).
なお、同図において、「電源」がオフ(OFF)の場合は、無線IC115の電源(ミキサ110、111およびアナログベースバンド部112、113の全ての電源)がオフとなるので無線IC115の1系および2系アナログベースバンド部の動作は停止状態となる。
In the figure, when the “power supply” is off (OFF), the power supply of the wireless IC 115 (all the power supplies of the
また、制御回路122は第1受信回路108および第2受信回路109の電源のONおよびOFFを制御する。さらに、制御回路122はミキサ110とアナログベースバンド部112、およびミキサ111とアナログベースバンド部113の電源のONおよびOFFを別個に制御する。ただし、これは上記1系および2系アナログベースバンド部の主電源がONとなっていることが前提となる。
In addition, the
以下、説明を簡単にするために、一例として、メインアンテナ(アンテナ101)の受信レベルの方がサブアンテナ(アンテナ102)の受信レベルよりも常に高いこととする。つまりアンテナ101側をメインのブランチとする。
Hereinafter, for the sake of simplicity, as an example, it is assumed that the reception level of the main antenna (antenna 101) is always higher than the reception level of the sub-antenna (antenna 102). That is, the
(1)運用バンドAで非ダイバーシチ動作のとき:
CPU120はレジスタ121に、運用バンド識別情報ビットを“0”、ダイバーシチON/OFF制御ビットを“0”、パワー制御(電源制御)ビットを“1”、アンテナ選択ビットを“0”、送信周波数をft1、受信周波数をfr1と設定する(図4参照)。
(1) When non-diversity operation is performed in operation band A:
The
従って、制御回路122はスイッチ114のSW5とSW8とを“ON”(閉)とする(図3の3段目参照)。
Therefore, the
よって、アナログベースバンド部112側のデータがI/Qデータ(1)として1系復調器116に入力される。
Therefore, the data on the
また、制御回路122は第2受信回路109、ミキサ111およびアナログベースバンド部113の電源を“OFF”(開)とする(図3の3段目参照)。
Also, the
さらに、制御回路122はアンテナスイッチ103のSW1を“ON”(閉)とし(図2の1段目参照)、メインアンテナ101とデュプレクサA104とが接続される。
Further, the
また、CPU120は2系復調器117をオフにする。
In addition, the
(2)運用バンドAでダイバーシチ動作のとき:
つまり、高速通信時や受信電界が低く、アンテナ切り替え式ダイバーシチでは十分な通信品質が確保できない時、CPU120はレジスタ121のダイバーシチON/OFF制御ビットを“1”と設定する(図4参照)。従って、制御回路122は第1受信回路108、ミキサ110およびアナログベースバンド部112の電源とともに第2受信回路109、ミキサ111およびアナログベースバンド部113の電源を“ON”とし(図3の下から2段目参照)、同時にアンテナスイッチ103のSW1とSW4を“ON”(閉)とし(図2の下から4段目参照)、メインアンテナ101とデュプレクサA104とが接続されるとともに、サブアンテナ102とデュプレクサB105とが接続されるようになる。
(2) When operating in diversity band A:
That is, the
また、CPU120は2系復調器117をオンにする。
Further, the
さらに、制御回路122はスイッチ114のSW5とSW8とを“ON”にする。
Further, the
よって、アナログベースバンド部112側のデータがI/Qデータ(1)として1系復調器116に入力され、アナログベースバンド部113側のデータがI/Qデータ(2)として2系復調器117に入力される。この2つの復調器の出力は合成器118で最大比合成される。
Therefore, the data on the
(3)運用バンドBで非ダイバーシチ動作のとき:
CPU120はレジスタ121に、運用バンド識別情報ビットを“1”、ダイバーシチON/OFF制御ビットを“0”、パワー制御(電源制御)ビットを“1”、アンテナ選択ビットを“0”、送信周波数をft2、受信周波数をfr1と設定する(図4参照)。
(3) Non-diversity operation in operation band B:
The
従って、制御回路122はスイッチ114のSW6とSW7とを“ON”(閉)とする(図3の4段目参照)。
Therefore, the
よって、アナログベースバンド部113側のデータがI/Qデータ(1)として1系復調器116に入力される。
Therefore, the data on the
また、制御回路122は第1受信回路108、ミキサ110およびアナログベースバンド部112の電源を“OFF”(開)とする(図3の4段目参照)。
In addition, the
さらに、制御回路122はアンテナスイッチ103のSW2を“ON”(閉)とし(図2の2段目参照)、メインアンテナ101とデュプレクサB105とが接続される。
Further, the
また、CPU120は2系復調器117をオフにする。
In addition, the
(4)運用バンドBでダイバーシチ動作のとき:
CPU120はレジスタ121のダイバーシチON/OFF制御ビットを“1”と設定する(図4参照)。従って、制御回路122は第1受信回路108、ミキサ110およびアナログベースバンド部112の電源とともに第2受信回路109、ミキサ111およびアナログベースバンド部113の電源を“ON”とし(図3の最下段参照)、同時にアンテナスイッチ103のSW2とSW3を“ON”(閉)とし(図2の下から3段目参照)、メインアンテナ101とデュプレクサB105とが接続されるとともに、サブアンテナ102とデュプレクサA104とが接続されるようになる。
(4) When diversity operation is in operation band B:
The
また、CPU120は2系復調器117をオンにする。
Further, the
さらに、制御回路122はスイッチ114のSW6とSW7とを“ON”にする(図3の最下段参照)。
Further, the
よって、アナログベースバンド部113側のデータがI/Qデータ(1)として1系復調器116に入力され、アナログベースバンド部112側のデータがI/Qデータ(2)として2系復調器117に入力される。この2つの復調器の出力は合成器118で最大比合成される。
Therefore, the data on the
以上説明したように、本発明によれば、レイク受信部119が運用周波数バンドを意識することなく動作できるため、どのような周波数バンドの組み合わせでマルチバンド化しても、そのためにベースバンドのハードウエアおよびソフトウエアを新規に設計する必要がないため、開発コストを低減させることが可能となる。
As described above, according to the present invention, since the
また、本発明によれば、無線部とベースバンド部との接続に関する制約が少なくなることにより、RFフロントエンド部の設計の自由度が増加するため、RF部品点数の削減が可能となる。 Further, according to the present invention, since the restriction on the connection between the radio unit and the baseband unit is reduced, the degree of freedom in designing the RF front end unit is increased, so that the number of RF parts can be reduced.
1〜8 スイッチ(SW)
100 携帯端末
101,102 アンテナ
103 アンテナスイッチ
104 デュプレクサA
105 デュプレクサB
106 送信回路A
107 送信回路B
108 第1受信回路
109 第2受信回路
110,111 ミキサ
112,113 アナログベースバンド部
114 スイッチ
115 無線IC
116 1系復調器
117 2系復調器
119 レイク受信部
120 CPU
121 レジスタ
122 制御回路
1-8 switch (SW)
100
103 Antenna switch
104 Duplexer A
105 Duplexer B
106 Transmission circuit A
107 Transmission circuit B
108 First receiving circuit
109
114 switch
115 wireless IC
116
117 2 system demodulator
119 Lake receiver
120 CPU
121 registers
122 Control circuit
Claims (5)
複数の受信アンテナと、複数の受信装置と、前記受信アンテナと前記受信装置との接続を切り換える第1スイッチ手段と、前記受信装置とその後段に接続される装置との接続を切り換える第2スイッチ手段と、マルチバンド動作かあるいはダイバーシチ動作かに応じて前記第1および第2スイッチ手段ならびに前記受信装置を切り替える切り替え制御手段とを含むことを特徴とする無線端末。 A wireless terminal capable of multiband and diversity reception,
A plurality of receiving antennas, a plurality of receiving apparatuses, a first switch means for switching a connection between the receiving antennas and the receiving apparatus, and a second switch means for switching a connection between the receiving apparatus and a device connected at a subsequent stage. And a switching control means for switching the first and second switch means and the receiving apparatus according to whether the operation is multiband operation or diversity operation.
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