JP2008113149A - 無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回路規模を増大することなく、複数の通信方式のＭＩＭＯに対応することができる無線通信装置を提供する。
【解決手段】無線通信装置において、通常通信の際に、第１の無線通信システムとの通信を行う、送信系１（９５）および受信系１（９３）、および通常通信の際に、第２の無線通信システムとの通信を行う、送信系２（９６）および受信系２（９４）の少なくとも２系統の送受信系を備え、送信系１（９５）および送信系２（９６）でシンセサイザ５７、ＶＣＯ４２を共用し、受信系１（９３）および受信系２（９４）でシンセサイザ２７、ＶＣＯ１２を共用し、第１の無線通信システムとのＭＩＭＯ通信を行う際、少なくとも２系統の送受信系を第１の無線通信システムとのＭＩＭＯ通信の送受信に用い、第２の無線通信システムとのＭＩＭＯ通信を行う際、少なくとも２系統の送受信系を第２の無線通信システムとのＭＩＭＯ通信の送受信に用いる。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数方式の無線通信方式を送受信する無線通信装置に関し、特に、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ ｉｎｐｕｔ−Ｍｕｌｔｉ ｏｕｔｐｕｔ）を用いた無線通信に適用して有効な技術に関する。

携帯電話はＰＤＣやＧＳＭ等の第２世代方式の他、ＷＣＤＭＡやｃｄｍａ２０００等の第３世代携帯電話方式（ＩＭＴ−２０００）が標準化されている。また、ｓｕｐｅｒ３Ｇ方式として、伝送レート１００Ｍｂｐｓ超のシステムが仕様化検討されている。

一方、無線ＬＡＮは２．４ＧＨｚ帯を用いたＩＥＥＥ８０２．１１ｂやＩＥＥＥ８０２．１１ｇ，５ＧＨｚ帯を用いたＩＥＥＥ８０２．１１ａなどの方式が屋内、屋外のホットスポットで利用されている。

また、伝送レートを増大したＩＥＥＥ８０２．１１ｎも規格化段階にある。

ｓｕｐｅｒ３ＧやＩＥＥＥ８０２．１１ｎ方式は、通信方式として複数アンテナを用いたＭＩＭＯ方式の利用が規格化予定である。

ＭＩＭＯを用いることで、従来の方式の２〜３倍の伝送容量の確保が可能となる。ＭＩＭＯを用いた無線通信装置の例として、特表２００６−５０４３３５号公報（特許文献１）に開示された“ＭＩＭＯＷＬＡＮシステム”がある。これは無線ＬＡＮシステムにＭＩＭＯを応用する場合の通信スキームに関する特許であり、パイロット構造やタイミング、電力制御について最適化している。

一方、前述したように多くの無線通信システムが稼動または稼動しつつあり、複数の通信システムを送受信できる端末が必要となってきている。複数の通信システムの信号を送受信する無線通信装置の例として、特開２０００−１３２７４号公報（特許文献２）に開示された“マルチモード無線装置”がある。この特許文献２では、ＷＣＤＭＡとＰＤＣの共用化について記載されており、直交変調器と電力制御増幅器を共用することで送受信端末の小型、軽量、低消費電力化を図るものである。

また、特開２００１−１０３５４９号公報（特許文献３）に開示された“携帯端末のネットワークシステム”がある。この特許文献３では、ＰＤＣやＣＤＭＡを用いた通信端末とＢｌｕｅｔｏｏｔｈを用いた小電力通信が可能な端末について記載しており、小電力通信を優先して行うことで通信料金の低減を図るものである。

一方、「２．４ＧＨｚ帯無線ＬＡＮの例が信学技報ＣＳ２００１−１００ Ｐ４３“無線ＬＡＮネットワークにおける通信周波数切替え管理手法”」（非特許文献１）に、２．４ＧＨｚ帯無線ＬＡＮの例が開示されている。これは干渉妨害を避け、安定した通信を行うために２．４ＧＨｚ帯において通信周波数を動的に変更するものである。

このように従来技術は複数の通信システムの受信や干渉妨害を避けるための通信手法等について優れた特徴を有している。
特表２００６−５０４３３５号公報 特開２０００−１３２７４号公報 特開２００１−１０３５４９号公報 信学技報ＣＳ２００１−１００ Ｐ４３"無線ＬＡＮネットワークにおける通信周波数切替え管理手法"

前述したように多くの無線通信システムが稼動または稼動しつつある。

例えば、携帯電話の例では、３ＧＰＰの最新受信部規格（Ｒｅｌｅａｓｅ７）によれば、ＷＣＤＭＡ方式の受信帯域は地域によりｂａｎｄ１（２．１１〜２．１７ＧＨｚ），ｂａｎｄ２（１．９３〜１．９９ＧＨｚ），ｂａｎｄ３（１．８０５〜１．８８ＧＨｚ），ｂａｎｄ４（２．１１〜２．１５５ＧＨｚ），ｂａｎｄ５（８６９〜８９４ＭＨｚ），ｂａｎｄ６（８７５〜８８５ＭＨｚ），ｂａｎｄ７（２．６２〜２．６９ＧＨｚ），ｂａｎｄ８（９２５〜９６０ＧＨｚ），ｂａｎｄ９（１．８４４９〜１．８７９９ＧＨｚ）が割り当てられており、１ｃｈの帯域幅５ＭＨｚ（ｃｈｉｐレート３．８４Ｍｃｐｓ）で１２．２ｋｂｐｓの音声通話と３８４ｋｂｐｓでのデータ通信が可能である。

また、３．５世代方式として同一のｂａｎｄを用いたＨＳＤＰＡ、ＨＳＵＰＡ方式も規格化されている。これは、多値変調と誤り訂正技術を用いて最大１４．４Ｍｂｐｓの下りデータレートを実現する方式である。

さらに、ｓｕｐｅｒ３Ｇ方式としてＯＦＤＭＡ多重化方式を用いた方式も提案されている。これは前記ｂａｎｄと同一あるいは異なったｂａｎｄで帯域幅は５ＭＨｚの同一でＭＩＭＯ技術を用いて最大１００Ｍｂｐｓのデータレートを実現する方式である。

一方、無線ＬＡＮも伝送レート増加とＱｏＳを考慮したＩＥＥＥ８０２．１１ｎ方式が規格化検討されている。これはＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ等と同様、２．４ＧＨｚ帯あるいは５ＧＨｚ帯を用いた通信方式であり、ＭＩＭＯ多重化技術を用いて１００Ｍｂｐｓ以上の伝送レートを実現する方式である。

また、新通信方式として、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ（モバイルＷｉＭＡＸ）についても規格化された。国内では、５〜２０ＭＨｚ帯域を用い、２．５ＧＨｚ帯でサービスが開始される予定である。ＩＥＥＥ８０２．１６ｅでもＭＩＭＯ多重化が規格化されている。

以上のように、複数の通信システムでＭＩＭＯの規格化および規格化の動きがあり、これらを送受信できる端末が必要である。

ＭＩＭＯ送受信を行う場合は、複数の送受信系が必要となり、端末の規模が大きくなるという課題がある。特に複数の通信システムで、ＭＩＭＯを実現しようとすると、回路規模が大幅に増大してしまう。

従来の技術は、ＭＩＭＯ通信システムの開発がメインであり、端末の回路規模については十分考慮していない。また、複数の通信システムでＭＩＭＯを行う場合の端末について考慮した例はない。

そこで、本発明の目的は、回路規模を増大することなく、複数の通信方式のＭＩＭＯに対応することができる無線通信装置を提供することにある。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

本発明による無線通信装置は、少なくとも２つの異なった無線通信システムとの通信を行い、無線通信システムのそれぞれの通信において、通常通信またはＭＩＭＯ通信を行う無線通信装置であって、通常通信の際に、第１の無線通信システムとの通信を行う、第１の送信系および第１の受信系、および通常通信の際に、第２の無線通信システムとの通信を行う、第２の送信系および第２の受信系の少なくとも２系統の送受信系を備え、第１の送信系および第２の送信系で第１のシンセＶＣＯ部を共用し、第１の受信系および前記第２の受信系で第２のシンセＶＣＯ部を共用し、第１の無線通信システムとのＭＩＭＯ通信を行う際、少なくとも２系統の送受信系を第１の無線通信システムとのＭＩＭＯ通信の送受信に用い、第２の無線通信システムとのＭＩＭＯ通信を行う際、少なくとも２系統の送受信系を第２の無線通信システムとのＭＩＭＯ通信の送受信に用いるものである。

具体的には、無線通信システムとして、ｓｕｐｅｒ３Ｇなどの携帯電話方式とＩＥＥＥ８０２．１１ｎなどの無線ＬＡＮ方式、およびＩＥＥＥ８０２．１６ｅ（モバイルＷｉＭＡＸ）を考えた場合、通常受信時にはｓｕｐｅｒ３Ｇに１系統、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎに１系統、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅに１系統を割り当てれば良い。使用していない１系統は電源ＯＦＦ等で低消費化が可能となる。

一方、ＭＩＭＯ送受信時にはｓｕｐｅｒ３Ｇに２系統、あるいはＩＥＥＥ８０２．１１ｎに２系統、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅに２系統を割り当てることでＭＩＭＯ送受信が可能となる。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

本発明によれば、回路規模を増大することなく、複数の通信方式のＭＩＭＯに対応することが可能である。

また、２系統もしくは２系統以上の送受信系を構成する主要な高周波信号処理回路を１チップ化し、シンセＶＣＯ部を２系統の送受信部で共用化することにより、回路規模の低減が可能である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

（実施の形態１）
図１により、本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の概要について説明する。図１は本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の概要を説明するための説明図であり、無線通信装置として携帯端末の例を示している。

図１において、携帯端末８９は、携帯電話基地局８６、無線ＬＡＮアクセスポイント８７、ＷｉＭＡＸ基地局８８とそれらの通信方式を受信できる構成である。

また、携帯電話基地局８６、無線ＬＡＮアクセスポイント８７、ＷｉＭＡＸ基地局８８はいずれもＭＩＭＯ方式に対応しており、複数のアンテナからデータを送信する。

携帯端末８９は複数のアンテナを備え、これら複数の方式のＭＩＭＯに１台で対応できる端末である。

このように本実施の形態では、１台で複数方式のＭＩＭＯに対応できるため、小型端末でどのような方式でも高いデータ伝送速度が得られる。

図２により、本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の構成について説明する。図２は本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の構成を示す構成図であり、例えば、図１に示す携帯端末８９の詳細を示している。

図２において、無線通信装置は、携帯電話および無線ＬＡＮ、ＷｉＭＡＸ等による通信が可能であり、アンテナ１，２、フィルタブロック（ＦＥＭ）６５、ＬＮＡ８，９、分周器１１，４１、ＶＣＯ１２，４２、ダイレクトコンバージョンミキサ１５，１６，４５，４６、ベースバンド増幅器１９〜２２，４９〜５２、フィルタ２３〜２６，５３〜５６、シンセサイザ２７，５７、ＰＡ３８，３９、制御部５８から構成され、制御部５８からの制御信号５９，３５，９２により、フィルタブロック（ＦＥＭ）６５、フィルタ２３〜２６，５３〜５６、シンセサイザ２７，５７を制御している。

また、シンセサイザ２７とＶＣＯ１２で第２のシンセＶＣＯ部を構成し、シンセサイザ５７とＶＣＯ４２で第１のシンセＶＣＯ部を構成している。

また、フィルタ２３〜２６，５３〜５６に接続された端子２８〜３５には、携帯電話復調部、無線ＬＡＮ復調部などの復調部が接続される。

また、図２の９３が受信系１、９４が受信系２、９５が送信系１、９６が送信系２であり、６４が高周波部主要回路含んだブロックである。

また、ＶＣＯ１２およびシンセサイザ２７は、受信系１（９３）および受信系２（９４）で共用化し、ＶＣＯ４２およびシンセサイザ５７は、送信系１（９５）および送信系２（９６）で共用化している。これにより、シンセサイザ２７，５７の回路構成を低減することができ、さらに、受信系１（９３）および受信系２（９４）、送信系１（９５）および送信系２（９６）でばらつきのない動作を行うことが可能である。

次に、図２により、本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の動作について説明する。

まず、ｓｕｐｅｒ３Ｇなどの携帯電話送受信時は、アンテナ１あるいはアンテナ２で信号を送受信して受信系１（９３）あるいは受信系２（９４）に受信信号が入力されるとともに、送信系１（９５）あるいは送信系２（９６）から送信信号が出力される。

このとき、フィルタブロック６５では携帯電話用のフィルタが選択される。

なお、この制御部５８の制御信号５９による制御は、例えば、無線通信装置の使用者が携帯電話を利用するか、無線ＬＡＮなどを利用するかなどの操作を行うことにより、その操作により、携帯電話や無線ＬＡＮを認識して、制御するようになっている。また、この制御は、電波の状態などにより自動的に最適なものを選択することも可能である。

また、フィルタ２３〜２６，５３〜５６は、適当なチャンネルフィルタの帯域幅が設定される。無線ＬＡＮ、ＷｉＭＡＸなどを送受信時はアンテナ１あるいはアンテナ２で信号を送受信して受信系１（９３）あるいは受信系２（９４）に受信信号が入力されるとともに、送信系１（９５）あるいは送信系２（９３）から送信信号が出力される。

このとき、フィルタブロック６５では無線ＬＡＮ、ＷｉＭＡＸのフィルタが選択される。

次に、ｓｕｐｅｒ３Ｇなどの携帯電話でＭＩＭＯ送受信時はアンテナ１およびアンテナ２で信号を送受信して受信系１および受信系２に受信信号が入力されるとともに、送信系１および送信系２から送信信号が出力される。このとき、フィルタブロック６５では携帯電話用のフィルタが選択される。

無線ＬＡＮ、ＷｉＭＡＸなどをＭＩＭＯ送受信時はアンテナ１およびアンテナ２で信号を送受信して受信系１（９３）および受信系２（９４）に受信信号が入力されるとともに、送信系１（９５）および送信系２（９６）から送信信号が出力される。このとき、フィルタブロック６５では無線ＬＡＮ、ＷｉＭＡＸのフィルタが選択される。

このように、本実施の形態では、携帯端末などの無線通信装置で、２系統の送受信部を備えれば、複数の通信方式を受信できるとともに、それぞれの方式のＭＩＭＯにも対応することができる。

また、例えば、ＭＩＭＯではない通常の無線ＬＡＮの運用では、例えば、受信系１（９３）、送信系１（９５）により、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎでの無線通信を行い、この無線通信を行っている際に、受信系２（９４）、送信系２（９６）により、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅでの無線通信を行うことができる設定にすることにより、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎでの無線通信中に、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅの状態の確認などを行うことが可能であり、この状態で、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎまたはＩＥＥＥ８０２．１１ｅでのＭＩＭＯ通信を行う際は、すぐに、どちらかの無線通信方式のＭＩＭＯ通信が行えるように、受信系１（９３）および受信系２（９４）、送信系１（９５）および送信系２（９６）を設定することにより、ＭＩＭＯ通信を行うことが可能である。

（実施の形態２）
図３〜図５により、本発明の実施の形態２に係る無線通信装置の構成について説明する。図３は本発明の実施の形態２に係る無線通信装置の構成を示す構成図であり、例えば、図１に示す携帯端末８９の詳細を示している。図４および図５は本発明の実施の形態２に係る無線通信装置のフィルタブロックの構成を示す構成図である。

図３において、無線通信装置は、携帯電話および無線ＬＡＮ、ＷｉＭＡＸ等による通信が可能であり、アンテナ１，２、スイッチ３、フィルタブロック４，５、ＬＮＡ６〜１０、分周器１１，４１、ＶＣＯ１２，４２、ダイレクトコンバージョンミキサ１３〜１７，４３〜４７、切り替え器１８，４８、ベースバンド増幅器１９〜２２，４９〜５２、フィルタ２３〜２６，５３〜５６、シンセサイザ２７，５７、ＰＡ３６〜４０、制御部５８から構成され、制御部５８からの制御信号６０，６１，６３、８４、８５によりスイッチ３、フィルタブロック４，５、切り替え器１８，４８、フィルタ２３〜２６，５３〜５６を制御している。

また、フィルタ２３〜２６，５３〜５６に接続された端子２８〜３５には、携帯電話復調部、無線ＬＡＮ復調部などの復調部が接続される。

また、携帯電話送受信系はフィルタブロック５、ＬＮＡ６〜８、分周器１１、ＶＣＯ１２，４２、ダイレクトコンバージョンミキサ１３〜１５，４３〜４５、切り替え器１８，４８、ベースバンド増幅器１９〜２０，４９〜５０、フィルタ２３〜２４，５３〜５４、シンセサイザ２７，５７、ＰＡ３６〜３８により構成され、無線ＬＡＮ送受信系はフィルタブロック４、ＬＮＡ９〜１０、分周器１１，４１、ＶＣＯ１２，４２、ダイレクトコンバージョンミキサ１６〜１７，４６〜４７、切り替え器１８，４８、ベースバンド増幅器２３〜２６，５４〜５６、フィルタ２５〜２６，５５〜５６、シンセサイザ２７，５７、ＰＡ３９〜４０により構成される。

また、ＶＣＯ１２，４２およびシンセサイザ２７，５７は、携帯電話送受信系および無線ＬＡＮ送受信系で共用化している。

また、図４において、フィルタブロック４は、フィルタ７０，７１，７２，７３、複数段のスイッチから構成され、フィルタ７０，７２は２ＧＨｚ帯フィルタ、フィルタ７１，７３は５ＧＨｚ帯フィルタである。

通常動作時はフィルタ７０，７１を用い、最終段スイッチで送受を切り替える。ＭＩＭＯ動作時はアンテナ１からの信号受信用にフィルタ７０，７１を用い、アンテナ２からの信号受信用にフィルタ７２，７３を用いる。通常動作と同様、最終段スイッチで送受を切り替える。

また、図５において、フィルタブロック５は、フィルタ７４，７５，７６，７７，７８，７９、スイッチ８０〜８５から構成され、フィルタ７４，７７はｂａｎｄ１用、フィルタ７５，７８はｂａｎｄ２用、フィルタ７６，７９はｂａｎｄ５用フィルタである。

通常動作時はフィルタ７４，７５，７６を用い、スイッチ８０〜８５はフィルタ７４，７５，７６に接続される。ＭＩＭＯ動作時はアンテナ１からの信号受信用にフィルタ７４，７５，７６を用い、アンテナ２からの信号受信用７７，７８，７９を用いる。

次に、図３により、本発明の実施の形態２に係る無線通信装置の動作について説明する。以下においては、携帯電話として、３ＧＰＰで規定されるＵＭＴＳ方式のｂａｎｄ１，２，５を送受信する例を、無線ＬＡＮとしてＩＥＥＥ８０２．１１ｎを送受信する例について説明する。

まず、ＵＭＴＳ信号はアンテナ１あるいはアンテナ２で受信され、スイッチ３を介してフィルタブロック５に入力される。フィルタブロック５では、ＵＭＴＳのｂａｎｄ１，２，５信号を分離し、ｂａｎｄ１信号受信時はＬＮＡ６，ダイレクトコンバージョンミキサ１３に、ｂａｎｄ２信号受信時はＬＮＡ７，ダイレクトコンバージョンミキサ１４に、ｂａｎｄ５信号受信時はＬＮＡ８，ダイレクトコンバージョンミキサ１５に入力される。切り替え器１８は、ｂａｎｄ１信号受信時はダイレクトコンバージョンミキサ１３からの出力信号を選択し、増幅器１９，２０およびフィルタ２３，２４を介してＩＱベースバンド信号として端子２８，２９から出力する。

また、ｂａｎｄ２信号受信時はダイレクトコンバージョンミキサ１４からの出力信号を選択し、増幅器１９，２０およびフィルタ２３，２４を介してＩＱベースバンド信号として端子２８，２９から出力する。また、ｂａｎｄ５信号受信時はダイレクトコンバージョンミキサ１５からの出力信号を選択し、増幅器１９，２０およびフィルタ２３，２４を介してＩＱベースバンド信号として端子２８，２９から出力する。

一方、ＵＭＴＳ信号の送信信号は、端子３２，３３からＩＱベースバンド信号として入力され、ＩおよびＱ系統のフィルタ５３，５４および増幅器４９，５０を介して切り替え器４８に入力される。切り替え器１８は、ｂａｎｄ１信号送信時はＩＱ信号をダイレクトコンバージョンミキサ４３，ＰＡ３６を介してフィルタブロック５に入力する。

また、ｂａｎｄ２信号送信時はＩＱ信号をダイレクトコンバージョンミキサ４４，ＰＡ３７を介してフィルタブロック５に入力する。また、ｂａｎｄ５信号送信時はＩＱ信号をダイレクトコンバージョンミキサ４５，ＰＡ３８を介してフィルタブロック５に入力する。フィルタブロック５は送受信信号間のアイソレーションを十分確保し、送信信号はスイッチ３を介してアンテナ１あるいはアンテナ２から送信する。

次に、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ信号は、アンテナ１あるいはアンテナ２で受信され、スイッチ３を介してフィルタブロック４に入力される。フィルタブロック４では、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ信号の２ＧＨｚ帯信号と５ＧＨｚ帯信号を分離し、２ＧＨｚ帯信号受信時はＬＮＡ９，ダイレクトコンバージョンミキサ１６に、５ＧＨｚ帯信号受信時はＬＮＡ１０，ダイレクトコンバージョンミキサ１７に入力される。

切り替え器１８は、２ＧＨｚ帯信号受信時はダイレクトコンバージョンミキサ１６からの出力信号を選択し、増幅器２１，２２およびフィルタ２５，２６を介してＩＱベースバンド信号として端子３０，３１から出力する。また、５ＧＨｚ帯信号受信時はダイレクトコンバージョンミキサ１７からの出力信号を選択し、増幅器２１，２２およびフィルタ２５，２６を介してＩＱベースバンド信号として端子３０，３１から出力する。

一方、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ信号の送信信号は、端子３４，３５からＩＱベースバンド信号として入力され、ＩおよびＱ系統のフィルタ５５，５６および増幅器５１，５２を介して切り替え器４８に入力される。切り替え器４８は、２ＧＨｚ帯信号送信時はＩＱ信号をダイレクトコンバージョンミキサ４６，ＰＡ３９を介してフィルタブロック４に入力する。また、５ＧＨｚ帯信号送信時はＩＱ信号をダイレクトコンバージョンミキサ４７，ＰＡ４０を介してフィルタブロック４に入力する。フィルタブロック４は送受信信号間のアイソレーションを十分確保し、送信信号はスイッチ３を介してアンテナ１あるいはアンテナ２から送信する。

このように、本実施の形態によれば、携帯電話および無線ＬＡＮのＶＣＯ１２，シンセサイザ２７を共用化することで、回路の小型化を図ることができる。

次に、携帯信号受信時のＭＩＭＯ動作について説明する。

まず、ＵＭＴＳ信号はアンテナ１およびアンテナ２で受信され、スイッチ３を介してフィルタブロック５に入力される。フィルタブロック５では、ＵＭＴＳのｂａｎｄ１，２，５信号を分離し、ｂａｎｄ１信号受信時はアンテナ１からの受信信号はＬＮＡ６，ダイレクトコンバージョンミキサ１３に、アンテナ２からの受信信号はＬＮＡ７，ダイレクトコンバージョンミキサ１４に入力される。

また、ｂａｎｄ２信号受信時はアンテナ１からの受信信号はＬＮＡ７，ダイレクトコンバージョンミキサ１４に、アンテナ２からの受信信号はＬＮＡ８，ダイレクトコンバージョンミキサ１５に入力される。ｂａｎｄ５信号受信時はアンテナ１からの受信信号はＬＮＡ８，ダイレクトコンバージョンミキサ１５に、アンテナ２からの受信信号はＬＮＡ６，ダイレクトコンバージョンミキサ１３に入力される。

切り替え器１８は、ｂａｎｄ１信号受信時は、ダイレクトコンバージョンミキサ１３およびダイレクトコンバージョンミキサ１４からの出力信号を選択し、ダイレクトコンバージョンミキサ１３からの出力信号は増幅器１９，２０およびフィルタ２３，２４を介してＩＱベースバンド信号として端子２８，２９から出力する。また、ダイレクトコンバージョンミキサ１４からの出力信号は増幅器２１，２２およびフィルタ２５，２６を介してＩＱベースバンド信号として端子３０，３１から出力する。

切り替え器１８は、ｂａｎｄ２信号受信時は、ダイレクトコンバージョンミキサ１４およびダイレクトコンバージョンミキサ１５からの出力信号を選択し、ダイレクトコンバージョンミキサ１４からの出力信号は増幅器１９，２０およびフィルタ２３，２４を介してＩＱベースバンド信号として端子２８，２９から出力する。

また、ダイレクトコンバージョンミキサ１５からの出力信号は増幅器２１，２２およびフィルタ２５，２６を介してＩＱベースバンド信号として端子３０，３１から出力する。

切り替え器１８は、ｂａｎｄ５信号受信時はダイレクトコンバージョンミキサ１３およびダイレクトコンバージョンミキサ１５からの出力信号を選択し、ダイレクトコンバージョンミキサ１３からの出力信号は増幅器１９，２０およびフィルタ２３，２４を介してＩＱベースバンド信号として端子２８，２９から出力する。

また、ダイレクトコンバージョンミキサ１５からの出力信号は増幅器２１，２２およびフィルタ２５，２６を介してＩＱベースバンド信号として端子３０，３１から出力する。フィルタ２３，２４，２５，２６の帯域幅は制御部５８からの制御信号６３で携帯電話に適したフィルタ帯域幅に制御される。

次に、携帯信号送信時のＭＩＭＯ動作について説明する。

第１のＩＱ信号は端子３２，３３から入力し、第２のＩＱ信号は端子３４，３５から入力する。第１のＩＱ信号はフィルタ５３，５４および増幅器４９，５０を介して切り替え器４８に入力される。同様に第２のＩＱ信号はフィルタ５５，５６および増幅器５１，５２を介して切り替え器４８に入力される。送信信号がＵＭＴＳのｂａｎｄ１の場合、第１のＩＱ信号はダイレクトコンバージョンミキサ４３、ＰＡ３６を介してフィルタブロック５に入力され、送受信信号間のアイソレーションを確保した後、スイッチ３を経由してアンテナ１より出力される。

同様に、第２のＩＱ信号はダイレクトコンバージョンミキサ４４、ＰＡ３７を介してフィルタブロック５に入力され、送受信信号間のアイソレーションを確保した後、スイッチ３を経由してアンテナ２より送信される。

送信信号がＵＭＴＳのｂａｎｄ２の場合、第１のＩＱ信号はダイレクトコンバージョンミキサ４４、ＰＡ３７を介してフィルタブロック５に入力され、送受信信号間のアイソレーションを確保した後、スイッチ３を経由してアンテナ１より出力される。

同様に、第２のＩＱ信号はダイレクトコンバージョンミキサ４５、ＰＡ３８を介してフィルタブロック５に入力され、送受信信号間のアイソレーションを確保した後、スイッチ３を経由してアンテナ２より送信される。送信信号がＵＭＴＳのｂａｎｄ５の場合、第１のＩＱ信号はダイレクトコンバージョンミキサ４３、ＰＡ３６を介してフィルタブロック５に入力され、送受信信号間のアイソレーションを確保した後、スイッチ３を経由してアンテナ１より出力される。

同様に、第２のＩＱ信号はダイレクトコンバージョンミキサ４５、ＰＡ３８を介してフィルタブロック５に入力され、送受信信号間のアイソレーションを確保した後、スイッチ３を経由してアンテナ２より送信される。フィルタ５３，５４，５５，５６の帯域幅は制御部５８からの制御信号６３で携帯電話に適したフィルタ帯域幅に制御される。

次に、無線ＬＡＮ受信時のＭＩＭＯ動作について説明する。

ＩＥＥＥ８０２．１１ｎの２ＧＨｚ帯信号はアンテナ１およびアンテナ２で受信され、スイッチ３を介してフィルタブロック４に入力される。フィルタブロック４では、２ＧＨｚ帯のフィルタを介してアンテナ１からの受信信号はＬＮＡ９，ダイレクトコンバージョンミキサ１６に、アンテナ２からの受信信号はＬＮＡ１０，ダイレクトコンバージョンミキサ１７に入力される。

一方、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎの５ＧＨｚ帯信号はアンテナ１およびアンテナ２で受信され、スイッチ３を介してフィルタブロック４に入力される。フィルタブロック４では、５ＧＨｚ帯のフィルタを介してアンテナ１からの受信信号はＬＮＡ９，ダイレクトコンバージョンミキサ１６に、アンテナ２からの受信信号はＬＮＡ１０，ダイレクトコンバージョンミキサ１７に入力される。

切り替え器１８は、ダイレクトコンバージョンミキサ１６およびダイレクトコンバージョンミキサ１７からの出力信号を選択し、ダイレクトコンバージョンミキサ１６からの出力信号は増幅器１９，２０およびフィルタ２３，２４を介してＩＱベースバンド信号として端子２８，２９から出力する。

また、ダイレクトコンバージョンミキサ１７からの出力信号は増幅器２１，２２およびフィルタ２５，２６を介してＩＱベースバンド信号として端子３０，３１から出力する。フィルタ２３，２４，２５，２６の帯域幅は制御部５８からの制御信号６３で無線ＬＡＮに適したフィルタ帯域幅に制御される。

次に、無線ＬＡＮ送信時のＭＩＭＯ動作について説明する。

第１のＩＱ信号は端子３２，３３から入力し、第２のＩＱ信号は端子３４，３５から入力する。第１のＩＱ信号はフィルタ５３，５４および増幅器４９，５０を介して切り替え器４８に入力される。

同様に、第２のＩＱ信号はフィルタ５５，５６および増幅器５１，５２を介して切り替え器４８に入力される。ＩＥＥＥ８０２．１１ｎの２ＧＨｚ帯信号、５ＧＨｚ帯信号とも、第１のＩＱ信号はダイレクトコンバージョンミキサ４６、ＰＡ３９を介してフィルタブロック４に入力され、送受信信号間のアイソレーションを確保した後、スイッチ３を経由してアンテナ１より出力される。

同様に、第２のＩＱ信号はダイレクトコンバージョンミキサ４７、ＰＡ４０を介してフィルタブロック５に入力され、送受信信号間のアイソレーションを確保した後、スイッチ３を経由してアンテナ２より送信される。フィルタ５３，５４，５５，５６の帯域幅は制御部５８からの制御信号６３で無線ＬＡＮに適したフィルタ帯域幅に制御される。

このように、本実施の形態によれば、２系統のＩＱ回路を用いて携帯電話および無線ＬＡＮのＭＩＭＯに対応することが可能であり、回路の小型化を図ることができる。

また、図３において、携帯電話、無線ＬＡＮの高周波部主要回路含んだブロック６４を１チップ集積化が可能である。また、携帯電話、無線ＬＡＮのフィルタブロックを含んだブロック６５の１モジュール化が可能である。

本実施の形態によれば、ブロック６４を１チップ集積化あるいはフィルタブロック６５の１モジュール化を行うことで、ＭＩＭＯ対応でかつ、端末の小形化が可能となる。また、ブロック６４の１チップ化プロセスとしてＣＭＯＳプロセスを用いることで低電流化と低価格化に効果がある。

（実施の形態３）
図６により、本発明の実施の形態３に係る無線通信装置の構成について説明する。図６は本発明の実施の形態３に係る無線通信装置の構成を示す構成図である。

図６において、フィルタブロック６５が接続されたＲＦブロック６４からの出力信号は携帯電話復調部である携帯電話用ＢＢＬＳＩ６６，６７および無線ＬＡＮ復調部である無線ＬＡＮ用ＢＢＬＳＩ６８，６９にそれぞれ接続される。

また、ＲＦブロック６４、ＢＢＬＳＩ６６，６７，６８，６９は制御部９０により、携帯電話動作、無線ＬＡＮ動作を制御している。

本実施の形態では、携帯電話通常動作のときはＢＢＬＳＩ６６、無線ＬＡＮ通常動作時は６８のみを動作させ、携帯電話ＭＩＭＯ対応時はＢＢＬＳＩ６６，６７、無線ＬＡＮのＭＩＭＯ対応時は６８，６９を動作させることで低消費電力化が可能である。

また、ＲＦブロック６４、ＢＢＬＳＩ６６，６７，６８，６９を１ｃｈｉｐ化することで、回路の小形化が可能である。

（実施の形態４）
図７により、本発明の実施の形態４に係る無線通信装置の構成について説明する。図７は本発明の実施の形態４に係る無線通信装置の構成を示す構成図である。

図７において、無線通信装置の内部構成は、図３に示す実施の形態２の構成と同様であり、その動作も実施の形態２と同様である。

本実施の形態では、ＬＮＡを除く携帯電話、無線ＬＡＮの高周波部主要回路含んだブロック６４を１チップ集積化している。また、ＬＮＡ、携帯電話、無線ＬＡＮのフィルタブロックを含んだフィルタブロック６５の１モジュール化を行っている。

このように、本実施の形態によれば、ＬＮＡを除いたブロック６４を１チップ集積化あるいはＬＮＡを含んだフィルタブロック６５の１モジュール化を行うことで、受信感度に優れ、ＭＩＭＯ対応でかつ、端末の小形化が可能となる。

また、ブロック６４の１チップ化プロセスとしてＣＭＯＳプロセスをＬＮＡプロセスとしてＢｉＣＭＯＳやＳｉＧｅ，ＧａＡｓ等用いることで受信感度改善と低電流化に効果がある。また、本実施例では示してないが、ＬＮＡ出力に段間フィルタを挿入することで、歪み、不要波妨害に優れた端末構成を得ることができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

本発明は、複数方式の無線通信方式を送受信する無線通信装置に関し、ＭＩＭＯを用いた無線通信を利用する無線通信装に適用可能である。

本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の概要を説明するための説明図である。 本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の構成を示す構成図である。 本発明の実施の形態２に係る無線通信装置の構成を示す構成図である。 本発明の実施の形態２に係る無線通信装置のフィルタブロックの構成を示す構成図である。 本発明の実施の形態２に係る無線通信装置のフィルタブロックの構成を示す構成図である。 本発明の実施の形態３に係る無線通信装置の構成を示す構成図である。 本発明の実施の形態４に係る無線通信装置の構成を示す構成図である。

符号の説明

１，２…アンテナ、３…スイッチ、４，５…フィルタブロック、６〜１０…ＬＮＡ（低雑音アンプ）、１２，４２…ＶＣＯ（電圧制御発振器）、１１，４１…分周器、１３〜１７，４３〜４７…ダイレクトコンバージョンミキサ、１８，４８…切り替え器、１９〜２２，４９〜５２…増幅器、２３〜２６，５３〜５６…フィルタ、２７，５７…シンセサイザ、３６〜４０…ＰＡ（パワーアンプ）、５８…制御部、２８〜３１…ＩＱ出力の端子、３２〜３５…ＩＱ入力の端子、５９，６０，６１，６３，８４，８５…制御信号、８６…携帯電話基地局、８７…無線ＬＡＮアクセスポイント、８８…ＷｉＭＡＸ基地局、８９…携帯端末、９０…制御部、６４…ブロック、６５…フィルタブロック、６６，６７…携帯電話復調部、６８，６９…無線ＬＡＮ復調部、７０〜７９…フィルタ、８０〜８５…スイッチ。

Claims (5)

1. 少なくとも２つの異なった無線通信システムとの通信を行い、前記無線通信システムとのそれぞれの通信において、通常通信またはＭＩＭＯ通信を行う無線通信装置であって、
   前記通常通信の際に、第１の無線通信システムとの通信を行う、第１の送信系および第１の受信系、および前記通常通信の際に、第２の無線通信システムとの通信を行う、第２の送信系および第２の受信系の少なくとも２系統の送受信系を備え、
   前記第１の送信系および前記第２の送信系で第１のシンセＶＣＯ部を共用し、前記第１の受信系および前記第２の受信系で第２のシンセＶＣＯ部を共用し、
   前記第１の無線通信システムとの前記ＭＩＭＯ通信を行う際、前記少なくとも２系統の送受信系を前記第１の無線通信システムとの前記ＭＩＭＯ通信の送受信に用い、前記第２の無線通信システムとの前記ＭＩＭＯ通信を行う際、前記少なくとも２系統の送受信系を前記第２の無線通信システムとの前記ＭＩＭＯ通信の送受信に用いることを特徴とする無線通信装置。
2. 請求項１記載の無線通信装置において、
   前記少なくとも２系統の送受信系の高周波信号処理回路を１チップ化したことを特徴とする無線通信装置。
3. 請求項２記載の無線通信装置において、
   前記少なくとも２系統の送受信系の入力フィルタブロックを１モジュール化したことを特徴とする無線通信装置。
4. 請求項２記載の無線通信装置において、
   前記少なくとも２系統の送受信系の入力フィルタブロックおよび低雑音アンプブロックを１モジュール化したことを特徴とする無線通信装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項記載の無線通信装置において、
   前記無線通信システムは、携帯電話システムおよび無線ＬＡＮシステムであることを特徴とする無線通信装置。

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