JP2012034049A - 携帯無線装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】フィルタ共用により回路規模を劇的に削減でき、かつフィルタ共用によるノイズの発生を抑えることができる。
【解決手段】複数の無線アクセス方式を備える携帯無線装置であって、前記携帯無線装置が備える任意の無線アクセス方式における送信フィルタと、当該送信フィルタと同じ無線アクセス方式かつ同一周波数帯で用いられる受信フィルタとを共用しないことを条件として、使用される周波数帯域の一部が重複するが、全部は等しくない2以上の送受信信号に共用するフィルタを具備することを特徴とする。
【選択図】図4

Description

本発明は複数の無線アクセス方式を備える携帯無線装置に関する。
図1にWCDMA方式およびGSM方式を搭載した従来の携帯無線装置の構成を示す。図1の従来の携帯無線装置90は、アンテナ91と、アンテナ切替器92と、GSM用の送信フィルタ93と、GSM用の電力増幅器94と、アンテナ共用器95と、WCDMA用の電力増幅器96と、GSM用の受信フィルタ97と、変復調回路98と、制御端子99とを備える。制御端子99は、アンテナ切替器92の経路を無線アクセス方式及び周波数帯によって切り替える。携帯無線装置90は、通信の際には周波数帯に応じてアンテナ共用器95の経路を切り替え、通信を行う。また、特許文献1のWCDMA方式およびGSM方式を搭載した携帯電話機では、WCDMA送受信信号とGSM送受信信号に用いる送受信フィルタを共用する旨記載されている。例えば、WCDMAのband8および、GSMのGSM900の送信信号に用いられる周波数帯域はいずれも880〜915MHzであって等しく、要求される送信フィルタの帯域通過特性は共通であるため、送信フィルタを共有することができる。同じく、WCDMAのband8および、GSMのGSM900の受信信号に用いられる周波数帯域はいずれも925〜960MHzであって等しく、要求される受信フィルタの帯域通過特性は共通であるため、受信フィルタを共有することができる。
特開2007−036868号公報
しかしながら、従来の携帯無線装置では、新たな無線アクセス方式および周波数帯が追加されるたびに送信フィルタおよび受信フィルタを追加する必要がある。従って送受信フィルタの追加に伴い部材費が増大するという課題がある。また、送受信フィルタの追加に伴い回路規模が増大するため、携帯無線装置の容積が増大してしまうという課題がある。例えば、WCDMA(LTE)のband1,2,3,4,5,6,8,9,10,19およびGSM850,GSM900,DCS1800,PCS1900を搭載した携帯無線装置の場合、各々の周波数帯に対して1組の送受信フィルタが必要となるため14組、計28個のフィルタが必要となる。特許文献1の携帯電話機のように、共通の周波数帯域を使用する無線アクセス方式については受信フィルタ同士もしくは送信フィルタ同士を共用することとすれば、上記の課題をある程度解決することができる。しかし、受信フィルタ同士および送信フィルタ同士を共用とすることとしても、共用できるフィルタは限られているため、フィルタ共用による部材費および回路規模の削減には限界がある。例えば、WCDMAのband2,3,5,8の送受信信号に用いられる周波数帯域は、それぞれPCS1900,DCS1800,GSM850,GSM900の送受信信号に用いられる周波数帯域と等しい。このため、共用により計8つのフィルタを削減できるにすぎない。本発明ではフィルタ共用により送受信フィルタを劇的に削減でき、かつフィルタ共用によるノイズの発生を抑えることができる携帯無線装置が提供される。
本発明の携帯無線装置は、複数の無線アクセス方式を備え、本発明の携帯無線装置が備える任意の無線アクセス方式における送信フィルタと、当該送信フィルタと同じ無線アクセス方式かつ同一周波数帯で用いられる受信フィルタとを共用しないことを条件として、使用される周波数帯域の一部が重複するが、全部は等しくない2以上の送受信信号に共用するフィルタを具備することを特徴とする。
本発明の携帯無線装置によれば、同一の無線アクセス方式かつ同一周波数帯において送信フィルタと受信フィルタとを共用しないことにより、送信信号が受信経路に漏れたり、或いはその逆に受信信号が送信経路に漏れるといったクロストークを防止し、かつ使用される周波数帯域の一部が重複するが、全部は等しくない2以上の送受信信号に共用するフィルタを具備することにより、送受信フィルタを劇的に削減できるため、携帯無線装置の大幅な容積削減が可能となる。
複数の方式を搭載した従来の携帯無線装置の構成を示すブロック図。 WCDMA(LTE)、GSM方式で用いられる周波数帯域を示す図。 実施例1にかかる携帯無線装置のフィルタA〜Hの周波数特性を示す図。 WCDMA(LTE)、GSM方式とフィルタA〜Hの対応関係を示す図。 WCDMA(LTE)、GSM方式とフィルタA〜Hの対応関係を示す図。 実施例1にかかる携帯無線装置の送信フィルタ共用構成を示すブロック図。 実施例1にかかる携帯無線装置の受信フィルタ共用構成を示すブロック図。 実施例1にかかる携帯無線装置の送受信フィルタ共用構成を示すブロック図。 実施例1にかかる携帯無線装置の構成を示すブロック図。 実施例1にかかる携帯無線装置の制御器の動作を示すフローチャート。
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。
図2を参照して、WCDMA(LTE)方式およびGSM方式の周波数帯域について考察する。図2を見れば、異なる周波数帯であっても用いられる周波数帯域の一部が重複する関係にある場合や、一方の周波数帯域が、他方の周波数帯域と包含関係にある場合が散見される。例えば、WCDMA(LTE)方式のband1の送信に用いる帯域(1920〜1980MHz)と、band2の受信に用いる帯域(1930〜1990MHz)は帯域が大部分において重複している。また、WCDMA(LTE)方式のband4の送信に用いる帯域(1710〜1755MHz)と、band9の送信に用いる帯域(1749.9〜1784.9MHz)と、band10の送信に用いる帯域(1710〜1770MHz)はいずれも、WCDMA(LTE)方式のband3の送信に用いる帯域(1710〜1785MHz)に包含される。
本発明の携帯無線装置は、上記の重複・包含関係に着目してフィルタを共用することを特徴とする。本発明の携帯無線装置が備える複数の無線アクセス方式のうち、任意の無線アクセス方式における送信フィルタと、当該送信フィルタと同じ無線アクセス方式かつ同一周波数帯で用いられる受信フィルタとを共用しないことを条件として、使用される周波数帯域の一部が重複するが、全部は等しくない2以上の送受信信号に共用するフィルタを具備することを特徴とする。このことを図3〜5を用いて詳細に説明する。図3は共用に用いるフィルタA〜Hの周波数特性を示す図である。図4、5はWCDMA(LTE)、GSM方式とフィルタA〜Hの対応関係を示す図である。本発明の携帯無線装置は、図3に示す周波数特性を有する8つのフィルタA〜Hを用いることを特徴とする。本発明の携帯無線装置は上記フィルタA〜Hを備えることにより、WCDMA(LTE)方式のband1〜6、8〜10、19およびGSM方式のGSM850、GSM900、DCS1800、PCS1900を搭載可能である。具体的には図4、5を参照して、フィルタAをWCDMA方式のband1の送信信号と、同方式のband2の受信信号と、GSM方式のPCS1900の受信信号とで共用する。フィルタBをWCDMA方式のband2の送信信号と、GSM方式のPCS1900の送信信号とで共用する。フィルタCをWCDMA方式のband3の送信信号と、同方式のband4の送信信号と、同方式のband9の送信信号と、同方式のband10の送信信号と、GSM方式のDCS1800の送信信号とで共用する。フィルタDをWCDMA方式のband5の送信信号と、同方式のband6の送信信号と、同方式のband19の送信信号と、GSM方式のGSM850の送信信号とで共用する。フィルタEをWCDMA方式のband8の送信信号と、GSM方式のGSM900の送信信号と、WCDMA方式のband5の受信信号と、同方式のband6の受信信号と、同方式のband19の受信信号と、GSM方式のGSM850の受信信号とで共用する。フィルタFをWCDMA方式のband1の受信信号と、同方式のband4の受信信号と、同方式のband10の受信信号とで共用する。フィルタGをWCDMA方式のband3の受信信号と、同方式のband9の受信信号と、GSM方式のDCS1800の受信信号とで共用する。フィルタHをWCDMA方式のband8の受信信号と、GSM方式のGSM900の受信信号とで共用する。
以下、送信フィルタ同士を共用する場合について説明する。ここでは、送信フィルタの共用構成を備える携帯無線装置500を例に挙げて説明する。図6は、携帯無線装置500の送信フィルタの共用構成を示すブロック図である。携帯無線装置500は、アンテナ501と、スイッチ502と、フィルタP503と、フィルタQ504と、フィルタR505と、スイッチ506と、送信信号用電力増幅器507、508と、受信信号用電力増幅器509、510と、制御器511と、変復調回路512とを備える。また、送信信号用電力増幅器507を通過する送信信号が使用する周波数帯域をTx1とし、送信信号用電力増幅器508を通過する送信信号が使用する周波数帯域をTx2とし、受信信号用電力増幅器509を通過する受信信号が使用する周波数帯域をRx1とし、受信信号用電力増幅器510を通過する受信信号が使用する周波数帯域をRx2とする。フィルタP503は、周波数帯域Tx1、Tx2の双方をカバーする通過特性を備えている。フィルタQ504は、周波数帯域Rx1をカバーする通過特性を備えている。フィルタR505は、周波数帯域Rx2をカバーする通過特性を備えている。フィルタP503は周波数帯域Tx1、Tx2の双方をカバーする通過特性を備えているため、スイッチ506の切り替えにより、周波数帯域Tx1を使用する送信信号および周波数帯域Tx2を使用する送信信号にて共用可能である。また、周波数帯域Rx1を使用する受信方式と、周波数帯域Rx2を使用する受信方式の切り替えはスイッチ502にて行うことができる。なお、スイッチ502および506の制御は制御器511により行われる。以上のような構成を備えることにより、携帯無線装置500は送信フィルタを共用することができる。
以下、受信フィルタ同士を共用する場合について説明する。ここでは、受信フィルタの共用構成を備える携帯無線装置600を例に挙げて説明する。図7は、携帯無線装置600の受信フィルタの共用構成を示すブロック図である。携帯無線装置600は、アンテナ501と、スイッチ602と、フィルタP503と、フィルタQ504と、フィルタR505と、スイッチ606と、送信信号用電力増幅器507、508と、受信信号用電力増幅器509、510と、制御器511と、変復調回路512とを備える。また、送信信号用電力増幅器507を通過する送信信号が使用する周波数帯域をTx3とし、送信信号用電力増幅器508を通過する送信信号が使用する周波数帯域をTx4とし、受信信号用電力増幅器509を通過する受信信号が使用する周波数帯域をRx3とし、受信信号用電力増幅器510を通過する受信信号が使用する周波数帯域をRx4とする。フィルタP503は、周波数帯域Tx3をカバーする通過特性を備えている。フィルタQ504は、周波数帯域Tx4をカバーする通過特性を備えている。フィルタR505は、周波数帯域Rx3、Rx4の双方をカバーする通過特性を備えている。フィルタR505は周波数帯域Rx3、Rx4の双方をカバーする通過特性を備えているため、スイッチ606の切り替えにより、周波数帯域Rx3を使用する受信信号および周波数帯域Rx4を使用する受信信号にて共用可能である。また、周波数帯域Tx3を使用する送信方式と、周波数帯域Tx4を使用する送信方式の切り替えはスイッチ602にて行うことができる。なお、スイッチ602および606の制御は制御器511により行われる。以上のような構成を備えることにより、携帯無線装置600は受信フィルタを共用することができる。
以下、送信フィルタと受信フィルタとを共用する場合について説明する。ここでは、送受信フィルタの共用構成を備える携帯無線装置700を例に挙げて説明する。図8は、携帯無線装置700の送受信フィルタの共用構成を示すブロック図である。携帯無線装置700は、アンテナ501と、スイッチ702Aと、スイッチ702Bと、フィルタP503と、フィルタQ504と、フィルタR505と、スイッチ706と、送信信号用電力増幅器507、508と、受信信号用電力増幅器509、510と、制御器511と、変復調回路512とを備える。また、送信信号用電力増幅器507を通過する送信信号が使用する周波数帯域をTx5とし、送信信号用電力増幅器508を通過する送信信号が使用する周波数帯域をTx6とし、受信信号用電力増幅器509を通過する受信信号が使用する周波数帯域をRx5とし、受信信号用電力増幅器510を通過する受信信号が使用する周波数帯域をRx6とする。フィルタP503は、周波数帯域Tx5をカバーする通過特性を備えている。フィルタQ504は、周波数帯域Rx5をカバーする通過特性を備えている。フィルタR505は、周波数帯域Tx6、Rx6の双方をカバーする通過特性を備えている。フィルタR505は周波数帯域Tx6、Rx6の双方をカバーする通過特性を備えているため、スイッチ706の切り替えにより、周波数帯域Tx6を使用する送信信号および周波数帯域Rx6を使用する受信信号にて共用可能である。また、周波数帯域Tx5を使用する送信方式と、周波数帯域Tx6を使用する送信方式の切り替えおよび、周波数帯域Rx5を使用する受信方式と、周波数帯域Rx6を使用する受信方式の切り替えはスイッチ702Aとスイッチ702Bにて行うことができる。なお、スイッチ702A、702B、706の制御は制御器511により行われる。以上のような構成を備えることにより、携帯無線装置700は送信フィルタと受信フィルタとを共用することができる。
以下、前述のフィルタA〜Hを備えることにより、WCDMA方式のband1〜6、8〜10、19およびGSM方式のGSM850、GSM900、DCS1800、PCS1900を搭載する携帯無線装置800について説明する。図9は携帯無線装置800の構成を示すブロック図である。携帯無線装置800はアンテナ801と、スイッチ802と、フィルタA803と、フィルタB804と、フィルタC805と、フィルタD806と、フィルタE807と、フィルタF808と、フィルタG809と、フィルタH810と、スイッチ811と、GSM送信信号増幅器812と、WCDMA(HI−band)送信信号増幅器813と、WCDMA(MID−band)送信信号増幅器814と、WCDMA(LO−band)送信信号増幅器815と、制御器816と、変復調回路817と、制御端子818とを備える。この携帯無線装置800のスイッチ802および811は、前述の携帯無線装置500のスイッチ502、506が備える送信フィルタ共用構成、携帯無線装置600のスイッチ602、606が備える受信フィルタ共用構成、携帯無線装置700のスイッチ702A、702B、706が備える送受信フィルタ共用構成をいずれも適宜備えているものとする。携帯無線装置800のスイッチ802および811が前述のフィルタ共用構成を備え、フィルタA〜Hを共用することにより、WCDMA(LTE)方式のband1〜6、8〜10、19およびGSM方式のGSM850、GSM900、DCS1800、PCS1900をわずか8つのフィルタにて共用できる携帯無線装置が実現する。なお、スイッチ802、811の制御は制御器816により行われる。
図10を参照してフィルタの切替方法について説明する。図10は携帯無線装置800の制御器816の動作を示すフローチャートである。制御器816は、図4のような各通信方式とフィルタA〜Hとの対応関係を示す参照テーブルを備えているものとする。制御器816は、ベースバンドもしくはRFIC等から周波数帯切替の指示を受け取ると、該当する周波数帯の周波数帯域Xを選択する(S8161)。次に、参照テーブルを参照して、周波数帯域Xに適合する送信フィルタY、受信フィルタZをフィルタA〜Hから選択する(S8162、S8163)。次に、送信経路にフィルタY、受信経路にフィルタZが挿入されるようにスイッチ802、811に制御信号を送出する(S8164)。スイッチ802、811は制御信号を受信して、各周波数帯に適合するフィルタを介した送受信経路を経路切替によって実現する。送信フィルタ同士、受信フィルタ同士、送受信フィルタを共用するための経路切替方法については、前述の携帯無線装置500〜700で具体的に記載した方法で実現可能である。
以上のように、本発明の携帯無線装置800によれば、同一の無線アクセス方式かつ同一周波数帯において送信フィルタと受信フィルタとを共用しないことにより、送信信号が受信経路に漏れたり、或いはその逆に受信信号が送信経路に漏れるといったクロストークを防止し、かつ使用される周波数帯域の一部が重複するが、全部は等しくない2以上の送受信信号に共用するフィルタを具備することにより、フィルタ共用により発生するノイズを最小限に抑えつつ、送受信フィルタを劇的に削減できるため、携帯無線装置の大幅な容積削減が可能である。したがってフィルタ総数わずか8個にてWCDMA方式のband1〜6、8〜10、19およびGSM方式のGSM850、GSM900、DCS1800、PCS1900を搭載することができる。

Claims (10)

  1. 複数の無線アクセス方式を備える携帯無線装置であって、
    前記携帯無線装置が備える任意の無線アクセス方式における送信フィルタと、当該送信フィルタと同じ無線アクセス方式かつ同一周波数帯で用いられる受信フィルタとを共用しないことを条件として、
    使用される周波数帯域の一部が重複するが、全部は等しくない2以上の送受信信号に共用するフィルタを具備すること
    を特徴とする携帯無線装置。
  2. 請求項1に記載の携帯無線装置であって、
    前記携帯無線装置が具備するフィルタが、使用される周波数帯域の一部が重複するが、全部は等しくない2以上の送信信号に共用するフィルタであること
    を特徴とする携帯無線装置。
  3. 請求項1に記載の携帯無線装置であって、
    前記携帯無線装置が具備するフィルタが、使用される周波数帯域の一部が重複するが、全部は等しくない2以上の受信信号に共用するフィルタであること
    を特徴とする携帯無線装置。
  4. 請求項1に記載の携帯無線装置であって、
    前記携帯無線装置が具備するフィルタが、使用される周波数帯域の一部が重複するが、全部は等しくない送信信号と受信信号とで共用するフィルタであること
    を特徴とする携帯無線装置。
  5. 請求項1に記載の携帯無線装置であって、
    WCDMA方式のband1の送信信号に用いられるフィルタと、WCDMA方式のband2の受信信号に用いられるフィルタと、GSM方式のPCS1900の受信信号に用いられるフィルタの少なくとも2以上を1の共用フィルタにて実現すること
    を特徴とする携帯無線装置。
  6. 請求項1に記載の携帯無線装置であって、
    WCDMA方式のband3の送信信号に用いられるフィルタと、WCDMA方式のband4の送信信号に用いられるフィルタと、WCDMA方式のband9の送信信号に用いられるフィルタと、WCDMA方式のband10の送信信号に用いられるフィルタと、GSM方式のDCS1800の送信信号に用いられるフィルタの少なくとも2以上を1の共用フィルタにて実現すること
    を特徴とする携帯無線装置。
  7. 請求項1に記載の携帯無線装置であって、
    WCDMA方式のband5の送信信号に用いられるフィルタと、WCDMA方式のband6の送信信号に用いられるフィルタと、WCDMA方式のband19の送信信号に用いられるフィルタと、GSM方式のGSM850の送信信号に用いられるフィルタの少なくとも2以上を1の共用フィルタにて実現すること
    を特徴とする携帯無線装置。
  8. 請求項1に記載の携帯無線装置であって、
    WCDMA方式のband8の送信信号に用いられるフィルタと、GSM方式のGSM900の送信信号に用いられるフィルタと、WCDMA方式のband5の受信信号に用いられるフィルタと、WCDMA方式のband6の受信信号に用いられるフィルタと、WCDMA方式のband19の受信信号に用いられるフィルタと、GSM方式のGSM850の受信信号に用いられるフィルタの少なくとも2以上を1の共用フィルタにて実現すること
    を特徴とする携帯無線装置。
  9. 請求項1に記載の携帯無線装置であって、
    WCDMA方式のband1の受信信号に用いられるフィルタと、WCDMA方式のband4の受信信号に用いられるフィルタと、WCDMA方式のband10の受信信号に用いられるフィルタの少なくとも2以上を1の共用フィルタにて実現すること
    を特徴とする携帯無線装置。
  10. 請求項1に記載の携帯無線装置であって、
    WCDMA方式のband3の受信信号に用いられるフィルタと、WCDMA方式のband9の受信信号に用いられるフィルタと、GSM方式のDCS1800の受信信号に用いられるフィルタの少なくとも2以上を1の共用フィルタにて実現すること
    を特徴とする携帯無線装置。
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