JP2013031135A - 無線通信機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】複数の周波数に対応しており、無線通信回路の規模が小さい無線通信機器を実現する。
【解決手段】無線通信機器1は、同時に無線通信を行うための第1の無線通信部11および第2の無線通信部13と、無線通信を行うための第3の無線通信部15とを備えており、第3の無線通信部15と第1の無線通信部11とが、アンテナ111およびアンテナ111が送受信する無線通信信号を処理する無線通信回路の、少なくとも一部を共有している。
【選択図】図1

Description

本発明は複数の周波数で通信を行い、無線通信回路の規模が小さい無線通信機器に関する。
近年、複数の周波数で同時に通信を行う技術としてキャリアアグリゲーション(Carrier Aggregation、非特許文献1参照)が用いられている。
例えば、特許文献1には、データを複数の周波数にそれぞれ対応する複数の送信手段へ振り分け、振り分けられたデータを送信するタイミングを所定の周期毎に一致させる無線通信装置が記載されている。
特開2010−41687号公報(平22年2月18日公開)
3GPP TR 36.815 V9.1.0、2010年6月
しかしながら、上述のような従来技術では、3以上の周波数に対応した無線通信機器では、無線通信機器内に構成される回路の規模が大きくなるという虞がある。
例えば、キャリアアグリゲーションに対応していない地域に居る場合など、同時に通信を行わず、かつ、無線通信機器が対応する複数の周波数のいずれかの周波数にも対応していない地域に居る場合、また、キャリアアグリゲーションを行う複数の周波数と無線通信機器が対応する複数の周波数のいずれかが異なる場合、また、いずれの周波数も混雑しており通信が行えない場合などに、当該地域で使用可能な周波数に対応した通信回路が更に必要になる。
これを、図面を用いて説明すれば、以下の通りである。図7は、キャリアアグリゲーションに対応した無線通信装置10の構成の一例を示すブロック図である。図7に示す無線通信装置10は、異なる二つの周波数(周波数f0および周波数f1)で同時に通信を行っている。無線通信装置10は、周波数f0で通信を行うために、S/P変換部102aと、IFFT部103aと、CP挿入部104aと、D/A変換部105aと、周波数変換部106aと、アンテナ107aとを備えている。更に、無線通信装置10は、周波数f1で通信を行うために、S/P変換部102bと、IFFT部103bと、CP挿入部104bと、D/A変換部105bと、周波数変換部106bと、アンテナ107bとを備えている。
この無線通信装置10に、上記二つの周波数とは異なる周波数にて通信を行う構成を追加しようとすると、当該異なる周波数に対応した、S/P変換部、IFFT部、CP挿入部、D/A変換部、周波数変換部およびアンテナといった通信回路が更に必要になる。
このように、従来技術によれば、通信を行うための周波数ごとに該周波数に対応した無線通信回路が無線通信装置(無線通信機器)内に構成される。このため、複数の周波数に対応した無線通信装置内に構成される無線通信回路の規模が大きくなり、従来の技術では、該無線通信装置のサイズの増大、コストの増加などの問題がある。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、複数の周波数に対応しており、無線通信回路の規模が小さい無線通信機器を実現することにある。
上記の課題を解決するために、本発明は、互いに異なる周波数で同時に無線通信を行うための第1および第2の無線通信手段と、上記第1および第2の無線通信手段とは異なる周波数で無線通信を行うための第3の無線通信手段とを備えており、上記第3の無線通信手段と上記第1の無線通信手段とが、当該第1の無線通信手段が備えているアンテナおよび当該アンテナが送受信する無線通信信号を処理する無線通信回路の、少なくとも一部を共有していることを特徴としている。
互いに異なる周波数で同時に通信を行うことが可能な無線通信機器を使用しているとき、同時に通信を行わない場合(例えば、第1の無線通信手段で通信を行うことができない地域に居る場合)では、このような無線通信機器を構成する第1の無線通信手段は、通信を行わないため、不要な回路またはアンテナとなってしまう。
上記構成によれば、上記第1の無線通信手段が、通信を行わないとき、当該複数の周波数とは異なる追加的な周波数数で通信を行うことができる。また、上記第3の無線通信手段は、上記第1の無線通信手段が通信を行わないときに不要となってしまう第1の無線通信手段と、当該第1の無線通信手段を構成する部材の少なくとも一つを共有するため、不要な回路を削減することができる。
したがって、上記第3の無線通信手段を構成するために、無線通信回路を構成する部材またはアンテナを余分に追加することがないため、低コストおよび省スペース化を実現することができる。
本発明における無線通信機器では、上記第1の無線通信手段は、上記無線通信手段の中で、無線通信を行う周波数が、上記第3の無線通信手段に最も近いものであることが好ましい。
一般に、一つのデバイス(例えば、一つのアンテナを共有した複数の無線通信回路)で複数の周波数に対応するために使用可能な周波数の帯域を広くした場合、対応する周波数の帯域毎にデバイスを作成したほうが性能がよい場合が多い。しかしながら、このようなそれぞれの周波数の帯域毎に対応したデバイスを備えた無線通信機器は、部品数が多くなるため小型化が難しいという問題がある。また、デバイスの対応周波数の帯域が広い場合、周波数の帯域内でのデバイスの性能の均一性が悪くなる可能性がある。
また、パワーアンプおよびミキサー等は、使用可能な周波数が異なるにつれて、最適なインピーダンスからのずれが大きくなり、デバイスの利得性能の均一性が劣化したり、歪み特性が劣化したりしてしまう。さらに、これを改善するためには、無線通信回路の面積、消費電力、コスト等が増えてしまうという問題がある。
また、無線通信機器に使用可能な周波数が近いアンテナを複数近接して備えた場合、アンテナ間のカップリングにより、アンテナ特性が劣化するという問題がある。
上記構成によれば、一つのデバイスが使用可能な周波数の帯域を狭くすることが出来るように構成されるため、デバイスの利得性能の均一性の劣化を防ぐことができる。また、このような構成により、無線通信部の設計を容易にすることができるため、無線通信部の面積を小さくすることができ、小型化を実現することができる。
また、使用可能な周波数が近い無線通信回路同士で、無線通信回路を構成する部材を共有すれば、各部材の設計が容易になる。また、これらの消費電力、コスト等を削減することができる。
また、使用する周波数が近い無線通信手段間でアンテナを共用すれば、周波数が近いアンテナが複数設けられることがなく、アンテナ間のカップリングによるアンテナ特性の劣化を抑制することができる。
上記第3の無線通信手段と上記第1の無線通信手段とが、上記アンテナを共有していてもよい。また、上記無線通信回路は、上記無線通信信号をデジタルアナログ変換する信号変換器を備えており、上記第3の無線通信手段と上記第1の無線通信手段とが、当該信号変換器を共有していてもよい。また、上記無線通信回路は、ローカル周波数信号を生成し、生成したローカル周波数信号と上記無線通信信号とを乗算する周波数変換器を備えており、上記第3の無線通信手段と上記第1の無線通信手段とが、当該周波数変換器を共有していてもよい。また、上記無線通信回路は、上記無線通信信号の電力を測定する電力測定器を備えており、上記第3の無線通信手段と上記第1の無線通信手段とが、当該電力測定器を共有していてもよい。また、上記無線通信回路は、上記無線通信信号の電力を増幅する電力増幅器を備えており、上記第3の無線通信手段と上記第1の無線通信手段とが、当該電力増幅器を共有していてもよい。
また、本発明における無線通信機器は、上記第1および第2の無線通信手段によりキャリアアグリゲーション通信を行うものであってもよい。
上記構成によれば、第1および第2の無線通信手段を有効に用いてキャリアアグリゲーション通信を行うことができる。
また、本発明における無線通信機器は、上記第3の無線通信手段によりTDD(Time Division Duplexing)方式で無線通信を行うものであってもよい。
上記構成によれば、TDD方式で通信を行う上記第3の無線通信手段であっても、上記第1の無線通信手段と、当該第1の無線通信手段を構成する部材の少なくとも一つを共有することができる。
本発明における無線通信機器は、上記第1の無線通信手段と上記第3の無線通信手段との何れを使用するかを切り替えるための切り替え手段を備えてもよい。
上記構成によれば、上記切り替え手段は、使用される周波数によって、上記第1および第2の無線通信手段の各々と複数の第3の無線通信手段の各々との何れを使用するかを切り替えることができる。
本発明における無線通信機器では、上記第1、第2および第3の無線通信手段とは異なる周波数で無線通信を行うための第4の無線通信手段をさらに備えており、上記第3および第4の無線通信手段が、それぞれ、上記第1および第2の無線通信手段のうちの互いに異なる無線通信手段と、当該無線通信手段が備えているアンテナおよび無線通信回路の、少なくとも一部を共有していてもよい。
上記構成によれば、第1または第2の無線通信手段が、第4の無線通信手段と部材を共有することにより、さらに、無線通信機器のサイズ、コスト等を大幅に増大させることなく、当該無線通信機器が使用可能な周波数を増やすことができる。
本発明に係る無線通信機器によれば、互いに異なる周波数で同時に無線通信を行うための第1および第2の無線通信手段と、上記第1および第2の無線通信手段とは異なる周波数で無線通信を行うための第3の無線通信手段とを備えており、上記第3の無線通信手段と上記第1の無線通信手段とが、当該第1の無線通信手段が備えているアンテナおよび当該アンテナが送受信する無線通信信号を処理する無線通信回路の、少なくとも一部を共有していることにより、不要な回路を削減することができ、低コストおよび省スペース化を実現するという効果を奏する。
実施形態1における無線通信機器の概略を示したブロック図である。 実施形態2における無線通信機器の概略を示したブロック図である。 実施形態3における無線通信機器の概略を示したブロック図である。 実施形態4における無線通信機器の概略を示したブロック図である。 本発明における無線通信機器が実行するセルサーチの流れを示したフローチャートである。 本発明における無線通信機器におけるキャリアアグリゲーション中のハンドオーバーの流れを示したフローチャートである。 キャリアアグリゲーションに対応した無線通信装置の構成の一例を示したブロック図である。
〔実施形態1〕
以下、本発明の一実施形態(実施形態1)について、図1を参照して説明すれば、以下のとおりである。
(無線通信機器1の概略)
図1は、本実施形態における無線通信機器1の概略を示すブロック図である。図1に示すように、無線通信機器1は、第1の無線通信部(第1の無線通信手段)11、第2の無線通信部(第2の無線通信手段)13、第3の無線通信部(第3の無線通信手段)15、変復調処理部16およびCPU部17を備えている。
第1の無線通信部11は、2GHz帯の周波数で通信を行う処理のための回路(無線通信回路)およびアンテナから構成され、図1に破線で示されている。第2の無線通信部13は、850MHz帯の周波数で通信を行う処理のための回路(無線通信回路)およびアンテナから構成され、図1に点線で示されている。第3の無線通信部15は、1.7GHz帯の周波数で通信を行う処理のための回路(無線通信回路)およびアンテナから構成され、図1に一点鎖線で示されている。各無線通信部(高周波部)の詳細については後述する。
変復調処理部16は、フィルタリング、変復調処理、符号化/復号化処理などの信号処理を行う。CPU部17は、無線通信機器1全体の制御を行う。
なお、無線通信機器1は、第1の無線通信部11が使用する2GHz帯の周波数と、第2の無線通信部13が使用する850MHz帯の周波数とで同時に通信を行う。
(第1の無線通信部11の構成)
図1に示すよう、第1の無線通信部11は、アンテナ111、デュプレクサ112、パワーアンプ(電力増幅器)113、ミキサー(周波数変換器)114、ローカル発信機(周波数変換器)115、D/A変換部(信号変換器)116、低ノイズアンプ(低雑音増幅器、LNA)117、ミキサー(周波数変換器)118、ローカル発信機(周波数変換器)119、A/D変換部(信号変換器)120、パワーモニタ(電力測定器)121、スイッチ(切り替え手段)123およびスイッチ(切り替え手段)124を備えている。
D/A変換部116は、変復調処理部16によって変調された信号をデジタルアナログ変換する。ローカル発信機115は、ローカル周波数信号Loを生成する。ミキサー114は、ローカル周波数信号Loと、D/A変換部116によってデジタルアナログ変換された信号とを乗算する。パワーアンプ113は、ミキサー114の出力信号を増幅する。増幅された送信信号は、デュプレクサ112を介してアンテナ111から送信される。
また、アンテナ111から受信された受信信号は、デュプレクサ112を介し低ノイズアンプ117に入力される。低ノイズアンプ117は、受信信号を増幅する。ローカル発信機119は、ローカル周波数信号Loを生成する。ミキサー118は、ローカル周波数信号Loと、低ノイズアンプ117によって増幅された受信信号とを乗算する。A/D変換部120は、ミキサー118の出力信号をアナログデジタル変換し、変復調処理部16に送信する。
パワーモニタ121は、パワーアンプ113からの送信電力を測定し、変復調処理部16に通知する。
スイッチ123およびスイッチ124は、第1の無線通信部11と第3の無線通信部15とを切り替えるためのものである。
(第2の無線通信部13の構成)
図1に示すよう、第2の無線通信部13は、アンテナ131、デュプレクサ132、パワーアンプ133、ミキサー134、ローカル発信機135、D/A変換部136、低ノイズアンプ137、ミキサー138、ローカル発信機139、A/D変換部140およびパワーモニタ141を備えている。
第2の無線通信部13を構成するそれぞれの部材は、第1の無線通信部11を構成する部材のそれぞれと同様の動作を行うため、説明を割愛する。
(第3の無線通信部15の構成)
図1に示すよう、第3の無線通信部15は、アンテナ111、ミキサー114、ローカル発信機115、D/A変換部116、ミキサー118、ローカル発信機119、A/D変換部120、パワーモニタ121、スイッチ123、スイッチ124、デュプレクサ151、パワーアンプ152および低ノイズアンプ153を備えている。
デュプレクサ151、パワーアンプ152および低ノイズアンプ153は、デュプレクサ112、パワーアンプ113および低ノイズアンプ117と同様の動作を行う。また、図1に示すように、第3の無線通信部15は、第1の無線通信部11と、アンテナ111、ミキサー114、ローカル発信機115、D/A変換部116、ミキサー118、ローカル発信機119、A/D変換部120およびパワーモニタ121を共有している。
スイッチ123およびスイッチ124は、第1の無線通信部11と第3の無線通信部15とを切り替えるためのものである。例えば、通信を行うことが可能な周波数が2GHz帯である場合、スイッチ123およびスイッチ124は、第1の無線通信部11を使用するように接続先を切り替える。また、通信を行うことが可能な周波数が1.7GHz帯である場合、スイッチ123およびスイッチ124は、第3の無線通信部15を使用するように接続先を切り替える。このように、スイッチ123およびスイッチ124は、使用される周波数によって、第1の無線通信部11と第3の無線通信部15とを切り替えることができる。
このように、無線通信機器1は、別系統である第1の無線通信部11および第2の無線通信部13を備えており、同時に、互い異なる周波数帯で無線通信を行うことができる。これにより、例えば、キャリアアグリゲーション通信を実施して、広帯域で無線通信を行うことも可能である。なお、本実施形態において、無線通信機器1は、異なる2つの周波数で通信を行う第1の無線通信部11および第2の無線通信部13を含んで構成されることを例に説明を行ったが、無線通信機器1は、これに限定されない。無線通信機器1は、異なる複数の周波数で同時に通信を行う処理のための複数の無線通信回路を備えていればよく、3以上の同時通信可能な無線通信部を備えていてもよい。
また、無線通信機器1が同時に通信を行う周波数は、第1の無線通信部11が使用する2GHz帯の周波数と、第2の無線通信部13が使用する850MHz帯の周波数とであることを説明したが、無線通信機器1が同時に通信を行う周波数はこれに限定されない。無線通信機器1は、第3の無線通信部15が使用する1.7GHz帯の周波数と、第2の無線通信部13が使用する850MHz帯の周波数とで同時に通信を行ってもよい。
また、無線通信機器1が通信を行う周波数は、2GHz帯、1.7GHz帯および850MHz帯に限定されない。これらの数値は一例であり、その他の周波数であってもよい。
なお、第3の無線通信部15は、第1の無線通信部11と、アンテナ111、ミキサー114、ローカル発信機115、D/A変換部116、ミキサー118、ローカル発信機119、A/D変換部120およびパワーモニタ121を共有していることを例に説明を行ったが、第3の無線通信部15が第1の無線通信部11と、共有する部材はこれに限定されない。第3の無線通信部15は、上記部材の少なくとも一つを共有する構成であってもよいし、各々を組み合わせて共有する構成であってもよい。
このように、本実施形態によれば、複数の周波数で同時に通信を行う処理のための第1の無線通信部11および第2の無線通信部13と、上記複数の周波数とは異なる周波数である周波数(追加周波数)で通信を行う第3の無線通信部15を備えた無線通信機器1において、第3の無線通信部15と第1の無線通信部11とは、第1の無線通信部11を構成する部材(第3の無線通信部15を構成する部材)の少なくとも一つを共有する。
ここで、複数の周波数で同時に通信を行うことが可能な無線通信機器を使用しているときであっても、同時に通信を行わない場合(例えば、同時に通信を行うことができない地域に居る場合)がある。このような場合、このような無線通信機器を構成する複数の無線通信回路は、通信を行わないため、不要な回路となってしまう。
上記構成によれば、上記複数の周波数で通信を行わないとき、上記追加周波数で通信を行うことができる。また、第3の無線通信部15は、上記複数の周波数で通信を行わないときに不要となってしまう無線通信部と、該回路を構成する部材の少なくとも一つを共有するため、不要な回路を削減することができる。
したがって、無線通信回路を構成する部材を余分に追加することがないため、低コストおよび省スペース化を実現することができる。
(周波数について)
上述したように、第1の無線通信部11は、2GHz帯の周波数で通信を行い、第2の無線通信部13は、850MHz帯の周波数で通信を行う。第3の無線通信部15が通信を行う1.7GHz帯の周波数と、上記周波数との差をそれぞれ比較すると、第1の無線通信部11が使用する2GHz帯の周波数のほうが小さくなる。
このように、第3の無線通信部15は、第1の無線通信部11および第2の無線通信部13が使用する周波数のそれぞれと第3の無線通信部15が使用する周波数との差が小さくなる周波数で通信を行う第1の無線通信部11と、第1の無線通信部11を構成する部材の少なくとも一つを共有することが好ましい。
一般に、一つのデバイス(例えば、アンテナ111を含む第1の無線通信部11および第3の無線通信部15)で複数の周波数に対応するために使用可能な周波数の帯域を広くした場合、対応する周波数の帯域毎にデバイスを作成したほうが性能がよい場合が多い。しかしながら、このようなそれぞれの周波数の帯域毎に対応したデバイスを備えた無線通信機器は、部品数が多くなるため小型化が難しいという問題がある。また、デバイスの対応周波数の帯域が広い場合、周波数の帯域内でのデバイスの性能の均一性が悪くなる可能性がある。
また、パワーアンプおよびミキサー等は、使用可能な周波数が異なるにつれて、最適なインピーダンスからのずれが大きくなり、デバイスの利得性能の均一性が劣化したり、歪み特性が劣化したりしてしまう。さらに、これを改善するためには、無線通信回路の面積、消費電力、コスト等が増えてしまうという問題がある。
また、無線通信機器に使用可能な周波数が近いアンテナを複数近接して備えた場合、アンテナ間のカップリングにより、アンテナ特性が劣化するという問題がある。
上記構成によれば、一つのデバイスが使用可能な周波数の帯域を狭くすることが出来る(例えば、第1の無線通信部11および第3の無線通信部15の場合、1.5GHz帯〜2GHz帯)ように構成されるため、デバイスの利得性能の均一性の劣化を防ぐことができる。また、このような構成により、無線通信回路の設計を容易にすることができるため、無線通信回路の面積を小さくすることができ、小型化を実現することができる。
また、使用可能な周波数が近い無線通信回路同士で、無線通信回路を構成する部材を共有するため、各部材(例えば、アンテナ、ローカル発信機、パワーアンプ等)の設計が容易になる。また、これらの消費電力、コスト等を削減することができる。
また、使用する周波数が近い無線通信部間でアンテナを共用するため、周波数が近いアンテナが複数設けられることがなく、アンテナ間のカップリングによるアンテナ特性の劣化を抑制することができる。
〔実施形態2〕
実施形態1では、同時通信を行う複数の無線通信部のうちの一つが、追加的な無線通信部と、無線通信部を構成する部材の少なくとも一つを共有する場合を例に説明を行ったが、上記部材を共有する無線通信部は一つの組に限定されない。つまり、複数の組の無線通信部が、各部を構成する部材を共有していてもよい。
以下、本発明の他の実施形態(実施形態2)について、図2を参照して説明する。なお、説明の便宜上、実施形態1にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
(無線通信機器2の概略)
図2は、本実施形態における無線通信機器2の概略を示すブロック図である。図2に示すように、無線通信機器2は、第1の無線通信部11、第3の無線通信部15、変復調処理部16、CPU部17、第2の無線通信部(第2の無線通信手段)21および第4の無線通信部(第4の無線通信手段)23を備えている。
ここで、第1の無線通信部11は、2GHz帯の周波数で通信を行う処理のための回路およびアンテナから構成され、図2に破線で示されている。第3の無線通信部15は、1.7GHz帯の周波数で通信を行う処理のための回路およびアンテナから構成され、図2に一点鎖線で示されている。第2の無線通信部21は、850MHz帯の周波数で通信を行う処理のための回路およびアンテナから構成され、図2に点線で示されている。第4の無線通信部23は、700MHz帯の周波数で通信を行う処理のための回路およびアンテナから構成され、図2に二点鎖線で示されている。
なお、無線通信機器2は、第1の無線通信部11が使用する2GHz帯の周波数と、第2の無線通信部21が使用する850MHz帯の周波数とで同時に通信を行う。
(第2の無線通信部21の構成)
図2に示すよう、第2の無線通信部21は、アンテナ211、デュプレクサ212、パワーアンプ213、ミキサー214、ローカル発信機215、D/A変換部216、低ノイズアンプ217、ミキサー218、ローカル発信機219、A/D変換部220、パワーモニタ221、スイッチ223およびスイッチ224を備えている。
第2の無線通信部21を構成するそれぞれの部材は、上述した第1の無線通信部11を構成する部材のそれぞれと同様の動作を行うため、説明を割愛する。
(第4の無線通信部23の構成)
図2に示すよう、第4の無線通信部23は、アンテナ211、ミキサー214、ローカル発信機215、D/A変換部216、ミキサー218、ローカル発信機219、A/D変換部220、パワーモニタ221、スイッチ223、スイッチ224、デュプレクサ231、パワーアンプ232および低ノイズアンプ233を備えている。
デュプレクサ231、パワーアンプ232および低ノイズアンプ233は、デュプレクサ112、パワーアンプ113および低ノイズアンプ117と同様の動作を行う。また、図2に示すように、第4の無線通信部23は、第2の無線通信部21と、アンテナ211、ミキサー214、ローカル発信機215、D/A変換部216、ミキサー218、ローカル発信機219、A/D変換部220およびパワーモニタ221を共有している。
スイッチ223およびスイッチ224は、第2の無線通信部21と第4の無線通信部23とを切り替えるためのものである。例えば、通信を行うことが可能な周波数が850MHz帯である場合、スイッチ223およびスイッチ224は、第2の無線通信部21を使用するように接続先を切り替える。また、通信を行うことが可能な周波数が700MHz帯である場合、スイッチ223およびスイッチ224は、第4の無線通信部23を使用するように接続先を切り替える。このように、スイッチ223およびスイッチ224は、使用される周波数によって、第2の無線通信部21と第4の無線通信部23とを切り替えることができる。
なお、本実施形態において、無線通信機器2は、異なる2つの周波数で同時に通信を行う第1の無線通信部11および第2の無線通信部21を備えていることを例に説明を行ったが、無線通信機器2は、これに限定されない。無線通信機器2は、異なる複数の周波数で同時に通信を行う処理のための複数の無線通信部を備えることが可能である。
また、複数の周波数で同時に通信を行うための複数の無線通信部の各々と、該無線通信部を構成する部材を共有する無線通信部が二つである(図2において第3の無線通信部15および第4の無線通信部23)ことを例に説明を行ったが、このような無線通信部の数は限定されない。
また、無線通信機器2は、複数の周波数で同時に通信を行うための複数の無線通信部の各々と、他の無線通信部の各々との何れを使用するかを切り替えるために、複数のスイッチを備えていてもよい。これにより、使用される周波数によって、複数の無線通信部の各々と他の無線通信部の各々との何れを使用するかを切り替えることができる。
また、無線通信機器2が同時に通信を行う周波数は、第1の無線通信部11が使用する2GHz帯の周波数と、第2の無線通信部21が使用する850MHz帯の周波数とであることを説明したが、無線通信機器2が同時に通信を行う周波数はこれに限定されない。無線通信機器2は、第3の無線通信部15が使用する1.7GHz帯の周波数と、第2の無線通信部21が使用する850MHz帯の周波数とで同時に通信を行ってもよい。また、無線通信機器2は、第1の無線通信部11が使用する2GHz帯の周波数と、第4の無線通信部23が使用する700MHz帯の周波数とで同時に通信を行ってもよい。また、無線通信機器2は、第3の無線通信部15が使用する1.7GHz帯の周波数と、第4の無線通信部23が使用する700MHz帯の周波数とで同時に通信を行ってもよい。
また、無線通信機器2が通信を行う周波数は、2GHz帯、1.7GHz帯、850MHz帯および700MHz帯に限定されない。これらの数値は一例であり、その他の周波数であってもよい。
なお、第4の無線通信部23は、第2の無線通信部21と、アンテナ211、ミキサー214、ローカル発信機215、D/A変換部216、ミキサー218、ローカル発信機219、A/D変換部220およびパワーモニタ221を共有していることを例に説明を行ったが、第4の無線通信部23が第2の無線通信部21と、共有する部材はこれに限定されない。第4の無線通信部23は、上記部材の少なくとも一つを共有する構成であってもよいし、各々を組み合わせて共有する構成であってもよい。
このように、本実施形態によれば、第1の無線通信部11および第2の無線通信部21が使用する複数の周波数とは異なる周波数で通信を行う第3の無線通信部15および第4の無線通信部23を備えた無線通信機器2において、第3の無線通信部15および第4の無線通信部23は、それぞれ、上記第1の無線通信部11および第2の無線通信部21のうちの互いに異なる無線通信部と、上記無線通信部を構成する部材の少なくとも一つを共有する。
このように、複数の無線通信部の各々と、該無線通信部の各々を構成する部材を共有する追加的な無線通信部が、複数あることにより、無線通信機器2のサイズ、コスト等を大幅に増大させることなく、無線通信機器2が使用可能な周波数を増やすことができる。
また上述したように、第4の無線通信部23は、第1の無線通信部11および第2の無線通信部21が使用する周波数のそれぞれと第4の無線通信部23が使用する周波数との差が小さくなる周波数で通信を行う第2の無線通信部21と、第2の無線通信部21を構成する部材の少なくとも一つを共有することが好ましい。
〔実施形態3〕
実施形態1では、無線通信部が共有する部材として、アンテナ111、ミキサー114、ローカル発信機115、D/A変換部116、ミキサー118、ローカル発信機119、A/D変換部120およびパワーモニタ121であることを例に説明を行ったが、共有する部材はこれに限定されない。
以下、本発明の他の実施形態(実施形態3)について、図3を参照して説明する。なお、説明の便宜上、実施形態1にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
(無線通信機器3の概略)
図3は、本実施形態における無線通信機器3の概略を示すブロック図である。図3に示すように、無線通信機器3は、第1の無線通信部11、第2の無線通信部13、変復調処理部16、CPU部17および第3の無線通信部31を備えている。
ここで、第1の無線通信部11は、2GHz帯の周波数で通信を行う処理のための回路およびアンテナから構成され、図3に破線で示されている。第2の無線通信部13は、850MHz帯の周波数で通信を行う処理のための回路およびアンテナから構成され、図3に点線で示されている。第3の無線通信部31は、1.7GHz帯の周波数で通信を行う処理のための回路およびアンテナから構成され、図3に一点鎖線で示されている。
なお、無線通信機器3は、第1の無線通信部11が使用する2GHz帯の周波数と、第2の無線通信部13が使用する850MHz帯の周波数とで同時に通信を行う。
(第3の無線通信部31の構成)
図3に示すよう、第3の無線通信部31は、アンテナ111、パワーアンプ113、ミキサー114、ローカル発信機115、D/A変換部116、ミキサー118、ローカル発信機119、A/D変換部120、パワーモニタ121、スイッチ123、スイッチ125、スイッチ126、デュプレクサ311および低ノイズアンプ312を備えている。
デュプレクサ311および低ノイズアンプ312は、デュプレクサ112および低ノイズアンプ117と同様の動作を行う。また、図3に示すように、第3の無線通信部31は、第1の無線通信部11と、アンテナ111、パワーアンプ113、ミキサー114、ローカル発信機115、D/A変換部116、ミキサー118、ローカル発信機119、A/D変換部120およびパワーモニタ121を共有している。
また、無線通信機器3が同時に通信を行う周波数は、第1の無線通信部11が使用する2GHz帯の周波数と、第2の無線通信部13が使用する850MHz帯の周波数とであることを説明したが、無線通信機器3が同時に通信を行う周波数はこれに限定されない。無線通信機器3は、第3の無線通信部31が使用する1.7GHz帯の周波数と、第2の無線通信部13が使用する850MHz帯の周波数とで同時に通信を行ってもよい。
また、無線通信機器3が通信を行う周波数は、2GHz帯、1.7GHz帯および850MHz帯に限定されない。これらの数値は一例であり、その他の周波数であってもよい。
このように、本実施形態によれば、第3の無線通信部31は、第1の無線通信部11とアンテナ111、ミキサー114、ローカル発信機115、D/A変換部116、ミキサー118、ローカル発信機119、A/D変換部120およびパワーモニタ121に加え、更にパワーアンプ113を共有することができる。これにより、更に低コストおよび省スペース化を実現することができる。
また、本実施形態において、パワーアンプを共有する無線通信部は、2GHz帯の周波数で通信を行う第1の無線通信部11であることを例に説明を行ったが、パワーアンプを共有する回路はこれに限定されない。例えば、図2における第2の無線通信部21および第4の無線通信部23において、パワーアンプを共有してもよい。
〔実施形態4〕
実施形態1〜3では、デュプレクサを用いた回路を例に説明を行ったが、本発明における無線通信部はこれに限定されない。
以下、本発明の他の実施形態(実施形態4)について、図4を参照して説明する。なお、説明の便宜上、実施形態1にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
(無線通信機器4の概略)
図4は、本実施形態における無線通信機器4の概略を示すブロック図である。図4に示すように、無線通信機器4は、第1の無線通信部11、第2の無線通信部13、変復調処理部16、CPU部17および第3の無線通信部41を備えている。
第3の無線通信部41は、TDD(Time Division Duplexing)方式で通信を行うこととする。
ここで、第1の無線通信部11は、2GHz帯の周波数で通信を行う処理のための回路であり、図4に破線で示されている。第2の無線通信部13は、850MHz帯の周波数で通信を行う処理のための回路であり、図4に点線で示されている。第3の無線通信部41は、1.5GHz帯の周波数で通信を行う処理のための回路であり、図4に一点鎖線で示されている。
なお、無線通信機器4は、第1の無線通信部11が使用する2GHz帯の周波数と、第2の無線通信部13が使用する850MHz帯の周波数とで同時に通信を行う。
(第3の無線通信部41の構成)
図4に示すよう、第3の無線通信部41は、アンテナ111、ミキサー114、ローカル発信機115、D/A変換部116、ミキサー118、ローカル発信機119、A/D変換部120、パワーモニタ121、スイッチ127、スイッチ128、パワーアンプ411および低ノイズアンプ412を備えている。
パワーアンプ411および低ノイズアンプ412は、パワーアンプ113および低ノイズアンプ117と同様の動作を行う。また、図4に示すように、第3の無線通信部41は、第1の無線通信部11と、アンテナ111、ミキサー114、ローカル発信機115、D/A変換部116、ミキサー118、ローカル発信機119、A/D変換部120およびパワーモニタ121を共有している。
また、無線通信機器4が同時に通信を行う周波数は、第1の無線通信部11が使用する2GHz帯の周波数と、第2の無線通信部13が使用する850MHz帯の周波数とであることを説明したが、無線通信機器4が同時に通信を行う周波数はこれに限定されない。無線通信機器4は、第3の無線通信部41が使用する1.5GHz帯の周波数と、第2の無線通信部13が使用する850MHz帯の周波数とで同時に通信を行ってもよい。
また、無線通信機器4が通信を行う周波数は、2GHz帯、1.5GHz帯および850MHz帯に限定されない。これらの数値は一例であり、その他の周波数であってもよい。
このように、TDD方式で通信を行う第3の無線通信部41であっても、第1の無線通信部11と第1の無線通信部11を構成する部材の少なくとも一つを共有することができる。
また、本実施形態において、TDD方式で通信を行う無線通信部は、1.5GHz帯の周波数で通信を行う、第3の無線通信部41であることを例に説明を行ったが、TDD方式で通信を行う無線通信部はこれに限定されない。例えば、図2における第4の無線通信部23がTDD方式で通信を行ってもよい。
〔無線通信機器の動作〕
次に実施形態1〜4にて説明を行った無線通信機器1〜4の動作について、図5および図6を参照して説明を行う。図5は、無線通信機器1〜4が実行するセルサーチの流れを示したフローチャートである。ここでセルサーチとは、基地局と無線通信機器との伝搬ロスが最小となるセルを選択することである。なお、図5においては、無線通信機器2を例に説明を行うが、セルサーチを行う無線通信機器はこれに限定されない。
図5に示すように、無線通信機器2の電源を入れ(ステップS51、以下、単にS51と呼ぶ)、第1の無線通信部11および第3の無線通信部15(グループ(1)と呼ぶ)が使用する周波数(バンド)の各々で順次セルサーチを実行する(S52)。また、同時に第2の無線通信部21および第4の無線通信部23(グループ(2)と呼ぶ)が使用する周波数の各々で順次セルサーチを実行する(S53)。
次に、無線通信機器は、S52およびS53の各々の周波数の受信品質から接続する周波数を各々決定する(S54)。その後、無線通信機器は、選択された周波数の各々で基地局と接続する(S55)。
図6は、無線通信機器における複数の周波数で同時に通信中(キャリアアグリゲーション中)のハンドオーバーについて説明する。図6は、無線通信機器におけるキャリアアグリゲーション中のハンドオーバーの流れを示すフローチャートである。
図6に示すように、無線通信機器は、ハンドオーバーを実行する前に、キャリアアグリゲーションの停止を行う(S61)。その後、ハンドオーバーを行うハンドグループの各バンドにおいて、周辺の基地局を探索する(S62)。その後、無線通信機器は、S62の探索の結果からハンドオーバー先の基地局を決定する(S63)。
そして、無線通信機器はS63で決定した基地局に対しハンドオーバーを実行し(S64)、再度キャリアアグリゲーションを開始する(S65)。
無線通信機器1〜4は、一実施形態において、このような流れでセルサーチおよびハンドオーバーを実行してもよい。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は、複数の周波数で通信を行う無線通信機器の製造分野において好適に利用することができる。
1、2、3、4 無線通信機器
11 第1の無線通信部(第1の無線通信手段)
111 アンテナ
112 デュプレクサ
113 パワーアンプ(電力増幅器)
114 ミキサー(周波数変換器)
115 ローカル発信機(周波数変換器)
116 D/A変換部(信号変換器)
117 低ノイズアンプ(低雑音増幅器)
118 ミキサー(周波数変換器)
119 ローカル発信機(周波数変換器)
120 A/D変換部(信号変換器)
121 パワーモニタ(電力測定器)
123 スイッチ(切り替え手段)
124 スイッチ(切り替え手段)
125 スイッチ(切り替え手段)
126 スイッチ(切り替え手段)
127 スイッチ(切り替え手段)
128 スイッチ(切り替え手段)
13、21 第2の無線通信部(第2の無線通信手段)
131、211 アンテナ
132、212 デュプレクサ
133、213 パワーアンプ(電力増幅器)
134、214 ミキサー(周波数変換器)
135、215 ローカル発信機(周波数変換器)
136、216 D/A変換部(信号変換器)
137、217 低ノイズアンプ(低雑音増幅器)
138、218 ミキサー(周波数変換器)
139、219 ローカル発信機(周波数変換器)
140、220 A/D変換部(信号変換器)
141、221 パワーモニタ(電力測定器)
15 第3の無線通信部(第3の無線通信手段)
151 デュプレクサ
152 パワーアンプ(電力増幅器)
153 低ノイズアンプ(低雑音増幅器)
16 変復調処理部
17 CPU部
223 スイッチ(切り替え手段)
224 スイッチ(切り替え手段)
23 第4の無線通信部(第4の無線通信手段)
231 デュプレクサ
232 パワーアンプ(電力増幅器)
233 低ノイズアンプ(低雑音増幅器)
31 第3の無線通信部(第3の無線通信手段)
311 デュプレクサ
312 低ノイズアンプ(低雑音増幅器)
41 第3の無線通信部(第3の無線通信手段)
411 パワーアンプ(電力増幅器)
412 低ノイズアンプ(低雑音増幅器)

Claims (11)

  1. 互いに異なる周波数で同時に無線通信を行うための第1および第2の無線通信手段と、
    上記第1および第2の無線通信手段とは異なる周波数で無線通信を行うための第3の無線通信手段とを備えており、
    上記第3の無線通信手段と上記第1の無線通信手段とが、当該第1の無線通信手段が備えているアンテナおよび当該アンテナが送受信する無線通信信号を処理する無線通信回路の、少なくとも一部を共有していることを特徴とする無線通信機器。
  2. 上記第1の無線通信手段は、上記無線通信手段の中で、無線通信を行う周波数が、上記第3の無線通信手段に最も近いものであることを特徴とする請求項1に記載の無線通信機器。
  3. 上記第3の無線通信手段と上記第1の無線通信手段とが、上記アンテナを共有していることを特徴とする請求項1または2に記載の無線通信機器。
  4. 上記無線通信回路は、上記無線通信信号をデジタルアナログ変換する信号変換器を備えており、
    上記第3の無線通信手段と上記第1の無線通信手段とが、当該信号変換器を共有していることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の無線通信機器。
  5. 上記無線通信回路は、ローカル周波数信号を生成し、生成したローカル周波数信号と上記無線通信信号とを乗算する周波数変換器を備えており、
    上記第3の無線通信手段と上記第1の無線通信手段とが、当該周波数変換器を共有していることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の無線通信機器。
  6. 上記無線通信回路は、上記無線通信信号の電力を測定する電力測定器を備えており、
    上記第3の無線通信手段と上記第1の無線通信手段とが、当該電力測定器を共有していることを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の無線通信機器。
  7. 上記無線通信回路は、上記無線通信信号の電力を増幅する電力増幅器を備えており、
    上記第3の無線通信手段と上記第1の無線通信手段とが、当該電力増幅器を共有していることを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の無線通信機器。
  8. 上記第1および第2の無線通信手段によりキャリアアグリゲーション通信を行うことを特徴とする請求項1から7の何れか1項に記載の無線通信機器。
  9. 上記第3の無線通信手段によりTDD(Time Division Duplexing)方式で無線通信を行うことを特徴とする請求項1から8の何れか1項に記載の無線通信機器。
  10. 上記第1の無線通信手段と上記第3の無線通信手段との何れを使用するかを切り替えるための切り替え手段を備えていることを特徴とする請求項1から9の何れか1項に記載の無線通信機器。
  11. 上記第1、第2および第3の無線通信手段とは異なる周波数で無線通信を行うための第4の無線通信手段をさらに備えており、
    上記第3および第4の無線通信手段が、それぞれ、上記第1および第2の無線通信手段のうちの互いに異なる無線通信手段と、当該無線通信手段が備えているアンテナおよび無線通信回路の、少なくとも一部を共有していることを特徴とする請求項1から10の何れか1項に記載の無線通信機器。
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