JP2015204604A - 通信回路および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】周波数分割複信および時分割複信で通信可能な通信回路を、より少ない部品数で実現する。【解決手段】ＦＤＤ通信およびＴＤＤ通信のいずれか一方で外部と信号の送受信を行うＲＦＩＣ（２０）と、ＦＤＤ通信の場合は周波数ｆ３の信号を透過し、ＴＤＤ通信の場合は周波数ｆ５の信号を透過する送信フィルタ（３０）と、ＦＤＤ通信の場合は周波数ｆ４の信号を透過し、ＴＤＤ通信の場合は周波数ｆ５の信号を透過する受信フィルタ（４０）とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は周波数分割複信および時分割複信で通信可能な通信回路、および当該通信回路を搭載した電子機器に関する。

従来、携帯電話やスマートフォンなどの携帯端末間の無線通信方式としてＦＤＤ（周波数分割複信：Frequency Division Duplex）方式およびＴＤＤ（時分割複信：Time Division Duplex）方式が広く採用されている。さらに、近年、ＦＤＤ方式の通信と、ＴＤＤ方式の通信との両方の通信方式に対応可能な回路が開発されている。例えば、特許文献１には、ＦＤＤ通信とＴＤＤ通信との両方の通信方式が混在する回路において、通信システムおよび信号の送受信の切替えが可能な高周波回路が開示されている。

特開２０１２−１６９８０４号公報（２０１２年９月６日公開）

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、通信方式に応じて回路の数が増加するので、部品数が増えるという問題があった。より具体的には、特許文献１に記載の技術を用いてＴＤＤ通信とＦＤＤ通信との両方の通信方式で通信可能な回路を実現する場合、当該回路は少なくともＴＤＤ送受信用の回路（モジュール）と、ＦＤＤ送受信の回路とを備える必要があった。

本発明は上記問題点に鑑みたものであり、その目的は、周波数分割複信および時分割複信で通信可能な通信回路を、より少ない部品数で実現することが可能な技術を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る通信回路は、周波数分割複信および時分割複信で通信可能な通信回路であって、周波数分割複信と時分割複信とのいずれかの通信方式にて外部と信号の送受信を行う送受信部と、上記送受信部からの送信信号を透過する送信フィルタと、上記外部からの受信信号を透過する受信フィルタと、を備え、上記送信フィルタは、上記周波数分割複信を行う場合、上記周波数分割複信における上記送信信号の周波数を含む第１周波数帯域の周波数成分を透過し、上記時分割複信で信号を送信する場合、上記時分割複信における上記信号の周波数を含む第３周波数帯域の周波数成分を透過し、上記受信フィルタは、上記周波数分割複信を行う場合は、上記周波数分割複信における上記受信信号の周波数を含む第２周波数帯域の周波数成分を透過し、上記時分割複信で信号の受信を行う場合、上記第３周波数帯域の周波数成分を透過することを特徴とする。

本発明の一態様によれば、周波数分割複信および時分割複信で通信可能な通信回路を、より少ない部品数で実現することができる。

本発明の実施形態１に係る通信回路の要部構成を示すブロック図である。 上記通信回路がＦＤＤ通信およびＴＤＤ通信を行う場合に利用する周波数帯域の一例を示す図である。 ＦＤＤ通信、ＴＤＤ送信、およびＴＤＤ受信を行う場合の、上記通信回路を示す図である。図３の（ａ）はＦＤＤ通信時の上記通信回路を示し、図３の（ｂ）はＴＤＤ送信時の上記通信回路を示し、図３の（ｃ）はＴＤＤ受信時の上記通信回路を示す。 本発明の実施形態１に係るスマートフォンが他の電子機器と通信する場合の信号の流れを示す図である。図４の（ａ）はＦＤＤ通信の場合の信号の流れを示し、図４の（ｂ）はＴＤＤ送信の場合の信号の流れを示し、図４の（ｃ）はＴＤＤ受信の場合の信号の流れを示す。 本発明の実施形態２に係るスマートフォンが他の電子機器と通信する場合の信号の流れを示す図である。図５の（ａ）はＦＤＤ通信の場合の信号の流れを示し、図５の（ｂ）はＴＤＤ送信の場合の信号の流れを示し、図５の（ｃ）はＴＤＤ受信の場合の信号の流れを示す。 本発明の実施形態３に係るスマートフォンが他の電子機器と通信する場合の信号の流れを示す図である。図６の（ａ）はＦＤＤ通信の場合の信号の流れを示し、図６の（ｂ）はＴＤＤ送信の場合の信号の流れを示し、図６の（ｃ）はＴＤＤ受信の場合の信号の流れを示す。

〔実施形態１〕
以下、本発明の第１の実施形態について、図１〜４を参照して説明する。まず始めに、本発明に係る通信回路にて行われる通信の方式について説明する。本発明に係る通信回路は、無線通信を行うための回路である。上記通信回路は、ＦＤＤ（周波数分割複信：Frequency Division Duplex）方式での通信、および、ＴＤＤ（時分割複信：Time Division Duplex）方式での通信の両方に対応可能な通信回路である。本発明に係る通信回路は、ＴＤＤ方式での通信と、ＦＤＤ方式での通信とを適宜切り替えて通信を行う。

≪通信方式の概要≫
ここで、ＦＤＤ方式およびＴＤＤ方式について説明する。ＦＤＤ方式は、送信（上りリンク）と受信（下りリンク）とで異なる周波数帯域を使用する通信方式である。ＦＤＤ方式での通信は、一般的に全二重通信で行われるが、通信回路を搭載する機器、または通信相手の機器の性能（通信速度や対応する通信方式）等により半二重通信で行われてもよい。なお、以降の説明では、全二重通信でＦＤＤ方式での通信を行う例を説明する。

一方、ＴＤＤ方式は、送信（上りリンク）と受信（下りリンク）とを異なるタイミング（タイムスロット）で行う通信方式である。ＴＤＤ方式では、送信も受信も同じ周波数帯域を使用して通信を行うが、送信を行っている期間と受信を行っている期間は重複しない。なお、ＴＤＤ方式の通信において、信号の送受信は交互に行われてもよいし、送信側と受信側とのどちらか一方に通信頻度が偏っていてもよい。例えば、送信１回（１区分）毎に受信を２回（２区分）行ってもよい。以降、ＦＤＤ方式による通信を「ＦＤＤ通信」、ＴＤＤ方式による通信を「ＴＤＤ通信」と称する。また、ＴＤＤ通信による送信を「ＴＤＤ送信」、ＴＤＤ通信による受信を「ＴＤＤ受信」と称する。

≪通信に使用する周波数帯域≫
次に、通信回路１が通信に使用する周波数帯域の具体例を図２を参照して説明する。図２は、通信回路１がＦＤＤ通信およびＴＤＤ通信を行う場合に利用する周波数帯域の一例を示す図である。なお、以降の説明は一例であり、通信回路１が通信に利用する周波数帯域は、ＦＤＤ通信およびＴＤＤ通信が実現可能な周波数帯域であれば特に限定されない。

本実施形態に係る通信回路は、ＦＤＤ通信およびＴＤＤ通信において使用される周波数帯域を、ＬＴＥ（ロング・ターム・エボリューション：Long-Term Evolution）システムのために３ＧＰＰ（第３世代パートナーシッププロジェクト）が規定するバンドから決定する。３ＧＰＰ規格では、ＦＤＤ通信用のペアバンド（送信に用いる周波数帯域と、受信に用いる周波数帯域との組み合わせ）が規定されている。

本実施形態において通信回路１は、ＦＤＤ通信での送受信に使用する周波数帯域を、３ＧＰＰ規格が規定する帯域１（ｂａｎｄ１）とする。すなわち、通信回路１は図示の通り、ＦＤＤ通信での信号送信に利用する周波数帯域（ＦＤＤ送信周波数帯域）を１９２０ＭＨｚ〜１９８０ＭＨｚの帯域とし、ＦＤＤ通信での信号受信に利用する周波数帯域（ＦＤＤ受信周波数帯域）を２１１０ＭＨｚ〜２１７０ＭＨｚの帯域とする。

また、３ＧＰＰ規格では、ＴＤＤ通信用のアンペアバンド（送受信に使用される周波数帯域）も規定されている。本実施形態において通信回路１は、ＴＤＤの送受信に使用する周波数帯域を、３ＧＰＰ規格が規定する帯域３６（ｂａｎｄ３６）とする。すなわち、通信回路１は図示の通り、ＴＤＤ通信での送受信に利用する周波数帯域（ＴＤＤ周波数帯域）を１９３０ＭＨｚ〜１９９０ＭＨｚの帯域とする。

以降の説明では便宜上、通信回路１がＦＤＤ通信で送信する信号（送信信号）の周波数をｆ３とし、ＦＤＤ通信で受信する信号（受信信号）の周波数をｆ４とする。また、通信回路１がＴＤＤ通信にて送受信する信号の周波数をｆ５とする。なお、ｆ３、ｆ４、およびｆ５の周波数の高低は、必ずしも図２に示す関係でなくともよい。例えば、ｆ３はｆ５と等しい、またはｆ５よりも高い周波数であっても構わない。

≪要部構成≫
次に、本実施形態に係る通信回路１の要部構成を、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る通信回路１の要部構成を示すブロック図である。なお、以降の説明では一例として、本発明に係る通信回路をスマートフォンに搭載した例について説明する。しかしながら、通信回路１を搭載する機器は特に限定されない。例えば、通信回路１は携帯電話、ノートパソコン、およびＰＤＡ等、スマートフォン以外の電子機器に搭載されていてもよい。

通信回路１は、スマートフォン１００（電子機器）に搭載された、スマートフォン１００における無線通信機能を担う回路である。通信回路１は上述の通りＦＤＤ通信とＴＤＤ通信との両方に対応可能な通信回路であり、スマートフォン１００からの指示制御等に応じて対応する通信方式を切替える。図示の通り、通信回路１は、アンテナ１０、ＲＦＩＣ（Radio Frequency Integrated Circuit）２０（送受信部）、送信フィルタ３０、送信増幅器３１、受信フィルタ４０、および受信増幅器４１を備える。

アンテナ１０は、外部（例えば、無線通信の基地局）からの信号を受信し、受信した信号（受信信号）をＲＦＩＣ２０に供給するものである。また、アンテナ１０は、後述するＲＦＩＣ２０から送信された信号（送信信号）を上記基地局等の、他の装置に向けて出力するものである。アンテナ１０は、通信回路１においてＦＤＤ通信およびＴＤＤ通信に使用される周波数帯域の信号を送受信できればよく、その種類は特に限定されない。

送信フィルタ３０および受信フィルタ４０は、特定の周波数帯域以外の周波数成分を減衰させることにより、上記特定の周波数帯域の周波数成分を選択的に透過させる帯域通過型のフィルタ回路である。以降、信号が送信フィルタ３０または受信フィルタ４０を、所定値より小さい減衰率（フィルタで減衰される割合）で通過することを、「信号が（送信フィルタ３０または受信フィルタ４０を）透過する」と記載する。また、送信フィルタ３０または受信フィルタ４０が透過させる周波数成分の周波数帯域（フィルタでの減衰率が所定値より小さい周波数帯域）を、「透過周波数帯域」と称する。なお、送信フィルタ３０において上記「所定値」は、例えば送信フィルタ３０を透過した送信信号がアンテナ１０から送信可能な強度になる値であればよい。また、受信フィルタ４０において上記「所定値」は、例えば受信フィルタ４０を透過した信号が、後述の受信増幅器４１にて増幅可能な強度になる値であればよい。送信フィルタ３０および受信フィルタ４０は、後述するＲＦＩＣ２０によってインダクタンス、またはキャパシタンスなどを変更されることにより、透過周波数帯域が変化する可変フィルタである。

なお、送信フィルタ３０は、少なくともＦＤＤ送信周波数帯域およびＴＤＤ周波数帯域に含まれる信号を透過可能であればよい。また受信フィルタ４０は、少なくともＦＤＤ受信周波数帯域およびＴＤＤ周波数帯域に含まれる信号を透過可能であればよい。送信フィルタ３０および受信フィルタ４０は、具体的にはバンドパスフィルタ、またはハイパスフィルタとローパスフィルタとの組み合わせ等により実現できる。しかしながら通信回路１は、上述したフィルタ以外のフィルタ回路を送信フィルタ３０および受信フィルタ４０として利用してもよい。

送信増幅器３１および受信増幅器４１は、所定の周波数帯域の周波数の信号を増幅させる増幅回路である。送信増幅器３１は送信信号を増幅し、受信増幅器４１は受信信号を増幅する。以降、送信増幅器３１または受信増幅器４１が信号を、所定の割合以上に増幅させることを、単に「（送信増幅器３１または受信増幅器４１が）信号を増幅する」と記載する。また、送信増幅器３１または受信増幅器４１が所定の割合以上に増幅させる信号の周波数帯域を、「増幅周波数帯域」と称する。なお、送信増幅器３１において上記「所定の割合」は、例えば増幅後の信号が送信フィルタ３０を透過した場合、アンテナ１０から送信可能な強度になる値であればよい。また、受信増幅器４１において上記「所定の割合」は、例えば増幅後の信号がＲＦＩＣ２０により受信および処理可能な強度になる値であればよい。送信増幅器３１および受信増幅器４１は、後述するＲＦＩＣ２０からの指示に従って特性（増幅可能な周波数帯域）を切り替える（変化させる）可変増幅器である。

なお、送信増幅器３１は、少なくともＦＤＤ送信周波数帯域およびＴＤＤ周波数帯域に含まれる信号を増幅可能であればよい。また送信増幅器３１は、少なくともＦＤＤ受信周波数帯域およびＴＤＤ周波数帯域に含まれる信号を増幅可能であればよい。送信増幅器３１および受信増幅器４１は、具体的にはオペアンプなどにより実現できる。しかしながら、通信回路１は上述したアンプ以外の増幅回路を送信増幅器３１および受信増幅器４１として利用してもよい。

ＲＦＩＣ２０は、送信信号をアンテナ１０を介して外部に送信するものである。また、ＲＦＩＣ２０は、アンテナ１０から出力された受信信号を受信し処理するものである。ＲＦＩＣ２０はまた、スマートフォン１００のＣＰＵ（Central Processing Unit）からの通信方式の切替え指示を受けて、通信回路１の対応する通信方式を切替えるものである。具体的には、ＲＦＩＣ２０は送信フィルタ３０および受信フィルタ４０の透過周波数帯域、ならびに送信増幅器３１および受信増幅器４１の増幅周波数帯域を変化させることにより、通信回路１の対応する通信方式をＦＤＤ方式からＴＤＤ方式へ、もしくはＴＤＤ方式からＦＤＤ方式へと切替える。

さらに、ＲＦＩＣ２０は通信回路１がＴＤＤ通信を行っている場合、送信フィルタ３０および受信フィルタ４０の透過周波数帯域、ならびに送信増幅器３１および受信増幅器４１の増幅周波数帯域を変化させる。これにより、ＴＤＤ通信の送信と受信とを切替える。なお、本実施形態において、ＲＦＩＣ２０は高周波通信を行う集積回路である。しかしながら上述の通り、本発明において通信に用いる周波数帯域（送信信号および受信信号の周波数）は特に限定されないので、ＲＦＩＣ２０は低周波での通信を行う回路であってもよい。

≪各部材の接続関係≫
次に、再度図１を参照して、各部材の接続関係について説明する。図示の通り、通信回路１において、ＲＦＩＣ２０の出力端子は送信増幅器３１の入力端子に接続される。また、送信増幅器３１の出力端子は送信フィルタ３０の入力端子に接続される。そして、送信フィルタ３０の出力端子は、アンテナ１０の入力端子に接続される。ＲＦＩＣ２０、送信増幅器３１、送信フィルタ３０、およびアンテナ１０が上述のように接続されることにより、ＲＦＩＣ２０が生成する送信信号は、送信増幅器３１および送信フィルタ３０を順に経由し、アンテナ１０から送信される。換言すると、通信回路１において、ＲＦＩＣ２０、送信増幅器３１、送信フィルタ３０、およびアンテナ１０は上述のように接続されることにより、送信回路を形成する。

また、図示の通り、通信回路１において、アンテナ１０の出力端子は受信フィルタ４０の入力端子に接続される。また、受信フィルタ４０の出力端子は受信増幅器４１の入力端子に接続される。そして、受信増幅器４１の出力端子はＲＦＩＣ２０の入力端子に接続される。ＲＦＩＣ２０、受信増幅器４１、受信フィルタ４０、およびアンテナ１０が上述のように接続されることにより、アンテナ１０が受信した受信信号は、受信フィルタ４０および受信増幅器４１を順に経由し、ＲＦＩＣ２０に供給（受信）される。換言すると、通信回路１において、アンテナ１０、受信フィルタ４０、受信増幅器４１、およびＲＦＩＣ２０は上述のように接続されることにより、受信回路を形成する。なお、送信フィルタ３０と送信増幅器３１、受信フィルタ４０と受信増幅器４１は接続順序が逆でもよい。

≪通信方式の切替えと特性変化≫
次に、図３を参照して、通信回路１において通信方式を切替えた場合の、送信フィルタ３０および受信フィルタ４０の透過周波数帯域、ならびに送信増幅器３１および受信増幅器４１の増加周波数帯域の変化について説明する。図３は、ＦＤＤ通信、ＴＤＤ送信、およびＴＤＤ受信を行う場合の、通信回路１を示す図である。図３の（ａ）はＦＤＤ通信時の上記通信回路を示し、図３の（ｂ）はＴＤＤ送信時の上記通信回路を示し、図３の（ｃ）はＴＤＤ受信時の上記通信回路を示す。なお、図の実線は回路の接続関係を示し、太線の矢印は信号の流れる方向を示している。また、点線の矢印は、ＲＦＩＣ２０が各部材に対し行う制御の内容を示している。

ＦＤＤ通信を行う場合（図３の（ａ））、ＲＦＩＣ２０は送信増幅器３１の増幅周波数帯域と、送信フィルタ３０の透過周波数帯域とを、送信信号の周波数ｆ５を含む周波数帯域（第１周波数帯域）に設定する。ＲＦＩＣ２０はまた、受信増幅器４１の増幅周波数帯域と、受信フィルタ４０の透過周波数帯域とを、受信信号の周波数ｆ４を含む周波数帯域（第２周波数帯域）に設定する。このように設定を行うことで、通信回路１はＦＤＤ通信に対応する。ここで、ＲＦＩＣ２０から送信信号（周波数ｆ３）が出力されると、当該送信信号はまず送信増幅器３１にて増幅される。増幅された送信信号は、次に送信フィルタ３０にてノイズ（周波数ｆ３以外の信号）がカットされ、アンテナ１０へ入力される。そして、アンテナ１０は、入力された送信信号を外部に向けて送信する。また、アンテナ１０が受信した受信信号（周波数ｆ４）は、受信フィルタ４０を透過し受信増幅器４１にて増幅される。そして、ＲＦＩＣ２０は、増幅された受信信号を受信する。

一方、ＴＤＤ通信を行う場合（図３の（ｂ）〜（ｃ））、ＲＦＩＣ２０は、ＴＤＤ送信の設定と、ＴＤＤ受信の設定とを所定の時間間隔で繰り返す。ＴＤＤ送信を行う場合（図３の（ｂ））、ＲＦＩＣ２０は、送信増幅器３１の増幅周波数帯域と、送信フィルタ３０の透過周波数帯域とを、送受信信号の周波数ｆ５を含む周波数帯域（第３周波数帯域）に設定する。このように設定を行うことで、通信回路１はＴＤＤ送信に対応する。ここで、ＲＦＩＣ２０から送信信号（周波数ｆ５）が出力されると、当該送信信号は送信増幅器３１にて増幅され、送信フィルタ３０を透過し、そしてアンテナ１０を介し外部に送信される。

なお、通信回路１においてＴＤＤ送信を行う場合、ＲＦＩＣ２０は、受信フィルタ４０の透過周波数帯域を、周波数ｆ５を含まない周波数帯域とすることにより、受信フィルタ４０にて周波数ｆ５の信号を遮断してもよい。さらに、ＲＦＩＣ２０は、受信増幅器４１を省電力モードとしてもよい。ここで、「省電力モード」とは、受信増幅器４１がいずれの周波数帯域の信号も増幅しない状態（増幅器として機能しない状態）を示す。なお、ＲＦＩＣ２０は受信増幅器４１を省電力モードとする代わりに、受信増幅器４１の増幅周波数帯域が少なくとも周波数ｆ５を含まない帯域になるように、受信増幅器４１を制御してもよい。このように、受信フィルタ４０にて送信信号を遮断することにより、送信信号が受信回路に流れ込むことを防ぐことができる。換言すると、通信回路１は送信回路と受信回路とを電気的に分離し信号品質を向上させることができる。また、受信増幅器４１を省電力モードとすることによっても、送信回路と受信回路とを電気的に分離し信号品質の低下を防ぐことができる。さらに、上記省電力モードでは送信増幅器３１または受信増幅器４１の消費電力を抑制することができる。

ＴＤＤ受信を行う場合（図３の（ｃ））、ＲＦＩＣ２０は、受信増幅器４１の増幅周波数帯域と、受信フィルタ４０の透過周波数帯域とを、送受信信号の周波数ｆ５を含む周波数帯域に設定する。このように設定を行うことで、通信回路１はＴＤＤ受信に対応する。ここで、アンテナ１０が受信信号（周波数ｆ５）を受信すると、当該受信信号は受信増幅器４１にて増幅され、受信フィルタ４０を透過し、そしてＲＦＩＣ２０に受信される。なお、ＴＤＤ送信時と同様に、ＲＦＩＣ２０はＴＤＤ受信時において、送信フィルタ３０の透過周波数帯域を、周波数ｆ５を含まない周波数帯域とすることにより、送信フィルタ３０にて周波数ｆ５の信号を遮断してもよい。また、ＲＦＩＣ２０は、送信増幅器３１を省電力モードとしてもよい。これにより、ＴＤＤ送信時と同様に、通信回路１は送信回路と受信回路とを電気的に分離し信号品質の低下を防ぐことができる。

なお、上述したように、ＦＤＤ通信の送信信号の周波数ｆ３と、ＦＤＤ通信の受信信号の周波数ｆ４と、ＴＤＤ通信の送受信信号の周波数ｆ５との高低の関係は特に限定されない。そのため、ｆ３またはｆ４と、ｆ５とが一致していてもよい。この場合、通信回路１は、ＦＤＤ通信とＴＤＤ通信とを切替える際に、送信フィルタ３０および受信フィルタ４０の透過周波数帯域の変更、ならびに送信増幅器３１および受信増幅器４１の増幅周波数帯域の変更をより少なくすることができる。例えば、ｆ３とｆ５とが一致する場合、通信回路１は、ＴＤＤ送信時の設定からＦＤＤ通信の設定に切替わるときに、送信フィルタ３０の透過周波数帯域の変更と、送信増幅器３１の増幅周波数帯域の変更とを省略することができる。同様に、ｆ４とｆ５とが一致する場合、通信回路１は、ＴＤＤ受信時の設定からＦＤＤ通信の設定に切替わるときに、受信フィルタ４０の透過周波数帯域の変更と、受信増幅器４１の増幅周波数帯域の変更とを省略することができる。

≪通信回路における信号の流れ≫
続いて、図４を参照して、通信回路１を搭載したスマートフォン１００が他の装置とＦＤＤ通信およびＴＤＤ通信を行う場合について説明する。図４は、スマートフォン１００が他の電子機器と通信する場合の信号の流れを示す図である。図４の（ａ）はＦＤＤ通信の場合の信号の流れを示し、図４の（ｂ）はＴＤＤ送信の場合の信号の流れを示し、図４の（ｃ）はＴＤＤ受信の場合の信号の流れを示す。なお、以降の説明において、図３における通信回路１の説明と重複する部分の説明は省略する。図４の（ａ）〜（ｃ）に示す通り、スマートフォン１００は、ＦＤＤ通信およびＴＤＤ通信において基地局３００を介しスマートフォン２００と通信を行う。なお、スマートフォン２００はスマートフォン１００と同様の通信回路を持つ。また、アンテナ１０とアンテナ２１０は同様の構成である。

スマートフォン１００とスマートフォン２００とでＦＤＤ通信を行う場合（図４の（ａ））、スマートフォン１００の通信回路１では、送信フィルタ３０の透過周波数帯域および送信増幅器３１の増幅周波数帯域は、ＦＤＤ通信に対応する周波数帯域（ｆ３を含む周波数帯域）に設定されている。また、通信回路１において、受信フィルタ４０の透過周波数帯域および受信増幅器４１の増幅周波数帯域は、ＦＤＤ通信に対応する周波数帯域（ｆ４を含む周波数帯域）に設定されている。スマートフォン２００の通信回路でも、透過周波数帯域および増幅周波数帯域は上述のように設定されている。

このような状態で、スマートフォン１００において処理された情報を含む信号（周波数ｆ３）がＲＦＩＣ２０から出力されると、送信信号は送信増幅器３１および送信フィルタ３０を経由し、アンテナ１０から基地局３００へと出力される。基地局３００は送信信号を受信すると、当該送信信号を周波数ｆ３から、ＦＤＤ通信における受信信号の周波数ｆ４へと変換する。そして、基地局３００は周波数ｆ４の受信信号をスマートフォン２００に向けて送信する。スマートフォン２００はアンテナ２１０にて受信した上記受信信号を、自機に備えた通信回路の受信回路を介して透過および増幅させ、増幅させた受信信号をＲＦＩＣにて受け取り処理する。一方、スマートフォン２００にて処理された情報を含む送信信号（周波数ｆ３）も同様に、通信回路からアンテナ２１０を介し基地局３００へと送信される。基地局３００はスマートフォン２００からの送信信号を周波数ｆ４の受信信号へと変換し、スマートフォン１００へと送信する。そして、スマートフォン１００は上記受信信号（スマートフォン２００からの信号）をアンテナ１０および受信回路を介してＲＦＩＣ２０で受け取り処理する。

また、スマートフォン１００がスマートフォン２００に対しＴＤＤ通信を行う場合（図４の（ｂ）および（ｃ））は、スマートフォン１００の通信回路１は、透過周波数帯域と増幅周波数帯域は、図３の（ｂ）および（ｃ）にて説明した設定（ＴＤＤ送信の設定およびＴＤＤ受信の設定）を所定の時間間隔で繰り返す。同様に、スマートフォン２００においても、上記２つの設定が繰り返される。ここで、スマートフォン２００において処理された情報を含む信号（周波数ｆ５）がＲＦＩＣ２０から出力されると、当該信号は通信回路１の送信回路を経由し、アンテナ１０から基地局３００へと送信される。基地局３００は、ＴＤＤのタイミングに合わせてスマートフォン２００に当該信号を送信する。スマートフォン２００はＴＤＤ受信時に上記信号をアンテナ２１０にて受信し、当該信号を、受信回路を経由しＲＦＩＣ２０にて受け取り処理する。

以上のように、本実施形態に係る通信回路１は、ＦＤＤ通信とＴＤＤ通信とを共通の回路を用いて行うことができる。したがって、通信回路１は、より少ない部品数でＦＤＤ通信とＴＤＤ通信との両方を実現できるという効果を奏する。

〔実施形態２〕
本発明に係る通信回路１は、送信フィルタ３０と送信増幅器３１との間と、受信フィルタ４０と受信増幅器４１との間とに、終端負荷を備えていてもよい。以下、本発明の第２の実施形態について、図５を参照して説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材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。図５は、本実施形態に係るスマートフォン１００が他の電子機器と通信する場合の信号の流れを示す図である。図５の（ａ）はＦＤＤ通信の場合の信号の流れを示し、図５の（ｂ）はＴＤＤ送信の場合の信号の流れを示し、図５の（ｃ）はＴＤＤ受信の場合の信号の流れを示す。

本実施形態に係る通信回路１は、送信終端負荷３２および受信終端負荷４２を備える点において、実施形態１に係る通信回路１と異なる。送信終端負荷３２は、送信回路に流れる信号を終端させる終端負荷である。また、受信終端負荷４２は、受信回路に流れる信号を終端させる終端負荷である。送信終端負荷３２は送信フィルタ３０と送信増幅器３１との間に接続され、受信終端負荷４２は送信フィルタ３０と送信増幅器３１との間に接続される。なお、送信終端負荷３２および受信終端負荷４２は、それぞれ通信回路１と接続するか否かを切替えるスイッチを内蔵している。また、送信終端負荷３２および受信終端負荷４２の抵抗値は、送信信号または受信信号を終端させることが可能な値であればよい。具体的には、送信終端負荷３２および受信終端負荷４２は、０ｏｈｍ／５０ｏｈｍのような抵抗器、インダクタ、コンデンサ等で実現可能である。

スマートフォン１００がＦＤＤ通信を行う場合（図６の（ａ））、送信終端負荷３２および受信終端負荷４２は、ＲＦＩＣ２０により、それぞれ送信回路および受信回路との接続を解除される。これにより、スマートフォン１００は、送信回路および受信回路のいずれの回路でも信号を終端させず、全二重通信を行うことができる。一方、スマートフォン１００がＴＤＤ通信を行う場合、（図６の（ｂ）および（ｃ））ＲＦＩＣ２０は、ＴＤＤ送信時は受信終端負荷４２と受信回路とを接続させる。これにより、送信信号が受信回路に流れた場合でも、受信終端負荷４２により送信信号を終端させることができる。また、ＲＦＩＣ２０は、ＴＤＤ受信時は送信終端負荷３２と送信回路とを接続させる。これにより、受信信号が送信回路に流れた場合でも、送信終端負荷３２により受信信号を終端させることができる。換言すると、通信回路１は送信回路と受信回路とを電気的により分離することができる。したがって、通信回路１は、ＴＤＤ通信での信号の送受信において、送信信号および受信信号の信号品質の低下を防ぐことができる。

〔実施形態３〕
また、本発明に係る通信回路１は、ＴＤＤ通信を行う場合、信号の送信時は送信回路（送信フィルタ３０）とアンテナを接続し、信号の受信時は受信回路（受信フィルタ４０）とアンテナとを接続するようにしてもよい。以下、本発明の第３の実施形態について、図６を参照して説明する。図６は、本実施形態に係るスマートフォン１００が他の電子機器と通信する場合の信号の流れを示す図である。図６の（ａ）はＦＤＤ通信の場合の信号の流れを示し、図６の（ｂ）はＴＤＤ送信の場合の信号の流れを示し、図６の（ｃ）はＴＤＤ受信の場合の信号の流れを示す。

本実施形態に係る通信回路１は、スイッチ５０を備える点で実施形態１に係る通信回路１と異なる。スイッチ５０は、アンテナ１０の接続先を切替えるスイッチである。スイッチ５０は、アンテナ１０と送信フィルタ３０とを接続するか否かの切替えを行うスイッチ（送信側スイッチ）と、アンテナ１０と受信フィルタ４０とを接続するか否かの切替えを行うスイッチ（受信側スイッチ）とで構成される。スマートフォン１００がＦＤＤ通信を行う場合（図６の（ａ））、ＲＦＩＣ２０は、スイッチ５０においてアンテナ１０を送信フィルタ３０および受信フィルタ４０の両方と接続させる。これにより、スマートフォン１００はＦＤＤ通信による全二重通信を行うことができる。一方、スマートフォン１００がＴＤＤ通信を行う場合（図６の（ｂ）および（ｃ））、ＲＦＩＣ２０は、ＴＤＤ送信時はスイッチ５０においてアンテナ１０と送信フィルタ３０とを接続させるが、アンテナ１０と受信フィルタ４０とは接続させない（図６の（ｂ））。また、ＲＦＩＣ２０は、ＴＤＤ受信時は、スイッチ５０においてアンテナ１０と受信フィルタ４０とを接続するが、アンテナ１０と送信フィルタ３０とは接続しない（図６の（ｃ））。

このように、通信回路１は、ＴＤＤ送信時はアンテナ１０と受信回路の接続を解除し、ＴＤＤ受信時はアンテナ１０と送信回路との接続を解除することにより、送信回路と受信回路とを電気的に分離することができる。これにより、通信回路１はＴＤＤ通信での信号の送受信において、より信号品質を高めることができる。さらにこの場合、ＴＤＤ送信時は受信回路とアンテナ１０が、ＴＤＤ受信時は送信回路とＲＦＩＣ２０が接続されていないため、ＴＤＤ送信とＴＤＤ受信とで送信フィルタ３０および受信フィルタ４０の透過周波数帯域、ならびに送信増幅器３１および受信増幅器４１の増幅周波数帯域を変更しなくともよい。具体的には、ＲＦＩＣ２０は、ＴＤＤ通信を行う間は、送信フィルタ３０および受信フィルタ４０の透過周波数帯域、ならびに送信増幅器３１および受信増幅器４１の増幅周波数帯域をｆ５を含む周波数帯域とすればよい。このように、本実施形態に係る通信回路１は、ＴＤＤ通信の間の設定変更をより少なくすることができる。

〔変形例〕
上記各実施形態では、通信回路１は、１つのペアバンド（ＦＤＤ送信周波数とＦＤＤ受信周波数の１セット）が示す周波数帯域をＦＤＤ通信に利用し、１つのアンペアバンド（ＴＤＤ送受信周波数）が示す周波数帯域をＴＤＤ通信に利用することとした。しかしながら、通信回路１は、当該回路で複数のペアバンドの設定を持ち、当該設定を切替える（すなわち、ＲＦＩＣ２０が上記ペアバンドに応じて各フィルタおよび増幅器の抵抗値および容量値を変更する）ことで、複数のＦＤＤ送信周波数帯域およびＦＤＤ受信周波数帯域に対応可能な構成としてもよい。例えば、通信回路１はｂａｎｄ１でのＦＤＤ通信と、他のｂａｎｄでのＦＤＤ通信とをさらに切替え可能な回路であってもよい。同様に、通信回路１はＴＤＤ周波数帯域を複数持ち、ＴＤＤ周波数帯域の設定を切替ることにより、複数のＴＤＤ周波数帯域に対応可能な構成としてもよい。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る通信回路（通信回路１）は、周波数分割複信（ＦＤＤ通信）および時分割複信（ＴＤＤ通信）で通信可能な通信回路であって、上記周波数分割複信と上記時分割複信とのいずれかの通信方式にて外部と信号の送受信を行う送受信部（ＲＦＩＣ２０）と、上記送受信部からの送信信号を透過する送信フィルタ（送信フィルタ３０）と、上記外部からの受信信号を透過する受信フィルタ（受信フィルタ４０）と、を備え、上記送信フィルタは、上記周波数分割複信を行う場合、上記周波数分割複信における上記送信信号の周波数（ｆ３）を含む第１周波数帯域の周波数成分を透過し、上記時分割複信で信号を送信する場合、上記時分割複信における上記信号の周波数（ｆ５）を含む第３周波数帯域の周波数成分を透過し、上記受信フィルタは、上記周波数分割複信を行う場合は、上記周波数分割複信における上記受信信号の周波数（ｆ４）を含む第２周波数帯域の周波数成分を透過し、上記時分割複信で信号の受信を行う場合、上記第３周波数帯域の周波数成分を透過する。

上記の構成によれば、通信回路は、周波数分割複信を行う場合は、送信フィルタに送信信号を透過させ、受信フィルタに受信信号を透過させる。また、通信回路は、時分割複信を行う場合で信号の送信を行う場合は送信フィルタに送信信号を透過させ、時分割複信を行う場合で信号の受信を行う場合は受信フィルタに受信信号を透過させる。送信フィルタおよび受信フィルタ自体は、周波数分割複信と時分割複信とで共通して用いられるものであるので、通信回路は、周波数分割複信と時分割複信とを共通の回路を用いて行うことができる。したがって、通信回路は、より少ない部品数で周波数分割複信と時分割複信との両方を実現できる。

本発明の態様２に係る通信回路は、上記態様１において、上記送信フィルタは、上記時分割複信で信号を送信する場合は上記第３周波数帯域の周波数成分を遮断し、上記受信フィルタは、上記時分割複信で信号を受信する場合は上記第３周波数帯域の周波数成分を遮断してもよい。

上記の構成によれば、通信回路は時分割複信を行う場合に、送信フィルタにおいて受信信号を遮断し、受信フィルタにて送信信号を遮断する。ここで、「受信信号を遮断する」とは、透過周波数帯域を、受信信号を含まない周波数帯域とすることである。同様に、「送信信号を遮断する」とは、透過周波数帯域を、送信信号を含まない周波数帯域とすることである。このように送信信号または受信信号を遮断することにより、時分割複信を行う場合において、送信信号が受信フィルタを透過すること、および受信信号が送信フィルタを透過することを防ぐことができる。したがって、通信回路は時分割複信での通信において信号品質の低下を防ぐことができる。

本発明の態様３に係る通信回路は、上記態様１または２において、上記送受信部が送信する信号を増幅する送信増幅器（送信増幅器３１）と、上記送受信部が受信する信号を増幅する受信増幅器（受信増幅器４１）と、を備え、上記送信増幅器は、上記送受信部が上記周波数分割複信を行う場合は上記第１周波数帯域の周波数成分を増幅し、上記送受信部が上記時分割複信で信号の送信を行う場合は、上記第３周波数帯域の周波数成分を増幅させ、上記受信増幅器は、上記送受信部が上記周波数分割複信を行う場合は上記第２周波数帯域の周波数成分を増幅し、上記送受信部が上記時分割複信で信号の送信を行う場合は、上記第３周波数帯域の周波数成分を増幅させてもよい。

上記の構成によれば、通信回路は、通信方式に応じて送信増幅器および受信増幅器が増幅する周波数帯域を切替えることができるので、通信に使用する周波数帯域の周波数成分のみを増幅させることができる。したがって、通信回路は信号品質を向上させることができる。

本発明の態様４に係る通信回路は、上記態様３において、上記送信フィルタと上記送信増幅器との間に接続される送信終端負荷（送信終端負荷３２）と、上記受信フィルタと上記受信増幅器との間に接続される受信終端負荷（受信終端負荷４２）と、を備え、上記送信終端負荷は、上記時分割複信で信号を受信する場合に上記信号を終端させ、上記受信終端負荷は、上記時分割複信で信号を送信する場合に上記信号を終端させてもよい。

上記の構成によれば、通信回路は時分割複信を行う場合に、送信終端負荷において受信信号を終端させ、受信終端負荷にて送信信号を終端させる。したがって、通信回路は時分割複信での通信における信号品質の低下を防ぐことができる。

本発明の態様５に係る電子機器は、上記態様１から４のいずれか一態様に記載の通信回路を備えている。

上記の構成によれば、上記電子機器は、上述の通信回路と同様の効果を奏する。

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。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

本発明は、ＦＤＤ方式およびＴＤＤ方式にて通信を行う通信回路、および当該通信回路を搭載可能な電子機器などに好適に利用することができる。

１ 通信回路、２０ ＲＦＩＣ（送受信部）、３０ 送信フィルタ、３１ 送信増幅器、３２ 送信終端負荷、４０ 受信フィルタ、４１ 受信増幅器、４２ 受信終端負荷、１００ スマートフォン（電子機器）

Claims (5)

1. 周波数分割複信および時分割複信で通信可能な通信回路であって、
   上記周波数分割複信と上記時分割複信とのいずれかの通信方式にて外部と信号の送受信を行う送受信部と、
   上記送受信部からの送信信号を透過する送信フィルタと、
   上記外部からの受信信号を透過する受信フィルタと、を備え、
   上記送信フィルタは、上記周波数分割複信を行う場合、上記周波数分割複信における上記送信信号の周波数を含む第１周波数帯域の周波数成分を透過し、上記時分割複信で信号を送信する場合、上記時分割複信における上記信号の周波数を含む第３周波数帯域の周波数成分を透過し、
   上記受信フィルタは、上記周波数分割複信を行う場合は、上記周波数分割複信における上記受信信号の周波数を含む第２周波数帯域の周波数成分を透過し、上記時分割複信で信号の受信を行う場合、上記第３周波数帯域の周波数成分を透過することを特徴とする通信回路。
2. 上記送信フィルタは、上記時分割複信で信号を送信する場合は上記第３周波数帯域の周波数成分を遮断し、
   上記受信フィルタは、上記時分割複信で信号を受信する場合は上記第３周波数帯域の周波数成分を遮断することを特徴とする、請求項１に記載の通信回路。
3. 上記送受信部が送信する信号を増幅する送信増幅器と、
   上記送受信部が受信する信号を増幅する受信増幅器と、を備え、
   上記送信増幅器は、上記送受信部が上記周波数分割複信を行う場合は上記第１周波数帯域の周波数成分を増幅し、上記送受信部が上記時分割複信で信号の送信を行う場合は、上記第３周波数帯域の周波数成分を増幅させ、
   上記受信増幅器は、上記送受信部が上記周波数分割複信を行う場合は上記第２周波数帯域の周波数成分を増幅し、上記送受信部が上記時分割複信で信号の送信を行う場合は、上記第３周波数帯域の周波数成分を増幅させることを特徴とする、請求項１または２に記載の通信回路。
4. 上記送信フィルタと上記送信増幅器との間に接続される送信終端負荷と、
   上記受信フィルタと上記受信増幅器との間に接続される受信終端負荷と、を備え、
   上記送信終端負荷は、上記時分割複信で信号を受信する場合に上記信号を終端させ、
   上記受信終端負荷は、上記時分割複信で信号を送信する場合に上記信号を終端させることを特徴とする、請求項３に記載の通信回路。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の通信回路を備えていることを特徴とする電子機器。

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