JP3909844B2 - 無線通信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）携帯電話システムに代表されるような同時送受信無線通信システムに対応し、かつ、複数の周波数帯域の送受信に対応可能な無線通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunication System： ユニバーサル移動通信システム）などにおけるＣＤＭＡ携帯電話システムでは、異なる複数の周波数帯域（周波数バンド）を用いて同時送受信を行い、かつ、送受信それぞれに周波数バンドを切り替えて通信を行うことが可能になっている。
【０００３】
このような無線通信システムで用いられる無線通信装置では、送信部と受信部に共通するバンド切替信号をベースバンド信号処理部や制御部において発生させ、このバンド切替信号を用いて送信部と受信部それぞれの周波数バンドを切り替えることが一般的に行われている。また、従来では、周波数バンドの切り替えに伴うコンプレストモード時において、アンテナの切り替えのために専用の切替信号とタイミングを設定して準備する必要があった。
【０００４】
複数の周波数バンドにおいて送受信が可能な無線装置の例として、１つ以上の周波数帯域を発振する発振段を複数備えその発振段を選択的に切り替えて動作させる電圧制御発振器と、この電圧制御発振器の出力の一部を分周して位相比較器に供給する分周比可変の可変分周器とを備えた局部発振器を具備し、電圧制御発振器の発振段を、異なる無線周波数帯域を使用する複数の移動通信システムにそれぞれ対応する発振段に切り替えて発振するようにしたものがある。この構成により、複数の移動通信システムに対する局部発振周波数を１つのＰＬＬ周波数シンセサイザからなる局部発振器により供給することができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、マルチモード無線通信に対応させるために、選択可能な複数またはマルチバンドのアンテナと、選択可能な複数の発振周波数で発振が可能な発振器とを有し、前記複数の発振周波数から選択された一の発振周波数を用いて、第１の入力信号の周波数変換を行う送受信ミキサ部と、第２の入力信号を複数の通信システムから選択された一の通信システムに対応するように変復調する変復調部と、第３の入力信号を特定通信システムに対応するように変復調する特定変復調部とを備えたマルチモード無線通信コンバータがある。このようなコンバータを用いることにより、現有の通信端末をそのままの状態で、異なる無線通信システムにおいて利用することが可能になる（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２４４３６０号公報
【特許文献２】
特開２０００−２６９８４８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の無線通信装置では、送信部と受信部に共通の周波数バンド切替信号を供給して周波数バンドを切り替えるようになっている。このため、例えば、受信部のみを別の周波数バンドに切り替える場合、無線通信装置から基地局へ向かう通信回線（上り回線）を切断することなく、基地局から無線通信装置へ向かう通信回線（下り回線）の状態をモニタしたり、又は実際に通信を行うことは困難である。
【０００８】
また、従来の周波数バンド切替方法では、周波数バンド切替信号をベースバンド信号処理部や制御部において発生させているので、送信部と受信部でそれぞれ独立したバンド切替信号を得たい場合は、ベースバンド信号処理部や制御部にハードウェア追加が必要になる。このため、回路規模の増大を招くと共に、インタフェース信号線の数が多くなるなど、装置構成が大型化、複雑化してしまう問題が生じる。
【０００９】
更に、同時送受信システムで、かつ送信と受信のタイムスロット境界に時間的オフセットが存在するシステムにおいて、周波数バンド毎に個別のアンテナを用いる場合は、送信用及び受信用に別々のバンド切替信号を用意したとしても、それをコンプレストモード動作時のアンテナ切替信号として共用することは不適当である。よって、アンテナを切り替えるための専用のバンド切替信号が別途必要となる。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的は、装置構成を大型化、複雑化させることなく、簡単な構成で、送受信それぞれにおいて周波数バンドを個別に切り替え可能にし、通信中の上り回線を切断することなく、受信部のみを別の周波数バンドに切り替えたり、他の周波数バンドにおける下り回線の状態をモニタしたり、或いは通信を行うことができる無線通信装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の構成に係る無線通信装置は、第１の周波数帯域及び第２の周波数帯域に対応する送受信兼用のアンテナと、前記第１の周波数帯域に対応して送信を行う第１の送信手段と、前記第１の周波数帯域に対応して受信を行う第１の受信手段と、前記第１の送信手段の出力部と前記第１の受信手段の入力部とを接続する第１のアンテナ共用器と、前記第２の周波数帯域に対応して送信を行う第２の送信手段と、前記第２の周波数帯域に対応して受信を行う第２の受信手段と、前記第２の送信手段の出力部と前記第２の受信手段の入力部とを接続する第２のアンテナ共用器と、前記アンテナと前記第１のアンテナ共用器及び前記第２のアンテナ共用器とを接続する分波器と、前記第１の送信手段と前記第２の送信手段のいずれかを動作させて送信周波数帯域を切り替えるための送信用バンド切替信号を生成する送信用バンド切替信号生成手段と、前記第１の受信手段と前記第２の受信手段のいずれかを動作させて受信周波数帯域を切り替えるための受信用バンド切替信号を生成する受信用バンド切替信号生成手段と、前記第１及び第２の送信手段、前記第１及び第２の受信手段、前記送信用バンド切替信号生成手段、前記受信用バンド切替信号生成手段の動作を制御する制御手段と、を備えたものである。
【００１２】
上記構成によれば、送信用と受信用それぞれに、送信用バンド切替信号と受信用バンド切替信号を生成し、第１及び第２の周波数帯域にそれぞれ対応する送信手段と受信手段の動作を切り替えることによって、送信と受信それぞれで個別に周波数帯域を切り替えることが可能となる。これにより、通信中に送信側の上り回線を切断することなく、受信側のみを別の周波数帯域に切り替えたり、他の周波数帯域における受信側の下り回線の状態をモニタしたり、又は通信を行うことが可能である。
【００１３】
本発明の第２の構成に係る無線通信装置は、第１の周波数帯域に対応する送受信兼用の第１のアンテナと、前記第１の周波数帯域に対応して送信を行う第１の送信手段と、前記第１の周波数帯域に対応して受信を行う第１の受信手段と、前記第１の送信手段の出力部と前記第１の受信手段の入力部とを接続する第１のアンテナ共用器と、第２の周波数帯域に対応する送受信兼用の第２のアンテナと、前記第２の周波数帯域に対応して送信を行う第２の送信手段と、前記第２の周波数帯域に対応して受信を行う第２の受信手段と、前記第２の送信手段の出力部と前記第２の受信手段の入力部とを接続する第２のアンテナ共用器と、前記第１のアンテナ又は前記第２のアンテナと前記第１のアンテナ共用器及び前記第２のアンテナ共用器とを接続する分波器と、前記分波器と前記第１及び第２のアンテナとの接続を切り替えるアンテナ切替手段と、前記第１の送信手段と前記第２の送信手段のいずれかを動作させて送信周波数帯域を切り替えるための送信用バンド切替信号を生成する送信用バンド切替信号生成手段と、前記第１の受信手段と前記第２の受信手段のいずれかを動作させて受信周波数帯域を切り替えるための受信用バンド切替信号を生成する受信用バンド切替信号生成手段と、前記受信用バンド切替信号を所定量遅延させて前記アンテナ切替手段を制御するアンテナ切替信号を生成するアンテナ切替信号生成手段と、前記第１及び第２の送信手段、前記第１及び第２の受信手段、前記送信用バンド切替信号生成手段、前記受信用バンド切替信号生成手段の動作を制御する制御手段と、を備えたものである。
【００１４】
上記構成によれば、送信用と受信用それぞれに、送信用バンド切替信号と受信用バンド切替信号を生成し、第１及び第２の周波数帯域にそれぞれ対応する送信手段と受信手段の動作を切り替えることによって、送信と受信それぞれで個別に周波数帯域を切り替えることが可能となる。また、受信用バンド切替信号を遅延して生成したアンテナ切替信号によって第１又は第２のアンテナを切り替えることによって、送受信のタイミングと周波数帯域の切替タイミングとを合わせることができる。これにより、同時送受信システムで、かつ、送信と受信のタイムスロット境界に時間的オフセットが存在するシステムにおいて、周波数帯域毎に個別のアンテナを用いる場合に、データの欠落等の不具合を防止でき、高品質なアンテナ切替動作を実現できる。
【００１５】
本発明の第３の構成に係る無線通信装置は、第１の周波数帯域に対応する送受信兼用の第１のアンテナと、前記第１の周波数帯域に対応して送信を行う第１の送信手段と、前記第１の周波数帯域に対応して受信を行う第１の受信手段と、前記第１の送信手段の出力部と前記第１の受信手段の入力部とを接続する第１のアンテナ共用器と、第２の周波数帯域に対応する送受信兼用の第２のアンテナと、前記第２の周波数帯域に対応して送信を行う第２の送信手段と、前記第２の周波数帯域に対応して受信を行う第２の受信手段と、前記第２の送信手段の出力部と前記第２の受信手段の入力部とを接続する第２のアンテナ共用器と、外部アンテナを接続する外部コネクタ部と、前記第１のアンテナ、前記第２のアンテナ、及び前記外部コネクタ部と、前記第１及び第２のアンテナ共用器との接続を切り替えるアンテナ切替手段と、前記第１の送信手段と前記第２の送信手段のいずれかを動作させて送信周波数帯域を切り替えるための送信用バンド切替信号を生成する送信用バンド切替信号生成手段と、前記第１の受信手段と前記第２の受信手段のいずれかを動作させて受信周波数帯域を切り替えるための受信用バンド切替信号を生成する受信用バンド切替信号生成手段と、前記受信用バンド切替信号を所定量遅延させて前記アンテナ切替手段を制御するアンテナ切替信号を生成するアンテナ切替信号生成手段と、前記第１及び第２の送信手段、前記第１及び第２の受信手段、前記送信用バンド切替信号生成手段、前記受信用バンド切替信号生成手段、前記アンテナ切替手段の動作を制御する制御手段と、を備えたものである。
【００１６】
上記構成によれば、第１又は第２のアンテナと外部アンテナのいずれを選択するかの切り替えと、第１のアンテナと第２のアンテナのいずれを選択するかの切り替えとを、受信用バンド切替信号を遅延して生成したアンテナ切替信号及びアンテナ内／外の切り替えを行うための切替信号を用いて周波数帯域に応じて行うことが可能となる。これにより、第１及び第２の複数の周波数帯域に対応する送信部及び受信部の切り替え、第１及び第２のアンテナの切り替え、第１及び第２のアンテナと外部アンテナの切り替えなどを非常にシンプルな構成で実現できる。
【００１７】
また、前記第１及び第２の送信手段、前記第１及び第２の受信手段、前記送信用バンド切替信号生成手段、前記受信用バンド切替信号生成手段は、前記制御手段と共通３線シリアルバスにより接続されるものとする。
【００１８】
上記構成によれば、制御部におけるハードウェアの追加、制御部と無線部との間でのインタフェース信号線の増加等、回路規模の増大化を招くことなく、送信及び受信それぞれに独立した周波数帯域の切り替えが可能である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。本実施形態の無線通信装置は、例えば、移動体通信システムにおける携帯電話端末のような移動局装置に適用可能である。
【００２０】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【００２１】
第１実施形態の無線通信装置は、無線部１０１として、第１及び第２の相異なる周波数バンドの電波が送受信できるアンテナ１と、分波器２と、アンテナ共用器３Ａ、３Ｂと、送信回路４Ａ、４Ｂと、送信用ＰＬＬシンセサイザ５Ａ、５Ｂと、受信回路６Ａ、６Ｂと、受信用ＰＬＬシンセサイザ７Ａ、７Ｂと、送信用バンド切替信号生成回路８と、受信用バンド切替信号生成回路９とを備え、更に、ベースバンド信号処理部１０２ａを含む制御部１０２を有して構成される。
【００２２】
第１のアンテナ共用器３Ａの一方の端子には第１の送信回路４Ａが接続され、他方の端子には第１の受信回路６Ａが接続されている。また、第２のアンテナ共用器３Ｂの一方の端子には第２の送信回路４Ｂが接続され、他方の端子には第２の受信回路６Ｂが接続されている。更に、アンテナ共用器３Ａ、３Ｂの各共通端子は分波器２の両端子に接続され、分波器２の一方の端子にアンテナ１が接続されている。
【００２３】
また、送信用ＰＬＬシンセサイザ５Ａ、５Ｂと、送信用バンド切替信号生成回路８と、受信用ＰＬＬシンセサイザ７Ａ、７Ｂと、受信用バンド切替信号生成回路９とは、それぞれ共通３線シリアルバスによって制御部１０２と接続されている。
【００２４】
上記の説明において、各ブロックに付した符号の添字Ａは、第１の周波数バンドに対応する構成要素であることを示し、添字Ｂは第２の周波数バンドに対応する構成要素であることを示している。
【００２５】
次に、上記のように構成された第１実施形態の無線通信装置の動作について説明する。ここでは、第１の周波数バンドを用いて送信を行い、第２の周波数バンドを用いて受信を行う場合を例にして説明する。
【００２６】
まず、送信動作について説明する。制御部１０２は、３線シリアルバスを介して送信用バンド切替信号生成回路８及び送信用ＰＬＬシンセサイザ５Ａを制御して動作させる。これにより、送信用バンド切替信号生成回路８は送信用バンド切替信号を生成し、送信回路４Ａを選択してこれを動作状態にすると共に、送信用ＰＬＬシンセサイザ５Ａは局部発振信号を生成して送信回路４Ａに与える。
【００２７】
次いで、制御部１０２は、送信データを処理して送信ベースバンド信号を生成し、送信回路４Ａへ出力する。送信回路４Ａは、送信ベースバンド信号を変調、増幅し、送信用ＰＬＬシンセサイザ５Ａから供給される局部発振信号に基づく第１の周波数バンドの無線周波数でアップコンバートして送信高周波信号を生成し、電力増幅してアンテナ共用器３Ａへ出力する。電力増幅された送信高周波信号は、アンテナ共用器３Ａを介して分波器２へ供給され、分波器２で第１の周波数バンドに適合するように周波数帯域を制限した後、アンテナ１に供給されて空間に放射される。
【００２８】
次に、受信動作について説明する。制御部１０２は、３線シリアルバスを介して受信用バンド切替信号生成回路９及び受信用ＰＬＬシンセサイザ７Ｂを制御して動作させる。これにより、受信用バンド切替信号生成回路９は受信用バンド切替信号を生成し、受信回路６Ｂを選択してこれを動作状態にすると共に、受信用ＰＬＬシンセサイザ７Ｂは局部発振信号を生成して受信回路６Ｂに与える。
【００２９】
送信動作と同時、又は個別にアンテナ１で受信された第２の周波数バンドの受信電波は、分波器２により第２の周波数バンドに合うように帯域制限され、アンテナ共用器３Ｂへ与えられる。アンテナ共用器３Ｂは、これを受信高周波信号として分離し、受信回路６Ｂへ出力する。
【００３０】
受信回路６Ｂは、受信高周波信号を増幅した後、受信用ＰＬＬシンセサイザ７Ｂから供給される局部発振信号に基づいて第２の周波数バンドの無線周波数からダウンコンバートして復調を行い、受信ベースバンド信号を得る。この受信ベースバンド信号は制御部１０２へ出力され、データ処理される。
【００３１】
このように、第１実施形態の無線通信装置では、複数の周波数バンドに対応して、アンテナ共用器、送信回路、受信回路、送信用ＰＬＬシンセサイザ、受信用ＰＬＬシンセサイザを個別に２系統設け、送信用バンド切替信号生成回路及び受信用バンド切替信号生成回路を制御部で制御することにより、送信用と受信用で個別のバンド切替信号によって、送信及び受信の周波数バンドを個別に切り替えて動作させることが可能となる。
【００３２】
このため、通信中に無線通信装置から基地局へ送信する上り回線を切断することなく、受信部のみを別の周波数バンドに切り替えたり、他の周波数バンドにおける下り回線の状態をモニタしたり、或いは他の周波数バンドで通信を行うことができる。
【００３３】
更に、制御部１０２は、送信用ＰＬＬシンセサイザ５Ａ、５Ｂ、受信用ＰＬＬシンセサイザ７Ａ、７Ｂ、送信用バンド切替信号生成回路８及び受信用バンド切替信号生成回路９に対して共通３線シリアルバスにより接続され、この共通３線シリアルバスを介してこれらの制御を行うので、無線部１０１との間でインタフェース信号線の増加や、制御部１０２におけるハードウェア追加を伴わずに周波数バンドの切り替えが可能である。このため、回路規模の増加を最小限に押さえることができる。
【００３４】
なお、本実施形態では、第１の周波数バンドを用いて送信し、第２の周波数バンドを用いて受信する例について説明したが、逆に第２の周波数バンドを用いて送信し、第１の周波数バンドを用いて受信するようにしても同様な効果を奏することはいうまでもない。
【００３５】
（第２実施形態）
図２は、本発明の第２実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【００３６】
第２実施形態の無線通信装置は、無線部２０１において、第１の周波数バンドの電波が送受信できる第１のアンテナ１Ａと、第２の周波数バンドの電波が送受信できる第２のアンテナ１Ｂと、アンテナ切替信号によって分波器２とアンテナ１Ａ又は１Ｂとの接続を切り替えるアンテナ切替回路１０と、受信用バンド切替信号生成回路９で生成される受信用バンド切替信号を遅延してこれをアンテナ切替信号として出力する遅延回路１１とを備えている。アンテナ切替回路１０は、ＳＰＤＴ（Single Pole Dual Through）スイッチにより構成され、アンテナ１Ａ又は１Ｂを選択的に分波器２へ接続することでアンテナを切り替えるものである。その他の構成は第１実施形態と同様であり、図１に示した第１実施形態と同一の構成要素には同じ符号を用いて説明を省略する。
【００３７】
次に、上記のように構成された第２実施形態の無線通信装置の動作について説明する。ここでは、第１実施形態と同様に、第１の周波数バンドを用いて送信を行い、第２の周波数バンドを用いて受信を行う場合を例にして説明する。
【００３８】
制御部１０２は、送信を行うために、送信用バンド切替信号生成回路８及び送信用ＰＬＬシンセサイザ５Ａを動作させ、送信用バンド切替信号生成回路８で送信用バンド切替信号を生成するとともに、送信用ＰＬＬシンセサイザ５Ａにより局部発振信号を生成して送信回路４Ａに与える。
【００３９】
そして、制御部１０２は、送信データを処理して送信ベースバンド信号を生成し、送信回路４Ａへ出力する。送信回路４Ａは、送信ベースバンド信号を変調、増幅し、送信用ＰＬＬシンセサイザ５Ａから供給される局部発振信号に基づく第１の周波数バンドの無線周波数でアップコンバートして送信高周波信号を生成し、電力増幅してアンテナ共用器３Ａへ出力する。この送信高周波信号は、アンテナ共用器３Ａを介して分波器２に供給され、分波器２で第１の周波数バンドに適合するように周波数帯域を制限した後、アンテナ切替回路１０によって切り替えられたアンテナ１Ａに供給され、アンテナ１Ａから空間に放射される。
【００４０】
また、制御部１０２は、受信を行うために、受信用バンド切替信号生成回路９及び受信用ＰＬＬシンセサイザ７Ｂを動作させ、受信用バンド切替信号生成回路９で受信用バンド切替信号を生成するとともに、受信用ＰＬＬシンセサイザ７Ｂにより局部発振信号を生成して受信回路６Ｂに与える。このとき、受信用バンド切替信号生成回路９から出力される受信用バンド切替信号が遅延回路１１で遅延され、アンテナ切替信号としてアンテナ切替回路１０に供給される。
【００４１】
アンテナ切替回路１０によって切り替えられたアンテナ１Ｂにおいて、アンテナ１Ａによる送信と同時に、又は個別に電波が受信され、分波器２に入力される。そして、分波器２により受信電波が第２の周波数バンドに合うように帯域制限され、アンテナ共用器３Ｂで受信高周波信号として分離され、受信回路６Ｂへ出力される。受信回路６Ｂは、受信高周波信号を増幅した後、受信用ＰＬＬシンセサイザ７Ｂから供給される局部発振信号に基づいて第２の周波数バンドの無線周波数からダウンコンバートして復調を行い、受信ベースバンド信号を得る。この受信ベースバンド信号は制御部１０２に入力され、ここでデータ処理されて受信データが生成される。
【００４２】
このように、第２実施形態の無線通信装置では、複数の周波数バンドに対応して、アンテナ共用器、送信回路、受信回路、送信用ＰＬＬシンセサイザ、受信用ＰＬＬシンセサイザを個別に２系統設け、さらに送受信共用のアンテナも周波数バンドごとに２系統設けて、ＳＰＤＴ型のスイッチを用いてアンテナを切り替えることにより、送信用と受信用で個別のバンド切替信号によって、送信及び受信の周波数バンドを個別に切り替えて動作させることが可能となる。
【００４３】
また、遅延回路１１により受信用バンド切替信号を遅延して生成したアンテナ切替信号を用いて、アンテナ切替回路１０を制御してアンテナ１Ａ、１Ｂを切り替えるようにしたので、同時送受信システムで、かつ送信と受信のタイムスロット境界に時間的なオフセットが存在するシステムにおいて、送信データの欠落を防ぐことができる。これにより、ＣＤＭＡ携帯電話システムにおけるコンプレストモード動作時等も含めたアンテナの切替え動作を高品質で実現できる。
【００４４】
図３は、コンプレストモードにおける遅延回路１１の機能を説明するための動作タイミングチャートである。この図３に示すように、受信スロットと送信スロットとの間に、送受タイミングオフセット時間ｔ２が存在するので、第１の周波数バンドで通信中、一時的に第２の周波数バンドを受信する際、受信用バンド切替信号を遅延させないでそのままアンテナ切替信号に用いると、時間ｔ２相当の送信データが欠落してしまう。しかしながら本実施形態では、遅延回路１１により受信用バンド切替信号を時間ｔ３遅延し、これをアンテナ切替信号として用いることにより、送信データの欠落を防ぐことができる。
【００４５】
（第３実施形態）
図４は、本発明の第３実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【００４６】
第３実施形態の無線通信装置は、無線部３０１において、第１の周波数バンドの電波が送受信できる第１のアンテナ１Ａと、第２の周波数バンドの電波が送受信できる第２のアンテナ１Ｂと、受信用バンド切替信号生成回路９で生成される受信用バンド切替信号を遅延してこれをアンテナ切替信号として出力する遅延回路１１と、外部アンテナを接続するための外部コネクタ１２と、アンテナ１Ａ及び１Ｂ、並びに外部アンテナの接続を切り替えるアンテナ切替回路１３とを備えている。その他の構成は第１実施形態と同様であり、図１に示した第１実施形態と同一の構成要素には同じ符号を用いて説明を省略する。
【００４７】
アンテナ切替回路１３はＤＰ３Ｔ（Dual Pole 3 Through）スイッチで構成され、アンテナ共用器３Ａ及び３Ｂと接続されるアンテナをアンテナ１Ａ、１Ｂ及び外部コネクタ１２に接続される外部アンテナから任意に選択可能とする。そして、アンテナ１Ａ、１Ｂ及び外部アンテナのいずれを選択して切り替えるかは、遅延回路１１から出力されるアンテナ切替信号と、外部コネクタ１２より供給されるアンテナ内／外切替信号を用いて行う。
【００４８】
次に、上記のように構成された第３実施形態の無線通信装置の動作について説明する。ここでは、第１実施形態と同様に、第１の周波数バンドを用いて送信を行い、第２の周波数バンドを用いて受信を行う場合を例にして説明する。
【００４９】
制御部１０２は、送信を行うために、送信用バンド切替信号生成回路８及び送信用ＰＬＬシンセサイザ５Ａを動作させ、送信用バンド切替信号生成回路８で送信用バンド切替信号を生成するとともに、送信用ＰＬＬシンセサイザ５Ａにより局部発振信号を生成して送信回路４Ａに与える。
【００５０】
そして、制御部１０２は、送信データを処理して送信ベースバンド信号を生成し、送信回路４Ａへ出力する。送信回路４Ａは、送信ベースバンド信号を変調、増幅し、送信用ＰＬＬシンセサイザ５Ａから供給される局部発振信号に基づく第１の周波数バンドの無線周波数でアップコンバートして送信高周波信号を生成し、電力増幅してアンテナ共用器３Ａへ出力する。この送信高周波信号は、アンテナ共用器３Ａからアンテナ切替回路１３に入力され、アンテナ切替回路１３によって切り替えられたアンテナ１Ａ又は外部アンテナに供給され、アンテナ１Ａ又は外部アンテナから空間に放射される。
【００５１】
また、制御部１０２は、受信を行うために、受信用バンド切替信号生成回路９及び受信用ＰＬＬシンセサイザ７Ｂを動作させ、受信用バンド切替信号生成回路９で受信用バンド切替信号を生成するとともに、受信用ＰＬＬシンセサイザ７Ｂにより局部発振信号を生成して受信回路６Ｂに与える。このとき、受信用バンド切替信号生成回路９から出力される受信用バンド切替信号が遅延回路１１で遅延され、アンテナ切替信号としてアンテナ切替回路１３に供給される。
【００５２】
アンテナ切替回路１３によって切り替えられたアンテナ１Ｂ又は外部アンテナにおいて、アンテナ１Ａ又は外部アンテナによる送信と同時に、又は個別に電波が受信され、アンテナ共用器３Ｂに入力される。そして、アンテナ共用器３Ｂで受信高周波信号として分離され、受信回路６Ｂへ出力される。受信回路６Ｂは、受信高周波信号を増幅した後、受信用ＰＬＬシンセサイザ７Ｂから供給される局部発振信号に基づいて第２の周波数バンドの無線周波数からダウンコンバートして復調を行い、受信ベースバンド信号を得る。この受信ベースバンド信号は制御部１０２に入力され、ここでデータ処理されて受信データが生成される。
【００５３】
このように、第３実施形態の無線通信装置では、第２実施形態に加えてさらに外部アンテナを接続可能に構成し、ＤＰ３Ｔ型のスイッチを用いてアンテナを切り替えることにより、送受信共用のアンテナ１Ａ又は１Ｂを選択するか外部アンテナを選択するかの切り替えと、アンテナ１Ａと１Ｂのどちらを選択するかの切り替えとを、受信用バンド切替信号を遅延して生成したアンテナ切替信号と外部コネクタ１２からのアンテナ内／外切替信号とを用いて行うことができる。この場合、第１及び第２の複数の周波数バンドに対応する送信回路及び受信回路の切り替え、内蔵アンテナの切り替え、内蔵／外部アンテナの切り替えを非常にシンプルな構成で実現できる。
【００５４】
上述した実施形態によれば、複数の周波数バンドに対応した無線通信装置において、送信系と受信系それぞれにおいて周波数バンドを個別に切り替えて通信可能にし、通信中の上り回線を切断することなく、受信部のみを別の周波数バンドに切り替えたり、他の周波数バンドにおける下り回線の状態をモニタしたり、又は通信を行うことができる。
【００５５】
また、共通３線シリアルバスを介して周波数バンドの切替制御を行うことにより、制御部においてハードウェアを追加したり、制御部と無線部との間でインタフェース信号線を増加したり等の構成追加をすることなく、回路規模の増大化を最小限に抑えつつ、送信及び受信それぞれに独立した周波数バンドの切り替えが可能になる。
【００５６】
更に、受信用バンド切替信号を所定量遅延した信号をアンテナ切替信号として用いることにより、同時送受信システムで、かつ、送信と受信のタイムスロット境界に時間的オフセットが存在するシステムにおいて、周波数バンド毎に個別のアンテナを用い、周波数バンドの切り替えを行う際に生じる送信データの欠落を防ぐことができる。このため、ＣＤＭＡ方式のコンプレストモード動作時も含め、高品質なアンテナ切り替え動作を実現できる。
【００５７】
また、アンテナ切替手段として、ＳＰＤＴスイッチやＤＰ３Ｔスイッチを用いて構成することにより、アンテナの切り替えを低損失、かつ容易に制御して実現できる。このため、無線通信装置の小型化、低コスト化、低消費電力化が可能となる。
【００５８】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施し得るものである。例えば、３つ以上の複数の周波数バンドに対応する無線通信装置において、そのうちの２つの周波数バンドを送受信個別に切り替える場合にも本発明を適用可能である。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、装置構成を大型化、複雑化させることなく、簡単な構成で、送受信それぞれにおいて周波数バンドを個別に切り替え可能にし、通信中の上り回線を切断することなく、受信部のみを別の周波数バンドに切り替えたり、他の周波数バンドにおける下り回線の状態をモニタしたり、或いは通信を行うことが可能な無線通信装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の第２実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図
【図３】コンプレストモードにおける周波数バンドとアンテナの切り替え動作を示すタイミングチャート
【図４】本発明の第３実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１、１Ａ、１Ｂ アンテナ
２ 分波器
３Ａ、３Ｂ アンテナ共用器
４Ａ、４Ｂ 送信回路
５Ａ、５Ｂ 送信用ＰＬＬシンセサイザ
６Ａ、６Ｂ 受信回路
７Ａ、７Ｂ 受信用ＰＬＬシンセサイザ
８ 送信用バンド切替信号生成回路
９ 受信用バンド切替信号生成回路
１０、１３ アンテナ切替回路
１１ 遅延回路
１２ 外部コネクタ
１０１、２０１、３０１ 無線部
１０２ 制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）携帯電話システムに代表されるような同時送受信無線通信システムに対応し、かつ、複数の周波数帯域の送受信に対応可能な無線通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunication System： ユニバーサル移動通信システム）などにおけるＣＤＭＡ携帯電話システムでは、異なる複数の周波数帯域（周波数バンド）を用いて同時送受信を行い、かつ、送受信それぞれに周波数バンドを切り替えて通信を行うことが可能になっている。
【０００３】
このような無線通信システムで用いられる無線通信装置では、送信部と受信部に共通するバンド切替信号をベースバンド信号処理部や制御部において発生させ、このバンド切替信号を用いて送信部と受信部それぞれの周波数バンドを切り替えることが一般的に行われている。また、従来では、周波数バンドの切り替えに伴うコンプレストモード時において、アンテナの切り替えのために専用の切替信号とタイミングを設定して準備する必要があった。
【０００４】
複数の周波数バンドにおいて送受信が可能な無線装置の例として、１つ以上の周波数帯域を発振する発振段を複数備えその発振段を選択的に切り替えて動作させる電圧制御発振器と、この電圧制御発振器の出力の一部を分周して位相比較器に供給する分周比可変の可変分周器とを備えた局部発振器を具備し、電圧制御発振器の発振段を、異なる無線周波数帯域を使用する複数の移動通信システムにそれぞれ対応する発振段に切り替えて発振するようにしたものがある。この構成により、複数の移動通信システムに対する局部発振周波数を１つのＰＬＬ周波数シンセサイザからなる局部発振器により供給することができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、マルチモード無線通信に対応させるために、選択可能な複数またはマルチバンドのアンテナと、選択可能な複数の発振周波数で発振が可能な発振器とを有し、前記複数の発振周波数から選択された一の発振周波数を用いて、第１の入力信号の周波数変換を行う送受信ミキサ部と、第２の入力信号を複数の通信システムから選択された一の通信システムに対応するように変復調する変復調部と、第３の入力信号を特定通信システムに対応するように変復調する特定変復調部とを備えたマルチモード無線通信コンバータがある。このようなコンバータを用いることにより、現有の通信端末をそのままの状態で、異なる無線通信システムにおいて利用することが可能になる（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２４４３６０号公報
【特許文献２】
特開２０００−２６９８４８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の無線通信装置では、送信部と受信部に共通の周波数バンド切替信号を供給して周波数バンドを切り替えるようになっている。このため、例えば、受信部のみを別の周波数バンドに切り替える場合、無線通信装置から基地局へ向かう通信回線（上り回線）を切断することなく、基地局から無線通信装置へ向かう通信回線（下り回線）の状態をモニタしたり、又は実際に通信を行うことは困難である。
【０００８】
また、従来の周波数バンド切替方法では、周波数バンド切替信号をベースバンド信号処理部や制御部において発生させているので、送信部と受信部でそれぞれ独立したバンド切替信号を得たい場合は、ベースバンド信号処理部や制御部にハードウェア追加が必要になる。このため、回路規模の増大を招くと共に、インタフェース信号線の数が多くなるなど、装置構成が大型化、複雑化してしまう問題が生じる。
【０００９】
更に、同時送受信システムで、かつ送信と受信のタイムスロット境界に時間的オフセットが存在するシステムにおいて、周波数バンド毎に個別のアンテナを用いる場合は、送信用及び受信用に別々のバンド切替信号を用意したとしても、それをコンプレストモード動作時のアンテナ切替信号として共用することは不適当である。よって、アンテナを切り替えるための専用のバンド切替信号が別途必要となる。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的は、装置構成を大型化、複雑化させることなく、簡単な構成で、送受信それぞれにおいて周波数バンドを個別に切り替え可能にし、通信中の上り回線を切断することなく、受信部のみを別の周波数バンドに切り替えたり、他の周波数バンドにおける下り回線の状態をモニタしたり、或いは通信を行うことができる無線通信装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の構成に係る無線通信装置は、第１の周波数帯域及び第２の周波数帯域に対応する送受信兼用のアンテナと、前記第１の周波数帯域に対応して送信を行う第１の送信手段と、前記第１の周波数帯域に対応して受信を行う第１の受信手段と、前記第１の送信手段の出力部と前記第１の受信手段の入力部とを接続する第１のアンテナ共用器と、前記第２の周波数帯域に対応して送信を行う第２の送信手段と、前記第２の周波数帯域に対応して受信を行う第２の受信手段と、前記第２の送信手段の出力部と前記第２の受信手段の入力部とを接続する第２のアンテナ共用器と、前記アンテナと前記第１のアンテナ共用器及び前記第２のアンテナ共用器とを接続する分波器と、前記第１の送信手段と前記第２の送信手段のいずれかを動作させて送信周波数帯域を切り替えるための送信用バンド切替信号を生成する送信用バンド切替信号生成手段と、前記第１の受信手段と前記第２の受信手段のいずれかを動作させて受信周波数帯域を切り替えるための受信用バンド切替信号を生成する受信用バンド切替信号生成手段と、前記第１及び第２の送信手段、前記第１及び第２の受信手段、前記送信用バンド切替信号生成手段、前記受信用バンド切替信号生成手段の動作を制御する制御手段と、を備えたものである。
【００１２】
上記構成によれば、送信用と受信用それぞれに、送信用バンド切替信号と受信用バンド切替信号を生成し、第１及び第２の周波数帯域にそれぞれ対応する送信手段と受信手段の動作を切り替えることによって、送信と受信それぞれで個別に周波数帯域を切り替えることが可能となる。これにより、通信中に送信側の上り回線を切断することなく、受信側のみを別の周波数帯域に切り替えたり、他の周波数帯域における受信側の下り回線の状態をモニタしたり、又は通信を行うことが可能である。
【００１３】
本発明の第２の構成に係る無線通信装置は、第１の周波数帯域に対応する送受信兼用の第１のアンテナと、前記第１の周波数帯域に対応して送信を行う第１の送信手段と、前記第１の周波数帯域に対応して受信を行う第１の受信手段と、前記第１の送信手段の出力部と前記第１の受信手段の入力部とを接続する第１のアンテナ共用器と、第２の周波数帯域に対応する送受信兼用の第２のアンテナと、前記第２の周波数帯域に対応して送信を行う第２の送信手段と、前記第２の周波数帯域に対応して受信を行う第２の受信手段と、前記第２の送信手段の出力部と前記第２の受信手段の入力部とを接続する第２のアンテナ共用器と、前記第１のアンテナ又は前記第２のアンテナと前記第１のアンテナ共用器及び前記第２のアンテナ共用器とを接続する分波器と、前記分波器と前記第１及び第２のアンテナとの接続を切り替えるアンテナ切替手段と、前記第１の送信手段と前記第２の送信手段のいずれかを動作させて送信周波数帯域を切り替えるための送信用バンド切替信号を生成する送信用バンド切替信号生成手段と、前記第１の受信手段と前記第２の受信手段のいずれかを動作させて受信周波数帯域を切り替えるための受信用バンド切替信号を生成する受信用バンド切替信号生成手段と、前記受信用バンド切替信号を所定量遅延させて前記アンテナ切替手段を制御するアンテナ切替信号を生成するアンテナ切替信号生成手段と、前記第１及び第２の送信手段、前記第１及び第２の受信手段、前記送信用バンド切替信号生成手段、前記受信用バンド切替信号生成手段の動作を制御する制御手段と、を備えたものである。
【００１４】
上記構成によれば、送信用と受信用それぞれに、送信用バンド切替信号と受信用バンド切替信号を生成し、第１及び第２の周波数帯域にそれぞれ対応する送信手段と受信手段の動作を切り替えることによって、送信と受信それぞれで個別に周波数帯域を切り替えることが可能となる。また、受信用バンド切替信号を遅延して生成したアンテナ切替信号によって第１又は第２のアンテナを切り替えることによって、送受信のタイミングと周波数帯域の切替タイミングとを合わせることができる。これにより、同時送受信システムで、かつ、送信と受信のタイムスロット境界に時間的オフセットが存在するシステムにおいて、周波数帯域毎に個別のアンテナを用いる場合に、データの欠落等の不具合を防止でき、高品質なアンテナ切替動作を実現できる。
【００１５】
本発明の第３の構成に係る無線通信装置は、第１の周波数帯域に対応する送受信兼用の第１のアンテナと、前記第１の周波数帯域に対応して送信を行う第１の送信手段と、前記第１の周波数帯域に対応して受信を行う第１の受信手段と、前記第１の送信手段の出力部と前記第１の受信手段の入力部とを接続する第１のアンテナ共用器と、第２の周波数帯域に対応する送受信兼用の第２のアンテナと、前記第２の周波数帯域に対応して送信を行う第２の送信手段と、前記第２の周波数帯域に対応して受信を行う第２の受信手段と、前記第２の送信手段の出力部と前記第２の受信手段の入力部とを接続する第２のアンテナ共用器と、外部アンテナを接続する外部コネクタ部と、前記第１のアンテナ、前記第２のアンテナ、及び前記外部コネクタ部と、前記第１及び第２のアンテナ共用器との接続を切り替えるアンテナ切替手段と、前記第１の送信手段と前記第２の送信手段のいずれかを動作させて送信周波数帯域を切り替えるための送信用バンド切替信号を生成する送信用バンド切替信号生成手段と、前記第１の受信手段と前記第２の受信手段のいずれかを動作させて受信周波数帯域を切り替えるための受信用バンド切替信号を生成する受信用バンド切替信号生成手段と、前記受信用バンド切替信号を所定量遅延させて前記アンテナ切替手段を制御するアンテナ切替信号を生成するアンテナ切替信号生成手段と、前記第１及び第２の送信手段、前記第１及び第２の受信手段、前記送信用バンド切替信号生成手段、前記受信用バンド切替信号生成手段、前記アンテナ切替手段の動作を制御する制御手段と、を備えたものである。
【００１６】
上記構成によれば、第１又は第２のアンテナと外部アンテナのいずれを選択するかの切り替えと、第１のアンテナと第２のアンテナのいずれを選択するかの切り替えとを、受信用バンド切替信号を遅延して生成したアンテナ切替信号及びアンテナ内／外の切り替えを行うための切替信号を用いて周波数帯域に応じて行うことが可能となる。これにより、第１及び第２の複数の周波数帯域に対応する送信部及び受信部の切り替え、第１及び第２のアンテナの切り替え、第１及び第２のアンテナと外部アンテナの切り替えなどを非常にシンプルな構成で実現できる。
【００１７】
また、前記第１及び第２の送信手段、前記第１及び第２の受信手段、前記送信用バンド切替信号生成手段、前記受信用バンド切替信号生成手段は、前記制御手段と共通３線シリアルバスにより接続されるものとする。
【００１８】
上記構成によれば、制御部におけるハードウェアの追加、制御部と無線部との間でのインタフェース信号線の増加等、回路規模の増大化を招くことなく、送信及び受信それぞれに独立した周波数帯域の切り替えが可能である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。本実施形態の無線通信装置は、例えば、移動体通信システムにおける携帯電話端末のような移動局装置に適用可能である。
【００２０】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【００２１】
第１実施形態の無線通信装置は、無線部１０１として、第１及び第２の相異なる周波数バンドの電波が送受信できるアンテナ１と、分波器２と、アンテナ共用器３Ａ、３Ｂと、送信回路４Ａ、４Ｂと、送信用ＰＬＬシンセサイザ５Ａ、５Ｂと、受信回路６Ａ、６Ｂと、受信用ＰＬＬシンセサイザ７Ａ、７Ｂと、送信用バンド切替信号生成回路８と、受信用バンド切替信号生成回路９とを備え、更に、ベースバンド信号処理部１０２ａを含む制御部１０２を有して構成される。
【００２２】
第１のアンテナ共用器３Ａの一方の端子には第１の送信回路４Ａが接続され、他方の端子には第１の受信回路６Ａが接続されている。また、第２のアンテナ共用器３Ｂの一方の端子には第２の送信回路４Ｂが接続され、他方の端子には第２の受信回路６Ｂが接続されている。更に、アンテナ共用器３Ａ、３Ｂの各共通端子は分波器２の両端子に接続され、分波器２の一方の端子にアンテナ１が接続されている。
【００２３】
また、送信用ＰＬＬシンセサイザ５Ａ、５Ｂと、送信用バンド切替信号生成回路８と、受信用ＰＬＬシンセサイザ７Ａ、７Ｂと、受信用バンド切替信号生成回路９とは、それぞれ共通３線シリアルバスによって制御部１０２と接続されている。
【００２４】
上記の説明において、各ブロックに付した符号の添字Ａは、第１の周波数バンドに対応する構成要素であることを示し、添字Ｂは第２の周波数バンドに対応する構成要素であることを示している。
【００２５】
次に、上記のように構成された第１実施形態の無線通信装置の動作について説明する。ここでは、第１の周波数バンドを用いて送信を行い、第２の周波数バンドを用いて受信を行う場合を例にして説明する。
【００２６】
まず、送信動作について説明する。制御部１０２は、３線シリアルバスを介して送信用バンド切替信号生成回路８及び送信用ＰＬＬシンセサイザ５Ａを制御して動作させる。これにより、送信用バンド切替信号生成回路８は送信用バンド切替信号を生成し、送信回路４Ａを選択してこれを動作状態にすると共に、送信用ＰＬＬシンセサイザ５Ａは局部発振信号を生成して送信回路４Ａに与える。
【００２７】
次いで、制御部１０２は、送信データを処理して送信ベースバンド信号を生成し、送信回路４Ａへ出力する。送信回路４Ａは、送信ベースバンド信号を変調、増幅し、送信用ＰＬＬシンセサイザ５Ａから供給される局部発振信号に基づく第１の周波数バンドの無線周波数でアップコンバートして送信高周波信号を生成し、電力増幅してアンテナ共用器３Ａへ出力する。電力増幅された送信高周波信号は、アンテナ共用器３Ａを介して分波器２へ供給され、分波器２で第１の周波数バンドに適合するように周波数帯域を制限した後、アンテナ１に供給されて空間に放射される。
【００２８】
次に、受信動作について説明する。制御部１０２は、３線シリアルバスを介して受信用バンド切替信号生成回路９及び受信用ＰＬＬシンセサイザ７Ｂを制御して動作させる。これにより、受信用バンド切替信号生成回路９は受信用バンド切替信号を生成し、受信回路６Ｂを選択してこれを動作状態にすると共に、受信用ＰＬＬシンセサイザ７Ｂは局部発振信号を生成して受信回路６Ｂに与える。
【００２９】
送信動作と同時、又は個別にアンテナ１で受信された第２の周波数バンドの受信電波は、分波器２により第２の周波数バンドに合うように帯域制限され、アンテナ共用器３Ｂへ与えられる。アンテナ共用器３Ｂは、これを受信高周波信号として分離し、受信回路６Ｂへ出力する。
【００３０】
受信回路６Ｂは、受信高周波信号を増幅した後、受信用ＰＬＬシンセサイザ７Ｂから供給される局部発振信号に基づいて第２の周波数バンドの無線周波数からダウンコンバートして復調を行い、受信ベースバンド信号を得る。この受信ベースバンド信号は制御部１０２へ出力され、データ処理される。
【００３１】
このように、第１実施形態の無線通信装置では、複数の周波数バンドに対応して、アンテナ共用器、送信回路、受信回路、送信用ＰＬＬシンセサイザ、受信用ＰＬＬシンセサイザを個別に２系統設け、送信用バンド切替信号生成回路及び受信用バンド切替信号生成回路を制御部で制御することにより、送信用と受信用で個別のバンド切替信号によって、送信及び受信の周波数バンドを個別に切り替えて動作させることが可能となる。
【００３２】
このため、通信中に無線通信装置から基地局へ送信する上り回線を切断することなく、受信部のみを別の周波数バンドに切り替えたり、他の周波数バンドにおける下り回線の状態をモニタしたり、或いは他の周波数バンドで通信を行うことができる。
【００３３】
更に、制御部１０２は、送信用ＰＬＬシンセサイザ５Ａ、５Ｂ、受信用ＰＬＬシンセサイザ７Ａ、７Ｂ、送信用バンド切替信号生成回路８及び受信用バンド切替信号生成回路９に対して共通３線シリアルバスにより接続され、この共通３線シリアルバスを介してこれらの制御を行うので、無線部１０１との間でインタフェース信号線の増加や、制御部１０２におけるハードウェア追加を伴わずに周波数バンドの切り替えが可能である。このため、回路規模の増加を最小限に押さえることができる。
【００３４】
なお、本実施形態では、第１の周波数バンドを用いて送信し、第２の周波数バンドを用いて受信する例について説明したが、逆に第２の周波数バンドを用いて送信し、第１の周波数バンドを用いて受信するようにしても同様な効果を奏することはいうまでもない。
【００３５】
（第２実施形態）
図２は、本発明の第２実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【００３６】
第２実施形態の無線通信装置は、無線部２０１において、第１の周波数バンドの電波が送受信できる第１のアンテナ１Ａと、第２の周波数バンドの電波が送受信できる第２のアンテナ１Ｂと、アンテナ切替信号によって分波器２とアンテナ１Ａ又は１Ｂとの接続を切り替えるアンテナ切替回路１０と、受信用バンド切替信号生成回路９で生成される受信用バンド切替信号を遅延してこれをアンテナ切替信号として出力する遅延回路１１とを備えている。アンテナ切替回路１０は、ＳＰＤＴ（Single Pole Dual Through）スイッチにより構成され、アンテナ１Ａ又は１Ｂを選択的に分波器２へ接続することでアンテナを切り替えるものである。その他の構成は第１実施形態と同様であり、図１に示した第１実施形態と同一の構成要素には同じ符号を用いて説明を省略する。
【００３７】
次に、上記のように構成された第２実施形態の無線通信装置の動作について説明する。ここでは、第１実施形態と同様に、第１の周波数バンドを用いて送信を行い、第２の周波数バンドを用いて受信を行う場合を例にして説明する。
【００３８】
制御部１０２は、送信を行うために、送信用バンド切替信号生成回路８及び送信用ＰＬＬシンセサイザ５Ａを動作させ、送信用バンド切替信号生成回路８で送信用バンド切替信号を生成するとともに、送信用ＰＬＬシンセサイザ５Ａにより局部発振信号を生成して送信回路４Ａに与える。
【００３９】
そして、制御部１０２は、送信データを処理して送信ベースバンド信号を生成し、送信回路４Ａへ出力する。送信回路４Ａは、送信ベースバンド信号を変調、増幅し、送信用ＰＬＬシンセサイザ５Ａから供給される局部発振信号に基づく第１の周波数バンドの無線周波数でアップコンバートして送信高周波信号を生成し、電力増幅してアンテナ共用器３Ａへ出力する。この送信高周波信号は、アンテナ共用器３Ａを介して分波器２に供給され、分波器２で第１の周波数バンドに適合するように周波数帯域を制限した後、アンテナ切替回路１０によって切り替えられたアンテナ１Ａに供給され、アンテナ１Ａから空間に放射される。
【００４０】
また、制御部１０２は、受信を行うために、受信用バンド切替信号生成回路９及び受信用ＰＬＬシンセサイザ７Ｂを動作させ、受信用バンド切替信号生成回路９で受信用バンド切替信号を生成するとともに、受信用ＰＬＬシンセサイザ７Ｂにより局部発振信号を生成して受信回路６Ｂに与える。このとき、受信用バンド切替信号生成回路９から出力される受信用バンド切替信号が遅延回路１１で遅延され、アンテナ切替信号としてアンテナ切替回路１０に供給される。
【００４１】
アンテナ切替回路１０によって切り替えられたアンテナ１Ｂにおいて、アンテナ１Ａによる送信と同時に、又は個別に電波が受信され、分波器２に入力される。そして、分波器２により受信電波が第２の周波数バンドに合うように帯域制限され、アンテナ共用器３Ｂで受信高周波信号として分離され、受信回路６Ｂへ出力される。受信回路６Ｂは、受信高周波信号を増幅した後、受信用ＰＬＬシンセサイザ７Ｂから供給される局部発振信号に基づいて第２の周波数バンドの無線周波数からダウンコンバートして復調を行い、受信ベースバンド信号を得る。この受信ベースバンド信号は制御部１０２に入力され、ここでデータ処理されて受信データが生成される。
【００４２】
このように、第２実施形態の無線通信装置では、複数の周波数バンドに対応して、アンテナ共用器、送信回路、受信回路、送信用ＰＬＬシンセサイザ、受信用ＰＬＬシンセサイザを個別に２系統設け、さらに送受信共用のアンテナも周波数バンドごとに２系統設けて、ＳＰＤＴ型のスイッチを用いてアンテナを切り替えることにより、送信用と受信用で個別のバンド切替信号によって、送信及び受信の周波数バンドを個別に切り替えて動作させることが可能となる。
【００４３】
また、遅延回路１１により受信用バンド切替信号を遅延して生成したアンテナ切替信号を用いて、アンテナ切替回路１０を制御してアンテナ１Ａ、１Ｂを切り替えるようにしたので、同時送受信システムで、かつ送信と受信のタイムスロット境界に時間的なオフセットが存在するシステムにおいて、送信データの欠落を防ぐことができる。これにより、ＣＤＭＡ携帯電話システムにおけるコンプレストモード動作時等も含めたアンテナの切替え動作を高品質で実現できる。
【００４４】
図３は、コンプレストモードにおける遅延回路１１の機能を説明するための動作タイミングチャートである。この図３に示すように、受信スロットと送信スロットとの間に、送受タイミングオフセット時間ｔ２が存在するので、第１の周波数バンドで通信中、一時的に第２の周波数バンドを受信する際、受信用バンド切替信号を遅延させないでそのままアンテナ切替信号に用いると、時間ｔ２相当の送信データが欠落してしまう。しかしながら本実施形態では、遅延回路１１により受信用バンド切替信号を時間ｔ３遅延し、これをアンテナ切替信号として用いることにより、送信データの欠落を防ぐことができる。
【００４５】
（第３実施形態）
図４は、本発明の第３実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【００４６】
第３実施形態の無線通信装置は、無線部３０１において、第１の周波数バンドの電波が送受信できる第１のアンテナ１Ａと、第２の周波数バンドの電波が送受信できる第２のアンテナ１Ｂと、受信用バンド切替信号生成回路９で生成される受信用バンド切替信号を遅延してこれをアンテナ切替信号として出力する遅延回路１１と、外部アンテナを接続するための外部コネクタ１２と、アンテナ１Ａ及び１Ｂ、並びに外部アンテナの接続を切り替えるアンテナ切替回路１３とを備えている。その他の構成は第１実施形態と同様であり、図１に示した第１実施形態と同一の構成要素には同じ符号を用いて説明を省略する。
【００４７】
アンテナ切替回路１３はＤＰ３Ｔ（Dual Pole 3 Through）スイッチで構成され、アンテナ共用器３Ａ及び３Ｂと接続されるアンテナをアンテナ１Ａ、１Ｂ及び外部コネクタ１２に接続される外部アンテナから任意に選択可能とする。そして、アンテナ１Ａ、１Ｂ及び外部アンテナのいずれを選択して切り替えるかは、遅延回路１１から出力されるアンテナ切替信号と、外部コネクタ１２より供給されるアンテナ内／外切替信号を用いて行う。
【００４８】
次に、上記のように構成された第３実施形態の無線通信装置の動作について説明する。ここでは、第１実施形態と同様に、第１の周波数バンドを用いて送信を行い、第２の周波数バンドを用いて受信を行う場合を例にして説明する。
【００４９】
制御部１０２は、送信を行うために、送信用バンド切替信号生成回路８及び送信用ＰＬＬシンセサイザ５Ａを動作させ、送信用バンド切替信号生成回路８で送信用バンド切替信号を生成するとともに、送信用ＰＬＬシンセサイザ５Ａにより局部発振信号を生成して送信回路４Ａに与える。
【００５０】
そして、制御部１０２は、送信データを処理して送信ベースバンド信号を生成し、送信回路４Ａへ出力する。送信回路４Ａは、送信ベースバンド信号を変調、増幅し、送信用ＰＬＬシンセサイザ５Ａから供給される局部発振信号に基づく第１の周波数バンドの無線周波数でアップコンバートして送信高周波信号を生成し、電力増幅してアンテナ共用器３Ａへ出力する。この送信高周波信号は、アンテナ共用器３Ａからアンテナ切替回路１３に入力され、アンテナ切替回路１３によって切り替えられたアンテナ１Ａ又は外部アンテナに供給され、アンテナ１Ａ又は外部アンテナから空間に放射される。
【００５１】
また、制御部１０２は、受信を行うために、受信用バンド切替信号生成回路９及び受信用ＰＬＬシンセサイザ７Ｂを動作させ、受信用バンド切替信号生成回路９で受信用バンド切替信号を生成するとともに、受信用ＰＬＬシンセサイザ７Ｂにより局部発振信号を生成して受信回路６Ｂに与える。このとき、受信用バンド切替信号生成回路９から出力される受信用バンド切替信号が遅延回路１１で遅延され、アンテナ切替信号としてアンテナ切替回路１３に供給される。
【００５２】
アンテナ切替回路１３によって切り替えられたアンテナ１Ｂ又は外部アンテナにおいて、アンテナ１Ａ又は外部アンテナによる送信と同時に、又は個別に電波が受信され、アンテナ共用器３Ｂに入力される。そして、アンテナ共用器３Ｂで受信高周波信号として分離され、受信回路６Ｂへ出力される。受信回路６Ｂは、受信高周波信号を増幅した後、受信用ＰＬＬシンセサイザ７Ｂから供給される局部発振信号に基づいて第２の周波数バンドの無線周波数からダウンコンバートして復調を行い、受信ベースバンド信号を得る。この受信ベースバンド信号は制御部１０２に入力され、ここでデータ処理されて受信データが生成される。
【００５３】
このように、第３実施形態の無線通信装置では、第２実施形態に加えてさらに外部アンテナを接続可能に構成し、ＤＰ３Ｔ型のスイッチを用いてアンテナを切り替えることにより、送受信共用のアンテナ１Ａ又は１Ｂを選択するか外部アンテナを選択するかの切り替えと、アンテナ１Ａと１Ｂのどちらを選択するかの切り替えとを、受信用バンド切替信号を遅延して生成したアンテナ切替信号と外部コネクタ１２からのアンテナ内／外切替信号とを用いて行うことができる。この場合、第１及び第２の複数の周波数バンドに対応する送信回路及び受信回路の切り替え、内蔵アンテナの切り替え、内蔵／外部アンテナの切り替えを非常にシンプルな構成で実現できる。
【００５４】
上述した実施形態によれば、複数の周波数バンドに対応した無線通信装置において、送信系と受信系それぞれにおいて周波数バンドを個別に切り替えて通信可能にし、通信中の上り回線を切断することなく、受信部のみを別の周波数バンドに切り替えたり、他の周波数バンドにおける下り回線の状態をモニタしたり、又は通信を行うことができる。
【００５５】
また、共通３線シリアルバスを介して周波数バンドの切替制御を行うことにより、制御部においてハードウェアを追加したり、制御部と無線部との間でインタフェース信号線を増加したり等の構成追加をすることなく、回路規模の増大化を最小限に抑えつつ、送信及び受信それぞれに独立した周波数バンドの切り替えが可能になる。
【００５６】
更に、受信用バンド切替信号を所定量遅延した信号をアンテナ切替信号として用いることにより、同時送受信システムで、かつ、送信と受信のタイムスロット境界に時間的オフセットが存在するシステムにおいて、周波数バンド毎に個別のアンテナを用い、周波数バンドの切り替えを行う際に生じる送信データの欠落を防ぐことができる。このため、ＣＤＭＡ方式のコンプレストモード動作時も含め、高品質なアンテナ切り替え動作を実現できる。
【００５７】
また、アンテナ切替手段として、ＳＰＤＴスイッチやＤＰ３Ｔスイッチを用いて構成することにより、アンテナの切り替えを低損失、かつ容易に制御して実現できる。このため、無線通信装置の小型化、低コスト化、低消費電力化が可能となる。
【００５８】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施し得るものである。例えば、３つ以上の複数の周波数バンドに対応する無線通信装置において、そのうちの２つの周波数バンドを送受信個別に切り替える場合にも本発明を適用可能である。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、装置構成を大型化、複雑化させることなく、簡単な構成で、送受信それぞれにおいて周波数バンドを個別に切り替え可能にし、通信中の上り回線を切断することなく、受信部のみを別の周波数バンドに切り替えたり、他の周波数バンドにおける下り回線の状態をモニタしたり、或いは通信を行うことが可能な無線通信装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の第２実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図
【図３】コンプレストモードにおける周波数バンドとアンテナの切り替え動作を示すタイミングチャート
【図４】本発明の第３実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１、１Ａ、１Ｂ アンテナ
２ 分波器
３Ａ、３Ｂ アンテナ共用器
４Ａ、４Ｂ 送信回路
５Ａ、５Ｂ 送信用ＰＬＬシンセサイザ
６Ａ、６Ｂ 受信回路
７Ａ、７Ｂ 受信用ＰＬＬシンセサイザ
８ 送信用バンド切替信号生成回路
９ 受信用バンド切替信号生成回路
１０、１３ アンテナ切替回路
１１ 遅延回路
１２ 外部コネクタ
１０１、２０１、３０１ 無線部
１０２ 制御部
Claims (3)
- 第１の周波数帯域に対応する送受信兼用の第１のアンテナと、
前記第１の周波数帯域に対応して送信を行う第１の送信手段と、
前記第１の周波数帯域に対応して受信を行う第１の受信手段と、
前記第１の送信手段の出力部と前記第１の受信手段の入力部とを接続する第１のアンテナ共用器と、
第２の周波数帯域に対応する送受信兼用の第２のアンテナと、
前記第２の周波数帯域に対応して送信を行う第２の送信手段と、
前記第２の周波数帯域に対応して受信を行う第２の受信手段と、
前記第２の送信手段の出力部と前記第２の受信手段の入力部とを接続する第２のアンテナ共用器と、
前記第１のアンテナ又は前記第２のアンテナと前記第１のアンテナ共用器及び前記第２のアンテナ共用器とを接続する分波器と、
前記分波器と前記第１及び第２のアンテナとの接続を切り替えるアンテナ切替手段と、
前記第１の送信手段と前記第２の送信手段のいずれかを動作させて送信周波数帯域を切り替えるための送信用バンド切替信号を生成する送信用バンド切替信号生成手段と、
前記第１の受信手段と前記第２の受信手段のいずれかを動作させて受信周波数帯域を切り替えるための受信用バンド切替信号を生成する受信用バンド切替信号生成手段と、
前記受信用バンド切替信号を所定量遅延させて前記アンテナ切替手段を制御するアンテナ切替信号を生成するアンテナ切替信号生成手段と、
前記第１及び第２の送信手段、前記第１及び第２の受信手段、前記送信用バンド切替信号生成手段、前記受信用バンド切替信号生成手段の動作を制御する制御手段と、
を備えた無線通信装置。 - 第１の周波数帯域に対応する送受信兼用の第１のアンテナと、
前記第１の周波数帯域に対応して送信を行う第１の送信手段と、
前記第１の周波数帯域に対応して受信を行う第１の受信手段と、
前記第１の送信手段の出力部と前記第１の受信手段の入力部とを接続する第１のアンテナ共用器と、
第２の周波数帯域に対応する送受信兼用の第２のアンテナと、
前記第２の周波数帯域に対応して送信を行う第２の送信手段と、
前記第２の周波数帯域に対応して受信を行う第２の受信手段と、
前記第２の送信手段の出力部と前記第２の受信手段の入力部とを接続する第２のアンテナ共用器と、
外部アンテナを接続する外部コネクタ部と、
前記第１のアンテナ、前記第２のアンテナ、及び前記外部コネクタ部と、前記第１及び第２のアンテナ共用器との接続を切り替えるアンテナ切替手段と、
前記第１の送信手段と前記第２の送信手段のいずれかを動作させて送信周波数帯域を切り替えるための送信用バンド切替信号を生成する送信用バンド切替信号生成手段と、
前記第１の受信手段と前記第２の受信手段のいずれかを動作させて受信周波数帯域を切り替えるための受信用バンド切替信号を生成する受信用バンド切替信号生成手段と、
前記受信用バンド切替信号を所定量遅延させて前記アンテナ切替手段を制御するアンテナ切替信号を生成するアンテナ切替信号生成手段と、
前記第１及び第２の送信手段、前記第１及び第２の受信手段、前記送信用バンド切替信号生成手段、前記受信用バンド切替信号生成手段、前記アンテナ切替手段の動作を制御する制御手段と、
を備えた無線通信装置。 - 前記第１及び第２の送信手段、前記第１及び第２の受信手段、前記送信用バンド切替信号生成手段、前記受信用バンド切替信号生成手段は、前記制御手段と共通３線シリアルバスにより接続される請求項１または２のいずれかに記載の無線通信装置。
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