JP4063824B2

JP4063824B2 - 無線通信装置

Info

Publication number: JP4063824B2
Application number: JP2005005368A
Authority: JP
Inventors: 誠秋谷
Original assignee: 埼玉日本電気株式会社
Priority date: 2005-01-12
Filing date: 2005-01-12
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2025-01-12
Also published as: EP1843468A1; WO2006075779A1; JP2007311834A; US20090011733A1; CN101103527A

Description

本発明は、無線通信装置に関し、更に詳しくは、複数の帯域の信号を受信可能な無線通信装置に関する。

複数の帯域で信号の受信・送信が可能な無線通信装置が知られている（例えば特許文献１参照）。例えば携帯電話機では、８００ＭＨｚ帯に加えて、１．５ＧＨｚ帯で通信が可能な携帯電話機が利用されている。近年、携帯電話機の発展はめざましく、携帯電話機の利用者は増加し続けており、これに伴い、特に都市部では空き周波数（空きチャネル）が不足し、通話品質の確保が困難な状況となってきている。携帯電話機を、複数の帯域で通信できるように構成する場合には、ある帯域で空き周波数がないときでも、それ以外の帯域で空き周波数があるときには、その空き周波数を用いて通信することができる。このため、使用可能なチャネル数を増やすことができ、通話品質を確保することができる。

図３は、複数の帯域に対応した従来の携帯電話機の構成を示している。図４は、携帯電話機の動作をタイミングチャートで示している。ＰＬＬ（フェーズロックドループ）回路５１は、例えば８００ＭＨｚ帯で発振し、ＰＬＬ回路５２は、例えば１．５ＧＨｚ帯で発振する。携帯電話機５０は、図４に示すように、送信専用区間と、受信専用区間と、チャネル切替先受信信号強度測定区間とを有する。携帯電話機５０は、送信専用区間及び受信専用区間では、８００ＭＨｚ帯又は１．５ＧＨｚ帯を用いて、受信及び送信を行う。携帯電話機５０は、８００ＨＭｚ帯で通信を行う場合、図４に示す受信専用区間では、ＰＬＬ回路５１からミキサー５５に８００ＭＨｚ帯の信号を入力し中間周波数を得て、それを切替器５７を介してＩＦアンプ５８に入力する。ＩＦアンプ５８は、中間周波数を増幅して、復調器６０に出力すると共に、受信波の信号強度を、ベースバンド部５９に通知する。

チャネル切替先受信信号強度測定区間では、携帯電話機５０は、以下に示すようにして、８００ＭＨｚ帯又は１．５Ｈｚ帯のサーチを行う。８００ＭＨｚ帯でサーチを行う場合には、ＰＬＬ回路５１を８００ＭＨｚ帯の発振周波数で発振させて、これをミキサー５５に入力し、得られた中間周波数を切替器５７を介してＩＦアンプ５８に入力する。ＩＦアンプ５８は、受信波の信号強度を、ベースバンド部５９に通知する。その後、ＰＬＬ回路５１の発振周波数を次の周波数に変化させて、各周波数での受信信号強度を調べる。１．５ＧＨｚ帯でサーチを行う場合には、ＰＬＬ回路５２の発振周波数を変化させて、上記と同様な動作により、各周波数での受信信号強度を調べる。サーチの結果、受信専用区間での受信信号強度よりも、受信信号強度が強い周波数があったときには、ベースバンド部５９からの指示により、送信及び受信に用いる周波数が、その周波数に切り替えられる。
特開平２−３０９７１２号公報（図１、６ページ目右上段落１１行目から右下段落１５行目まで）

ところで、携帯電話機５０では、チャネル切替先受信信号強度測定区間で、受信信号強度の測定後、次の周波数に発振周波数を変化させる際には、ＰＬＬ回路５１又はＰＬＬ回路５２を再度その周波数にロックさせる必要がある。このため、図４に示すように、チャネル切替先受信信号強度測定区間では、ＰＬＬ回路のロックアップタイムを考慮すると、限られた数の周波数しか、受信信号強度を調べることができなかった。ＰＬＬ回路のロックアップタイムを短くすると、調査できる周波数の数を増加させることはできるものの、その場合には、ＰＬＬ回路が出力する信号のＣ／Ｎ特性が悪くなることが知られており、限られた時間内に、より多くの受信信号強度を調査できる新しい技術が求められる。

本発明は、限られた時間内により多くの周波数の受信信号強度を調査できる無線通信装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の無線通信装置は、第１の帯域及び第２の帯域のそれぞれで通信が可能な無線通信装置において、それぞれが、前記第１及び第２の帯域内の周波数で発振可能な第１及び第２のＰＬＬ回路と、切替器を介して前記第１又は第２のＰＬＬ回路の第１の帯域の周波数の出力信号を入力し、該入力したＰＬＬ回路の出力信号と受信信号とから、中間周波数を生成する第１のミキサーと、切替器を介して前記第１又は第２のＰＬＬ回路の第２の帯域の周波数の出力信号を入力し、該入力したＰＬＬ回路の出力信号と受信信号とから、中間周波数を生成する第２のミキサーと、前記第１のミキサー又は前記第２のミキサーが生成した中間周波数を入力し、前記受信信号の信号強度を測定する測定回路とを備え、前記第１及び第２のＰＬＬ回路の双方を、前記第１及び第２の帯域のうちの一方の帯域内の異なる周波数で発振させ、該発振させた双方のＰＬＬ回路の出力周波数を、前記第１及び第２のミキサーのうちの一方のミキサーに順次に切り替えて入力することによって、同一帯域の複数のチャネルの受信信号強度を順次に測定することを特徴とする。

また、本発明の別の視点の無線通信装置は、第１の帯域及び第２の帯域のそれぞれで通信が可能な無線通信装置において、それぞれが、前記第１及び第２の帯域内の周波数で発振可能な第１及び第２のＰＬＬ回路と、切替器を介して前記第１又は第２のＰＬＬ回路の第１の帯域の周波数の出力信号を入力し、該入力したＰＬＬ回路の出力信号と受信信号とから、中間周波数を生成する第１のミキサーと、切替器を介して前記第１又は第２のＰＬＬ回路の第２の帯域の周波数の出力信号を入力し、該入力したＰＬＬ回路の出力信号と受信信号とから、中間周波数を生成する第２のミキサーと、前記第１のミキサー又は前記第２のミキサーが生成した中間周波数を入力し、前記受信信号の信号強度を測定する測定回路とを備え、受信信号強度の測定区間では、前記第１及び第２のＰＬＬ回路の双方を、前記第１及び第２の帯域のうちの一方の帯域内の異なる周波数で発振させ、該発振させた双方のＰＬＬ回路の出力周波数を、前記第１及び第２のミキサーのうちの一方のミキサーに順次に入力することによって、前記信号強度測定回路が同一帯域の複数のチャネルの受信信号強度を順次に測定することを特徴とする。

本発明の無線通信装置では、第１の帯域の受信信号の信号強度を測定する際、及び、第２の帯域の受信信号の信号強度を測定する際の何れにおいても、第１のＰＬＬ回路と、第２のＰＬＬ回路との双方を用いている。このため、一方のＰＬＬ回路を用いて受信信号強度が高い周波数をサーチする従来の無線通信装置に比して、サーチを高速化でき、限られた時間内に受信信号強度を測定する受信周波数を増加させることができる。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態の無線通信装置の一部を示している。無線通信装置１０は、ＰＬＬ回路１１、１２と、切替器１３、１４、１７と、ミキサー１５、１６と、ＩＦアンプ１８と、ベースバンド部１９と、復調器２０とを備える。この無線通信装置１０は、複数の帯域に対応した携帯電話機として構成され、帯域Ａ又は帯域Ｂを用いて、信号の送受信を行う。

ＰＬＬ回路１１は、通信時に、帯域Ａの信号を受信する際に使用される。ＰＬＬ回路１２は、通信時に、帯域Ｂの信号を受信する際に使用される。ＰＬＬ回路１１は、帯域Ａ受信用の発振器を有すると共に、帯域Ｂ受信用の発振器を有する。また、ＰＬＬ回路１２は、帯域Ｂ受信用の発振器を有すると共に、帯域Ａ受信用の発振器を有する。切替器１３は、ＰＬＬ回路１１の出力を、ミキサー１５又はミキサー１６に切り替えて入力する。切替器１４は、ＰＬＬ回路１２の出力を、ミキサー１５又はミキサー１６に切り替えて入力する。

ミキサー１５は、帯域Ａ用のミキサーとして構成され、ＰＬＬ回路１１又はＰＬＬ回路１２から入力した帯域Ａの周波数信号と、受信波とを入力して、中間周波数を出力する。ミキサー１６は、帯域Ｂ用のミキサーとして構成され、ＰＬＬ回路１１又はＰＬＬ回路１２から入力した帯域Ｂの周波数信号と、受信波とを入力して、中間周波数を出力する。切替器１７は、ミキサー１５又はミキサー１６が出力する中間周波数を、ＩＦアンプ１８に入力する。ＩＦアンプ１８は、中間周波数を増幅して、これを、復調を行う復調器２０に入力すると共に、受信信号強度を示す直流電圧をベースバンド部１９に出力する。ベースバンド部１９は、所定の動作により、通信に用いるチャネルの切替えを行う。

図２は、無線通信装置の動作をタイミングチャートで示している。無線通信装置１０は、無線信号の送信を行う送信専用区間と、無線信号の受信を行う受信専用区間と、チャネル切替先の受信信号強度を測定するチャネル切替先受信信号強度測定区間とを順次に有する。無線通信装置１０は、受信専用区間にて、受信信号強度が低くなり通話品質が低下してくると、チャネル切替先の受信信号強度をモニターする。そして、あるチャネルで、受信専用区間の受信信号強度より高い受信信号強度が得られたときには、速やかに、そのチャネルへのチャネル切替えを実施する。

無線通信装置１０が帯域Ａで無線通信を行っている場合、受信専用区間では、ＰＬＬ回路１１が出力する帯域Ａ受信用の信号が、切替器１３を介してミキサー１５に入力される。ミキサー１５は、帯域Ａ受信用の信号と受信波とを乗算して中間周波数を出力する。切替器１７は、帯域選択信号に応じてミキサー１５の出力を選択しており、ＩＦアンプ１８は、切替器１７を介して、中間周波数を入力し、入力された中間周波数を増幅して復調器２０に出力する。また、ＩＦアンプ１８は、受信専用区間で受信された信号の受信信号強度を直流電圧としてベースバンド部１９へ出力する。

無線通信装置１０が帯域Ｂで無線通信を行っている場合、受信専用区間では、ＰＬＬ回路１２の出力する帯域Ｂ受信用の信号が、切替器１４を介してミキサー１６に入力される。切替器１７は、帯域選択信号に応じてミキサー１６の出力を選択しており、復調器２０には、ＩＦアンプ１８で増幅された中間周波数が入力される。また、ベースバンド部１９には、受信専用区間で受信された信号の受信信号強度が入力される。無線通信装置１０は、帯域Ａで無線通信を行っているときには、ＰＬＬ回路１２の動作を停止して、消費電流を最小限に抑える。また、帯域Ｂで無線通信を行っているときには、ＰＬＬ回路１１の動作を停止して、消費電流を最小限に抑える。

チャネル切替先の受信信号強度を測定する区間において、基地局からの指示により複数周波数で受信信号強度の測定が必要となると、無線通信装置１０は、ＰＬＬ回路１１とＰＬＬ回路１２とを同時に動作させることにより、受信信号強度の測定を必要とする２つの受信波にそれぞれ相当する２つの発振周波数を同時に発振させる。例えば、帯域Ａ内の受信波ａ及び受信波ｂの受信信号強度を測定する際には、ＰＬＬ回路１１を、受信波ａに対応する発振周波数ａで発振／ロックさせると共に、ＰＬＬ回路１２を、受信波ｂに対応する発振周波数ｂで発振／ロックさせる。

ＰＬＬ回路１１のロック後、ミキサー１５は、切替器１３を介して発振周波数ａを入力し、これと受信波ａとを乗算して中間周波数を生成する。生成された中間周波数は、切替器１７を介してＩＦアンプ１８に入力され、受信波ａの受信信号強度がベースバンド部１９に入力されて、受信波ａの信号強度を測定する「測定１」が行われる。その後、ＰＬＬ回路１２に発振させておいた発振周波数ｂを、切替器１４を介してミキサー１５に入力し、ＩＦアンプ１８に、発振周波数ｂと受信波ｂとを乗算した中間周波数を入力して、受信波ｂの受信強度を測定する「測定２」を行う。

「測定２」の終了後、ＰＬＬ回路１１を、受信波ｃに対応する発振周波数ｃで発振／ロックさせ、ＰＬＬ回路１２を、受信波ｄに対応する発振周波数ｄで発振／ロックさせる。ＰＬＬ回路１１のロック後、ミキサー１５に、ＰＬＬ回路１１が出力する発振周波数ｃを入力して「測定３」を行い、その後、ミキサー１５に、ＰＬＬ回路１２が出力する発振周波数ｄを入力して「測定４」を行う。無線通信装置１０は、チャネル切替先が帯域Ｂ内にあるときにも、上記と同様な動作により、ＰＬＬ回路１１とＰＬＬ回路１２とを帯域Ｂ内の周波数で発振／ロックさせ、これをミキサー１６に入力して、受信信号強度の測定を行う。

ベースバンド部１９は、受信専用区間で測定された、現在使用中の周波数の受信信号強度と、チャネル切替先受信信号強度測定区間で測定された受信信号強度とを比較する。ベースバンド部１９は、チャネル切替先受信信号強度測定区間で測定された受信信号強度が、受信専用区間で測定された信号強度よりも大きいと判断すると、その周波数を用いて通信を行うために、ＰＬＬ回路１１又はＰＬＬ回路１２にチャネル切替信号を送信して、速やかに、受信専用区間及び送信専用区間で使用するチャネルを切り替える。このようにすることにより、受信信号強度の低下による通話品質の劣化を未然に防止することができる。

従来の２つの帯域に対応した無線通信装置では、チャネル切替先受信信号強度測定区間では、通信時に、該当する帯域の受信用に用いられるＰＬＬ回路のみが使用され、当該帯域以外の帯域の受信用のＰＬＬ回路が用いられていなかった。本実施形態では、ＰＬＬ回路１１とＰＬＬ回路１２の双方を、帯域Ａと帯域Ｂとで発振可能に構成し、チャネル切替先受信信号強度測定区間では、双方のＰＬＬ回路１１、１２の出力を、ミキサー１５又は１６に切り替えて入力している。このため、ミキサー１５又は１６に信号を入力するＰＬＬ回路を切り替える時間分の遅延で、２つの周波数の受信信号強度を調べることができ、ＰＬＬ回路を１つだけ用いて周波数を順次に変更させる場合に比して、限られた時間内で、より多くの受信波の信号強度を調べることができる。従って、本実施形態では、受信信号強度の高いチャネルへ速やかに移行させることができ、高い通話品質を維持することができる。

なお、上記実施形態では、無線通信装置１０が携帯電話機として構成される例について示したが、これには限定されず、携帯電話機以外の無線通信装置として構成することもできる。また、無線通信装置１０が、帯域Ａと帯域Ｂとの２つの帯域に対応する例について示したが、これには限定されず、３以上の帯域に対応したものとしても構成できる。この場合、例えば無線通信装置１０が３つの帯域に対応するときには、各帯域の受信用信号を生成する３つのＰＬＬ回路のうちの２つ以上を用いて、サーチを行うことで、サーチを高速化できる。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明の無線通信装置は、上記実施形態例にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。

本発明の一実施形態の無線通信装置の構成を示すブロック図。無線通信装置の動作を示すタイミングチャート。従来の複数の帯域に対応した無線通信装置の構成を示すブロック図。従来の無線通信装置の動作を示すタイミングチャート。

符号の説明

１０：無線通信装置
１１、１２：ＰＬＬ回路
１３、１４、１７：切替器
１５、１６：ミキサー
１８：ＩＦアンプ
１９：ベースバンド部
２０：復調器

Claims

第１の帯域及び第２の帯域のそれぞれで通信が可能な無線通信装置において、
それぞれが、前記第１及び第２の帯域内の周波数で発振可能な第１及び第２のＰＬＬ回路と、
切替器を介して前記第１又は第２のＰＬＬ回路の第１の帯域の周波数の出力信号を入力し、該入力したＰＬＬ回路の出力信号と受信信号とから、中間周波数を生成する第１のミキサーと、
切替器を介して前記第１又は第２のＰＬＬ回路の第２の帯域の周波数の出力信号を入力し、該入力したＰＬＬ回路の出力信号と受信信号とから、中間周波数を生成する第２のミキサーと、
前記第１のミキサー又は前記第２のミキサーが生成した中間周波数を入力し、前記受信信号の信号強度を測定する測定回路とを備え、
前記第１及び第２のＰＬＬ回路の双方を、前記第１及び第２の帯域のうちの一方の帯域内の異なる周波数で発振させ、該発振させた双方のＰＬＬ回路の出力周波数を、前記第１及び第２のミキサーのうちの一方のミキサーに順次に切り替えて入力することによって、同一帯域の複数のチャネルの受信信号強度を順次に測定することを特徴とする無線通信装置。
第１の帯域及び第２の帯域のそれぞれで通信が可能な無線通信装置において、
それぞれが、前記第１及び第２の帯域内の周波数で発振可能な第１及び第２のＰＬＬ回路と、
切替器を介して前記第１又は第２のＰＬＬ回路の第１の帯域の周波数の出力信号を入力し、該入力したＰＬＬ回路の出力信号と受信信号とから、中間周波数を生成する第１のミキサーと、
切替器を介して前記第１又は第２のＰＬＬ回路の第２の帯域の周波数の出力信号を入力し、該入力したＰＬＬ回路の出力信号と受信信号とから、中間周波数を生成する第２のミキサーと、
前記第１のミキサー又は前記第２のミキサーが生成した中間周波数を入力し、前記受信信号の信号強度を測定する測定回路とを備え、
受信信号強度の測定区間では、前記第１及び第２のＰＬＬ回路の双方を、前記第１及び第２の帯域のうちの一方の帯域内の異なる周波数で発振させ、該発振させた双方のＰＬＬ回路の出力周波数を、前記第１及び第２のミキサーのうちの一方のミキサーに順次に入力することによって、前記信号強度測定回路が同一帯域の複数のチャネルの受信信号強度を順次に測定することを特徴とする無線通信装置。