JP4267579B2 - マルチモード通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の無線通信方式を用いるマルチモード通信装置に関し、特に一の方式下の送信波による他の方式の通信への影響を抑制し得るマルチモード通信装置に関する。

近年、無線通信方式の進歩及び普及に伴い、特に移動体通信端末では高機能化が進んでいる。また、国内外対応移動体端末や無線ＬＡＮ等の普及も加わり、一つの無線通信装置で二つ以上の無線通信方式に対応することが求められている。更には、周波数の有効利用の進展とともに、各種無線通信の使用周波数帯域が近接してきている。

従来、一つの無線通信装置において二つ以上の無線通信方式を作動した際には、ある一つのシステムの送信波が他システムの受信帯域のノイズフロアを上げてしまう。このことにより、他の通信方式の受信感度が劣化していた。

すなわち、個々に送信部と受信部を設けた構成（通信ユニット）を、同一の装置に複数搭載したマルチモード通信装置において、各ユニットが同時に動作したとき、お互いの無線通信特性の劣化が生じる。特に、各ユニットの無線通信方式に使用される周波数帯域が近接している場合、一方のユニットが電波を送信した際、送信波が他のシステムにおける受信帯域のノイズフロアーを上げてしまい、他ユニットの受信感度を劣化させることとなる。すなわち、フレーム誤り率（ＦＥＲ； Frame Error Rate）、ビット誤り率（ＢＥＲ； Bit Error Rate）等が増加する。

このような問題を解決するため、各ユニットの送信部に、遮断周波数可変フィルタ、帯域通過型フィルタ（ＢＰＦ； Band Pass Filter）、帯域阻止型フィルタ（ＢＥＦ； Band Elimination Filter）等の如き各種のフィルタを設けることが考えられる（特許文献１参照）。

しかし、上述の如き各種フィルタは減衰量が大きいため、フィルタを通過する送信波の損失が大きくなってしまう。また、更に他の無線通信方式のユニットを追加した場合、その方式の周波数帯域に応じたフィルタを新たに追加する必要が生ずる。このような追加は、更なる電力の通過損失、装置の大型化を招くこととなる。電力の通過損失の増大は、無線通信距離が短くなり、通信エリアが狭くなってしまう。

特開２００４−２２２１７１号公報

本発明は、複数の無線通信方式を用いるマルチモード通信装置に関し、特に一の方式下の送信波による他の方式の通信への影響を抑制し得るマルチモード通信装置を提供する。

本発明のマルチモード通信装置は、複数の無線通信方式に対応するマルチモード通信装置であって、送信部及び受信部を含み、各々独立して前記無線通信方式に対応した第１の通信ユニット及び第２の通信ユニットを備え、前記第１の通信ユニットは、その送信部からの送信信号のうち、前記第２の通信ユニットの受信部において受信中の受信チャネルの周波数帯域に対応する帯域を抑圧するチャネル帯域可変阻止型フィルタを含み、前記第２の通信ユニットは、前記受信チャネルの周波数帯域を設定する周波数設定部と、前記周波数設定部により設定された前記周波数帯域を前記チャネル帯域可変阻止型フィルタに供給する供給部を備える。当該チャネル帯域可変阻止型フィルタは、前記供給部より供給された前記受信チャネルの周波数帯域に対応する帯域を抑圧する。

本発明のマルチモード通信装置においては、チャネル帯域可変阻止型フィルタを用いることにより、一つの通信ユニットの送信信号のうち、他の通信ユニットの受信部において受信中の受信チャネルの周波数帯域に対応する帯域を抑圧することが可能となる。従って、周波数帯域が近接する複数の無線通信方式を搭載した装置においても、通信ユニット間の干渉による受信感度劣化を抑えることが可能になる。

また、前記供給部は、前記周波数設定部により設定された前記周波数帯域を電圧に変換し、前記チャネル帯域可変阻止型フィルタに供給するよう、マルチモード通信装置を構成することができる。

上記構成によれば、第２の通信ユニットの受信部において受信中の受信チャネルの周波数帯域を確実に検知し、この周波数帯域を電圧に変換した上で、第１の通信ユニットのチャネル帯域可変阻止型フィルタに送ることが可能となる。

また、前記第１の通信ユニットに、前記送信部及び前記チャネル帯域可変阻止型フィルタの間に接続され、前記供給部からの電圧を検知する切換スイッチを更に設けることができる。当該切換スイッチは、前記電圧に基づき、前記送信部からの送信信号を前記チャネル帯域可変阻止型フィルタに供給する第１の経路と、前記送信部からの送信信号を前記チャネル帯域可変阻止型フィルタに供給しない第２の経路とを切り換えるものである。

上記構成によれば、第１の通信ユニットが使用されていない場合等の様に、受信中の受信チャネルの周波数帯域に対応した電圧が切換スイッチに入力されない場合には、送信信号がチャネル帯域可変阻止型フィルタを通過しない。従って、送信信号の通過損失が防止される。

また、前記第１の通信ユニット及び前記第２の通信ユニット各々が、既述の要素総てを含み、互いに同等の構成を備えるよう、マルチモード通信装置を設計することができる。

上記構成によれば、第１の通信ユニット及び第２の通信ユニット双方の送信、受信において上述した作用が得られる。

また、前記チャネル帯域可変阻止型フィルタは、ノッチフィルタより構成することができる。

本発明によれば、複数の無線通信方式を用いるマルチモード通信装置において、異なる無線通信方式下による通信間の干渉を抑え、各無線通信方式において良好な送受信状態を確保することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１実施形態におけるマルチモード通信装置について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るマルチモード通信装置１００のブロック構成図である。

図１に示すマルチモード通信装置１００は、送受信兼用のアンテナ１０と、アンテナ共用器（デュプレクサ）２０と、第１の無線通信方式に対応した第１の通信ユニット７０と、第２の無線通信方式に対応した第２の通信ユニット８０とを有して構成される。第１の通信ユニット７０と第２の通信ユニット８０は、互いに非同期で、独立して、送受信を行う。

第１の通信ユニット７０は、第１の送受信部３０と第１の信号処理・制御部５０を含む。第２の通信ユニット８０は、第２の送受信部４０と第２の信号処理・制御部６０を含む。

第１の送受信部３０は、周波数の異なる２つの高周波経路を結合するデュプレクサ３１と、第１の無線通信方式に対応した第１通信方式用受信部３２と、第１の無線通信方式に対応した第１通信方式用送信部３３と、チャネル帯域可変阻止型フィルタ３４と、切換スイッチ３５と、を備える。

一方、第２の送受信部４０は、周波数の異なる２つの高周波経路を結合するデュプレクサ４１と、第２の無線通信方式に対応した第２通信方式用受信部４２と、第２の無線通信方式に対応した第２通信方式用送信部４３と、帯域通過型フィルタ（ＢＰＦ； Band Pass Filter）４４と、シンセサイザ４５と、を備える。

第１通信方式用受信部３２は、第１の無線通信方式における受信時に受信動作を行う。第１通信方式用送信部３３は、第１の無線通信方式における通信時に送信動作を行う。また、第２通信方式用受信部４２は、第２の無線通信方式における受信時に受信動作を行う。第２通信方式用送信部４３は、第２の無線通信方式における通信時に送信動作を行う。なお、図１では、送信経路と受信経路の分離をデュプレクサ３１，４１で行う構成を示したが、通信方式がＴＤＭＡ方式である場合には高周波スイッチを用いて送信経路と受信経路とを選択的に切り替えるようにしてもよい。

チャネル帯域可変阻止型フィルタ３４は、図２に示すノッチフィルタの構成を有し、切換スイッチ３５と協同して、所定の条件下、第２の通信ユニット８０で使用されている、受信チャネルの周波数帯域に対応した帯域の送信波（送信信号）を抑圧するものである。その機能の詳細は後述する。

帯域通過型フィルタ４４は、その通過帯域が第２の無線通信方式の使用周波数帯域に設定されている。これにより、第２の無線通信方式の使用周波数帯域に対して、第１の無線通信方式の使用周波数帯域が低域側または高域側のいずれの場合においても、第１の無線通信方式の使用周波数帯域への雑音出力を抑圧することができる。

シンセサイザ４５は、第２通信方式用受信部４２における受信信号、第２通信方式用送信部４３における送信信号を各々制御するものである。シンセサイザ４５は、安定した発振器からの周波数出力を分周、逓倍、混合などの操作により、必要とする周波数（送信、受信において）の信号を発生させる装置である。すなわち、シンセサイザ４５は、送信及び受信のチャネル周波数信号を発生するよう、第２通信方式用送信部４３、第２通信方式用受信部４２を制御する。

第２の信号処理・制御部６０は、周波数設定部６１と、周波数・電圧変換部６２とを備える。周波数設定部６１は、シンセサイザ４５にて発振する周波数を設定するものである（図１の矢印Ａ）。周波数設定部６１によって設定された周波数（チャネル）は、シリアルデータとしてシンセサイザ４５に送られ、送信チャネル周波数と受信チャネル周波数が制御される。

周波数・電圧変換部６２は、周波数設定部６１にて設定された信号の周波数、特に受信チャネル周波数を、予め設けたテーブルに基づき所定のアナログ電圧に変換するものである。このようなテーブルの例を図３に示す。

図４は、第１通信方式用送信部３３の内部を示すブロック図である。第１通信方式用送信部３３は、変調器３０５、前置増幅器３０４、電力増幅器３０１を備え、電力増幅器３０１と前置増幅器３０４の間に、帯域通過型フィルタ（ＢＰＦ； Band Pass Filter）３０２が設けられている。電力増幅器３０１の前段に設けた帯域通過型フィルタ３０２は、扱う電力が小さくてよいので、通過損失の絶対値が小さくてすむ。帯域通過型フィルタ３０２は、第２の送受信部４０における帯域通過型フィルタ４４と同様に構成される。

次に、第１の実施形態におけるマルチモード通信装置１００の動作を説明する。ここでは、第１の無線通信方式はＷ−ＣＤＭＡ方式（２ＧＨｚ帯）であるとし、第２の無線通信方式はＷ−ＣＤＭＡ方式よりも低い周波数帯域を用いるものとし、第１の送受信部３０のチャネル帯域可変阻止型フィルタ３４を制御する場合について説明する。

まず、第１の送受信部３０によって第１の無線通信方式であるＷ−ＣＤＭＡ方式で通信がなされているものとする。第１通信方式用送信部３３から出力された送信信号は、通常、切換スイッチ３５、デュプレクサ３１及びアンテナ共用器２０を介してアンテナ１０から送信される。ここで、送信電力は、基地局への到達電力や通信品質に応じて適応的に変化するように制御がなされている。

ところが、第１の通信ユニット７０が送信を行うと、その送信波の所定の帯域が、第２の通信ユニット８０の受信帯域に重なってしまう場合がある。そこで、第２の通信ユニット８０が受信していた時の受信感度レベルがある閾値を下回った際、現在第２通信方式用受信部４２が受信している受信チャネルの周波数帯域を、周波数設定部６１が周波数・電圧変換部６２に与え（図１の矢印Ｂ）、周波数・電圧変換部６２にて所定の変換テーブルに基づき電圧に変換される。受信感度は、一般的にはパケットエラーレート（ＰＥＲ； Packet Error Rate）の値によって判断される。例えば、受信された入力レベルが、所定のＰＥＲの閾値（例えば０．１％）を下回った際に動作を開始する。もちろん、他の基準を用いて受信感度を判定することもできる。

この電圧（チャネル周波数電圧）は、第１の送受信部３０のチャネル帯域可変阻止型フィルタ３４と、切換スイッチ３５に供給される（図１の矢印Ｃ）。

チャネル帯域可変阻止型フィルタ３４は、いわゆるノッチフィルタより構成され、チャネル周波数電圧は、チャネル帯域可変阻止型フィルタ３４内部のバリキャップに印加され（図２参照）、その電圧で受信チャネルの帯域と同等の帯域に属する周波数の送信波の通過が抑圧される。チャネル周波数電圧は、第２通信方式用受信部４２が受信している受信チャネルの周波数帯域に対応して変化する。チャネル周波数電圧の変化に応じて、チャネル帯域可変阻止型フィルタ３４の抑圧対象の帯域は変化する。

切換スイッチ３５の切換は、切換スイッチ３５に対する入力信号である、オン信号（Ｈ）とオフ信号（Ｌ）によって行われる。本例では、第２の送受信部４０側の受信帯域に影響を与え得る周波数チャネル信号のみ、チャネル帯域可変阻止型フィルタ３４を通過させる。チャネル帯域可変阻止型フィルタ３４を通過させるべきチャネル周波数に対応した電圧が、切換スイッチ３５に入力される場合には、入力信号がオン信号となり、切換スイッチ３５がオン状態になる。この場合、第１通信方式用送信部３３からの送信波は、チャネル帯域可変阻止型フィルタ３４を通過した後、デュプレクサ３１に入力される（第１の経路）。この結果、デュプレクサ３１に入力される送信波は、第２の通信ユニット８０において使用されているチャネル周波数帯域に対応した帯域のみが抑制された送信波となる。これにより全体の通過損失も少なく、必要な帯域の減衰を抑制することが可能になる。

一方、チャネル周波数電圧が、切換スイッチ３５に入力されない場合（第２の通信ユニット８０が使用されていない場合も含む）、又は、チャネル帯域可変阻止型フィルタ３４を通過させる必要のないチャネル周波数に対応した電圧が、切換スイッチ３５に入力される場合には、入力信号がオフ信号となり、第１通信方式用送信部３３からの送信波は、チャネル帯域可変阻止型フィルタ３４を通過せず、送信波は、直接デュプレクサ３１に入力される（第２の経路）。これにより、第２の通信ユニット８０における受信の影響を受けない帯域は、チャネル帯域可変阻止型フィルタ３４を通過させずに送信されるため、通過損失の発生が防止される。

上述の如き切換スイッチ３５の切換動作の基準となるテーブルを図５に示す。図３に示したテーブルによって周波数設定部６１から出力された電圧は、受信チャネル周波数に対応している。従って、当該電圧に対応した形式で、切換スイッチ３５のステータス（オン、オフ）が、テーブルにて設定されている。図５のテーブルでは、第２の送受信部４０側の１チャネル、２チャネル、３チャネルの出力に対応した１．０Ｖ、１．２Ｖ、１．４Ｖの電圧下において、切換スイッチ３５への入力はオン信号となり、切換スイッチ３５のステータスはオンとなる。第２の送受信部４０における使用チャネルが、１チャネル、２チャネル、３チャネルである場合、第１の送受信部３０の送信信号より影響を受け得るため、切換スイッチ３５のステータスはオンとなり、第１通信方式用通信部３３の送信信号は、チャネル帯域可変阻止型フィルタ３４を通過し、抑圧される。

一方、第２の送受信部４０における使用チャネルが、４チャネルから１０チャネルである場合、第１の送受信部３０の送信信号より影響を受けることはほぼないため、切換スイッチ３５のステータスはオフとなり、第１通信方式用通信部３３の送信信号は、チャネル帯域可変阻止型フィルタ３４を通過しない。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態におけるマルチモード通信装置について説明する。図６は本発明の第２の実施形態に係るマルチモード通信装置２００のブロック構成図である。

本実施形態においては、第１の通信ユニット７０と第２の通信ユニット８０が、同等の構成を備える。すなわち、第１の送受信部３０には、シンセサイザ３６が設けられ、第１の信号処理・制御部５０には、周波数設定部５１、周波数・電圧変換部５２が設けられている。また、第２の送受信部４０には、チャネル帯域可変阻止型フィルタ４６、切換スイッチ４７が設けられている。また、第２通信方式用送信部４３は、図２に示した第１通信方式用送信部３３と同様に構成される。

本実施形態においても、第１の通信ユニット７０が送信を行う際、第２の通信ユニット８０の受信帯域の送信抑制を行う処理が、上述の説明における矢印Ｂ、Ｃの作用と同様にして行われる。

そして、第２の通信ユニット８０が送信を行うと、その送信波の帯域が第１の通信ユニット７０の受信帯域に重なってしまう場合がある。そこで、第１の通信ユニット７０が受信していた時の受信感度レベルがある閾値を下回った際、現在第１通信方式用受信部３２が受信している受信チャネルの周波数帯域を、周波数設定部５１が設定した上で、シンセサイザ３６に出力するとともに（図３の矢印Ｄ）、この周波数帯域が周波数・電圧変換部５２に与えられ（図３の矢印Ｅ）、周波数・電圧変換部５２にて所定の変換テーブルに基づき電圧に変換される。このテーブルは、図３に示されたものと同等のものである。

この電圧（チャネル周波数電圧）は、第２の送受信部４０のチャネル帯域可変阻止型フィルタ４６と、切換スイッチ４７に供給される（図３の矢印Ｆ）。

チャネル帯域可変阻止型フィルタ４６は、いわゆるノッチフィルタより構成され、チャネル周波数電圧は、チャネル帯域可変阻止型フィルタ４６内部のバリキャップに印加され、その電圧で受信チャネルの帯域と同等の帯域に属する周波数の送信波の通過が抑圧される。チャネル周波数電圧は、第１通信方式用受信部３２が受信している受信チャネルの周波数帯域に対応して変化する。チャネル周波数電圧の変化に応じて、チャネル帯域可変阻止型フィルタ４６の抑圧対象の帯域は変化する。

切換スイッチ４７の切換は、切換スイッチ４７に対する入力信号である、オン信号（Ｈ）とオフ信号（Ｌ）によって行われる。本例では、第１の送受信部３０側の受信帯域に影響を与え得る周波数チャネル信号のみ、チャネル帯域可変阻止型フィルタ４６を通過させる。チャネル帯域可変阻止型フィルタ４６を通過させるべきチャネル周波数に対応した電圧が、切換スイッチ４７に入力される場合には、入力信号がオン信号となり、切換スイッチ４７がオン状態になる。この場合、第２通信方式用送信部４３からの送信波は、チャネル帯域可変阻止型フィルタ４６を通過した後、デュプレクサ４１に入力される（第１の経路）。この結果、デュプレクサ４１に入力される送信波は、第１の通信ユニット７０において使用されているチャネル周波数帯域に対応した帯域のみが抑制された送信波となる。これにより全体の通過損失も少なく、必要な帯域の減衰を抑制することが可能になる。

一方、チャネル周波数電圧が、切換スイッチ４７に入力されない場合（第１の通信ユニット７０が使用されていない場合も含む）、又は、チャネル帯域可変阻止型フィルタ３４を通過させる必要のないチャネル周波数に対応した電圧が、切換スイッチ３５に入力される場合には、入力信号がオフ信号となり、第２通信方式用送信部４３からの送信波は、チャネル帯域可変阻止型フィルタ４６を通過せず、送信波は、直接デュプレクサ４１に入力される（第２の経路）。これにより、第１の通信ユニット７０における受信の影響を受けない帯域は、チャネル帯域可変阻止型フィルタ４６を通過させずに送信されるため、通過損失の発生が防止される。

切換スイッチ４７の切換動作に使用される電圧とスイッチのステータスの関係は、図５と同様なテーブルによって規定され、その作用は切換スイッチ３５と同じである。

なお、上述の実施形態は、複数の通信方式が使用する周波数の配置関係を限定するものではない。例えば、図１に示したマルチモード通信装置１００において、第１の送受信部３０で使用する周波数が第２の送受信部４０で使用する周波数よりも低い場合にも、本発明は適用される。また、三つ以上の無線通信方式に対応するマルチモード通信装置においても同様に適用可能である。

また、上述の実施形態では、チャネル帯域可変阻止型フィルタ３４，４６を、送信部３３，４３の出力側に配置する構成を示したが、送信経路の複数の箇所にチャネル帯域可変阻止型フィルタをそれぞれ配置し、それぞれのチャネル帯域可変阻止型フィルタについて適当な抑圧周波数を設定することも可能である。

本発明において適用されるチャネル帯域可変阻止型フィルタは、一つの通信ユニットが、その送信部からの送信信号のうち、他の通信ユニットの受信部において受信中の受信チャネルの周波数帯域に対応する帯域を抑圧する。ここで、「他の通信ユニットの受信部において受信中の受信チャネルの周波数帯域に対応する送信信号の帯域」とは、当該送信信号において、他の通信ユニットにおいて使用されている受信信号に潜在的に影響を与え得る帯域をも含む。従って、両帯域の厳密な対応性は要求されず、マルチモード通信装置の特性に応じて、互いに影響し合うと考えられる両帯域の対応関係を任意に定義づけすることができる。

以上、本発明の各種実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態において示された事項に限定されず、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者がその変更・応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

本発明によれば、複数の無線通信方式を用いるマルチモード通信装置において、異なる無線通信方式下による通信間の干渉を抑え、各無線通信方式において良好な送受信状態を確保することが可能となる。

第１の実施形態におけるマルチモード通信装置のブロック構成図。 チャネル帯域可変阻止型フィルタの回路構成図。 周波数・電圧変換部における、受信チャネル周波数とアナログ電圧の変換テーブルの例。 第１通信方式用送信部のブロック図。 周波数・電圧変換部の出力電圧と切換スイッチのステータスのテーブルの例。 第２の実施形態におけるマルチモード通信装置のブロック構成図。

符号の説明

１０ アンテナ
２０ アンテナ共用器
３０ 第１の送受信部
３１，４１ デュプレクサ
３２ 第１通信方式用受信部
３３ 第１通信方式用送信部
３４，４６ チャネル帯域可変阻止型フィルタ
３５，４７ 切換スイッチ
３６，４５ シンセサイザ
４０ 第２の送受信部
４４ 帯域通過型フィルタ
５０ 第１の信号処理・制御部
５１，６１ 周波数設定部
５２，６２ 周波数・電圧変換部
６０ 第２の信号処理・制御部
７０ 第１の通信ユニット
８０ 第２の通信ユニット
１００，２００ マルチモード通信装置

Claims (5)

1. 複数の無線通信方式に対応するマルチモード通信装置であって、
   送信部及び受信部を含み、各々独立して前記無線通信方式に対応した第１の通信ユニット及び第２の通信ユニットを備え、
   前記第１の通信ユニットは、その送信部からの送信信号のうち、前記第２の通信ユニットの受信部において受信中の受信チャネルの周波数帯域に対応する帯域を抑圧するチャネル帯域可変阻止型フィルタを含み、
   前記第２の通信ユニットは、前記受信チャネルの周波数帯域を設定する周波数設定部と、前記周波数設定部により設定された前記周波数帯域を前記チャネル帯域可変阻止型フィルタに供給する供給部を備え、
   当該チャネル帯域可変阻止型フィルタは、前記供給部より供給された前記受信チャネルの周波数帯域に対応する帯域を抑圧する、マルチモード通信装置。
2. 請求項１記載のマルチモード通信装置であって、
   前記供給部は、前記周波数設定部により設定された前記周波数帯域を電圧に変換し、前記チャネル帯域可変阻止型フィルタに供給するマルチモード通信装置。
3. 請求項２記載のマルチモード通信装置であって、
   前記第１の通信ユニットが、前記送信部及び前記チャネル帯域可変阻止型フィルタの間に接続され、前記供給部からの電圧を検知する切換スイッチを更に備え、
   当該切換スイッチは、前記電圧に基づき、前記送信部からの送信信号を前記チャネル帯域可変阻止型フィルタに供給する第１の経路と、前記送信部からの送信信号を前記チャネル帯域可変阻止型フィルタに供給しない第２の経路とを切り換える、マルチモード通信装
   置。
4. 請求項３記載のマルチモード通信装置であって、
   前記第１の通信ユニット及び前記第２の通信ユニット各々が、既述の要素総てを含み、互いに同等の構成を備えるマルチモード通信装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項記載のマルチモード通信装置であって、
   前記チャネル帯域可変阻止型フィルタがノッチフィルタより構成される、マルチモード通信装置。
   

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