JP4604433B2 - 無線通信装置および方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信装置および方法に関し、特に、マルチバンドの無線通信装置を、低コストで小型軽量化することができるようにした無線通信装置および方法に関する。
【0002】
【背景技術】
移動無線通信における上りチャンネル(移動局から基地局へのチャンネル)と、下りチャンネル(基地局から移動局へのチャンネル)を分離する方式、いわゆる2重化の方式として、使用する周波数(帯域)で分離するFDD(frequency division duplex:周波数分割デュープレクス)方式と、同一周波数(帯域)を時間で分離するTDD(time division duplex)方式がよく使用されている。
【0003】
このようなFDD方式およびTDD方式が用いられた無線通信機、例えば携帯電話機のデジタル変調方式は、同じ変調方式が採用されることができる。
【0004】
さらに、これらの2重化の方式は、次世代の移動体通信システムUMTS
(Universal Mobile Telecommunication System)においても導入される予定であり、これらの方式、即ち、UMTSのFDDおよびTDD方式が使用する周波数帯域は、それぞれお互いに近い周波数帯域が割り当てられると予想されている。
【0005】
そこで、UMTSのFDD方式およびTDD方式が共に使用できる携帯電話機の開発が進められている。
【0006】
図1は、このようなUMTSのFDD方式およびTDD方式が共に使用できるようにするために考えられる携帯電話機の高周波部11の構成例を表している。
【0007】
高周波部11は、FDD方式において使用される周波数帯域の信号(以下、FDDの信号と称する)、TDD方式において使用される第1の周波数帯域の信号(以下、TDD1の信号と称する)、TDD方式において使用される第2の周波数帯域の信号(以下、TDD2の信号と称する)を、送受信するものとする。
【0008】
はじめに受信系の回路構成から説明する。
【0009】
高周波スイッチ21−1は、アンテナ12を介して入力したTDD1の受信信号を、高周波帯域通過フィルタ(Band Pass Filter(BPF))23−1を介して、高周波スイッチ21−2に出力するように、その接点が切り換えられる。
【0010】
また、高周波スイッチ21−1は、アンテナ12を介して入力したTDD2の受信信号を、BPF23−2を介して、高周波スイッチ21−3に出力するように、その接点が切り換えられる。
【0011】
さらに、高周波スイッチ21−1は、アンテナ12を介して入力したFDDの受信信号を、周波数分波器22の受信部を介して、高周波スイッチ21−4に出力するように、その接点が切り換えられる。
【0012】
高周波スイッチ21−2は、BPF23−1より入力したTDD1の受信信号を、高周波スイッチ21−4に出力するように、その接点が切り換えられる。
【0013】
高周波スイッチ21−3は、BPF23−2より入力した TDD2の受信信号を、高周波スイッチ21−4に出力するように、その接点が切り換えられる。
【0014】
高周波スイッチ21−4は、高周波スイッチ21−2より入力したTDD1の受信信号、高周波スイッチ21−3より入力したTDD2の受信信号、または周波数分波器22より入力したFDDの受信信号を、高周波低雑音アンプ24を介して、高周波スイッチ21−5へ出力するように、その接点が切り換えられる。
【0015】
高周波スイッチ21−5は、高周波低雑音アンプ24より入力したTDD1の受信信号を、BPF23−3を介して、高周波スイッチ21−6へ出力するように、その接点が切り換えられる。
【0016】
また、高周波スイッチ21−5は、高周波低雑音アンプ24より入力したTDD2の受信信号を、BPF23−4を介して、高周波スイッチ21−6へ出力するように、その接点が切り換えられる。
【0017】
さらに、高周波スイッチ21−5は、高周波低雑音アンプ24より入力したFDDの受信信号を、BPF23−5を介して、高周波スイッチ21−6へ出力するように、その接点が切り換えられる。
【0018】
高周波スイッチ21−6は、BPF23−3より入力したTDD1の受信信号、BPF23−4より入力したTDD2の受信信号、またはBPF23−5より入力したFDDの受信信号を、直交復調部(図示せず)へ出力するように、その接点が切り換えられる。
【0019】
次に、送信系の回路構成を説明する。
【0020】
高周波スイッチ21−7は、直交変調部(図示せず)より入力したTDD1の送信信号を、BPF23−6を介して、高周波スイッチ21−8に出力するように、その接点が切り換えられる。
【0021】
また、高周波スイッチ21−7は、直交変調部より入力したTDD2の送信を、BPF23−7を介して、高周波スイッチ21−8に出力するように、その接点が切り換えられる。
【0022】
さらに、高周波スイッチ21−7は、直交変調部より入力したFDDの送信信を、BPF23−8を介して、高周波スイッチ21−8に出力するように、その接点が切り換えられる。
【0023】
高周波スイッチ21−8は、BPF23−6より入力したTDD1の送信信号、BPF23−7より入力したTDD2の送信信号、またはBPF23−8より入力したFDDの送信信号を、パワーアンプ25、およびアイソレータ26を介して、高周波スイッチ21−9に出力するように、その接点が切り換えられる。
【0024】
高周波スイッチ21−9は、アイソレータ26より入力したTDD1の送信信を、高周波スイッチ21−2に出力するように、その接点が切り換えられる。
【0025】
また、高周波スイッチ21−9は、アイソレータ26より入力したTDD2の送信信号を、高周波スイッチ21−3に出力するように、その接点が切り換えられる。
【0026】
さらに、高周波スイッチ21−9は、アイソレータ26より入力したFDDの送信信号を、周波数分波器22の送信部を介して、高周波スイッチ21−1に出力するように、その接点が切り換えられる。
【0027】
高周波スイッチ21−2は、高周波スイッチ21−9より入力したTDD1の送信信号を、BPF23−1を介して、高周波スイッチ21−1に出力するように、その接点が切り換えられる。
【0028】
高周波スイッチ21−3は、高周波スイッチ21−9より入力したTDD2の送信信号を、BPF23−2を介して、高周波スイッチ21−1に出力するように、その接点が切り換えられる。
【0029】
高周波スイッチ21−1は、BPF23−1より入力したTDD1、BPF23−2より入力したTDD2、または周波数分波器22より入力したFDDの送信信号を、アンテナ12を介して、外部(基地局)へ出力するように、その接点が切り換えられる。
【0030】
次に、高周波部11の動作を説明する。
【0031】
TDD1の信号が受信される場合、高周波スイッチ21−1,21−4は、TDD1の受信信号を通過させるためのBPF23−1、および高周波スイッチ21−2を介して、相互に接続されるように、それぞれの接点が切り換えられる。
【0032】
高周波スイッチ21−2は、BPF23−1より入力した受信信号を、高周波スイッチ21−4に出力するように、接点が切り換えられる。
【0033】
高周波スイッチ21−5,21−6は、TDD1の受信信号を通過させるためのBPF23−3を介して、相互に接続されるように、それぞれの接点が切り換えられる。
【0034】
従って、アンテナ12に受信されたTDD1の受信信号は、高周波スイッチ21−1、BPF23−1、高周波スイッチ21−2、および高周波スイッチ21−4を介して、高周波低雑音アンプ24に出力される。
【0035】
高周波低雑音アンプ24により増幅されたTDD1の受信信号は、高周波スイッチ21−5、BPF23−3、および高周波スイッチ21−6を介して、直交復調部に供給される。
【0036】
一方、送信のタイミングにおいて、直交変調部よりTDD1の送信信号が入力された場合、そのTDD1の送信信号は、高周波スイッチ21−7、BPF23−6、および高周波スイッチ21−8を介して、パワーアンプ25に入力される。
【0037】
パワーアンプ25により増幅されたTDD1の送信信号は、アイソレータ26、高周波スイッチ21−9、高周波スイッチ21−2、BPF23−1、高周波スイッチ21−1、およびアンテナ12を介して、外部(基地局)に出力(送信)される。
【0038】
アンテナ12にTDD2の信号が受信された場合、そのTDD2の受信信号は、高周波スイッチ21−1、BPF23−2、高周波スイッチ21−3、および高周波スイッチ21−4を介して、高周波低雑音アンプ24に出力される。
【0039】
高周波低雑音アンプ24により増幅されたTDD2の受信信号は、高周波スイッチ21−5、BPF23−4、および高周波スイッチ21−6を介して、直交復調部に供給される。
【0040】
直交変調部よりTDD2の送信信号が入力された場合、そのTDD2の送信信号は、高周波スイッチ21−7、BPF23−7、および高周波スイッチ21−8を介して、パワーアンプ25に出力される。
【0041】
パワーアンプ25により増幅されたTDD2の送信信号は、アイソレータ26、高周波スイッチ21−9、高周波スイッチ21−3、BPF23−2、高周波スイッチ21−1、およびアンテナ12を介して、外部(基地局)に出力(送信)される。
【0042】
アンテナ12によりFDDの受信信号が受信された場合、そのFDDの受信信号は、高周波スイッチ21−1、周波数分波器22の受信部、高周波スイッチ21−4を介して、高周波低雑音アンプ24に出力される。
【0043】
高周波低雑音アンプ24により増幅されたFDDの受信信号は、高周波スイッチ21−5、BPF23−5、および高周波スイッチ21−6を介して、直交復調部に供給される。
【0044】
直交変調部よりFDDの送信信号が入力された場合、そのFDDの送信信号は、高周波スイッチ21−7、BPF23−8、および高周波スイッチ21−8を介して、パワーアンプ25に出力される。
【0045】
パワーアンプ25により増幅されたFDDの送信信号は、アイソレータ26、高周波スイッチ21−9、周波数分波器22の送信部、高周波スイッチ21−1、およびアンテナ12を介して、外部(基地局)に出力(送信)される。
【0046】
【発明が解決しようとする課題】
このように、UMTSのFDD方式およびTDD方式の両方が用いられるようにするために、携帯電話機の高周波部11を、図1に示されるように構成した場合、複数の高周波帯域通過フィルタ、およびその高周波帯域通過フィルタを切り換えるための高周波スイッチ(図1の例では、8個の高周波帯域通過フィルタ(高周波帯域通過フィルタ23−1乃至高周波帯域通過フィルタ23−8)、および9個の高周波スイッチ(高周波スイッチ21−1乃至21−9))を必要とするため、その回路構成が複雑になるという問題点があった。
【0047】
また、そのような高周波スイッチを制御するための多くの信号線が必要となるため、その高周波部の部品点数が増えるという問題点があった。
【0048】
その結果、UMTSのFDD方式およびTDD方式の両方が用いられるマルチバンドの携帯電話機を、低コストで小型軽量化することが困難であるという問題点があった。
【0049】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、マルチバンドの無線通信装置を、低コストで小型軽量化することができるようにするものである。
【0050】
【課題を解決するための手段】
本発明の無線通信装置は、設定された通過帯域内の周波数の信号を通過させるとともに、かつ通過帯域の設定の変更ができる信号通過手段と、信号通過手段の通過帯域を、無線通信装置が今使用している通信システムに割り当てられた周波数帯域に設定するように制御する周波数制御手段とを備え、信号通過手段は、所定の方向に信号を通過させる第1の信号通過部と、第1の信号通過部とは逆方向に信号を通過させる第2の信号通過部とから構成される可変周波数分波器と、第1および第2の可変周波数帯域通過フィルタとを設けており、周波数制御手段は、UMTSのFDD方式が使用される場合、可変周波数分波器の第1の信号通過部、および第1の可変周波数帯域通過フィルタの通過帯域を、UMTSのFDD方式の送信用に割り当てられた周波数帯域に設定するとともに、可変周波数分波器の第2の信号通過部、および第2の可変周波数帯域通過フィルタの通過帯域を、UMTSのFDD方式の受信用に割り当てられた前記周波数帯域に設定し、UMTSのTDD方式が使用される場合、可変周波数分波器の第1および第2の信号通過部、並びに第1および第2の可変周波数帯域通過フィルタの通過帯域を、UMTSのTDD方式に割り当てられた周波数帯域に設定するように制御する。
【0052】
本発明の無線通信方法は、設定された通過帯域内の周波数の信号を通過させるとともに、かつ通過帯域の設定の変更ができるフィルタの通過帯域を、無線通信装置が今使用している通信システムに割り当てられた周波数帯域に設定するように制御する周波数制御ステップを含み、フィルタは、所定の方向に信号を通過させる第1の信号通過部と、第1の信号通過部とは逆方向に信号を通過させる第2の信号通過部とから構成される可変周波数分波器と、第1および第2の可変周波数帯域通過フィルタとを設けており、周波数制御ステップは、UMTSのFDD方式が使用される場合、可変周波数分波器の第1の信号通過部、および第1の可変周波数帯域通過フィルタの通過帯域を、UMTSのFDD方式の送信用に割り当てられた周波数帯域に設定するとともに、可変周波数分波器の第2の信号通過部、および第2の可変周波数帯域通過フィルタの通過帯域を、UMTSのFDD方式の受信用に割り当てられた前記周波数帯域に設定し、UMTSのTDD方式が使用される場合、可変周波数分波器の第1および第2の信号通過部、並びに第1および第2の可変周波数帯域通過フィルタの通過帯域を、UMTSのTDD方式に割り当てられた周波数帯域に設定するように制御する。
【0053】
本発明の無線通信装置および方法においては、通過帯域内の周波数の信号が通過されるように、かつ通過帯域の設定が変更ができるように制御される。
【0054】
【発明の実施の形態】
図2は、本発明が適用される無線通信装置としての携帯電話機31の構成例を表している。
【0055】
図2の携帯電話機31は、FDDの信号、TDD1の信号、TDD2の信号を送受信するものとする。
【0056】
図2において、図1の携帯電話機の高周波部11に対応する部分には、対応する符号が付してあり、その説明は適宜省略する。
【0057】
はじめに、受信系の構成から説明する。
【0058】
周波数制御部62は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、およびRAM(Random Access Memory)等から構成される主制御部54の制御に基づいて、可変周波数分波器81の受信部および可変高周波帯域通過フィルタ(以下、可変BPFと記述する)82−1の通過帯域(周波数範囲)を、周波数制御信号線69を介して、所定の値になるように制御する(設定する)。
【0059】
その通過帯域は、携帯電話機31が今使用している通信システムの受信信号の周波数帯域、即ち、FDDの受信信号の周波数帯域、TDD1の信号の周波数帯域、またはTDD2の信号の周波数帯域のいずれかに設定される。
【0060】
可変周波数分波器81の受信部は、アンテナ12を介して入力した高周波の受信信号を、高周波低雑音アンプ24に出力する。
【0061】
高周波低雑音アンプ24は、入力した受信信号を増幅し、可変BPF82−1を介して、直交復調部51に出力する。
【0062】
局部発振部61−1は、周波数制御部62の制御に基づいて、所定の周波数の局部発振信号を発生し、直交復調部51に出力する。
【0063】
直交復調部51は、局部発振部61−1より入力した局部発振信号を用いて、可変BPF82−1より入力した受信信号を、ベースバンド信号I,Qに変換させ、A/D変換部52に出力する。
【0064】
A/D変換部52は、入力したアナログのベースバンド信号I,Qを、デジタルの信号に変換し、デジタル復調部53に出力する。
【0065】
局部発振部61−3は、周波数制御部62の制御に基づいて、所定の周波数の局部発振信号を発生し、デジタル復調部53に出力する。
【0066】
デジタル復調部53は、局部発振部61−3より入力した局部発振信号を用いて、A/D変換部52より入力したデジタルのベースバンド信号I,Qを、それぞれ復調し、復調信号を、主制御部54に出力する。
【0067】
主制御部54に入力された信号は多重化信号であるため、主制御部54は、その多重化信号を、デジタルの音声データとその他のデジタルのデータに分離して、デジタルの音声データを、音声コーデック部55に出力する。
【0068】
音声コーデック部55は、入力したデジタル音声データを、アナログの音声信号に変換させ、スピーカ57に出力する。
【0069】
スピーカ57は、入力した音声信号を、音声に変換して外部に出力する。
【0070】
主制御部54において分離されたその他のデジタルのデータは、主制御部54の制御により、それぞれ所定の処理が施される。
【0071】
例えば、テキストデータ、画像データなどが、主制御部54の制御により、液晶ディスプレィなどから構成される表示部59に、テキスト、または画像として表示される。
【0072】
次に、送信系の構成について説明する。
【0073】
マイクロフォン56は、入力した音声を、アナログの音声信号に変換させ、音声コーデック部55に出力する。
【0074】
音声コーデック部55は、入力したアナログの音声信号を、デジタルの音声データに変換し、エンコードして、主制御部54に出力する。
【0075】
主制御部54は、音声コーデック部55より入力したデジタルの音声データと、各種操作キー等から構成される操作部58より入力したデジタルのデータを多重化し、デジタル変調部60に出力する。
【0076】
局部発振部61−4は、周波数制御部62の制御に基づいて、所定の周波数の局部発振信号を発生し、デジタル変調部60に出力する。
【0077】
デジタル変調部60は、局部発振部61−4より入力した局部発振信号を用いて、主制御部54より入力した多重化信号を変調し、デジタルのベースバンド信号I,Qとして、D/A変換部63に出力する。
【0078】
D/A変換部63は、入力したデジタルのベースバンド信号I,Qを、アナログの信号に変換し、直交変調部64に出力する。
【0079】
局部発振部61−2は、周波数制御部62の制御に基づいて、所定の周波数の局部発振信号を発生し、直交変調部64に出力する。
【0080】
直交変調部64は、局部発振部61−2より入力した局部発振信号を用いて、D/A変換部63より入力したベースバンド信号I,Qを、高周波数帯域の変調信号(以下、送信信号と称する)に変換させて、可変BPF82−2に出力する。
【0081】
周波数制御部62は、主制御部54の制御に基づいて、可変周波数分波器81の送信部および可変BPF82−2の通過帯域を、周波数制御信号線69を介して、所定の値になるように制御する(設定する)。
【0082】
その通過帯域は、携帯電話機31が今使用している通信システムの送信信号の周波数帯域、即ち、FDDの送信信号の周波数帯域、TDD1の信号の周波数帯域、またはTDD2の信号の周波数帯域のいずれかに設定される。
【0083】
可変BPF82−2は、直交変調部64より入力した送信信号を、パワーアンプ25に出力する。
【0084】
パワーアンプ25は、入力した送信信号を増幅し、アイソレータ26、可変周波数分波器81の送信部、およびアンテナ12を介して、外部(基地局)に出力(送信)する。
【0085】
次に、各通信方式の規格について、説明する。
【0086】
規格では、UMTSのチャンネルは、次の式(1)のように定められている。
【0087】
N=5×F (1)
【0088】
式(1)において、Nはチャンネルを表しており、Fは周波数を表している。周波数Fは、0MHz乃至3276.6MHzと定められている。
【0089】
これに基づいて、UMTSのFDD方式およびTDD方式のチャンネルは、以下のように定められている。
【0090】
即ち、UMTSのFDD方式の場合、Uplink(携帯電話機31から信号を送信する場合)の周波数をFuplink、およびそのチャンネルをNuとした場合、チャンネルNuは次の式(2)のように定められる。
【0091】
Nu=5×Fuplink (2)
【0092】
同様に、Downlink(携帯電話機31が信号を受信する場合)の周波数をFdownlink、およびそのチャンネルをNdとした場合、チャンネルNdは次の式(3)のように定められる。
【0093】
Nd=5×Fdownlink (3)
【0094】
具体的には、周波数Fuplinkの帯域には、1920MHz乃至1980MHzが割り当てられ、周波数Fdownlinkの帯域には、2110MHz乃至2170MHzが割り当てられている。
【0095】
ガードバンドは2.4MHzとされるので、実際に使用する周波数Fuplinkの帯域は、1922.4MHz乃至1977.6MHzとなり、周波数Fdownlinkの帯域は、2112.4MHz乃至2167.6MHzとなる。
【0096】
これらをチャンネルNuおよびNdに換算すると、実際に使用するチャンネルNuは、9612乃至9888のいずれかのチャンネルとなり、チャンネルNdは10562乃至10838のいずれかのチャンネルとなる。
【0097】
同様に、UMTSのTDD方式の場合、周波数をFtdd、およびそのチャンネルをNtとした場合、チャンネルNtは次の式(4)のように定められる。
【0098】
Nt=5×Ftdd (4)
【0099】
具体的には、周波数Ftddの帯域 には、1900MHz乃至1920MHz、および2010乃至2025MHzが割り当てられている。
【0100】
ガードバンドを2.4MHzと仮定した場合(2001年8月現在、規格ではまだ定められていないため、UMTSのFDD方式のガードバンドと同一周波数と仮定した場合)、実際に使用する周波数Ftddの帯域は、1902.4MHz乃至1917.6MHz、および2012.4MHz乃至2022.6MHzとなる。
【0101】
これらをチャンネルNtに換算すると、実際に使用するチャンネルNtは、9512乃至9588のいずれかのチャンネル、および10062乃至10113のいずれかのチャンネルとなる。
【0102】
このように、規格では、FDDの送信信号の周波数帯域は、1922.4MHz乃至1977.6MHzとされ 、受信信号の周波数帯域は、2112.4MHz乃至2167.6MHzとされている。
【0103】
また、TDD1の信号の周波数帯域は、1902.4MHz乃至1917.6MHzとされ、TDD2の信号の周波数帯域は、2012.4MHz乃至2022.6MHzとされるものと予想される。
【0104】
次に、図3のフローチャートを参照して、図2の携帯電話機31の通信の処理を説明する。
【0105】
図2の携帯電話機31の電源(図示せず)がオンされ、主制御部54等の各部が起動された場合、ステップS11において、主制御部54は、各部の設定をする。
【0106】
例えば、主制御部54は、使用する通信システムを設定する。具体的には、主制御部54は、周波数制御部62を制御することにより、その通信システムに対応して、高周波部41の可変BPF82−1,82−2、および可変周波数分波器81の設定をする。
【0107】
なお、携帯電話機31の電源がオンされた直後の処理の場合、主制御部54は、内蔵するROMにあらかじめ記憶されていた通信システムを、使用する通信システムとして設定する。
【0108】
一方、主制御部54は、後述するステップS12の処理で通信システムの変更が指示されたと判定された場合、例えば、FDD方式、TDD1方式(TDD1の信号が送受信される方式)、TDD2方式(TDD2の信号が送受信される方式)の順に、使用する通信システムとして設定する。
【0109】
例えば、TDD2方式が設定されている場合、ステップS12の処理で通信システムの変更が指示されたと判定されたとき、ステップS11において、FDD方式が設定される。さらに、ステップS12の処理で通信システムの変更が指示されたと判定されたとき、ステップS11において、TDD1方式が設定される。
【0110】
具体的には、FDD方式を設定する場合、周波数制御部62は、周波数制御信号線69を介して、可変BPF82−1,82−2、および可変周波数分波器81に対して、図4に示されるように、「00」のデータを出力する。
【0111】
その結果、可変周波数分波器81の受信部、および可変BPF82−1は、その通過帯域が、FDDの受信信号の周波数帯域(2112.4MHz乃至2167.6MHz)と一致するように設定される。
【0112】
また、可変周波数分波器81の送信部、および可変BPF82−2は、その通過帯域が、FDDの送信信号の周波数帯域(1922.4MHz乃至1977.6MHz)と一致するように設定される。
【0113】
また、TDD1方式を設定する場合、周波数制御部62は、周波数制御信号線69を介して、可変BPF82−1,82−2、および可変周波数分波器81に対して、図4に示されるように、「01」のデータを出力する。
【0114】
その結果、可変BPF82−1,82−2、並びに可変周波数分波器81の送信部および受信部は、その通過帯域が、TDD1の信号の周波数帯域(1902.4MHz乃至1917.6MHz)と一致するように設定される。
【0115】
さらに、TDD2方式を設定する場合、周波数制御部62は、周波数制御信号線69を介して、可変BPF82−1,82−2、および可変周波数分波器81に対して、図4に示されるように、「10」のデータを出力する。
【0116】
その結果、可変BPF82−1,82−2、並びに可変周波数分波器81の送信部および受信部は、その通過帯域が、TDD2の信号の周波数帯域(2012.4MHz乃至2022.6MHz)と一致するように設定される。
【0117】
ステップS12において、主制御部54は、通信システムの変更が指示されたか否かを判定する。
【0118】
即ち、基地局は、チャンネルを設定するための制御信号(以下、チャンネル設定信号)を、周期的に、携帯電話機31に対して送信する。
【0119】
例えば、W-CDMA(Wideband Code Division Multiple Access)方式においては、1チャンネル(以下、チャンネルNwと記述する)が使用する周波数帯域は5MHzとされる。
【0120】
従って、TDD1の信号が送受信される場合、1902.4MHz乃至1907.4MHz(チャンネルNtでは、9512乃至9537)、1907.6MHz1912.6MHz(チャンネルNtでは、9538乃至9563)、または1912.8MHz乃至1917.6MHz(チャンネルNtでは、9563乃至9587)の周波数帯域が割り当てられた3つのチャンネルNwのうちいずれかのチャンネルNwが使用される。
【0121】
そこで、基地局は、携帯電話機31に割り当てるチャンネルNwの周波数帯域の中心の周波数の信号を、チャンネル設定信号として、携帯電話機31に対して送信する。
【0122】
例えば、基地局と携帯電話機31がTDD1の信号を送受信する場合、1905MHz(チャンネルNtでは、9525)、1910MHz(チャンネルNtでは、9550)、または1915MHz(チャンネルNtでは、9575)のチャンネル設定信号のうちいずれかのチャンネル設定信号が、基地局より、携帯電話機31に送信される。
【0123】
携帯電話機31がTDD1方式以外の通信方式に設定されている場合、上述したTDD1のチャンネル設定信号は、高周波部41を通過することができないため、主制御部54には入力されない。
【0124】
そこで、主制御部54は、所定の時間が計時されても、チャンネル設定信号が入力されない場合、通信システムの変更が指示されたと判定する。
【0125】
一方、チャンネル設定信号が主制御部54に入力された場合、主制御部54は、通信システムの変更が指示されていない(設定された通信システムが使用できる)と判定する。
【0126】
なお、チャンネル設定信号が主制御部54に入力される処理については、後述する。
【0127】
ステップS12において、通信システムの変更が指示されたと判定された場合、ステップS11に戻り、主制御部54は、通信システムを再設定し、ステップS12において、通信システムの変更が指示された否かを再度判定する。
【0128】
ステップS12において、通信システムの変更が指示されていないと判定されるまで(基地局から送信されるチャンネル設定信号に対応する通信システムに設定されるまで)、この処理が繰り返される。
【0129】
ステップS12において、通信システムの変更が指示されていないと判定された場合、ステップS13において、主制御部54は、処理を待機する。即ち、携帯電話機31は、待ち受け状態になる。
【0130】
ただし、この間、携帯電話機31は、位置登録するための制御信号(位置情報信号)等を、常時基地局と送受信する。
【0131】
このような制御信号が送受信される処理については、後述する。
【0132】
いま、携帯電話機31は、TDD1方式に設定され、待ち受け状態になっているものとする。
【0133】
なお、FDDの信号、TDD1の信号、およびTDD2の信号が送受信される動作は、基本的に同様であるため、以下では、TDD1の信号が送受信される例として説明する。
【0134】
ステップS14において、主制御部54は、ユーザより通信開始が指示されたか否かを、通信開始信号(例えば、操作部58の通話開始キー(図示せず)の信号)が主制御部54に入力されたか否かで判定する。
【0135】
通信開始信号が入力されない場合(ステップS14でNOと判定された場合)、ステップS12に戻り、通信システムの変更が指示されていないと判定されたとき、ステップS13において、主制御部54は、処理を待機する。
【0136】
即ち、通信開始信号が主制御部54に入力されない場合、携帯電話機31は、待ち受け状態を継続する。
【0137】
ユーザにより通話開始キーが押下され、通信開始信号が主制御部54に入力された場合(ステップS14でYESと判定された場合)、ステップS15において、主制御部54は、通信をするために必要な種々の制御信号を入出力(送受信)した後、処理を待機する。
【0138】
即ち、携帯電話機31は、通信可能状態になる。
【0139】
例えば、着信の場合(基地局からの着信信号およびチャンネル設定信号が主制御部54に入力され、これに応じて、ステップS14の処理で、通信開始信号が主制御部54に入力された場合)、主制御部54は、その着信に対する応答信号を生成し、変復調部42、高周波部41、およびアンテナ12を介して、基地局に対して出力(送信)する。
【0140】
また、発信の場合(ステップS14の処理で、着信信号が主制御部54に入力されず、かつ通信開始信号が主制御部54に入力された場合)、主制御部54は、基地局からの発信可能である旨の制御信号およびチャンネル設定信号を、アンテナ12、高周波部41、および変復調部42を介して、入力(受信)するとともに、発信要求信号を生成し、変復調部42、高周波部41、およびアンテナ12を介して、基地局に対して出力(送信)する。
【0141】
なお、上述した制御信号が送受信される処理については、後述する。
【0142】
ステップS16において、主制御部54は、アンテナ12から、TDD1の受信信号(例えば、相手先からの音声信号)を受信したか否かを判定し、受信したと判定した場合、ステップS17において、高周波部41は、その受信信号を入力し、変復調部42の直交復調部51に出力する。
【0143】
即ち、アンテナ12に受信された受信信号は、高周波分波器81の受信部を通過し、高周波低雑音アンプ24により増幅され、さらに可変BPF82−1を通過して、直交復調部51に出力される。
【0144】
ステップS18において、変復調部42は、可変BPF82−1より入力した受信信号を、復調し、復調信号として主制御部54に出力する。
【0145】
即ち、直交復調部51は、可変BPF82−1より入力した受信信号を、局部発振部61−1より入力した、ステップS15の処理で設定されたチャンネルに対応する周波数の局部発振信号を用いて、ベースバンド信号I,Qに変換し、A/D変換部52に出力する。
【0146】
A/D変換部52は、入力したアナログのベースバンド信号I,Qを、デジタルの信号に変換し、デジタル復調部53に出力する。
【0147】
デジタル復調部53は、入力したベースバンド信号I,Qを、局部発振部61−3より入力した、ステップS15の処理で設定されたチャンネルに対応する周波数の局部発振信号を用いて、それぞれ復調し、復調信号として、主制御部54に出力する。
【0148】
ステップS19において、主制御部54は、変復調部42にデジタル復調部42より入力した復調信号を、デジタルの音声データとその他のデジタルデータに分離して、音声データを、音声コーデック部55に出力する。音声コーデック部55は、そのデジタルの音声データを、アナログの音声信号に変換し、スピーカ57に出力する。
【0149】
なお、分離されたその他のデジタルデータは、主制御部54により、所定の処理が施される。
【0150】
ステップS20において、スピーカ57は、その音声信号を、音声に変換し、外部に出力する。
【0151】
一方、ステップS16において、TDD1の受信信号を受信していないと判定された場合、ステップS23において、音声コーデック部55が、マイクロフォン56より音声信号を入力したとき、ステップS24において、音声コーデック部55は、そのアナログの音声信号を、デジタルの音声データに変換し、エンコードして主制御部54に出力する。
【0152】
主制御部54は、入力した音声データを、操作部58等より入力したデータと多重化し、多重化信号として、変復調部42のデジタル変調部60に出力する。
【0153】
ステップS25において、変復調部42は、主制御部54より入力した多重化信号を変調し、高周波のTDD1の送信信号として、高周波部41の可変BPF82−2に出力する。
【0154】
即ち、デジタル変調部60は、主制御部54より入力した多重化信号を、局部発振部61−4より入力した、ステップS15の処理で設定されたチャンネルに対応する周波数の局部発振信号を用いて、ベースバンド信号I,Qに変調し、D/A変換部63に出力する。
【0155】
D/A変換部63は、入力したデジタルのベースバンド信号I,Qを、アナログの信号に変換し、直交変調部64に出力する。
【0156】
直交変調部64は、D/A変換部63より入力したベースバンド信号I,Qを、局部発振部61−2より入力した、ステップS15の処理で設定されたチャンネルに対応する周波数の局部発振信号を用いて、高周波のTDD1の送信信号に変換し、可変BPF82−2に出力する。
【0157】
ステップS26において、高周波部41は、直交変調部64より入力した送信信号を、アンテナ12を介して、基地局に出力(送信)する。
【0158】
即ち、可変BPF82−2に入力された送信信号は、可変BPF82−2を通過し、パワーアンプ25において増幅され、さらに、アイソレータ26、可変周波数分波器81の送信部、およびアンテナ12を介して、基地局に出力(送信)される。
【0159】
ステップS17乃至S20の処理(以下、受信処理と称する)が終了された場合、ステップS23乃至S26の処理(以下、送信処理と称する)が終了された場合、または、ステップS16において、アンテナ12に受信信号が受信されないと判定された場合で、かつ、主制御部54に音声データ(または、送信するためのデータ)が入力されないとき(ステップS23でNOと判定されたとき)、ステップS21において、主制御部54は、通信を終了するか否かを判定する。
【0160】
即ち、通信終了信号(例えば、操作部58の通話終了キー(図示せず)の信号)が主制御部54に入力されない場合(ステップS21でNOと判定された場合)、ステップS15に戻り、主制御部54は、処理を待機する。
【0161】
即ち、携帯電話機31は、通話可能状態を継続する。
【0162】
一方、ステップS21において、通信終了信号が主制御部54に入力されたと判定された場合(ステップS21でYESと判定された場合)、主制御部54は、その通信終了信号を、上述した送信処理と同様の処理により、変復調部42、高周波部41、およびアンテナ12を介して、基地局に対して出力(送信)するとともに、それに対応する回路切断完了の制御信号を、上述した受信処理と同様の処理により、アンテナ12、高周波部41、および変復調部42を介して、基地局より入力(受信)する。
【0163】
ステップS22において、主制御部54は、携帯電話機31の電源のオフが指令されたか否かを判定し、指令されていない場合、ステップS12に戻り、通信システムの変更が指示されていないとき、ステップS13において、主制御部54は、処理を待機する。即ち、携帯電話機31は、待ち受け状態となる。
【0164】
ステップS22において、携帯電話機31の電源のオフが指令されたと判定された場合、携帯電話機31は、各部の電力の供給を停止し、その通信処理を終了する。
【0165】
以上、携帯電話機31が、TDD1の信号を送受信する処理について説明したが、携帯電話機31は、上述した送受信処理と同様の処理により、様々なデータの信号(例えば、上述した位置情報信号、着信信号、チャンネル設定信号、基地局からの発信可能である旨の信号、および発信要求信号等の制御信号、並びに画像データの信号等)を、送受信することができる。
【0166】
上述したように、図2の本発明が適用される携帯電話機31の高周波部41の回路規模は、図1の高周波部11のそれに比較して、大幅に縮小されることができる。
【0167】
その結果、携帯電話機31は、以下のような効果を奏することができる。
(1)高周波部41の制御信号線は、1つの周波数制御信号線69のみで実現されることが可能となり、これに伴い、FDD方式およびTDD方式の切換が容易となる。
(2)高周波部41の製造コスト、即ち携帯電話機31の製造コストが削減される。
(3)高周波部41、即ち携帯電話機31が小型軽量され、その容積も縮小される。
(4)高周波部41、即ち携帯電話機31の消費電力が削減される。
【0168】
【発明の効果】
以上のごとく、本発明の無線通信装置および方法においては、通過帯域内の周波数の信号を通過させ、かつ通過帯域の設定が変更ができるように制御するので、マルチバンドの無線通信装置を、低コストで小型軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の携帯電話機の高周波部の構成例を示すブロック図である。
【図2】本発明が適用される携帯電話機の構成例を示すブロック図である。
【図3】本発明が提供される携帯電話機の通信処理を説明するフローチャートである。
【図4】本発明が適用される携帯電話機の高周波部を制御する制御信号の例を示す図である。
【符号の説明】
41 高周波部, 42変復調部, 62 周波数制御部, 69周波数制御信号線, 81 可変周波数分波器, 82−1,82−2 可変周波数帯域通過フィルタ
Claims (2)
- それぞれ異なる周波数帯域が割り当てられた複数の通信システムの信号を送受信する無線通信装置において、
設定された通過帯域内の周波数の信号を通過させ、かつ前記通過帯域の設定の変更ができる信号通過手段と、
前記信号通過手段の前記通過帯域を、前記無線通信装置が今使用している前記通信システムに割り当てられた前記周波数帯域に設定するように制御する周波数制御手段と
を備え、
前記信号通過手段は、
所定の方向に信号を通過させる第1の信号通過部と、前記第1の信号通過部とは逆方向に信号を通過させる第2の信号通過部とから構成される可変周波数分波器と、
第1および第2の可変周波数帯域通過フィルタとを有しており、
前記周波数制御手段は、
UMTSのFDD方式が使用される場合、前記可変周波数分波器の前記第1の信号通過部、および前記第1の可変周波数帯域通過フィルタの前記通過帯域を、前記UMTSのFDD方式の送信用に割り当てられた前記周波数帯域に設定するとともに、前記可変周波数分波器の前記第2の信号通過部、および前記第2の可変周波数帯域通過フィルタの前記通過帯域を、前記UMTSのFDD方式の受信用に割り当てられた前記周波数帯域に設定し、
UMTSのTDD方式が使用される場合、前記可変周波数分波器の前記第1および第2の信号通過部、並びに前記第1および第2の可変周波数帯域通過フィルタの前記帯域を、前記UMTSのTDD方式に割り当てられた前記周波数帯域に設定するように制御する
無線通信装置。 - それぞれ異なる周波数帯域が割り当てられた複数の通信システムの信号を送受信する無線通信装置の無線通信方法において、
設定された通過帯域内の周波数の信号を通過させ、かつ前記通過帯域の設定の変更ができるフィルタの前記通過帯域を、前記無線通信装置が今使用している前記通信システムに割り当てられた前記周波数帯域に設定するように制御する周波数制御ステップを含み、
前記フィルタは、
所定の方向に信号を通過させる第1の信号通過部と、前記第1の信号通過部とは逆方向に信号を通過させる第2の信号通過部とから構成される可変周波数分波器と、
第1および第2の可変周波数帯域通過フィルタとを有しており、
前記周波数制御ステップは、
UMTSのFDD方式が使用される場合、前記可変周波数分波器の前記第1の信号通過部、および前記第1の可変周波数帯域通過フィルタの前記通過帯域を、前記UMTSのFDD方式の送信用に割り当てられた前記周波数帯域に設定するとともに、前記可変周波数分波器の前記第2の信号通過部、および前記第2の可変周波数帯域通過フィルタの前記通過帯域を、前記UMTSのFDD方式の受信用に割り当てられた前記周波数帯域に設定し、
UMTSのTDD方式が使用される場合、前記可変周波数分波器の前記第1および第2の信号通過部、並びに前記第1および第2の可変周波数帯域通過フィルタの前記帯域を、前記UMTSのTDD方式に割り当てられた前記周波数帯域に設定するように制御する
無線通信方法。
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