JP4608592B2 - マルチモード通信端末 - Google Patents

Description

一般に、本発明は、無線又はモバイル通信に係り、さらに詳細に説明すれば、アンテナ・アレイ及び対応するマルチモード通信実装方法をイネーブルするモバイル通信用のマルチモード通信端末に係る。

激しい競争下にあるモバイル通信端末の市場では、製造業者は、複数の無線インタフェースを備えるモバイル通信端末の開発に努力を傾けている。これらの無線インタフェースが確立する無線接続は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ無線技術、ＷＬＡＮ（無線ローカル・エリア・ネットワーク）プロトコル、２Ｇ（ＧＳＭ（Global System for Mobile Communication）のような第２世代のシステム）、２．５Ｇ（ＧＰＲＳ（General Packet Radio Service）のような第２.５世代のシステム）、３Ｇ（ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunication System）のような第３世代のシステム）及び ＷｉＭａｘ／Ｗｉｂｒｏ等のような次世代のデータ転送プロトコルに基づいている。

図１は、従来技術に従ったマルチモード通信端末１００Ａの構成を示す。この通信端末１００Ａは、３つの無線インタフェースとして、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ無線技術に基づくデータ通信に専用のＢｌｕｅｔｏｏｔｈインタフェース１１００と、ＷＬＡＮプロトコルに従ったデータ通信に専用のＷＬＡＮインタフェース１２００と、モバイル通信プロトコル（ＧＳＭ、ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ等）に従ったデータ通信に専用のモバイル通信インタフェース１３００とを備える。これらのインタフェースの各々は、それ自体が使用するプロトコルに適したベースバンド・プロセッサ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈベースバンド・プロセッサ１１１０、ＷＬＡＮベースバンド・プロセッサ１２１０及びモバイル通信ベースバンド・プロセッサ１３１０）と、それ自体が使用するプロトコルに従ったサンプル・クロックを供給するためのクロック・モジュール（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈクロック１１２０、ＷＬＡＮクロック１２２０及びモバイル通信クロック１３２０）と、各クロック信号に従ってアナログ信号をデジタル信号に変換し且つデジタル信号をアナログ信号に変換するためのＡ／Ｄ兼Ｄ／Ａ変換器（Ａ／Ｄ兼Ｄ／Ａ変換器１１３０、１２３０及び１３３０）と、それ自体が使用するプロトコルに適したＲＦ処理モジュール（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ＲＦ処理モジュール１１４０、ＷＬＡＮ ＲＦ処理モジュール１２４０及びモバイル通信ＲＦ処理モジュール１３４０）と、それ自体が使用するプロトコルに適したアンテナ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈアンテナ１１５０、ＷＬＡＮアンテナ１２５０及びモバイル通信アンテナ１３５０）とをそれぞれ有する。一般に、実行する機能が類似することに起因して、各無線インタフェース内のＡ／Ｄ兼Ｄ／Ａ変換器、ＲＦ処理モジュール及びアンテナは、類似する物理構造を有するか又は同一の物理構造を有することもある。相違点は、各無線インタフェースが使用するプロトコルに依存して、当該各無線インタフェースが互いに異なるモードで動作すること、従って互いに異なる動作特性パラメータ（例えば、ＲＦ中心周波数、帯域幅、ＩＦ中心周波数、ベースバンド・サンプル・レート等）を有することにある。図１は、各無線インタフェース内のＲＦ処理モジュールの主要な構成を概略的に例示する。これらのＲＦ処理モジュールは、同一の構成を有するが、異なる周波数帯域域でそれぞれ動作する。例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ＲＦ処理モジュール１１４０が、２．４０２〜２．４０８ＧＨｚで動作するのに対し、ＣＤＭＡ２０００−１ｘを使用するモバイル通信ＲＦ処理モジュール１３４０は、１．６ＧＨｚで動作する。かかるＲＦ処理モジュールの構成及び動作原理は、当分野では周知であるから、本明細書ではその詳細な説明を省略する。

図１の構造を有するマルチモード通信端末１００Ａでは、諸信号は、各インタフェースを介して独立的に受信又は送信され且つベースバンド処理される。また、受信又は送信すべきデータは、ユーザのコマンド又は予定の条件に従って１つ以上の無線インタフェースの動作を開始／停止することができる、アプリケーション・プロセッサ１０００と独立的に交換される。

モバイルＴＶのような高速のマルチメディア・アプリケーションをサポートするためには、Ｅ３Ｇ／Ｂ３Ｇ／４Ｇ等を使用する次世代のモバイル通信システム及びＷＩＦｉ又はＷｉＭＡＸ等を使用する次世代の無線システムは、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）及びマルチ入力・マルチ出力（ＭＩＭＯ）技術をサポートすることが必要となる。ＭＩＭＯ技術では、複数のアンテナから成るアンテナ・アレイを、送信機側及び受信機側の両方で通信伝送のために使用することができる。もし、それぞれの送信用／受信用アンテナの諸チャネルが互いに独立していれば、当該アンテナ・アレイの空間干渉性又は非干渉性を使用して、複数の並列空間チャネルを作成することができる。これらの並列空間チャネルを介してデータ信号を送信すると、信号対雑音（ＳＮＲ）が著しく向上し、データ伝送レートが増加するであろう。

しかし、マルチモード通信端末上でＭＩＭＯ技術のアンテナ・アレイをイネーブルするためには、当該通信端末は、図１に示す構成のものより多いアンテナ、ＲＦ処理モジュール及びＡ／Ｄ兼Ｄ／Ａ変換器を含むことが必要となる。その結果、コスト及びハンドセット構造の問題を生じさせるであろう。

図２は、ＭＩＭＯ技術のアンテナ・アレイをイネーブルする、従来技術に従ったマルチモード通信端末１００Ｂの構成を示す。この通信端末１００Ｂは、３つの無線インタフェースとして、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ無線技術に基づくデータ通信に専用のＢｌｕｅｔｏｏｔｈインタフェース１１００と、ＷＬＡＮプロトコルに従ったデータ通信に専用のＷＬＡＮインタフェース１２００と、モバイル通信プロトコルに従ったデータ通信に専用のモバイル通信インタフェース１３００とを備える。これらの無線インタフェースのうち、ＭＩＭＯ技術を使用するモバイル通信インタフェース１３００は、３つのモバイル通信用並列空間チャネルをサポートするために、アンテナ１３５０−１〜１３５０−３から成るアンテナ・アレイと、これらのアンテナに対応する、モバイル通信クロック１３２０−１〜１３２０−３と、Ａ／Ｄ兼Ｄ／Ａ変換器１３３０−１〜１３３０−３と、モバイル通信ＲＦ処理モジュール１３４０−１〜１３４０−３とを有する。モバイル通信ベースバンド・プロセッサ１３１０内には、これに対応して諸空間信号を処理するための追加の機能モジュールとして、空間フィルタ１３１１及び空間信号解析モジュール１３１２が設けられる。或る動作状態では、かかるアンテナ、ＲＦ処理モジュール及びＡ／Ｄ兼Ｄ／Ａ変換器によって形成された３つの並列空間チャネルは、（それぞれのモバイル通信クロックの制御下で）互いに独立的に且つ同期的に、データ信号を受信／送信する。かかる３つの並列空間チャネルにそれぞれ属する、アンテナ、モバイル通信ＲＦ処理モジュール及びＡ／Ｄ兼Ｄ／Ａ変換器は、互いに一致した物理的構成及び同一の動作特性（例えば、ＲＦ中心周波数、帯域幅、ＩＦ中心周波数、ベースバンド・サンプル・レート等）を有する。

モバイル通信端末については、一般に、優れた可搬性を有することが必要である。すなわち、その空間的サイズは、できるだけ小さくなければならない。また、製造コスト及び電源の両方は、設計上の極めて敏感で且つ重要な要素である。既存のモバイル通信端末では、アンテナを有する１つのＲＦチャネルでさえ、基板領域の１／４〜１／３を占有し、設計部品表（ＥＢＯＭ）の１／５〜１／４のコストを要するであろう。図２に示す既存の技術的解決策に従ったモバイル通信端末を製造するためには、対応するアンテナ・アレイを有する追加のＲＦチャネルを収容することが必要であり、その結果、製品の空間的サイズが必然的に増大することが明らかであろう。このことは、製造コストの増加及び顕著なシステム電源の問題を引き起こすであろう。すなわち、かかる種類のマルチモード通信端末は、実装上及びアプリケーション上の要件を殆ど満たすことができず、従って激しい競争下にあるモバイル通信端末の市場で有利な位置を占めることができないことを意味する。

この問題を解決するための実現可能な方法は、単一のＲＦチャネルが占有する基板領域を減少させるために、（アンテナ、ＲＦ処理モジュール、クロック、Ａ／Ｄ兼Ｄ／Ａ変換器等を含む）各ＲＦチャネル・モジュールのサイズをより小さくし且つ集積度をより高くすることである。しかし、既存のＲＦチャネル・モジュールの設計は、基本的に十分に開発された技術であって、改良の余地が殆ど存在しない。また、システム集積度を向上させることにより、単一のＲＦチャネルの基板領域が減少されたとしても、その減少幅は、数倍になるＲＦチャネルの数の増加によって引き起こされる空間的サイズの拡張に関して不十分である。

従って、当分野では、ＭＩＭＯ動作モードをイネーブルする、新規なマルチモード通信端末システム・アーキテクチャに対する要請が存在する。

従来技術の前記問題を解決するために、本発明は、ＭＩＭＯ動作モードをイネーブルする、切り替え型のマルチモード通信端末システム・アーキテクチャを提供する。

本発明の第１の側面に従って、少なくとも第１及び第２のチャネル・モジュールを備えるマルチモード通信端末が提供される。このマルチモード通信端末は、第１及び第２のチャネル・モジュールの一方又は両方を使用することにより、通信するように構成される。第１及び第２のチャネル・モジュールは、異なる通信プロトコルに従ってそれぞれ通信する。また、このマルチモード通信端末は、第２のチャネル・モジュールのパラメータ特性と整合するパラメータ特性を有するように、第１のチャネル・モジュールを切り替えるためのチャネル切替層手段をさらに備える。第１のチャネル・モジュールがそのように切り替えられる場合、このマルチモード通信端末は、第１及び第２のチャネル・モジュールを同時に使用することにより、ＭＩＭＯ動作モードをイネーブルする。

本発明の第２の側面に従って、少なくとも第１及び第２のチャネル・モジュールを備えるマルチモード通信端末上でＭＩＭＯ動作モードをイネーブルするための方法が提供される。このマルチモード通信端末は、第１及び第２のチャネル・モジュールの一方又は両方を使用することにより、通信するように構成される。第１及び第２のチャネル・モジュールは、異なる通信プロトコルに従ってそれぞれ通信する。この方法は、第２のチャネル・モジュールのパラメータ特性と整合するパラメータ特性を有するように、第１のチャネル・モジュールを切り替えるステップを含む。第１のチャネル・モジュールがそのように切り替えられる場合、このマルチモード通信端末は、第１及び第２のチャネル・モジュールを同時に使用することにより、ＭＩＭＯ動作モードをイネーブルする。

ＲＦチャネル・モジュール間の切り替えを行うことにより、本発明は、比較的少数のＲＦ通信モジュールを用いて、ＭＩＭＯ動作モードを含む種々の動作モードをイネーブルするマルチモード通信端末を実装する。既存の解決策と比較すると、本発明は、マルチモード通信端末が必要とするサイズを大幅に減少させ、マルチモード通信端末の動作中に必要とされるエネルギー使用量を減少させ、従ってマルチモード通信端末の有用性を向上させることができる。また、本発明の技術的解決策に基づき、新規な、切り替え型の、統一化されたマルチモード端末システム・アーキテクチャを提供することができ、そのため、マルチモード通信端末の構成をさらに最適化することができる。

本発明の他の特徴及び効果は、添付の図面に示されている本発明の実施形態に係る以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。なお、図面中の同じ又は類似する参照番号は、本発明の実施形態の同じ又は類似する部分を指すものとする。

従来技術に従ったマルチモード通信端末の構成を示す図である。 ＭＩＭＯ技術のアンテナ・アレイをイネーブルする、従来技術に従ったマルチモード通信端末の構成を示す図である。 本発明の実施形態に従った、アンテナ・アレイをイネーブルするマルチモード通信端末の構成を示す図である。 図３のマルチモード通信端末が、ＭＩＭＯ技術を使用する通信モードで動作する、動作状態を概略的に示す図である。 図３のマルチモード通信端末が、ＭＩＭＯ技術を使用する通信モード及び他のモードの両方で同時に動作する、動作状態を概略的に示す図である。 本発明の他の実施形態に従った、アンテナ・アレイをイネーブルするマルチモード通信端末の構成を示す図である。 図６のマルチモード通信端末が、ＭＩＭＯ技術を使用する通信モードで動作する、動作状態を概略的に示す図である。 図６のマルチモード通信端末が、ＭＩＭＯ技術を使用する通信モードで動作し且つ他のモードで同時に動作する、動作状態を概略的に示す図である。 本発明の実施形態に従ったマルチモード通信端末上の切り替えを通してＭＩＭＯ動作モードをイネーブルする方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に従ったマルチモード通信端末上の切り替えを通してＭＩＭＯ動作モードをイネーブルする方法を示すフローチャートである。

本発明の技術的解決策は、次の事実に基づいている。すなわち、マルチモード通信端末の現在の設計は、複数（例えば、少なくとも２つ）の無線インタフェースを単一のスマート通信端末に統合する傾向にあるものの、これらのインタフェースが実際に使用される確率は、同時に使用されるインタフェースのタイプの数につれて著しく減少するということである。１例として、３つの無線インタフェースを備えるマルチモード通信端末について説明する。殆どの場合、ユーザは、１つのタイプのインタフェースだけを使用して通信するが、２つのタイプのインタフェースを使用して通信する場合はそれよりも少なく、ましてや３つのタイプのインタフェースを同時に使用して通信する場合は殆どない。言いかえれば、マルチモード通信端末が提供する全ての無線インタフェースをユーザが同時に使用することを当該マルチモード通信端末がサポートすることができないとしても、ユーザは、それほど不快には感じないであろう。すなわち、ユーザは、インタフェースの使用に対するかかる制限に耐えることができるであろう。

従って、本発明は、比較的少数のＲＦチャネル・モジュールを利用することにより、アンテナ・アレイをイネーブルし且つＭＩＭＯ技術を使用する通信モードをサポートすることができる、マルチモード通信端末の解決策を提供する。本発明に従ったマルチモード通信端末の基本的な着想は、諸動作の切り替えに基づき、アンテナ・アレイをサポートすることである。本発明は、マルチモード通信端末用の制御面に、チャネル切替層を提供する。各通信モードに対応する各チャネル・モジュールの動作状態、データ・フロー及びデータ処理手順は、チャネル切替層によって切り替えられ且つ制御される。その結果、ＭＩＭＯ技術（すなわち、アンテナ・アレイを使用する動作モード）をサポートする通信モードで動作する必要がある場合には、マルチモード通信端末が備えるＮ個の無線インタフェースのうちのサブセットが、ＭＩＭＯ技術をサポートする通信モードの無線インタフェースとして作用することができる。但し、このサブセットに含まれる無線インタフェースの数ｎは、２＜＝ｎ＜＝Ｎの関係を満たす。

以下、種々の実施形態に関連して本発明を詳述する。本明細書では、「接続」という用語及びこの用語に関連する記述は、物理接続及び論理接続の両方を意味する。具体的な物理回線との接続を意味する「物理接続」とは異なり、「論理接続」は、論理的な相互関連（例えば、制御すること、制御されること、データ交換）を強調するものである。かかる関連の物理的な実装は、当分野では周知のように、他の関係する物理モジュール、物理回線、プログラム・コード等を使用することがある。

図３は、本発明の実施形態に従った、アンテナ・アレイをイネーブルするマルチモード通信端末２００の構成を示す。

図３のマルチモード通信端末２００は、３つ（Ｎ＝３）の無線インタフェース２１００、２２００及び２３００、並びにアプリケーション・プロセッサ２０００を含むという点で、図１のマルチモード通信端末１００Ａの構成に類似する。しかし、図３のマルチモード通信端末２００は、必要に応じて（ＲＦチャネル及びＡ／Ｄ兼Ｄ／Ａ変換器を含む）各無線インタフェース用の現在の動作状態を選択するように、当該各無線インタフェースの切り替えを制御するためのチャネル切替層２４００を含むという点で、図１のマルチモード通信端末１００Ａの構成と相違する。通常、無線インタフェース２１００は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈベースバンド・プロセッサ２１１０、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈクロック２１２０、Ａ／Ｄ兼Ｄ／Ａ変換器２１３０、ＲＦ処理モジュール２１４０及びアンテナ２１５０を使用することにより、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ無線技術に基づくデータ通信のために使用され、無線インタフェース２２００は、ＷＬＡＮベースバンド・プロセッサ２２１０、ＷＬＡＮクロック２２２０、Ａ／Ｄ兼Ｄ／Ａ変換器２２３０、ＲＦ処理モジュール２２４０及びアンテナ２２５０を使用することにより、ＷＬＡＮプロトコルに従ったデータ通信のために使用され、無線インタフェース２３００は、モバイル通信ベースバンド・プロセッサ２３１０、モバイル通信クロック２３２０、Ａ／Ｄ兼Ｄ／Ａ変換器２３３０、ＲＦ処理モジュール２３４０及びアンテナ２３５０を使用することにより、モバイル通信プロトコルに従ったデータ通信のために使用される。特定の条件（例えば、サービス品質の要件、ユーザの指定等）の下では、モバイル通信チャネルは、ＭＩＭＯ動作モードを採用するために、複数のＲＦチャネルを使用する必要がある。この時点では、チャネル切替層２４００の制御下で、無線インタフェース２１００及び２２００の一方又は両方の動作状態を変更することにより、これをモバイル通信インタフェースとして動作させることができる。すなわち、これらの無線インタフェースは、無線インタフェース２３００とともに、モバイル通信プロトコルに従って、ＭＩＭＯ動作モードでモバイル通信データを受信／送信する。

具体的には、チャネル切替層２４００は、切替通知ユニット２４１０と、データ・チャネル切替手段２４２０と、チャネル・モジュール切替手段２４３０と、アレイ要素切替モジュール２４１３と、オプションの調整−補正モジュール２４１４とを有する。

切替通知ユニット２４１０は、アプリケーション・プロセッサ２０００上又はマルチモード通信端末２００内の他の制御プロセッサ上に存在する機能モジュールとして実装することができる。切り替えが必要とされる場合（例えば、サービス品質によって必要とされるか、又はユーザによって指定される場合）であって、しかも切替条件が整っている場合、すなわち、少なくとも１つの無線インタフェース（例えば、無線インタフェース２１００及び２２００の一方又は両方）が現に使用されていない場合、切替通知ユニット２４１０は、チャネル切替層２４００の他のモジュールに対し切替通知命令を発行することにより、切り替えに備えるように通知することができる。当該切替通知命令は、切り替えるべき動作状態を指示する簡単な切替命令か、又は当該切り替えと関係するパラメータ情報を含む複雑なコマンドとすることができる。必要に応じて、切替通知ユニット２４１０は、予定の規則に従って、現に最適の切替ポリシを選択するように構成することができる。この切替ポリシは、例えば、切り替えられるべき無線インタフェースの数を選択する方法や、切り替え可能な無線インタフェースを決定する方法等を含むことができる。かかる切替ポリシは、マルチモード通信端末２００が複数の通信モードで同時に動作しなければならない場合（例えば、現在のサービスによってより高い通信品質及び帯域幅が要求されているために、マルチモード通信端末２００がＭＩＭＯ技術を使用する通信モードで動作しなければならず、しかもその時点において、ユーザがアプリケーション・プロセッサ２０００を介してＢｌｕｅｔｏｏｔｈサービスの要求を発行する場合）に生じ得る、諸競合を解決することを支援する。切替ポリシの設計及び実装は、本発明が解決せんとする問題ではない。しかし、切替ポリシの設計及び実装は、アプリケーション・シナリオ、目標性能及び目標クライアント・グループのような設計要素と関係があり、当業者がこれを調整及び変更することができる。

チャネル・モジュール切替手段２４３０は、切替通知ユニット２４１０から発行された切替通知命令に従って、一の基準チャネル（一の無線インタフェース）のチャネル・パラメータを抽出し且つ当該抽出されたチャネル・パラメータを用いて切り替えられるべき１つ以上の無線インタフェースを構成する。異なる無線アプリケーションについては、それぞれの重要な特性（例えば、ＲＦ中心周波数、ＩＦ周波数、帯域幅及びベースバンド・サンプル・レート）も互いに異なるであろう。しかし、これらの異なる無線インタフェースをＭＩＭＯ技術を使用する動作モードへ適用する場合には、各無線インタフェースは、完全に同一のパラメータ構成を有さなければならない。現在では、用途の拡大を考慮に入れて、アンテナ、Ａ／Ｄ兼Ｄ／Ａ変換器及びＲＦ処理モジュールのような諸モジュールが設計されている。すなわち、これらのモジュールの殆どは、複数の異なるベースバンド又は比較的広い動作ドメイン値で動作することができる。チャネル・モジュール切替手段２４３０は、ＲＦ処理モジュール２１４０、２２４０及び２３４０にそれぞれ接続することができ、基準ＲＦ処理モジュール２３４０から取得された対応するパラメータを用いてＲＦ処理モジュール２１４０及び２２４０の一方又は両方を構成することができる。他方、チャネル・モジュール切替手段２４３０は、切り替えられる無線インタフェース用のＤ／Ａ及びＡ／Ｄ変換クロックを供給しなければならない。ＭＩＭＯ技術を使用する動作モードでは、各無線インタフェース内の受信信号を同一のベースバンド・サンプル・レートでＤ／Ａ及びＡ／Ｄ変換しなければならないから、切り替えられる無線インタフェースは、基準無線インタフェースのクロックと完全に同期したクロックを適用しなければならない。チャネル・モジュール切替手段２４３０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈクロック２１２０及びＷＬＡＮクロック２２２０によって供給されるクロック信号を置き換えるために、無線インタフェース２３００のモバイル通信クロック２３２０から取得されたクロック信号を、切り替えられるべき無線インタフェース２１００又は２２００のＡ／Ｄ兼Ｄ／Ａ変換器２１３０又は２２３０に直接的に供給するであろう。

チャネル・モジュール切替手段２４３０が実行する基本機能は、前述の通りであるが、これらの機能の具体的な実装は、切り替えられるべき無線インタフェースにおける各モジュールの再構成の態様に関連する。例えば、幾つかのマルチモードＲＦ処理モジュールは、それらの動作モードを自動的に変換することができる。この場合、チャネル・モジュール切替手段２４３０は、それらのマルチモードＲＦ処理モジュールに対し、所望の動作モードに切り替えるように通知するための制御信号を送信することを必要とするに過ぎない。また、幾つかのＲＦ処理モジュールは、オプションのハードウェア回路コンポーネントを有することがある。この場合、チャネル・モジュール切替手段２４３０は、それらの動作モードを変換するために、基準無線インタフェースから取得された詳細なパラメータ値を、かかるＲＦ処理モジュールの指定された入力まで送信することを必要とすることがある。従って、特定の無線インタフェースのハードウェア構成に照らして、チャネル・モジュール切替手段２４３０の実装を設計することができる。このため、かかる種々の実装は、本発明に従ったチャネル・モジュール切替手段２４３０の変形として見なされる。

データ・チャネル切替手段２４２０は、切り替えられる無線インタフェースのＡ／Ｄ兼Ｄ／Ａ変換器と授受されるベースバンド・データを切り替えるために使用される。その結果、当該切り替えられる無線インタフェースのＡ／Ｄ兼Ｄ／Ａ変換器は、ＭＩＭＯ技術を使用する動作モード中に、無線インタフェース２３００内のモバイル通信ベースバンド・プロセッサ２３１０と当該ベースバンド・データを交換する。モバイル通信ベースバンド・プロセッサ２３１０は、ＭＩＭＯ技術を使用する動作モード中に空間多重化信号を処理するのに適したモジュールとして、空間フィルタ２３１１、空間信号解析モジュール２３１２等を含む。

データ・チャネル切替手段２４２０が実行する基本機能は、前述の通りであるが、これらの機能の具体的な実装は、マルチモード通信端末の特定の回路配置に依存する。代表的な実装によれば、データ・チャネル切替手段２４２０は、その物理コンポーネントとして、切替アレイと、当該切替アレイ及びモバイル通信ベースバンド・プロセッサ２３１０の間の配線と、当該切替アレイ及び切り替えられるべき各無線インタフェースのＡ／Ｄ兼Ｄ／Ａ変換器の間の配線とを有する。従って、マルチモード通信端末２００の特定の回路配置に照らして、データ・チャネル切替手段２４２０の実装を設計することができる。このため、かかる種々の実装は、本発明に従ったデータ・チャネル切替手段２４２０の変形として見なされる。

アレイ要素切替モジュール２４１３は、アンテナ・アレイ内の使用可能なアレイ要素の数ｎに従って、アルゴリズムを設定するために使用される。その結果、ＭＩＭＯ信号のベースバンド処理を、無線アプリケーションの現在の状況に適応させることができる。この点を具体的に説明する。もし、切替通知ユニット２４１０が、アレイ要素切替モジュール２４１３に対し、ＭＩＭＯ技術を使用し且つアンテナ・アレイ内のアレイ要素の数が３である動作モードで動作するように通知すれば（すなわち、無線インタフェース２１００及び２２００の両方が、無線インタフェース２３００とともにモバイル通信を行うように、ＭＩＭＯ技術を使用する動作モードに切り替えられるのであれば）、切替通知ユニット２４１０は、アンテナの数が３である状況で空間フィルタリング及び信号解析を行うためのアルゴリズムを選択するように制御する。もし、切替通知ユニット２４１０が、アレイ要素切替モジュール２４１３に対し、ＭＩＭＯ技術を使用し且つアンテナ・アレイ内のアレイ要素の数が２である動作モードで動作するように通知すれば（すなわち、無線インタフェース２１００及び２２００の一方が、無線インタフェース２３００とともにモバイル通信を行うように、ＭＩＭＯ技術を使用する動作モードに切り替えられるのであれば）、切替通知ユニット２４１０は、アンテナの数が２である状況で空間フィルタリング及び信号解析を行うためのアルゴリズムを選択するように制御する。

好ましくは、アレイ要素切替モジュール２４１３は、モバイル通信ベースバンド・プロセッサ２３１０上に存在する機能モジュールとして実装される。もちろん、アレイ要素切替モジュール２４１３を、マルチモード通信端末２００内の他の制御プロセッサ上に存在する機能モジュールとして実装することもできる。

留意すべきは、マルチモード通信端末２００が、一定の数（例えば、２つ又は３つ）のアンテナ・アレイ要素を使用するＭＩＭＯモードにのみ切り替えられるように設定されるという特定の例では、アレイ要素切替モジュール２４１３は不要であるという点である。この例は、マルチモード通信端末２００によって実行されるマルチモード選択の柔軟性を減少させるという理由で、望ましいものではないが、これを本発明の代替実施形態として見なすことができる。

代替的に、チャネル切替層２４００は、ＭＩＭＯ技術を使用する動作モードで動作する各ＲＦチャネルの間の相違を補正するために主として使用される、調整−補正モジュール２４１４をさらに有することができる。調整−補正モジュール２４１４の基本機能及び原理は、アンテナ・アレイを有する受信機の補正機構のそれと同じである。本発明に従った各ＲＦチャネルは、構成及びプロセスの点で、図２のアンテナ・アレイをイネーブルするために専用される無線インタフェース１３００のＲＦチャネルとは著しく異なる傾向があるから、切り替えられるＭＩＭＯシステムが正常に且つ効率的に動作することができるように、調整−補正モジュール２４１４によって前者の各ＲＦチャネルを補正し且つ調整することが好ましい。

調整−補正モジュール２４１４の動作原理は、次のように要約することができる。すなわち、補正手順を使用することにより偏差がキャンセルされた目標信号の空間特徴マトリックスを取得するためには、格納された補正マトリクス

とアンテナ・アレイによって受信された信号の空間特徴マトリックス（偏差を含む）とを乗算すればよい。製造業者は、マルチモード通信端末２００を工場から発送する前に、既知の利用電力及び到来方向を有するテスト信号を使用することにより、当該端末をテストすることができる。その場合、補正マトリクス

は、理想的なテスト信号の空間特徴マトリックス

と実際に受信された信号の空間特徴マトリックス

すなわち、

との比率である。また、ユーザがマルチモード通信端末２００を使用し、時間が経過するにつれて、その各チャネルの特性が変化し、その結果として、補正マトリクス

が変化することがある。好ましくは、調整−補正モジュール２４１４は、補正マトリクス

を定期的に更新するように設計される。例えば、マルチモード通信端末２００は、基地局のようなネットワーク機器に対し、テスト信号を送信するように定期的に要求し、次に調整−補正モジュール２４１４が、このテスト信号を使用することにより自動的にテストし且つ補正マトリクス

を更新する。

好ましくは、調整−補正モジュール２４１４は、モバイル通信ベースバンド・プロセッサ２３１０上に存在する機能モジュールとして実装される。もちろん、調整−補正モジュール２４１４を、マルチモード通信端末２００内の他の制御プロセッサ上に存在する機能モジュールとして実装することもできる。

図４は、図３のマルチモード通信端末２００が、ＭＩＭＯ技術を使用する通信モードで動作する動作状態を概略的に示す。

図示のように、切替通知ユニット２４１０は、チャネル切替層２４００内の全てのモジュールに対し切替通知命令を発行して、無線インタフェース２１００及び２２００に対しＭＩＭＯ技術を使用する動作モードに切り替えるように通知する。切替通知命令に従って、各モジュールは、それ自体の切替手順を他のモジュールと並列に実行することができる。チャネル・モジュール切替手段２４３０は、基準チャネルであるモバイル通信チャネル０（無線インタフェース２３００）から必要とされる全てのパラメータを取得して、これらのパラメータを無線インタフェース２１００及び２２００に供給する。その結果、アンテナ２１５０、２２５０及びＲＦ処理モジュール２１４０、２２４０は、モバイル通信動作の周波数帯域で動作することができ、またＡ／Ｄ兼Ｄ／Ａ変換器２１３０及び２２３０に対しそれらのベースバンド・サンプル・クロックとしてモバイル通信クロック２３２０のクロック信号を供給することができる。この切替手順を通して、データ・チャネル切替手段２４２０は、無線インタフェース２１００及び２２００内のＡ／Ｄ兼Ｄ／Ａ変換器２１３０及び２２３０が、それぞれの無線インタフェース内にあるベースバンド・プロセッサ２１１０及び２２１０とデータを交換するのではなく、それとは別の無線インタフェース２３００内のモバイル通信ベースバンド・プロセッサ２３１０とデータを交換するようにさせる。このように、無線インタフェース２１００及び２２００は、無線インタフェース２３００（モバイル通信チャネル０）とともに、ＭＩＭＯモードにおけるモバイル通信用のモバイル通信チャネル２及び１としてそれぞれ機能する。切替通知ユニット２４１０からの切替通知命令を受領するとき、アレイ要素切替モジュール２４１３は、ＭＩＭＯ信号の処理に必要とされるアルゴリズム（例えば、空間フィルタ２３１１及び信号解析モジュール２３１２内で使用される対応するアルゴリズム）を、アンテナ・アレイ内のアレイ要素の数が３である状況に適したアルゴリズムに切り替える。ダウンリンク方向では、モバイル通信チャネル０、１及び２からの信号は、モバイル通信ベースバンド・プロセッサ２３１０に入力され、調整−補正モジュール２４１４によって調整され、空間フィルタ２３１１に入力され、その後、信号解析モジュール２３１２に入力され、そこで受信済みのマルチチャネル空間多重化信号がベースバンド処理される。次に、その処理結果に相当するデータは、マルチメディア・プレゼンテーションのようなその後のアプリケーションのために、アプリケーション・プロセッサ２０００に転送される。アップリンク方向では、送信すべきモバイル通信データは、ベースバンド信号を形成するためにアプリケーション・プロセッサ２０００からモバイル通信ベースバンド・プロセッサ２３１０に転送され、続いて当該ベースバンド信号は、ＭＩＭＯモードにおけるモバイル通信チャネル０、１及び２並びにアンテナ・アレイを介して送信される。

図５は、図３のマルチモード通信端末が、ＭＩＭＯ技術を使用する通信モード及び他のモードの両方で同時に動作する、動作状態を概略的に示す。

図示のように、切替通知ユニット２４１０は、チャネル切替層２４００内の全てのモジュールに対し切替通知命令を発行して、無線インタフェース２２００に対しＭＩＭＯ技術を使用する動作モードに切り替えるように通知する。これに対し、無線インタフェース２１００は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ無線技術に基づく既存の通信を維持する。切替通知命令に従って、各モジュールは、それ自体の切替手順を他のモジュールと並列に実行することができる。チャネル・モジュール切替手段２４３０は、基準チャネルであるモバイル通信チャネル０（無線インタフェース２３００）から必要とされる全てのパラメータを取得して、これらのパラメータを無線インタフェース２２００に供給する。その結果、アンテナ２２５０及びＲＦ処理モジュール２２４０は、モバイル通信動作の周波数帯域で動作することができ、またＡ／Ｄ兼Ｄ／Ａ変換器２２３０に対しそのベースバンド・サンプル・クロックとしてモバイル通信クロック２３２０のクロック信号を供給することができる。この切替手順を通して、データ・チャネル切替手段２４２０は、無線インタフェース２２００内のＡ／Ｄ兼Ｄ／Ａ変換器２２３０が、無線インタフェース２２００内にあるＷＬＡＮベースバンド・プロセッサ２２１０とデータを交換するのではなく、それとは別の無線インタフェース２３００内のモバイル通信ベースバンド・プロセッサ２３１０とデータを交換するようにさせる。それと同時に、データ・チャネル切替手段２４２０は、無線インタフェース２１００内のＡ／Ｄ兼Ｄ／Ａ変換器２１３０及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈベースバンド・プロセッサ２１１０の間のデータ交換を維持する。このように、無線インタフェース２２００は、無線インタフェース２３００（モバイル通信チャネル０）とともに、ＭＩＭＯモードにおけるモバイル通信用のモバイル通信チャネル１として機能し、無線インタフェース２１００は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ無線技術に基づくデータ通信用のＢｌｕｅｔｏｏｔｈインタフェースとして機能する。切替通知ユニット２４１０からの切替通知命令を受領するとき、アレイ要素切替モジュール２４１３は、ＭＩＭＯ信号の処理に必要とされるアルゴリズム（例えば、空間フィルタ２３１１及び信号解析モジュール２３１２内で使用される対応するアルゴリズム）を、アンテナ・アレイ内のアレイ要素の数が２である状況に適したアルゴリズムに切り替える。ダウンリンク方向では、モバイル通信チャネル０及び１からの信号は、モバイル通信ベースバンド・プロセッサ２３１０に入力され、調整−補正モジュール２４１４によって調整され、空間フィルタ２３１１に入力され、その後、信号解析モジュール２３１２に入力され、そこで受信済みのマルチチャネル空間多重化信号がベースバンド処理される。次に、その処理結果に相当するデータは、マルチメディア・プレゼンテーションのようなその後のアプリケーションのために、アプリケーション・プロセッサ２０００に転送される。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信チャネルからの信号は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈベースバンド・プロセッサ２１１０によって処理され、次に、その後の処理のためにアプリケーション・プロセッサ２０００に入力される。アップリンク方向では、送信すべきモバイル通信データは、ベースバンド信号を形成するためにアプリケーション・プロセッサ２０００からモバイル通信ベースバンド・プロセッサ２３１０に転送され、続いて当該ベースバンド信号は、ＭＩＭＯモードにおけるモバイル通信チャネル０及び１並びにアンテナ・アレイを介して送信される。一方、送信すべきＢｌｕｅｔｏｏｔｈデータは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈベースバンド信号を形成するためにアプリケーション・プロセッサ２０００からＢｌｕｅｔｏｏｔｈベースバンド・プロセッサ２２１０に転送され、続いて当該Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈベースバンド信号は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈチャネルを介して送信される。

以上では、図４及び図５を参照して、図３に示す実施形態の２つの代表的な動作状態を詳述した。図３の実施形態は、現在のマルチモード通信端末のアーキテクチャに基づくアンテナ・アレイをイネーブルする、マルチモード通信端末用の解決策を提供する。かかる解決策は、既存の無線インタフェースを追加又は変更することなく、既存の端末にチャネル切替層を追加するだけで、切替手順を通してＭＩＭＯ通信モードをサポートすることができる。この解決策の効果は、新しいＭＩＭＯモードの拡張機能を取得するために、製造業者が既存の端末を直接的に修正することができ、その結果、設計及び製造コストを節約することができるという点にある。

図３の実施形態については、これを既存の製品と互換性を有する過渡的な解決策として使用することが有利である。しかし、最終的な解決策については、本発明に従ったマルチモード通信端末用の統一アーキテクチャが望ましい。

図６は、本発明の他の実施形態に従った、アンテナ・アレイをイネーブルするマルチモード通信端末５００の構成を示す。この実施形態に従ったマルチモード通信端末５００は、アンテナ・アレイ・モード及び他の種々の無線アプリケーション用のより柔軟なＲＦ解決策を提供する。図３と比較すると、図６のマルチモード通信端末５００は、より統一化され且つ最適化された構成を有する。

図示のように、マルチモード通信端末５００は、例えば、モバイル通信プロトコルＥ３Ｇ／Ｂ３Ｇ／４Ｇ、ＷＬＡＮプロトコル及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコルを含む、３つの通信プロトコル（３つの通信モード）をサポートすることができる。マルチモード通信端末５００は、それぞれのプロトコルに従って通信し且つアプリケーション・プロセッサ５０００とデータを交換するための専用のインタフェースの代わりに、統一化された無線インタフェース５１００を備える。統一化された無線インタフェース５１００は、汎用デジタル・ベースバンド・プロセッサ５１１０及び３セットのチャネル・モジュールを有する。

汎用デジタル・ベースバンド・プロセッサ５１１０は、これらの３つの通信プロトコル用に使用されるベースバンド・プロセッサ（Ｅ３Ｇ／Ｂ３Ｇ／４Ｇベースバンド処理モジュール５１１３、ＷＬＡＮベースバンド処理モジュール５１１４及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈベースバンド処理モジュール５１１５）を包含する。モバイル通信プロトコルＥ３Ｇ／Ｂ３Ｇ／４Ｇに基づく通信中に、マルチモード通信端末５００は、特定の条件の下で、ＭＩＭＯ動作モードで動作すること（アンテナ・アレイを使用してデータを受信及び送信すること）を必要とする。従って、図３のモバイル通信ベースバンド・プロセッサ２３１０と同様に、汎用デジタル・ベースバンド・プロセッサ５１１０は、ＭＩＭＯ空間多重化信号を処理するために使用される、空間フィルタ５１１１及び信号解析モジュール５１１２を有する。また、汎用デジタル・ベースバンド・プロセッサ５１１０は、以下で詳述するように、チャネル切替層５４００の一部の機能を実行するためにも使用される。

３セットのチャネル・モジュールの各々は、アンテナ、ＲＦ処理モジュール、クロック及びＡ／Ｄ兼Ｄ／Ａ変換器を有する。好ましくは、３セットのチャネル・モジュール内の対応するコンポーネントは、同一又は類似する構成及び特性を有する。このようにすると、チャネル・モジュールの設計及び製造を統一化することが容易になり、その結果、端末上のチャネル・モジュールの配置を最適化し且つその領域を減少させることができる。さらに、このようにすると、構造、プロセス及び他の側面におけるチャネル間の特性差を小さくすることができ、そしてマルチモード通信端末５００がＭＩＭＯモードで正常に且つ効率的に動作することを支援する。

マルチモード通信端末５００は、その動作状態（モード）を切り替えるために使用される、チャネル切替層５４００をさらに備える。この実施形態では、マルチモード通信端末５００の動作モードの選択は、チャネル切替層５４００によって完全に制御される。切替手順を通して、チャネル切替層５４００は、３つのプロトコルのうちの何れか１つに従って動作するように、任意のチャネルを構成することができる。チャネル切替層５４００は、切替通知ユニット５４１０、データ・チャネル切替手段５４２０、チャネル・モジュール切替手段５４３０、アレイ要素切替モジュール５４１３及びオプションの調整−補正モジュール５４１４を有する。チャネル切替層５４００は、無線プロトコル切替手段５４４０をさらに有する。

図３の切替通知ユニット２４１０と同様に、切替通知ユニット５４１０は、アプリケーション・プロセッサ５０００上又はマルチモード通信端末５００内の他の制御プロセッサ上に存在する機能モジュールとして実装することができる。切替通知ユニット５４１０は、チャネル切替層５４００の他のモジュールに対し切替通知命令を発行することにより、当該他のモジュールに対し切り替えるべき状態を通知する。同様に、切替通知ユニット５４１０は、予定の規則に従って現に最適の切替ポリシを選択するように構成することができる。この切替ポリシは、例えば、切り替えられるべき無線インタフェースの数を選択する方法や、切り替え可能な無線インタフェースを決定する方法等を含むことができる。この実施形態では、マルチモード通信端末５００の動作状態は、チャネル・モジュールそれ自体によって制限されるのではなく、チャネル切替層５４００による切り替えを通して決定されることに留意されたい。従って、切替通知ユニット５４１０が依存する最適の切替ポリシは、図３の実施形態のそれとは多少異なる。しかし、後者のポリシをこの実施形態に適合するように調整し且つ変更することができる。

図３のチャネル・モジュール切替手段２４３０と同様に、チャネル・モジュール切替手段５４３０は、切替通知ユニット５４１０から発行された切替通知命令に従って、一の基準チャネル（一の無線インタフェース）のチャネル・パラメータを抽出し且つ当該抽出されたチャネル・パラメータを用いて切り替えられるべき１つ以上の無線インタフェースを構成する。この実施形態では、チャネル・モジュール切替手段５４３０は、基準チャネルとして任意のチャネルを使用し、その所望のパラメータを抽出するか又は当該パラメータから対応する信号（例えば、制御信号）を取得することができる。受領された切替通知命令に従って、チャネル・モジュール切替手段５４３０は、取得されたパラメータ又は対応する信号を使用して任意のチャネルのモジュールを構成することにより、切替手順を実行することができる。この実施形態では、より柔軟な切替手順が達成されることに留意されたい。

図３のデータ・チャネル切替手段２４２０と同様に、データ・チャネル切替手段５４２０は、Ａ／Ｄ兼Ｄ／Ａ変換器と授受されるベースバンド・データを切り替えるために使用される。その結果、対応するベースバンド・データは、対応するベースバンド処理モジュールを使用することにより処理される。この実施形態では、統一化された無線インタフェース・アーキテクチャが採用されているから、好ましくは、データ・チャネル切替手段５４２０は、汎用デジタル・ベースバンド・プロセッサ５１１０上に存在する機能モジュールとして実装することができる。このようにすれば、全てのＡ／Ｄ兼Ｄ／Ａ変換器は、汎用デジタル・ベースバンド・プロセッサ５１１０とベースバンド・データを直接的に交換することができる。次に、ベースバンド・データのソフト・ルーティングが、データ・チャネル切替手段５４２０によって実行される。例えば、３つのチャネルがＭＩＭＯ状態のモバイル通信モードで動作する場合、データ・チャネル切替手段５４２０は、３つのチャネルからのベースバンド信号を、空間フィルタ５１１１及び信号解析モジュール５１１２を含む、信号データ処理チャネルへ切り替える。その後、これらのベースバンド信号は、Ｅ３Ｇ／Ｂ３Ｇ／４Ｇベースバンド処理モジュール５１１３に接続される。データ・チャネル切替手段５４２０の諸機能は、マルチモード通信端末５００の詳細な説明から明らかであろう。

図６の実施形態に従って、チャネル切替層５４００は、ベースバンド・データ用の適切なベースバンド処理モジュールを選択する際にデータ・チャネル切替手段５４２０を支援するために使用される、無線プロトコル切替手段５４４０をさらに有する。マルチモード通信端末５００がハイブリッド・モード（例えば、モバイル通信モード及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈモードのハイブリッド・モード）で動作する場合は、無線プロトコル切替手段５４４０を構成することが有利である。無線プロトコル切替手段５４４０は、汎用デジタル・ベースバンド・プロセッサ５１１０上に存在する機能モジュールとして実装することができる。その機能は、マルチモード通信端末５００の説明から明らかであろう。

アレイ要素切替モジュール５４１３及び調整−補正モジュール５４１４の機能及び用途は、図３のアレイ要素切替モジュール２４１３及び調整−補正モジュール２４１４のそれと類似するから、その詳細な説明を省略する。

図６のマルチモード通信端末５００の構成については、種々の修正が可能であることを理解されたい。例えば、各サンプル・クロックは、無線アプリケーションのベースバンド・サンプル・レートに固定的に関連付けられるから、より柔軟なチャネル分配を達成するためには、各クロック信号は、これをサンプル・クロックによって供給するのではなく、チャネル・モジュール切替手段５４３０によって対応する一のＡ／Ｄ兼Ｄ／Ａ変換器に供給することができる。もちろん、かかる修正は、その結果として、チャネル・モジュール切替手段５４３０の配置を変更することを必要とする。

図７は、図６のマルチモード通信端末５００が、ＭＩＭＯ技術を使用する通信モードで動作する、動作状態を概略的に示す。

図示のように、切替通知ユニット５４１０は、チャネル切替層５４００上の全てのモジュールに対し切替通知命令を発行することにより、全てのチャネルに対しＭＩＭＯ技術を使用する動作モードに切り替えるように通知する。切替通知命令に従って、各モジュールは、それ自体の切替手順を他のモジュールと並列に実行する。チャネル・モジュール切替手段５４３０は、一の基準チャネル（任意のチャネルを基準チャネルとして使用することができるが、ここではモバイル通信チャネル０であると仮定する）から必要とされる全てのパラメータを取得し、当該取得されたパラメータを使用してチャネル１及び２を構成する。その結果、アンテナ５１２４、５１３４並びにＲＦ処理モジュール５１２３、５１３３は、モバイル通信動作周波数帯域で動作し、またＡ／Ｄ兼Ｄ／Ａ変換器５１２１、５１３１及び５１４１に対し、それらのベースバンド・サンプル・クロックとしてサンプル・クロック５１４２のクロック信号を供給することができる。ダウンリンク方向では、データ・チャネル切替手段５４２０は、３つの無線チャネルからのモバイル通信ＭＩＭＯデータを、調整−補正モジュール５４１４、空間フィルタ５１１１及び信号解析モジュール５１１２を含む、信号データ処理チャネルへ切り替える。切替通知ユニット５４１０からの切替通知命令を受領するとき、アレイ要素切替モジュール５４１３は、ＭＩＭＯ信号の処理に必要とされるアルゴリズム（例えば、空間フィルタ５３１１及び信号解析モジュール５３１２内で使用される対応するアルゴリズム）を、アンテナ・アレイ内のアレイ要素の数ｎが３である状況に適したアルゴリズムに切り替える。切替通知ユニット５４１０からの切替通知命令に従って、無線プロトコル切替手段５４４０は、入力されたモバイル通信データを対応するＥ３Ｇ／Ｂ３Ｇ／４Ｇベースバンド処理モジュール５１１３に供給し、次に、当該ベースバンド処理モジュールは、その処理データをその後のアプリケーションのためにアプリケーション・プロセッサ５０００に転送する。アップリンク方向のデータ・フロー及びデータ処理は、ダウンリンク方向のそれと類似するから、その説明を省略する。

図８は、図６のマルチモード通信端末５００が、ＭＩＭＯ技術を使用する通信モードで動作し且つ他のモードで同時に動作する、動作状態を概略的に示す図である。

図示のように、切替通知ユニット５４１０は、チャネル切替層５４００上の全てのモジュールに対し切替通知命令を発行することにより、全てのチャネルに対しＭＩＭＯ技術を使用する動作モードに切り替えるように通知する。これに対し、チャネル２は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ無線技術に基づく既存の通信を維持する。切替通知命令に従って、各モジュールは、それ自体の切替手順を他のモジュールと並列に実行する。チャネル・モジュール切替手段５４３０は、一の基準チャネル（任意のチャネルを基準チャネルとして使用することができるが、ここではモバイル通信チャネル０であると仮定する）から必要とされる全てのパラメータを取得し、当該取得されたパラメータを使用してチャネル１を構成する。その結果、アンテナ５１３４及びＲＦ処理モジュール５１３３は、モバイル通信動作周波数帯域で動作し、またＡ／Ｄ兼Ｄ／Ａ変換器５１３１及び５１４１に対し、それらのベースバンド・サンプル・クロックとしてサンプル・クロック５１４２のクロック信号を供給することができる。チャネル・モジュール切替手段５４３０は、アンテナ５１２４及びＲＦ処理モジュール５１２３をＢｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコル動作周波数帯域で動作させ、またＡ／Ｄ兼Ｄ／Ａ変換器５１２１に対しそのベースバンド・サンプル・クロックとしてサンプル・クロック５１４２のクロック信号を供給する。ダウンリンク方向では、データ・チャネル切替手段５４２０は、モバイル通信チャネル０及び１からのモバイル通信ＭＩＭＯデータを、調整−補正モジュール５４１４、空間フィルタ５１１１及び信号解析モジュール５１１２を含む、信号データ処理チャネルへ切り替える。また、データ・チャネル切替手段５４２０は、ＲＦチャネル２からのＢｌｕｅｔｏｏｔｈベースバンド信号を、無線プロトコル切替手段５４４０へ直接的に切り替える。切替通知ユニット５４１０からの切替通知命令を受領するとき、アレイ要素切替モジュール５４１３は、ＭＩＭＯ信号の処理に必要とされるアルゴリズム（例えば、空間フィルタ５３１１及び信号解析モジュール５３１２内で使用される対応するアルゴリズム）を、アンテナ・アレイ内のアレイ要素の数ｎが２である状況に適したアルゴリズムに切り替える。切替通知ユニット５４１０からの切替通知命令に従って、無線プロトコル切替手段５４４０は、入力されたモバイル通信データを対応するＥ３Ｇ／Ｂ３Ｇ／４Ｇベースバンド処理モジュール５１１３に供給するとともに、入力されたＢｌｕｅｔｏｏｔｈデータを対応するＢｌｕｅｔｏｏｔｈベースバンド処理モジュール５１１５に供給する。次に、Ｅ３Ｇ／Ｂ３Ｇ／４Ｇベースバンド処理モジュール５１１３及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈベースバンド処理モジュール５１１５は、その処理データ（モバイル通信データ及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈデータの両方）を、その後のアプリケーションのためにアプリケーション・プロセッサ５０００に転送する。アップリンク方向のデータ・フロー及びデータ処理は、ダウンリンク方向のそれと類似するから、その説明を省略する。

図９は、本発明の実施形態に従った、マルチモード通信端末上の切り替えを通してＭＩＭＯ動作モードをイネーブルする方法のフローチャートを示す。

ステップＳ８００では、本発明に従ったマルチモード通信端末が、切替手順を開始する。この切替手順が開始されるのは、切り替えが必要（例えば、サービス品質によって必要とされるか、ユーザによって指定される場合）で且つ現在の無線インタフェースが特定の切替条件を満たす場合である。前述の説明によれば、この切替手順が開始されるか否かは、マルチモード通信端末内で実装される切替ポリシに関連する。この点に関し、当業者は、任意の修正及び変形を施すことができる。

ステップＳ８０１では、マルチモード通信端末のチャネル切替層上の各切替モジュールは、切り替えに備えるように通知される。マルチモード通信端末の特定の実装に依存して、この通知は、切り替えるべき動作状態を指示する簡単な切替命令、又は当該切り替えに関連する他のパラメータ情報を保持する複雑なコマンドとすることができる。ここでは、この切替通知命令が、各切替モジュールに対し、非ＭＩＭＯ動作モード（例えば、それぞれの無線インタフェース（ＲＦチャネル）が、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモード、ＷＬＡＮモード及びモバイル通信モードで動作する）から、アンテナ・アレイを使用するＭＩＭＯ動作モード（例えば、図４、図５又は図７、図８に示すような状態）に切り替えることを指示するものと仮定する。

１つの側面では、チャネル・モジュールの切り替えが、この切替手順で実行される。ステップＳ８０２では、チャネルを切り替えるために必要とされるパラメータが、一の基準チャネルから抽出される。このマルチモード通信端末のチャネル・コンポーネントによって採用された具体的な切替機構に依存して、これらのパラメータは、切り替えるべき無線アプリケーションに適したＲＦ特性の具体的なパラメータ（ＲＦ中心周波数、ＩＦ周波数、帯域幅、ベースバンド・サンプル・レート等を含む）であるか、又は（命令を保持する）簡単な切替信号であることがある。特に、この切替手順の後にそれぞれのＭＩＭＯチャネルが完全に同期したクロックを用いて動作することを保証するために、基準チャネルのサンプル・クロックを抽出する必要がある。

ステップＳ８０３では、切り替えられるべきチャネル・モジュールが、取得されたパラメータを用いて構成される。特定のチャネル・モジュールのハードウェア構成に依存して、これらのパラメータを用いて当該チャネル・モジュールを構成する手順は、このステップで異なることがある。例えば、制御信号をＲＦ処理モジュールに送ることにより、当該ＲＦ処理モジュールに対し所望の動作モードへ切り替えるように指示するか、又は特定のパラメータ値をＲＦ処理モジュールの指定された入力に供給することにより、その動作モードを変換することができる。特に、この切替手順の後にそれぞれのＭＩＭＯチャネルが完全に同期したクロックを用いて動作することを保証するために、基準チャネルから抽出されたサンプル・クロックを切り替えられるべきチャネルに供給する必要がある。

その後、この切替手順で、データ・チャネルの切り替えが実行される。ステップＳ８０４では、切り替えるべき動作モードに適した一のデータ・チャネルを設定するように、諸データ・チャネルが切り替えられる。説明中の例、すなわち、非ＭＩＭＯ動作モード（例えば、それぞれの無線インタフェースが、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモード、ＷＬＡＮモード及びモバイル通信モードでそれぞれ動作する）からアンテナ・アレイを使用するＭＩＭＯ動作モード（例えば、図４、５又は図７、図８に示すような状態）へ切り替えるという例では、切り替えるべきＭＩＭＯ動作モードに適した一のデータ・チャネルを確立するように、諸チャネルを切り替えなければならない。

また、この切替手順では、対応するアルゴリズムの切り替えも実行することができる。オプションのステップＳ８０５では、切り替えるべきアンテナ・アレイ状態に適した、空間多重化信号を処理するためのアルゴリズムが選択される。例えば、非ＭＩＭＯ動作モードから図４又は図７に示すようなアンテナ・アレイを使用するＭＩＭＯ動作モードへ切り替える場合は、アンテナ・アレイ要素の数が３である状況に適した、空間多重化信号を処理するためのアルゴリズムが選択される。非ＭＩＭＯ動作モードから図５又は図８に示すようなアンテナ・アレイを使用するＭＩＭＯ動作モードへ切り替える場合は、アンテナ・アレイ要素の数が２である状況に適した、空間多重化信号を処理するためのアルゴリズムが選択される。幾つかの例では、この切替手順の他の側面に係るステップＳ８０５を省略することができる（マルチモード通信端末が、一定の数のアンテナ・アレイ要素を使用するＭＩＭＯモードにのみ切り替えられる場合は、ステップＳ８０５は不要である）。ステップＳ８０５を省略したこの例は、マルチモード通信端末によって実行されるマルチモード選択の柔軟性を減少させるという理由で、望ましいものではないが、これを本発明の代替実施形態として見なすことができる。

この切替手順は、ステップＳ８０６で終了する。

図９の例では、切替手順のそれぞれの側面が、並列に実行される。この切り替えのそれぞれの側面は、図１０に示すように直列に実行されるか（図９に示すように、図１０の各ステップの内容は、図９の各ステップのそれと類似するから、その説明を省略する）、又は直列及び並列の組み合わせ（図示せず）として実行される。このことは、マルチモード通信端末内で採用される特定の回路設計に依存し、従って切替手順中の種々の信号間のマッチングに依存する。従って、本発明の目的を達成する限り、任意の順序で実行される任意の切替手順を、本発明の特定の実装として使用することができる。

本発明の他の実施形態に従った、マルチモード通信端末の切り替えを通してＭＩＭＯ動作モードをイネーブルする方法は、他の追加のステップを含むことができる。或る実施形態では、諸データ・チャネルを切り替えるステップ（ステップＳ８０４）は、ベースバンド・データを授受するために、一のベースバンド処理モジュールを選択するステップをさらに含む。

図９のフローチャート及びその対応する説明は、本発明に従ったマルチモード通信端末を、非ＭＩＭＯ動作モードからＭＩＭＯ動作モードへ切り替える、代表的な手順を記述する。一方、本発明に従ったマルチモード通信端末を、ＭＩＭＯ動作モードから非ＭＩＭＯ動作モードへ切り替える手順は、図９に示す手順を逆にしたものに類似する。また、或る非ＭＩＭＯ動作モードから他の非ＭＩＭＯ動作モードへ切り替える手順は、当分野で周知の切替手順に類似するものとして実装することができる。さらに、或るＭＩＭＯ動作モードから他のＭＩＭＯ動作モードへ切り替える手順は、図９に示すようなフローに類似し、各ステップの特定の実装を適応的に調整することにより実装することができる。

以上では、添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、当業者は、本願の請求項によって定義された範囲内で種々の修正又は変更を施すことができる。

２００・・・マルチモード通信端末
２０００・・・アプリケーション・プロセッサ
２１００、２２００、２３００・・・無線インタフェース
２１１０、２２１０、２３１０・・・Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＷＬＡＮ、モバイル通信ベースバンド・プロセッサ
２１２０、２２２０、２３２０・・・Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＷＬＡＮ、モバイル通信クロック
２１３０、２２３０、２３３０・・・Ａ／Ｄ兼Ｄ／Ａ変換器
２１４０、２２４０、２３４０・・・ＲＦ処理モジュール
２１５０、２２５０、２３５０・・・アンテナ
２４００・・・チャネル切替層
２４１０・・・切替通知ユニット
２４２０・・・データ・チャネル切替手段
２４３０・・・チャネル・モジュール切替手段
２４１３・・・アレイ要素切替モジュール
２４１４・・・調整−補正モジュール
５００・・・・マルチモード通信端末
５０００・・・アプリケーション・プロセッサ
５１００・・・統一化された無線インタフェース
５１１０・・・汎用デジタル・ベースバンド・プロセッサ
５１１３、５１１４、５１１５・・・Ｅ３Ｇ／Ｂ３Ｇ／４Ｇ、ＷＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈベースバンド処理モジュール
５１２１、５１３１、５１４１・・・Ａ／Ｄ兼Ｄ／Ａ変換器
５１２２、５１３２、５１４２・・・サンプル・クロック
５１２３、５１３３、５１４３・・・ＲＦ処理モジュール
５１２４、５１３４、５１４４・・・アンテナ
５４００・・・チャネル切替層
５４１０・・・切替通知ユニット
５４２０・・・データ・チャネル切替手段
５４３０・・・チャネル・モジュール切替手段
５４１３・・・アレイ要素切替モジュール
５４１４・・・調整−補正モジュール
５４４０・・・無線プロトコル切替手段

Claims (7)

1. 異なる通信プロトコルに従ってそれぞれ通信する少なくとも第１及び第２のチャネル・モジュールを備え、前記第１及び第２のチャネル・モジュールの一方又は両方を使用することにより、通信するように構成されるマルチモード通信端末であって、
   前記第２のチャネル・モジュールのパラメータ特性と整合するパラメータ特性を有するように、前記第１のチャネル・モジュールを切り替えるためのチャネル切替層手段をさらに備え、
   前記チャネル切替層手段が、 前記第２のチャネル・モジュールから対応するパラメータを抽出し且つ当該抽出したパラメータを使用することにより、前記第１のチャネル・モジュールを構成するためのチャネル・モジュール切替手段を有し、
   前記第１のチャネル・モジュールがそのように切り替えられる場合、前記マルチモード通信端末が、前記第１及び第２のチャネル・モジュールを同時に使用することにより、送信機及び受信機の両方において複数のアンテナを使用するマルチ入力・マルチ出力（ＭＩＭＯ）動作モードをイネーブルする、マルチモード通信端末。
2. 前記チャネル切替層手段が、
   切り替えを決定する際、前記チャネル切替層手段に含まれるそれぞれの手段に対し切替通知命令を発行することにより、当該それぞれの手段に対しその動作モードを切り替えるように準備させるための切替通知ユニットと、
   前記第１及び第２のチャネル・モジュールが前記ＭＩＭＯ動作モードに適合するように、前記切替通知ユニットの前記切替通知命令に従って、前記第１のチャネル・モジュールに関連する一のデータ・チャネルを変更するためのデータ・チャネル切替手段とをさらに有し、
   前記チャネル・モジュール切替手段が、前記切替通知ユニットの前記切替通知命令に従って動作し、前記パラメータが、前記チャネル・モジュールの構成に依存して、前記チャネル・モジュールの特定の動作状態パラメータ及び前記チャネル・モジュールの動作状態を制御する信号の一方又は両方を含む、請求項１記載のマルチモード通信端末。
3. 前記チャネル・モジュール切替手段が、前記第２のチャネル・モジュールから一の基準サンプル・クロック信号を抽出し且つ当該基準サンプル・クロック信号を前記第１のチャネル・モジュールに対しそのサンプル・クロックとして供給するためにさらに使用される、請求項２記載のマルチモード通信端末。
4. 前記チャネル切替層手段が、
   前記切替通知ユニットの前記切替通知命令に従って、切り替えるべき前記ＭＩＭＯ動作モードの一のアンテナ・アレイ状態に適した一の空間多重化信号処理アルゴリズムを選択するためのアレイ要素切替モジュールをさらに有する、請求項３記載のマルチモード通信端末。
5. 前記チャネル切替層手段が、
   前記切替通知ユニットの前記切替通知命令に従って、前記ＭＩＭＯ動作モードに切り替えられる前記チャネル・モジュールのチャネル差を補正するための調整−補正モジュールをさらに有する、請求項３記載のマルチモード通信端末。
6. 前記チャネル・モジュールが、一のアンテナ、一のＲＦ処理モジュール、一のサンプル・クロック及び一のＡ／Ｄ兼Ｄ／Ａ変換器を含む、請求項１記載のマルチモード通信端末。
7. 前記異なる通信プロトコルが、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信プロトコル、ＷＬＡＮ通信プロトコル及びモバイル通信プロトコルを含む、請求項１記載のマルチモード通信端末。

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