JP5232029B2

JP5232029B2 - 無線通信端末、送信回路、及び送信制御方法

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Publication number: JP5232029B2
Application number: JP2009016018A
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Inventors: 和之遠田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2009-01-27
Filing date: 2009-01-27
Publication date: 2013-07-10
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Also published as: JP2010177824A

Description

本発明は、周波数分割複信方式が採用された無線通信システムにおいて用いられる無線通信端末、送信回路、及び送信制御方法に関する。

周波数分割複信（ＦＤＤ）方式が採用された無線通信システムにおいて、無線基地局と無線通信を実行する無線通信端末は、アンテナと、アンテナを介して送信信号を送信する送信回路と、アンテナを介して受信信号を受信する受信回路と、アンテナ、送信回路及び受信回路それぞれに接続されたデュプレクサとを備える。デュプレクサは、送信帯域外の送信信号を減衰させるとともに、受信帯域外の受信信号成分を減衰させる。

近年、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）方式、又は、シングルキャリア周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）方式等の広帯域無線通信方式が注目されている。広帯域無線通信方式に対応し、スーパーヘテロダイン方式又はダブルスーパーヘテロダイン方式に従った送信回路の中間周波数（ＩＦ）帯回路は、通過帯域が広帯域であり、且つ、通過帯域外の送信信号を減衰させる量（以下、帯域外減衰量）が大きい帯域通過フィルタを有する。

このような帯域通過フィルタは通過帯域における損失、すなわち通過損失が大きいため、ＩＦ帯回路におけるＮＦ（雑音指数）が劣化する。このため、当該ＩＦ帯回路に増幅器増幅器を設け、ＮＦを改善する必要がある。一方で、増幅器を設けることにより、ＩＦ帯回路の消費電力が増大する。

そこで、帯域外減衰量が大きい帯域通過フィルタと、帯域外減衰量が小さい帯域通過フィルタとを、送信回路の送信電力に応じて使い分ける技術が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載の送信回路は、送信電力が小さく、他の無線通信装置（例えば周辺の無線通信端末など）への妨害電力を小さくできる場合に、帯域外減衰量が小さい帯域通過フィルタを用いる。帯域外減衰量が小さい帯域通過フィルタを用いる場合には、増幅器をオフにすることができ、消費電力の増大を回避できる。

特開２００６−３３７３１号公報

ところで、受信回路は、デュプレクサを介して送信回路から受信帯域内に漏れ込む送信信号を受信する。受信回路に漏れ込む受信帯域内の送信信号は、受信回路の受信特性を劣化させる要因になる。特に、無線基地局から受信回路が受信した受信信号の電力が小さい場合、受信回路に漏れ込む送信信号の影響が相対的に大きくなり、受信回路が受信信号を正常に復調することが困難になる。

しかしながら、特許文献１に記載の送信回路は、送信電力が小さい場合に、帯域外減衰量が小さい帯域通過フィルタを用いて送信信号を送信するため、受信回路に漏れ込む受信帯域内の送信信号の電力を増大させてしまう。すなわち、特許文献１に記載の技術では、送信回路の消費電力を削減できるものの、受信回路の受信特性を劣化させるという問題があった。

そこで、本発明は、ＦＤＤ方式が採用された無線通信システムにおいて、送信回路の消費電力を削減しつつ、受信回路の受信特性の劣化を抑制できる無線通信端末、送信回路、及び送信制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。本発明の無線通信端末の第１の特徴は、アンテナ（アンテナ１０１）に接続され、送信帯域外の送信信号を減衰させ、前記送信帯域と周波数帯が異なる受信帯域外の受信信号を減衰させるデュプレクサ（デュプレクサ１１０）と、前記デュプレクサを介して前記送信信号を送信する送信回路（送信回路１２０）と、前記デュプレクサを介して前記受信信号を受信する受信回路（受信回路１７０）とを有する無線通信端末（無線通信端末１００）であって、前記送信回路から前記デュプレクサを介して前記受信帯域内に漏れ込み、前記受信回路が受信する前記送信信号の電力が反映された受信品質レベル（例えば受信ＳＮＲ）を検知し、前記受信品質レベルに基づいて前記送信回路を制御する制御部（制御部１８０）を備え、前記送信回路は、第１モード、又は、前記第１モードよりも消費電力と帯域外減衰量とが小さい第２モードの何れかで、中間周波数帯の前記送信信号を処理する中間周波数帯回路（ＩＦ帯回路１４０）を含み、前記制御部は、前記受信品質レベルが、前記受信回路の受信特性を維持できる所定条件を満たす場合に、前記中間周波数帯回路を前記第２モードで動作させ、前記受信品質レベルが前記所定条件を満たさない場合に、前記中間周波数帯回路を前記第１モードで動作させることを要旨とする。

このような無線通信端末によれば、制御部は、受信品質レベルが受信回路の受信特性を維持できる所定条件を満たす場合に、中間周波数帯回路を第２モードで動作させる。第２モードは第１モードよりも消費電力が小さいため、送信回路の消費電力を削減できる。また、制御部は、受信品質レベルが受信回路の受信特性を維持できる所定条件を満たさない場合に、中間周波数帯回路を第１モードで動作させる。第１モードは第２モードよりも帯域外減衰量が大きいため、受信回路に漏れ込む受信帯域内の送信信号の電力を低減でき、受信回路の受信特性の劣化を抑制できる。

したがって、本発明の無線通信端末によれば、ＦＤＤ方式が採用された無線通信システムにおいて、送信回路の消費電力を削減しつつ、受信回路の受信特性の劣化を抑制できる。

本発明の無線通信端末の第２の特徴は、上記第１の特徴に係り、前記制御部は、前記送信信号の電力を示す送信電力レベルをさらに検知し、前記送信電力レベルが、予め定められた送信電力レベル閾値を下回り、且つ、前記受信品質レベルが前記所定条件を満たす場合に、前記中間周波数帯回路を前記第２モードで動作させ、前記送信電力レベルが前記送信電力レベル閾値を下回り、且つ、前記受信品質レベルが前記所定条件を満たさない場合に、前記中間周波数帯回路を前記第１モードで動作させることを要旨とする。

本発明の無線通信端末の第３の特徴は、上記第１の特徴に係り、前記制御部は、前記受信回路が受信する前記受信信号の電力を示す受信電力レベル（例えばＲＳＳＩ）をさらに検知し、前記受信電力レベルが、予め定められた受信電力レベル閾値を上回る場合には、前記受信品質レベルが前記所定条件を満たさない場合であっても、前記中間周波数帯回路を前記第２モードで動作させることを要旨とする。

本発明の無線通信端末の第４の特徴は、上記第３の特徴に係り、前記制御部は、前記受信電力レベルが前記受信電力レベル閾値を下回り、且つ、前記受信品質レベルが前記所定条件を満たす場合に、前記中間周波数帯回路を前記第２モードで動作させ、前記受信電力レベルが前記受信電力レベル閾値を下回り、且つ、前記受信品質レベルが前記所定条件を満たさない場合に、前記中間周波数帯回路を前記第１モードで動作させることを要旨とする。

本発明の無線通信端末の第５の特徴は、上記第１の特徴に係り、前記受信回路は、適応変調に従った変調方式で変調された前記受信信号を受信し、前記制御部は、前記変調方式に要求される所要受信品質レベルをさらに検知し、前記受信品質レベルが前記所要受信品質レベルを満たす場合に、前記中間周波数帯回路を前記第２モードで動作させ、前記受信品質レベルが前記所要受信品質レベルを満たさない場合に、前記中間周波数帯回路を前記第１モードで動作させることを要旨とする。

本発明の無線通信端末の第６の特徴は、上記第１〜第５の何れかの特徴に係り、前記送信回路は、前記中間周波数帯から無線周波数帯への変換を行うためのミキサ（ミキサ１５１）を含み、前記中間周波数帯回路は、電力の供給有無を切り替える電力供給スイッチ（スイッチＳＷ３）が接続された増幅器（増幅器１４１）と、前記増幅器の出力に接続された第１帯域通過フィルタ（帯域通過フィルタ１４２）とを有する第１モード用中間周波数帯回路（スイッチＳＷ３、帯域通過フィルタ１４２）と、前記第１帯域通過フィルタよりも帯域外減衰量が小さい第２帯域通過フィルタ（帯域通過フィルタ１４３）により構成される第２モード用中間周波数帯回路（帯域通過フィルタ１４３）と、前記中間周波数帯の前記送信信号を前記第１モード用中間周波数帯回路又は前記第２モード用中間周波数帯回路の何れかに入力する第１スイッチ（スイッチＳＷ１）と、前記第１モード用中間周波数帯回路又は前記第２モード用中間周波数帯回路の何れかの出力信号を前記ミキサに入力する第２スイッチ（スイッチＳＷ２）とを備え、前記制御部は、前記第１モード時において、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを前記第１モード用中間周波数帯回路側に切り換えるとともに、前記電力供給スイッチを用いて前記増幅器に電力を供給し、前記第２モード時において、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを前記第２モード用中間周波数帯回路側に切り換えるとともに、前記電力供給スイッチを用いて前記増幅器への電力の供給を停止することを要旨とする。

本発明の無線通信端末の第７の特徴は、上記第１〜第６の特徴に係り、前記送信回路は、直交周波数分割多元接続方式、又は、シングルキャリア周波数分割多元接続方式に従った前記送信信号を送信することを要旨とする。

本発明の送信回路の特徴は、周波数分割複信方式が採用された無線通信システム（無線通信システム１０）において用いられる、スーパーヘテロダイン方式又はダブルスーパーヘテロダイン方式の送信回路（送信回路１２０）であって、電力の供給有無を切り替える電力供給スイッチ（スイッチＳＷ３）が接続された増幅器（増幅器１４１）と、前記増幅器の出力に接続された第１帯域通過フィルタ（帯域通過フィルタ１４２）とを有する第１モード用中間周波数帯回路（スイッチＳＷ３、帯域通過フィルタ１４２）と、前記第１帯域通過フィルタよりも帯域外減衰量が小さい第２帯域通過フィルタ（帯域通過フィルタ１４３）により構成される第２モード用中間周波数帯回路（帯域通過フィルタ１４３）と、中間周波数帯の送信信号を前記第１モード用中間周波数帯回路又は前記第２モード用中間周波数帯回路の何れかに入力する第１スイッチ（スイッチＳＷ１）と、前記中間周波数帯から無線周波数帯への変換を行うためのミキサ（ミキサ１５１）と、前記第１モード用中間周波数帯回路又は前記第２モード用中間周波数帯回路の何れかの出力信号を前記ミキサに入力する第２スイッチ（スイッチＳＷ２）とを備え、デュプレクサ（デュプレクサ１１０）を介して受信回路（受信回路１７０）が受信する前記送信回路からの送信信号の電力が反映された受信品質レベル（例えば受信ＳＮＲ）が、前記受信回路の受信特性を維持できる所定条件を満たす場合に、前記第２モード用中間周波数帯回路側に前記第１スイッチ及び前記第２スイッチが切り替えられ、前記受信品質レベルが前記所定条件を満たさない場合に、前記第１モード用中間周波数帯回路側に前記第１スイッチ及び前記第２スイッチが切り替えられることを要旨とする。

本発明の送信制御方法の特徴は、アンテナに接続され、送信帯域外の送信信号を減衰させ、前記送信帯域と周波数帯が異なる受信帯域外の受信信号を減衰させるデュプレクサと、前記デュプレクサを介して前記送信信号を送信する送信回路と、前記デュプレクサを介して前記受信信号を受信する受信回路とを有し、前記送信回路は、第１モード、又は、前記第１モードよりも消費電力と帯域外減衰量とが小さい第２モードの何れかで、中間周波数帯の前記送信信号を処理する中間周波数帯回路を含む無線通信端末に用いられる送信制御方法であって、前記送信回路から前記デュプレクサを介して前記受信帯域内に漏れ込み、前記受信回路が受信する前記送信信号の電力が反映された受信品質レベルを検知するステップと、前記受信品質レベルが、前記受信回路の受信特性を維持できる所定条件を満たす場合に、前記中間周波数帯回路を前記第２モードで動作させるステップと、前記受信品質レベルが前記所定条件を満たさない場合に、前記中間周波数帯回路を前記第１モードで動作させるステップとを含むことを要旨とする。

本発明によれば、ＦＤＤ方式が採用された無線通信システムにおいて、送信回路の消費電力を削減しつつ、受信回路の受信特性の劣化を抑制できる無線通信端末、送信回路、及び送信制御方法を提供できる。

本発明の実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。本発明の実施形態に係る無線通信端末の回路構成を示す回路構成図である。本発明の実施形態に係る記憶部が記憶しているテーブルの構成例を示す図である。本発明の実施形態に係る送信回路のＮＦ計算例を説明するための図である。本発明の実施形態に係る無線通信端末の動作を示すフローチャートである。

次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。具体的には、（１）無線通信システムの構成、（２）無線通信端末の構成、（３）無線通信端末の動作、（４）効果、（５）その他の実施形態について説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。

（１）無線通信システムの構成
図１は、本実施形態に係る無線通信システム１０の概略構成図である。図１に示すように、無線通信システム１０は、無線通信端末１００と、無線基地局２００とを含む。無線通信システム１０は、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）において標準化されているＬＴＥ（Long Term Evolution）規格に基づく構成を有している。

無線通信システム１０の下り通信、すなわち、無線基地局２００から無線通信端末１００への送信には、マルチキャリア通信方式の一つであるＯＦＤＭＡ方式が採用されている。また、無線通信システム１０の上り通信、すなわち、無線通信端末１００から無線基地局２００への送信には、シングルキャリア通信方式の一つであるＳＣ−ＦＤＭＡ方式が採用されている。

無線通信システム１０には、複信方式としてＦＤＤ方式が採用されている。すなわち、上り通信に用いられる周波数帯と、下り通信に用いられる周波数帯とが異なる。

無線通信システム１０には、送信電力制御が採用されている。上り通信において、無線基地局２００は、無線通信端末１００からの受信信号の電力を一定に保つように、無線通信端末１００の送信電力を制御するための送信電力制御指示を定期的に無線通信端末１００に送信する。下り通信において、無線通信端末１００は、無線基地局２００からの受信信号の電力を一定に保つように、無線基地局２００の送信電力を制御するための送信電力制御指示を定期的に無線基地局２００に送信する。

また、無線通信システム１０の上り通信及び下り通信それぞれには、適応変調が採用されている。適応変調においては、変調方式が動的に切り替えられる。このような変調方式は、変調クラスまたはＭＣＳレベルとも呼ばれる。適応変調を採用する無線通信システム１０では、複数の変調方式が予め定められ、各変調方式に所要受信品質レベルが設けられており、これらの変調方式の中から選択された何れかの変調方式が選択される。

（２）無線通信端末の構成
次に、無線通信端末１００の構成について、（２．１）無線通信端末の概略構成、（２．２）送信回路の構成、（２．３）送信回路のＮＦ計算例の順で説明する。

（２．１）無線通信端末の概略構成
図２は、無線通信端末１００の回路構成を示す回路構成図である。図２に示すように、無線通信端末１００は、アンテナ１０１と、デュプレクサ１１０と、送信回路１２０と、受信回路１７０と、制御部１８０と、記憶部１９０とを有する。

デュプレクサ１１０は、アンテナ１０１に接続され、送信帯域外の送信信号を減衰させ、送信帯域と周波数帯が異なる受信帯域外の受信信号を減衰させる。具体的には、デュプレクサ１１０は、送信帯域外の送信信号を減衰させる帯域通過フィルタ１１１と、受信帯域外の受信信号を減衰させる帯域通過フィルタ１１２とを有する。

送信回路１２０は、デュプレクサ１１０を介して送信信号を送信する。本実施形態では、送信回路１２０は、中間周波数（ＩＦ）帯を２つ含むダブルスーパーヘテロダイン方式を用いている。送信回路１２０は、通常モード（第１モード）又は低消費電力モード（第２モード）の何れかで、ＩＦ帯の送信信号を処理するＩＦ帯回路１４０を含む。低消費電力モードは、送信回路１２０の消費電力と帯域外減衰量とが、通常モードよりも小さい。

受信回路１７０は、デュプレクサ１１０を介して受信信号を受信し、適応変調に従った変調方式で無線基地局２００が変調した受信信号を復調する。

制御部１８０は、例えばＣＰＵによって構成され、無線通信端末１００が具備する各種機能を制御する。記憶部１９０は、例えばメモリによって構成され、無線通信端末１００における制御などに用いられる各種情報を記憶する。

制御部１８０は、送信回路１２０からデュプレクサ１１０を介して受信帯域内に漏れ込み、受信回路１７０が受信する送信信号の電力が反映された受信品質レベルを検知する。本実施形態では、制御部１８０は、受信品質レベルとして受信信号対雑音電力比（以下、受信ＳＮＲ）を検知する。

受信ＳＮＲは、受信回路１７０が無線基地局２００から受信した受信信号（すなわち、所望信号）の電力と、受信回路１７０が受信した所望信号以外の信号（すなわち、雑音）の電力との比を表す。受信ＳＮＲの測定は、受信回路１７０又は制御部１８０の何れが実行してもよい。制御部１８０は、このようにして測定された受信ＳＮＲを検知することで、送信回路１２０が受信回路１７０に与える妨害（雑音）の度合いを把握する。

制御部１８０は、受信ＳＮＲに加えて、下り通信において使用中の変調方式に要求される所要受信品質レベルである所要ＳＮＲを検知する。適応変調における変調方式と、当該変調方式の所要ＳＮＲとの対応付けは、図３に示すように、記憶部１９０に予め記憶されている。図３の例では、変調方式“ＱＰＳＫ”に所要ＳＮＲ“１８．１［ｄＢ］”が対応付けられ、変調方式“１６ＱＡＭ”に所要ＳＮＲ“２１．９［ｄＢ］”が対応付けられ、変調方式“６４ＱＡＭ”に所要ＳＮＲ“３０．５［ｄＢ］”が対応付けられている。制御部１８０は、下り通信において使用中の変調方式を検知し、検知した変調方式に対応する所要ＳＮＲを記憶部１９０から検知する。

通常モード時において、受信ＳＮＲが受信回路１７０の受信特性を維持できる所定条件を満たす場合、すなわち、受信ＳＮＲが所要ＳＮＲを満たす場合、制御部１８０は、ＩＦ帯回路１４０を低消費電力モードに切り替える。これにより、ＩＦ帯回路１４０の消費電力が通常モード時よりも削減される。

一方、低消費電力モード時において、受信ＳＮＲが受信回路１７０の受信特性を維持できる所定条件を満たさない場合、すなわち、受信ＳＮＲが所要ＳＮＲを満たさない場合、制御部１８０は、ＩＦ帯回路１４０を通常モードに切り替える。これにより、受信回路１７０の受信特性が低消費電力モード時よりも改善される。

制御部１８０は、受信回路１７０が無線基地局２００から受信した受信信号（すなわち、所望信号）の電力を示す受信電力レベルであるＲＳＳＩを検知する。本実施形態では、制御部１８０は、ＲＳＳＩも考慮して、低消費電力モード又は通常モードの何れかを選択する。ＲＳＳＩの測定は、受信回路１７０又は制御部１８０の何れが実行してもよい。制御部１８０は、このようにして測定されたＲＳＳＩにより、受信回路１７０が受信する受信信号のレベルを把握する。

制御部１８０は、検知したＲＳＳＩと、ＲＳＳＩ閾値（受信電力レベル閾値）とを比較する。ＲＳＳＩ閾値は、図３に示すように、記憶部１９０に予め記憶されている。図３の例では、ＲＳＳＩ閾値として“−７３．０［ｄＢｍ］”が記憶されている。ＲＳＳＩがＲＳＳＩ閾値よりも高い場合には、送信回路１２０が受信回路１７０に与える妨害の影響を無視できるため、制御部１８０は、通常モードよりも低消費電力モードを優先して選択する。一方、ＲＳＳＩがＲＳＳＩ閾値よりも低い場合には、送信回路１２０が受信回路１７０に与える妨害の影響が無視できなくなるため、制御部１８０は、低消費電力モードよりも通常モードを優先して選択する。

（２．２）送信回路の構成
次に、送信回路１２０の構成について詳細に説明する。ダブルスーパーヘテロダイン方式を用いる事により、第１ＩＦ帯と第２ＩＦ帯の２つのＩＦ帯が必要となる。送信回路１２０は、Ｄ／Ａ変換器１２１、ローパスフィルタ１２２、増幅器１２３、ミキサ１３１、局部発振器１３２、スイッチＳＷ１（第１スイッチ）、増幅器１４１、帯域通過フィルタ１４２（第１帯域通過フィルタ）、帯域通過フィルタ１４３（第２帯域通過フィルタ）、スイッチＳＷ２、スイッチＳＷ３（電力供給スイッチ）、ミキサ１５１、局部発振器１５２、帯域通過フィルタ１６１、増幅器１６２、ステップアッテネータ１６３、増幅器１６４、及び増幅器１６５を有する。本実施形態では、増幅器１４１、帯域通過フィルタ１４２、及び帯域通過フィルタ１４３は、通常モード又は低消費電力モードの何れかで、ＩＦ帯の送信信号を処理するＩＦ帯回路１４０を構成する。

Ｄ／Ａ変換器１２１は、送信回路１２０の変調回路（不図示）からのデジタル信号を、第２ＩＦ帯の送信信号（アナログ信号）に変換する。ローパスフィルタ１２２は、Ｄ／Ａ変換器１２１の出力に接続され、第２ＩＦ帯の送信信号の低周波数成分を減衰させる。増幅器１２３は、ローパスフィルタ１２２の出力に接続され、ローパスフィルタ１２２の出力信号を増幅する。

ミキサ１３１は、増幅器１２３及び局部発振器１３２のそれぞれの出力に接続される。ミキサ１３１は、増幅器１２３の出力信号と、局部発振器１３２が発生させた発振信号とを混合し、第２ＩＦ帯よりも高周波帯である第１ＩＦ帯の送信信号に変換する。第１ＩＦ帯の送信信号は、スイッチＳＷ１に入力される。

スイッチＳＷ１は、１つの入力と２つの出力とを有する。スイッチＳＷ１は、制御部１８０により切り換えが制御される。スイッチＳＷ１の一方の出力には、増幅器１４１が接続される。増幅器１４１には、増幅器１４１への電力の供給有無を切り替えるスイッチＳＷ３が接続されている。増幅器１４１は、スイッチＳＷ１の出力信号を増幅する。増幅器１４１は、ＩＦ帯でのＮＦ劣化を避ける為に用いられる。増幅器１４１の出力には、帯域通過フィルタ１４２が接続される。帯域通過フィルタ１４２は、第１ＩＦ帯の送信信号のうち通過帯域外の信号成分を減衰させる。本実施形態において、増幅器１４１及び帯域通過フィルタ１４２は、第１モード用ＩＦ帯回路を構成する。

スイッチＳＷ１の他方の出力には、帯域通過フィルタ１４３が接続される。帯域通過フィルタ１４３は、第１ＩＦ帯の送信信号のうち通過帯域外の信号成分を減衰させる。帯域通過フィルタ１４３は、帯域通過フィルタ１４２よりも帯域外減衰量が小さい。すなわち、帯域通過フィルタ１４３は、帯域通過フィルタ１４２よりも通過損失が小さいため、増幅器を設けなくてもＮＦの劣化を抑制できる。本実施形態において、帯域通過フィルタ１４３は、第２モード用ＩＦ帯回路を構成する。また、スイッチＳＷ１は、第１ＩＦ帯の送信信号を第１モード用ＩＦ帯回路又は第２モード用ＩＦ帯回路の何れかに入力するために用いられる。

スイッチＳＷ２は、２つの入力と１つの出力とを有する。スイッチＳＷ２は、制御部１８０により切り換えが制御される。スイッチＳＷ２の一方の入力には、帯域通過フィルタ１４２の出力が接続される。スイッチＳＷ２の他方の入力には、帯域通過フィルタ１４３の出力が接続される。すなわち、スイッチＳＷ２は、第１モード用ＩＦ帯回路又は第２モード用ＩＦ帯回路の何れかの出力信号をミキサ１５１に入力するために用いられる。

スイッチＳＷ２の出力には、ミキサ１５１が接続される。ミキサ１５１は、スイッチＳＷ２の出力信号と、局部発振器１５２が発生させた発振信号とを混合し、ＩＦ帯よりも高周波帯である無線周波数（ＲＦ）帯の送信信号に変換する。ミキサ１５１の出力には、帯域通過フィルタ１６１が接続される。

帯域通過フィルタ１６１、増幅器１６２、ステップアッテネータ１６３、増幅器１６４、及び増幅器１６５は、ＲＦ帯の送信信号を処理するＲＦ帯回路１６０を構成する。帯域通過フィルタ１６１は、ＲＦ帯の送信信号のうち通過帯域外の信号成分を減衰させる。帯域通過フィルタ１６１の出力には、増幅器１６２が接続される。増幅器１６２は、帯域通過フィルタ１６１の出力信号を増幅する。増幅器１６２の出力には、送信電力制御に用いられるステップアッテネータ１６３が接続される。ステップアッテネータ１６３は、制御部１８０の制御下で、増幅器１６２の出力信号を減衰させる。ステップアッテネータ１６３の出力には増幅器１６４が接続され、増幅器１６４の出力には増幅器１６５が接続される。増幅器１６４及び増幅器１６５のそれぞれは、ＲＦ帯の送信信号を増幅する。

このように構成された送信回路１２０に対し、制御部１８０は、通常モード時において、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２を第１モード用ＩＦ帯回路側に切り換えるとともに、スイッチＳＷ３を用いて増幅器１４１に電力を供給する。制御部１８０は、低消費電力モード時において、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２を第２モード用ＩＦ帯回路側に切り換えるとともに、スイッチＳＷ３を用いて増幅器１４１への電力の供給を停止する。

以下、送信回路１２０の動作について説明する。帯域通過フィルタ１４２及び帯域通過フィルタ１４３は、周波数帯域の制限と、帯域外の周波数成分を減衰させるが、帯域通過フィルタ１４２及び帯域通過フィルタ１４３の特性によって、送信回路１２０としての帯域外スプリアス特性・隣接チャンネル漏洩電力等が定まる。ＦＤＤ通信においては、帯域外スプリアスの特性は、規格を満足するのは当然として、デュプレクサ１１０の特性と伴わせ、受信帯域への妨害電力ともなり、受信回路１７０の受信特性にも大きな影響を与える。

制御部１８０がステップアッテネータ１６３を設定する事で送信電力が決まる。制御部１８０は、ステップアッテネータ１６３の設定値に応じて、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２及びスイッチＳＷ３を制御する。帯域外スプリアス・隣接チャンネル漏洩電力が十分に規格を満足する送信電力レベル以下にステップアッテネータ１６３を設定する場合、制御部１８０は、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２を第２モード用ＩＦ帯回路（帯域通過フィルタ１４３）側に切り替える。帯域通過フィルタ１４３は、低損失である為、ＩＦ帯でのＮＦの劣化は無く、増幅器１４１への電力供給を止める事で、消費電力が低下する。

帯域外スプリアス・隣接チャンネル漏洩電力が規格内であっても、受信帯域に妨害を与える場合が考えられる。例えば、ＬＴＥ規格では5MHz帯域の受信感度が-101.6dBm/5MHz（QPSK）と規定されている。QPSKでの所要SNRは-1.0dBである為、許容出来る雑音レベルは-100.6dBm/5MHzとなる。送信回路１２０から受信回路１７０に漏れ込む妨害レベルはこの数字以下にしなければならない。つまり、帯域外スプリアス・隣接チャンネル漏洩電力の規格を満足するというだけでは、受信回路１７０の受信特性が維持できなくなる可能性がある。そこで、制御部１８０は、ＲＳＳＩ、受信ＳＮＲ、及び、受信変調方式（所要ＳＮＲ）も考慮して、受信特性に影響の無い範囲で、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２及びスイッチＳＷ３を制御する。受信する信号の変調方式から、十分な通信品質を得られる受信ＳＮＲは判断できる。そしてＲＳＳＩ・受信ＳＮＲを測定する事で、許容される受信帯域への妨害電力が判断できる。

（２．３）送信回路のＮＦ計算例
次に、送信回路１２０におけるＮＦの計算例について説明する。ＮＦとは、増幅器等の回路要素の雑音特性を示す指標であり、入力側のＳＮＲに対して、出力側のＳＮＲがどれだけ劣化するかを示す。例えば、入力側のＳＮＲが20dBある場合に、出力側のＳＮＲが15dBに劣化したとすれば、この回路要素の雑音指数は5dBである。雑音指数Fの計算式を以下に示す。

(２)式は、雑音指数Fをデシベルで表したものである。

また、入力雑音はNi=kTBで定義され、So/Siを利得Gとすれば、(1)式は(3)で表される。また、出力雑音Noは、入力雑音Niが利得Gで増幅され、さらに内部で発生する雑音Naが加えられたものであり、(4)式で表すこともできる。

雑音指数を多段の回路素子が接続された回路構成で考えた場合、トータル雑音指数Ftotalを以下に示す。

(6)式はdBに換算したものである。

図４（ａ）は、図２に示したＤ／Ａ変換器１２１（ＤＡＣ）、ローパスフィルタ１２２（ＬＰＦ）、増幅器１２３（２ｎｄＡｍｐ）、ミキサ１３１（ＩＦＭｉｘｅｒ）、増幅器１４１（１ｓｔＩＦＡｍｐ）、帯域通過フィルタ１４２（ＩＦＦｉｌｔｅｒ１）における雑音指数を上記の式を用いて計算した例を示す図である。一方、図４（ｂ）は、図２の回路構成において、増幅器１４１（１ｓｔＩＦＡｍｐ）及び帯域通過フィルタ１４２（ＩＦＦｉｌｔｅｒ１）の接続位置を逆にした場合のＮＦ計算例を示す図である。すなわち、図４（ｂ）では、帯域通過フィルタ１４２（ＩＦＦｉｌｔｅｒ１）の出力に増幅器１４１（１ｓｔＩＦＡｍｐ）が接続された場合を想定している。図４（ａ）及び図４（ｂ）から、図２の回路構成は、ＮＦが優れていることが分かる。

（３）無線通信端末の動作
図５は、無線通信端末１００の動作を示すフローチャートである。

ステップＳ１００において、受信回路１７０は、無線基地局２００から送信された送信電力制御指示を受信する。送信電力制御指示は、例えば、送信電力を所定レベルだけ上げる又は下げる旨の指示である。ステップＳ１０１において、制御部１８０は、受信回路１７０が受信した送信電力制御指示に応じて、送信電力レベルを決定する。

ステップＳ１０２において、制御部１８０は、ステップＳ１００において決定した送信電力レベルが、送信電力レベル閾値以下であるか否かを判定する。送信電力レベルが送信電力レベル閾値以下である場合、処理がステップＳ１０３に進む。一方、送信電力レベルが送信電力レベル閾値を上回る場合、処理がステップＳ１１４に進む。ステップＳ１１４において、制御部１８０は、ＩＦ帯回路１４０を通常モードに設定する。そして、ステップＳ１１４において、制御部１８０は、ステップＳ１００において決定した送信電力レベルに従ってステップアッテネータ１６３を設定する。

ステップＳ１０３において、制御部１８０は、受信回路１７０におけるＲＳＳＩを検知する。ステップＳ１０４において、制御部１８０は、ＲＳＳＩがＲＳＳＩ閾値を上回るか否かを判定する。ＲＳＳＩがＲＳＳＩ閾値を上回る場合、処理がステップＳ１１２に進む。一方、ＲＳＳＩがＲＳＳＩ閾値以下である場合、処理がステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５において、制御部１８０は、下り通信において使用中の変調方式である受信変調方式を検知する。ステップＳ１０６において、制御部１８０は、受信変調方式に対応する所要ＳＮＲである受信所要ＳＮＲを検知する。

ステップＳ１０７において、制御部１８０は、受信ＳＮＲを検知するとともに、受信ＳＮＲが受信所要ＳＮＲを満たすか否かを判定する。受信ＳＮＲが受信所要ＳＮＲを満たす場合、すなわち、受信ＳＮＲが受信所要ＳＮＲを上回る場合、処理がステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８において、制御部１８０は、ＩＦ帯回路１４０を低消費電力モードに設定する。そして、ステップＳ１０９において、制御部１８０は、ステップＳ１００において決定した送信電力レベルに従ってステップアッテネータ１６３を設定する。

一方、ステップＳ１０７において、受信ＳＮＲが受信所要ＳＮＲを満たさない場合、すなわち、受信ＳＮＲが受信所要ＳＮＲを下回る場合、処理がステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０において、制御部１８０は、ＩＦ帯回路１４０を通常モードに設定する。そして、ステップＳ１１１において、制御部１８０は、ステップＳ１００において決定した送信電力レベルに従ってステップアッテネータ１６３を設定する。

ステップＳ１１６において、送信回路１２０は、送信信号を送信する。なお、図５に示す動作フローは、所定の時間間隔で繰り返し実行される。

（４）効果
無線通信端末１００によれば、制御部１８０は、受信ＳＮＲが所要ＳＮＲを満たす場合に、ＩＦ帯回路１４０を低消費電力モードで動作させる。低消費電力モードは通常モードよりも消費電力が小さいため、送信回路１２０の消費電力を削減できる。制御部１８０は、受信ＳＮＲが所要ＳＮＲを満たさない場合に、ＩＦ帯回路１４０を通常モードで動作させる。通常モードは低消費電力モードよりも帯域外減衰量が大きいため、受信帯域内に漏れ込む送信信号の電力を低減でき、受信回路１７０の受信特性の劣化を抑制できる。

本実施形態では、制御部１８０は、送信電力レベルが、予め定められた送信電力レベル閾値を上回る場合に、ＩＦ帯回路１４０を通常モードで動作させる。送信電力レベルが送信電力レベル閾値を上回ることは、帯域外スプリアス特性・隣接チャンネル漏洩電力が規格外であることを意味している。このような場合には、ＩＦ帯回路１４０を通常モードで動作させることで、帯域外スプリアス特性・隣接チャンネル漏洩電力を規格内に収めることができる。

本実施形態では、制御部１８０は、ＲＳＳＩがＲＳＳＩ閾値を上回る場合、ＩＦ帯回路１４０を低消費電力モードで動作させる。ＲＳＳＩがＲＳＳＩ閾値を上回る場合、すなわちＲＳＳＩが高い場合は、受信帯域内に漏れ込む送信信号の影響を無視できるため、ＩＦ帯回路１４０を低消費電力モードで動作させることで、送信回路１２０の消費電力を削減できる。

本実施形態では、第１モード用ＩＦ帯回路は、増幅器１４１と、増幅器１４１の出力側に接続された帯域通過フィルタ１４２とを有する。このように、帯域通過フィルタ１４２を増幅器１４１の出力側に接続することによって、帯域通過フィルタ１４２を増幅器１４１の入力側に接続する場合と比較して、ＮＦを改善できる。

（５）その他の実施形態
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

例えば、上述した実施形態では、送信回路１２０が、ＩＦ帯を２つ含むダブルスーパーヘテロダイン方式に従った構成を有していたが、ＩＦ帯を１つのみ含むスーパーヘテロダイン方式としてもよい。

上述した実施形態では、受信帯域内に漏れ込む送信信号の電力が反映された受信品質レベルとして受信ＳＮＲが用いられていたが、受信ＳＮＲに限らず、受信誤り率（ビット誤り率やブロック誤り率）などを用いてもよい。

このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。

ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３…スイッチ、１０…無線通信システム、１００…無線通信端末、１０１…アンテナ、１１０…デュプレクサ、１１１，１１２，１４２，１４３…帯域通過フィルタ、１２０…送信回路、１２１…Ｄ／Ａ変換器、１２２…ローパスフィルタ、１２３…増幅器、１３１，１５１…ミキサ、１３２，１５２…局部発振器、１４０…ＩＦ帯回路、１４１…増幅器、１６０…ＲＦ帯回路、１６１…帯域通過フィルタ、１６２，１６４，１６５…増幅器、１６３…ステップアッテネータ、１７０…受信回路、１８０…制御部、１９０…記憶部、２００…無線基地局

Claims

アンテナに接続され、送信帯域外の送信信号を減衰させ、前記送信帯域と周波数帯が異なる受信帯域外の受信信号を減衰させるデュプレクサと、
前記デュプレクサを介して前記送信信号を送信する送信回路と、
前記デュプレクサを介して前記受信信号を受信する受信回路と
を有する無線通信端末であって、
前記送信回路から前記デュプレクサを介して前記受信回路が受信する前記送信信号の電力が反映された受信品質レベルを検知し、前記受信品質レベルに基づいて前記送信回路を制御する制御部を備え、
前記送信回路は、第１モード、又は、前記第１モードよりも消費電力と帯域外減衰量とが小さい第２モードの何れかで、中間周波数帯の前記送信信号を処理する中間周波数帯回路を含み、
前記制御部は、
前記受信品質レベルが、前記受信回路の受信特性を維持できる所定条件を満たす場合に、前記中間周波数帯回路を前記第２モードで動作させ、
前記受信品質レベルが前記所定条件を満たさない場合に、前記中間周波数帯回路を前記第１モードで動作させる無線通信端末。
前記制御部は、
前記送信信号の電力を示す送信電力レベルをさらに検知し、
前記送信電力レベルが、予め定められた送信電力レベル閾値を下回り、且つ、前記受信品質レベルが前記所定条件を満たす場合に、前記中間周波数帯回路を前記第２モードで動作させ、
前記送信電力レベルが前記送信電力レベル閾値を下回り、且つ、前記受信品質レベルが前記所定条件を満たさない場合に、前記中間周波数帯回路を前記第１モードで動作させる請求項１に記載の無線通信端末。
前記制御部は、
前記受信回路が受信する前記受信信号の電力を示す受信電力レベルをさらに検知し、
前記受信電力レベルが、予め定められた受信電力レベル閾値を上回る場合には、前記受信品質レベルが前記所定条件を満たさない場合であっても、前記中間周波数帯回路を前記第２モードで動作させる請求項１に記載の無線通信端末。
前記制御部は、
前記受信電力レベルが前記受信電力レベル閾値を下回り、且つ、前記受信品質レベルが前記所定条件を満たす場合に、前記中間周波数帯回路を前記第２モードで動作させ、
前記受信電力レベルが前記受信電力レベル閾値を下回り、且つ、前記受信品質レベルが前記所定条件を満たさない場合に、前記中間周波数帯回路を前記第１モードで動作させる請求項３に記載の無線通信端末。
前記受信回路は、適応変調に従った変調方式で変調された前記受信信号を受信し、
前記制御部は、
前記変調方式に要求される所要受信品質レベルをさらに検知し、
前記受信品質レベルが前記所要受信品質レベルを上回る場合に、前記中間周波数帯回路を前記第２モードで動作させ、
前記受信品質レベルが前記所要受信品質レベルを下回る場合に、前記中間周波数帯回路を前記第１モードで動作させる請求項１に記載の無線通信端末。
前記送信回路は、前記中間周波数帯から無線周波数帯への変換を行うためのミキサを含み、
前記中間周波数帯回路は、
電力の供給有無を切り替える電力供給スイッチが接続された増幅器と、前記増幅器の出力に接続された第１帯域通過フィルタとを有する第１モード用中間周波数帯回路と、
前記第１帯域通過フィルタよりも帯域外減衰量が小さい第２帯域通過フィルタにより構成される第２モード用中間周波数帯回路と、
前記中間周波数帯の前記送信信号を前記第１モード用中間周波数帯回路又は前記第２モード用中間周波数帯回路の何れかに入力する第１スイッチと、
前記第１モード用中間周波数帯回路又は前記第２モード用中間周波数帯回路の何れかの出力信号を前記ミキサに入力する第２スイッチと
を備え、
前記制御部は、
前記第１モード時において、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを前記第１モード用中間周波数帯回路側に切り換えるとともに、前記電力供給スイッチを用いて前記増幅器に電力を供給し、
前記第２モード時において、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを前記第２モード用中間周波数帯回路側に切り換えるとともに、前記電力供給スイッチを用いて前記増幅器への電力の供給を停止する請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の無線通信端末。
前記送信回路は、直交周波数分割多元接続方式、又は、シングルキャリア周波数分割多元接続方式に従った前記送信信号を送信する請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の無線通信端末。
周波数分割複信方式が採用された無線通信システムにおいて用いられる、スーパーヘテロダイン方式又はダブルスーパーヘテロダイン方式の送信回路であって、
電力の供給有無を切り替える電力供給スイッチが接続された増幅器と、前記増幅器の出力に接続された第１帯域通過フィルタとを有する第１モード用中間周波数帯回路と、
前記第１帯域通過フィルタよりも帯域外減衰量が小さい第２帯域通過フィルタにより構成される第２モード用中間周波数帯回路と、
中間周波数帯の送信信号を前記第１モード用中間周波数帯回路又は前記第２モード用中間周波数帯回路の何れかに入力する第１スイッチと、
前記中間周波数帯から無線周波数帯への変換を行うためのミキサと、
前記第１モード用中間周波数帯回路又は前記第２モード用中間周波数帯回路の何れかの出力信号を前記ミキサに入力する第２スイッチと
を備え、
デュプレクサを介して受信回路が受信する前記送信回路からの送信信号の電力が反映された受信品質レベルが、前記受信回路の受信特性を維持できる所定条件を満たす場合に、前記第２モード用中間周波数帯回路側に前記第１スイッチ及び前記第２スイッチが切り替えられ、
前記受信品質レベルが前記所定条件を満たさない場合に、前記第１モード用中間周波数帯回路側に前記第１スイッチ及び前記第２スイッチが切り替えられる送信回路。
アンテナに接続され、送信帯域外の送信信号を減衰させ、前記送信帯域と周波数帯が異なる受信帯域外の受信信号を減衰させるデュプレクサと、
前記デュプレクサを介して前記送信信号を送信する送信回路と、
前記デュプレクサを介して前記受信信号を受信する受信回路と
を有し、
前記送信回路は、第１モード、又は、前記第１モードよりも消費電力と帯域外減衰量とが小さい第２モードの何れかで、中間周波数帯の前記送信信号を処理する中間周波数帯回路を含む無線通信端末に用いられる送信制御方法であって、
前記送信回路から前記デュプレクサを介して前記受信帯域内に漏れ込み、前記受信回路が受信する前記送信信号の電力が反映された受信品質レベルを検知するステップと、
前記受信品質レベルが、前記受信回路の受信特性を維持できる所定条件を満たす場合に、前記中間周波数帯回路を前記第２モードで動作させるステップと、
前記受信品質レベルが前記所定条件を満たさない場合に、前記中間周波数帯回路を前記第１モードで動作させるステップと
を含む送信制御方法。