JP6212629B2

JP6212629B2 - 通信回路、及び、通信基地局

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Inventors: 武志和田; 宏貴柏木; 正盛徳田
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Description

本発明は、全二重通信を行う通信回路、及び、そのような通信回路と全二重通信を行う通信基地局に関する。

従来、携帯電話やスマートフォンなどの携帯端末間の無線通信方式として全二重通信（Full Duplex）が広く採用されている。また、全二重通信の方式としては、例えば、ＦＤＤ（周波数分割複信：Frequency Division Duplex）方式、及び、ＴＤＤ（時間分割複信：Time Division Duplex）方式などを挙げることができる。

下掲の特許文献１には、ＴＤＤ方式とＦＤＤ方式とに共用するデュアルモードの無線装置のモード切替に関する技術が開示されている。

日本国公開特許公報「特開２００２−１５２０７９号公報（２００２年５月２４日公開）」

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、無線装置の備えるアンテナ共用器及び通過フィルタにおいて通過させる周波数帯域が固定されているため、送受信されるデータ量が多い場合には、チャンネル（周波数帯域）の仕様頻度が高くなってしまう（換言すれば、通信に使用する周波数帯域における帯域占有率が高くなってしまう）。このため、特許文献１に記載の技術では、通信効率の低下を招いてしまうという問題がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、複数の異なる通信方式で通信可能な通信回路において、通信効率の低下を抑えるための技術を提供することにある。

本発明の一態様に係る通信回路は、上記の課題を解決するために、通信基地局と全二重通信を行う通信回路であって、上記通信基地局へ送信する送信信号を生成する送信部と、上記通信基地局から受信する受信信号を処理する受信部と、上記通信基地局との全二重通信の通信方式を切り替える切替部と、上記通信基地局における、上記送信信号および上記受信信号の周波数帯域が異なる第１通信方式による通信状況、及び、上記送信信号および上記受信信号の周波数帯域が一致する第２通信方式による通信状況の少なくとも一方を判定する判定部と、を備え、上記切替部は、上記判定部による判定結果に応じて、上記全二重通信の通信方式を、上記第１通信方式と上記第２通信方式との間で切り替える、ことを特徴としている。

本発明の一態様に係る通信基地局は、上記の課題を解決するために、複数の通信端末と複数の通信方式により全二重通信を行う通信基地局であって、上記通信端末へ送信信号を送信すると共に上記通信端末から受信信号を受信する回路部と、当該通信基地局における、上記送信信号および上記受信信号の周波数帯域が異なる第１通信方式による通信状況、及び、上記送信信号および上記受信信号の周波数帯域が一致する第２通信方式による通信状況を判定する判定部と、上記判定部による判定結果に応じて、上記第１通信方式により全二重通信を行っている複数の通信端末のうち一部の通信端末との通信方法を上記第２通信方式に切り替える、又は、上記第２通信方式により全二重通信を行っている複数の通信端末のうち一部の通信端末との通信方式を上記第１通信方式に切り替える制御部と、を備えている、ことを特徴としている。

本発明の一態様に係る通信基地局は、上記の課題を解決するために、複数の通信端末と複数の通信方式により全二重通信を行う通信基地局であって、上記通信端末へ送信信号を送信すると共に上記通信端末から受信信号を受信する回路部と、当該通信基地局における、上記送信信号および上記受信信号の周波数帯域が異なる第１通信方式による通信状況、及び、上記送信信号および上記受信信号の周波数帯域が一致する第２通信方式による通信状況を判定する判定部と、上記判定部による判定結果に応じて、上記第１通信方式において使用される周波数帯域を拡張すると共に上記第２通信方式において使用される周波数帯域を減縮する、又は、上記第１通信方式において使用される周波数帯域を減縮すると共に上記第２通信方式において使用される周波数帯域を拡張する制御部と、を備えている、ことを特徴としている。

本発明の一態様によれば、通信効率の低下を抑えることができる。

本発明の一実施形態に係る通信回路の要部構成を示す回路図である。本発明の一実施形態に係る通信システムの概要を示す模式図である。本発明の一実施形態に係る通信回路においてＦＤＤ方式およびＴＤＤ方式の無線通信を行う場合の、送信周波数帯域及び受信周波数帯域の一例を模式的に示す図である。本発明の一実施形態に係る通信回路における回線確認処理の流れを示すフローチャートである。本発明の他の実施形態に係る基地局の要部構成を示すブロック図である。本発明の他の実施形態に係る基地局においてＦＤＤ方式およびＴＤＤ方式の無線通信を行う場合の、送信周波数帯域及び受信周波数帯域の一例を模式的に示す図である。本発明の他の実施形態に係る基地局における通信帯域変更処理の流れを示すフローチャートである。本発明の更に他の実施形態に係る基地局における通信方式切替処理の流れを示すフローチャートである。

＜実施形態１＞
本発明に係る通信回路の一実施形態について、図１から図４を参照して説明する。但し、この実施形態に記載されている構成は、特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

まず、図２を参照して本実施形態に係る通信システム１について説明する。図２は、本実施形態に係る通信システム１の概要を示す模式図である。本実施形態に係る通信システム１は、図２に示すように、通信回路１００を備える携帯端末１０、及び、基地局（通信基地局）２０を含んで構成されている。また、基地局２０は、図２に示すように、携帯端末１０を含む複数の通信端末と同時に、複数の通信方式により無線通信を行うことができる。なお、本実施形態に係る通信端末としては、例えば、携帯電話（携帯端末１０）、スマートフォン、ＰＨＳなどの移動体通信装置を挙げることができるが、特に限定されるものではない。

〔通信方式の概要〕
ここで、本実施形態に係る携帯端末１０の備える通信回路１００の通信方式の概要について説明する。本実施形態に係る通信回路１００は、基地局２０との間で無線通信を行う。通信回路１００は、全二重通信（Full Duplex）による無線通信（以降、単に「無線通信」とも記載する）を行うことができる。また、全二重通信の方式として、ＦＤＤ（周波数分割複信：Frequency Division Duplex）方式（第１通信方式）、及び、ＴＤＤ（時間分割複信：Time Division Duplex）方式（第２通信方式）を採用している。そして、通信回路１００は、ＴＤＤ方式とＦＤＤ方式とを適宜切り替えて通信を行うことができる。

ここで、ＦＤＤ方式とは、送信信号および受信信号の有する周波数の属する周波数帯域を異ならせることにより、全二重通信を実現する方式である。また、ＴＤＤ方式とは、送信信号および受信信号の有する周波数の属する周波数帯域は同じであって、送信と受信とを時間ごとに切り替えて全二重通信を実現する方式である。また、以降では、無線通信において利用される周波数帯域のうち、送信に利用される周波数帯域を「送信周波数帯域」とも記載し、受信に利用される周波数帯域を「受信周波数帯域」とも記載する。

〔通信回路の構成〕
次に、本実施形態に係る通信回路１００の構成の概要について、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る通信回路１００の要部構成を示す回路図である。図１に示すように、本実施形態に係る通信回路１００は、アンテナ１０１、サーキュレータ１０２、送信フィルタ（第１フィルタ）１０３、受信フィルタ（第２フィルタ）１０４、送信信号増幅器１０５、受信信号増幅器１０６、送信部１０７、受信部１０８、及び、ホスト部１２０を備えている。本実施形態に係る通信回路１００は、これらの構成を備えることにより、基地局２０の通信状況に応じて基地局２０との間の通信方式を切り替えることができる。

図１に示すように、通信回路１００において、サーキュレータ１０２の端子Ｂはアンテナ１０１に接続され、端子Ａは送信フィルタ１０３の出力端子ａに接続され、端子Ｃは受信フィルタ１０４の第１入力端子ｃに接続されている。また、送信信号増幅器１０５の出力端子は送信フィルタ１０３の入力端子ｂに接続されている。送信信号増幅器１０５の入力端子は送信部１０７に接続されている。受信信号増幅器１０６の入力端子は受信フィルタ１０４の出力端子ｄに接続されている。受信信号増幅器１０６の出力端子は受信部１０８に接続されている。また、受信フィルタ１０４の第２入力端子ｅはホスト部１２０に接続されている。なお、受信フィルタ１０４の第２入力端子には、ホスト部１２０から制御信号が入力される。

通信回路１００を備えた通信装置は、ＴＤＤ方式又はＦＤＤ方式により、外部（他の通信装置）と無線通信を行う。本明細書では、外部から受信した信号を「受信信号」とも記載し、外部に送信する信号を「送信信号」とも記載する。

サーキュレータ１０２は、各端子に入力された信号を一方向（本実施形態では、図１に示す矢印方向（反時計回り方向））にのみ通過させる素子である。具体的には、サーキュレータ１０２の端子Ａに入力される信号は端子Ｂから出力され、端子Ｂに入力される信号は端子Ｃから出力され、端子Ｃに入力される信号は端子Ａから出力される。この構成により、サーキュレータ１０２は、送信フィルタ１０３から端子Ａを介して入力された送信信号を、端子Ｂを介してアンテナ１０１へ出力する。そして、サーキュレータ１０２は、アンテナ１０１から端子Ｂを介して入力された受信信号を、端子Ｃを介して受信フィルタ１０４へ出力する。

送信フィルタ１０３及び受信フィルタ１０４は、所定の周波数帯域以外の周波数成分を減衰させ、所定の周波数帯域の周波数成分のみを選択的に通過させる（本明細書において、「濾波」とも記載する）いわゆる帯域通過型フィルタである。送信フィルタ１０３及び受信フィルタ１０４は、例えば、バンドパスフィルタ、又は、ハイパスフィルタとローパスフィルタとの組み合わせなどによって構成することができるが、本発明では特に限定されない。送信フィルタ１０３は送信周波数帯域の周波数成分を濾波し、受信フィルタ１０４は受信周波数帯域の周波数成分を濾波する。なお、本実施形態では、受信フィルタ１０４は可変であり、当該受信フィルタ１０４において濾波する周波数帯域の変更（切り替え）は、ホスト部１２０の備える制御部１１１（後述する）から入力される制御信号により制御される。

なお、本明細書において、可変フィルタとは、濾波する周波数帯域を変更可能なフィルタを意味する。周波数帯域の変更の様式としては、例えば、（ｉ）濾波する周波数帯域（通過帯域）の帯域幅を変えずに、通過帯域の中心周波数を変化させるものであってもよいし、（ｉｉ）通過帯域の帯域幅を変化させるものであってもよいし、（ｉｉｉ）通過帯域の中心周波数および帯域幅の両方を変化させるものであってもよい。なお、本実施形態においては、送信フィルタ１０３も可変フィルタであってもよい。

送信信号増幅器１０５は、送信信号を増幅する増幅回路であり、受信信号増幅器１０６は、受信信号を増幅する増幅回路である。送信信号増幅器１０５及び受信信号増幅器１０６は、例えば、オペアンプなどによって構成できるが、本発明はこれに限定されない。送信部１０７は、通信回路１００の外部に送信する送信信号を生成する送信回路である。受信部１０８は、通信回路１００の外部から受信した受信信号を処理する受信回路である。

ホスト部１２０は、通信回路１００における通信に関する処理を統合的に制御する制御手段である。また、ホスト部１２０は、図１に示すように、検知部１０９、判定部１１０、及び、制御部（切替部）１１１を備えている。

検知部１０９は、通信回路１００から基地局２０への発呼に対する応答を受け付けたことを検知する。判定部１１０は、検知部１０９による検知結果に応じて、基地局２０における通信状況を判定する。本実施形態では、基地局２０における通信状況とは、当該携帯端末１０と基地局２０との間で無線通信を行うための無線通信用回線（以降、単に回線とも記載する）が混雑しているか否かを指す。判定部１１０は、具体的には、通信回路１００から基地局２０へ発呼した際に、検知部１０９により発呼に対する応答が検知された場合に回線が混雑していない（通信がビジーでない）と判定し、応答が検知されない場合に回線が混雑している（通信がビジーである）と判定する。なお、検知部１０９は、本実施形態においては、基地局２０からの応答として、例えば、リングバック・トーン（いわゆる、呼出音）を検知する。

制御部１１１は、判定部１１０による判定結果に応じて、通信回路１００と基地局２０との間で行う通信の通信方式を切り替える。このとき、制御部１１１は、受信フィルタ１０４において濾波される周波数帯域を制御する制御信号により、受信フィルタ１０４を制御する。具体的には、制御部１１１は、判定部１１０による判定結果が「回線が混雑していない」ことを示す場合、通信方式を切り替えずに現在の通信方式を維持する。また、制御部１１１は、判定部１１０による判定結果が「回線が混雑している」ことを示す場合、通信方式を切り替える。なお、制御部１１１は、通信方式を切り替える場合、受信フィルタ１０４において濾波する周波数帯域を変更する制御信号を受信フィルタ１０４に出力する。

具体的には、制御部１１１は、通信方式をＴＤＤ方式からＦＤＤ方式に切り替える場合に、送信フィルタ１０３および受信フィルタ１０４の濾波する周波数帯域を異ならせるよう、受信フィルタ１０４の濾波する周波数帯域を制御する。また、制御部１１１は、通信方式をＦＤＤ方式からＴＤＤ方式に切り替える場合に、送信フィルタ１０３および受信フィルタ１０４の濾波する周波数帯域の少なくとも一部を重複させるように、受信フィルタ１０４の濾波する周波数帯域を制御する。

なお、送信部１０７、受信部１０８、及び、ホスト部１２０の備える各部は、例えば、集積回路（ＩＣ：Integrated Circuit）、又は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などにより実現されていてもよいが、本発明では特に限定されない。

〔通信回路の動作〕
次に、各々の通信方式（ＴＤＤ方式およびＦＤＤ方式）における通信回路１００の動作について、図３を参照して簡単に説明する。図３は、本実施形態に係る通信回路１００においてＦＤＤ方式およびＴＤＤ方式の無線通信を行う場合の、送信周波数帯域及び受信周波数帯域の一例を模式的に示す図である。

図３（ａ）に示すように、本実施形態に係る通信回路１００においては、送信フィルタ１０３が濾波する送信周波数帯域はｆ１（例えば、１９２０ＭＨｚ）〜ｆ６（例えば、２０２５ＭＨｚ）であり、ＦＤＤ方式の無線通信を行う場合に使用される送信周波数帯域ｆ１〜ｆ２（例えば、１９８０ＭＨｚ）（ＦＤＤＴＸ）と、ＴＤＤ方式の無線通信を行う場合に使用される送信周波数帯域ｆ５（例えば、２０１０ＭＨｚ）〜ｆ６（ＴＤＤＴＲＸ）とを含んでいる。つまり、送信フィルタ１０３の濾波する周波数帯域には、ＦＤＤ方式の無線通信を行う場合に送信信号に使用される送信周波数帯域と、ＴＤＤ方式の無線通信を行う場合に送信信号に使用される送信周波数帯域とが含まれている。また、通信回路１００がＦＤＤ方式の無線通信を行う場合に受信フィルタ１０４が濾波する受信周波数帯域は、ｆ３（例えば、２１１０ＭＨｚ）〜ｆ４（例えば、２１７０ＭＨｚ）（ＦＤＤＲＸ）である。なお、本明細書に記載の周波数帯域の具体的な数値は、説明の明確化のための一例であって、これらに限定されるものではない。

そして、通信回路１００においてＴＤＤ方式の無線通信が行われる場合、制御部１１１は、受信フィルタ１０４の濾波する受信周波数帯域が図３（ｂ）に示すようにｆ５〜ｆ６となるよう、受信フィルタ１０４を制御する。換言すれば、制御部１１１は、ＴＤＤ方式の無線通信を行う場合に、受信フィルタ１０４の濾波する受信周波数帯域を、ＴＤＤ方式の無線通信を行う場合に送信フィルタ１０３の濾波する送信周波数帯域に重複（一致）させる。

つまり、通信回路１００における無線通信方式がＦＤＤ方式からＴＤＤ方式に切り替えられる場合、受信フィルタ１０４の濾波する受信周波数帯域は、制御部１１１により図３（ｂ）に示すようにｆ５〜ｆ６に変更される（切り替えられる）。そして、ＴＤＤ方式からＦＤＤ方式に切り替えられる場合には、受信フィルタ１０４の濾波する受信周波数帯域は、制御部１１１により図３（ａ）に示すようにｆ３〜ｆ４に変更されることになる。

（回線確認処理）
次に、本実施形態に係る通信回路１００における回線確認処理について、図４を参照して説明する。図４は、本実施形態に係る通信回路１００における回線確認処理の流れを示すフローチャートである。ここで、回線確認処理とは、通信回路１００において、基地局２０と通信を行う回線の状態に応じて通信方式を切り替える処理である。なお、本実施形態では、回線確認処理は、実際に他の端末装置と通信を行う際の処理とは独立したものとして実行される場合を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではなく、他の端末装置と通信を行うための発呼に先駆けて実行されてもよい。

図４に示すように、当該通信回路１００を備える携帯端末１０のユーザにより行われる発呼先（他の端末装置など）の指定を受け付けると（ステップＳ１０１）、判定部１１０は、発呼から検知部１０９による応答の検知の有無を判定するまでの判定期間を設定する（ステップＳ１０２）。なお、判定部１１０は、判定期間を予め設定されている期間に設定してもよいし、携帯端末１０が発呼する都度適宜設定してもよい。判定期間が設定されると、携帯端末１０は、発呼処理を実行する（ステップＳ１０３）。ここで、指定を受け付ける発呼先は通常の電話をかける相手（例えば、友人など）ではなく、回線の混雑状況を確認するための発呼先である。例えば、後述するようなコールセンターや自宅など、発呼に対してすぐに応答しない（換言すれば、発呼に応じてすぐに通話が開始されず、呼出の状態の期間（以降、呼出期間とも記載する）がある程度継続される）発呼先が好ましい。

発呼処理が実行されると、判定部１１０は、設定した判定期間が経過したか否かを判定し（ステップＳ１０４）、判定期間が経過していない場合には（ステップＳ１０４においてＮＯ）、検知部１０９により応答が検知されたか否かを判定する（ステップＳ１０５）。検知部１０９により応答が検知されない場合には（ステップＳ１０５においてＮＯ）、判定部１１０は、検知部１０９により応答が検知されるまで、又は判定期間が経過するまで、ステップＳ１０４〜Ｓ１０５の処理を繰り返す。

判定期間が経過した場合（ステップＳ１０４においてＹＥＳ）、携帯端末１０は、発呼処理を停止する（ステップＳ１０６）。また、ホスト部１２０は、ステップＳ１０２〜Ｓ１０６の処理による回線の確認が２回実行されているかを判定する（ステップＳ１０７）。回線の確認が２回実行されていない場合には（ステップＳ１０７においてＮＯ）、通信回路１００は、ステップＳ１０２〜Ｓ１０６の処理を再び繰り返す。

２回の回線の確認において基地局２０からの応答が検知されない場合（ステップＳ１０７においてＹＥＳ）、制御部１１１は通信方式を（ＦＤＤ方式からＴＤＤ方式に、又は、ＴＤＤ方式からＦＤＤ方式に）切り替える（ステップＳ１０８）。通信回路１００は、これにより回線確認処理を終了する。

１回目又は２回目の回線の確認において検知部１０９により応答が検知された場合には（ステップＳ１０５においてＹＥＳ）、携帯端末１０は発呼処理を停止し（ステップＳ１０９）する。そして、通信回路１００は、制御部１１１による通信方式の切り替えを行うことなく回線確認処理を終了する。

なお、本実施形態に係る通信回路１００は、回線確認処理により通信方式を切り替えた場合には、切り替えた後の通信方式により、同様に回線確認処理（回線の確認）を行ってもよい。通信回路１００は、これにより、ＴＤＤ方式及びＦＤＤ方式の双方の方式で回線の確認を行うことができる。また、この場合には、一方の通信方式での回線の確認を行った後、ある程度の期間をおいてから切り替えられた通信方式での回線の確認を行うことが好ましい。なお、ステップＳ１０１において、ユーザから発呼先の指定を受け付ける代わりに、回線を確認するための発呼先を予め登録しておいてもよい。予め登録しておく発呼先としては、上述のように、発呼に応じて通話が開始される前にリングバック・トーンによる呼出期間がある程度継続される発呼先が好ましく、例えば、コールセンターなどの自動応答される電話番号、並びに、自宅の留守番電話などを挙げることができる。

また、本実施形態では、通信回路１００が、携帯端末１０において音声通話を行う際に回線確認処理が実行される構成を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、通信回路１００は、携帯端末１０においてメール及びブラウジングなどの非音声通信が行われる際に回線確認処理を行うことにより、ＩＰ接続通信網の回線の確認を行ってもよい。このような場合であっても、通信回路１００は、上述した回線確認処理と同様にしてＩＰ接続通信網の回線の確認が可能である。たとえば、ＩＰ接続の場合には、回線確認処理におけるステップＳ１１０１の発呼先（接続先）として例えば所望のポータルサイトを設定し、定期的に接続可能で有るかを判別すればよい。なお、所望のポータルサイトは、適宜変更可能であってもよい。

＜実施形態２＞
次に、本実施形態に係る基地局２０について図５から図７を参照して説明する。まず、図５を参照して本実施形態に係る基地局２０の構成の概要について説明する。図５は、本実施形態に係る基地局２０の要部構成を示すブロック図である。

〔基地局の構成〕
図５に示すように、本実施形態に係る基地局２０は、通信回路部（回路部）２１０、制御部（通知部）２２０、及び、記憶部２３０を備えている。また、通信回路部２１０は、フィルタ部２１１を備え、制御部２２０は、端末数登録部２２１、混雑判定部（判定部）２２２及び通信制御部（制御部）２２３を備え、記憶部２３０は、通信可能端末数記憶部２３１及び登録端末数記憶部２３２を各々備えている。

通信回路部２１０は、複数の通信端末（携帯端末１０を含む）の各々とＴＤＤ方式及びＦＤＤ方式の何れかにより無線通信を行うための通信回路である。また、フィルタ部２１１は、ＴＤＤ方式及びＦＤＤ方式において使用される送信信号及び受信信号を濾波するいわゆる帯域通過型フィルタを備えるフィルタ回路である。本実施形態では、フィルタ部の備えるフィルタのうち、送信信号の濾波に使用されるフィルタを送信フィルタ、受信信号の濾波に使用されるフィルタを受信フィルタとも記載する。

本実施形態では、フィルタ部２１１は、ＴＤＤ方式の無線通信において使用される送信フィルタ及び受信フィルタ、並びに、ＦＤＤ方式の無線通信において使用される送信フィルタ及び受信フィルタを各々備えている構成を例に挙げて説明するが、送信フィルタ及び受信フィルタは各方式の無線通信において共通のフィルタが使用される構成であってもよく、特に限定されるものではない。なお、本実施形態では、フィルタ部２１１の備える送信フィルタ及び受信フィルタは、可変フィルタである。また、通信回路部２１０には、ＴＤＤ方式において使用される通信回路とＦＤＤ方式において使用される通信回路とが個別に含まれていてもよいし、共通に使用される通信回路が含まれていてもよいし、特に限定されるものではない。

制御部２２０は、基地局２０における通信端末との間の通信を総括的に制御する。また、制御部２２０は、後述する回線確認処理において通信制御部２２３により全二重通信の通信方法が制御された場合に、その制御内容を当該基地局２０と無線通信を行っている通信端末のうちの少なくとも一部の通信端末に対して通知する。

制御部２２０の備える端末数登録部２２１は、通信を行っている（通信中の）通信端末の総数を、後述する記憶部２３０の登録端末数記憶部２３２に登録して管理する。具体的には、当該基地局２０と或る１台の通信端末との通信が開始されると、端末数登録部２２１は、登録端末数記憶部２３２において管理されている通信中の端末装置の数を「１」増加させ、或る通信端末との通信が終了すると、登録端末数記憶部２３２において管理されている通信中の端末装置の数を「１」減少させる。なお、通信中の通信端末の数の管理は、特に限定されるものではなく、例えば、通信中の通信端末を示す端末ＩＤなどを登録端末数記憶部２３２に登録することによって管理することもできる。また、１台の通信端末が複数の回線(周波数帯域)を使用するような場合には、端末数登録部２２１は、当該１台の通信端末が使用する回線の数を通信中の端末装置の数とみなすことにより、当該１台の通信端末が使用する回線の数に応じて通信中の端末装置の数を増減すればよい。

混雑判定部２２２は、基地局２０における通信状況（つまり、回線が混雑しているか否か）を判定する。具体的には、混雑判定部２２２は、基地局２０が同時に通信可能な通信端末の数（通信可能端末数）と、通信中の通信端末の数とを比較して、回線が混雑しているかを判定する。例えば、混雑判定部２２２は、通信可能端末数に対する通信中の端末の数の割合が所定の割合以上である場合に回線が混雑していると判定し、所定の割合未満である場合に回線が混雑していないと判定する。なお、混雑判定部２２２における通信状況の判定方法は、これに限定されるものではない。また、混雑判定部２２２は、ＴＤＤ方式の通信を行う回線、及び、ＦＤＤ方式の無線通信を行う回線の双方の回線の通信状況を各々判定する。

通信制御部２２３は、混雑判定部２２２の判定結果に応じて通信回路部２１０及びフィルタ部２１１を制御することにより、通信端末との間で行われる無線通信の各通信方式において使用される周波数帯域の帯域幅を変更（拡張及び縮減）する。なお、通信制御部２２３によるフィルタ部２１１の制御については、図６を参照して後述する。

〔基地局の動作〕
次に、各通信方式（ＴＤＤ方式およびＦＤＤ方式）における基地局２０の動作（より具体的には、基地局２０の備える通信制御部２２３及びフィルタ部２１１の動作）について、図６を参照して簡単に説明する。図６は、本実施形態に係る基地局２０においてＦＤＤ方式およびＴＤＤ方式の無線通信を行う場合の、送信周波数帯域及び受信周波数帯域の一例を模式的に示す図である。

図６（ａ）に示すように、本実施形態に係る基地局２０の備える通信回路部２１０においては、送信フィルタが濾波する送信周波数帯域はｆ１〜ｆ６であり、ＦＤＤ方式の無線通信を行う場合に使用される送信周波数帯域ｆ１〜ｆ２（ＦＤＤＴＸ）と、ＴＤＤ方式の無線通信を行う場合に使用される送信周波数帯域ｆ５〜ｆ６（ＴＤＤＴＲＸ）とを含んでいる。つまり、送信フィルタの濾波する周波数帯域には、ＦＤＤ方式の無線通信を行う場合に送信信号に使用される送信周波数帯域と、ＴＤＤ方式の無線通信を行う場合に送信信号に使用される送信周波数帯域とが含まれる。また、ＦＤＤ方式の無線通信を行う場合に受信フィルタが濾波する受信周波数帯域はｆ３〜ｆ４（ＦＤＤＲＸ）であり、ＴＤＤ方式の無線通信を行う場合に使用される受信周波数帯域は送信周波数帯域と同様にｆ５〜ｆ６（ＴＤＤＴＲＸ）である。

通信制御部２２３は、ＴＤＤ方式の回線が混雑している場合、図６（ｂ）に示すように、ＴＤＤ方式の無線通信において使用される送信フィルタ及び受信フィルタの濾波する周波数帯域を、ｆ５〜ｆ６からｆ５’〜ｆ６に拡張する。一方、通信制御部２２３は、ＦＤＤ方式の無線通信において使用される送信フィルタの濾波する周波数帯域をｆ１〜ｆ２からｆ１〜ｆ２’に縮減すると共に、受信フィルタの濾波する周波数帯域をｆ３〜ｆ４からｆ３〜ｆ４’に縮減する。

通信制御部２２３は、また、ＦＤＤ方式の回線が混雑している場合、図６（ｃ）に示すように、ＴＤＤ方式の無線通信において使用される送信フィルタ及び受信フィルタの濾波する周波数帯域を、ｆ５〜ｆ６からｆ５”〜ｆ６に縮減する。一方、通信制御部２２３は、ＦＤＤ方式の無線通信において使用される送信フィルタの濾波する周波数帯域をｆ１〜ｆ２からｆ１〜ｆ２”に拡張すると共に、受信フィルタの濾波する周波数帯域をｆ３〜ｆ４からｆ３〜ｆ４”に拡張する。

さらに、通信制御部２２３は、ＴＤＤ方式及びＦＤＤ方式の双方の通信方式の回線が混雑しており、周波数帯域の拡張及び縮減の余裕が無い場合には、双方の通信方式の全周波数帯域において通信制限を行う。

（通信帯域変更処理）
次に、本実施形態に係る基地局２０における通信周波数帯域の減縮および拡張（変更）処理（通信帯域変更処理とも記載する）について、図７を参照して説明する。図７は、本実施形態に係る基地局２０における通信帯域変更処理の流れを示すフローチャートである。

図７に示すように、携帯端末１０からの発呼を受け付けることにより通信帯域変更処理を開始すると、まず、混雑判定部２２２は、登録端末数記憶部２３２を参照して通信方式毎に登録端末数を確認する（ステップＳ２０１）。また、混雑判定部２２２は、通信可能端末数記憶部２３１を参照して、当該基地局２０における回線が混雑しているか否かを判定する（ステップＳ２０２）。

回線が混雑していると判定した場合（ステップＳ２０２においてＹＥＳ）、混雑判定部２２２は、さらに、何れの通信方式において回線が混雑しているかを判定し（ステップＳ２０３）、通信制御部２２３は、判定結果に応じて当該基地局２０における通信を制御する。具体的には、ＴＤＤ方式の回線が混雑している場合には、通信制御部２２３は、フィルタ部２１１を制御することにより、ＴＤＤ方式に使用する周波数帯域を拡張すると共にＦＤＤ方式に使用する周波数帯域を減縮する（ステップＳ２０４）。ＦＤＤ方式の回線が混雑している場合には、通信制御部２２３は、フィルタ部２１１を制御することにより、通信方式をＦＤＤ方式に使用する周波数帯域を拡張すると共にＴＤＤ方式に使用する周波数帯域を減縮する（ステップＳ２０５）。また、通信制御部２２３は、ＴＤＤ方式及びＦＤＤ方式の双方の回線が混雑している場合には、ＴＤＤ方式及びＦＤＤ方式の双方の全ての周波数帯域において通信を制限する（ステップＳ２０６）。

回線が混雑していないと判定した場合（ステップＳ２０２においてＮＯ）、制御部２２０は、回線が混雑していない旨を携帯端末１０へ通知する（ステップＳ２０７）。また、制御部２２０は、ステップＳ２０４〜Ｓ２０６の何れかの処理が行われた場合には、周波数帯域が拡張及び縮減された旨、又は、通信が制限される旨を通信中の通信端末（携帯端末１０を含む）へ通知する（ステップＳ２０７）。基地局２０は、これにより通信帯域変更処理を終了する。

なお、本実施形態では、説明の便宜上、ステップＳ２０２及びＳ２０３を個別の処理として記載したが、これに限定されるものではない。混雑判定部２２２は、（１）ＴＤＤ方式の回線が混雑しているか、（２）ＦＤＤ方式の回線が混雑しているか、（３）ＴＤＤ方式及びＦＤＤ方式の双方の回線が混雑しているか、及び（４）ＴＤＤ方式及びＦＤＤ方式の何れの回線も混雑していないかを、１度のステップにおいて判定してもよい。

回線確認処理において基地局２０から周波数帯域が拡張及び縮減された旨の通知を受けた携帯端末１０の備えるホスト部１２０の制御部１１１は、受信フィルタ１０４（又は、受信フィルタ１０４及び送信フィルタ１０３）の周波数帯域を制御する。これにより、基地局２０は、拡張された周波数帯域を利用して携帯端末１０との通信効率の低下を防ぎ高品質な通信を可能にすることができる。なお、基地局２０における回線確認処理は、携帯端末１０から発呼を受け付けた場合の他に、携帯端末１０に対して発呼を行う場合、及び、携帯端末１０からＩＰ接続が行われた場合に実行してもよい。

＜実施形態３＞
実施形態２では、基地局２０は、当該基地局２０における通信状況に応じて全二重通信の各通信方式において使用される通信周波数帯域の帯域幅を変更する構成を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本実施形態では、基地局２０は、例えば、通信状況に応じて全二重通信の通信方式を切り替える処理（通信方式切替処理とも記載する）を行う構成を採用することもできる。

（通信方式切替処理）
本実施形態に係る基地局２０における通信方式切替処理について、図８を参照して説明する。図８は、本実施形態に係る基地局２０における通信方式切替処理の流れを示すフローチャートである。なお、図８に示すステップＳ３０１〜Ｓ３０３の処理は、図７に示すステップＳ２０１〜Ｓ２０３の処理と同様であるため、ここではその説明は省略する。

通信制御部２２３は、ステップＳ２０３における、混雑判定部２２２による判定結果に応じて当該基地局２０における通信を制御する。具体的には、通信制御部２２３は、ＴＤＤ方式の回線が混雑している場合には、ＴＤＤ方式により無線通信を行っている複数の通信端末の一部に対して通信方式をＦＤＤ方式に変更する旨の指示を通知する（ステップＳ３０４）。ＦＤＤ方式の回線が混雑している場合には、通信制御部２２３は、ＦＤＤ方式により通信を行っている複数の通信端末の一部に対して通信方式をＴＤＤ方式に変更する旨の指示を通知する（ステップＳ３０５）。

また、通信制御部２２３は、ＴＤＤ方式及びＦＤＤ方式の双方の回線が混雑している場合には、ＴＤＤ方式及びＦＤＤ方式の双方の全ての周波数帯域において通信を制限し（ステップＳ２０６）、通信が制限される旨を携帯端末１０へ通知する（ステップＳ２０７）。基地局２０は、ステップＳ３０４、Ｓ３０５及びＳ３０７の何れかの処理が実行された後、通信方式切替処理を終了する。

＜ソフトウェアによる実現例＞
携帯端末１０の通信回路１００（特に送信部１０７、受信部１０８、及び、ホスト部１２０）、並びに、基地局２０の制御部２２０は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、通信回路１００及び制御部２２０は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る通信回路（通信回路１００）は、通信基地局（基地局２０）と全二重通信を行う通信回路であって、上記通信基地局へ送信する送信信号を生成する送信部（送信部１０７）と、上記通信基地局から受信する受信信号を処理する受信部（受信部１０８）と、上記通信基地局との全二重通信の通信方式を切り替える切替部（制御部１１１）と、上記通信基地局における、上記送信信号および上記受信信号の周波数帯域が異なる第１通信方式（ＦＤＤ方式）による通信状況、及び、上記送信信号および上記受信信号の周波数帯域が一致する第２通信方式（ＴＤＤ方式）による通信状況の少なくとも一方を判定する判定部（１１０）と、を備え、上記切替部は、上記判定部による判定結果に応じて、上記全二重通信の通信方式を、上記第１通信方式と上記第２通信方式との間で切り替える、ことを特徴としている。

上記の構成によれば、上記判定部は、上記通信基地局の通信状況（すなわち、回線が混雑しているか否か）を判定する。そして、上記切替部は、上記判定部による判定結果に応じて当該通信回路が上記通信基地局と行う全二重通信の通信方式を切り替える。例えば上記切替部は、上記第１通信方式及び第２通信方式の何れか一方の回線が混雑していると判定された場合には、上記通信基地局との通信方式を回線が混雑していない通信方式に切り替える。

これにより、上記通信回路は、上記通信基地局との間の通信効率の低下を抑え、通信効率のよい無線通信を実現することができる（換言すれば、スループットを向上させることができる）。

本発明の態様２に係る通信回路は、上記態様１において、上記送信部から供給される上記送信信号を濾波する第１フィルタ（送信フィルタ１０３）と、上記受信信号を濾波する可変フィルタであって濾波した上記受信信号を上記受信部に供給する第２フィルタ（受信フィルタ１０４）と、を更に備えており、上記切替部は、上記第２フィルタの濾波する周波数帯域を上記第１フィルタの濾波する周波数帯域と異ならせることにより上記通信方式を上記第１通信方式に切り替え、上記第２フィルタの濾波する周波数帯域の少なくとも一部を、上記第１フィルタの濾波する周波数帯域の少なくとも一部に重複させることにより上記通信方式を上記第２通信方式に切り替えてもよい。

上記の構成によれば、複数の異なる通信方式で通信可能な通信回路であって通信効率の低下を抑える（スループットを改善する）ことのできる通信回路を好適に実現することができる。

本発明の態様３に係る通信回路は、上記態様２において、上記第１フィルタから供給される上記送信信号をアンテナに供給すると共に、上記アンテナを介して上記通信基地局から受信する上記受信信号を上記第２フィルタに供給するサーキュレータ（サーキュレータ１０２）を更に備えていてもよい。

本発明の態様４に係る通信回路における上記判定部は、上記態様１から３において、当該通信回路から上記通信基地局に対して行う発呼に対する応答が検知されるか否かに応じて通信状況を判定する、ことが好ましい。

上記の構成によれば、上記判定部は、発呼に対する上記通信基地局からの応答が検知されるか否かによって上記通信状況を判定する。これにより、上記判定部は、例えば、上記通信基地局からの応答がある時間内に検知されない場合に回線が混雑していると判定し、応答がある時間内に検知される場合には回線が混雑していないと判定することができる。

本発明の態様５に係る通信装置（携帯端末１０）は、上記態様１から４に記載の通信回路を備えていてもよい。

上記の構成によれば、上記通信装置は、上記通信回路と同様の効果を奏することができる。

本発明の態様６に係る通信基地局（基地局２０）は、複数の通信端末（携帯端末１０を含む）と複数の通信方式により全二重通信を行う通信基地局であって、上記通信端末へ送信信号を送信すると共に上記通信端末から受信信号を受信する回路部（通信回路部２１０）と、当該通信基地局における、上記送信信号および上記受信信号の周波数帯域が異なる第１通信方式による通信状況、及び、上記送信信号および上記受信信号の周波数帯域が一致する第２通信方式による通信状況を判定する判定部（混雑判定部２２２）と、上記判定部による判定結果に応じて、上記第１通信方式により全二重通信を行っている複数の通信端末のうち一部の通信端末との通信方法を上記第２通信方式に切り替える、又は、上記第２通信方式により全二重通信を行っている複数の通信端末のうち一部の通信端末との通信方式を上記第１通信方式に切り替える制御部（通信制御部２２３）と、を備えている、ことを特徴としている。

上記の構成によれば、上記制御部は、当該通信基地局における通信状況に応じて、上記全二重通信の通信方式を切り替える。例えば、上記制御部は、上記第１通信方式の回線が混雑しているとの判定結果に応じて、当該通信基地局と通信を行っている複数の通信端末のうちの一部の通信端末の通信方式を上記第１通信方式から第２通信方式に切り替えることができる。また、上記制御部は、上記第２通信方式の回線が混雑しているとの判定結果に応じて、一部の通信端末の通信方式を上記第２通信方式から上記第１通信方式に切り替えることができる。これにより、上記通信基地局は、上記複数の通信端末との通信効率の低下を抑え、通信効率のよい無線通信を実現することができる。

本発明の態様７に係る通信基地局（基地局２０）は、複数の通信端末（携帯端末１０を含む）と複数の通信方式により全二重通信を行う通信基地局であって、上記通信端末へ送信信号を送信すると共に上記通信端末から受信信号を受信する回路部（通信回路部２１０）と、当該通信基地局における、上記送信信号および上記受信信号の周波数帯域が異なる第１通信方式による通信状況、及び、上記送信信号および上記受信信号の周波数帯域が一致する第２通信方式による通信状況を判定する判定部（混雑判定部２２２）と、上記判定部による判定結果に応じて、上記第１通信方式において使用される周波数帯域を拡張すると共に上記第２通信方式において使用される周波数帯域を減縮する、又は、上記第１通信方式において使用される周波数帯域を減縮すると共に上記第２通信方式において使用される周波数帯域を拡張する制御部（通信制御部２２３）と、を備えている、ことを特徴としている。

上記の構成によれば、上記制御部は、当該通信基地局における通信状況に応じて、各通信方式において使用される周波数帯域の帯域幅を変更する。例えば、上記制御部は、上記第１通信方式の回線が混雑しているとの判定結果に応じて、上記第１通信方式の周波数帯域を拡張すると共に上記第２通信方式の周波数帯域を減縮することができる。また、上記制御部は、上記第２通信方式の回線が混雑しているとの判定結果に応じて、上記第２通信方式の周波数帯域を拡張すると共に上記第１通信方式の周波数帯域を減縮することができる。これにより、上記通信基地局は、上記複数の通信端末との通信効率の低下を抑え、通信効率のよい無線通信を実現することができる。

本発明の態様８に係る通信基地局は、上記態様６及び７において、上記制御部による制御内容を上記複数の通信端末のうち少なくとも一部の通信端末に通知する通知部を更に備えていてもよい。

上記の構成によれば、上記通信基地局は、上記制御部による制御内容（通信方式の切替、又は、周波数帯域の変更）を上記一部の通信端末に通知することができるため、上記一部の通信端末に対して、上記制御内容に対応した処理を容易に実行させることができる。従って、上記通信基地局は、上記複数の通信端末との間の通信効率の低下をより効果的に抑えることができる。

本発明の態様９に係る通信基地局における上記判定部は、上記態様６から８において、上記判定部は、上記第１通信方式により通信している通信端末の数と当該通信基地局が上記第１通信方式により同時に通信可能な通信端末の総数とを比較することにより、当該通信基地局における上記第１通信方式による通信状況を判定すると共に、上記第２通信方式により通信している通信端末の数と当該通信基地局が上記第２通信方式により同時に通信可能な通信端末の総数とを比較することにより、当該通信基地局における上記第２通信方式による通信状況を判定してもよい。

上記の構成によれば、上記判定部は、上記第１通信方式及び上記第２通信方式において、通信をしている通信端末の数（登録端末数）と上記同時に通信可能な通信端末の総数（通信可能端末数）との比較結果に応じて通信状況を判定する。これにより、上記制御部は、実際に通信を行っている通信端末の数と通信可能端末数とに基づく判定結果に応じて上述の制御を行うことができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

本発明は、全二重通信を行う通信回路、全二重通信を行う携帯電話、スマートフォン及びＰＨＳなどの通信装置、及び、全二重通信を行う基地局などに好適に利用することができる。

１０：通信装置、２０、基地局（通信基地局）、１００：通信回路、１０１：アンテナ、１０２：サーキュレータ、１０３：送信フィルタ（第１フィルタ）、１０４：受信フィルタ（第２フィルタ）、１０７：送信部、１０８：受信部、１０９：検知部、１１０：判定部（判定部）、１１１：制御部（切替部）、１２０：ホスト部、２１０：通信回路部（回路部）、２１１：フィルタ部、２２０：制御部（通知部）、２２１：端末数登録部、２２２：混雑判定部（判定部）、２２３：通信制御部（制御部）、２３０：記憶部、２３１：通信可能端末数記憶部、２３２：登録端末数記憶部

Claims

通信基地局と全二重通信を行う通信回路であって、
上記通信基地局へ送信する送信信号を生成する送信部と、
上記通信基地局から受信する受信信号を処理する受信部と、
上記通信基地局との全二重通信の通信方式を切り替える切替部と、
上記通信基地局における、上記送信信号および上記受信信号の周波数帯域が異なる第１通信方式による通信状況、及び、上記送信信号および上記受信信号の周波数帯域が一致する第２通信方式による通信状況の少なくとも一方を判定する判定部と、
上記受信信号を濾波し、濾波した上記受信信号を上記受信部に供給する、通過帯域の中心周波数および帯域幅の両方が可変な受信フィルタと、を備え、
上記切替部は、
（ｉ）上記判定部による判定結果に応じて、上記全二重通信の通信方式を、上記第１通信方式と上記第２通信方式との間で切り替えると共に、上記受信フィルタの通過帯域を制御し、
（ｉｉ）上記通信基地局から、上記第１通信方式において使用される周波数帯域を拡張すると共に上記第２通信方式において使用される周波数帯域を減縮する旨の通知、又は、上記第１通信方式において使用される周波数帯域を減縮すると共に上記第２通信方式において使用される周波数帯域を拡張する旨の通知を受けたことに応じて、上記受信フィルタの通過帯域を制御する、
ことを特徴とする通信回路。
上記送信部から供給される上記送信信号を濾波する送信フィルタをさらに備え、
上記切替部は、上記通信方式を上記第１通信方式に切り替える場合に、上記受信フィルタの濾波する周波数帯域を上記送信フィルタの濾波する周波数帯域と異ならせ、上記通信方式を上記第２通信方式に切り替える場合に、上記受信フィルタの濾波する周波数帯域の少なくとも一部を、上記送信フィルタの濾波する周波数帯域の少なくとも一部に重複させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信回路。
上記送信フィルタから入力された上記送信信号をアンテナに出力すると共に、当該アンテナから入力された上記受信信号を上記受信フィルタに出力するサーキュレータを更に備えている、
ことを特徴とする請求項２に記載の通信回路。