JPH10242882A - 通信信号を受信する方法および装置 - Google Patents

通信信号を受信する方法および装置

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JPH10242882A
JPH10242882A JP10052939A JP5293998A JPH10242882A JP H10242882 A JPH10242882 A JP H10242882A JP 10052939 A JP10052939 A JP 10052939A JP 5293998 A JP5293998 A JP 5293998A JP H10242882 A JPH10242882 A JP H10242882A
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filter
band
signal
input
mixer
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JP10052939A
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Constantine Vlahos
コンスタンチン・ブラホス
David Sutherland Peckham
デビッド・サザーランド・ペックハム
Frank Robert Skutta
フランク・ロバート・スカッタ
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Motorola Inc
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 各バンド用のミキサの必要性を省くことによ
り、GSM900MHz,DCS1800MHz等の複
数のバンドで通信装置が動作可能とする。 【解決手段】 デュアルバンドGSM/DCS1800
無線電話では、両バンドの局部発振器228注入周波数
は、合成フィルタ222,422からミキサ234に与
えられる。従って、ミキサ入力へのデュプレクスおよび
整合条件は単純化され、信号損は最小限に抑えられる。
GSM RX/LO合成フィルタおよびDCS RX/
LO合成フィルタの共通出力ポートは、ミキサの入力に
デュプレクスされる。また、ミキサ234への入力イン
ピーダンス整合は、各バンドにおける受信信号について
インピーダンスを整合させ、かつIF周波数においてR
Fトラップを行う。ミキサ234の出力における整合
は、IFフィルタのインピーダンスを整合させ、かつR
F入力周波数に低インピーダンスを与えるように設計さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に通信装置に関
し、さらに詳しくは、通信信号を受信する方法および装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】ワイヤレス通信装置の普及により、スペ
クトルが不足している。多くの場合、ある特定のバンド
上でサービスを提供するネットワーク・オペレータは、
利用者に対処するために別のバンド上でサービスを提供
する必要が出ている。例えば、900MHz周波数にて
GSMシステム上でサービスを提供するネットワーク・
オペレータは、1800MHz周波数バンドのDCSシ
ステムに頼る必要が生ずる。従って、セルラ無線電話な
どの通信装置は、両方の周波数、さらにはPCS190
0などの第3のシステムで通信できなければならない。
このように2つまたはそれ以上の周波数で動作する必要
性により、多くの問題が生じる。例えば、通信装置は、
受信機が各バンドで信号を受信するために個別の構成要
素を内蔵する場合には、サイズおよびコストが増加す
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従って、構成要素の増
加を最小限に抑えつつ、複数のバンドで通信信号を受信
するための方法および装置が必要とされる。
【0004】
【実施例】方法および装置は、各バンド用のミキサの必
要性を省くことにより、GSM900MHz,DCS1
800MHzおよびPCS1900MHzバンドなどの
複数のバンドにおいて通信装置が動作できるようにす
る。例えば、デュアル・バンドGSM/DCS1800
無線電話では、GSMバンドおよびDCSバンド両方の
局部発振器(LO)注入周波数は、合成フィルタ(combi
nation filters) を利用してミキサに与えられる。従っ
て、ミキサ入力に対するデュプレクスおよび整合条件は
単純化され、信号損は最小限に抑えられる。GSMバン
ド用に一つとDCSバンド用に一つの合成RX/LOフ
ィルタは、RXおよびLO入力ポートと、共通のRX/
LO出力ポートとで設計される。GSMのRX/LO合
成フィルタおよびDCSのRX/LO合成フィルタの共
通出力ポートは、ミキサの入力にデュプレクスされる。
RXとLO注入周波数の間のデュプレクス条件は合成フ
ィルタによって対処されるので、この回路設計はミキサ
へのデュプレクス・ラインの数を、デュアル・バンド通
信装置の場合には6から2に、また3バンド通信装置の
場合には10から4に低減する。また、ミキサの入力イ
ンピーダンス整合は、各バンドにおける受信信号のイン
ピーダンスを整合させ、さらにIF周波数にてRFトラ
ップを与えるように設計される。最後に、ミキサの出力
回路は、RF入力周波数に低インピーダンスを与え、ま
たRFフィルタの入力に整合を与える。
【0005】ここで図1を参照して、本発明を内蔵する
セルラ無線電話などのワイヤレス通信装置のブロック図
を示す。好適な実施例では、Motorola, Inc.から入手可
能なCMOS ASICなどのフレーム発生器ASIC
101およびMotorola, Inc.から入手可能な68HC1
1マイクロプロセッサなどのマイクロプロセッサ103
は組み合わせて、セルラ・システムで動作するために必
要な通信プロトコルを発生する。マイクロプロセッサ1
03は、好ましくは一つのパッケージ111に統合され
たRAM105,EEPROM107およびROM10
9からなるメモリ104を利用して、プロトコルを発生
するために必要なステップを実行したり、ディスプレイ
113に書き込んだり、キーパッド115から情報を受
けたり、本発明に従ってコネクタ116を介して入力/
出力情報を受けたり、周波数シンセサイザ125を制御
したり、もしくは本発明の方法に従って信号を増幅する
ために必要なステップを実行するなど、ワイヤレス通信
装置の他の機能を実行する。ASIC101は、マイク
ロフォン117からおよびスピーカ121への音声回路
119によって変換された音声を処理する。
【0006】トランシーバは、無線周波数信号を処理す
る。特に、送信機123は、周波数シンセサイザ125
によって発生されたキャリア周波数を利用して、アンテ
ナ129を介して送信する。通信装置のアンテナ129
によって受信された情報は受信機127に入り、受信機
127は周波数シンセサイザ125からのキャリア周波
数を利用してシンボルを復調する。通信装置は、デジタ
ル信号処理手段を含むメッセージ受信・格納装置(messa
ge receiver and storage device) 130を内蔵しても
よい。メッセージ受信・格納装置130は、例えば、デ
ジタル留守番電話(digital answering machine) または
ページング受信機でもよい。
【0007】ここで図2を参照して、ブロック図は本発
明によるデュアル・バンド無線電話の受信機127を示
す。アンテナ129によって受信されたRF信号は、第
1RF整合ブロック204および第2RF整合ブロック
202からなる整合回路201に結合される。RF整合
回路は、受信信号の周波数に応じて、適切なインピーダ
ンス整合を受信機に与えるように設計される。次に、R
F信号は、アンテナ・スイッチ制御回路208によって
制御されるアンテナ・スイッチ206に結合される。ア
ンテナ・スイッチ制御回路は、コネクタ210によって
通信装置に結合されたアクセサリによってRF信号の送
受信ができるようにする。例えば、車内でハンズフリー
動作を可能にするハンズフリー・アクセサリは、本発明
に従ってコネクタ210に結合できる。
【0008】次に、受信RF信号は、ライン212によ
って受信機の複数の経路に与えられる。すなわち、通信
装置で利用可能なバンドの数に応じて、各バンドについ
て個別の経路が設けられる。特に、ライン212は、R
F信号を第1フィルタ216に与える伝送ライン214
に結合される。例えば、フィルタ216は、前置セレク
タ・フィルタとして用いられる3極バンドパス・セラミ
ック・フィルタでもよい。例えば、セラミック・フィル
タは、GSM受信バンドにおける935〜960MHz
にてRF信号を通過するように同調できる。次に、フィ
ルタ信号は前置増幅器218に伝送される。好ましく
は、前置増幅器218は、前置増幅器をイネーブルまた
はディセーブルするためのイネーブル・ライン220を
含む。好ましくは、このイネーブル・ラインは、ミキサ
を送信機エネルギおよび他のスプリアス周波数から分離
するようにトランジスタを制御する。前置増幅器218
の出力は、第1入力224において合成フィルタ222
に結合され、またLO注入周波数は、電圧制御発振器2
28に結合された伝送ライン230を介して第2入力2
26において結合される。例えば、第1経路では、合成
セラミック・モノブロック・フィルタは、GSMバンド
の935〜965MHzと、LO注入周波数720〜7
45MHzを受信できる。フィルタ222の共通出力ポ
ート232は、伝送ライン236を介してミキサ234
に結合される。
【0009】また、ライン212は、第2フィルタ24
2に結合された伝送ライン240を介して第2RF経路
に結合される。第2フィルタも、例えば前置セレクタ・
フィルタとして用いられる3極バンドパス・セラミック
・フィルタでもよい。フィルタ242の出力は、第2前
置増幅器244に結合される。好ましくは、前置増幅器
244も、ミキサを送信機エネルギおよび他のスプリア
ス周波数から分離するためのイネーブル・ライン262
を有する。前置増幅器244の出力は、第3入力248
において第2合成フィルタ246に結合される。また、
合成フィルタ246は、第4入力250において伝送ラ
イン252を介してLO周波数を受けるために結合され
る。また、合成出力254は、伝送ライン256を介し
てミキサ234に結合される。図3でさらに詳しく説明
するように、ミキサ234は出力258において中間周
波数(IF)信号を生成する。好ましくは215MHz
であるこのIF信号は、SAWバンドパス・フィルタな
どのフィルタ260に与えられる。
【0010】ここで図3を参照して、回路図は図2のミ
キサ234を示す。このミキサは、DCS1800MH
zおよびGSM900MHz周波数バンドの両方で動作
するように適応された電話などのデュアル・バンド無線
電話において動作するように設計される。ミキサ入力回
路は、すべてのバンドで50オームを整合させ、かつ出
力215MHz IF信号を濾波するように設計され
る。同様に、ミキサ出力回路は、最適なミキサ性能とな
るように(各バンドについて)入力RF信号を濾波すべ
く、2156MHzフィルタへの整合回路と、ワイドバ
ンド・ストリップ・ラインLCトラップ回路とで設計さ
れる。特に、合成フィルタの出力信号は、ミキサ234
のインダクタ302に結合される。このインダクタは、
グランドでキャパシタ304に、またベース310でト
ランジスタ308に結合される。また、インダクタ31
2はベース310に結合される。インダクタ302およ
びキャパシタ304は、キャパシタ306およびインダ
クタ312とともに、ミキサの入力においてRF整合を
行うように選択される。すなわち、900MHzおよび
1800MHzのように各受信バンドにつて50オーム
・インピーダンスを与えるように値が選択される。他の
値も本発明の範囲内で利用できるが、好ましくはインダ
クタ302は約3.3ナノヘンリ(nH)であり、キャ
パシタ304は約0.5ピコファラド(pF)であり、
キャパシタ306は約2pfであり、インダクタ312
は約5.6nHである。
【0011】トランジスタ308のコレクタは314
は、キャパシタ320を介してグランドに結合される伝
送ライン318に結合される。またこのコレクタはキャ
パシタ322に結合され、このキャパシタ322は、グ
ランドへのインダクタ324と、フィルタ260とに結
合される。最後に、インダクタ326は、コレクタ31
4と、インダクタ312に結合された抵抗器332との
間に結合される。キャパシタ322およびインダクタ3
26は、IFフィルタ260にインピーダンス整合を行
うように選択される。ストリップ・ライン318および
キャパシタ320の値は、最適なミキサ性能となるよう
にRF信号入力信号を濾波するLCトラップ回路となる
ように選択される。特に、RF信号がフィルタ260に
通過することを防ぎ、かつクリーンなIF信号をフィル
タ260に与えるために、出力において低インピーダン
スを与えるように値が選択される。900MHzおよび
1800MHzのRF信号を受信するデュアルバンド無
線電話では、ストリップ・ライン318は好ましくは約
20ミルの幅および約350ミルの長さを有し、約3n
Hのインダクタンスを与える。キャパシタ320は好ま
しくは4.7pFキャパシタであり、インダクタ326
は約27nHである。
【0012】最後に、ミキサはフィルタ260にIF整
合を行うように設計される。インダクタ326およびキ
ャパシタ322は、好ましくは、ミキサのIF周波数に
低インピーダンスを与えるように選択される。215M
HzのIF周波数では、キャパシタ322は約33pF
であり、インダクタ326は約27nHである。同様
に、中間周波数がトランジスタ308にフィードバック
されるのを防ぐために、IFトラップが設けられる。特
に、インダクタ312とグランドとの間に結合されたキ
ャパシタ334は、IF信号のトラップを行う。215
MHzのIF周波数では、インダクタ312は約5.6
nHであり、キャパシタ334は約68pFである。
【0013】3バンド無線電話では、第3の通信システ
ムから信号を受信するために追加のRF経路を設けるこ
とができる。例えば、通信装置はPCS1900信号を
受信すべく適応できる。特に、図4では、ライン212
は、フィルタ416に結合された伝送ライン451,4
15を介して第3RF段に結合できる。例えば、フィル
タ416は前置セレクタ・フィルタとして用いられる3
極バンドパス・セラミック・フィルタでもよい。セラミ
ック・フィルタは、PCS1900受信バンドにおける
1930〜1990MHzにてRF信号を通過するよう
に同調できる。次に濾波信号は前置増幅器418に伝送
される。好ましくは、前置増幅器418は、前置増幅器
をイネーブルまたはディセーブルするためのイネーブル
・ライン420を含む。好ましくは、イネーブル・ライ
ンはミキサを送信機エネルギおよび他のスプリアス周波
数から分離するようにトランジスタを制御する。前置増
幅器418の出力は、第5入力424において合成フィ
ルタ422に結合され、LO注入周波数は電圧制御発振
器228に結合された伝送ライン430,452を介し
て第6入力426において結合される。フィルタ422
の合成出力432は、伝送ライン436,453を介し
てミキサ234に結合される。本発明において3段が示
されるが、アクセスされるネットワークの数により、追
加の段も必要に応じて採用できる。
【0014】図5を参照して、回路図は図4のミキサ2
34を示す。このミキサは、3バンド無線電話において
GSM900MHz,DCS1800MHzおよびPC
S1800MHz周波数バンドにて動作するように設計
される。ミキサ入力は、すべて3つの周波数バンドにお
いて50オームにて整合し、かつ出力215MHzIF
信号を濾波するように設計される。同様に、ミキサ出力
回路は、最適なミキサ性能となるように(3つのすべて
のバンドについて)入力RF信号を濾波するため、ワイ
ドバンド・ストリップラインLCトラップ回路において
215MHzフィルタへの整合回路で設計される。図4
および図5の残りの部分は図2および図3と同じであ
り、これらの部分の機能についてはここでは繰り返し記
述しない。
【0015】本発明について上記の説明および図面にて
図説したが、この説明は一例に過ぎず、本発明の真の精
神および範囲から逸脱せずに多くの変更および修正が当
業者により可能であることが理解される。例えば、特定
の受信バンドを有する特定の無線電話システムについて
説明した。しかし、EGSMなどの他のシステムも本発
明によって考慮される。本発明は携帯セルラ無線電話に
おいて特に採用されるが、本発明はページャ,電子手帳
またはコンピュータを含む任意の携帯装置に適用可能で
ある。本発明は、特許請求の範囲によってのみ制限され
るものとする。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による通信装置のブロック図である。
【図2】本発明による図1の受信機127のブロック図
である。
【図3】本発明によるミキサ234の概略図である。
【図4】本発明の別の実施例による図1の受信機127
のブロック図である。
【図5】本発明による別の実施例によるミキサ234の
概略図である。
【符号の説明】
100 ワイヤレス通信装置 101 フレーム発生器ASIC 103 マイクロプロセッサ 104 メモリ 105 RAM 107 EEPROM 109 ROM 111 パッケージ 113 ディスプレイ 115 キーパッド 116 コネクタ 117 マイクロフォン 119 音声回路 121 スピーカ 123 送信機 125 周波数シンセサイザ 127 受信機 129 アンテナ 130 メッセージ受信・格納装置 201 整合回路 202 第2RF整合ブロック 204 第1RF整合ブロック 206 アンテナ・スイッチ 208 アンテナ・スイッチ制御回路 210 コネクタ 212 ライン 214,230,236,240,252,256 伝
送ライン 216 第1フィルタ 218 前置増幅器 220 イネーブル・ライン 222 合成フィルタ 224 第1入力 226 第2入力 228 電圧制御発振器 232 共通出力ポート 234 ミキサ 242 第2フィルタ 244 第2前置増幅器 246 第2合成フィルタ 248 第3入力 250 第4入力 254 合成出力 258 出力 260 フィルタ 262 イネ−ブル・ライン 302 インダクタ 304 キャパシタ 308 トランジスタ 310 ベース 312 インダクタ 314 コレクタ 318 伝送ライン 320 キャパシタ 324,326 インダクタ 332 抵抗器 334 キャパシタ 415,430,436,451,452,453 伝
送ライン 416 フィルタ 418 前置増幅器 420 イネーブル・ライン 422 合成フィルタ 424 第5入力 426 第6入力 432 合成出力
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランク・ロバート・スカッタ アメリカ合衆国イリノイ州パラチネ、ベッ ドフォード1323

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のRFバンドにおいて通信信号を受
    信する通信装置であって:前記複数のRFバンドにおい
    て前記通信信号を受信するアンテナ回路;前記アンテナ
    回路に結合され、前記複数のバンドのうち第1RFバン
    ドにおいて通信信号を受信する第1経路;前記第1バン
    ドにおいて前記通信信号を受信するために前記第1経路
    に結合された第1入力と、固定発振器周波数を受信する
    第2入力とを有する第1フィルタであって、第1出力信
    号を生成する第1出力を有する第1フィルタ;前記アン
    テナ回路に結合され、前記複数のRFバンドのうち第2
    RFバンドにおいて通信信号を受信する第2経路;前記
    第2RFバンドにおいて前記通信信号を受信するために
    前記第2経路に結合された第3入力と、前記固定発振器
    周波数を受信する第4入力とを有する第2フィルタであ
    って、第2出力信号を生成する第2出力を有する第2フ
    ィルタ;および前記第1フィルタおよび前記第2フィル
    タに結合され、前記第1出力信号および前記第2出力信
    号を合成するミキサ;によって構成されることを特徴と
    する通信装置。
  2. 【請求項2】 前記第1経路は、通信信号が前記第1R
    Fバンドにある場合に、前記通信信号を通過させる第1
    フィルタによって構成されることを特徴とする請求項1
    記載の通信装置。
  3. 【請求項3】 前記第1経路は、前記通信信号が前記第
    1RFバンドにある場合に、前記第1経路をイネーブル
    するための第1イネーブル信号を受信すべく結合された
    第1増幅器をさらに含んで構成されることを特徴とする
    請求項2記載の通信装置。
  4. 【請求項4】 前記第2経路は、通信信号が前記第2R
    Fバンドにある場合に、前記通信信号を通過させる第2
    フィルタによって構成されることを特徴とする請求項1
    記載の通信装置。
  5. 【請求項5】 前記第2経路は、前記通信信号が前記第
    2RFバンドにある場合に、前記第2経路をイネーブル
    するための第2イネーブル信号を受信すべく結合された
    第2増幅器をさらに含んで構成されることを特徴とする
    請求項4記載の通信装置。
  6. 【請求項6】 第3経路が、通信信号が前記第3バンド
    にある場合に、前記通信信号を通過させる第3フィルタ
    によって構成されることを特徴とする請求項1記載の通
    信装置。
  7. 【請求項7】 前記第3経路は、前記通信信号が第3R
    Fバンドにある場合に、前記第3経路をイネーブルにす
    るための第3イネーブル信号を受信すべく結合された第
    3増幅器をさらに含んで構成されることを特徴とする請
    求項6記載の通信装置。
  8. 【請求項8】 複数のRFバンドにおいて通信信号を受
    信する通信装置であって:前記複数のRFバンドにおい
    て前記通信信号を受信するアンテナ回路;前記アンテナ
    回路に結合され、前記複数のバンドのうち第1RFバン
    ドにおいて通信信号を受信するため第1増幅器からなる
    第1経路であって、前記第1増幅器は、前記通信信号が
    前記第1RFバンドにある場合に、前記第1経路をイネ
    ーブルするための第1イネーブル信号を受信すべく結合
    された、第1経路;前記第1バンドにおいて前記通信信
    号を受信するために前記第1経路に結合された第1入力
    と、固定発振器周波数を受信する第2入力とを有する第
    1フィルタであって、第1出力信号を発生するための第
    1出力を有する第1フィルタ;前記アンテナ回路に結合
    され、前記複数のRFバンドのうち第2RFバンドにお
    いて通信信号を受信するため第2増幅器からなる第2経
    路であって、前記第2増幅器は、前記通信信号が前記第
    2RFバンドにある場合に、前記第2経路をイネーブル
    するための第2イネーブル信号を受信すべく結合され
    た、第2経路;前記第2RFバンドにおいて前記通信信
    号を受信するために前記第2経路に結合された第3入力
    と、前記固定発振器周波数を受信する第4入力とを有す
    る第2フィルタであって、第2出力を生成する第2フィ
    ルタ;および前記第1フィルタおよび前記第2フィルタ
    に結合され、前記第1出力信号および前記第2出力信号
    を合成するミキサ;によって構成されることを特徴とす
    る通信装置。
  9. 【請求項9】 複数のバンドから通信信号を受信する方
    法であって:第1バンドにおける通信信号を第1フィル
    タの第1入力に結合する段階;固定発振器周波数を前記
    第1フィルタの第2入力に結合する段階;前記第1フィ
    ルタの第1出力を生成する段階;第2バンドにおける通
    信信号を第2フィルタの第1入力に結合する段階;前記
    固定発振器周波数を前記第2フィルタの第2入力に結合
    する段階;前記第2フィルタの第2出力を生成する段
    階;および前記第1出力および第2出力を合成する段
    階;によって構成されることを特徴とする方法。
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