(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一のアンテナで受信が可能な範囲で周波数が異なる第１周波数と第２周波数で通信を行うための移動通信端末であって、
ＭＩＭＯもしくはＭＲＣを用いたＳＩＭＯによる通信が可能な前記第１周波数用の第１フロントエンドと、
前記第２周波数用の第２フロントエンドと、
前記第１フロントエンドに接続された前記第１周波数用の第１メインアンテナと、
前記第１周波数用の第１サブアンテナと、
前記第２周波数用の第２アンテナと、
前記第１サブアンテナに接続され、前記第１周波数と前記第２周波数とを合分波する第１デュプレクサと、
前記第２アンテナに接続され、前記第１周波数と前記第２周波数とを合分波する第２デュプレクサと、
前記第１デュプレクサまたは前記第２デュプレクサの第１周波数用の入出力を、前記第１フロントエンドに選択的に接続する第１スイッチと、
前記第１デュプレクサまたは前記第２デュプレクサの第２周波数用の入出力を、前記第２フロントエンドに選択的に接続する第２スイッチと、
を備え、
通常は、前記第１スイッチが前記第１デュプレクサを前記第１フロントエンドに接続し、前記第２スイッチが前記第２デュプレクサを前記第２フロントエンドに接続した状態であり、
前記第１周波数の受信電界強度があらかじめ定めた第１基準より強く、かつ前記第１フロントエンドがＭＩＭＯもしくはＭＲＣを用いたＳＩＭＯによる通信を行っていない場合は、前記第１スイッチが前記第２デュプレクサを前記第１フロントエンドに接続した状態に切り替え、ＭＩＭＯもしくはＭＲＣを用いたＳＩＭＯによる通信が開始しないときまたはＭＩＭＯもしくはＭＲＣを用いたＳＩＭＯによる通信が終了したときには、前記第１スイッチが前記第１デュプレクサを前記第１フロントエンドに接続する状態に戻し、
前記第２周波数の受信電界強度があらかじめ定めた第２基準より弱い場合は、前記第２スイッチが前記第１デュプレクサを前記第２フロントエンドに接続した状態に切り替え、前記第２周波数の受信電界強度が前記第２スイッチの切り替え前の受信電界強度以下のときには、前記第２スイッチが前記第２デュプレクサを前記第２フロントエンドに接続する状態に戻す
ことを特徴とする移動通信端末。
【請求項２】
請求項１記載の移動通信端末であって、
前記第１メインアンテナと前記第１サブアンテナが、当該移動通信端末の下部と上部に配置され、
前記第２アンテナが当該移動通信端末の中央付近に配置されている
ことを特徴とする移動通信端末。
【請求項３】
同一のアンテナで受信が可能な範囲で周波数が異なる第１周波数と第２周波数で通信を行うための移動通信端末であって、
ＭＩＭＯもしくはＭＲＣを用いたＳＩＭＯによる通信が可能な前記第１周波数用の第１フロントエンドと、
前記第２周波数用の第２フロントエンドと、
前記第１フロントエンドに接続された前記第１周波数用の第１メインアンテナと、
前記第１周波数用の第１サブアンテナと、
前記第２周波数用の第２アンテナと、
前記第２アンテナに接続され、前記第１周波数と前記第２周波数とを合分波する第２デュプレクサと、
前記第１サブアンテナまたは前記第２デュプレクサの第１周波数用の入出力を、前記第１フロントエンドに選択的に接続する第１スイッチと、
を備え、
通常は、前記第１スイッチが前記第１サブアンテナを前記第１フロントエンドに接続した状態であり、
前記第１周波数の受信電界強度があらかじめ定めた第１基準より強く、かつ前記第１フロントエンドがＭＩＭＯもしくはＭＲＣを用いたＳＩＭＯによる通信を行っていない場合は、前記第１スイッチが前記第２デュプレクサを前記第１フロントエンドに接続した状態に切り替え、ＭＩＭＯもしくはＭＲＣを用いたＳＩＭＯによる通信が開始しないときまたはＭＩＭＯもしくはＭＲＣを用いたＳＩＭＯによる通信が終了したときには、前記第１スイッチが前記第１サブアンテナを前記第１フロントエンドに接続する状態に戻す
ことを特徴とする移動通信端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の周波数を同時に使用する移動通信端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、複数のアンテナの中から受信品質が最も良好なアンテナを選択する移動通信端末が示され、特許文献２，３にはアンテナの切り替え動作が示されている。
【０００３】
また、複数の周波数を用いて複数の通信方式で通信を行う移動通信端末もある。図１に、第１周波数では２つのアンテナを用いたＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）による通信が可能であり、第２周波数では単一のアンテナでの通信が可能な移動通信端末の構成例を示す。図１の移動通信端末９０は、第１フロントエンド１１０、第２フロントエンド２１０、第１メインアンテナ１２１、第１サブアンテナ１２２、第２アンテナ２２０を備える。第１フロントエンド１１０は、ＭＩＭＯによる通信が可能な第１周波数用のフロントエンドである。第２フロントエンド２１０は、第２周波数用のフロントエンドである。第１メインアンテナ１２１は、第１フロントエンドに接続された第１周波数用のメインアンテナである。第１サブアンテナ１２２は、第１周波数用のサブアンテナである。第２アンテナ２２０は、第２周波数用のアンテナである。このように、複数の周波数で通信を行う移動通信端末では、周波数ごとに独立にアンテナとフロントエンドが備えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開２００７／０８０７６０号パンフレット
【特許文献２】特開２００８−４２７４３号公報
【特許文献３】特開２０１１−１６６２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１〜３のような従来のアンテナを切り替える技術は、同一の周波数の通信方式での切り替えを前提としているので、図１に示したような１つの移動通信端末で複数の周波数に対応するときには、アンテナや切り替え機能を周波数ごとに供えなければならない。したがって、複数の周波数に対応した移動通信端末では、性能の良いアンテナを選択できるようにするには、多数のアンテナを搭載しなければならなくなる。また、アンテナは周波数ごとに適切な形状や大きさがあるので、無理やり異なる周波数間でアンテナを共用しようとしても、異なる周波数用のアンテナでは性能が悪くなってしまい、実際には共用できなかった。
【０００６】
本発明は、複数の周波数で通信可能な移動通信装置に備えられたアンテナを、実用的に共用できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の移動通信端末は、同一のアンテナで受信が可能な範囲で周波数が異なる第１周波数と第２周波数で通信を行う。本発明の移動通信端末は、第１フロントエンド、第２フロントエンド、第１メインアンテナ、第１サブアンテナ、第２アンテナ、第１デュプレクサ、第２デュプレクサ、第１スイッチ、第２スイッチを備える。第１フロントエンドは、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）もしくはＭＲＣ（maximum ratio combining）を用いたＳＩＭＯ（Single Input Multiple Output）（最大比合成を用いた受信ダイバーシチ）による通信が可能な第１周波数用のフロントエンドである。第２フロントエンドは、第２周波数用のフロントエンドである。第１メインアンテナは、第１フロントエンドに接続された第１周波数用のメインアンテナである。第１サブアンテナは、第１周波数用のサブアンテナである。第２アンテナは、第２周波数用のアンテナである。第１デュプレクサは、第１サブアンテナに接続され、第１周波数と第２周波数とを合分波する。第２デュプレクサは、第２アンテナに接続され、第１周波数と第２周波数とを合分波する。第１スイッチは、第１デュプレクサまたは第２デュプレクサを、第１フロントエンドに選択的に接続する。第２スイッチは、第１デュプレクサまたは第２デュプレクサを、第２フロントエンドに選択的に接続する。通常は、第１スイッチが第１デュプレクサを第１フロントエンドに接続し、第２スイッチが第２デュプレクサを第２フロントエンドに接続した状態である。第１周波数の受信電界強度があらかじめ定めた第１基準より強く、かつ第１フロントエンドがＭＩＭＯもしくはＭＲＣを用いたＳＩＭＯによる通信を行っていない場合は、第１スイッチが第２デュプレクサを第１フロントエンドに接続した状態に切り替える。そして、ＭＩＭＯもしくはＭＲＣを用いたＳＩＭＯによる通信が開始しないときまたはＭＩＭＯもしくはＭＲＣを用いたＳＩＭＯによる通信が終了したときには、第１スイッチが第１デュプレクサを第１フロントエンドに接続する状態に戻す。また、第２周波数を使用する状態のときに、第２周波数の受信電界強度があらかじめ定めた第２基準より弱い場合は、第２スイッチが第１デュプレクサを第２フロントエンドに接続した状態に切り替える。そして、第２周波数の受信電界強度が第２スイッチの切り替え前の受信電界強度以下のときには、第２スイッチが第２デュプレクサを第２フロントエンドに接続する状態に戻す。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の移動通信端末によれば、実用上の課題に着目した条件でアンテナを切り替えるので、異なる周波数用のアンテナを共用できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１周波数では２つのアンテナを用いたＭＩＭＯによる通信が可能であり、第２周波数では単一のアンテナでの通信が可能な移動通信端末の構成例を示す図。
【図２】本発明の移動通信端末の機能構成例を示す図。
【図３】実施例１の第１周波数用の制御フローを示す図。
【図４】本発明の第２周波数用の制御フローを示す図。
【図５】変形例の第１周波数用の制御フローを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。
【実施例１】
【００１１】
図２に本発明の移動通信端末の機能構成例を、図３に第１周波数用の制御フローを、図４に第２周波数用の制御フローを示す。同一のアンテナで受信できないほど周波数が異なったのでは、そもそもアンテナを共用できないので、移動通信端末１０は、同一のアンテナで受信が可能な範囲で周波数が異なる第１周波数と第２周波数で通信を行うことを前提とした移動通信端末である。例えば、第１周波数を１．７ＧＨｚ、２ＧＨｚもしくは２．６ＧＨｚとし、第２周波数を２．４ＧＨｚもしくは２．５ＧＨｚとすればよい。このような周波数であれば、第１周波数ではＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）によるＵＭＴＳ／ＬＴＥ通信を行い、第２周波数ではＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）やＷ−ＬＡＮなどでの通信を行うことができる。
【００１２】
移動通信端末１０は、第１フロントエンド１１０、第２フロントエンド２１０、第１メインアンテナ１２１、第１サブアンテナ１２２、第２アンテナ２２０、第１デュプレクサ１３０、第２デュプレクサ２３０、第１スイッチ１４０、第２スイッチ２４０を備える。第１フロントエンド１１０は、ＭＩＭＯによる通信が可能な第１周波数用のフロントエンドである。第２フロントエンド２１０は、第２周波数用のフロントエンドである。
【００１３】
第１メインアンテナ１２１は、第１フロントエンドに接続された第１周波数用のメインアンテナである。第１サブアンテナ１２２は、第１周波数用のサブアンテナである。１メインアンテナ１２１と第１サブアンテナ１２２は、第１周波数で最適となるように設計されたアンテナである。第２アンテナ２２０は、第２周波数用のアンテナである。つまり、第２アンテナ２２０は、第２周波数で最適となるように設計されたアンテナである。そして、第１周波数でＭＩＭＯによるＵＭＴＳ／ＬＴＥ通信を行い、第２周波数でＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）やＷ−ＬＡＮなどの通信を行う場合、第１周波数の電波状態が人の手で悪くなることを防ぐためと第１メインアンテナ１２１と第１サブアンテナ１２２をできるだけ離すために、第１メインアンテナ１２１と第１サブアンテナ１２２を移動通信端末１０の下部（人の口に近い側）と上部（人の耳に近い側）に配置し、第２アンテナ２２０を移動通信端末１０の中央付近に配置することが多い。
【００１４】
第１デュプレクサ１３０は、第１サブアンテナ１２２に接続され、第１周波数と第２周波数とを合分波する。第２デュプレクサ２３０は、第２アンテナ２２０に接続され、第１周波数と第２周波数とを合分波する。第１スイッチ１４０は、第１デュプレクサ１３０の第１周波数用の入出力または第２デュプレクサ２３０の第１周波数用の入出力を、第１フロントエンド１１０に選択的に接続する。第２スイッチ２４０は、第１デュプレクサ１３０の第２周波数用の入出力または第２デュプレクサ２３０の第２周波数用の入出力を、第２フロントエンド２１０に選択的に接続する。そして、通常は、第１スイッチ１４０が第１デュプレクサ１３０を第１フロントエンド１１０に接続し、第２スイッチ２４０が第２デュプレクサ２３０を第２フロントエンド２１０に接続した状態である。
【００１５】
まず、第１周波数用の制御について説明する。２つのアンテナの相関係数が１に近い状態になるとアンテナの受信感度が良くてもＭＩＭＯによる通信ができない。この場合、第１メインアンテナ１２１だけで通信しているのと同じ状態なので、第１サブアンテナ１２２の受信状態がよくても通信速度の改善には役立っていない。そこで、このような状態のときには、受信電界強度が弱い第２アンテナ２２０を第１フロントエンド１１０に接続し、第１メインアンテナ１２１と第２アンテナ２２０を用いてＭＩＭＯによる通信を行った方が、通信速度をよくできる。図３は、この点を考慮した制御フローである。
【００１６】
図３に従ってこの制御フローを説明する。第１周波数を使用する状態になると制御フローが始まる。移動通信端末１０は、第１周波数の受信電界強度があらかじめ定めた第１基準より強く、かつ第１フロントエンド１１０が行っている通信がＭＩＭＯではないことを確認する（Ｓ１１）。第１基準は、この基準より強ければＭＩＭＯでの通信を行う可能性が高い受信電界強度をあらかじめ調べて設定しておけばよい。ＭＩＭＯでの通信を行っているかは、RANK Indicatorが１か２かを確認すればよい。RANK Indicator＝１はＭＩＭＯではなく、RANK Indicator＝２はＭＩＭＯである。そして、いずれかの条件を満たさない場合（Ｓ１１がＮｏの場合）は、あらかじめ定めた時間を空けてステップＳ１１を繰り返す。「あらかじめ定めた時間」とは、確認を繰り返す間隔であり、短くしすぎると移動通信端末１０の処理に付加がかかるので、電波の状態が変化すると考えられる時間から適宜設計すればよい。
【００１７】
ステップＳ１１がＹｅｓの場合は、第１スイッチ１４０が、第２デュプレクサ２３０の第１周波数用の入出力を第１フロントエンド１１０に接続した状態に切り替える（Ｓ１２）。移動通信端末１０は、あらかじめ定めた時間を空けて、第１フロントエンド１１０でＭＩＭＯでの通信が行われているかを確認する（Ｓ１３）。そして、ＭＩＭＯでの通信が行われている場合（Ｓ１３がＹｅｓの場合）は、あらかじめ定めた時間を空けてステップＳ１３を繰り返す。ＭＩＭＯでの通信が行われていない場合（Ｓ１３がＮｏの場合）は、第１スイッチ１４０が、第１デュプレクサ１３０の第１周波数用の入出力を第１フロントエンド１１０に接続する状態に戻す（Ｓ１４）。つまり、ＭＩＭＯによる通信が開始しないときまたはＭＩＭＯによる通信が終了したときには、第１スイッチ１４０が第１デュプレクサ１３０を第１フロントエンド１１０に接続する状態に戻す。
【００１８】
次に第２周波数用の制御について説明する。第２周波数を使用する状態になると制御フローが始まる。第２周波数の場合は、人の手が第２アンテナ２２０を覆うことが最も通信に影響を与える。そして、手で第２アンテナ２２０が覆われたときには、第１サブアンテナ１２２での第２周波数の受信電界強度の方が強くなることもある。そこで、移動通信端末１０は、第２周波数の受信電界強度があらかじめ定めた第２基準より弱いかを確認する（Ｓ２１）。第２基準は、手で第２アンテナ２２０が覆われたときの第２アンテナ２２０での第２周波数の受信電界強度であって、第１サブアンテナ１２２での第２周波数の受信電界強度の方が強くなる可能性がある受信電界強度とすればよい。ステップＳ２１がＮｏの場合は、あらかじめ定めた時間を空けてステップＳ２１を繰り返す。
【００１９】
ステップＳ２１がＹｅｓの場合は、第２スイッチ２４０が第１デュプレクサ１３０の第２周波数用の入出力を第２フロントエンド２１０に接続した状態に切り替える（Ｓ２２）。そして、第２周波数の受信電界強度が第２スイッチ２４０の切り替え前の受信電界強度より強いかを確認する（Ｓ２３）。切り替え前の受信電界強度以下の場合（Ｓ２３がＮｏの場合）、第２スイッチ２４０が第２デュプレクサ２３０を第２フロントエンド２１０に接続する状態に戻す（Ｓ２４）。
【００２０】
一方、切り替え前より受信電界強度が強い場合（Ｓ２３がＹｅｓの場合）、あらかじめ定めた時間を空けて、あらかじめ定めた条件を満たすかを確認する（Ｓ２５）。Ｙｅｓの場合は、あらかじめ定めた時間を空けてステップＳ２５を繰り返す。Ｎｏの場合は、第２スイッチ２４０が第２デュプレクサ２３０を第２フロントエンド２１０に接続する状態に戻す（Ｓ２６）。なお、「あらかじめ定めた条件」とは、第２スイッチ２４０が切り替えた状態を維持する条件である。例えば、「第２周波数の受信電界強度が第２スイッチ２４０の切り替え前の受信電界強度より強いこと」や、「第２周波数の受信電界強度があらかじめ定めた第３基準より強いこと」などがあるが、これらに限定する必要はない。
【００２１】
なお、第１周波数用の制御フロー（図３）と第２周波数用の制御フロー（図４）とは独立に処理できる。したがって、接続の状態としては、
（Ａ）第１サブアンテナ１２２が第１フロントエンド１１０に接続され、第２アンテナ２２０が第２フロントエンド２１０に接続された状態（通常の状態）
（Ｂ）第２アンテナ２２０が第１フロントエンド１１０に接続され、第２アンテナ２２０が第２フロントエンド２１０に接続された状態
（Ｃ）第１サブアンテナ１２２が第１フロントエンド１１０に接続され、第１サブアンテナ１２２が第２フロントエンド２１０に接続された状態
（Ｄ）第２アンテナ２２０が第１フロントエンド１１０に接続され、第１サブアンテナ１２２が第２フロントエンド２１０に接続された状態
の４つがありえる。
【００２２】
また、上記のように第１周波数用の制御フロー（図３）と第２周波数用の制御フロー（図４）とは独立に処理できるので、どちらか一方の機能のみを移動通信端末に搭載してもよい。例えば第１周波数用の制御のみを搭載する場合、第１デュプレクサ１３０と第２スイッチ２４０とは不要であり、第１スイッチ１４０は、第１サブアンテナ１２２または第２デュプレクサ２３０の第１周波数用の入出力を、第１フロントエンド１１０に選択的に接続すればよい。
【００２３】
本発明では、通常であれば通信速度や受信電界強度を改善できるとは考えにくい異なる周波数用のアンテナの使用について、実用上の課題の分析から改善できる条件を抽出し、制御フローに反映させた。したがって、本発明の移動通信端末であれば、異なる周波数用のアンテナを共用できる。
【００２４】
［変形例］
実施例１では第１周波数でＭＩＭＯによる通信を行う例を示したが、第１周波数で最大比合成を用いた受信ダイバーシチ（ＭＲＣ（maximum ratio combining）を用いたＳＩＭＯ（Single Input Multiple Output））による通信を行う場合にも本発明は適用でき、実施例１で示した「ＭＩＭＯ」の部分をすべて「ＭＲＣを用いたＳＩＭＯ」に変更すればよい。
【００２５】
より具体的に説明すると以下のとおりである。第１フロントエンド１１０を、ＭＲＣを用いたＳＩＭＯによる通信が可能な第１周波数用のフロントエンドにする。そして、第１周波数でＭＲＣを用いたＳＩＭＯによる通信を行い、第２周波数でＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）やＷ−ＬＡＮなどの通信を行う。この場合も、第１周波数の電波状態が人の手で悪くなることを防ぐためと第１メインアンテナ１２１と第１サブアンテナ１２２をできるだけ離すために、第１メインアンテナ１２１と第１サブアンテナ１２２を移動通信端末１０の下部（人の口に近い側）と上部（人の耳に近い側）に配置し、第２アンテナ２２０を移動通信端末１０の中央付近に配置することが多い。
【００２６】
また、ＭＩＭＯの場合と同じように、２つのアンテナの相関係数が１に近い状態になるとアンテナの受信感度が良くてもＭＲＣを用いたＳＩＭＯによる通信ができない。そこで、このような状態のときには、受信電界強度が弱い第２アンテナ２２０を第１フロントエンド１１０に接続し、第１メインアンテナ１２１と第２アンテナ２２０を用いてＭＲＣを用いたＳＩＭＯによる通信を行った方が、通信速度をよくできる。
【００２７】
図５は、この点を考慮した制御フローである。図３との相違点は、ステップＳ３１とＳ３３である。すなわち、ステップＳ３１では、移動通信端末１０が、第１周波数の受信電界強度があらかじめ定めた第１基準より強く、かつ第１フロントエンド１１０が行っている通信がＭＲＣを用いたＳＩＭＯではないことを確認する（Ｓ３１）。そして、いずれかの条件を満たさない場合（Ｓ３１がＮｏの場合）は、あらかじめ定めた時間を空けてステップＳ１１を繰り返す。ステップＳ３１がＹｅｓの場合、ステップＳ１２に進む。
【００２８】
ステップＳ３３では、移動通信端末１０が、あらかじめ定めた時間を空けて、第１フロントエンド１１０でＭＲＣを用いたＳＩＭＯでの通信が行われているかを確認する（Ｓ３３）。そして、ＭＲＣを用いたＳＩＭＯでの通信が行われている場合（Ｓ３３がＹｅｓの場合）は、あらかじめ定めた時間を空けてステップＳ３３を繰り返す。ＭＲＣを用いたＳＩＭＯでの通信が行われていない場合（Ｓ３３がＮｏの場合）は、ステップＳ１４に進む。
【００２９】
第２周波数用の制御は実施例１と同じである。なお、移動通信端末１０には、ＭＩＭＯとＭＲＣを用いたＳＩＭＯとを切り替えられるものもある。このような移動通信端末１０の場合には、実施例１の機能と変形例の機能の両方を備えればよい。
【００３０】
変形例の移動通信端末は上述のような構成なので、実施例１と同じように、異なる周波数用のアンテナを共用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、複数の周波数を用いて通信する移動通信端末に利用できる。
【符号の説明】
【００３２】
１０、９０  移動通信端末
１１０  第１フロントエンド
１２１  第１メインアンテナ
１２２  第１サブアンテナ
１３０  第１デュプレクサ
１４０  第１スイッチ
２１０  第２フロントエンド
２２０  第２アンテナ
２３０  第２デュプレクサ
２４０  第２スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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