(57)【要約】    【課題】      所望の受信特性を落とすことなく複数の通信方式に適宜対応すること。    【解決手段】  第１のチャネル選択フィルタ５が、受信信号を第１のミキサ部４で直交復調して得られるＩ,Ｑ信号からなる第１の中間周波数とこのＩ，Ｑ信号とを帯域制限する。また、第２のチャネル選択フィルタ８が、第１のミキサ部４の後段にある第２のミキサ部６で直交変調して得られる第１の中間周波数よりも高い周波数である第２の中間周波数を帯域制限する。そして、第２のチャネル選択フィルタ８が、第１の中間周波数に基づいてベースバンド帯または低い中間周波数帯を選択的に切り替える。このようにして、第１のミキサ部４の出力の第１のＩＦ周波数ｆ１２を、通信方式によって適宜にＬＩＦまたはＺＩＦの何れかに切り替える。  【選択図】      図１
2006121160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信方式または複数の通信モードに適宜に対応可能なマルチモード受信機であって、
受信信号を第１のミキサ部で直交復調して得られるＩ,Ｑ信号を含む第１の中間周波数と前記Ｉ，Ｑ信号とを帯域制限する第１のフィルタと、
前記第１のミキサ部の後段に位置する第２のミキサ部で直交変調して得られる前記第１の中間周波数よりも高い周波数の第２の中間周波数を帯域制限する第２のフィルタとを備え、
前記第２のフィルタが、前記第１の中間周波数に基づいてベースバンドを含む複数の中間周波数帯を選択的に切り替えることを特徴とするマルチモード受信機。
【請求項２】
前記第２のフィルタは、通過帯域が異なる複数のフィルタまたは通過帯域を可変できるフィルタからなるチャネル選択フィルタであって、
前記チャネル選択フィルタは、前記第２の中間周波数の値によって適宜に切り替えられることを特徴とする請求項１に記載のマルチモード受信機。
【請求項３】
前記第１の中間周波数は、ＴＤＭＡ通信方式では中間周波数を低い周波数に設定したＬＩＦ（Low Intermediate Frequency）が選択され、ＣＤＭＡ通信方式ではＺＩＦ（Zero Intermediate Frequency）が選択されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のマルチモード受信機。
【請求項４】
前記第２のミキサ部が、直交変調して生じるキャリアリークを検出し、自己の入力直流バイアスに負帰還をかけることによって直流オフセット電圧を除去することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のマルチモード受信機。
【請求項５】
さらに、前記第２のフィルタの出力信号を復号化する復号化部を備え、
前記復号化部の一部または全部がソフトウエアで構成され、そのソフトウエアは記憶媒体に格納されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載のマルチモード受信機。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れかに記載のマルチモード受信機を備えて送受信を行うことを特徴とする通信端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の通信方式や通信モードに適宜に対応するマルチモード受信機、およびこのマルチモード受信機に送信機を組み合わせた通信端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ダイレクトコンバージョン受信機のようなＺＩＦ（Zero Intermediate Frequency）受信機や、中間周波数を低い周波数に設定したＬＩＦ（Low Intermediate Frequency）受信機の開発が盛んに行われている。このようなＺＩＦ受信機やＬＩＦ受信機においては、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave：表面弾性波）フィルタやセラミックフィルタなどのディスクリート素子で構成されているチャネル選択フィルタをＩＣチップ上に構成することによって、携帯端末の小型化およびローコスト化を実現することが期待される。また、ＧＳＭ（Global System for Mobile：デジタル携帯電話機で使われる無線通信方式の一つ）や、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access：広帯域・符号分割多重接続方式）のようなＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunication System：ヨーロッパの第３世代移動体通信システム）などの異なる通信方式を同一の端末で受信できるマルチモードタイプの受信機（以下、マルチモード受信機という）の開発も行われている。
【０００３】
以下、従来のマルチモード受信機について説明する。一般に、ＧＳＭ、ＰＤＣ（Personal Digital Cellular：デジタル無線通信方式の一つ）、およびＰＨＳ（Personal Handy-phone System）などのＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access：時間分割多重接続方式）の無線システムにおいては、受信機は消費電流を低減するために間欠受信動作を行う。一方、ＵＭＴＳ（Ｗ−ＣＤＭＡ）等のＣＤＭＡ方式の無線システムでは、通信中は連続的に受信動作を行う。
【０００４】
図５は、従来のＺＩＦ受信機の一例を示す構成図である。まず、図５を参照しながら従来のＺＩＦ受信機について説明する。アンテナ１０１で受信した無線信号は、高周波フィルタ１０２で受信周波数帯域以外の信号を減衰させ、高周波アンプ１０３で増幅される。次に、直交ミキサ１０４で、受信周波数とほぼ同じ周波数の一対の直交した局部発振信号を出力する局部発振部１０５の出力信号と高周波アンプ１０３で増幅された信号とをミキシングすることにより、直交関係にあるベースバンドのＩ信号およびＱ信号が生成される。次に、Ｉ，Ｑ信号のチャネル選択フィルタ１０７で帯域を制限することによって不要波を除去した後、可変利得アンプ１０８で所望のレベルにまで増幅し、復号部１１０で復号する。このようなＺＩＦ受信機では、ベースバンドのオフセット電圧によって受信感度が劣化する。このようなオフセット電圧は、回路構成素子の不整合性や局部発振部１０５の出力と直交ミキサ１０４の高周波信号入力に漏洩した局部発振信号とが直交ミキサ１０４で自己混合した結果によって生じる。図５に示したＺＩＦ受信機では、各回路ブロック間に容量結合１０６や容量結合１０９などによるＨＰＦ（High Pass Filter）を設けることによって、ベースバンドに生じるオフセット電圧を除去している。
【０００５】
ＴＤＭＡ方式では時間分割を行うスロットのみを受信する間欠受信動作を行うため、受信機を高速に起動させて受信動作に移行しなければならないが、前述のようにオフセット電圧を除去するために容量結合を用いた場合は、ＨＰＦのカットオフ周波数は起動時に直流バイアス電圧の変動が発生する。図６は、図５のＺＩＦ受信機の起動時におけるバイアス電圧の変動の様子を示す説明図である。図６に示すように、ＨＰＦのカットオフ周波数は起動時に直流バイアス電圧変動５１１が生じるため、受信機安定までの直流バイアス電圧安定時間５１２の時定数が起動時間を著しく長くしてしまう。また、ＨＰＦによってＩ，Ｑ信号の低域成分が減衰したり群遅延時間が変動したりすることによって、受信特性が劣化するおそれもある。
【０００６】
このようなオフセット電圧を除去するための手段は、例えば、下記の特許文献１などに開示されている。図７は、特許文献１に開示されているオフセット電圧除去回路の一例を示す構成図である。図７における受信機の基本的な構成は図５と同様であるのでその説明は省略し、オフセット電圧を除去する部分について説明する。図７において、復号部１１０に含まれているＡＤＣ（Analog to Digital Converter：ＡＤコンバータ）１１０ａ，１１０ｂとオフセット電圧検出部１１０ｃとによってＩ，Ｑ成分のオフセット電圧を検出し、加算器１１０ｄ，１１０ｅに負帰還をかけることによってオフセット電圧を除去している。しかし、このような構成ではオフセット電圧を除去する回路が必要となり、さらに、オフセット電圧を微弱な受信信号の振幅に対して十分に小さい値に調整する必要があるため、容易に実現することは極めて難しい。さらに、オフセット電圧除去回路はＧＳＭ、ＵＭＴＳなどの無線システム毎に最適化する必要がある。また、オフセット電圧はＡＧＣ（Automatic Gain Control）による利得制御動作によっても変化するため、それに対応できるオフセット電圧除去の制御が必要となる。
【０００７】
次に、従来のＬＩＦ受信機について説明する。図８は、従来のＬＩＦ受信機の一例を示す構成図である。尚、図８において図５と同一の構成要素は同一の符号を付してある。図８において、アンテナ１０１で受信した無線信号は、高周波フィルタ１０２で受信周波数帯域以外の信号を減衰させ、高周波アンプ１０３で増幅される。次に、直交ミキサ１０４で、無線信号から周波数をオフセットした一対の直交した局部発振信号を出力する局部発振部１０５の出力信号と高周波アンプ１０３で増幅された信号とをミキシングすることにより、直交関係にあるＩ，Ｑ成分の中間周波（ＩＦ）信号に変換する。Ｉ，Ｑ信号のチャネル選択フィルタ１０７で帯域を制限することにより不要波を除去した後、可変利得アンプ１０８で所望のレベルにまで増幅する。このＬＩＦ受信機では、低いＩＦ周波数に変換するため、チャネル選択フィルタ１０７や可変利得アンプ１０８で生じるオフセット電圧は容量結合によるＨＰＦで除去できる。つまり、チャネル選択フィルタ１０７はＢＰＦ（Band Pass Filter）でよい。次に、ＡＤＣ１１０ａ，１１０ｂにてデジタル信号に変換し、デジタル回路にて構成された第２の直交ミキサ１１２で、直交関係にあるデジタルベースバンドのＩ信号，Ｑ信号に変換される。さらに、その出力を復号部１１０で復号化する。
【０００８】
図９は、従来のＬＩＦ受信機における中間周波数の設定例を説明するための説明図である。つまり、図８で説明した従来のＬＩＦ受信機における中間周波数の設定例が図９に示されている。図９において、符号１３１は高周波帯域における信号の配置であり、符号１３３は中間周波帯域（ＩＦ帯域）における信号の配置である。受信希望波１３１ａに対し妨害波となる近接信号波１３１ｂ，１３１ｃ，１３１ｄ，１３１ｅ，１３１ｆがある場合、図８に示した第１の局部発振部１０５の出力周波数が１／２チャネル間隔程度となるように第１の局部発振周波数１３２を設定すると、ＩＦ帯信号配置１３３においては受信希望波１３３ａおよび隣接妨害波１３３ｂ，１３３ｃ，１３３ｄ，１３３ｅ，１３３ｆが配置される。尚、隣接妨害波１３３ｃはイメージ信号となる。
【０００９】
図８のような中間周波を用いた受信方式ではイメージ信号が必ず存在することは周知である。ＴＤＭＡ方式を用いたセルラー電話の場合、例えばＰＤＣ、ＰＨＳで使用される周波数は、妨害となる隣接妨害波が次隣接チャネル周波数以上離れるようにプランニングされている。また、ＧＳＭでは、隣接チャネル周波数を使用するが妨害耐性である規格は緩和されていることから、図９に示すように、チャネル間隔の１／２程度となる周波数を中間周波数とすることが望ましい。具体的に、ＰＤＣではＩＦ＝１２．５ＫＨｚ、ＰＨＳではＩＦ＝１５０ｋＨｚ、ＧＳＭではＩＦ＝１００ｋＨｚ程度となる。したがって、通常はイメージ除去ミキサを用いてイメージ周波数にあたる隣接チャネル帯域の信号を抑圧する。上述したように、ＴＤＭＡ方式を用いたセルラー電話では、隣接チャネル周波数を使用しないか、もしくは妨害に対する規格が緩和されていることから、イメージ除去ミキサにおいては、イメージ信号が３０ｄＢ程度であれば容易に除去できるため十分な隣接妨害波耐妨害特性を確保することができる。一方、ＣＤＭＡ方式では隣接チャネル周波数を用いるため、イメージ除去ミキサだけで６０ｄＢ以上の抑圧が必要となる。このとき、イメージ除去量はＩ，Ｑ間の位相の直交性と振幅の一致性によって決定され、６０ｄＢ以上のイメージ除去特性を得るためには、Ｉ，Ｑ間の直交位相誤差は０．１度以下、Ｉ，Ｑ間の振幅誤差は０．１ｄＢ以下に抑える必要がある。尚、ＬＩＦ受信機においてイメージ除去（つまり、映像排除）を行う技術は例えば下記の特許文献２などにも開示されている。
【特許文献１】特開平７−１１１４７１号公報
【特許文献２】特表２００２−５２３９５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前記の従来技術において複数の通信方式や通信モードに対応したマルチモード受信機を構成する場合は、以下に示すような種々の問題がある。まず、ＧＳＭ、ＰＤＣ、ＰＨＳ等のＴＤＭＡ方式にＺＩＦ受信機を用いると、その受信機ではオフセット電圧を除去のためにブロック間を容量結合しなければないので端末の高速な起動が困難となる。つまり、端末の立ち上がりが遅くなってしまう。また、オフセット電圧の除去機能を簡単な回路構成で実現することが難しいという問題もある。一方、ＵＭＴＳ（Ｗ−ＣＤＭＡ）等のＣＤＭＡ方式にＬＩＦ受信機を用いた場合は、隣接チャネル妨害特性を確保するためのイメージ除去ミキサを簡単には実現することが難しい。このように、ＴＤＭＡ方式およびＣＤＭＡ方式の双方に対応する受信機をＺＩＦ受信機またはＬＩＦ受信機の何れか一方とすると、所望の受信特性が得られないなどの使い勝手の悪さがある。
【００１１】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、所望の受信特性を落とすことなく複数の通信方式に適宜対応できるマルチモード受信機および通信端末を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のマルチモード受信機は、複数の通信方式または複数の通信モードに適宜に対応可能なマルチモード受信機であって、受信信号を第１のミキサ部で直交復調して得られるＩ,Ｑ信号を含む第１の中間周波数とそのＩ，Ｑ信号とを帯域制限する第１のフィルタと、第１のミキサ部の後段に位置する第２のミキサ部で直交変調して得られる第１の中間周波数よりも高い周波数の第２の中間周波数を帯域制限する第２のフィルタとを備え、第２のフィルタが、第１の中間周波数に基づいてベースバンドを含む複数の中間周波数帯を選択的に切り替える構成を採る。
【００１３】
かかる構成によれば、第１のフィルタが、受信信号を第１のミキサで直交復調して得られるＩ,Ｑ信号からなる第１の中間周波数とこのＩ，Ｑ信号とを帯域制限し、第２のフィルタが、第１のミキサの後段にある第２のミキサで直交変調して得られる第１の中間周波数よりも高い周波数である第２の中間周波数を帯域制限する。そして、第２のフィルタが、第１の中間周波数に基づいてベースバンド帯または低い中間周波数帯を選択的に切り替える。
【００１４】
また、本発明のマルチモード受信機においては、前記第２のフィルタは、通過帯域が異なる複数のフィルタまたは通過帯域を可変できるフィルタからなるチャネル選択フィルタであって、そのチャネル選択フィルタは、第２の中間周波数の値によって適宜に切り替えられる構成を採る。
【００１５】
かかる構成によれば、第２の中間周波数に接続される通過帯域の異なる複数のチャネル選択フィルタまたは通過帯域を可変できるチャネル選択フィルタを最適に切り替えることができる。
【００１６】
また、本発明のマルチモード受信機においては、前記第１の中間周波数は、ＴＤＭＡ通信方式では中間周波数を低い周波数に設定したＬＩＦが選択され、ＣＤＭＡ通信方式ではＺＩＦが選択される構成を採る。
【００１７】
かかる構成によれば、ＴＤＭＡ通信方式やＣＤＭＡ通信方式に応じて、適宜に、ＬＩＦ受信機やＺＩＦ受信機を選択することができる。
【００１８】
また、本発明のマルチモード受信機においては、前記第２のミキサ部が、直交変調して生じるキャリアリークを検出し、自己の入力直流バイアスに負帰還をかけることによって直流オフセット電圧を除去する構成を採る。
【００１９】
また、本発明のマルチモード受信機においては、さらに、前記第２のフィルタの出力信号を復号化する復号部を備え、この復号部の一部または全部がソフトウエアで構成され、そのソフトウエアは記憶媒体に格納される構成を採る。
【００２０】
かかる構成によれば、第２のミキサで直交変調して生じるキャリアリークを第２の中間周波に接続されている可変利得アンプの利得を受信感度点で設定される利得以上に設定し増幅し、復号部のＡＤコンバータとＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator：受信信号の強度表示）でキャリアリークを検出して第２のミキサの入力の直流バイアスに負帰還をかけているので、直流オフセット電圧を適正に除去することができる。
【００２１】
また、本発明は、前記発明の何れかのマルチモード受信機を備えて送受信を行う通信端末を構築することもできる。これによって、複数の通信方式（ＴＤＭＡ方式およびＣＤＭＡ方式）に適宜対応可能なマルチモードの受信機および通信端末を提供することができる。また、同一の構成で何れか一方の通信方式に対応した受信機および通信端末を提供することもできる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のマルチモード受信機および通信端末は、オフセット電圧をキャンセルするためのオフセット電圧除去回路を設ける必要がない。したがって、簡単な回路構成でオフセット電圧をキャンセルできるような、複数の通信方式や通信モードに適宜対応可能なマルチモード受信機および通信端末を提供することができる。また、同一の構成で、複数の通信方式や通信モードの内の何れか一方の通信方式や通信モードに対応した受信機および通信端末も提供することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照しながら、本発明のマルチモード受信機における幾つかの実施の形態を詳細に説明する。尚、以下に述べる各実施の形態で用いる図面において同一の構成要素は同一の符号を付し、かつ重複する説明は可能な限り省略する。
【００２４】
まず、本発明の概要について説明する。本発明のマルチモード受信機は、第１のチャネル選択フィルタが、受信信号を第１のミキサで直交復調して得られるＩ,Ｑ信号からなる第１の中間周波数とこのＩ，Ｑ信号とを帯域制限し、第２のチャネル選択フィルタが、第１のミキサの後段にある第２のミキサで直交変調して得られる第１の中間周波数よりも高い周波数である第２の中間周波数を帯域制限する。そして、第２のチャネル選択フィルタが、第１の中間周波数に基づいてベースバンド帯または低い中間周波数帯を選択的に切り替える。これによって、第１のミキサ部の出力の第１のＩＦ周波数を通信方式によって適宜にＬＩＦまたはＺＩＦの何れかに切り替えることができる。したがって、簡単な回路構成でオフセット電圧をキャンセルできるような、複数の通信方式や通信モードに適宜対応できるマルチモード受信機を構築することができる。
【００２５】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係るマルチモード受信機を示す構成図である。図１において、マルチモード受信機は、アンテナ部１、高周波部２、第１の局部発振部３、第１のミキサ部４、第１のチャネル選択フィルタ５、第２のミキサ部６、第２の局部発振部７、第２のチャネル選択フィルタ８、可変利得アンプ部９、復号部１０、および第３の局部発振部１１を備えた構成となっている。
【００２６】
まず、図１に示すマルチモード受信機の各構成要素の機能について説明する。なお、各構成要素は１つまたは複数の集積回路によって構成される。アンテナ部１は、複数の周波数帯の無線信号を受信する機能を備えている。高周波部２は、複数の周波数帯域に対応した高周波フィルタと複数の高周波アンプとによって構成され、アンテナ部１で受信した無線信号から必要帯域以外の周波数を減衰させ、必要帯域周波数を増幅する機能を備えている。また、第１の局部発振部３は、一対の直交したローカル信号を出力する機能を備えている。さらに、第１のミキサ部４は、高周波部２の出力と第１の局部発振部３によって直交する第１のＩＦ周波数ｆ１２のＩ，Ｑ信号に変換する機能を備えている。
【００２７】
第１のチャネル選択フィルタ５は、第１のミキサ部４の出力信号であるＩ，Ｑ信号を帯域制限することによって自己チャネル信号を選択する機能を備えている。なお、第１のチャネル選択フィルタ５はＬＰＦ（Low Pass Filter）であり、信号処理の障害となるオフセット電圧が含まれているが、このオフセット電圧はＨＰＦ（High Pass Filter）によって除去されるため、第１のチャネル選択フィルタ５は結果的にＢＰＦ（Band Pass Filter）となる。尚、第１のチャネル選択フィルタ５は特別にＢＰＦとして設計したフィルタであってもよい。
【００２８】
また、第２の局部発振部７は、一対の直交したローカル信号を出力する機能を備えている。さらに、第２のミキサ部６は、第１のチャネル選択フィルタ５の出力のＩ，Ｑ信号と第２の局部発振部７の出力信号とによって第２のＩＦ周波数ｆ１３に変換する機能を備えている。但し、両者の周波数の関係は、第１のＩＦ周波数ｆ１２＜第２のＩＦ周波数ｆ１３である。また、第２のチャネル選択フィルタ８は、第２のミキサ部６からの信号を帯域制限して自己チャネル信号を選択する機能を備えている。尚、第２のチャネル選択フィルタ８は複数の通過帯域幅と中心周波数を設定できる機能も備えている。
【００２９】
また、可変利得アンプ部９は、第２のチャネル選択フィルタ８から出力された信号の振幅を、復号部１０からの制御によって予め設定された振幅に調整する機能を備えている。尚、可変利得アンプ部９は、ベースバンドまたは低ＩＦ帯よりも高い中間周波数帯を用いることにより、前段の第２のチャネル選択フィルタ８や後段も復号部１０は容量結合することができるため、ＺＩＦ受信機で必要なオフセット除去を行う必要はない。また、復号部１０は、ＡＤコンバータ部１０ａ、デジタルミキサ部１０ｂ、ＣＤＭＡ復号部１０ｃ、ＴＤＭＡ復号部１０ｄ、ＡＧＣ（Automatic Gain Controller）１０ｅ、および受信機モード設定部１０ｆを備えた構成となっている。
【００３０】
ＡＤコンバータ部１０ａは、可変利得アンプ部９の出力信号をアナログからデジタルに変換する機能を備えている。また、デジタルミキサ部１０ｂは、ＡＤコンバータ１０ａの出力をデジタルＩ，Ｑ信号に変換する機能を備えている。さらに、ＡＧＣ１０ｅは、信号振幅に応じて可変利得アンプ部９の利得を制御する機能を備えている。また、ＣＤＭＡ復号部１０ｃは、例えばＵＭＴＳ（Ｗ−ＣＤＭＡ）信号を復号化する機能を備えている。さらに、ＴＤＭＡ復号部１０ｄは、例えばＧＳＭ信号を復号化する機能を備えている。また、受信機モード設定部１０ｆは、ＣＤＭＡ方式またはＴＤＭＡ方式の通信方式に適応した設定を行う機能を備えている。
【００３１】
第３の局部発振部１１は、復号部１０の基準クロック信号を生成する機能を備えている。尚、第３の局部発振部１１は、第２の局部発振部７と図示しない第３の局部発振部の周波数が逓倍または分周関係であれば共用しでもよい。
【００３２】
このような構成によって、マルチモード受信機は通信方式（つまり、ＣＤＭＡ方式またはＴＤＭＡ方式）に応じて、受信機モードをＺＩＦ受信機モードとＬＩＦ受信機モードの切り替えを行う。ここで、マルチモード受信機がＺＩＦ受信機モードに設定された場合は、第１の局部発振部３を受信周波数とほぼ同一の周波数に設定とすることで、第１のＩＦ周波数ｆ１２はＩ，Ｑのベースバンド信号となる。さらに、第１の局部発振部３は第２の局部発振部７と第２のミキサ部６によって直交変調し、第２のＩＦ周波数ｆ１３へアップミキシングする。
【００３３】
一方、マルチモード受信機がＬＩＦ受信機モードに設定された場合は、第１の局部発振部３は受信周波数を第１のＩＦ周波数ｆ１２の周波数分だけわずかにオフセットさせた周波数に設定することで、第１のＩＦ周波数ｆ１２は低いＩＦ周波数のＩ，Ｑ信号となり、さらに、第２の局部発振部７と第２のミキサ部６により直交変調し、第２のＩＦ周波数ｆ１３へアップミキシングする。また、第２のチャネル選択フィルタ８は、各通信方式に最適な通過特性のフィルタに構成して受信機モードにより切り替える。
【００３４】
また、復号部１０は、ＡＤコンバータ部１０ａでアナログよりデジタルに変換し、デジタルミキサ部１０ｂでデジタルＩ，Ｑベースバンド信号を得る。指定された通信方式に従ってＣＤＭＡ復号部１０ｃまたはＴＤＭＡ復号部１０ｄで復号化される。また、ＡＧＣ１０ｅは、ＡＤコンバータ部１０ａの入力振幅が予め設定された値になるよう可変利得アンプ部９の利得を制御する。
【００３５】
次に、ＺＩＦ受信機モードとＬＩＦ受信機モードの各受信機モードの使い分けについて、デジタル通信方式を例に具体的に説明する。現在、携帯電話で使用されているデジタル通信方式は、ＴＤＭＡ方式とＣＤＭＡ方式が代表的なものである。背景技術で述べたように、ＺＩＦ受信機はベースバンド部で生じるオフセット電圧を除去する必要がある。このオフセット電圧を除去する手段として最も容易な方法は、図５に示したように、回路ブロック間を容量結合することであるが、この場合、ＨＰＦ特性を持つため受信感度特性に影響しないようカットオフ周波数を設定すると時定数が非常に長くなってしまう。
【００３６】
図２は、本発明のマルチモード受信機において、ＴＤＭＡ方式を例としたＧＳＭのフレーム構成の概略を説明するための説明図である。図２に示すように、ＧＳＭはＴＤＭＡ／ＦＤＤ方式であるため、ここでは図２に示す受信スロット２０、モニタスロット２１、および間欠受信動作２２のタイミングについて説明する。例えば、モニタスロット２１がモニタスロット２１ａを受信し、受信スロット２０が通信スロットとして指定された受信スロット２０ａを受信する。ＧＳＭでは、１フレームが４．６１５ｍ秒であり、１スロットが５７７μ秒であり、１フレームが８スロットで構成されるため、間欠受信動作２２のように自局に必要なスロットのみを間欠的に受信動作することになる。間欠受信動作２２は、消費電流を低減するために不可欠な方法である。しかしながら、図５に示した構成では、受信機を起動し受信可能となるバイアス電圧安定状態までに必要な時間は図６に示した関係となるため、間欠受信動作に支障が生じる。したがって、ＺＩＦ受信機モードはＴＤＭＡ方式に適していない。
【００３７】
しかしながら、ＬＩＦ受信機モードにおいては、一旦１／２チャネル間隔程度に相当する中間周波数に変換されるため、オフセット電圧を除去するＨＰＦを配置してもＺＩＦ受信機モードの場合と比較してＨＰＦのカットオフ周波数を高く設定でき、起動時間を高速化しやすい。したがって、ＬＩＦ受信機モードはＴＤＭＡ方式に適している。
【００３８】
次に、ＣＤＭＡ方式の例として、ＵＭＴＳ（Ｗ−ＣＤＭＡ）のフレーム構成について説明する。図３は、本発明のマルチモード受信機において、Ｗ−ＣＤＭＡ方式を例としてＵＭＴＳのフレーム構成の概略を説明するための説明図である。ＵＭＴＳ（Ｗ−ＣＤＭＡ）はＣＤＭＡ／ＦＤＤ方式であるため、ここでは図３に示す受信フレーム３０について説明する。ＵＭＴＳ（Ｗ−ＣＤＭＡ）では、１フレームが１０ｍｓであり、通信中は基本的に基地局から指定された伝送スピードで連続受信するため、間欠受信動作３１に示すように間欠受信は行わず、かつ、信号帯域が広い。したがって、回路ブロック間のオフセット除去に容量結合によるＨＰＦを用いてもカットオフ周波数をある程度高く設定することができるため、図３に示すように、回路ブロック間を容量結合しても起動時間を短縮することができる。したがって、ＺＩＦ受信機モードはＣＤＭＡ方式に適している。
【００３９】
このように、ＣＤＭＡ方式ではＺＩＦ受信機モードに設定し、ＴＤＭＡ方式ではＬＩＦ受信機モードに設定することが適当である。
【００４０】
次に、図１を用いて、ＺＩＦ受信機モードとＬＩＦ受信機モードとを切り替える際に、第１の局部発振部３、第１のチャネル選択フィルタ５、第２のミキサ部６、第２の局部発振部７、第２のチャネル選択フィルタ８および復号部１０の各設定について説明する。
【００４１】
ＺＩＦ受信機モードとしてはＵＭＴＳ（Ｗ−ＣＤＭＡ）用受信機を例に挙げ、ＬＩＦ受信機モードとしてはＧＳＭ用受信機を例に挙げて具体的に説明する。まず、ＺＩＦ受信機モードに切り替えた場合、すなわちＵＭＴＳ（Ｗ−ＣＤＭＡ）信号の受信について図１を参照して説明する。第１の局部発振部３の出力周波数は受信周波数とほぼ同一に設定され、第１のチャネル選択フィルタ５および第２のチャネル選択フィルタ８の総合特性は、ＵＭＴＳ（Ｗ−ＣＤＭＡ）の伝送スピードである３．８４Ｍｃｐｓのベースバンド信号を通過させ、かつ隣接チャネル信号帯域を濾波できる程度の特性とする。第１のチャネル選択フィルタ５の低域周波数通過特性は、下記の参考文献１に具体的な例が発表されており、ＨＰＦは受信特性に影響を与えない程度のカットオフ周波数２０ＫＨｚ程度以下が適当とされている。
【００４２】
次に、ＵＭＴＳ（Ｗ−ＣＤＭＡ）の基準クロックが１９．２ＭＨＺである場合について説明する。第２の局部発振部７を基準クロックが１９．２ＭＨｚの１／４の出力周波数３．８４ＭＨｚである場合を例とすると、第２のＩＦ周波数ｆ１３も３．８４ＭＨｚとなる。ＡＤコンバータ部１０ａのサンプリング周波数を１５．３６ＭＨｚとすると、第２のＩＦ周波数ｆ１３は３．８４ＭＨｚのデジタル化された信号となる。デジタルミキサ部１０ｂでは、１５．３６ＭＨｚの１／４の直交したクロックにてデジタルＩ，Ｑ信号に変換し、さらにＣＤＭＡ復号部１０ｃで復号信号処理を行う。
【００４３】
次に、ＬＩＦ受信機モードに切り替えた場合、すなわちＧＳＭ信号の受信について説明する。第１の局部発振部５の出力周波数は、受信周波数から１／２チャネル間隔程度離調した（つまり、オフセットした）１００ＫＨｚ以上の周波数となる。第１のＩＦ周波数ｆ１２の具体的な例は、下記の参考文献２で発表されている。さらに、第１のチャネル選択フィルタ５の低域側周波数は１０ｋＨｚ程度でよいことが記されている。
【００４４】
ここで、ＧＳＭの基準クロックが１３ＭＨＺである場合について説明する。今、第１のＩＦ周波数ｆ１２は、基準クロック１３ＭＨＺの１／９６である１３５．４１６７ＫＨｚ、第２の局部発振部７の出力周波数を基準クロックの１／４である３．２５ＭＨｚとすると、第２のＩＦ周波数ｆ１３は３．３８５４１７ＭＨｚとなる。尚、第２のチャネル選択フィルタ８は、第１のチャネル選択フィルタ５で不足している減衰量を確保するものとする。
【００４５】
また、ＡＤコンバータ部１０ａのサンプリングクロックを３．２５ＭＨｚとすると、第２のＩＦ周波数ｆ１３はアンダーサンプリングされ、ＡＤコンバータ部１０ａの出力ではデジタル化された１３５．４１６７ＫＨｚが得られ、基準クロック１３ＭＨｚの１／９６の直交したクロックとデジタルミキサ１０ｂによりデジタルＩ，Ｑ信号が得られＴＤＭＡ復号部１０ｄで復号処理を行う。
【００４６】
次に、ＬＩＦ受信機とＺＩＦ受信機を両立させるための各ブロックにおける特性切り替えについて具体的な例を説明する。ＺＩＦ受信機では、第１のチャネル選択フィルタ５は、カットオフ周波数は２ＭＨｚ程度のローパスフィルタ（ＬＰＦ）であり、回路に生ずる直流オフセット電圧を除去するために、先に説明したように容量結合によるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）の組み合わせによるバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）が実現できる。また、第２のチャネル選択フィルタ８は、中心周波数が３．８４ＭＨｚで通過帯域４ＭＨｚ程度であるバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を構成することで実現できる。
【００４７】
ＬＩＦ受信機では、第１のチャネル選択フィルタ５は、カットオフ周波数は２００ｋＨｚ程度のＬＰＦとする。第２のチャネル選択フィルタ８は、中心周波数が３．３８５４１７ＭＨｚで通過帯域４００ｋＨであるバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を構成することで実現できる。ＬＩＦ受信機の第２のＩＦ周波数ｆ１３のイメージ周波数は、高周波帯の希望波信号に対して＋６．７７１ＭＨｚ、もしくは−６．７７１ＭＨｚ離れたところに存在するが、第１のチャネル選択フィルタのカットオフ周波数が２００ｋＨｚであれば第２のＩＦ周波数ｆ１３のイメージ信号を除去することができる。イメージ信号の除去が不足している場合はノッチフィルタと用いてもよい。
【００４８】
ＺＩＦ受信機とＬＩＦ受信機の第１のチャネル選択フィルタ５、第２のチャネル選択フィルタ８は、個々に配置して適宜切り替えることによって構成することができる。また、ＬＩＦ受信機の定数を切り替えてＺＩＦ受信機のフィルタを構成する仕組みであれば、受信回路を大幅に小型することができる。
【００４９】
以上説明したように、本発明の実施の形態１によれば、特別なオフセット電圧除去回路を備えることなく、複数の通信方式（例えば、ＴＤＭＡ方式およびＣＤＭＡ方式）に適宜対応可能なマルチモード受信機を提供することができる。
【００５０】
＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２に係るマルチモード受信機について説明する。前述の実施の形態１で説明したように、複数の通信方式に適宜対応可能なマルチモード受信機を構築するのに特別なオフセット電圧除去回路を備える必要はない。しかしながら、図１の第２のミキサ部６にて構成素子の不整合によって生じた直流オフセット電圧は、第２のＩＦ周波数ｆ１３ではキャリアリークとして現れ、結果的に受信感度に影響することも考えられる。このような場合は、必要に応じてオフセット電圧のキャンセルを行えばよい。そこで本発明の実施の形態２では、オフセット電圧をキャンセルする構成例について説明する。
【００５１】
図４は、本発明の実施の形態２に係るオフセット電圧除去回路の構成図である。したがって、図１と図４を参照しながら実施の形態２について説明する。第１の局部発振部３は、ＯＦＦした状態として高周波信号が第１のミキサ部４で周波数変換されない状態に設定する。この操作の結果、強い受信信号の存在するエリアでも信号無入力の状態を設定することができる。このとき、可変利得アンプ部９を設定する利得は、感度点信号時利得よりもおおむね１０〜２０ｄＢ程度高く設定することが望ましい。この操作によりキャリアリークを効率よく検出し、受信感度に影響を及ぼさない様に調整をすることができる。また、第２の中間周波数以降にあるフィルタをＧＳＭの設定にすることにより雑音帯域を狭くできるため、よりキャリアリークを効率よく検出することもできる。
【００５２】
図４において、第２のＩＦ周波数ｆ１３に生じているキャリアリークは、ＡＧＣ１０ｅのＲＳＳＩの出力によりキャリア検出部１０ｇでレベルを読みとり、ＤＡＣ１０ｉから調整電圧を出力して加算器１４に加え、キャリアリークが最小になるように調整する。尚、この調整動作はＩチャネルまたはＱチャネルを個別に行う。このとき、調整をしていないＩチャネルまたはＱチャネル側の第２のミキサ部６は周波数変換動作しないようにしておく。図を用いた具体的な説明はしないが、例えば、ミキサの電源をＯＦＦしたり、第２の局部発振信号を入力しない様にすることによって実現することができる。
【００５３】
次に、Ｉ,Ｑチャネルそれぞれの調整後のＤＡＣ制御値を設定情報保持部１０ｈに格納し、受信の際にＤＡＣ１０ｉに出力する。このような調整・格納は、受信毎に行ってもよいし、あらかじめ設定された時間毎や携帯端末装置の工場出荷調整ごとに行ってもよい。つまり、このような調整・格納はいつ行っても構わない。このように僅かな機能を追加することで、安定したオフセット電圧除去を実現することができる。
【００５４】
＜実施の形態３＞
次に、本発明の実施の形態３に係るマルチモード受信機について説明する。実施の形態１ではＵＭＴＳ（Ｗ−ＣＤＭＡ）とＧＳＭのマルチモード受信機について説明したが、これらの無線通信システムに限定するものではなく、アナログ通信方式のＡＭＰＳ（Advanced Mobile Phone Service：アナログ・セルラー方式の移動電話）やデジタル通信方式のＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重方式）やＵＷＢ（Ultra Wideband：超広帯域無線技術）にも適用することが可能である。また、ＴＤＭＡ方式であってもＺＩＦ受信機モードで無線規格が満足できる通信システムであれば、それらのＺＩＦ受信機モードで使用しても構わない。さらに、ＣＤＭＡ方式であってもＬＩＦ受信機モードで無線規格が満足できる通信システムであれば、ＬＩＦ受信機モードで使用しても構わない。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇの様な無線ＬＡＮでは、周波数ホッピング、ＣＤＭＡ、ＯＦＤＭの通信モードで適宜運用されるため、最適な受信機の状態で使用することも可能である。
【００５５】
また、図１に示した復号部１０のＣＤＭＡ復号部１０ｃおよびＴＤＭＡ復号部１０ｄをモジュール化するか、ソフトウエアによって復号化可能な無線通信システムを変更可能とするか、または両者を併用した構成とすることにより、ＵＭＴＳ（Ｗ−ＣＤＭＡ）からＩＳ９５への変更やＧＳＭからＰＨＳ等への変更が可能となる。ソフトウエアを、例えば取り外し可能なメモリに格納することで、多数の通信方式に対応したマルチモード受信機を実現することもできる。
【００５６】
さらに、図１の第１のチャネル選択フィルタ５、第２のチャネル選択フィルタ８、および図示していないが復号部１０に搭載されるデジタルフィルタの各周波数特性およびＱを可変できる回路構成であれば、任意の通信方式に対してもフィルタの周波数特性とＱ値の設定を行うことが可能である。このような構成であれば、受信可能な周波数帯であれば任意の通信方式に対応したマルチモード受信機を構成することができる。
【００５７】
＜実施の形態４＞
次に、本発明の実施の形態４に係るマルチモード受信機について説明する。前述の実施の形態１および実施の形態３ではマルチモード受信機について説明したが、これらのマルチモード受信機に限定されるものではない。すなわち、ＴＤＭＡ方式またはＣＤＭＡ方式を用いたシングルモードの受信機においては、ＬＩＦ受信機モードまたはＺＩＦ受信機モードに固定し使用することにより、これまで無線通信システム毎に専用の集積回路で受信機が構成されていたが、同一の集積回路で様々な無線通信システムの受信機を構成することもできる。尚、前記の実施の形態１乃至実施の形態４では受信機について説明したが、これらの受信機と送信機とを組み合わせて通信端末としても本発明が適用されることは云うまでもない。
【００５８】
（参考文献１）
2000 IEEE Radio Frequency Integrated Circuit Symposium  MOM3B-2 
Analog basebandIC for use in direct conversion WCDMA receiver.
（参考文献２）
2000 IEEE Radio Frequency Integrated Circuit Symposium MOM3B-3 
A LOW IF POLYPHASE Receiver for GSM using log domain signal processing
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明のマルチモード受信機および通信端末は、簡単な回路構成でオフセット電圧をキャンセルして複数の通信方式や通信モードに適宜対応することができるので、放送分野や通信分野など通信関連インフラに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施の形態１に係るマルチモード受信機を示す構成図
【図２】本発明のマルチモード受信機において、ＴＤＭＡ方式を例としたＧＳＭのフレーム構成の概略を説明するための説明図
【図３】本発明のマルチモード受信機において、Ｗ−ＣＤＭＡ方式を例としてＵＭＴＳのフレーム構成の概略を説明するための説明図
【図４】本発明の実施の形態２に係るオフセット電圧除去回路の構成図
【図５】従来のＺＩＦ受信機の一例を示す構成図
【図６】図５のＺＩＦ受信機の起動時におけるバイアス電圧の変動の様子を示す説明図
【図７】従来のオフセット電圧除去回路の一例を示す構成図
【図８】従来のＬＩＦ受信機の一例を示す構成図
【図９】従来のＬＩＦ受信機における中間周波数の設定例を説明するための説明図
【符号の説明】
【００６１】
１  アンテナ部
２  高周波部
３  第１の局部発振部
４  第１のミキサ部
５  第１のチャネル選択フィルタ
６  第２のミキサ部
７  第２の局部発振部
８  第２のチャネル選択フィルタ
９  可変利得アンプ部
１０  復号部
１０ａ  ＡＤコンバータ部
１０ｂ  デジタルミキサ部
１０ｃ  ＣＤＭＡ復号部
１０ｄ  ＴＤＭＡ復号部
１０ｅ  ＡＧＣ
１０ｆ  受信機モード設定部
１０ｇ  キャリア検出部
１０ｈ  設定情報保持部
１０ｉ  ＤＡＣ
１１  第３の局部発振部
１４  加算器
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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