(57)【要約】【課題】単一又は複数の通信周波数帯域で同時に通信可能な受信機において、Ａ／Ｄ変換器の動作周波数帯域を緩和し、受信機の消費電力を低減する。【解決手段】受信機１は、複数の通信周波数帯域のＲＦ信号と通信を行う複数の受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ（ａ〜ｅ）と、マトリックススイッチ（２２）と、少なくとも２つ以上のＡ／Ｄ変換器（２３〜２７）とを含む。複数の受信ブロックのそれぞれは、低雑音増幅器（２〜６）と、ミキサー（７、８、９、１０、１１）と、ローカル信号生成部（１２〜１６）とを含む。受信機１では、複数の受信ブロックからの受信アナログ信号は、マトリックススイッチ（２２）へと接続される。マトリックススイッチでは、同時に受信するＲＦ受信信号の数と各ＲＦ受信信号の受信信号周波数帯域幅に応じて、各受信アナログ信号のＡ／Ｄ変換器（２３〜２７）への接続パスが切り替わる。【選択図】図１
2011233962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数（Ｎ）の通信周波数帯域に対応し、該複数の通信周波数帯域内の単一又は複数（Ｍ＝１〜Ｎ）の通信周波数帯域にまたがって構成されたＲＦ受信信号を受信する受信機であって、
前記受信機は、
前記通信周波数帯域の各々に対応する複数（Ｎ）の受信ブロックと、
前記各受信ブロックの出力が入力される少なくとも１つのマトリックススイッチと、
前記マトリックススイッチに接続された少なくとも２つ以上のＡ／Ｄ変換器と、
前記受信ブロック、前記マトリックススイッチおよび前記Ａ／Ｄ変換器を制御する通信モード制御部とを備えて成り、
前記複数の受信ブロックのそれぞれは、受信用復調器と、受信用ローカル信号生成部とを含み、前記受信用復調器は前記受信用ローカル信号生成部から供給された受信用ローカル信号によりＲＦ受信信号を受信アナログ信号にダウンコンバートする機能を有しており、
前記通信モード制御部は、前記ＲＦ受信信号の構成に関する情報に基づいて、前記単一又は複数の通信周波数帯域に対応する前記受信ブロックを選択し、該選択された受信ブロックと前記Ａ／Ｄ変換器との接続パスを形成するように前記マトリックススイッチを切り替える制御を行う
ことを特徴とする受信機。
【請求項２】
請求項１において、
前記複数のＡ／Ｄ変換器のそれぞれは、単一又は複数の通信周波数帯域で受信可能な最大ＲＦ受信信号周波数帯域幅よりも狭い周波数帯域で動作する
ことを特徴とする受信機。
【請求項３】
請求項２において、
前記複数のＡ／Ｄ変換器は、タイムインタリーブ処理機能を有する
ことを特徴とする受信機。
【請求項４】
請求項２において、
前記複数のＡ／Ｄ変換器のそれぞれでは、ある一つの受信アナログ信号が、前記マトリックススイッチを介して少なくとも２つ以上の前記Ａ／Ｄ変換器に入力されたとき、前記各Ａ／Ｄ変換器が異なる位相のサンプリングＣＬＫで動作する
ことを特徴とする受信機。
【請求項５】
請求項１において、
前記ＲＦ受信信号の構成に関する情報は、同時に受信する前記ＲＦ受信信号の数と前記各ＲＦ受信信号の受信信号周波数帯域幅に関する情報である
ことを特徴とする受信機。
【請求項６】
請求項２において、
前記複数の受信ブロックのそれぞれは、ダイレクトダウンコンバージョン受信機アーキテクチャーである
ことを特徴とする受信機。
【請求項７】
請求項２において、
前記複数の受信ブロックのうち、少なくとも２つ以上の受信ブロックはＬｏｗ−ＩＦダウンコンバージョン受信機アーキテクチャーである
ことを特徴とする受信機。
【請求項８】
請求項２において、
前記受信機は、
受信可能な前記通信周波数帯域ごとに対応する複数の前記受信ブロックと、前記複数のＡ／Ｄ変換器とを接続する１つの前記マトリックススイッチと備え、
前記Ａ／Ｄ変換器の数は、同時に受信する前記ＲＦ受信信号の最大の数と同数である
ことを特徴とする受信機。
【請求項９】
請求項２において、
前記受信機は、
受信可能な通信周波数帯域ごとの前記受信ブロックと、
１つの前記マトリックススイッチと、
同時に受信する最大ＲＦ受信信号の数と同数の前記Ａ／Ｄ変換器とを具備しており、
前記通信モード制御部は、前記受信機の動作モードが単一もしくは複数の通信周波数帯域で前記Ａ／Ｄ変換器の帯域以上の前記ＲＦ受信信号を受信するとき、前記帯域以上の受信アナログ信号を、前記マトリックススイッチを介して、２つ以上の前記Ａ／Ｄ変換器に入力する
ことを特徴とする受信機。
【請求項１０】
請求項２において、
前記受信機は、
受信可能な通信周波数帯域ごとの前記受信ブロックと、
１つの前記マトリックススイッチと、
同時に受信する最大ＲＦ受信信号の数と同数の前記Ａ／Ｄ変換器とを具備しており、
前記通信モード制御部は、前記受信機の動作モードが、単一もしくは複数の通信周波数帯域で前記Ａ／Ｄ変換器の帯域以下のＲＦ受信信号を受信するとき、前記帯域以下の受信アナログ信号を、前記マトリックススイッチを介して、１つの前記各Ａ／Ｄ変換器に入力する
ことを特徴とする受信機。
【請求項１１】
請求項１において、
前記受信機は、ベースバンド処理部を備えており、
該ベースバンド処理部において、前記ＲＦ受信信号の構成に関する情報として、前記ＲＦ受信信号に含まれている情報から、次に受信する信号の通信周波数帯と通信周波数帯域との情報を含んだベースバンド制御信号を生成し、前記通信モード制御部へ出力する
ことを特徴とする受信機。
【請求項１２】
請求項１において、
前記受信機は、
受信可能な通信周波数帯域ごとに前記複数の受信ブロックと、
同時に受信する前記ＲＦ受信信号の最大数よりも少なく、かつ、同時に受信する最大ＲＦ受信信号の数の半分以上の数の複数のベースバンド可変利得増幅器と、
複数の前記Ａ／Ｄ変換器とを含み、
前記マトリックススイッチは、前記受信ブロックと前記ベースバンド可変利得増幅器とを接続する第一マトリックススイッチと、前記ベースバンド可変利得増幅器と前記Ａ／Ｄ変換器とを接続する第二マトリックススイッチとを有し、
前記複数の受信ブロックのうち、少なくとも２つ以上の前記受信ブロックはＬｏｗ−ＩＦダウンコンバージョン受信機アーキテクチャーであり、
前記通信モード制御部は、
前記複数の受信ブロックからの複数の受信アナログ信号は前記第一マトリックススイッチを介して前記ベースバンド可変利得増幅器へ入力し、該ベースバンド可変利得増幅器の出力は、前記第二マトリックススイッチを介して前記複数のＡ／Ｄ変換器へ入力し、
同時に受信する前記ＲＦ受信信号の数に応じて、前記第一マトリックススイッチにおける前記複数のベースバンド可変利得増幅器への接続パスを切り替え、
前記受信アナログ信号の信号周波数帯域幅に応じて、前記第二マトリックススイッチにおける前記複数のＡ／Ｄ変換器への接続パスを切り替える
ことを特徴とする受信機。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記複数のＬｏｗ−ＩＦダウンコンバージョン受信ブロックは、それぞれＬｏｗ−ＩＦ受信用ローカル信号生成部を含み、
該複数のＬｏｗ−ＩＦ受信用ローカル信号生成部では、それぞれ位相差が異なるＬｏｗ−ＩＦ受信用ローカル信号を生成する
ことを特徴とする受信機。
【請求項１４】
請求項１３において、
前記２つのＬｏｗ−ＩＦダウンコンバージョン受信ブロックにおいて、それぞれ位相差が異なる前記Ｌｏｗ−ＩＦ受信用ローカル信号でダウンコンバージョンされた２つの受信アナログ信号は、前記第一マトリックススイッチを介して共通の前記ベースバンド可変利得増幅器へ入力され、
該ベースバンド可変利得増幅器から出力される合成受信アナログ信号は、前記第二マトリックススイッチを介して、合成受信アナログ信号の信号周波数帯域幅に応じて単一又は複数の前記Ａ／Ｄ変換器へ入力され、
前記受信機は、更に、
前記合成受信ディジタル信号に対して、前記２つのＬｏｗ−ＩＦ受信用ローカル信号の位相にそれぞれ直交した２つのＬｏｗ−ＩＦ受信用ディジタルローカル信号を掛け合わせることにより、２つの受信ディジタル信号へと分離するディジタル変換ユニットを含む
ことを特徴とする受信機。
【請求項１５】
請求項１４において、
前記合成受信アナログ信号を生成する前記２つのＬｏｗ−ＩＦダウンコンバージョン受信ブロックでは、それぞれのＬｏｗ−ＩＦ受信用ローカル信号の位相差は、座標軸上で原点対象となるように選択される
ことを特徴とする受信機。
【請求項１６】
請求項１５において、
前記通信モード制御部の制御により、
単一の通信周波数帯域で前記Ａ／Ｄ変換器の帯域以上のＲＦ受信信号を受信するとき、前記Ａ／Ｄ変換器の帯域以上の単一受信アナログ信号は、前記第一マトリックススイッチを介して、一つの前記ベースバンド可変利得増幅器へ接続され、さらに前記第二マトリックススイッチを介して、２つ以上の前記Ａ／Ｄ変換器に入力され、
単一の通信周波数帯域で前記Ａ／Ｄ変換器の帯域以下のＲＦ受信信号を受信するとき、前記Ａ／Ｄ変換器の帯域以下の単一受信アナログ信号は、前記第一マトリックススイッチを介して、一つの前記ベースバンド可変利得増幅器へ接続され、さらに前記第二マトリックススイッチを介して、一つの前記Ａ／Ｄ変換器に入力され、
前記ベースバンド可変利得増幅器の数よりも少ない複数の通信周波数帯域で、Ａ／Ｄ変換器の帯域以上のＲＦ受信信号を受信するとき、前記Ａ／Ｄ変換器の帯域以上の前記複数の受信アナログ信号は、前記第一マトリックススイッチを介して、それぞれ異なるベースバンド可変利得増幅器へ接続され、さらに前記第二マトリックススイッチを介して、それぞれ異なる２つ以上の前記Ａ／Ｄ変換器に入力され、
前記ベースバンド可変利得増幅器の数よりも少ない複数の通信周波数帯域で、Ａ／Ｄ変換器の帯域以下のＲＦ受信信号を受信するとき、前記Ａ／Ｄ変換器の帯域以下の前記複数の受信アナログ信号は、前記第一マトリックススイッチを介して、それぞれ異なる前記ベースバンド可変利得増幅器へ接続され、さらに前記第二マトリックススイッチを介して、それぞれ異なる一つの前記Ａ／Ｄ変換器に入力され、
前記ベースバンド可変利得増幅器の数よりも多い複数の通信周波数帯域で、Ａ／Ｄ変換器の帯域以上のＲＦ受信信号を受信するとき、前記Ａ／Ｄ変換器の帯域以上の前記複数の受信アナログ信号は、前記第一マトリックススイッチを介して、二つずつ共通の前記ベースバンド可変利得増幅器へ接続され、さらに前記第二マトリックススイッチを介して、それぞれ異なる２つ以上の前記Ａ／Ｄ変換器に入力され、前記複数の合成受信ディジタル信号は前記ディジタル変換ユニットへと接続され、それぞれ２つの受信ディジタル信号に分離され、
前記ベースバンド可変利得増幅器の数よりも多い複数の通信周波数帯域で、前記Ａ／Ｄ変換器の帯域以下のＲＦ受信信号を受信するとき、前記複数の前記Ａ／Ｄ変換器の帯域以下の受信アナログ信号は、前記第一マトリックススイッチを介して、二つずつ共通の前記ベースバンド可変利得増幅器へ接続され、さらに前記第二マトリックススイッチを介して、それぞれ異なる一つの前記Ａ／Ｄ変換器に入力され、前記複数の合成受信ディジタル信号はディジタル変換ユニットでそれぞれ２つの受信ディジタル信号に分離される
ことを特徴とする受信機。
【請求項１７】
送信ユニットおよび受信ユニットを備えた送受信ユニットであって、
該送受信ユニットは、複数（Ｎ）の通信周波数帯域に対応し、該複数の通信周波数帯域内の単一又は複数（Ｍ＝１〜Ｎ）の通信周波数帯域にまたがって構成されたＲＦ受信信号を受信する受信機を備えており、
前記受信機は、
前記通信周波数帯域の各々に対応する複数（Ｎ）の受信ブロックと、
前記各受信ブロックの出力が入力される少なくとも１つのマトリックススイッチと、
前記マトリックススイッチに接続された少なくとも２つ以上のＡ／Ｄ変換器と、
前記受信ブロック、前記マトリックススイッチおよび前記Ａ／Ｄ変換器を制御する通信モード制御部とを備えて成り、
前記複数の受信ブロックのそれぞれは、受信用復調器と、受信用ローカル信号生成部とを含み、前記受信用復調器は前記受信用ローカル信号生成部から供給された受信用ローカル信号によりＲＦ受信信号を受信アナログ信号にダウンコンバートする機能を有しており、
前記複数のＡ／Ｄ変換器は、タイムインタリーブ処理機能を有しており、
前記通信モード制御部は、前記ＲＦ受信信号の構成に関する情報に基づいて、前記単一又は複数の通信周波数帯域に対応する前記受信ブロックを選択し、該選択された受信ブロックと前記Ａ／Ｄ変換器との接続パスを形成するように前記マトリックススイッチを切り替える制御を行う
ことを特徴とする送受信ユニット。
【請求項１８】
請求項１７において、
前記複数のＡ／Ｄ変換器のそれぞれは、単一又は複数の通信周波数帯域で受信可能な最大ＲＦ受信信号周波数帯域幅よりも狭い周波数帯域で動作する
ことを特徴とする送受信ユニット。
【請求項１９】
請求項１７において、
前記複数の受信ブロックのうち、少なくとも２つ以上の受信ブロックはＬｏｗ−ＩＦダウンコンバージョン受信機アーキテクチャーである
ことを特徴とする送受信ユニット。
【請求項２０】
ベースバンド信号処理ＬＳＩと、ＲＦモジュールと、アンテナモジュール１とを備えた基地局であって、
前記ＲＦモジュールは、送受信ユニットをディスクリート部品で構成され複通信周波数帯域の各帯域に対応する機能を有するＲＦユニットと、複数のＲＦ電力増幅器とを有し、
前記アンテナモジュールは、前記複通信周波数帯域の各帯域に対応するための、複数のアンテナと、複数のデュプレクサと、複数の低雑音増幅器とを備えており、 
前記送受信ユニットは、送信ユニットおよび受信ユニットを含み、
該送受信ユニットは、複数（Ｎ）の通信周波数帯域に対応し、該複数の通信周波数帯域内の単一又は複数（Ｍ＝１〜Ｎ）の通信周波数帯域にまたがって構成されたＲＦ受信信号を受信する受信機を備えており、
前記受信機は、
前記通信周波数帯域の各々に対応する複数（Ｎ）の受信ブロックと、
前記各受信ブロックの出力が入力される少なくとも１つのマトリックススイッチと、
前記マトリックススイッチに接続された少なくとも２つ以上のＡ／Ｄ変換器と、
前記受信ブロック、前記マトリックススイッチおよび前記Ａ／Ｄ変換器を制御する通信モード制御部とを備えて成り、
前記複数の受信ブロックのそれぞれは、受信用復調器と、受信用ローカル信号生成部とを含み、前記受信用復調器は前記受信用ローカル信号生成部から供給された受信用ローカル信号によりＲＦ受信信号を受信アナログ信号にダウンコンバートする機能を有しており、
前記複数のＡ／Ｄ変換器は、タイムインタリーブ処理機能を有しており、
前記通信モード制御部は、前記ＲＦ受信信号の構成に関する情報に基づいて、前記単一又は複数の通信周波数帯域に対応する前記受信ブロックを選択し、該選択された受信ブロックと前記Ａ／Ｄ変換器との接続パスを形成するように前記マトリックススイッチを切り替える制御を行う
ことを特徴とする基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話等のＲＦ通信に利用される受信機およびそれを用いた送受信ユニット並びに基地局に係り、特に、複数の通信周波数帯域に対応し、かつ各通信周波数帯域における受信信号周波数帯域が可変となるＲＦ通信用受信機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１には、周波数アグリゲーションに対応した送受信機が記載されている。この送受信機は通信周波数帯域ごとに複数の送信ブロックと受信ブロックとを含む。各受信ブロックはダイレクトダウンコンバージョン受信機アーキテクチャーを用い、低雑音増幅器と、ＲＦ受信信号を受信アナログベースバンド信号にダウンコンバートする復調器と、アナログベースバンドフィルタと、Ａ／Ｄ変換器により構成されている。各受信ブロックに含まれるＡ／Ｄ変換器は、対応する通信周波数帯域で受信する最大ＲＦ受信信号周波数帯域幅と等しい動作帯域を必要とする。
【０００３】
特許文献１には、広帯域の受信信号を、スイッチを経て複数のＡ／Ｄ変換回路に入力する受信装置が開示されている。アンテナと受信ブロック間のスイッチは、各アンテナ端の電波強弱に応じて、各アンテナと受信ブロックとの接続パスを切り替える。
【０００４】
特許文献２には、マルチビームの各ビームが、固定的に割り当てられる１つの周波数ブロックと、トラフィクに応じてマトリクス・スイッチ手段を介して送信ビームに動的に割り当てられる複数個の周波数ブロックとを利用して、信号を伝送するマルチビーム衛星通信システムが開示されている。
【０００５】
特許文献３には、複数の通信周波数帯域にまたがって構成された複数のＲＦ受信信号を同時に受信する受信機が記載されている。この受信機は通信周波数帯域ごとに複数の受信ブロックを含む。各受信ブロックは、Ｌｏｗ−ＩＦダウンコンバージョン受信機アーキテクチャーで構成されている。各受信ブロックは、各通信周波数帯域に対応したＲＦバンドパスフィルタと、可変利得ＲＦ増幅器と、ＩＦ周波数変換回路部と、ベースバンドバンドパスフィルタと、可変利得ベースバンド増幅器によりそれぞれ構成されている。周波数変換回路部はローカル信号発信器と、周波数変換器と、ＰＬＬ回路により構成されている。複数の通信周波数帯域から同時にＲＦ受信信号を受信するとき、各ＲＦ受信信号は、それぞれ対応した受信ブロックにおいて、異なるＩＦ周波数帯域にダウンコンバートされる。ＩＦ周波数の異なる複数の受信アナログベースバンド信号は、加算機で合成され、単一のＡ／Ｄ変換器で１つの広帯域受信アナログベースバンド信号として処理される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２６０４０３号公報
【特許文献２】特開２００３−２７３７８９号公報
【特許文献３】特開２００７−８１８７８号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｒ４−０９１２０４  ：３ＧＰＰ  ＴＳＧ  ＲＡＮ  ＷＧ４  ｍｅｅｔｉｎｇ  ＃５０ｂｉｓ  （Ｎｏｋｉａ），２００９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
携帯電話は、高速化要求により、第２世代：ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）、第２、５世代：ＥＤＧＥ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  ｒａｔｅｓ  ｆｏｒ  ＧＳＭ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）、第３世代：ＷＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ  Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）、第３．５世代：ＨＳＰＡ（Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  Ｐａｃｋｅｔ  Ａｃｃｅｓｓ）と発展を続けてきた。更に近年、更なる高速化を目的とし、第３．９世代：ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）、第４世代：ＩＭＴ−Ａ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ−Ａｄｖａｎｃｅｄ）と新たな規格が３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）で議論されている。ＨＳＰＡが最大受信信号周波数帯域５ＭＨｚ／最大データレート１４Ｍｂｐｓに対し、ＬＴＥでは２０ＭＨｚ／１００Ｍｂｐｓ、ＩＭＴ−Ａでは１００ＭＨｚ／１Ｇｂｐｓと高速化される見込みである。
【０００９】
ＩＭＴ−Ａでは、データレート１Ｇｂｐｓの実現が見込まれており、各ユーザに割り当てられる最大受信信号周波数帯域は１００ＭＨｚとなっている。
【００１０】
無線通信の高速化の要求から、ＩＭＴ−Ａの通信方式では、複数の通信周波数帯域（複通信周波数帯域）を夫々、最大受信信号周波数帯域、例えば１００ＭＨｚの広帯域を複数の受信信号周波数帯域に細分割し、使用するユーザの数により、全帯域使用、一部の帯域のみ使用等、状況により広帯域の使用帯域幅を変化させる。つまり、同時に通信を行うユーザ数によって使用する帯域幅が異なる。ＩＭＴ−Ａでは、基地局は、データ信号に対してベースバンド部で信号処理を行い規格に準拠した信号に変換し、ディジタル信号からD/A変換器でアナログ信号に変換し、このアナログ信号に変調を行い周波数変換してＲＦ信号を生成する。このＲＦ信号を増幅しアンテナから電波として放射する。基地局では、同時に通信を行うユーザ数に応じて、各ユーザ端末に対して送信するＲＦ信号を、複数の通信周波数帯域、広帯域の受信信号周波数帯域にどのように割り当てられるかを決定する。これらの情報は、各ユーザ端末が基地局から受信する着信パケットの通信プロトコルに含まれている。ユーザの受信端末では、アンテナで受信したＲＦ信号からアナログ信号を取り出し、このアナログ信号をＡ/ Ｄ変換器でディジタル信号に変換後してベースバンドに信号を送る。
【００１１】
しかし、１００ＭＨｚもの広帯域受信信号を一つの通信周波数帯域で確保するのは、周波数リソースの観点から困難である。そこでＩＭＴ−Ａでは、１ユーザに対して１つの通信周波数帯域内で受信信号周波数帯域を割り当てるシングルバンドモードに加え、複数の通信周波数帯域にまたがり受信信号周波数帯域が割り当てられる周波数アグリゲーションモードが新たに追加される予定である。周波数アグリゲーションモードでは、各通信周波数帯での占有帯域を合算すると最大１００ＭＨｚの受信信号周波数帯域を確保できる。これに伴い、携帯電話端末や携帯電話基地局では、複数の通信周波数帯で同時に通信可能な受信機が必要となる。
【００１２】
本発明者等は、本発明に先立ってＩＭＴ−Ａの通信が可能な受信機の研究に従事した。
本発明者等は、ＩＭＴ−Ａ対応受信機の低消費電力化と小面積化の検討を下記のように行ったものである。
【００１３】
ＩＭＴ−Ａ受信機は最大５つの通信周波数帯域で同時受信する周波数アグリゲーションモードと単一の通信周波数帯域で受信するシングルバンドモードに対応する必要があり、各通信モード共に最大受信信号周波数帯域幅は１００ＭＨｚである。
【００１４】
本発明者らは、上記非特許文献１に記載のように、通信周波数帯域ごとに受信ブロックを配置する構成について検討した。受信ブロックにダイレクトコンバージョン受信機アーキテクチャーを用いることで、必要部品数を最小化することが可能となる。しかし、この構成では最大５バンドの周波数アグリゲーションモードに対応するため、Ａ／Ｄ変換器は少なくとも５つ必要となる。さらにＡ／Ｄ変換器のそれぞれは、シングルバンドモードの最大１００ＭＨｚ帯域通信に対応しなくてはならない。その結果、Ａ／Ｄ変換器の動作帯域幅は１００ＭＨｚ以上を必要とし、消費電力が増大し、受信機全体の消費電力が問題となることが明らかとなった。
【００１５】
上記特許文献３に記載のように、通信周波数帯域ごとに受信ブロックを配置する構成において、各受信ブロックにＬｏｗ−ＩＦダウンコンバージョン受信機アーキテクチャーを用い、それぞれ異なるＩＦ周波数の受信アナログ信号を生成し、合成する方式では、Ａ／Ｄ変換器を１つで構成することが可能である。しかし、この構成でＩＭＴ−Ａ通信に対応した時、合成後のＬｏｗ−ＩＦ受信アナログ信号の帯域は最大で２００ＭＨｚとなるため、Ａ／Ｄ変換器の消費電力が増大する。また、異なるＩＦ周波数の受信アナログ信号の合成処理では、ある受信アナログ信号に含まれる他受信アナログ信号のＩＦ周波数帯と同じ周波数成分の妨害波雑音は、合成処理後、他受信アナログ信号に重畳し、受信感度特性が劣化する問題がある。そのため、各ブロックでは、他ブロックへの干渉波となる周波数成分の妨害波信号を除去する急峻なフィルタが必要となり、部品数並びに面積の観点で不利となることが明らかとなった。
【００１６】
上記特許文献１に記載の発明も、通信周波数帯域ごとに受信ブロックを配置する構成を採用しており、上記非特許文献１に記載の発明と同様な課題がある。
【００１７】
上記特許文献２に記載の発明は、ＩＭＴ−Ａの通信方式を前提としたものではなく、受信信号の帯域幅に応じて受信処理を切り替える配慮は開示されていない。
【００１８】
本発明は、以上のような本発明に先立った本発明者等の検討の結果、なされたものである。  
従って、本発明の目的とするところは、Ａ／Ｄ変換器の動作周波数帯域緩和によりＩＭＴ−Ａ対応受信機の消費電力を低減することにある。  
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次の通りである。
【００２０】
すなわち、本発明の１つの代表的な受信機は、複数（Ｎ）の通信周波数帯域に対応し、該複数の通信周波数帯域内の単一又は複数（Ｍ＝１〜Ｎ）の通信周波数帯域にまたがって構成されたＲＦ受信信号を受信する受信機であって、前記受信機は、前記通信周波数帯域の各々に対応する複数（Ｎ）の受信ブロックと、前記各受信ブロックの出力が入力される少なくとも１つのマトリックススイッチと、前記マトリックススイッチに接続された少なくとも２つ以上のＡ／Ｄ変換器と、前記受信ブロック、前記マトリックススイッチおよび前記Ａ／Ｄ変換器を制御する通信モード制御部とを備えて成り、前記複数の受信ブロックのそれぞれは、受信用復調器と、受信用ローカル信号生成部とを含み、前記受信用復調器は前記受信用ローカル信号生成部から供給された受信用ローカル信号によりＲＦ受信信号を受信アナログ信号にダウンコンバートする機能を有しており、前記通信モード制御部は、前記ＲＦ受信信号の構成に関する情報に基づいて、前記単一又は複数の通信周波数帯域に対応する前記受信ブロックを選択し、該選択された受信ブロックと前記Ａ／Ｄ変換器との接続パスを形成するように前記マトリックススイッチを切り替える制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、複数の通信周波数帯域で同時に通信可能な受信機において、Ａ／Ｄ変換器の動作周波数帯域を緩和し、受信機の消費電力を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の１つの実施形態による、ダイレクトダウンコンバージョン受信機を示す図である。
【図２】図１に示した受信機の主要部の詳細を示す図である。
【図３Ａ】ＩＭＴ−Ａ規格がシングルバンドモード時の、通信周波数割り当ての例を示す図である。
【図３Ｂ】ＩＭＴ−Ａ規格が周波数アグリゲーションモード時の、通信周波数割り当ての例を示す図である。
【図４】図２に示した受信機の動作モードの一つを示す図である。
【図５】図２に示した受信機の動作モードの一つを示す図である。
【図６】図２に示した受信機の動作モードの一つを示す図である。
【図７Ａ】本発明の他の実施の形態による、Ｌｏｗ−ＩＦダウンコンバージョン受信機の例を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ａに示した受信機部の動作説明図である。
【図８】図７Ａに示した受信機の動作原理を示す図である。
【図９】図７Ａに示した受信機における、２つのＬＯ信号位相差と各ＬＯ信号の振幅・位相誤差による、信号分離処理の精度劣化感度の関係を示す図である。
【図１０】本発明の他の実施形態によるダイレクト／Ｌｏｗ−ＩＦダウンコンバージョン受信機を示す図である。
【図１１】図１０に示した受信機の動作モードの一つを示す図である。
【図１２】図１０に示した受信機の動作モードの一つを示す図である。
【図１３】図１０に示した受信機の動作モードの一つを示す図である。
【図１４】本発明の他の実施形態によるマトリックススイッチを示す図である。
【図１５】本発明の他の実施形態による、ＩＭＴ−Ａ通信用ダイレクトダウンコンバージョン受信機を示す図である。
【図１６】本発明の他の実施形態による、ＲＦＩＣと、アンテナスイッチＭＭＩＣとＲＦ電力増幅器とを内蔵したＲＦモジュールと、ベースバンド信号処理ＬＳＩとを搭載した携帯電話の構成を示すブロック図である。
【図１７】本発明の他の実施形態による、ＲＦユニットと、ＲＦ電力増幅器からなるＲＦモジュールと、ベースバンド信号処理ＬＳＩと、アンテナとデュプレクサと低雑音増幅器からなるアンテナモジュールとで構成された携帯電話基地局の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
《代表的な実施の形態》
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
【００２４】
本発明の代表的な実施の形態による受信機は、複数の通信周波数帯域のＲＦ信号と通信を行う複数の受信ブロック（Ｒｘ＿Ｂｌｋ−ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ）と、マトリックススイッチ（２２）と、少なくとも２つ以上のＡ／Ｄ変換器（２３、２４、２５、２６、２７）と、通信モード制御部（２８）とを含むものである。
【００２５】
前記複数の受信ブロックのそれぞれは、低雑音増幅器（２、３、４、５、６）と、ミキサー（７、８、９、１０、１１）と、ローカル信号生成部（１２、１３、１４、１５、１６）と、ベースバンド可変利得増幅器（１７、１８、１９、２０、２１）とを含むものである。
【００２６】
前記複数の受信ブロックのそれぞれでは、前記ミキサー（７、８、９、１０、１１）は前記ローカル信号生成部（１２、１３、１４、１５、１６）から供給された受信用ローカル信号によりＲＦ受信信号を受信アナログ信号（ＩＦ＿ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ）にダウンコンバートするものである。
【００２７】
前記受信機では、前記複数の受信ブロックからの前記複数の受信アナログ信号は前記マトリックススイッチ（２２）を介して前記Ａ／Ｄ変換器（２３、２４、２５、２６、２７）へと接続されるものである。
【００２８】
前記通信モード制御部（２８）では、受信する通信周波数帯域と受信信号周波数帯域とに応じた受信ブロック制御信号（Ｒｘ＿Ｂｌｋ＿ＳＳ）と、マトリックススイッチ制御信号（ＭＳＷ＿ＣＳ）と、ＡＤＣ制御信号（ＡＤＣ＿ＣＳ）を生成するものである。
【００２９】
前記複数の受信ブロックのそれぞれは、前記受信ブロック制御信号によって、ＯＮ／ＯＦＦが切り替わるものである。
【００３０】
前記マトリックススイッチ（２２）では、前記マトリックススイッチ制御信号によって、接続パスが切り替わるものである。
【００３１】
前記Ａ／Ｄ変換器（２３、２４、２５、２６、２７）では、前記ＡＤＣ制御信号によって、ＯＮ／ＯＦＦが切り替わるものである。
【００３２】
前記Ａ／Ｄ変換器のそれぞれでは、異なる位相のサンプリングＣＬＫで動作するものである。
【００３３】
前記Ａ／Ｄ変換器のそれぞれでは、単一の通信周波数帯域で受信可能な最大ＲＦ受信信号帯域幅よりも狭い帯域で動作することを特徴とする。（図２参照）。
【００３４】
具体的な実施の形態では、前記受信機は受信可能な通信周波数帯域ごとに前記複数の受信ブロックと、マトリックススイッチ（２２）と、同時に受信する最大ＲＦ受信信号数と同数のＡ／Ｄ変換器とを含むものであり、前記複数の受信ブロックのそれぞれはダイレクトダウンコンバージョン受信機アーキテクチャーである。
【００３５】
前記実施の形態によれば、特定の通信周波数帯域で通信する前記受信機において、以下の動作が実行される。
単一又は複数の通信周波数帯域でＡ／Ｄ変換器の帯域以下のＲＦ受信信号を受信するとき、前記Ａ／Ｄ変換器の帯域以下の受信アナログ信号は、前記マトリックススイッチ（２２）を介して、１つの前記Ａ／Ｄ変換器に入力される。
一方、単一又は複数の通信周波数帯域でＡ／Ｄ変換器の帯域以上のＲＦ受信信号を受信するとき、前記Ａ／Ｄ変換器の帯域以上の受信アナログ信号は、前記マトリックススイッチ（２２）を介して、２つ以上の前記Ａ／Ｄ変換器に入力される。その結果、それぞれ位相の異なるサンプリングＣＬＫでサンプリングされた受信ディジタル信号を合成することにより、Ａ／Ｄ変換器の帯域以上の受信アナログ信号に対応した受信ディジタル信号を得ることができる。すなわち、Ａ／Ｄ変換器の動作周波数帯域を緩和し、受信機の消費電力を低減することが可能となる。
【００３６】
他の具体的な実施の形態では、前記受信機は受信可能な通信周波数帯域ごとに複数の受信ブロック（Ｒｘ＿Ｂｌｋ−ａ２、ｂ２、ｃ２、ｄ２、ｅ２）と、第一マトリックススイッチ（３０）と、第二マトリックススイッチ（３１）と、同時に受信する最大ＲＦ受信信号数よりも少なく、同時に受信する最大ＲＦ受信信号数の半分以上のベースバンド可変利得増幅器（３２、３３、３４）、Ａ／Ｄ変換器（３５、３６、３７）とを含むものであり、前記複数の受信ブロックの内、少なくとも２つ以上の受信ブロックはＬｏｗ−ＩＦダウンコンバージョン受信機アーキテクチャーである。
【００３７】
前記複数のＬｏｗ−ＩＦ受信ブロックでは、それぞれ位相差が異なるＬｏｗ−ＩＦ受信用ローカル信号でダウンコンバートされるものである。
【００３８】
前記ある２つのＬｏｗ−ＩＦダウンコンバージョン受信ブロックにおいて、それぞれ位相差が異なるＬｏｗ−ＩＦ受信用ローカル信号でダウンコンバージョンされた２つの受信アナログ信号は、前記第一マトリックススイッチ（３０）を介して共通のベースバンド可変利得増幅器（３２、３３、３４）へ入力され、その出力は、前記第二マトリックススイッチ（３１）を介して、合成受信アナログ信号の信号周波数帯域幅に応じて単一又は複数のＡ／Ｄ変換器（３５、３６、３７）へ入力されるものである。
【００３９】
前記受信機は、前記Ａ／Ｄ変換器（３５、３６、３７）からの出力である合成受信ディジタル信号に対して、前記２つのＬｏｗ−ＩＦ受信用ローカル信号の位相にそれぞれ直交した２つのＬｏｗ−ＩＦ受信用ディジタルローカル信号を掛け合わせることにより、２つの受信ディジタル信号に分離するディジタル変換ユニット（３８）を更に含むことを特徴とする（図１０参照）。
【００４０】
前記実施の形態によれば、特定の通信周波数帯域で通信する前記受信機において、以下の動作が実行される。
【００４１】
単一の通信周波数帯域でＡ／Ｄ変換器（３５、３６、３７）の帯域以上のＲＦ受信信号を受信するとき、前記Ａ／Ｄ変換器の帯域以上の単一受信アナログ信号は、前記第一マトリックススイッチ（３０）を介して、一つのベースバンド可変利得増幅器（３２、３３、３４）へ接続され、さらに前記第二マトリックススイッチ（３１）を介して、２つ以上の前記Ａ／Ｄ変換器に入力され、
単一の通信周波数帯域でＡ／Ｄ変換器の帯域以下のＲＦ受信信号を受信するとき、前記Ａ／Ｄ変換器の帯域以下の単一受信アナログ信号は、前記第一マトリックススイッチを介して、一つのベースバンド可変利得増幅器へ接続され、さらに前記第二マトリックススイッチを介して、一つの前記Ａ／Ｄ変換器に入力され、
ベースバンド可変利得増幅器の数よりも少ない複数の通信周波数帯域で、Ａ／Ｄ変換器の帯域以上のＲＦ受信信号を受信するとき、前記複数の前記Ａ／Ｄ変換器の帯域以上の受信アナログ信号は、前記第一マトリックススイッチを介して、それぞれ異なるベースバンド可変利得増幅器へ接続され、さらに前記第二マトリックススイッチを介して、それぞれ異なる２つ以上の前記Ａ／Ｄ変換器に入力され、
ベースバンド可変利得増幅器の数よりも少ない複数の通信周波数帯域で、Ａ／Ｄ変換器の帯域以下のＲＦ受信信号を受信するとき、前記複数の前記Ａ／Ｄ変換器の帯域以下の受信アナログ信号は、前記第一マトリックススイッチを介して、それぞれ異なるベースバンド可変利得増幅器へ接続され、さらに前記第二マトリックススイッチを介して、それぞれ異なる一つの前記Ａ／Ｄ変換器に入力され、
ベースバンド可変利得増幅器の数よりも多い複数の通信周波数帯域で、Ａ／Ｄ変換器の帯域以上のＲＦ受信信号を受信するとき、前記複数の前記Ａ／Ｄ変換器の帯域以上の受信アナログ信号は、前記第一マトリックススイッチを介して、二つずつ共通のベースバンド可変利得増幅器へ接続され、さらに前記第二マトリックススイッチを介して、それぞれ異なる２つ以上の前記Ａ／Ｄ変換器に入力され、前記複数の合成受信ディジタル信号はディジタル変換ユニット（３８）でそれぞれ２つの受信ディジタル信号に分離され、
ベースバンド可変利得増幅器の数よりも多い複数の通信周波数帯域で、Ａ／Ｄ変換器の帯域以下のＲＦ受信信号を受信するとき、前記複数の前記Ａ／Ｄ変換器の帯域以下の受信アナログ信号は、前記第一マトリックススイッチを介して、二つずつ共通のベースバンド可変利得増幅器へ接続され、さらに前記第二マトリックススイッチを介して、それぞれ異なる一つの前記Ａ／Ｄ変換器に入力され、前記複数の合成受信ディジタル信号はディジタル変換ユニットでそれぞれ２つの受信ディジタル信号に分離される。すなわち、前記受信機の構成でＡ／Ｄ変換器の動作周波数帯域を緩和し、受信機の消費電力を低減することが可能となる。さらにベースバンド可変利得増幅器とＡ／Ｄ変換器の部品数を削減することが可能となる。
【００４２】
好適な実施の形態では、前記合成受信アナログ信号を生成する前記２つのＬｏｗ−ＩＦダウンコンバージョン受信ブロックでは、それぞれのＬｏｗ−ＩＦ受信用ローカル信号の位相差は、座標軸上で原点対象となるように選択される。
【００４３】
前記好適な実施の形態によれば、前記ディジタル変換ユニット（３８）での信号分離処理において、Ｌｏｗ−ＩＦ受信用ローカル信号の振幅・位相誤差による分離処理劣化感度を最小化することが可能となる。
【００４４】
最も具体的な実施の形態では、前記受信機は携帯電話用端末向けＲＦＩＣ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、または携帯電話用基地局向けＲＦユニットに具備されたものである。
【００４５】
《実施の形態の説明》
次に、実施の形態について更に詳述する。以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、発明を実施するための最良の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部品には同一の符号を付して、その繰り返しの説明は省略する。
【実施例１】
【００４６】
本発明の第１の実施例になるダイレクトダウンコンバージョン受信機について、図１ないし図６を参照しながら説明する。  
図１は、第１の実施例による、ＩＭＴ−Ａ規格シングルバンドモード／周波数アグリゲーションモードに対応した、ダイレクトダウンコンバージョン受信機の全体構成を示す図である。図２は、図１に示した受信機の主要部の詳細を示す図である。
【００４７】
受信機１は、対応する複数（Ｎ、ここではＮ＝５）の通信周波数帯（ｂａｎｄ  ａ〜ｅ）ごとにＲＦ受信信号を受信アナログ信号に変換する、複数（Ｎ）の受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ（ａ〜ｅ）と、マトリックススイッチＭＳＷ２２と、複数（Ｎ）のＡ／Ｄ変換器２３〜２７と、通信モード制御部２８と、ベースバンド処理部１０２とを備えている。複数（Ｎ）の通信周波数帯（ｂａｎｄ  ａ〜ｅ）で受信されたRF制御信号は、各受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ（ａ〜ｅ）とＭＳＷ２２と各Ａ／Ｄ変換器２３〜２７とでディジタル信号に変換された後、ベースバンド処理部１０２へ入力される。ベースバンド処理部ではRF制御信号を復調し、RF制御信号すなわち着信パケットの通信プロトコルに含まれている情報から、次に受信する信号の通信周波数帯と通信周波数帯域との情報を含んだベースバンド制御信号ＢＢ＿ＣＳを、通信モード制御部２８へ出力する。通信モード制御部２８は、ベースバンド制御信号ＢＢ＿ＣＳから、通信する１つまたは複数（Ｍ＝１〜Ｎ）の通信周波数に対応する受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ（ａ〜ｅ）を選択する通信周波数帯選択信号Ｒｘ＿Ｂｌｋ＿ＳＳと、マトリックススイッチＭＳＷ２２の接続パスを選択するマトリックススイッチ制御信号ＭＳＷ＿ＣＳと、Ａ／Ｄ変換器２３〜２７のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるＡ／Ｄ変換器制御信号ＡＤＣ＿ＳＳを出力する。本実施例において、各Ａ／Ｄ変換器２３〜２７が対応している受信信号の周波数帯域ｆcは２０ＭＨｚとする。なお、以下、通信モードに関しては、簡単のために、受信機１のベースバンド処理部１０２を省略したＲＦモジュール部（Ｒｘ＿Ｂｌｋ、ＭＳＷ、Ａ／Ｄ変換器、及び通信モード制御部）を、受信機１として説明する。
【００４８】
図２に示すように、受信機１は、対応するＮ個の通信周波数帯（ｂａｎｄ＿ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ）ごとに、ＲＦ受信信号を受信アナログ信号に変換する受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ａ、Ｒｘ＿Ｂｌｋ−ｂ、Ｒｘ＿Ｂｌｋ−ｃ、Ｒｘ＿Ｂｌｋ−ｄ、Ｒｘ＿Ｂｌｋ−ｅ、を含んでいる。
【００４９】
例えば、ｂａｎｄ＿ａは３．５ＧＨｚ帯、ｂａｎｄ＿ｂは２．７ＧＨｚ帯、ｂａｎｄ＿ｃは２ＧＨｚ帯、ｂａｎｄ＿ｄは８００ＭＨｚ帯、ｂａｎｄ＿ｅは７００ＭＨｚ帯の通信周波数帯であり、これらのＮ個の通信周波数帯の各々に、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ａ、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ｂ、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ｃ、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ｄ、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ｅが各々対応している。
【００５０】
各受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ（ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ）は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）２、３、４、５、６と、ミキサー７、８、９、１０、１１と、ローカル信号生成部（ＬＯ）１２、１３、１４、１５、１６と、ベースバンド可変利得増幅器（ＰＧＡ）１７、１８、１９、２０、２１とをそれぞれ含んでいる。
【００５１】
以下、各通信モードでの受信機１の動作を示す。
《ＩＭＴ−Ａ通信モード》
図３Ａ、図３Ｂは、ＩＭＴ−Ａ規格シングルバンドモード／周波数アグリゲーションモードの通信周波数割り当てを示している。
【００５２】
基地局１１０では、上位ネットワーク等からのデータ信号をベースバンド部で信号処理を行い規格に準拠した信号に変換し、ディジタル信号からD/A変換器でアナログ信号に変換し、このアナログ信号に変調を行い周波数変換してＲＦ信号を生成する。このＲＦ信号を増幅しアンテナから電波として放射する。ユーザ端末では、アンテナで受信したＲＦ信号からアナログ信号を取り出し、このアナログ信号をＡＤＣでディジタル信号に変換後してベースバンドに信号を送る。
【００５３】
ＩＭＴ−Ａの通信方式では、Ｎ個の複通信周波数帯域を夫々、広帯域、例えば１００ＭＨｚを複数の受信信号周波数帯域に細分割し、使用するユーザの数（Ｕ）、換言すると同時に受信するＲＦ受信信号の数に応じて、全帯域使用、一部の帯域のみ使用等、状況により使用する帯域幅が変化する。複通信周波数帯域、ここでは、０．８ＧＨｚ帯から３．５ＧＨｚ帯までの５つの通信周波数帯域で任意の数（Ｓ）、ここでは、１つないし５つの通信周波数帯が設定されているものとする。
【００５４】
まず、シングルバンドモード時、図３Ａに示すように、基地局で一人（Ｕ＝１）のユーザＡの受信機（携帯電話端末）１Ａに、単一通信周波数帯域（Ｍ＝１）で最大１００ＭＨｚのＲＦ受信信号周波数帯域が割り当てられる。例えば、ユーザＡには、３．５ＧＨｚの通信周波数帯で１００ＭＨｚの通信周波数帯域が割り当てられる。すなわち、最小受信信号周波数帯域を２０ＭＨｚとすると、３．５ＧＨｚの５つの通信周波数帯が割り当てられる（Ｍ＝１，Ｓ＝５）。受信機１ＡのユーザＡは、この割り当てられた単一通信周波数帯域で、基地局１１０との間において、データ通信を行うことができる。
【００５５】
一方、複数のユーザ（Ｕ）が同時に通話する際の周波数アグリゲーションモード時は、一人のユーザには複通信周波数帯域にまたがって、合計で最大１００ＭＨｚのＲＦ受信信号周波数帯域が割り当てられる。最小受信信号周波数帯域は２０ＭＨｚなので、一人のユーザは最大５つの通信周波数帯で同時通信する。例えば、図３Ｂに示すように、基地局で一人のユーザＢには、０．８ＧＨｚ帯から３．５ＧＨｚ帯までの５つの複通信周波数帯域にまたがって、各々２０ＭＨｚのＲＦ受信信号周波数帯域が割り当てられる（Ｍ＝５，Ｓ＝５）。ユーザＡには、３．５ＧＨｚ通信周波数帯の６０ＭＨｚ（３帯域）と２．７ＧＨｚ通信周波数帯の４０ＭＨｚ（２帯域）の計５帯域が割り当てられる（Ｍ＝２，Ｓ＝５）。このように、図３Ｂの例では、携帯電話端末１Ａ、１Ｂは、携帯電話基地局１１０との間において、各々、割り当てられた複通信周波数帯域の１つあるいは複数の通信周波数帯域で２人のユーザ（Ｕ＝２）が同時にデータの通信を行う。
【００５６】
なお、ＩＭＴ−Ａ通信の対象としている広帯域通信では、厳密には、基地局と端末間における各通信周波数帯の伝搬速度の相違等が存在する。したがって、本発明において、「同時にデータの通信を行う」、あるいは「同時にＲＦ受信信号を受信する」とは実質的に同じ時間帯に複数のユーザが通話しあるいはＲＦ受信信号を受信することを意味しており、必ずしも同じ時刻における同時通話、同時受信に限定されるものでないことは言うまでもない。
《受信機起動シーケンス》
受信機１の起動シーケンスを図１で説明する。ＩＭＴ−Ａ通信モードでは、例えば、以下に示すシーケンスで受信機が起動する。ｂａｎｄ＿ａで受信されたRF制御信号は、次に受信する信号の通信周波数帯域と通信周波数帯域幅との情報を含む。RF制御信号は受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ＿ａとＭＳＷ２２とＡＤＣ２３とでディジタル信号に変換された後、ベースバンド処理部１０２へ入力される。ベースバンド処理部ではRF制御信号を復調し、次に受信する信号の通信周波数帯と通信周波数帯域との情報を含んだベースバンド制御信号ＢＢ＿ＣＳを、通信モード制御部２８へ出力する。通信モード制御部２８はベースバンド制御信号ＢＢ＿ＣＳから、通信する受信ブロックを選択する通信周波数帯選択信号Ｒｘ＿Ｂｌｋ＿ＳＳと、マトリックススイッチの接続パスを選択するマトリックススイッチ制御信号ＭＳＷ＿ＣＳと、Ａ／Ｄ変換器のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるＡ／Ｄ変換器制御信号ＡＤＣ＿ＳＳを出力する。
《シングルバンドモード：１００ＭＨｚ》
図４は、図３Ａに示したような単一通信周波数帯域通信、ここでは受信機１がｂａｎｄ＿ａ、すなわち０．８ＧＨｚ帯の通信周波数帯域で、１００ＭＨｚ帯域通信を行うシングルバンドモード時の動作を示している。
【００５７】
この時、通信モード制御部２８からは、通信周波数帯選択信号Ｒｘ＿Ｂｌｋ＿ＳＳが出力され、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ｂ、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ｃ、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ｄ、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ｅは、スリープモードとなる。
【００５８】
ｂａｎｄ＿ａで受信されたＲＦ受信信号は、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ａにおいて、低雑音増幅器２で信号増幅され、ミキサー７でベースバンド周波数帯域に周波数変換され、ベースバンド可変利得増幅器１７で信号増幅され、マトリックススイッチ２２へ入力される。この時マトリックススイッチ２２では、通信モード制御部２８からのマトリックススイッチ制御信号ＭＳＷ＿ＣＳにより、１つの受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ａの出力端子と５つのＡ／Ｄ変換器２３、２４、２５、２６、２７の入力端子とが、破線の矢印で示したように各々接続される。また、各Ａ／Ｄ変換器２３、２４、２５、２６、２７は、通信モード制御部２８からのＡ／Ｄ変換器制御信号ＡＤＣ＿ＳＳにより、全てＯＮ状態となる。受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ａからの受信アナログ信号ＩＦ＿１はマトリックススイッチ２２を介して、２０ＭＨｚ帯域のＡＤＣ２３、２４、２５、２６、２７に入力され、各ＡＤＣではそれぞれ位相の異なったサンプリングＣＬＫΦａ、Φｂ、Φｃ、Φｄ、Φｅで受信アナログ信号ＩＦ＿１がサンプリングされ、タイムインタリーブ処理され、受信ディジタル信号として復調される。
《周波数アグリゲーションモード：２０ＭＨｚ  ｘ  ５》
図５は、図３ＢにおけるユーザＢの例で示したような複通信周波数帯域にまたがる通信状態、ここでは受信機１がｂａｎｄ＿ａ、ｂａｎｄ＿ｂ、ｂａｎｄ＿ｃ、ｂａｎｄ＿ｄ、ｂａｎｄ＿ｅ、すなわち０．８ＧＨｚ帯から３．５ＧＨｚ帯までの５つの複通信周波数帯域にまたがって、それぞれで２０ＭＨｚ帯域通信を行う、周波数アグリゲーションモード時の動作を示している。
【００５９】
この時、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ａ、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ｂ、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ｃ、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ｄ、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ｅからの受信アナログ信号ＩＦ＿ａ、ＩＦ＿ｂ、ＩＦ＿ｃ、ＩＦ＿ｄ、ＩＦ＿ｅは、マトリックススイッチ２２を介して、破線の矢印で示したように、それぞれ、Ａ／Ｄ変換器ＡＤＣａ、ＡＤＣｂ、ＡＤＣｃ、ＡＤＣｄ、ＡＤＣｅへ入力され、サンプリングされ、タイムインタリーブ処理され、受信ディジタル信号として復調される。
《周波数アグリゲーションモード：６０ＭＨｚ、２０ＭＨｚ、２０ＭＨｚ》
図６は、図３ＢにおけるユーザＡの例で示したような、複通信周波数帯域の１つあるいは複数の通信周波数帯域を利用した通信状態、ここでは受信機１が、ｂａｎｄ＿ａすなわち０．８ＧＨｚ帯で６０ＭＨｚ、ｂａｎｄ＿ｄすなわち２．７ＧＨｚ帯及びｂａｎｄ＿ｅすなわち３．５ＧＨｚ帯のそれぞれで２０ＭＨｚ帯域通信を行う周波数アグリゲーションモード時の動作を示している。
【００６０】
この時、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ｂ、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ｃは、通信周波数帯選択信号Ｒｘ＿Ｂｌｋ＿ＳＳによりスリープモードとなる。
【００６１】
受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ａからの受信アナログ信号ＩＦ＿ａは、マトリックススイッチ２２を介して、破線の矢印で示したように各Ａ／Ｄ変換器ＡＤＣ＿ａ、ＡＤＣ＿ｂ、ＡＤＣ＿ｃに入力され、各ＡＤＣではそれぞれ位相の異なったサンプリングＣＬＫΦａ、Φｂ、Φｃでサンプリングされ、タイムインタリーブ処理され、復調される。一方、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ｄ、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ｅからの受信アナログ信号ＩＦ＿ｄ、ＩＦ＿ｅはマトリックススイッチ２２を介して、破線の矢印で示したようにそれぞれＡ／Ｄ変換器ＡＤＣｄ、ＡＤＣｅへ入力され、個別にサンプリングされる。
【００６２】
図２のダイレクトコンバージョン受信機では、ＩＭＴ−Ａ規格最大１００ＭＨｚ帯域シングルバンドモード／周波数アグリゲーションモードにおいて、Ａ／Ｄ変換器の最大動作周波数帯域を２０ＭＨｚに制限でき、低消費電力化が可能である。
【００６３】
このように、本実施例によれば、単一又は複数の通信周波数帯域で同時に通信可能な受信機において、Ａ／Ｄ変換器の動作周波数帯域を緩和し、受信機の消費電力を低減することができる。
【実施例２】
【００６４】
次に、本発明の第２の実施例になる帯域重畳型Ｌｏｗ−ＩＦ受信機について、図７Ａないし図９を参照しながら説明する。  
図７Ａは、第２の実施例によるＩＭＴ−Ａ規格シングルバンドモード／周波数アグリゲーションモードに対応した、ダイレクト／Ｌｏｗ−ＩＦダウンコンバージョン受信機における、Ｌｏｗ−ＩＦダウンコンバージョン受信機部の構成例を示す図である。図７Ｂは、図７Ａに示した受信機部の動作説明図である。
【００６５】
図７Ａの受信機３９は、２ＧＨｚ帯と３、５ＧＨｚ帯の２つの通信周波数帯域に対応しており、受信ブロックはＬｏｗ−ＩＦダウンコンバージョン受信機アーキテクチャーである。すなわち、通信帯域ごとに低雑音増幅器４０、４１と、イメージリジェクションミキサー４２、４３と、ＬＯ信号生成部４４、４５とを含む。受信機３９は、さらに、アナログベースバンドフィルタ５２、５３、アナログベースバンド可変利得増幅器５４、５５、Ａ／Ｄ変換器５６、５７、ディジタルフィルタ５８、５９、及びディジタル変換ユニット３８を含んでいる。２ＧＨｚ帯用ＬＯ信号生成部４４は、４ＧＨｚ帯電圧制御発振器４６と、ＰＬＬ回路４７と、２分周器４８とを含み、２ＧＨｚ帯用ＬＯ信号生成部４４から出力される一対の２ＧＨｚ帯受信用ローカル信号ＬＯ１のＩ／Ｑ位相はθｉ１、θｑ１に設定されている。一方、３．５ＧＨｚ帯用ＬＯ信号生成部４５は、７ＧＨｚ帯電圧制御発振器４９と、ＰＬＬ回路５０と、２分周器５１とを含み、３．５ＧＨｚ帯用ＬＯ信号生成部４９から出力される一対の３．５ＧＨｚ帯受信用ローカル信号ＬＯ２のＩ／Ｑ位相はθｉ２、θｑ２に設定されている。ディジタル変換ユニット３８は、ディジタル乗算機６０〜６７、ディジタル加減算器６８〜７１を含んでいる。
【００６６】
図７Ａの受信機３９は、シングルバンドモード、及び、周波数アグリゲーションモードの同時通信にも対応している。すなわち、２つの通信周波数帯域にそれぞれ２０ＭＨｚ帯域のＲＦ受信信号が入力された時、各ＬＮＡ４０、４１からの２つのＲＦ受信信号は、イメージリジェクションミキサー４２、４３により、図７Ｂに示したように、同一の中間周波数帯（１０ＭＨｚ）にダウンコンバートされる。
【００６７】
各イメージリジェクションミキサー４２、４３の出力は、Ｉ／Ｑごとに合成され、共通のアナログベースバンドフィルタ５２、５３と、アナログベースバンド可変利得増幅器５４、５５を介して、Ａ／Ｄ変換器５６、５７でサンプリングされる。すなわち、アナログベースバンドフィルタ５２、５３、アナログベースバンド可変利得増幅器５４、５５、及び、Ａ／Ｄ変換器５６、５７、ディジタルフィルタ５８、５９は、２つの通信周波数帯域に対して、共通化されている。
【００６８】
合成受信ディジタル信号ＢＩ、ＢＱは、ディジタルフィルタ５８、５９で妨害波除去された後、ディジタル変換ユニット３８へ入力される。  
ディジタル変換ユニット３８では、２ＧＨｚ帯で受信されたＩ／Ｑ信号Ｉ１、Ｑ１と３、５ＧＨｚ帯で受信されたＩ／Ｑ信号Ｉ２、Ｑ２との分離処理が行われる。
【００６９】
図８は、合成受信ディジタル信号ＢＩ、ＢＱ  からＩ／Ｑ信号Ｉ１、Ｑ１のみ抽出する過程を示している。  
すなわち、ディジタル変換ユニット３８のディジタル乗算機６０、６１、６２、６３において、（Ａ）に示した合成受信ディジタル信号ＢＩ、ＢＱを、（Ｂ）に示した３．５ＧＨｚ帯受信用ローカル信号ＬＯ２のＩ／Ｑ位相θｉ２、θｑ２に直交した位相のディジタルローカル信号ＤＬＯ＿１、ＤＬＯ＿２、ＤＬＯ＿３、ＤＬＯ＿４で乗算し、加減算を行うことで、（Ｃ）に示したように、Ｉ２、Ｑ２成分を含まないディジタル信号Ｄａ、Ｄｂを得ることが可能である。
【００７０】
２Ｇ帯、３．５Ｇ帯のＬＮＡ出力をそれぞれ式（１）とすると、ディジタル信号Ｄａ、Ｄｂは式（２）となる。
【００７１】
【数１】
2011233962.tif 000003
【００７２】
【数２】
2011233962.tif 000004
【００７３】
式（２）において、θｑ１≠θｑ２の時、各式は独立となり、Ｉ１、Ｑ１が算出可能となる。同様に、ディジタル乗算機６４、６５、６６、６７において、合成受信ディジタル信号ＢＩ、ＢＱを、２ＧＨｚ帯受信用ローカル信号ＬＯ１のＩ／Ｑ位相θｉ１、θｑ１に直交した位相のディジタルローカル信号ＤＬＯ＿５、ＤＬＯ＿６、ＤＬＯ＿７、ＤＬＯ＿８で乗算し、加減算を行うことで、合成受信ディジタル信号ＢＩ、ＢＱからＩ２、Ｑ２成分を抽出可能である。
【００７４】
なお、第２の実施例においても実施例１の場合と同様に、各ＡＤＣおよびディジタル変換ユニットでは、それぞれ位相の異なったサンプリングＣＬＫでサンプリングされ、タイムインタリーブ処理され、復調される。
【００７５】
図７Ａの受信機３９は、２つの通信周波数帯域での同時通信時に、アナログベースバンドフィルタ５２、５３と、アナログベースバンド可変利得増幅器５４、５５と、Ａ／Ｄ変換器５６、５７とを共通化することが可能であり、受信機の部品数削減が可能となる。
《ディジタル変換ユニットのローカル信号誤差による信号分離補償》
図９は、図７Ａの受信機３９の受信用ローカル信号にＩ／Ｑ振幅・位相誤差を与えたときのディジタル変換ユニットでの信号分離精度を纏めた図である。なお、信号分離精度ＢＩＲＲは、ディジタル変換ユニット３９の出力Ｉ１、Ｑ１に含まれるＩ２、Ｑ２の電力比である。図７Ａの受信機３９では、下式（３）に基づいて受信用ローカル信号ＬＯ１、ＬＯ２のＩ／Ｑ位相を選択する。
【００７６】
【数３】
2011233962.tif 000005
【００７７】
例えば、θ１＝θｉ１−θｑ１が９０゜であれば、式（３）から、θｉ２−θｑ２は２７０゜となる。また、θ１＝θｉ１−θｑ１が１２０゜であれば、式（３）から、θｉ２−θｑ２は３００゜となる。図９の実線はθ１＝９０゜であり、破線はθ１＝１２０゜の場合の、信号分離処理の信号分離精度の特性を示している。これにより、受信用ローカル信号ＬＯ１、ＬＯ２のバラツキに対しての信号分離補償耐性を確保することが可能である。
【００７８】
本実施例によれば、単一又は複数の通信周波数帯域で同時に通信可能な受信機において、Ａ／Ｄ変換器の動作周波数帯域を緩和し、受信機の消費電力を低減することができる。
【実施例３】
【００７９】
次に、本発明の第３の実施例になるダイレクト／Ｌｏｗ−ＩＦダウンコンバージョン受信機について、図１０ないし図１３を参照しながら説明する。  
図１０は、第３の実施例によるＩＭＴ−Ａ規格シングルバンドモード／周波数アグリゲーションモードに対応した、ダイレクト／Ｌｏｗ−ＩＦダウンコンバージョン受信機の構成例を示す図である。
【００８０】
図１０の受信機７２は、対応する通信周波数帯（ｂａｎｄ＿ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ）ごとに、ＲＦ受信信号を受信アナログ信号に変換する受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ａ２、Ｒｘ＿Ｂｌｋ−ｂ２、Ｒｘ＿Ｂｌｋ−ｃ２、Ｒｘ＿Ｂｌｋ−ｄ２、Ｒｘ＿Ｂｌｋ−ｅ２を含む。これらの各受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ａ２〜ｅ２は、低雑音増幅器２、３、４、５、６と、ミキサー７、８、９、１０、１１と、ＬＯ信号生成部１２、１３、１４、１５、１６とをそれぞれ含んでいる。複数の受信ブロックのうち、少なくとも２つ以上の受信ブロックはＬｏｗ−ＩＦダウンコンバージョン受信機アーキテクチャーである。例えば、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ｂ２〜ｅ２の機能は、図７Ａに示した受信機３９の、通信帯域ごとの低雑音増幅器、イメージリジェクションミキサー、及びＬＯ信号生成部の機能と、同じである。また、この受信機は第一マトリックススイッチ（ＭＳＷａ）３０と第二マトリックススイッチ（ＭＳＷｂ）３１と、ベースバンド可変利得増幅器（ＰＧＡ）３２、３３、３４と、Ａ／Ｄ変換器（ａ，ｃ，ｅ）３５、３６、３７と、通信モード制御部２８とを含んでいる。なお、Ａ／Ｄ変換器（ａ，ｃ，ｅ）３５、３６、３７の後段には、図７Ａに示した受信機３９のディジタル変換ユニット３８と同様な構成、機能を有するディジタル変換ユニットが接続されている。以下の説明では、このディジタル変換ユニット３８につては、図示を省略する。
【００８１】
図１０において、例えば、ｂａｎｄ＿ａ、ｂａｎｄ＿ｂ、ｂａｎｄ＿ｃ、ｂａｎｄ＿ｄ、ｂａｎｄ＿ｅは３．５ＧＨｚ帯、２．７ＧＨｚ帯、２ＧＨｚ帯、８００ＭＨｚ帯、７００ＭＨｚ帯の通信周波数帯であり、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ａ２、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ｂ２、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ｃ２、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ｄ２、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ｅ２がそれぞれ対応している。
【００８２】
以下、図１０の受信機７２に関して、図３Ａ、図３Ｂに示したような、ＩＭＴ−Ａ規格の各通信モードでの受信機７２の動作を示す。
《シングルバンドモード：１００ＭＨｚ》
図１１は、図１０の受信機７２がｂａｎｄ＿ａで１００ＭＨｚ帯域通信を行うシングルバンドモード時の動作を示している。  
この時、通信モード制御部２８からは、通信周波数帯選択信号Ｒｘ＿Ｂｌｋ＿ＳＳが出力され、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ｂ２、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ｃ２、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ｄ２、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ｅ２はスリープモードとなる。
【００８３】
ｂａｎｄ＿ａで受信されたＲＦ受信信号は、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ａ２において、低雑音増幅器２で信号増幅され、ミキサー７でベースバンド周波数帯域に周波数変換され、周波数変換された受信アナログ信号は第一マトリックススイッチ３０へと入力される。この時、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ａ２はダイレクトダウンコンバージョンモードで動作する。第一マトリックススイッチ３０では、通信モード制御部２８からの第一マトリックススイッチ制御信号ＭＳＷ＿ＣＳａにより、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ａ２の出力端子は破線の矢印で示したようにベースバンド可変利得増幅器３２へと接続される。ベースバンド可変利得増幅器３２の出力は第二マトリックススイッチＭＳＷｂを介して破線の矢印で示したように各々４０ＭＨｚ帯域のＡ／Ｄ変換器３５、３６、３７に入力され、各ＡＤＣではそれぞれ位相の異なったサンプリングＣＬＫΦａ、Φｃ、Φｅでサンプリングされ、タイムインタリーブ処理され、復調される。
《周波数アグリゲーションモード：２０ＭＨｚ  ｘ  ５》
図１２は、図１０の受信機７２がｂａｎｄ＿ａ、ｂａｎｄ＿ｂ、ｂａｎｄ＿ｃ、ｂａｎｄ＿ｄ、ｂａｎｄ＿ｅのそれぞれで２０ＭＨｚ帯域通信を行う、周波数アグリゲーションモード時の動作を示している。  
この時、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ａ２はダイレクトダウンコンバージョンモードで動作し、第一マトリックススイッチ３０を介して破線の矢印で示したようにベースバンド可変利得増幅器３２に接続され、その出力である受信アナログ信号ＩＦ＿ａは、第二マトリックススイッチ３１を介してＡＤＣａ３５に入力され、サンプリングされる。
【００８４】
受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ｂ２と受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ｃ２はそれぞれ図７Ｂで述べたようなＬｏｗ−ＩＦダウンコンバージョンモードで動作し、第一マトリックススイッチ３０を介して、破線の矢印で示したように共通のベースバンド可変利得増幅器３３に接続され、その出力である合成受信アナログ信号ＩＦ＿ｃは第二マトリックススイッチを介してＡＤＣｃ３６に入力され、サンプリングされた後、ディジタル変換ユニットで信号分離処理される。
【００８５】
受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ｄ２と受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ｅ２も同様にＬｏｗ−ＩＦダウンコンバージョンモードで動作し、第一マトリックススイッチ３０を介して、破線の矢印で示したように共通のベースバンド可変利得増幅器３４に接続され、その出力である合成受信アナログ信号ＩＦ＿ｅは第二マトリックススイッチを介してＡＤＣｅ３７に入力され、サンプリングされた後、ディジタル変換ユニットで信号分離処理される。このように、各ＡＤＣおよびディジタル変換ユニットでは、それぞれ位相の異なったサンプリングＣＬＫΦａ、Φｃ、Φｅでサンプリングされ、タイムインタリーブ処理され、復調される。
《周波数アグリゲーションモード：６０ＭＨｚ、２０ＭＨｚ、２０ＭＨｚ》
図１３は、図１０の受信機７２がｂａｎｄ＿ａで６０ＭＨｚ、ｂａｎｄ＿ｄ、ｂａｎｄ＿ｅのそれぞれで２０ＭＨｚ帯域通信を行う、周波数アグリゲーションモード時の動作を示している。  
この時、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ｂ、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ｃは、通信周波数帯選択信号Ｒｘ＿Ｂｌｋ＿ＳＳによりスリープモードとなる。
【００８６】
受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ａはダイレクトダウンコンバージョンモードで動作し、第二マトリックススイッチ３０とベースバンド可変利得増幅器３２を介して出力された受信アナログ信号ＩＦ＿ａは第二マトリックススイッチを介してＡ／Ｄ変換器ＡＤＣａ３５、ＡＤＣｃ３６に入力され、各ＡＤＣではそれぞれ位相の異なったサンプリングＣＬＫΦａ、Φｃでサンプリングされ、タイムインタリーブ処理され、復調される。
【００８７】
一方、受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ｄと受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ−ｅはＬｏｗ−ＩＦダウンコンバージョンモードで動作し、第一マトリックススイッチ３０を介して、共通のベースバンド可変利得増幅器３４に接続され、その出力である合成受信アナログ信号ＩＦ＿ｅは第二マトリックススイッチを介してＡＤＣｅ３７に入力され、サンプリングされた後、ディジタル変換ユニットで信号分離処理される。すなわち、各ＡＤＣおよびディジタル変換ユニットでは、それぞれ位相の異なったサンプリングＣＬＫΦａ、Φｃ、Φｅでサンプリングされ、タイムインタリーブ処理され、復調される。
【００８８】
このように、図１０のダイレクト／Ｌｏｗ−ＩＦダウンコンバージョン受信機７２では、ＩＭＴ−Ａ規格最大１００ＭＨｚ帯域シングルバンドモード／周波数アグリゲーションモードにおいて、Ａ／Ｄ変換器の最大動作周波数帯域を４０ＭＨｚに制限でき、低消費電力化が可能である。さらに、ベースバンド可変利得増幅器とＡ／Ｄ変換器の一部を共通化することにより、受信機の部品数削減に有利である。
【実施例４】
【００８９】
次に、本発明の第４の実施例になる、トランスミッションゲート型マトリックススイッチを備えたダイレクトダウンコンバージョン受信機について、図１４を参照しながら説明する。  
図１４は、本発明の第４の実施形態による、２つの通信周波数帯域に対応したダイレクトダウンコンバージョン受信機を示す図である。  
図１４の受信機７３は、対応する通信周波数帯（ｂａｎｄ＿ａ、ｂ）ごとに、ＲＦ受信信号を受信アナログ信号に変換する受信ブロックＲｘ＿Ｂｌｋ１、Ｒｘ＿Ｂｌｋ２を含む。また、この受信機はマトリックススイッチ７４とＡ／Ｄ変換器７５、７６を含んでいる。  
前記マトリックススイッチ７４は、４つのトランスミッションゲート７７、７８、７９、８０で構成され、これらトランスミッションゲートは、通信モード制御部（図示略）で制御され、各受信アナログ信号ＩＦ＿ａ、ＩＦ＿ｂの周波数帯域により、導通／切断が切り替わる。ＡＤＣ７５、７６では、それぞれ位相の異なったサンプリングＣＬＫΦａ、Φｂでサンプリングされ、タイムインタリーブ処理され、復調される。本実施例によれば、単一又は複数の通信周波数帯域で同時に通信可能な受信機において、Ａ／Ｄ変換器の動作周波数帯域を緩和し、受信機の消費電力を低減することができる。
【実施例５】
【００９０】
次に、本発明の第５の実施例になる、ＩＭＴ−Ａ対応の通信用送受信回路を備えた送受信ユニットについて、図１５を参照しながら説明する。  
図１５は、本発明の第５の実施形態によるＩＭＴ−Ａに対応したダイレクトダウンコンバージョン送受信ユニット８１を示す図である。送受信ユニット８１は、送信機ユニット（ＴＸ＿Ｕ）８２と受信機ユニット（ＲＸ＿Ｕ）８３、及びベースバンド処理部（図示略）とを具備しており、送信機ユニット、受信機ユニットのどちらも、複通信周波数帯域、ここでは３、５ＧＨｚ帯、２．７ＧＨｚ帯、２ＧＨｚ帯、８００ＭＨｚ帯、７００ＭＨｚ帯の５つの通信周波数帯域に対応している。  
受信機ユニット（ＲＸ＿Ｕ）８３は、複通信周波数帯域に対応したダイレクトダウンコンバージョン受信機となっており、５つの通信周波数帯域に対応して、各々、低雑音増幅器２と、ミキサー７と、電圧制御発振器４６と、ＲＦＰＬＬ回路４７と、２分周器４８と、アナログベースバンドフィルタ５２と、ベースバンド可変利得増幅器５４と、マトリックススイッチ８４と、Ｉ／ＱＡＤＣ８５、８６、８７、８８、８９、及び、通信モード制御部（図示略）を備えている。  
受信機ユニット８３では、既に述べた実施例と同様に、複通信周波数帯域を利用したＩＭＴ−Ａ規格の各通信モードに対応しており、ＲＦ受信信号をダウンコンバートした受信アナログベースバンドＩ／Ｑ信号ＩＦ＿Ｉ／Ｑａ、ＩＦ＿Ｉ／Ｑｂ、ＩＦ＿Ｉ／Ｑｃ、ＩＦ＿Ｉ／Ｑａｄ、ＩＦ＿Ｉ／Ｑｅは、それぞれの信号周波数帯域により、マトリックススイッチ８４を介して単一又は複数のＩ／ＱＡＤＣ８５、８６、８７、８８、８９へと接続される。通信モード制御部の制御に基づき、各ＡＤＣ８５〜８９では、それぞれ位相の異なったサンプリングＣＬＫでサンプリングされ、タイムインタリーブ処理される。Ｉ／ＱＡＤＣ出力の各受信ディジタルベースバンドＩ／Ｑ信号は受信インタフェース（ＲＸ＿ＩＮＴ）９０を介して、ベースバンド処理部へと出力される。送受信ユニット８１も、既に述べた実施例における受信機ユニットと同様な、複通信周波数帯域を利用した送受信の機能、効果を有している。
【実施例６】
【００９１】
次に、本発明の第６の実施例になる携帯電話端末の構成例について、図１６を参照しながら説明する。  
図１６は、本発明の第６の実施例による携帯電話の構成を示すブロック図である。この携帯電話は、図１５で説明した送受信ユニット８１を同一半導体集積回路に集積したＲＦＩＣ９１と、アンテナスイッチＭＭＩＣ９２とデュプレクサ９３とＲＦ電力増幅器９４とを内蔵したＲＦモジュール９５と、ベースバンド信号処理ＬＳＩ９６とを搭載して構成されている。尚、ＭＭＩＣは、Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ  ＩＣの略である。
【００９２】
図１６で、携帯電話の送受信用アンテナＡＮＴ９７には、ＲＦモジュール９５のアンテナスイッチＭＭＩＣ９２の共通の入出力端子Ｉ／Ｏが接続されている。ベースバンド信号処理ＬＳＩ９６からの制御信号Ｂ、Ｂ＿Ｃｎｔは、ＲＦ＿ＩＣ９１を経由してアンテナスイッチＭＭＩＣ９２のコントローラ集積回路９８に供給される。送受信用アンテナＡＮＴ９７から共通の入出力端子Ｉ／ＯへのＲＦ信号の流れは携帯電話の受信動作ＲＸとなり、共通の入出力端子Ｉ／Ｏから送受信用アンテナＡＮＴ９７へのＲＦ信号の流れは携帯電話の送信動作ＴＸとなる。
【００９３】
ＲＦＩＣ９１は、ベースバンド信号処理ＬＳＩ９６からの送信ディジタルベースバンド信号ＴｘＤＢＩ、ＴｘＤＢＱをＲＦ送信信号に周波数アップコンバージョンを行う。逆に、ＲＦＩＣ９１は、送受信用アンテナＡＮＴ９７で受信されたＲＦ受信信号を受信ディジタルベースバンド信号ＲｘＤＢＩ、ＲｘＤＢＱに周波数ダウンコンバージョンを行いベースバンド信号処理ＬＳＩ９６に供給する。
【００９４】
ＲＦモジュール９５のアンテナスイッチＭＭＩＣ９２は共通の入出力端子Ｉ／Ｏと送受信端子ＴＲｘ１、ＴＲｘ２、ＴＲｘ３、ＴＲｘ４、ＴＲｘ５のいずれか単一又は複数の端子の間で信号経路を確立して、受信動作ＲＸと送信動作ＴＸとのいずれかを行う。
【００９５】
尚、ベースバンド信号処理ＬＳＩ（ＢＢ＿ＬＳＩ）９６は、携帯電話の外部不揮発性メモリ（図示略）とアプリケーションプロセッサ（図示略）とに接続されている。アプリケーションプロセッサは、携帯電話の液晶表示装置（図示略）とキー入力装置（図示略）とに接続され、汎用プログラムやゲームを含む種々のアプリケーションプログラムを実行することができる。
【００９６】
携帯電話等のモバイル機器のブートプログラム（起動イニシャライズプログラム）、オペレーティングシステムプログラム（ＯＳ）、ベースバンド信号処理ＬＳＩの内部のディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）によるＩＭＴ−Ａ方式の受信ベースバンド信号に関する位相振幅復調と送信ベースバンド信号に関する位相振幅変調のためのプログラム、及び、種々のアプリケーションプログラムは、外部不揮発性メモリに格納されることができる。
【００９７】
本実施例によれば、単一又は複数の通信周波数帯域で同時に通信可能な携帯電話において、Ａ／Ｄ変換器の動作周波数帯域を緩和し、携帯電話の消費電力を低減することができる。
【実施例７】
【００９８】
次に、本発明の第７の実施例になる、携帯電話基地局の構成例について、図１７を参照しながら説明する。図１７は、第７の実施例による携帯電話基地局の構成を示すブロック図である。携帯電話基地局は、ベースバンド信号処理ＬＳＩ９６と、ＲＦモジュール９８と、アンテナモジュール１０１とで構成されている。ＲＦモジュール９８は、図１５で説明した送受信ユニット８１をディスクリート部品で構成され複通信周波数帯域の各帯域に対応する機能を有するＲＦユニット９９と複数のＲＦ電力増幅器９４からなる。アンテナモジュール１０１は、複通信周波数帯域の各帯域に対応するための複数のアンテナ９７と、複数のデュプレクサ９３と、複数の低雑音増幅器１００で構成されている。  
図１７の例では、各通信周波数帯ごとにアンテナ９７を設け、各ＲＦ受信信号は帯域ごとに個別の送受信機で処理される。送受信ユニット８１も、既に述べた実施例における受信機ユニットと同様な、複通信周波数帯域を利用した送受機能を有している。本実施例によれば、単一又は複数の通信周波数帯域で同時に通信可能な基地局において、Ａ／Ｄ変換器の動作周波数帯域を緩和し、基地局の消費電力を低減することができる。
【００９９】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変形可能であることは言うまでもない。
【０１００】
例えば、図１６に示す携帯電話では、通信用ＲＦＩＣとベースバンド信号処理ＬＳＩとはそれぞれ別の半導体チップで構成されていたが、別な実施形態ではそれらは１つの半導体チップに統合された統合ワンチップとされることができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１  受信機
２、３、４、５、６  低雑音増幅器、
７、８、９、１０、１１  ミキサー
１２、１３、１４、１５、１６  ローカル信号生成部、
１７、１８、１９、２０、２１  ベースバンド可変利得増幅器、
２２  マトリックススイッチ、
２３、２４、２５、２６、２７  Ａ／Ｄ変換器、
２８  通信モード制御部、
３０、３１  マトリックススイッチ、
３２、３３、３４  ベースバンド可変利得増幅器、
３５、３６、３７  Ａ／Ｄ変換器、
３８  ディジタル変換ユニット、
３９  受信機、
４０、４１  低雑音増幅器、
４２、４３  イメージリジェクション型ミキサー、
４４、４５  ローカル信号生成部、
４６、４９  電圧制御発振機、
４７、５０  ＰＬＬ回路、
４８、５１  ２分周器、
５２、５３  アナログベースバンドフィルタ、
５４、５５  ベースバンド可変利得増幅器、
５６、５７  Ａ／Ｄ変換器、
５８、５９  ディジタルベースバンドフィルタ、
６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７  ディジタル乗算器、
６８、６９、７０、７１  ディジタル加減算器、
７２  受信機、
７３  受信機、
７４  マトリックススイッチ、
７５、７６  Ａ／Ｄ変換器、
７７、７８、７９、８０  トランスミッションゲート、
８１  送受信ユニット、
８２  送信ユニット、
８３  受信ユニット、
８４  マトリックススイッチ、
８５、８６、８７、８８、８９  Ａ／Ｄ変換器、
９０  受信ディジタルインタフェース、
９１  ＲＦＩＣ、
９２  アンテナスイッチＭＭＩＣ、
９３  デュプレクサ、
９４  電力増幅器、
９６  ベースバンド信号処理ＬＳＩ、
９７  アンテナ、
９８  コントローラ集積回路、
９９  ＲＦユニット、
１００  Ｔｏｗｅｒ  Ｍｏｕｎｔｅｄ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ、
１０１  アンテナモジュール、
１０２  ベースバンド処理部、
１１０  基地局。
【図１】
2011233962.tif 000006
【図２】
2011233962.tif 000007
【図３Ａ】
2011233962.tif 000008
【図３Ｂ】
2011233962.tif 000009
【図４】
2011233962.tif 000010
【図５】
2011233962.tif 000011
【図６】
2011233962.tif 000012
【図７Ａ】
2011233962.tif 000013
【図７Ｂ】
2011233962.tif 000014
【図８】
2011233962.tif 000015
【図９】
2011233962.tif 000016
【図１０】
2011233962.tif 000017
【図１１】
2011233962.tif 000018
【図１２】
2011233962.tif 000019
【図１３】
2011233962.tif 000020
【図１４】
2011233962.tif 000021
【図１５】
2011233962.tif 000022
【図１６】
2011233962.tif 000023
【図１７】
2011233962.tif 000024