(57)【要約】【課題】チューナブルフィルタの帯域外信号抑圧量の性能は約30dBであって、一般的なデュプレクサの抑圧量50dBに対して小さい。そのため、約20dBの抑圧量を有するキャンセラが必要である。特にキャンセラが含む増幅器の群遅延特性と周波数特性が、広帯域に渡る抑圧量を得るうえで問題とならない方法を提供する。【解決手段】チューナブルフィルタの信号経路に増幅器の群遅延に相当する遅延素子を配置する。キャンセラ内に振幅、位相、遅延を調整するマッチング回路、送信信号から受信信号の周波数帯域に渡って振幅変動と位相変動が少ない広帯域増幅器、可変インピーダンス送信側結合器、可変インピーダンス受信側結合器を備える。【選択図】図１
2012138651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信する送信ＲＦ信号と受信する受信ＲＦ信号の周波数帯域が互いに異なる周波数帯域である移動通信端末用モジュールであって、
前記送信ＲＦ信号が外部の送信ＲＦ回路から供給され該送信ＲＦ信号の周波数帯域の信号を通過させて外部に備えたアンテナに供給するＴｘフィルタ、及び前記アンテナから前記受信ＲＦ信号が供給され該受信ＲＦ信号の周波数帯域の信号を通過させて外部の受信ＲＦ回路に供給するＲｘフィルタを有するデュプレクサフィルタと、
前記デュプレクサフィルタが有するＴｘフィルタの前段から前記送信ＲＦ信号の一部を分岐させ、所定の信号処理を行った後に前記デュプレクサフィルタが有するＲｘフィルタの後段で前記受信ＲＦ信号と結合させて、該受信ＲＦ信号が含む前記送信ＲＦ信号の漏洩成分と、前記送信ＲＦ信号が含む前記受信ＲＦ信号の周波数帯域における熱雑音の前記受信ＲＦ信号への漏洩成分をキャンセルするキャンセラ部と、
前記デュプレクサフィルタを通過する信号と前記キャンセラ部を通過する信号の間の時間差を補償する信号遅延部
を備えたことを特徴とする移動通信端末用モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の移動通信端末用モジュールであって、
前記信号遅延部は、
前記送信ＲＦ信号が前記キャンセラ部において一部が分岐された後、前記Ｔｘフィルタに到る間、または前記受信ＲＦ信号がＲｘフィルタを通過した後、前記キャンセラ部において所定の信号処理を行った後の前記送信ＲＦ信号と結合されるまでの間、またはそれらの双方に設けられたことを特徴とする移動通信端末用モジュール。
【請求項３】
請求項１に記載の移動通信端末用モジュールにおいて、前記キャンセラ部は、前記デュプレクサフィルタが有するＴｘフィルタと略等しい周波数特性の第２のＴｘフィルタと、前記デュプレクサフィルタが有するＲｘフィルタと略等しい周波数特性の第２のＲｘフィルタを備えたことを特徴とする移動通信端末用モジュール。
【請求項４】
請求項１に記載の移動通信端末用モジュールであって、前記キャンセラ部は、前記所定の信号処理を行った後の送信ＲＦ信号を前記受信ＲＦ信号に結合させるための、インピーダンスが可変である結合器を備えたことを特徴とする移動通信端末用モジュール。
【請求項５】
請求項１に記載の移動通信端末用モジュールであって、前記デュプレクサフィルタは、前記送信ＲＦ信号及び受信ＲＦ信号を通過させる周波数帯域が可変なチューナブルフィルタであることを特徴とする移動通信端末用モジュール。
【請求項６】
請求項１に記載の移動通信端末用モジュールであって、複数の周波数Band間のみでなく、同一Band内の複数のチャンネルに対して最適な周波数特性をチューナブルに提供することを特徴とする移動通信端末用モジュール。
【請求項７】
送信する送信ＲＦ信号と受信する受信ＲＦ信号の周波数帯域が互いに異なる周波数帯域である移動通信端末用モジュールであって、
前記送信ＲＦ信号が外部の送信ＲＦ回路から供給され該送信ＲＦ信号の周波数帯域の信号を通過させて外部に備えたアンテナに供給するＴｘフィルタ、及び前記アンテナから前記受信ＲＦ信号が供給され該受信ＲＦ信号の周波数帯域の信号を通過させて外部の受信ＲＦ回路に供給するＲｘフィルタを有するデュプレクサフィルタと、
前記デュプレクサフィルタが有するＴｘフィルタの前段から前記送信ＲＦ信号の一部を分岐させ所定の信号処理を行った後に前記デュプレクサフィルタが有するＲｘフィルタの後段で前記受信ＲＦ信号と結合させ該受信ＲＦ信号が含む前記送信ＲＦ信号の漏洩成分をキャンセルする第１のキャンセラ部と、
前記デュプレクサフィルタが有するＴｘフィルタの前段から前記送信ＲＦ信号の一部を分岐させ所定の信号処理を行った後に前記デュプレクサフィルタが有するＲｘフィルタの後段で前記受信ＲＦ信号と結合させ、前記送信ＲＦ信号が含む前記受信ＲＦ信号の周波数帯域における熱雑音の前記受信ＲＦ信号への漏洩成分をキャンセルする第２のキャンセラ部
を備えたことを特徴とする移動通信端末用モジュール。
【請求項８】
請求項１に記載の移動通信端末用モジュールであって、前記キャンセラ部は、分配器、合成器、第１のキャンセル回路、第２のキャンセル回路と結合器を備え、
前記分配器は、前記デュプレクサフィルタが有するＴｘフィルタの前段から分岐された前記送信ＲＦ信号を分配して、前記第１のキャンセル回路と第２のキャンセル回路に供給し、
該第１のキャンセル回路は、供給された前記送信ＲＦ信号に所定の信号処理を行って該送信ＲＦ信号の位相を反転させて前記合成器に供給し、
前記第２のキャンセル回路は、供給された前記送信ＲＦ信号に所定の信号処理を行って該送信ＲＦ信号が含む前記受信ＲＦ信号の周波数帯域における熱雑音の位相を反転させて前記合成器に供給し、
該合成器は、前記第１のキャンセル回路から供給された出力と前記第２のキャンセル回路から供給された出力を合成して前記結合器に供給し、
該結合器は、前記受信ＲＦ信号と前記合成器から供給された出力を結合する
ことを特徴とする移動通信端末用モジュール。
【請求項９】
情報信号を含む送信ＲＦ信号を送信し受信ＲＦ信号を受信する通信用のアンテナを有し、前記送信ＲＦ信号と受信ＲＦ信号の周波数帯域が互いに異なる周波数帯域である移動通信端末であって、
入力された前記情報信号を無線通信の規格に従ったフォーマットの変調信号として前記送信ＲＦ信号を生成し前記アンテナが受信した受信ＲＦ信号を復調して前記情報信号を出力する変復調部と、
該変復調部から供給された前記送信ＲＦ信号を前記アンテナに供給し前記アンテナから供給された前記受信ＲＦ信号を前記変復調部に供給する移動端末用モジュールを有し、
該移動端末用モジュールは、
前記送信ＲＦ信号の周波数帯域の信号を通過させて前記アンテナに供給するＴｘフィルタ、及び前記受信ＲＦ信号の周波数帯域の信号を通過させて前記変復調部に供給するＲｘフィルタを有するデュプレクサフィルタと、
前記デュプレクサフィルタが有するＴｘフィルタの前段から前記送信ＲＦ信号の一部を分岐させ所定の信号処理を行った後に前記デュプレクサフィルタが有するＲｘフィルタの後段で前記受信ＲＦ信号と結合させて、該受信ＲＦ信号が含む前記送信ＲＦ信号の漏洩成分と、前記送信ＲＦ信号が含む前記受信ＲＦ信号の周波数帯域における熱雑音の前記受信ＲＦ信号への漏洩成分をキャンセルするキャンセラ部と、
前記デュプレクサフィルタを通過する信号と前記キャンセラ部を通過する信号の間の時間差を補償する信号遅延部
を備えたことを特徴とする移動通信端末。
【請求項１０】
請求項９に記載の移動通信端末であって、前記キャンセラ部は、前記所定の信号処理を行った後の送信ＲＦ信号を前記受信ＲＦ信号に結合させるための、インピーダンスが可変である結合器を備える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】
本発明は移動通信端末用モジュール、及び移動通信端末に関する。特に、例えばWCDMA（Wideband Code Division Multiple Access）方式やLTE（Long Term Evolution）方式等のワイヤレス通信システムに対応した移動通信端末用モジュール、及び移動通信端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話では既に実用化されているWCDMA方式の他、LTE方式の検討が進められている。WCDMA方式やLTE方式は送受信同時動作のため、送信周波数と受信周波数はそれぞれ異なる帯域を使用している。これらの方式においては送受信帯域を分離するデュプレクサが用いられる。
非特許文献１にはデュプレクサの帯域外抑圧不足を補うため、受信帯域の熱雑音をキャンセルする方法の記載がある。送信信号はノッチフィルタを用いて除去される。また、送信回路が発生する受信帯域の熱雑音は振幅と位相が調整された後、デュプレクサとアンテナ端の間で送受信信号と合成されて除去される。これによって送信信号に与える影響を小さく抑えながら、受信帯域の熱雑音をキャンセルしている。
【０００３】
WCDMA方式やLTE方式は複数の周波数Bandおよび同一Band内に複数のチャンネルがあり、良好な高周波特性を得るために、携帯電話用フロントエンドモジュール内にはそれぞれの周波数Bandごとにデュプレクサを備えている。更にLTE方式は、高速化を実現するMIMO(Multiple Input Multiple Output)技術を採用しているため、受信回路はアンテナの数だけ必要となる。よって今後の高速化に伴う受信回路規模増大が予想されるため、特許文献１にあるように、デュプレクサをチューナブルに切り替える技術が必要とされる。
【０００４】
特許文献１には、デュプレクサをチューナブルに切り替えるためのチューナブルフィルタ技術とキャンセラ技術の記載がある。複数の周波数バンドを選択的に通過させる可変特性を有するチューナブルフィルタの帯域外信号抑圧量不足を補償する技術としてキャンセラ技術がある。キャンセラは、チューナブルフィルタから出力される受信信号に含まれる送信信号の漏洩成分と受信帯域の熱雑音の漏洩成分をキャンセルする。
【０００５】
特許文献２には、上記キャンセラはチューナブルフィルタと同等の特性を示すフィルタを備えることによって、キャンセル量を高精度で確保できるという記載がある。送信信号の漏洩成分と受信帯域の熱雑音を１系統のキャンセラで減衰させる手法と、２系統のキャンセラを備えて送信信号の漏洩成分と受信帯域の熱雑音を別々に減衰させる手法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特願２００９−２７７１４２号
【特許文献２】特願２０１０−２３３６０７号
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Adaptive Duplexer Implemented Using Single-Path and Multipath Feedforward Techniques With BST Phase Shifters; IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, VOL. 53, NO. 1, p.106-114, JANUARY 2005
【非特許文献２】3GPP TS36.101 V8.8.0(2009-10)
【非特許文献３】3GPP TS25.101 V8.9.0(2009-12)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載されるチューナブルフィルタの帯域外信号抑圧量の性能は約30dBであって、一般的なデュプレクサの送信と受信間のアイソレーション約50dBに対して小さい。そのため、キャンセラの目標性能は約20dBとなる。特許文献２に記載されるキャンセラは送信側結合器、送信信号抑圧フィルタ、増幅器、移相器、遅延器、受信帯熱雑音抑圧フィルタ、受信側結合器によって構成されている。このうち、増幅器の群遅延特性と周波数特性は広帯域に渡るキャンセル量の確保を妨げる要因となることに関して、さらに考慮することが望まれる。
そこで本発明はこの課題に鑑み、広帯域に渡って必要なキャンセル量を確保する技術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】
【０００９】
上記課題を解決するため本発明は、送信する送信ＲＦ信号と受信する受信ＲＦ信号の周波数帯域が互いに異なる周波数帯域である移動通信端末用モジュールであって、
前記送信ＲＦ信号が外部の送信ＲＦ回路から供給され該送信ＲＦ信号の周波数帯域の信号を通過させて外部に備えたアンテナに供給するＴｘフィルタ、及び前記アンテナから前記受信ＲＦ信号が供給され該受信ＲＦ信号の周波数帯域の信号を通過させて外部の受信ＲＦ回路に供給するＲｘフィルタを有するデュプレクサフィルタと、
前記デュプレクサフィルタが有するＴｘフィルタの前段から前記送信ＲＦ信号の一部を分岐させ所定の信号処理を行った後に前記デュプレクサフィルタが有するＲｘフィルタの後段で前記受信ＲＦ信号と結合させて、該受信ＲＦ信号が含む前記送信ＲＦ信号の漏洩成分と、前記送信ＲＦ信号が含む前記受信ＲＦ信号の周波数帯域における熱雑音の前記受信ＲＦ信号への漏洩成分をキャンセルするキャンセラ部と、
前記デュプレクサフィルタを通過する信号と前記キャンセラ部を通過する信号の間の時間差を補償する信号遅延部を備えたことを特徴としている。
【００１０】
また本発明は、情報信号を含む送信ＲＦ信号を送信し受信ＲＦ信号を受信する通信用のアンテナを有し、前記送信ＲＦ信号と受信ＲＦ信号の周波数帯域が互いに異なる周波数帯域である移動通信端末であって、
入力された前記情報信号を無線通信の規格に従ったフォーマットの変調信号として前記送信ＲＦ信号を生成し前記アンテナが受信した受信ＲＦ信号を復調して前記情報信号を出力する変復調部と、該変復調部から供給された前記送信ＲＦ信号を前記アンテナに供給し前記アンテナから供給された前記受信ＲＦ信号を前記変復調部に供給する移動端末用モジュールを有し、
該移動端末用モジュールは、
前記送信ＲＦ信号の周波数帯域の信号を通過させて前記アンテナに供給するＴｘフィルタ、及び前記受信ＲＦ信号の周波数帯域の信号を通過させて前記変復調部に供給するＲｘフィルタを有するデュプレクサフィルタと、
前記デュプレクサフィルタが有するＴｘフィルタの前段から前記送信ＲＦ信号の一部を分岐させ所定の信号処理を行った後に前記デュプレクサフィルタが有するＲｘフィルタの後段で前記受信ＲＦ信号と結合させて、該受信ＲＦ信号が含む前記送信ＲＦ信号の漏洩成分と、前記送信ＲＦ信号が含む前記受信ＲＦ信号の周波数帯域における熱雑音の前記受信ＲＦ信号への漏洩成分をキャンセルするキャンセラ部と、
前記デュプレクサフィルタを通過する信号と前記キャンセラ部を通過する信号の間の時間差を補償する信号遅延部を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、広帯域に渡って必要なキャンセル量が得られるため、チューナブル対応のデュプレクサは一般的なデュプレクサと同等のアイソレーション性能を得ることができ、移動通信端末用モジュール及び移動通信端末の基本性能を向上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施例における移動通信端末用モジュールの構成例を示すブロック図である。
【図２】第１の実施例における広帯域増幅器とマッチング回路の回路図である。
【図３】第１の実施例における送信側結合器と受信側結合器の回路図である。
【図４】第１の実施例を適用した場合のキャンセル効果を示す図である。
【図５】第１の実施例における移動通信端末の構成例を示すブロック図である。
【図６】第２の実施例における移動通信端末用モジュールの構成例を示すブロック図である。
【図７】第３の実施例における移動通信端末用モジュールの構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、第１の実施例における移動通信端末用モジュールの構成例を示すブロック図である。本実施例の構成は、例えばWCDMA方式やLTE方式の移動通信端末用モジュールを対象としているが、送信周波数と受信周波数にそれぞれ異なる帯域を割り当てて送受信同時動作する移動通信端末用モジュールであれば、これに限定されるものではない。
【００１５】
まず送信信号と受信信号の流れを説明する。デュプレクサフィルタとしてのチューナブルフィルタ３はTxフィルタ３２、Rxフィルタ３１と３つの端子で構成され、アンテナSW(switch)２、PA(Power Amplifier)６２を含む送信系、LNA(Low Noise Amplifier)６１を含む受信系に接続される。RFIC６が含む送信RF回路から出力される送信信号（送信RF信号）は、PA６２に入力され、所定の信号レベルまで増幅された後、キャンセラ８内の送信側結合器８７、遅延素子１０を通過してチューナブルフィルタ３に入力される。チューナブルフィルタ３内のTxフィルタ３２では送信信号以外は抑圧され、送信信号は低損失で通過する。チューナブルフィルタ３より出力された送信信号はアンテナSW２を経由し、アンテナ１より外部へ放射される。
【００１６】
一方、受信信号（受信RF信号）はアンテナ１より入力され、アンテナSW２を経由してチューナブルフィルタ３に入力される。チューナブルフィルタ３内のRxフィルタ３１では、送信信号の漏れ込みが抑圧され、受信信号は低損失で通過する。チューナブルフィルタ３より出力された受信信号は、遅延素子１１、キャンセラ８内の受信側結合器８１、LNA(Low Noise Amplifier)６１を通過してRFIC６が含む受信RF回路に入力される。
【００１７】
一般的なデュプレクサは受信側において送信信号を約50dBほど抑圧するため、非特許文献１に記載のレベルのOut of band blockingをアンテナ１で受信しても、目的とする受信信号を劣化させる影響は少ない。
一般的なデュプレクサをチューナブルデュプレクサモジュール７で置き換える場合、チューナブルデュプレクサモジュール７は、チューナブルフィルタ３、キャンセラ８、遅延素子１０、遅延素子１１および制御部５で構成される。
移動通信端末が送受信を開始する前に、移動通信端末用モジュール内では、所定のキャンセル量を確保するためにキャリブレーションを実施する。その際に素子の製造ばらつきや温度変化等によって、例えば、受信回路へ漏洩する送信信号の漏洩成分に対するキャンセル量が20dB以上となったとしても、送信回路が発生する受信帯域の熱雑音の漏洩成分に対するキャンセル量が20dB以下となる可能性がある。
【００１８】
そこで、デュプレクサのチューナブル化に伴いチューナブルフィルタ３における抑圧量が例えば30dBであって、一般的なデュプレクサの送信と受信間のアイソレーション50dBに対して不足する場合、制御部５は、キャンセラ８が送信信号の漏洩成分と熱雑音の漏洩成分をそれぞれ20dBキャンセルするように振幅、位相、遅延を調整する。この場合の調整とは、例えば送信信号をキャンセルする場合には、送信側結合器８７から引き込んだPA６２出力信号を用いて送信信号と同一振幅、逆位相となる信号を生成することである。そのため、キャンセラ８はPA６２の出力信号を引き込む送信側結合器８７、送信信号を所定のレベルまで減衰させるRxフィルタ８６、広帯域増幅器８４およびマッチング回路８５、マッチング回路８３、受信帯域の熱雑音を所定のレベルまで減衰させるTxフィルタ８２、チューナブルフィルタ３の出力に接続される受信側結合器８１により構成される。
【００１９】
尚、制御部５はチューナブルデュプレクサモジュール７内にあり、制御に必要な情報をRFIC６とやりとりしているが、RFIC６内に備えても良い。
【００２０】
またチューナブルフィルタ３の信号経路に設けた遅延素子１０および遅延素子１１の構成は、チューナブルフィルタ３の信号経路とキャンセラ８の信号経路の時間差より決まる。主に広帯域増幅器の群遅延が時間差の要因となるため、その時間差を配線パターン等で発生させると良い。
また配線パターンによる損失の発生が見込まれるため、送信系に遅延素子１０、受信系に遅延素子１１を配置しているが、送信系のみ、あるいは受信系のみに配置しても良い。
以下にキャンセラ８を構成するブロックについて詳細に説明する。
【００２１】
送信側結合器８７は送信系に対して疎結合にすることによって、約10dB減衰した送信信号と受信帯域の熱雑音をキャンセラ８内に引き込んでいる。一方、受信側結合器８１は受信系に対して疎結合にすることによって、振幅、位相、遅延の調整がされた送信信号と受信帯域の熱雑音を約10dB減衰させた後に、チューナブルフィルタ３の出力の受信RF信号と合成する。Rxフィルタ８６では送信信号が約30dB減衰され、Txフィルタ８２では受信帯域の熱雑音が約30dB減衰される。広帯域増幅器８４は、送信側結合器８７と受信側結合器８１を通過することによる信号減衰を補償し、マッチング回路８５とマッチング回路８３は、振幅、位相、遅延の調整を行う。
【００２２】
キャンセラ８が有するRxフィルタ８６とチューナブルフィルタ３が有するRxフィルタ３１、及び、キャンセラ８が有するTxフィルタ８３とチューナブルフィルタ３が有するTxフィルタ３２を略等しい周波数特性とすれば、受信側結合器８１において送信信号の漏洩成分と熱雑音の漏洩成分をキャンセルする周波数帯域を広くすることができる。
【００２３】
図２にマッチング回路８５、広帯域増幅器８４、マッチング回路８３の回路図を示す。マッチング回路８５は、インダクタ４０１、可変キャパシタ４０２、インダクタ４０３、可変キャパシタ４０４より構成される。一方、マッチング回路８３は、インダクタ４１３、可変キャパシタ４１４、インダクタ４１５、可変キャパシタ４１６より構成される。
可変キャパシタは振幅、位相、遅延の調整用として配置されており、外部印加電圧で容量値を可変するバリキャップや、キャパシタバンクをMOSスイッチで切り替える構成にすると良い。バリキャップへの印加電圧やキャパシタバンクを切り替えるMOSスイッチへの切り替え信号は、図１の制御部５から供給される。
【００２４】
尚、インダクタと可変キャパシタを図２のように配置しているが、これはマッチング回路の構成例であって、素子配置の構成についてはこれに限定されるものではない。
広帯域増幅器８４は、NMOSトランジスタ４１０、NMOSトランジスタ４１１、インダクタ４０９、インダクタ４１２、キャパシタ４０７、抵抗４０８より構成される。なお、バイアス回路は省略して示している。キャパシタ４０７、抵抗４０８より帰還回路を構成することにより、広帯域特性を得ている。
尚、広帯域増幅器８４を図２のように配置しているが、これは広帯域増幅器回路の構成例であって、素子配置の構成についてはこれに限定されるものではない。
【００２５】
図３に送信側結合器８７、受信側結合器８１の回路図を示す。送信側結合器８７はPA６２出力に接続される端子８７１、可変抵抗８７２、可変抵抗８７３、キャンセラ８内Rxフィルタ８６の入力に接続される端子８７４、グランドに接続される端子８７５より構成される。一方、受信側結合器８１はキャンセラ８内のTxフィルタ８２の出力に接続される端子８７６、可変抵抗８７７、可変抵抗８７８、LNA６１入力に接続される端子８７９、グランドに接続される端子８８０より構成される。
【００２６】
チューナブルフィルタ３が周波数Bandあるいは同一Band内のチャンネルを切り替える度に、インピーダンスマッチングを行う必要があるため、制御部５は可変抵抗８７２、８７３、８７７、８７８を最適値に設定する。可変抵抗は抵抗バンクをMOSスイッチで切り替える構成にすると良い。抵抗バンクを切り替えるMOSスイッチへの切り替え信号は、図１の制御部５から供給される。
可変抵抗８７２と可変抵抗８７３の抵抗値は、チューナブルフィルタ３内のTxフィルタ３２の入力インピーダンスに対して十分に大きく、送信系に対して疎結合（例えば10dBのカップリング）になるように決めると良い。一方、可変抵抗８７７と可変抵抗８７８の抵抗値は、チューナブルフィルタ３内のRxフィルタ３１の出力インピーダンスに対して十分に大きく、受信系に対して疎結合（例えば10dBのカップリング）になるように決めると良い。
【００２７】
図４にチューナブルデュプレクサモジュール７の送信と受信間のアイレーション特性を示す。Band1は、送信帯域が1920MHz-1980MHz、受信帯域が2110MHz-2170MHzである（上側の図を参照）。受信側において、送信信号の漏洩成分を充分に抑圧するには、送信帯域で50dB以上のアイソレーションが必要である。また、送信信号が含む受信帯域の熱雑音の漏洩成分を充分に抑圧するには、受信帯域で50dB以上のアイソレーションが必要である。
【００２８】
チューナブルフィルタ３の単体では、送信帯域と受信帯域で共にアイソレーション（図中のＡ）は30dB前後である（図中左側の縦軸を参照）。これは、一般的なデュプレクサが有するアイソレーション50dBに対して不足している。例えばLTEにおいては、チャンネル帯域幅は1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHzと規定されており(非特許文献１)、一つのチャンネルの最大占有帯域幅は前記送信帯域や受信帯域の中の18MHz分(最大チャンネル帯域幅は20MHz)であり、この範囲内(占有帯域幅で積分)で50dB以上のアイソレーションを得る必要が有る。本実施例においては、キャンセラ８によるキャンセル量（図中のＣ）として約20dB（図中右側の縦軸を参照）が加わる。このため、図中の太線で囲って示した一つの占有帯域幅において、送信帯域及び受信帯域ともチューナブルデュプレクサモジュール７の全体では、共にアイソレーション（図中のＢ）を50dB以上得ている（図中左側の縦軸を参照）。
Band8は、送信帯域が880MHz-915MHz、受信帯域が925MHz-960MHzである（下側の図を参照）。ここでは、前記とは異なりWCDMAにおける一つの占有帯域幅である3.84MHz分(チャンネル帯域幅は5MHz(非特許文献２))を太線で囲って示している。同じくキャンセラ８によるキャンセル量は約20dBが加わるため、一つの占有帯域幅において、送信帯域及び受信帯域とも50dB以上のアイソレーションを得ている。
【００２９】
尚、上記で示したようにWCDMA方式やLTE方式は、複数の周波数Bandおよび同一Band内に複数のチャンネルがある。チューナブルデュプレクサモジュール７は、複数の周波数Band間および同一Band内の複数のチャンネルに対して最適な周波数特性をチューナブルに提供する。
【００３０】
図５は、本実施例を移動通信端末に適用したブロック図を示す。マルチバンドの例としてBand1、2、4、5、8、17を受信する場合、700M〜800MHz帯のBand5、8、17をLow Band、1700M〜2100MHz帯のBand1、2、4をHigh Bandとして端末を構成する。
移動通信端末１９は、アンテナ１、アンテナSW２、チューナブルデュプレクサモジュール７００、チューナブルデュプレクサモジュール８００、RFIC６、LNA７０５、PA７０６、LNA８０５、PA８０６、制御部７０７、変復調部１４、CPU１５、メモリ１６、入力部１７、出力部１８より構成される。
【００３１】
例えばチューナブルデュプレクサモジュール７００をHigh Band対応、チューナブルデュプレクサモジュール８００をLow Band対応として、アンテナSW２で切り替えることによりアンテナ１を共用して使用すると良い。
チューナブルデュプレクサモジュール７００は、チューナブルフィルタ７０１、キャンセラ７０４、遅延素子７０２、遅延素子７０３で構成され、一方チューナブルデュプレクサモジュール８００は、チューナブルフィルタ８０１、キャンセラ８０４、遅延素子８０２、遅延素子８０３で構成され、共に制御部７０７より制御される。
【００３２】
入力部１７から入力された情報データや音声信号は、変復調部１４において例えば無線通信の規格に従ったフォーマットに変調されてRFIC６に供給され、チューナブルデュプレクサモジュール７００、または８００をはじめとする前記した構成要素を介してアンテナ１から送信される。
アンテナ１で受信された受信信号は、チューナブルデュプレクサモジュール７００、または８００をはじめとする前記した構成要素を介して変復調部１４に供給され、前記した送信時の変調作用が復調される。復調して得た情報データや音声信号は、出力部１８から出力されてユーザや外部の機器（図示せず）に供給される。
なお、CPU１５は変復調部１４をはじめとする移動通信端末１９の全体の動作を制御し、メモリ１６にはCPU１５が動作する際に必要とするソフトウェアやファームウェアが格納されている。
【００３３】
以上で述べたように本実施例は、キャンセラを適用して、デュプレクサをチューナブルとすることによる送信と受信間のアイソレーションの不足を補うことを、一つの特徴としている。チューナブルフィルタ３の信号経路には、キャンセラ８の信号経路との時間差に応じた遅延素子１０と１１が配置される。キャンセラ内には振幅、位相、遅延を調整するマッチング回路、送信信号から受信信号の周波数帯域に渡って振幅変動と位相変動が少ない広帯域増幅器、可変インピーダンス送信側結合器、可変インピーダンス受信側結合器が備えられる。これにより、広帯域に渡り所定のキャンセル量を有するキャンセラを提供でき、移動通信端末の基本性能を向上することができる。
また、デュプレクサをチューナブルとすることにより、例えばWCDMA方式やLTE方式の移動通信端末において、受信回路の規模が増大する問題を解消できるという特徴もある。
【実施例２】
【００３４】
図６は、第２の実施例における移動通信端末用モジュールの構成例を示すブロック図である。送信信号と受信信号の流れは実施例１と同じであるため省略する。ここではPA６２出力の送信信号の漏洩成分をキャンセルするための信号をキャンセラ８で、受信帯域の熱雑音の漏洩成分をキャンセルするための信号をキャンセラ９で生成する。キャンセラ８は送信信号が含む受信帯域の熱雑音を除去するNoise Canceller８８、キャンセラ９は送信信号を除去するTx Canceller９８を備える。
以下にキャンセラ８、キャンセラ９を構成するブロックについて詳細に説明する。
【００３５】
送信側結合器８７は送信系に対して疎結合にすることによって、約10dB減衰した送信信号と受信帯域の熱雑音をキャンセラ８内に引き込んでいる。一方、受信側結合器８１は受信系に対して疎結合にすることによって、振幅、位相、遅延の調整がされた送信信号を約10dB減衰させた後にチューナブルフィルタ３の出力の受信RF信号と合成する。Rxフィルタ８６では送信信号が約30dB減衰され、Txフィルタ８２では受信帯域の熱雑音が約30dB減衰される。広帯域増幅器８４は、送信側結合器８７と受信側結合器８１を通過することによる信号減衰を補償し、マッチング回路８５とマッチング回路８３は、振幅、位相、遅延の調整を行う。
Noise Canceller８８は、移相器と合成器で構成すると良い。PA６２出力の受信帯域の熱雑音は移相器にて180度反転され、合成器にて受信帯域の熱雑音はキャンセルされ、位相反転のない送信信号はNoise Canceller８８を通過する。
【００３６】
一方、送信側結合器９７は送信系に対して疎結合にすることによって、約10dB減衰した送信信号と受信帯域の熱雑音をキャンセラ９内に引き込んでいる。一方、受信側結合器９１は受信系に対して疎結合にすることによって、振幅、位相、遅延の調整がされた受信帯域の熱雑音を約10dB減衰させた後にチューナブルフィルタ３の出力の受信RF信号と合成する。Rxフィルタ９６では送信信号が約30dB減衰され、Txフィルタ９２では受信帯域の熱雑音が約30dB減衰される。広帯域増幅器９４は、送信側結合器９７と受信側結合器９１を通過することによる信号減衰を補償し、マッチング回路９５とマッチング回路９３は、振幅、位相、遅延の調整を行う。
【００３７】
Tx Canceller９８は、移相器と合成器で構成すると良い。PA６２出力の送信信号は移相器にて180度反転され、合成器にて送信信号はキャンセルされ、位相反転のない受信帯域の熱雑音はTx Canceller９８を通過する。
本実施例では、PA６２出力の送信信号をキャンセルするための信号をキャンセラ８で、受信帯域の熱雑音をキャンセルするための信号をキャンセラ９で生成するため、キャンセラ１つあたりがカバーする帯域が小さくて済む。そのため、キャンセル量の精度を向上できるという効果がある。
【実施例３】
【００３８】
図７は、第３の実施例における移動通信端末用モジュールの構成例を示すブロック図である。送信信号と受信信号の流れは実施例１と同じであるため省略する。ここではPA６２の出力における送信信号の漏洩成分と受信帯域の熱雑音の漏洩成分をキャンセルするための信号をキャンセラ８で生成するが、キャンセラ８の内部で信号経路を分岐させて、一方では送信信号、他方では受信帯域の熱雑音をキャンセルするための信号を生成する。送信信号をキャンセルするための信号を生成する系には、受信帯域の熱雑音を除去するNoise Canceller８３５、受信帯域の熱雑音をキャンセルするための信号を生成する系には送信信号を除去するTx Canceller８３７を備える。
以下にキャンセラ８を構成するブロックについて詳細に説明する。
【００３９】
送信側結合器８７は送信系に対して疎結合にすることによって、約10dB減衰した送信信号と受信帯域の熱雑音をキャンセラ８内に引き込んでいる。一方、受信側結合器８１は受信系に対して疎結合にすることによって、振幅、位相、遅延の調整がされた送信信号と受信帯域の熱雑音を約10dB減衰させた後にチューナブルフィルタ３の出力の受信RF信号と合成する。Rxフィルタ８６では送信信号が約30dB減衰され、Txフィルタ８２では受信帯域の熱雑音が約30dB減衰される。Rxフィルタ８６出力には分配器８３６が接続され、一方はNoise Canceller８３５、他方はTx Canceller８３７へ分岐される。Txフィルタ８２の入力には合成器８３１が接続され、分配器８３６で分岐されて各々処理された後の信号と熱雑音を合成している。広帯域増幅器８３３は、送信側結合器８７、受信側結合器８１、分配器８３６、合成器８３１を通過することによる信号減衰を補償し、マッチング回路８３４とマッチング回路８３２は、振幅、位相、遅延の調整を行う。一方、広帯域増幅器８３９は、送信側結合器８７、受信側結合器８１、分配器８３６、合成器８３１を通過することによる信号減衰を補償し、マッチング回路８３８とマッチング回路８４０は、振幅、位相、遅延の調整を行う。
【００４０】
尚、Noise Canceller８３５は、移相器と合成器で構成すると良い。分配器８３６の出力における受信帯域の熱雑音は移相器にて180度反転され、該合成器にて受信帯域の熱雑音はキャンセルされ、位相反転のない送信信号はNoise Canceller８３５を通過する。
尚、Tx Canceller８３７は、移相器と合成器で構成すると良い。分配器８３６の出力の送信信号は移相器にて180度反転され、該合成器にて送信信号はキャンセルされ、位相反転のない受信帯域の熱雑音はTx Canceller８３７を通過する。
【００４１】
本実施例ではPA６２出力の送信信号と受信帯域の熱雑音をキャンセラ８内で別々に処理するため、広帯域増幅器1つあたりがカバーする帯域が小さくて済む。そのため、キャンセル量の精度を向上できる。また送信側結合器と受信側結合器が一つずつで済むため、送信系と受信系の通過損失を低減できる。また図６の場合とは異なり、キャンセラ内のRxフィルタ８６とTxフィルタ８２を１個とすることができる。
以上で説明した実施形態は一例であって、本発明を限定するものではない。各ブロック図や回路図において変更を施した例が考えられるが、いずれも本発明の範疇にある。
【符号の説明】
【００４２】
１：アンテナ、２：アンテナSW、３，７０１，８０１：チューナブルフィルタ、３１，８６，９６：Rxフィルタ、３２，８２，９２：Txフィルタ、８，９，７０４，８０４：キャンセラ、８１，９１：受信側結合器、８７，９７：送信側結合器、８４，９４，８３３，８３９：広帯域増幅器、８３，８５，９３，９５，８３２，８３４，８３８，８４０：マッチング回路、５，７０７：制御部、６：RFIC、７，７００，８００：チューナブルデュプレクサモジュール、１０，１１，７０２，７０３，８０２，８０３：遅延素子、１４：変復調部、１５：CPU、１６：メモリ、１７：入力部、１８：出力部、１９：移動通信端末、６１，７０５，８０５：LNA、６２，７０６，８０６：PA、８８，８３５：Noise Canceller、９８，８３７：Tx Canceller、４０１，４０３，４０９，４１２，４１３，４１５：インダクタ、４０２，４０４，４１４，４１６：可変キャパシタ、４０７：キャパシタ、４０８，８７２，８７３，８７７，８７８：抵抗、４１０，４１１：NMOSトランジスタ、８７１，８７４，８７５，８７６，８７９，８８０：入出力端子、８３６：分配器、８３１：合成器。
【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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