(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の周波数帯で動作するマルチバンド対応通信端末若しくは無線モジュールに用いられる無線信号処理回路であって、
前記複数の周波数帯のいずれか１つの周波数帯で動作するように切り替えるバンド切替手段と、
前記複数の周波数帯それぞれの送信信号又は受信信号を所定の利得で出力する増幅器と、
前記増幅器の出力信号を伝送する複数の伝送線路と、
前記伝送線路に前記バンド切替手段及び前記増幅器を制御する制御信号が重畳された場合に、前記伝送路と前記バンド切替手段及び前記増幅器に入力される信号から、前記送信信号又は受信信号をカットするインダクタを備え、
前記複数の伝送線路のうち一の伝送線路を第一の伝送線路、他の伝送線路のうちの一の伝送線路を第二の伝送線路とした場合、
前記第一の伝送路を用いて前記送信信号又は受信信号を伝送している際には、前記制御信号を前記第二の伝送線路に重畳することを特徴とする無線信号処理回路。
【請求項２】
請求項１記載の無線信号処理回路において、更に前記周波数帯毎に分割された送信信号及び受信信号を、前記周波数帯毎に割り当てられた伝送線路に振り分けるデュプレクサを備えることを特徴とする無線信号処理回路。
【請求項３】
請求項１又は２記載の無線信号処理回路において、更に前記増幅器の出力と前記伝送路との間に、前記制御信号をカットするキャパシタを備えたことを特徴とする無線信号処理回路。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つに記載の無線信号処理回路と、前記無線信号処理回路から入力若しくは出力される高周波信号及び制御信号を重畳させるキャパシタ及びインダクタを備えることを特徴とする無線モジュール。
【請求項５】
送信と受信の双方で複数のアンテナを用いて、異なる信号の並列伝送を行なう通信方式で用いられ、請求項１乃至４のいずれか１つに記載の無線信号処理回路と、前記無線信号処理回路から入力若しくは出力される高周波信号及び制御信号を重畳させるキャパシタ及びインダクタを備えることを特徴とする無線モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動通信端末に関わり、特に無線信号処理回路及び無線モジュールの設計容易化、実装面積削減、低消費電力化に寄与する技術に関わる。
【背景技術】
【０００２】
現在、移動体通信サービス網として実施されている３ＧＰＰ（ 3rd Generation Partnership Project ）規格のＷ−ＣＤＭＡ方式では、Ｂａｎｄ−ＩからＢａｎｄ−ＶＩの６種類の通信帯域（バンド）を規定しており、各国の電波利用状況や計画に応じて適したバンドでの通信が行える。この通信方式においては周波数分割による送受複信方式が採用されており、送受信それぞれの周波数に応じたフィルタで構成されるデュプレクサにより、送受信回路の選択が行われる。
一方、汎欧州ディジタル移動電話方式（ＧＳＭ：Global System for Mobile Communications ）も多くの国で使用されている通信方式であり、主に４つの周波数帯で運用されている。こちらの方式は時分割による送受複信方式が採用されており、送受信それぞれのタイミングで経路を切り替えるアンテナスイッチによって、バンド及び送受信の選択が行われる。
【０００３】
また、次世代移動体通信サービス高速化の手段として、送信機と受信機の双方で複数のアンテナを用いて、異なる信号の並列伝送を行なうＭＩＭＯ（ Multi-Input-Multi-Output ）方式が検討されている。ＭＩＭＯ方式は、無線システムの伝送容量を増大させることができるが、並列伝送の多重度に比例してアンテナ数及び送受信回路規模が増えてしまう。また、並列伝送する信号間の独立性を向上させるために、それぞれのアンテナは空間的に離して配置されることが望ましいが、このためアンテナと復調回路の間の信号線路は冗長化し、混入する雑音成分が増大することになる。受信部初段増幅器で増幅される前の信号に雑音が混入すると回路全体の雑音指数（ＮＦ）を著しく劣化させるため、受信部初段増幅器をできるだけアンテナに近い位置に配置することが望ましい。
しかし、それぞれの増幅器やスイッチがＲＦＩＣ（ Radio Frequency Integrated Circuit ）や制御ＩＣ（ Integrated Circuit ）から離れて配置されることになると、これらの制御信号線路配線が冗長化し、回路実装面積を増大させてしまう。
このような実装面積の増大への対策として特許文献１に示されるようなアクティブアンテナの構成が示されており、送受信信号線路と制御信号を重畳させることにより回路の実装面積軽減を図っている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３３０７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年の移動通信端末においては、複数のバンドをローミングして使用するマルチバンド対応や、時分割複信と周波数複信の両方に対応する端末が一般的となっており、それぞれの周波数帯に応じたフィルタ及び増幅器と、バンド切替回路等が必要である。しかし、特許文献１に記載の構成はこのような複数バンドや複数の通信方式を一つのアンテナで使用する通信端末には適用できなかった。
本発明の目的は、上記のような問題に鑑み、高周波信号及び制御信号の信号線路数を削減することができ、移動体通信端末の無線回路実装面積を削減することが可能なマルチバンド対応端末であって、複数のバンドをローミングして使用するマルチバンド対応端末を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による移動通信端末向け無線信号処理回路及び無線モジュールは、複数の周波数帯に応じたフィルタ及び増幅器と、バンド切替回路と、高周波信号と制御信号とが重畳された信号を入出力する信号端子と、前記信号端子が入出力する信号から高周波信号と制御信号とを分離するフィルタ回路を備える。
即ち、本発明の無線信号処理回路は、複数の周波数帯で動作するマルチバンド対応通信端末若しくは無線モジュールに用いられる無線信号処理回路であって、上記複数の周波数帯のいずれか１つの周波数帯で動作するように切り替えるバンド切替手段と、上記複数の周波数帯それぞれの送信信号又は受信信号を所定の利得で出力する増幅器と、上記増幅器の出力信号を伝送する伝送線路と、上記伝送線路に、上記バンド切替手段及び上記増幅器を制御するための制御信号を重畳する重畳された場合に、上記伝送路と上記バンド切替手段及び上記増幅器に入力される信号から、上記送信信号又は受信信号をカットするインダクタを備えたものである。
また好ましくは、上記本発明の無線信号処理回路は、更に上記増幅器の出力と上記伝送路との間に、上記制御信号をカットするキャパシタを備えたものである。
また好ましくは、上記本発明の無線信号処理回路は、周波数分割複信若しくは時分割複信の通信方式で用いられ、周波数分割複信方式の送受信切り替え回路がデュプレクサによって構成され、時分割複信方式の送受信切り替え回路が高周波スイッチによって構成されるものである。
また好ましくは、上記本発明の無線信号処理回路は、周波数分割複信の通信方式の通信端末若しくは無線モジュールで用いられ、上記バンド切替手段がデュプレクサによって構成されるものである。
また好ましくは、上記本発明の無線信号処理回路は、時分割複信の通信方式の通信端末若しくは無線モジュールで用いられ、上記バンド切替手段が高周波スイッチによって構成されるものである。
また好ましくは、本発明の無線モジュールは、上記無線信号処理回路と、上記無線信号処理回路から入力若しくは出力される高周波信号及び制御信号を重畳させるキャパシタ及びインダクタを備えるものである。
また好ましくは、本発明の無線モジュールは、送信と受信の双方で複数のアンテナを用いて、異なる信号の並列伝送を行なう通信方式で用いられ、上記無線信号処理回路と、上記無線信号処理回路から入力若しくは出力される高周波信号及び制御信号を重畳させるキャパシタ及びインダクタを備えるものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、複数のバンドをローミングして使用するマルチバンド対応端末において、高周波信号及び制御信号の信号線路数を削減することができ、移動体通信端末の無線回路実装面積を削減する効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、各図において、共通な機能を有する構成要素には同一の参照番号を付し、説明の重複を避け、できるだけ説明を省略する。
【実施例１】
【０００９】
本実施例において示す無線信号処理回路及びモジュール並びに移動通信端末は、周波数分割複信の通信方式で用いられるものとし、第１のバンド及び第２のバンドの２つの周波数帯（バンド）で動作するものとする。
【００１０】
図７によって本発明の移動通信端末の一実施形態を説明する。図７は、本発明の移動通信端末の一実施例の構成を示すブロック図である。700 は移動無線端末、701 は無線モジュール、702 はベースバンド部、703 は制御部、704 は電源部、705 はインターフェース（Ｉ／Ｆ）部である。
図７において、電源部 704 は、バッテリーを内蔵し、ＤＣ電圧 Vdd を無線モジュール 701 、ベースバンド部 702 、制御部 703 、及び、Ｉ／Ｆ部 705 に供給する。
Ｉ／Ｆ部 705 は、マンマシンインタフェース機能、例えば、テンキー等のボタンスイッチ、表示部、マイク、及び、スピーカ等の入出力装置を有し、ユーザが移動通信端末 700 を操作するために使用される。
【００１１】
制御部 703 は、移動通信端末 700 の各構成要素（例えば、無線モジュール 701 、ベースバンド部 702 、電源部 704 、及び、Ｉ／Ｆ部 705 ）と相互にアクセスして、各構成要素を制御する。
【００１２】
例えば、送信時には、以下のような動作を制御する。即ち、Ｉ／Ｆ部 705 は、その図示しないマイクから入力される、ユーザが入力した音声をベースバンド部 702 に音声信号として伝達する。また、ベースバンド部 702 は、入力された音声信号をベースバンド信号に変換して無線モジュール 701 に出力する。更に、無線モジュール 701 は、入力されたベースバンド信号を所定のレベルの周波数帯（バンド）のＲＦ（ Radio Frequency ）信号等の無線信号に変換して、無線モジュール 701 の図示しないアンテナから送信する。
【００１３】
また例えば、受信時には、無線モジュール 701 は、その図示しないアンテナが受信した受信信号を、信号処理して移動通信端末 700 が処理できる形式の信号に変換してベースバンド部 702 に出力する。また、ベースバンド部 702 は、入力された信号をベースバンド信号に変換して制御部 703 に出力する。制御部 703 は、入力されたベースバンド信号から、Ｉ／Ｆ部 705 の図示しない表示部若しくはスピーカが出力可能な形式の信号に変換してＩ／Ｆ部 705 の表示部若しくはスピーカに出力する。Ｉ／Ｆ部 705 の表示部若しくはスピーカは、入力された信号に応じて、画像表示若しくは音声出力する。
【００１４】
なお、音声データや画像データの他、テキストデータ若しくは定型信号に基づくテキストデータデータ等も、上記実施例と同様に、Ｉ／Ｆ部 705 を介して送信若しくは受信することもできる。
【００１５】
図１によって、本発明の実施例１（周波数分割複信方式のマルチバンド対応通信端末の無線モジュールでの適用例）を説明する。図１は、本発明の移動通信端末の無線モジュールの機能構成を示すブロック図である。501 は本発明の一実施例の無線モジュール、10 はアンテナ、201 は無線信号処理回路、151 と 152 はパワーアンプ、210 はＲＦＩＣ（ Radio Frequency Integrated Circuit ）等からなるＲＦ部、131 〜 134 はキャパシタ、141 〜 144 はインダクタである。
21 はバンド切替スイッチ、31 と 32 はデュプレクサ、61 と 62 はインピーダンス整合回路、71 と 72 は低雑音増幅器、81 と 82 はバンドパスフィルタ、111 〜 114 は受信信号線路、121 〜 124 は制御信号線路、91 〜 94 はキャパシタ、101 〜 104 はインダクタである。バンド切替スイッチ 21 は、例えば、ＲＦ帯等の高周波帯の信号のバンドを切替える高周波スイッチである。
またＲＦ部 210 において、211 と 212 は第１のバンドの受信信号を入力する入力端子、213 と 214 は第２のバンドの受信信号を入力する入力端子、221 は低雑音増幅器 71 を制御する制御信号を出力する出力端子、222 は低雑音増幅器 72 を制御する制御信号を出力する出力端子、223 はＤＣ電圧 Vdd を出力する出力端子、224 はバンド切替スイッチ 21 のスイッチの切替を制御する制御信号を出力する出力端子、251 は第１のバンドの送信信号を出力する出力端子、252 は第２のバンドの送信信号を出力する出力端子である。
【００１６】
図１において、無線モジュール 501 は、アンテナ 10 、アンテナ 10 に接続される無線信号処理回路 201 、ＲＦ部 210 、ＲＦ部 210 に接続され無線信号処理回路 201 のデュプレクサ 31 に制御信号を伝達するパワーアンプ 151 、ＲＦ部 210 に接続され無線信号処理回路 201 のデュプレクサ 32 に制御信号を伝達するパワーアンプ 152 、一方が無線信号処理回路 201 の受信信号線路 111 に接続され他方がＲＦ部 210 に接続されるキャパシタ 131 、一方が無線信号処理回路 201 の受信信号線路 112 に接続され他方がＲＦ部 210 に接続されるキャパシタ 132 、一方が無線信号処理回路 201 の受信信号線路 113 に接続され他方がＲＦ部 210 に接続されるキャパシタ 133 、一方が無線信号処理回路 201 の受信信号線路 114 に接続され他方がＲＦ部 210 に接続されるキャパシタ 134 、一方が無線信号処理回路 201 の受信信号線路 111 に接続され他方がＲＦ部 210 に接続されるインダクタ 141 、一方が無線信号処理回路 201 の受信信号線路 112 に接続され他方がＲＦ部 210 に接続されるインダクタ 142 、一方が無線信号処理回路 201 の受信信号線路 113 に接続され他方がＲＦ部 210 に接続されるインダクタ 143 、及び、一方が無線信号処理回路 201 の受信信号線路 114 に接続され他方がＲＦ部 210 に接続されるインダクタ 144 を備えている。
【００１７】
また図１において、無線信号処理回路 201 は、アンテナ 10 に接続されて第１のバンドと第２のバンドを切り替えるバンド切替スイッチ 21 、第１のバンド使用時において周波数分割された送信信号及び受信信号をそれぞれの経路に振り分けるデュプレクサ 31 、第２のバンド使用時において周波数分割された送信信号及び受信信号をそれぞれの経路に振り分けるデュプレクサ 32 、デュプレクサ 31 に接続されるインピーダンス整合回路 61 、インピーダンス整合回路 61 に接続される低雑音増幅器 71 、低雑音増幅器 71 に接続されるバンドパスフィルタ 81 、受信信号線路 111 、受信信号線路 112 、制御信号線路 121 〜 124 、一方がバンドパスフィルタ 81 に接続され他方が受信信号線路 111 に接続されるキャパシタ 91 、一方がバンドパスフィルタ 81 に接続され他方が受信信号線路 112 に接続されるキャパシタ 92 、一方が受信信号線路 111 に接続され他方が制御信号線路 123 を介してバンド切替スイッチ 21 に接続されるインダクタ 101 、一方が受信信号線路 112 に接続され他方が制御信号線路 122 を介して低雑音増幅器 72 に接続されるインダクタ 102 、デュプレクサ 32 に接続されるインピーダンス整合回路 62 、インピーダンス整合回路 62 に接続される低雑音増幅器 72 、低雑音増幅器 72 に接続されるバンドパスフィルタ 82 、受信信号線路 113 、受信信号線路 114 、一方がバンドパスフィルタ 82 に接続され他方が受信信号線路 113 に接続されるキャパシタ 93 、一方がバンドパスフィルタ 82 に接続され他方が受信信号線路 114 に接続されるキャパシタ 94 、一方が受信信号線路 113 に接続され他方が制御信号線路 124 を介してバンド切替スイッチ 21 に接続されるインダクタ 103 、及び、一方が受信信号線路 114 に接続され他方が制御信号線路 121 を介して低雑音増幅器 71 に接続されるインダクタ 104 を備えている。
【００１８】
図１において、無線信号処理回路 201 に備えられたバンド切替スイッチ 21 並びに低雑音増幅器 71 及び 72 を制御する制御信号は、それぞれ、ＲＦ部 210 の出力端子 221 〜 224 から出力される。
出力端子 221 からはインダクタ 144 を介して低雑音増幅器 71 の制御信号入力端子に出力される制御信号が、受信信号線路 114 に出力され、受信信号に重畳される。また、出力端子 222 からはインダクタ 142 を介して低雑音増幅器 72 の制御信号入力端子に出力される制御信号が、受信信号線路 112 に出力され、受信信号に重畳される。それぞれの受信信号線路 114 及び 112 と低雑音増幅器 71 及び 72 間にはインダクタ 104 及び 102 が配置され、これらのインダクタ 102 、104 、142 、及び 144 が受信信号線路 112 及び 114 上の受信信号成分をカットしている。
出力端子 223 からはインダクタ 141 を介してバンド切替スイッチ 21 の制御信号入力端子に出力される制御信号が、受信信号線路 111 に出力され、受信信号に重畳される。また、出力端子 224 からはインダクタ 143 を介してバンド切替スイッチ 21 の制御信号入力端子に出力される制御信号が、受信信号線路 113 に出力され、受信信号に重畳される。それぞれの受信信号線路 111 及び 113 とバンド切替スイッチ 21 の制御入力端子間にはインダクタ 101 及び 103 が配置され、これらのインダクタ 101 、103 、141 、及び 143 が受信信号線路 111 及び 113 上の受信信号成分をカットしている。
【００１９】
ＲＦ部 210 の出力端子 251 から出力される第１のバンドの送信信号は、パワーアンプ 151 に出力される。パワーアンプ 151 は、入力された信号を利得制御して送信信号レベルに調整して無線信号処理回路 201 のデュプレクサ 31 に出力する。デュプレクサ 31 は、第１のバンドの送信信号をバンド切替スイッチ 21 とアンテナ 10 を介して出力する。
またＲＦ部 210 の出力端子 252 から出力される第２のバンドの送信信号は、パワーアンプ 152 に出力される。パワーアンプ 152 は、入力された信号を利得制御して送信信号レベルに調整して無線信号処理回路 201 のデュプレクサ 32 に出力する。デュプレクサ 32 は、第２のバンドの送信信号をバンド切替スイッチ 21 とアンテナ 10 を介して出力する。
【００２０】
また、アンテナ 10 が受信した受信信号は、バンド切替スイッチ 21 に出力される。バンド切替スイッチ 21 は、入力された受信信号について、ＲＦ部 210 の出力端子 224 から出力される制御信号に応じて、デュプレクサ 31 若しくはデュプレクサ 31 のいずれかに出力する。
即ち、バンド切替スイッチ 21 は、例えば、ＲＦ部 210 の出力端子 223 から制御信号線路 123 を介してＤＣ電圧 Vdd の供給を受け、出力端子 224 から制御信号線路 124 を介して入力される信号が High のときアンテナ 10 とデュプレクサ 31を 導通させ、Low のときアンテナ 10 とデュプレクサ 32 を導通させるよう動作し、これにより異なるバンドで動作する回路を選択して使用する。
【００２１】
アンテナ 10 からバンド切替スイッチ 21 を介してデュプレクサ 31 若しくは 32 に入力される受信信号がＲＦ部 210 まで到達する過程については、第１のバンドの受信信号も第２のバンドの受信信号も同様であるので、代表して、第１のバンドの受信信号がデュプレクサ 31 からＲＦ部 210 まで到達する過程を説明する。
【００２２】
デュプレクサ 31 は、入力された受信信号をインピーダンス整合回路 61 を介して低雑音増幅器 71 に出力する。低雑音増幅器 71 は、入力された受信信号を所定のレベルに増幅してバンドパスフィルタ 81 に出力する。バンドパスフィルタ 81 は、入力された信号から不要な周波数帯の信号を除去して、キャパシタ 91 、受信信号線路 111 、及びキャパシタ 131 を介して、並びに、キャパシタ 92 、受信信号線路 112 、及びキャパシタ 132 を介して、ＲＦ部 21 に出力する。ＲＦ部 210 は入力された信号を処理して移動通信端末が処理できる形式の信号に変換してベースバンド部に出力する。
低雑音増幅器 71 の利得は、ＲＦ部 210 の出力端子 221 から出力される制御信号が、インダクタ 144 、受信信号線路 114 、及び、インダクタ 104 を介して低雑音増幅器 71 に入力される制御信号によって制御される。
【００２３】
なお、インダクタ 101 〜 104 は、バンド切替スイッチ 21 の制御信号入力部と高周波数帯の受信信号を伝送する受信信号線路 111 〜 114 とのアイソレーションを確保するために無線信号処理回路 201 に備えられ、無線モジュール 501 は、インダクタ 141 〜 144 は、ＲＦ部 210 の出力端子 221 〜 224 と高周波信号線路 111 〜 114 とのアイソレーションを確保するために備えられる。このため、バンド切替スイッチ 21 の制御信号入力部とＲＦ部 210 の出力端子 221 〜 224 には、受信信号は伝達されない。
即ち、制御信号の切替速度は、受信信号の周波数に比べ遅いため、無線モジュール 501 に備えられたキャパシタ 131 〜 134 、及び無線信号処理回路 201 に備えられたキャパシタ 91 〜 94 によって受信信号から重畳された制御信号をカットしてバンドパスフィルタ 81 及び 82 からＲＦ部 210 に伝えることができる。
【００２４】
図１の実施例によれば、周波数分割複信の通信方式で用いられ、２つの異なるバンド（第１のバンドと第２のバンド）で動作する移動通信端末において、異なるバンドをスイッチにより切り替えて使用でき、かつ低雑音増幅器がアンテナ近傍に配置される移動通信端末を提供でき、更にスイッチ及び低雑音増幅器の制御信号を受信信号に重畳させることができる。従って、その効果は、ＲＦ部と無線信号処理回路の間の信号線路を４本減らせるため、無線通信端末の無線回路実装面積削減できること、及び各バンドにおけるＮＦを低く保持することができる。
【００２５】
尚、本実施例においては動作するバンドの数を２つとしたが、これは本発明の範囲を限定するものではなく、同様の構成要素を増やすことによって、使用されるバンドの数を増やすことができる。
また、本実施例においては制御信号を重畳する信号線路を受信信号線路としたが、これは本発明の範囲を限定するものではなく、制御信号は送信信号線路上に重畳されても良い。
その場合、図１の実施例で受信信号線路とＲＦ部 210 の間に配置されていたものと同様のキャパシタ及びインダクタを、パワーアンプ 151 及び 152 とＲＦ部 210 の間に配置し、図１の実施例で無線信号処理回路 201 に配置されていたものと同様のキャパシタ及びインダクタを、パワーアンプ 151 及び 152 と無線信号処理回路 201 の間に配置する。このような構成と図１の構成を併用することにより、重畳できる制御信号の数を更に増やすことができる。
【００２６】
また、図１の実施例では、受信信号線路全てに制御信号を重畳する構成とした。しかし、この図１の実施例は、本発明の範囲を限定するものではなく、受信信号線路または送信信号線路いずれかのうち少なくとも１つに制御信号が重畳される構成であれば良い。
【００２７】
例えば、図６は、実施例１においてＲＦ部内で制御信号を高周波信号に重畳させる場合の適用例の機能構成を示すブロック図である。506 は無線モジュール、610 はＲＦ部、611 〜 614 はＲＦ 610 の入力端子である。
図６に構成を示す無線モジュール 506 のように、ＲＦ部 610 内で制御信号と受信信号を重畳させる場合には、無線モジュール 506 にキャパシタ 131 〜 134 及びインダクタ 141 〜 144 を実装する必要が無く、無線回路実装面積を更に削減することができる。
【００２８】
また、一般には、微弱な受信信号に混入する雑音を除去するため、例えば図１のＲＦ部 210 をＲＦＩＣ（ Radio Frequency Integrated Circuit ）で構成する場合、内部の低雑音増幅器には、差動入力のものが広く採用されている。図１の実施例では、バンドパスフィルタ 81 、82 からＲＦ部 210 にかけての受信信号線路を差動線路としている。しかし、この図１の実施例は、本発明の範囲を限定するものではなく、ＲＦ部 210 が非平衡入力で、かつバンドパスフィルタ 81 、82 からＲＦ部 210 にかけての受信信号線路がそれぞれ単一の線路となるような構成であっても良い。
【実施例２】
【００２９】
本実施例において示す無線信号処理回路及び無線モジュールは、時分割複信の通信方式で用いられるものとし、第１のバンド及び第２のバンドの、２つの周波数帯（バンド）で動作するものとする。
図２によって、本発明の実施例２（時分割複信方式のマルチバンド対応無線端末の無線モジュールでの適用例）を説明する。図２は、本発明の無線信号処理回路及び無線モジュールの機能構成を示すブロック図である。502 は無線モジュール、202 は無線信号処理回路である。なお、図２の実施例の無線モジュールを図７で説明した移動通信端末 700 の無線モジュール 701 と置き換えることにより、図２の実施例による移動通信端末が実現できる。
22 はバンド切替スイッチ、41 と 42 はローパスフィルタ、51 と 52 はバンドパスフィルタである。
【００３０】
また図２において、無線信号処理回路 202 に備えられたバンド切替スイッチ 21 並びに低雑音増幅器 71 及び 72 を制御する制御信号は、それぞれ、ＲＦ部 210 の出力端子 221 〜 224 から出力される。
ＲＦ部 210 の出力端子 251 から出力される第１のバンドの送信信号は、パワーアンプ 151 に出力される。パワーアンプ 151 は、入力された信号を利得制御して送信信号レベルに調整して無線信号処理回路 202 のローパスフィルタ 41 に出力する。ローパスフィルタ 41 は入力された信号から低周波成分だけを通過させ、バンド切替スイッチ 22 とアンテナ 10 を介して出力する。
またＲＦ部 210 の出力端子 252 から出力される第２のバンドの送信信号は、パワーアンプ 152 に出力される。パワーアンプ 152 は、入力された信号を利得制御して送信信号レベルに調整して無線信号処理回路 202 のローパスフィルタ 42 に出力する。ローパスフィルタ 42 は入力された信号から低周波成分だけを通過させ、バンド切替スイッチ 22 とアンテナ 10 を介して出力する。
【００３１】
以下、アンテナ 10 が受信した受信信号については、実施例１の図１と同じ動作なので説明を省略する。
【００３２】
図２の実施例によれば、時分割複信の通信方式で用いられ、２つの異なるバンドで動作する移動通信端末において、図１の実施例と同様に、ＲＦ部と無線信号処理回路の間の信号線路を４本減らすことができ、端末無線回路の実装面積削減に大きく貢献することができる。
【００３３】
尚、図２の実施例においては、動作するバンドの数を２つとしたが、これは本発明の範囲を限定するものではなく、使用されるバンドの数がいくつであっても良い。
また、図２の実施例においては、制御信号を重畳する信号線路を受信信号線路としたが、これはこれは本発明の範囲を限定するものではなく、制御信号は送信信号線路上に重畳されても良い。
その場合、図２の実施例で受信信号線路とＲＦ部 210 の間に配置されていたものと同様のキャパシタ及びインダクタを、パワーアンプ 151 及び 152 とＲＦ部 210 の間に配置し、図２の実施例で無線信号処理回路 202 に配置されていたものと同様のキャパシタ及びインダクタを、パワーアンプ 151 及び 152 と無線信号処理回路 202 の間に配置する。このような構成と図２の構成を併用することにより、重畳できる制御信号の数を更に増やすことができる。
【００３４】
また、図２の実施例においては、受信信号線路全てに制御信号を重畳する構成としたが、これは本発明の範囲を限定するものではなく、受信信号線路または送信信号線路いずれかのうち少なくとも１つに制御信号が重畳される構成であれば良い。
【実施例３】
【００３５】
本実施例において示す無線信号処理回路及び無線モジュールは、周波数複信及び時分割複信の両方の通信方式で動作するものとする。
図３によって、本発明の実施例３（周波数分割及び時分割複信方式両方で動作する通信端末の無線モジュールでの適用例）を説明する。図３は、本発明の無線信号処理回路及び無線モジュールの機能構成を示すブロック図である。なお、図３の実施例の無線モジュールを図７で説明した移動通信端末 700 の無線モジュール 701 と置き換えることにより、図３の実施例による移動通信端末が実現できる。503 は無線モジュール、203 は無線信号処理回路、23 は無線信号処理回路 203 のバンド切替スイッチである。
【００３６】
図３において、無線信号処理回路 203 はアンテナ 10 に接続され、周波数複信と時分割複信の通信方式切り替え、及び時分割複信の通信方式において送受信切り替えを行うバンド切替スイッチ 23 、周波数複信の通信方式において周波数分割された送信信号及び受信信号をそれぞれの経路に振り分けるデュプレクサ 31 、バンド切替スイッチ 23 に接続されるローパスフィルタ 41 、バンド切替スイッチ 23 に接続されるバンドパスフィルタ 51 、バンドパスフィルタ 51 に接続されるインピーダンス整合回路 61 、デュプレクサ 31 に接続されるインピーダンス整合回路 62 、低雑音増幅器 71 及び 72 、バンドパスフィルタ 81 及び 82 、受信信号線路 111 〜 114 、制御信号線路 121 〜 124 、キャパシタ 91 〜 94 、インダクタ 101 〜 104 を備えている。
【００３７】
無線信号処理回路 203 に備えられたバンド切替スイッチ 23 並びに低雑音増幅器 71 及び 72 を制御する制御信号は、ＲＦ部 210 の出力端子 221 及び 22 からそれぞれ出力される。
ＲＦ部 210 の出力端子 251 から出力される第１のバンドの送信信号は、パワーアンプ 151 、ローパスフィルタ 41 、及び、バンド切替スイッチ 23 を介してアンテナ 10 から送信される。
また、ＲＦ部 210 の出力端子 252 から出力される第２のバンドの送信信号は、パワーアンプ 152 、デュプレクサ 32 、及び、バンド切替スイッチ 23 を介してアンテナ 10 から送信される。
【００３８】
以下、アンテナ 10 が受信した受信信号については、実施例１の図１、図６、若しくは実施例２の図２と同様な動作なので説明を省略する。
【００３９】
図３の実施例によれば、周波数複信及び時分割複信の両方の通信方式で動作する移動通信端末の無線モジュールにおいて、ＲＦ部と無線信号処理回路の間の信号線路を実施例１と同様に、４本減らすことができ、端末の無線回路実装面積削減に貢献する。
尚、図３の実施例においては、動作するバンドの数を、周波数複信及び時分割複信の通信方式でそれぞれ１つとしたが、これは本発明の範囲を限定するものではなく、動作するバンドの数がいくつであっても良い。
また、本実施例においては制御信号を重畳する信号線路を受信信号線路としたが、これは本発明の範囲を限定するものではなく、例えば、制御信号は送信信号線路上に重畳されても良い。
その場合、図３の実施例で受信信号線路とＲＦ部 210 の間に配置されていたものと同様のキャパシタ及びインダクタを、パワーアンプ 151 及び 152 とＲＦ部 210 の間に配置し、図２の実施例で無線信号処理回路 203 に配置されていたものと同様のキャパシタ及びインダクタを、パワーアンプ 151 及び 152 と無線信号処理回路 203 の間に配置する。このような構成と図２の構成を併用することにより、重畳できる制御信号の数を更に増やすことができる。
【００４０】
また、図３の実施例においては、受信信号線路全てに制御信号を重畳する構成としたが、これは本発明の範囲を限定するものではなく、受信信号線路または送信信号線路いずれかのうち少なくとも１つに制御信号が重畳される構成であれば良い。
【実施例４】
【００４１】
本実施例において示す無線信号処理回路及び無線モジュールは、周波数分割複信、かつ送信機と受信機の双方で複数のアンテナを用いて、異なる信号の並列伝送を行なうＭＩＭＯ（ Multi-Input-Multi-Output ）方式で用いられるものとし、ＭＩＭＯ多重度は上り３×３、下り３×３であるとする。
図４によって、本発明の実施例４（周波数分割複信方式の上り／下り３×３ＭＩＭＯ方式対応通信端末での適用例）を説明する。図４は、本発明の無線信号処理回路及び無線モジュールの機能構成を示すブロック図である。なお、図４の実施例の無線モジュールを図７で説明した移動通信端末 700 の無線モジュール 701 と置き換えることにより、図４の実施例による移動通信端末が実現できる。504 は無線モジュール、10 、11 、 12 はアンテナ、204 、205 、206 は無線信号処理回路、410 はＲＦ部である。
【００４２】
図４において、無線モジュール 504 は、アンテナ 10 〜 12 、無線信号処理回路 204 〜 206 、パワーアンプ 151 〜 153 、ＲＦ部 410 、キャパシタ 131 〜 136 、及び、インダクタ 141 〜 146 を備えている。
無線信号処理回路 204 〜 206 は、それぞれ、アンテナ 10 〜 12 に接続される同一構成のモジュールである（無線信号処理回路 205 と 206 内の構成は図示していない）。
無線信号処理回路 204 〜 206 は、それぞれ、周波数分割された送信信号及び受信信号をそれぞれの経路に振り分けるデュプレクサ 31 、デュプレクサ 31 に接続されるインピーダンス整合回路 61 、インピーダンス整合回路 61 に接続される低雑音増幅器 71 、低雑音増幅器 71 に接続されるバンドパスフィルタ 81 、バンドパスフィルタ 81 にそれぞれ接続されるキャパシタ 91 と 92 、キャパシタ 91 に接続される受信信号線路 111 、キャパシタ 92 に接続される受信信号線路 112 、低雑音増幅器 71 に接続される制御信号線路 121 と 122 、制御信号線路 121 と受信信号線路 111 とに接続されるインダクタ 101 、制御信号線路 122 と受信信号線路 112 とに接続されるインダクタ 102 を備えている。
【００４３】
無線信号処理回路 204 〜 206 にそれぞれ備えられた低雑音増幅器 71 を制御する制御信号は、ＲＦ部 410 から出力され、それぞれのパワーアンプ 151 を介してそれぞれのデュプレクサ 31 に出力される。デュプレクサ 31 は、入力された制御信号を受信信号に重畳してインピーダンス整合回路 61 に出力する。制御信号の切替速度は、受信信号の周波数に比べ遅いため、無線モジュール 504 に備えられたキャパシタ 131 〜 136 及びインダクタ 141 〜 146 、並びに、無線信号処理回路 204 〜 206 に備えられたキャパシタ 91 〜 92 及びインダクタ 101 〜 102 により受信信号線路から分波することができる。
【００４４】
図４の実施例によれば周波数分割複信の通信方式で用いられ、２つの異なるバンドで動作する移動通信端末の無線モジュールにおいて、ＲＦ部と無線信号処理回路の間の信号線路を６本減らすことができ、移動通信端末の無線回路実装面積削減に貢献する。
尚、図４の実施例においては、動作するバンドを１つとしたが、これは本発明の範囲を限定するものではなく、使用されるバンド数がいくつであっても良い。
なお、複数バンドで動作させる場合は、無線信号処理回路 204 〜 206 のアンテナとデュプレクサ 31 の間にバンド切替スイッチが挿入され、バンドを切替える構成とすることで可能となる。
【００４５】
また、図４の実施例においては、制御信号を重畳する信号線路を受信信号線路とした。しかし、これは本発明の範囲を限定するものではなく、制御信号を送信信号線路上に重畳しても良い。その場合、例えば、無線信号処理回路 204 では、無線モジュール 504 に備えられていたキャパシタ及びインダクタをパワーアンプ 151 、152 と無線信号処理回路 204 の間に配置し、無線信号処理回路 204 に備えられていたキャパシタを上記送信信号線路上に配置し、無線信号処理回路 204 に備えられていたインダクタを制御信号線路に配置する。これにより重畳できる制御信号の数を更に増やすことができる。
【００４６】
また、図４の実施例においては、受信信号線路全てに制御信号を重畳する構成とした。しかし、これは本発明の範囲を限定するものではなく、受信信号線路または送信信号線路いずれかのうち少なくとも１つに制御信号が重畳される構成であれば良い。
【実施例５】
【００４７】
本実施例において示す無線信号処理回路及び無線モジュールは、周波数分割複信、かつ送信機と受信機の双方で複数のアンテナを用いて、異なる信号の並列伝送を行なうＭＩＭＯ（ Multi-Input-Multi-Output ）で用いられるものとする。また、本実施例では２つのバンドで動作し、両バンドともＭＩＭＯ多重度は下りのみ２×２であるとする。
図５によって、本発明の実施例５（周波数分割複信方式の下りのみ２×２ＭＩＭＯ方式対応の通信端末の無線モジュールでの適用例）を説明する。図５は、本移動通信端末及びモジュールの機能構成を示すブロック図である。なお、図２の実施例の無線モジュールを図７で説明した移動通信端末 700 の無線モジュール 701 と置き換えることにより、図２の実施例による移動通信端末が実現できる。505 は無線モジュール、201 と 207 は無線信号処理回路、24 は無線信号処理回路 207 内のバンド切替スイッチ、510 はＲＦ部である。
【００４８】
図５において、無線モジュール 505 は、アンテナ 10 、実施例１に記載の無線信号処理回路 201 、受信系のみの構成となる無線信号処理回路 207 、パワーアンプ 151 と 152 、ＲＦ部 510 、キャパシタ 131 〜 138 、及び、インダクタ 141 〜 148 を備えている。
無線信号処理回路 207 は、アンテナ 11 に接続され、第１と第２のバンドを切り替えるバンド切替スイッチ 24 、バンド切替スイッチ 24 にそれぞれ接続されるバンドパスフィルタ 51 と 52 、バンドパスフィルタ 51 に接続されるインピーダンス整合回路 61 、インピーダンス整合回路 61 に接続される低雑音増幅器 71 、低雑音増幅器 71 に接続されるバンドパスフィルタ 81 、バンドパスフィルタ 81 にそれぞれ接続されるキャパシタ 91 と 92 、キャパシタ 91 に接続される受信信号線路 111 、受信信号線路 111 と低雑音増幅器 71 の制御信号入力端子間に接続されるインダクタ 101 、キャパシタ 92 に接続される受信信号線路 112 、受信信号線路 112 とバンド切替スイッチ 24 の制御信号入力端子間に接続されるインダクタ 102 、バンドパスフィルタ 52 に接続されるインピーダンス整合回路 62 、インピーダンス整合回路 62 に接続される低雑音増幅器 72 、低雑音増幅器 72 に接続されるバンドパスフィルタ 82 、バンドパスフィルタ 82 にそれぞれ接続されるキャパシタ 93 と 94 、キャパシタ 93 に接続される受信信号線路 113 、受信信号線路 113 と低雑音増幅器 72 の制御信号入力端子間に接続されるインダクタ 103 、キャパシタ 94 に接続される受信信号線路 114 、受信信号線路 114 とバンド切替スイッチ 24 の制御信号入力端子間に接続されるインダクタ 104 を備えている。
上記無線信号処理回路 201 及び 207 に備えられたバンド切替スイッチ 21 と 24 、並びに、低雑音増幅器 71 と 72 を制御する制御信号は、ＲＦ部 510 の出力端子 525 と 527 から出力され、それぞれインダクタ 146 と 148 を介して受信信号線路 112 と 114 で受信信号に重畳される。
制御信号の切替速度は、受信信号の周波数に比べ遅いため、上記無線モジュール 505 に備えられた上記キャパシタ 131 〜 138 、及びインダクタ 141 〜 148 、並びに、上記無線信号処理回路 201 及び 207 に備えられたキャパシタ 91 〜 94 、インダクタ 101 〜 104 により受信信号線路から分波することができる。
【００４９】
図５の実施例によれば、周波数分割複信の通信方式で用いられ、２つの異なるバンドで動作する移動通信端末において、無線モジュール部と無線信号処理回路の間の信号線路を６本減らすことができ、移動通信端末の無線回路実装面積削減に貢献する。
尚、本実施例においては動作するバンドの数を２つとしたが、これは本発明の範囲を限定するものではなく、使用されるバンドの数がいくつであっても良い。
また、本実施例においては制御信号を重畳する信号線路を受信信号線路としたが、これは本発明の範囲を限定するものではなく、制御信号は送信信号線路上に重畳されても良い。その場合、上記無線モジュール 505 に備えられていたキャパシタ及びインダクタは上記パワーアンプ 151 〜 152 と上記無線信号処理回路 201 の間に、上記無線信号処理回路 201 に備えられるキャパシタは上記送信信号線路上に配置され、上記無線信号処理回路 201 に備えられていたインダクタは制御信号線路に配置される。これにより重畳できる制御信号の数を更に増やすことができる。
【００５０】
上述の実施形態で説明した如く、本発明は、好ましくは、複数の周波数帯で動作するマルチバンド対応通信端末に用いられ、送受信の信号線路を切り替える送受信切替回路と、複数の周波数体を切り替えるバンド切替回路と、複数の周波数帯それぞれに対応するフィルタ及び増幅器と、高周波信号と制御信号とが重畳された信号を入出力する信号端子と、前記信号端子が入出力する信号から高周波信号と制御信号とを分離するキャパシタ及びインダクタから構成されることを特徴とする無線信号処理回路である。
また好ましくは、本発明の無線信号処理回路は、複数の周波数帯で動作するマルチバンド対応通信端末に用いられ、複数の周波数体を切り替えるバンド切替回路と、複数の周波数帯それぞれに対応するフィルタ及び増幅器と、受信信号と制御信号とが重畳された信号を入出力する信号端子と、前記信号端子が入出力する信号から受信信号と制御信号とを分離するキャパシタ及びインダクタから構成される。
また好ましくは、本発明の無線信号処理回路は、周波数分割複信の通信方式で用いられ、送受信切り替え回路がデュプレクサによって構成される。
また好ましくは、本発明の無線信号処理回路は、時分割複信の通信方式で用いられ、送受信切り替え回路が高周波スイッチによって構成される。
また好ましくは、本発明の無線信号処理回路及び無線モジュールは、周波数分割複信と時分割複信の両方の通信方式で用いられ、周波数分割複信方式の送受信切り替え回路がデュプレクサによって構成され、時分割複信方式の送受信切り替え回路が高周波スイッチによって構成される。
また好ましくは、本発明の無線モジュールは、上記本発明の無線信号処理回路と、上記無線信号処理回路から入出力される高周波信号と制御信号を重畳させるキャパシタ及びインダクタを備える。
また好ましくは、本発明の無線モジュールは、送信機と受信機の双方で複数のアンテナを用いて、異なる信号の並列伝送を行なう通信方式で用いられ、上記本発明の無線信号処理回と、上記無線信号処理回路から入出力される高周波信号と制御信号を重畳させるキャパシタ及びインダクタを備える。
【００５１】
また、本実施例においては、受信信号線路全てに制御信号を重畳する構成としたが、これは本発明の範囲を限定するものではなく、受信信号線路または送信信号線路いずれかのうち少なくとも１つに制御信号が重畳される構成であれば良い。
【００５２】
また、本実施例においては、送信と受信を兼ねる無線信号処理回路及び無線モジュール並びに移動通信端末であった。しかし、送信機能を持たない受信機能だけの無線信号処理回路及び無線モジュール並びに移動通信端末であっても、本発明は適用可能である。また、送信機能だけの無線信号処理回路及び無線モジュール並びに移動通信端末であっても、本発明は適用可能である。
また更に、送信と受信を兼ねる無線信号処理回路及び無線モジュール並びに移動通信端末であっても、送信機能若しくは受信機能のいずれかに本発明を適用しても良い。
また、本発明の通信端末は移動通信端末ではなく、固定通信端末であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の無線信号処理回路及び無線モジュールの機能構成の一実施例を示すブロック図。
【図２】本発明の無線信号処理回路及び無線モジュールの機能構成の一実施例を示すブロック図。
【図３】本発明の無線信号処理回路及び無線モジュールの機能構成の一実施例を示すブロック図。
【図４】本発明の無線信号処理回路及び無線モジュールの機能構成の一実施例を示すブロック図。
【図５】本発明の無線信号処理回路及び無線モジュールの機能構成の一実施例を示すブロック図。
【図６】本発明の無線信号処理回路及び無線モジュールの機能構成の一実施例を示すブロック図。
【図７】本発明の移動通信端末の機能構成の一実施例を示すブロック図。
【符号の説明】
【００５４】
10、11、12：アンテナ、  21、22、23、24：バンド切替スイッチ、  31、32：デュプレクサ、  41、42：ローパスフィルタ、  51、52：バンドパスフィルタ、  61、62：インピーダンス整合回路、  71、72：低雑音増幅器、  81、82：バンドパスフィルタ、  91〜94：キャパシタ、  101〜104：インダクタ、  111〜114：受信信号線路、  121〜124：制御信号線路、  131〜134：キャパシタ、  141〜144：インダクタ、  151、152：パワーアンプ、  201、202、203、204、205、206、207：無線信号処理回路、  210：ＲＦ部、  211、212、213、214：入力端子、  221、222、223、224、251、252：出力端子、  410：ＲＦ部、  501、502、503、504、505、506：無線モジュール、  510、610：ＲＦ部、  700：移動無線端末、  701：無線モジュール、  702：ベースバンド部、  703：制御部、  704：電源部、  705：インターフェース（Ｉ／Ｆ）部。
【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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