(57)【要約】【課題】送信の際に使用されないアンテナに接続されたスイッチによる通信品質の悪化を抑制したい。【解決手段】ふたつのＳＷ１２は、ふたつのアンテナ１０に接続されている。ふたつの受信部１４は、ふたつのＳＷ１２に接続されている。送信部１６は、ふたつのＳＷ１２に接続されている。インダクタＬは、送信部１６とふたつのＳＷ１２との間に配置されている。制御部２０は、受信時に、アンテナ１０と受信部１４とを１対１で接続させ、送信時に、ひとつのアンテナ１０と送信部１６とを１対１で接続し、残りのアンテナ１０と受信部１４とを１対１で接続する。【選択図】図２
2009206649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナと、
前記複数のアンテナのそれぞれに接続されており、かつアンテナ数と同数の複数のスイッチと、
前記複数のスイッチのそれぞれに接続されており、かつスイッチ数と同数の複数の受信部と、
前記複数のスイッチのそれぞれに接続されており、かつスイッチ数よりもすくない少なくともひとつの送信部と、
前記少なくともひとつの送信部と前記複数のスイッチとの間に配置され、かつ送信部数と同数の少なくともひとつのインダクタと、
前記複数の受信部が使用される場合、前記複数のアンテナと前記複数の受信部とが１対１で接続するように、前記複数のスイッチの接続を切りかえ、前記少なくともひとつの送信部が使用される場合、送信部数に対応したアンテナと前記少なくともひとつの送信部とが１対１で接続し、かつ残りのアンテナ数に対応した受信部と前記残りのアンテナとが１対１で接続するように、前記複数のスイッチの接続を切りかえる制御部と、
を備えることを特徴とする無線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線装置に関し、特にダイバーシチを実行する無線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信機器においては、フェージング対策のためにダイバーシチが採用される場合がある。例えば、空間ダイバーシチ受信方式は、無線通信機器にふたつのアンテナを互いに所定距離だけ離して配置し、受信状態に応じて各アンテナで受信される信号を切りかえる。空間ダイバーシチ受信方式を実現するために、ふたつのアンテナをそれぞれ接続したふたつのポートと、送信回路と受信回路とをそれぞれ接続したふたつのポートとが送受信状態に応じて切りかえられる。この切替には、高周波スイッチ回路が使用される（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１５６８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
通信品質をさらに向上するために、空間ダイバーシチ受信方式に加えて、空間ダイバーシチ送信方式も使用される。空間ダイバーシチ送信方式では、空間ダイバーシチ受信方式において選択したアンテナを送信の際にも使用する。これを実現するために、ふたつのアンテナ、ふたつのスイッチ、ふたつの受信部、ひとつのスイッチが設けられ、受信時において、各スイッチは、アンテナと受信部とを１対１で接続する。また、送信時において、選択されたアンテナ側のスイッチ（以下、「第１スイッチ」という）が、当該アンテナと送信部とを接続する。一方、選択されてないアンテナ側のスイッチ（以下、「第２スイッチ」という）が、当該アンテナと受信部とを接続する。このような構成によれば、第２スイッチ側の接続が、浮遊容量になってしまう。その結果、通信品質が悪化する。
【０００４】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、送信の際に使用されないアンテナに接続されたスイッチによる通信品質の悪化を抑制する通信技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の無線装置は、複数のアンテナと、複数のアンテナのそれぞれに接続されており、かつアンテナ数と同数の複数のスイッチと、複数のスイッチのそれぞれに接続されており、かつスイッチ数と同数の複数の受信部と、複数のスイッチのそれぞれに接続されており、かつスイッチ数よりもすくない少なくともひとつの送信部と、少なくともひとつの送信部と複数のスイッチとの間に配置され、かつ送信部数と同数の少なくともひとつのインダクタと、複数の受信部が使用される場合、複数のアンテナと複数の受信部とが１対１で接続するように、複数のスイッチの接続を切りかえ、少なくともひとつの送信部が使用される場合、送信部数に対応したアンテナと少なくともひとつの送信部とが１対１で接続し、かつ残りのアンテナ数に対応した受信部と残りのアンテナとが１対１で接続するように、複数のスイッチの接続を切りかえる制御部と、を備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、送信の際に使用されないアンテナに接続されたスイッチによる通信品質の悪化を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明を具体的に説明する前に、まず概要を述べる。本発明の実施例は、ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）に対応し、かつふたつのアンテナを備えた無線装置に関する。前述のごとく、無線装置に含まれた各スイッチは、受信時に、アンテナと受信部とを１対１で接続する。各受信部は、アンテナから受けつけた信号を処理するが、最終的にいずれか一方の受信部において処理された信号が選択される。つまり、空間ダイバーシチ受信方式が実現される。一方、受信時において選択されたアンテナに接続された第１スイッチは、当該アンテナと送信部とを１対１で接続する。一方、第２スイッチは、残りのアンテナと受信部とを接続する。その結果、浮遊容量が発生してしまう。このような浮遊容量の影響を低減するために、実施例に係る無線装置は、次のように構成される。
【０００８】
無線装置では、送信部にひとつの信号線が接続され、当該信号線は、ふたつに分岐（以下、信号線が分岐される部分を「分岐点」という）された後に、ふたつのスイッチにそれぞれ接続される。また、無線装置は、分岐点と送信部との間にインダクタを備える。その結果、インダクタと浮遊容量によって、低域通過フィルタが形成される。なお、送信部は、送信すべき無線周波数の信号をパワーアンプにて増幅した後に出力する。一般的に、増幅した信号には、高周波の歪み成分が含まれており、これは、通信品質に影響を及ぼす。本実施例では、増幅した信号は、前述の低域通過フィルタを通過するので、歪み成分が低減される。そのため、通信品質の悪化が抑制される。一方、別途、低域通過フィルタを備えた場合と比較して、本実施例に係る無線装置では、回路規模を低減できる。
【０００９】
図１は、本発明の実施例に係る無線装置１００の受信時の構成を示す。無線装置１００は、アンテナ１０と総称される第１アンテナ１０ａ、第２アンテナ１０ｂ、ＳＷ（ＳＷｉｔｃｈ）１２と総称される第１ＳＷ１２ａ、第２ＳＷ１２ｂ、受信部１４と総称される第１受信部１４ａ、第２受信部１４ｂ、送信部１６、処理部１８、制御部２０、インダクタＬを含む。
【００１０】
ふたつのアンテナ１０は、離間して設けられる。ふたつのアンテナ１０間の距離は、長い方が好ましい。アンテナ１０は、受信時において、図示しない無線装置からの無線周波数の信号を受信し、無線周波数の信号をＳＷ１２へ出力する。また、アンテナ１０は、送信時において、ＳＷ１２からの無線周波数の信号を受けつけ、無線周波数の信号を図示しない無線装置へ送信する。なお、アンテナ１０は、所定の指向性を有してもよく、無指向性であってもよい。
【００１１】
ふたつのＳＷ１２は、アンテナ１０の数と同数だけ設けられている。ＳＷ１２は、３つの端子を有しており、３つの端子は、「Ａ」、「Ｒ」、「Ｔ」と示される。端子「Ａ」は、アンテナ１０に接続され、端子「Ｒ」は、受信部１４に接続され、端子「Ｔ」は、送信部１６に接続されている。ＳＷ１２は、後述の制御部２０からの指示をもとに、端子「Ａ」と端子「Ｒ」とを接続（以下、「第１接続」という）したり、端子「Ａ」と端子「Ｔ」とを接続（以下、「第２接続」という）したりする。なお、受信時に、第１接続が実現される。
【００１２】
また、送信時に、選択されたアンテナ１０に接続されたＳＷ１２において、第２接続が実現され、選択されていないアンテナ１０に接続されたＳＷ１２において、第１接続が実現される。このような接続によって、ＳＷ１２は、受信時に、アンテナ１０からの無線周波数の信号を受けつけ、無線周波数の信号を受信部１４へ出力する。一方、選択されたアンテナ１０に接続されたＳＷ１２は、送信時に、送信部１６からの無線周波数の信号を受けつけ、無線周波数の信号をアンテナ１０へ出力する。
【００１３】
ふたつの受信部１４は、ＳＷ１２の数と同数だけ設けられている。前述のごとく、受信部１４は、ＳＷ１２の端子「Ｒ」に接続されている。受信部１４は、受信時に、ＳＷ１２からの無線周波数の信号を受けつける。受信部１４は、無線周波数の信号を中間周波数の信号へ周波数変換する。また、受信部１４は、中間周波数の信号を直交検波することによって、ベースバンドの信号を生成する。最終的に、受信部１４は、ベースバンドの信号を処理部１８へ出力する。
【００１４】
処理部１８は、ふたつの受信部１４と、後述の送信部１６とに接続されている。処理部１８は、受信時に、ふたつの受信部１４のそれぞれからベースバンドの信号を受けつける。処理部１８は、各ベースバンドの信号の電力を測定し、測定した電力の大きさを比較する。その結果、処理部１８は、ふたつのベースバンドの信号のうち、いずれかを選択する。処理部１８は、選択したベースバンドの信号に対して、アナログ／デジタル変換を実行することによって、デジタル信号を生成し、デジタル信号を復調する。
【００１５】
ここで、図示しない送信装置における変調方式は予め定められており、処理部１８は、当該変調方式に対応した復調を実行する。処理部１８は、復調結果を出力する。一方、処理部１８は、選択したベースバンドの信号に対応したアンテナ１０を特定し、特定したアンテナ１０の情報を制御部２０へ出力する。例えば、第１アンテナ１０ａからのベースバンドの信号が選択された場合、処理部１８は、番号「１」を制御部２０へ出力する。
【００１６】
一方、処理部１８は、送信時に、送信すべき情報を変調する。処理部１８は、変調した信号に対して、デジタル／アナログ変換を実行することによって、ベースバンドの信号を生成する。また、処理部１８は、ベースバンドの信号を送信部１６へ出力する。ここで、送信あるいは受信のタイミングは、制御部２０によって指示される。
【００１７】
送信部１６は、ＳＷ１２の数よりも少ない数だけ設けられている。送信部１６は、処理部１８からのベースバンドの信号を受けつける。送信部１６は、ベースバンドの信号を直交変調することによって、中間周波数の信号を生成する。送信部１６は、中間周波数の信号を無線周波数の信号へ周波数変換する。さらに、送信部１６は、図示しないパワーアンプを備えており、パワーアンプによって、無線周波数の信号を増幅する。送信部１６は、増幅した無線周波数の信号（以下、単に「無線周波数の信号」という）を出力する。なお、送信部１６からの信号線は、分岐点にてふたつに分離され、分離した信号線は、ふたつのＳＷ１２の端子「Ｔ」にそれぞれ接続されている。
【００１８】
インダクタＬは、送信部１６の数と同数だけ設けられている。インダクタＬは、送信部１６と分岐点との間に配置される。インダクタＬは、送信部１６から受けつけた無線周波数の信号を分岐点へ出力する。制御部２０は、無線装置１００の動作タイミングを制御する。ここで、説明を簡潔にするために、受信タイミングと送信タイミングとは交互におとずれるものとする。制御部２０は、受信時に、複数のアンテナ１０と複数の受信部１４とが１対１で接続するように、複数のＳＷ１２の接続を切りかえる。つまり、制御部２０は、ＳＷ１２に対して、端子「Ａ」と端子「Ｒ」とを接続させる。また、制御部２０は、処理部１８から、特定されたアンテナ１０に関する情報、つまり選択されたアンテナ１０の番号を受けつける。
【００１９】
この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされた通信機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００２０】
図２は、無線装置１００の送信時の構成を示す。図２の無線装置１００に含まれる構成要素は、図１の無線装置１００に含まれる構成と同様である。ここでは、差異を中心に説明する。
【００２１】
制御部２０は、選択されたアンテナ１０の番号にしたがって、送信時に、ＳＷ１２の接続を制御する。具体的に説明すると、選択された無線装置１００の番号が「１」であるとき、制御部２０は、第１ＳＷ１２ａにおいて端子「Ａ」と端子「Ｔ」とを接続させ、第２ＳＷ１２ｂにおいて端子「Ａ」と端子「Ｒ」とを接続させる。つまり、制御部２０は、制御部２０からの指示にしたがって、送信部１６の数である「１」つのアンテナ１０と送信部１６とが１対１で接続する。また、制御部２０は、残りのアンテナ１０の数である「１」つの受信部１４と、残りのアンテナ１０とが１対１で接続するように、複数のＳＷ１２の接続を切りかえる。
【００２２】
複数のＳＷ１２は、制御部２０からの指示に応じて、送信部１６の数に応じた第２接続と、「アンテナ１０の数」と「送信部１６の数」との差に応じた第１接続とを実現する。その結果、送信部１６からの無線周波数の信号は、インダクタＬを介して、第１ＳＷ１２ａに入力される。また、第１ＳＷ１２ａは、無線周波数の信号を第１アンテナ１０ａへ出力する。一方、第２ＳＷ１２ｂは、第２アンテナ１０ｂと第２受信部１４ｂとを接続する。その結果、前述のごとく、第２ＳＷ１２ｂの接続が浮遊容量となる。この浮遊容量を説明するために図３を使用する。なお、図２とは逆に、第１ＳＷ１２ａにおいて第１接続が実現され、第２ＳＷ１２ｂにおいて第２接続が実現されてもよい。
【００２３】
図３は、無線装置１００の等価回路の構成を示す。これは、図２のごとく、第１ＳＷ１２ａにおいて第２接続が実現され、第２ＳＷ１２ｂにおいて第１接続が実現されている場合に相当する。そのため、ふたつのアンテナ１０のうち、第１アンテナ１０ａのみが示されている。図２と同様に、処理部１８、送信部１６、インダクタＬ、第１アンテナ１０ａの順に接続がなされる。また、前述の第２ＳＷ１２ｂでの接続によって形成される浮遊容量が、キャパシタＣとして示されている。
【００２４】
そのため、キャパシタＣと前述のインダクタＬによって、図示のごとく、ＬＰＦ（Ｌｏｗ−Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）３０が形成される。つまり、インダクタＬを追加するだけで、ＬＰＦ３０を追加したことと同等の構成が実現される。また、送信部１６は、最終的にパワーアンプにて増幅した無線周波数の信号を出力している。一般的に、増幅した無線周波数の信号には、高周波の歪み成分が含まれている。ＬＰＦ３０によって、歪み成分が低減されることによって、通信品質が向上する。
【００２５】
以上の構成による無線装置１００の動作を説明する。制御部２０は、受信時において、ふたつのＳＷ１２に対して、端子「Ａ」と端子「Ｒ」とを接続させる。アンテナ１０は、無線周波数の信号を受信すると、無線周波数の信号を受信部１４へ出力する。また、受信部１４は、無線周波数の信号をベースバンドの信号へ変換した後に、ベースバンドの信号を処理部１８へ出力する。処理部１８は、ふたつのベースバンドの信号を受けつけると、それらのうちの一方を選択し、復調する。
【００２６】
また、処理部１８は、選択結果を制御部２０へ通知する。制御部２０は、送信時において、選択結果に対応したＳＷ１２に対して第２接続を実行し、残りのＳＷ１２に対して第１接続を実行する。処理部１８は、ベースバンドの信号を送信部１６へ出力し、送信部１６は、ベースバンドの信号を無線周波数の信号に変換した後に、無線周波数の信号を増幅してから出力する。出力された無線周波数の信号は、インダクタＬ、第２接続がなされたＳＷ１２を介して、アンテナ１０から送信される。
【００２７】
本発明の実施例によれば、送信部とスイッチとの間にインダクタを配置するので、選択していないスイッチにおいて浮遊容量が生じても、低域通過フィルタを通過させることによって、パワーアンプによる歪み成分を低減できる。また、パワーアンプによる歪み成分が低減されるので、通信品質の悪化を低減できる。また、パワーアンプによる歪み成分を低減するので、パワーアンプとして線形性の低いタイプを使用できる。また、線形性の低いタイプのパワーアンプが使用されるので、コストを低減できる。また、パワーアンプの後段に低域通過フィルタを配置する場合と比較して、インダクタだけを配置すればよいので、回路規模を低減できる。また、浮遊容量が及ぼす影響を低減するので、空間ダイバーシチ送信方式を実現できる。また、浮遊容量が及ぼす影響を低減するので、通信品質の悪化を抑制できる。
【００２８】
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００２９】
本発明の実施例において、アンテナ１０、受信部１４がそれぞれふたつ備えられており、送信部１６がひとつ備えられている。しかしながらこれに限らず例えば、これらの数は、それ以外の組合せであってもよい。例えば、アンテナ１０、受信部１４がそれぞれ４つであってもよい。ようは、アンテナ１０の数と受信部１４の数とが等しく、送信部１６の数がそれらよりも少なければよい。本変形例によれば、無線装置１００を設計する際の自由度を向上できる。
【００３０】
本発明の実施例において、処理部１８は、受信時に選択ダイバーシチを実行している。しかしながらこれに限らず例えば、選択ダイバーシチ以外のダイバーシチを実行してもよい。つまり、最大比合成ダイバーシチや等利得合成ダイバーシチが実行されてもよい。本変形例によれば、さまざまな形態の受信ダイバーシチを適用できる。ようは、送信時に使用すべきアンテナ１０が処理部１８において別途選択されればよい。
【００３１】
本発明の実施例において、受信部１４と処理部１８とのインターフェイスおよび送信部１６と処理部１８とのインターフェイスとしてベースバンドの信号を使用している。しかしながらこれに限らず例えば、中間周波数の信号であってもよい。受信部１４と処理部１８とに受信処理を分けることは、便宜上のものであり、ひとつの回路でなされてもよい。各アンテナ１０に対した入力を有していればよい。本変形例によれば、無線装置１００を設計する際の自由度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施例に係る無線装置の受信時の構成を示す図である。
【図２】図１の無線装置の送信時の構成を示す図である。
【図３】図２の無線装置の等価回路の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  アンテナ、  １２  ＳＷ、  １４  受信部、  １６  送信部、  １８  処理部、  ２０  制御部、  ３０  ＬＰＦ、  １００  無線装置、  Ｌ  インダクタ、  Ｃ  キャパシタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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