(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースバンド送信信号及びベースバンド受信信号を処理するデジタル信号処理部と、
送信用ローカル発振信号及び受信用ローカル発振信号を出力する周波数シンセサイザと、
前記ベースバンド送信信号と前記送信用ローカル発振信号とにより高周波送信信号を出力するとともに、受信した高周波受信信号と前記受信用ローカル信号とにより前記ベースバンド受信信号を出力する直交変復調器と、
前記直交変復調器から出力された前記高周波送信信号を増幅して高周波送信信号出力端子へ供給するとともに、高周波受信信号入力端子から得られた前記高周波受信信号を増幅して前記直交変復調器に供給する送受共用可変利得増幅器と、
前記デジタル信号処理部からのベースバンド送信信号及び前記直交変復調器からのベースバンド受信信号が選択的に供給される送受共用ベースバンド低域通過フィルタを備え、
前記送受共用ベースバンド低域通過フィルタは、
多段の低域通過フィルタと、
前記多段の低域通過フィルタの次数を、送信時には低くし、受信時には高くする切り換え手段を有し、
送信時には、前記送受共用ベースバンド低域通過フィルタを通過したベースバンド送信信号が前記直交変復調器に供給され、
受信時には、前記送受共用ベースバンド低域通過フィルタを通過したベースバンド受信信号が前記デジタル信号処理部に供給されることを特徴とする無線送受信機。
【請求項２】
前記送受共用可変利得増幅器は、可変利得増幅器と、前記可変利得増幅器の出力を受け取る減衰手段を含むことを特徴とする請求項１記載の無線送受信機。
【請求項３】
前記送受共用可変利得増幅器は、減衰手段と、前記減衰手段の出力を受け取る可変利得増幅器を含むことを特徴とする請求項１記載の無線送受信機。
【請求項４】
前記デジタル信号処理部は、複数の無線通信システムの中から利用する無線通信システムに応じて、
前記周波数シンセサイザから出力される送信用及び受信用ローカル発振信号の周波数帯を制御すると共に、前記送受共用可変利得増幅器の利得を制御することを特徴とする請求項１記載の無線送受信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信システムで用いられる無線送受信機に関し、特に複数の無線通信システムで用いられるマルチモード無線機の無線送受信部に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信システムで用いられる無線機は、無線機が信号を送信する際に用いる送信部（以下、送信部）と、他の無線機から送られてくる信号を受信する際に用いる受信部（以下、受信部）とに分かれる。
【０００３】
送信部および受信部の構成方法は、送信部および受信部に用いる無線方式により異なる。無線方式には、「Super-Heterodyne」や「Direct-Conversion」など様々な種類が存在するが、それらは無線機を利用する無線通信システムに最も適した無線方式が選択される。
【０００４】
従来の無線機では、利用したい無線通信システムに対し、その無線通信システムに最も有効である無線方式を選択し、その無線方式の送信部と受信部を構成していた。すなわち、1つの無線通信システムに対して、その無線通信システム専用の無線機を構成するのが普通であり、1つの無線機は1つの無線通信システムにしか対応していなかった。
【０００５】
ところが、最近になって1つの無線機で複数の無線通信システムで利用できる「マルチモード無線機」の需要が高まってきた。このような1つの無線機で複数の無線通信システムで利用できるようなマルチモード無線機を従来の技術で実現しようとした場合、複数の無線通信システム専用の送信部と受信部を無線通信システムの数だけ並べなければならず、その無線機は非常に大規模なものになってしまう。
【０００６】
図１９にマルチモード無線機の一例を示す。図１９は、3つの無線通信システムで利用できるマルチモード無線機であり、無線通信システム用の送信部の無線方式は、それぞれ「Direct-Conversion」、「Super-Heterodyne」、「Translation Loop」と呼ばれる無線方式であり、受信部の無線方式は「Direct-Conversion」である。このマルチモード無線機で利用できる具体的な無線通信システムは、たとえばGSM900とW-CDMAとPHSの３つの無線通信システムである。
【０００７】
図中、１は受信信号入力端子、２は第１の受信部用RF帯域通過フィルタ、７は受信信号出力端子、８は送信信号入力端子、９は第１のシンセサイザ、１０は第１の送信部用RF帯域通過フィルタ、１１は第１の送信部用RF利得可変駆動増幅器、１２は送信信号出力端子、１４は送信部用RF緩衝増幅器、１６は第１の受信部用ベースバンド利得可変増幅器、１７は送信部用IF帯域通過フィルタ、１８は第１の周波数変換器、１９は第２のシンセサイザ、２０は送信部用IF利得可変増幅器、２１は第１の受信部用低雑音増幅器、２２は位相比較器、２３はループフィルタ、２４は電圧制御発振器、２５は第１の受信部用低域通過フィルタ、２６は第１の送信部用低域通過フィルタ、２７は送信部用ベースバンド利得可変増幅器、２８は第１の受信信号切り換え手段、２９は第２の受信部用RF帯域通過フィルタ、３０は第３の受信部用RF帯域通過フィルタ、３１は第２の受信信号切り換え手段、３５は第１の送信ベースバンド信号切り換え手段、３９はRF送信信号切り換え手段、４２は第１の直交復調器、４３は第２の受信部用低域通過フィルタ、４４は第２の直交復調器、４５は第２の受信部用低域通過フィルタ、４６は第２の受信部用ベースバンド利得可変増幅器、４７は第４の受信部用RF帯域通過フィルタ、４８は第３の受信部用低雑音増幅器、４９は第３の直交復調器、５０は第３の受信部用低域通過フィルタ、５１は第３の受信部用ベースバンド利得可変増幅器、５２は第１の直交変調器、５３は第２の送信部用RF帯域通過フィルタ、５４は第２の直交変調器、５５は第２の送信用低域通過フィルタ、５６は第２の周波数変換器、５７は第３の直交変調器、５８は第３の送信部用低域通過フィルタである。
【０００８】
このように従来の技術を用いて、複数の無線通信システムで利用できるマルチモード無線機を実現しようとすると、複数の無線通信システム専用の送信部と受信部を無線通信システムの数だけ並べなければならず、無線機が大規模なものになり無線機の重量化や消費電力の増大という欠点が生じてくる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、無線機の送信部と受信部の部品を共通化し、小型で軽量な無線送受信機を提供することであり、特に、複数の無線通信システムで利用できるマルチモードの無線送受信機でありながら、小型で軽量なマルチモード無線送受信機を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、ベースバンド送信信号及びベースバンド受信信号を処理するデジタル信号処理部（１００）と、送信用ローカル発振信号及び受信用ローカル発振信号を出力する周波数シンセサイザ（９）と、前記ベースバンド送信信号と前記送信用ローカル発振信号とにより高周波送信信号を出力するとともに、受信した高周波受信信号と前記受信用ローカル信号とにより前記ベースバンド受信信号を出力する直交変復調器（４）と、前記直交変復調器から出力された前記高周波送信信号を増幅して高周波送信信号出力端子へ供給するとともに、高周波受信信号入力端子から得られた前記高周波受信信号を増幅して前記直交変復調器に供給する送受共用可変利得増幅器（３）と、前記デジタル信号処理部からのベースバンド送信信号及び前記直交変復調器からのベースバンド受信信号が選択的に供給される送受共用ベースバンド低域通過フィルタ（５）を備え、前記送受共用ベースバンド低域通過フィルタは、多段の低域通過フィルタ（３０１，３０２，３０３）と、前記多段の低域通過フィルタの次数を、送信時には低くし、受信時には高くする切り換え手段（３０４）を有し、送信時には、前記送受共用ベースバンド低域通過フィルタを通過したベースバンド送信信号が前記直交変復調器に供給され、受信時には、前記送受共用ベースバンド低域通過フィルタを通過したベースバンド受信信号が前記デジタル信号処理部に供給されることを特徴とする無線送受信機である。
【００１１】
第２の発明は、前記送受共用可変利得増幅器は、可変利得増幅器と、前記可変利得増幅器の出力を受け取る減衰手段を含むことを特徴とする第１の発明記載の無線送受信機である。
【００１２】
第３の発明は、前記送受共用可変利得増幅器は、減衰手段と、前記減衰手段の出力を受け取る可変利得増幅器を含むことを特徴とする第１の発明記載の無線送受信機である。
【００１３】
第４の発明は、前記デジタル信号処理部は、複数の無線通信システムの中から利用する無線通信システムに応じて、前記周波数シンセサイザから出力される送信用及び受信用ローカル発振信号の周波数帯を制御すると共に、前記送受共用可変利得増幅器の利得を制御することを特徴とする第１の発明記載の無線送受信機である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（第1の実施形態；送受信を同時に行わない無線通信システムに利用できる無線機であり、送受信部の無線方式に「Direct-Conversion」を用い、送受信で共用できる第１の送受信部共用RF利得可変増幅器３と送受信部共用直交変復調器４と送受信部共用ベースバンド低域通過フィルタ５と送受信部共用ベースバンド利得可変増幅器６とを用いた無線機）
図１は本発明の第1の実施形態であって、送受信を同時に行わない（時分割多重を用いて同じタイミングで送受信を行わない意味。以下同様）無線通信システムに利用でき、送受信部の無線方式に「Direct-Conversion」を用い、従来、送信部と受信部でそれぞれ別々に設けられていた無線部構成部品を送信部と受信部で共用した無線機である。
【００１７】
第1の実施形態の特徴は、従来、送信部と受信部にそれぞれ別々に設けられていた高周波（RF）信号増幅用の利得可変増幅器、ベースバンド信号用低域通過フィルタ、ベースバンド信号増幅用の利得可変増幅器を送信部と受信部で共用し、かつ、送信部用のIチャネル及びQチャネルベースバンド信号と局部発振（LO）信号を乗算し、RF信号を出力する直交変調器及び、受信部用のRF信号とLO信号とを乗算し、受信部用のIチャネル及びQチャネルベースバンド信号を出力する直交復調器の両方の機能を兼ね備えた送受信共用直交変復調器を用いて、それを送信部と受信部で共用することである。つまり、送受信共用直交変復調器とは、Ｉチャネル用周波数変換器及びＱチャネル用周波数変換器がそれぞれ１つしかないものをいう。なお、送受信共用直交変復調器には、90度位相器やバッファアンプを含む場合もある。
【００１８】
第1の実施形態は、送信部と受信部で部品を共用するため、送信部と受信部が同時に動作しない、例えばGSM(Global System for Mobile communication)のような無線通信システムで利用できる。第1の実施形態を用いることにより、無線機の構成が従来のものに比べて、より小型、簡素化することが出来、無線機の容量や消費電流の低下が実現できる。
【００１９】
図中、１は受信信号入力端子、２は第１の受信部用RF帯域通過フィルタ、３は第１の送受信部共用RF利得可変増幅器、４は送受信部共用直交変復調器、５は送受信部共用ベースバンド低域通過フィルタ、６は送受信部共用ベースバンド利得可変増幅器、７は受信信号出力端子、８は送信信号入力端子、９は第１の周波数シンセサイザ（以下、単にシンセサイザという）、１０は第１の送信部用RF帯域通過フィルタ、１１は第１の送信部用RF利得可変駆動増幅器、１２は送信信号出力端子、１００はデジタル信号処理部である。
【００２０】
ここで、第１の送受信部共用RF利得可変増幅器３は、送信部用RF利得可変緩衝増幅器と受信部用RF利得可変低雑音増幅器の両方の機能を兼ね備え、かつ送信または受信時には、デジタル信号処理部１００からの制御信号に応じてその機能を切り換えることが出来る増幅器である。具体的には、送信時、すなわち送信部用RF利得可変緩衝増幅器として用いる場合は、後段である第１の送信部用RF利得可変駆動増幅器１１の最大入力電力値を超えない程度の小さな利得で増幅するという特性を持ち、入力されたRF信号をある限られた範囲内で任意の大きさに増幅できる機能を持つ。一方、受信時、すなわち受信部用RF利得可変低雑音増幅器として用いる場合は、送信時のような利得の制限がないので送信時よりも大きな利得で増幅するという特性を持ち、入力された受信RF信号をある限られた範囲内で任意の大きさに増幅できる機能を持つ。
【００２１】
図２は、第１の送受信部共用RF利得可変増幅器３のブロック図である。第１の送受信部共用RF利得可変増幅器３は利得可変低雑音増幅器（V-LNA）２２０とその後段の可変減衰器（V-ATT）２１０を含む。デジタル信号処理部１００は、現在扱っている信号が送信信号か受信信号か知っており、利得可変低雑音増幅器２２０及び可変減衰器２１０は共に、デジタル信号処理部１００からの制御信号に応じて利得及び減衰量を変化させることができる。
【００２２】
可変減衰器２１０は、送信信号が入力される場合、利得可変低雑音増幅器２２０から得られた必要以上に大きな利得を、後段である第１の送信部用RF利得可変駆動増幅器１１の最大入力電力値を超えない程度に減衰させる。一方、受信信号が入力される場合、減衰量を０にする。
【００２３】
また、送受信部共用直交変復調器4とは、Ｉチャネル用周波数変換器及びＱチャネル用周波数変換器がそれぞれ１つしかないものをいう。なお、送受信共用直交変復調器には、90度位相器やバッファアンプを含む場合もある。送信部用直交変調器と受信部用直交復調器の両方の機能を兼ね備え、かつ送信または受信時には、デジタル信号処理部１００からの制御信号に応じてその機能を切り換えることが出来る直交変復調器である。具体的には送信時に用いた場合、入力された送信すべきベースバンド信号をLO信号と乗算することでRF信号に周波数変換する動作を行い、受信時に用いた場合は、入力された受信RF信号をLO信号と乗算することでベースバンド信号に周波数変換する動作を行う。
【００２４】
なお、送受信部共用直交変復調器4において用いられる周波数変換器には、入力および出力信号としてベースバンド信号からRF信号までに対して正しく動作する広い入出力周波数範囲を持つ周波数変換器が用いられる。例えば、特開平９−２５２３２４号公報に開示されている周波数変換器が利用できる。
【００２５】
また、送受信部共用ベースバンド低域通過フィルタ5とは、送信部用ベースバンド低域通過フィルタと受信部用ベースバンド低域通過フィルタの両方の機能を兼ね備え、かつ送信または受信時には、デジタル信号処理部１００からの制御信号に応じてその機能を切り換えることが出来る低域通過フィルタである。具体的には送信時に用いた場合、送信信号入力端子８より入力されるベースバンド信号のうち、送信すべき信号成分のみ通過させ、不要な信号成分を除去する低域通過フィルタとして動作し、受信時に用いた場合、受信した信号のうち必要な信号成分のみ通過させ、不要な信号成分を除去する低域通過フィルタとして動作する。
【００２６】
図３〜図５に、送受信部共用ベースバンド低域通過フィルタ5の構成例を示す。
【００２７】
図３に示す送受信部共用ベースバンド低域通過フィルタ5は、１次のローバスフィルタ（１次LPF）３０１，２次のローパスフィルタ（２次LPF）３０２，２次のローバスフィルタ（２次LPF）３０３，及び、２次LPF３０３を迂回するためのバイパススイッチ３０４で構成されている。LPF３０１，３０２，３０３はアクティブフィルタであり、それぞれの利得は２０ｄB，１０ｄB，１０ｄBである。また、バイパススイッチ３０４のON/OFF及び２次LPF３０３の電源のON/OFFは、図１のデジタル信号処理部１００からの制御信号によって制御されている。
【００２８】
受信信号は、１次LPF３０１，２次LPF３０２，２次LPF３０３を通るので、受信系全体のローパスフィルタの次数は５次であり、利得は４０ｄBである。一方、送信信号は、１次LPF３０１，２次LPF３０２，バイパススイッチ３０４を通るので、送信系全体のローパスフィルタの次数は３次であり、利得は３０ｄBである。
【００２９】
ローパスフィルタの次数が高くなるにつれて、遮断特性は急峻になる。したがって、図３のような送受信部共用ベースバンド低域通過フィルタ5を用いることにより、遮断特性が急峻になることが要求される受信系ローパスフィルタ（３０１，３０２，３０３）の次数を高くすることができ、一方、遮断特性の急峻さを受信系ほど要求されない送信系ローパスフィルタ（３０１，３０２，３０４）の次数を低くすると同時に、２次LPF３０３の電源をOFFするので、消費電力の低減も可能である。
【００３０】
図４に示す送受信部共用ベースバンド低域通過フィルタ5は、図３の変形例であり、バイパススイッチ３０４の代わりに、１次LPF３０１を迂回するためのバイパススイッチ３１４を用いている。バイパススイッチ３１４のON/OFF及び１次LPF３０１の電源のON/OFFは、図１のデジタル信号処理部１００からの制御信号によって制御されている。
【００３１】
受信信号は、１次LPF３０１，２次LPF３０２，２次LPF３０３を通るので、受信系全体のローパスフィルタの次数は５次であり、利得は４０ｄBである。一方、送信信号は、バイパススイッチ３１４，２次LPF３０２，２次LPF３０３を通るので、送信系全体のローパスフィルタの次数は４次であり、利得は２０ｄBである。
【００３２】
図５に示す送受信部共用ベースバンド低域通過フィルタ5は、図３の変形例であり、１次LPF３０１の代わりに、１次利得可変LPF３１１を用いている。１次利得可変LPF３１１の利得は、図１のデジタル信号処理部１００からの制御信号によって、０〜２０ｄBに制御される。
【００３３】
受信信号は、１次利得可変LPF３１１，２次LPF３０２，２次LPF３０３を通るので、受信系全体のローパスフィルタの次数は５次であり、利得は２０〜４０ｄBである。一方、送信信号は、１次利得可変LPF３１１，２次LPF３０２，バイパススイッチ３０４を通るので、送信系全体のローパスフィルタの次数は３次であり、利得は１０〜３０ｄBである。
【００３４】
また、送受信部共用ベースバンド利得可変増幅器6とは、送信部用ベースバンド利得可変増幅器と受信用ベースバンド利得可変増幅器としての機能を持ち、かつ送信または受信時には、デジタル信号処理部１００からの制御信号に応じてその機能を切り換えることが出来るベースバンド増幅器である。具体的には送信時に用いた場合、入力された送信すべきベースバンド信号をある限られた範囲内で任意の大きさに増幅できるベースバンド利得可変増幅器として動作し、受信時に用いた場合、入力された受信ベースバンド信号をある限られた範囲内で任意の大きさに増幅できるベースバンド利得可変増幅器として動作する。
【００３５】
以下、第1の実施形態の具体的な動作を説明する。なお具体的な説明を行うに際し、無線通信システムの一例としてGSM900を挙げ、下記表１のような周波数構成を用いることにする。
【００３６】
【表１】
0003746209.tif 000002
【００３７】
（送信時）
デジタル信号処理部１００より、直流から100kHzまで周波数成分を持つGSM900の送信ベースバンド信号が送信信号入力端子8を介して入力され、送受信部共用ベースバンド低域通過フィルタ5に入力される。
【００３８】
送受信部共用ベースバンド低域通過フィルタ5は、入力されたGSM900の送信ベースバンド信号の内、送信すべき直流成分から100kHzまでのGSM900の信号成分のみを通過させ、それ以外の不要な信号を除去した後、GSM900の送信ベースバンド信号を送受信部共用ベースバンド利得可変増幅器6に出力する。
【００３９】
送受信部共用ベースバンド利得可変増幅器6は、入力されたGSM900の送信ベースバンド信号を任意の大きさに増幅した後、送受信部共用直交変復調器4に出力する。
【００４０】
送受信部共用直交変復調器4は、入力されたGSM900の送信ベースバンド信号を第1のシンセサイザ9より出力される第1のLO信号と乗算し、周波数がGSM900の送信周波数である880〜915MHzであるRF信号に変換した後、そのGSM900の送信RF信号を第1の送受信部共用RF利得可変増幅器3へ出力する。
【００４１】
ここで、第1のシンセサイザ9から出力される第1のLO信号の周波数は、GSM900の送信RF周波数と同じ880〜915MHzである。
【００４２】
第1の送受信部共用RF利得可変増幅器3は、入力されたGSM900の送信RF信号をある限られた範囲内で任意の大きさに増幅し、第1の送信部用RF帯域通過フィルタ10へ出力する。
【００４３】
第1の送信部用RF帯域通過フィルタ10は、入力されたGSM900の送信RF信号のうち、周波数が880〜915MHzまでの送信すべきGSM900の信号成分のみを通過させ、それ以外の不用な信号成分を除去した後、第1の送信部用RF利得可変駆動増幅器11へ出力する。
【００４４】
第1の送信部用RF利得可変駆動増幅器11は、入力されたGSM900の送信RF信号をある限られた範囲内で任意の大きさに増幅し、送信信号出力端子12を介し、さらに電力増幅器及びアンテナ（共に不図示）を通り外部へ出力する。
【００４５】
（受信時）
アンテナ（不図示）で受信したGSM900の受信RF信号が、受信信号入力端子1を介して第1の受信部用RF帯域通過フィルタ2に入力される。
【００４６】
第1の受信部用RF帯域通過フィルタ2は、入力された受信RF信号のうち、受信すべきGSM900の信号成分である周波数が925〜960MHzの信号成分のみ通過させ、その他の不要な信号成分を除去した後、GSM900の受信RF信号を第1の送受信部共用RF利得可変増幅器3へ出力する。
【００４７】
第1の送受信部共用RF利得可変増幅器3は、入力されたGSM900の受信RF信号をある限られた範囲内で任意の大きさに増幅し、送受信部共用直交変復調器4へ出力する。
【００４８】
送受信部共用直交変復調器4は、入力されたGSM900の受信RF信号と第1のシンセサイザ9から出力される第1のLO信号と乗算し、ベースバンドに周波数変換した後、そのGSM900の受信ベースバンド信号を送受信部共用ベースバンド低域通過フィルタ5へ出力する。
【００４９】
ここで、第1のシンセサイザ9から出力される第1のLO信号の周波数は、GSM900の受信RF信号周波数と同じ、925〜960MHzである。
【００５０】
送受信部共用ベースバンド低域通過フィルタ5は、入力されたGSM900の受信ベースバンド信号のうち、受信すべきGSM900の信号成分である直流成分から100kHzまでの信号成分のみを通過させ、それ以外の不用な信号成分を除去した後、GSM900の受信ベースバンド信号を送受信部共用ベースバンド利得可変増幅器6へ出力する。
【００５１】
送受信部共用ベースバンド利得可変増幅器6は、入力されたGSM900の受信ベースバンド信号を、ある限られた範囲内で任意の値に増幅した後、受信信号出力端子7を介してデジタル信号処理部１００へ出力する。
【００５２】
以上のように、本発明の第1の実施形態では、従来、送信部と受信部でそれぞれ別々に設けられていたRF利得可変増幅器とベースバンド低域通過フィルタとベースバンド利得可変増幅器と直交変調器および直交復調器を共用することで、無線部構成部品を減らしつつも従来の無線機と同等の機能を有し、送受信が同時に行われない無線通信システムで利用できる無線機を実現することが可能となる。
【００５３】
なお、本発明の第1の実施形態の動作説明において、送受信を同時に行わない無線通信システムの1つの例としてGSM900を取り上げたが、GSM900以外の他の無線通信システムで利用してもよい。
【００５４】
（第2の実施形態；送受信を同時に行わない無線通信システムに利用できる無線機であり、送受信部の無線方式に「Direct-Conversion」を用い、送受信で共用できる第2の送受信部共用RF利得可変増幅器１３と送受信部共用直交変復調器４と送受信部共用ベースバンド低域通過フィルタ５と送受信部共用ベースバンド利得可変増幅器６とを用いた無線機）
図６は本発明の第2の実施形態であって、送受信を同時に行わない無線通信システムに利用でき、送受信部の無線方式に「Direct-Conversion」を用い、従来、送信部と受信部でそれぞれ別々に設けられていた無線部構成部品を送信部と受信部で共用した無線機である。
【００５５】
第2の実施形態は、第1の実施形態の変形例であり、第1の実施形態では、受信部用RF低雑音増幅器と送信部用RF利得可変緩衝増幅器との機能を持つ第1の送受信部共用RF利得可変増幅器３を送信部と受信部で共用していたが、第2の実施形態では、受信部用RF低雑音増幅器と送信部用RF利得可変駆動増幅器との機能を持つ第2の送受信部共用RF利得可変増幅器１３を送信部と受信部で共用する場合である。
【００５６】
第2の実施形態は、受信すべき信号の電力値が第1の実施形態を利用する場合の時に比べて大きい時に用いる。
【００５７】
図中、図１と同じ符号については図１の説明を参照していただき、ここでは省略する。13は第2の送受信部共用RF利得可変増幅器、14は送信部用RF緩衝増幅器である。
【００５８】
ここで、第2の送受信部共用RF利得可変増幅器１３は、送信部用RF利得可変駆動増幅器と受信部用RF利得可変低雑音増幅器の両方の機能を兼ね備え、かつ送信または受信時には、デジタル信号処理部１００からの制御信号に応じてその機能を切り換えることが出来る増幅器である。具体的には、送信時、すなわち送信部用RF利得可変駆動増幅器として用いる場合は、送信部用RF緩衝増幅器１４でV-LNA２２０（後述）の最大入力可能レベル以上に増幅された送信信号を減衰させてから再度増幅させる特性を持つ。一方、受信時、すなわち受信部用RF利得可変低雑音増幅器に用いる場合は、送信時のような入力電力値の制限がないという特性を持つ。
【００５９】
図７は、第２の送受信部共用RF利得可変増幅器１３のブロック図である。第２の送受信部共用RF利得可変増幅器１３は可変減衰器（V-ATT）２１０とその後段の利得可変低雑音増幅器（V-LNA）２２０を含む。デジタル信号処理部１００は、現在扱っている信号が送信信号か受信信号か知っており、可変減衰器２１０及び利得可変低雑音増幅器２２０は共に、デジタル信号処理部１００からの制御信号に応じて減衰量及び利得を変化させることができる。
【００６０】
可変減衰器２１０は、送信信号が入力される場合、利得可変低雑音増幅器２２０は元々、微弱なＲＦ受信信号を入力するように設計されているものであるから、前段である送信部用RF緩衝増幅器１４から得られた、利得可変低雑音増幅器２２０の最大入力電力値を超えるような大きなレベルの信号を、利得可変低雑音増幅器２２０の最大入力電力値を超えない程度に減衰させる。一方、受信信号が入力される場合、減衰量を０にする。
【００６１】
第2の実施形態の具体的な動作は、第1の実施形態の具体的な動作において、第1の送受信部共用RF利得可変増幅器3が送信時に行う動作と第1の送信部用RF利得可変駆動増幅器１１の行う動作を、それぞれ図６の送信部用RF緩衝増幅器14と第２の送受信部共用RF利得可変増幅器１３が送信時に行うという点以外は、第1の実施形態と同様であるため、ここでは省略する。
【００６２】
第2の実施形態では、第1の実施形態と同様に、無線部構成部品を減らしつつも従来の無線機と同等の機能を有し、送受信を同時に行わない無線通信システムで利用できる無線機を実現することが可能となる。
【００６３】
（第３の実施形態；送受信を同時に行わない無線通信システムに利用できる無線機であり、送信部の無線方式に「Super-Heterodyne」、受信部の無線方式に「Direct-Conversion」を用い、送受信で共用できる送受信部共用RF/IF利得可変増幅器１５と送受信部共用直交変復調器４と送受信部共用ベースバンド低域通過フィルタ５とを用いた無線機）
図８は本発明の第3の実施形態であって、送受信を同時に行わない無線通信システムに利用でき、送信部の無線方式に「Super-Heterodyne」、受信部の無線方式に「Direct-Conversion」を用い、従来、送信部と受信部でそれぞれ別々に設けられていた無線部構成部品を送信部と受信部で共用した無線機である。
【００６４】
第3の実施形態は、第1の実施形態の変形例であり、第1の実施形態は、送信部の無線方式に「Direct-Conversion」を用いる場合であるが、第３の実施形態は、送信部の無線方式に「Super-Heterodyne」を用いる場合である。
【００６５】
図中、図１と同じ符号については図１の説明を参照していただき、ここでは省略する。15は送受信部共用RF/IF利得可変増幅器、16は第1の受信部用ベースバンド利得可変増幅器、17は送信部用中間周波（IF）帯域通過フィルタ、18は第1の周波数変換器、19は第2のシンセサイザである。
【００６６】
ここで、送受信部共用RF/IF利得可変増幅器15とは、送信部用IF利得可変増幅器と受信部用RF利得可変低雑音増幅器の両方の機能を兼ね備え、かつ送信または受信時には、デジタル信号処理部１００からの制御信号に応じてその機能を切り換えることが出来る増幅器である。具体的には送信時に用いた場合は、IF利得可変増幅器として入力されたIF信号をある限られた範囲内で任意の大きさに増幅させる特性を持つ。一方、受信時に用いた場合は、低雑音増幅器としての特性である雑音指数が十分小さいという特性を持ち、入力された受信RF信号をある限られた範囲内で任意の大きさに増幅できる機能を持つ。送受信部共用RF/IF利得可変増幅器15のブロック図としては図２が挙げられる。
【００６７】
以下、第3の実施形態の具体的な動作を説明する。なお具体的な説明を行うに際し、無線通信システムの一例としてGSM900を挙げ、下記のような周波数構成を用いることにする。
【００６８】
【表２】
0003746209.tif 000003
【００６９】
（送信時）
デジタル信号処理部１００より、GSM900の送信ベースバンド信号が送信信号入力端子8を介して入力され、送受信部共用ベースバンド低域通過フィルタ5に入力される。
【００７０】
送受信部共用ベースバンド低域通過フィルタ5は、入力されたGSM900の送信ベースバンド信号の内、送信すべき直流成分から100kHzまでのGSM900の信号のみを通過させ、それ以外の不要な信号を除去した後、GSM900の送信ベースバンド信号を送受信部共用直交変復調器4に出力する。
【００７１】
送受信部共用直交変復調器4は、入力されたGSM900の送信ベースバンド信号を第1のシンセサイザ9より出力される第1のLO信号と乗算し、周波数がGSM900のIF周波数である190MHzのIF信号に変換した後、そのGSM900の送信IF信号を送受信部共用RF/IF利得可変増幅器15へ出力する。
【００７２】
ここで、第1のシンセサイザ9より出力される第1のLO信号の周波数は、GSM900の送信IF周波数である、190MHzである。
【００７３】
送受信部共用RF/IF利得可変増幅器15は、入力されたGSM900の送信IF信号をある限られた範囲内で任意の大きさに増幅し、送信部用IF帯域通過フィルタ17へ出力する。
【００７４】
送信部用IF帯域通過フィルタ17は、入力されたGSM900の送信IF信号のうち、周波数が190MHz±100kHzの送信すべきGSM900のIF信号成分のみを通過させ、それ以外の不用な信号成分を除去した後、第1の周波数変換器18へ出力する。
【００７５】
第1の周波数変換器18は、入力されたGSM900の送信IF信号と第2のシンセサイザ19から出力される第2のLO信号とを乗算し、周波数が880〜915MHzまでの送信すべきGSM900の送信RF信号を第1の送信部用RF帯域通過フィルタ10へ出力する。
【００７６】
ここで、第2のシンセサイザ19から出力される第2のLO信号の周波数は、GSM900の送信RF周波数と送信IF周波数との和、または差の大きさである、1070〜1105MHzまたは690〜725MHzである。なお、第2のLO信号周波数として、前記のどちらの周波数が使われたとしてもよい。
【００７７】
第1の送信部用RF帯域通過フィルタ10は、入力されたGSM900の送信RF信号のうち、周波数が880〜915MHzまでの送信すべきGSM900の信号成分のみを通過させ、それ以外の不用な信号成分を除去した後、第1の送信部用RF利得可変駆動増幅器11へ出力する。
【００７８】
第1の送信部用RF利得可変駆動増幅器11は、入力されたGSM900の送信RF信号をある限られた範囲内で任意の大きさに増幅し、送信信号出力端子12を介して外部へ出力する。
【００７９】
（受信時）
第3の実施形態の受信時の具体的動作は、第1の実施形態の受信時の具体的な動作における、第1の送受信部共用RF利得可変増幅器3と送受信部共用ベースバンド利得可変増幅器6の動作を、それぞれ送受信部共用RF/IF利得可変増幅器15と第1の受信部用ベースバンド利得可変増幅器16が行う点のみが異なり、その他の動作は第1の実施形態と同様であるためここでは説明を省略する。
【００８０】
以上のように、第3の実施形態では、従来、送信部と受信部でそれぞれ別々に設けられていたRFおよびIF利得可変増幅器とベースバンド低域通過フィルタとベースバンド利得可変増幅器と直交変調器および直交復調器を共用することで、無線部構成部品を減らしつつも従来の無線機と同等の機能を有し、送受信を同時に行わない無線通信システムで利用できる無線機を実現することが可能となる。
【００８１】
なお、第３の実施形態の動作説明において、送受信を同時に行わない無線通信システムの1つの例としてGSM900を取り上げたが、GSM900以外の他の無線通信システムで利用してもよい。
【００８２】
（第4の実施形態；送受信を同時に行わない無線通信システムに利用できる無線機であり、送信部の無線方式に「Super-Heterodyne」、受信部の無線方式に「Direct-Conversion」を用い、送受信で共用できる第2の送受信部共用RF利得可変増幅器１３と送受信部共用直交変復調器４と送受信部共用ベースバンド低域通過フィルタ５とを用いた無線機）
図９は本発明の第4の実施形態であって、送受信を同時に行わない無線通信システムに利用でき、送信部の無線方式に「Super-Heterodyne」、受信部の無線方式に「Direct-Conversion」を用い、従来、送信部と受信部でそれぞれ別々に設けられていた無線部構成部品を送信部と受信部で共用した無線機である。
【００８３】
第4の実施形態は、第3の実施形態の変形例であり、第3の実施形態では、受信部用RF低雑音増幅器と送信部用IF利得可変増幅器との機能を持つ送受信部共用RF/IF利得可変増幅器１５を送信部と受信部で共用していたが、第4の実施形態では、受信部用RF低雑音増幅器と送信部用RF利得可変駆動増幅器との機能を持つ第2の送受信部共用RF利得可変増幅器１３を送信部と受信部で共用する場合である。
【００８４】
図中、図６又は図８と同じ符号については図６又は図８の説明を参照していただき、ここでは省略する。20は送信部用IF利得可変増幅器である。
【００８５】
第4の実施形態の具体的な動作は、前記図８に示す第3の実施形態の具体的な動作において、送受信部共用RF/IF利得可変増幅器15が送信時に行う動作と第1の送信部用RF利得可変駆動増幅器11の行う動作を、それぞれ図９の送信部用IF利得可変増幅器20と第2の送受信部共用RF利得可変増幅器13が送信時に行うという点以外は、第3の実施形態と同様であるため、ここでは省略する。
【００８６】
第4の実施形態では、第1の実施形態と同様に、無線部構成部品を減らしつつも従来の無線機と同等の機能を有し、送受信を同時に行わない無線通信システムで利用できる無線機を実現することが可能となる。
【００８７】
（第5の実施形態；送受信を同時に行わない無線通信システムに利用できる無線機であり、送信部の無線方式に「Translation Loop」、受信部の無線方式に「Direct-Conversion」を用い、送受信で共用できる送受信部共用直交変復調器４と送受信部共用ベースバンド低域通過フィルタ５とを用いた無線機）
図１０は本発明の第5の実施形態であって、送受信を同時に行わない無線通信システムに利用でき、送信部の無線方式に「Translation Loop」、受信部の無線方式に「Direct-Conversion」を用い、従来、送信部と受信部でそれぞれ別々に設けられていた無線部構成部品を送信部と受信部で共用した無線機である。
【００８８】
本発明の第5の実施形態は、第1の実施形態の変形例であり、第1の実施形態では、送信部の無線方式に「Direct-Conversion」を用いていたが、第5の実施形態では送信部の無線方式に「Translation Loop」を用いている場合である。
【００８９】
図中、図９と同じ符号については図９の説明を参照していただき、ここでは省略する。21は第1の受信部用低雑音増幅器、22は位相比較器、23はループフィルタ、24は電圧制御発振器である。
【００９０】
ここで電圧制御発振器24とは、入力される電圧の大きさに応じて出力する発振信号の周波数を変化させられる発振器であり、入力する電圧値を変えることにより出力する発振周波数を制御できる発振器である。
【００９１】
以下、第5の実施形態の具体的な動作を説明する。なお具体的な説明を行うに際し、無線通信システムの一例としてGSM900を挙げ、下記のような周波数構成を用いることにする。
【００９２】
【表３】
0003746209.tif 000004
【００９３】
（送信時）
デジタル信号処理部１００より、GSM900の送信ベースバンド信号が送信信号入力端子8を介して入力され、送受信部共用ベースバンド低域通過フィルタ5に入力される。
【００９４】
送受信部共用ベースバンド低域通過フィルタ5は、入力されたGSM900の送信ベースバンド信号の内、送信すべき直流成分から100kHzまでのGSM900の信号のみを通過させ、それ以外の不要な信号を除去した後、GSM900の送信ベースバンド信号を送受信部共用直交変復調器4に出力する。
【００９５】
送受信部共用直交変復調器4は、入力されたGSM900の送信ベースバンド信号を第1のシンセサイザ9より出力される第1のLO信号と乗算し、周波数がGSM900のIF周波数である95MHzの第1のIF信号に変換した後、その第1のIF信号を位相比較器22へ出力する。
【００９６】
ここで、第1のシンセサイザ9から出力される第1のLO信号の周波数は、GSM900のIF周波数である95MHzである。
【００９７】
位相比較器22には、送受信部共用直交変復調器4から入力される第1のIF信号の他に、第1の周波数変換器18から出力される第2のIF信号が入力される。
【００９８】
この第1の周波数変換器18から出力される第2のIF信号は、第1の周波数変換器18において、供給される電圧値に応じて出力するRF発振信号の周波数が変化する電圧制御発振器24から出力されるRF出力発振信号と、第2のシンセサイザ19から出力される第2のLO信号とが乗算されて、生成される。
【００９９】
ここで、から出力される第2のLO信号の周波数は、GSM900の送信RF周波数と第1のIF信号周波数との和、または差である975〜1010MHzまたは785〜820MHzである。なお、第2のLO信号周波数として、前記のどちらの周波数が使われたとしても、本発明の特許性はなんら損なわれることはない。
【０１００】
位相比較器22では、入力された前記第1のIF信号と前記第2のIF信号の位相差を検出し、位相差がある場合は、その差に応じた大きさの電圧を出力する。位相比較器22から出力された電圧はループフィルタ23を通り、電圧制御発振器24に入力される。
【０１０１】
電圧制御発振器24は、入力された電圧値に応じた発振周波数のRF発振信号を第1の周波数変換器18と、送信信号出力端子12へ出力する。
【０１０２】
（受信時）
第5の実施形態の受信時の具体的動作は、第1の実施形態の受信時の具体的な動作における、第1の送受信部共用RF利得可変増幅器3と送受信部共用ベースバンド利得可変増幅器6の動作を、それぞれ第1の受信部用低雑音増幅器21と第1の受信部用ベースバンド利得可変増幅器16が行う点のみが異なり、その他の動作は本発明の第1の実施形態と同様であるためここでは説明を省略する。
【０１０３】
以上のように、第5の実施形態では、従来、送信部と受信部でそれぞれ別々に設けられていた直交変調器および直交復調器とベースバンド用低域通過フィルタを共用することで、無線部構成部品を減らしつつも従来の無線機と同等の機能を有し、送受信を同時に行わない無線通信システムで利用できる無線機を実現することが可能となる。
【０１０４】
なお、第5の実施形態の動作説明において、送受信を同時に行わない無線通信システムの1つの例としてGSM900を取り上げたが、GSM900以外の他の無線通信システムで利用してもよい。
【０１０５】
（第6の実施形態；送受信を同時に行う無線通信システムに利用できる無線機であり、送受信部の無線方式に「Direct-Conversion」を用い、送受信部で共用できる第1の送受信部共用RF利得可変増幅器３’と送受信部共用直交変復調器４とを用いた無線機）
図１１は本発明の第6の実施形態であって、送受信を同時に行う無線通信システムに利用でき、送受信部の無線方式に「Direct-Conversion」を用い、従来、送信部と受信部でそれぞれ別々に設けられていた無線部構成部品を送信部と受信部で共用した無線機である。
【０１０６】
第6の実施形態は、第1の実施形態の変形例であり、送受信が同時に行われない無線通信システムで利用できるものであった第1の実施形態を、送受信が同時に行われる無線通信システムで利用できるようにした場合であり、受信部用RF低雑音増幅器と送信部用RF利得可変緩衝増幅器との機能を持つ第1の送受信部共用RF利得可変増幅器３’と、送信部用直交変調器と受信部用直交復調器との機能を持つ送受信部共用直交変復調器４とを送信部と受信部で共用した場合である。
【０１０７】
図中、図１又は図８と同じ符号についてはこれらの図の説明を参照していただき、ここでは省略する。３’は第1の送受信部共用RF利得可変増幅器３、25は第1の受信部用低域通過フィルタ、26は第1の送信部用低域通過フィルタ、27は送信部用ベースバンド利得可変増幅器である。
【０１０８】
ここで、第6の実施形態に用いられる第1の送受信部共用RF利得可変増幅器3’には、第1の実施形態で用いられる第1の送受信部共用RF利得可変増幅器3と異なる機能が必要となる。
【０１０９】
一般的に送受信が同時に行われる無線通信システムにおいて、無線機が送信信号を増幅する時は受信信号も増幅する必要がある。具体的に、無線機が端末側である場合を例に取ると、端末が送信RF信号の増幅が行う時は、信号の送信先である基地局が地理的に遠く離れている時であり、この時は端末が受信する基地局から送られる受信RF信号も小さくなるため、端末における受信RF信号の増幅も必要となる。すなわち、端末側における送信RF信号と受信RF信号の増幅は同時に行われる。逆に、基地局側でも同様である。
【０１１０】
すなわち、第6の実施形態に用いられる第1の送受信部共用RF利得可変増幅器3’には、送信部用RF利得可変緩衝増幅器と受信部用RF利得可変低雑音増幅器の両方の機能を兼ね備え、かつ送信および受信が同時に行われても、それらの機能を維持できる増幅器が用いられる。具体的には送信RF信号に対しては、RF利得可変緩衝増幅器としての特性である入力インピーダンスが十分に小さく、出力インピーダンスが十分大きいという特性を持ち、入力された送信RF信号をある限られた範囲内で任意の大きさに増幅できる機能が必要であり、また、同時に受信RF信号に対しては、RF低雑音増幅器としての特性である雑音指数が十分小さいという特性を持ち、入力された受信RF信号をある限られた範囲内で任意の大きさに増幅できる機能が必要となる。
【０１１１】
図１２は、第１の送受信部共用RF利得可変増幅器３’のブロック図である。第１の送受信部共用RF利得可変増幅器３’は利得可変低雑音増幅器（V-LNA）２２０とその後段のハイパスフィルタ（HPF）２３０を含む。V-LNA２２０はデジタル信号処理部１００からの制御信号に応じて利得を変化させることができる。
【０１１２】
HPF２３０は、受信信号は減衰せずに、受信信号よりも周波数帯域の低い送信信号のみを減衰させる機能を有していればよい。例えば、１次など次数の低いハイパスフィルタであれば良い。次数が低いので、遮断特性が緩やかになり、送信信号のみを減衰させることができる。
【０１１３】
したがって、第１の実施形態と同様に、送信信号については、V-LNA２２０から得られた必要以上に大きな利得を、後段である第１の送信部用RF利得可変駆動増幅器１１の最大入力電力値を超えない程度に減衰させることができる。一方、受信信号については、減衰されない。
【０１１４】
また、本発明の第6の実施形態に用いられる送受信部共用直交変復調器4には、送信部用直交変調器と受信部用直交復調器の両方の機能を兼ね備え、かつ送信ベースバンド信号と受信RF信号に対して、同時にその機能を維持することが出来る直交変復調器である。具体的には入力された送信すべきベースバンド信号をLO信号と乗算することでRF信号に周波数変換する動作を行い、入力された受信RF信号をLO信号と乗算することでベースバンド信号に周波数変換する動作を同時に行える機能が必要となる。
【０１１５】
以下、本発明の第6の実施形態の具体的な動作を説明する。なお具体的な説明を行うに際し、送受信が同時に行われる無線通信システムの一例としてW-CDMA(Wide-band Code Division Multiple Access)を挙げ、下記のような周波数構成を用いることにする。また、以下の具体的な動作の説明は送信部の動作と受信部の動作に分けて行うが、これらの送受信の動作は同時に行われる。
【０１１６】
【表４】
0003746209.tif 000005
【０１１７】
（送信部の動作）
デジタル信号処理部１００より、直流から1.92MHzまで周波数成分を持つW-CDMAの送信ベースバンド信号が送信信号入力端子8を介して入力され、第1の送信部用低域通過フィルタ26に入力される。
【０１１８】
第1の送信部用低域通過フィルタ26は、入力されたW-CDMAのベースバンド信号のうち、送信すべき直流から1.92MHzまでのW-CDMAの信号成分のみを通過させ、それ以外の不要な信号を除去した後、W-CDMAの送信ベースバンド信号を送信部用ベースバンド利得可変増幅器27に出力する。
【０１１９】
送信部用ベースバンド利得可変増幅器27は、入力されたW-CDMAの送信ベースバンド信号を任意の大きさに増幅した後、送受信部共用直交変復調器4に出力する。
【０１２０】
送受信部共用直交変復調器4は、入力されたW-CDMAの送信ベースバンド信号を第1のシンセサイザ9より出力される第1のLO信号と乗算し、周波数がW-CDMAの送信周波数である1920〜1980MHzであるRF信号に変換した後、そのW-CDMAの送信RF信号を第1の送受信部共用RF利得可変増幅器3へ出力する。
【０１２１】
ここで、から出力される第1のLO信号の周波数は、W-CDMAの送信RF周波数と同じ1920〜1980MHzである。
【０１２２】
第1の送受信部共用RF利得可変増幅器3は、入力されたW-CDMAの送信RF信号をある限られた範囲内で任意の大きさに増幅し、第1の送信部用RF帯域通過フィルタ10へ出力する。
【０１２３】
第1の送信部用RF帯域通過フィルタ10は、入力されたW-CDMAの送信RF信号のうち、周波数が1920〜1980MHzまでの送信すべきW-CDMAの信号成分のみを通過させ、それ以外の不要な信号成分を除去した後、第1の送信部用RF利得可変駆動増幅器11へ出力する。
【０１２４】
第1の送信部用RF利得可変駆動増幅器11は、入力されたW-CDMAの送信RF信号をある限られた範囲内で任意の大きさに増幅し、送信信号出力端子12を介して外部へ出力する。
【０１２５】
（受信部の動作）
W-CDMAの受信RF信号が、受信信号入力端子1を介して第1の受信部用RF帯域通過フィルタ2に入力される。
【０１２６】
第1の受信部用RF帯域通過フィルタ2は、入力された受信RF信号のうち、受信すべきW-CDMAの信号成分である周波数が2110〜2170MHzの信号成分のみを通過させ、その他の不要な信号成分を除去した後、W-CDMAの受信RF信号を第1の送受信部共用RF利得可変増幅器3へ出力する。
【０１２７】
第1の送受信部共用RF利得可変増幅器3は、入力されたW-CDMAの受信RF信号をある限られた範囲内で任意の大きさに増幅し、送受信部共用直交変復調器4へ出力する。
【０１２８】
送受信部共用直交変復調器4は、入力されたW-CDMAの受信RF信号と第1のシンセサイザ9から出力される第1のLO信号とを乗算し、ベースバンドに周波数変換した後、そのW-CDMAの受信ベースバンド信号を第1の受信部用低域通過フィルタ25へ出力する。
【０１２９】
第1の受信部用低域通過フィルタ25は、入力されたW-CDMAの受信ベースバンド信号のうち、受信すべきW-CDMAの信号成分である直流成分から1.92MHzまでの信号成分のみを通過させ、それ以外の不要な信号成分を除去した後、W-CDMAの受信ベースバンド信号を第1の受信部用ベースバンド利得可変増幅器16へ出力する。
【０１３０】
第1の受信部用ベースバンド利得可変増幅器16は、入力されたW-CDMAの受信ベースバンド信号を、ある限られた範囲内で任意の値に増幅した後、受信信号出力端子7を介してデジタル信号処理部へ出力する。
【０１３１】
以上のように、第6の実施形態では、従来、送信部と受信部でそれぞれ別々に設けられていたRF利得可変増幅器とベースバンド低域通過フィルタとベースバンド利得可変増幅器と直交変調器および直交復調器を共用することで、無線部構成部品を減らしつつも従来の無線機と同等の機能を有し、送受信が同時に行われる無線通信システムに利用できる無線機を実現することが可能となる。
【０１３２】
また、第6の実施形態の動作説明において、送受信を同時に行う無線通信システムの1つの例としてW-CDMAを取り上げたが、W-CDMA以外の他の無線通信システムで利用してもよい。
【０１３３】
（第7の実施形態；送受信を同時に行う無線通信システムに利用できる無線機であり、送受信部の無線方式に「Direct-Conversion」を用い、送受信で共用できる第2の送受信部共用RF利得可変増幅器１３’と送受信部共用直交変復調器４とを用いた無線機）
図１３は本発明の第7の実施形態であって、送受信を同時に行う無線通信システムに利用でき、送受信部の無線方式に「Direct-Conversion」を用い、従来、送信部と受信部でそれぞれ別々に設けられていた無線部構成部品を送信部と受信部で共用した無線機である。
【０１３４】
第7の実施形態は、第6の実施形態の変形例であり、第6の実施形態では、受信部用RF利得可変低雑音増幅器と送信部用RF利得可変緩衝増幅器との機能を持つ第1の送受信部共用RF利得可変増幅器３を送信部と受信部で共用していたが、第7の実施形態では、受信部用RF利得可変低雑音増幅器と送信部用RF利得可変駆動増幅器との機能を持つ第2の送受信部共用RF利得可変増幅器１３’を送信部と受信部で共用する場合である。
【０１３５】
図中、図１，図８又は図１１と同じ符号についてはこれらの図の説明を参照していただき、ここでは省略する。13’は第2の送受信部共用RF利得可変増幅器である。
【０１３６】
ここで、第7の実施形態に用いられる第2の送受信部共用RF利得可変増幅器13’には、本発明の第2の実施形態で用いられる第2の送受信部共用RF利得可変増幅器13と異なる機能が必要となる。
【０１３７】
すなわち、第7の実施形態は、第6の実施形態と同様に、送受信が同時に行われる無線通信システムで利用される無線機であるため、第2の送受信部共用RF利得可変増幅器13’には、受信部用RF利得可変低雑音増幅器と送信部用RF利得可変駆動増幅器との両方の機能を兼ね備え、かつ送信および受信が同時に行われても、それらの機能を維持できる増幅器が用いられる。具体的には送信RF信号に対しては、RF利得可変駆動増幅器として入力されたRF信号をある限られた範囲内で、後に続く無線部構成部品を駆動できるだけの任意の大きさに増幅させる特性が必要であり、また、同時に受信RF信号に対しては、RF低雑音増幅器としての特性である雑音指数が十分小さいという特性を持ち、入力された受信RF信号をある限られた範囲内で任意の大きさに増幅できる機能が必要となる。
【０１３８】
図１４は、第２の送受信部共用RF利得可変増幅器１３’のブロック図である。第２の送受信部共用RF利得可変増幅器１３’は可変減衰器（V-ATT）２１０とその後段の利得可変低雑音増幅器（V-LNA）２２０の他に、合波器２４０を含む。V-ATT２１０及びV-LNA２２０は共に、デジタル信号処理部１００からの制御信号に応じて減衰量及び利得を変化させることができる。
【０１３９】
送信信号は、V-ATT２１０を経由して合波器２４０に入り、一方、受信信号は、受信信号入力端子から直接、合波器２４０に入る。そして、合波器２４０で合波された送信信号及び受信信号がV-LNA２２０に入る。
【０１４０】
したがって、第２の実施形態と同様に、送信信号については、前段である送信部用RF緩衝増幅器１４から得られた、利得可変低雑音増幅器２２０の最大入力電力値を超えるような大きなレベルの信号を、利得可変低雑音増幅器２２０の最大入力電力値を超えない程度に減衰させることができる。一方、受信信号については、減衰されない。
【０１４１】
また、第7の実施形態に用いられる送受信部共用直交変復調器4には、第6の実施形態で用いられる送受信部共用直交変復調器4と同様な特性が必要となる。
【０１４２】
第7の実施形態の具体的な動作は、前記第６の実施形態の具体的な動作において、第1の送受信部共用RF利得可変増幅器3の送信部における動作と第1の送信部用RF利得可変駆動増幅器11の行う動作が、それぞれ第７の実施形態の送信部用RF緩衝増幅器14と第2の送受信部共用RF利得可変増幅器13の送信部における動作になるという点以外は、第6の実施形態と同様であるため、ここでは省略する。
【０１４３】
以上のように、第7の実施形態では、従来、送信部と受信部でそれぞれ別々に設けられていたRF利得可変増幅器と直交変調器および直交復調器を共用することで、無線部構成部品を減らしつつも従来の無線機と同等の機能を有し、送受信が同時に行われる無線通信システムに利用できる無線機を実現することが可能となる。
【０１４４】
また、第7の実施形態の動作説明において、送受信を同時に行う無線通信システムの1つの例としてW-CDMAを取り上げたが、W-CDMA以外の他の無線通信システムで利用してもよい。
【０１４５】
（第8の実施形態；送受信を同時に行う無線通信システムに利用できる無線機であり、送信部の無線方式に「Super-Heterodyne」を用い、受信部の無線方式に「Direct-Conversion」を用い、送受信部で共用できる送受信部共用RF/IF利得可変増幅器と送受信部共用直交変復調器とを用いた無線機）
図１５は本発明の第8の実施形態であって、送受信を同時に行う無線通信システムに利用でき、送信部の無線方式に「Super-Heterodyne」を用い、受信部の無線方式に「Direct-Conversion」を用い、従来、送信部と受信部でそれぞれ別々に設けられていた無線部構成部品を送信部と受信部で共用した無線機である。
【０１４６】
第8の実施形態は、第6の実施形態の変形例であり、第6の実施形態では、「Direct-Conversion」であった送信部の無線方式を「Super-Heterodyne」とした場合である。
【０１４７】
図中、図８又は図１１と同じ符号についてはこれらの図の説明を参照していただき、ここでは省略する。
【０１４８】
ここで、第8の実施形態に用いられる送受信部共用RF/IF利得可変増幅器15は、第3の実施形態でも用いられるが、第8の実施形態で用いられる場合は、第3の実施形態の場合と異なる機能が必要となる。
【０１４９】
すなわち、第8の実施形態は、第6の実施形態と同様に、送受信が同時に行われる無線通信システムで利用される無線機であるため、送受信部共用RF/IF利得可変増幅器15には、受信部用RF利得可変低雑音増幅器と送信部用IF利得可変増幅器との両方の機能を兼ね備え、かつ送信および受信が同時に行われても、それらの機能を維持できる増幅器が用いられる。具体的には送信IF信号に対しては、IF利得可変増幅器として入力されたIF信号をある限られた範囲内で任意の大きさに増幅させる特性を持ち、また、同時に受信RF信号に対しては、RF低雑音増幅器としての特性である雑音指数が十分小さいという特性を持ち、入力された受信RF信号をある限られた範囲内で任意の大きさに増幅できる機能が必要となる。
【０１５０】
また、第1のシンセサイザ9には、第6の実施形態で用いられる場合と異なる機能が必要となる。すなわち、受信RF信号の周波数変換にはRF周波数のLO信号が必要となり、送信ベースバンド信号にはIF周波数のLO信号が必要となり、これらのLO信号は同時に必要とされる。一例として、異なる周波数帯のLO信号を発振させるデュアルモード発振器が挙げられる。
【０１５１】
また、本発明の第8の実施形態に用いられる送受信部共用直交変復調器4には、第6の実施形態で用いられる場合と異なる特性が求められる。すなわち、第8の実施形態では、送信ベースバンド信号と第1のシンセサイザ9から出力されるIF周波数の第1のLO信号との乗算と、受信RF信号と第1のシンセサイザ9から出力されるRF周波数の第3のLO信号との乗算を同時に行うという機能が必要になる。
【０１５２】
以下、第8の実施形態の具体的な動作を説明する。なお具体的な説明を行うに際し、送受信が同時に行われる無線通信システムの一例としてW-CDMAを挙げ、下記のような周波数構成を用いることにする。また、以下の具体的な動作の説明は送信部の動作と受信部の動作に分けて行うが、これらの送受信の動作は同時に行われる。
【０１５３】
【表５】
0003746209.tif 000006
【０１５４】
(送信部の動作)
デジタル信号処理部１００より、直流から1.92MHzまで周波数成分を持つW-CDMAの送信ベースバンド信号が送信信号入力端子8を介して入力され、第1の送信部用低域通過フィルタ26に入力される。
【０１５５】
第1の送信部用低域通過フィルタ26は、入力されたW-CDMAのベースバンド信号のうち、送信すべき直流から1.92MHzまでのW-CDMAの信号成分のみを通過させ、それ以外の不要な信号を除去した後、W-CDMAの送信ベースバンド信号を送受信部共用直交変復調器4に出力する。
【０１５６】
送受信部共用直交変復調器4は、入力されたW-CDMAの送信ベースバンド信号を第1のシンセサイザ9より出力される第1のLO信号と乗算し、周波数がW-CDMAの送信IF周波数である380MHzのIF信号に変換した後、そのW-CDMAの送信IF信号を送受信部共用RF/IF利得可変増幅器15へ出力する。
【０１５７】
ここで、第1のシンセサイザ9から出力される第1のLO信号の周波数は、W-CDMAの送信IF周波数と同じ380MHzである。
【０１５８】
送受信部共用RF/IF利得可変増幅器15は、入力されたW-CDMAの送信IF信号をある限られた範囲内で任意の大きさに増幅し、送信部用IF帯域通過フィルタ17へ出力する。
【０１５９】
送信部用IF帯域通過フィルタ17は、入力されたW-CDMAの送信IF信号のうち、周波数が380MHz±1.92MHzの送信すべきW-CDMAのIF信号成分のみを通過させ、それ以外の不要な信号成分を除去した後、第1の周波数変換器18へ出力する。
【０１６０】
第1の周波数変換器18は、入力されたW-CDMAの送信IF信号と第2のシンセサイザ19から出力される第2のLO信号とを乗算し、周波数が1920〜1980MHzまでの送信すべきW-CDMAの送信RF信号を第1の送信部用RF帯域通過フィルタ10へ出力する。
【０１６１】
ここで、第2のシンセサイザ19から出力される第2のLO信号の周波数は、W-CDMAの送信RF周波数と送信IF周波数との和、または差の大きさである、2300〜2360MHzまたは1540〜1600MHzである。なお、第2のLO信号周波数として、前記のどちらの周波数が使われたとしてもよい。
【０１６２】
第1の送信部用RF帯域通過フィルタ10は、入力されたW-CDMAの送信RF信号のうち、周波数が1920〜1980MHzまでの送信すべきW-CDMAの信号成分のみを通過させ、それ以外の不要な信号成分を除去した後、第1の送信部用RF利得可変駆動増幅器11へ出力する。
【０１６３】
第1の送信部用RF利得可変駆動増幅器11は、入力されたW-CDMAの送信RF信号をある限られた範囲内で任意の大きさに増幅し、送信信号出力端子12を介して外部へ出力する。
【０１６４】
(受信部の動作)
第8の実施形態における受信部の動作は、第6の実施形態における受信部の動作において、第1の送受信部共用RF利得可変増幅器3の動作を送受信部共用RF/IF利得可変増幅器15が行う点のみ異なり、その他の動作は第6の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１６５】
以上のように、第8の実施形態では、従来、送信部と受信部でそれぞれ別々に設けられていたRF利得可変増幅器と直交変調器および直交復調器を共用することで、無線部構成部品を減らしつつも従来の無線機と同等の機能を有し、送受信が同時に行われる無線通信システムに利用できる無線機を実現することが可能となる。
【０１６６】
また、第8の実施形態の動作説明において、送受信を同時に行う無線通信システムの1つの例としてW-CDMAを取り上げたが、W-CDMA以外の他の無線通信システムで利用してもよい。
【０１６７】
（第9の実施形態；送受信を同時に行う無線通信システムに利用できる無線機であり、送信部の無線方式に「Super-Heterodyne」を用い、受信部の無線方式に「Direct-Conversion」を用い、送受信部で共用できる第2の送受信部共用RF利得可変増幅器１３と送受信部共用直交変復調器４とを用いた無線機）
図１６は本発明の第9の実施形態であって、送受信を同時に行う無線通信システムに利用でき、送信部の無線方式に「Super-Heterodyne」を用い、受信部の無線方式に「Direct-Conversion」を用い、従来、送信部と受信部でそれぞれ別々に設けられていた無線部構成部品を送信部と受信部で共用した無線機である。
【０１６８】
第9の実施形態は、第8の実施形態の変形例であり、第8の実施形態では、受信部用RF低雑音増幅器と送信部用IF利得可変増幅器との機能を持つ送受信部共用RF/IF利得可変増幅器１５を送信部と受信部で共用していたが、第9の実施形態では、受信部用RF低雑音増幅器と送信部用RF利得可変駆動増幅器との機能を持つ第2の送受信部共用RF利得可変増幅器１３を送信部と受信部で共用する場合である。
【０１６９】
図中、図８又は図１１と同じ符号についてはこれらの図の説明を参照していただき、ここでは省略する。
【０１７０】
ここで、第9の実施形態に用いられる第2の送受信部共用RF利得可変増幅器13は、第4の実施形態でも用いられるが、第9の実施形態で用いられる場合は、本発明の第4の実施形態の場合と異なる機能が必要となる。
【０１７１】
すなわち、第9の実施形態は、第6の実施形態と同様に、送受信が同時に行われる無線通信システムで利用される無線機であるため、第2の送受信部共用RF利得可変増幅器13には、受信部用RF利得可変低雑音増幅器と送信部用RF利得可変駆動増幅器との両方の機能を兼ね備え、かつ送信および受信が同時に行われても、それらの機能を維持できる増幅器が用いられる。具体的には送信RF信号に対しては、RF利得可変駆動増幅器として入力されたRF信号をある限られた範囲内で、後ろに続く無線部構成部品を駆動できるだけの任意の大きさに増幅させる機能が必要となり、また、同時に受信RF信号に対しては、RF低雑音増幅器としての特性である雑音指数が十分小さいという特性を持ち、入力された受信RF信号をある限られた範囲内で任意の大きさに増幅できる機能が必要となる。
【０１７２】
また、第1のシンセサイザ9には、第8の実施形態で用いられる場合と同様に、LO信号としてRF周波数とIF周波数のLO信号を同時に出力できる機能が必要となる。
【０１７３】
また、第9の実施形態に用いられる送受信部共用直交変復調器4には、第8の実施形態で用いられる場合と同様に、送信ベースバンド信号と第1のシンセサイザ9から出力されるIF周波数のLO信号との乗算と、受信RF信号と第1のシンセサイザ9から出力されるRF周波数のLO信号との乗算を同時に行うという機能が必要になる。
【０１７４】
第9の実施形態の具体的な動作は、前記第8の実施形態の具体的な動作において、送受信部共用RF/IF利得可変増幅器15が送信時に行う動作と第1の送信部用RF利得可変駆動増幅器11の行う動作を、第９の実施形態の送信部用IF利得可変増幅器20と第2の送受信部共用RF利得可変増幅器13が送信時に行うという点以外は、第8の実施形態と同様であるため、ここでは省略する。
【０１７５】
第9の実施形態では、第8の実施形態と同様に、無線部構成部品を減らしつつも従来の無線機と同等の機能を有し、送受信を同時に行わない無線通信システムで利用できる無線機を実現することが可能となる。
【０１７６】
また、第9の実施形態の動作説明においても、送受信を同時に行う無線通信システムの1つの例としてW-CDMAを取り上げたが、W-CDMA以外の他の無線通信システムで利用してもよい。
【０１７７】
（第１０の実施形態；複数の無線通信システムに利用できる無線機であり、送信部の無線方式として「Direct-Conversion」か「Super-Heterodyne」か「Translation Loop」かを選択でき、受信部の無線方式に「Direct-Conversion」を用い、送受信部で共用できる第2の送受信部共用のRF/IF利得可変増幅器３２と送受信部共用直交変復調器４と送受信部共用ベースバンド帯域可変低域通過フィルタ３４と送受信部共用ベースバンド利得可変増幅器６を用いた無線機）
図１７は本発明の第１０の実施形態であって、複数の無線通信システムに利用でき、送信部の無線方式として「Direct-Conversion」か「Super-Heterodyne」か「Translation Loop」かを選択でき、受信部の無線方式として「Direct-Conversion」を用い、従来、送信部と受信部でそれぞれ別々に設けられていた無線部構成部品を送信部と受信部で共用した無線機である。
【０１７８】
第10の実施形態は、第1の実施形態の変形例であり、第1の実施形態では、送受信を同時に行わない1つの無線通信システムのみに利用できる無線機であったが、第10の実施形態は送受信を同時に行う行わないに拠らず、少なくとも3つ以上の無線通信システムに利用できる無線機である。
【０１７９】
本発明の第10の実施形態の特徴は、複数の無線通信システムで利用できる送信部および受信部を持ち、かつ送信部と受信部で第2の送受信部共用のRF/IF利得可変増幅器３２と送受信部共用直交変復調器４と送受信部共用ベースバンド帯域可変低域通過フィルタ３４と送受信部共用ベースバンド利得可変増幅器６を共用することである。
【０１８０】
図中、図１乃至図１７と同じ符号についてはこれらの図の説明を参照していただき、ここでは省略する。28は第1の受信信号切り換え手段、29は第2の受信部用RF帯域通過フィルタ、30は第3の受信部用RF帯域通過フィルタ、31は第2の受信信号切り換え手段、32は第2の送受信部共用のRF/IF利得可変増幅器、33は受信部用RF帯域通過フィルタと信号伝送路とそれらの切り換え手段を備えたユニット、34は送受信部共用ベースバンド帯域可変低域通過フィルタ、35は第1の送信ベースバンド信号切り換え手段、36は第2の送信ベースバンド信号切り換え手段、37は第1の送信信号切り分け手段、38は第2の送信信号切り分け手段、39はRF送信信号切り換え手段である。
【０１８１】
ここで、第2の送受信部共用のRF/IF利得可変増幅器32は、IF信号からRF信号までをある限られた範囲内で任意の大きさに増幅でき、かつ送受信を同時に行う無線通信システムにおいて送信信号と受信信号が同時に入力された場合でも、前記動作を同時かつ正常に行う機能を有する。
【０１８２】
また、送受信部共用直交変復調器4は、入力されたベースバンド信号をIFまたはRF信号に周波数変換し、また入力されたIFまたはRF信号をベースバンド信号に周波数変換し、かつ送受信を同時に行う無線通信システムで用いた場合には、同時に入力される入力信号に対し、前記動作を同時かつ正常に行える機能を有する。
【０１８３】
また、送受信部共用ベースバンド帯域可変低域通過フィルタ34は、入力されたベースバンド信号のうち、必要な信号成分のみ通過させ、その他の不要な信号成分を除去する機能を有する。
【０１８４】
また、送受信部共用ベースバンド利得可変増幅器6は、入力されたベースバンド信号をある限られた範囲内で任意の大きさに増幅する機能を有する。
【０１８５】
また、受信部用RF帯域通過フィルタと信号伝送路とそれらの切り換え手段を備えたユニット33とは、受信部用RF帯域通過フィルタと信号伝送路とそれらの切り換え手段を備え、利用する無線通信システムが受信部用RF帯域通過フィルタを必要とする場合は、信号を受信部用RF帯域通過フィルタに通し、必要としない場合は、信号伝送路に通すという動作をするユニットである。
【０１８６】
以下、第10の実施形態の具体的な動作を説明する。なお具体的な説明を行うに際し、無線通信システムの例として、無線方式に「Translation Loop」を用いる無線通信システムにGSM900、「Direct-Conversion」を用いる無線通信システムにPHS、「Super-Heterodyne」を用いる無線通信システムにW-CDMAを挙げ、下記のような周波数構成を用いることにする。
【０１８７】
また、W-CDMAは送受信が同時に行われる無線通信システムであり、GSM900とPHSは送受信が同時に行われない無線システムである。
【０１８８】
【表６】
0003746209.tif 000007
【０１８９】
（１）GSM900で用いる場合
(送信部の動作)
デジタル信号処理部１００より、送信すべきGSM900の送信ベースバンド信号が送信信号入力端子8を介して第1の送信ベースバンド信号切り換え手段35へ入力される。
【０１９０】
第1の送信ベースバンド信号切り換え手段35は、入力された信号が送受信を同時に行う無線通信システムの信号である場合、入力された信号を第1の送信部用低域通過フィルタ26に出力し、送受信を同時に行わない無線通信システムの信号である場合、送受信部共用ベースバンド帯域可変低域通過フィルタ34に出力する。
【０１９１】
今、第1の送信ベースバンド信号切り換え手段35に入力された信号は、送受信を同時に行わないGSM900の送信ベースバンド信号であるため、第1の送信ベースバンド信号切り換え手段35は、入力されたGSM900の送信ベースバンド信号を送受信部共用ベースバンド帯域可変低域通過フィルタ34へ出力する。
【０１９２】
送受信部共用ベースバンド帯域可変低域通過フィルタ34は、入力されたGSM900の送信ベースバンド信号のうち、送信すべきGSM900の送信信号である、直流成分から100kHzまでの信号のみ通過させ、それ以外の不要な信号は除去し、送受信部共用ベースバンド利得可変増幅器6へ出力する。
【０１９３】
送受信部共用ベースバンド利得可変増幅器6は、入力されたGSM900の送信ベースバンド信号をある限られた範囲内で任意の大きさに増幅し、第2の送信ベースバンド信号切り換え手段36へ出力する。
【０１９４】
第2の送信ベースバンド信号切り換え手段36は、送受信部共用ベースバンド利得可変増幅器6または第1の送信部用低域通過フィルタ26から入力された送信ベースバンド信号を送受信部共用直交変復調器4へ出力する。
【０１９５】
送受信部共用直交変復調器4は、入力されたGSM900の送信ベースバンド信号と第1のシンセサイザ9から出力される第1のLO信号とを乗算し、周波数が95MHzであるGSM900の第1のIF信号を生成し、第1の送信信号切り分け手段37に出力する。
【０１９６】
ここで、第1のシンセサイザ9から出力される第1のLO信号の周波数は、GSM900のIF周波数である95MHzである。
【０１９７】
第1の送信信号切り分け手段37は、入力された信号が「Translation Loop」を用いる無線通信システムの信号か、「Super-Heterodyne」または「Direct-Conversion」を用いる無線通信システムの信号かによって、入力された信号を位相比較器22または第2の送受信部共用のRF/IF利得可変増幅器32に出力する。
【０１９８】
今、入力された信号はGSM900の第1の送信IF信号であるため第1の送信信号切り分け手段37は入力された信号を位相比較器22へ出力するように動作する。
【０１９９】
位相比較器22には、前記第1の送信信号切り分け手段37からのGSM900の第1の送信IF信号の他に、第1の周波数変換器18から出力される第2のIF信号が入力される。
【０２００】
ここで、第2のIF信号とは、第1の周波数変換器18にて電圧制御発振器24から出力されるRF発振信号と第2のシンセサイザ19から出力される第2のLO信号との乗算により生成されるIF信号である。
【０２０１】
また、第2のシンセサイザ19から出力される第2のLO信号の周波数は、GSM900の送信RF周波数である880〜915MHzよりIF周波数の95MHzだけ高いまたは低い周波数である、975〜1010MHzまたは785〜820MHzである。
【０２０２】
ここで、第2のLO信号の周波数として前記どちらの周波数が使われたとしてもよい。
【０２０３】
位相比較器22は、入力された前記第1の送信IF信号と第2のIF信号の位相差を検出し、その差に応じた電圧をループフィルタ23を介して電圧制御発振器24へ出力する。
【０２０４】
電圧制御発振器24は、入力された電圧の大きさに応じた発振周波数のRF発振信号をRF送信信号切り換え手段39に出力する。
【０２０５】
RF送信信号切り換え手段39は、入力されたRF発振信号を送信信号出力端子12を介して外部へ出力する。
【０２０６】
(受信部の動作)
受信信号入力端子1を介して入力された周波数915〜960MHzのGSM900の受信RF信号は、第1の受信信号切り換え手段28に入力される。
【０２０７】
第1の受信信号切り換え手段28は、入力された受信RF信号が何の無線通信システムの信号なのかにより信号を切り分け、第1の受信部用RF帯域通過フィルタ2か第2の受信部用RF帯域通過フィルタ29か第3の受信部用RF帯域通過フィルタ30にその受信RF信号を出力する。
【０２０８】
今、仮に第1の受信部用RF帯域通過フィルタ2がGSM900用、第2の受信部用RF帯域通過フィルタ29がPHS用、第3の受信部用RF帯域通過フィルタ30がW-CDMA用のRF帯域通過フィルタであるとすると、GSM900の受信RF信号を第1の受信部用RF帯域通過フィルタ2に出力するように動作する。
【０２０９】
第1の受信部用RF帯域通過フィルタ2は、入力された受信RF信号のうち、受信すべきGSM900の受信RF信号である周波数915MHz〜960MHzまでの信号を通過させ、それ以外の不要な信号成分を除去し、第2の受信信号切り換え手段31を介して第2の送受信部共用のRF/IF利得可変増幅器32へ出力する。
【０２１０】
第2の送受信部共用のRF/IF利得可変増幅器32は、入力されたGSM900の受信RF信号をある範囲内で任意の大きさに増幅し、受信部用RF帯域通過フィルタと信号伝送路とそれらの切り換え手段を備えたユニット33へ出力する。
【０２１１】
受信部用RF帯域通過フィルタと信号伝送路とそれらの切り換え手段を備えたユニット33は、入力された受信RF信号が受信部用RF帯域通過フィルタを必要とするか、そうでないかにより、受信RF信号の伝送路を切り換える。
【０２１２】
今、GSM900は受信部用RF帯域通過フィルタと信号伝送路とそれらの切り換え手段を備えたユニット33内の受信部用RF帯域通過フィルタを必要としない無線通信システムであるとすると、受信部用RF帯域通過フィルタと信号伝送路とそれらの切り換え手段を備えたユニット33は入力された受信RF信号が伝送路を通るように動作し、信号を送受信部共用直交変復調器4に入力する。
【０２１３】
送受信部共用直交変復調器4は、入力されたGSM900の受信RF信号と第1のシンセサイザ9から出力される第1のLO信号とを乗算し、GSM900の受信ベースバンド信号を送受信部共用ベースバンド帯域可変低域通過フィルタ34に出力する。
【０２１４】
ここで、第1のLO信号の周波数は、受信RF信号の周波数と同じ915〜960MHzである。
【０２１５】
送受信部共用ベースバンド帯域可変低域通過フィルタ34は、入力された受信ベースバンド信号のうち、受信すべきGSM900の信号成分である、直流成分から100kHzまでの信号成分のみを通過させ、その他の不要な信号成分は除去し、送受信部共用ベースバンド利得可変増幅器6へ出力する。
【０２１６】
送受信部共用ベースバンド利得可変増幅器6に入力された受信ベースバンド信号を、ある範囲内で任意の大きさに増幅し、受信信号出力端子7を介してデジタル信号処理部へ出力する。
【０２１７】
（２）PHSで用いる場合
(送信部の動作)
デジタル信号処理部１００よりPHSの送信ベースバンド信号が、送信信号入力端子8を介して第1の送信ベースバンド信号切り換え手段35に入力される。
【０２１８】
PHSは送受信を同時に行わない無線通信システムであるため、第1の送信ベースバンド信号切り換え手段35は、入力されたPHSの送信ベースバンド信号を送受信部共用ベースバンド帯域可変低域通過フィルタ34へ出力する。
【０２１９】
送受信部共用ベースバンド帯域可変低域通過フィルタ34は、入力された送信ベースバンド信号のうち、直流成分から192kHzまでの送信すべきPHSの送信ベースバンド信号を通過させ、その他の不要な信号成分は除去し、送受信部共用ベースバンド利得可変増幅器6へ出力する。
【０２２０】
送受信部共用ベースバンド利得可変増幅器6は、入力されたPHSの送信ベースバンド信号をある範囲内で任意の大きさに増幅した後、第2の送信ベースバンド信号切り換え手段36を介して送受信部共用直交変復調器4へ出力する。
【０２２１】
送受信部共用直交変復調器4は、入力されたPHSの送信ベースバンド信号と第1のシンセサイザ9から出力される第1のLO信号とを乗算し、PHSの送信RF信号を生成し、第1の送信信号切り分け手段37を介して第2の送受信部共用のRF/IF利得可変増幅器32へ出力する。
【０２２２】
ここで、第1のLO信号の周波数は、PHSの送信RF周波数と同じ1894〜1919MHzである。
【０２２３】
第2の送受信部共用のRF/IF利得可変増幅器32は、入力されたPHSの送信RF信号をある範囲内で任意の大きさに増幅し、第2の送信信号切り分け手段38を介して第1の送信部用RF帯域通過フィルタ10に出力する。
【０２２４】
第1の送信部用RF帯域通過フィルタ10は、入力されたPHSの送信RF信号のうち、周波数が1894〜1919MHzの送信すべきPHSの送信RF信号成分のみを通過させ、その他の不要な信号成分は除去し、RF送信信号切り換え手段39、送信信号出力端子12を介して、外部へ出力する。
【０２２５】
(受信部の動作)
PHSで利用する場合の受信部の動作は、前記GSM900の受信部の動作の説明において、GSM900用の第1の受信部用RF帯域通過フィルタ2をPHS用の第2の受信部用RF帯域通過フィルタ29とし、送受信部共用直交変復調器4に入力される第1のシンセサイザ9から出力される第1のLO信号の周波数をPHSの周波数である1894〜1919MHzとし、送受信部共用ベースバンド帯域可変低域通過フィルタ34の信号通過帯域の周波数が直流成分から192kHzとした場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０２２６】
（３）W-CDMAで用いる場合
(送信部の動作)
デジタル信号処理部１００より、送信すべきW-CDMAのベースバンド信号が送信信号入力端子8を介して第1の送信ベースバンド信号切り換え手段35に入力される。
【０２２７】
W−CDMAは、送受信を同時に行う無線通信システムであるため、第1の送信ベースバンド信号切り換え手段35は、入力されたW-CDMAの送信ベースバンド信号を第1の送信部用低域通過フィルタ26へ出力する。
【０２２８】
第1の送信部用低域通過フィルタ26は、入力されたW-CDMAの送信ベースバンド信号のうち、周波数が直流成分から1.92MHzの送信すべきW-CDMAの信号成分のみを通過させ、それ以外の不要な信号成分は除去し、第2の送信ベースバンド信号切り換え手段36を介し、送受信部共用直交変復調器4に出力する。
【０２２９】
送受信部共用直交変復調器4は、入力されたW-CDMAの送信ベースバンド信号と第1のシンセサイザ9から出力される第1のLO信号とを乗算し、W-CDMAの送信IF信号を生成し、第1の送信信号切り分け手段37を介して第2の送受信部共用のRF/IF利得可変増幅器32に出力する。
【０２３０】
ここで、第1のLO信号の周波数は、W-CDMAのIF信号周波数である380MHzである。
【０２３１】
第2の送受信部共用のRF/IF利得可変増幅器32は、入力されたW-CDMAの送信IF信号をある範囲内で任意の大きさに増幅した後、第2の送信信号切り分け手段38を介して送信部用IF帯域通過フィルタ17に入力する。
【０２３２】
送信部用IF帯域通過フィルタ17は、入力されたW-CDMAの送信IF信号のうち、周波数が380±1.92MHzの送信すべきW-CDMAの送信IF信号のみ通過させ、その他の不要な信号は除去し、第1の周波数変換器18へ出力する。
【０２３３】
第1の周波数変換器18は、入力されたW-CDMAの送信IF信号と第2のシンセサイザ19から出力される第2のLO信号とを乗算し、W-CDMAの送信RF信号を生成し、RF送信信号切り換え手段39、送信信号出力端子12を介して外部へ出力する。
【０２３４】
ここで、第2のLO信号の周波数は、W-CDMAの送信RF周波数である1920〜1980MHzから380MHz高いまたは低い周波数である、2300〜2360MHzまたは1540〜1600MHzである。なお、第2のLO信号の周波数に前記どちらの周波数を用いたとしてもよい。
【０２３５】
(受信部の動作)
W-CDMAで利用している時の受信部の動作は、前記GSM900の受信部の動作の説明において、GSM900用の第1の受信部用RF帯域通過フィルタ2をW-CDMA用の第3の受信部用RF帯域通過フィルタ30とし、受信部用RF帯域通過フィルタと信号伝送路とそれらの切り換え手段を備えたユニット33において受信部用RF帯域通過フィルタを通過し、第1のシンセサイザ9から出力される第1のLO信号の周波数がW-CDMAの送信RF周波数である1920〜1980MHzであり、送受信部共用ベースバンド帯域可変低域通過フィルタ34の通過帯域が直流成分から1.92MHzまでの周波数になること以外は、GSM900の受信部の動作と同様であるために、ここでは説明を省略する。
【０２３６】
本発明の第10の実施形態では、送信部と受信部で無線部構成部品を共用することで、無線部構成部品を減らしつつも従来の無線機と同等の機能を有し、複数の無線通信システムで利用できる無線機を実現することが可能となる。
【０２３７】
また、本発明の第10の実施形態の動作説明において、無線方式に「Translation Loop」を用いる無線通信システムにGSM900、「Direct-Conversion」を用いる無線通信システムにPHS、「Super-Heterodyne」を用いる無線通信システムにW-CDMAを挙げたが、これ以外の無線方式と無線通信システムの組み合わせであってもよい。
【０２３８】
尚、上述した切り換え手段２８，３１，３３及び３５〜３９はデジタル信号処理部１００からの制御信号に応じて切り換えを行っている。
【０２３９】
（第１１の実施形態；複数の無線通信システムに利用できる無線機であり、送信部の無線方式として「Direct-Conversion」か「Super-Heterodyne」か「Translation Loop」かを選択でき、受信部の無線方式に「Direct-Conversion」を用い、送受信部で共用できる送受信部共用帯域可変RF帯域通過フィルタ40と第2の送受信部共用のRF/IF利得可変増幅器32と送受信部共用直交変復調器4と送受信部共用ベースバンド帯域可変低域通過フィルタ34と送受信部共用ベースバンド利得可変増幅器6を用いた無線機）
図１８は本発明の第１１の実施形態であって、複数の無線通信システムに利用でき、送信部の無線方式として「Direct-Conversion」か「Super-Heterodyne」か「Translation Loop」かを選択でき、受信部の無線方式として「Direct-Conversion」を用い、従来、送信部と受信部でそれぞれ別々に設けられていた無線部構成部品を送信部と受信部で共用した無線機である。
【０２４０】
第１１の実施形態は、第１０の実施形態の変形例であり、第10の実施形態で用いていた、第1の受信部用RF帯域通過フィルタ2、第2の受信部用RF帯域通過フィルタ29、第3の受信部用RF帯域通過フィルタ30、第1の送信部用RF帯域通過フィルタ10の代わりに送受信部共用帯域可変RF帯域通過フィルタ40を用い、受信部用RF帯域通過フィルタと信号伝送路とそれらの切り換え手段を備えたユニット33の代わりに受信部用帯域可変RF帯域通過フィルタ41を用いた場合である。
【０２４１】
第10の実施形態の特徴は、無線部構成部品の数を減らすために、送信部と受信部で共用できる送受信部共用帯域可変RF帯域通過フィルタ４０を用いた点である。
【０２４２】
この送受信部共用帯域可変RF帯域通過フィルタ４０とは、通過させる信号の周波数および帯域幅をある範囲内で任意の大きさに変えることが可能であるフィルタである。
【０２４３】
図中、図１６と同じ符号についてはこれらの図の説明を参照していただき、ここでは省略する。40は送受信部共用帯域可変RF帯域通過フィルタ、41は受信部用帯域可変RF帯域通過フィルタである。
【０２４４】
ここで、第11の実施形態に用いられる送受信部共用帯域可変RF帯域通過フィルタ40は、デジタル信号処理部１００からの制御信号に応じて、前記のように通過帯域の中心周波数および帯域幅をある範囲内で任意の大きさに調整することが可能である。
【０２４５】
また、受信部用帯域可変RF帯域通過フィルタ41は、デジタル信号処理部１００からの制御信号に応じて、入力された受信RF信号に対し、その入力された信号から不要な信号を除去する必要がある場合は、不要な信号を除去する帯域通過フィルタとして動作し、不要な信号を除去する必要がない場合はそのまま信号を通過させるように動作する。
【０２４６】
第11の実施形態の具体的な動作は、受信部の動作については、第10の実施形態の動作において第1の受信信号切り換え手段28と第1の受信部用RF帯域通過フィルタ2と第2の受信部用RF帯域通過フィルタ29と第3の受信部用RF帯域通過フィルタ30と第2の受信信号切り換え手段31と第1の送信部用RF帯域通過フィルタ10との動作を送受信部共用帯域可変RF帯域通過フィルタ40が行い、受信部用RF帯域通過フィルタと信号伝送路とそれらの切り換え手段を備えたユニット33の動作を受信部用帯域可変RF帯域通過フィルタ41が行った場合に等しく、また送信部の動作については、第1の送信部用RF帯域通過フィルタ10の動作を送受信部共用帯域可変RF帯域通過フィルタ40が行う場合に等しいため、ここでは説明の省略する。
【０２４７】
第11の実施形態では、第10の実施形態と同様に、無線部構成部品を減らしつつも従来の無線機と同等の機能を有し、複数の無線通信システムで利用できる無線機を実現することが可能となる。
【０２４８】
また、第11の実施形態の動作説明においても、第10の実施形態の場合と同様に、これ以外の無線方式と無線通信システムの組み合わせであってもよい。
【０２４９】
【発明の効果】
本発明によれば、無線機の送信部と受信部の部品を共通化でき、小型で軽量な無線送受信機を提供することができ、特に、複数の無線通信システムで利用できるマルチモードの無線送受信機でありながら、小型で軽量なマルチモード無線送受信機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施形態に係る無線送受信機であり、送受信が同時に行われない無線通信システムで利用でき、送受信部の無線方式に「Direct-Conversion」を用い、送信部と受信部でRF利得可変増幅器と直交変調器とベースバンド低域通過フィルタとベースバンド利得可変増幅器とを共用した無線機のブロック図。
【図２】  第１の送受信部共用RF利得可変増幅器３のブロック図。
【図３】  送受信部共用ベースバンド低域通過フィルタ5のブロック図。
【図４】  図３の変形例を示す図。
【図５】  図３の別の変形例を示す図。
【図６】  本発明の第２の実施形態に係る無線送受信機であり、送受信が同時に行われない無線通信システムで利用でき、送受信部の無線方式に「Direct-Conversion」を用い、送信部と受信部でRF利得可変増幅器と直交変調器とベースバンド低域通過フィルタとベースバンド利得可変増幅器とを共用した無線機のブロック図。
【図７】  第２の送受信部共用RF利得可変増幅器１３のブロック図。
【図８】  本発明の第３の実施形態に係る無線送受信機であり、送受信が同時に行われない無線通信システムで利用でき、送信部の無線方式に「Super-Heterodyne」、受信部の無線方式に「Direct-Conversion」を用い、送信部と受信部でRF/IF利得可変増幅器と直交変調器とベースバンド低域通過フィルタとを共用した無線機のブロック図。
【図９】  本発明の第４の実施形態に係る無線送受信機であり、送受信が同時に行われない無線通信システムで利用でき、送信部の無線方式に「Super-Heterodyne」、受信部の無線方式に「Direct-Conversion」を用い、送信部と受信部でRF利得可変増幅器と直交変調器とベースバンド低域通過フィルタとを共用した無線機のブロック図。
【図１０】  本発明の第５の実施形態に係る無線送受信機であり、送受信が同時に行われない無線通信システムで利用でき、送信部の無線方式に「Translation Loop」、受信部の無線方式に「Direct-Conversion」を用い、送信部と受信部で直交変調器とベースバンド低域通過フィルタとを共用した無線機のブロック図。
【図１１】  本発明の第６の実施形態に係る無線送受信機であり、送受信が同時に行われる無線通信システムで利用でき、送受信部の無線方式に「Direct-Conversion」を用い、送信部と受信部で、RF利得可変増幅器と直交変調器とを共用した無線機のブロック図。
【図１２】  第１の送受信部共用RF利得可変増幅器３’のブロック図。
【図１３】  本発明の第７の実施形態に係る無線送受信機であり、送受信が同時に行われる無線通信システムで利用でき、送受信部の無線方式に「Direct-Conversion」を用い、送信部と受信部で、RF利得可変増幅器と直交変調器とを共用した無線機のブロック図。
【図１４】  第２の送受信部共用RF利得可変増幅器１３’のブロック図。
【図１５】  本発明の第８の実施形態に係る無線送受信機であり、送受信が同時に行われる無線通信システムで利用でき、送信部の無線方式に「Super-Heterodyne」、受信部の無線方式に「Direct-Conversion」を用い、送信部と受信部でRF/IF利得可変増幅器と直交変調器とを共用した無線機のブロック図。
【図１６】  本発明の第９の実施形態に係る無線送受信機であり、送受信が同時に行われる無線通信システムで利用でき、送信部の無線方式に「Super-Heterodyne」、受信部の無線方式に「Direct-Conversion」を用い、送信部と受信部でRF利得可変増幅器と直交変調器とを共用した無線機のブロック図。
【図１７】  本発明の第１０の実施形態に係る無線送受信機であり、送信部の無線方式として「Direct-Conversion」または「Super-Heterodyne」または「Translation Loop」を用い、受信部の無線方式に「Direct-Conversion」を用い、送信部と受信部でRF/IF利得可変増幅器と直交変調器とベースバンド帯域可変低域通過フィルタとベースバンド利得可変増幅器とを共用し、切り換え手段等により信号経路や仕様部品を切り換えることで複数の無線通信システムで利用できる無線機のブロック図。
【図１８】  本発明の第１１の実施形態を表す無線送受信機であり、送信部の無線方式として「Direct-Conversion」または「Super-Heterodyne」または「Translation Loop」を用い、受信部の無線方式に「Direct-Conversion」を用い、送信部と受信部でRF/IF帯域可変帯域通過フィルタとRF/IF利得可変増幅器と直交変調器とベースバンド帯域可変低域通過フィルタとベースバンド利得可変増幅器とを共用し、中心周波数や通過帯域幅を任意の値に調整できる帯域通過フィルタを用い、切り換え手段等により信号経路を切り換えることで複数の無線通信システムで利用できる無線機のブロック図。
【図１９】  従来の技術を用いて構成した、複数の無線通信システムで利用できる無線機の図。
【符号の説明】
１  受信信号入力端子
２  第1の受信部用RF帯域通過フィルタ
３，３’  第1の送受信部共用RF利得可変増幅器
４  送受信部共用直交変復調器
５  送受信部共用ベースバンド低域通過フィルタ
６  送受信部共用ベースバンド利得可変増幅器
７  受信信号出力端子
８  送信信号入力端子
９  第1のシンセサイザ
１０  第1の送信部用RF帯域通過フィルタ
１１  第1の送信部用RF利得可変駆動増幅器
１２  送信信号出力端子
１３，１３’  第2の送受信部共用RF利得可変増幅器
１４  送信部用RF緩衝増幅器
１５  送受信部共用RF/IF利得可変増幅器
１６  第1の受信部用ベースバンド利得可変増幅器
１７  送信部用IF帯域通過フィルタ
１８  第1の周波数変換器
１９  第2のシンセサイザ
２０  送信部用IF利得可変増幅器
２１  第1の受信部用低雑音増幅器
２２  位相比較器
２３  ループフィルタ
２４  電圧制御発振器
２５  第1の受信部用低域通過フィルタ
２６  第1の送信部用低域通過フィルタ
２７  送信部用ベースバンド利得可変増幅器
２８  第1の受信信号切り換え手段
２９  第2の受信部用RF帯域通過フィルタ
３０  第3の受信部用RF帯域通過フィルタ
３１  第2の受信信号切り換え手段
３２  第2の送受信部共用のRF/IF利得可変増幅器
３３  受信部用RF帯域通過フィルタと信号伝送路とそれらの切り換え手段を備えたユニット
３４  送受信部共用ベースバンド帯域可変低域通過フィルタ
３５  第1の送信ベースバンド信号切り換え手段
３６  第2の送信ベースバンド信号切り換え手段
３７  第1の送信信号切り分け手段
３８  第2の送信信号切り分け手段
３９  RF送信信号切り換え手段
４０  送受信部共用帯域可変RF帯域通過フィルタ
４１  受信部用帯域可変RF帯域通過フィルタ
４２  第1の直交復調器
４３  第2の受信部用低域通過フィルタ
４４  第2の直交復調器
４５  第2の受信部用低域通過フィルタ
４６  第2の受信部用ベースバンド利得可変増幅器
４７  第4の受信部用RF帯域通過フィルタ
４８  第3の受信部用低雑音増幅器
４９  第3の直交復調器
５０  第3の受信部用低域通過フィルタ
５１  第3の受信部用ベースバンド利得可変増幅器
５２  第1の直交変調器
５３  第2の送信部用RF帯域通過フィルタ
５４  第2の直交変調器
５５  第2の送信用低域通過フィルタ
５６  第2の周波数変換器
５７  第3の直交変調器
５８  第3の送信部用低域通過フィルタ
１００  デジタル信号処理部
２１０  可変減衰器
２２０  利得可変低雑音増幅器
２３０  HPF
２４０  合波器
３０１  １次LPF
３０２  ２次LPF
３０３  ２次LPF
３０４，３１４  バイパススイッチ
３１１  １次利得可変LPF
【図１】
0003746209.tif 000008
【図２】
0003746209.tif 000009
【図３】
0003746209.tif 000010
【図４】
0003746209.tif 000011
【図５】
0003746209.tif 000012
【図６】
0003746209.tif 000013
【図７】
0003746209.tif 000014
【図８】
0003746209.tif 000015
【図９】
0003746209.tif 000016
【図１０】
0003746209.tif 000017
【図１１】
0003746209.tif 000018
【図１２】
0003746209.tif 000019
【図１３】
0003746209.tif 000020
【図１４】
0003746209.tif 000021
【図１５】
0003746209.tif 000022
【図１６】
0003746209.tif 000023
【図１７】
0003746209.tif 000024
【図１８】
0003746209.tif 000025
【図１９】
0003746209.tif 000026