JP5075189B2 - 無線通信端末 - Google Patents

Description

本発明は、複数の周波数帯域でデータを送信し、複数の周波数帯域でデータを受信する無線通信端末に関する。

第３世代移動通信（ＩＭＴ−２０００：International Mobile Telecommunications-2000）によるデータ通信サービスが普及している。さらなる超高速大容量通信への要望が急速に高まるなか、国際的には、２００７年にＩＴＵ（International Telecommunication Union）の世界無線通信会議（ＷＲＣ：World Radiocommunication Conference）において、第３世代と第４世代携帯電話を含むＩＭＴ用の周波数帯が決定された。

ＩＴＵや３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）における今後の議論次第では、ひとつの無線機で国や地域によって異なる周波数帯域幅に対応する必要性が生じ得る。例えば、第４世代携帯電話規格IMT-Advancedに向け標準化が進むLTE-Advanced（Long Term Evolution-Advanced )の周波数帯配置として、４００ＭＨｚ幅の周波数配置と８００ＭＨｚ幅の周波数配置が検討されている。

４００ＭＨｚ幅の周波数配置と８００ＭＨｚ幅の周波数配置の一例を図１に示す。この配置例においては、図１に示されるように、４００ＭＨｚ幅の帯域幅が割り当てられている場合には、上りリンク周波数帯として［ｆ０］〜［ｆ０＋１２０］ＭＨｚ（第１の上り帯域）を使用し、下りリンク周波数帯として［ｆ０＋１６０］〜［ｆ０＋４００］ＭＨｚ（第１の下り帯域）を使用する。８００ＭＨｚ幅の帯域幅が割り当てられている場合には、周波数利用効率を考慮し、［ｆ０］〜［ｆ０＋４００］ＭＨｚについては４００ＭＨｚ幅の帯域幅と同様の配置とし、［ｆ０＋４００］〜［ｆ０＋８００］ＭＨｚについては上りリンク周波数帯と下りリンク周波数帯の位置を逆に配置する折り返し型の周波数配置が考えられる。具体的には、上りリンク周波数帯として［ｆ０］〜［ｆ０＋１２０］ＭＨｚ（第１の上り帯域）および［ｆ０＋６８０］〜［ｆ０＋８００］ＭＨｚ（第２の上り帯域）を使用し、下りリンク周波数帯として［ｆ０＋１６０］〜［ｆ０＋４００］ＭＨｚ（第１の下り帯域）および［ｆ０＋４００］〜［ｆ０＋６４０］ＭＨｚ（第２の下り帯域）を使用する。

また、LTE-Advancedにおいては、複数の上りリンク変調送信信号を束ねて高速で大量のデータを同時に送信し、複数の下り変調受信信号を束ねて高速で大量のデータを同時に受信するキャリアアグリゲーションという技術を利用することが検討されている。この場合、無線通信端末は複数の上りリンク変調送信信号を同時に処理し、同時に受信した複数の下り変調受信信号を同時に処理する。

特表２０００−５１７４９６号公報

例えば図１に示すような８００ＭＨｚ帯域幅の周波数配置において、複数の上りリンク変調送信信号を同時に送信し、複数の下り変調受信信号を同時に受信することが可能な無線通信端末としては、例えば、図２のような構成が想定される。
図示のように、この無線機では、上記第１の上り帯域に属する周波数で変調した第１の上りリンク変調送信信号および上記第１の下り帯域に属する周波数で変調された第１の下りリンク変調受信信号用のデュプレクサ３と、上記第２の上り帯域に属する周波数で変調した第２の上りリンク変調送信信号および上記第２の下り帯域に属する周波数で変調された第２の下りリンク変調受信信号用のデュプレクサ４とを備える。また、第１および第２の上りリンク変調送信信号をそれぞれが生成可能な２組の変調回路７１，７３および、第１および第２の下りリンク変調受信信号をそれぞれが復調可能な２組の復調回路７２，７４を備えた変復調回路７を備える。この構成において、変調回路７１で生成された第１の上りリンク変調送信信号はパワーアンプ５およびデュプレクサ３を介して加算器２に供給される。また、変調回路７３で生成された第２の上りリンク変調送信信号はパワーアンプ６およびデュプレクサ４を介して加算器２に供給される。第１および第２の上りリンク変調送信信号は加算器２で結合されて送受アンテナ１から同時に送信される。また、送受アンテナ１で同時に受信した第１および第２の下りリンク変調受信信号は、各々デュプレクサ３および４を介して各復調回路７２，７４で復調される。このように、異なる帯域ごとにデュプレクサが１つずつ（つまり、送信バンドパスフィルタと受信バンドパスフィルタが一組ずつ）必要となる。よって、無線部の回路面積が増大する。

従来型の無線機として、特許文献１には、その図４に、送信機に２つのフィルタを設けて、通信するネットワークに応じて切り替えて用いるとともに、受信機にも２つのフィルタを設けて、ネットワークに応じて切り替えて用いる技術が開示されている。この場合には、ネットワークごとに送信バンドパスフィルタと受信バンドパスフィルタが一組ずつ必要となるので、無線部の回路面積が増大する。

本発明は、無線部の回路面積の増大を抑制しつつ、上りリンク周波数帯と下りリンク周波数帯が互いに異なる２つの無線通信ネットワークに対応可能であり、且つ、複数の上りリンク変調送信信号を同時に送信し、複数の下り変調受信信号を同時に受信することが可能な無線通信端末を提供することを解決課題とする。

本発明の無線通信端末は、第１の無線通信ネットワークおよび第２の無線通信ネットワークの両方において上りリンク通信に使用される第１の上り帯域に属する第１の上りリンク周波数で送信される第１の上りリンク変調送信信号を生成することが可能であり、前記第２の無線通信ネットワークにおいて上りリンク通信に使用される第２の上り帯域に属する第２の上りリンク周波数で送信される第２の上りリンク変調送信信号を生成することが可能な変調部と、前記第１の上り帯域に属する周波数成分を通過させる第１の送信バンドパスフィルタと、前記第２の上り帯域に属する周波数成分を通過させる第２の送信バンドパスフィルタと、前記第１の上りリンク変調送信信号が前記第１の送信バンドパスフィルタを経るように、前記第１の上り帯域に属する周波数成分を通過させ、前記第２の上りリンク変調送信信号が前記第２の送信バンドパスフィルタを経るように、前記第２の上り帯域に属する周波数成分を通過させるデュプレクサと、前記第１の送信バンドパスフィルタを経た前記第１の上りリンク変調送信信号と、前記第２の送信バンドパスフィルタを経た前記第２の上りリンク変調送信信号とを結合する結合部と、前記第１の上りリンク変調送信信号および前記第２の上りリンク変調送信信号を同時に送信する送信アンテナと、第１の無線通信ネットワークおよび第２の無線通信ネットワークの両方において下りリンク通信に使用される第１の下り帯域に属する第１の下りリンク周波数で変調されている第１の下りリンク変調受信信号と、前記第２の無線通信ネットワークにおいて下りリンク通信に使用される第２の下り帯域に属する第２の下りリンク周波数で変調されている第２の下りリンク変調受信信号とを同時に受信し、前記第１の下り帯域および前記第２の下り帯域は互いに隣接する、受信アンテナと、前記受信アンテナから前記第１の下り帯域に属する周波数成分および前記第２の下り帯域に属する周波数成分を通過させる受信バンドパスフィルタと、前記受信バンドパスフィルタを経た前記第１の下りリンク変調受信信号を復調して第１の受信信号を生成することが可能であり、前記受信バンドパスフィルタを経た前記第２の下りリンク変調受信信号を復調して第２の受信信号を生成することが可能である復調部とを備える。

本発明は、使用される下りリンク周波数帯が第１と第２の無線通信ネットワークとの間で重複した第１の下り帯域があり、第２の無線通信ネットワークだけが使用する下りリンク周波数帯である第２の下り帯域があり、且つ、第１の下り帯域と第２の下り帯域とが隣接して配置されており、第１および第２の無線通信ネットワークの通信で下りリンクに使用される周波数帯の両方に対して１つの受信バンドパスフィルタを備える。本発明によれば、下りリンク周波数帯の帯域幅が互いに異なる２つの無線通信ネットワークにおいて下りリンク通信で送信される第１および第２の下りリンク変調受信信号について別個に受信バンドパスフィルタを設ける場合と比較して、無線受信部における回路面積が削減される。よって、回路面積を抑制しつつ、下りリンク周波数帯が互いに異なる２つの無線通信ネットワークからの信号受信に対応可能となる。

また、本発明は、使用される上りリンク周波数帯が第１と第２の無線通信ネットワークとの間で重複した第１の上り帯域があり、且つ、第２の無線通信ネットワークだけが使用する上りリンク周波数帯である第２の上り帯域があり、第１の上り帯域に属する周波数で送信される信号を透過させる第１の送信バンドパスフィルタと第２の上り帯域に属する周波数で送信される信号を透過させる第２の送信バンドパスフィルタを備える。つまり、重複する第１の上り帯域については共通の送信バンドパスフィルタを設け、非重複である第２の上り帯域については別個に送信バンドパスフィルタを設ける。この構成によれば、上りリンク周波数帯が互いに異なる２つの無線通信ネットワークにおいて上りリンクで信号を送信することが可能となる。

さらに、本発明は、第１の下り帯域と第２の下り帯域に共通の広帯域の受信バンドパスフィルタを設けたので、隣接周波数で複数の下りリンク変調受信信号を同時に受信した場合に、これら複数の受信信号を当該１つの受信バンドパスフィルタで処理可能である。また、本発明は、互いに分離した第１の上り帯域と第２の上り帯域の各々に送信バンドパスフィルタを設け、各送信バンドパスフィルタから出力された信号を結合する結合器を有するので、離間した周波数で生成された上りリンク変調送信信号を同時に送信することが可能である。よって、キャリアアグリゲーションを利用することが可能となる。すなわち、大量のデータを高速で送信または受信することが可能となる。

よって、本発明の無線通信端末によれば、無線部の回路面積の増大を抑制しつつ、上りリンク周波数帯と下りリンク周波数帯が互いに異なる２つの無線通信ネットワークに対応可能であり、且つ、複数の上りリンク変調送信信号を同時に送信し、複数の下り変調受信信号を同時に受信することが可能となる。

第１の無線通信ネットワークおよび第２の無線通信ネットワークの各々に使用される周波数帯における周波数配置の一例を示すグラフである。 無線機の構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る移動通信端末の構成を示すブロック図である。 図３の移動通信端末における変復調回路の詳細な構成を示すブロック図である。 変復調回路の変形例を示すブロック図である。

以下、添付の図面を参照しながら本発明の一実施形態を説明する。
図１は、第１の無線通信ネットワークおよび第２の無線通信ネットワークの各々に使用される周波数帯の周波数配置（bandwidth partitioning）の一例を示すグラフである。
本実施形態では、第１の無線通信ネットワークは、周波数［ｆ０］〜［ｆ０＋４００］ＭＨｚの４００ＭＨｚ幅の周波数帯を使用し、第２の無線通信ネットワークは、周波数［ｆ０］〜［ｆ０＋８００］ＭＨｚの８００ＭＨｚ幅の周波数帯を使用する場合を想定する。第１および第２の無線通信ネットワークの各々は、第１および第２の国または地域において、後述の移動通信端末１００（無線通信端末）に音声およびデータ通信サービスを提供する。各ネットワークにおける通信は、下りリンクでは直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ：Orthogonal Frequency Division Multiple Access）方式に従って行われ、上りリンクでは、（ＳＣ−ＦＤＭＡ：Single Carrier Frequency Division Multiple Access）方式に従って行われる。

図１に示されるように、第１の無線通信ネットワークでは、割り当てられた周波数帯４００ＭＨｚのうち、周波数［ｆ０］〜［ｆ０＋１２０］ＭＨｚの１２０ＭＨｚ幅を上りリンク周波数帯（第１の上り帯域）として使用し、周波数［ｆ０＋１６０］〜［ｆ０＋４００］ＭＨｚの２４０ＭＨｚ幅を下りリンク周波数帯（第１の下り帯域）として使用する。周波数［ｆ０＋１２０］〜［ｆ０＋１６０］ＭＨｚ間の４０ＭＨｚの帯域は送受ギャップである。第２の無線通信ネットワークでは、割り当てられた周波数帯８００ＭＨｚのうち、低い方の帯域（周波数［ｆ０］〜［ｆ０＋４００］ＭＨｚ）については、第１の無線通信ネットワークと同じ周波数配置とする。すなわち、周波数［ｆ０］〜［ｆ０＋１２０］ＭＨｚの１２０ＭＨｚ幅を上りリンク周波数帯（第１の上り帯域）とし、周波数［ｆ０＋１６０］〜［ｆ０＋４００］ＭＨｚの２４０ＭＨｚ幅を下りリンク周波数帯（第１の下り帯域）として使用する。高い方の帯域（周波数［ｆ０＋４００］〜［ｆ０＋８００］ＭＨｚ）については、上りリンク周波数帯と下りリンク周波数帯を低い方の帯域とは逆に配置する。すなわち、周波数［ｆ０＋６８０］〜［ｆ０＋８００］ＭＨｚの１２０ＭＨｚ幅を上りリンク周波数帯（第２の上り帯域）として使用し、周波数［ｆ０＋４００］〜［ｆ０＋６４０］ＭＨｚの２４０ＭＨｚ幅を下りリンク周波数帯（第２の下り帯域）として使用する。周波数［ｆ０＋６４０］〜［ｆ０＋６８０］ＭＨｚ間の４０ＭＨｚの帯域は送受ギャップとして使用される。

第２の無線通信ネットワークの周波数配置において、仮に、低い方から順に、第１の上り帯域、第１の下り帯域、第２の上り帯域、第２の下り帯域と配置すると、第１の下り帯域と第２の上り帯域の間に送受ギャップを設ける必要がある。これに対し、上述の周波数配置では、第１の上り帯域、第１の下り帯域、第２の下り帯域、第２の上り帯域の順に配置する構成としたので、第１の下り帯域と第２の下り帯域との間に送受ギャップを設ける必要がない。つまり、第１の下り帯域および第２の下り帯域を連続して配置可能である。よって、周波数帯の利用効率が高い。

図３は、本実施形態に係る移動通信端末１００の構成を示すブロック図である。図３に示されるように、移動通信端末１００は、送受アンテナ１０１と、アンテナ共用器１０２と、変復調回路２００と、変復調回路２００で生成された上りリンク変調送信信号を処理してアンテナ共用器１０２に供給する無線送信部１００Ａと、アンテナ共用器１０２からの下りリンク変調受信信号を処理して変復調回路２００に供給する無線受信部１００Ｂとを有する。

送受アンテナ１０１は、複数の上りリンク変調送信信号（第１の上りリンク変調送信信号および第２の上りリンク変調送信信号）を無線で同時に送信し、複数の下りリンク変調受信信号（第１の下りリンク変調受信信号および第２の下りリンク変調受信信号）を無線で同時に受信することが可能である。アンテナ共用器１０２は、送信バンドパスフィルタおよび受信バンドパスフィルタを有し、送受アンテナ１０１または無線送信部１００Ａから入力される信号の周波数に応じて、送信波と受信波とを分離する。送信バンドパスフィルタは送信周波数を通過域とし、受信周波数を阻止域とする。受信バンドパスフィルタは、受信周波数を通過域とし、送信周波数を阻止域とする。換言すると、アンテナ共用器１０２は、入力された上りリンク変調送信信号と下りリンク変調受信信号とを分離して、上りリンク変調送信信号を送受アンテナ１０１に供給し、下りリンク変調受信信号を無線受信部１００Ｂに供給することが可能である。変復調回路２００は上りリンク送信信号を変調して第１または第２の上りリンク変調送信信号を生成することが可能であり、第１または第２の下りリンク変調受信信号を復調して受信信号を生成することが可能である。

図４は、変復調回路２００の詳細な構成を示す図である。図４に示すように、変復調回路２００は、送信信号を変調するための変調回路２００ａ１および２００ａ２を有する変調回路２００ａと、受信信号を復調するための復調回路２００ｂ１および２００ｂ２を有する復調回路２００ｂとを備える。

詳細に説明すると、各変調回路２００ａ（２００ａ１および２００ａ２）は、Ｄ／Ａ変換器（ＤＡＣ）５０ａ（５０ａ１，５０ａ２）と、変調器（ＭＯＤ）４０ａ（４０ａ１，４０ａ２）と、フィルタ３０ａ（３０ａ１，３０ａ２）と、ミキサ２０ａ（２０ａ１，２０ａ２）と、アンプ１０ａ（１０ａ１，１０ａ２）と、シンセサイザ６０ａ（６０ａ１，６０ａ２）とを有する。本実施形態では、フィルタ３０ａ１は周波数［ｆ０］〜［ｆ０＋１２０］ＭＨｚの１２０ＭＨｚ幅を通過域とするバンドパスフィルタであり、フィルタ３０ａ２は周波数［ｆ０＋６８０］〜［ｆ０＋８００］ＭＨｚの１２０ＭＨｚ幅を通過域とするバンドパスフィルタである。各Ｄ／Ａ変換器５０ａ１および５０ａ２は、２４０ＭＨｚ（２倍のオーバーサンプリングの場合）の入力帯域幅を有する。なお、Ｄ／Ａ変換器５０ａの入力帯域幅は、サンプリングレートに応じて適宜変更可能である。

この構成において、ベースバンド信号を処理するベースバンド信号処理部（図示せず）から出力されたデジタルの上りリンク送信信号は、Ｄ／Ａ変換器５０ａにおいてアナログの送信信号に変換され、変調器４０ａにおいて直交振幅変調（ＱＡＭ：Quadrature Amplitude Modulation）または４位相偏移変調（ＱＰＳＫ：Quadrature Phase Shift Keying）されてフィルタ３０ａを通り、ミキサ２０ａに入力される。ミキサ２０ａに接続されたシンセサイザ６０ａは、シンセサイザ６０ａ１が第１および第２の無線通信ネットワークにおいて上りリンク通信に使用される第１の上り帯域に属する送信周波数（第１の上りリンク周波数）を発振する発振器であり、シンセサイザ６０ａ２が第２の無線通信ネットワークにおいて上りリンク通信に使用される第２の上り帯域に属する送信周波数（第２の上りリンク周波数）を発振する発振器である。シンセサイザとしては、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）搭載のＰＬＬ（Phase-Locked Loop）回路を用いることができる。この周波数変換に際しては、シンセサイザ６０ａからの周波数を送信周波数とほぼ同一にして送信信号を得るダイレクトアップコンバージョン方式を採用するのが好ましい。この方式によれば、回路構成がシンプルとなり、小面積で変調回路を構成することが可能となる。

ミキサ２０ａにおいて第１の上りリンク周波数または第２の上りリンク周波数に周波数変換された第１または第２の上りリンク変調送信信号はさらにアンプ１０ａにおいて増幅され、無線送信部１００Ａに入力される。

このように、変調回路２００ａ１は、第１および第２の無線通信ネットワークにおいて上りリンク通信に使用される第１の上り帯域に属する第１の上りリンク周波数で上りリンク送信信号を変調（周波数変換）して第１の上りリンク変調送信信号を生成することが可能であり、変調回路２００ａ２は、第２の無線通信ネットワークにおいて上りリンク通信に使用される第２の上り帯域に属する第２の上りリンク周波数で上りリンク送信信号を変調（周波数変換）して第２の上りリンク変調送信信号を生成することが可能である。

無線送信部１００Ａは、図３に示されるように、変調回路２００ａから出力された上りリンク変調送信信号の電力を増幅するパワーアンプ１３０と、パワーアンプ１３０から出力された上りリンク変調送信信号を、その周波数成分に応じて、経路Ｔ１および経路Ｔ２のいずれかに送出するデュプレクサ１４０と、経路Ｔ１上に配設された送信フィルタ（第１の送信バンドパスフィルタ）１１０Ａと、経路Ｔ２上に配設された送信フィルタ（第２の送信バンドパスフィルタ）１１０Ｂと、送信フィルタ１１０Ａから出力された第１の上りリンク変調送信信号と送信フィルタ１１０Ｂから出力された第２の上りリンク変調送信信号とを結合する加算部（結合部）１５０とを有する。図示のように、経路Ｔ１は、パワーアンプ１３０から出力された第１の上りリンク変調送信信号が送信フィルタ１１０Ａを経て加算器１５０に供給される経路であり、経路Ｔ２は、パワーアンプ１３０から出力された第２の上りリンク変調送信信号が送信フィルタ１１０Ｂを経て加算器１５０に供給される経路である。

デュプレクサ１４０は、第１の上り帯域に属する周波数成分を通過させる第１のバンドパスフィルタ（図示略）と、第２の上り帯域に属する周波数成分を通過させる第２のバンドパスフィルタ（図示略）とを有し、第１のバンドパスフィルタを通過した上りリンク変調信号を経路Ｔ１に送出し、第２のバンドパスフィルタを通過した上りリンク変調信号を経路Ｔ２に送出する。変調回路２００ａから出力された上りリンク変調信号は、その周波数成分が第１の上り帯域に属する場合には、第１のバンドパスフィルタを通過して経路Ｔ１の送信バンドパスフィルタ１１０Ａに供給され、周波数成分が第２の上り帯域に属する場合には、第２のバンドパスフィルタを通過して経路Ｔ２の送信バンドパスフィルタ１１０Ｂに供給される。

送信フィルタ１１０Ａは周波数［ｆ０］〜［ｆ０＋１２０］ＭＨｚの１２０ＭＨｚの帯域幅に属する周波数成分を透過可能である。つまり、第１および第２の無線通信ネットワークの両方の通信に用いられる第１の上り帯域に相当する帯域幅の周波数成分を透過可能である。送信フィルタ１１０Ｂは周波数［ｆ０＋６８０］〜［ｆ０＋８００］ＭＨｚの１２０ＭＨｚの帯域幅に属する周波数成分を透過可能である。つまり、第２の無線通信ネットワークの通信に用いられる第２の上り帯域に相当する帯域幅の周波数成分を透過可能である。よって、送信フィルタ１１０Ａは第１の上り帯域に属する周波数で変調された第１の上りリンク変調送信信号を通過させるためのものであり、送信フィルタ１１０Ｂは第２の上り帯域に属する周波数で変調された第の上りリンク変調送信信号を通過させるためのものである。送信フィルタ１１０Ａ、１１０Ｂとしては、誘電体フィルタ、多層ＬＣフィルタ、表面波フィルタおよび、ＢＡＷ（Bulk Acoustic Wave）フィルタ（とりわけ、ＦＢＡＲ（Film Bulk Acoustic Resonator）フィルタ）等がある。

通過域が［ｆ０］〜［ｆ０＋１２０］ＭＨｚの送信フィルタ１１０Ａを経た第１の上りリンク変調送信信号および、通過域が［ｆ０＋６８０］〜［ｆ０＋８００］ＭＨｚの送信フィルタ１１０Ｂを経た第２の上りリンク変調送信信号は加算器１５０に供給されて結合される。結合された第１および第２の上りリンク変調送信信号は、送受アンテナ１０１から同時に送出される。

このように、第１の上り帯域に属する上りリンク周波数で変調された第１の上りリンク変調送信信号と第２の上り帯域に属する上りリンク周波数で変調された第２の上りリンク変調送信信号とを結合して同時に送信するので、互いに分離した帯域に属する周波数で変調された複数の上りリンク変調送信信号を同時に送信することが可能となる。つまり、移動通信端末１００を用いてキャリアアグリゲーションを利用した通信を行うことが可能となる。

一方、無線受信部１００Ｂは、送受アンテナ１０１と復調回路２００ｂとの間に配設された受信フィルタ（受信バンドパスフィルタ）１２０を備える。受信フィルタ１２０としては、誘電体フィルタ、多層ＬＣフィルタおよび、表面波フィルタおよび、ＢＡＷフィルタ（とりわけ、ＦＢＡＲフィルタ）等がある。この受信フィルタ１２０は、帯域［ｆ０＋１６０］〜［ｆ０＋６４０］ＭＨｚを通過域とする。すなわち、第１の下り帯域（［ｆ０＋１６０］〜［ｆ０＋４００］ＭＨｚ）および第２の下り帯域（［ｆ０＋４００］〜［ｆ０＋６４０］ＭＨｚ）に属する周波数で変調された下りリンク変調受信信号を通過させる。つまり、第１の無線通信ネットワークでの通信において、第１の下り帯域に属する周波数で変調された下りリンク変調受信信号および、第２の無線通信ネットワークでの通信において、第１の下り帯域および第２の下り帯域に属する周波数で変調された下りリンク変調受信信号が受信フィルタ１２０を得て復調回路２００ｂに供給される。受信フィルタ１２０の下流、且つ、変調回路２００ｂの上流にはデュプレクサ１６０が配設される。これにより、第１の下りリンク変調受信信号は変調回路２００ｂ１に供給され、第２の下りリンク変調受信信号は変調回路２００ｂ２に供給される。

本実施形態の無線受信部１００Ｂでは第１および第２の無線通信ネットワークに共通の１つの受信フィルタを設ける構成としたので、図２に示す無線機および特許文献１に記載の無線機と比較して回路面積を縮小することが可能である。また、受信フィルタ１２０は、第１の下り帯域に属する下りリンク周波数で変調された第１の下りリンク変調受信信号および第２の下り帯域に属する下りリンク周波数で変調された第２の下りリンク変調受信信号の両方を処理可能なので、隣接した帯域に属する周波数で変調された複数の下りリンク変調受信信号を同時に受信するキャリアアグリゲーションにおいて大容量のデータを高速で受信することが可能となる。

図４において、各復調回路２００ｂ（２００ｂ１，２００ｂ２）は、アンプ１０ｂ（１０ｂ１，１０ｂ２）と、ミキサ２０ｂ（２０ｂ１，２０ｂ２）と、フィルタ３０ｂ（３０ｂ１，３０ｂ２）と、復調器（ＤＥＭＯＤ）４０ｂ（４０ｂ１，４０ｂ２）と、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）５０ｂ（５０ｂ１，５０ｂ２）と、シンセサイザ６０ｂ（６０ｂ１，６０ｂ２）とを有する。本実施形態では、フィルタ３０ｂ１は周波数［ｆ０＋１６０］〜［ｆ０＋４００］ＭＨｚの２４０ＭＨｚ幅を通過域とするバンドパスフィルタであり、フィルタ３０ｂ２は周波数［ｆ０＋４００］〜［ｆ０＋６４０］ＭＨｚの２４０ＭＨｚ幅を通過域とするバンドパスフィルタである。各Ａ／Ｄ変換器５０ｂ１および５０ｂ２は、４８０ＭＨｚ（２倍のオーバーサンプリングの場合）の入力帯域幅を有する。なお、Ａ／Ｄ変換器５０ｂの入力帯域幅は、サンプリングレートに応じて適宜変更可能である。

この構成において、無線受信部１００Ｂから出力された第１または第２の下りリンク変調受信信号は、アンプ１０ｂに入力され、増幅されてミキサ２０ｂに入力される。ミキサ２０ｂに接続されたシンセサイザ６０ｂは、シンセサイザ６０ｂ１が第１および第２の無線通信ネットワークにおいて下りリンク通信に使用される第１の下り帯域に属する受信周波数（第１の下りリンク周波数）を発振する発振器であり、シンセサイザ６０ｂ２が第２の無線通信ネットワークにおいて下りリンク通信に使用される第２の下り帯域に属する受信周波数（第２の下りリンク周波数）を発振する発振器である。ミキサ２０ｂに入力された第１または第２の下りリンク変調受信信号は、ベースバンド周波数へ周波数変換される。この周波数変換に際しては、シンセサイザ６０ｂからの周波数を受信周波数とほぼ同一にして直接ベースバンド信号を得るダイレクトダウンコンバージョン方式を採用するのが好ましい。シンセサイザとしては、上述のＰＬＬ回路を用いることができる。

周波数変換された第１または第２の受信信号はフィルタ３０ｂを通過した後に復調器４０ｂに入力される。直交振幅変調または４位相偏移変調されている受信信号は、復調器４０ｂで復調（直交振幅復調または４位相偏移復調）された後に、Ａ／Ｄ変換器５０ｂでデジタルの受信信号に変換される。

このように、復調回路２００ｂ１は、第１および第２の無線通信ネットワークにおいて下りリンク通信に使用される第１の下り帯域に属する第１の下りリンク周波数で変調されている第１の下りリンク変調受信信号を第１の下りリンク周波数で復調（ベースバンド周波数へ周波数変換）して第１の受信信号を生成することが可能であり、復調回路２００ｂ２は、第２の無線通信ネットワークにおいて下りリンク通信に使用される第２の下り帯域に属する第２の下りリンク周波数で変調されている第２の下りリンク変調受信信号を第２の下りリンク周波数で復調（ベースバンド周波数へ周波数変換）して第２の受信信号を生成することが可能である。

以上説明したように、本実施形態の無線通信端末によれば、無線部の回路面積の増大を抑制しつつ、上りリンク周波数帯と下りリンク周波数帯が互いに異なる２つの無線通信ネットワークに対応可能であり、且つ、複数の上りリンク変調送信信号を同時に送信し、複数の下り変調受信信号を同時に受信することが可能となる。

本発明は、上述したような実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
例えば、図４に示した変復調回路２００では２組の変調回路２００ａ１，２００ａ２および２組の復調回路２００ｂ１，２００ｂ２を設ける場合について説明したが、変調回路と復調回路を１組ずつ設けるように変形してもよい。この場合には、回路面積をさらに縮小することが可能となる。

図５に、変調回路と復調回路を１組ずつ有する変復調回路の構成図を示す。図５に示されるように、変復調回路２００’は、Ｄ／Ａ変換器５０ｃと、変調器４０ｃと、フィルタ３０ｃと、ミキサ２０ｃと、アンプ１０ｃとを有する変調回路２００ｃと、アンプ１０ｄと、ミキサ２０ｄと、フィルタ３０ｄと、復調器４０ｄと、Ａ／Ｄ変換器５０ｄとを有する復調回路２００ｄとを有する。各変調回路２００ｃのミキサ２０ｃおよび復調回路２００ｄのミキサ２０ｄには、シンセサイザ６０ｃｄが接続されている。シンセサイザｃｄは、変調回路２００ｃおよび復調回路２００ｄのいずれにも属する。

この場合には、フィルタ３０ｃは、第１の上り帯域（［ｆ０］〜［ｆ０＋１２０］ＭＨｚ）および第２の上り帯域（［ｆ０＋６８０］〜［ｆ０＋８００］ＭＨｚ）を含む、周波数［ｆ０］〜［ｆ０＋８００］ＭＨｚの８００ＭＨｚ幅を通過域とするバンドパスフィルタである。Ｄ／Ａ変換器５０ｃは、１６００ＭＨｚ（２倍のオーバーサンプリングの場合）の入力帯域幅を有する。

フィルタ３０ｄは、第１の下り帯域（［ｆ０＋１６０］〜［ｆ０＋４００］ＭＨｚ）および第２の下り帯域（［ｆ０＋４００］〜［ｆ０＋６４０］ＭＨｚ）を含む、周波数［ｆ０＋１６０］〜［ｆ０＋６４０］ＭＨｚの４８０ＭＨｚ幅を通過域とするバンドパスフィルタである。Ａ／Ｄ変換器５０ｄは、９６０ＭＨｚ（２倍のオーバーサンプリングの場合）の入力帯域幅を有する。なお、Ｄ／Ａ変換器５０ｃおよびＡ／Ｄ変換器５０ｄの入力帯域幅は、サンプリングレートに応じて適宜変更可能である。

シンセサイザ６０ｃｄは、変調回路２００ｃのミキサ２０ｃに対してフィルタ３０ｃの通過域の中心周波数を供給し、復調回路２００ｄのミキサ２０ｄに対してフィルタ３０ｄの通過域の中心周波数を供給する。本実施形態の周波数配置においては、フィルタ３０ｃの通過域の中心周波数は［ｆ０］＋［ｆ０＋４００］ＭＨｚであり、フィルタ３０ｄの通過域の中心周波数は［ｆ０］＋［ｆ０＋４００］ＭＨｚであるので、両者は一致する。このため、変調回路と復調回路の各々に別個のシンセサイザを設けずに、ひとつのシンセサイザ６０ｃｄを共用する構成としている。シンセサイザとしては、上述のＰＬＬ回路を用いることができる。

この構成において、ベースバンド信号を処理するベースバンド信号処理部（図示せず）から出力されたデジタルの上りリンク送信信号は、Ｄ／Ａ変換器５０ｃにおいてアナログの送信信号に変換される。このアナログの送信信号は、変調器４０ｃにおいて直交振幅変調または４位相偏移変調されてフィルタ３０ｃを通り、ミキサ２０ｃに入力される。そして、シンセサイザ６０ｃｄから供給された周波数で周波数変換されてアンプ１０ｃで増幅された後に無線送信部１００Ａのパワーアンプ１３０に供給される。

一方、無線受信部１００Ｂから出力された第１または第２の下りリンク変調受信信号は、アンプ１０ｄに入力され、増幅されてミキサ２０ｄに入力される。そして、シンセサイザ６０ｃｄから供給された周波数でベースバンド周波数へ周波数変換されて、フィルタ３０ｄに供給される。フィルタ３０ｄを透過した受信信号は、復調器４０ｄで復調（直交振幅復調または４位相偏移復調）された後に、Ａ／Ｄ変換器５０ｂでアナログの受信信号に変換される。

また、上記実施形態では変復調回路として２組の変調回路および２組の復調回路を設ける例を示し（図４）、図５に示す変形例では変復調回路として１組の変調回路および１組の復調回路を設ける例を示したが、本発明はこれらの態様に限定されるものではない。変調または復調する対象となるキャリア信号の数に応じて、３組以上の変調回路および３組以上の復調回路を設ける態様としてもよい。また、変調回路の数に応じたシンセサイザおよび、復調回路の数に応じたシンセサイザを設ける態様としてもよい。

加えて、上記実施形態および図５に示す変形例では、変調器４０ａ，４０ｃの前段にＤ／Ａ変換器５０ａ，５０ｃを設ける場合を図示したが、逆に、変調器４０ａ，４０ｃの後段にＤ／Ａ変換器５０ａ，５０ｃを設ける態様としてもよい。同様に、上記実施形態および図５に示す変形例では、復調器４０ｂ，４０ｄの後段にＡ／Ｄ変換器５０ｂ，５０ｄを設ける場合を図示したが、逆に、復調器４０ｂ，４０ｄの前段にＡ／Ｄ変換器５０ｂ，５０ｄを設ける態様としてもよい。この場合には、デジタルの信号に対して直交振幅変調（または復調）または４位相偏移変調（または復調）を施すため、アナログ信号を変調（または復調）する場合と比較して簡易な回路構成とすることができ、回路面積が縮小される。

また、上記実施形態では、第１の無線通信ネットワークの帯域幅が４００ＭＨｚ幅であり、第２の無線通信ネットワークの帯域幅が８００ＭＨｚ幅である場合について説明したが、国際的に共通して割り当てられる帯域幅および、国や地域によって割り当てられる帯域幅に応じて、様々な帯域幅を取り得る。また、割り当てられた帯域幅における周波数配置も上述した態様に限定されない。

１０ａ（１０ａ１，１０ａ２），１０ｂ（１０ｂ１，１０ｂ２），１０ｃ，１０ｄ……アンプ、２０ａ（２０ａ１，２０ａ２），２０ｂ（２０ｂ１，２０ｂ２），２０ｃ，２０ｄ……ミキサ、３０ａ（３０ａ１，３０ａ２），３０ｂ（３０ｂ１，３０ｂ２），３０ｃ，３０ｄ……フィルタ、４０ａ（４０ａ１，４０ａ２），４０ｃ……変調器、４０ｂ（４０ｂ１，４０ｂ２），４０ｄ……復調器、５０ａ（５０ａ１，５０ａ２），５０ｃ……Ｄ／Ａ変換器、５０ｂ（５０ｂ１，５０ｂ２），５０ｄ……Ａ／Ｄ変換器、６０ａ（６０ａ１，６０ａ２），６０ｂ（６０ｂ１，６０ｂ２），６０ｃｄ……シンセサイザ、１００……移動通信端末（無線通信端末）、１００Ａ……無線送信部、１００Ｂ……無線受信部、１０１……送受アンテナ（送信アンテナ、受信アンテナ）、１０２……アンテナ共用器、１１０Ａ……送信フィルタ（第１の送信バンドパスフィルタ）、１１０Ｂ……送信フィルタ（第２の送信バンドパスフィルタ）、１２０Ｂ……受信フィルタ（受信バンドパスフィルタ）、１３０……パワーアンプ、１４０，１６０……デュプレクサ、１５０……加算器（結合部）、２００，２００’……変復調回路、２００ａ（２００ａ１，２００ａ２），２００ｃ……変調回路（変調部）、２００ｂ（２００ｂ１，２００ｂ２），２００ｄ……復調回路（復調部）、Ｔ１，Ｔ２，Ｒ……経路。

Claims (1)

1. 第１の無線通信ネットワークおよび第２の無線通信ネットワークの両方において上りリンク通信に使用される第１の上り帯域に属する第１の上りリンク周波数で送信される第１の上りリンク変調送信信号を生成することが可能であり、前記第２の無線通信ネットワークにおいて上りリンク通信に使用される第２の上り帯域に属する第２の上りリンク周波数で送信される第２の上りリンク変調送信信号を生成することが可能な変調部と、
   前記第１の上り帯域に属する周波数成分を通過させる第１の送信バンドパスフィルタと、
   前記第２の上り帯域に属する周波数成分を通過させる第２の送信バンドパスフィルタと、
   前記第１の上りリンク変調送信信号が前記第１の送信バンドパスフィルタを経るように、前記第１の上り帯域に属する周波数成分を通過させ、前記第２の上りリンク変調送信信号が前記第２の送信バンドパスフィルタを経るように、前記第２の上り帯域に属する周波数成分を通過させるデュプレクサと、
   前記第１の送信バンドパスフィルタを経た前記第１の上りリンク変調送信信号と、前記第２の送信バンドパスフィルタを経た前記第２の上りリンク変調送信信号とを結合する結合部と、
   前記第１の上りリンク変調送信信号および前記第２の上りリンク変調送信信号を同時に送信する送信アンテナと、
   第１の無線通信ネットワークおよび第２の無線通信ネットワークの両方において下りリンク通信に使用される第１の下り帯域に属する第１の下りリンク周波数で変調されている第１の下りリンク変調受信信号と、前記第２の無線通信ネットワークにおいて下りリンク通信に使用される第２の下り帯域に属する第２の下りリンク周波数で変調されている第２の下りリンク変調受信信号とを同時に受信し、前記第１の下り帯域および前記第２の下り帯域は互いに隣接する、受信アンテナと、
   前記受信アンテナから前記第１の下り帯域に属する周波数成分および前記第２の下り帯域に属する周波数成分を通過させる受信バンドパスフィルタと、
   前記受信バンドパスフィルタを経た前記第１の下りリンク変調受信信号を復調して第１の受信信号を生成することが可能であり、前記受信バンドパスフィルタを経た前記第２の下りリンク変調受信信号を復調して第２の受信信号を生成することが可能である復調部と、
   を備えたことを特徴とする無線通信端末。
   

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