JP4347072B2 - マルチモード型無線通信回路および無線端末装置 - Google Patents

Description

本発明は、高周波無線信号の通信回路および無線端末装置に関し、更に詳しくは、ＧＳＭ方式とＷＣＤＭＡ方式の複数の周波数帯域で選択的に通信可能なマルチモード型無線通信回路および無線端末装置に関する。

デジタル変調信号を送受信する無線通信装置として、携帯電話が世界的に市場を拡大しており、変調方式として様々な方式が提案されている。特に、欧州を中心として普及しているＧＳＭ方式では、送受信帯域がそれぞれ880-915 MHz、935-960 MHzの略900 MHz帯（ＧＳＭ９００：以下、単にＧＳＭ帯と言う）の他に、帯域拡張版として、送受信帯域がそれぞれ1710-1785 MHz、1805-1880 MHzの略1.8 GHz帯（ＤＣＳ１８００：以下、単にＤＣＳ帯と言う）や、米国における送受信帯域がそれぞれ1850-1910 MHz、1930-1990 MHzの略1.9 GHz帯（ＰＣＳ１９００：以下、単にＰＣＳ帯と言う）が規定されている。

また、日本国内では、第３世代の変調方式として、３ＧＰＰで規格が定められている送受信帯域がそれぞれ1920-1980MHz、2110-2170MHzの略2 GHz帯のＷＣＤＭＡ方式（ＷＣＤＭＡ２０００）の運用が開始されている。ＷＣＤＭＡ方式の１チャネルの帯域幅は5 MHzとなっているため、上記送受信帯域で周波数分割により１２チャネルが形成され、各チャネル上に符号分割による更に多数にチャネルが形成される。

ＧＳＭ方式やＷＣＤＭＡ方式の携帯電話の送受信回路は、例えば、“A Single-Chip Quad-Band Direct-Conversion GSM/GPRS RF Transceiver with Integrated VCOs and Fractional-N Synthesizer”、ISSCC 2002、14.2（非特許文献１）や、米国特許５，４８３，６９１号公報の“ZERO INTERMIDIATE FREQUENCY RECEIVER HAVING AN AUTOMATIC GAIN CONTROL CIRCUIT”（特許文献１）に見られるように、周波数変換方式として、ＬＮＡ（Low Noise Amp）で増幅された受信ＲＦ信号をベースバンド帯のＩ（Inphase）、Ｑ（Quadraphase）信号に直接変換するダイレクトコンバージョン方式が採用されている。ＧＳＭ方式では、受信帯域（ＧＳＭ帯、ＤＣＳ帯、ＰＣＳ帯）毎にＬＮＡとミキサを設け、送信系のパワーアンプも帯域毎に設けられている。

ダイレクトコンバージョン方式では、ベースバンド帯でのＤＣオフセットが妨害となって、受信特性が劣化するため、ＤＣオフセットのキャンセルが必要となる。ＤＣオフセットのキャンセルは、ＧＳＭ方式では、送受信信号が時分割多重されることを利用して、送信期間に受信系のＤＣオフセットをキャンセルする方式が採用される。
これに対し、周波数多重で信号送受信を行うＷＣＤＭＡ方式では、信号の送信動作と受信動作が並行して実行されるため、ＧＳＭ方式と同様のＤＣオフセットキャンセル方式を適用することができない。このため、ＷＣＤＭＡ方式では、ハイパスフィルタを用いてＤＣオフセットをキャンセルするようにしている。

上述したＷＣＤＭＡ方式とＧＳＭ方式で選択的に通信できるようにしたデュアル方式の従来の送受信回路あるいは携帯端末では、ＷＣＤＭＡ方式用の送受信回路とＧＳＭ方式用の送受信回路とが互いに独立の回路として構成されている。

"A Single-Chip Quad-Band Direct-Conversion GSM/GPRS RF Transceiver with Integrated VCOs and Fractional-N Synthesizer"、ISSCC 2002、14.2

米国特許５，４８３，６９１号公報

３ＧＰＰの送受信部の規格（3GPP TS25.101 V5.3.0：2002-06）によれば、ＷＣＤＭＡ方式の１チャンネルの帯域幅は5 MHzであり、伝送チップレートは3.84 MHzとなっている。一方、ＧＳＭ方式の伝送帯域は、約200ｋHzであり、ＷＣＤＭＡ方式とは異なっている。また、ＷＣＤＭＡ方式の最新の規格では、地域によって異なった通信帯域、例えば、送受信帯域がそれぞれ1920-1980 MHzと2110-2170 MHzの略2 GHz帯のoperating band 1（以下、バンド１と言う：）と、送受信帯域が1850-1910 MHzと1930-1990 MHzの略1.9 GHz帯のoperating band 2（以下、バンド２と言う）と、送受信帯域がそれぞれ1710-1785 MHzと1805-1880 MHzの略1.8 GHz帯のoperating band 3（以下、バンド３と言う）の割り当てが可能になっている。このうち、バンド２はＧＳＭ方式のＤＣＳ帯と、バンド３はＧＳＭ方式のＰＣＳ帯とそれぞれ同一の周波数帯域となっている。

携帯端末では、使い勝手向上の点から、一つの端末で異なる複数の変調方式や帯域に対応できることが望ましい。一つの端末で上述したＷＣＤＭＡ方式とＧＳＭ方式の両方に適合しようとすると、ＧＳＭ方式のＧＳＭ帯、ＤＣＳ帯、ＰＣＳ帯と、ＷＣＤＭＡ方式のバンド１、バンド２、バンド３の帯域で通信可能な送受信回路が必要となる。このようなマルチモード型の携帯端末を従来の技術で構成すると、受信回路に、ＷＣＤＭＡ方式用として３系統、ＧＳＭ方式用として３系統、合計６系統のＬＮＡ／ミキサが必要となるため、回路規模が増大する。

また、ＷＣＤＭＡ方式とＧＳＭ方式では、伝送帯域や送受信信号の多重化方式が異なっているため、アナログＩ、Ｑ信号を処理するバックエンド部で必要となるチャンネルフィルタの帯域幅や、ＤＣオフセットのキャンセル方式が異なり、結果的に、ＷＣＤＭＡ方式用とＧＳＭ方式用の２系統のバックエンド部を用意する必要がある。同様に、送信系においても、最大で、ＷＣＤＭＡ用に３系統、ＧＳＭ用に３系統、合計６系統のパワーアンプが必要となるため、これらの回路部を半導体集積回路（ＬＳＩ）として提供する場合、チップ面積の増大とピン数の増加が問題となる。

本発明の目的は、回路構成を簡単化して、信号変調方式の異なる複数の通信方式に適合可能にしたマルチモード型の無線通信回路および無線端末装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、特にＧＳＭ方式とＷＣＤＭＡ方式の複数の通信帯域で選択的に通信できる回路構成を簡単化したマルチモード型無線通信回路および無線端末装置を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、半導体集積回路のチップ面積の増大とピン数の削減が可能なマルチモード型の無線通信回路を提供することにある。

ＷＣＤＭＡ方式のバンド２、バンド３の帯域は、それぞれＧＳＭ方式のＤＣＳ帯、ＰＣＳ帯と同一になっているため、ＷＣＤＭＡ方式のバンド２とＧＳＭ方式のＤＣＳ帯の受信回路、ＷＣＤＭＡ方式のバンド３とＧＳＭ方式のＰＣＳ帯の受信回路の一部、例えば、無線信号から所望周波数帯域の信号を選択的に受信するためのマッチング回路や、受信信号を増幅するための低雑音増幅器ＬＮＡ、受信信号をＩ、Ｑ信号に変換するためのミキサ回路を共用することが可能である。また、バックエンド部のチャネルフィルタの帯域幅と、ハイパスフィルタの特性を可変にしておけば、ＷＣＤＭＡ方式とＧＳＭ方式のＩ、Ｑ信号を一つのバックエンド部で処理することも可能となる。

本発明は、ＷＣＤＭＡ方式とＧＳＭ方式の複数の周波数帯域で選択的に通信可能なマルチモード型無線通信回路において、特に、ＷＣＤＭＡ方式のバンド２とＧＳＭ方式のＰＣＳ帯の受信信号をＩ、Ｑ信号に変換する共用の受信回路部と、ＷＣＤＭＡ方式のバンド３とＧＳＭ方式のＤＣＳ帯の受信信号をＩ、Ｑ信号に変換する共用の受信回路部とを備えたことを特徴とする。

本発明の好ましい実施例では、無線通信回路が、更に、ＷＣＤＭＡ方式のバンド１の受信信号をＩ、Ｑ信号に変換するＷＣＤＭＡに専用の受信回路部と、ＧＳＭ方式のＧＳＭ帯の受信信号をＩ、Ｑ信号に変換するＧＳＭに専用の受信回路部を備える。
更に詳述すると、本発明の第１の実施例では、無線通信回路が、ＷＣＤＭＡ方式の受信Ｉ、Ｑ信号に含まれる妨害成分を抑圧するための第１のバックエンド回路部と、ＧＳＭ方式の受信Ｉ、Ｑ信号に含まれる妨害成分を抑圧するための第２のバックエンド回路部と、これらのバックエンド回路部と上述した複数の受信回路部との間に接続されたスイッチ部とを備え、該スイッチ部によって、ＷＣＤＭＡ方式の信号送受信時には、上記何れかの受信回路部が出力するＷＣＤＭＡ方式のＩ、Ｑ信号を上記第１のバックエンド回路部に入力し、ＧＳＭ方式の信号受信時には、上記何れかの受信回路部が出力するＧＳＭ方式のＩ、Ｑ信号を上記第２のバックエンド回路部に入力する。

本発明の第２の実施例では、ＷＣＤＭＡ方式の信号受信時とＧＳＭ方式の信号受信時で特性変更が可変なチャネルフィルタとハイパスフィルタと含むバックエンド回路部を使用し、ＷＣＤＭＡ方式の信号送受信時には、ハイパスフィルタを生かし、チャネルフィルタを所定の帯域幅で動作させ、ＧＳＭ方式の信号受信時には、ハイパスフィルタをバイパス状態、または全域通過型特性に切り替え、チャネルフィルタの帯域幅を狭くする。これによって、第１実施例におけるＷＣＤＭＡ用のバックエンド回路部と、ＧＳＭ用のバックエンド回路部の動作を１つのバックエンド回路部で実現する。
更に詳述すると、本発明の無線通信回路は、実行すべき送受信モードに応じて、上述した複数の受信回路部の何れかを選択的に動作させ、上記スイッチ部の状態を制御するための制御部を備えたことを特徴とする。

また、本発明の無線通信回路は、ＧＳＭ方式およびＷＣＤＭＡ方式の送信Ｉ、Ｑ信号を増幅し、前記制御部が指定する周波数帯域の信号に直交変換するための送信回路部と、それぞれ上記送信回路部からの出力信号をＷＣＤＭＡ方式のバンド１の送信信号、ＷＣＤＭＡ方式のバンド２とＧＳＭ方式のＰＣＳ帯の送信信号、ＷＣＤＭＡ方式のバンド３とＧＳＭ方式のＤＣＳ帯の送信信号、ＧＳＭ方式のＧＳＭ帯の送信信号に変換するための第１〜第４のパワー増幅器とを備え、送受信モードに応じて、これらのパワー増幅器の出力信号を選択的にアンテナに出力するようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、ＷＣＤＭＡ方式とＧＳＭ方式の特定の周波数帯域で受信回路と送信回路の一部を共用したことによって、通信回路の構造を簡単になり、半導体集積回路化した場合のピン数とチップ面積を削減することが可能となる。また、バックエンド部の特性を可変にし、ＧＳＭ方式とＷＣＤＭＡ方式のＩ、Ｑ信号を同一のバックエンド部で処理することによって、回路規模の一層の削減が可能となる。

図１は、本発明によるＷＣＤＭＡ通信モードとＧＳＭ通信モードとをもつマルチモード型無線通信回路の第1の実施例を示す。
無線通信回路は、アンテナ（またはアンテナ入出力端子）１に接続される送受信信号切り替え部２と、送受信信号切換え部２から出力される受信信号Ｓ１〜Ｓ４を増幅する低雑音増幅（ＬＮＡ）回路部３０と、ＬＮＡ回路部３０に接続されたミキサ部３１と、ミキサ部３１から出力される複数対のＩ（Inphase）、Ｑ（Quadraphase）信号をＷＣＤＭＡ用のバックエンド部４ＡとＧＳＭ用のバックエンド部４Ｂに選択的に振り分けるためのスイッチ部３２と、バックエンド部４Ａ、４Ｂから出力された目的チャネルのアナログＩ、Ｑ信号（ＲＳＩ、ＲＳＱ）をディジタル信号に変換して処理するベースバンド（ＢＢ）ＬＳＩ６と、ベースバンド（ＢＢ）ＬＳＩ６から出力される送信Ｉ、Ｑ信号（ＴＳＩ、ＴＳＱ）を増幅するための帯域幅可変のベースバンド増幅器３４と、ベースバンド増幅器３４から出力されたＩ、Ｑ信号を送信周波数帯域の信号に直接変換（ダイレクト・アップ・コンバージョン）するための直交変調器３５と、直交変調器３５の出力信号を増幅するＲＦ増幅器３６と、ＲＦ増幅器３６と信号切り替え部２との間に接続されたパワー増幅部３７と、制御部５からなる。

バックエンド部４Ａ、４Ｂは、スイッチ部３２から出力されたＩ、Ｑ信号を増幅すると共に、受信信号から不要信号成分を除去する。尚、ベースバンドＬＳＩ６は、バス６１を介して、図示しない携帯端末などの本体部に接続されている。

本実施例では、送受信信号切換え部２からは、ＷＣＤＭＡ方式のバンド１の受信信号Ｓ１と、ＷＣＤＭＡ方式のバンド２またはＧＳＭ方式のＰＣＳ帯の受信信号Ｓ２と、ＷＣＤＭＡ方式のバンド３またはＧＳＭ方式のＤＣＳ帯の受信信号Ｓ３と、ＧＳＭ方式のＧＳＭ帯の受信信号Ｓ４が出力される。

ＬＮＡ回路部３０は、これらの受信信号Ｓ１〜Ｓ４と対応した４個のＬＮＡ３０−１〜３０−４からなる。ミキサ部３１も、これらのＬＮＡ３０−１〜３０−４と対応した４個のダイレクトコンバージョンミキサ３１−１〜３１−４からなる。各ミキサ３１は、ＬＮＡ３０からの出力信号をベースバンドＩ、Ｑ信号に直接変換（ダイレクト・ダウン・コンバージョン）する。この場合、各ミキサ３１からは、直交復調用の発信周波数を制御部５からの制御信号５１によって切り替えることによって、目的周波数チャネルのベースバンドＩ、Ｑ信号が出力される。本実施例では、受信信号Ｓ１〜Ｓ４と対応してミキサ部３１から出力される４対のＩ、Ｑ信号を「ＳＩ１、ＳＱ１」、「ＳＩ２、ＳＱ２」、「ＳＩ３、ＳＱ３」、「ＳＩ４、ＳＱ４」と命名する。

スイッチ部３２は、制御部５からの制御信号５２に従って、ＷＣＤＭＡ方式のバンド１、バンド２またはバンド３の信号は、Ｉ、Ｑ信号「ＷＳＩ、ＷＳＱ」としてバックエンド部４Ａに出力し、ＧＳＭ方式のＰＣＳ帯、ＤＣＳ帯またはＧＳＭ帯の信号は、Ｉ、Ｑ信号「ＧＳＩ、ＧＳＱ」としてバックエンド部４Ｂに出力する。同様に、送信系に挿入されるパワー増幅部３７も、受信信号Ｓ１〜Ｓ４と対応する４つのパワー増幅器３７−１〜３７−４からなり、それぞれの出力信号が、送信信号Ｓ１１〜Ｓ１４として信号切り替え部２に入力される。

制御部７は、ベースバンドＬＳＩ６から信号線６０に出力される制御コマンドに応答して、制御信号５０〜５５を出力し、動作すべき回路の選択とスイッチの切り替えを行う。送受信信号切り替え部２は、図３で後述するように、アンテナ１の受信信号Ｓから目的周波数帯域の信号を選択するための複数のマッチング回路と、複数の内部スイッチとを備えている。

例えば、送受信装置でＷＣＤＭＡ方式のバンド１の信号を送受信する場合、制御部７からの制御信号５０によって、送受信信号切り替え部２が、ＷＣＤＭＡ方式のバンド１の受信信号Ｓ１をＬＮＡ３０−１に出力し、パワー増幅器３７−１からのＷＣＤＭＡ方式のバンド１の送信信号Ｓ１１をアンテナ１に出力するように、内部スイッチの切り替えが行われる。この時、制御部７は、制御信号５１によって増幅器３０−１とミキサ３１−１を選択し、制御信号５５によってパワー増幅器３７−１を選択する。また、制御信号５２によって、スイッチ部３２に、ミキサ３１−１からの出力信号ＳＩ１、ＳＱ１をＩ、Ｑ信号ＷＳＩ、ＷＳＱとしてバックエンド部４Ａに出力させる。

ＷＣＤＭＡ方式のバンド２（またはＧＳＭ方式のＰＣＳ帯）の信号を送受信する場合は、制御部７は、送受信信号切り替え部２が、ＷＣＤＭＡ方式のバンド２（またはＧＳＭ方式のＰＣＳ帯）の受信信号Ｓ２をＬＮＡ３０−２に出力し、パワー増幅器３７−２からのバンド２（またはＧＳＭ方式のＰＣＳ帯）の送信信号Ｓ１２をアンテナ１に出力するように、信号切り替え部２の内部スイッチを切り替える。この時、制御部７は、ＬＮＡ３０−２、ミキサ３１−２、パワー増幅器３７−２を選択し、スイッチ部３２に、ミキサ３１−２の出力信号ＳＩ２、ＳＱ２をＩ、Ｑ信号ＷＳＩ、ＷＳＱ（またはＧＳＩ、ＧＳＱ）としてバックエンド部４Ａ（またはバックエンド部４Ｂ）に出力させる。

同様に、ＷＣＤＭＡ方式のバンド３（またはＧＳＭ方式のＤＣＳ帯）の信号を送受信する場合、制御部７は、送受信信号切り替え部２が、ＷＣＤＭＡ方式のバンド３（またはＧＳＭ方式のＤＣＳ帯）の受信信号Ｓ３をＬＮＡ３０−３出力し、パワー増幅器３７−３からのバンド３（またはＧＳＭ方式のＤＣＳ帯）の送信信号Ｓ１３をアンテナ１に出力するように、内部スイッチを切り替える。この時、制御部７は、ＬＮＡ３０−３、ミキサ３１−３、パワー増幅器３７−３を選択し、スイッチ部３２に、ミキサ３１−３の出力信号ＳＩ３、ＳＱ３をＩ、Ｑ信号ＷＳＩ、ＷＳＱ（またはＧＳＩ、ＧＳＱ）としてバックエンド部４Ａ（またはバックエンド部４Ｂ）に出力させる。

ＧＳＭ方式のＧＳＭ帯の信号を送受信する場合、制御部７は、送受信信号切り替え部２が、ＧＳＭ方式のＧＳＭ帯の受信信号Ｓ４をＬＮＡ３０−４に出力し、パワー増幅器３７−４からのＧＳＭ方式のＧＳＭ帯の送信信号Ｓ１４をアンテナ１に出力するように、内部スイッチを切り替える。この時、制御部７は、ＬＮＡ３０−４、ミキサ３１−４、パワー増幅器３７−４を選択し、スイッチ部３２に、ミキサ３１−４の出力信号ＳＩ４、ＳＱ４をＩ、Ｑ信号ＧＳＩ、ＧＳＱとしてバックエンド部４Ｂに出力させる。

本実施例では、制御部５は、ＷＣＤＭＡ信号（バンド１、バンド２またはバンド３の信号）の送受信時は、ベースバンド増幅器３４を所定の帯域幅で動作させておき、ＧＳＭ信号（ＰＣＳ帯、ＤＣＳ帯またはＧＣＳ帯の信号）を送受信時は、Narrow band blockingのような近傍周波数をもつ妨害成分を除去するために、制御信号５３によって、ベースバンド増幅器３４の帯域幅を上記所定帯域幅よりも狭くする。
ベースバンド増幅器３４から出力されたＩ、Ｑ信号は、直交変調器３５で、送信周波数帯域の信号にダイレクト・アップ・コンバージョンされる。直交変調器３５の変調周波数は、制御部５からの制御信号５４によって切り替えられる。

本実施例では、ＷＣＤＭＡ方式のバンド２とＧＳＭ方式のＰＣＳ帯の信号受信に、ＬＮＡ３０−２とミキサ３１−２を共用し、これらの帯域での信号送信にパワーアンプ３７−２を共用している。また、ＷＣＤＭＡ方式のバンド３とＧＳＭ方式のＤＣＳ帯の信号受信に、ＬＮＡ３０−３とミキサ３１−３を共用し、これらの帯域での信号送信にパワーアンプ３７−３を共用している。

従って、本実施例によれば、ＷＣＤＭＡ方式とＧＳＭ方式を選択可能にしたマルチモード型無線通信回路の送受信回路部を簡単化できる。また、図１で破線３で示した部分は、１つの半導体集積回路（ＬＳＩ）として提供されるが、本実施例によれば、半導体集積回路３と送受信信号切り替え部２、またはパワー増幅部３７との間に接続信号線の本数を減少できるため、半導体集積回路３のチップ面積とピン数の削減が可能となる。

図２は、送受信信号切り替え部２の１実施例を示す。
本実施例では、送受信信号切り替え部２は、アンテナ１に接続された第１スイッチ２１と、第１スイッチ２１に接続された第２、第３スイッチ２２、２３を備える。

第１スイッチ２１は、制御部５からの制御信号５０に従って、ＷＣＤＭＡ信号（バンド１、バンド２、バンド３の信号）の送受信時には、アンテナ１を第２スイッチ２２に接続し、ＧＳＭ信号（ＰＣＳ帯、ＤＣＳ帯またはＧＳＭ帯の信号）の送受信時には、アンテナ１を第３スイッチ２３に接続する。

ＷＣＤＭＡ方式では、送信と受信とが符号分割によって同時に実行される。第２スイッチ２２は、制御部５からの制御信号５０に従って、ＷＣＤＭＡ方式のバンド１の信号送受信時には第１デュプレクサ２８１、バンド２の信号送受信時には第２デュプレクサ２８２、バンド３の信号送受信時には第３デュプレクサ２８３をアンテナ１に接続する。

一方、ＧＳＭでは、送信と受信が時分割で行われる。第３スイッチ２３は、制御部５からの制御信号５０に従って、ＰＣＳ帯の信号受信時には入力信号線２３１、ＤＣＳ帯の信号受信時には入力信号線２３２、ＧＳＭ帯の信号受信時には入力信号線２３３をアンテナに接続し、ＰＣＳ帯の信号送信時には出力信号線２６２、ＤＣＳ帯の信号送信時には出力信号線２７２、ＧＳＭ帯の信号送信時には出力信号線２７３をアンテナに接続する。

ＷＣＤＭＡ方式のバンド１の送信信号Ｓ１１は、出力信号線２３０を介して第１デュプレクサ２８１に入力されている。第１デュプレクサ２８１は、出力信号線２３０から入力された送信信号Ｓ１１はアンテナに出力し、アンテナからの受信したＲＦ信号は第１のマッチング回路２９１に出力する。第１のマッチング回路２９１は、アンテナ受信信号からＷＣＤＭＡ方式のバンド１の信号を選択的に受信し、受信信号Ｓ１として出力する。

ＷＣＤＭＡ方式のバンド２またはＧＳＭ方式のＰＣＳ帯の送信信号Ｓ１２は、スイッチ２６に入力されている。スイッチ２６は、制御信号５０に従って、ＷＣＤＭＡ方式のバンド２の送受信時には、信号Ｓ１２を第２デュプレクサ２８に接続された出力信号線２６１に出力する。一方、ＧＳＭ方式のＰＣＳ帯の送信時には、上記信号Ｓ１２を第３スイッチ２３に接続された出力信号線２６２に出力する。

第２デュプレクサ２８２は、出力信号線２６１から入力された送信信号Ｓ１２をアンテナに出力し、アンテナから受信されたＲＦ信号をスイッチ２４に出力している。スイッチ２４は、制御信号５０に従って、ＷＣＤＭＡ方式のバンド２の送受信時には、上記第２デュプレクサ２８２からの受信信号を第２のマッチング回路２９２に出力し、ＧＳＭ方式のＰＣＳ帯の受信時には、第３スイッチ２３が入力信号線２３１に出力するアンテナ受信信号を第２のマッチング回路２９２に出力する。第２のマッチング回路２９２は、ＷＣＤＭＡ方式のバンド２の信号またはＧＳＭ方式のＰＣＳ帯の信号を選択的に受信し、受信信号Ｓ２として出力する。

ＷＣＤＭＡ方式のバンド３またはＧＳＭ方式のＤＣＳ帯の送信信号Ｓ１３は、スイッチ２７に入力されている。スイッチ２７は、制御信号５０に従って、ＷＣＤＭＡ方式のバンド３の送受信時には、送信信号Ｓ１３を第３デュプレクサ２８３に接続された出力信号線２７１に出力し、ＧＳＭ方式のＤＣＳ帯の送信時には、上記送信信号Ｓ１３を第３スイッチ２３に接続された出力信号線２７２に出力する。

第３デュプレクサ２８３は、出力信号線２７２から入力された送信信号Ｓ１３をアンテナに出力し、アンテナから受信したＲＦ信号をスイッチ２５に出力している。スイッチ２５は、制御信号５０に従って、ＷＣＤＭＡ方式のバンド３の送受信時には、上記第３デュプレクサ２８３からの受信信号を第３のマッチング回路２９３に出力し、ＧＳＭ方式のＤＣＳ帯の受信時には、第３スイッチ２３が入力信号線２３２に出力するアンテナ受信信号を第３のマッチング回路２９３に出力する。第３のマッチング回路２９３は、ＷＣＤＭＡ方式のバンド３の信号またはＧＳＭ方式のＤＣＳ帯の信号を選択的に受信し、受信信号Ｓ３として出力する。

ＧＳＭ方式のＧＳＭ帯の信号受信時に、第３スイッチ２３から入力信号線２３３に出力されたアンテナ受信信号は、第４のマッチング回路２９４に入力される。第４のマッチング回路２９４は、ＧＳＭ方式のＧＳＭ帯の信号を選択的に受信し、受信信号Ｓ４として出力する。

図３は、ミキサ部３１とバックエンド部４Ａ、４Ｂとの間に接続されるスイッチ部３２の１実施例を示す。スイッチ部３２は、バックエンド部４Ａに接続された第１スイッチ３２１と、バックエンド部４Ｂに接続された第２スイッチ３２２とからなる。

ダイレクトコンバージョンミキサ３１−１から出力されるＷＣＤＭ方式のバンド１のＩ、Ｑ信号（ＳＩ１、ＳＱ１）は、第１スイッチ３２１に入力され、ダイレクトコンバージョンキサ３１−４から出力されるＧＳＭ方式のＧＳＭ帯のＩ、Ｑ信号（ＳＩ４１、ＳＱ４）は、第２スイッチ３２２に入力されている。

ダイレクトコンバージョンミキサ３１−２から出力されるＷＣＤＭ方式のバンド２、またはＧＳＭ方式のＰＣＳ帯のＩ、Ｑ信号（ＳＩ２、ＳＱ２）と、ダイレクトコンバージョンミキサ３１−３から出力されるＷＣＤＭ方式のバンド３、またはＧＳＭ方式のＤＣＳ帯のＩ、Ｑ信号（ＳＩ３、ＳＱ３）は、第１スイッチ３２１と第２スイッチ３２２の双方に入力されている。

第１スイッチ３２１と第２スイッチ３２２は、制御部５から出力される制御信号５２によって、一方がオン状態の時、他方がオフ状態となる。ＷＣＤＭＡ方式のバンド１、バンド２またはバンド３の送受信時には、第１スイッチ３２１がオン状態となり、制御信号５１で選択されたダイレクトコンバージョンミキサ３１−１、３１−２または３１−３の何れかの出力が、Ｉ、Ｑ信号ＷＳＩ、ＷＳＱとして、バックエンド部４Ａに入力される。ＧＳＭ方式のＰＣＳ帯、ＤＣＳ帯またはＧＳＭ帯の送受信時には、第２スイッチ３２１がオン状態となる。この時、制御信号５１で選択されたダイレクトコンバージョンミキサ３１−２、３１−３または３１−４の何れかの出力が、Ｉ、Ｑ信号ＧＳＩ、ＧＳＱとして、バックエンド部４Ｂに入力される。
本実施例によれば、簡単なスイッチ構成で、ＷＣＤＭＡ方式のバンド２とＧＳＭ方式のＰＣＳ帯、ＷＣＤＭＡ方式のバンド３とＧＳＭ方式のＤＣＳ帯の受信信号の切り替えが可能となる。

図４の（Ａ）、（Ｂ）は、バックエンド部４Ａ、４Ｂの１実施例を示す。
ＷＣＤＭＡ用のバックエンド部４Ａは、Ｉ信号（ＷＳＩ）の受信回路と、Ｑ信号（ＷＳＱ）の受信回路からなり、各受信回路は、増幅器４１（４１Ｉ、４１Ｑ）と、チャネルフィルタ４２−Ｗ（４２Ｉ−Ｗ、４２Ｑ−Ｗ）と、ハイパスフィルタ４３（４３Ｉ、４３Ｑ）と、利得制御回路４４（４４Ｉ、４４Ｑ）とからなっている。

ＧＳＭ用のバックエンド部４Ｂも、Ｉ信号（ＷＳＩ）の受信回路と、Ｑ信号（ＷＳＱ）の受信回路からなり、各受信回路は、増幅器４１（４１Ｉ、４１Ｑ）、チャネルフィルタ４２−Ｇ（４２Ｉ−Ｑ、４２Ｑ−Ｇ）、利得制御回路４４（４４Ｉ、４４Ｑ）からなっている。ＧＳＭ用のチャネルフィルタ４２−Ｇ（４２Ｉ−Ｑ、４２Ｑ−Ｇ）の帯域幅は、ＷＣＤＭＡ用のチャネルフィルタ４２−Ｗ（４２Ｉ−Ｗ、４２Ｑ−Ｗ）の帯域幅よりも狭くなっている。

本実施例によれば、ＷＣＤＭＡ方式の信号受信時には、ハイパスフィルタ４３を適用してＤＣオフセットをキャンセルでき、ＧＳＭ方式の信号受信時には、ＤＣを含む周波数帯域で信号を受信できるため、良好な受信特性が得られる。尚、本実施例では、ＧＳＭ用のバックエンド部４Ｂはハイパスフィルタを備えていないが、バックエンド部４Ｂに、ＷＣＤＭＡ用のバックエンド部４Ａよりもカットオフ周波数の低いハイパスフィルタを挿入した回路構成としてもよい。また、増幅器、チャネルフィルタ、ハイパスフィルタ、利得制御回路は、それぞれが複数段の回路構成となっていても良いし、実施例とは異なった配列順序となっていてもよい。

図５は、本発明によるマルチモード型無線通信回路の第２の実施例を示す。図１に示した第１実施例と同一のブロックには同一の番号を付し、第１実施例と同一ブロックについての説明は省略する。
第２実施例は、受信Ｉ、Ｑ信号のベースバンド信号を１つのバックエンド部４で処理することを特徴としている。この場合、スイッチ部３２は、制御信号５２で制御される１つのスイッチからなり、制御信号５１で選択されているダイレクトコンバージョンミキサ３１−１〜３１−４の何れかの出力をＩ、Ｑ信号ＳＩ、ＳＱとして、バックエンド部４に出力する構成となる。

図６は、上記第２実施例の受信系に採用されるバックエンド４の１実施例を示す。
バックエンド４は、Ｉ信号受信回路と、Ｑ信号受信回路からなり、各受信回路は、増幅器４１（４１Ｉ、４１Ｑ）と、帯域幅可変のチャネルフィルタ４２（４２Ｉ、４２Ｑ）と、ハイパスフィルタ切り換え部４３０（４３０Ｉ、４３０Ｑ）と、利得制御回路４４（４４Ｉ、４４Ｑ）からなっている。

ハイパスフィルタ切り換え部４３０（４３０Ｉ、４３０Ｑ）、ハイパスフィルタ４３１（４３１Ｉ、４３１Ｑ）と、スルーパス４３２（４３２Ｉ、４３２Ｑ）と、スイッチ４３３、４３４とからなる。チャネルフィルタ４２の帯域幅と、スイッチ４３３、４３４は、制御部５からの制御信号５６によって制御される。

Ｉ、Ｑ信号（ＧＳＩ、ＧＳＱ）として、ＷＣＤＭＡ方式のバンド１、バンド２またはバンド３の信号を受信する時は、スイッチ４３３、４３４が、ハイパスフィルタ４３１を選択し、チャンネルフィルタ４２（４２Ｉ、４２Ｑ）が所定の帯域幅に設定される。

一方、Ｉ、Ｑ信号（ＧＳＩ、ＧＳＱ）として、ＧＳＭ方式のＰＣＳ帯、ＤＣＳ帯またはＧＳＭ帯の信号を受信する時は、スイッチ４３３、４３４が、スルーパス４３２を選択し、チャンネルフィルタ４２（４２Ｉ、４２Ｑ）が上記所定帯域幅よりも狭い帯域幅に設定される。上記回路状態の切り換えによって、バックエンド４は、ＷＣＤＭＡ方式の信号受信時には、図４（Ａ）に示した回路構成で動作し、ＧＳＭ方式の信号受信時には、図４（Ｂ）に示した回路構成で動作する。

上記回路構成によれば、ＷＣＤＭＡ方式の信号とＧＳＭ方式の信号を同一のバックエンド部で処理できるため、第１実施例に比較して、半導体集積回路３の回路規模を一層小型化できる。

本発明による無線通信回路の第１実施例を示すブロック図。 図１における送受信信号の切り替え部２の１実施例を示す図。 図１におけるバックエンドスイッチ３２の１実施例を示す図。 図１におけるバックエンド部４Ａ、４Ｂの１実施例を示す図。 本発明による無線通信回路の第２実施例を示すブロック図。 図５におけるバックエンド部４の１実施例を示す図。

符号の説明

１：アンテナ、２：送受信信号切り替え部、４、４Ａ、４Ｂ：バックエンド部、
５：制御部、６：ベースバンドＬＳＩ、３０：低雑音増幅（ＬＮＡ）回路部、
３１：ミキサ部、３２：スイッチ部、３４：ベースバンド増幅器、３５：変調器、
３６：ＲＦ増幅器、３７：パワー増幅部、４１：増幅器、４２：チャンネルフィルタ、
４３、４３１：ハイパスフィルタ、４３０：ハイパスフィルタ切り替え部、
４４：利得制御回路。

Claims (9)

1. ＷＣＤＭＡ方式とＧＳＭ方式の複数の周波数帯域で選択的に通信可能なマルチモード型無線通信回路において、
   ＷＣＤＭＡ方式に特有の周波数帯域の受信信号をＩ、Ｑ信号に変換する受信回路部と、
   ＧＳＭ方式に特有の周波数帯域の受信信号をＩ、Ｑ信号に変換する受信回路部と、
   ＷＣＤＭＡ方式とＧＳＭ方式に共通する周波数帯域の受信信号をＩ、Ｑ信号に変換する共用受信回路部と、
   入力Ｉ、Ｑ信号を増幅するためのバックエンド回路部と、
   上記各受信回路部から出力されるＩ、Ｑ信号を上記バックエンド回路部に選択的に入力するためのスイッチ部とを有し、
   上記バックエンド回路部が、ＷＣＤＭＡ方式の信号受信時とＧＳＭ方式の信号受信時で異なった特性を示す帯域幅可変のチャネルフィルタと、ＷＣＤＭＡ方式の信号受信時にＤＣオフセットのキャンセル手段として機能するハイパスフィルタとを備えたことを特徴とするマルチモード型無線通信回路。
2. ＷＣＤＭＡ方式とＧＳＭ方式の複数の周波数帯域で選択的に通信可能なマルチモード型無線通信回路において、
   ＷＣＤＭＡ方式のバンド１の受信信号をＩ、Ｑ信号に変換する第１の受信回路部と、
   ＷＣＤＭＡ方式のバンド２とＧＳＭ方式のＰＣＳ帯の受信信号をＩ、Ｑ信号に変換する第２の受信回路部と、
   ＷＣＤＭＡ方式のバンド３とＧＳＭ方式のＤＣＳ帯の受信信号をＩ、Ｑ信号に変換する第３の受信回路部と、
   ＷＣＤＭＡ方式の信号受信時とＧＳＭ方式の信号受信時で特性変更が可変なチャネルフィルタと、ハイパスフィルタとを備えたバックエンド回路部と、
   ＷＣＤＭＡ方式の信号送受信時には、上記第１、第２、第３の受信回路部の何れかが出力するＩ、Ｑ信号を上記バックエンド回路部に入力し、ＧＳＭ方式の信号受信時には、上記第２、第３の受信回路部の何れかが出力するＩ、Ｑ信号を上記バックエンド回路部に入力するためのスイッチ部とを備え、
   ＷＣＤＭＡ方式の信号受信時に、上記バックエンド回路部のハイパスフィルタをＤＣオフセットのキャンセル手段として機能させることを特徴とするマルチモード型無線通信回路。
3. ＧＳＭ方式のＧＳＭ帯の受信信号をＩ、Ｑ信号に変換する第４の受信回路部を備え、
   前記スイッチ部が、ＧＳＭ方式の信号受信時には、前記第２、第３の受信回路部と上記第４の受信回路部の何れかが出力するＩ、Ｑ信号を前記バックエンド回路部に入力することを特徴とする請求項２に記載のマルチモード型無線通信回路。
4. 実行すべき送受信モードに応じて、前記第１〜第４の受信回路部の何れかを選択的に動作させ、前記スイッチ部の状態と、前記バックエンド部のチャネルフィルタおよびハイパスフィルタを制御するための制御部を備えたことを特徴とする請求項３に記載のマルチモード型無線通信回路。
5. ＧＳＭ方式およびＷＣＤＭＡ方式の送信Ｉ、Ｑ信号を増幅し、前記制御部が指定する周波数帯域の信号に直交変換するための送信回路部と、
   それぞれ上記送信回路部からの出力信号をＷＣＤＭＡ方式のバンド１の送信信号、ＷＣＤＭＡ方式のバンド２とＧＳＭ方式のＰＣＳ帯の送信信号、ＷＣＤＭＡ方式のバンド３とＧＳＭ方式のＤＣＳ帯の送信信号、ＧＳＭ方式のＧＳＭ帯の送信信号に変換するための第１〜第４のパワー増幅器とを備え、
   上記送信回路部が、帯域幅が可変のベースバンド増幅器を有し、
   前記制御部が、送受信モードに応じて、上記ベースバンド増幅器の帯域幅を制御することを特徴とする請求項４に記載のマルチモード型無線通信回路。
6. 無線受信信号からＷＣＤＭＡ方式のバンド１の信号を選択的に受信し、前記第１の受信回路部に供給する第１のマッチング回路部と、
   無線受信信号からＷＣＤＭＡ方式のバンド２とＧＳＭ方式のＰＣＳ帯の信号を選択的に受信し、前記第２の受信回路部に供給する第２のマッチング回路部と、
   無線受信信号からＷＣＤＭＡ方式のバンド３とＧＳＭ方式のＤＣＳ帯の信号を選択的に受信し、前記第３の受信回路部に供給する第３のマッチング回路部と、
   無線受信信号からＧＳＭ方式のＧＳＭ帯の信号を選択的に受信し、前記第４の受信回路部に供給する第４のマッチング回路部と、
   前記制御部からの制御信号に応じて、上記第１〜第４のマッチング回路部と第１〜第４のパワー増幅器をアンテナに選択的に結合するためのスイッチ群を備えたことを特徴とする請求項５に記載のマルチモード型無線通信回路。
7. アンテナからの無線受信信号を前記第１のマッチング回路部に分岐すると共に、前記第１のパワー増幅器から出力されたＷＣＤＭＡ方式のバンド１の送信信号を上記アンテナに出力するための第１のデュプレクサと、
   アンテナからの無線受信信号を前記第２のマッチング回路部に分岐すると共に、前記第２のパワー増幅器から出力されたＷＣＤＭＡ方式のバンド２の送信信号を上記アンテナに出力するための第２のデュプレクサと、
   アンテナからの無線受信信号を前記第３のマッチング回路部に分岐すると共に、前記第３のパワー増幅器から出力されたＷＣＤＭＡ方式のバンド３の送信信号を上記アンテナに出力するための第３のデュプレクサとを備え、
   前記スイッチ群が、前記制御部からの制御信号に応じて、ＷＣＤＭＡ方式の信号送受信時には、上記第１〜第３のデュプレクサの何れかを上記アンテナに結合し、ＧＳＭ方式の信号送信期間には、上記第１〜第４のパワー増幅器の何れかの出力信号を上記アンテナに選択的に出力し、ＧＳＭ方式の信号受信期間には、上記アンテナからの無線受信信号を上記第２、第３のデュプレクサを経由することなく前記第２、第３または第４のマッチング回路部の何れかに選択的に供給することを特徴とする請求項６に記載のマルチモード型無線通信回路。
8. ＷＣＤＭＡ方式とＧＳＭ方式の複数の周波数帯域で選択的に通信可能なマルチモード型無線通信回路において、
   ＷＣＤＭＡ方式とＧＳＭ方式とで共通する周波数帯域の受信信号をＩ、Ｑ信号に変換する共用受信回路と、
   ＷＣＤＭＡ方式またはＧＳＭ方式に特有の周波数帯域の受信信号をＩ、Ｑ信号に変換する専用受信回路と、
   ＷＣＤＭＡ方式のＩ、Ｑ信号とＧＳＭ方式のＩ、Ｑ信号に共用される増幅器および帯域幅可変のチャネルフィルタを備えたバックエンド部と、
   上記専用受信回路と共用受信回路から出力されるＩ、Ｑ信号を上記バックエンド部に選択的に入力するためのスイッチ部と、
   ＷＣＤＭＡ方式の信号受信時とＧＳＭ方式の信号受信時で、上記スイッチ部の状態と、上記バックエンド部のチャネルフィルタの特性と、受信信号のＤＣオフセットのキャンセル方法を切替える制御部を有することを特徴とするマルチモード型無線通信回路。
9. 前記バックエンド部が、ハイパスフィルタを備え、
   前記制御部が、ＷＣＤＭＡ方式の信号受信時に上記ハイパスフィルタをＤＣオフセットのキャンセル手段として機能させることを特徴とする請求項８に記載のマルチモード型無線通信回路。

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