JP5075188B2

JP5075188B2 - 無線通信端末

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Publication number: JP5075188B2
Application number: JP2009275406A
Authority: JP
Inventors: 慎也岡; 岡田　　隆
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2009-12-03
Filing date: 2009-12-03
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2029-12-03
Also published as: EP2509230B1; EP2509230A1; JP2011119980A; US8768410B2; EP2509230A4; CN102640423B; CN102640423A; WO2011068061A1; US20120231751A1

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、２００ＭＨｚ幅の周波数配置と４００ＭＨｚ幅の周波数配置が検討されている（例えば、図１）。

特表２０００−５１７４９６号公報

上りリンクと下りリンクの周波数帯が互いに異なる２つの無線通信ネットワークの両方にひとつの無線機で対応しようとした場合、無線機の回路構成は、例えば、図２のようになる。この無線機では、第１の無線通信ネットワーク用のデュプレクサ３と第２の無線通信ネットワーク用のデュプレクサ４が無線部に配設されている。この構成において、第１の無線通信ネットワークを用いた通信を行う場合には、変復調回路６から出力された送信信号は、パワーアンプ５で増幅された後スイッチ２ｂを介してデュプレクサ３に供給され、送受アンテナ１から送出される。一方、送受アンテナ１が受信した第１の無線通信ネットワークからの受信信号はスイッチ２ａを介してデュプレクサ３に供給され、このデュプレクサ３を通過した受信信号は変復調回路６で復調される。これに対し、第２の無線通信ネットワークを用いた通信を行う場合には、変復調回路６から出力された送信信号は、パワーアンプ５で増幅された後スイッチ２ｂを介してデュプレクサ４に供給され、送受アンテナ１から送出される。一方、送受アンテナ１が受信した第２の無線通信ネットワークからの受信信号は、スイッチ２ａを介してデュプレクサ４に供給され、このデュプレクサ４を通過した受信信号は変復調回路６で復調される。つまり、ネットワーク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。しかしながら、この場合にも、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において上りリンク通信に使用される第１の上りリンク周波数帯に属する第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、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の上りリンク周波数帯に属する第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であり、前記第２の上りリンク周波数帯は、前記第１の上りリンク周波数帯のすべておよび前記第１の上りリンク周波数帯とは異なる上りリンク非重複周波数帯を含む、変調部と、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送信する送信アンテナと、前記第２の上りリンク周波数帯に属する周波数成分が透過可能な送信バンドパスフィルタと、前記第２の上りリンク周波数帯のうち前記上りリンク非重複周波数帯に属する周波数成分を減衰させる送信バンドストップフィルタと、前記第１の無線通信ネットワークとの通信時に、前記第１の上りリンク変調送信信号が前記送信バンドパスフィルタと前記送信バンドストップフィルタを経て前記送信アンテナに供給され、前記第２の無線通信ネットワークとの通信時に、前記第２の上りリンク変調送信信号が前記送信バンドパスフィルタを経て前記送信アンテナに供給されるように、前記変調部と前記送信アンテナの間の経路を変更する送信切替器と、第１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の下りリンク周波数帯に属する第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、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２の下りリンク周波数帯に属する第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受信し、前記第２の下りリンク周波数帯は、前記第１の下りリンク周波数帯の一部および前記第１の下りリンク周波数帯とは異なる下りリンク非重複周波数帯を含む、受信アンテナと、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、前記第１の下りリンク周波数帯に属する周波数成分および前記第２の下りリンク周波数帯に属する周波数成分が透過可能な受信バンドパスフィルタと、前記第１の下りリンク周波数帯に属して前記第２の下りリンク周波数帯に属さない周波数成分を減衰させる受信バンドストップフィルタと、前記第１の無線通信ネットワークとの通信時に、前記第１の下りリンク変調受信信号が前記受信バンドパスフィルタを経て前記復調部に供給され、前記第２の無線通信ネットワークとの通信時に、前記第２の下りリンク変調受信信号が前記受信バンドパスフィルタと前記受信バンドストップフィルタを経て前記復調部に供給されるように、前記受信アンテナと前記復調部の間の経路を変更する受信切替器とを備える。

本発明は、送信バンドパスフィルタと送信バンドストップフィルタとを備え、上りリンク変調送信信号が送信バンドパスフィルタと送信バンドストップフィルタの両方を通過して送信アンテナに供給されるか、送信バンドパスフィルタだけを通過して送信アンテナに供給されるかを、第１と第２の無線通信ネットワークのいずれで通信を行うかに応じて送信切替器によって変更可能である。また、受信バンドパスフィルタと受信バンドストップフィルタとを備え、下りリンク変調受信信号が受信バンドパスフィルタと受信バンドストップフィルタの両方を通過して復調部に供給されるか、受信バンドパスフィルタだけを通過して復調部に供給されるかを、第１と第２の無線通信ネットワークのいずれで通信を行うかに応じて受信切替器によって変更可能である。つまり、本発明によれば、異なる周波数帯域を用いる２つの無線通信ネットワークの間で互いに周波数帯域が重複する重複帯域において共通の送信バンドパスフィルタと受信バンドパスフィルタを１つずつ設ける構成としたので、送信バンドパスフィルタと受信バンドパスフィルタを２つずつ設ける従来の構成と比較して無線部面積を削減することが可能である。よって、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な無線通信端末を提供することが可能となる。

本発明の好適な態様として、上記送信バンドストップフィルタおよび受信バンドストップフィルタはノッチフィルタであってもよい。ノッチフィルタは、バンドストップフィルタと比較して小面積で形成可能なため、回路面積をさらに縮小することが可能である。

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。送信フィルタおよび受信フィルタが透過する周波数帯を説明するためのグラフである。

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＋２００］ＭＨｚの２００ＭＨｚ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＋４００］ＭＨｚの４００ＭＨｚ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ＦＤＤ（frequency division duplex、周波数分割複信）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２００ＭＨｚのうち、周波数［ｆ０］〜［ｆ０＋８０］ＭＨｚの８０ＭＨｚ幅を上りリンク周波数帯（第１の上りリンク周波数帯）として使用し、周波数［ｆ０＋１２０］〜［ｆ０＋２００］ＭＨｚの８０ＭＨｚ幅を下りリンク周波数帯（第１の下りリンク周波数帯）として使用する。周波数［ｆ０＋８０］〜［ｆ０＋１２０］ＭＨｚ間の４０ＭＨｚ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２の上りリンク周波数帯）として、周波数［ｆ０＋１６０］〜［ｆ０＋４００］ＭＨｚの２４０ＭＨｚ幅を下りリンク周波数帯（第２の下りリンク周波数帯）として使用し、周波数［ｆ０＋１２０］〜［ｆ０＋１６０］ＭＨｚ間の４０ＭＨｚを送受ギャップとして使用する。

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、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）を無線で送信し、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）を無線で受信する送受アンテナ１０１と、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するアンテナ共用器１０２と、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、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な変復調回路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。

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。

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（２００ａ１，２００ａ２）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＋８０］ＭＨｚの８０ＭＨｚ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］〜［ｆ０＋１２０］ＭＨｚの１２０ＭＨｚ幅を通過域とするバンドパスフィルタである。また、Ｄ／Ａ変換器５０ａ１は、１６０ＭＨｚ（２倍のオーバーサンプリングの場合）の入力帯域幅を有し、Ｄ／Ａ変換器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５０ａ１，５０ａ２の入力帯域幅は、サンプリングレート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）または位相偏移変調（ＰＳＫ：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の上りリンク周波数帯に属する第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の上りリンク周波数帯に属する第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６０ｂ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の上りリンク周波数帯に属する第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の上りリンク周波数帯に属する第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。

一方、各復調回路２００ｂ（２００ｂ１および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＋１２０］〜［ｆ０＋２００］ＭＨｚの８０ＭＨｚ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＋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る。また、Ａ／Ｄ変換器５０ｂ１は、１６０ＭＨｚ（２倍のオーバーサンプリングの場合）の入力帯域幅を有し、Ａ／Ｄ変換器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５０ｂ１，５０ｂ２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の下りリンク周波数帯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の下りリンク周波数帯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の下りリンク周波数帯に属する第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の下りリンク周波数帯に属する第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。

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、変調回路２００ａと送受アンテナ１０１との間の経路を経路Ｔ１および経路Ｔ２のいずれかに切り替えるスイッチ（送信切替器）１４０Ａと、変調回路２００ａと送受アンテナ１０１との間に配設された送信フィルタ（送信バンドパスフィルタ）１１０Ａと、経路Ｔ２上に配設されたノッチフィルタ（送信バンドストップフィルタ）１２０Ａとを有する。図示のように、経路Ｔ１は、パワーアンプ１３０から出力された上りリンク変調送信信号が送信フィルタ１１０Ａを経て送受アンテナ１０１に供給される経路であり、経路Ｔ２は、パワーアンプ１３０から出力された上りリンク変調送信信号が送信フィルタ１１０Ａおよびノッチフィルタ１２０Ａを経て送受アンテナ１０１に供給される経路である。スイッチ１４０Ａは、制御部（図示略）からの制御信号ＣＳ１に従い、経路Ｔ１および経路Ｔ２のいずれかに切り替える。

制御部は、第１の無線通信ネットワークにおいて上りリンク変調送信信号（つまり、第１の上りリンク変調送信信号）を送信するときは、パワーアンプ１３０から出力された送信信号が経路Ｔ２を通過するように制御信号ＣＳ１を生成する一方、第２の無線通信ネットワークにおいて上りリンク変調送信信号（つまり、第２の上りリンク変調送信信号）を送信するときは、送信信号が経路Ｔ１を通過するように制御信号ＣＳ１を生成する。

図５は、送信フィルタおよび受信フィルタが透過する周波数帯を説明するためのグラフである。
図５に示されるように、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。これに対し、ノッチフィルタ１２０Ａは、周波数［ｆ０＋８０］〜［ｆ０＋１２０］ＭＨｚの帯域幅に属する周波数に急峻な減衰を与える。本実施形態においては、ノッチフィルタは、経路Ｔ２の延伸方向に直交する方向に延出した帯状のオープンスタブ回路を、経路Ｔ２で伝送される波長の４分の１波長の長さに形成して構成される。これにより共振回路として機能し、共振周波数を減衰させる。

この構成において、第１の無線通信ネットワークにおいて第１の上りリンク変調送信信号を送信するときは、変調回路２００ａ１によって生成された第１の上りリンク変調送信信号は、減衰域が［ｆ０＋８０］〜［ｆ０＋１２０］ＭＨｚのノッチフィルタ１２０Ａおよび通過域が［ｆ０］〜［ｆ０＋１２０］ＭＨｚの送信フィルタ１１０Ａを経る。つまり、第１の無線通信ネットワークにおける上りリンク周波数帯の周波数［ｆ０］〜［ｆ０＋８０］ＭＨｚに属する第１の上りリンク変調送信信号だけがアンテナ共用器１０２を介して送受アンテナ１０１に供給される。また、第２の無線通信ネットワークにおいて第２の上りリンク変調送信信号を送信するときは、変調回路２００ａ２によって生成された第２の上りリンク変調送信信号は、ノッチフィルタ１２０Ａを介することなく送信フィルタ１１０Ａを経る。つまり、第２の無線通信ネットワークにおける上りリンク周波数帯の周波数［ｆ０］〜［ｆ０＋１２０］ＭＨｚに属する送信信号がアンテナ共用器１０２を介して送受アンテナ１０１に供給される。

一方、図３に示されるように、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）１１０Ｂと、送受アンテナ１０１と復調回路２００ｂとの間の経路を経路Ｒ１および経路Ｒ２のいずれかに切り替えるスイッチ（受信切替器）１４０Ｂと、経路Ｒ２上に配設されたノッチフィルタ（受信バンドストップフィルタ）１２０Ｂとを有する。図示のように、経路Ｒ１は、送受アンテナ１０１からアンテナ共用器１０２を介して受信された下りリンク変調受信信号が受信フィルタ１１０Ｂを経て復調回路２００ｂに供給される経路であり、経路Ｒ２は、下りリンク変調受信信号が受信フィルタ１１０Ｂおよびノッチフィルタ１２０Ｂを経て復調回路２００ｂに供給される経路である。スイッチ１４０Ｂは、制御部からの制御信号ＣＳ２に従い、経路Ｒ１および経路Ｒ２のいずれかに切り替える。

制御部は、第１の無線通信ネットワークから下りリンク変調受信信号（つまり、第１の下りリンク変調受信信号）を受信する際には、当該受信信号が経路Ｒ１を通過するように制御信号ＣＳ２を生成する一方、第２の無線通信ネットワークから下りリンク変調受信信号（つまり、第２の下りリンク変調受信信号）を受信する際には、当該受信信号が経路Ｒ２を通過するように制御信号ＣＳ２を生成する。

図５に示されるように、受信フィルタ１１０Ｂは周波数［ｆ０＋１２０］〜［ｆ０＋４００］ＭＨｚの２８０ＭＨｚの帯域幅に属する周波数を透過可能である。これに対し、ノッチフィルタ１２０Ｂは、周波数［ｆ０＋１２０］〜［ｆ０＋１６０］ＭＨｚの帯域幅に属する周波数に減衰を与える。ノッチフィルタ１２０Ｂの基本構造は、上述のノッチフィルタ１２０Ａと同じであるが、減衰させる周波数が異なる。

この構成において、第２の無線通信ネットワークからの下りリンク変調受信信号を受信するときは、受信信号は、減衰域が［ｆ０＋１２０］〜［ｆ０＋１６０］のノッチフィルタ１２０Ｂおよび通過域が［ｆ０＋１２０］〜［ｆ０＋４００］ＭＨｚの受信フィルタ１１０Ｂを経る。つまり、第２の無線通信ネットワークにおける下りリンク周波数帯の周波数［ｆ０＋１６０］〜［ｆ０＋４００］ＭＨｚに属する下りリンク変調受信信号だけが復調回路２００ｂ２に供給される。一方、第１の無線通信ネットワークからの下りリンク変調受信信号を受信するときは、当該受信信号は、透過させる帯域が周波数［ｆ０＋１２０］〜［ｆ０＋４００］ＭＨｚの受信フィルタ１１０Ｂを経る。つまり、第１の無線通信ネットワークにおける下りリンク周波数帯の周波数［ｆ０＋１２０］〜［ｆ０＋２００］ＭＨｚに属する下りリンク変調受信信号が復調回路２００ｂ１に供給される。なお、この場合、受信フィルタ１１０Ｂは第１の無線通信ネットワークにおける下りリンク周波数帯よりも広い帯域の周波数を通過域とするが、［ｆ０＋１２０］ＭＨｚ以下を遮断するので、下りリンク周波数帯の周波数［ｆ０＋１２０］〜［ｆ０＋２００］ＭＨｚに属する周波数の受信信号を確実に受信することが可能である。

一般的に、携帯電話に用いられる送信フィルタ１１０Ａおよび受信フィルタ１１０Ｂ等のバンドパスフィルタとしては、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。誘電体フィルタは、ブロック型の誘電体セラミックスに入出力端子と複数の共振器を形成したものであり、多層ＬＣフィルタは誘電体セラミックの積層体の内部にインダクタンス素子と容量素子を組み込むことによってローパスフィルタとハイパスフィルタを構成したものであり、表面波フィルタは圧電基板の両端に出入力のくし型電極パターンを形成し、入力側から入った電気信号を素子の表面を伝わる電気振動（表面波）に変換して出力側の電極で電気信号に逆変換するものである。ＢＡＷフィルタはバルク弾性波という圧電膜自体の共振振動を利用しフィルタを形成するもので、ＦＢＡＲ型のＢＡＷフィルタは共振器（圧電膜）の下部に空洞を設けることにより圧電膜を自由に振動させる構成のものである。これに対し、ノッチフィルタでは、特定の周波数を急峻に減衰させるだけで足りるので、その回路構成はバンドパスフィルタよりも簡易となる。特に、本実施形態の態様においては、ノッチフィルタ１２０Ａ，１２０Ｂは、伝送路（経路Ｔ２）に対してスタブが突出しているに過ぎないので、バンドパスフィルタを基板に配設する場合と比較して、小面積で形成可能である。

高周波スイッチ（スイッチ１４０Ａおよびスイッチ１４０Ｂ）としては、ダイオードのスイッチ特性を利用したダイオードスイッチや半導体スイッチ等があるが、いずれもバンドパスフィルタよりも小面積で形成可能である。よって、図２の無線機または特許文献１に記載の無線機のように送信フィルタおよび受信フィルタを２つずつ備える代わりに、送信フィルタと受信フィルタを１つずつ設けて第１の無線通信ネットワークと第２の無線通信ネットワークで共用させ、且つ、スイッチ１４０Ａ，１４０Ｂ、ノッチフィルタ１２０Ａ，１２０Ｂを備えることにより、無線部の面積を削減することが可能となる。

ＦＤＤ方式においては、送信と受信を同時に行うため、パワーアンプ１３０の非線形性により発生する歪み（非線形歪み）が無線送信部１００Ａから無線受信部１００Ｂに混入する場合がある。この非線形歪みによる雑音成分が下りリンク用周波数帯に回り込むと、受信信号ＳＮ比（Signal-to-Noise Ratio）の劣化が発生し、上りリンク用周波数帯と下りリンク用周波数帯との間の送受ギャップに回り込むと、受信信号のＳＮ比の劣化に加え、雑音電力が大きい場合には感度抑圧およびＡ／Ｄ変換器でのエリアシングを発生させる。

そこで、本実施形態においては、図５から理解されるように、第１の無線通信ネットワークにおいては、［ｆ０］〜［ｆ０＋８０］ＭＨｚの周波数を通過させ、［ｆ０＋８０］ＭＨｚ以上の周波数を遮断する送信フィルタ（送信フィルタ１１０Ａおよびノッチフィルタ１２０Ａ）と、［ｆ０＋１２０］ＭＨｚを超える周波数を通過させ、［ｆ０＋１２０］ＭＨｚより低い周波数を遮断する受信フィルタ１１０Ｂにデュプレクサの代替機能を持たせている。同様に、第２の無線通信ネットワークにおいては、［ｆ０］〜［ｆ０＋１２０］ＭＨｚの周波数を通過させ、［ｆ０＋１２０］ＭＨｚを超える周波数を遮断する送信フィルタ１１０Ａと、［ｆ０＋１２０］〜［ｆ０＋４００］ＭＨｚの周波数を通過させ、［ｆ０＋１６０］ＭＨｚより低い周波数を遮断する受信フィルタ（受信フィルタ１１０Ｂおよびノッチフィルタ１２０Ｂ）にデュプレクサの代替機能を持たせている。このように構成することにより、デュプレクサを設けずとも、所望の周波数帯域に属する信号への雑音成分の侵入を遮断することが可能であり、よって、高いＳＮ比で信号を受信することが可能となる。

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な無線通信端末を提供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、上記実施形態では、第１の無線通信ネットワークと第２の無線通信ネットワークとの間で２つの周波数帯の帯域幅（２００ＭＨｚ幅および４００ＭＨｚ幅）の始点周波数（［ｆ０］ＭＨｚ）が一致しており、且つ、各周波数帯が連続して割り当てられている態様について説明したが、これに限られない。

例えば、４００ＭＨｚの周波数帯において、その中途部分にＴＤＤ（Time Division Duplex）方式の帯域が割り当てられることが想定可能である。その場合の周波数配置の一例として、上りリンク周波数帯８０ＭＨｚ、ガードバンド２０ＭＨｚ、ＴＤＤが１００ＭＨｚ、ガードバンド２０ＭＨｚ、下りリンク周波数帯１８０ＭＨｚという構成を取り得る。この場合、２００ＭＨｚの周波数帯と４００ＭＨｚの周波数帯との間で、上りリンク周波数帯、下りリンク周波数帯の各々について重複した箇所があれば、送信フィルタや受信フィルタを共用可能である。この場合にも、上記実施形態と同様の効果が得られる。

また、上述した実施形態（図４）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、変調回路におけるフィルタを、第１の上りリンク周波数帯の周波数帯域［ｆ０］〜［ｆ０＋８０］ＭＨｚおよび、第２の上りリンク周波数帯の周波数帯域［ｆ０］〜［ｆ０＋１２０］ＭＨｚを含む、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とし、復調回路におけるフィルタを、第１の下りリンク周波数帯の周波数帯域［ｆ０＋１２０］〜［ｆ０＋２００］ＭＨｚおよび、第２の下りリンク周波数帯の周波数帯域［ｆ０＋１６０］〜［ｆ０＋４００］ＭＨｚを含む、周波数［ｆ０＋１２０］〜［ｆ０＋４００］ＭＨｚの２８０ＭＨｚ幅を通過域とするバンドパスフィルタとし、Ｄ／Ａ変換器に１２０ＭＨｚの入力帯域幅（サンプリングレート２４０ＭＨｚ以上）、Ａ／Ｄ変換器に２８０ＭＨｚ（サンプリングレート５６０ＭＨｚ以上）とする。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。
あるいは、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。

加えて、上記実施形態では、変調器４０ａの前段にＤ／Ａ変換器５０ａを設ける場合を図示したが、逆に、変調器４０ａの後段にＤ／Ａ変換器５０ａを設ける態様としてもよい。同様に、上記実施形態では、復調器４０ｂの後段にＡ／Ｄ変換器５０ｂを設ける場合を図示したが、逆に、復調器４０ｂの前段にＡ／Ｄ変換器５０ｂ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２００ＭＨｚであり、第２の無線通信ネットワークの帯域幅が４００ＭＨｚである場合について説明したが、これに限られない。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）……アンプ、２０ａ（２０ａ１，２０ａ２），２０ｂ（２０ｂ１，２０ｂ２）……ミキサ、３０ａ（３０ａ１，３０ａ２）、３０ｂ（３０ｂ１，３０ｂ２）……フィルタ、４０ａ（４０ａ１，４０ａ２）……変調器、４０ｂ（４０ｂ１，４０ｂ２）……復調器、５０ａ（５０ａ１，５０ａ２）……Ｄ／Ａ変換器、５０ｂ（５０ｂ１，５０ｂ２）……Ａ／Ｄ変換器、６０ａ（６０ａ１，６０ａ２），６０ｂ（６０ｂ１，６０ｂ２）……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（送信バンドパスフィルタ）、１１０Ｂ……受信フィルタ（受信バンドパスフィルタ）、１２０Ａ……ノッチフィルタ（送信バンドストップフィルタ）、１２０Ｂ……ノッチフィルタ（受信バンドストップフィルタ）、１３０……パワーアンプ、１４０Ａ……スイッチ（送信切替器）、１４０Ｂ……スイッチ（受信切替器）、２００……変復調回路、２００ａ（２００ａ１，２００ａ２）……変調回路（変調部）、２００ｂ（２００ｂ１，２００ｂ２）……復調回路（復調部）、Ｔ１，Ｔ２，Ｒ１，Ｒ２……経路。

Claims

第１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の上りリンク周波数帯に属する第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、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の上りリンク周波数帯に属する第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であり、前記第２の上りリンク周波数帯は、前記第１の上りリンク周波数帯のすべておよび前記第１の上りリンク周波数帯とは異なる上りリンク非重複周波数帯を含む、変調部と、
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送信する送信アンテナと、
前記第２の上りリンク周波数帯に属する周波数成分が透過可能な送信バンドパスフィルタと、
前記第２の上りリンク周波数帯のうち前記上りリンク非重複周波数帯に属する周波数成分を減衰させる送信バンドストップフィルタと、
前記第１の無線通信ネットワークとの通信時に、前記第１の上りリンク変調送信信号が前記送信バンドパスフィルタと前記送信バンドストップフィルタを経て前記送信アンテナに供給され、前記第２の無線通信ネットワークとの通信時に、前記第２の上りリンク変調送信信号が前記送信バンドパスフィルタを経て前記送信アンテナに供給されるように、前記変調部と前記送信アンテナの間の経路を変更する送信切替器と、
第１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の下りリンク周波数帯に属する第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、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２の下りリンク周波数帯に属する第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受信し、前記第２の下りリンク周波数帯は、前記第１の下りリンク周波数帯の一部および前記第１の下りリンク周波数帯とは異なる下りリンク非重複周波数帯を含む、受信アンテナと、
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、
前記第１の下りリンク周波数帯に属する周波数成分および前記第２の下りリンク周波数帯に属する周波数成分が透過可能な受信バンドパスフィルタと、
前記第１の下りリンク周波数帯に属して前記第２の下りリンク周波数帯に属さない周波数成分を減衰させる受信バンドストップフィルタと、
前記第１の無線通信ネットワークとの通信時に、前記第１の下りリンク変調受信信号が前記受信バンドパスフィルタを経て前記復調部に供給され、前記第２の無線通信ネットワークとの通信時に、前記第２の下りリンク変調受信信号が前記受信バンドパスフィルタと前記受信バンドストップフィルタを経て前記復調部に供給されるように、前記受信アンテナと前記復調部の間の経路を変更する受信切替器とを備える、
無線通信端末。