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技術 無線通信装置、アンテナ切り替え装置、および移動体無線通信装置

出願人 パナソニック株式会社
発明者 越智健敏
出願日 2004年12月22日 (16年6ヶ月経過) 出願番号 2004-371072
公開日 2006年7月6日 (15年0ヶ月経過) 公開番号 2006-180191
状態 未査定
技術分野 移動無線通信システム 送受信機
主要キーワード 非送信状態 信号送信状態 追加配置 移動体無線通信装置 ゲイン変化 信号伝送特性 消費電流値 負電源電圧
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (7)

課題

無線信号の送信時に良好な歪み特性を得ることと無線信号の非送信時消費電流を低くすることとを両立して実現し得る、小型化可能な、無線通信装置、その無線通信装置に搭載されるアンテナ切り替え装置、および携帯無線電話端末装置等といった移動体無線通信装置を提供すること。

解決手段

アンテナ切り替え装置101は、第1の消費電流値で且つ第1の歪み特性で、アンテナ送受信部104を接続する第1の動作モード、第1の消費電流値よりも大きい第2の消費電流値で且つ第1の歪み特性よりも歪みの少ない第2の歪み特性で、アンテナと送受信部104を接続する第2の動作モードを有する。制御手段105は、送受信部104の信号送信状態の検出を行ない、その検出結果でアンテナ切り替え装置101の動作モードを第1の動作モード、第2の動作モードのいずれか一方に切り替えるための制御信号をアンテナ切り替え装置101へ送出する。

概要

背景

近年、無線通信装置発達は目覚しいものがあり、中でも移動体通信の分野は急速に発展とげている。

移動体通信で用いられる通信方式は、初代のアナログ方式、それから二代目のTDMA(即ち、Time Division Multiple Access)方式へと推移してきており、現在ではCDMA(即ち、Code Division Multiple Access)方式が主流になりつつある。このCDMA方式は、同一セル内で時間と周波数共用し、異なる拡散コードを用いることによって利用者識別して個々の通信を行なう方式であり、携帯無線電話端末装置(例えば、いわゆる携帯電話機)等の移動体無線通信装置基地局への信号を無線送信しながら基地局からの無線信号を受信する、いわゆる同時送受信ステムに採用されている。

この同時送受信システムでは、移動体無線通信装置が無線信号を送信しながら無線信号を受信するため、送信電力が受信部に漏洩し、更に歪み特性により受信帯域ノイズとなって現れ、信号伝送特性を悪化するといったことがないように、移動体無線通信装置には厳しい歪み特性を満足する(即ち、良好な歪み特性を持つ)ことが要求される。

その厳しい歪み特性を満足する方法の一つとして、受信回路消費電流を増加させることによって、厳しい歪み特性を満足する方法がある。しかし、この方法では移動体無線通信装置が無線信号を送信している時に、厳しい歪み特性を満足するように移動体無線通信装置を設計する必要があるため、逆に移動体無線通信装置が無線信号を送信していない時には、その歪み特性が過剰に良すぎる特性となり、よって無駄な消費電力が多くなる。

この種の問題を解決するための従来技術として、無線信号の送信時には消費電流が大きく歪み特性が良好な低雑音増幅器を選択し、無線信号の非送信時には消費電流が低い低雑音増幅器を選択することによって、無線信号の送信時に良好な歪み特性を得ることと無線信号の非送信時に消費電流を低くすることとを両立させる送受信方式が知られている(例えば、特許文献1参照)。

しかしながら、このような送受信方式では、低雑音増幅器が二つ必要となり、また受信信号を2つの低雑音増幅器へ振り分け高周波スイッチも必要となる。よって、小型化が強く要望される携帯無線電話端末装置等といった移動体無線通信装置には不向きである。また、高周波スイッチでの電力ロスによって受信品質劣化を招いてしまうという可能性も高い。

尚、特許文献1には、低雑音増幅器を一つだけ用いて、その低雑音増幅器の消費電流を制御することによって、無線信号の送信時に良好な歪み特性を得ることと無線信号の非送信時に消費電流を低くすることとを両立させる方式についても記載されているが、この方式では低雑音増幅器の電流を変化させることに伴うゲイン変化補償が困難であり、現実的ではない。

ところで、携帯無線電話端末装置(例えば、いわゆる携帯電話機)等といった移動体無線通信装置の多くには、一般に、複数のアンテナからなるアンテナ群と、当該アンテナ群の中から選択されたアンテナを介して信号の無線送受信を行なう1系統送受信部と、制御手段による電気制御に従い無線送受信に使用するアンテナをアンテナ群の中から選択するとともに当該選択されたアンテナと送受信部とを電気的に接続する高周波スイッチと、が設けられる。

ここで挙げた高周波スイッチは例えば周知の半導体スイッチを備えて構成されたものだが、上述した事項と同様に、この高周波スイッチにも、送受信部がアンテナを介して無線信号を送信しながら受信する際に送信電力が漏洩して信号伝送特性を悪化させるといったことがないように、良好な歪み特性を持つことが要求される。そこで、良好な歪み特性を得るために、高周波スイッチの消費電流が常に高く設定されるのだが、送受信部がアンテナを介して無線信号を送信していない時に、その歪み特性が過剰に良すぎる特性となり、電力を無駄に消費することとなってしまう。これは、例えばいわゆる携帯電話機等といった携帯無線電話端末装置に関して言えば、待受時間向上の妨げ、つまり携帯無線電話端末装置の電源であるバッテリー放電持続時間を短くする。逆に、高周波スイッチの消費電流を下げるように設計すると、良好な歪み特性が得られない。

特開平11−274968号公報(図2)

概要

無線信号の送信時に良好な歪み特性を得ることと無線信号の非送信時に消費電流を低くすることとを両立して実現し得る、小型化可能な、無線通信装置、その無線通信装置に搭載されるアンテナ切り替え装置、および携帯無線電話端末装置等といった移動体無線通信装置を提供すること。アンテナ切り替え装置101は、第1の消費電流値で且つ第1の歪み特性で、アンテナと送受信部104を接続する第1の動作モード、第1の消費電流値よりも大きい第2の消費電流値で且つ第1の歪み特性よりも歪みの少ない第2の歪み特性で、アンテナと送受信部104を接続する第2の動作モードを有する。制御手段105は、送受信部104の信号送信状態の検出を行ない、その検出結果でアンテナ切り替え装置101の動作モードを第1の動作モード、第2の動作モードのいずれか一方に切り替えるための制御信号をアンテナ切り替え装置101へ送出する。

目的

本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、伝送品質を損なうことなく、無線信号の送信時に良好な歪み特性を得ることと無線信号の非送信時に消費電流を低くすることとを両立して実現し得る、小型化可能な、無線通信装置、その無線通信装置に搭載されるアンテナ切り替え装置、および携帯無線電話端末装置等といった移動体無線通信装置を提供することを目的としている。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

無線信号を同時に送受信可能な無線通信装置であって、複数のアンテナからなるアンテナ群と、前記アンテナ群の中から選択されたアンテナを介して信号の無線送受信を行なう送受信部と、前記無線送受信に使用するアンテナと前記送受信部とを電気的に接続するアンテナ切り替え装置と、前記アンテナ切り替え装置の切り替え動作を制御する制御手段と、を備え、前記アンテナ切り替え装置が、第1の消費電流値で且つ第1の歪み特性で、前記無線送受信に使用するアンテナと前記送受信部とを接続する第1の動作モードと、前記第1の消費電流値よりも大きい第2の消費電流値で且つ前記第1の歪み特性よりも歪みの少ない第2の歪み特性で、前記無線送受信に使用するアンテナと前記送受信部とを接続する第2の動作モードと、を有し、前記制御手段が、前記送受信部の信号送信状態の検出を行ない且つその検出結果に基づいて前記アンテナ切り替え装置の動作モードを前記第1の動作モードおよび前記第2の動作モードのいずれか一方に切り替えるための制御信号を前記アンテナ切り替え装置へ送出する無線通信装置。

請求項2

請求項1記載の無線通信装置であって、前記アンテナ切り替え装置が、前記第1の動作モードおよび前記第2の動作モードを有する高周波スイッチと、前記制御信号に従って前記第1の動作モードおよび前記第2の動作モードのいずれか一方に切り替わるように前記高周波スイッチの電源電圧を変化させる電圧変換手段と、を具備する無線通信装置。

請求項3

請求項1または請求項2記載の無線通信装置であって、前記制御手段が、前記送受信部の状態を常時監視し且つ、前記送受信部が信号を送信中の時には前記アンテナ切り替え装置が前記第2の動作モードで動作、そして前記送受信部が信号を送信していない時には前記アンテナ切り替え装置が前記第1の動作モードで動作するように、前記制御信号を出力する無線通信装置。

請求項4

請求項1または請求項2記載の無線通信装置が、信号を無線送信するための前記送受信部の送信電力レベルを検出する送信電力レベル検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記送信電力レベル検出手段が検出した送信電力レベルの値を常時監視し且つ、前記送受信部が信号を所定の送信電力レベルよりも高い電力レベルで送信している時には前記アンテナ切り替え装置が前記第2の動作モードで動作、そして前記送受信部が信号を所定の送信電力レベルよりも低い電力レベルで送信している時もしくは信号を送信していない時には前記アンテナ切り替え装置が前記第1の動作モードで動作するように、前記制御信号を出力する無線通信装置。

請求項5

請求項1または請求項2記載の無線通信装置は、前記送受信部が受信した信号の受信電力レベルを検出する受信電力レベル検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記送受信部の状態を常時監視するとともに前記受信電力レベル検出手段が検出した受信電力レベルの値を常時監視し且つ、前記送受信部が信号を送信中であり且つ前記受信電力レベルが所定の電力レベルよりも低い場合には前記アンテナ切り替え装置が前記第2の動作モードで動作、そして前記送受信部が信号を送信していない時または前記受信電力レベルが所定の電力レベルよりも高い場合には前記アンテナ切り替え装置が前記第1の動作モードで動作するように、前記制御信号を出力する無線通信装置。

請求項6

請求項1または請求項2記載の無線通信装置であって、前記制御手段は、前記送受信部が信号を間欠的に送信する場合には、信号を送信していない状態においても前記アンテナ切り替え装置が前記第2の動作モードで動作するように、前記制御信号を出力する無線通信装置。

請求項7

複数のアンテナからなるアンテナ群と、前記アンテナ群の中から選択されたアンテナを介して信号の無線送受信を行なう送受信部と、制御手段と、を備えた、無線信号を同時に送受信可能な、無線通信装置に搭載され且つ、前記制御手段による電気制御に従い前記無線送受信に使用するアンテナを前記アンテナ群の中から選択するとともに当該選択されたアンテナと前記送受信部とを電気的に接続するアンテナ切り替え装置であって、第1の消費電流値で且つ第1の歪み特性で、前記無線送受信に使用するアンテナと前記送受信部とを接続する第1の動作モードと、前記第1の消費電流値よりも大きい第2の消費電流値で且つ前記第1の歪み特性よりも歪みの少ない第2の歪み特性で、前記無線送受信に使用するアンテナと前記送受信部とを接続する第2の動作モードと、を有し、前記制御手段により、前記送受信部の信号送信状態の検出が行なわれ、そしてその検出結果に基づいて、前記アンテナ切り替え装置の動作モードが前記第1の動作モードおよび前記第2の動作モードのいずれか一方に切り替えられるアンテナ切り替え装置。

請求項8

請求項7記載のアンテナ切り替え装置であって、前記第1の動作モードおよび前記第2の動作モードを有する高周波スイッチと、前記制御信号に従って前記第1の動作モードおよび前記第2の動作モードのいずれか一方に切り替わるように前記高周波スイッチの電源電圧を変化させる電圧変換手段と、を具備するアンテナ切り替え装置。

請求項9

請求項1ないし6のいずれか一項記載の無線通信装置である移動体無線通信装置

請求項10

請求項9記載の移動体無線通信装置である携帯無線電話端末装置

技術分野

0001

本発明は、無線信号を同時に送受信可能にする通信方式を採用した無線通信装置、その無線通信装置に搭載されるアンテナ切り替え装置、および携帯無線電話端末装置等といった移動体無線通信装置に関する。

背景技術

0002

近年、無線通信装置の発達は目覚しいものがあり、中でも移動体通信の分野は急速に発展とげている。

0003

移動体通信で用いられる通信方式は、初代のアナログ方式、それから二代目のTDMA(即ち、Time Division Multiple Access)方式へと推移してきており、現在ではCDMA(即ち、Code Division Multiple Access)方式が主流になりつつある。このCDMA方式は、同一セル内で時間と周波数共用し、異なる拡散コードを用いることによって利用者識別して個々の通信を行なう方式であり、携帯無線電話端末装置(例えば、いわゆる携帯電話機)等の移動体無線通信装置が基地局への信号を無線送信しながら基地局からの無線信号を受信する、いわゆる同時送受信ステムに採用されている。

0004

この同時送受信システムでは、移動体無線通信装置が無線信号を送信しながら無線信号を受信するため、送信電力が受信部に漏洩し、更に歪み特性により受信帯域ノイズとなって現れ、信号伝送特性を悪化するといったことがないように、移動体無線通信装置には厳しい歪み特性を満足する(即ち、良好な歪み特性を持つ)ことが要求される。

0005

その厳しい歪み特性を満足する方法の一つとして、受信回路消費電流を増加させることによって、厳しい歪み特性を満足する方法がある。しかし、この方法では移動体無線通信装置が無線信号を送信している時に、厳しい歪み特性を満足するように移動体無線通信装置を設計する必要があるため、逆に移動体無線通信装置が無線信号を送信していない時には、その歪み特性が過剰に良すぎる特性となり、よって無駄な消費電力が多くなる。

0006

この種の問題を解決するための従来技術として、無線信号の送信時には消費電流が大きく歪み特性が良好な低雑音増幅器を選択し、無線信号の非送信時には消費電流が低い低雑音増幅器を選択することによって、無線信号の送信時に良好な歪み特性を得ることと無線信号の非送信時に消費電流を低くすることとを両立させる送受信方式が知られている(例えば、特許文献1参照)。

0007

しかしながら、このような送受信方式では、低雑音増幅器が二つ必要となり、また受信信号を2つの低雑音増幅器へ振り分け高周波スイッチも必要となる。よって、小型化が強く要望される携帯無線電話端末装置等といった移動体無線通信装置には不向きである。また、高周波スイッチでの電力ロスによって受信品質劣化を招いてしまうという可能性も高い。

0008

尚、特許文献1には、低雑音増幅器を一つだけ用いて、その低雑音増幅器の消費電流を制御することによって、無線信号の送信時に良好な歪み特性を得ることと無線信号の非送信時に消費電流を低くすることとを両立させる方式についても記載されているが、この方式では低雑音増幅器の電流を変化させることに伴うゲイン変化補償が困難であり、現実的ではない。

0009

ところで、携帯無線電話端末装置(例えば、いわゆる携帯電話機)等といった移動体無線通信装置の多くには、一般に、複数のアンテナからなるアンテナ群と、当該アンテナ群の中から選択されたアンテナを介して信号の無線送受信を行なう1系統の送受信部と、制御手段による電気制御に従い無線送受信に使用するアンテナをアンテナ群の中から選択するとともに当該選択されたアンテナと送受信部とを電気的に接続する高周波スイッチと、が設けられる。

0010

ここで挙げた高周波スイッチは例えば周知の半導体スイッチを備えて構成されたものだが、上述した事項と同様に、この高周波スイッチにも、送受信部がアンテナを介して無線信号を送信しながら受信する際に送信電力が漏洩して信号伝送特性を悪化させるといったことがないように、良好な歪み特性を持つことが要求される。そこで、良好な歪み特性を得るために、高周波スイッチの消費電流が常に高く設定されるのだが、送受信部がアンテナを介して無線信号を送信していない時に、その歪み特性が過剰に良すぎる特性となり、電力を無駄に消費することとなってしまう。これは、例えばいわゆる携帯電話機等といった携帯無線電話端末装置に関して言えば、待受時間向上の妨げ、つまり携帯無線電話端末装置の電源であるバッテリー放電持続時間を短くする。逆に、高周波スイッチの消費電流を下げるように設計すると、良好な歪み特性が得られない。

0011

特開平11−274968号公報(図2

発明が解決しようとする課題

0012

本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、伝送品質を損なうことなく、無線信号の送信時に良好な歪み特性を得ることと無線信号の非送信時に消費電流を低くすることとを両立して実現し得る、小型化可能な、無線通信装置、その無線通信装置に搭載されるアンテナ切り替え装置、および携帯無線電話端末装置等といった移動体無線通信装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0013

本発明の無線通信装置は、
無線信号を同時に送受信可能な無線通信装置であって、
複数のアンテナからなるアンテナ群と、
前記アンテナ群の中から選択されたアンテナを介して信号の無線送受信を行なう送受信部と、
前記無線送受信に使用するアンテナと前記送受信部とを電気的に接続するアンテナ切り替え装置と、
前記アンテナ切り替え装置の切り替え動作を制御する制御手段と、
を備え、
前記アンテナ切り替え装置が、第1の消費電流値で且つ第1の歪み特性で、前記無線送受信に使用するアンテナと前記送受信部とを接続する第1の動作モードと、前記第1の消費電流値よりも大きい第2の消費電流値で且つ前記第1の歪み特性よりも歪みの少ない第2の歪み特性で、前記無線送受信に使用するアンテナと前記送受信部とを接続する第2の動作モードと、を有し、
前記制御手段が、前記送受信部の信号送信状態の検出を行ない且つその検出結果に基づいて前記アンテナ切り替え装置の動作モードを前記第1の動作モードおよび前記第2の動作モードのいずれか一方に切り替えるための制御信号を前記アンテナ切り替え装置へ送出する。
この構成により、送受信部が信号を送信中である時、即ち、良好な歪み特性が要求される時には制御手段がアンテナ切り替え装置を第2の動作モードで動作させ、そして例えば送受信部が信号を送信中でない時、即ち、良好な歪み特性が要求されない時には制御手段がアンテナ切り替え装置を第1の動作モードで動作させればよいので、消費電流を最適化することができる。

0014

また、本発明の無線通信装置は、そのアンテナ切り替え装置が、
前記第1の動作モードおよび前記第2の動作モードを有する高周波スイッチと、
前記制御信号に従って前記第1の動作モードおよび前記第2の動作モードのいずれか一方に切り替わるように前記高周波スイッチの電源電圧を変化させる電圧変換手段と、
具備することが好ましい。
このような構成を採り、良好な歪み特性が要求される場合、制御手段が高周波スイッチの電源電圧を昇圧するように電圧変換手段を制御すれば、良好な歪み特性が満たされ、そして良好な歪み特性が要求されない場合、制御手段が高周波スイッチの電源電圧を昇圧しないように電圧変換手段を制御すれば、低消費電力化を実現できるので、部品点数を増加させることなく良好な歪み特性により受信品質を損なわずに無線通信装置からの無線送信が行なえる。

0015

また、本発明の無線通信装置は、その制御手段が、前記送受信部の状態を常時監視し且つ、前記送受信部が信号を送信中の時には前記アンテナ切り替え装置が前記第2の動作モードで動作、そして前記送受信部が信号を送信していない時には前記アンテナ切り替え装置が前記第1の動作モードで動作するように、前記制御信号を出力することが好ましい。
このような構成にすれば、送受信部が信号を送信中であると制御手段が判定した場合、即ち、良好な歪み特性が要求される場合、制御手段がアンテナ切り替え装置を消費電流が高めに設定された第2の動作モードで動作させ、そして送受信部が信号を送信中でないと制御手段が判定した場合、即ち、良好な歪み特性が要求されない場合、制御手段がアンテナ切り替え装置を消費電流が低めに設定された第1の動作モードで動作させるので、消費電流を最適化することができ、部品点数を増加させることなく良好な歪み特性により受信品質を損なわずに無線通信装置からの無線送信が行なえる。

0016

また、本発明の無線通信装置が、信号を無線送信するための前記送受信部の送信電力レベルを検出する送信電力レベル検出手段を更に備え、
前記制御手段は、前記送信電力レベル検出手段が検出した送信電力レベルの値を常時監視し且つ、前記送受信部が信号を所定の送信電力レベルよりも高い電力レベルで送信している時には前記アンテナ切り替え装置が前記第2の動作モードで動作、そして前記送受信部が信号を所定の送信電力レベルよりも低い電力レベルで送信している時もしくは信号を送信していない時には前記アンテナ切り替え装置が前記第1の動作モードで動作するように、前記制御信号を出力することが好ましい。
このような構成にすれば、送信電力レベル検出手段が検出した送信電力レベルの値を制御手段が常時監視しており、送受信部が信号を所定の送信電力レベルよりも高い電力レベルで送信していると制御手段が判定した場合、即ち、良好な歪み特性が要求される高出力送信時には、制御手段がアンテナ切り替え装置を消費電流が高めに設定された第2の動作モードで動作させ、そして送受信部が信号を所定の送信電力レベルよりも低い電力レベルで送信しているかもしくは信号を送信していないと制御手段が判定した場合、即ち、良好な歪み特性が要求されない場合には、制御手段がアンテナ切り替え装置を消費電流が低めに設定された第1の動作モードで動作させるので、更なる低消費電力化を実現でき、部品点数を増加させることなく良好な歪み特性により受信品質を損なわずに無線通信装置からの無線送信が行なえる。

0017

また、本発明の無線通信装置が、前記送受信部が受信した信号の受信電力レベルを検出する受信電力レベル検出手段を更に備え、
前記制御手段は、前記送受信部の状態を常時監視するとともに前記受信電力レベル検出手段が検出した受信電力レベルの値を常時監視し且つ、前記送受信部が信号を送信中であり且つ前記受信電力レベルが所定の電力レベルよりも低い場合には前記アンテナ切り替え装置が前記第2の動作モードで動作、そして前記送受信部が信号を送信していない時または前記受信電力レベルが所定の電力レベルよりも高い場合には前記アンテナ切り替え装置が前記第1の動作モードで動作するように、前記制御信号を出力することが好ましい。
このような構成にすれば、受信電力レベル検出手段が検出した受信電力レベルの値を制御手段が常時監視しており、送受信部が受信した信号が所定の受信電力レベルよりも低い電力レベルのものと制御手段が判定した場合、即ち、良好な歪み特性が要求される高出力送信時には、制御手段がアンテナ切り替え装置を消費電流が高めに設定された第2の動作モードで動作させ、そして送受信部が受信した信号が所定の送信電力レベルよりも高い電力レベルのものかもしくは送受信部が信号を送信していないと制御手段が判定した場合、即ち、良好な歪み特性が要求されない場合には、制御手段がアンテナ切り替え装置を消費電流が低めに設定された第1の動作モードで動作させるので、更なる低消費電力化を実現でき、部品点数を増加させることなく良好な歪み特性により受信品質を損なわずに無線通信装置からの無線送信が行なえる。

0018

また、本発明の無線通信装置の前記制御手段は、前記送受信部が信号を間欠的に送信する場合には、信号を送信していない状態においても前記アンテナ切り替え装置が前記第2の動作モードで動作するように、前記制御信号を出力することが好ましい。
このような構成にすれば、例えば頻繁にオンオフが切り替わる間欠送信時、例えばW−CDMA(即ち、Wideband Code Division Multiple Access)方式におけるPRACH(Physical Random Access Channel)送信時には歪み特性の切り替えを行なわなくてよいため、切り替えの立ち上がり時間を高速にする必要がなく、簡単な設計で、要求される歪み特性を満足し且つ低消費電力化を実現することができる。

0019

また、本発明のアンテナ切り替え装置は、
複数のアンテナからなるアンテナ群と、前記アンテナ群の中から選択されたアンテナを介して信号の無線送受信を行なう送受信部と、制御手段と、を備えた、無線信号を同時に送受信可能な、無線通信装置に搭載され且つ、
前記制御手段による電気制御に従い前記無線送受信に使用するアンテナを前記アンテナ群の中から選択するとともに当該選択されたアンテナと前記送受信部とを電気的に接続するアンテナ切り替え装置であって、
第1の消費電流値で且つ第1の歪み特性で、前記無線送受信に使用するアンテナと前記送受信部とを接続する第1の動作モードと、前記第1の消費電流値よりも大きい第2の消費電流値で且つ前記第1の歪み特性よりも歪みの少ない第2の歪み特性で、前記無線送受信に使用するアンテナと前記送受信部とを接続する第2の動作モードと、を有し、
前記制御手段により、前記送受信部の信号送信状態の検出が行なわれ、そしてその検出結果に基づいて、前記アンテナ切り替え装置の動作モードが前記第1の動作モードおよび前記第2の動作モードのいずれか一方に切り替えられる。
この構成により、送受信部が信号を送信中である時、即ち、良好な歪み特性が要求される時、アンテナ切り替え装置が第2の動作モードで動作し、そして例えば送受信部が信号を送信中でない時、即ち、良好な歪み特性が要求されない時、アンテナ切り替え装置が第1の動作モードで動作すればよいので、消費電流を最適化することができる。

0020

また、本発明のアンテナ切り替え装置は、
前記第1の動作モードおよび前記第2の動作モードを有する高周波スイッチと、
前記制御信号に従って前記第1の動作モードおよび前記第2の動作モードのいずれか一方に切り替わるように前記高周波スイッチの電源電圧を変化させる電圧変換手段と、
を具備することが好ましい。
このような構成を採り、良好な歪み特性が要求される場合、制御手段が高周波スイッチの電源電圧を昇圧するように電圧変換手段を制御すれば、良好な歪み特性が満たされ、そして良好な歪み特性が要求されない場合、制御手段が高周波スイッチの電源電圧を昇圧しないように電圧変換手段を制御すれば、低消費電力化を実現できるので、部品点数を増加させることなく良好な歪み特性により受信品質を損なわずに無線通信装置からの無線送信が行なえる。

0021

本発明の無線通信装置が移動体無線通信装置であると、良好な歪み特性により受信品質が良好で、低消費電力化され且つ小型化された移動体無線通信装置を提供することができるので、好ましい。尚、本発明の移動体無線通信装置の例としては、携帯電話機等といった携帯無線電話端末装置、無線通信機能を備え得るPDA(即ち、Personal Digital Assistance)等といった携帯無線情報端末装置、等が挙げられるが、本発明の移動体無線通信装置が、近年世の中で非常に普及している携帯無線電話端末装置であると好ましい。この場合も、上記と同様、良好な歪み特性により受信品質が良好で、低消費電力化され且つ小型化された携帯無線電話端末装置を提供することができることは言うまでもない。

発明の効果

0022

本発明によれば、伝送品質を損なうことなく、無線信号の送信時に良好な歪み特性を得ることと無線信号の非送信時に消費電流を低くすることとを両立して実現し得る小型化可能な無線通信装置、その無線通信装置に搭載されるアンテナ切り替え装置、その無線通信装置を具備する携帯無線電話端末装置等といった移動体無線通信装置を提供することができる。

発明を実施するための最良の形態

0023

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は本発明に係る無線通信装置の第1実施形態におけるシステム構成を示すブロック図、図2図1の送受信部のシステム構成を示すブロック図、図3は本発明に係る無線通信装置の第2実施形態におけるシステム構成を示すブロック図、図4は本発明に係る無線通信装置の第3実施形態におけるシステム構成を示すブロック図、図5は本発明に係る無線通信装置の第4実施形態におけるシステム構成を示すブロック図、そして図6は本発明に係る無線通信装置の一例である携帯無線電話端末装置の正面図である。

0024

[第1実施形態]
無線信号を同時に送受信可能な無線通信装置100は、図1に示されるように、アンテナ切り替え装置101と、送受信部104と、制御手段105と、アンテナ群106と、を備え、更にベースバンド部(不図示)および電源部(不図示)も有する。アンテナ切り替え装置101は、高周波スイッチ102と、電圧変換手段103と、を備える。高周波スイッチ102は例えば周知の半導体スイッチを備えたものである。

0025

送受信部104は、複数のアンテナからなるアンテナ群106の中から選択されたアンテナを介して信号の無線送受信を行なう。アンテナ切り替え装置101は、制御手段105による電気制御に従い、無線送受信に使用するアンテナをアンテナ群106の中から選択するとともに当該選択されたアンテナと送受信部104とを電気的に接続する。これにより、当該選択されたアンテナに入力された受信信号が送受信部104へ送られ、また送受信部104からの送信信号が当該選択されたアンテナへ送られ且つ該アンテナを介して無線送信される。

0026

送受信部104は、受信信号を復調した後、所定の電力まで増幅し、ベースバンド周波数に変換してベースバンド部(不図示)に受信信号を出力する。逆に、ベースバンド部より出力された送信信号は、送受信部104で変調された後、高周波信号に変換され、所定の電力まで増幅された後、アンテナ切り替え装置101を通って、アンテナ群106の中から選択されたアンテナから送信される。

0027

制御手段105は、送受信部104の状態を常時監視し、送受信部104が送信中であるかどうかを検出し、その検出結果に基づいて制御信号をアンテナ切り替え装置101の電圧変換手段103に出力する。

0028

電圧変換手段103は、制御手段105からの制御信号に従って動作し、送受信部104が送信中である場合には、電源部(不図示)から供給される高周波スイッチ102の電源電圧を昇圧し、歪み特性を良好にする(第2の動作モード)。一方、送受信部104が送信中でない場合には、電源電圧を昇圧せず、消費電流を低く抑える(第1の動作モード)。このように、アンテナ切り替え装置101、より具体的には、高周波スイッチ102は、第1の消費電流値で且つ第1の歪み特性で動作する第1の動作モードと、前記第1の消費電流値よりも大きい第2の消費電流値で且つ前記第1の歪み特性よりも歪みの少ない第2の歪み特性で動作する第2の動作モードと、を有する。

0029

従って、制御手段105は、送受信部104の信号送信状態の検出を行ない且つその検出結果に基づいてアンテナ切り替え装置101の動作モードを前記第1の動作モードおよび前記第2の動作モードのいずれか一方に切り替えるための制御信号をアンテナ切り替え装置101へ送出する。

0030

次に、送受信部104に関して、図2を参照しながら詳細に説明する。送受信部104では、選択されたアンテナにより受信した受信信号がアンテナ切り替え装置101により受信経路を選択されアンテナ共用器201に入力される。この受信信号は低雑音増幅器202により増幅され、直交復調器203により直交復調されベースバンド信号となり、ベースバンド部(不図示)へ送られる。逆に、送信信号は直交変調器205により直交変調され高周波信号に変換された後、増幅器204により所定の電力に増幅されてアンテナ共用器201に入力され、アンテナ切り替え装置101により選択されたアンテナから送信される。

0031

この無線通信装置100においては、電圧変換手段103の動作および非動作を切り替えるだけでアンテナ切り替え装置101の動作モードが切り替わるので、部品点数を増加させることがなく、必要な歪み特性を確保しつつアンテナ切り替えを行なえる。また、無線通信装置100においては、無線信号のライン別途切り替えスイッチ等を追加配置する必要もないため、伝送品質を悪化させることなく、送信時に要求される良好な歪み特性を満足し、且つ低消費電力化を可能にする。

0032

尚、上記の説明では電圧変換手段103の動作および非動作により送信時の良好な歪み特性と非送信時の低消費電力化とを両立させたが、電圧変換手段103による昇圧後の電圧の値を変更することによっても同様に実現可能である。この場合、送信時の高周波スイッチ102の電源電圧と比較して、非送信時の高周波スイッチ102の電源電圧は低く設定される。また、制御手段105は送受信部104を常時監視することにより送信および非送信を判定しているが、ベースバンド部(不図示)を常時監視することによっても同様に実現可能である。また、要求される良好な歪み特性を満足する手段として、電圧変換手段103による高周波スイッチ102の電源電圧の昇圧に関して説明したが、電圧変換手段103による負電源電圧の生成によっても同様に実現可能である。また、送受信部104における各部のフィルタ整合回路の図示を省略したが、これらを各部に挿入しても同様に実現可能である。更に、直交変調方式を用いた第1実施形態の説明を行なったが、本発明は送受信部104の変復調方式にとらわれるものではない。

0033

[第2実施形態]
次に、図3を参照しながら第2実施形態(無線通信装置200)について説明する。尚、図1に示した第1実施形態におけるブロックと同様の機能を有する図3のブロックには同じ符号が付されている。

0034

図3において、送信電力レベル検出手段108は、信号を無線送信するための送受信部104の送信電力レベルを検出し、その送信電力レベルの値を示す検出信号を制御手段107に送出する。制御手段107は、送信電力レベル検出手段108が検出した送信電力レベルの値を常時監視しており、予め設定された閾値よりも送信電力レベルの値が高い場合には、アンテナ切り替え装置101に対して第2の動作モードを指示する制御信号を送出する。これにより、アンテナ切り替え装置101の電圧変換手段103が動作し、高周波スイッチ102の電源電圧を昇圧する。逆に、予め設定された閥値よりも送信電力レベルの値が低い場合には、制御手段107は、アンテナ切り替え装置101に対して第1の動作モードを指示する制御信号を送出する。これにより、アンテナ切り替え装置101は、電圧変換手段103を動作させず、高周波スイッチ102の電源電圧を昇圧しない。その他のブロックに関しては第1実施形態と同様の動作であるため、説明を省略する。

0035

このような実施形態によると、送信電力レベルが高い時、つまり良好な歪み特性が要求される場合においては、高周波スイッチ102の電源電圧を昇圧して使用するため、良好な歪み特性を得ることが可能となる。逆に送信電力レベルが低い時もしくは非送信状態であるとき、つまり良好な歪み特性が比較的要求されない場合においては、高周波スイッチ102の電源電圧を昇圧せずに、低消費電力化を達成することができ、全体として良好な歪み特性と低消費電力化を満足することができる。

0036

また、電圧変換手段103の動作および非動作を切り替えるだけであるので、部品点数を増加させることがなく、必要な歪み特性を確保しつつアンテナ切り替えを行なえる。また、無線信号のラインに別途切り替えスイッチ等を追加配置する必要がないため、伝送品質を悪化させることがない。

0037

尚、上記の説明では電圧変換手段103の動作および非動作により送信電力レベルが高い場合に要求される歪み特性と非送信時もしくは送信電力レベルが低い場合の低消費電力化とを両立させたが、電圧変換手段103による昇圧後の電圧の値を変更することによっても同様に実現可能である。この場合、送信電力レベルが高い時の高周波スイッチ102の電源電圧と比較して、非送信時もしくは送信電力レベルが低い時の高周波スイッチ102の電源電圧は低く設定される。また、送信電力レベル検出手段108は送受信部104を常時監視することにより送信電力レベルを検出しているが、ベースバンド部(不図示)を常時監視することによっても同様に実現可能である。また、要求される良好な歪み特性を満足する手段として、電圧変換手段103による高周波スイッチ102の電源電圧の昇圧に関して説明したが、電圧変換手段103による負電源電圧の生成によっても同様に実現可能である。

0038

[第3実施形態]
次に、図4を参照しながら第3実施形態(無線通信装置300)について説明する。尚、図1に示した第1実施形態におけるブロックと同様の機能を有する図4のブロックには同じ符号が付されている。

0039

図4において、受信電力レベル検出手段110は、送受信部104が受信した信号の受信電力レベルを検出し、その受信電力レベルの値を示す検出信号を制御手段109に送出する。制御手段109は、送受信部104の状態を常時監視するとともに受信電力レベル検出手段110が検出した受信電力レベルの値を常時監視する。そして制御手段109は、送受信部104が送信状態にあり且つ予め設定された閾値よりも受信電力レベルの値が低い場合には、アンテナ切り替え装置101に対して第2の動作モードを指示する制御信号を送出する。これにより、アンテナ切り替え装置101の電圧変換手段103が動作し、高周波スイッチ102の電源電圧を昇圧する。逆に、送受信部104が非送信状態もしくは、送信状態で且つ予め設定された閾値よりも受信電力レベルの値が高い場合には、制御手段109は、アンテナ切り替え装置101に対して第1の動作モードを指示する制御信号を送出する。これにより、アンテナ切り替え装置101は、電圧変換手段103を動作させず、高周波スイッチ102の電源電圧を昇圧しない。その他のブロックに関しては第1実施形態と同様の動作であるため、説明を省略する。

0040

このような実施形態によると受信電力レベルが低い時、つまり送信電力が高く、良好な歪み特性が要求される場合においては、高周波スイッチ102の電源電圧を昇圧して使用するため良好な歪み特性を得ることが可能となる。逆に送信状態でない場合、もしくは受信電力レベルが高い時、つまり送信電力が低く、良好な歪み特性が比較的要求されない場合においては、高周波スイッチ102の電源電圧を昇圧せずに、低消費電力化を達成することができ、全体として良好な歪み特性と低消費電力化を満足することができる。また、電圧変換手段103の動作および非動作を切り替えるだけであるので、部品点数を増加させることがなく、必要な歪み特性を確保しつつアンテナ切り替えを行なえる。また、無線信号のラインに別途切り替えスイッチ等を追加配置する必要がないため、伝送品質を悪化させることがない。

0041

尚、上記の説明では電圧変換手段103の動作および非動作により受信電力レベルが低い場合に要求される歪み特性と非送信時もしくは受信電力レベルが高い場合の低消費電力化とを両立させたが、電圧変換手段103による昇圧後の電圧の値を変更することによっても同様に実現可能である。この場合、送信時且つ受信電力レベルが低い時の高周波スイッチ102の電源電圧と比較して、非送信時もしくは受信電力レベルが高い時の高周波スイッチ102の電源電圧は低く設定される。また、送信電力レベル検出手段110は送受信部104を常時監視することにより送信電力レベルを検出しているが、ベースバンド部(不図示)を常時監視することによっても同様に実現可能である。また、要求される良好な歪み特性を満足する手段として、電圧変換手段103による高周波スイッチ102の電源電圧の昇圧に関して説明したが、電圧変換手段103による負電源電圧の生成によっても同様に実現可能である。

0042

[第4実施形態]
次に、図5を参照しながら第4実施形態(無線通信装置400)について説明する。尚、図1に示した第1実施形態におけるブロックと同様の機能を有する図5のブロックには同じ符号が付されている。

0043

制御手段111は送受信部104の状態を常時監視し、送受信部104が送信状態にあるか、非送信状態になるか、更には、送信状態が連続送信状態なのか、間欠送信状態なのか、を判定する。そして、制御手段111は、連続送信状態および間欠送信状態の時には、アンテナ切り替え装置101に対し第2の動作モードを指示する制御信号を送出する。これにより、アンテナ切り替え装置101は、電圧変換手段103を動作させて高周波スイッチ102の電源電圧を昇圧する。特に、間欠送信状態(例えばW−CDMA方式におけるPRACH送信時)においては、送信状態と非送信状態とが繰り返されるが、非送信状態においても高周波スイッチ102の電源電圧を昇圧するように制御する。その他のブロックは第1実施形態と同様の動作をするため、ここでは説明を省略する。

0044

このような実施形態によると、連続送信状態では第2実施形態と同様の動作をするが、間欠送信状態においては非送信状態でも歪み特性が良好な特性となる。このように制御することによって、電圧変換手段103の動作および非動作の切り替え時間に対する設計自由度が向上し、簡素な回路で本発明を実現可能となり、また切り替え時間の制約が厳しい場合と比較して低消費電流で実現可能である。

0045

尚、上記の説明では電圧変換手段103の動作および非動作により送信時の良好な歪み特性と非送信時の低消費電力化とを両立させたが、電圧変換手段103による昇圧後の電圧の値を変更することによっても同様に実現可能である。この場合、送信時の高周波スイッチ102の電源電圧と比較して、非送信時の高周波スイッチ102の電源電圧は低く設定される。また、制御手段111は送受信部104を常時監視することにより送信もしくは非送信を判定しているが、ベースバンド部(不図示)を常時監視することによっても同様に実現可能である。また、要求される良好な歪み特性を満足する手段として、電圧変換手段103による高周波スイッチ102の電源電圧の昇圧に関して説明したが、電圧変換手段103による負電源電圧の生成によっても同様に実現可能である。

0046

以上、本発明に係る無線通信装置の第1実施形態〜第4実施形態を説明したが、本発明の無線通信装置が移動体無線通信装置であると、良好な歪み特性により受信品質が良好で、低消費電力化され且つ小型化された移動体無線通信装置を提供することができるので、好ましい。尚、本発明の移動体無線通信装置の例としては、携帯電話機等といった携帯無線電話端末装置、無線通信機能を備え得るPDA(即ち、Personal Digital Assistance)等といった携帯無線情報端末装置、等が挙げられるが、本発明の移動体無線通信装置が、近年世の中で非常に普及している携帯無線電話端末装置であると好ましい。この場合も、上記と同様、良好な歪み特性により受信品質が良好で、低消費電力化され且つ小型化された携帯無線電話端末装置を提供することができることは言うまでもない。図6には本発明に係る無線通信装置の一例である携帯無線電話端末装置(以下、「携帯電話機」と記す。)10が示される。

0047

携帯電話機10は、その本体に、数字記号を含む文字を入力したり各種機能を選択したりする際に操作される操作部(キー操作部)11と、該操作部11を操作することにより生成された文字データ等を表示するための液晶表示装置等のディスプレイ装置12と、音を発するためのスピーカー13と、伸び縮み自在な外部アンテナ14と、集音マイク15と、前記外部アンテナとともにアンテナ群を形成する内部アンテナ(不図示)と、を備えている。図1図5に示される機能ブロックが示す回路等は携帯電話機10の本体に収容される。尚、携帯電話機10は、外部アンテナ14が設けられた形態であるが、複数の内部アンテナ(不図示)のみでアンテナ群を形成する形態であってもよいことは言うまでもない。

0048

本発明の無線通信装置、無線通信装置に搭載されるアンテナ切り替え装置、および携帯無線電話端末装置等といった移動体無線通信装置は、無線信号の送信時に良好な歪み特性を得ることと無線信号の非送信時に消費電流を低くすることとを両立して実現し得るとともに小型化可能なので、無線信号を同時に送受信可能にする通信方式を採用した装置に有用である。

図面の簡単な説明

0049

本発明に係る無線通信装置の第1実施形態におけるシステム構成を示すブロック図
図1の送受信部のシステム構成を示すブロック図
本発明に係る無線通信装置の第2実施形態におけるシステム構成を示すブロック図
本発明に係る無線通信装置の第3実施形態におけるシステム構成を示すブロック図
本発明に係る無線通信装置の第4実施形態におけるシステム構成を示すブロック図
本発明に係る無線通信装置の一例である携帯無線電話端末装置の正面図

符号の説明

0050

100無線通信装置
200 無線通信装置
300 無線通信装置
400 無線通信装置
101アンテナ切り替え装置
102高周波スイッチ
103電圧変換手段
104送受信部
105 制御手段
106アンテナ群
107 制御手段
108送信電力レベル検出手段
109 制御手段
110受信電力レベル検出手段
111 制御手段
201アンテナ共用器
202低雑音増幅器
203直交復調器
204増幅器
205 直交変調器

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