JP2013168701A

JP2013168701A - 送受信モジュール

Info

Publication number: JP2013168701A
Application number: JP2012029099A
Authority: JP
Inventors: Masao Miyaura; 正夫宮浦
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2012-02-14
Filing date: 2012-02-14
Publication date: 2013-08-29

Abstract

【課題】複数の周波数帯域に対応可能であると共に、低コスト化が可能な送受信モジュールを提供すること。
【解決手段】第１及び第２アンテナに接続され、第１上りリンク周波数帯域及び第１下りリンク周波数帯域を有する第１無線通信ネットワークと、第２上りリンク周波数帯域及び第２下りリンク周波数帯域を有する第２無線通信ネットワークを使用可能であり、第１中間周波数帯域を有する上りリンク用帯域通過フィルタと、第２中間周波数帯域を有する下りリンク用帯域通過フィルタと、第１中間周波数帯域を第１及び第２上りリンク周波数帯域に変換する上りリンク用周波数変換部と、第１及び第２下りリンク周波数帯域を第２中間周波数帯域に変換する下りリンク用周波数変換部とを備え、信号送信時に上りリンク用帯域通過フィルタと上りリンク用周波数変換部とを介して第１アンテナに信号を送り、信号受信時に下りリンク用周波数変換部と下りリンク用帯域通過フィルタとを介して第２アンテナから信号を受信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の周波数帯域を用いて送受信を可能とする送受信モジュールに関する。

近年、無線通信ネットワークにおいては、周波数利用効率の向上、データレートの向上を目的として、ＬＴＥ（Long Term Evolution）システムの実用化が世界中で検討されている。また、ＬＴＥシステムでは、より高速な伝送を実現するために、無線基地局装置に複数の送受信アンテナを用いるＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）伝送を採用している。このようなＬＴＥシステムにおいて、互いに異なる複数の周波数帯域を用いてデータの送受信を行うことが検討されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１１−１１９９８１号公報

ところで、ＬＴＥシステムでは世界中で統一した規格を採用することが検討されているが、ＬＴＥシステムで利用可能となる周波数帯域は各国毎に異なっている。図４、図５に、各国における周波数帯域の割り当て例を示す。図４は、上りリンク（ＵＬ）と下りリンク（ＤＬ）における各国の割り当て周波数帯域（Ｂａｎｄ）の一例を示し、図５は、周波数帯域別に各国に割り当てられた例を示している。

このように、ＬＴＥシステムで適用される周波数帯域は全ての国で共通しておらず、各携帯電話サービス運営者は、自国の周波数割り当てに基づいてシステムの運営を行っている。したがって、一つの端末を複数の国において利用しようとする場合には、各国で適用される周波数帯域に応じた回路構成が必要となるため、端末の回路構成が複雑となる。

例えば、データの送受信として、上りリンクの周波数帯域と下りリンクの周波数帯域を分ける場合（ＦＤＤ方式）、一般的に、ユーザ端末の送受信モジュールに送信信号の周波数と受信信号の周波数を分波するフィルタ（デュプレクサ（ＤＰＸ）ともいう）が設けられる。図６に２つのアンテナを用いてデータの送受信を行う場合の送受信モジュールの構成を示す。

図６に示す送受信モジュールは、第１のアンテナ５５及び第２のアンテナ５６に接続され、デュプレクサ（ＤＰＸ）５３と、アンプ５２と、上りリンク用帯域通過フィルタ５１と、下りリンク用帯域通過フィルタ５４等を有している。信号を受信する場合、下りリンク用帯域通過フィルタ５４を介して、第２のアンテナ５６からＲＦ部・ベースバンド処理部等を有する信号処理部に信号が送られる。一方、信号を送信する場合、上りリンク用帯域通過フィルタ５１、アンプ５２、ＤＰＸ５３を介して、信号処理部から第１のアンテナ５５に信号が送られる。

しかし、図６に示した送受信モジュールは、デュプレクサ（ＤＰＸ）が１つであるため、１つの周波数帯域しか対応できず、複数の周波数帯域を利用すること（例えば、国際ローミングを行うこと）が困難となる。一方で、複数（例えば、２つ）の周波数帯域に対応する方法として、図７に示すように、２つの周波数帯域（Ｈｉｇｈバンド（例えば、２．５ＧＨｚ帯）とＬｏｗバンド（例えば、１．４ＧＨｚ帯））にそれぞれ対応したデュプレクサを設けることが考えられる。しかし、この場合、回路構成が複雑になるにも関わらず、デュプレクサの数に相当する２つの周波数帯域にしか対応できない。そのため、ユーザ端末をさらに多くの周波数帯域に対応させようとする場合には、回路構成がより一層複雑となり、コストが増加する問題が生じる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、複数の周波数帯域に対応可能であると共に、低コスト化が可能な送受信モジュールを提供することを目的とする。

本発明の送受信モジュールは、第１のアンテナ及び第２のアンテナに接続され、第１の上りリンク周波数帯域及び第１の下りリンク周波数帯域を有する第１の無線通信ネットワークと、前記第１の上りリンク周波数帯域及び第１の下りリンク周波数帯域と異なる周波数帯域で構成される第２の上りリンク周波数帯域及び第２の下りリンク周波数帯域を有する第２の無線通信ネットワークと、の両方を使用可能な送受信モジュールであって、前記第１及び第２の上りリンク周波数帯域それぞれの帯域幅を含む帯域幅を有し、前記第１及び第２の上りリンク周波数帯域、及び、前記第１及び第２の下りリンク周波数帯域と異なる所定の第１の中間周波数帯域を有する上りリンク用帯域通過フィルタと、前記第１及び第２の下りリンク周波数帯域それぞれの帯域幅を含む帯域幅を有し、前記第１及び第２の上りリンク周波数帯域、及び、前記第１及び第２の下りリンク周波数帯域と異なる所定の第２の中間周波数帯域を有する下りリンク用帯域通過フィルタと、前記第１の中間周波数帯域を前記第１及び第２の上りリンク周波数帯域に変換する上りリンク用周波数変換部と、前記第１及び第２の下りリンク周波数帯域を前記第２の中間周波数帯域に変換する下りリンク用周波数変換部と、を備え、前記第１の上りリンク周波数帯域の信号送信時及び第２の上りリンク周波数帯域の信号送信時に、前記上りリンク用帯域通過フィルタと上りリンク用周波数変換部とを介して前記第１のアンテナに信号を送り、前記第１の下りリンク周波数帯域の信号受信時及び第２の下りリンク周波数帯域の信号受信時に、前記下りリンク用周波数変換部と下りリンク用帯域通過フィルタとを介して前記第２のアンテナから信号が送られることを特徴とする。

この構成によれば、受信時に１つの下りリンク用帯域通過フィルタに対して複数の周波数帯域の信号を適用することができ、また送信時にそれぞれ１つのデュプレクサ、アンプ及び上りリンク用帯域通過フィルタに対して複数の周波数帯域の信号を適用することができるため、回路構成を簡略化することが可能となる。その結果、送受信モジュールの低コスト化を図ることができる。

本発明の送受信モジュールおいて、前記上りリンク用周波数変換部及び前記下りリンク用周波数変換部に接続された周波数変換用発振回路を有し、前記上りリンク用周波数変換部と前記下りリンク用周波数変換部とは、前記周波数変換用発振回路を使用することができる。

本発明の送受信モジュールおいて、前記第１及び第２の上りリンク周波数帯域、及び、前記第１及び第２の下りリンク周波数帯域とは異なる第３の上りリンク周波数帯域及び第３の下りリンク周波数帯域を持つ第３の無線通信ネットワークを、前記第１及び第２の無線通信ネットワークと共に使用可能であり、前記第３の上りリンク周波数帯域の信号送信時には、前記上りリンク用帯域通過フィルタ及び上りリンク用周波数変換部を介さずに前記第１のアンテナに信号を送り、前記第３の下りリンク周波数帯域の信号受信時には、前記下りリンク用帯域通過フィルタ及び下りリンク用周波数変換部を介さずに前記第２のアンテナから信号が送られる構成とすることができる。

本発明の送受信モジュールは、第１のアンテナ及び第２のアンテナに接続され、第１の上りリンク周波数帯域及び第１の下りリンク周波数帯域を持つ第１の無線通信ネットワークと、前記第１の上りリンク周波数帯域及び第１の下りリンク周波数帯域とは異なる周波数帯域で構成される第２の上りリンク周波数帯域及び第２の下りリンク周波数帯域を有する第２の無線通信ネットワークと、の両方を使用可能な送受信モジュールであって、前記第１及び第２の上りリンク周波数帯域それぞれの帯域幅を含む帯域幅を有し、前記第１及び第２の上りリンク周波数帯域、及び、前記第１及び第２の下りリンク周波数帯域と異なる所定の第１の中間周波数帯域を有する上りリンク用帯域通過フィルタと、前記第１及び第２の下りリンク周波数帯域それぞれの帯域幅を含む帯域幅を有し、前記第１及び第２の上りリンク周波数帯域、及び、前記第１及び第２の下りリンク周波数帯域と異なる所定の第２の中間周波数帯域を有する下りリンク用帯域通過フィルタと、前記第１の中間周波数帯域を前記第１及び第２の上りリンク周波数帯域に変換する上りリンク用周波数変換部と、前記第１及び第２の下りリンク周波数帯域を前記第２の中間周波数帯域に変換する下りリンク用周波数変換部と、を備え、前記上りリンク用周波数変換部をバイパスするための上りリンク用バイパス経路と、前記下りリンク用周波数変換部をバイパスするための下りリンク用バイパス経路とを設け、前記第１の上りリンク周波数帯域の信号を送信する時に、前記上りリンク用帯域通過フィルタと上りリンク用周波数変換部を介して前記第１のアンテナに信号を送り、前記第２の上りリンク周波数帯域の信号を送信する時に、前記上りリンク用帯域通過フィルタ及び前記上りリンク用バイパス経路を介して前記第１のアンテナに信号を送り、前記第１の下りリンク周波数帯域の信号を受信する時に、前記下りリンク用周波数変換部と前記下りリンク用帯域通過フィルタを介して前記第２のアンテナから信号が送られ、前記第２の下りリンク周波数帯域の信号を受信する時に、前記第２のアンテナから前記下りリンク用バイパス経路及び前記下りリンク用帯域通過フィルタを介して信号が送られることを特徴とする。

本発明の送受信モジュールおいて、前記第１及び第２の上りリンク周波数帯域及び前記第１及び第２の下りリンク周波数帯域とは異なる第３の上りリンク周波数帯域及び第３の下りリンク周波数帯域を持つ第３の無線通信ネットワークを、前記第１及び第２の無線通信ネットワークと共に使用可能であり、前記第３の上りリンク周波数帯域の信号送信時には、前記上りリンク用帯域通過フィルタ及び上りリンク用周波数変換部を介して前記第１のアンテナに信号を送り、前記第３の下りリンク周波数帯域の信号受信時には、前記下りリンク用周波数変換部及び下りリンク用帯域通過フィルタを介して前記第２のアンテナから信号が送られる構成とすることができる。

本発明の送受信モジュールおいて、前記第１の上りリンク周波数帯域は、前記第１の中間周波数帯域より周波数が低く、前記第３の上りリンク周波数帯域は、前記第１の中間周波数帯域より周波数が高く、前記第１の下りリンク周波数帯域は、前記第２の中間周波数帯域より周波数が低く、前記第３の下りリンク周波数帯域は、前記第２の中間周波数帯域より周波数が高いことを特徴とする。

本発明の送受信モジュールおいて、前記上りリンク用周波数変換部と前記下りリンク用周波数変換部は、同一の周波数変換用発振回路を使用することができる。

本発明によれば、複数の周波数帯域に対応可能であると共に、低コスト化が可能な送受信モジュールを提供することができる。

本実施の形態に係る送受信モジュールの構成例を示す図である。所定の周波数で生成された各Ｂａｎｄに関連付けられた信号を、各Ｂａｎｄの周波数帯域に変換する例を示す図である。本実施の形態に係る送受信モジュールの構成例を示す図である。上りリンク（ＵＬ）と下りリンク（ＤＬ）における各国の割り当て周波数帯域（Ｂａｎｄ）を示す図である。周波数帯域別に各国に割り当てられるＢａｎｄを示す図である。従来の送受信モジュールの構成を示す図である。複数のＤＰＸを有する送受信モジュールの構成を示す図である。

本発明者は、上述した課題を解決すべく検討した結果、無線通信で利用される異なる周波数帯域が適用される複数の信号をそれぞれ所定範囲の周波数に変換することにより、デュプレクサ（ＤＰＸ）及び帯域通過フィルタの数を増加させる（回路構成を複雑化させる）ことなく、送受信モジュールを複数の周波数帯域に対応させることができることを見出した。

特に、本発明者は、Ｌｏｗバンド（７００ＭＨｚ〜１０００ＭＨｚ）において、各国で利用される周波数帯域がある程度まとまっていることに着目し、これら複数の周波数帯域を所定の周波数領域（例えば、１．４ＧＨｚ帯）に変換できることを見出した。具体的には、信号の送受信時に、Ｂａｎｄ５、６、８、１２、１３の周波数帯域の信号を同じ周波数（例えば、１．４ＧＨｚ帯）に変換することが効果的であることを見出した（図２参照）。つまり、これらの異なる周波数帯域の信号を信号の送受信時に所定の周波数に変換することにより、ＤＰＸを共通化して回路構成を簡略化できることを見出した。

以下、図面を参照して、本実施の形態に係る送受信モジュールの構成について説明する。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態に係る送受信モジュールを説明するための図である。送受信モジュール１０は、第１のアンテナ３１、第２のアンテナ３２、ＲＦ部・ベースバンド処理部等を有する信号処理部４０に接続されている。第１のアンテナ３１は、ＭＩＭＯにおける送信用アンテナ（ＭＩＭＯＴｘ（６９９〜２５７０ＭＨｚ））として利用し、第２のアンテナ３２は、ＭＩＭＯにおける受信用アンテナ（ＭＩＭＯＲｘ（６９９〜２５７０ＭＨｚ））として利用できる。なお、第１のアンテナ３１で信号を受信することも可能である。

第１のアンテナ３１を介して信号を送信する場合、信号処理部４０で生成された信号は、送受信モジュール１０を介して第１のアンテナ３１に出力される。また、第２のアンテナ３２（及び第１のアンテナ３１）を介してデータを受信する場合、送受信モジュール１０を介して信号処理部４０に信号が送られる。

図１では、送受信モジュール１０が、Ｌｏｗバンド（例えば、８００ＭＨｚ帯）の信号を処理するＬｏｗバンド用送受信モジュール部１０ａと、Ｈｉｇｈバンド（例えば、２．５ＧＨｚ帯）の信号を処理するＨｉｇｈバンド用送受信モジュール部１０ｂと、を有する構成となっている。なお、本実施の形態に係る送受信モジュール１０は、少なくともＬｏｗバンド用送受信モジュール部１０ａを備えていればよい。

Ｌｏｗバンド用送受信モジュール部１０ａは、複数の無線通信ネットワークを使用可能に構成されている。以下の説明では、Ｌｏｗバンド用送受信モジュール部１０ａが、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の両方を使用可能に構成される場合について説明する。また、第１の無線通信ネットワークは、第１の上りリンク周波数帯域及び第１の下りリンク周波数帯域を有し、第２の無線通信ネットワークは、当該第１の上りリンク周波数帯域及び第１の下りリンク周波数帯域と異なる周波数帯域で構成される第２の上りリンク周波数帯域及び第２の下りリンク周波数帯域を有するものとする。

また、Ｌｏｗバンド用送受信モジュール部１０ａは、第１の中間周波数帯域を有する上りリンク用帯域通過フィルタ１１と、第２の中間周波数帯域を有する下りリンク用帯域通過フィルタ１６と、第１の中間周波数帯域を第１及び第２の上りリンク周波数帯域に変換する上りリンク用周波数変換部１４と、第１及び第２の下りリンク周波数帯域を所定の第２の中間周波数帯域に変換する下りリンク用周波数変換部１７とを有している。

第１の中間周波数帯域は、第１及び第２の上りリンク周波数帯域それぞれの帯域幅を含む帯域幅を有すると共に、第１及び第２の上りリンク周波数帯域、及び、第１及び第２の下りリンク周波数帯域と異なる所定の周波数帯域を有している。また、第２の中間周波数帯域は、第１及び第２の下りリンク周波数帯域それぞれの帯域幅を含む帯域幅を有すると共に、第１及び第２の上りリンク周波数帯域、及び、第１及び第２の下りリンク周波数帯域と異なる所定の周波数帯域を有している。なお、第１の中間周波数帯域と第２の中間周波数帯域は、互いに同一の周波数及び周波数帯域幅としてもよいし、異なる周波数及び周波数帯域幅としてもよい。

また、第１の上りリンク周波数帯域の信号送信時及び第２の上りリンク周波数帯域の信号送信時には、信号処理部４０から出力された送信信号は、上りリンク用帯域通過フィルタ１１と上りリンク用周波数変換部１４とを介して、所定の周波数から各バンドに対応する周波数に変換される。その後、第１のアンテナ３１から送信される。一方、第１の下りリンク周波数帯域の信号受信時及び第２の下りリンク周波数帯域の信号受信時には、下りリンク用周波数変換部１７と下りリンク用帯域通過フィルタ１６とを介して、受信信号が所定の周波数帯域に変換された後、信号処理部４０に出力される。

また、Ｌｏｗバンド用送受信モジュール部１０ａは、信号の周波数を変換する周波数変換用発振回路１９を有しており、上りリンク用周波数変換部１４と下りリンク用周波数変換部１７は、当該周波数変換用発振回路１９を使用して送受信信号の周波数を変換する。例えば、周波数変換用発振回路１９としては、６００ＭＨｚ帯に対応する発振器を適用することができる。なお、周波数変換用発振回路１９は、送受信周波数の大きさによって発振周波数を切り替え可能としておいても良い。

また、第１のアンテナ３１と上りリンク用周波数変換部（ミキサ）１４の間、第２のアンテナ３２と下りリンク用周波数変換部（ミキサ）１７の間に、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１５、１８を設けることが好ましい。これにより、妨害波や不要な信号を除去し、イメージ・スプリアスを抑制することができる。

以下に、信号の送信時と受信時の具体的な動作について説明する。

＜信号送信時の動作＞
ユーザ端末が、第１のアンテナ３１から信号の送信を行う場合、信号処理部４０から出力された送信信号は、上りリンク用帯域通過フィルタ１１、アンプ１２、ＤＰＸ１３、上りリンク用周波数変換部１４、ローパスフィルタ１５、信号切替器３３を介して第１のアンテナ３１に送られる。

例えば、信号処理部４０は、送信時の周波数が異なる送信信号（例えば、図４、５におけるＢａｎｄ５、６、８、１２、１３に対応する送信信号）を、所定の周波数帯域（例えば、１．４ＧＨｚ帯）の信号として出力する。信号処理部４０から出力された送信信号は、第１の中間周波数帯域（例えば、１．４ＧＨｚ帯）を有する上りリンク用帯域通過フィルタ１１でフィルタリングされた後、アンプ１２を介して、１．４ＧＨｚ帯に対応するＤＰＸ１３に出力される。したがって、複数のＢａｎｄに対応する送信信号に対して、それぞれ一つの上りリンク用帯域通過フィルタ、アンプ及びＤＰＸを共通して使用することが可能となる。

続いて、ＤＰＸ１３から出力された送信信号は、上りリンク用周波数変換部１４及び周波数変換用発振回路１９（例えば、６００ＭＨｚに対応する発振器）より、各Ｂａｎｄ（Ｂａｎｄ５、６、８、１２、１３）に対応する周波数に変換される（図２参照）。

その後、上りリンク用周波数変換部１４から出力された送信信号は、ローパスフィルタ１５及び信号切替器３３を介して、第１のアンテナ３１から送信される。

＜信号受信時の動作＞
ユーザ端末が、第２のアンテナ３２を介して信号の受信を行う場合、受信信号は、ローパスフィルタ１８、下りリンク用周波数変換部１７、下りリンク用帯域通過フィルタ１６、平衡／不平衡回路（Ｂａｌ）等を介して、信号処理部４０に送られる。

例えば、第２のアンテナ３２で受信した受信信号は、信号切替器３４及びローパスフィルタ１８を介した後、下りリンク用周波数変換部１７及び周波数変換用発振回路１９（例えば、６００ＭＨｚに対応する発振器）により、所定の周波数（例えば、１．４ＧＨｚ帯）に変換される。一例として、図４、５におけるＢａｎｄ５、６、８、１２、１３に対応する受信信号が、１．４ＧＨｚ帯の周波数に変換される。

続いて、下りリンク用周波数変換部１７から出力された受信信号は、所定の第２の中間周波数帯域（例えば、１．４ＧＨｚ帯）を有する下りリンク用帯域通過フィルタ１６でフィルタリングされた後、信号切替器３７等を介して信号処理部４０に出力される。

なお、本実施の形態において、第１のアンテナ３１で受信した受信信号は、信号切替器３３、ローパスフィルタ１５、上りリンク用周波数変換部１４、ＤＰＸ１３及び信号切替器３６を介して信号処理部４０に送ることも可能である。

なお、上述したように、本実施の形態に係る送受信モジュールは、さらにＨｉｇｈバンド用送受信モジュール部１０ｂを有する構成とすることができる。この場合、Ｈｉｇｈバンド用送受信モジュール部１０ｂは、第１及び第２の無線通信ネットワークに加えて、第３の無線通信ネットワークを使用可能となる。第３の無線通信ネットワークは、第１及び第２の上りリンク周波数帯域、及び、第１及び第２の下りリンク周波数帯域とは異なる第３の上りリンク周波数帯域及び第３の下りリンク周波数帯域を有する。

また、Ｈｉｇｈバンド用送受信モジュール部１０ｂは、第３の上りリンク周波数帯域そのままの周波数帯域を有する上りリンク用帯域通過フィルタ２１と、第３の下りリンク周波数帯域そのままの周波数帯域を有する下りリンク用帯域通過フィルタ２６と、を有している。

第３の上りリンク周波数帯域で信号を送信する場合には、信号処理部４０から出力された送信信号が、上りリンク用帯域通過フィルタ２１、アンプ２２、ＤＰＸ２３及び信号切替器３３を介して第１のアンテナ３１に送られる。つまり、第３の上りリンク周波数帯域の信号送信時には、上りリンク用帯域通過フィルタ１１及び上りリンク用周波数変換部１４を介さずに第１のアンテナ３１に送信信号が送られる。

第３の下りリンク周波数帯域で信号を受信する場合には、第２のアンテナ３２で受信した信号が、信号切替器３４及び下りリンク用帯域通過フィルタ２６及び信号切替器３７等を介して、信号処理部４０に送られる。つまり、第３の下りリンク周波数帯域の信号受信時には、下りリンク用帯域通過フィルタ１６及び下りリンク用周波数変換部１７を介さずに第２のアンテナ３２から信号処理部４０に受信信号が送られる。

上述したように、周波数が異なる複数の受信信号を、所定の周波数帯域に変換することにより、１つの下りリンク用帯域通過フィルタに対して複数の周波数帯域の信号を適用することができ、また所定の周波数帯域の信号を周波数が異なる複数の送信信号に変換するにより、それぞれ１つのデュプレクサ、アンプ及び上りリンク用帯域通過フィルタに対して複数の周波数帯域の信号を適用することができるため、回路構成を簡略化することが可能となる。その結果、送受信モジュールの低コスト化を図ることができる。

（実施の形態２）
実施の形態２では、上記実施の形態１と異なる信号の送受信を行う場合について説明する。具体的には、一つのＤＰＸを有する送受信モジュールにおいて、周波数変換を行う信号と周波数の変換を行わない信号を送受信する場合について説明する。なお、上記実施の形態１と重複する部分については、説明を省略する。

本実施の形態に係る送受信モジュール２０は、第１のアンテナ３１、第２のアンテナ３２、ＲＦ部・ベースバンド処理部等を有する信号処理部４０に接続されている（図３参照）。第１のアンテナ３１は、ＭＩＭＯにおける送信用アンテナ（ＭＩＭＯＴｘ（８３０〜２１７０ＭＨｚ））として利用し、第２のアンテナ３２は、ＭＩＭＯにおける受信用アンテナ（ＭＩＭＯＲｘ（８３０〜２１７０ＭＨｚ））として利用できる。なお、第１のアンテナ３１で信号を受信することも可能である。

送受信モジュール２０は、少なくとも２つ以上の無線通信ネットワークを使用可能に構成されている。以下の説明では、送受信モジュール２０が、３つの無線通信ネットワーク（第１〜第３の無線通信ネットワーク）を使用可能な場合について説明する。また、以下の説明では、第１の無線通信ネットワークが、第１の上りリンク周波数帯域及び第１の下りリンク周波数帯域（図４、５におけるＢａｎｄ６に対応）を有し、第２の無線通信ネットワークが、第２の上りリンク周波数帯域及び第２の下りリンク周波数帯域（図４、５におけるＢａｎｄ１１に対応）を有し、第３の無線通信ネットワークが、第３の上りリンク周波数帯域及び第３の下りリンク周波数帯域（図４、５におけるＢａｎｄ１に対応）を有する場合（ＪａｐａｎＣｈａｎ）を示す。もちろん本実施の形態の送受信モジュールの適用はこれに限られない。

送受信モジュール２０は、第１の中間周波数帯域を有する上りリンク用帯域通過フィルタ１１と、第２の中間周波数帯域を有する下りリンク用帯域通過フィルタ１６と、第１の中間周波数帯域を第１及び第２の上りリンク周波数帯域に変換する上りリンク用周波数変換部１４と、第１及び第２の下りリンク周波数帯域を所定の第２の中間周波数帯域に変換する下りリンク用周波数変換部１７とを有している。

第１の中間周波数帯域は、第１及び第２の上りリンク周波数帯域それぞれの帯域幅を含む帯域幅を有すると共に、第１及び第２の上りリンク周波数帯域、及び、第１及び第２の下りリンク周波数帯域と異なる所定の周波数帯域（例えば、１．４ＧＨｚ帯）を有している。また、第２の中間周波数帯域は、第１及び第２の下りリンク周波数帯域それぞれの帯域幅を含む帯域幅を有すると共に、第１及び第２の上りリンク周波数帯域、及び、第１及び第２の下りリンク周波数帯域と異なる所定の周波数帯域（例えば、１．４ＧＨｚ帯）を有している。

この場合、第１の上りリンク周波数帯域は、第１の中間周波数帯域より周波数が低く、第３の上りリンク周波数帯域は、第１の中間周波数帯域より周波数が高く、第１の下りリンク周波数帯域は、第２の中間周波数帯域より周波数が低く、第３の下りリンク周波数帯域は、第２の中間周波数帯域より周波数が高くなる。

送受信モジュール２０は、上りリンク用周波数変換部１４をバイパスするための上りリンク用バイパス経路２８と、下りリンク用周波数変換部１７をバイパスするための下りリンク用バイパス経路２９を有している。

送受信モジュール２０において、第１の上りリンク周波数帯域（又は第３の上りリンク周波数帯域）の信号を送信する場合、上りリンク用帯域通過フィルタ１１と上りリンク用周波数変換部１４等を介して第１のアンテナ３１に送信信号が送られる。また、第２の上りリンク周波数帯域の信号を送信する場合、上りリンク用帯域通過フィルタ１１及び上りリンク用バイパス経路２８を介して第１のアンテナ３１に信号を送る。

一方で、第１の上りリンク周波数帯域（又は第３の上りリンク周波数帯域）の信号を受信する場合、下りリンク用周波数変換部１７と下りリンク用帯域通過フィルタ１６を介して第２のアンテナ３２から信号処理部４０に受信信号が送られる。また、第２の下りリンク周波数帯域の信号を受信する場合、下りリンク用バイパス経路２９及び下りリンク用帯域通過フィルタ１６を介して第２のアンテナ３２から信号処理部４０に受信信号が送られる。

また、送受信モジュール２０は、信号の周波数を変換する周波数変換用発振回路１９を有しており、上りリンク用周波数変換部１４と下りリンク用周波数変換部１７は、周波数変換用発振回路１９を使用して送受信信号の周波数を変換する。例えば、周波数変換用発振回路１９として、６００ＭＨｚ帯に対応する発振器を適用することができる。なお、周波数変換用発振回路１９は、送受信周波数の大きさによって発振周波数を切り替え可能としておいても良い。

なお、上りリンク用周波数変換部１４と下りリンク用周波数変換部１７は、同一の周波数変換用発振回路１９を共有する構成とすることができる。

＜信号送信時の動作＞
ユーザ端末が、第１のアンテナ３１から、第１の上りリンク周波数帯域（又は第３の上りリンク周波数帯域）の信号の送信を行う場合、信号処理部４０で周波数を所定の周波数帯域（例えば１．４ＧＨｚ帯）とされて信号処理部４０から出力された送信信号は、上りリンク用帯域通過フィルタ１１、アンプ１２、ＤＰＸ１３、信号切替器３８、上りリンク用周波数変換部１４、フィルタ２７、信号切替器３３を介して、それぞれの上りリンク周波数帯域に変換された後、第１のアンテナ３１に送られる。一方で、第１のアンテナ３１から、第２の上りリンク周波数帯域の信号の送信を行う場合、信号処理部４０から出力された送信信号は、上りリンク用帯域通過フィルタ１１、アンプ１２、ＤＰＸ１３、信号切替部３８、上りリンク用バイパス経路２８、信号切替部３３を介して、周波数変換されずに第１のアンテナ３１に送られる。

例えば、信号処理部４０は、送信時の周波数が異なる送信信号（例えば、図４、５におけるＢａｎｄ１、６、１１に対応する送信信号）を、所定の周波数帯域（例えば、１．４ＧＨｚ帯）の信号として出力する。信号処理部４０から出力された送信信号は、第１の中間周波数帯域（例えば、１．４ＧＨｚ帯）を有する上りリンク用帯域通過フィルタ１１でフィルタリングされた後、アンプ１２を介してＤＰＸ１３に出力される。したがって、複数のＢａｎｄに対応する送信信号に対して、それぞれ一つの上りリンク用帯域通過フィルタ、アンプ及びＤＰＸを共通して使用することが可能となる。

続いて、ＤＰＸ１３から出力された送信信号（Ｂａｎｄ１、Ｂａｎｄ６に対応する信号）は、信号切替部３８を介して上りリンク用周波数変換部１４及び周波数変換用発振回路１９（例えば、６００ＭＨｚに対応する発振器）により、各Ｂａｎｄに対応する周波数に変換される（図２参照）。一方で、ＤＰＸ１３から出力された送信信号（Ｂａｎｄ１１に対応する信号）は信号切替部３８を通った後、周波数を変換する必要がないため、上りリンク用バイパス経路２８、及び信号切替部３３を介して第１のアンテナ３１に送られる。

＜信号受信時の動作＞
ユーザ端末が、第２のアンテナ３２を介して第１の下りリンク周波数帯域（又は第３の下りリンク周波数帯域）の信号の受信を行う場合、受信信号は、信号切替部３４、下りリンク用周波数変換部１７、信号切替部３９、下りリンク用帯域通過フィルタ１６等を介して、信号処理部４０に送られる。一方で、第２のアンテナ３２を介して第２の下りリンク周波数帯域の信号の受信を行う場合、受信信号は、信号切替部３４、下りリンク用バイパス経路２９、信号切替部３９、下りリンク用帯域通過フィルタ１６等を介して、周波数変換されずに信号処理部４０に送られる。

このように、周波数が異なる複数の受信信号を、所定の周波数帯域に変換することにより１つの下りリンク用帯域通過フィルタを複数の周波数帯域の信号受信に適用でき、また所定の周波数帯域の信号を周波数が異なる複数の送信信号に変換するにより、それぞれ１つのデュプレクサ、アンプ及び上りリンク用帯域通過フィルタに対して複数の周波数帯域の信号を適用することができる。また所定の周波数帯域と上りリンク用帯域及び下りリンク用帯域が同じ周波数帯域の信号の場合、周波数変換せずに送受信することができるため、回路構成を簡略化することが可能となる。その結果、送受信モジュールの低コスト化を図ることができる。

なお、本発明は上記実施の形態の記載に限定されず、その効果が発揮される態様で適宜変更して実施することができる

本発明の送受信モジュールは、例えば、ＬＴＥシステムを利用するユーザ端末の信号の送受信等に有用である。

１０送受信モジュール
１０ａＬｏｗバンド用送受信モジュール部
１０ｂＨｉｇｈバンド用送信モジュール部
１１上りリンク用帯域通過フィルタ
１２アンプ
１３ＤＰＸ
１４上りリンク用周波数変換部
１５ローパスフィルタ
１６下りリンク用帯域通過フィルタ
１７下りリンク用周波数変換部
１８ローパスフィルタ
１９周波数変換用発振回路
２０送受信モジュール
２１上りリンク用帯域通過フィルタ
２２アンプ
２３ＤＰＸ
２６下りリンク用帯域通過フィルタ
２７フィルタ
２８上りリンク用バイパス経路
２９下りリンク用バイパス経路
３１第１のアンテナ
３２第２のアンテナ
３３信号切替器
３４信号切替器
３５信号切替器
３６信号切替器
３７信号切替器
３８信号切替器
３９信号切替器
４０信号処理部
５１上りリンク用帯域通過フィルタ
５２アンプ
５３ＤＰＸ
５４下りリンク用帯域通過フィルタ
５５第１のアンテナ
５６第２のアンテナ

Claims

第１のアンテナ及び第２のアンテナに接続され、
第１の上りリンク周波数帯域及び第１の下りリンク周波数帯域を有する第１の無線通信ネットワークと、前記第１の上りリンク周波数帯域及び第１の下りリンク周波数帯域と異なる周波数帯域で構成される第２の上りリンク周波数帯域及び第２の下りリンク周波数帯域を有する第２の無線通信ネットワークと、の両方を使用可能な送受信モジュールであって、
前記第１及び第２の上りリンク周波数帯域それぞれの帯域幅を含む帯域幅を有し、前記第１及び第２の上りリンク周波数帯域、及び、前記第１及び第２の下りリンク周波数帯域と異なる所定の第１の中間周波数帯域を有する上りリンク用帯域通過フィルタと、
前記第１及び第２の下りリンク周波数帯域それぞれの帯域幅を含む帯域幅を有し、前記第１及び第２の上りリンク周波数帯域、及び、前記第１及び第２の下りリンク周波数帯域と異なる所定の第２の中間周波数帯域を有する下りリンク用帯域通過フィルタと、
前記第１の中間周波数帯域を前記第１及び第２の上りリンク周波数帯域に変換する上りリンク用周波数変換部と、
前記第１及び第２の下りリンク周波数帯域を前記第２の中間周波数帯域に変換する下りリンク用周波数変換部と、を備え、
前記第１の上りリンク周波数帯域の信号送信時及び第２の上りリンク周波数帯域の信号送信時に、前記上りリンク用帯域通過フィルタと上りリンク用周波数変換部とを介して前記第１のアンテナに信号を送り、
前記第１の下りリンク周波数帯域の信号受信時及び第２の下りリンク周波数帯域の信号受信時に、前記下りリンク用周波数変換部と下りリンク用帯域通過フィルタとを介して前記第２のアンテナから信号が送られることを特徴とする送受信モジュール。
前記上りリンク用周波数変換部及び前記下りリンク用周波数変換部に接続された周波数変換用発振回路を有し、
前記上りリンク用周波数変換部と前記下りリンク用周波数変換部とは、前記周波数変換用発振回路を使用することを特徴とする請求項１に記載の送受信モジュール。
前記第１及び第２の上りリンク周波数帯域、及び、前記第１及び第２の下りリンク周波数帯域とは異なる第３の上りリンク周波数帯域及び第３の下りリンク周波数帯域を持つ第３の無線通信ネットワークを、前記第１及び第２の無線通信ネットワークと共に使用可能であり、
前記第３の上りリンク周波数帯域の信号送信時には、前記上りリンク用帯域通過フィルタ及び上りリンク用周波数変換部を介さずに前記第１のアンテナに信号を送り、
前記第３の下りリンク周波数帯域の信号受信時には、前記下りリンク用帯域通過フィルタ及び下りリンク用周波数変換部を介さずに前記第２のアンテナから信号が送られることを特徴とする請求項１又は２に記載の送受信モジュール。
第１のアンテナ及び第２のアンテナに接続され、
第１の上りリンク周波数帯域及び第１の下りリンク周波数帯域を持つ第１の無線通信ネットワークと、前記第１の上りリンク周波数帯域及び第１の下りリンク周波数帯域とは異なる周波数帯域で構成される第２の上りリンク周波数帯域及び第２の下りリンク周波数帯域を有する第２の無線通信ネットワークと、の両方を使用可能な送受信モジュールであって、
前記第１及び第２の上りリンク周波数帯域それぞれの帯域幅を含む帯域幅を有し、前記第１及び第２の上りリンク周波数帯域、及び、前記第１及び第２の下りリンク周波数帯域と異なる所定の第１の中間周波数帯域を有する上りリンク用帯域通過フィルタと、
前記第１及び第２の下りリンク周波数帯域それぞれの帯域幅を含む帯域幅を有し、前記第１及び第２の上りリンク周波数帯域、及び、前記第１及び第２の下りリンク周波数帯域と異なる所定の第２の中間周波数帯域を有する下りリンク用帯域通過フィルタと、
前記第１の中間周波数帯域を前記第１の上りリンク周波数帯域に変換する上りリンク用周波数変換部と、
前記第１の下りリンク周波数帯域を前記第２の中間周波数帯域に変換する下りリンク用周波数変換部と、を備え、
前記上りリンク用周波数変換部をバイパスするための上りリンク用バイパス経路と、
前記下りリンク用周波数変換部をバイパスするための下りリンク用バイパス経路とを設け、
前記第１の上りリンク周波数帯域の信号を送信する時に、前記上りリンク用帯域通過フィルタと上りリンク用周波数変換部を介して前記第１のアンテナに信号を送り、
前記第２の上りリンク周波数帯域の信号を送信する時に、前記上りリンク用帯域通過フィルタ及び前記上りリンク用バイパス経路を介して前記第１のアンテナに信号を送り、
前記第１の下りリンク周波数帯域の信号を受信する時に、前記下りリンク用周波数変換部と前記下りリンク用帯域通過フィルタを介して前記第２のアンテナから信号が送られ、
前記第２の下りリンク周波数帯域の信号を受信する時に、前記第２のアンテナから前記下りリンク用バイパス経路及び前記下りリンク用帯域通過フィルタを介して信号が送られることを特徴とする送受信モジュール。
前記第１及び第２の上りリンク周波数帯域及び前記第１及び第２の下りリンク周波数帯域とは異なる第３の上りリンク周波数帯域及び第３の下りリンク周波数帯域を持つ第３の無線通信ネットワークを、前記第１及び第２の無線通信ネットワークと共に使用可能であり、
前記第３の上りリンク周波数帯域の信号送信時には、前記上りリンク用帯域通過フィルタ及び上りリンク用周波数変換部を介して前記第１のアンテナに信号を送り、
前記第３の下りリンク周波数帯域の信号受信時には、前記下りリンク用周波数変換部及び下りリンク用帯域通過フィルタを介して前記第２のアンテナから信号が送られることを特徴とする請求項４に記載の送受信モジュール。
前記第１の上りリンク周波数帯域は、前記第１の中間周波数帯域より周波数が低く、
前記第３の上りリンク周波数帯域は、前記第１の中間周波数帯域より周波数が高く、
前記第１の下りリンク周波数帯域は、前記第２の中間周波数帯域より周波数が低く、
前記第３の下りリンク周波数帯域は、前記第２の中間周波数帯域より周波数が高いことを特徴とする請求項５に記載の送受信モジュール。
前記上りリンク用周波数変換部と前記下りリンク用周波数変換部は、同一の周波数変換用発振回路を使用することを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の送受信モジュール。