マルチバンド無線通信装置およびマルチバンド無線通信方法
【課題】未検出局の検出と検出局との通信とを両立させるためには、装置規模が増大するという問題を解決するマルチバンド無線通信装置を提供する。
【解決手段】周波数変換器１０２は、受信信号にローカル信号を乗算して、受信信号の周波数を変換し、Ａ／Ｄ変換器１０４は、その周波数が変換された受信信号してデジタル信号に変換する。制御装置１０５は、ローカル周波数を、複数の対象通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定し、かつ、Ａ／Ｄ変換器１０４のサンプリング周波数を、その最高周波数から最低周波数を減算した値以上の周波数に設定する第１の受信モードと、ローカル周波数を、特定通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定し、かつ、サンプリング周波数を第１の受信モードのサンプリング周波数より低い周波数に設定する第２の受信モードとを切り替えて、未検出局の検出と、既検出局との通信とを行う。
【解決手段】周波数変換器１０２は、受信信号にローカル信号を乗算して、受信信号の周波数を変換し、Ａ／Ｄ変換器１０４は、その周波数が変換された受信信号してデジタル信号に変換する。制御装置１０５は、ローカル周波数を、複数の対象通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定し、かつ、Ａ／Ｄ変換器１０４のサンプリング周波数を、その最高周波数から最低周波数を減算した値以上の周波数に設定する第１の受信モードと、ローカル周波数を、特定通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定し、かつ、サンプリング周波数を第１の受信モードのサンプリング周波数より低い周波数に設定する第２の受信モードとを切り替えて、未検出局の検出と、既検出局との通信とを行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の無線チャネルを用いたマルチバンド無線通信を行うマルチバンド無線通信装置およびマルチバンド無線通信方法に関し、特には、フェムトセル基地局のように比較的狭い範囲でマルチバンド無線通信を行うマルチバンド無線通信装置およびマルチバンド無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の複数のバンドを使う無線通信としてコグニティブ無線の概念がある。コグニティブ無線技術では、当該バンド主として使っている無線局（プライマリ局）の利用状況に応じて当該バンドを２次利用するため、電波資源を有効に利用することができる。
【０００３】
コグニティブ無線技術が適用されたマルチバンド無線通信装置は、通常の基地局と同様に、自セル内の未検出局を検出し、その検出された検出局と通信を行う。
【０００４】
プライマリ局を検出する検出方法は、コグニティブ無線方式の標準の策定を試みているＩＥＥＥ８０２．２２に記載されている。より具体的には、ＩＥＥＥ８０２．２２には、検出方法として、Ｆｅａｔｕｒｅ検出方法とエネルギー検出方法とが記載されている。
【０００５】
Ｆｅａｔｕｒｅ検出方法では、サンプリング周波数が比較的低く、かつ、高分解能のＡＤＣ（Analog to Digital Converter：アナログ-デジタル変換回路）にて無線信号の復調が行われる。そして、その復調された復調信号に基づいてプライマリ局の検出が行われる。Ｆｅａｔｕｒｅ検出方法では、無線信号のヘッダ（header）情報などから無線信号の送信元を特定することが可能になるため、比較的正確なプライマリ局の検出が可能になる。
【０００６】
また、エネルギー検出方法では、サンプリング周波数が比較的高いＡＤＣにて無線信号の周波数スペクトラムが検出され、その周波数スペクトラムに基づいてプライマリ局の検出が行われる。エネルギー検出方法では、無線信号の復調が行われないため、プライマリ局の検出を素早く行うことが可能になる。
【０００７】
また、エネルギー検出方法には、アナログ的な検出方法とデジタル的な検出方法とがある。
【０００８】
アナログ的な検出方法では、通過域が可変なアナログフィルタにて無線信号からある周波数帯域が抽出され、その周波数帯域の周波数スペクトラムが検出される。また、アナログフィルタの通過域が、ある周波数帯域から別の周波数帯域へと順番に切り替えられることで、マルチバンド無線通信装置が使用可能な全ての周波数帯域にわたる周波数スペクトラムが検出される。この場合、消費電力を低く抑えることができるが、アナログフィルタが大きいために、装置規模が大きくなったり、プライマリ局の検出に時間がかかったりするという問題がある。
【０００９】
また、デジタル的な検出方法では、アナログ的な検出方法で使用されるＡＤＣと比べてさらにサンプリング周波数が高いＡＤＣや、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）回路が用いられることで、マルチバンド無線通信装置が使用可能な全ての周波数帯域にわたる周波数スペクトラムが一括して検出される。この場合、プライマリ局の検出にかかる時間を短くすることができるが、サンプリング周波数が高くなる分、消費電力が大きくなるという問題がある。
【００１０】
なお、デジタル的な検出方法では、サンプリング周波数が高いＡＤＣを用いるために、無線信号のダイナミックレンジが狭くなるので、他の無線信号からの干渉に弱くなるという問題もある。
【００１１】
上記の問題を解決するための技術としては、特許文献１に記載の無線通信装置がある。この無線通信装置は、図２６で示したように、複数の局部発振器２６１と、復調器２６２と、ＡＤＣ２６３とを備える。
【００１２】
局部発振器２６１のそれぞれは、複数の無線チャネルのいずれかに対応し、その対応する無線チャネルの中心周波数から所定周波数だけシフトされた局部発振信号を生成する。復調器２６２は、局部発振器２６１が生成した局部発信信号のそれぞれを、その局部発振器２６１に対応する無線チャネルの受信信号に乗算して、各無線チャネルに対応するベースバンド信号を生成する。
【００１３】
このため、所定周波数が適宜設定されれば、複数の無線チャネルを１個のＡＤＣのみで受信することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００８−１７２４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許文献１に記載の無線通信装置には、プライマリ局等の未検出局を検出する記載はない。このため、未検出局の検出と検出局との通信とを両立させるためには、未検出局の検出を行うための回路を新たに追加しなければならず、装置規模が増大するという問題があった。
【００１６】
本発明の目的は、上記の課題である、未検出局の検出と検出局との通信とを両立させるためには、装置規模が増大するという問題を解決するマルチバンド無線通信装置およびマルチバンド無線通信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明によるマルチバンド無線通信装置は、複数の通信チャネルを用いて無線局と通信可能なマルチバンド無線通信装置であって、ローカル信号を生成する生成手段と、前記無線局からの受信信号に、前記生成手段が生成したローカル信号を乗算して、前記受信信号の周波数を変換する周波数変換手段と、前記周波数変換手段にて周波数が変換された受信信号をサンプリングしてデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、前記ローカル信号の周波数を、前記複数の通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定し、かつ、前記Ａ／Ｄ変換手段のサンプリング周波数を、前記最高周波数から前記最低周波数を減算した値以上の第１のサンプリング周波数に設定する第１の受信モードと、前記ローカル信号の周波数を、前記複数の通信チャネル内の特定通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定し、かつ、前記サンプリング周波数を、前記第１のサンプリング周波数より低い第２のサンプリング周波数に設定する第２の受信モードと、を切り替えて、検出されていない無線局である未検出局の検出と、検出されている無線局である既検出局との通信とを行う制御手段と、を有する。
【００１８】
本発明によるマルチバンド無線通信方法は、複数の通信チャネルを用いて無線局と通信可能なマルチバンド無線通信装置によるマルチバンド無線通信方法であって、ローカル信号を生成する生成ステップと、前記無線局からの受信信号に、前記生成されたローカル信号を乗算して、前記受信信号の周波数を変換する周波数変換ステップと、前記周波数が変換された受信信号をサンプリングしてデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換ステップと、前記ローカル信号の周波数を、前記複数の通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定し、かつ、前記サンプリングにおけるサンプリング周波数を、前記最高周波数から前記最低周波数を減算した値以上の第１のサンプリング周波数に設定する第１の受信モードと、前記ローカル信号の周波数を、前記複数の通信チャネル内の特定通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定し、かつ、前記サンプリング周波数を、前記第１のサンプリング周波数より低い第２のサンプリング周波数に設定する第２の受信モードとを切り替えて、検出されていない無線局である未検出局の検出と、検出されている無線局である既検出局との通信とを行う制御ステップと、を有する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、装置規模が増大を抑制しながら、未検出局の検出と検出局との通信とを両立させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施形態のマルチバンド無線通信装置の構成を示したブロック図である。
【図２Ａ】第１の実施形態における制御装置の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図２Ｂ】第１の実施形態における制御装置の他の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図２Ｃ】第１の実施形態における制御装置の他の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図２Ｄ】第１の実施形態における制御装置の他の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図３Ａ】第１の実施形態における制御装置の構成例を示したブロック図である。
【図３Ｂ】通信チャネルの周波数帯域の一例を示した説明図である。
【図３Ｃ】第１の実施形態における制御装置の他の構成例を示したブロック図である。
【図３Ｄ】第１の実施形態における制御装置の他の構成例を示したブロック図である。
【図４】第２の実施形態における制御装置の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図５】図４で説明した動作をより詳細に説明するためのタイミング図である
【図６】ローカル周波数の切り替える動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】図６で説明した動作の具体例を説明するためのタイミング図である。
【図８】ＧＩ期間に広帯域受信を行う動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】ＧＩ期間に広帯域受信を行う他の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】第３の実施形態のマルチバンド無線通信装置の構成例を示したブロック図である。
【図１１】第３の実施形態のマルチバンド無線通信装置の動作例を説明するための図である。
【図１２】第３の実施形態のマルチバンド無線通信装置の他の構成例を示したブロック図である。
【図１３】第３の実施形態のマルチバンド無線通信装置の他の動作例を説明するための説明図である。
【図１４】第３の実施形態のマルチバンド無線通信装置の他の構成例を示したブロック図である。
【図１５Ａ】フィルタバンクの動作例を説明するための説明図である。
【図１５Ｂ】フィルタバンクの他の動作例を説明するための説明図である。
【図１６】マルチバンド無線通信装置の他の構成例を示したブロック図である。
【図１７】第３の実施形態における制御装置の他の動作例を説明するための説明図である。
【図１８】ローカル周波数の様子を示した説明図である。
【図１９】第３の実施形態における制御装置の他の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図２０】第３の実施形態における制御装置の他の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図２１】第４の実施形態のマルチバンド無線通信装置の構成を示したブロック図である。
【図２２】第４の実施形態における制御装置の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図２３】広帯域送信と狭帯域送信の切り換えを説明するためのフローチャートである。
【図２４】第４の実施形態のマルチバンド無線通信装置の他の構成を示したブロック図である。
【図２５】第４の実施形態のマルチバンド無線通信装置の他の構成を示したブロック図である。
【図２６】特許文献１に記載の無線通信装置の構成を示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一要素には同一の符号を付し、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略する。
【００２２】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態のマルチバンド無線通信装置の構成を示したブロック図である。図１において、マルチバンド無線通信装置は、受信アンプ１０１と、周波数変換器１０２と、可変周波数生成器１０３と、可変サンプリング周波数Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）１０４と、制御装置１０５とを含む。
【００２３】
マルチバンド無線通信装置は、予め定められた複数の通信チャネルを用いて、自セル内の無線局と通信可能な無線装置である。以下、複数の通信チャネルのそれぞれを対象通信チャネルと称する。
【００２４】
対象通信チャネルは、マルチバンド無線通信装置にて通信可能な通信チャネルであり、例えば、第２世代、第３世代、第３．５世代および３．９世代などの携帯通信方式や、ＷｉＦｉ（登録商標）（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）通信方式、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信方式およびＵＷＢ（Ultra Wide Band）通信方式などの無線ＬＡＮ方式で使用される通信チャネルである。なお、対象通信チャネルは、マルチバンド無線通信装置にて本来通信可能な通信チャネルの中から、ユーザにて選択された通信チャネルでもよい。
【００２５】
受信アンプ１０１は、受信手段と呼ばれることもある。受信アンプ１０１は、マルチバンド無線通信装置の自セル内の無線局から、電波信号を対象通信チャネルで受信する。ここで、電波信号は、アナログ信号である。
【００２６】
受信アンプ１０１は、その受信した電波信号である受信信号を増幅して周波数変換器１０２に入力する。
【００２７】
周波数変換器１０２は、周波数変換手段と呼ばれることもある。周波数変換器１０２は、受信アンプ１０１から入力された受信信号に、可変周波数生成器１０３から入力されたローカル信号を乗算して、その受信信号の周波数を変換する。
【００２８】
可変周波数生成器１０３は、生成手段と呼ばれることもある。可変周波数生成器１０３は、ローカル信号を生成し、そのローカル信号を周波数変換器１０２に入力する。
【００２９】
以上により、周波数変換器１０２は、受信アンプ１０１が受信した受信信号に、可変周波数生成器１０３が生成したローカル信号を乗算して、そのアナログ信号の周波数を変換することになる。
【００３０】
より具体的には、周波数変換器１０２は２つの変換部を有し、その変換部のそれぞれに受信信号が入力される。可変周波数生成器１０３は、変換部のそれぞれに、周波数は同じであるが位相が互いに９０度ずれているローカル信号を入力する。これにより、Ｉ信号およびＱ信号からなる受信信号が生成される。
【００３１】
可変サンプリング周波数Ａ／Ｄ変換器１０４は、Ａ／Ｄ変換手段と呼ばれることもある。また、以下では、可変サンプリング周波数Ａ／Ｄ変換器１０４を、単にＡ／Ｄ変換器１０４と称する。
【００３２】
Ａ／Ｄ変換器１０４は、周波数変換器１０２にて周波数が変換された受信信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する。より具体的には、Ａ／Ｄ変換器１０４は、２つのＡ／Ｄ変換部を有し、そのＡ／Ｄ変換部のそれぞれが受信信号内のＩ信号およびＱ信号のそれぞれをデジタル信号に変換する。
【００３３】
制御装置１０５は、第１の受信モードと第２の受信モードとを切り替えて、未だ検出されていない無線局である未検出局と、既に検出されている無線局である既検出局との通信とを行う。
【００３４】
第１の受信モードでは、制御装置１０５は、可変周波数生成器１０３にて生成されたローカル信号の周波数であるローカル周波数（ＬＯ周波数）を、対象通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値（平均値）である第１のローカル周波数に設定する。また、制御装置１０５は、Ａ／Ｄ変換器１０４のサンプリング周波数を、その最高周波数からその最低周波数を減算した値以上の周波数である第１のサンプリング周波数に設定する。
【００３５】
また、第２の受信モードでは、制御装置１０５は、ローカル周波数を、対象通信チャネル内の特定通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値である第２のローカル周波数に設定する。また、制御装置１０５は、サンプリング周波数を、第１のサンプリング周波数より低い周波数である第２のサンプリング周波数に設定する。
【００３６】
なお、第２の受信モードにて受信する受信信号の周波数帯域は、第１の受信モードにて受信する受信信号の周波数帯域より狭くなる。よって、第１の受信モードによる受信信号の受信が広帯域受信となり、第２の受信モードによる受信信号の受信が狭帯域受信となる。また、特定通信チャネルは、１つでもよいし、複数あってもよい。特定通信チャネルが複数ある場合、制御装置１０５は、ローカル周波数を、複数の特定通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値を順番に設定していく。
【００３７】
ここで、第１のローカル周波数および第２のローカル周波数における中央値とは、最高周波数および最低周波数の正確な中央値でなくてもよい。中央値は、周波数変換器１０２にて変換された対象通信チャネルの周波数帯域がＡ／Ｄ変換器１０４などによって決定される受信信号のベースバンド帯域に含まれる値であればよい。
【００３８】
例えば、最高周波数が２．６ＧＨｚであり、最低周波数が６００ＭＨｚである場合、Ａ／Ｄ変換器１０４などによって決定されるベースバンド帯域が０．６ＧＨｚ〜２．６ＧＨｚまでの２ＧＺであると、中央値は、正確な中央値である１．６ＧＨｚにする必要がある。一方、ベースバンド帯域が０．１ＧＨｚ〜３．１ＧＨｚの３ＧＨｚであると、中央値は、正確な中央値から０．５ＧＨｚずれてもよい。
【００３９】
また、第２の受信モードにおいて対象となる特定通信チャネルは、未検出局の検出によって検出された無線局のうち、通信要求を送信していた無線局の通信チャネルであるとする。
【００４０】
次に、制御装置１０５の動作を説明する。
【００４１】
図２Ａは、制御装置１０５の動作例を説明するためのフローチャートである。
【００４２】
先ず、制御装置１０５は、第１のローカル周波数を示す生成器制御信号を可変周波数生成器１０３に入力して、ローカル周波数を第１のローカル周波数に設定する（工程２０１）。
【００４３】
続いて、制御装置１０５は、第１のサンプリング周波数を示す変換器制御信号をＡ／Ｄ変換器１０４に入力して、サンプリング周波数を第１のサンプリング周波数に設定する（工程２０２）。
【００４４】
その後、制御装置１０５は、第２のローカル周波数を示す生成器制御信号を可変周波数生成器１０３に入力して、ローカル周波数を第２のローカル周波数に設定する（工程２０３）。
【００４５】
そして、制御装置１０５は、第２のサンプリング周波数を示す変換器制御信号をＡ／Ｄ変換器１０４に入力して、サンプリング周波数を第２のサンプリング周波数に設定する（工程２０４）。
【００４６】
これにより、工程２０１および２０２で第１の受信モードが設定され、工程２０３および２０４で第２の受信モードが設定される。
【００４７】
第１の受信モードでは、第２の受信モードより、受信信号を高速に処理することが可能になり、第２の受信モードでは、第１の受信モードより、受信信号のＣ／Ｎ比を向上させ、通信のスループットを向上させることが可能になる。
【００４８】
なお、狭帯域受信が広帯域受信よりＣ／Ｎ比を向上できる第１の理由は、狭帯域受信の方が広帯域受信より、ノイズＮの一要素である受信信号に対する干渉を軽減することができるためである。また、その第２の理由は、狭帯域受信では、広帯域受信と比べて、Ａ／Ｄ変換器１０４のサンプリング周波数を低くすることができるので、Ａ／Ｄ変換器１０４の分解能を向上させることができるためである。これは、分解能をＭ[ｂｉｔ]とすると、Ａ／Ｄ変換器１０４の消費電力は、サンプリング周波数×２Ｍに比例するので、消費電力が一定の場合、サンプリング周波数が低くなると、分解能が向上するためである。
【００４９】
よって、制御装置１０５は、第１の受信モードにおいて、未検出局の検出を行い、第２の受信モードにおいて、既検出局との通信を行うことが望ましい。この場合、第１の受信モードにおいて、高速に未検出局の検出を行うことが可能になると共に、第２の受信モードにおいて、受信信号のＣ／Ｎ比を向上させ、通信のスループットを向上させることが可能になる。なお、第１の受信モードにおいて、受信信号のＣ／Ｎ比などが既検出局との通信に問題のない値である場合、制御装置１０５は、第１の受信モードにおいて、未検出局の検出と、既検出局との通信との両方を行ってもよい。
【００５０】
図２Ｂは、第１の受信モードにおいて、未検出局の検出を行い、第２の受信モードにおいて、既検出局との通信を行う制御装置１０５の動作を説明するためのフローチャートである。
【００５１】
制御装置１０５は、工程２０２を終了すると、制御装置１０５は、未検出局の検出を行う（工程２０５）。その後、工程２０３および２０４が実行される。制御装置１０５は、工程２０４を終了すると、既検出局との通信を行う（工程２０６）。
【００５２】
次に、第１の受信モードと第２の受信モードとの切り替えについてより詳細に説明する。
【００５３】
制御装置１０５は、通常、第１の受信モードで動作する。なお、制御装置１０５は、第１の受信モードにおいて、検出局の検出と、既検出局との通信との両方を交互に行う。
【００５４】
第１の受信モードでは、制御装置１０５は、受信信号の電力を測定し、その電力に基づいて第１の受信モードから第２の受信モードに切り替える。
【００５５】
より具体的には、第１の受信モードにおいて、制御装置１０５は、Ａ／Ｄ変換器１０４にてデジタル信号に変換された受信信号の中の、予め定められた干渉周波数帯域内の各周波数成分の電力に、所定電力Ｐ１以上の電力があると、広帯域受信が限界であると判断して、第２の受信モードに切り替える。
【００５６】
なお、干渉周波数帯域は、例えば、対象通信チャネルに対応する周波数帯域（ベースバンド周波数帯）以外の周波数帯域である。この場合、干渉周波数帯域内の各周波数成分の電力は、対象通信チャネルに対する干渉波の干渉電力に相当する。干渉電力がある程度以上になると、既検出局と通信が行えなくなるため、所定電力Ｐ１は、既検出局と通信可能な許容範囲の最大値またはそれより少し小さな値に設定されることが望ましい。
【００５７】
図２Ｃは、受信信号の電力に基づいて受信モードを切り替える制御装置１０５の動作の一例を示したフローチャートである。
【００５８】
制御装置１０５は、工程２０５を終了すると、干渉周波数帯域内の各周波数成分の電力を干渉電力として測定し、それらの干渉電力に、所定電力Ｐ１以上の干渉電力があるか否かを判断する（工程２０７）。制御装置１０５は、所定電力Ｐ１以上の干渉電力があると、工程２０３を実行し、所定電力Ｐ１以上の干渉電力がないと、工程２０６を実行する。この場合、工程２０６では、第１の受信モードで既検出局との通信が行われる。
【００５９】
以上により、干渉電力が低い場合、広帯域受信を用いて未検出局の検出と既検出局との通信とを行うことができる。また、干渉電力が既検出局と通信可能な許容範囲を超えた場合、第２の受信モードに切り替えることができる。
【００６０】
この電力測定による未検出局の検出は復調処理を行わなくてもよいため、未検出局の検出を簡単に行うことができる。つまり、未検出局の検出を、高速かつ低電力で行うことができる。
【００６１】
また、制御装置１０５は、受信信号の電力の代わりに、受信信号の回線品質に基づいて第１の受信モードから第２の受信モードに切り替えてもよい。
【００６２】
この場合、第１の受信モードにおいて、制御装置１０５は、Ａ／Ｄ変換器１０４にてデジタル信号に変換された受信信号の中の、予め定められた所望周波数帯域の信号の回線品質（ＬＱＩ：Link Quality Indicator）が所定回線品質Ｃ／Ｎ１未満であると、広帯域受信が限界であると判断して、第２の受信モードに切り替える。なお、所望周波数帯域は、対象通信チャネルに対応する周波数帯域である。また、所定回線品質Ｃ／Ｎ１は、例えば、既検出局と通信可能な許容範囲の最小値である。
【００６３】
例えば、制御装置１０５は、受信信号を復調し、その復調信号のコンスタレーションを測定する。そして、制御装置１０５は、そのコンスタレーションに基づいて、エラーベクトル強度（ＥＶＭ）などを測定することで、回線品質を求めることができる。
【００６４】
回線品質が所定回線品質以下になったことは、干渉波が存在することだけでなく、量子誤差の増大や位相ノイズの悪化なども表す。また、回線品質による広帯域受信の限界の把握は、復調を行って回線品質を測定するため、電力測定による広帯域受信の限界の把握より正確である。さらに、通常、誤り訂正などによるプロセスゲインにより、信号成分Ｃ＜ノイズ成分Ｎの状況でも広帯域受信が行える条件があり、回線品質による広帯域受信の限界の把握は、この条件を含めた把握となる。
【００６５】
図２Ｃは、受信信号の回線品質に基づいて受信モードを切り替える制御装置１０５の動作の一例を示したフローチャートである。
【００６６】
制御装置１０５は、工程２０５を終了すると、所望周波数帯域の信号の回線品質を測定し、その回線品質が所定回線品質Ｃ／Ｎ１未満か否かを判断する（工程２０８）。制御装置１０５は、回線品質が所定回線品質Ｃ／Ｎ１未満であると、工程２０３を実行し、回線品質が所定回線品質Ｃ／Ｎ１以上であると、工程２０６を実行する。
【００６７】
次に、制御装置１０５のより詳細な構成について説明する。
【００６８】
図３Ａは、制御装置１０５の構成例を示したブロック図である。図３Ａにおいて、制御装置１０５は、高速フーリエ変換装置（ＦＦＴ）３０１と、電力測定装置３０２と、判断装置３０３とを含む。
【００６９】
高速フーリエ変換装置３０１は、高速フーリエ変換手段と呼ばれることもある。高速フーリエ変換装置３０１は、Ａ／Ｄ変換器１０４から出力された受信信号に対して高速フーリエ変換を行い、その受信信号を複数の周波数成分に分解する。
【００７０】
電力測定装置３０２は、測定手段と呼ばれることもある。電力測定装置３０２は、高速フーリエ変換装置３０１にて分解された周波数成分のうち、干渉周波数帯域に含まれる各周波数成分の電力を測定する。
【００７１】
判断装置３０３は、管理手段と呼ばれることもある。第１の受信モードにおいて、判断装置３０３は、電力測定装置３０２にて測定された電力の中に、所定電力Ｐ１以上の電力があると、第２の受信モードに切り替える。また、第２の受信モードにおいて、判断装置３０３は、電力測定装置３０２にて測定された電力の中に、所定電力Ｐ１以上の電力がなくなると、第１の受信モードに切り替える。
【００７２】
次に、図３Ａで示した制御装置１０５の動作を説明する。
【００７３】
ここでは、３Ｇ（第３世代携帯電話）、ＬＴＥ（第３．９世代携帯電話）、ＢＷＡ（広帯域移動無線アクセス方式）およびＷｉＦｉ（無線ＬＡＮ）の通信チャネルがマルチバンド無線通信装置の周辺から送出されているものとする。なお、３Ｇでは、８００ＭＨｚ帯、１．７ＧＨｚ帯および２ＧＨｚ帯の通信チャネルが使用されている。また、ＬＴＥでは、日本国内においては、１．５ＧＨｚ帯および１．７ＧＨｚ帯（実際には１８４４．９ＭＨｚ〜１８５４．９ＭＨｚ）が使用される予定であり、日本国外においては、さらに７００ＭＨｚ帯も使用される可能性がある。また、ＢＷＡは、ＷｉＭＡＸと次世代ＰＨＳに適用され、２．５ＧＨｚ帯を使用している。そして、ＷｉＦｉでは、２．４ＧＨｚ帯が使用されている。なお、図３Ｂには、これらの通信チャネルの周波数帯域と、Ａ／Ｄ変換器１０４のナイキスト周波数範囲が示されている。
【００７４】
また、マルチバンド無線通信装置は、ＷｉＦｉの通信チャネル以外の３Ｇ、ＬＴＥおよびＢＷＡの通信チャネルを対象通信チャネルとするフェムトセル基地局であるとする。このため、ＷｉＦｉの通信チャネルの周波数帯域は、干渉周波数帯域となる。なお、ＷｉＦｉは、通常、インターネット回線に接続されるが、３Ｇ、ＬＴＥおよびＢＷＡは、電話事業者のコアネットワークに接続される。
【００７５】
また、フェムトセル基地局は、半径１０ｍ程度のフェムトセルを自セルとして有する基地局であり、家庭、オフィスおよび店舗などで用いられる。特に、ＬＴＥでは、基地局としてセルの小さなフェムトセル基地局を用いて、空間の有効利用性やスループットの向上を図ることが、最大伝送レートに近づけるために必要となっている。
【００７６】
従来のフェムトセル基地局では、一つの電話事業者が自らの登録ユーザに対してサービスを提供するために、一つの無線方式しか扱うことができない。このため、電話事業者がそれぞれ異なる端末（無線局）の全てと通信を可能にするためには、電話事業者ごとに異なるフェムトセル基地局が設置される必要がある。このため、コストの増加だけでなく、電波干渉が引き起こされる可能性があった。なお、上記の状況は、特に、オフィスや店舗において発生する可能性が高いが、一般の家庭内においても発生することがある。
【００７７】
本マルチバンド無線通信装置をフェムトセル基地局として利用した場合、電話事業者が異なる複数の無線方式に対応する無線局と一つの装置で通信することができる。このため、このため、コストの増加や電波干渉を軽減することが可能になり、さらには、既検出局からの通信要求に対して、スループットの低減を最小限にすると共に、未検出局がセル内に入ってきたことを速やかに検出することができる。
【００７８】
第１の受信モードにおける未検出局の検出では、先ず、判断装置３０３は、Ａ／Ｄ変換器１０４のサンプリング周波数を、例えば、２．６ＧＨｚ（ＧＳ／ｓ）程度の高い値に設定する。サンプリング周波数（２．６ＧＨｚ）の半分の帯域（１．３ＧＨｚ）が受信信号のベースバンド帯域となる。このとき、判断装置３０３は、可変周波数生成器１０３に生成器制御信号を入力して、ローカル周波数を１．７ＧＨｚ当たりに設定する。なお、ローカル周波数を中心とした、ベースバンド帯域の２倍の周波数範囲が、Ａ／Ｄ変換器１０４にてサンプリングできる周波数範囲になる。つまり、マルチバンド無線通信装置は、１．７ＧＨｚを中心とした±１．３ＧＨｚの範囲である、０．４Ｈｚから３．０ＧＨｚまで周波数範囲内の信号を受信できる。
【００７９】
その後、高速フーリエ変換装置３０１は、Ａ／Ｄ変換器１０４から受信信号を受信し、その受信信号のベースバンド帯域に対して高速フーリエ変換を行い、受信信号を周波数成分に分解する。より具体的には、高速フーリエ変換装置３０１は、受信信号を周波数成分に分解することで、その受信信号を、予め定められたポイント数分の周波数成分からなる周波数系列の信号に変換する。以下、ポイント数は、１２８ポイントとする。
【００８０】
高速フーリエ変換装置３０１は、その周波数系列の信号を電力測定装置３０２に入力する。
【００８１】
電力測定装置３０２は、その入力された周波数系列の信号の中から、対象通信チャネルの周波数帯域である所望周波数帯域に対応する、周波数系列の信号内の周波数成分のそれぞれの電力を測定する。
【００８２】
なお、ベースバンドの２倍の周波数「２．６ＧＨｚ」を、ポイント数「１２８」で割った値が、周波数分解能（１ポイント当たりの周波数範囲）となり、ここでは、約２０．３ＭＨｚとなる。周波数分解能が粗すぎる場合、ポイント数を増やすことで、その周波数分解能の粗さを解消することができる。しかしながら、ポイント数を増やすと、消費電力およびチップ面積も増える。つまり、ポイント数と、消費電力およびチップ面積とがトレードオフの関係にあるので、ポイント数は最小限にすることが好ましい。また、未検出局の検出の際には、周波数分解能はそれほど高くなくてもよいことが多い。
【００８３】
判断装置３０３は、電力測定装置３０２にて求められた電力の中に、電力判定値以上の電力があるか否かを判断して、未検出局を検出する。なお、電力による未検出局の検出を有意に行うためには、電力判定値をノイズ電力の３ｄＢ以上にすることが好ましい。信号電力＝ノイズ電力となると、周波数成分の電力がノイズフロアから３ｄＢ以上大きくなるためである。したがって、予めバックグラウンドノイズの電力を測定しておき、その電力に３ｄＢ以上の値を加えたものを電力判定値として用いることが好ましい。
【００８４】
例えば、１．５ＧＨｚの通信チャネルの未検出局である端末がフェムトセルに入ってきたとする。この場合、通信チャネル１．５ＧＨｚは、ローカル周波数１．７ＧＨｚより２００ＭＨｚ低く、２００ＭＨｚを周波数分解能２０．３ＭＨｚで割った値が約１０になる。したがって、端末の通信チャネルの周波数系列上の位置は、ローカル周波数に対応するポイントより１０ポイント低い位置になる。このため、判断装置３０３は、その位置の信号の電力が電力判定値以上となったと判断することになり、１．５ＧＨｚ帯の通信チャネルの端末を検出することになる。
【００８５】
一方、第２の受信モードへの切り替えの判断では、電力測定装置３０２は、その入力された周波数系列の信号の中から干渉周波数帯域に対応する周波数成分のそれぞれの電力を測定する。判断装置３０３は、電力測定装置３０２にて求められた電力の中に、所定電力Ｐ１以上の電力があるか否かを判断して、第２の受信モードに切り替えるか否かを判断する。
【００８６】
例えば、２．４ＧＨｚ帯の通信チャネルのＷｉＦｉ端末がフェムトセルに入ってきたとする。この場合、通信チャネル２．４ＧＨｚは、ローカル周波数１．７ＧＨｚより７００ＭＨｚ高く、７００ＭＨｚを周波数分解能２０．３ＭＨｚで割った値が約３４になる。したがって、ＷｉＦｉ端末の通信チャネルの周波数系列上の位置は、ローカル周波数に対応するポイントより３４ポイント高い位置になる。このため、判断装置３０３は、その位置の信号の電力が所定電力Ｐ１以上となったと判断することになり、第２の受信モードに切り替える。
【００８７】
次に、制御装置１０５の他の構成を説明する。
【００８８】
図３Ｃは、高速フーリエ変換装置３０１を用いずに干渉電力を測定する制御装置１０５の構成例を示したブロック図である。図３Ｃにおいて、制御装置１０５は、判断装置３０３と、デジタルバンドパスフィルタ（Ｄｉｇ．ＢＰＦ）３０４と、電力測定装置３０５とを有する。
【００８９】
デジタルバンドパスフィルタ３０４は、単にバンドパスフィルタと呼ばれることもある。また、デジタルバンドパスフィルタ３０４は、複数ある。
【００９０】
デジタルバンドパスフィルタ３０４のそれぞれには、周波数帯域がそれぞれ異なる通過帯域が設定されている。デジタルバンドパスフィルタ３０４は、Ａ／Ｄ変換器１０４から出力された受信信号のうち、自己に設定されている通過帯域の信号だけを通過させることで、周波数帯域がそれぞれ異なる複数の周波数帯域信号を抽出する。
【００９１】
電力測定装置３０５は、測定手段と呼ばれることもある。また、電力測定装置３０５は、複数ある。電力測定装置３０５のそれぞれは、デジタルバンドパスフィルタ３０４のいずれか一つと接続されている。電力測定装置３０５のそれぞれは、自己と接続されているデジタルバンドパスフィルタ３０４にて抽出された周波数帯域信号の電力を測定する。
【００９２】
なお、図３Ｃでは、デジタルバンドパスフィルタ３０４に接続されていない電力測定装置３０５が一つあるが、それについては後述する。
【００９３】
判断装置３０３は、電力測定装置３０５にて測定された電力に基づいて、未検出局の検出と、第１の受信モードおよび第２の受信モードとの切り替えとを行う。
【００９４】
次に、図３Ｃで示した制御装置１０５の動作を説明する。
【００９５】
なお、図３Ａで示した制御装置１０５の場合と同様に、無線通信装置周辺から出力されている通信チャネルおよびＡ／Ｄ変換器１０４のナイキスト周波数範囲は、図３Ｂで示されたものを用いる。
【００９６】
未検出局の検出では、判断装置３０３は、対象通信チャネルのそれぞれに応じたフィルタ特性をデジタルバンドパスフィルタ３０４に設定する。
【００９７】
例えば、１．５ＧＨｚ帯の通信チャネルの未検出局を検出する場合、判断装置３０３は、デジタルバンドパスフィルタ３０４の一つに、１．５ＧＨｚを中心とし、１．５ＧＨｚ帯の通信チャネルの帯域幅を有する通過帯域を設定する。例えば、ＬＴＥの場合、帯域幅は、約２０ＭＨｚとなる。
【００９８】
これにより、その設定されたデジタルバンドパスフィルタ３０４を通過した受信信号は、１．５ＧＨｚ帯の信号となり、そのデジタルバンドパスフィルタ３０４と接続された電力測定装置３０５にてその信号の電力が測定される。
【００９９】
判断装置３０３は、その電力測定装置３０５にて測定された電力が電力判定値以上か否かを判断することで、未検出局の検出を行う。
【０１００】
一方、第２の受信モードへの切り替えの判断では、判断装置３０３は、１以上のデジタルバンドパスフィルタ３０４に、予め想定される干渉波の中心周波数を中心とし、その干渉波の帯域幅を有する通過帯域を設定する。なお、判断装置３０３は、デジタルバンドパスフィルタ３０４のそれぞれに異なる干渉波に対応する異なる通過帯域を設定する。
【０１０１】
これにより、デジタルバンドパスフィルタ３０４は、受信信号から、周波数帯域が干渉周波数帯域に含まれ、かつ、周波数帯域がそれぞれ異なる複数の周波数帯域信号を抽出することになる。
【０１０２】
この場合、判断装置３０３は、その通過帯域の設定したデジタルバンドパスフィルタ３０４と接続された電力測定装置３０５にて測定された電力の中に、所定電力Ｐ１以上の電力があるか否かを判断する。判断装置３０３は、所定電力Ｐ１以上の電力があると、第２の受信モードに切り替える。
【０１０３】
また、図３Ｃにおいて、デジタルバンドパスフィルタ３０４と接続されていない電力測定装置３０５が存在するが、これを用いることで任意の周波数帯域の干渉波の電力を測定することができる。
【０１０４】
デジタルバンドパスフィルタ３０４と接続されていない電力測定装置３０５にて測定される電力は、Ａ／Ｄ変換器１０４から出力される受信信号の全ての電力を表す。このため、例えば、所望周波数帯域が１．５ＧＨｚ帯だけの場合、その受信信号の全ての電力から１．５ＧＨｚ帯の信号の電力の値を引いた値が、干渉周波数帯域の信号の電力となる。この干渉周波数帯域の信号には、干渉波とバックグランドノイズが含まれる。このため、
干渉周波数帯域の信号の電力から予め測定したノイズ電力を減算することで、干渉電力の総和を測定することができる。
【０１０５】
したがって、判断装置３０３は、デジタルバンドパスフィルタ３０４と接続されていない電力測定装置３０５にて測定される電力から、所望周波数帯域の信号の電力およびノイズ電力を減算して干渉電力を求め、その干渉電力が所定電力Ｐ１以上か否かを判断する。
【０１０６】
この場合、干渉波が存在する周波数帯域を特定しなくてもよい場合に有効である。なお、干渉波が存在する周波数帯域を把握することができないため、干渉波の周波数帯域を特定する場合には、図３Ａを用いた構成、または、デジタルバンドパスフィルタ３０４と接続された電力測定装置３０５にて測定された電力を用いる必要がある。
【０１０７】
次に、制御装置１０５の他の構成例について説明する。
【０１０８】
図３Ｄは、制御装置１０５の他の構成例として、回線品質に基づいて受信モードを切り替えることが可能な制御装置１０５の構成を示したブロック図である。
【０１０９】
図３Ｄにおいて、制御装置１０５は、高速フーリエ変換装置３０１と、電力測定装置３０２と、判断装置３０３と、デジタル周波数変換器３０６と、復調装置３０７と、回線品質計算装置３０８と、通信装置３０９とを有する。
【０１１０】
デジタル周波数変換器３０６は、ダウンコンバータと呼ばれることもある。デジタル周波数変換器３０６は、Ａ／Ｄ変換器１０４から出力されたデジタル信号の受信信号をＤＣ付近にダウンコンバートする。
【０１１１】
高速フーリエ変換装置３０１は、デジタル周波数変換器３０６にてダウンコンバートされた受信信号に対して高速フーリエ変換を行い、その受信信号を周波数成分に分解する。
【０１１２】
復調装置３０７は、高速フーリエ変換装置３０１にて分解された周波数成分に基づいて、所望周波数帯域の信号（つまり、対象通信チャネルに対応する受信信号）を復調する。
【０１１３】
回線品質計算装置３０８は、復調装置３０７にて復調された受信信号の回線品質を求める。
【０１１４】
判断装置３０３は、回線品質計算装置３０８にて求められた回線品質が所定回線品質Ｃ／Ｎ１未満であると、第２の受信モードに切り替える。
【０１１５】
通信装置３０９は、復調装置３０７にて復調された受信信号に基づいて、無線局との通信を行う。
【０１１６】
なお、判断装置３０３が回線品質および干渉電力のどちらを用いて受信モードの切り替えを行うかをユーザが選択できるようにしてもよい。干渉電力が用いられる場合、電力測定装置３０２が高速フーリエ変換装置３０１にて分解された周波数成分のうち、干渉周波数帯域に含まれる各周波数成分の電力を測定し、判断装置３０３が、電力測定装置３０２にて測定された電力の中に、所定電力Ｐ１以上の電力があると、第２の受信モードに切り替える。
【０１１７】
次に、図３Ｄで示した制御装置１０５の動作を説明する。
【０１１８】
なお、図３Ａで示した制御装置１０５の場合と同様に、無線通信装置周辺から出力されている通信チャネルおよびＡ／Ｄ変換器１０４のナイキスト周波数範囲は、図３Ｂで示されたものを用いる。また、Ａ／Ｄ変換器１０４は、前述したように、例えば２．６ＧＨｚ程度の広帯域のＡ／Ｄ変換を行い、受信信号をデジタル信号に変換する。そのデジタル信号である受信信号はデジタル周波数変換器３０６に入力される。
【０１１９】
デジタル周波数変換器３０６は、イメージ除去ミキサ（Ｉ／Ｑミキサ）を構成しており、第２のローカル信号として、第２のローカル周波数が−２００ＭＨｚの信号が入力され、その受信信号内の２００ＭＨｚの信号をＤＣ付近にダウンコンバートして、周波数領域の信号に変換する。
【０１２０】
デジタル周波数変換器３０６は、例えば、ハートレーの方法を用いて構成することができる。この場合、デジタル周波数変換器３０６には、第２のローカル信号として２００ＭＨｚの信号が入力される。また、デジタル周波数変換器３０６のＩ側のミキサの出力端子には、入力信号の位相を９０°ずらす９０°位相器が接続される。デジタル周波数変換器３０６は、９０°位相器の出力信号とＱ側のミキサの出力信号を合成して出力する。この合成時において、デジタル周波数変換器３０６は、例えば、それらの出力信号を加算して合成すれば、プラス側周波数のダウンコンバートを行い、それらの出力信号を減算して合成すれば、マイナス側周波数のダウンコンバートを行うように構成することができる。なお、第２のローカル周波数「−２００ＭＨｚ」のマイナス符号の意味は、減算して合成すことを示す。
【０１２１】
これによって、周波数変換器１０２のローカル信号のローカル周波数１．７ＧＨｚの２００ＭＨｚ下に位置する１．５ＧＨｚ帯のＬＴＥの信号を、ＤＣ付近にダウンコンバートすることができる。なお、ＬＴＥの帯域の上限は２０ＭＨｚ程度であるため、消費電力を低減するために、適宜ダウンサンプリングを行い必要最小限のサンプリング周波数にまで下げておくことが好ましい。
【０１２２】
高速フーリエ変換装置３０１は、デジタル周波数変換器３０６にてＤＣ付近にダウンコンバートされた受信信号に対して高速フーリエ変換を行い、その受信信号を周波数成分に分解する。
【０１２３】
例えば、高速フーリエ変換装置３０１は、例えば、ＬＴＥに必要な２０ＭＳ／ｓのサンプリング周波数で、１２００ポイントの高速フーリエ変換を行う。ＬＴＥのアップリンクとダウンリンクのそれぞれで、変調方式が異なり、アップリンクに対しては、ＳＣ−ＦＤＭＡが使用され、ダウンリンクに対してはＯＦＤＭが使用される。なお、従来のフェムトセル基地局では、アップリンクの変調方式をＳＣ−ＦＤＭＡとすることが適例であるが、本ルチバンド無線通信装置をフェムトセル基地局とした場合には、アップリンクの変調方式は、ＳＣ−ＦＤＭＡに限らず、適宜変更可能となる。
【０１２４】
所望周波数帯域内の受信信号が一つの通信チャネルを表す場合、電力測定装置３０２は、その一つの通信チャネルの電力を測定する。また、所望周波数帯域内の受信信号が複数の通信チャネルを表す場合、電力測定装置３０２は、その複数の通信チャネルのそれぞれの電力を測定する。なお、電力測定装置３０２は、周波数系列のあるポイントから別のポイントまで周波数領域内の周波数成分の電力を加算することで、そのポイント間の信号電力を測定することができる。したがって、通信チャネルに応じた周波数成分の電力を加算することで、複数の通信チャネルのそれぞれの電力を測定することができる。また、ＬＴＥでは、１．５ＧＨｚ帯に複数の電話事業者が存在することが考えられ、その複数の電話事業者の通信チャネルの電力のそれぞれを測定できるように、高速フーリエ変換装置３０１にて高速フーリエ変換を行う周波数領域を設定することもできる。
【０１２５】
復調装置３０７は、高速フーリエ変換装置３０１にて分解された周波数成分に基づいて、所望周波数帯域の受信信号を復調信号として復調する。なお、復調する通信方式は、前述のように、ＦＤＭＡ信号でもよいし、ＯＦＤＭ信号でもよいし、ＣＤＭＡ信号でもよい。
【０１２６】
回線品質計算装置３０８は、復調装置３０７にて生成された復調信号の回線品質を測定する。回線品質は、例えば、復調信号がＱＰＳＫ信号であれば、コンスタレーション上の４つの理想ポイントからの位相方向のずれおよび振幅方向のずれを測定することで測定することができる。なお、通常、エラーベクトル強度（ＥＶＭ）で表される測定方法が、この測定に適用できる。これによって、所望波の電力と非所望波（ノイズや干渉）の電力との比を算出することができる。
【０１２７】
判断装置３０３は、回線品質計算装置３０８にて求められた回線品質に基づいて、未検出局の検出や受信モードの切り替えを行うことができる。
【０１２８】
通信装置３０９は、復調装置３０７にて生成された復調信号に基づいて、既検出局との通信を行う。なお、既検出局との通信には、復調信号の誤り訂正や、復調信号からのヘッダ情報の抽出、チャネル推定信号を用いたなど価処理などが含まれる。
【０１２９】
なお、制御装置１０５は、上記の構成を複数有していてもよい。この場合、複数の通信チャネルの信号を同時に処理することができる。例えば、マルチバンド無線通信装置が、上述の１．５ＧＨｚ帯とは別に、１．７ＧＨｚ帯のＬＴＥ信号を受信する場合、制御装置は、デジタル周波数変換器３０６の第２のローカル信号の周波数として、１５０ＭＨｚを設定すればよい。
【０１３０】
以下、１．５ＧＨｚ帯のＬＴＥを所望波とし、２．４ＧＨｚ帯のＷｉＦｉなどの干渉波が出現した場合の狭帯域受信について説明する。
【０１３１】
この場合、可変周波数生成器１０３は、１．５ＧＨｚ帯ＬＴＥの中心周波数である１．５ＧＨｚあたりのローカル周波数を有するローカル信号を生成する。なお、所望波が一つの通信チャネルであれば、可変周波数生成器１０３におけるローカル周波数を、その一つの通信チャネルの中心周波数、つまり、（上限周波数−下限周波数）÷２の周波数にする。
【０１３２】
周波数変換器１０２は、可変周波数生成器１０３が出力するローカル信号に基づいて、不図示のアンテナから受信アンプ１０１を経由して入力された１．５ＧＨｚ帯のＬＴＥ受信信号をＤＣ付近にダウンコンバートする。
【０１３３】
ダウンコンバートされた受信信号（ベースバンド信号）は、Ａ／Ｄ変換器１０４に入力される。Ａ／Ｄ変換器１０４は、サンプリング周波数をＬＴＥ信号処理に必要な値（例えば、２０〜１００ＭＳ／ｓ）にして、受信信号のサンプリングを行い、受信信号のデジタル信号に変換する。
【０１３４】
これにより、広帯域受信に比べて低いサンプリング周波数で受信信号をデジタル信号に変換することができ、さらに、Ａ／Ｄ変換器１０４の分解能を広帯域受信に比べて向上させることができる。例えば、Ａ／Ｄ変換器１０４は、サンプリング周波数が２．６ＧＳ／ｓにおいて６ｂｉｔの分解能を有する場合、約５０ｍＷ程度の電力を消費する。サンプリング周波数がその約１／２０である１００ＭＳ／ｓに低減されることで、同一消費電力における分解能は、約２０倍（約２４．３）になり、分解能を約４ビット高めた１０ｂｉｔの分解能を得ることができる。
【０１３５】
このようにサンプリング周波数および分解能を変化させることが可能なＡ／Ｄ変換器１０４は、例えば、パイプライン型Ａ／Ｄ変換器のパイプライン段数を、６段と１０段との間で変化させたり、サブサンプリング型Ａ／Ｄ変換器の後段の変換処理をオンオフさせたりすることで構成することができる。
【０１３６】
Ａ／Ｄ変換器１０４の分解能を高分解能に設定すると、信号ダイナミックレンジが拡がるので、干渉波がある程度存在しても所望波のＣ／Ｎ比が劣化することが少なくなる。また、後述するように、Ａ／Ｄ変換器１０４の前のロウパスフィルタを広帯域受信時より狭帯域にすることができるため、それによる干渉波の低減効果も大きい。
【０１３７】
デジタル周波数変換器３０６は、狭帯域受信では、全ての受信信号を通過させる。例えば、デジタル周波数変換器３０６をバイパスさせてもよいし、デジタル周波数変換器３０６の第２のローカル周波数としてＤＣ成分用いることで受信信号をそのまま通過させてもよい。
【０１３８】
高速フーリエ変換装置３０１は、広帯域受信と同様に、ＬＴＥ信号の復調に必要なサンプリング周波数とポイント数に設定する。例えば、サンプリング周波数を２０ＭＳ／ｓとし、ポイント数を１２００とする。以後の信号処理は、広帯域受信と同様に行うことができる。
【０１３９】
本実施形態によれば、可周波数変換器１０２は、受信アンプ１０１が受信した受信信号に、可変周波数生成器１０３にて生成されたローカル信号を乗算して、受信信号の周波数を変換する。Ａ／Ｄ変換器１０４は、可変周波数生成器１０３にて周波数が変換された受信信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する。制御装置１０５は、ローカル周波数を、複数の対象通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定し、かつ、Ａ／Ｄ変換器１０４のサンプリング周波数を、その最高周波数から最低周波数を減算した値以上の周波数に設定する第１の受信モードと、ローカル周波数を、特定通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定し、かつ、サンプリング周波数を第１の受信モードのサンプリング周波数より低い周波数に設定する第２の受信モードとを切り替えて、未検出局の検出と、既検出局との通信とを行う。
【０１４０】
この場合、ローカル周波数およびサンプリング周波数を設定する第１の受信モードおよび第２の受信モードが切り替えられることで、未検出局の検出と、既検出局との通信とが行われる。したがって、未検出局の検出と、既検出局との通信とを同じ構成で行うことが可能になるので、装置規模が増大を抑制しながら、未検出局の検出と検出局との通信とを両立させることが可能になる。
【０１４１】
また、本実施形態では、制御装置１０５は、第１の受信モードにおいて、未検出局の検出を行い、第２の受信モードにおいて、既検出局との通信を行う。この場合、第１の受信モードによる広帯域受信によって、未検出局が検出され、第２の受信モードによる狭帯域受信によって、既検出局との通信が行われる。これにより、高速に未検出局の検出が可能になると共に、既検出局と狭帯域で受信していくことが可能となる。狭帯域通信は、外来雑音が多い環境下においても相対的に高いＣ／Ｎを得ることが可能なので、シャノン則に基づいて高い伝送レートを得ることが可能となる。つまり、既検出局と高い伝送レートで通信を行うことが可能になる。
【０１４２】
また、本実施形態では、制御装置１０５は、第１の受信モードにおいて、既検出局との通信をさらに行い、Ａ／Ｄ変換器１０４にて変換された受信信号の中の、予め定められた干渉周波数帯域内の信号の電力が所定電力Ｐ１以上の場合、第２の受信モードに切り替える。
【０１４３】
この場合、既検出局との通信が、干渉電力が小さいときには広帯域受信で行われ、干渉電力が大きいときには狭帯域受信で行われる。したがって、広帯域受信が限界になった場合にだけ、狭帯域受信を行うことが可能になるため、伝送効率をさらに良くすることが可能になる。
【０１４４】
また、本実施形態では、制御装置１０５は、第１の受信モードにおいて、既検出局との通信をさらに行い、Ａ／Ｄ変換器１０４にて変換された受信信号の中の、所望周波数帯域の信号の回線品質が所定回線品質未満であると、第２の受信モードに切り替える。
【０１４５】
この場合、既検出局との通信が、回線品質が高いときには広帯域受信で行われ、回線品質が小さいときには狭帯域受信で行われる。したがって、広帯域受信が限界になった場合にだけ、狭帯域受信を行うことが可能になるため、伝送効率をさらに良くすることが可能になる。
【０１４６】
＜第２の実施形態＞
本実施形態では、第１の実施形態とは別の、広帯域受信と狭帯域受信との切り替えについて説明する。なお、本実施形態におけるマルチバンド無線通信装置は、図１で示した構成と同じ構成を有する。
【０１４７】
図４は、本実施形態の制御装置１０５の動作を説明するためのフローチャートである。
【０１４８】
制御装置１０５は、先ず、既検出局から送出される電波信号が時間的に重ならないように、自セル内の無線局による電波信号の送出タイミングを調整する（工程４０１）。続いて、制御装置１０５は、所定期間において、第１の受信モードによる広帯域受信を行い、未検出局の検出を行う（工程４０２）。そして、制御装置１０５は、電波信号のシンボル期間において、第２の受信モードによる狭帯域受信を行い、検出局との通信を行う（工程４０３）。
【０１４９】
図５は、本動作のより詳細な説明を行うためのタイミング図である。図５では、対象通信チャネルは、３つであるとし、その対象通信チャネルのそれぞれに対応する無線システムを、システムＡ、ＢおよびＣとする。ここで、システムＡ、ＢおよびＣは、無線方式は同一であるが、電話事業者が異なる無線システムでもよいし、無線方式が異なる無線システムでもよい。なお、通常、３Ｇなどの無線システムでは、各電話事業者は、例えば、ＷＣＤＭＡのような同一の無線方式でその無線システムを運用していたとしても、基地局コアネットワークが互いに異なる。
【０１５０】
工程４０１では、制御装置１０５は、既検出局から送出される電波信号が時間的に重ならないように、自セル内の既検出局による電波信号の送出タイミングを調整する。なお、各電波信号は、シンボル期間５０１とＧＩ（Guard interval：ガードインターバル）期間５０２とを含む。このとき、制御装置１０５は、ある対象通信チャネルの電波信号の送出が終了したあとに、全ての既検出局が電波信号の送出を休止する静寂期間５０３が発生するように、既検出局による電波信号の送出タイミングを調整する。
【０１５１】
例えば、制御装置１０５は、システムＡ、ＢおよびＣのそれぞれのシンボル期間５０１が順番に現れ、かつ、静寂期間５０３が発生するように、電波信号の送出タイミングをスケジューリングする。制御装置１０５は、そのスケジューリングした送信タイミングを示すタイミング信号を、システムＡ、ＢおよびＣのそれぞれに対応する通信チャネルを用いて自セル内に送信することで、電波信号の送出タイミングを調整する。なお、ここで重要なことは、制御装置１０５が異なる無線システム間の同期をとっていることである。
【０１５２】
その後、制御装置１０５は、所定期間である静寂期間５０３では、第１の受信モードを設定して広帯域受信を行い、未検出局の検出を行う（工程４０２）。制御装置１０５は、電波信号のシンボル期間では、第２の受信モードを設定して狭帯域受信を行い、検出局との通信を行う（工程４０３）。
【０１５３】
本実施形態のマルチバンド無線通信装置をフェムトセル基地局に適用すると、その優れた効果が特に明確になる。
【０１５４】
上述のようにフェムトセル基地局においては、既検出局のスループットを低減させないようにしながら、新規にセル内に入ってきた未検出局を速やかに検出することが好ましい。また、フェムトセル基地局は、低コストに実現することが好ましので、無線システムごとにフェムトセル基地局を設けるのではなく、一つのフェムトセル基地局で複数の無線システムに対応させることが好ましい。また、ＬＴＥなどの無線システムでは、例えば、１．５ＧＨｚ帯および１．７ＧＨｚ帯などの複数の通信チャネルが点在することがある。この場合、一つのフェムトセル基地局でそれらの通信チャネルに対応させることが好ましい
上述したように、広帯域受信と狭帯域受信とを高速に切り替えることが可能であるので、既検出局のスループットの低下を最小限にして未検出局の検出ができる。また、複数の対象通信チャネルのそれぞれに対応する複数の電波信号が時間的に重ならないので、無線局からの無線信号を狭帯域受信で行うことができる。また、既検出局からの電波信号の送出が休止されているときに、広帯域受信による未検出局の検出が行われるので、未検出局からの微弱な電波信号に対する干渉を軽減することができるので、未検出局を正確に検出することができる。なお、高いサンプリングレートにおいて、分解能を上げることに物理的な限界があるため、非常に有効である。
【０１５５】
また、制御装置１０５は、ＧＩ期間に、第１の受信モードおよび第２の受信モードを切り替えることが好ましい。
【０１５６】
図６は、受信モード（ローカル周波数）の切り替え動作を説明するためのフローチャートである。なお、図６では、所定期間を静寂期間５０３としている。また、マルチバンド無線通信装置には第２の受信モードが設定され、ある特定通信チャネルの電波信号が送出されているとする。
【０１５７】
先ず、制御装置１０５は、電波信号のＧＩ期間に、ローカル周波数を特定通信チャネルの中央値から複数の対象通信チャネルの中央値に切り替えるとともに、サンプリング周波数を第１のサンプリング周波数に切り替えることで、第２の受信モードに切り替える（工程６０１）。その後、静寂期間において広帯域受信が行われる。なお、制御装置１０５は、電波信号の最後のＧＩ期間に受信モードを切り替えることが望ましい。
【０１５８】
静寂期間が終了すると、制御装置１０５は、次の特定通信チャネルの電波信号のＧＩ期間において、ローカル周波数を対象通信チャネルの中央値から特定通信チャネルの中央値に切り替えるとともに、サンプリング周波数を第２のサンプリング周波数に切り替えることで、第２の受信モードに切り替える（工程６０２）。なお、制御装置１０５は、電波信号の最初のＧＩ期間に受信モードを切り替えることが望ましい。
【０１５９】
また、ＬＴＥのように同一の無線システムにおいて複数の通信チャネルが用いられる場合、その通信チャネルが変化するときのＧＩ期間に、制御装置１０５は、ローカル周波数を、ある特定通信チャネルの中央値から、別の特定通信チャネルの中央値に切り替える（工程６０３）。
【０１６０】
図７は、図６で説明した動作の具体例を説明するためのタイミング図である。なお、図７では、システムＡおよびＣが通信チャネルとして１．５ＧＨｚ帯のＬＴＥを使用しており、システムＢが通信チャネルとして７００ＭＨｚ帯のＬＴＥを使用しているもの場合を示している。
【０１６１】
この場合、ローカル周波数は、工程６０１において、ＧＩ期間以内に、特定通信チャネルの中央から対象通信チャネルの中央に変化する。以下、同様に工程６０２、６０３により、図７に示した動作が可能となる。
【０１６２】
なお、システムＡ、ＢおよびＣ全体のスループットを向上させるには、ローカル周波数を切り換える時間を最小にすることが好ましい。ローカル周波数を高速に切り換えることが可能な技術は、ＵＷＢ無線などの高速周波数ホッピングを行う無線通信に多く用いられており、それらの技術を使用すれば、ローカル周波数を数ｎｓで切り換えることが可能である。
【０１６３】
また、未検出局の検出頻度を増やすためには、静寂期間を多く設けることも考えられる。しかしながら、静寂期間を多く設けると、システムＡ、ＢおよびＣ全体のスループットが低下する。このため、スループットの低下を最小限に抑えるために、多くの無線システムにおいて予め備わっているＧＩ期間に広帯域受信を行うことが好ましい。この場合、ＧＩ期間も所定期間になる。
【０１６４】
図８は、ＧＩ期間に広帯域受信を行う動作を説明するためのフローチャートである。
【０１６５】
先ず、制御装置１０５は、あるＧＩ期間が開始されると、そのＧＩ期間において、ローカル周波数およびサンプリング周波数を切り替えて、第１の受信モードを設定する（工程８０１）。その後、制御装置１０５は、ＧＩ期間において広帯域受信を行う（工程８０２）。
【０１６６】
そして、ＧＩ期間が終了する直前に、制御装置１０５は、ローカル周波数およびサンプリング周波数を切り替えて、第２の受信モードを設定する。そして、ＧＩ期間が終了し、シンボル期間が開始されると、制御装置１０５は、狭帯域受信を行う（工程８０３）。
【０１６７】
図９は、図８で説明した動作の具体例を説明するためのタイミング図である。なお、図９では、図７と同様に、システムＡおよびＣが通信チャネルとして１．５ＧＨｚ帯のＬＴＥを使用しており、システムＢが通信チャネルとして７００ＭＨｚ帯のＬＴＥを使用しているもの場合を示している。
【０１６８】
ローカル周波数をＧＩ期間で高速に切り換える工程８０１によって、ローカル周波数がＧＩ期間内で対象チャネル１の中央付近から複数チャネルの中央付近に高速に切り換え、そのＧＩ期間内において広帯域受信を実行する。
【０１６９】
以上の説明は、各無線システムの復調を狭帯域受信において実施する構成を示したが、Ａ／Ｄ変換器の性能向上の進展によっては、各無線システムの復調を広帯域無線で処理することも可能である。その場合、制御装置１０５としては図３Ｄで示した構成を利用することができる。
【０１７０】
本実施形態によれば、制御装置１０５は、既検出局の全てが電波信号の送出を休止する静寂期間が発生するように、既検出局による電波信号の送出タイミングを調整する。また、制御装置１０５は、静寂期間では、第１の受信モードを設定し、シンボル期間では、前記第２の受信モードを設定する。
【０１７１】
この場合、既検出局からの電波信号のない期間において未検出局を検出することが可能になるので、未検出局からの微弱な電波を精度よく検出することが可能になる。
【０１７２】
また、本実施形態では、制御装置１０５は、既検出局から送出される電波信号が時間的に重ならないように、既検出局による前記電波信号の送出タイミングを調整し、かつ、電波信号のＧＩ期間に、第１の受信モードおよび第２の受信モードの切り替えを行う。
【０１７３】
この場合、電波信号のシンボル期間に受信モードを切り替えなくてもよくなるため、受信モードの切り替えをスムーズに行うことが可能になる。
【０１７４】
また、本実施形態では、制御装置１０５は、第２の受信モードにおいて、ＧＩ期間に、ローカル周波数を、複数の特定通信チャネルのいずれかの特定通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値から、別の特定通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に切り替える。
【０１７５】
この場合、電波信号のシンボル期間にローカル周波数を切り替えなくてもよくなるため、ローカル周波数の切り替えをスムーズに行うことが可能になる。
【０１７６】
また、本実施形態では、制御装置１０５は、既検出局から送出される電波信号が時間的に重ならないように、既検出局による電波信号の送出タイミングを調整し、電波信号のＧＩ期間では、第１の受信モードを設定し、電波信号のシンボル期間では、前記第２の受信モードを設定する。
【０１７７】
この場合、既検出局からの電波信号のない期間において未検出局を検出することが可能になるので、未検出局からの微弱な電波を精度よく検出することが可能になる。また、ＧＩ期間は多くの無線システムで予め存在するため、静寂期間を用いるより、無線システム全体のスループットを向上させることが可能になる。
【０１７８】
＜発明の第３の実施形態＞
図１０は、本発明の第３の実施形態のマルチバンド無線通信装置の構成を示したブロック図である。図１０において、マルチバンド無線通信装置は、図１で示した構成に加えて、可変ロウパスフィルタ１００１をさらに有する。なお、可変ロウパスフィルタ１００１は、周波数変換器１０２およびＡ／Ｄ変換器１０４に介在する。
【０１７９】
可変ロウパスフィルタ１００１は、周波数変換器１０２にて周波数が変換された受信信号からカットオフ周波数以上の周波数を除去する。Ａ／Ｄ変換器１０４は、可変ロウパスフィルタ１００１にてカットオフ周波数以上の周波数を除去された受信信号をサンプリングして、デジタル信号に変換する。
【０１８０】
Ａ／Ｄ変換器１０４のサンプリング周波数が低下するとき、つまり、制御装置１０５が第１の受信モードから第２の受信モードに切り替えるときに、可変ロウパスフィルタ１００１の通過帯域が広帯域のままであると、Ａ／Ｄ変換器１０４ナイキスト周波数以上の周波数がナイキスト周波数以内に折り返るエイリアスが発生する。
【０１８１】
このため、第１の受信モードから第２の受信モードに切り替えられるときに、制御装置１０５は、カットオフ周波数を低くする。また、第２の受信モードから第１の受信モードに切り替えられるときには、制御装置１０５は、カットオフ周波数を高くする。
【０１８２】
したがって、制御装置１０５は、第２の受信モードにおけるカットオフ周波数を、第１の受信モードにおけるカットオフ周波数より低くすることになる。
【０１８３】
図１１は、図１０で示したマルチバンド無線通信装置の動作を説明するための図である 図１１では、サンプリング周波数が２．６ＧＨｚ程度の広帯域受信においては、ナイキスト周波数は１．３ＧＨｚ程度となるので、可変ロウパスフィルタ１００１のカットオフ周波数を１．３ＧＨｚ以下に設定している。また、サンプリング周波数が１００ＭＨｚ程度の狭帯域受信においては、ナイキスト周波数は５０ＭＨｚ程度になるため、可変ロウパスフィルタ１００１のカットオフ周波数を５０ＭＨｚとしている。
【０１８４】
次に、マルチバンド無線通信装置の他の構成例を説明する。
【０１８５】
図１２は、マルチバンド無線通信装置の他の構成例を示したブロック図である。図１２において、マルチバンド無線通信装置は、図１０で示した構成に加えて、可変ノッチフィルタ１２０１をさらに有する。なお、可変ノッチフィルタ１２０１は、周波数変換器１０２およびＡ／Ｄ変換器１０４に介在すれば、可変ロウパスフィルタ１００１の前段でもよいし後段でもよい。図１２では、可変ノッチフィルタ１２０１は、可変ロウパスフィルタ１００１の前段にある。
【０１８６】
可変ノッチフィルタ１２０１は、周波数変換器１０２にて周波数が変換された受信信号から阻止帯域を除去する。可変ロウパスフィルタ１００１は、可変ノッチフィルタ１２０１にて阻止帯域が除去された受信信号からカットオフ周波数以上の周波数を除去する。
【０１８７】
Ａ／Ｄ変換器１０４は、可変ロウパスフィルタ１００１にてカットオフ周波数以上の周波数を除去され、かつ、可変ノッチフィルタ１２０１にて阻止帯域が除去された受信信号をサンプリングして、デジタル信号に変換する。
【０１８８】
阻止帯域は、干渉波の周波数帯であり、例えば、マルチバンド無線通信装置に適用されていない通信チャネルの周波数帯域である。
【０１８９】
図１３は、図１２で示したマルチバンド無線通信装置の動作を説明するための説明図である。
【０１９０】
図１３では、２．４ＧＨｚ帯のＷｉＦｉチャネルを干渉波と仮定している。この場合、制御装置１０５は、２．４ＧＨｚを中心とし、ＷｉＦｉチャネルの帯域幅の周波数帯域を阻止帯域とする。なお、干渉波となる通信チャネルが複数存在する場合、その通信チャネルの数だけ可変ノッチフィルタが配置されればよい。この場合、制御装置１０５は、それらのノッチフィルタのそれぞれの阻止帯域を、干渉波となる通信チャネルのそれぞれの周波数帯域に設定する。これによって、広帯域受信であっても、干渉の影響を最小にすることができ、電力測定や復調動作の精度を上げることが可能になる。
【０１９１】
なお、制御装置１０５は、第２の受信モードにおける狭帯域受信では、可変ノッチフィルタの機能を停止してもよい。
【０１９２】
図１４は、本実施形態のマルチバンド無線通信装置の他の構成例を示したブロック図である。図１４において、マルチバンド無線通信装置は、図１で示した構成に加えて、フィルタバンク１４０１をさらに有する。また、フィルタバンク１４０１は、周波数変換器１０２およびＡ／Ｄ変換器１０４に介在する、可変通過域フィルタ１４０１ａ、１４０１ｂおよび１４０１ｃを有する。
【０１９３】
可変通過域フィルタ１４０１ａ、１４０１ｂおよび１４０１ｃのそれぞれには、互いに異なる通過周波数帯域が設定される。通過周波数帯域は、例えば、対象通信チャネルの周波数帯域である。
【０１９４】
可変通過域フィルタ１４０１ａ、１４０１ｂおよび１４０１ｃのそれぞれは、周波数変換器１０２にて周波数が変換された受信信号から、自己に設定された通過周波数帯域を抽出する。
【０１９５】
なお、可変通過域フィルタの数は、図１４では、３だけだが、実際には、対象通信チャネルの数に応じて適宜変更可能である。また、通過周波数帯域は、無線局から送出されている電波信号の通信チャネルに応じて制御装置１０５にて変更されてもよい。
【０１９６】
Ａ／Ｄ変換器１０４は、フィルタバンク１４０１にて抽出された通過周波数帯域の受信信号をデジタル信号に変換する。
【０１９７】
図１５Ａは、第１の受信モードにおけるフィルタバンク１４０１の動作を説明するための説明図である。なお、ローカル周波数は、１．７ＧＨｚであるとする。
【０１９８】
可変通過域フィルタ１４０１ａは、７００ＭＨｚ帯のＬＴＥの通信チャネルを抽出する。具体的には、可変通過域フィルタ１４０１ａには、７００ＭＨｚから１．７ＧＨｚを引いた−１ＧＨｚを中心とし、ＬＴＥの帯域幅である２０ＭＨｚより大きい幅の通過周波数帯域が設定される。同様にして、可変通過域フィルタ１４０１ｂには、１．５ＧＨｚのＬＴＥの通信チャネルが抽出されるように、−２００ＭＨｚを中心とし、２０ＭＨｚより大きい幅の通過周波数帯域が設定される。また、可変通過域フィルタ１４０１ｃには、１．７ＧＨｚのＬＴＥの通信チャネルが抽出されるように、通過周波数帯域が設定される。なお、１．７ＧＨｚのＬＴＥの通信チャネルは、実際には、１．８５ＧＨｚあたりに中心周波数が存在するため、可変通過域フィルタ１４０１ｃには、約＋１５０ＭＨｚを中心とし、２０ＭＨｚより大きい幅の通過周波数帯域が設定される。
【０１９９】
なお、フィルタバンク１４０１の各可変通過域フィルタは、マイナス周波数にも対応できるように、複素フィルタであることが好ましい。複素フィルタは、Ｉ／Ｑ信号を利用したポリフェーズ構成などによって容易に構成することができる。また、可変通過域フィルタが対象通信チャネルの周波数帯域のみを抽出するように、通過周波数帯域を対象通信チャネルの周波数帯域になるべく近くすることが好ましいが、通過周波数帯域を小さくすると、フィルタ次数が増大するという問題がある。このため、通過周波数帯域は、主な干渉波を抑圧できる最小限の帯域に留めることが好ましい場合も多い。例えば、２．４ＧＨｚ帯のＷｉＦｉを干渉波とする場合、干渉波の周波数は、７００Ｍから１．７ＧＨｚ帯のＬＴＥの通信チャネルの周波数よりかなり離れているため、比較的広い通過周波数帯域でも干渉波を十分抑圧することができる。
【０２００】
また、高いＣ／Ｎが必要な場合には、第２の受信モードにおける狭帯域受信が行われることが望ましい。なお、第２の受信モードでは、フィルタバンク１４０１の各可変通過域フィルタのいずれか１つには、ロウパスフィルタフィルタ特性を持たせることが望ましい。以下では、可変通過域フィルタ１４０１ａに、ロウパスフィルタフィルタ特性を持たせる。
【０２０１】
図１５Ｂは、第２の受信モードにおけるフィルタバンク１４０１の動作を説明するための説明図である。なお、図１５Ｂでは、ＬＴＥの通信チャネルである７００ＭＨｚ帯、１．５ＧＨｚ帯および１．７ＧＨｚ帯のそれぞれの通信チャネルの受信信号を受信するために、制御装置１０５は、ローカル周波数を約７００ＭＨｚ、約１．５ＧＨｚおよび約１．７ＧＨｚに順次切り替えていく。これにより、それらの通信チャネルの受信信号は、全てＤＣ付近の約２０ＭＨｚ（ＤＣを中心として±約１０ＭＨｚ）のベースバンド信号に変換される。ロウパスフィルタフィルタ特性を有する可変通過域フィルタ１４０１ａには、この約１０ＭＨｚあたりにカットオフ周波数が設定されることが望ましい。
【０２０２】
このようにフィルタバンク１４０１は、広帯域受信においては複数のバンドに対して同時に必要な周波数帯域だけを通過させるフィルタとして機能し、狭帯域受信においては一つのベースバンドを通過させるフィルタとして機能する。
【０２０３】
マルチバンド無線通信装置が対象とする無線システムが、例えばＬＴＥのみならず、３Ｇ無線やＢＷＡ無線を扱う場合もある。この場合、各無線システムに必要なロウパスフィルタ帯域が異なる場合があり、狭帯域受信時にフィルタバンク１４０１の各可変通過域フィルタに、別々のロウパスフィルタ特性（つまり、別々のカットオフ周波数）を持たせて同時に動作させることもできる。例えば、ＬＴＥの通信チャネルの帯域幅を２０ＭＨｚ、３Ｇの通信チャネルの帯域幅を５ＭＨｚとした場合、ＬＴＥの狭帯域受信においては、制御装置１０５は、帯域幅の半分である１０ＭＨｚをロウパスフィルタ１４０１ａのカットオフ周波数に設定し、３Ｇ無線の帯域幅５ＭＨｚの半分の５ＭＨｚをロウパスフィルタ１４０１ｂのカットオフ周波数に設定する。
【０２０４】
図１６は、本実施形態のマルチバンド無線通信装置の他の構成例を示したブロック図である。図１６において、マルチバンド無線通信装置は、図１で示した構成に加えて、複数の可変通過域フィルタ１６０１を有する。また、周波数変換器１０２が複数ある。
【０２０５】
図１６では、可変通過域フィルタ１６０１および周波数変換器１０２は、３つずつある。以下、３つの可変通過域フィルタ１６０１のそれぞれを、可変通過域フィルタ１６０１ａ〜１６０１ｃとし、３つの周波数変換器１０２を、周波数変換器１０２ａ〜１０２ｃとする。
【０２０６】
可変周波数生成器１０３は、周波数変換器１０２ａ〜１０２ｃのそれぞれに対応する複数のローカル信号を生成する。ここで、可変周波数生成器１０３は、ローカル周波数がそれぞれ異なる複数のローカル信号を生成することができる。
【０２０７】
周波数変換器１０２ａ〜１０２ｃのそれぞれは、対象通信チャネルのいずれかと対応している。なお、周波数変換器１０２ａ〜１０２ｃのそれぞれに対応する通信チャネルの周波数帯域を、Ｂ１帯、Ｂ２帯およびＢ３帯とする。
【０２０８】
周波数変換器１０２ａ〜１０２ｃのそれぞれは、受信信号に、可変周波数生成器１０３にて生成された複数のローカル信号の中の自変換器に対応するローカル信号を乗算する。なお、受信信号には自変換器に対応する通信チャネルの信号が含まれているので、周波数変換器１０２ａ〜１０２ｃのそれぞれは、自変換器に対応する通信チャネルの受信信号にローカル信号を乗算することになる。
【０２０９】
可変通過域フィルタ１６０１ａ〜１６０１ｃは、周波数変換器１０２ａ〜１０２ｃのいずれか一つの１対１で対応し、その対応する可変通過域フィルタにて周波数が変更された受信信号から、その可変通過域フィルタに対応する対象通信チャネルの周波数帯域を通過周波数帯域として抽出する。
【０２１０】
ここで、互いに対応する可変通過域フィルタおよび周波数変換器は、受信チェーンを構成する。
【０２１１】
制御装置１０５は、第１の受信モードでは、周波数変換器１０２ａ〜１０２ｃのいずれか一つのローカル信号のローカル周波数を、その該周波数変換器に対応する通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定する。また、同時に、制御装置１０５は、他の周波数変換器に対応するローカル信号のローカル周波数を、周波数変換器１０２ａ〜１０２ｃのそれぞれにて変換された周波数が連続するような値に設定する。
【０２１２】
図１７は、図１６で示したマルチバンド無線通信装置の制御装置１０５の動作を説明するための説明図である。
【０２１３】
第１の受信モードにおける広帯域受信では、制御装置１０５は、例えば、３つの通信バンドがほぼ連続してＡ／Ｄ変換器１０４の帯域内に存在するように、可変周波数生成器１０３に３つのローカル信号を生成させる。
【０２１４】
例えば７００ＭＨｚ帯の７００ＭＨｚ〜１ＧＨｚの信号が、周波数変換後のＩＦ帯域内のー４００〜―１００ＭＨｚあたりに周波数変換されるように、可変周波数生成器１０３は、１．１ＧＨｚのローカル信号（ＬＯ１）を周波数変換器１０２ａに供給する。同様にして１．５ＧＨｚ帯のＬＴＥを、ＩＦ帯域内のＤＣ付近に変換するように、可変周波数生成器１０３は、１．５ＧＨｚのローカル信号（ＬＯ２）を周波数変換器１０２ｂに供給する。さらに、１．７ＧＨｚ〜２．１ＧＨｚあたりのＬＴＥや３Ｇ信号をＩＦ帯域内の１００〜５００ＭＨｚあたりに変換されるように、可変周波数生成器１０３は、１．６ＧＨｚのローカル信号（ＬＯ３）を周波数変換器１０２ｃに供給する。
【０２１５】
また、第２の受信モードにおける狭帯域受信では、制御装置１０５は、７００ＭＨｚ帯の信号を狭帯域受信するように、ＬＯ１のローカル周波数を約７００ＭＨｚに設定し、１．５ＧＨｚ帯の信号を狭帯域受信できるように、ＬＯ２のローカル周波数を約１．５ＧＨｚに設定し、１．７ＧＨｚ帯のＬＴＥ（実際には１．８５ＧＨｚあたり）を狭帯域受信できるように、ＬＯ３のローカル周波数を約１．８５ＧＨｚに設定する。
【０２１６】
また、制御装置１０５は、受信チェーンの各通過域フィルタの通過周波数帯域を、広帯域受信では、各中心チャネルのＩＦ帯の周波数範囲であるー４００〜―１００ＭＨｚ、ＤＣ付近の２０ＭＨｚおよび１００〜５００ＭＨｚのそれぞれに設定し、狭帯域受信では、ＤＣ付近の２０ＭＨｚに設定する。
【０２１７】
これによって広帯域受信において、干渉電力の混入を最小限にすることができると共に、Ａ／Ｄ変換器１０４の変換レートを最小限にすることができ、Ａ／Ｄ変換器１０４の消費電力を低減することができる。
【０２１８】
図１８は、可変周波数生成器１０３にて生成されるローカル信号のローカル周波数の様子を示した説明図である。図１８では、マルチバンド無線通信装置は、例えば７００ＭＨｚ帯、１．５ＧＨｚ帯および１．７ＧＨｚ帯の通信チャネルの電波信号を、静寂期間において広帯域受信し、静寂期間以外の期間で狭帯域受信するものとする。
【０２１９】
この場合、可変周波数生成器１０３は、７００ＭＨｚ帯の電波信号の狭帯域受信では、ＬＯ１を生成し、１．５ＧＨｚ帯の電波信号の狭帯域受信では、ＬＯ２を生成し、１．７ＧＨｚ帯の電波信号の狭帯域受信では、ＬＯ３を生成する。また、可変周波数生成器１０３は、広帯域受信では、前述した広帯域受信に必要なＬＯ１からＬＯ３を同時に生成する。
【０２２０】
なお、狭帯域受信においては、各受信チェーンが順次アクティブにすればよいため、受信チェーンの動作を休止することができる。図１６の場合、３つの受信チェーンが存在し、アクティブになる１つ受信チェーンを除いた２つの受信チェーンを休止させることが可能になるので、消費電力を低減することができる。
【０２２１】
図１９および図２０は、狭帯域受信における図１７および図１８で説明した動作と別の動作を説明するための説明図である。なお、広帯域動作は、図１７と同じである。
【０２２２】
狭帯域受信において、制御装置１０５は、Ｂ１帯、Ｂ２帯およびＢ３帯の受信チェーンのうち、Ｂ２帯の受信チェーンのみを動作させる。Ｂ２帯のローカル信号ＬＯ２は、図１９および２０のように、順次、各通信チャネルの中心周波数に切り替わる。これによって狭帯域受信では、Ｂ１帯およびＢ３帯のチェーンを完全に停止させることができるので、消費電力を低減することができる。
【０２２３】
本実施形態によれば、可変ロウパスフィルタ１００１は、周波数変換器１０２にて周波数が変換された受信信号からカットオフ周波数以上の周波数を除去する。Ａ／Ｄ変換器１０４は、可変ロウパスフィルタ１００１にてカットオフ周波数以上の周波数が除去された受信信号をデジタル信号に変換する。制御装置１０５は、第２の受信モードにおけるカットオフ周波数を、第１の受信モードにおけるカットオフ周波数より低くする。
【０２２４】
この場合、エイリアスの発生を抑制することができる。
【０２２５】
また、本実施形態では、可変ノッチフィルタ１２０１は、周波数変換器１０２にて周波数が変換された受信信号から阻止周波数帯域を除去する。Ａ／Ｄ変換器１０４は、可変ノッチフィルタ１２０１にて阻止周波数帯域が除去された受信信号をデジタル信号に変換する。
【０２２６】
この場合、広帯域受信であっても、干渉の影響を最小にすることができ、電力測定や復調動作の精度を上げることが可能になる。
【０２２７】
また、本実施形態では、周波数変換器１０２ａ〜１０２ｃは、複数の通信チャネルのいずれかと対応し、その対応する通信チャネルの受信信号に、複数のローカル信号の中の自手段に対応するローカル信号を乗算する。可変通過域フィルタ１６０１ａ〜１６０１ｃは、周波数変換器１０２ａ〜１０２ｃのいずれか１つと対応し、その対応する周波数変換器にて周波数が変換された受信信号から、その波数変換器に対応する通信チャネルの周波数帯域を通過周波数帯域として抽出する。制御装置１０５は、第１の受信モードでは、各周波数変換器のいずれか１つに対応するローカル信号のローカル周波数を、その周波数変換器に対応する通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定する。さらに、制御装置１０５は、その他の周波数変換器に対応するローカル信号のローカル周波数を、各周波数変換器にて変換された周波数が連続するような値に設定する。
【０２２８】
この場合、干渉電力の混入を最小限にすることができると共に、Ａ／Ｄ変換器１０４の変換レートを最小限にすることができ、Ａ／Ｄ変換器１０４の消費電力を低減することができる。
【０２２９】
＜第４の実施形態＞
第１〜第３の実施形態では、マルチバンド無線通信装置の受信部について説明したが、本実施形態では、マルチバンド無線通信装置の送信部について説明する。
【０２３０】
図２１は、本実施形態のマルチバンド無線通信装置の送信部の構成を示したブロック図である。図２１において、マルチバンド無線通信装置の送信部は、送信アンプ２１０１と、周波数変換器２１０２と、可変周波数生成器２１０３と、可変サンプリングレートＤ／Ａ変換器２１０４と、制御装置１０５とを含む。なお、制御装置１０５は、受信部と兼用されている。
【０２３１】
可変サンプリング周波数Ｄ／Ａ変換器（以下、単にＤ／Ａ変換器と称する）２１０４は、Ｄ／Ａ変換手段と呼ばれることもある。Ｄ／Ａ変換器２１０４は、制御装置１０５からのデジタル信号である送信信号をアナログ信号に変換する。
【０２３２】
可変周波数生成器２１０３は、送信用生成手段と呼ばれることもある。可変周波数生成器２１０３は、送信用ローカル信号を生成する。
【０２３３】
周波数変換器２１０２は、送信用周波数変換手段と呼ばれることもある。周波数変換器２１０２は、Ｄ／Ａ変換器２１０４にてアナログ信号に変換された送信信号に、可変周波数生成器２１０３にて生成された送信用ローカル信号を乗算して、その送信信号の周波数を変換する。
【０２３４】
送信アンプ２１０１は、周波数変換器２１０２にて周波数が変換された送信信号を増幅して送信する。
【０２３５】
制御装置１０５は、第１の受信モードと第２の受信モードとを切り替えて、未検出局への同期信号の送信と、既検出局との通信とを行う。
【０２３６】
第１の送信モードでは、制御装置１０５は、送信用ローカル信号の周波数である送信用ローカル周波数を第１のローカル周波数に設定し、かつ、Ｄ／Ａ変換器２１０４のサンプリング周波数を第１のサンプリング周波数に設定する。
【０２３７】
また、第２の送信モードでは、制御装置１０５は、送信用ローカル周波数を第２のローカル周波数に設定し、かつ、Ｄ／Ａ変換器２１０４のサンプリング周波数を第２のサンプリング周波数に設定する。
【０２３８】
これにより、第１の送信モードによる送信信号の送信が広帯域送信となり、第２の送信モードによる送信信号の送信が狭帯域送信となる。
【０２３９】
制御装置１０５は、例えば、第１の送信モードによる広帯域送信において、未検出局への同期信号の送信を行い、第２の送信モードによる狭帯域送信において、既検出局との通信とを行う。
【０２４０】
図２２は、図２１で示したマルチバンド通信装置の制御装置１０５の動作の一例を説明するためのフローチャートである。
【０２４１】
先ず、制御装置１０５は、第１のローカル周波数を示す生成器制御信号を可変周波数生成器２１０２に入力して、可変周波数生成器２１０２が生成するローカル信号の周波数を第１のローカル周波数に設定する（工程２２０１）。
【０２４２】
続いて、制御装置１０５は、第１のサンプリング周波数を示す変換器制御信号をＤ／Ａ変換器２１０４に入力して、Ｄ／Ａ変換器２１０４のサンプリング周波数を第１のサンプリング周波数に設定する（工程２２０２）。
【０２４３】
その後、制御装置１０５は、第２のローカル周波数を示す生成器制御信号を可変周波数生成器２１０２に入力して、可変周波数生成器２１０２が生成する送信用ローカル信号の周波数を第２のローカル周波数に設定する（工程２２０３）。
【０２４４】
そして、制御装置１０５は、第２のサンプリング周波数を示す変換器制御信号をＤ／Ａ変換器２１０４に入力して、Ｄ／Ａ変換器２１０４のサンプリング周波数を第２のサンプリング周波数に設定する（工程２２０４）。
【０２４５】
受信部と同様に、第１および第２の工程において、第１の送信モードとなる広帯域送信が行われ、第３および第４の工程において、第２の送信モードとなる狭帯域送信を行う。
【０２４６】
広帯域送信では、複数の通信チャネルに対応する複数の送信信号を同時に送信することができる。このため、セルサーチなどを行うための同期信号を、例えば、前述したＬＴＥの７００ＭＨｚ帯、１．５ＧＨｚ帯および１．７ＧＨｚ帯に対応する送信信号として同時に送信することができる。したがって、送信信号を順番に送信する場合より、送信にかかる時間を短縮することが可能になり、システム全体のスループットを向上させることが可能になる。
【０２４７】
また、広帯域送信において問題となるのは、Ｄ／Ａ変換器２１０４のダイナミックレンジである。通常、Ｄ／Ａ変換器のダイナミックレンジは、分解能をＮｂｉｔとすると、約６×Ｎ（ｄＢ）で表される。例えば、ダイナミックレンジは、分解能を１０ｂｉｔとすると、６０ｄＢとなる。この場合、所望波の送信電力を０ｄＢｍとすると、―６０ｄＢｍのノイズ電力が送信されてしまう。したがって、広帯域送信では、ノイズ電力の出力が許される利用環境で利用する必要がある。
【０２４８】
制御装置１０５は、このノイズ電力の送出や、所望波の出力ＥＶＭが広帯域送信において十分に得られない場合などに狭帯域送信に移行する。
【０２４９】
図２３は、広帯域送信と狭帯域送信の切り換えを説明するためのフローチャートである。
【０２５０】
先ず、制御装置１０５は、図４の工程４０１と同様にして、既検出局から送出される電波信号が時間的に重ならないように、自セル内の無線局による電波信号の送出タイミングを調整する（工程２３０１）。続いて、制御装置１０５は、特定期間において、第１の送信モードによる広帯域送信を行う（工程２３０２）。そして、制御装置１０５は、特定期間以外において、第２の送信モードによる狭帯域送信を行う（工程２３０３）。
【０２５１】
例えば、制御装置１０５は、特定期間において、ビーコンやプリアンブル信号などの同期信号を送信信号として送信することで、既検出局との同期や未検出局に対する新たな同期の機会を与え、特定期間以外において、ヘッダ信号、チャネル推定信号およびペイロード信号を送信信号として送信することで、既検出局との通信を行うことができる。
【０２５２】
特定期間は、高いＣ／Ｎ比を必要としない期間であり、特定期間以外の期間は、高いＣ／Ｎ比を必要とする期間である。例えば、ＯＦＤＭ通信では、同期などを取るためのプリアンブル期間はＢＰＳＫなどの高いＣ／Ｎを必要としない期間であり、実際のＯＦＤＭ期間は比較的高いＣ／Ｎを必要とする期間である。
【０２５３】
次に送信部の他の構成例について説明する。
【０２５４】
図２４は、送信部の他の構成例を示したブロック図である。図２４において、送信部は、図２１で示した構成に加えて、フィルタ２４０１をさらに有する。フィルタ２４０１は、周波数変換器２１０２およびＤ／Ａ変換器２１０４に介在する。
【０２５５】
フィルタ２４０１は、Ｄ／Ａ変換器２１０４にてアナログ信号に変換された送信信号から、Ｄ／Ａ変換器２１０４のエイリアスを除去する。周波数変換器２１０２は、フィルタ２４０１にてエイリアスが除去された送信信号の周波数を変換する。
【０２５６】
なお、Ｄ／Ａ変換器２１０４のエイリアスはＤ／Ａ変換器２１０４のサンプリング周波数に応じて変化するので、制御装置１０５は、そのサンプリングレートの切り替えに応じて、フィルタ２４０１のフィルタ特性を変化させる。
【０２５７】
例えば、広帯域送信において、Ｄ／Ａ変換器２１０４のサンプリングレートが２．６ＧＳ／ｓである場合、ナイキスト周波数は１．３ＧＨｚとなるため、フィルタ２４０１のフィルタ特性としてはロウパスフィルタ特性を持たせ、制御装置１０５は、そのナイキスト周波数以下の周波数をカットオフ周波数としてフィルタ２４０１に設定する。
【０２５８】
また、狭帯域送信において、Ｄ／Ａ変換器２１０４のサンプリングレートが１００ＭＳ／ｓの場合、ナイキスト周波数は５０ＭＨｚとなるため、フィルタ２４０１のフィルタ特性としてはロウパスフィルタ特性を持たせ、制御装置１０５は、そのナイキスト周波数以下の周波数をカットオフ周波数としてフィルタ２４０１に設定する。
【０２５９】
図２５は、送信部の他の構成例を示したブロック図である。図２５において、送信部は、図２４で示した構成のフィルタ２４０１の代わりに、フィルタバンク２５０１を有する。
【０２６０】
図２４で示した送信部では、図１４で示した受信部と同様の考え方に基づいて、フィルタバンク２５０１は、広帯域送信において送信すべき所望波を通過させる、個別フィルタ２５０１ａ〜２５０１ｃを有する。図２４では、個別フィルタの数は３だけだが、実際には、同時に送信したい送信チャネル数に応じて適宜変更することができる。
【０２６１】
本実施形態によれば、Ｄ／Ａ変換器２１０４は、無線局に送信するデジタル信号である送信信号をサンプリングしてアナログ信号に変換する。周波数変換器２１０２は、Ｄ／Ａ変換器２１０４にてアナログ信号に変換された送信信号に、可変周波数生成器２１０２が生成した送信用ローカル信号を乗算して、送信信号の周波数を変換する。送信アンプ２１０１は、周波数変換器２１０２にて周波数が変換された送信信号を送信する。制御装置１０５は、送信用ローカル信号の周波数を、複数の対象通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定し、かつ、Ｄ／Ａ変換器２１０４のサンプリング周波数を、第１のサンプリング周波数に設定する第１の送信モードと、送信用ローカル信号の周波数を、特定通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定し、かつ、Ｄ／Ａ変換器２１０４のサンプリング周波数を、第２のサンプリング周波数に設定する第２の送信モードと、を切り替えて、未検出局への同期信号の送信と、既検出局との通信とを行う。
【０２６２】
この場合、ローカル周波数およびサンプリング周波数を設定する第１の送信モードおよび第２の送信モードが切り替えられることで、未検出局への同期信号の送信と、既検出局との通信とが行われる。したがって、未検出局の検出と、既検出局との通信とを同じ構成で行うことが可能になるので、装置規模が増大を抑制しながら、未検出局の検出と検出局との通信とを両立させることが可能になる。
【０２６３】
本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、既に述べた本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【０２６４】
１０１ 受信アンプ
１０２ 周波数変換器
１０３ 可変周波数生成器
１０４ 可変サンプリング周波数Ａ／Ｄ変換器
１０５ 制御装置
３０１ 高速フーリエ変換装置
３０２ 電力測定装置
３０３ 判断装置
３０４ デジタルバンドパスフィルタ
３０５ 電力測定装置
３０６ デジタル周波数変換器
３０７ 復調装置
３０８ 回線品質計算装置
３０９ 通信装置
１００１ 可変ロウパスフィルタ
１２０１ 可変ノッチフィルタ
１６０１ 可変通過域フィルタ
２１０１ 送信アンプ
２１０２ 周波数変換器
２１０３ 可変周波数生成器
２１０４ 可変サンプリング周波数Ｄ／Ａ変換器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の無線チャネルを用いたマルチバンド無線通信を行うマルチバンド無線通信装置およびマルチバンド無線通信方法に関し、特には、フェムトセル基地局のように比較的狭い範囲でマルチバンド無線通信を行うマルチバンド無線通信装置およびマルチバンド無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の複数のバンドを使う無線通信としてコグニティブ無線の概念がある。コグニティブ無線技術では、当該バンド主として使っている無線局（プライマリ局）の利用状況に応じて当該バンドを２次利用するため、電波資源を有効に利用することができる。
【０００３】
コグニティブ無線技術が適用されたマルチバンド無線通信装置は、通常の基地局と同様に、自セル内の未検出局を検出し、その検出された検出局と通信を行う。
【０００４】
プライマリ局を検出する検出方法は、コグニティブ無線方式の標準の策定を試みているＩＥＥＥ８０２．２２に記載されている。より具体的には、ＩＥＥＥ８０２．２２には、検出方法として、Ｆｅａｔｕｒｅ検出方法とエネルギー検出方法とが記載されている。
【０００５】
Ｆｅａｔｕｒｅ検出方法では、サンプリング周波数が比較的低く、かつ、高分解能のＡＤＣ（Analog to Digital Converter：アナログ-デジタル変換回路）にて無線信号の復調が行われる。そして、その復調された復調信号に基づいてプライマリ局の検出が行われる。Ｆｅａｔｕｒｅ検出方法では、無線信号のヘッダ（header）情報などから無線信号の送信元を特定することが可能になるため、比較的正確なプライマリ局の検出が可能になる。
【０００６】
また、エネルギー検出方法では、サンプリング周波数が比較的高いＡＤＣにて無線信号の周波数スペクトラムが検出され、その周波数スペクトラムに基づいてプライマリ局の検出が行われる。エネルギー検出方法では、無線信号の復調が行われないため、プライマリ局の検出を素早く行うことが可能になる。
【０００７】
また、エネルギー検出方法には、アナログ的な検出方法とデジタル的な検出方法とがある。
【０００８】
アナログ的な検出方法では、通過域が可変なアナログフィルタにて無線信号からある周波数帯域が抽出され、その周波数帯域の周波数スペクトラムが検出される。また、アナログフィルタの通過域が、ある周波数帯域から別の周波数帯域へと順番に切り替えられることで、マルチバンド無線通信装置が使用可能な全ての周波数帯域にわたる周波数スペクトラムが検出される。この場合、消費電力を低く抑えることができるが、アナログフィルタが大きいために、装置規模が大きくなったり、プライマリ局の検出に時間がかかったりするという問題がある。
【０００９】
また、デジタル的な検出方法では、アナログ的な検出方法で使用されるＡＤＣと比べてさらにサンプリング周波数が高いＡＤＣや、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）回路が用いられることで、マルチバンド無線通信装置が使用可能な全ての周波数帯域にわたる周波数スペクトラムが一括して検出される。この場合、プライマリ局の検出にかかる時間を短くすることができるが、サンプリング周波数が高くなる分、消費電力が大きくなるという問題がある。
【００１０】
なお、デジタル的な検出方法では、サンプリング周波数が高いＡＤＣを用いるために、無線信号のダイナミックレンジが狭くなるので、他の無線信号からの干渉に弱くなるという問題もある。
【００１１】
上記の問題を解決するための技術としては、特許文献１に記載の無線通信装置がある。この無線通信装置は、図２６で示したように、複数の局部発振器２６１と、復調器２６２と、ＡＤＣ２６３とを備える。
【００１２】
局部発振器２６１のそれぞれは、複数の無線チャネルのいずれかに対応し、その対応する無線チャネルの中心周波数から所定周波数だけシフトされた局部発振信号を生成する。復調器２６２は、局部発振器２６１が生成した局部発信信号のそれぞれを、その局部発振器２６１に対応する無線チャネルの受信信号に乗算して、各無線チャネルに対応するベースバンド信号を生成する。
【００１３】
このため、所定周波数が適宜設定されれば、複数の無線チャネルを１個のＡＤＣのみで受信することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００８−１７２４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許文献１に記載の無線通信装置には、プライマリ局等の未検出局を検出する記載はない。このため、未検出局の検出と検出局との通信とを両立させるためには、未検出局の検出を行うための回路を新たに追加しなければならず、装置規模が増大するという問題があった。
【００１６】
本発明の目的は、上記の課題である、未検出局の検出と検出局との通信とを両立させるためには、装置規模が増大するという問題を解決するマルチバンド無線通信装置およびマルチバンド無線通信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明によるマルチバンド無線通信装置は、複数の通信チャネルを用いて無線局と通信可能なマルチバンド無線通信装置であって、ローカル信号を生成する生成手段と、前記無線局からの受信信号に、前記生成手段が生成したローカル信号を乗算して、前記受信信号の周波数を変換する周波数変換手段と、前記周波数変換手段にて周波数が変換された受信信号をサンプリングしてデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、前記ローカル信号の周波数を、前記複数の通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定し、かつ、前記Ａ／Ｄ変換手段のサンプリング周波数を、前記最高周波数から前記最低周波数を減算した値以上の第１のサンプリング周波数に設定する第１の受信モードと、前記ローカル信号の周波数を、前記複数の通信チャネル内の特定通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定し、かつ、前記サンプリング周波数を、前記第１のサンプリング周波数より低い第２のサンプリング周波数に設定する第２の受信モードと、を切り替えて、検出されていない無線局である未検出局の検出と、検出されている無線局である既検出局との通信とを行う制御手段と、を有する。
【００１８】
本発明によるマルチバンド無線通信方法は、複数の通信チャネルを用いて無線局と通信可能なマルチバンド無線通信装置によるマルチバンド無線通信方法であって、ローカル信号を生成する生成ステップと、前記無線局からの受信信号に、前記生成されたローカル信号を乗算して、前記受信信号の周波数を変換する周波数変換ステップと、前記周波数が変換された受信信号をサンプリングしてデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換ステップと、前記ローカル信号の周波数を、前記複数の通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定し、かつ、前記サンプリングにおけるサンプリング周波数を、前記最高周波数から前記最低周波数を減算した値以上の第１のサンプリング周波数に設定する第１の受信モードと、前記ローカル信号の周波数を、前記複数の通信チャネル内の特定通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定し、かつ、前記サンプリング周波数を、前記第１のサンプリング周波数より低い第２のサンプリング周波数に設定する第２の受信モードとを切り替えて、検出されていない無線局である未検出局の検出と、検出されている無線局である既検出局との通信とを行う制御ステップと、を有する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、装置規模が増大を抑制しながら、未検出局の検出と検出局との通信とを両立させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施形態のマルチバンド無線通信装置の構成を示したブロック図である。
【図２Ａ】第１の実施形態における制御装置の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図２Ｂ】第１の実施形態における制御装置の他の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図２Ｃ】第１の実施形態における制御装置の他の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図２Ｄ】第１の実施形態における制御装置の他の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図３Ａ】第１の実施形態における制御装置の構成例を示したブロック図である。
【図３Ｂ】通信チャネルの周波数帯域の一例を示した説明図である。
【図３Ｃ】第１の実施形態における制御装置の他の構成例を示したブロック図である。
【図３Ｄ】第１の実施形態における制御装置の他の構成例を示したブロック図である。
【図４】第２の実施形態における制御装置の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図５】図４で説明した動作をより詳細に説明するためのタイミング図である
【図６】ローカル周波数の切り替える動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】図６で説明した動作の具体例を説明するためのタイミング図である。
【図８】ＧＩ期間に広帯域受信を行う動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】ＧＩ期間に広帯域受信を行う他の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】第３の実施形態のマルチバンド無線通信装置の構成例を示したブロック図である。
【図１１】第３の実施形態のマルチバンド無線通信装置の動作例を説明するための図である。
【図１２】第３の実施形態のマルチバンド無線通信装置の他の構成例を示したブロック図である。
【図１３】第３の実施形態のマルチバンド無線通信装置の他の動作例を説明するための説明図である。
【図１４】第３の実施形態のマルチバンド無線通信装置の他の構成例を示したブロック図である。
【図１５Ａ】フィルタバンクの動作例を説明するための説明図である。
【図１５Ｂ】フィルタバンクの他の動作例を説明するための説明図である。
【図１６】マルチバンド無線通信装置の他の構成例を示したブロック図である。
【図１７】第３の実施形態における制御装置の他の動作例を説明するための説明図である。
【図１８】ローカル周波数の様子を示した説明図である。
【図１９】第３の実施形態における制御装置の他の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図２０】第３の実施形態における制御装置の他の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図２１】第４の実施形態のマルチバンド無線通信装置の構成を示したブロック図である。
【図２２】第４の実施形態における制御装置の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図２３】広帯域送信と狭帯域送信の切り換えを説明するためのフローチャートである。
【図２４】第４の実施形態のマルチバンド無線通信装置の他の構成を示したブロック図である。
【図２５】第４の実施形態のマルチバンド無線通信装置の他の構成を示したブロック図である。
【図２６】特許文献１に記載の無線通信装置の構成を示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一要素には同一の符号を付し、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略する。
【００２２】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態のマルチバンド無線通信装置の構成を示したブロック図である。図１において、マルチバンド無線通信装置は、受信アンプ１０１と、周波数変換器１０２と、可変周波数生成器１０３と、可変サンプリング周波数Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）１０４と、制御装置１０５とを含む。
【００２３】
マルチバンド無線通信装置は、予め定められた複数の通信チャネルを用いて、自セル内の無線局と通信可能な無線装置である。以下、複数の通信チャネルのそれぞれを対象通信チャネルと称する。
【００２４】
対象通信チャネルは、マルチバンド無線通信装置にて通信可能な通信チャネルであり、例えば、第２世代、第３世代、第３．５世代および３．９世代などの携帯通信方式や、ＷｉＦｉ（登録商標）（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）通信方式、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信方式およびＵＷＢ（Ultra Wide Band）通信方式などの無線ＬＡＮ方式で使用される通信チャネルである。なお、対象通信チャネルは、マルチバンド無線通信装置にて本来通信可能な通信チャネルの中から、ユーザにて選択された通信チャネルでもよい。
【００２５】
受信アンプ１０１は、受信手段と呼ばれることもある。受信アンプ１０１は、マルチバンド無線通信装置の自セル内の無線局から、電波信号を対象通信チャネルで受信する。ここで、電波信号は、アナログ信号である。
【００２６】
受信アンプ１０１は、その受信した電波信号である受信信号を増幅して周波数変換器１０２に入力する。
【００２７】
周波数変換器１０２は、周波数変換手段と呼ばれることもある。周波数変換器１０２は、受信アンプ１０１から入力された受信信号に、可変周波数生成器１０３から入力されたローカル信号を乗算して、その受信信号の周波数を変換する。
【００２８】
可変周波数生成器１０３は、生成手段と呼ばれることもある。可変周波数生成器１０３は、ローカル信号を生成し、そのローカル信号を周波数変換器１０２に入力する。
【００２９】
以上により、周波数変換器１０２は、受信アンプ１０１が受信した受信信号に、可変周波数生成器１０３が生成したローカル信号を乗算して、そのアナログ信号の周波数を変換することになる。
【００３０】
より具体的には、周波数変換器１０２は２つの変換部を有し、その変換部のそれぞれに受信信号が入力される。可変周波数生成器１０３は、変換部のそれぞれに、周波数は同じであるが位相が互いに９０度ずれているローカル信号を入力する。これにより、Ｉ信号およびＱ信号からなる受信信号が生成される。
【００３１】
可変サンプリング周波数Ａ／Ｄ変換器１０４は、Ａ／Ｄ変換手段と呼ばれることもある。また、以下では、可変サンプリング周波数Ａ／Ｄ変換器１０４を、単にＡ／Ｄ変換器１０４と称する。
【００３２】
Ａ／Ｄ変換器１０４は、周波数変換器１０２にて周波数が変換された受信信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する。より具体的には、Ａ／Ｄ変換器１０４は、２つのＡ／Ｄ変換部を有し、そのＡ／Ｄ変換部のそれぞれが受信信号内のＩ信号およびＱ信号のそれぞれをデジタル信号に変換する。
【００３３】
制御装置１０５は、第１の受信モードと第２の受信モードとを切り替えて、未だ検出されていない無線局である未検出局と、既に検出されている無線局である既検出局との通信とを行う。
【００３４】
第１の受信モードでは、制御装置１０５は、可変周波数生成器１０３にて生成されたローカル信号の周波数であるローカル周波数（ＬＯ周波数）を、対象通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値（平均値）である第１のローカル周波数に設定する。また、制御装置１０５は、Ａ／Ｄ変換器１０４のサンプリング周波数を、その最高周波数からその最低周波数を減算した値以上の周波数である第１のサンプリング周波数に設定する。
【００３５】
また、第２の受信モードでは、制御装置１０５は、ローカル周波数を、対象通信チャネル内の特定通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値である第２のローカル周波数に設定する。また、制御装置１０５は、サンプリング周波数を、第１のサンプリング周波数より低い周波数である第２のサンプリング周波数に設定する。
【００３６】
なお、第２の受信モードにて受信する受信信号の周波数帯域は、第１の受信モードにて受信する受信信号の周波数帯域より狭くなる。よって、第１の受信モードによる受信信号の受信が広帯域受信となり、第２の受信モードによる受信信号の受信が狭帯域受信となる。また、特定通信チャネルは、１つでもよいし、複数あってもよい。特定通信チャネルが複数ある場合、制御装置１０５は、ローカル周波数を、複数の特定通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値を順番に設定していく。
【００３７】
ここで、第１のローカル周波数および第２のローカル周波数における中央値とは、最高周波数および最低周波数の正確な中央値でなくてもよい。中央値は、周波数変換器１０２にて変換された対象通信チャネルの周波数帯域がＡ／Ｄ変換器１０４などによって決定される受信信号のベースバンド帯域に含まれる値であればよい。
【００３８】
例えば、最高周波数が２．６ＧＨｚであり、最低周波数が６００ＭＨｚである場合、Ａ／Ｄ変換器１０４などによって決定されるベースバンド帯域が０．６ＧＨｚ〜２．６ＧＨｚまでの２ＧＺであると、中央値は、正確な中央値である１．６ＧＨｚにする必要がある。一方、ベースバンド帯域が０．１ＧＨｚ〜３．１ＧＨｚの３ＧＨｚであると、中央値は、正確な中央値から０．５ＧＨｚずれてもよい。
【００３９】
また、第２の受信モードにおいて対象となる特定通信チャネルは、未検出局の検出によって検出された無線局のうち、通信要求を送信していた無線局の通信チャネルであるとする。
【００４０】
次に、制御装置１０５の動作を説明する。
【００４１】
図２Ａは、制御装置１０５の動作例を説明するためのフローチャートである。
【００４２】
先ず、制御装置１０５は、第１のローカル周波数を示す生成器制御信号を可変周波数生成器１０３に入力して、ローカル周波数を第１のローカル周波数に設定する（工程２０１）。
【００４３】
続いて、制御装置１０５は、第１のサンプリング周波数を示す変換器制御信号をＡ／Ｄ変換器１０４に入力して、サンプリング周波数を第１のサンプリング周波数に設定する（工程２０２）。
【００４４】
その後、制御装置１０５は、第２のローカル周波数を示す生成器制御信号を可変周波数生成器１０３に入力して、ローカル周波数を第２のローカル周波数に設定する（工程２０３）。
【００４５】
そして、制御装置１０５は、第２のサンプリング周波数を示す変換器制御信号をＡ／Ｄ変換器１０４に入力して、サンプリング周波数を第２のサンプリング周波数に設定する（工程２０４）。
【００４６】
これにより、工程２０１および２０２で第１の受信モードが設定され、工程２０３および２０４で第２の受信モードが設定される。
【００４７】
第１の受信モードでは、第２の受信モードより、受信信号を高速に処理することが可能になり、第２の受信モードでは、第１の受信モードより、受信信号のＣ／Ｎ比を向上させ、通信のスループットを向上させることが可能になる。
【００４８】
なお、狭帯域受信が広帯域受信よりＣ／Ｎ比を向上できる第１の理由は、狭帯域受信の方が広帯域受信より、ノイズＮの一要素である受信信号に対する干渉を軽減することができるためである。また、その第２の理由は、狭帯域受信では、広帯域受信と比べて、Ａ／Ｄ変換器１０４のサンプリング周波数を低くすることができるので、Ａ／Ｄ変換器１０４の分解能を向上させることができるためである。これは、分解能をＭ[ｂｉｔ]とすると、Ａ／Ｄ変換器１０４の消費電力は、サンプリング周波数×２Ｍに比例するので、消費電力が一定の場合、サンプリング周波数が低くなると、分解能が向上するためである。
【００４９】
よって、制御装置１０５は、第１の受信モードにおいて、未検出局の検出を行い、第２の受信モードにおいて、既検出局との通信を行うことが望ましい。この場合、第１の受信モードにおいて、高速に未検出局の検出を行うことが可能になると共に、第２の受信モードにおいて、受信信号のＣ／Ｎ比を向上させ、通信のスループットを向上させることが可能になる。なお、第１の受信モードにおいて、受信信号のＣ／Ｎ比などが既検出局との通信に問題のない値である場合、制御装置１０５は、第１の受信モードにおいて、未検出局の検出と、既検出局との通信との両方を行ってもよい。
【００５０】
図２Ｂは、第１の受信モードにおいて、未検出局の検出を行い、第２の受信モードにおいて、既検出局との通信を行う制御装置１０５の動作を説明するためのフローチャートである。
【００５１】
制御装置１０５は、工程２０２を終了すると、制御装置１０５は、未検出局の検出を行う（工程２０５）。その後、工程２０３および２０４が実行される。制御装置１０５は、工程２０４を終了すると、既検出局との通信を行う（工程２０６）。
【００５２】
次に、第１の受信モードと第２の受信モードとの切り替えについてより詳細に説明する。
【００５３】
制御装置１０５は、通常、第１の受信モードで動作する。なお、制御装置１０５は、第１の受信モードにおいて、検出局の検出と、既検出局との通信との両方を交互に行う。
【００５４】
第１の受信モードでは、制御装置１０５は、受信信号の電力を測定し、その電力に基づいて第１の受信モードから第２の受信モードに切り替える。
【００５５】
より具体的には、第１の受信モードにおいて、制御装置１０５は、Ａ／Ｄ変換器１０４にてデジタル信号に変換された受信信号の中の、予め定められた干渉周波数帯域内の各周波数成分の電力に、所定電力Ｐ１以上の電力があると、広帯域受信が限界であると判断して、第２の受信モードに切り替える。
【００５６】
なお、干渉周波数帯域は、例えば、対象通信チャネルに対応する周波数帯域（ベースバンド周波数帯）以外の周波数帯域である。この場合、干渉周波数帯域内の各周波数成分の電力は、対象通信チャネルに対する干渉波の干渉電力に相当する。干渉電力がある程度以上になると、既検出局と通信が行えなくなるため、所定電力Ｐ１は、既検出局と通信可能な許容範囲の最大値またはそれより少し小さな値に設定されることが望ましい。
【００５７】
図２Ｃは、受信信号の電力に基づいて受信モードを切り替える制御装置１０５の動作の一例を示したフローチャートである。
【００５８】
制御装置１０５は、工程２０５を終了すると、干渉周波数帯域内の各周波数成分の電力を干渉電力として測定し、それらの干渉電力に、所定電力Ｐ１以上の干渉電力があるか否かを判断する（工程２０７）。制御装置１０５は、所定電力Ｐ１以上の干渉電力があると、工程２０３を実行し、所定電力Ｐ１以上の干渉電力がないと、工程２０６を実行する。この場合、工程２０６では、第１の受信モードで既検出局との通信が行われる。
【００５９】
以上により、干渉電力が低い場合、広帯域受信を用いて未検出局の検出と既検出局との通信とを行うことができる。また、干渉電力が既検出局と通信可能な許容範囲を超えた場合、第２の受信モードに切り替えることができる。
【００６０】
この電力測定による未検出局の検出は復調処理を行わなくてもよいため、未検出局の検出を簡単に行うことができる。つまり、未検出局の検出を、高速かつ低電力で行うことができる。
【００６１】
また、制御装置１０５は、受信信号の電力の代わりに、受信信号の回線品質に基づいて第１の受信モードから第２の受信モードに切り替えてもよい。
【００６２】
この場合、第１の受信モードにおいて、制御装置１０５は、Ａ／Ｄ変換器１０４にてデジタル信号に変換された受信信号の中の、予め定められた所望周波数帯域の信号の回線品質（ＬＱＩ：Link Quality Indicator）が所定回線品質Ｃ／Ｎ１未満であると、広帯域受信が限界であると判断して、第２の受信モードに切り替える。なお、所望周波数帯域は、対象通信チャネルに対応する周波数帯域である。また、所定回線品質Ｃ／Ｎ１は、例えば、既検出局と通信可能な許容範囲の最小値である。
【００６３】
例えば、制御装置１０５は、受信信号を復調し、その復調信号のコンスタレーションを測定する。そして、制御装置１０５は、そのコンスタレーションに基づいて、エラーベクトル強度（ＥＶＭ）などを測定することで、回線品質を求めることができる。
【００６４】
回線品質が所定回線品質以下になったことは、干渉波が存在することだけでなく、量子誤差の増大や位相ノイズの悪化なども表す。また、回線品質による広帯域受信の限界の把握は、復調を行って回線品質を測定するため、電力測定による広帯域受信の限界の把握より正確である。さらに、通常、誤り訂正などによるプロセスゲインにより、信号成分Ｃ＜ノイズ成分Ｎの状況でも広帯域受信が行える条件があり、回線品質による広帯域受信の限界の把握は、この条件を含めた把握となる。
【００６５】
図２Ｃは、受信信号の回線品質に基づいて受信モードを切り替える制御装置１０５の動作の一例を示したフローチャートである。
【００６６】
制御装置１０５は、工程２０５を終了すると、所望周波数帯域の信号の回線品質を測定し、その回線品質が所定回線品質Ｃ／Ｎ１未満か否かを判断する（工程２０８）。制御装置１０５は、回線品質が所定回線品質Ｃ／Ｎ１未満であると、工程２０３を実行し、回線品質が所定回線品質Ｃ／Ｎ１以上であると、工程２０６を実行する。
【００６７】
次に、制御装置１０５のより詳細な構成について説明する。
【００６８】
図３Ａは、制御装置１０５の構成例を示したブロック図である。図３Ａにおいて、制御装置１０５は、高速フーリエ変換装置（ＦＦＴ）３０１と、電力測定装置３０２と、判断装置３０３とを含む。
【００６９】
高速フーリエ変換装置３０１は、高速フーリエ変換手段と呼ばれることもある。高速フーリエ変換装置３０１は、Ａ／Ｄ変換器１０４から出力された受信信号に対して高速フーリエ変換を行い、その受信信号を複数の周波数成分に分解する。
【００７０】
電力測定装置３０２は、測定手段と呼ばれることもある。電力測定装置３０２は、高速フーリエ変換装置３０１にて分解された周波数成分のうち、干渉周波数帯域に含まれる各周波数成分の電力を測定する。
【００７１】
判断装置３０３は、管理手段と呼ばれることもある。第１の受信モードにおいて、判断装置３０３は、電力測定装置３０２にて測定された電力の中に、所定電力Ｐ１以上の電力があると、第２の受信モードに切り替える。また、第２の受信モードにおいて、判断装置３０３は、電力測定装置３０２にて測定された電力の中に、所定電力Ｐ１以上の電力がなくなると、第１の受信モードに切り替える。
【００７２】
次に、図３Ａで示した制御装置１０５の動作を説明する。
【００７３】
ここでは、３Ｇ（第３世代携帯電話）、ＬＴＥ（第３．９世代携帯電話）、ＢＷＡ（広帯域移動無線アクセス方式）およびＷｉＦｉ（無線ＬＡＮ）の通信チャネルがマルチバンド無線通信装置の周辺から送出されているものとする。なお、３Ｇでは、８００ＭＨｚ帯、１．７ＧＨｚ帯および２ＧＨｚ帯の通信チャネルが使用されている。また、ＬＴＥでは、日本国内においては、１．５ＧＨｚ帯および１．７ＧＨｚ帯（実際には１８４４．９ＭＨｚ〜１８５４．９ＭＨｚ）が使用される予定であり、日本国外においては、さらに７００ＭＨｚ帯も使用される可能性がある。また、ＢＷＡは、ＷｉＭＡＸと次世代ＰＨＳに適用され、２．５ＧＨｚ帯を使用している。そして、ＷｉＦｉでは、２．４ＧＨｚ帯が使用されている。なお、図３Ｂには、これらの通信チャネルの周波数帯域と、Ａ／Ｄ変換器１０４のナイキスト周波数範囲が示されている。
【００７４】
また、マルチバンド無線通信装置は、ＷｉＦｉの通信チャネル以外の３Ｇ、ＬＴＥおよびＢＷＡの通信チャネルを対象通信チャネルとするフェムトセル基地局であるとする。このため、ＷｉＦｉの通信チャネルの周波数帯域は、干渉周波数帯域となる。なお、ＷｉＦｉは、通常、インターネット回線に接続されるが、３Ｇ、ＬＴＥおよびＢＷＡは、電話事業者のコアネットワークに接続される。
【００７５】
また、フェムトセル基地局は、半径１０ｍ程度のフェムトセルを自セルとして有する基地局であり、家庭、オフィスおよび店舗などで用いられる。特に、ＬＴＥでは、基地局としてセルの小さなフェムトセル基地局を用いて、空間の有効利用性やスループットの向上を図ることが、最大伝送レートに近づけるために必要となっている。
【００７６】
従来のフェムトセル基地局では、一つの電話事業者が自らの登録ユーザに対してサービスを提供するために、一つの無線方式しか扱うことができない。このため、電話事業者がそれぞれ異なる端末（無線局）の全てと通信を可能にするためには、電話事業者ごとに異なるフェムトセル基地局が設置される必要がある。このため、コストの増加だけでなく、電波干渉が引き起こされる可能性があった。なお、上記の状況は、特に、オフィスや店舗において発生する可能性が高いが、一般の家庭内においても発生することがある。
【００７７】
本マルチバンド無線通信装置をフェムトセル基地局として利用した場合、電話事業者が異なる複数の無線方式に対応する無線局と一つの装置で通信することができる。このため、このため、コストの増加や電波干渉を軽減することが可能になり、さらには、既検出局からの通信要求に対して、スループットの低減を最小限にすると共に、未検出局がセル内に入ってきたことを速やかに検出することができる。
【００７８】
第１の受信モードにおける未検出局の検出では、先ず、判断装置３０３は、Ａ／Ｄ変換器１０４のサンプリング周波数を、例えば、２．６ＧＨｚ（ＧＳ／ｓ）程度の高い値に設定する。サンプリング周波数（２．６ＧＨｚ）の半分の帯域（１．３ＧＨｚ）が受信信号のベースバンド帯域となる。このとき、判断装置３０３は、可変周波数生成器１０３に生成器制御信号を入力して、ローカル周波数を１．７ＧＨｚ当たりに設定する。なお、ローカル周波数を中心とした、ベースバンド帯域の２倍の周波数範囲が、Ａ／Ｄ変換器１０４にてサンプリングできる周波数範囲になる。つまり、マルチバンド無線通信装置は、１．７ＧＨｚを中心とした±１．３ＧＨｚの範囲である、０．４Ｈｚから３．０ＧＨｚまで周波数範囲内の信号を受信できる。
【００７９】
その後、高速フーリエ変換装置３０１は、Ａ／Ｄ変換器１０４から受信信号を受信し、その受信信号のベースバンド帯域に対して高速フーリエ変換を行い、受信信号を周波数成分に分解する。より具体的には、高速フーリエ変換装置３０１は、受信信号を周波数成分に分解することで、その受信信号を、予め定められたポイント数分の周波数成分からなる周波数系列の信号に変換する。以下、ポイント数は、１２８ポイントとする。
【００８０】
高速フーリエ変換装置３０１は、その周波数系列の信号を電力測定装置３０２に入力する。
【００８１】
電力測定装置３０２は、その入力された周波数系列の信号の中から、対象通信チャネルの周波数帯域である所望周波数帯域に対応する、周波数系列の信号内の周波数成分のそれぞれの電力を測定する。
【００８２】
なお、ベースバンドの２倍の周波数「２．６ＧＨｚ」を、ポイント数「１２８」で割った値が、周波数分解能（１ポイント当たりの周波数範囲）となり、ここでは、約２０．３ＭＨｚとなる。周波数分解能が粗すぎる場合、ポイント数を増やすことで、その周波数分解能の粗さを解消することができる。しかしながら、ポイント数を増やすと、消費電力およびチップ面積も増える。つまり、ポイント数と、消費電力およびチップ面積とがトレードオフの関係にあるので、ポイント数は最小限にすることが好ましい。また、未検出局の検出の際には、周波数分解能はそれほど高くなくてもよいことが多い。
【００８３】
判断装置３０３は、電力測定装置３０２にて求められた電力の中に、電力判定値以上の電力があるか否かを判断して、未検出局を検出する。なお、電力による未検出局の検出を有意に行うためには、電力判定値をノイズ電力の３ｄＢ以上にすることが好ましい。信号電力＝ノイズ電力となると、周波数成分の電力がノイズフロアから３ｄＢ以上大きくなるためである。したがって、予めバックグラウンドノイズの電力を測定しておき、その電力に３ｄＢ以上の値を加えたものを電力判定値として用いることが好ましい。
【００８４】
例えば、１．５ＧＨｚの通信チャネルの未検出局である端末がフェムトセルに入ってきたとする。この場合、通信チャネル１．５ＧＨｚは、ローカル周波数１．７ＧＨｚより２００ＭＨｚ低く、２００ＭＨｚを周波数分解能２０．３ＭＨｚで割った値が約１０になる。したがって、端末の通信チャネルの周波数系列上の位置は、ローカル周波数に対応するポイントより１０ポイント低い位置になる。このため、判断装置３０３は、その位置の信号の電力が電力判定値以上となったと判断することになり、１．５ＧＨｚ帯の通信チャネルの端末を検出することになる。
【００８５】
一方、第２の受信モードへの切り替えの判断では、電力測定装置３０２は、その入力された周波数系列の信号の中から干渉周波数帯域に対応する周波数成分のそれぞれの電力を測定する。判断装置３０３は、電力測定装置３０２にて求められた電力の中に、所定電力Ｐ１以上の電力があるか否かを判断して、第２の受信モードに切り替えるか否かを判断する。
【００８６】
例えば、２．４ＧＨｚ帯の通信チャネルのＷｉＦｉ端末がフェムトセルに入ってきたとする。この場合、通信チャネル２．４ＧＨｚは、ローカル周波数１．７ＧＨｚより７００ＭＨｚ高く、７００ＭＨｚを周波数分解能２０．３ＭＨｚで割った値が約３４になる。したがって、ＷｉＦｉ端末の通信チャネルの周波数系列上の位置は、ローカル周波数に対応するポイントより３４ポイント高い位置になる。このため、判断装置３０３は、その位置の信号の電力が所定電力Ｐ１以上となったと判断することになり、第２の受信モードに切り替える。
【００８７】
次に、制御装置１０５の他の構成を説明する。
【００８８】
図３Ｃは、高速フーリエ変換装置３０１を用いずに干渉電力を測定する制御装置１０５の構成例を示したブロック図である。図３Ｃにおいて、制御装置１０５は、判断装置３０３と、デジタルバンドパスフィルタ（Ｄｉｇ．ＢＰＦ）３０４と、電力測定装置３０５とを有する。
【００８９】
デジタルバンドパスフィルタ３０４は、単にバンドパスフィルタと呼ばれることもある。また、デジタルバンドパスフィルタ３０４は、複数ある。
【００９０】
デジタルバンドパスフィルタ３０４のそれぞれには、周波数帯域がそれぞれ異なる通過帯域が設定されている。デジタルバンドパスフィルタ３０４は、Ａ／Ｄ変換器１０４から出力された受信信号のうち、自己に設定されている通過帯域の信号だけを通過させることで、周波数帯域がそれぞれ異なる複数の周波数帯域信号を抽出する。
【００９１】
電力測定装置３０５は、測定手段と呼ばれることもある。また、電力測定装置３０５は、複数ある。電力測定装置３０５のそれぞれは、デジタルバンドパスフィルタ３０４のいずれか一つと接続されている。電力測定装置３０５のそれぞれは、自己と接続されているデジタルバンドパスフィルタ３０４にて抽出された周波数帯域信号の電力を測定する。
【００９２】
なお、図３Ｃでは、デジタルバンドパスフィルタ３０４に接続されていない電力測定装置３０５が一つあるが、それについては後述する。
【００９３】
判断装置３０３は、電力測定装置３０５にて測定された電力に基づいて、未検出局の検出と、第１の受信モードおよび第２の受信モードとの切り替えとを行う。
【００９４】
次に、図３Ｃで示した制御装置１０５の動作を説明する。
【００９５】
なお、図３Ａで示した制御装置１０５の場合と同様に、無線通信装置周辺から出力されている通信チャネルおよびＡ／Ｄ変換器１０４のナイキスト周波数範囲は、図３Ｂで示されたものを用いる。
【００９６】
未検出局の検出では、判断装置３０３は、対象通信チャネルのそれぞれに応じたフィルタ特性をデジタルバンドパスフィルタ３０４に設定する。
【００９７】
例えば、１．５ＧＨｚ帯の通信チャネルの未検出局を検出する場合、判断装置３０３は、デジタルバンドパスフィルタ３０４の一つに、１．５ＧＨｚを中心とし、１．５ＧＨｚ帯の通信チャネルの帯域幅を有する通過帯域を設定する。例えば、ＬＴＥの場合、帯域幅は、約２０ＭＨｚとなる。
【００９８】
これにより、その設定されたデジタルバンドパスフィルタ３０４を通過した受信信号は、１．５ＧＨｚ帯の信号となり、そのデジタルバンドパスフィルタ３０４と接続された電力測定装置３０５にてその信号の電力が測定される。
【００９９】
判断装置３０３は、その電力測定装置３０５にて測定された電力が電力判定値以上か否かを判断することで、未検出局の検出を行う。
【０１００】
一方、第２の受信モードへの切り替えの判断では、判断装置３０３は、１以上のデジタルバンドパスフィルタ３０４に、予め想定される干渉波の中心周波数を中心とし、その干渉波の帯域幅を有する通過帯域を設定する。なお、判断装置３０３は、デジタルバンドパスフィルタ３０４のそれぞれに異なる干渉波に対応する異なる通過帯域を設定する。
【０１０１】
これにより、デジタルバンドパスフィルタ３０４は、受信信号から、周波数帯域が干渉周波数帯域に含まれ、かつ、周波数帯域がそれぞれ異なる複数の周波数帯域信号を抽出することになる。
【０１０２】
この場合、判断装置３０３は、その通過帯域の設定したデジタルバンドパスフィルタ３０４と接続された電力測定装置３０５にて測定された電力の中に、所定電力Ｐ１以上の電力があるか否かを判断する。判断装置３０３は、所定電力Ｐ１以上の電力があると、第２の受信モードに切り替える。
【０１０３】
また、図３Ｃにおいて、デジタルバンドパスフィルタ３０４と接続されていない電力測定装置３０５が存在するが、これを用いることで任意の周波数帯域の干渉波の電力を測定することができる。
【０１０４】
デジタルバンドパスフィルタ３０４と接続されていない電力測定装置３０５にて測定される電力は、Ａ／Ｄ変換器１０４から出力される受信信号の全ての電力を表す。このため、例えば、所望周波数帯域が１．５ＧＨｚ帯だけの場合、その受信信号の全ての電力から１．５ＧＨｚ帯の信号の電力の値を引いた値が、干渉周波数帯域の信号の電力となる。この干渉周波数帯域の信号には、干渉波とバックグランドノイズが含まれる。このため、
干渉周波数帯域の信号の電力から予め測定したノイズ電力を減算することで、干渉電力の総和を測定することができる。
【０１０５】
したがって、判断装置３０３は、デジタルバンドパスフィルタ３０４と接続されていない電力測定装置３０５にて測定される電力から、所望周波数帯域の信号の電力およびノイズ電力を減算して干渉電力を求め、その干渉電力が所定電力Ｐ１以上か否かを判断する。
【０１０６】
この場合、干渉波が存在する周波数帯域を特定しなくてもよい場合に有効である。なお、干渉波が存在する周波数帯域を把握することができないため、干渉波の周波数帯域を特定する場合には、図３Ａを用いた構成、または、デジタルバンドパスフィルタ３０４と接続された電力測定装置３０５にて測定された電力を用いる必要がある。
【０１０７】
次に、制御装置１０５の他の構成例について説明する。
【０１０８】
図３Ｄは、制御装置１０５の他の構成例として、回線品質に基づいて受信モードを切り替えることが可能な制御装置１０５の構成を示したブロック図である。
【０１０９】
図３Ｄにおいて、制御装置１０５は、高速フーリエ変換装置３０１と、電力測定装置３０２と、判断装置３０３と、デジタル周波数変換器３０６と、復調装置３０７と、回線品質計算装置３０８と、通信装置３０９とを有する。
【０１１０】
デジタル周波数変換器３０６は、ダウンコンバータと呼ばれることもある。デジタル周波数変換器３０６は、Ａ／Ｄ変換器１０４から出力されたデジタル信号の受信信号をＤＣ付近にダウンコンバートする。
【０１１１】
高速フーリエ変換装置３０１は、デジタル周波数変換器３０６にてダウンコンバートされた受信信号に対して高速フーリエ変換を行い、その受信信号を周波数成分に分解する。
【０１１２】
復調装置３０７は、高速フーリエ変換装置３０１にて分解された周波数成分に基づいて、所望周波数帯域の信号（つまり、対象通信チャネルに対応する受信信号）を復調する。
【０１１３】
回線品質計算装置３０８は、復調装置３０７にて復調された受信信号の回線品質を求める。
【０１１４】
判断装置３０３は、回線品質計算装置３０８にて求められた回線品質が所定回線品質Ｃ／Ｎ１未満であると、第２の受信モードに切り替える。
【０１１５】
通信装置３０９は、復調装置３０７にて復調された受信信号に基づいて、無線局との通信を行う。
【０１１６】
なお、判断装置３０３が回線品質および干渉電力のどちらを用いて受信モードの切り替えを行うかをユーザが選択できるようにしてもよい。干渉電力が用いられる場合、電力測定装置３０２が高速フーリエ変換装置３０１にて分解された周波数成分のうち、干渉周波数帯域に含まれる各周波数成分の電力を測定し、判断装置３０３が、電力測定装置３０２にて測定された電力の中に、所定電力Ｐ１以上の電力があると、第２の受信モードに切り替える。
【０１１７】
次に、図３Ｄで示した制御装置１０５の動作を説明する。
【０１１８】
なお、図３Ａで示した制御装置１０５の場合と同様に、無線通信装置周辺から出力されている通信チャネルおよびＡ／Ｄ変換器１０４のナイキスト周波数範囲は、図３Ｂで示されたものを用いる。また、Ａ／Ｄ変換器１０４は、前述したように、例えば２．６ＧＨｚ程度の広帯域のＡ／Ｄ変換を行い、受信信号をデジタル信号に変換する。そのデジタル信号である受信信号はデジタル周波数変換器３０６に入力される。
【０１１９】
デジタル周波数変換器３０６は、イメージ除去ミキサ（Ｉ／Ｑミキサ）を構成しており、第２のローカル信号として、第２のローカル周波数が−２００ＭＨｚの信号が入力され、その受信信号内の２００ＭＨｚの信号をＤＣ付近にダウンコンバートして、周波数領域の信号に変換する。
【０１２０】
デジタル周波数変換器３０６は、例えば、ハートレーの方法を用いて構成することができる。この場合、デジタル周波数変換器３０６には、第２のローカル信号として２００ＭＨｚの信号が入力される。また、デジタル周波数変換器３０６のＩ側のミキサの出力端子には、入力信号の位相を９０°ずらす９０°位相器が接続される。デジタル周波数変換器３０６は、９０°位相器の出力信号とＱ側のミキサの出力信号を合成して出力する。この合成時において、デジタル周波数変換器３０６は、例えば、それらの出力信号を加算して合成すれば、プラス側周波数のダウンコンバートを行い、それらの出力信号を減算して合成すれば、マイナス側周波数のダウンコンバートを行うように構成することができる。なお、第２のローカル周波数「−２００ＭＨｚ」のマイナス符号の意味は、減算して合成すことを示す。
【０１２１】
これによって、周波数変換器１０２のローカル信号のローカル周波数１．７ＧＨｚの２００ＭＨｚ下に位置する１．５ＧＨｚ帯のＬＴＥの信号を、ＤＣ付近にダウンコンバートすることができる。なお、ＬＴＥの帯域の上限は２０ＭＨｚ程度であるため、消費電力を低減するために、適宜ダウンサンプリングを行い必要最小限のサンプリング周波数にまで下げておくことが好ましい。
【０１２２】
高速フーリエ変換装置３０１は、デジタル周波数変換器３０６にてＤＣ付近にダウンコンバートされた受信信号に対して高速フーリエ変換を行い、その受信信号を周波数成分に分解する。
【０１２３】
例えば、高速フーリエ変換装置３０１は、例えば、ＬＴＥに必要な２０ＭＳ／ｓのサンプリング周波数で、１２００ポイントの高速フーリエ変換を行う。ＬＴＥのアップリンクとダウンリンクのそれぞれで、変調方式が異なり、アップリンクに対しては、ＳＣ−ＦＤＭＡが使用され、ダウンリンクに対してはＯＦＤＭが使用される。なお、従来のフェムトセル基地局では、アップリンクの変調方式をＳＣ−ＦＤＭＡとすることが適例であるが、本ルチバンド無線通信装置をフェムトセル基地局とした場合には、アップリンクの変調方式は、ＳＣ−ＦＤＭＡに限らず、適宜変更可能となる。
【０１２４】
所望周波数帯域内の受信信号が一つの通信チャネルを表す場合、電力測定装置３０２は、その一つの通信チャネルの電力を測定する。また、所望周波数帯域内の受信信号が複数の通信チャネルを表す場合、電力測定装置３０２は、その複数の通信チャネルのそれぞれの電力を測定する。なお、電力測定装置３０２は、周波数系列のあるポイントから別のポイントまで周波数領域内の周波数成分の電力を加算することで、そのポイント間の信号電力を測定することができる。したがって、通信チャネルに応じた周波数成分の電力を加算することで、複数の通信チャネルのそれぞれの電力を測定することができる。また、ＬＴＥでは、１．５ＧＨｚ帯に複数の電話事業者が存在することが考えられ、その複数の電話事業者の通信チャネルの電力のそれぞれを測定できるように、高速フーリエ変換装置３０１にて高速フーリエ変換を行う周波数領域を設定することもできる。
【０１２５】
復調装置３０７は、高速フーリエ変換装置３０１にて分解された周波数成分に基づいて、所望周波数帯域の受信信号を復調信号として復調する。なお、復調する通信方式は、前述のように、ＦＤＭＡ信号でもよいし、ＯＦＤＭ信号でもよいし、ＣＤＭＡ信号でもよい。
【０１２６】
回線品質計算装置３０８は、復調装置３０７にて生成された復調信号の回線品質を測定する。回線品質は、例えば、復調信号がＱＰＳＫ信号であれば、コンスタレーション上の４つの理想ポイントからの位相方向のずれおよび振幅方向のずれを測定することで測定することができる。なお、通常、エラーベクトル強度（ＥＶＭ）で表される測定方法が、この測定に適用できる。これによって、所望波の電力と非所望波（ノイズや干渉）の電力との比を算出することができる。
【０１２７】
判断装置３０３は、回線品質計算装置３０８にて求められた回線品質に基づいて、未検出局の検出や受信モードの切り替えを行うことができる。
【０１２８】
通信装置３０９は、復調装置３０７にて生成された復調信号に基づいて、既検出局との通信を行う。なお、既検出局との通信には、復調信号の誤り訂正や、復調信号からのヘッダ情報の抽出、チャネル推定信号を用いたなど価処理などが含まれる。
【０１２９】
なお、制御装置１０５は、上記の構成を複数有していてもよい。この場合、複数の通信チャネルの信号を同時に処理することができる。例えば、マルチバンド無線通信装置が、上述の１．５ＧＨｚ帯とは別に、１．７ＧＨｚ帯のＬＴＥ信号を受信する場合、制御装置は、デジタル周波数変換器３０６の第２のローカル信号の周波数として、１５０ＭＨｚを設定すればよい。
【０１３０】
以下、１．５ＧＨｚ帯のＬＴＥを所望波とし、２．４ＧＨｚ帯のＷｉＦｉなどの干渉波が出現した場合の狭帯域受信について説明する。
【０１３１】
この場合、可変周波数生成器１０３は、１．５ＧＨｚ帯ＬＴＥの中心周波数である１．５ＧＨｚあたりのローカル周波数を有するローカル信号を生成する。なお、所望波が一つの通信チャネルであれば、可変周波数生成器１０３におけるローカル周波数を、その一つの通信チャネルの中心周波数、つまり、（上限周波数−下限周波数）÷２の周波数にする。
【０１３２】
周波数変換器１０２は、可変周波数生成器１０３が出力するローカル信号に基づいて、不図示のアンテナから受信アンプ１０１を経由して入力された１．５ＧＨｚ帯のＬＴＥ受信信号をＤＣ付近にダウンコンバートする。
【０１３３】
ダウンコンバートされた受信信号（ベースバンド信号）は、Ａ／Ｄ変換器１０４に入力される。Ａ／Ｄ変換器１０４は、サンプリング周波数をＬＴＥ信号処理に必要な値（例えば、２０〜１００ＭＳ／ｓ）にして、受信信号のサンプリングを行い、受信信号のデジタル信号に変換する。
【０１３４】
これにより、広帯域受信に比べて低いサンプリング周波数で受信信号をデジタル信号に変換することができ、さらに、Ａ／Ｄ変換器１０４の分解能を広帯域受信に比べて向上させることができる。例えば、Ａ／Ｄ変換器１０４は、サンプリング周波数が２．６ＧＳ／ｓにおいて６ｂｉｔの分解能を有する場合、約５０ｍＷ程度の電力を消費する。サンプリング周波数がその約１／２０である１００ＭＳ／ｓに低減されることで、同一消費電力における分解能は、約２０倍（約２４．３）になり、分解能を約４ビット高めた１０ｂｉｔの分解能を得ることができる。
【０１３５】
このようにサンプリング周波数および分解能を変化させることが可能なＡ／Ｄ変換器１０４は、例えば、パイプライン型Ａ／Ｄ変換器のパイプライン段数を、６段と１０段との間で変化させたり、サブサンプリング型Ａ／Ｄ変換器の後段の変換処理をオンオフさせたりすることで構成することができる。
【０１３６】
Ａ／Ｄ変換器１０４の分解能を高分解能に設定すると、信号ダイナミックレンジが拡がるので、干渉波がある程度存在しても所望波のＣ／Ｎ比が劣化することが少なくなる。また、後述するように、Ａ／Ｄ変換器１０４の前のロウパスフィルタを広帯域受信時より狭帯域にすることができるため、それによる干渉波の低減効果も大きい。
【０１３７】
デジタル周波数変換器３０６は、狭帯域受信では、全ての受信信号を通過させる。例えば、デジタル周波数変換器３０６をバイパスさせてもよいし、デジタル周波数変換器３０６の第２のローカル周波数としてＤＣ成分用いることで受信信号をそのまま通過させてもよい。
【０１３８】
高速フーリエ変換装置３０１は、広帯域受信と同様に、ＬＴＥ信号の復調に必要なサンプリング周波数とポイント数に設定する。例えば、サンプリング周波数を２０ＭＳ／ｓとし、ポイント数を１２００とする。以後の信号処理は、広帯域受信と同様に行うことができる。
【０１３９】
本実施形態によれば、可周波数変換器１０２は、受信アンプ１０１が受信した受信信号に、可変周波数生成器１０３にて生成されたローカル信号を乗算して、受信信号の周波数を変換する。Ａ／Ｄ変換器１０４は、可変周波数生成器１０３にて周波数が変換された受信信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する。制御装置１０５は、ローカル周波数を、複数の対象通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定し、かつ、Ａ／Ｄ変換器１０４のサンプリング周波数を、その最高周波数から最低周波数を減算した値以上の周波数に設定する第１の受信モードと、ローカル周波数を、特定通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定し、かつ、サンプリング周波数を第１の受信モードのサンプリング周波数より低い周波数に設定する第２の受信モードとを切り替えて、未検出局の検出と、既検出局との通信とを行う。
【０１４０】
この場合、ローカル周波数およびサンプリング周波数を設定する第１の受信モードおよび第２の受信モードが切り替えられることで、未検出局の検出と、既検出局との通信とが行われる。したがって、未検出局の検出と、既検出局との通信とを同じ構成で行うことが可能になるので、装置規模が増大を抑制しながら、未検出局の検出と検出局との通信とを両立させることが可能になる。
【０１４１】
また、本実施形態では、制御装置１０５は、第１の受信モードにおいて、未検出局の検出を行い、第２の受信モードにおいて、既検出局との通信を行う。この場合、第１の受信モードによる広帯域受信によって、未検出局が検出され、第２の受信モードによる狭帯域受信によって、既検出局との通信が行われる。これにより、高速に未検出局の検出が可能になると共に、既検出局と狭帯域で受信していくことが可能となる。狭帯域通信は、外来雑音が多い環境下においても相対的に高いＣ／Ｎを得ることが可能なので、シャノン則に基づいて高い伝送レートを得ることが可能となる。つまり、既検出局と高い伝送レートで通信を行うことが可能になる。
【０１４２】
また、本実施形態では、制御装置１０５は、第１の受信モードにおいて、既検出局との通信をさらに行い、Ａ／Ｄ変換器１０４にて変換された受信信号の中の、予め定められた干渉周波数帯域内の信号の電力が所定電力Ｐ１以上の場合、第２の受信モードに切り替える。
【０１４３】
この場合、既検出局との通信が、干渉電力が小さいときには広帯域受信で行われ、干渉電力が大きいときには狭帯域受信で行われる。したがって、広帯域受信が限界になった場合にだけ、狭帯域受信を行うことが可能になるため、伝送効率をさらに良くすることが可能になる。
【０１４４】
また、本実施形態では、制御装置１０５は、第１の受信モードにおいて、既検出局との通信をさらに行い、Ａ／Ｄ変換器１０４にて変換された受信信号の中の、所望周波数帯域の信号の回線品質が所定回線品質未満であると、第２の受信モードに切り替える。
【０１４５】
この場合、既検出局との通信が、回線品質が高いときには広帯域受信で行われ、回線品質が小さいときには狭帯域受信で行われる。したがって、広帯域受信が限界になった場合にだけ、狭帯域受信を行うことが可能になるため、伝送効率をさらに良くすることが可能になる。
【０１４６】
＜第２の実施形態＞
本実施形態では、第１の実施形態とは別の、広帯域受信と狭帯域受信との切り替えについて説明する。なお、本実施形態におけるマルチバンド無線通信装置は、図１で示した構成と同じ構成を有する。
【０１４７】
図４は、本実施形態の制御装置１０５の動作を説明するためのフローチャートである。
【０１４８】
制御装置１０５は、先ず、既検出局から送出される電波信号が時間的に重ならないように、自セル内の無線局による電波信号の送出タイミングを調整する（工程４０１）。続いて、制御装置１０５は、所定期間において、第１の受信モードによる広帯域受信を行い、未検出局の検出を行う（工程４０２）。そして、制御装置１０５は、電波信号のシンボル期間において、第２の受信モードによる狭帯域受信を行い、検出局との通信を行う（工程４０３）。
【０１４９】
図５は、本動作のより詳細な説明を行うためのタイミング図である。図５では、対象通信チャネルは、３つであるとし、その対象通信チャネルのそれぞれに対応する無線システムを、システムＡ、ＢおよびＣとする。ここで、システムＡ、ＢおよびＣは、無線方式は同一であるが、電話事業者が異なる無線システムでもよいし、無線方式が異なる無線システムでもよい。なお、通常、３Ｇなどの無線システムでは、各電話事業者は、例えば、ＷＣＤＭＡのような同一の無線方式でその無線システムを運用していたとしても、基地局コアネットワークが互いに異なる。
【０１５０】
工程４０１では、制御装置１０５は、既検出局から送出される電波信号が時間的に重ならないように、自セル内の既検出局による電波信号の送出タイミングを調整する。なお、各電波信号は、シンボル期間５０１とＧＩ（Guard interval：ガードインターバル）期間５０２とを含む。このとき、制御装置１０５は、ある対象通信チャネルの電波信号の送出が終了したあとに、全ての既検出局が電波信号の送出を休止する静寂期間５０３が発生するように、既検出局による電波信号の送出タイミングを調整する。
【０１５１】
例えば、制御装置１０５は、システムＡ、ＢおよびＣのそれぞれのシンボル期間５０１が順番に現れ、かつ、静寂期間５０３が発生するように、電波信号の送出タイミングをスケジューリングする。制御装置１０５は、そのスケジューリングした送信タイミングを示すタイミング信号を、システムＡ、ＢおよびＣのそれぞれに対応する通信チャネルを用いて自セル内に送信することで、電波信号の送出タイミングを調整する。なお、ここで重要なことは、制御装置１０５が異なる無線システム間の同期をとっていることである。
【０１５２】
その後、制御装置１０５は、所定期間である静寂期間５０３では、第１の受信モードを設定して広帯域受信を行い、未検出局の検出を行う（工程４０２）。制御装置１０５は、電波信号のシンボル期間では、第２の受信モードを設定して狭帯域受信を行い、検出局との通信を行う（工程４０３）。
【０１５３】
本実施形態のマルチバンド無線通信装置をフェムトセル基地局に適用すると、その優れた効果が特に明確になる。
【０１５４】
上述のようにフェムトセル基地局においては、既検出局のスループットを低減させないようにしながら、新規にセル内に入ってきた未検出局を速やかに検出することが好ましい。また、フェムトセル基地局は、低コストに実現することが好ましので、無線システムごとにフェムトセル基地局を設けるのではなく、一つのフェムトセル基地局で複数の無線システムに対応させることが好ましい。また、ＬＴＥなどの無線システムでは、例えば、１．５ＧＨｚ帯および１．７ＧＨｚ帯などの複数の通信チャネルが点在することがある。この場合、一つのフェムトセル基地局でそれらの通信チャネルに対応させることが好ましい
上述したように、広帯域受信と狭帯域受信とを高速に切り替えることが可能であるので、既検出局のスループットの低下を最小限にして未検出局の検出ができる。また、複数の対象通信チャネルのそれぞれに対応する複数の電波信号が時間的に重ならないので、無線局からの無線信号を狭帯域受信で行うことができる。また、既検出局からの電波信号の送出が休止されているときに、広帯域受信による未検出局の検出が行われるので、未検出局からの微弱な電波信号に対する干渉を軽減することができるので、未検出局を正確に検出することができる。なお、高いサンプリングレートにおいて、分解能を上げることに物理的な限界があるため、非常に有効である。
【０１５５】
また、制御装置１０５は、ＧＩ期間に、第１の受信モードおよび第２の受信モードを切り替えることが好ましい。
【０１５６】
図６は、受信モード（ローカル周波数）の切り替え動作を説明するためのフローチャートである。なお、図６では、所定期間を静寂期間５０３としている。また、マルチバンド無線通信装置には第２の受信モードが設定され、ある特定通信チャネルの電波信号が送出されているとする。
【０１５７】
先ず、制御装置１０５は、電波信号のＧＩ期間に、ローカル周波数を特定通信チャネルの中央値から複数の対象通信チャネルの中央値に切り替えるとともに、サンプリング周波数を第１のサンプリング周波数に切り替えることで、第２の受信モードに切り替える（工程６０１）。その後、静寂期間において広帯域受信が行われる。なお、制御装置１０５は、電波信号の最後のＧＩ期間に受信モードを切り替えることが望ましい。
【０１５８】
静寂期間が終了すると、制御装置１０５は、次の特定通信チャネルの電波信号のＧＩ期間において、ローカル周波数を対象通信チャネルの中央値から特定通信チャネルの中央値に切り替えるとともに、サンプリング周波数を第２のサンプリング周波数に切り替えることで、第２の受信モードに切り替える（工程６０２）。なお、制御装置１０５は、電波信号の最初のＧＩ期間に受信モードを切り替えることが望ましい。
【０１５９】
また、ＬＴＥのように同一の無線システムにおいて複数の通信チャネルが用いられる場合、その通信チャネルが変化するときのＧＩ期間に、制御装置１０５は、ローカル周波数を、ある特定通信チャネルの中央値から、別の特定通信チャネルの中央値に切り替える（工程６０３）。
【０１６０】
図７は、図６で説明した動作の具体例を説明するためのタイミング図である。なお、図７では、システムＡおよびＣが通信チャネルとして１．５ＧＨｚ帯のＬＴＥを使用しており、システムＢが通信チャネルとして７００ＭＨｚ帯のＬＴＥを使用しているもの場合を示している。
【０１６１】
この場合、ローカル周波数は、工程６０１において、ＧＩ期間以内に、特定通信チャネルの中央から対象通信チャネルの中央に変化する。以下、同様に工程６０２、６０３により、図７に示した動作が可能となる。
【０１６２】
なお、システムＡ、ＢおよびＣ全体のスループットを向上させるには、ローカル周波数を切り換える時間を最小にすることが好ましい。ローカル周波数を高速に切り換えることが可能な技術は、ＵＷＢ無線などの高速周波数ホッピングを行う無線通信に多く用いられており、それらの技術を使用すれば、ローカル周波数を数ｎｓで切り換えることが可能である。
【０１６３】
また、未検出局の検出頻度を増やすためには、静寂期間を多く設けることも考えられる。しかしながら、静寂期間を多く設けると、システムＡ、ＢおよびＣ全体のスループットが低下する。このため、スループットの低下を最小限に抑えるために、多くの無線システムにおいて予め備わっているＧＩ期間に広帯域受信を行うことが好ましい。この場合、ＧＩ期間も所定期間になる。
【０１６４】
図８は、ＧＩ期間に広帯域受信を行う動作を説明するためのフローチャートである。
【０１６５】
先ず、制御装置１０５は、あるＧＩ期間が開始されると、そのＧＩ期間において、ローカル周波数およびサンプリング周波数を切り替えて、第１の受信モードを設定する（工程８０１）。その後、制御装置１０５は、ＧＩ期間において広帯域受信を行う（工程８０２）。
【０１６６】
そして、ＧＩ期間が終了する直前に、制御装置１０５は、ローカル周波数およびサンプリング周波数を切り替えて、第２の受信モードを設定する。そして、ＧＩ期間が終了し、シンボル期間が開始されると、制御装置１０５は、狭帯域受信を行う（工程８０３）。
【０１６７】
図９は、図８で説明した動作の具体例を説明するためのタイミング図である。なお、図９では、図７と同様に、システムＡおよびＣが通信チャネルとして１．５ＧＨｚ帯のＬＴＥを使用しており、システムＢが通信チャネルとして７００ＭＨｚ帯のＬＴＥを使用しているもの場合を示している。
【０１６８】
ローカル周波数をＧＩ期間で高速に切り換える工程８０１によって、ローカル周波数がＧＩ期間内で対象チャネル１の中央付近から複数チャネルの中央付近に高速に切り換え、そのＧＩ期間内において広帯域受信を実行する。
【０１６９】
以上の説明は、各無線システムの復調を狭帯域受信において実施する構成を示したが、Ａ／Ｄ変換器の性能向上の進展によっては、各無線システムの復調を広帯域無線で処理することも可能である。その場合、制御装置１０５としては図３Ｄで示した構成を利用することができる。
【０１７０】
本実施形態によれば、制御装置１０５は、既検出局の全てが電波信号の送出を休止する静寂期間が発生するように、既検出局による電波信号の送出タイミングを調整する。また、制御装置１０５は、静寂期間では、第１の受信モードを設定し、シンボル期間では、前記第２の受信モードを設定する。
【０１７１】
この場合、既検出局からの電波信号のない期間において未検出局を検出することが可能になるので、未検出局からの微弱な電波を精度よく検出することが可能になる。
【０１７２】
また、本実施形態では、制御装置１０５は、既検出局から送出される電波信号が時間的に重ならないように、既検出局による前記電波信号の送出タイミングを調整し、かつ、電波信号のＧＩ期間に、第１の受信モードおよび第２の受信モードの切り替えを行う。
【０１７３】
この場合、電波信号のシンボル期間に受信モードを切り替えなくてもよくなるため、受信モードの切り替えをスムーズに行うことが可能になる。
【０１７４】
また、本実施形態では、制御装置１０５は、第２の受信モードにおいて、ＧＩ期間に、ローカル周波数を、複数の特定通信チャネルのいずれかの特定通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値から、別の特定通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に切り替える。
【０１７５】
この場合、電波信号のシンボル期間にローカル周波数を切り替えなくてもよくなるため、ローカル周波数の切り替えをスムーズに行うことが可能になる。
【０１７６】
また、本実施形態では、制御装置１０５は、既検出局から送出される電波信号が時間的に重ならないように、既検出局による電波信号の送出タイミングを調整し、電波信号のＧＩ期間では、第１の受信モードを設定し、電波信号のシンボル期間では、前記第２の受信モードを設定する。
【０１７７】
この場合、既検出局からの電波信号のない期間において未検出局を検出することが可能になるので、未検出局からの微弱な電波を精度よく検出することが可能になる。また、ＧＩ期間は多くの無線システムで予め存在するため、静寂期間を用いるより、無線システム全体のスループットを向上させることが可能になる。
【０１７８】
＜発明の第３の実施形態＞
図１０は、本発明の第３の実施形態のマルチバンド無線通信装置の構成を示したブロック図である。図１０において、マルチバンド無線通信装置は、図１で示した構成に加えて、可変ロウパスフィルタ１００１をさらに有する。なお、可変ロウパスフィルタ１００１は、周波数変換器１０２およびＡ／Ｄ変換器１０４に介在する。
【０１７９】
可変ロウパスフィルタ１００１は、周波数変換器１０２にて周波数が変換された受信信号からカットオフ周波数以上の周波数を除去する。Ａ／Ｄ変換器１０４は、可変ロウパスフィルタ１００１にてカットオフ周波数以上の周波数を除去された受信信号をサンプリングして、デジタル信号に変換する。
【０１８０】
Ａ／Ｄ変換器１０４のサンプリング周波数が低下するとき、つまり、制御装置１０５が第１の受信モードから第２の受信モードに切り替えるときに、可変ロウパスフィルタ１００１の通過帯域が広帯域のままであると、Ａ／Ｄ変換器１０４ナイキスト周波数以上の周波数がナイキスト周波数以内に折り返るエイリアスが発生する。
【０１８１】
このため、第１の受信モードから第２の受信モードに切り替えられるときに、制御装置１０５は、カットオフ周波数を低くする。また、第２の受信モードから第１の受信モードに切り替えられるときには、制御装置１０５は、カットオフ周波数を高くする。
【０１８２】
したがって、制御装置１０５は、第２の受信モードにおけるカットオフ周波数を、第１の受信モードにおけるカットオフ周波数より低くすることになる。
【０１８３】
図１１は、図１０で示したマルチバンド無線通信装置の動作を説明するための図である 図１１では、サンプリング周波数が２．６ＧＨｚ程度の広帯域受信においては、ナイキスト周波数は１．３ＧＨｚ程度となるので、可変ロウパスフィルタ１００１のカットオフ周波数を１．３ＧＨｚ以下に設定している。また、サンプリング周波数が１００ＭＨｚ程度の狭帯域受信においては、ナイキスト周波数は５０ＭＨｚ程度になるため、可変ロウパスフィルタ１００１のカットオフ周波数を５０ＭＨｚとしている。
【０１８４】
次に、マルチバンド無線通信装置の他の構成例を説明する。
【０１８５】
図１２は、マルチバンド無線通信装置の他の構成例を示したブロック図である。図１２において、マルチバンド無線通信装置は、図１０で示した構成に加えて、可変ノッチフィルタ１２０１をさらに有する。なお、可変ノッチフィルタ１２０１は、周波数変換器１０２およびＡ／Ｄ変換器１０４に介在すれば、可変ロウパスフィルタ１００１の前段でもよいし後段でもよい。図１２では、可変ノッチフィルタ１２０１は、可変ロウパスフィルタ１００１の前段にある。
【０１８６】
可変ノッチフィルタ１２０１は、周波数変換器１０２にて周波数が変換された受信信号から阻止帯域を除去する。可変ロウパスフィルタ１００１は、可変ノッチフィルタ１２０１にて阻止帯域が除去された受信信号からカットオフ周波数以上の周波数を除去する。
【０１８７】
Ａ／Ｄ変換器１０４は、可変ロウパスフィルタ１００１にてカットオフ周波数以上の周波数を除去され、かつ、可変ノッチフィルタ１２０１にて阻止帯域が除去された受信信号をサンプリングして、デジタル信号に変換する。
【０１８８】
阻止帯域は、干渉波の周波数帯であり、例えば、マルチバンド無線通信装置に適用されていない通信チャネルの周波数帯域である。
【０１８９】
図１３は、図１２で示したマルチバンド無線通信装置の動作を説明するための説明図である。
【０１９０】
図１３では、２．４ＧＨｚ帯のＷｉＦｉチャネルを干渉波と仮定している。この場合、制御装置１０５は、２．４ＧＨｚを中心とし、ＷｉＦｉチャネルの帯域幅の周波数帯域を阻止帯域とする。なお、干渉波となる通信チャネルが複数存在する場合、その通信チャネルの数だけ可変ノッチフィルタが配置されればよい。この場合、制御装置１０５は、それらのノッチフィルタのそれぞれの阻止帯域を、干渉波となる通信チャネルのそれぞれの周波数帯域に設定する。これによって、広帯域受信であっても、干渉の影響を最小にすることができ、電力測定や復調動作の精度を上げることが可能になる。
【０１９１】
なお、制御装置１０５は、第２の受信モードにおける狭帯域受信では、可変ノッチフィルタの機能を停止してもよい。
【０１９２】
図１４は、本実施形態のマルチバンド無線通信装置の他の構成例を示したブロック図である。図１４において、マルチバンド無線通信装置は、図１で示した構成に加えて、フィルタバンク１４０１をさらに有する。また、フィルタバンク１４０１は、周波数変換器１０２およびＡ／Ｄ変換器１０４に介在する、可変通過域フィルタ１４０１ａ、１４０１ｂおよび１４０１ｃを有する。
【０１９３】
可変通過域フィルタ１４０１ａ、１４０１ｂおよび１４０１ｃのそれぞれには、互いに異なる通過周波数帯域が設定される。通過周波数帯域は、例えば、対象通信チャネルの周波数帯域である。
【０１９４】
可変通過域フィルタ１４０１ａ、１４０１ｂおよび１４０１ｃのそれぞれは、周波数変換器１０２にて周波数が変換された受信信号から、自己に設定された通過周波数帯域を抽出する。
【０１９５】
なお、可変通過域フィルタの数は、図１４では、３だけだが、実際には、対象通信チャネルの数に応じて適宜変更可能である。また、通過周波数帯域は、無線局から送出されている電波信号の通信チャネルに応じて制御装置１０５にて変更されてもよい。
【０１９６】
Ａ／Ｄ変換器１０４は、フィルタバンク１４０１にて抽出された通過周波数帯域の受信信号をデジタル信号に変換する。
【０１９７】
図１５Ａは、第１の受信モードにおけるフィルタバンク１４０１の動作を説明するための説明図である。なお、ローカル周波数は、１．７ＧＨｚであるとする。
【０１９８】
可変通過域フィルタ１４０１ａは、７００ＭＨｚ帯のＬＴＥの通信チャネルを抽出する。具体的には、可変通過域フィルタ１４０１ａには、７００ＭＨｚから１．７ＧＨｚを引いた−１ＧＨｚを中心とし、ＬＴＥの帯域幅である２０ＭＨｚより大きい幅の通過周波数帯域が設定される。同様にして、可変通過域フィルタ１４０１ｂには、１．５ＧＨｚのＬＴＥの通信チャネルが抽出されるように、−２００ＭＨｚを中心とし、２０ＭＨｚより大きい幅の通過周波数帯域が設定される。また、可変通過域フィルタ１４０１ｃには、１．７ＧＨｚのＬＴＥの通信チャネルが抽出されるように、通過周波数帯域が設定される。なお、１．７ＧＨｚのＬＴＥの通信チャネルは、実際には、１．８５ＧＨｚあたりに中心周波数が存在するため、可変通過域フィルタ１４０１ｃには、約＋１５０ＭＨｚを中心とし、２０ＭＨｚより大きい幅の通過周波数帯域が設定される。
【０１９９】
なお、フィルタバンク１４０１の各可変通過域フィルタは、マイナス周波数にも対応できるように、複素フィルタであることが好ましい。複素フィルタは、Ｉ／Ｑ信号を利用したポリフェーズ構成などによって容易に構成することができる。また、可変通過域フィルタが対象通信チャネルの周波数帯域のみを抽出するように、通過周波数帯域を対象通信チャネルの周波数帯域になるべく近くすることが好ましいが、通過周波数帯域を小さくすると、フィルタ次数が増大するという問題がある。このため、通過周波数帯域は、主な干渉波を抑圧できる最小限の帯域に留めることが好ましい場合も多い。例えば、２．４ＧＨｚ帯のＷｉＦｉを干渉波とする場合、干渉波の周波数は、７００Ｍから１．７ＧＨｚ帯のＬＴＥの通信チャネルの周波数よりかなり離れているため、比較的広い通過周波数帯域でも干渉波を十分抑圧することができる。
【０２００】
また、高いＣ／Ｎが必要な場合には、第２の受信モードにおける狭帯域受信が行われることが望ましい。なお、第２の受信モードでは、フィルタバンク１４０１の各可変通過域フィルタのいずれか１つには、ロウパスフィルタフィルタ特性を持たせることが望ましい。以下では、可変通過域フィルタ１４０１ａに、ロウパスフィルタフィルタ特性を持たせる。
【０２０１】
図１５Ｂは、第２の受信モードにおけるフィルタバンク１４０１の動作を説明するための説明図である。なお、図１５Ｂでは、ＬＴＥの通信チャネルである７００ＭＨｚ帯、１．５ＧＨｚ帯および１．７ＧＨｚ帯のそれぞれの通信チャネルの受信信号を受信するために、制御装置１０５は、ローカル周波数を約７００ＭＨｚ、約１．５ＧＨｚおよび約１．７ＧＨｚに順次切り替えていく。これにより、それらの通信チャネルの受信信号は、全てＤＣ付近の約２０ＭＨｚ（ＤＣを中心として±約１０ＭＨｚ）のベースバンド信号に変換される。ロウパスフィルタフィルタ特性を有する可変通過域フィルタ１４０１ａには、この約１０ＭＨｚあたりにカットオフ周波数が設定されることが望ましい。
【０２０２】
このようにフィルタバンク１４０１は、広帯域受信においては複数のバンドに対して同時に必要な周波数帯域だけを通過させるフィルタとして機能し、狭帯域受信においては一つのベースバンドを通過させるフィルタとして機能する。
【０２０３】
マルチバンド無線通信装置が対象とする無線システムが、例えばＬＴＥのみならず、３Ｇ無線やＢＷＡ無線を扱う場合もある。この場合、各無線システムに必要なロウパスフィルタ帯域が異なる場合があり、狭帯域受信時にフィルタバンク１４０１の各可変通過域フィルタに、別々のロウパスフィルタ特性（つまり、別々のカットオフ周波数）を持たせて同時に動作させることもできる。例えば、ＬＴＥの通信チャネルの帯域幅を２０ＭＨｚ、３Ｇの通信チャネルの帯域幅を５ＭＨｚとした場合、ＬＴＥの狭帯域受信においては、制御装置１０５は、帯域幅の半分である１０ＭＨｚをロウパスフィルタ１４０１ａのカットオフ周波数に設定し、３Ｇ無線の帯域幅５ＭＨｚの半分の５ＭＨｚをロウパスフィルタ１４０１ｂのカットオフ周波数に設定する。
【０２０４】
図１６は、本実施形態のマルチバンド無線通信装置の他の構成例を示したブロック図である。図１６において、マルチバンド無線通信装置は、図１で示した構成に加えて、複数の可変通過域フィルタ１６０１を有する。また、周波数変換器１０２が複数ある。
【０２０５】
図１６では、可変通過域フィルタ１６０１および周波数変換器１０２は、３つずつある。以下、３つの可変通過域フィルタ１６０１のそれぞれを、可変通過域フィルタ１６０１ａ〜１６０１ｃとし、３つの周波数変換器１０２を、周波数変換器１０２ａ〜１０２ｃとする。
【０２０６】
可変周波数生成器１０３は、周波数変換器１０２ａ〜１０２ｃのそれぞれに対応する複数のローカル信号を生成する。ここで、可変周波数生成器１０３は、ローカル周波数がそれぞれ異なる複数のローカル信号を生成することができる。
【０２０７】
周波数変換器１０２ａ〜１０２ｃのそれぞれは、対象通信チャネルのいずれかと対応している。なお、周波数変換器１０２ａ〜１０２ｃのそれぞれに対応する通信チャネルの周波数帯域を、Ｂ１帯、Ｂ２帯およびＢ３帯とする。
【０２０８】
周波数変換器１０２ａ〜１０２ｃのそれぞれは、受信信号に、可変周波数生成器１０３にて生成された複数のローカル信号の中の自変換器に対応するローカル信号を乗算する。なお、受信信号には自変換器に対応する通信チャネルの信号が含まれているので、周波数変換器１０２ａ〜１０２ｃのそれぞれは、自変換器に対応する通信チャネルの受信信号にローカル信号を乗算することになる。
【０２０９】
可変通過域フィルタ１６０１ａ〜１６０１ｃは、周波数変換器１０２ａ〜１０２ｃのいずれか一つの１対１で対応し、その対応する可変通過域フィルタにて周波数が変更された受信信号から、その可変通過域フィルタに対応する対象通信チャネルの周波数帯域を通過周波数帯域として抽出する。
【０２１０】
ここで、互いに対応する可変通過域フィルタおよび周波数変換器は、受信チェーンを構成する。
【０２１１】
制御装置１０５は、第１の受信モードでは、周波数変換器１０２ａ〜１０２ｃのいずれか一つのローカル信号のローカル周波数を、その該周波数変換器に対応する通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定する。また、同時に、制御装置１０５は、他の周波数変換器に対応するローカル信号のローカル周波数を、周波数変換器１０２ａ〜１０２ｃのそれぞれにて変換された周波数が連続するような値に設定する。
【０２１２】
図１７は、図１６で示したマルチバンド無線通信装置の制御装置１０５の動作を説明するための説明図である。
【０２１３】
第１の受信モードにおける広帯域受信では、制御装置１０５は、例えば、３つの通信バンドがほぼ連続してＡ／Ｄ変換器１０４の帯域内に存在するように、可変周波数生成器１０３に３つのローカル信号を生成させる。
【０２１４】
例えば７００ＭＨｚ帯の７００ＭＨｚ〜１ＧＨｚの信号が、周波数変換後のＩＦ帯域内のー４００〜―１００ＭＨｚあたりに周波数変換されるように、可変周波数生成器１０３は、１．１ＧＨｚのローカル信号（ＬＯ１）を周波数変換器１０２ａに供給する。同様にして１．５ＧＨｚ帯のＬＴＥを、ＩＦ帯域内のＤＣ付近に変換するように、可変周波数生成器１０３は、１．５ＧＨｚのローカル信号（ＬＯ２）を周波数変換器１０２ｂに供給する。さらに、１．７ＧＨｚ〜２．１ＧＨｚあたりのＬＴＥや３Ｇ信号をＩＦ帯域内の１００〜５００ＭＨｚあたりに変換されるように、可変周波数生成器１０３は、１．６ＧＨｚのローカル信号（ＬＯ３）を周波数変換器１０２ｃに供給する。
【０２１５】
また、第２の受信モードにおける狭帯域受信では、制御装置１０５は、７００ＭＨｚ帯の信号を狭帯域受信するように、ＬＯ１のローカル周波数を約７００ＭＨｚに設定し、１．５ＧＨｚ帯の信号を狭帯域受信できるように、ＬＯ２のローカル周波数を約１．５ＧＨｚに設定し、１．７ＧＨｚ帯のＬＴＥ（実際には１．８５ＧＨｚあたり）を狭帯域受信できるように、ＬＯ３のローカル周波数を約１．８５ＧＨｚに設定する。
【０２１６】
また、制御装置１０５は、受信チェーンの各通過域フィルタの通過周波数帯域を、広帯域受信では、各中心チャネルのＩＦ帯の周波数範囲であるー４００〜―１００ＭＨｚ、ＤＣ付近の２０ＭＨｚおよび１００〜５００ＭＨｚのそれぞれに設定し、狭帯域受信では、ＤＣ付近の２０ＭＨｚに設定する。
【０２１７】
これによって広帯域受信において、干渉電力の混入を最小限にすることができると共に、Ａ／Ｄ変換器１０４の変換レートを最小限にすることができ、Ａ／Ｄ変換器１０４の消費電力を低減することができる。
【０２１８】
図１８は、可変周波数生成器１０３にて生成されるローカル信号のローカル周波数の様子を示した説明図である。図１８では、マルチバンド無線通信装置は、例えば７００ＭＨｚ帯、１．５ＧＨｚ帯および１．７ＧＨｚ帯の通信チャネルの電波信号を、静寂期間において広帯域受信し、静寂期間以外の期間で狭帯域受信するものとする。
【０２１９】
この場合、可変周波数生成器１０３は、７００ＭＨｚ帯の電波信号の狭帯域受信では、ＬＯ１を生成し、１．５ＧＨｚ帯の電波信号の狭帯域受信では、ＬＯ２を生成し、１．７ＧＨｚ帯の電波信号の狭帯域受信では、ＬＯ３を生成する。また、可変周波数生成器１０３は、広帯域受信では、前述した広帯域受信に必要なＬＯ１からＬＯ３を同時に生成する。
【０２２０】
なお、狭帯域受信においては、各受信チェーンが順次アクティブにすればよいため、受信チェーンの動作を休止することができる。図１６の場合、３つの受信チェーンが存在し、アクティブになる１つ受信チェーンを除いた２つの受信チェーンを休止させることが可能になるので、消費電力を低減することができる。
【０２２１】
図１９および図２０は、狭帯域受信における図１７および図１８で説明した動作と別の動作を説明するための説明図である。なお、広帯域動作は、図１７と同じである。
【０２２２】
狭帯域受信において、制御装置１０５は、Ｂ１帯、Ｂ２帯およびＢ３帯の受信チェーンのうち、Ｂ２帯の受信チェーンのみを動作させる。Ｂ２帯のローカル信号ＬＯ２は、図１９および２０のように、順次、各通信チャネルの中心周波数に切り替わる。これによって狭帯域受信では、Ｂ１帯およびＢ３帯のチェーンを完全に停止させることができるので、消費電力を低減することができる。
【０２２３】
本実施形態によれば、可変ロウパスフィルタ１００１は、周波数変換器１０２にて周波数が変換された受信信号からカットオフ周波数以上の周波数を除去する。Ａ／Ｄ変換器１０４は、可変ロウパスフィルタ１００１にてカットオフ周波数以上の周波数が除去された受信信号をデジタル信号に変換する。制御装置１０５は、第２の受信モードにおけるカットオフ周波数を、第１の受信モードにおけるカットオフ周波数より低くする。
【０２２４】
この場合、エイリアスの発生を抑制することができる。
【０２２５】
また、本実施形態では、可変ノッチフィルタ１２０１は、周波数変換器１０２にて周波数が変換された受信信号から阻止周波数帯域を除去する。Ａ／Ｄ変換器１０４は、可変ノッチフィルタ１２０１にて阻止周波数帯域が除去された受信信号をデジタル信号に変換する。
【０２２６】
この場合、広帯域受信であっても、干渉の影響を最小にすることができ、電力測定や復調動作の精度を上げることが可能になる。
【０２２７】
また、本実施形態では、周波数変換器１０２ａ〜１０２ｃは、複数の通信チャネルのいずれかと対応し、その対応する通信チャネルの受信信号に、複数のローカル信号の中の自手段に対応するローカル信号を乗算する。可変通過域フィルタ１６０１ａ〜１６０１ｃは、周波数変換器１０２ａ〜１０２ｃのいずれか１つと対応し、その対応する周波数変換器にて周波数が変換された受信信号から、その波数変換器に対応する通信チャネルの周波数帯域を通過周波数帯域として抽出する。制御装置１０５は、第１の受信モードでは、各周波数変換器のいずれか１つに対応するローカル信号のローカル周波数を、その周波数変換器に対応する通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定する。さらに、制御装置１０５は、その他の周波数変換器に対応するローカル信号のローカル周波数を、各周波数変換器にて変換された周波数が連続するような値に設定する。
【０２２８】
この場合、干渉電力の混入を最小限にすることができると共に、Ａ／Ｄ変換器１０４の変換レートを最小限にすることができ、Ａ／Ｄ変換器１０４の消費電力を低減することができる。
【０２２９】
＜第４の実施形態＞
第１〜第３の実施形態では、マルチバンド無線通信装置の受信部について説明したが、本実施形態では、マルチバンド無線通信装置の送信部について説明する。
【０２３０】
図２１は、本実施形態のマルチバンド無線通信装置の送信部の構成を示したブロック図である。図２１において、マルチバンド無線通信装置の送信部は、送信アンプ２１０１と、周波数変換器２１０２と、可変周波数生成器２１０３と、可変サンプリングレートＤ／Ａ変換器２１０４と、制御装置１０５とを含む。なお、制御装置１０５は、受信部と兼用されている。
【０２３１】
可変サンプリング周波数Ｄ／Ａ変換器（以下、単にＤ／Ａ変換器と称する）２１０４は、Ｄ／Ａ変換手段と呼ばれることもある。Ｄ／Ａ変換器２１０４は、制御装置１０５からのデジタル信号である送信信号をアナログ信号に変換する。
【０２３２】
可変周波数生成器２１０３は、送信用生成手段と呼ばれることもある。可変周波数生成器２１０３は、送信用ローカル信号を生成する。
【０２３３】
周波数変換器２１０２は、送信用周波数変換手段と呼ばれることもある。周波数変換器２１０２は、Ｄ／Ａ変換器２１０４にてアナログ信号に変換された送信信号に、可変周波数生成器２１０３にて生成された送信用ローカル信号を乗算して、その送信信号の周波数を変換する。
【０２３４】
送信アンプ２１０１は、周波数変換器２１０２にて周波数が変換された送信信号を増幅して送信する。
【０２３５】
制御装置１０５は、第１の受信モードと第２の受信モードとを切り替えて、未検出局への同期信号の送信と、既検出局との通信とを行う。
【０２３６】
第１の送信モードでは、制御装置１０５は、送信用ローカル信号の周波数である送信用ローカル周波数を第１のローカル周波数に設定し、かつ、Ｄ／Ａ変換器２１０４のサンプリング周波数を第１のサンプリング周波数に設定する。
【０２３７】
また、第２の送信モードでは、制御装置１０５は、送信用ローカル周波数を第２のローカル周波数に設定し、かつ、Ｄ／Ａ変換器２１０４のサンプリング周波数を第２のサンプリング周波数に設定する。
【０２３８】
これにより、第１の送信モードによる送信信号の送信が広帯域送信となり、第２の送信モードによる送信信号の送信が狭帯域送信となる。
【０２３９】
制御装置１０５は、例えば、第１の送信モードによる広帯域送信において、未検出局への同期信号の送信を行い、第２の送信モードによる狭帯域送信において、既検出局との通信とを行う。
【０２４０】
図２２は、図２１で示したマルチバンド通信装置の制御装置１０５の動作の一例を説明するためのフローチャートである。
【０２４１】
先ず、制御装置１０５は、第１のローカル周波数を示す生成器制御信号を可変周波数生成器２１０２に入力して、可変周波数生成器２１０２が生成するローカル信号の周波数を第１のローカル周波数に設定する（工程２２０１）。
【０２４２】
続いて、制御装置１０５は、第１のサンプリング周波数を示す変換器制御信号をＤ／Ａ変換器２１０４に入力して、Ｄ／Ａ変換器２１０４のサンプリング周波数を第１のサンプリング周波数に設定する（工程２２０２）。
【０２４３】
その後、制御装置１０５は、第２のローカル周波数を示す生成器制御信号を可変周波数生成器２１０２に入力して、可変周波数生成器２１０２が生成する送信用ローカル信号の周波数を第２のローカル周波数に設定する（工程２２０３）。
【０２４４】
そして、制御装置１０５は、第２のサンプリング周波数を示す変換器制御信号をＤ／Ａ変換器２１０４に入力して、Ｄ／Ａ変換器２１０４のサンプリング周波数を第２のサンプリング周波数に設定する（工程２２０４）。
【０２４５】
受信部と同様に、第１および第２の工程において、第１の送信モードとなる広帯域送信が行われ、第３および第４の工程において、第２の送信モードとなる狭帯域送信を行う。
【０２４６】
広帯域送信では、複数の通信チャネルに対応する複数の送信信号を同時に送信することができる。このため、セルサーチなどを行うための同期信号を、例えば、前述したＬＴＥの７００ＭＨｚ帯、１．５ＧＨｚ帯および１．７ＧＨｚ帯に対応する送信信号として同時に送信することができる。したがって、送信信号を順番に送信する場合より、送信にかかる時間を短縮することが可能になり、システム全体のスループットを向上させることが可能になる。
【０２４７】
また、広帯域送信において問題となるのは、Ｄ／Ａ変換器２１０４のダイナミックレンジである。通常、Ｄ／Ａ変換器のダイナミックレンジは、分解能をＮｂｉｔとすると、約６×Ｎ（ｄＢ）で表される。例えば、ダイナミックレンジは、分解能を１０ｂｉｔとすると、６０ｄＢとなる。この場合、所望波の送信電力を０ｄＢｍとすると、―６０ｄＢｍのノイズ電力が送信されてしまう。したがって、広帯域送信では、ノイズ電力の出力が許される利用環境で利用する必要がある。
【０２４８】
制御装置１０５は、このノイズ電力の送出や、所望波の出力ＥＶＭが広帯域送信において十分に得られない場合などに狭帯域送信に移行する。
【０２４９】
図２３は、広帯域送信と狭帯域送信の切り換えを説明するためのフローチャートである。
【０２５０】
先ず、制御装置１０５は、図４の工程４０１と同様にして、既検出局から送出される電波信号が時間的に重ならないように、自セル内の無線局による電波信号の送出タイミングを調整する（工程２３０１）。続いて、制御装置１０５は、特定期間において、第１の送信モードによる広帯域送信を行う（工程２３０２）。そして、制御装置１０５は、特定期間以外において、第２の送信モードによる狭帯域送信を行う（工程２３０３）。
【０２５１】
例えば、制御装置１０５は、特定期間において、ビーコンやプリアンブル信号などの同期信号を送信信号として送信することで、既検出局との同期や未検出局に対する新たな同期の機会を与え、特定期間以外において、ヘッダ信号、チャネル推定信号およびペイロード信号を送信信号として送信することで、既検出局との通信を行うことができる。
【０２５２】
特定期間は、高いＣ／Ｎ比を必要としない期間であり、特定期間以外の期間は、高いＣ／Ｎ比を必要とする期間である。例えば、ＯＦＤＭ通信では、同期などを取るためのプリアンブル期間はＢＰＳＫなどの高いＣ／Ｎを必要としない期間であり、実際のＯＦＤＭ期間は比較的高いＣ／Ｎを必要とする期間である。
【０２５３】
次に送信部の他の構成例について説明する。
【０２５４】
図２４は、送信部の他の構成例を示したブロック図である。図２４において、送信部は、図２１で示した構成に加えて、フィルタ２４０１をさらに有する。フィルタ２４０１は、周波数変換器２１０２およびＤ／Ａ変換器２１０４に介在する。
【０２５５】
フィルタ２４０１は、Ｄ／Ａ変換器２１０４にてアナログ信号に変換された送信信号から、Ｄ／Ａ変換器２１０４のエイリアスを除去する。周波数変換器２１０２は、フィルタ２４０１にてエイリアスが除去された送信信号の周波数を変換する。
【０２５６】
なお、Ｄ／Ａ変換器２１０４のエイリアスはＤ／Ａ変換器２１０４のサンプリング周波数に応じて変化するので、制御装置１０５は、そのサンプリングレートの切り替えに応じて、フィルタ２４０１のフィルタ特性を変化させる。
【０２５７】
例えば、広帯域送信において、Ｄ／Ａ変換器２１０４のサンプリングレートが２．６ＧＳ／ｓである場合、ナイキスト周波数は１．３ＧＨｚとなるため、フィルタ２４０１のフィルタ特性としてはロウパスフィルタ特性を持たせ、制御装置１０５は、そのナイキスト周波数以下の周波数をカットオフ周波数としてフィルタ２４０１に設定する。
【０２５８】
また、狭帯域送信において、Ｄ／Ａ変換器２１０４のサンプリングレートが１００ＭＳ／ｓの場合、ナイキスト周波数は５０ＭＨｚとなるため、フィルタ２４０１のフィルタ特性としてはロウパスフィルタ特性を持たせ、制御装置１０５は、そのナイキスト周波数以下の周波数をカットオフ周波数としてフィルタ２４０１に設定する。
【０２５９】
図２５は、送信部の他の構成例を示したブロック図である。図２５において、送信部は、図２４で示した構成のフィルタ２４０１の代わりに、フィルタバンク２５０１を有する。
【０２６０】
図２４で示した送信部では、図１４で示した受信部と同様の考え方に基づいて、フィルタバンク２５０１は、広帯域送信において送信すべき所望波を通過させる、個別フィルタ２５０１ａ〜２５０１ｃを有する。図２４では、個別フィルタの数は３だけだが、実際には、同時に送信したい送信チャネル数に応じて適宜変更することができる。
【０２６１】
本実施形態によれば、Ｄ／Ａ変換器２１０４は、無線局に送信するデジタル信号である送信信号をサンプリングしてアナログ信号に変換する。周波数変換器２１０２は、Ｄ／Ａ変換器２１０４にてアナログ信号に変換された送信信号に、可変周波数生成器２１０２が生成した送信用ローカル信号を乗算して、送信信号の周波数を変換する。送信アンプ２１０１は、周波数変換器２１０２にて周波数が変換された送信信号を送信する。制御装置１０５は、送信用ローカル信号の周波数を、複数の対象通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定し、かつ、Ｄ／Ａ変換器２１０４のサンプリング周波数を、第１のサンプリング周波数に設定する第１の送信モードと、送信用ローカル信号の周波数を、特定通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定し、かつ、Ｄ／Ａ変換器２１０４のサンプリング周波数を、第２のサンプリング周波数に設定する第２の送信モードと、を切り替えて、未検出局への同期信号の送信と、既検出局との通信とを行う。
【０２６２】
この場合、ローカル周波数およびサンプリング周波数を設定する第１の送信モードおよび第２の送信モードが切り替えられることで、未検出局への同期信号の送信と、既検出局との通信とが行われる。したがって、未検出局の検出と、既検出局との通信とを同じ構成で行うことが可能になるので、装置規模が増大を抑制しながら、未検出局の検出と検出局との通信とを両立させることが可能になる。
【０２６３】
本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、既に述べた本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【０２６４】
１０１ 受信アンプ
１０２ 周波数変換器
１０３ 可変周波数生成器
１０４ 可変サンプリング周波数Ａ／Ｄ変換器
１０５ 制御装置
３０１ 高速フーリエ変換装置
３０２ 電力測定装置
３０３ 判断装置
３０４ デジタルバンドパスフィルタ
３０５ 電力測定装置
３０６ デジタル周波数変換器
３０７ 復調装置
３０８ 回線品質計算装置
３０９ 通信装置
１００１ 可変ロウパスフィルタ
１２０１ 可変ノッチフィルタ
１６０１ 可変通過域フィルタ
２１０１ 送信アンプ
２１０２ 周波数変換器
２１０３ 可変周波数生成器
２１０４ 可変サンプリング周波数Ｄ／Ａ変換器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信チャネルを用いて無線局と通信可能なマルチバンド無線通信装置であって、
ローカル信号を生成する生成手段と、
前記無線局からの受信信号に、前記生成手段が生成したローカル信号を乗算して、前記受信信号の周波数を変換する周波数変換手段と、
前記周波数変換手段にて周波数が変換された受信信号をサンプリングしてデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
前記ローカル信号の周波数を、前記複数の通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定し、かつ、前記Ａ／Ｄ変換手段のサンプリング周波数を、前記最高周波数から前記最低周波数を減算した値以上の第１のサンプリング周波数に設定する第１の受信モードと、前記ローカル信号の周波数を、前記複数の通信チャネル内の特定通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定し、かつ、前記サンプリング周波数を、前記第１のサンプリング周波数より低い第２のサンプリング周波数に設定する第２の受信モードと、を切り替えて、検出されていない無線局である未検出局の検出と、検出されている無線局である既検出局との通信とを行う制御手段と、を有するマルチバンド無線通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載のマルチバンド無線通信装置において、
前記制御手段は、前記第１の受信モードにおいて、前記未検出局の検出を行い、前記第２の受信モードにおいて、前記既検出局と通信を行う、マルチバンド無線通信装置。
【請求項３】
請求項２に記載のマルチバンド無線通信装置において、
前記制御手段は、前記第１の受信モードにおいて、前記既検出局との通信をさらに行い、前記Ａ／Ｄ変換手段にてデジタル信号に変換された受信信号の中の予め定められた干渉周波数帯域内の各周波数成分の電力に、所定電力以上の電力があると、前記第２の受信モードに切り替える、マルチバンド無線通信装置。
【請求項４】
請求項３に記載のマルチバンド無線通信装置において、
前記制御手段は、
前記受信信号に対して高速フーリエ変換を行い、当該受信信号を複数の周波数成分に分解する高速フーリエ変換手段と、
前記高速フーリエ変換手段にて分解された周波数成分のうち、前記干渉周波数帯域に含まれる各周波数成分の電力を測定する測定手段と、
前記測定手段にて測定された電力の中に、前記所定電力以上の電力があると、前記第２の受信モードに切り替える管理手段と、を有する、マルチバンド無線通信装置。
【請求項５】
請求項４に記載のマルチバンド無線通信装置において、
前記制御手段は、前記受信信号をダウンコンバートするダウンコンバータをさらに有し、
前記高速フーリエ変換は、前記ダウンコンバータにてダウンコンバートされた受信信号に対して高速フーリエ変換を行う、マルチバンド無線通信装置。
【請求項６】
請求項３に記載のマルチバンド無線通信装置において、
前記制御手段は、
前記受信信号から、周波数帯域が前記干渉周波数帯域に含まれ、かつ、周波数帯域がそれぞれ異なる複数の周波数帯域信号を抽出する複数のデジタルバンドパスフィルタと、
各デジタルバンドパスフィルタにて抽出された周波数帯域信号のそれぞれの電力を測定する複数の測定手段と、
前記測定手段にて測定された電力の中に、前記所定電力以上の電力があると、前記第２の受信モードに切り替える管理手段と、を有する、マルチバンド無線通信装置。
【請求項７】
請求項２に記載のマルチバンド無線通信装置において、
前記制御手段は、前記第１の受信モードにおいて、前記既検出局との通信をさらに行い、前記Ａ／Ｄ変換手段にてデジタル信号に変換された受信信号の中の、予め定められた所望周波数帯域の信号の回線品質が所定回線品質未満であると、前記第２の受信モードに切り替える、マルチバンド無線通信装置。
【請求項８】
請求項７に記載のマルチバンド無線通信装置において、
前記制御手段は、
前記受信信号に対して高速フーリエ変換を行い、当該受信信号を複数の周波数成分に分解する高速フーリエ変換手段と、
前記高速フーリエ変換手段にて分解された周波数成分に基づいて、所望周波数帯域の信号を復調する復調手段と、
前記復調手段にて復調された所望周波数帯域の信号の回線品質を求める回線品質計算手段と、
前記回線品質計算手段にて求められた回線品質が前記所定回線品質未満であると、前記第２の受信モードに切り替える、マルチバンド無線通信装置。
【請求項９】
請求項８に記載のマルチバンド無線通信装置において、
前記制御手段は、前記受信信号をダウンコンバートするダウンコンバータをさらに有し、
前記高速フーリエ変換手段は、前記ダウンコンバータにてダウンコンバートされた受信信号に対して高速フーリエ変換を行う、マルチバンド無線通信装置。
【請求項１０】
請求項２に記載のマルチバンド無線通信装置において、
前記制御手段は、前記既検出局の全てが電波信号の送出を休止する静寂期間が発生するように、前記既検出局による前記電波信号の送出タイミングを調整し、前記静寂期間では、前記第１の受信モードを設定し、前記電波信号のシンボル期間では、前記第２の受信モードを設定する、マルチバンド無線通信装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のマルチバンド無線通信装置において、
前記制御手段は、前記既検出局から送出される電波信号が時間的に重ならないように、前記既検出局による前記電波信号の送出タイミングを調整し、かつ、前記電波信号のガードインターバル期間に、前記第１の受信モードおよび前記第２の受信モードの切り替えを行う、マルチバンド無線通信装置。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載のマルチバンド無線通信装置において、
前記制御手段は、前記特定通信チャネルが複数ある場合、前記第２の受信モードにおいて、前記電波信号のガードインターバル期間に、前記ローカル信号の周波数を、前記特定通信チャネルのいずれかの最高周波数および最低周波数の中央値から、別の特定通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に切り替える、マルチバンド無線通信装置。
【請求項１３】
請求項２または１０に記載のマルチバンド無線通信装置において、
前記制御手段は、前記既検出局から送出される電波信号が時間的に重ならないように、前記既検出局による前記電波信号の送出タイミングを調整し、前記電波信号のガードインターバル期間では、前記第１の受信モードを設定し、前記電波信号のシンボル期間では、前記第２の受信モードを設定する、マルチバンド無線通信装置。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれか１項に記載のマルチバンド無線通信装置において、
前記周波数変換手段にて周波数が変換された受信信号からカットオフ周波数以上の周波数を除去する可変ロウパスフィルタをさらに有し、
前記Ａ／Ｄ変換手段は、前記可変ロウパスフィルタにて前記カットオフ周波数以上の周波数が除去された受信信号をデジタル信号に変換し、
前記制御手段は、前記第２の受信モードにおける前記カットオフ周波数を、前記第１の受信モードにおける前記カットオフ周波数より低くする、マルチバンド無線通信装置。
【請求項１５】
請求項１ないし１４のいずれか１項に記載のマルチバンド無線通信装置において、
前記周波数変換手段にて周波数が変換された受信信号から阻止周波数帯域を除去するノッチフィルタをさらに有し、
前記Ａ／Ｄ変換手段は、前記ノッチフィルタにて前記阻止周波数帯域が除去された受信信号をデジタル信号に変換する、マルチバンド無線通信装置。
【請求項１６】
請求項１ないし１５のいずれか１項に記載のマルチバンド無線通信装置において、
前記周波数変換手段にて周波数が変換された受信信号から、通過周波数帯域を抽出する通過域フィルタをさらに有し、
前記Ａ／Ｄ変換手段は、前記通過域フィルタにて抽出された通過周波数帯域の受信信号をデジタル信号に変換する、マルチバンド無線通信装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載のマルチバンド無線通信装置において、
前記周波数変換手段および前記通過域フィルタは、複数あり、
前記生成手段は、各周波数変換手段に対応する複数のローカル信号を生成し、
各周波数変換手段は、前記複数の通信チャネルのいずれかと対応し、当該対応する通信チャネルの受信信号に、前記複数のローカル信号の中の自手段に対応するローカル信号を乗算し、
各通過域フィルタは、前記周波数変換手段のいずれか１つと対応し、当該対応する周波数変換手段にて周波数が変換された受信信号から、当該周波数変換手段に対応する通信チャネルの周波数帯域を前記通過周波数帯域として抽出し、
前記制御手段は、前記第１の受信モードでは、各周波数変換手段のいずれか１つに対応するローカル信号のローカル周波数を、当該周波数変換手段に対応する通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定し、かつ、他の周波数変換手段に対応するローカル信号のローカル周波数を、各周波数変換手段にて変換された周波数が連続するような値に設定する、マルチバンド無線通信装置。
【請求項１８】
請求項１ないし１７のいずれか１項に記載のマルチバンド無線通信装置において、
送信用ローカル信号を生成する送信用生成手段と、
前記無線局に送信するデジタル信号である送信信号をサンプリングしてアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換手段と、
前記Ｄ／Ａ変換手段にてアナログ信号に変換された送信信号に、前記送信用生成手段が生成した送信用ローカル信号を乗算して、前記送信信号の周波数を変換する送信用周波数変換手段と、
前記送信用周波数変換手段にて周波数が変換された送信信号を送信する送信手段と、をさらに有し、
前記制御手段は、前記送信用ローカル信号の周波数を、前記複数の通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定し、かつ、前記Ｄ／Ａ変換手段のサンプリング周波数を、前記第１のサンプリング周波数に設定する第１の送信モードと、前記送信用ローカル信号の周波数を、前記特定通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定し、かつ、前記Ｄ／Ａ変換手段のサンプリング周波数を、前記第２のサンプリング周波数に設定する第２の送信モードと、を切り替えて、前記未検出局への同期信号の送信と、前記既検出局との通信とを行う、マルチバンド無線通信装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載のマルチバンド無線通信装置において、
前記制御手段は、前記第１の送信モードにおいて、前記未検出局への同期信号の送信を行い、前記第２の送信モードにおいて、前記既検出局との通信を行う、マルチバンド無線通信装置。
【請求項２０】
複数の通信チャネルを用いて無線局と通信可能なマルチバンド無線通信装置によるマルチバンド無線通信方法であって、
ローカル信号を生成する生成ステップと、
前記無線局からの受信信号に、前記生成されたローカル信号を乗算して、前記受信信号の周波数を変換する周波数変換ステップと、
前記周波数が変換された受信信号をサンプリングしてデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換ステップと、
前記ローカル信号の周波数を、前記複数の通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定し、かつ、前記サンプリングにおけるサンプリング周波数を、前記最高周波数から前記最低周波数を減算した値以上の第１のサンプリング周波数に設定する第１の受信モードと、前記ローカル信号の周波数を、前記複数の通信チャネル内の特定通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定し、かつ、前記サンプリング周波数を、前記第１のサンプリング周波数より低い第２のサンプリング周波数に設定する第２の受信モードとを切り替えて、検出されていない無線局である未検出局の検出と、検出されている無線局である既検出局との通信とを行う制御ステップと、を有するマルチバンド無線通信方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載のマルチバンド無線通信方法において、
前記制御ステップでは、前記第１の受信モードにおいて、前記未検出局の検出を行い、前記第２の受信モードにおいて、前記既検出局と通信を行う、マルチバンド無線通信方法。
【請求項１】
複数の通信チャネルを用いて無線局と通信可能なマルチバンド無線通信装置であって、
ローカル信号を生成する生成手段と、
前記無線局からの受信信号に、前記生成手段が生成したローカル信号を乗算して、前記受信信号の周波数を変換する周波数変換手段と、
前記周波数変換手段にて周波数が変換された受信信号をサンプリングしてデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
前記ローカル信号の周波数を、前記複数の通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定し、かつ、前記Ａ／Ｄ変換手段のサンプリング周波数を、前記最高周波数から前記最低周波数を減算した値以上の第１のサンプリング周波数に設定する第１の受信モードと、前記ローカル信号の周波数を、前記複数の通信チャネル内の特定通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定し、かつ、前記サンプリング周波数を、前記第１のサンプリング周波数より低い第２のサンプリング周波数に設定する第２の受信モードと、を切り替えて、検出されていない無線局である未検出局の検出と、検出されている無線局である既検出局との通信とを行う制御手段と、を有するマルチバンド無線通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載のマルチバンド無線通信装置において、
前記制御手段は、前記第１の受信モードにおいて、前記未検出局の検出を行い、前記第２の受信モードにおいて、前記既検出局と通信を行う、マルチバンド無線通信装置。
【請求項３】
請求項２に記載のマルチバンド無線通信装置において、
前記制御手段は、前記第１の受信モードにおいて、前記既検出局との通信をさらに行い、前記Ａ／Ｄ変換手段にてデジタル信号に変換された受信信号の中の予め定められた干渉周波数帯域内の各周波数成分の電力に、所定電力以上の電力があると、前記第２の受信モードに切り替える、マルチバンド無線通信装置。
【請求項４】
請求項３に記載のマルチバンド無線通信装置において、
前記制御手段は、
前記受信信号に対して高速フーリエ変換を行い、当該受信信号を複数の周波数成分に分解する高速フーリエ変換手段と、
前記高速フーリエ変換手段にて分解された周波数成分のうち、前記干渉周波数帯域に含まれる各周波数成分の電力を測定する測定手段と、
前記測定手段にて測定された電力の中に、前記所定電力以上の電力があると、前記第２の受信モードに切り替える管理手段と、を有する、マルチバンド無線通信装置。
【請求項５】
請求項４に記載のマルチバンド無線通信装置において、
前記制御手段は、前記受信信号をダウンコンバートするダウンコンバータをさらに有し、
前記高速フーリエ変換は、前記ダウンコンバータにてダウンコンバートされた受信信号に対して高速フーリエ変換を行う、マルチバンド無線通信装置。
【請求項６】
請求項３に記載のマルチバンド無線通信装置において、
前記制御手段は、
前記受信信号から、周波数帯域が前記干渉周波数帯域に含まれ、かつ、周波数帯域がそれぞれ異なる複数の周波数帯域信号を抽出する複数のデジタルバンドパスフィルタと、
各デジタルバンドパスフィルタにて抽出された周波数帯域信号のそれぞれの電力を測定する複数の測定手段と、
前記測定手段にて測定された電力の中に、前記所定電力以上の電力があると、前記第２の受信モードに切り替える管理手段と、を有する、マルチバンド無線通信装置。
【請求項７】
請求項２に記載のマルチバンド無線通信装置において、
前記制御手段は、前記第１の受信モードにおいて、前記既検出局との通信をさらに行い、前記Ａ／Ｄ変換手段にてデジタル信号に変換された受信信号の中の、予め定められた所望周波数帯域の信号の回線品質が所定回線品質未満であると、前記第２の受信モードに切り替える、マルチバンド無線通信装置。
【請求項８】
請求項７に記載のマルチバンド無線通信装置において、
前記制御手段は、
前記受信信号に対して高速フーリエ変換を行い、当該受信信号を複数の周波数成分に分解する高速フーリエ変換手段と、
前記高速フーリエ変換手段にて分解された周波数成分に基づいて、所望周波数帯域の信号を復調する復調手段と、
前記復調手段にて復調された所望周波数帯域の信号の回線品質を求める回線品質計算手段と、
前記回線品質計算手段にて求められた回線品質が前記所定回線品質未満であると、前記第２の受信モードに切り替える、マルチバンド無線通信装置。
【請求項９】
請求項８に記載のマルチバンド無線通信装置において、
前記制御手段は、前記受信信号をダウンコンバートするダウンコンバータをさらに有し、
前記高速フーリエ変換手段は、前記ダウンコンバータにてダウンコンバートされた受信信号に対して高速フーリエ変換を行う、マルチバンド無線通信装置。
【請求項１０】
請求項２に記載のマルチバンド無線通信装置において、
前記制御手段は、前記既検出局の全てが電波信号の送出を休止する静寂期間が発生するように、前記既検出局による前記電波信号の送出タイミングを調整し、前記静寂期間では、前記第１の受信モードを設定し、前記電波信号のシンボル期間では、前記第２の受信モードを設定する、マルチバンド無線通信装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のマルチバンド無線通信装置において、
前記制御手段は、前記既検出局から送出される電波信号が時間的に重ならないように、前記既検出局による前記電波信号の送出タイミングを調整し、かつ、前記電波信号のガードインターバル期間に、前記第１の受信モードおよび前記第２の受信モードの切り替えを行う、マルチバンド無線通信装置。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載のマルチバンド無線通信装置において、
前記制御手段は、前記特定通信チャネルが複数ある場合、前記第２の受信モードにおいて、前記電波信号のガードインターバル期間に、前記ローカル信号の周波数を、前記特定通信チャネルのいずれかの最高周波数および最低周波数の中央値から、別の特定通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に切り替える、マルチバンド無線通信装置。
【請求項１３】
請求項２または１０に記載のマルチバンド無線通信装置において、
前記制御手段は、前記既検出局から送出される電波信号が時間的に重ならないように、前記既検出局による前記電波信号の送出タイミングを調整し、前記電波信号のガードインターバル期間では、前記第１の受信モードを設定し、前記電波信号のシンボル期間では、前記第２の受信モードを設定する、マルチバンド無線通信装置。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれか１項に記載のマルチバンド無線通信装置において、
前記周波数変換手段にて周波数が変換された受信信号からカットオフ周波数以上の周波数を除去する可変ロウパスフィルタをさらに有し、
前記Ａ／Ｄ変換手段は、前記可変ロウパスフィルタにて前記カットオフ周波数以上の周波数が除去された受信信号をデジタル信号に変換し、
前記制御手段は、前記第２の受信モードにおける前記カットオフ周波数を、前記第１の受信モードにおける前記カットオフ周波数より低くする、マルチバンド無線通信装置。
【請求項１５】
請求項１ないし１４のいずれか１項に記載のマルチバンド無線通信装置において、
前記周波数変換手段にて周波数が変換された受信信号から阻止周波数帯域を除去するノッチフィルタをさらに有し、
前記Ａ／Ｄ変換手段は、前記ノッチフィルタにて前記阻止周波数帯域が除去された受信信号をデジタル信号に変換する、マルチバンド無線通信装置。
【請求項１６】
請求項１ないし１５のいずれか１項に記載のマルチバンド無線通信装置において、
前記周波数変換手段にて周波数が変換された受信信号から、通過周波数帯域を抽出する通過域フィルタをさらに有し、
前記Ａ／Ｄ変換手段は、前記通過域フィルタにて抽出された通過周波数帯域の受信信号をデジタル信号に変換する、マルチバンド無線通信装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載のマルチバンド無線通信装置において、
前記周波数変換手段および前記通過域フィルタは、複数あり、
前記生成手段は、各周波数変換手段に対応する複数のローカル信号を生成し、
各周波数変換手段は、前記複数の通信チャネルのいずれかと対応し、当該対応する通信チャネルの受信信号に、前記複数のローカル信号の中の自手段に対応するローカル信号を乗算し、
各通過域フィルタは、前記周波数変換手段のいずれか１つと対応し、当該対応する周波数変換手段にて周波数が変換された受信信号から、当該周波数変換手段に対応する通信チャネルの周波数帯域を前記通過周波数帯域として抽出し、
前記制御手段は、前記第１の受信モードでは、各周波数変換手段のいずれか１つに対応するローカル信号のローカル周波数を、当該周波数変換手段に対応する通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定し、かつ、他の周波数変換手段に対応するローカル信号のローカル周波数を、各周波数変換手段にて変換された周波数が連続するような値に設定する、マルチバンド無線通信装置。
【請求項１８】
請求項１ないし１７のいずれか１項に記載のマルチバンド無線通信装置において、
送信用ローカル信号を生成する送信用生成手段と、
前記無線局に送信するデジタル信号である送信信号をサンプリングしてアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換手段と、
前記Ｄ／Ａ変換手段にてアナログ信号に変換された送信信号に、前記送信用生成手段が生成した送信用ローカル信号を乗算して、前記送信信号の周波数を変換する送信用周波数変換手段と、
前記送信用周波数変換手段にて周波数が変換された送信信号を送信する送信手段と、をさらに有し、
前記制御手段は、前記送信用ローカル信号の周波数を、前記複数の通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定し、かつ、前記Ｄ／Ａ変換手段のサンプリング周波数を、前記第１のサンプリング周波数に設定する第１の送信モードと、前記送信用ローカル信号の周波数を、前記特定通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定し、かつ、前記Ｄ／Ａ変換手段のサンプリング周波数を、前記第２のサンプリング周波数に設定する第２の送信モードと、を切り替えて、前記未検出局への同期信号の送信と、前記既検出局との通信とを行う、マルチバンド無線通信装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載のマルチバンド無線通信装置において、
前記制御手段は、前記第１の送信モードにおいて、前記未検出局への同期信号の送信を行い、前記第２の送信モードにおいて、前記既検出局との通信を行う、マルチバンド無線通信装置。
【請求項２０】
複数の通信チャネルを用いて無線局と通信可能なマルチバンド無線通信装置によるマルチバンド無線通信方法であって、
ローカル信号を生成する生成ステップと、
前記無線局からの受信信号に、前記生成されたローカル信号を乗算して、前記受信信号の周波数を変換する周波数変換ステップと、
前記周波数が変換された受信信号をサンプリングしてデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換ステップと、
前記ローカル信号の周波数を、前記複数の通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定し、かつ、前記サンプリングにおけるサンプリング周波数を、前記最高周波数から前記最低周波数を減算した値以上の第１のサンプリング周波数に設定する第１の受信モードと、前記ローカル信号の周波数を、前記複数の通信チャネル内の特定通信チャネルの最高周波数および最低周波数の中央値に設定し、かつ、前記サンプリング周波数を、前記第１のサンプリング周波数より低い第２のサンプリング周波数に設定する第２の受信モードとを切り替えて、検出されていない無線局である未検出局の検出と、検出されている無線局である既検出局との通信とを行う制御ステップと、を有するマルチバンド無線通信方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載のマルチバンド無線通信方法において、
前記制御ステップでは、前記第１の受信モードにおいて、前記未検出局の検出を行い、前記第２の受信モードにおいて、前記既検出局と通信を行う、マルチバンド無線通信方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２０１１−５５４３８（Ｐ２０１１−５５４３８Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０４９９１（Ｐ２００９−２０４９９１）
【出願日】平成２１年９月４日（２００９．９．４）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月４日（２００９．９．４）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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