(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線信号の送受信を行う少なくとも１本のアンテナと、
該アンテナの送受信の切替や、アンテナの指向性制御等を行うアンテナ制御部と、
受信に際しては、上記アンテナ制御部からの信号を受けてＩＦ周波数、またはベースバンドへの周波数変換、帯域制限、レベル調整、Ａ／Ｄ変換等の信号処理を行い、送信に際しては、入力された信号に対して、Ｄ／Ａ変換、帯域制限等の信号処理の後、ＲＦ周波数に周波数変換して、前記アンテナ制御部に信号を出力する無線信号処理部と、
受信に際しては、前記無線信号処理部によりディジタル化された受信信号を受けて復調信号処理し、送信に際しては、外部インタフェース部を介して入力された信号に対して変調信号処理を行い前記無線信号処理部に出力する機能を有し、それらの制御を内蔵するプロセッサにより行い、該プロセッサの動作に必要なソフトウェアの少なくとも一部を入れ替えることが可能な構成を有する信号処理部と、
受信に際しては、該信号処理部で復調信号処理した信号を、外部のインタフェースとの整合を採ったうえで出力し、送信に際しては、外部機器とのインタフェースの整合を採ったうえで前記信号処理部に出力する外部インタフェース部と、を含んで成るソフトウェア無線装置であって、
前記アンテナ制御部、無線信号処理部、外部インタフェース部に、それぞれソフトウェアで動作するプロセッサを内蔵せしめると共に、上記各部と前記信号処理部を含む各部間に制御情報を授受する信号インタフェースを設け、上記各部が、自己の動作を、信号インタフェース上の制御情報に基づいて、内蔵するプロセッサを用いてソフトウェアによって制御するように構成したことを特徴とするソフトウェア無線装置。
【請求項２】
無線信号の送受信を行う少なくとも１本のアンテナと、
該アンテナの送受信の切替や、アンテナの指向性制御等を行うアンテナ制御部と、
受信に際しては、上記アンテナ制御部からの信号を受けてＩＦ周波数、またはベースバンドへの周波数変換、帯域制限、レベル調整、Ａ／Ｄ変換等の信号処理を行い、送信に際しては、入力された信号に対して、Ｄ／Ａ変換、帯域制限等の信号処理の後、ＲＦ周波数に周波数変換して、前記アンテナ制御部に信号を出力する無線信号処理部と、
受信に際しては、前記無線信号処理部によりディジタル化された受信信号を受けて復調信号処理し、送信に際しては、外部インタフェース部を介して入力された信号に対して変調信号処理を行い前記無線信号処理部に出力する機能を有し、それらの制御を内蔵するプロセッサにより行い、該プロセッサの動作に必要なソフトウェアの少なくとも一部を入れ替えることが可能な構成を有する信号処理部と、
受信に際しては、該信号処理部で復調信号処理した信号を、外部のインタフェースとの整合を採ったうえで出力し、送信に際しては、外部機器とのインタフェースの整合を採ったうえで前記信号処理部に出力する外部インタフェース部と、を含んで成るソフトウェア無線装置であって、
前記アンテナ制御部、無線信号処理部、外部インタフェース部に、それぞれソフトウェアで動作するプロセッサを内蔵せしめると共に、上記各部と前記信号処理部との間にそれぞれ制御情報を授受する信号インタフェースを設け、上記各部が、自己の動作を、前記信号処理部との間の信号インタフェース上の制御情報に基づいて、内蔵するプロセッサを用いてソフトウェアによって制御するように構成したことを特徴とするソフトウェア無線装置。
【請求項３】
無線信号の送受信を行う少なくとも１本のアンテナと、
該アンテナの送受信の切替や、アンテナの指向性制御等を行うアンテナ制御部と、
受信に際しては、上記アンテナ制御部からの信号を受けてＩＦ周波数、またはベースバンドへの周波数変換、帯域制限、レベル調整Ａ／Ｄ、変換等の信号処理を行い、送信に際しては、入力された信号に対して、Ｄ／Ａ変換、帯域制限等の信号処理の後、ＲＦ周波数に周波数変換して、前記アンテナ制御部に信号を出力する無線信号処理部と、
受信に際しては、前記無線信号処理部によりディジタル化された受信信号を受けて復調信号処理し、送信に際しては、外部インタフェース部を介して入力された信号に対して変調信号処理を行い前記無線信号処理部に出力する機能を有し、それらの制御を内蔵するプロセッサにより行い、該プロセッサの動作に必要なソフトウェアの少なくとも一部を入れ替えることが可能な構成を有する信号処理部と、
受信に際しては、該信号処理部で復調信号処理した信号を、外部のインタフェースとの整合を採ったうえで出力し、送信に際しては、外部機器とのインタフェースの整合を採ったうえで前記信号処理部に出力する外部インタフェース部と、を含んで成るソフトウェア無線装置であって、
前記アンテナ制御部、無線信号処理部、外部インタフェース部の、少なくとも一つに、ソフトウェアで動作するプロセッサを内蔵せしめると共に、該プロセッサを内蔵する機能部と前記信号処理部を含む他のプロセッサを内蔵する機能部との間に制御情報を授受する信号インタフェースを設け、上記プロセッサを内蔵する機能部が、自己の動作を、他の機能部との間の信号インタフェース上の制御情報に基づいて、内蔵するプロセッサを用いてソフトウェアによって制御し、プロセッサを内蔵しない機能部は信号処理部のプロセッサによって制御するように構成したことを特徴とするソフトウェア無線装置。
【請求項４】
無線信号の送受信を行う少なくとも１本のアンテナと、
該アンテナの送受信の切替や、アンテナの指向性制御等を行うアンテナ制御部と、
受信に際しては、上記アンテナ制御部からの信号を受けてＩＦ周波数、またはベースバンドへの周波数変換、帯域制限、レベル調整、Ａ／Ｄ変換等の信号処理を行い、送信に際しては、入力された信号に対して、Ｄ／Ａ変換、帯域制限等の信号処理の後、ＲＦ周波数に周波数変換して、前記アンテナ制御部に信号を出力する無線信号処理部と、
受信に際しては、前記無線信号処理部によりディジタル化された受信信号を受けて復調信号処理し、送信に際しては、外部インタフェース部を介して入力された信号に対して変調信号処理を行い前記無線信号処理部に出力する機能を有し、それらの制御を内蔵するプロセッサにより行い、該プロセッサの動作に必要なソフトウェアの少なくとも一部を入れ替えることが可能な構成を有する信号処理部と、
受信に際しては、該信号処理部で復調信号処理した信号を、外部のインタフェースとの整合を採ったうえで出力し、送信に際しては、外部機器とのインタフェースの整合を採ったうえで前記信号処理部に出力する外部インタフェース部と、を含んで成るソフトウェア無線装置であって、
前記アンテナ制御部、無線信号処理部、外部インタフェース部の、少なくとも一つに、ソフトウェアで動作するプロセッサを内蔵せしめると共に、該プロセッサを内蔵する機能部と前記信号処理部との間に制御情報を授受する信号インタフェースを設け、上記プロセッサを内蔵する機能部が、自己の動作を、前記信号処理部との間の信号インタフェース上の制御情報に基づいて、内蔵するプロセッサを用いてソフトウェアによって制御し、プロセッサを内蔵しない機能部は信号処理部のプロセッサによって制御するように構成したことを特徴とするソフトウェア無線装置。
【請求項５】
前記制御信号は、アンテナの本数、アンテナの指向性情報、受信アンプの利得、使用する周波数、帯域幅、所要の帯域外不要波抑圧度情報又は信号品質情報の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１から４に記載のいずれかのソフトウェア無線装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
無線通信に関わる信号処理をプロセッサを用いて、ソフトウェアにより実現し、当該ソフトウェアの入れ替えを行うことによって、多種多様なシステムに対応できるソフトウェア無線装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
変復調や呼制御といった通信に関わる信号処理を全てＤＳＰ(Digital Signal Proccssor)やＣＰＵ(Central Processing Unit) 等のプロセツサ上でソフトウェアにより実現し、ソフトウェアを入れ替えることにより多様なシステムに対応できるソフトウェア無線装置が検討されている。
【０００３】
図３は従来提案されているソフトウェア無線装置の構成の例を示す図である。同図において、数字符号１０〜１３は主信号、９００は制御信号を示している。アンテナ２１０で受信された信号は、無線信号処理部３００においてＩＦ周波数またはベースバンドへの周波数変換、帯域制限、レベル調整、Ａ／Ｄ変換等の信号処理を受ける。
【０００４】
アンテナの指向性制御等はアンテナ制御部２００で行なわれる。ディジタル化された受信信号は信号処理部６００で復調信号処理が行なわれ、外部インタフェース部７００において外部とインタフェースの整合を取ったうえで出力される（８００）。
【０００５】
送信時には、外部インタフェース部７００を介して入力された信号に対して信号処理部６００で変調信号処理が行なわれる。変調された信号は無線信号処理部部３００においてアナログ信号に変換され、帯域制限等の信号処理の後、ＲＦ周波数に周波数変換され、アンテナ２１０から送信される。
【０００６】
ソフトウェアの変更によりマルチバンド、マルチモード、マルチプロトコル通信が可能な柔軟なシステムを実現するため、信号処理部６００の動作がソフト的に変更可能であることはもちろん、各機能ブロック２００、３００、７００の動作についても信号処理部６００から制御する構成となっている。
【０００７】
即ち、信号処理部６００が直接処理する変復調方式や通信プロトコル等の他、例えば、受信アンプの利得や伝送速度等の各機能ブロックのパラメータは信号処理部６００で制御を行なう。従って、従来のソフトウェア無線機では、信号処理部６００がハードウェアの制御を含めた無線機内の全ての制御を行なう必要があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような、従来のソフトウェア無線機では、信号処理部は無線機内で生じる全ての判断・信号処理・制御を行なう必要がある。そのため、信号処理部には負荷が集中し、信号処理部は非常に高い処理能力が要求されるという課題があった。
【０００９】
また、信号処理部はソフトウェアの入れ替えにより機能追加が容易に行なえるが、他の各機能ブロックで機能追加を行なった場合にも信号処理部への大幅な変更が生じるという課題もあった。
【００１０】
本発明は、信号処理部への過度の負荷の集中を解消し、その消費電力や回路規模を低減すること、ならびにアンテナや無線信号処理回路、外部インターフェース回路などの回路技術の進歩に伴う回路モジュールの変更に対して柔軟に対応することのできる構成のソフトウェア無線機を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本願発明によれば、上述の課題は、前記特許請求の範囲に記載した手段によって、解決される。すなわち、請求項１の発明は、無線信号の送受信を行う少なくとも１本のアンテナと、該アンテナの送受信の切替や、アンテナの指向性制御等を行うアンテナ制御部と、
【００１２】
受信に際しては、上記アンテナ制御部からの信号を受けてＩＦ周波数、またはベースバンドへの周波数変換、帯域制限、レベル調整、Ａ／Ｄ変換等の信号処理を行い、送信に際しては、入力された信号に対して、Ｄ／Ａ変換、帯域制限等の信号処理の後、ＲＦ周波数に周波数変換して、前記アンテナ制御部に信号を出力する無線信号処理部と、受信に際しては、前記無線信号処理部によりディジタル化された受信信号を受けて復調信号処理し、
【００１３】
送信に際しては、外部インタフェース部を介して入力された信号に対して変調信号処理を行い前記無線信号処理部に出力する機能を有し、それらの制御を内蔵するプロセッサにより行い、該プロセッサの動作に必要なソフトウェアの少なくとも一部を入れ替えることが可能な構成を有する信号処理部と、
【００１４】
受信に際しては、該信号処理部で復調信号処理した信号を、外部のインタフェースとの整合を採ったうえで出力し、送信に際しては、外部機器とのインタフェースの整合を採ったうえで前記信号処理部に出力する外部インタフェース部と、を含んで成るソフトウェア無線装置であって、
【００１５】
前記アンテナ制御部、無線信号処理部、外部インタフェース部に、それぞれソフトウェアで動作するプロセッサを内蔵せしめると共に、上記各部と前記信号処理部を含む各部間に制御情報を授受する信号インタフェースを設け、上記各部が、自己の動作を、信号インタフェース上の制御情報に基づいて、内蔵するプロセッサを用いてソフトウェアによって制御するように構成したソフトウェア無線装置である。
【００１６】
請求項２の発明は、無線信号の送受信を行う少なくとも１本のアンテナと、該アンテナの送受信の切替や、アンテナの指向性制御等を行うアンテナ制御部と、受信に際しては、上記アンテナ制御部からの信号を受けてＩＦ周波数、またはベースバンドへの周波数変換、帯域制限、レベル調整、Ａ／Ｄ変換等の信号処理を行い、送信に際しては、入力された信号に対して、Ｄ／Ａ変換、帯域制限等の信号処理の後、ＲＦ周波数に周波数変換して、前記アンテナ制御部に信号を出力する無線信号処理部と、
【００１７】
受信に際しては、前記無線信号処理部によりディジタル化された受信信号を受けて復調信号処理し、送信に際しては、外部インタフェース部を介して入力された信号に対して変調信号処理を行い前記無線信号処理部に出力する機能を有し、それらの制御を内蔵するプロセッサにより行い、該プロセッサの動作に必要なソフトウェアの少なくとも一部を入れ替えることが可能な構成を有する信号処理部と、
【００１８】
受信に際しては、該信号処理部で復調信号処理した信号を、外部のインタフェースとの整合を採ったうえで出力し、送信に際しては、外部機器とのインタフェースの整合を採ったうえで前記信号処理部に出力する外部インタフェース部と、を含んで成るソフトウェア無線装置であって、
【００１９】
前記アンテナ制御部、無線信号処理部、外部インタフェース部に、それぞれソフトウェアで動作するプロセッサを内蔵せしめると共に、上記各部と前記信号処理部との間にそれぞれ制御情報を授受する信号インタフェースを設け、上記各部が、自己の動作を、前記信号処理部との間の信号インタフェース上の制御情報に基づいて、内蔵するプロセッサを用いてソフトウェアによって制御するように構成したソフトウェア無線装置である。
【００２０】
請求項３及び請求項４の発明は、上記請求項１あるいは請求項２の構成において、アンテナ制御部、無線信号処理部、外部インタフェース部の内の、いずれか１つ以上の機能部がプロセッサを内蔵しない構成を採るものである。
【００２１】
上述のように、本発明では、各機能ブロック（あるいは信号処理部以外の少なくとも一つの機能ブロック）にプロセッサを持たせ、信号処理部と各機能ブロックとの間のインタフェース条件を規定し、信号処理部と各機能ブロックで情報のやり取りを行なう。
【００２２】
具体的には、信号処理部からは制御コマンドを各機能ブロックヘ送り、各機能ブロックは受信したコマンドに応じて必要な判断・設定を行なう。逆に各機能ブロックは自身の動作状態を示す制御情報を信号処理部に知らせ、信号処理部は受け取った制御情報をもとに無線機全体の動作を把握する。
【００２３】
請求項１の発明は、各機能ブロック間の情報交換を含めた、任意のブロック間での情報交換を行なうことを特徴とする。請求項２の発明は、信号処理部と各機能ブロックとの間で情報交換を行なうことを特徴とする。
【００２４】
請求項３の発明は、内蔵プロセッサを有する機能ブロック間での情報交換を行なうことを特徴とする。請求項４の発明は、内蔵プロセッサを有する機能ブロックと信号処理部間での情報交換を行なうことを特徴とする。
【００２５】
【作用】
本発明においては、信号処理部は各機能ブロック（内蔵プロセッサを有する機能ブロック）に対し制御コマンドを送るだけで必要なハードウェアの制御を実現することができる。同時に、無線機内の個々のハードウエアの状態を定期的に監視する必要が無い。
【００２６】
このことは、信号処理部の処理の負荷を大きく軽減するだけでなく、信号処理部の動作の効率化を可能にする。また、各機能ブロックで必要となる判断は各機能ブロックに搭載されたプロセッサが行なうため、信号処理部への負荷の集中を防ぐことができる。
【００２７】
従って、本発明により無線機を実現すれば、従来と比較して信号処理部に要求される処理能力を大幅に軽減することができる。請求項１の発明では、信号処理部と各機能ブロックの間でだけでなく、各機能ブロック間でも制御情報の交換（送受信）を行ない、やり取りされた制御情報により制御が行なわれる。
【００２８】
請求項２の発明では、信号処理部と各機能ブロックとの間でのみ制御情報の交換（送受信）を行なっているので、制御の簡易化ならびに、より安定な動作を期待することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態の第１の例を示す図である。この例は請求項１の発明に対応している。同図において、数字符号１０〜１３は主信号、９５０は内部信号インタフェースを示している。信号処理部６００は、アンテナ制御部２００、無線信号処理部部３００、外部インタフェース部７００の各機能ブロックに制御コマンドやパラメータを内部信号インタフェース９５０を介して送る。
【００３０】
これらの各機能ブロックはそれぞれプロセッサ２５０、３５０、７５０を内蔵し、制御コマンドに対して必要な判断・設定を行なう。
【００３１】
制御コマンドや、パラメータとしては、アンテナの本数や指向性情報、受信アンプの利得、使用する周波数、帯域幅、所要の帯域外不要波抑圧度情報や信号品質情報等がある。逆に各機能ブロック２００、３００、７００は動作状態の情報を信号処理部６００に知らせ、信号処理部は無線機全体の動作を把握する。
【００３２】
動作状態の情報としては、使用しているアンテナの本数や周波数特性、受信アンプの利得や雑音指数等がある。この他、必要に応じて各機能ブロック間で制御情報の交換（送受信）を行なうことができる。
【００３３】
図２は本発明の実施の形態の第２の例を示す図である。この例は請求項２の発明に対応している。本例が請求項１に対応する実施の形態の例と異なるのは、内部信号インタフェース（９６０、９７０、９８０）が信号処理部と各機能ブロックとの間でのみ規定されている点である。
【００３４】
なお、図１、図２で示したいずれの実施の形態においても、内部信号インタフェースに用いる具体的な物理インタフェースとしては、既存のインタフェース標準を用いることが可能であるが、情報量、伝送速度を考慮し必要に応じて専用のインタフェースを規定してもよい。
【００３５】
図１、図２には示されていないが、信号処理部以外の各機能ブロックにおいて、それぞれのプロセッサによって実行されるべきソフトウェアが具備されるのは勿論のことである。
【００３６】
また、図１、図２には示したものでは、各機能ブロック全てにプロセッサを設けた例を示しているが、請求項３あるいは請求項４の発明のように機能ブロックのいずれかがプロセッサを欠いた構成であっても良いことはいうまでもない。
【００３７】
【発明の効果】
本発明においては、信号処理部と各機能ブロックに内蔵されたプロセッサが協調してソフトウェア無線機内の制御を行なうため、信号処理部への負荷の集中を防ぐことができる。本発明を用いて無線機を実現すれば、従来より信号処理部に要求される処理能力を大幅に軽減することができる。
【００３８】
このため、信号処理部に使用するプロセッサの消費電力や回路規模の削減に効果が期待できる。また、各機能ブロックの機能追加に際しては信号処理部の変更は最小限で済み、回路モジュールの機能追加、交換を容易に行なうことが可能となる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１の例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態の第２の例を示す図である。
【図３】従来のソフトウェア無線装置の構成の例を示す図である。
【符号の説明】
１０、１１、１２、１３      主信号
１００      ソフトウェア無線機
２００      アンテナ制御部
２１０      アンテナ
２５０、３５０、７５０      機能ブロック用プロセッサ
３００      無線信号処理部
６００      信号処理部
７００      外部インタフェース部
８００      外部人出力端子
９００      制御信号
９５０、９６０、９７０、９８０      内部信号インタフェース
【図１】
0003694196.tif 000002
【図２】
0003694196.tif 000003
【図３】
0003694196.tif 000004