(57)【要約】  【課題】従来のソフトウェア無線機においては、同時に複数の通信システムを待ち受ける、いわゆるマルチバンド対応の場合、すべての通信システムに対する全機能を同時に実装する必要があり、メモリ消費が大となっていた。本発明においては、メモリサイズの増大を抑えて複数の通信システムとの通信を可能とするソフトウェア無線機の実現を課題とした。  【解決手段】ソフトウェア無線機が待機状態にある時のプログラムと、運用状態にあるプログラムとに分離し、前者の待機状態プログラムはメインメモリ内に展開されており、単一リソースで複数の通信システムを処理することができる。後者の運用状態にあるプログラムは、上記複数の通信システム毎の処理プログラムをプログラムメモリ内に格納しておき、待機状態で受信した通信システムに対応する処理プログラムをメインメモリに読み込む構成とした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信のシーケンス・通信機能・その他通信に必要な機能をソフトウェアにより追加・変更可能なソフトウェア無線機において、
待機運用時に要求される１つ以上の待機ソフトウェアモジュールと、
待機運用時以外に要求される１つ以上の主ソフトウェアモジュールとを分離して有することを特徴とするソフトウェア無線機。
【請求項２】
請求項１に記載のソフトウェア無線機において、
前記待機ソフトウェアモジュールを用いて、複数の通信システムに対応する待機運用時に要求されるシーケンス・通信機能・その他通信に必要な機能を実現するソフトウェアモジュールを実装していることを特徴とするソフトウェア無線機。
【請求項３】
請求項２に記載のソフトウェア無線機において、
前記主ソフトウェアモジュールを前記複数の通信システム毎に実装していることを特徴とするソフトウェア無線機。
【請求項４】
請求項３に記載のソフトウェア無線機において、前記待機ソフトウェアモジュールが、待機運用中に前記複数の通信システムの何れかに関し、前記待機ソフトウェアモジュールが実行する機能以外の機能を要求する状態への遷移を監視することを特徴とするソフトウェア無線機。
【請求項５】
請求項４に記載のソフトウェア無線機において、前記遷移をトリガとし、前記遷移を引き起こしたトリガによって指示される通信システムの主ソフトウェアモジュールを選択・ロードし、該ソフトウェアモジュールにより無線機を再構成することを特徴とするソフトウェア無線機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１以上の周波数および１以上の通信システムに対応する通信を実施する無線機とその構成方法に関し、特にソフトウェアにより構成されるソフトウェア無線機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な無線通信機器の場合、あらかじめ規定されている単一の通信システムヘ対応することを前提としている。したがって、異なる複数の周波数および複数の通信システムに対応する通信機器の場合は、通常は該当する各通信システムに１対１に対応するハードウェアを複数系統内蔵するマルチモード無線機の構成として製造される。この場合、それぞれ各システム毎に独立または連動して動作するが、製造後に使用者の段階で、対応する周波数・通信システムを変更することは困難で、使用者の使い勝手に限界がある。
【０００３】
一方、ソフトウェアにより動作が制御される無線機は、シーケンス・通信機能・その他通信に必要な機能をソフトウェアで定義し、該ソフトウェアを切り替えることで、製造後においても、異なる周波数・通信システムヘの変更が可能となっている。
【０００４】
【非特許文献１】「ソフトウェア無線機の基礎と応用」サイペック（株）ナレッジサービス事業部門発行、４０〜４５頁、平成１４年１０月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記のような、従来のソフトウェア無線機においても、なお、以下のような問題があった。
【０００６】
１）ソフトウェア単体のサイズによるリソースの制限：ソフトウェアによる通信システムの更新が可能であるため、多種多様な通信システムに使用者段階で対応可能なソフトウェア無線機ではあるが、ソフトウェアを展開するべきメモリその他ハードウェアリソースは、ハードウェアによるマルチモード無線機と同様に有限であり、製造時の搭載メモリの容量を超える大きなサイズのソフトウェアは実装できない。
【０００７】
２）複数ソフトウェアの積み上げによるリソースの制限：ソフトウェア無線機のメリットのひとつは単一のハードウェアで複数の通信システムを運用できることである。しかし、対応すべきシステムの数が増加すれば、それに伴ってソフトウェアサイズも大きくなる。また、或る通信システムを運用している間は、その他の通信システムに関するソフトウェアは使用されていないため不要なメモリサイズを消費する。
【０００８】
３）切り替え時間の制限：外部メディアに使用しないソフトウェアを配置しておき、新しい通信システムに切り替える際に対応するソフトウェアに切り替える方法もあるが、この方法では、切り替え時にソフトウェアを何らかの形で外部からロードする必要があり、切り替えの度にローディングのための切り替え時間を必要とする。
【０００９】
４）マルチバンド化によるリソースの制限：同時に複数の通信システムを待ち受ける、いわゆるマルチバンド対応を行う場合には、すべての通信システムについて、すべての機能を同時に実装する必要があり、やはりメモリサイズを消費する。
【００１０】
以上のように、従来の方法では通信システム増加のためにはメモリサイズの大型化は免れず、このことから、本発明においてはメモリサイズの増加を抑制しながら、単一のソフトウェア無線機を用いて、複数の通信システムに対応し得るソフトウェア無線機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明では、ソフトウェア無線機において対応しようとする通信システムについて、ソフトウェアにより実現する機能を、待ち受けをはじめとする通信システム毎にそれぞれ定義される待機運用の状態にある時に要求されるシーケンス・通信機能・その他必要な機能部分である待機ソフトウェアモジュールと、実際の通信を行う際に必要となるシーケンス・通信機能・その他すべての機能部分である主ソフトウェアモジュールとに分離する。これにより待機運用の状態においては、待機ソフトウェアモジュールのみをメインメモリ内に展開しておけばよく、すべての機能を実装する場合に比較して、ソフトウェアサイズを小さくすることが可能となり、この結果、複数の通信システムに対応しても、待機運用時に必要となるメモリサイズは小さくてすむ。
【００１２】
すなわち、以上のことを実現するため、本発明の請求項１においては、無線通信のシーケンス・通信機能・その他通信に必要な機能をソフトウェアにより追加・変更可能なソフトウェア無線機において、待機運用時に要求される１つ以上の待機ソフトウェアモジュールと、待機運用時以外に要求される１つ以上の主ソフトウェアモジュールとを分離して実装されているソフトウェア無線機について規定している。ここで、待機ソフトウェアモジュールとは待機運用の状態で要求されるシーケンス・通信機能・その他必要な機能部分に対応するソフトウェアグループを指し、主ソフトウェアモジュールとは、実際の通信を実行する際に必要となるシーケンス・通信機能・その他必要な機能部分に対応するソフトウェアグループを指す。
【００１３】
請求項２においては、請求項１に記載のソフトウェア無線機において、前記待機ソフトウェアモジュールによって、複数の通信システムに対応する待機運用時に要求されるシーケンス・通信機能・その他通信に必要な機能を実現するソフトウェアモジュールを実装しているソフトウェア無線機について規定している。
【００１４】
請求項３においては、請求項２に記載のソフトウェア無線機において、前記主ソフトウェアモジュールを前記複数の通信システム毎に実装しているソフトウェア無線機について規定している。
【００１５】
請求項４においては、請求項３に記載のソフトウェア無線機において、前記待機ソフトウェアモジュールが、待機運用中に前記複数の通信システムの何れかに関し、前記待機ソフトウェアモジュールが実行する機能以外の機能を要求する状態への遷移を監視する機能を有するソフトウェア無線機について規定している。
【００１６】
請求項５においては、請求項４に記載のソフトウェア無線機において、前記遷移をトリガとし、前記遷移を引き起こしたトリガによって指示される通信システムの主ソフトウェアモジュールを選択・ロードし、該ソフトウェアモジュールにより無線機を再構成する構成のソフトウェア無線機について規定している。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、メモリ・その他のリソースが制限されている中で、単一のソフトウェア無線機を用い、複数の通信システムに対して同時に待機状態とすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明においては、無線通信のシーケンス・通信機能・その他通信に必要な機能をソフトウェアにより追加・変更が可能なソフトウェア無線機でソフトウェアにより実現する機能を、待ち受けをはじめとする待機運用の状態に要求されるシーケンス・通信機能・その他必要な機能部分に対応する待機ソフトウェアモジュールと、実際の通信を行う際に必要となるシーケンス・通信機能・その他必要な機能部分に対応する主ソフトウェアモジュールとに分離する構成を基本としている。これにより、無線機運用時においてはそれぞれの機能に対して必要なソフトウェアモジュールのみをメインメモリに移して使用することによりメインメモリの有効利用を可能としている。したがって、基本的には複数の通信システムに対応する待機ソフトウェアモジュールにより構成されるソフトウェアモジュールと、当該ソフトウェアモジュールが対応可能な通信システムにそれぞれ対応する1つ以上の主ソフトウェアモジュールでソフトウェア無線機は構成される。
【００１９】
ここで、待機運用の状態とは、各通信システムによって定義が異なる。例えばＲＦタグリーダの場合は、ＲＦタグを検索している状態と定義することができる。一方、携帯電話の場合は、着信を待ちつつ、基地局からの情報を監視している状態と定義することもできる。これらの待機運用の状態とその他の状態の分類は１つの例であり、これとは異なる分類を行うことも可能である。具体的な例を図１を用いて説明する。
【００２０】
図１（ａ）にＲＦタグリーダの場合についての待機運用の処理フローの例を示す。待機状態Ａ１のＲＦタグリーダは、ＲＦタグが存在するかまたはＲＦタグを検索するために、タイマで計測した一定の時間Ｔ１毎に定期的なビーコンを送信（Ａ２）している。ＲＦタグリーダは送信したビーコンに対して、ＲＦタグからの返答があるかを検証（Ａ３）し、ＲＦタグの存在を認識した場合（A３；Ｙｅｓ）、待機状態から運用状態（Ａ４）へ遷移する。もしＲＦタグからの返答を確認できない場合（Ａ３；Ｎｏ）、再び待機状態（Ａ１）となる。
【００２１】
図１（ｂ）に携帯電話の場合についての待機運用の状態に対する処理フローの例を示す。待機状態１（Ｂ１）の携帯電話は、タイマにより計測された一定の時間Ｔ２毎に、基地局から報知されるビーコンを定期的に受信（Ｂ２）する。もしビーコンがなければ（Ｂ２；Ｎｏ）待機状態１（Ｂ１）に戻る。ビーコンが確認できた場合（Ｂ２；Ｙｅｓ）、端末情報を基地局に送信（Ｂ３）する。送信の成否を検証（Ｂ４）し、送信が完了している場合、待機状態２（Ｂ８）へ遷移する。完了しなかった場合は（Ｂ４；Ｎｏ）、あらかじめ決められた回数Ｎの再送を行う。試行回数がＮを超えるか判断（Ｂ５）し、超える場合（Ｂ５；Ｙｅｓ）、待機状態１（Ｂ１）に戻る。待機状態２（Ｂ８）にある携帯電話は基地局から着信があるか判断（Ｂ６）し、着信がなければこの動作を繰り返し、着信があった場合（Ｂ６；Ｙｅｓ）、運用状態（Ｂ７）へ遷移する。
【００２２】
以下、上記のような待機運用の状態で必要となるソフトウェアをＩｎｉｔｉａ１  Ｐｒｏｇｒａｍ、その他の通常運用の状態で必要となるソフトウェアをＭａｉｎ  Ｐｒｏｇｒａｍと呼ぶことにする。Ｉｎｉｔｉａｌ  Ｐｒｏｇｒａｍは複数の通信システムに対応する待機ソフトウェアモジュール群とも言える。  
以下、本発明による実施の形態について、例を用いて説明する。図２〜図４は例であり、実現手段・実現方法をこの形態に限定するものではない。  
図２は例として通信システムＡ〜Ｃ３種の通信システムの場合についてのブロック図を示している。これは４種以上でもまったく動作原理は変わらない。図３は具体例としてＲＦタグ２１とソフトウェア無線機により構成されたタグリーダ２０との間の動作の概略を示すタイミング図である。図４はプログラムサイズについて、図２と同様に通信システムＡ・Ｂ・Ｃの３種のシステムについて、従来のメモリの使用例に対して本発明におけるメモリの使用例の優位性を表したものである。
【００２３】
図２において、ソフトウェア無線機１０は通信システムＡ・Ｂ・Ｃに対応する無線機である。ソフトウェア無線機１０はベースバンド処理部１６とＲＦ部１７とから構成される。ここでＲＦ部１７はマルチバンドに対応しているものとして例示しているが、シングルバンドのＲＦ部を複数もつシステムとしても、本発明の効果に影響はない。
【００２４】
各通信システムに対応する待機ソフトウェアモジュールにより構成されるＩｎｉｔｉａ１  Ｐｒｏｇｒａｍ１４は、プロセッサ１１内のメインメモリ１２に展開されている。これとは別にプログラムを格納するプログラムメモリ１３が存在し、各通信システムＡ・Ｂ・Ｃに対応する主ソフトウェアモジュールを構成しているＭａｉｎ  Ｐｒｏｇｒａｍ  Ａ・Ｂ・Ｃ（１３ａ〜１３ｃ）がそれぞれ通信システム毎に格納されている。また、本発明では、Ｍａｉｎ  Ｐｒｏｇｒａｍは各通信システムの、待機運用時以外の動作を定義する。このソフトウェアは常時実行されているわけではないことから、メインメモリに常時展開しておく必要がなく、メインメモリとは別個のプログラムメモリ１３に通信システム毎に記憶されている。したがってメインメモリの有効利用が可能となる。
【００２５】
すなわち、Ｉｎｉｔｉａ１  Ｐｒｏｇｒａｍは複数の通信システムに対応するものとして、複数の通信システムに対応する待機運用の状態で要求されるシーケンス・通信機能・その他必要な機能を実現するソフトウェアモジュールを実装する。この結果、従来のように複数の通信システムに対するソフトウェアモジュール全体をメモリ上に同時に展開する必要がなくなる。また、同時に複数の通信システムを待ち受けることが出来ることから、使用者の使い勝手を向上する効果がある。
【００２６】
本発明では、Ｉｎｉｔｉａ１  Ｐｒｏｇｒａｍによって実現されている各通信システムについて、待機運用を行う。このとき待機ソフトウェアモジュールが待機運用中の複数の通信システムのうち何れかに関し、待機ソフトウェアモジュールが実行する機能以外の機能を要求する状態へ遷移するためのトリガを受信したかどうか、Ｉｎｉｔｉａ１  Ｐｒｏｇｒａｍによる監視を行う。
【００２７】
監視の結果、上記の状態遷移が検出されたら、この状態遷移をトリガとし、このトリガによって指示される通信システムの主ソフトウェアモジュールを選択し、メインメモリ内に展開し、この主ソフトウェアモジュールにより無線機を再構成する。
【００２８】
制御部１５はＩｎｉｔｉａ１  Ｐｒｏｇｒａｍ１４による待機運用の状態における上記監視結果により、Ｍａｉｎ  Ｐｒｏｇｒａｍ（１３ａ〜１３ｃ）の何れかをメインメモリ１２内に展開したり、処理終了後Ｉｎｉｔｉａ１  Ｐｒｏｇｒａｍ１４へ戻したり等、プログラムメモリ１３とメインメモリ１２間のプログラムの展開制御を司る。
【００２９】
ここで外部より通信相手１８の放射する通信システムＡに相当する無線による信号を受信したとすると、Ｉｎｉｔｉａ１  Ｐｒｏｇｒａｍ１４は通信システムＡの信号を受信したことを制御部１５へ送信する。制御部１５はＩｎｉｔｉａ１  Ｐｒｏｇｒａｍ１４より受けた受信メッセージをトリガとして、プログラムメモリ１３から通信システムＡに相当するＭａｉｎ  Ｐｒｏｇｒａｍ１３ａをメインメモリ１２へ展開し、ソフトウェア無線機１０を通信状態に再構成し、通信相手１８との通信を継続する。
次に図３を用いて、時間的な動作の詳細を示す。タグリーダ２０は複数のタグリーダ規格（通信システムに相当）に対応しているものとする。タグリーダ２０は待機運用の状態において、実装されている規格のＷａｋｅ  ＵｐメッセージＳ１の送信を繰り返し、これにより待機運用の状態からその他の状態に遷移するトリガの監視を行う。時刻Ｔ１に送信したＷａｋｅ  Ｕｐメッセージに対し、あるＲＦタグ２１がＲｅｓｐｏｎｓｅメッセージＳ２を時刻Ｔ２にタグリーダ側に返すとすると、タグリーダ側では、それを受信した時刻Ｔ２においてＩｎｉｔｉａ１  Ｐｒｏｇｒａｍ１４は制御部１５に対し、受信通知メッセージＳ３を対応する通信システム呼び出し用のトリガとして送信する。受信通知メッセージＳ３を受信した制御部１５は、プログラムメモリ１３からＭａｉｎ  Ｐｒｏｇｒａｍ（１３ａ〜１３ｃ）の何れか受信した通信システムに対応するプログラム（主ソフトウェアモジュール）を、プロセッサ１１内のメインメモリ１２へ展開し、Ｍａｉｎ  Ｐｒｏｇｒａｍをメインメモリに実装する（矢印Ｋ）。展開したプログラムによりタグリーダ２０を再構成する。再構成が完了したタグリーダ２０は、ＲＦタグ２１に対し、ＲｅｓｐｏｎｓｅメッセージＳ２に対する返答として、Ｒｅｐ１ｙメッセージＳ４を返す。  
このように、前記トリガを受信した場合、該当する通信システムについて定義されたＭａｉｎ  Ｐｒｏｇｒａｍが呼び出され、メモリ上に展開され、無線機の再構成を行う。これにより、異なる複数の通信システムの同時待ち受けと、メモリの有効利用とを両立させることができる。なお、このときＲｅｓｐｏｎｓｅメッセージＳ２が送信されてから、Ｒｅｐ１ｙメッセージＳ４が返信されるまでの時間Ｔｒは各タグリーダの規格に依存する。
次に図４を用いて、本発明によるプログラムサイズの低減効果について説明する。  
従来のメモリの使用例に示すとおり、これまではメインメモリ１２内に、対応する通信システムのソフトウェアをすべて展開していた。しかし待機状態では各ソフトウェアとも使用しない部分が存在する。そこで本発明によるメモリの使用例にあるように、待機状態に必要なソフトウェア部分のみを各通信システムのソフトウェアから取り出し、Ｉｎｉｔｉａ１  Ｐｒｏｇｒａｍ１４としてメインメモリ１２内に展開する。このときＩｎｉｔｉａ１  Ｐｒｏｇｒａｍ１４は各通信システムのソフトウェアすべてを展開するよりも、プログラムサイズを圧縮できる。さらに図３に示すＩｎｉｔｉａ１  Ｐｒｏｇｒａｍ１４から制御部１５へ受信通知メッセージＳ３が通知された場合、メインメモリ１２に対し、プログラムメモリ１３から対応する通信システムのＭａｉｎ  Ｐｒｏｇｒａｍ（１３ａ−１３ｃ）の何れかひとつがメインメモリ１２へ展開される。最適な何れか一つのプログラムのみ展開されるため、すべての通信システム用のソフトウェアを展開する従来のメモリの使用方法に比較して、メインメモリ１２の有効利用が可能となる。以上から、本発明によればメインメモリ１２を有効に利用しつつ、複数の通信システムに対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】通信システムにおける待機状態の処理フロー図、（ａ）ＲＦタグリーダの待機状態の処理フロー図、（ｂ）携帯電話の待機状態の処理フロー図。
【図２】ソフトウェア無線機の構成を示すブロック図。
【図３】タグリーダ動作のタイミング図。
【図４】従来および本発明におけるメモリ使用割り当て図。
【符号の説明】
【００３１】
１０：ソフトウェア無線機          １１：プロセッサ
１２：メインメモリ                １３：プログラムメモリ
１４：Ｉｎｉｔｉａｌ  Ｐｒｏｇｒａｍ
１５：制御部                      １６：ベースバンド処理部
１７：ＲＦ部                      １８：通信相手
２０：タグリーダ                  ２１：タグ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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