JP3800945B2

JP3800945B2 - ソフトウエア無線機

Info

Publication number: JP3800945B2
Application number: JP2000340384A
Authority: JP
Inventors: 敦荻野; 秀哉鈴木; 晃司渡辺; 智昭石藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-11-02
Filing date: 2000-11-02
Publication date: 2006-07-26
Anticipated expiration: 2020-11-02
Also published as: JP2002141823A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はソフトウエア無線機（Software Defined Radio）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＤＳＰの処理能力向上によって、無線機の機能の一部をソフトウエアで実現した、いわゆるソフトウエア無線機が登場してきた。この種の無線機５は、典型的には、図４に示すように、アナログ部５１と、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）・ＤＡＣ（Digital to Analog Converter）部５２と、ディジタル部５３と、メモリ部５４からなる。
【０００３】
アナログ部５１は、複数の通信方式それぞれに対応した複数のハードウエアを含んでおり、状況に応じて上記複数の通信方式のうち所望の方式に切り換えて使用される。メモリ部５４には、上記複数の通信方式それぞれに対応した複数のプログラムを記憶している。これらのプログラムは、上記メモリ部５４の差し替えや同図には示されない外部装置からの書き込み、あるいは上記ソフトウエア無線機が外部からアンテナ５０を通じて受信したデータをディジタル部５３が書き込むことにより随時更新されうるものである。
【０００４】
ディジタル部５３は、ＤＳＰ５３１を有しており、所望の通信方式に応じて必要なプログラムを上記メモリ部５４からダウンロードし、上記プログラムを実行することによって上記所望の通信方式に必要な信号処理手段を実現する。このようなソフトウエア無線機５は、プログラムの入替えによって少ないハードウエア規模で複数の通信方式に対応できるほか、個々の方式のバグフィックスや新機能追加に容易に対応できるなどの特徴を有する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ソフトウエア無線機が端末装置などとして普及し、新規プログラムの入替えの頻度が増加してくると、ソフトウエア無線機が電波法を遵守することをプログラムのみで保証することが困難となる。このために、ソフトウエア無線機がプログラムを新規に実行した場合に法的に妥当な無線機となることを保証すること、とりわけ隣接チャネルに対して電力を漏洩しない、法的に妥当な無線機となることを保証することが課題である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、本発明のソフトウエア無線機は、外部の入力パラメタである単数ないし複数の規格項目に基づいて、上記ソフトウエア無線機が含む機能要素の特性を確定するためのパラメタを決定するテーブルを備えることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明によるソフトウエア無線機の概要について図１を用いて説明する。図１において本発明によるソフトウエア無線機１が図４の従来のソフトウエア無線機５と比較して特徴的に異なる箇所はメモリ部１４内に含まれるテーブル１４１である。このテーブル１４１は電波法上で定められるような無線局の一つもしくは複数の規格項目に対して、ソフトウエア無線機内部の機能要素の特性を確定するためのパラメタを決定するデータを含んでいる。
【０００８】
以下では、上記規格項目を変調方式、信号伝送速度、占有周波数帯域幅および隣接チャネル漏洩電力に関する情報とし、上記機能要素をフィルタとした場合について例示するものとする。ただし、本発明は上述の場合に制限されるものではなく、他の規格項目に対して別の機能要素の特性を確定するためのパラメタを決定する記載を含む場合についても容易に適用されうる。
【０００９】
表１および表２は本発明のソフトウエア無線機において上記フィルタパラメタを与えるテーブル１４１の構成例を示す。
【００１０】
【表１】

【００１１】
【表２】

【００１２】
上記表１は外部から得るプログラムによって指示されるフィルタ特性を含んだ形の変調方式、信号伝送速度および隣接チャネル漏洩電力に関する情報に基づいて、ソフトウエア無線機内部のＦＩＲフィルタを決定するための記載を含む。この表１の内容はソフトウエア無線機１を構成するアナログ部１１、ＡＤＣ・ＤＡＣ部１２、ディジタル部１３などのハードウエア仕様に基づいて各製造業者の供給する端末装置毎に予め用意されるものである。なお、表１ではＦＩＲフィルタを例としているが、ＩＩＲフィルタに適用してもよい。
【００１３】
例えば、外部から得るプログラムにおいて、次の（１）（２）（３）を要求パラメタとして与えられたものとする。
【００１４】
（１）変調方式＝｛π／４シフトＱＰＳＫ（ただし、ロールオフ率０．５のルートコサインロールオフ特性）｝
（２）信号伝送速度＝｛１０２４ｋｂｐｓ｝
（３）隣接チャネル漏洩＝｛１０２４ｋＨｚ離調１５３６ｋＨｚ幅における漏洩電力−４５ｄＢｃ｝
すると、これらを最小に満たすために、ディジタル部１３で実現すべきＦＩＲフィルタ（タップ数２３、各タップの係数Ｗ０１＝Ｆ３ｈ、Ｗ０２＝ＥＦｈ、．．．Ｗ２３＝Ｆ３ｈ）が、表１によって決定される。
【００１５】
上記表２は、外部から得るプログラムによって指示されるフィルタ特性を含んだ形の変調方式、信号伝送速度および占有周波数帯域幅に関する情報に基づいて、ソフトウエア無線機内部のＦＩＲフィルタを決定するための記載を含む。本テーブルも、ソフトウエア無線機１を構成するアナログ部１１、ＡＤＣ・ＤＡＣ部１２、ディジタル部１３などのハードウエア仕様に基づいて各製造業者の供給する端末装置毎に予め用意されるものである。
【００１６】
例えば、外部から得るプログラムにおいて、次の（１）（２）（４）を要求パラメタとして与えられたものとする。
【００１７】
（１）変調方式＝｛π／４シフトＱＰＳＫ（ただし、ロールオフ率０．５のルートコサインロールオフ特性）｝
（２）信号伝送速度＝｛１０２４ｋｂｐｓ｝
（４）占有周波数帯域幅＝｛７６８ｋＨｚ以下｝
すると、これらを最小に満たすために、ディジタル部１３で実現すべきＦＩＲフィルタ（タップ数１５、各タップの係数Ｗ０１＝００ｈ、Ｗ０２＝１１ｈ、．．．Ｗ１５＝００ｈ）が、表２から決定される。
【００１８】
また、例えば、テーブル１４１において、外部から得るプログラムにおいて、次の（１）（２）（３）（４）を要求パラメタとして与えられたものとする。
【００１９】
（１）変調方式＝｛π／４シフトＱＰＳＫ（ただし、ロールオフ率０．５のルートコサインロールオフ特性）｝
（２）信号伝送速度＝｛１０２４ｋｂｐｓ｝
（３）隣接チャネル漏洩＝｛１０２４ｋＨｚ離調１５３６ｋＨｚ幅における漏洩電力−４５ｄＢｃ｝
（４）占有周波数帯域幅＝｛７６８ｋＨｚ以下｝
すると、これらを最小に満たすために、ディジタル部１３で実現すべきＦＩＲフィルタ（タップ数２３、各タップの係数Ｗ０１＝Ｆ３ｈ、Ｗ０２＝ＥＦｈ、．．．Ｗ２３＝Ｆ３ｈ）が、前記表１および表２により決定される。
【００２０】
続いて、図２および図３を用いて、テーブル１４１から得られるフィルタパラメタをディジタル部１３が活用する例について述べる。
【００２１】
第１の活用例は、図１のソフトウエア無線機１において、ディジタル部１３内のＤＳＰ１３１に、予めパラメタを更改するだけで所望のフィルタ処理が実現できるように設計されているフィルタ処理サブルーチンブロックがプログラミングされている場合の例である。
【００２２】
外部装置もしくはアンテナ１０を通じて、ディジタル部１３用ソフトウエアのプログラムが取り込まれ、メモリ部１４に一時記憶される。上記プログラムは変調方式、信号伝送速度、隣接チャネル漏洩および占有周波数帯域幅に関する情報を含む。
【００２３】
図２に示すように、ＤＳＰ１３１に予めプログラミングされているダウンロード制御ブロックは、メモリ部１４から上記プログラムとテーブル１４１から得られるサンプル倍率、タップ数および各タップの係数をＤＳＰ１３１内に予めプログラミングされているフィルタ処理サブルーチンブロック３に設定してフィルタ処理方法を確定する。
【００２４】
すなわちこのフィルタ処理サブルーチンブロック３において、変調処理サブルーチンブロックからの変調出力信号のサンプリング速度を、サンプリング部３１によってテーブル１４１から決定したサンプル倍率に従って調整する。
【００２５】
次にフィルタリング部３２によって、隣接チャネル漏洩や占有周波数帯域幅が要求を満たすように、テーブル１４１から決定したタップ数と、各タップの係数とに従ってフィルタ処理を実行し、ＡＤＣ・ＤＡＣ部１２に向けて出力する。
【００２６】
なお、本活用例において、フィルタ処理高速化のためにフィルタリング部３２をフィルタ処理専用のＰＬＤ（Programmable Logic Device）に置き換えてもよい。
【００２７】
第２の活用例は、図３に示すようなコード生成部１５を備えるソフトウエア無線機１’における例である。ソフトウエア無線機１’において、外部装置もしくはアンテナ１０を通じてディジタル部１３用ソフトウエアのソースプログラムが取り込まれ、メモリ部１４に一時記憶される。上記ソースプログラムは変調方式、信号伝送速度、隣接チャネル漏洩および占有周波数帯域幅に関する情報を含んでいる。
【００２８】
コード生成部１５は、上記ソースプログラムとテーブル１４１に基づいて、ディジタル部１３における実行用プログラムを生成し、これをメモリ部１４に一時記憶する。上記実行用プログラムは上記ソースプログラムに含まれる変調方式、信号伝送速度、隣接チャネル漏洩および占有周波数帯域幅に関する情報に従って、テーブル１４１から得たフィルタパラメタに基づくフィルタ処理ルーチンを含んでいる。ディジタル部１３におけるＤＳＰ１３１は上記実行用プログラムをメモリ部１４からダウンロードして実行する。
【００２９】
以上により、隣接チャネル漏洩と占有周波数帯域幅の要求にかなうフィルタ処理がなされる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明のソフトウエア無線機は、ソフトウエア無線機内部の機能要素の特性を確定するためのパラメタを決定するためのテーブルを備え、電波法上で定められる無線局の規格項目を外部プログラムより直接的に指定し、上記テーブルを参照してから内部の機能要素の特性を確定できるので、本発明のソフトウエア無線機は、新規にプログラムを実行した場合においても、電波法を遵守することを事前に保証することができる。
【００３１】
上記テーブルを参照してから内部の機能要素の特性を確定する際に、電波法上で定められている規格項目を用いる。この普遍的な確定パラメタをプログラムが含んでいることによって次の副次的な効果がある。
【００３２】
（１）複数の異なる製造業者がソフトウエア無線機を端末装置として供給する場合、各自の製造上のノウハウに違いがあるために、インフラ側は端末装置毎に異なるプログラムの提供を要する非効率な事態になる。しかし、本発明のソフトウエア無線機を適用すれば、上記普遍的な確定パラメタをプログラムの記述に用いることができるので、プログラムを共有できる部分が増加し、効率的になる。
【００３３】
（２）本発明のソフトウエア無線機を適用した端末装置を提供する製造業者にとっては、上記普遍的な確定パラメタをプログラムの記述に用いることができるので、ハードウエアの作り込み技術を外部に公開する必要性を低減できる。
【００３４】
本発明のソフトウエア無線機が、ソフトウエア無線機内部のフィルタを決定するためのテーブルを備える実施例において、上記テーブルは外部プログラムより隣接チャネル漏洩と占有周波数帯域幅を指定して内部のフィルタ処理を確定するので、本発明のソフトウエア無線機が新規にプログラムを実行した場合においても、隣接チャネルへ漏洩する電力と、信号電力の占有周波数帯域幅とを事前に保証することができる。
【００３５】
また、上記テーブルからは、外部プログラムに応じた必要な分のフィルタタップを知り得るので、上記所要のフィルタタップによるフィルタ処理を実行することによって、消費電力の浪費を抑制できる。さらに、上記テーブルからフィルタパラメタを特定する際に、変調方式と信号伝送速度と隣接チャネル漏洩と占有周波数帯域幅といった普遍性の高いパラメタを用いている。これにより、インフラ側の提供するプログラムの機種毎の相違性を低減できるほか、本発明のソフトウエア無線機を適用した端末装置を提供する製造業者にとっては、ハードウエアの作り込み技術を外部へ公開する必要性も低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるソフトウエア無線機の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施例におけるフィルタパラメタの設定の一例を示す流れ図。
【図３】本発明の別の実施例によるソフトウエア無線機の構成を示すブロック図。
【図４】従来のソフトウエア無線機の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１、…ソフトウエア無線機、１０…アンテナ部、１１…アナログ部、１２…ＡＤＣ・ＤＡＣ部、１３…ディジタル部、１３１…ＤＳＰ、１４…メモリ部、１５…コード生成部、３…フィルタ処理サブルーチンブロック、３１…サンプリング部、３２…フィルタリング部。

Claims

外部装置よりダウンロードしたプログラムに基づいて動作するソフトウエア無線機であって、
少なくとも変調方式と信号伝送速度と隣接チャネルの定義と隣接チャネルへの許容漏洩電力とを含む、通信規格により要求される仕様に対応付けて、当該ソフトウエア無線機において送信ディジタル信号をフィルタリングしてＤＡＣ部へ出力するディジタルフィルタを構成するために、該ソフトウェア無線機のハードウェア仕様に基づいて決定される、少なくとも該ディジタルフィルタに設定するサンプル倍率とフィルタタップ数と該各タップの係数とを格納するテーブルを備え、
上記ダウンロードしたプログラムを実行して無線送信を行うためのフィルタリング処理は、該プログラムに付随してダウンロードされる規格に関する情報により上記テーブルを参照し、該規格に関する情報に対応するサンプル倍率とフィルタタップ数と該各タップの係数により構成されたディジタルフィルタによって行われることを特徴とするソフトウエア無線機。
上記規格に関する情報は、さらに、無線送信信号の占有周波数帯域幅に関する情報を含むことを特徴とする請求項１記載のソフトウエア無線機。
上記ソフトウエア無線機に含まれるＤＳＰ（Digital Signal Processor）において、特性パラメタを更改することにより所望のフィルタ処理が実現できるように設計したフィルタ処理サブルーチンブロックを実行することを特徴とする請求項１記載のソフトウエア無線機。
上記ソフトウエア無線機に含まれるディジタル部に予めパラメタを更改するだけで所望のフィルタ処理が実現できるよう設計したＰＬＤ（Programmable Logic Device）を実装したことを特徴とする請求項１記載のソフトウエア無線機。
通信方式の規定情報を含むソースプログラムと、上記ソースプログラムから上記無線機の備えるテーブルによって決定される該ソフトウェア無線機の機能要素の上記特性パラメタとに基づいて実行用プログラムを生成するためのコード生成部を備えることを特徴とする請求項１記載のソフトウエア無線機。