JP2000244358A - 無線通信装置、無線通信方法及び記録媒体 - Google Patents
無線通信装置、無線通信方法及び記録媒体Info
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Abstract
に依存しないアプリケーションプログラムを利用可能な
無線通信装置、その無線通信方法及びそのプログラムが
記録された記録媒体を提供する。 【解決手段】受信した無線信号をディジタル信号に変換
し、送信するディジタル信号を無線信号に変換し、AD
変換手段の出力に対するディジタル信号処理と、DA変
換手段の入力に対するディジタル信号処理とを行う、デ
ィジタル信号処理手段と、所定の無線機能を実現するた
めのソフトウェア群からなるライブラリを参照して、所
定のソフトウェアを基本ソフトウェア上で実行すること
により、少なくとも無線信号の送受信、AD変換、DA
変換、ディジタル信号処理のいずれかを制御する。
Description
し、特に無線機能を記述する専用言語を用いて無線機能
をソフトウェア化する無線通信装置、無線通信方法及び
記録媒体に関する。
に対する需要が非常に高くまた端末市場は活況を呈して
いる。ところが、現在世の中にはいろいろな種類の通信
システムが林立しているのが現状である。
米国ではAMPS方式やCDMA方式、欧州ではGSM
方式と、さまざまな方式が混在している。さらに同じ日
本国内においても携帯電話とは別にPHSというシステ
ムが存在する。
準化作業がすすめられているが、日米欧で全く同一のシ
ステムとなる可能性は低い。
ムに使用可能な、移動通信端末のマルチモード化に対す
る需要は非常に高い。しかしながら、端末におけるこの
ようなマルチモード化は非常に困難であり、物理的に2
種類の端末をひとつの筐体の中へ内蔵するという単純な
構成によってデュアルモード化するのが限度であった。
を参照して説明する。
示す。図中701はRF(高周波)の信号を増幅するア
ンプである。702は周波数変換をおこなうミキサであ
る。703はミキサ702にたいして信号を供給するシ
ンセサイザである。704はアナログ信号をディジタル
信号に変換するAD変換器である。705はディジタル
信号をアナログ信号に変換するDA変換器である。70
6は専用IC(ASIC)である。707はディジタル
信号処理プロセッサ(DSP)である。708は専用I
C(ASIC)である。709は中央演算処理装置(C
PU)である。710はI/Oインターフェイスであ
る。711はアンプ701〜I/Oインターフェイス7
10からなるハードウェア(の集合)である。712は
OSである。713はOS712上で動作するアプリケ
ーションプログラムである。714はDSP707上で
動作するアプリケーションプログラムである。715は
OS712〜アプリケーションプログラム714からな
るソフトウェア(の集合)である。
701、ミキサ702、シンセサイザ703、AD変換
器704及びDA変換器705等のアナログ回路と、専
用IC(ASIC)706,708、DSP707及び
CPU709等のディジタル回路と、I/Oインターフ
ェイス710等とからなるハードウェア711と、CP
U709上で動くOS712およびそのOS上で動くア
プリケーションプログラム713や、DSP用のプログ
ラム714等からなるソフトウェア715から構成され
ていた。
動作について説明する。受信時は、図示しないアンテナ
から入力された高周波信号をRF部(図中701、70
2、703)で周波数の低いベースバンド信号に変換
し、AD変換器704で所望信号をディジタル信号に変
換し、DSP707やCPU709を用いて送信されて
きた信号を復調する動作をおこなう。
PU709やDSP707で変調の操作をおこない、そ
の信号をD/A変換器705でアナログ信号に変換し、
RF部で高周波信号に変換してアンテナより送信する動
作をおこなう。
ムはソフトウェア712、713、714として無線端
末の内部のメモリ等に保存されている。
IC708を介してアプリケーションプログラム713
からおこなわれる。図ではアナログ部の制御はASIC
708からなされるが、実際にはCPU709やDSP
707などから直接制御される場合もある。
次のような間題があった。すなわち無線端末の従来例で
はアプリケーションプログラム713、714がDSP
707あるいはCPU709専用のプログラムであり、
汎用性がなかった。したがってこれらのプログラムはあ
る特定のハードウェアアーキテクチャ専用のものであ
り、他の異なるハードウェアアーキテクチャを持つ無線
機でそのまま利用することが不可能であった。
制御はASICやゲートアレイなどの専用のLSIを用
いてなされるため、他の異なるハードウェアで利用する
ことが不可能であった。
従来の無線通信装置においては、アプリケーションプロ
グラムは、汎用性がなく、その利用はハードウェアに依
存した特定目的に限定されるという間題点があった。
のであって、汎用性を有し、ハードウェアアーキテクチ
ャに依存しないアプリケーションプログラムを利用可能
な無線通信装置、その無線通信方法及びそのプログラム
が記録された記録媒体を提供することを目的とする。
無線通信装置は、無線信号を送受信する送受信手段と、
受信した前記無線信号をディジタル信号に変換して出力
するAD変換手段と、送信するディジタル信号を前記無
線信号に変換して出力するDA変換手段と、前記AD変
換手段の出力に対するディジタル信号処理及び前記DA
変換手段の入力に対するディジタル信号処理を行うディ
ジタル信号処理手段と、所定の無線機能を実現するため
のソフトウェア群からなるライブラリを参照して、所定
のソフトウェアを基本ソフトウェア上で実行することに
より、前記送受信手段と、前記AD変換手段と、前記D
A変換手段と、前記ディジタル信号処理手段との少なく
とも1つを制御する制御手段とを具備したものであり、
本発明の請求項4に係る無線通信装置は、無線信号を送
受信する送受信手段と、受信した前記無線信号をディジ
タル信号に変換して出力するAD変換手段と、送信する
ディジタル信号を前記無線信号に変換して出力するDA
変換手段と、前記AD変換手段の出力に対するディジタ
ル信号処理と、前記DA変換手段の入力に対するディジ
タル信号処理とを行う、ディジタル信号処理手段と、所
定の無線機能を実現するためのソフトウェア群からなる
第1のライブラリを記憶する第1の記憶手段と、前記第
1のライブラリと本無線通信装置以外にあって前記第1
のライブラリとは異なる第2のライブラリとを参照し
て、所定のソフトウェアを基本ソフトウェア上で実行す
ることにより、前記送受信手段と、前記AD変換手段
と、前記DA変換手段と、前記ディジタル信号処理手段
との少なくとも1つを制御する制御手段とを具備したも
のであり、本発明の請求項7に係る無線通信方法は、無
線信号を送受信する第1の処理と、受信した前記無線信
号をディジタル信号に変換して出力する第の2処理と、
送信するディジタル信号を前記無線信号に変換して出力
する第3の処理と、前記第2の処理の出力に対するディ
ジタル信号処理と、前記第3の処理の入力に対するディ
ジタル信号処理とを行う第4の処理と、所定の無線機能
を実現するためのソフトウェア群からなるライブラリを
参照して、所定のソフトウェアを基本ソフトウェア上で
実行することにより、前記第1の処理と、前記第2の処
理と、前記第3の処理と、前記第4の処理との少なくと
も1つを制御する第5の処理とを具備したものであり、
本発明の請求項8に係る記録媒体は、コンピュータが読
み出し可能なプログラムを格納した記録媒体において、
前記プログラムは、所定の無線機能を実現するためのソ
フトウェア群からなるライブラリを参照して、所定のソ
フトウェアを実行する第1の処理と、前記第1の処理で
実行した前記所定のソフトウェアにより、無線信号を送
受信する機能と、受信した前記無線信号をディジタル信
号に変換して出力する機能と、送信するディジタル信号
を前記無線信号に変換して出力する機能と、前記ディジ
タル信号に対するディジタル信号を処理を行う機能との
いずれかを制御する第2の処理とを具備したものであ
り、本発明の請求項9に係る記録媒体は、無線信号を送
受信するための送受信処理を行うアナログハードウェア
を制御するために前記アナログハードウェアに依存して
記述されたプログラムであるライブラリを参照して、前
記無線信号の送受信処理を実行させるためのプログラム
であって、前記アナログハードウェアに依存することな
く記述されたプログラムを記録したものであり、本発明
の請求項13に係る無線通信装置は、アナログデバイス
を含み無線信号の送受信を行うための送受信手段を有す
るハードウェアと、前記ハードウェアに依存した基本ソ
フトウェア上で動作し前記無線信号の送受信を行うため
の命令群を備えたアプリケーションと、前記ハードウェ
アに依存し、前記アプリケーションが備えた命令群を前
記ハードウェアを制御する命令群に変換することによっ
て前記アプリケーションが備える命令群が前記ハードウ
ェアに依存しない場合でも、前記アプリケーションによ
る前記ハードウェアの制御を可能にするライブラリとを
具備したものであり、本発明の請求項14に係る無線通
信装置は、アナログデバイスを含み無線信号の送受信を
行う送受信手段と、前記送受信手段をディジタル制御す
るプロセッサと、前記プロセッサ上で動作するオペレー
ションシステムと、前記オペレーションシステム上で動
作するアプリケーションと、前記アプリケーションに基
づく命令と前記送受信手段を制御する命令との間の変換
を行うためのライブラリとを具備したものである。
よって送受信する無線信号は、ディジタル信号処理手段
によってディジタル信号処理される。制御手段は、ライ
ブラリを参照して基本ソフトウェア上で所定のソフトウ
ェアを実行することにより、送受信手段、AD変換手
段、DA変換手段及びディジタル信号処理手段の少なく
とも1つを制御する。
よって送受信する無線信号は、ディジタル信号処理手段
によってディジタル信号処理される。制御手段は、第1
のライブラリだけでなく、本無線通信装置以外にあって
第1のライブラリとは異なる第2のライブラリをも参照
して基本ソフトウェア上で所定のソフトウェアを実行す
ることにより、送受信手段、AD変換手段、DA変換手
段及びディジタル信号処理手段の少なくとも1つを制御
する。
は、無線信号を送受信する第1の処理と、受信した無線
信号をディジタル信号に変換して出力する第の2処理
と、送信するディジタル信号を無線信号に変換して出力
する第3の処理と、第2の処理の出力に対するディジタ
ル信号処理及び第3の処理の入力に対するディジタル信
号処理を行う第4の処理との少なくとも1つを、所定の
無線機能を実現するためのソフトウェア群からなるライ
ブラリを参照して、所定のソフトウェアを基本ソフトウ
ェア上で実行することにより制御する。
所定の無線機能を実現するためのソフトウェア群からな
るライブラリを参照して、所定のソフトウェアを実行す
る第1の処理のためのプログラムと、第1の処理で実行
した所定のソフトウェアにより、無線信号を送受信する
機能と、受信した前記無線信号をディジタル信号に変換
して出力する機能と、送信するディジタル信号を無線信
号に変換して出力する機能と、ディジタル信号に対する
ディジタル信号を処理を行う機能とのいずれかを制御す
る第2の処理のためのプログラムを有する。
無線信号を送受信するための送受信処理を行うアナログ
ハードウェアを制御するために前記アナログハードウェ
アに依存して記述されたプログラムであるライブラリを
参照して、前記無線信号の送受信処理を実行させるため
のプログラムが記録される。ライブラリはアナログハー
ドウェアに依存して記述されているが、記録媒体に記録
されたプログラムはアナログハードウェアに依存するこ
となく記述されており、アナログハードウェアの構成に
拘わらず共通のプログラムが使用可能である。
アはアナログデバイスを含んでおり、無線信号の送受信
を行う。一方、アプリケーションは、ハードウェアに依
存した基本ソフトウェア上で動作し無線信号の送受信を
行うための命令群を備えている。アプリケーションはハ
ードウェアに依存したライブラリを参照して、基本ソフ
トウェア上で実行される。ライブラリは、アプリケーシ
ョンが備えた命令群をハードウェアを制御する命令群に
変換するものであり、アプリケーションが備える命令群
がハードウェアに依存しない場合でも、アプリケーショ
ンによるハードウェアの制御を可能にする。
は、アナログデバイスを含んでおり、無線信号の送受信
を行う。送受信手段は、プロセッサ上でオペレーション
システムを動作させ、オペレーションシステム上でアプ
リケーションを動作させることによって、プロセッサか
らディジタル制御される。この場合には、アプリケーシ
ョンに基づく命令と送受信手段を制御する命令との間の
変換がライブラリによって行われる。
施の形態について詳細に説明する。図1は本発明の第1
の実施の形態を説明するための説明図である。
る。2は周波数変換をおこなうミキサである。3はミキ
サ2にたいして信号を供給するシンセサイザである。4
はアナログ信号をディジタル信号に変換するAD変換器
である。5はディジタル信号をアナログ信号に変換する
DA変換器である。6はプログラマブルロジック(FP
GA)である。7はディジタル信号処理プロセッサ(D
SP)である。8はI/Oインターフェイスである。9
は中央演算処理装置(CPU)である。10はアンプ1
〜CPU9からなるハードウェアである。
動作をOSから制御するためのデバイスドライバであ
る。13はさまざまな関数群が記述されたライブラリで
ある。14はアプリケーションである。15はOS11
〜アプリケーション14からなるソフトウェアである。
ついて説明する。
し、このOS11が無線機全体の動作を制御する。OS
11はCPU9に依存した基本ソフトウェアである。C
PU9以外のハードウェア、例えばアンプ1、ミキサ
2、シンセサイザ3、ADC4、DAC5、FPGA
6、DSP7、I/Oインターフェイス8と、OS11
の間にはデバイスドライバ12が介在し、このデバイス
ドライバ12は、OS11より出力された命令をそれぞ
れのハードウェアが実行可能な命令に変換しCPU9を
経由してデータを送出し、また、各ハードウェアから状
態を示す出力があればそれはCPU9を介してデバイス
ドライバ12に引き渡されてOS11が解釈できる信号
に変換する役割を果たす。
11とハードウェア10に密接に関係があり、ハードウ
ェア10が異なればデバイスドライバ12はそれに合わ
せて異なるものが必要となり、またOS11が変われば
それに対応したデバイスドライバ12が必要になる。
し、あるいは機能そのものを実現するソフトウェエアの
集合体であり、複数の関数(命令セット)からなる。ラ
イブラリ13はアプリケーション14から出される命令
の中で汎用性が高い機能、およびハードウェア構成に依
存する関数の集合である。したがってライブラリ13は
ハードウェア10やOS11に依存したものとなる。
2およびライブラリ13は、ハードウェア10に依存す
るソフトウェアであり、これらをまとめてここでは基本
ソフトウェアと呼ぶ。
る専用言語(ここでは以下「radiodescription languag
e」と呼ぶ)を用いて記述して得たプログラムであり、
その記述はハードウェア10に依存しない。すなわち、
アプリケーション14はハードウェア10が変わっても
同じプログラムが利用できる。
違は、上述のデバイスドライバ12、OS11、ライブ
ラリ13によって吸収することができ、アプリケーショ
ン14の変更は不要である。換言すると、アプリケーシ
ョン14とOS11あるいはライブラリ13との間のイ
ンターフェイスが同じであればアプリケーション14は
異なるハードウェア上で動作可能となる。アプリケーシ
ョン14は上述したように無線記述言語を用いて記述さ
れて得られる。
ソフトウェアの実行方法を説明する。
作を説明する説明図である。図2において、図1と同等
の構成を示すものについては同一の番号を付して説明す
る。図2中、10は無線機のハードウェアを示してお
り、図1におけるアンプ1〜CPU9等から構成され
る。11はハードウェア10上で動作するOSである。
20は無線機能が記述されたアプリケーションプログラ
ムであり、図2の例ではソースファイルを示している。
12はデバイスドライバであり、アプリケーションなど
によってOS11に出された命令をハードウェア10に
対する命令へ変換する動作をおこなう。13は関数など
が記述されたライブラリである。16はアプリケーショ
ンプログラム20を実行ファイル(Executable File)
17に変換するコンパイラである。
2における実行ファイル17に相当する。しかし、アプ
リケーションプログラム20がコンパイル不要なインタ
プリタ言語等で記述されている場合には、アプリケーシ
ョンプログラム20は図1のアプリケーション14その
ものである。
ンプログラム20は、実行する前にコンパイルされる。
コンパイルはソースプログラムのOSが解釈できる機械
語への変換を意味し、コンパイラ16を用いておこなう
ことによってなされる。
実行ファイル17はOS11上で実行される。実行時に
実行ファイル17に記述された命令に応じてライブラリ
13から必要な関数を引いて来て利用することによって
実際の無線機能がソフトウェア的に実現される。
ア上で実現するための制御情報を生成するプログラム
や、FPGAやDSPなどのプログラムそのものが予め
関数として用意されており、アプリケーションによって
与えられた関数とパラメータに基づいて、必要なプログ
ラムを適切なパラメータとともにOS11へ引き渡す。
構成の場合はハードウェア的に実現されていた機能が、
別のハードウェア構成の場合はソフトウェアで実現する
ような場合があるなど、ハードウェア構成によって異な
るものとなる。
に依存したものとなり、ハードウェア10が変更される
とそれに伴って変更される性質のものである。
くライブラリが膨大なものとなる場合がある。しかしな
がらこのライブラリを全て無線機側で保持しておく必要
はなく、頻繁に利用されるライブラリのみを無線機側で
持ち、それ以外のライブラリは外部のものを利用し、コ
ンパイル時にリンクしてしまう方法もある。
無線機で持たなければならないライブラリを必要最小限
に留めることが可能となる。
に、ここではライブラリは、無線機側にもつ第1のライ
ブラリ31と外部にもつ第2のライブラリ32に分けら
れ、コンパイル時に第2のライブラリ32がリンクされ
実行ファイルが作成され、この実行ファイルの実行時に
第1のライブラリ31が参照されることによって無線機
としての動作を実現する。
に用意し、残りの関数を第2のライブラリに用意するこ
とで、無線機側で持たなければならないライブラリの規
模を大幅に縮小することができる。
ケーションプログラム20及びコンパイラ16を設ける
位置は、限定されていない。図1のアプリケーション1
4に相当する実行ファイル17が無線機内のメモリに保
持されるのに対し、アプリケーションプログラム20
(ソースファイル)及びコンパイラ16は、無線機内に
保持してもよく、無線機外部に保持してもよい。
ム20に対してコンパイラ16を用いたコンパイル処理
によって作成した実行ファイル17をメモリに格納し、
このメモリを無線機の製造時に無線機に搭載することが
一般的である。
ラリ32を機能拡張用と考えると、その性質上、第2の
ライブラリ32のリンク処理及びコンパイル処理は、無
線機の販売後に実施されることになる。無線機のメモリ
容量、CPUの負荷等を考慮すると、アプリケーション
プログラム20及びコンパイラ16を第2のライブラリ
32と共に、無線機外部に用意した方がよい。例えば、
アプリケーションプログラム20及びコンパイラ16を
基地局等に用意し、基地局等においてアプリケーション
プログラム20をコンパイルすると共に第2のライブラ
リ32をリンクし、これによって生成した実行ファイル
17を無線機にダウンロードさせる。
びコンパイラ16を無線機内のメモリに保持し、基地局
等からダウンロードした第2のライブラリを用いて、無
線機内で実行ファイル17を生成するようにしてもよい
ことは明らかである。
はコンパイルされた実行ファイル17とライブラリ13
によって与えられる命令をハードウェアブロックのデバ
イスドライバ12へ振り分ける作業をおこなう。
Pに対するものであればDSP7のデバイスドライバに
動作プログラムを送り、またミキサへの制御命令であれ
ばミキサ2のデバイスドライバに制御情報を送出する。
実行ファイル17(およびライブラリ13)によって与
えられた命令をハードウェアレベルでの命令に変換する
役割を果たす。この命令は最終的にはCPU9を介して
各ハードウェアに対して信号を送り、所望の機能を実現
させる。
する。
の形態の無線機の動作を説明する。上述の如く、アプリ
ケーション14には受信周波数を設定するための関数が
用意されており(ここで関数名を”set-receive-freque
ncy”とする)、次のように記述されている。
示しており、実行時には上記関数set_receiving_freque
ncyは変数$freq_recvを引数としてOS11に引き渡す
実際に受信周波数を設定するためにはシンセサイザの発
振周波数の設定を行う必要がある。このような受信周波
数→シンセサイザ発振周波数への変換はハードウェアの
構成によって異なるものであるため、アプリケーション
の実行時にライブラリ13が参照されそこに用意された
関数によってなされる。
設定を受けてそれをシンセサイザ発振周波数へ変換する
関数(仮に”receiving-freq-to-synthesizer”とする)
が引かれ、次のようになる。
9); #----- なお上記の例ではアルファベット文字で記述されている
が実際には上記の意味を持つ機械語である。
4は、本実施の形態に係る無線機のハードウェア構成を
信号の流れに沿って示す図である。図中1はアンプ、2
はミキサ、3はシンセサイザ、4はA/D変換器であ
り、アンテナから受信された信号はアンプ1によって増
幅された後、ミキサ2によってシンセサイザ3から供給
される信号と乗算されて低いIF周波数へ周波数変換さ
れ、A/D変換器でディジタル信号へ変換される。
合、シンセサイザの発振周波数は受信周波数(1.9G
Hz)とIF(380MHz)との差であるところの1
520MHzとなる。受信周波数からシンセサイザの発
振周波数への変換が、コンパイルされたアプリケーショ
ンプログラムの実行時にライブラリ13によってなされ
る。
周波数への変換はハードウェアに依存した部分であるた
めに、変換処理が直接アプリケーションプログラムに記
述されることはなく、実行時にライブラリの部分で変換
処理に相当する処理が行われる。
ブラリ13を参照して実際にOS11上で動作すると
き、上記ライブラリによって決定されたシンセサイザの
発振周波数の設定はOS11を介してデバイスドライバ
12の処理によって実行される。
令はやはりライブラリ13によって生成される。例えば
次のような命令となる。
kHz) $freq_ref=1.0e7; #基準周波数は10,000,000Hz(=10MH
z) $1 = $freq_synth; #変数$1は$freq_synthに格納され
た値 $2 = $freq_pd ; #変数$2は位相比較周波数 $3 = $freq_ref; #変数$3は基準周波数 out_to_syn($1、$2、$3); #シンセサイザに対して変数
$1、$2、$3を出力 #----- ここまでの動作はコンパイルされたアプリケーションが
実行時にライブラリ13を参照することによってなされ
る。
スドライバ12のうちシンセサイザ3を駆動するデバイ
スドライバに対してパラメータ$1、$2、$3を引き
渡す。out_to_synという関数がシンセサイザ3のデバイ
スドライバに対する命令であることを意味している。
イバに出力するためのアドレスを保持しており、この命
令を受けたOS11は予め定められたシンセサイザのI
/Oポートに対して3つのパラメータ($1、$2、$
3)を出力する。
較周波数(200kHz)、$3が基準周波数(10M
Hz)の値が入力されている例を示している。ここでは
位相比較周波数や基準周波数はハードウェア10の構成
に応じて自動的に設定されるためにアプリケーション1
4によって明示的に与えられることはなく、ライブラリ
13によって自動的に与えられる。
ェア構成の例を図5に示す。図5中18はリファレンス
カウンタ、19はプログラマブルカウンタ、23はスワ
ローカウンタ、24はプリスケーラであり、リファレン
スカウンタ18は入力された水晶発振器等の基準信号を
分周して位相比較器に供給する。
ーカウンタ23、プリスケーラ24はこれらを組み合わ
せることによって全体として比較的大きな分周をおこな
う可変分周器として動作する。
と同様であるので詳細説明は省略する。またリファレン
スカウンタ18、プログラマブルカウンタ19、スワロ
ーカウンタ23、プリスケーラ24はPLL−IC25
に内蔵されている。
ったデバイスドライバ12は、$1、$2、$3のパラ
メータの値をシンセサイザ3で利用しているPLL−I
C25の設定信号に変換して送出するという動作をおこ
なう。
200kHz=9500→比較周波数側の総分周数が9
500 ・基準周波数と位相比較周波数の比10MHz/200
kHz=50→基準周波数側の分周数が50 と算出される。シンセサイザ3の構成が図5に示される
ものであった場合、これらの値をもとに、分周器の分周
数が計算され、 ・プログラマブルカウンタ22のカウント値が148 ・スワローカウンタ23のカウント値が28 ・リファレンスカウンタ21のカウント値が50 となるような信号がデバイスドライバ12からシンセサ
イザ3のPLL−IC25に対して送出され、シンセサ
イザ3の発振周波数が最終的に設定される。
値のディジタル信号に変換され、次のようなビット列が
生成される。(カウンタは全て8ビットを仮定) #-----Synthesizer Data #-----Programable Counter 10010100 #148を二進数に変換 #-----Swallow Counter 00011100 #28を二進数に変換 #-----Reference Counter 00110010 #50を二進数に変換 #----- このあと、デバイスドライバ12は生成されたビット列
をCPU9に送出する。CPU9は与えられたデータを
ハードウェアすなわちPLL−IC25に対してシリア
ルで、例えば図6に示すようなdataとclockと
strobe信号を送出する。
ンセサイザ3へ信号を出力する例を挙げているが、I/
O用の専用デバイスを設けそこから信号出力をおこなっ
てもよい。
て送出されるデータ列の例を示したものであり、上記の
例のプログラマブルカウンタに分周数148を設定する
例を示している。
れ、データの内容を示すDATA、データの区切りを示
すCLOCK、そしてデータの送出終了を示すSTRO
BEからなる。
ッチされる。順に10010100というデータをこの
クロックの立上りに同期させて送出することで所望の分
周数がプログラマブルカウンタに送られる。
ち上がってデータが終了したことが示されプログラマブ
ルカウンタの分周数として設定される。
ファレンスカウンタに対して同様におこなうことによっ
て、シンセサイザには所望の分周数が設定される。これ
によって最終的に所望の発振周波数が得られ、所望の周
波数の信号の受信が可能となる。
ションプログラムに記述された、「1900MHzの信
号を受信せよ」という命令が、最終的に、ロジックデー
タとしてシンセサイザのPLL−ICに送出されるとい
う命令に変換され実際に受信が可能となる。
は物理層制御の命令のみを記述するだけで、ライブラリ
/OS/デバイスドライバ/ハードウェアが適切に動作
することによって所望の動作を実行することが可能とな
る。
て、アプリケーションプログラムから無線機側を見たイ
ンターフェイス上には、動作対象がハードウェアである
かソフトウェアであるかという区別が無いため、ハード
/ソフトを意識しないプログラミングが可能となり、ま
た、ハードウェア側から見れば、アプリケーションプロ
グラムとのインターフェイスを統一的に取り扱うことに
よってあらゆるアプリケーションプログラムが汎用的に
利用可能となる。
では無線の物理層制御をアプリケーションプログラムか
らハードウェアに依存せずに実行することは不可能であ
ったが、本発明の無線機を用いることによってアプリケ
ーションプログラムからハードウェアに依存しない無線
物理層制御が可能となる。
いても、アナログ回路の制御は、上述した従来例と同様
に、そのアナログ回路を制御するための専用のハードウ
ェアを設けて行うようになっており、本実施の形態のよ
うにライブラリを用いてアナログ回路を制御する技術は
考えられていない。
示すフローチャートである。
のハードウェアは、アナログ部とディジタル部からなる
が、無線機能をアナログ部で実現するか、ディジタル部
で実現するかは本ハードウェア上で動作するソフトウェ
アによって選択することが可能である。たとえば、アナ
ログ部にベースバンドのアクティブフィルタが具備され
ており、ディジタル部にFPGAによるFIRフィルタ
が具備されているような場合を考えると、アナログベー
スバンドフィルタをローパスフィルタとして用い、入力
受信信号の余分な周波数成分を取り除くことが可能であ
るが、このアナログフィルタをスルーで用い、ディジタ
ル部のFIRフィルタに適切なタップ係数を付与するこ
とによって、全く同一又は類似した周波数特性を持つフ
ィルタを形成可能である。
えばローパスフィルタの例ではカットオフ周波数や次数
等)はハードウェアによって制限されるが、特性的にオ
ーバーラップする部分がある。本発明におけるアプリケ
ーションプログラムはハードウェアの区別なく記述され
ているので、ある機能を実現する回路部分(以下、機能
ブロックという)がアナログ部とディジタル部とのいず
れにあっても実現可能である場合には、その割り振りが
問題となる。機能ブロック、即ち、ある機能を実現する
ハードウェアの選択をライブラリ13がおこなうことが
本実施の形態の特徴である。
ーションプログラムの命令をできる限りアナログブロッ
クで実現する方向で全体をコンフィギュレーションする
方法である。たとえば機能Aがアナログ部でもディジタ
ル部でも実現できる場合に、その機能を優先的にアナロ
グ部に割り当ててゆくという方法である。
る。まずアプリケーションプログラムのコンパイル時
に、アプリケーションプログラム内に記述された無線機
能に関する命令を解読する(ステップS1 )。次にその
機能がディジタルとアナログ部のいずれかまたは両方で
実現可能であるかどうかを調べる(ステップS2 )。こ
のときもしディジタル部あるいはアナログ部の一方でし
か実現できない場合には実現できるブロックで実行する
ようにコンパイルされるが、ディジタル部とアナログ部
の両方で実現可能である場合、優先的にその機能をアナ
ログ部で実現するようにコンパイルされる(ステップS
4 )。またもしディジタル部でもアナログ部でも実現で
きない場合は異常終了する。
たとえばディジタル部で実現するとディジタル回路の消
費電力が必要であるのに対して、アナログ部で実現した
場合、たとえばその機能がパッシブ回路によって実現可
能であるような場合には消費電力を0にすることが可能
となり、無線装置の低消費電力化が可能となる。
ライブラリはアプリケーションプログラムの命令をでき
る限りディジタルブロックで実現する方向で全体をコン
フィギュレーションする方法である。
る。まずアプリケーションプログラムのコンパイル時
に、アプリケーションプログラム内に記述された無線機
能に関する命令を解読する(ステップS1 )。次にその
機能がディジタルとアナログ部のいずれかまたは両方で
実現可能であるかどうかを調べる(ステップS2 )。こ
のときもしディジタル部あるいはアナログ部の一方でし
か実現できない場合には実現できるブロックで実行する
ようにコンパイルされる。ディジタル部とアナログ部の
両方で実現可能である場合、優先的にその機能をディジ
タル部で実現するようにコンパイルされる(ステップS
5 )。またもしディジタル部でもアナログ部でも実現で
きない場合は異常終了する。
たとえばアナログ部で実現すると特性があまりよくない
場合に、ディジタル部で実現した場合、理想的な特性が
実現でき、無線装置の全体の良好な特性が得られる。
段の選択は、すべての無線機能に関して一律に設定され
るのではなく、無線機能ブロックごとに区分けし、たと
えばフィルタはディジタル部優先、周波数変換器はアナ
ログ部優先などとあらかじめ定めておくことによって、
全体として特性の向上を実現することが可能となり、さ
らにこの選択に関してはアプリケーションプログラムは
まったく関与しないため、アプリケーションの開発は独
自に可能で、ハードウェアに依存した無線機能実現の手
段はコンパイラやライブラリが自動的に割り当てられる
ため理想的な構成が実現できる。
機能の選択は、その法則(ディジタルから割り当てる
か、アナログから割り当てるか)をあらかじめライブラ
リに記述することによって、アプリケーションプログラ
ムの内容によって、自動的に振り分けることが可能とな
る。たとえば上述のようにアナログのローパスフィルタ
に比べて、ディジタルフィルタの消費電力が大きい場
合、可能な限りアナログフィルタで処理した方が、無線
機全体の低消費電力化が図れる。このような場合はライ
ブラリによって、優先的にアナログ部に処理されるよう
に、無線機が制御される。
ィジタル部の両方で実現可能な無線機能についてのテー
ブルを保持し、テーブルに記述された無線機能の限界性
能、および、法則を参照することによって、ある機能を
アナログ部又はディジタル部のいずれに割り当てるかを
決定する。
別にアナログ/ディジタル部での実現の振り分け方法を
決めたが、信号処理速度によって別けてももちろんよ
い。
て次のような実施の形態が挙げられる。すなわちアナロ
グ部、ディジタル部両方で機能が実現できる場合、ある
判定条件を元にどちらで機能を実現できるか決定する方
法である。図9はこの方法を示すフローチャートであ
る。
イル時に、アプリケーションブログラム内に記述された
無線機能に関する命令を解読する(ステップS1 )。次
にその機能がディジタルとアナログ部のいずれかまたは
両方で実現可能であるかどうかを調べる(ステップS2
)。このときもしディジタル部あるいはアナログ部の
一方でしか実現できない場合には実現できるブロックで
実行するようにコンパイルされる。ディジタル部とアナ
ログ部の両方で実現可能である場合、次のステップS3
へ進む。次のステップS3 では、あらかじめ定められた
判定基準をもとにディジタル部で実行するかアナログ部
で実行するかを判断し、ステップS4 又はステップS5
において、アナログ部又はディジタル部のいずれかで機
能を実現する。
げられる。
い方を選択する 上記(1)はアナログ部、ディジタル部で実現した場合
の消費電力を見積もりそれをもとに少ないほうを選択す
る。(2)はたとえば所望の特性はアナログ部、ディジ
タル部いずれでも選択可能であるが、ディジタル部の方
がより良好な特性を実現可能である場合はディジタル部
を選択する。(3)は機能を実現するための信号処理時
間を見積もり、より遅延時間の少ないほうを選択する。
(4)はたとえば所望の無線信号処理機能をディジタル
部で実現した場合に、受信信号がいったんアナログ部を
出てディジタル部へ入り所望の処理を行い、再度アナロ
グ部へ入力する必要があるような場合は、信号のディジ
タル部とアナログ部間の往復を避けるためにアナログ部
で処理するように選択する。
な無線部の構成が実現可能となる。
て採用されるアナログの機能ブロック(アナログブロッ
ク)を示す説明図である。本実施の形態は、アナログブ
ロックの構成が異なるのみであり、ディジタルの機能ブ
ロック及びソフトウェアの構成は図1と同様であり、図
示を省略する。
は仕様記述部132を有している。なお、図1における
全てのアナログブロックがアナログブロック131と同
様に仕様記述部132を備えていてもよく、一部のアナ
ログブロックのみが仕様記述部132を備えていてもよ
い。なお、上述したように、アナログブロックとして
は、例えばアンプ、ミキサ、シンセサイザなどがある。
31の仕様が記述されている。仕様記述部132は仕様
を記憶することができれば、不揮発性のメモリ等によっ
て構成してもよく、また、スイッチ等によって構成して
もよい。仕様記述部132に記述されているアナログブ
ロック131の仕様は、外部からのアクセスによって読
み出すことができるようになっている。例えば、図1で
は、主としてCPU9が各アナログブロックの特性を読
み出すことができるようになっている。
シンセサイザ3に相当するシンセサイザ141である場
合を示す。シンセサイザ141に関する仕様は仕様記述
部142に記述されている。例えば、仕様記述部142
には、発振可能周波数、位相雑音、周波数切換時間、周
波数安定度等が次のような形で書込まれている。
に従って記述される。例えば、周波数安定度については
温度範囲等の基準が、また、位相雑音についてはその積
分範囲等の基準が予め設定され、これらの基準にのっと
って仕様が記述されている。
のアンプ1に相当するアンプ151である場合を示す。
アンプ151に関する仕様は仕様記述部152におい
て、例えば使用可能周波数、利得可変範囲、NF等が次
のような形で書込まれている。
トウェアを介してこれらの情報を読みとることが可能で
あり、必要な性能が得られるか否か等の判断材料として
利用することが可能となる。例えばこれらの情報によっ
て、ある特定のハードウェア上で、無線機全体として必
要な特性が得られるかどうかの判断がライブラリ側から
ソフトウェア的に判断可能となる。
セサイザ、アンプ、ミキサ等が分離しておらず、1チッ
プ化されている場合があるが、このような場合にはIC
の内部に、1チップ化されているいくつかの機能ブロッ
クに関する上記の情報をまとめて記述する仕様記述部を
設けるか、あるいは分散させて記述する複数の仕様記述
部を設け、これらの仕様記述部をCPU側から読み取れ
るように構成しておけばよい。
が1チッブ化されたICの例を示している。アナログブ
ロック161は、図1のアンプ1及びシンセサイザ3に
相当するものであり、仕様記述部162にはアナログブ
ロック161のアンプ部とシンセサイザ部の各仕様が記
述されており、CPU側からこれらの情報をそれぞれ別
々に読み出すことが可能である。
る。例えば、あらかじめアナログブロックにROMなど
のメモリを作りこんでおき、そのなかに情報を書き込ん
でおく方法がある。この場合には、ROMの情報を引き
出すための専用のデータ端子とアドレス端子とを設け、
CPUからアドレスを指定することによってデータ端子
からアナログブロックの特性をディジタルデータの形で
出力させることができる。
て採用されるアナログの機能ブロック(アナログブロッ
ク)を示す説明図である。本実施の形態は、図10の第
3実施の形態に対して仕様記述部の構成が異なる。
仕様そのものを記述するのではなく、そのアナログブロ
ックの識別番号を記述しておくのである。そしてその識
別番号とそのアナログブロックの仕様に関してはライブ
ラリの中に対照表をあらかじめ用意することによって、
CPUはアナログブロックの特性に関する情報を得るこ
とができる。
に確保された仕様記述部132は、アナログブロック1
31の識別番号が記述されている。CPU9はアナログ
ブロック131の仕様記述部132から識別番号を読み
取り、その識別番号をもとに、ライブラリ13に記述さ
れた識別番号と仕様との対照表を参照することによっ
て、必要な情報をライブラリから得ることができる。
に示した構成に比べて、情報を得るための手順は煩雑に
なるが、アナログブロックに記述しておく情報量を大幅
に削減することができ、より好ましい方法であるといえ
る。仕様記述部に仕様を直接記述した場合、その情報量
はたとえば仕様項目が5、各仕様の内容の記述に20バ
イト必要であるものとすると、合計100バイトとなる
のに対し、識別番号だけであればたとえば4バイト程度
と、25分の1のサイズに抑えることが可能となる。識
別番号として4バイトを記憶させる場合でも、32ビッ
ト分(2の32乗)の種類の識別が可能であるため十分
であるといえる。
ように次のような方法が考えられる。すなわち、最初の
ブロックに機能181(たとえばシンセサイザ、ミキ
サ、アンプなど)、次のブロックに製造業社名182、
そして最後に識別番号183とする。機能はたとえば4
ビットのバイナリで下記のように表現する。
数は必ずしも4ビットである必要はなく、また製造者を
あらわす部分に関しても同様であり、必要に応じたビッ
ト数をあらかじめ勘案して決定すればよい。
場合をのべたが、専用機能を有し、その特性を外部から
の設定によって変更することが可能であるディジタル
部、たとえばタップ係数をパラメータとして与えるタイ
プのディジタルフィルタや、局部発振器の発振周波数を
バラメータとして与えるディジタル直交復調器などのI
Cにも同様の仕様記述部を設けておくことは有効である
ことは言うまでもない。たとえばディジタルフィルタの
場合は次のような仕様を記述しておくとよい。
ているため、ディジタル的にその仕様を外部へ出力する
構成をなすことは上述のアナログブロックの場合に比し
て特に製造しやすいので本実施の形態の方法によりなじ
んだ方法であるともいえる。
ら逸脱することなく、広い範囲において異なる実施態様
を、本発明に基づいて構成することができることは明白
である。本発明は、添付のクレームによって限定される
以外には、それの特定の実施態様によって制約されな
い。
用性を有し、ハードウェアアーキテクチャに依存しない
アプリケーションプログラムを利用可能となるという効
果を有する。
である。
である。
である。
ーチャートである。
るアナログの機能ブロック(アナログブロック)を示す
説明図である。
ザ3に相当するシンセサイザ141である場合を示す説
明図である。
るアンプ151である場合を示す説明図である。
Cの例を示す説明図である。
るアナログの機能ブロック(アナログブロック)を示す
説明図である。
る。
Claims (14)
- 【請求項1】無線信号を送受信する送受信手段と、 受信した前記無線信号をディジタル信号に変換して出力
するAD変換手段と、 送信するディジタル信号を前記無線信号に変換して出力
するDA変換手段と、 前記AD変換手段の出力に対するディジタル信号処理及
び前記DA変換手段の入力に対するディジタル信号処理
を行うディジタル信号処理手段と、 所定の無線機能を実現するためのソフトウェア群からな
るライブラリを参照して、所定のソフトウェアを基本ソ
フトウェア上で実行することにより、前記送受信手段
と、前記AD変換手段と、前記DA変換手段と、前記デ
ィジタル信号処理手段との少なくとも1つを制御する制
御手段とを具備したことを特徴とする無線通信装置。 - 【請求項2】前記送受信手段は、アナログ信号処理を行
うアナログデバイスを具備し、 前記ライブラリは、少なくとも前記アナログデバイスを
制御するためのソフトウェア群を有することを特徴とす
る請求項1に記載の無線通信装置。 - 【請求項3】前記制御手段は、 前記基本ソフトウェアを介して、前記所定のソフトウェ
アを動作させることで発生したデータを、前記送受信手
段を駆動するデバイスドライバへ転送する機能を更に具
備したことを特徴とする請求項1に記載の無線通信装
置。 - 【請求項4】無線信号を送受信する送受信手段と、 受信した前記無線信号をディジタル信号に変換して出力
するAD変換手段と、 送信するディジタル信号を前記無線信号に変換して出力
するDA変換手段と、 前記AD変換手段の出力に対するディジタル信号処理
と、前記DA変換手段の入力に対するディジタル信号処
理とを行う、ディジタル信号処理手段と、 所定の無線機能を実現するためのソフトウェア群からな
る第1のライブラリを記憶する第1の記憶手段と、 前記第1のライブラリと本無線通信装置以外にあって前
記第1のライブラリとは異なる第2のライブラリとを参
照して、所定のソフトウェアを基本ソフトウェア上で実
行することにより、前記送受信手段と、前記AD変換手
段と、前記DA変換手段と、前記ディジタル信号処理手
段との少なくとも1つを制御する制御手段とを具備した
ことを特徴とする無線通信装置。 - 【請求項5】所定のソースファイル及びコンパイラを記
憶する第2の記憶手段を更に具備し、 前記制御手段は、前記コンパイラを用いて前記所定のソ
ースファイルをコンパイルするときに前記第1及び第2
のライブラリをリンクさせて前記所定のソフトウェアを
得ることを特徴とする請求項4に記載の無線通信装置。 - 【請求項6】前記制御手段は、所定のコンパイラによっ
て前記第2のライブラリを参照しながら所定のソースフ
ァイルをコンパイルして得た実行ファイルをダウンロー
ドし、ダウンロードした実行ファイルと前記第1のライ
ブラリとのリンクによって前記所定のソフトウェアを得
ることを特徴とする請求項4に記載の無線通信装置。 - 【請求項7】無線信号を送受信する第1の処理と、 受信した前記無線信号をディジタル信号に変換して出力
する第の2処理と、 送信するディジタル信号を前記無線信号に変換して出力
する第3の処理と、 前記第2の処理の出力に対するディジタル信号処理と、
前記第3の処理の入力に対するディジタル信号処理とを
行う第4の処理と、 所定の無線機能を実現するためのソフトウェア群からな
るライブラリを参照して、所定のソフトウェアを基本ソ
フトウェア上で実行することにより、前記第1の処理
と、前記第2の処理と、前記第3の処理と、前記第4の
処理との少なくとも1つを制御する第5の処理とを具備
したことを特徴とする無線通信方法。 - 【請求項8】コンピュータが読み出し可能なプログラム
を格納した記録媒体において、 前記プログラムは、 所定の無線機能を実現するためのソフトウェア群からな
るライブラリを参照して、所定のソフトウェアを実行す
る第1の処理と、 前記第1の処理で実行した前記所定のソフトウェアによ
り、無線信号を送受信する機能と、受信した前記無線信
号をディジタル信号に変換して出力する機能と、送信す
るディジタル信号を前記無線信号に変換して出力する機
能と、前記ディジタル信号に対するディジタル信号を処
理を行う機能とのいずれかを制御する第2の処理とを具
備したことを特徴とする記録媒体。 - 【請求項9】無線信号を送受信するための送受信処理を
行うアナログハードウェアを制御するために前記アナロ
グハードウェアに依存して記述されたプログラムである
ライブラリを参照して、前記無線信号の送受信処理を実
行させるためのプログラムであって、前記アナログハー
ドウェアに依存することなく記述されたプログラムを記
録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 【請求項10】前記送受信手段は、アナログ信号処理を
行うアナログデバイスとディジタル信号処理を行うディ
ジタルデバイスとを具備し、 前記制御手段は、同一機能が前記アナログデバイスとデ
ィジタルデバイスとの双方で実現可能な場合には、所定
の条件に従って前記アナログデバイス又は前記ディジタ
ルデバイスの一方を選択して機能を達成するか又は、前
記アナログデバイス又は前記ディジタルデバイスの一方
を優先的に選択して機能を達成することを特徴とする請
求項1に記載の無線通信装置。 - 【請求項11】前記制御手段による選択は、前記ライブ
ラリを参照することでソフトウェア的に実行されること
を特徴とする請求項10に記載の無線通信装置。 - 【請求項12】前記送受信手段は、アナログ信号処理を
行うアナログデバイスとディジタル信号処理を行うディ
ジタルデバイスとを具備し、 前記アナログデバイス及びディジタルデバイスのうちの
少なくとも一方の手段は、仕様に関する情報を記憶する
仕様記憶部を設け、 前記制御手段は、前記仕様に関する情報を読み取り、読
み取った情報に基づいて前記制御を行うことを特徴とす
る請求項1に記載の無線通信装置。 - 【請求項13】アナログデバイスを含み無線信号の送受
信を行うための送受信手段を有するハードウェアと、 前記ハードウェアに依存した基本ソフトウェア上で動作
し前記無線信号の送受信を行うための命令群を備えたア
プリケーションと、 前記ハードウェアに依存し、前記アプリケーションが備
えた命令群を前記ハードウェアを制御する命令群に変換
することによって前記アプリケーションが備える命令群
が前記ハードウェアに依存しない場合でも、前記アプリ
ケーションによる前記ハードウェアの制御を可能にする
ライブラリとを具備したことを特徴とする無線通信装
置。 - 【請求項14】アナログデバイスを含み無線信号の送受
信を行う送受信手段と、 前記送受信手段をディジタル制御するプロセッサと、 前記プロセッサ上で動作するオペレーションシステム
と、 前記オペレーションシステム上で動作するアプリケーシ
ョンと、 前記アプリケーションに基づく命令と前記送受信手段を
制御する命令との間の変換を行うためのライブラリとを
具備したことを特徴とする無線通信装置。
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