JP6980929B2 - ソフトウェア無線機 - Google Patents
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Description
本開示はソフトウェア無線機に関し、無線通信ソフトウェア等の故障を検出するソフトウェア無線機に適用可能である。
近年の情報システムの拡大および複雑化に伴って、システムの開発コストを最小化し、かつ運用後の保守を容易にするために、システムの機能分割と分散配置、コンポーネント化と再利用、標準技術の採用と相互運用性等の実現が望まれている。
このために分散オブジェクト技術が採用されており、例えば、CORBA(Common Object Request Broker Architecture)は、分散オブジェクト技術の標準技術として広く利用されている。CORBAは、分散環境でクライアントがサーバのオブジェクトにアクセスするためのソフトウェアバスを提供する標準技術であって、OMG(Object Management Group)という標準化団体が標準化した仕様である。CORBAでは、OS(Operating System)に依存しないインタフェースを定義する言語であるIDL(Interface Definition Language)を用いてインタフェースを定義し、このインタフェースで表されたメソッドをコールすることで、他モジュールのソフトウェアの機能を実行できるようになっている。物理的な接続は、IP(Internet Protocol)/IIOP(Internet Inter-ORB Protocol)通信が対応した接続媒体を通じて行う。
一方、ソフトウェア無線機は、ソフトウェアプログラムによって無線機の実行プログラムを切り替えることにより、無線機における同一のハードウェアリソースで複数の無線方式に対応できる無線機である。ソフトウェア無線機においては、ネットワークから所望の機能を定義したファイルをダウンロードすることによって、ソフトウェア無線機内のモジュールの構成を変更し、複数の無線通信方式を実現するようになっている。ソフトウェア無線機においても分散オブジェクト技術を利用して複数のソフトウェアプログラムを部品(コンポーネント)として組み合わせて無線機機能を実現するものが開発されている。
無線機機能は、変復調方式、周波数等及びその用途に適合した機能を実現するソフトウェアプログラムをダウンロードすることによって実現する。CORBAのような分散オブジェクト技術を利用すれば、変復調を行うモデム部や、セキュリティ部、通信方式部(プロトコル部)、制御部等のソフトウェアプログラム(無線通信ソフトウェア)がシステム上に分散されて配置されていても、相互接続を行うことができ、全体としてソフトウェア無線機システムを実現することができる。
無線通信ソフトウェアの起動には、ドメイン管理ソフトウェア等の環境ソフトウェアとの間で、SCA(Software Communication Architecture)で規定された(以下、単に「規定の」という。)インタフェースおよび通信手順を用いることとされている。しかし、起動完了後のソフトウェア故障検出や故障時の動作については、規定されていない。また、無線通信ソフトウェアプログラムをインストールするためのソフトウェアプログラム(以下、フレームワークソフトウェアという。)の復旧については、明確な定義や方法はなく、フレームワークソフトウェアは異常発生した場合にはその復旧ができない状態である。
本開示の課題は、フレームワークソフトウェアの故障を検出するソフトウェア無線機を提供することにある。
本開示の課題は、フレームワークソフトウェアの故障を検出するソフトウェア無線機を提供することにある。
本開示のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、ソフトウェア無線機は、複数のハードウェア・モジュールを有し、前記複数のハードウェア・モジュールを制御する無線通信ソフトウェアを外部よりダウンロードして無線機機能を実現する。ソフトウェア無線機は、前記無線通信ソフトウェアをインストールするフレームワークソフトウェアと、前記OSに直接管理されるよう配置され、ユーザインタフェースサービスおよび前記フレームワークソフトウェアを管理するインタフェースサービスソフトウェアと、を備える。前記フレームワークソフトウェアは、ユーザインタフェースソフトウェア、ドメイン管理ソフトウェア、ハードウェア管理ソフトウェアおよびハードウェア制御ソフトウェアを有し、前記インタフェースサービスソフトウェアは、前記ユーザインタフェースソフトウェアおよび前記ドメイン管理ソフトウェアに対し死活監視要求をし、前記ユーザインタフェースソフトウェアまたは前記ドメイン管理ソフトウェアから応答がないときは異常と判断する。
すなわち、ソフトウェア無線機は、複数のハードウェア・モジュールを有し、前記複数のハードウェア・モジュールを制御する無線通信ソフトウェアを外部よりダウンロードして無線機機能を実現する。ソフトウェア無線機は、前記無線通信ソフトウェアをインストールするフレームワークソフトウェアと、前記OSに直接管理されるよう配置され、ユーザインタフェースサービスおよび前記フレームワークソフトウェアを管理するインタフェースサービスソフトウェアと、を備える。前記フレームワークソフトウェアは、ユーザインタフェースソフトウェア、ドメイン管理ソフトウェア、ハードウェア管理ソフトウェアおよびハードウェア制御ソフトウェアを有し、前記インタフェースサービスソフトウェアは、前記ユーザインタフェースソフトウェアおよび前記ドメイン管理ソフトウェアに対し死活監視要求をし、前記ユーザインタフェースソフトウェアまたは前記ドメイン管理ソフトウェアから応答がないときは異常と判断する。
上記ソフトウェア無線機によれば、フレームワークソフトウェアの故障を検出することができる。
以下、実施形態について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明を省略することがある。
ソフトウェア無線技術とは、ハードウェアそのものには変更を加えることなく、制御ソフトウェアを変更することによって無線通信方式を切り替えることが可能な無線通信技術である。図1にソフトウェア無線機100の概要を示す。ソフトウェア無線機100のハードウェア・モジュールとしては、アンテナ101、高周波部102、A/D・D/A部103、デジタル信号処理部104、制御部105を含む。アンテナ101は無線周波数信号の送受信を行う。高周波部102は、アンテナ101で受信した無線周波数帯の受信信号を低周波数帯の受信信号に変換する、または低周波数帯の送信信号を無線周波数帯の送信信号に変換する。A/D・D/A部103は、受信したアナログ信号をデジタル信号に変換する、または送信するデジタル信号をアナログ信号に変換する。デジタル信号処理部104は、送信信号の符号化、受信信号の復号化等の処理を行う。制御部105は、例えばソフトウェアプログラム(後述する図2、7に示される各ソフトウェアプログラム)を格納するメモリとそのメモリに格納されたソフトウェアプログラムを実行するCPUとを備え、ネットワーク106を介して制御端末107からの制御を受けるとともに、ソフトウェア無線機のハードウェア・モジュールの制御を行う。
<第一実施形態>
図2に第一実施形態のソフトウェア無線機のソフトウェア構造を示す。
ハードウェア・モジュール220〜222はそれぞれ図1の高周波部102、A/D・D/A部103、デジタル信号処理部104に相当する。ハードウェアデバイスドライバー210〜212はそれぞれ、これらのハードウェア・モジュール220〜222を駆動する。これらは所定のOS(Operating System)209上で動作するが、CORBAミドルウェア208により、アプリケーションとOS・ハードウェアとが分離可能とされている。ソフトウェア無線機100に電源投入されると、まずOS209、ハードウェアデバイスドライバー210〜212、CORBAミドルウェア208が起動される。続いて、フレームワークソフトウェア215が起動される。フレームワークソフトウェア215はソフトウェア無線機100が動作するために、常時起動されている必要のあるソフトウェアプログラムであり、ユーザインタフェースソフトウェア201、ドメイン管理ソフトウェア202、ハードウェア管理ソフトウェア204、ハードウェア制御ソフトウェア205〜207が含まれている。ハードウェア制御ソフトウェア205〜207もそれぞれハードウェアデバイスドライバー210〜212に対応して設けられ、これらを制御する上位のソフトウェアプログラムである。
図2に第一実施形態のソフトウェア無線機のソフトウェア構造を示す。
ハードウェア・モジュール220〜222はそれぞれ図1の高周波部102、A/D・D/A部103、デジタル信号処理部104に相当する。ハードウェアデバイスドライバー210〜212はそれぞれ、これらのハードウェア・モジュール220〜222を駆動する。これらは所定のOS(Operating System)209上で動作するが、CORBAミドルウェア208により、アプリケーションとOS・ハードウェアとが分離可能とされている。ソフトウェア無線機100に電源投入されると、まずOS209、ハードウェアデバイスドライバー210〜212、CORBAミドルウェア208が起動される。続いて、フレームワークソフトウェア215が起動される。フレームワークソフトウェア215はソフトウェア無線機100が動作するために、常時起動されている必要のあるソフトウェアプログラムであり、ユーザインタフェースソフトウェア201、ドメイン管理ソフトウェア202、ハードウェア管理ソフトウェア204、ハードウェア制御ソフトウェア205〜207が含まれている。ハードウェア制御ソフトウェア205〜207もそれぞれハードウェアデバイスドライバー210〜212に対応して設けられ、これらを制御する上位のソフトウェアプログラムである。
ソフトウェア無線機100の特徴として、フィルタ、変復調、等化、同期機能などの無線機能をプログラブル化し、ソフトウェアプログラムの書き換えにより無線パラメータである変調方式、送受信周波数、帯域幅、伝送速度などのシステム固有の無線機能を変更可能としている。これら書き換えられるソフトウェアプログラムが、無線通信ソフトウェア203である。このため、無線通信ソフトウェア203は電源投入時でも起動可能だが、その多くはユーザインタフェースソフトウェア201からの指示に基づいて起動する。
ユーザインタフェースソフトウェア201はドメイン管理ソフトウェア202と接続・通信し、無線通信ソフトウェア203のインストールおよびアンインストールを指示する。また、ユーザインタフェースソフトウェア201は無線通信ソフトウェア203と接続・通信し、パラメータの設定および取得を行う。ドメイン管理ソフトウェア202はユーザインタフェースソフトウェア201の他、ハードウェア管理ソフトウェア204と接続し、無線通信ソフトウェア203のインストールおよびアンインストール動作を行う。また、ドメイン管理ソフトウェア202は無線通信ソフトウェア203と接続・通信し、初期パラメータの設定および取得並びにソフトウェア間の接続を行う。
ハードウェア管理ソフトウェア204はハードウェア制御ソフトウェア205,206,207と接続し、無線通信ソフトウェア203のインストールおよびアンインストール動作を行う。ハードウェア制御ソフトウェア205,206,207は、無線通信ソフトウェア203と接続し、プログラム実行および終了を知らせる。また、ハードウェア制御ソフトウェア205,206,207はハードウェアデバイスドライバー210,211,212と接続する。
図3に図2のソフトウェア無線機の起動シーケンスを示す。
ソフトウェア無線機100が電源投入される(ステップS31)と、まずOS209、ハードウェアデバイスドライバー210,211,212、CORBAミドルウェア208が起動される。続いて、OS209はユーザインタフェースソフトウェア201、ドメイン管理ソフトウェア202およびハードウェア管理ソフトウェア204を起動する(ステップS31a〜S31c)。この際、ユーザインタフェースソフトウェア201、ドメイン管理ソフトウェア202およびハードウェア管理ソフトウェア204はそれぞれ起動した旨の確認応答をOS209に行う(ステップS31e〜S31g)。ハードウェア管理ソフトウェア204はハードウェア制御ソフトウェア205,206,207を起動し(ステップS31d)、ハードウェア制御ソフトウェア205,206,207は起動した旨の確認応答をハードウェア管理ソフトウェア204に行う(ステップS31h)。また、ハードウェア管理ソフトウェア204はOS209にハードウェア制御ソフトウェア205,206,207が起動した旨の確認応答を行う(ステップS31i)。これらにより、ユーザインタフェースソフトウェア201、ドメイン管理ソフトウェア202、ハードウェア管理ソフトウェア204およびハードウェア制御ソフトウェア205,206,207はフレームワークソフトウェア215として起動される。
ソフトウェア無線機100が電源投入される(ステップS31)と、まずOS209、ハードウェアデバイスドライバー210,211,212、CORBAミドルウェア208が起動される。続いて、OS209はユーザインタフェースソフトウェア201、ドメイン管理ソフトウェア202およびハードウェア管理ソフトウェア204を起動する(ステップS31a〜S31c)。この際、ユーザインタフェースソフトウェア201、ドメイン管理ソフトウェア202およびハードウェア管理ソフトウェア204はそれぞれ起動した旨の確認応答をOS209に行う(ステップS31e〜S31g)。ハードウェア管理ソフトウェア204はハードウェア制御ソフトウェア205,206,207を起動し(ステップS31d)、ハードウェア制御ソフトウェア205,206,207は起動した旨の確認応答をハードウェア管理ソフトウェア204に行う(ステップS31h)。また、ハードウェア管理ソフトウェア204はOS209にハードウェア制御ソフトウェア205,206,207が起動した旨の確認応答を行う(ステップS31i)。これらにより、ユーザインタフェースソフトウェア201、ドメイン管理ソフトウェア202、ハードウェア管理ソフトウェア204およびハードウェア制御ソフトウェア205,206,207はフレームワークソフトウェア215として起動される。
ユーザが無線通信ソフトウェア起動指示をユーザインタフェースソフトウェア201に与える(ステップS32)と、ユーザインタフェースソフトウェア201はドメイン管理ソフトウェア202に規定のインタフェースで、起動する無線通信ソフトウェア203を指示する(ステップS32a)。ドメイン管理ソフトウェア202は、ハードウェア管理ソフトウェア204を介して、ハードウェア制御ソフトウェア205,206,207に無線通信ソフトウェア203の起動を指示する(ステップS32b,S32c)。ハードウェア制御ソフトウェア205,206,207は無線通信ソフトウェア203を起動する(ステップS32d)。無線通信ソフトウェア203は起動した旨の確認応答をハードウェア制御ソフトウェア205,206,207およびハードウェア管理ソフトウェア204を介して、ドメイン管理ソフトウェア202に行う(ステップS32e〜S32g)。無線通信ソフトウェア203はドメイン管理ソフトウェア202に無線通信ソフトウェア情報を伝える(ステップS33)。無線通信ソフトウェア203の起動時に無線通信ソフトウェア203はCORBAサーバントとして動作する。以降は、ドメイン管理ソフトウェア202が無線通信ソフトウェア203とCORBA通信を利用して、初期化や設定処理を実行する(ステップS34a)。無線通信ソフトウェア203は初期化や設定処理が行われた旨の確認応答を行う(ステップS34b)。その後、無線通信ソフトウェア203のソフトウェアプログラム同士のCORBAの通信接続処理を行い(ステップS35a)、無線通信ソフトウェア203がその確認応答を行う(ステップS35b)。その後、無線通信ソフトウェア203とユーザインタフェースソフトウェア201間の接続を行って、ドメイン管理ソフトウェア202は無線通信ソフトウェア203に運用開始指示し(ステップS36a)、無線通信ソフトウェア203はドメイン管理ソフトウェア202に確認応答を行い(ステップS36b)、システム運用可能とする。ドメイン管理ソフトウェア202は、無線通信ソフトウェア情報をユーザインタフェースソフトウェア201に伝えて(ステップS37)、ユーザインタフェースソフトウェア201は運用可能表示等を行う(ステップS38)。
ユーザがシステムパラメータ設定等の指示をユーザインタフェースソフトウェア201に与える(ステップS39)と、ユーザインタフェースソフトウェア201は無線通信ソフトウェア203にシステムパラメータ設定等を行う(ステップS39a)。無線通信ソフトウェア203はユーザインタフェースソフトウェア201にシステムパラメータ設定等がされた旨の確認応答を行う(ステップS39b)。ここで、ユーザインタフェースソフトウェア201はシステムパラメータを保持し(ステップS39c)、システムパラメータ設定の確認応答等を行う(ステップS39d)。
図4に図2のソフトウェア無線機の終了シーケンスを示す。
終了シーケンスでは、ユーザが無線通信ソフトウェア終了指示をユーザインタフェースソフトウェア201に与える(ステップS41)と、ユーザインタフェースソフトウェア201はドメイン管理ソフトウェア202に対して、無線通信ソフトウェア203の終了を指示する(ステップS41a)。ドメイン管理ソフトウェア202は、無線通信ソフトウェア203に対して、運用停止を指示し(ステップS42a)、ソフトウェア間のCORBA通信接続を切断し(ステップS43)、ソフトウェアオブジェクト(リソース)の解放を行い(ステップS44)、無線通信ソフトウェア203を終了させる(ステップS45)。その際、無線通信ソフトウェア203はドメイン管理ソフトウェア202に確認応答する(ステップS42b,S43b,S44b,S45b)。この場合、ハードウェア制御ソフトウェア205,206,207を初めとしたフレームワークソフトウェア215は終了せず、そのまま起動状態を維持する。
終了シーケンスでは、ユーザが無線通信ソフトウェア終了指示をユーザインタフェースソフトウェア201に与える(ステップS41)と、ユーザインタフェースソフトウェア201はドメイン管理ソフトウェア202に対して、無線通信ソフトウェア203の終了を指示する(ステップS41a)。ドメイン管理ソフトウェア202は、無線通信ソフトウェア203に対して、運用停止を指示し(ステップS42a)、ソフトウェア間のCORBA通信接続を切断し(ステップS43)、ソフトウェアオブジェクト(リソース)の解放を行い(ステップS44)、無線通信ソフトウェア203を終了させる(ステップS45)。その際、無線通信ソフトウェア203はドメイン管理ソフトウェア202に確認応答する(ステップS42b,S43b,S44b,S45b)。この場合、ハードウェア制御ソフトウェア205,206,207を初めとしたフレームワークソフトウェア215は終了せず、そのまま起動状態を維持する。
ドメイン管理ソフトウェア202は無線通信ソフトウェア203から終了応答を受け取ると、ユーザインタフェースソフトウェア201に無線通信ソフトウェア終了を伝え(ステップS46)、ユーザインタフェースソフトウェア201は運用不可表示等を行う(ステップS47)。
次に、故障判断について説明する。図5に図2のソフトウェア無線機の故障判断シーケンスを示す。故障判断はユーザインタフェースソフトウェア201で実施する。実施は以下の二つである。
まず、一つ目として、無線通信ソフトウェア203の死活監視を規定のインタフェースによるステータス取得コマンドにて実施する。ユーザインタフェースソフトウェア201はステータス取得コマンド(死活監視要求)を無線通信ソフトウェア203に行い(ステップS51a)、死活監視要求への応答がある場合(ステップS51b)、正常と判断し、死活監視要求への応答がなかった場合または通信異常だった場合(ステップS51c)に故障(異常)と判断する。
二つ目として、ドメイン管理ソフトウェア202を呼び出し、ハードウェア管理ソフトウェア204を経由して、ハードウェア制御ソフトウェア205,206,207に対して規定のインタフェースを利用して死活監視する。ユーザインタフェースソフトウェア201は死活監視要求をハードウェア制御ソフトウェア205,206,207に行い(ステップS52a〜S52c)、ハードウェア制御ソフトウェア205,206,207はハードウェア管理ソフトウェア204およびドメイン管理ソフトウェア202を経由して、ユーザインタフェースソフトウェア201に確認応答を行う(ステップS52d,S52e)。ハードウェア管理ソフトウェア204が規定のインタフェースでの通信異常を検出した場合(ステップS52g)に、ドメイン管理ソフトウェア202に死活監視のNG(ハードウェア制御ソフトウェア205,206,207の異常)を通知し(ステップS52h)、ドメイン管理ソフトウェア202は異常通知をOS209に発行し(ステップS53a)、ユーザインタフェースソフトウェア201が異常通知をOS209から受信する形で判断する(ステップS53b)。
この二つにおいて、ユーザインタフェースソフトウェア201はソフトウェアプログラムの故障(メモリアクセス違反やハードウェアエラー等の故障)を検出した後、無線通信ソフトウェア203を再起動し、復旧させる。図6に図2のソフトウェア無線機の復旧のシーケンスを示す。
故障を検出したユーザインタフェースソフトウェア201は無線通信ソフトウェア203を終了させて起動させる(再起動させる)。この流れは図4の終了シーケンスおよび図3の起動シーケンスと同様である。
ただし、この時、ハードウェア制御ソフトウェア205,206,207のいずれかの異常通知を受信していた場合は該当するハードウェア制御ソフトウェア205,206,207を再起動した後に、無線通信ソフトウェア203を再起動し、保持していたパラメータを再度無線通信ソフトウェア203に設定する。この復旧の流れについて図6を用いて説明する。
ユーザインタフェースソフトウェア201は、ドメイン管理ソフトウェア202およびハードウェア管理ソフトウェア204を経由して、ハードウェア制御ソフトウェア205,206,207のうち異常通知を受信したハードウェア制御ソフトウェアを再起動する(ステップS61a,S61b,S61c)。その後、ハードウェア管理ソフトウェア204はOS209にハードウェア制御ソフトウェアの再起動を通知する(ステップS62a)。OS209はユーザインタフェースソフトウェア201にハードウェア制御ソフトウェアの再起動を通知する(ステップS62b)。
次に、ユーザインタフェースソフトウェア201は無線通信ソフトウェア203を終了シーケンス(図4の終了シーケンスのステップS41a以降)を実施して終了させる(ステップS63)。その後、ユーザインタフェースソフトウェア201は無線通信ソフトウェア203を起動シーケンス(図3の起動シーケンスのステップS32a〜S38)を実施して起動させるステップS64)。
次に、ユーザインタフェースソフトウェア201は、図3の起動シーケンスのステップS39cで保持していたシステムパラメータを無線通信ソフトウェア203に設定し(ステップS65a)、無線通信ソフトウェア203はユーザインタフェースソフトウェア201に確認応答する(ステップS65b)。
これにより、システムを全て再起動することなくシステムを運用状態に戻すことを可能となる。
なお、無線通信ソフトウェアに異常を検知した場合のソフトウェア復旧のシーケンスは、図6の復旧のシーケンスのうちステップS63,S64,S65a,65bが行われる。
本実施形態では、(A)ユーザインタフェースソフトウェアで、無線通信ソフトウェアおよびハードウェア制御ソフトウェアの故障を検出する。また、(B)無線通信ソフトウェアの正常設定値を保持する。また、(C)故障したソフトウェアが利用されている無線通信ソフトウェアまたはハードウェア制御ソフトウェアを特定し、無線通信ソフトウェアの終了を行う。また、(D)上記(C)で終了した無線通信ソフトウェアおよびハードウェア制御ソフトウェアを起動する。さらに、(E)上記(D)で起動した無線通信ソフトウェアに該当する上記(B)で保持した設定値を再設定する。
本実施形態によれば、無線通信ソフトウェアおよびハードウェア制御ソフトウェアの故障をいち早く検出することができる。また、故障を検出した際は、自動復旧を行った上で、故障発生前の設定値を再設定することによって、即座に故障前の正常状態にソフトウェア無線機のシステムを戻すことができる。これにより、ソフトウェア無線機のシステム運用停止時間を最小限にすることで、信頼性を向上させることができる。
<第二実施形態>
図7に第二実施形態のソフトウェア無線機のソフトウェア構造を示す。
第二実施形態のソフトウェア無線機はインタフェースサービスソフトウェアが第一実施形態のソフトウェア無線機に追加されている。インタフェースサービスソフトウェア20Aはユーザインタフェースソフトウェア201とシステム外との仲立ちに配置され、ユーザインタフェースサービスの管理を行う。なお、インタフェースサービスソフトウェア20AはOS209に直接管理されるよう配置され、ユーザインタフェースサービスやドメイン管理ソフトウェア202等のフレームワークソフトウェア215はこのインタフェースサービスソフトウェア20Aで管理される。
図7に第二実施形態のソフトウェア無線機のソフトウェア構造を示す。
第二実施形態のソフトウェア無線機はインタフェースサービスソフトウェアが第一実施形態のソフトウェア無線機に追加されている。インタフェースサービスソフトウェア20Aはユーザインタフェースソフトウェア201とシステム外との仲立ちに配置され、ユーザインタフェースサービスの管理を行う。なお、インタフェースサービスソフトウェア20AはOS209に直接管理されるよう配置され、ユーザインタフェースサービスやドメイン管理ソフトウェア202等のフレームワークソフトウェア215はこのインタフェースサービスソフトウェア20Aで管理される。
第一実施形態では、無線通信ソフトウェア203はユーザインタフェースソフトウェア201からの指示に基づいて起動するが、第二実施形態ではインタフェースサービスソフトウェア20Aからの指示に基づいて起動する。
インタフェースサービスソフトウェア20Aはユーザインタフェースソフトウェア201と接続・通信し、パラメータ設定、無線通信ソフトウェア203のインストールおよびアンインストールを指示する。また、インタフェースサービスソフトウェア20Aはドメイン管理ソフトウェア202と接続・通信し、死活監視する。
インタフェースサービスソフトウェア20Aはフレームワークソフトウェア215の起動を行い、ユーザインタフェースソフトウェア201およびドメイン管理ソフトウェア202等のフレームワークソフトウェア215の実行状態を管理する。また、無線通信ソフトウェア203の起動後には自己診断を実施し、診断結果に問題あった場合は適合する別の無線通信ソフトウェア203を起動する。これにより、ユーザからの指示をまたずにシステム上動作可能な無線通信ソフトウェア203を配置し、サービスの稼働時間を確保することができる。また、この際、インタフェースサービスソフトウェア20Aは無線通信ソフトウェア203と直接接続し、システムパラメータのやりとりが行える形を取る。
図8A〜8Cに図7のソフトウェア無線機の起動シーケンスを示す。
ソフトウェア無線機100が電源投入される(ステップS11)と、まずOS209、ハードウェアデバイスドライバー210,211,212、CORBAミドルウェア208が起動される。続いて、OS209はインタフェースサービスソフトウェア20Aを起動し、インタフェースサービスソフトウェア20Aはユーザインタフェースソフトウェア201、ドメイン管理ソフトウェア202およびハードウェア管理ソフトウェア204を起動する(ステップS11a〜S11c)。この際、ユーザインタフェースソフトウェア201、ドメイン管理ソフトウェア202およびハードウェア管理ソフトウェア204はそれぞれ起動した旨の確認応答をインタフェースサービスソフトウェア20Aに行う(ステップS11e〜S11g)。ハードウェア管理ソフトウェア204はハードウェア制御ソフトウェア205,206,207を起動し(ステップS11d)、ハードウェア制御ソフトウェア205,206,207は起動した旨の確認応答をハードウェア管理ソフトウェア204に行う(ステップS11h)。また、ハードウェア管理ソフトウェア204はインタフェースサービスソフトウェア20Aにハードウェア制御ソフトウェア205,206,207が起動した旨の確認応答を行う(ステップS11i)。これらにより、ユーザインタフェースソフトウェア201、ドメイン管理ソフトウェア202、ハードウェア管理ソフトウェア204およびハードウェア制御ソフトウェア205,206,207はフレームワークソフトウェア215として起動される。
ソフトウェア無線機100が電源投入される(ステップS11)と、まずOS209、ハードウェアデバイスドライバー210,211,212、CORBAミドルウェア208が起動される。続いて、OS209はインタフェースサービスソフトウェア20Aを起動し、インタフェースサービスソフトウェア20Aはユーザインタフェースソフトウェア201、ドメイン管理ソフトウェア202およびハードウェア管理ソフトウェア204を起動する(ステップS11a〜S11c)。この際、ユーザインタフェースソフトウェア201、ドメイン管理ソフトウェア202およびハードウェア管理ソフトウェア204はそれぞれ起動した旨の確認応答をインタフェースサービスソフトウェア20Aに行う(ステップS11e〜S11g)。ハードウェア管理ソフトウェア204はハードウェア制御ソフトウェア205,206,207を起動し(ステップS11d)、ハードウェア制御ソフトウェア205,206,207は起動した旨の確認応答をハードウェア管理ソフトウェア204に行う(ステップS11h)。また、ハードウェア管理ソフトウェア204はインタフェースサービスソフトウェア20Aにハードウェア制御ソフトウェア205,206,207が起動した旨の確認応答を行う(ステップS11i)。これらにより、ユーザインタフェースソフトウェア201、ドメイン管理ソフトウェア202、ハードウェア管理ソフトウェア204およびハードウェア制御ソフトウェア205,206,207はフレームワークソフトウェア215として起動される。
ユーザがインタフェースサービスソフトウェア20Aを介して無線通信ソフトウェア起動指示をユーザインタフェースソフトウェア201に与える(ステップS12)と、ユーザインタフェースソフトウェア201はドメイン管理ソフトウェア202に規定のインタフェースで、起動する無線通信ソフトウェア(A)203Aを指示する(ステップS12a)。ドメイン管理ソフトウェア202は、ハードウェア管理ソフトウェア204を介して、ハードウェア制御ソフトウェア205,206,207に無線通信ソフトウェア(A)203Aの起動を指示する(ステップS12b,S12c)。ハードウェア制御ソフトウェア205,206,207は無線通信ソフトウェア(A)203Aを起動する(ステップS12d)。無線通信ソフトウェア(A)203Aは起動した旨の確認応答をハードウェア制御ソフトウェア205,206,207およびハードウェア管理ソフトウェア204を介して、ドメイン管理ソフトウェア202に行う(ステップS12e〜S12g)。無線通信ソフトウェア(A)203Aはドメイン管理ソフトウェア202に無線通信ソフトウェア情報を伝える(ステップS13)。無線通信ソフトウェア(A)203Aの起動時に無線通信ソフトウェア(A)203AはCORBAサーバントとして動作する。以降は、ドメイン管理ソフトウェア202が無線通信ソフトウェア(A)203AとCORBA通信を利用して、初期化や設定処理を実行する(ステップS14a)。無線通信ソフトウェア(A)203Aは初期化や設定処理が行われた旨の確認応答を行う(ステップS14b)。その後、無線通信ソフトウェア(A)203Aのソフトウェアプログラム同士のCORBAの通信接続処理を行い(ステップS15a)、無線通信ソフトウェア(A)203Aがその確認応答を行う(ステップS15b)。その後、無線通信ソフトウェア(A)203Aとユーザインタフェースソフトウェア201間の接続を行って、ドメイン管理ソフトウェア202は無線通信ソフトウェア(A)203Aに運用開始指示し(ステップS16a)、無線通信ソフトウェア203はドメイン管理ソフトウェア202に確認応答を行い(ステップS16b)、システム運用可能とする。ドメイン管理ソフトウェア202は、無線通信ソフトウェア情報をユーザインタフェースソフトウェア201に伝えて(ステップS17)、ユーザインタフェースソフトウェア201は無線通信ソフトウェア情報および運用可能表示等をインタフェースサービスソフトウェア20Aに伝える(ステップS18)。
OS209がシステムパラメータ設定等の指示をインタフェースサービスソフトウェア20Aに与える(ステップS19)と、インタフェースサービスソフトウェア20Aはシステムパラメータを保持すると共に、ユーザインタフェースソフトウェア201を介して無線通信ソフトウェア(A)203Aに自己診断を指示する(ステップS20a,S20b)。無線通信ソフトウェア(A)203Aは、自己診断の診断結果に問題ある場合、ユーザインタフェースソフトウェア201を介して自己診断の診断結果に問題がある旨(自己診断NG)をインタフェースサービスソフトウェア20Aに伝える(ステップS20c,S20d)。
次に、図8Bに示すように、インタフェースサービスソフトウェア20Aが無線通信ソフトウェア(A)203Aの終了指示をユーザインタフェースソフトウェア201に与える(ステップS21)と、ユーザインタフェースソフトウェア201はドメイン管理ソフトウェア202に対して、無線通信ソフトウェア(A)203Aの終了を指示する(ステップS21a)。ドメイン管理ソフトウェア202は、無線通信ソフトウェア(A)203Aに対して、運用停止を指示し(ステップS22a)、ソフトウェア間のCORBA通信接続を切断し(ステップS23a)、ソフトウェアオブジェクト(リソース)の解放を行い(ステップS24a)、無線通信ソフトウェア(A)203Aを終了させる(ステップS25a)。その際、無線通信ソフトウェア(A)203Aはドメイン管理ソフトウェア202に確認応答する(ステップS22b,S23b,S24b,S25b)。この場合、ハードウェア制御ソフトウェア205,206,207を初めとしたフレームワークソフトウェア215は終了せず、そのまま起動状態を維持する。
ドメイン管理ソフトウェア202は無線通信ソフトウェア(A)203Aから終了応答を受け取ると、ユーザインタフェースソフトウェア201を介してインタフェースサービスソフトウェア20Aに無線通信ソフトウェア(A)203Aの終了を伝える(ステップS26a,26b)。
次に、図8Cに示すように、インタフェースサービスソフトウェア20Aは無線通信ソフトウェア(B)203Bの起動指示をユーザインタフェースソフトウェア201に与える(ステップS71)。以降、図3AのステップS32a〜S36aと同様の無線通信ソフトウェア起動シーケンス(ステップS72)を行う。無線通信ソフトウェア(B)203Bはドメイン管理ソフトウェア202に確認応答を行い(ステップS73)、システム運用可能とする。ドメイン管理ソフトウェア202は、無線通信ソフトウェア情報をユーザインタフェースソフトウェア201に伝えて(ステップS74)、ユーザインタフェースソフトウェア201は無線通信ソフトウェア情報および運用可能表示等をインタフェースサービスソフトウェア20Aに伝える(ステップS75)。
インタフェースサービスソフトウェア20Aはユーザインタフェースソフトウェア201を介して無線通信ソフトウェア(B)203Bに自己診断を指示する(ステップS76a,S76b)。無線通信ソフトウェア(B)203Bは、自己診断の診断結果に問題がない場合、ユーザインタフェースソフトウェア201を介して自己診断の診断結果に問題がない旨(自己診断OK)をインタフェースサービスソフトウェア20Aに伝える(ステップS76c,S76d)。
インタフェースサービスソフトウェア20Aはユーザインタフェースソフトウェア201を介して無線通信ソフトウェア(B)203BにステップS39で保持したシステムパラメータの設定等を行う(ステップS77a,S77b)。
第一実施形態ではユーザインタフェースソフトウェア201およびドメイン管理ソフトウェア202を監視できないが、第二実施形態ではインタフェースサービスソフトウェア20Aはユーザインタフェースソフトウェア201およびドメイン管理ソフトウェア202を監視することができる。
図9に図7のソフトウェア無線機のフレームワークソフトウェアの故障検出および復旧シーケンスを示す。
インタフェースサービスソフトウェア20Aはフレームワークソフトウェア215の実行状態を管理し、死活監視の情報を自身が実行したソフトウェアに対して定期的に実行する(ステップS81a,S81b,S82a,S82b)。その結果、例えばユーザインタフェースソフトウェア201がメモリアクセス違反やハードウェアエラー等の故障と判断できた場合は、インタフェースサービスソフトウェア20Aは自身を除く故障ソフトウェアと接続するフレームワークソフトウェア(ドメイン管理ソフトウェア202およびハードウェア管理ソフトウェア204)を一度実行停止(ソフトウェア停止)する(ステップS83,S84)。その後、インタフェースサービスソフトウェア20Aはユーザインタフェースソフトウェア201、ドメイン管理ソフトウェア202およびハードウェア管理ソフトウェア204の再起動を指示し(ステップS85a,S86a,S87a)、ユーザインタフェースソフトウェア201、ドメイン管理ソフトウェア202およびハードウェア管理ソフトウェア204は起動した旨を応答する(ステップS85b,S86b,S87b)。
インタフェースサービスソフトウェア20Aはフレームワークソフトウェア215の実行状態を管理し、死活監視の情報を自身が実行したソフトウェアに対して定期的に実行する(ステップS81a,S81b,S82a,S82b)。その結果、例えばユーザインタフェースソフトウェア201がメモリアクセス違反やハードウェアエラー等の故障と判断できた場合は、インタフェースサービスソフトウェア20Aは自身を除く故障ソフトウェアと接続するフレームワークソフトウェア(ドメイン管理ソフトウェア202およびハードウェア管理ソフトウェア204)を一度実行停止(ソフトウェア停止)する(ステップS83,S84)。その後、インタフェースサービスソフトウェア20Aはユーザインタフェースソフトウェア201、ドメイン管理ソフトウェア202およびハードウェア管理ソフトウェア204の再起動を指示し(ステップS85a,S86a,S87a)、ユーザインタフェースソフトウェア201、ドメイン管理ソフトウェア202およびハードウェア管理ソフトウェア204は起動した旨を応答する(ステップS85b,S86b,S87b)。
この時、無線通信ソフトウェア203が故障していなかった場合は、無線通信ソフトウェア203との接続から、インタフェースサービスソフトウェア20Aはフレームワークソフトウェアが再起動した旨を無線通信ソフトウェア203に対して送信する(ステップS88a)。再起動した旨を受信した無線通信ソフトウェア203はインタフェースサービスソフトウェア20Aに対して、自身が運用可能状態であることを通知(運用中通知)する(ステップS88b)。
また、無線通信ソフトウェア203はユーザインタフェースソフトウェア201に対してソフトウェア情報を通知する(ステップS89a)。ユーザインタフェースソフトウェア201はドメイン管理ソフトウェア202に対してソフトウェア情報を登録することで(ステップS89b)、ドメイン管理ソフトウェア202はソフトウェア情報を把握して、故障前または正常起動と同等の情報を確保する。
無線通信ソフトウェア203およびハードウェア制御ソフトウェア205,206,207の故障の検出および復旧は第一実施形態と同様に行うことができる。
本実施形態では、(A)インタフェースサービスソフトウェア20Aはフレームワークソフトウェアと接続を行う。(B)起動中の無線通信ソフトウェアの情報を診断する。無線通信ソフトウェアの正常設定値を保持する。(C)故障したフレームワークソフトウェアを特定し、フレームワークソフトウェアを終了する。(D)上記(C)で終了したフレームワークソフトウェア及び接続するフレームワークソフトウェアを再起動する。(E)上記(D)の再起動において上記(B)で保持した設定値を再設定する。(F)外部インタフェースとの接続を切断し、ソフトウェア無線システム全体の初期化を行う。
本実施形態によれば、フレームワークソフトウェアの故障をいち早く検出することができる。また、故障を検出した際は、自動復旧を行った上で、故障発生前の設定値を再設定することによって、即座に故障前の正常状態にソフトウェア無線機のシステムを戻すことができる。これにより、ソフトウェア無線機のシステム運用停止時間を最小限にすることで、信頼性を向上させることができる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々変更可能であることはいうまでもない。
100:ソフトウェア無線機、101:アンテナ、102:高周波部、103:A/D・D/A部、104:デジタル信号処理部、105:制御部、106:ネットワーク、107:制御端末、201:ユーザインタフェースソフトウェア、202:ドメイン管理ソフトウェア、203:無線通信ソフトウェア、204:ハードウェア管理ソフトウェア、205〜207:ハードウェア制御ソフトウェア、208:CORBA、209:OS、20A:インタフェースサービスソフトウェア、215:フレームワークソフトウェア。
Claims (6)
- 複数のハードウェア・モジュールを有し、前記複数のハードウェア・モジュールを制御する無線通信ソフトウェアを外部よりダウンロードして無線機機能を実現するソフトウェア無線機であって、
前記無線通信ソフトウェアをインストールするフレームワークソフトウェアと、
OSに直接管理されるよう配置され、ユーザインタフェースサービスおよび前記フレームワークソフトウェアを管理するインタフェースサービスソフトウェアと、
を備え、
前記フレームワークソフトウェアは、ユーザインタフェースソフトウェア、ドメイン管理ソフトウェア、ハードウェア管理ソフトウェアおよびハードウェア制御ソフトウェアを有し、
前記インタフェースサービスソフトウェアは、前記ユーザインタフェースソフトウェアおよび前記ドメイン管理ソフトウェアに対し死活監視要求をし、前記ユーザインタフェースソフトウェアまたは前記ドメイン管理ソフトウェアから応答がないときは異常と判断するソフトウェア無線機。 - 請求項1のソフトウェア無線機において、
前記インタフェースサービスソフトウェアは、前記ユーザインタフェースソフトウェアに異常がある場合、前記ドメイン管理ソフトウェアおよびハードウェア管理ソフトウェアを停止し、前記ユーザインタフェースソフトウェア、前記ドメイン管理ソフトウェアおよび前記ハードウェア管理ソフトウェアを再起動し、前記無線通信ソフトウェアに対して前記フレームワークソフトウェアの再起動を通知し、
前記ユーザインタフェースソフトウェアは、前記無線通信ソフトウェアからのソフトウェア情報通知に基づいて前記ドメイン管理ソフトウェアにソフトウェア情報を登録するソフトウェア無線機。 - 請求項1のソフトウェア無線機において、
電源投入時の起動シーケンスでは、
前記インタフェースサービスソフトウェアは、前記ユーザインタフェースソフトウェア、前記ドメイン管理ソフトウェア、前記ハードウェア管理ソフトウェアおよび前記ハードウェア制御ソフトウェアを経由して前記無線通信ソフトウェアを起動し、
前記OSは前記インタフェースサービスソフトウェアにシステムパラメータを設定し、
前記インタフェースサービスソフトウェアは前記無線通信ソフトウェアに自己診断を指示し、前記自己診断の診断結果に問題がある場合、前記システムパラメータを保持すると共に、前記ユーザインタフェースソフトウェアに対して前記無線通信ソフトウェアの終了を指示するソフトウェア無線機。 - 請求項3のソフトウェア無線機において、
前記自己診断の診断結果に問題がある場合、前記インタフェースサービスソフトウェアは、前記ユーザインタフェースソフトウェア、前記ドメイン管理ソフトウェア、前記ハードウェア管理ソフトウェアおよび前記ハードウェア制御ソフトウェアを経由して前記無線通信ソフトウェアとは別の無線通信ソフトウェアを起動し、
前記OSは前記インタフェースサービスソフトウェアにシステムパラメータを設定し、
前記インタフェースサービスソフトウェアは前記別の無線通信ソフトウェアに自己診断を指示し、前記別の無線通信ソフトウェアの自己診断の診断結果に問題がない場合、前記システムパラメータを前記別の無線通信ソフトウェアに設定するソフトウェア無線機。 - 請求項3のソフトウェア無線機において、
前記無線通信ソフトウェアの起動に応答して、前記無線通信ソフトウェアは無線通信ソフトウェア情報を前記ドメイン管理ソフトウェアに伝え、
前記ドメイン管理ソフトウェアは前記無線通信ソフトウェアの初期化および設定処理を行い、前記無線通信ソフトウェアのソフトウェアプログラム同士のCORBAの通信接続処理を行い、前記無線通信ソフトウェアに運用開始を指示するソフトウェア無線機。 - 請求項3のソフトウェア無線機において、
前記ユーザインタフェースソフトウェアに対して前記無線通信ソフトウェアの終了指示に従い、前記ユーザインタフェースソフトウェアは前記ドメイン管理ソフトウェアに前記無線通信ソフトウェアの終了を指示し、
前記ドメイン管理ソフトウェアは前記無線通信ソフトウェアに運用停止を指示し、CORBA通信接続を切断し、ソフトウェアオブジェクトを解放し、前記無線通信ソフトウェアを終了させるソフトウェア無線機。
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