JP2006217620A - ソフトウェア方式による通信方法及びその方法により動作する通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ソフトウェア方式による通信方法及びその方法により動作する通信装置を提供する。
【解決手段】アンテナを通じて無線電話ベースステーションとデータ信号または音声信号を送受信するＲＦフロントエンド部と、ＲＦフロントエンド部から受信したアナログ信号をデジタル信号に変換させるか、デジタル信号をアナログ信号に変換してＲＦフロントトエンド部に提供するアナログ−デジタル変換部及び送受信する信号を処理する複数の信号処理モジュール及び信号処理モジュールを制御する制御モジュールがソフトウェアモジュールとして搭載されて無線電話機と無線機との機能を提供するベースバンド信号処理部と、を備える通信装置。
【選択図】図５

Description

本発明は、ソフトウェア方式による通信に係り、より詳細には、ソフトウェア方式により９００ＭＨｚ無線電話機と無線機（ｗａｌｋｉｅ−ｔａｌｋｉｅ）とを同時に支援する通信方法及び通信装置に関する。

通信技術の発達につれて多様な形態の無線電話機または無線機が開発されているが、例えば、図１では従来のこのような無線電話機の構造を表している。

無線電話機１００は、ＲＦ信号を送受信するアンテナ１０７を含むＲＦ送受信部１１０、特定信号を検索する信号検索部１４０、ＦＭ変調と復調とを行うＦＭ変調部１６５及びＦＭ復調部１１５、データ通信のために使われるＭＳＫ（Ｍｉｎｉｍｕｍ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ）変調及び復調を行うＭＳＫ変調部１６０及びＭＳＫ復調部１３５、音声通話のための圧縮部１７５、拡張部１２５、プリエンファシス（ｐｒｅ−ｅｍｐｈａｓｉｓ）部１７０、デエンファシス（ｄｅ−ｅｍｐｈａｓｉｓ）部１２０などの回路と音声入出力とユーザインターフェースのためのマイク１８０、スピーカー１３０、ディスプレイ１５０、キー１５５と、このような構成要素を制御する制御部１４５などで構成されうる。そして、無線電話ベースステーション１０５は、無線電話機１００と結合または分離が可能である。

まず無線電話ベースステーション１０５で伝送されたＲＦ信号がアンテナ１０７を通じてＲＦ送受信部１１０に受信される場合を説明すれば、次の通りである。

制御部１４５では、ＲＦ送受信部１１５内に含まれた局部発振器を制御して受信チャンネルを変えつつ、各チャンネルの信号有無を監視する。この際、信号検索部１４０は、該当チャンネルの信号レベルを検査して信号がある場合、ＦＭ復調部１１５により復調過程が進行する。ＦＭ復調部１１５の出力信号は、ＭＳＫ復調部１３５でＭＳＫ復調されて、既定のデータフレームのヘッダが存在しているか否かを判断する。

もし、決まったデータフレームヘッダがある場合には、ＭＳＫ復調された信号を制御部１４５が解釈して、無線電話ベースステーション１０５から到着したメッセージの内容によって通話を制御する。例えば、受信されたデータが‘Ｒｉｎｇ ｏｎ’を表す場合には、電話電鈴を鳴らす。もし、通話が連結中でありつつ、メッセージデータがない場合には、ＦＭ復調部１１５により復調された信号がデエンファシス部１２０と拡張部１２５とを経てスピーカー１３０を通じて音声通話がなされる。

一般的に、制御部１４５は、制御のためのファームウェアが搭載されたマイコン（ｍｉｃｏｍ）が使われる。

無線電話機１００で電話をかける場合を説明すれば、次の通りである。

まず、ユーザが無線電話機１００にある‘通話’ボタンのようなキー１５５を押すことによって、動作が開始されるが、この際、制御部１４５は、基本的に設定されたチャンネルや最も混信の少ないチャンネルを検索するなどの方法でチャンネルを選択し、ＲＦ送受信部１１０内にある局部発振器を制御してチャンネルを固定する。そして、制御部１４５は、‘通話’を表すメッセージを生成してＭＳＫ変調部１６０によりＭＳＫ変調が行われる。ＭＳＫ変調された信号は、ＦＭ変調部１６５によりＦＭ変調され、ＦＭ変調された信号は、ＲＦ送受信部１１０で選択されたチャンネル周波数に載せられてアンテナ１１０を通じて無線電話ベースステーション１０５に送信される。もし、無線電話ベースステーション１０５で通話許諾がなされてダイヤルトーンが現れれば、ユーザは無線電話機１００の番号ボタンを押して電話をかける。この際、ユーザにより押される各ボタンのデータが無線電話ベースステーション１０５に伝送され、無線電話ベースステーション１０５でＤＴＭＦ（Ｄｕａｌ−ｔｏｎｅ−ｍｕｌｔｉ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）方式に変換されて電話をかける。

一方、無線機の動作は、一般的に１つの周波数チャンネルを共有するハーフデュプレックス（Ｈａｌｆ−ｄｕｐｌｅｘ）方式であって、受話器ボタンを押す時にのみ音声信号をＦＭまたはＡＭ変調してチャンネルに載せて伝送し、受話器ボタンを押さない時には、チャンネル信号をＦＭまたはＡＭ復調して音声を再生する方法を使用する。

このような現在の無線電話機はあらゆる動作がハードウェアからなる回路で行われ、システムを制御する制御部１４５に搭載されるファームウェアも該当ハードウェアにだけ限定されて設計される。

したがって、それぞれの製造会社と製造モデル別に相異なるハードウェアと相異なるファームウェアとが使われて、機器の拡張性、互換性、再使用性などに多くの制約が伴う。このような制約は、無線機にも同一に作用し、複数の無線機相互間に周波数、変復調方式（ＦＭ／ＡＭ）などで製造社及びモデル別に相互通信が可能であるが、これは機器の拡張性や互換性、再使用性でない通信チャンネルの共有（混信）によって発生する現象である。

すなわち、既存の方式は、大部分の信号制御及び制御処理がハードウェアからなるので、設計時に考慮された周波数帯域とデータ通信プロトコルだけを支援する。したがって、製品間の互換性を提供するか、新たな周波数帯域、変復調方式、通信プロトコルなどを支援し難くなる。結局、このような点を解決するためには、ハードウェアで具現される機能を最小化して大部分の機能をソフトウェアで処理する方式を導入する必要がある。

このようなソフトウェア方式通信装置は、パソコンなどのコンピュータ機器で、無線機または無線電話機などの通信機能を提供しやすくするだけでなく、開発されたソフトウェアの再使用性が高いために、その他の通信システム開発に活用されて開発期間を大幅短縮させうるために、ソフトウェア方式による通信方法が必要となった。
韓国公開特許10-2001-0011052

本発明は、パソコン、ノート型パソコン、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）などの多様なコンピュータ機器でソフトウェア方式により９００ＭＨｚ帯域無線電話機及び無線機の通信を同時に支援することを目的とする。

本発明の目的は、以上で言及した目的に制限されず、言及されていない他の目的は下の記載から当業者に明確に理解されうる。

前記目的を達成するために本発明の実施形態によるソフトウェア方式による通信方法は、ユーザインターフェースを通じて無線電話機または無線機機能モードを選択する段階と、前記選択された機能モードに該当するデータ信号をＭＳＫ変調し、前記ＭＳＫ変調されたデータ信号をＦＭ変調する段階と、前記ＦＭ変調されたデータ信号を前記選択された機能モードに対応するＲＦ信号帯域に遷移して無線電話ベースステーションに伝送する段階及び前記データ信号を伝送しない場合、ユーザの音声信号が存在すれば、前記音声信号をＦＭ変調し、前記ＦＭ変調された音声信号を前記選択された機能モードに対応するＲＦ信号帯域に遷移して無線電話ベースステーションに伝送する段階と、を含み、前記ＳＭＫ変調及びＦＭ変調はソフトウェアモジュールにより動作する。

また、前記目的を達成するために本発明の実施形態によるソフトウェア 方式による 通信方法はアンテナを通じて無線電話ベースステーションとデータ信号または音声信号を送受信するＲＦフロントエンド部と、前記ＲＦフロントエンド部から受信したアナログ信号をデジタル信号に変換させるか、デジタル信号をアナログ信号に変換して、前記ＲＦフロントトエンド部に提供するアナログ−デジタル変換部と、送受信する信号を処理する複数の信号処理モジュール及び前記信号処理モジュールを制御する制御モジュールがソフトウェアモジュールとして搭載されて無線電話機及び無線機の機能を提供させるベースバンド信号処理部と、を備える。

その他の実施形態の具体的な事項は詳細な説明及び図面に含まれている。

本発明によれば、ソフトウェア方式により動作する通信装置は、ＲＦ／ＩＦ信号間変換とＡＤＣ／ＤＡＣを除外したあらゆる信号処理及び制御処理機能をソフトウェア的に処理することによって、ＲＦ／ＩＦ変換及びＡＤＣ／ＤＡＣハードウェアを携帯可能な大きさに製作して、ＵＳＢなどのパソコン周辺機器インターフェースを有するように製作すれば、パソコン、ノート型パソコン、ＰＤＡなどの多様なコンピュータ機器で９００ＭＨｚの無線電話及び無線機機能を使用しうる。

本発明の利点及び特徴、そしてこれを達成する方法は添付された図面に基づいて詳細に後述されている実施形態を参照すれば明確になる。しかし、本発明は以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、この実施形態から外れて多様な形に具現でき、本明細書で説明する実施形態は本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野で当業者に発明の範ちゅうを完全に報せるために提供されるものであり、本発明は請求項及び発明の詳細な説明により定義されるだけである。

以下、本発明の実施形態によって、ソフトウェア 方式による 通信方法及び方法を説明するためのブロック図またはフローチャートに関する図面を参考して本発明について説明する。この時、フローチャートの各ブロックとフロ−チャートの組合わせはコンピュータプログラムインストラクションにより実行可能なのが理解できるであろう。これらコンピュータプログラムインストラクションは、汎用コンピュータ、特殊用コンピュータまたはその他のプログラマブルデータプロセッシング装備のプロセッサーに搭載されうるので、コンピュータまたはその他のプログラマブルデータプロセッシング装備のプロセッサーを通じて実行されるそのインストラクションがフローチャートのブロックで説明された機能を行う手段を生成するように機構を作れる。これらコンピュータプログラムインストラクションは特定方式で機能を具現するためにコンピュータまたはその他のプログラマブルデータプロセッシング装備を指向できるコンピュータ利用可能またはコンピュータ判読可能メモリに保存されることも可能なので、そのコンピュータ利用可能またはコンピュータ判読可能メモリに保存されたインストラクションはフローチャートのブロックで説明された機能を行うインストラクション手段を内包する製造品目を生産することも可能である。コンピュータプログラムインストラクションはコンピュータまたはその他のプログラム可能なデータプロセッシング装備上に搭載することも可能なので、コンピュータまたはその他のプログラマブルデータプロセッシング装備上で一連の動作段階が実行されてコンピュータで実行されるプロセスを生成し、コンピュータまたはその他のプログラマブルデータプロセッシング装備を行うインストラクションはフローチャートのブロックで説明された機能を実行するための段階を提供することも可能である。

また、各ブロックは特定の論理的機能を行うための一つ以上の実行可能なインストラクションを含むモジュール、セグメントまたはコードの一部を示すことができる。また、いくつの代替実行形態では、ブロックで言及された機能が順序を外れて発生することも可能であるということに注目せねばならない。例えば、連続して図示されている２つのブロックは、実質的に同時に行われてもよく、またはそのブロックが時々該当する機能によって逆順に行われてもよい。

図２は、本発明の実施形態によるシステム構成を表す例示図であって、無線電話ベースステーション２１０と本発明の実施形態によるハードウェアとソフトウェアとを搭載した第１通信装置２５０と第２通信装置２７０とを含みうる。この際、第１通信装置２５０及び第２通信装置２７０は、本発明の実施形態による同じソフトウェアが実行されるものとするが、本発明の実施をさらに容易にするために、第１通信装置２５０は、無線機と無線電話機の機能をいずれも使用し、第２通信装置２７０は、ＦＭ無線機専用で使用することにする。

無線電話ベースステーション２１０から第１通信装置２５０への通信は、９５９〜９６０ＭＨｚのＲＦ周波数帯域でなされ、第１通信装置２５０から無線電話ベースステーション２１０への通信は、９１４〜９１５ＭＨｚでなされる。この１ＭＨｚの周波数帯域幅は、２５ｋＨｚ帯域幅のチャンネル（１番〜４０番チャンネル）で構成されるが、通信には、このうち１つのチャンネルが動的に選択されて使われる。このためにＲＦ周波数とＩＦ周波数（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）との間の変換を担当するＲＦフロントエンド２５２、２７２とアナログ／デジタル信号間変換を担当するＡＤＣ／ＤＡＣ（Ａｎａｌｏｇ−Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｏｒ、Ｄｉｇｉｔａｌ−Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２５４、２７４を除いたベースバンド、データ通信プロトコル、ユーザインターフェースなどのあらゆる処理部分は、ＣＰＵにより実行されうるソフトウェア形態で構成される。

第１通信装置２５０と第２通信装置２７０との間の無線機通信にも２つの周波数帯域（９１４ＭＨｚ及び９５９ＭＨｚ）を使用する。元の無線機は、１つの周波数帯域を共有するハーフデュプレックス方式である。しかし、本発明の実施形態によるシステムでは、無線電話通信のために構成されるＲＦフロントエンド２５２、２７２の部品を最大限活用し、別途の開発による費用及び時間を最小化するために、無線電話機の周波数帯域をそのまま活用して、フルデュプレックス（ｆｕｌｌ−ｄｕｐｌｅｘ）方式の無線機を構成させる。この際、フルデュプレックス方式の無線機機能は、本発明の実施によってソフトウェアの変更なしに容易に具現しうる。これは、無線機のためのＦＭ変調及び復調のような主要信号処理がソフトウェア形態に開発されているので、そのまま使用でき、ＲＦフロントエンド部は容易に再構成されうるからである。

図２で図示したシステムは、大部分の主要通信処理がソフトウェアでなされているが、例えば、９００ＭＨｚ帯域のＲＦ信号と２ＭＨｚ以下の低い周波数のＩＦ信号間の変換、そしてＩＦ信号とデジタルサンプルストリーム間の変換機能を除いたベースバンド処理及びプロトコル処理は、いずれもＣＰＵにより行われるソフトウェアラジオ方法を取っている。

図３は、本発明の第１実施形態による通信装置のハードウェア構造を表す例示図であって、第１通信装置２５０の構成を表している。

主要ハードウェアは、ＲＦフロントエンド部３４０、３５０とＡＤＣ／ＤＡＣ３２０、３３０でなされる。

ＲＦフロントエンド部３４０、３５０は、無線電話機の機能のための９５９ＭＨｚまたは無線機の機能のための９１４ＭＨｚ帯域の受信ＲＦ信号を０．７〜２．０ＭＨｚ帯域のＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号に変換（ｄｏｗｎ−ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）するか、逆に０．７ＭＨｚ帯域のＩＦ信号を無線電話機の機能のための９１４ＭＨｚまたは無線機の機能のための９５８ＭＨｚ帯域の送信ＲＦ信号に変換（ｕｐ−ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）する機能を有する。

ＡＤＣ３２０は、アナログＩＦ信号をサンプリングしてデジタルサンプルストリームを作る役割を行い、ＤＡＣ３３０は、デジタルサンプルストリームからアナログＩＦ信号を生成する役割を行う。

無線電話ベースステーション２１０からＲＦ信号を受信する時の構成及び動作を説明すれば、受信時ＲＦ−ＩＦ変換には、望ましくは９００ＭＨｚの帯域‘ｉｍａｇｅ−ｒｅｊｅｃｔ ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ ｃｈｉｐ’であるＭａｘｉｍ社の製品モデル番号ＭＡＸ２４２０に対するｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｂｏａｒｄ（以下、‘ＭＡＸ２４２０ ＥＶＫ’と称する）３５０が使われうる。

ＭＡＸ２４２０ ＥＶＫは、元のＭＡＸ２４２０ ｃｈｉｐの特性を観察する用途として製作されたために、内蔵ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）の性能が通信に使われるほどで良くなく、ＩＦ出力も低くてＡＤＣボード３２０の入力電圧レベル（＋／−１Ｖ）に増幅する必要がある。このような点を解決するために別途のグルーロジックボード（ｇｌｕｅｌｏｇｉｃ ｂｏａｒｄ）３４０を用いて外部局部発振器（Ｌｏｃａｌ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）及び増幅器を追加させる。

無線電話ベースステーション２１０から伝送されてアンテナを通じて受信されるＲＦ信号は、中心周波数が９５９．０１２５ＭＨｚ（チャンネル１番）〜９５９．９８７５ＭＨｚ（チャンネル４０番）にわたるようになる。この信号は、ＭＡＸ２４２０ ＥＶＫ ３５０のＲｘ＿Ｉｎ端子に入力され、グルーロジックボード３４０にある９５８．０１２５ＭＨｚの局部発振器とミックスされることによって、その差成分である１．０ＭＨｚ〜１．９７５ＭＨｚ周波数のＩＦ信号が発生する。

この信号は、再びＭＡＸ２４２０ ＥＶＫ ３５０のＲｘ＿Ｏｕｔ端子に出力されて、グルーロジックボード３４０にある増幅器により適切な出力として増幅されて、ＡＤＣ３２０ボードに印加される。望ましくは、ＡＤＣ３２０として、‘Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ’社のＰＣＩ−ＤＡＳ４０２０ボードを使用しうる。

前記ＰＣＩ−ＤＡＳ４０２０ボードは、最大２０ＭＨｚのサンプル速度を支援するが、本発明の実施形態では、５ＭＨｚに設定して使用した。これは、ＩＦの最大周波数が２．０ＭＨｚ未満であるために、ナイキスト（Ｎｙｑｕｉｓｔ）理論によってサンプル速度が４ＭＨｚ以上であれば十分であり、また無駄に高いサンプル速度によるシステムバスの過負荷（ｏｖｅｒｌｏａｄ）及び全体的な性能の低下を防止できるからである。望ましくは、サンプル大きさは、１２ビットを使用しうる。

ＰＣＩ−ＤＡＳ４０２０ボード３２０に印加された信号は、無線電話インターフェース３１０を経て第１通信装置２５０に搭載された本発明の実施形態によるソフトウェアにより音声またはデータが復元される。

一方、第１通信装置２５０から無線電話ベースステーション２１０へのＲＦ信号の送信時の構成及び動作を説明すれば、第１通信装置２５０に搭載された本発明の実施形態によるソフトウェアにより生成されたデジタルサンプルストリームは、７００ＫＨｚの中心周波数を有するＦＭに変調された信号である。サンプル速度は、５ＭＨｚであり、この信号は、ＤＡＣボード３３０に印加されて、ＩＦ信号に変換される。望ましくは、ＤＡＣボード３３０は、‘ＡＤＬＩＮＫ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ’社の‘ＤＡＱ２０１０’を使用しうる。この際、ＤＡＱ２０１０ ３３０は、８２５５チップを内蔵して送信チャンネルを選択させうるが、本発明による実施では、９１４．７１２５〜９１５．６８７５ＭＨｚ範囲の特定の外部局部発振周波数を発生させるように、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）を制御するに当たって、８２５５を使用させる。
ＩＦ信号は、ＭＡＸ２４２０ボード３５０に入力されて、９１４．７１２５〜９１５．６８７５ＭＨｚの外部局部発振器とミックスされ、その差成分である９１４．０１２５〜９１４．９８７５ＭＨｚのＲＦ信号を発生させる。このように発生したＲＦ信号は、ＭＡＸ２４２０ボード３５０のＴｘ＿Ｏｕｔ端子に出力され、フィルター３６０に入力される。フィルター３６０は、ＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）帯域通過フィルターを用いられるが、望ましくは、ＳＡＷフィルターは、９１４．５ＭＨｚを中心に＋／−１０ＭＨｚ帯域を通過させる。

フィルター３６０を経たＲＦ信号は、増幅器３７０とアンテナとを通じて無線電話ベースステーション２１０に送信される。

図４は、本発明の第２実施形態による通信装置のハードウェア構造を表す例示図であって、第２通信装置２７０の構成を表しているが、基本的な構成は、図３で図示した第１通信装置２５０の構成と類似しているので、具体的な説明は省略させる。一方、ＲＦ受信信号は、中心周波数が９１４．０１２５ＭＨｚであるＦＭ変調された信号であり、これは８２５５で制御される９１４．７１２５ＭＨｚの外部局部発振器とミックスされて、０．７ＭＨｚのＩＦ信号を発生させる。逆に、送信部は、９５８．０８２５ＭＨｚのＲＦ信号を発生させるように構成されうる。

図５は、本発明の実施形態によって通信を行うためのソフトウェアブロック図を表す例示図であって、図２で図示した第１通信装置２５０または第２通信装置２７０に搭載されて動作される。

ＣＰＵ５８０は、無線電話インターフェース５７０とデバイスドライバー５６０とバスで連結されているが、この際、無線電話インターフェース５７０は、図３及び図４で図示した無線電話インターフェース３１０に対応する。ＣＰＵ５８０は、無線電話機機能を提供するか、そうでなければ、無線機の機能を提供するかについての情報を無線電話インターフェース５７０に設定することによって、無線電話インターフェース５７０と結合するＲＦフロントエンドを制御可能となる。

一方、ソフトウェアは、制御モジュールと信号処理モジュールとに大別されうる。この中で、通信プロトコルモジュール５２５及びグラフィックユーザインターフェースモジュール５３０は、制御モジュールに属し、チャンネル感知及びフィルター選択モジュール５０５、ＦＭ復調及びＦＭ変調モジュール５１０、５５０、デシメーション及びインターポレーションモジュール５１５、５４０、ＭＳＫ復調及び変調モジュール５３５及びスイッチングモジュール５４５は、信号処理モジュールに分類されうる。

受信されるＲＦ信号は、ＲＦフロントエンドを経てアナログＩＦ信号に変換され、変換されたアナログＩＦ信号は、ＡＤＣボードを経て１２−ｂｉｔ ５ ＭＳ／ｓのデジタルサンプルストリームに変換されて、無線電話インターフェース５７０を通じてデバイスドライバーに入力される。次いで、このサンプルデータは、チャンネル感知及びフィルター選択モジュール５０５に伝えられる。

チャンネル感知及びフィルター選択モジュール５０５は、信号を感知して該当チャンネルを決定する。無線電話機の機能を行う場合、無線電話ベースステーションがＩＦ周波数１．０〜２．０ＭＨｚ帯域の特定チャンネルに信号を送るようになるが、この際、チャンネル感知及びフィルター選択モジュール５０５は、入力された信号に対してＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を実行して、高い強度を有する周波数を検出する方式により無線電話ベースステーションが選択したチャンネルを感知する。

一旦、対象信号の中心周波数が決定されれば、該当中心周波数を有する信号を０Ｈｚに変換し、ＦＩＲフィルタリング（低域通過フィルター）、デシメーション機能を行う。このような過程は、チャンネル感知及びフィルター選択モジュール５０５のさらなる機能であって、サンプル速度を顕著に減らすことによって、以後に信号処理のための演算の負荷を減らすようになる。さらに具体的に説明すれば、チャンネル感知及びフィルター選択モジュール５０５は、前述したようにチャンネル検索とチャンネル選択の二動作をデータの移動なしに、一度に処理することによって、１つのソフトウェアモジュールとして製作されうるが、これによって処理速度を高めうる。チャンネル感知は、無線電話ベースステーションで送信するチャンネル信号を検索するために、ＡＤＣから入力される信号に対してＦＦＴ演算を通じて全体チャンネルのチャンネル別信号強度を求め、次いで、信号の有無を判別する方法を使用する。また、信号がある場合、検出された信号の平均周波数を演算してチャンネルの中心周波数を求める役割も行う。チャンネル選択は、周波数変換、低域通過フィルタリング、デシメーションを一括実行するチャンネルフィルターで構成して検出された中心周波数を０Ｈｚに遷移させ、フィルターを経た後、サンプリングレートを減少させてから信号処理演算で演算量を減らす。

チャンネル感知及びフィルター選択モジュール５０５を経た信号は、ＦＭ復調モジュール５１０により復調される。ＦＭ復調は、望ましくは、Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ＦＭ復調方式を使用できるが、この方法は、入力されるＦＭ変調された信号サンプルをＩチャンネルとＱチャンネルとに分離し、それぞれのＩ／Ｑチャンネルの値を用いて逆タンジェント（ａｒｃｔａｎｇｅｎｔ）演算で位相（ｐｈａｓｅ）変化量を求めることによって、元の信号を復調する方式である。復調された信号からメッセージ信号が検出されうるが、前記メッセージ信号は、音声信号またはＭＳＫ変調されたデータであり得る。

もし、前記メッセージ信号が音声信号である場合には、スピーカーに出力され、もし、データ信号である場合には、デシメーションモジュール５１５に入力される。

デシメーションモジュール５１５は、信号処理モジュール間のサンプリングレートを合わせるためのソフトウェアモジュールであって、サンプリングレートを入力された倍数で減らす。すなわち、３ＭＳ／ｓｅｃの信号を３倍デシメーションすれば、１ＭＳ／ｓｅｃの信号が生成される。例えば、｛１、４、７、１０、１３、１６｝のデータが入力される場合、３倍でサンプリングレートを減らせば、１、４番目のデータだけが選択されて｛１、１０｝のデータが出力される。

デシメーションモジュール５１５により出力された信号は、ＭＳＫ復調モジュール５２０に伝えられてビットストリームに変換される。

ＭＳＫ復調モジュール５２０は、ＭＳＫ変調で変調されたアナログ信号サンプルを、再びデジタルデータに変える。本発明の実施形態では、‘ｎｏｎｃｏｈｅｒｅｎｔ’方式を使用して、０と１を表す周波数成分に分離する。また、入力されるデータに対してビット同期化（ｂｉｔｓｙｎｃ）を追跡して補正する部分を追加することによって、ＭＳＫ復調能力を向上させうる。

ＭＳＫ復調されたビットストリームが無線電話ベースステーションから伝送されたデータフレームの開始パターンを有する有効なフレームである場合、フレーム単位で受信フレームキュー（図示せず）に挿入する。挿入されたフレームは、通信プロトコルモジュール５２５によりデキュー（ｄｅｑｕｅｕｅ）されて処理されうる。

通信プロトコルモジュール５２５は、受信信号から入力されるデータ、ユーザの入力などに基づいて受信フレームキュー、グラフィックユーザインターフェース、送信フレームキューを接近及び（または）制御するか、これからのイベントを処理することによって、無線電話機または無線機の機能を提供する通信を支援する。すなわち、通信プロトコルモジュール５２５は、無線電話機と無線機のプロトコルに該当する動作を探し出して、グラフィックユーザインターフェースをはじめとするそれぞれのソフトウェアモジュールを制御し、送信及び受信フレームキューのメッセージを周期的に確認してキューに入力されたメッセージを処理する。

グラフィックユーザインターフェースモジュール５３０は、図６で図示したようなグラフィックユーザインターフェースを提供する。前記グラフィックユーザインターフェースは、着信ランプを点滅するか、ユーザにメッセージを表示しうる。また、ユーザがマウスを使用してボタンをクリックするか、メニューで特定値を入力するなどの方法を通じて、ユーザが無線電話機または無線機機能を使用するに当たって便宜性を高めうる。

無線電話ベースステーションに送信されるデータフレームは、送信フレームキュー（図示せず）に位置する。もし、送信フレームキューに送信するフレームが存在する場合には、フレームを構成するビットストリームがＭＳＫ変調モジュール５３５に伝えられ、伝えられたビットストリームはＭＳＫ変調モジュール５３５により正弦波、例えば、サイン波に変換される。ＭＳＫ変調方式は、データビット０と１を、各々異なる周波数を使用して伝送する方式であって、変調されたそれぞれの信号が直ちに前信号の位相（ｐｈａｓｅ）を記憶して、互いに位相を同一にすることを特徴とする。本発明の実施形態では、１つのデータビットを、０または１を表す正弦波サンプルデータ２５個で表す。結果的に、２４００ｂｐｓの入力データは、６０ＫＳ／ｓｅｃの信号サンプルに変換される。

ＭＳＫ変調モジュール５３５により変調された信号は、インターポレーションモジュール５４０に伝えられる。

インターポレーションモジュール５４０は、サンプリングレートを入力された倍数に増やす。すなわち、１ＭＳ／ｓｅｃ信号を３倍インターポレーションすれば、３ＭＳ／ｓｅｃの信号が生成される。この際、階段現象をなくすためにデータ間の増分を用いる方式を使用する。例えば、｛１，１０，…｝のデータが入力される場合、３倍にサンプリングレートを増やすために、単純に３回反復出力すれば、｛１，１，１，１０，…｝のように出力データ間の階段現象が発生する。そこで、入力されるデータの増分（１０−１）／３＝３を求めた後、データに順次に増分ほど加算して｛１，４，７，１０，…｝のように出力する。

インターポレーションモジュール５４０により出力される信号は、スイッチングモジュール５４５を経てＦＭ変調モジュール５５０に伝えられる。

スイッチングモジュール５４５は、ＭＳＫ変調された信号またはマイクから入力される音声信号のうち、１つの信号だけをＦＭ変調モジュール５５０に伝達する機能を有している。すなわち、送信するデータフレームが存在すれば、ＭＳＫ変調された信号を選択し、そうでない場合には、音声信号を選択する。

データの選択は、ＭＳＫ変調データが音声に優先する順序を有するために、ＭＳＫ変調データを基準になされる。ＭＳＫ変調データは、データがある時は、連続的な正弦波の形態を有し、データがない時は、０を連続的に送るために、０が連続的に入るかどうかを判断して、ＭＳＫ変調データの有無を判断する。

ＦＭ変調モジュール５５０は、スイッチングモジュール５４５により選択された信号をＦＭ変調する。ＦＭ変調モジュール５５０によるＦＭ変調は、７００ＫＨｚの伝送周波数を基準に、入力される信号の位相（ｐｈａｓｅ）変化量を加算する方式を使用してなされる。本発明の実施形態では、それぞれの 位相（ｐｈａｓｅ）に対応するサイン波の大きさ（ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）を求めるために初期化段階であらかじめサイン波ルックアップテーブルを製作して、信号処理演算速度を高める。

ＦＭ変調モジュール５５０により変調された信号は、デバイスドライバー５６０と無線電話インターフェース５７０とを経て、図３または図４に図示したＤＡＣボード３３０に伝えられてアナログ信号に変換される。

一方、本実施形態で使われる‘モジュール’という用語は、ソフトウェアまたはＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）または注文型半導体（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ；ＡＳＩＣ）のようなハードウェア構成要素を意味し、モジュールは所定の役割を行う。しかし、モジュールはソフトウェアまたはハードウェアに限定されるものではない。モジュールは、アドレッシング可能な保存媒体に存在すべく構成されても良く、１つまたはそれ以上のプロセッサーを実行させるように構成されても良い。したがって、一例としてモジュールは、ソフトウェア構成要素、オブジェクト指向ソフトウェア構成要素、クラス構成要素及びタスク構成要素のような構成要素と、プロセス、関数、属性、プロシージャ、サブルーチン、プログラムコードのセグメント、ドライバー、ファームウェア、マイクロコード、回路、データ、データベース、データ構造、テーブル、アレイ、及び変数を含む。構成要素とモジュールから提供される機能は、より少数の構成要素及びモジュールで結合されるか、追加的な構成要素とモジュールにさらに分離されうる。のみならず、構成要素及びモジュールは 通信システム内の１つまたはそれ以上のコンピュータを動作させるように具現されることもある。

図６は、本発明の実施形態によるユーザインターフェースを表す例示図であって、無線電話機及び無線機兼用ソフトウェアをＬｉｎｕｘ運用体制で実行した時のグラフィックユーザインターフェース６００である。

図６を参照すれば、機能モード選択によって無線電話機ハンドセット６５０または無線機６６０のユーザインターフェースが提供される。

機能モードは、図６で図示したユーザインターフェースの上段に位置したメニュー６１０を通じて選択されうる。もし、無線電話機ハンドセットモードで実行中である場合、一般の無線電話機を使用するようにかかってくる電話を受けるか、ダイヤリングして電話をかけることができる。同様に、無線機モードでは、無線機使用方法によって使用する。すなわち、ユーザは、所定のボタンを押している間に話すことができる。

図７は、本発明の実施形態によってメッセージを受信する過程を表すフローチャートであって、外部から電話がかかってくる場合、無線電話ベースステーションから１３番チャンネルで‘ｒｉｎｇ’メッセージを受信して、画面上に着信ランプを点滅させる過程を例として、本発明の実施形態による装置による処理過程を例示している。

まず、チャンネル感知及びフィルター選択モジュール５０５に入力される受信データをＦＦＴ演算を通じて最高の強度を有するチャンネルを検索して、最高の強度で信号が持続されるチャンネルが１３番チャンネルであるということを認知した後（Ｓ７１０）、１３番チャンネル内で受信される信号の中間周波数を計算する（Ｓ７２０）。次いで、受信チャンネルと中間周波数とを１３番チャンネルと演算された中間周波数に各々設定し、周波数変換、低周波フィルタリング、デシメーションを行う（Ｓ７３０、Ｓ７４０）。

チャンネル感知及びフィルター選択モジュール５０５から出力される信号は、ＦＭ復調されてベースバンド信号に変換されるが、この際、変化されたベースバンド信号は、音声信号であるか、データ信号でありうる（Ｓ７５０）。したがって、チャンネル感知及びフィルター選択モジュール５０５から出力される信号は音声出力のためのモジュール（例えば、スピーカー）とデータ処理のためのモジュールとに各々伝送される。ここでは、現在通話が連結されていないために、音声出力のためのモジュールに伝送されることは無視する。

ＦＭ復調された信号は、デシメーション過程を経てＭＳＫ復調され（Ｓ７６０）、復調された信号のフレームが正常なフレームである場合には、キューに溜まる。この際、キューを監視していた通信プロトコルモジュール５２５は、前記フレームを通じて‘ｒｉｎｇ’命令がきたことが分かる（Ｓ７７０）。したがって、通信プロトコルモジュール５２５は、着信メロディーと共に画面に着信ランプと‘ｒｉｎｇ’という文字列とを点滅する（Ｓ７８０）。

図８は、本発明の実施形態によって音声を送信する過程を表すフローチャートであって、通話中にユーザの音声が無線電話ベースステーションに伝送される過程を例としている。

ユーザの音声がパソコン（ＰＣ）のサウンドカードを通じて入力される（Ｓ８１０）。この際、サウンドカードにより処理される音声信号はデジタル信号であって、４０ＫＳ／ｓｅｃのサンプリングレートを有してスイッチングモジュール５４５に伝送される。

スイッチングモジュール５４５は、入力されるデータ信号と音声信号のうち、データ信号のない時には、音声信号だけを選択してＦＭ変調モジュール５５０に伝達する（Ｓ８２０）。ＦＭ変調モジュール５５０は、伝えられたベースバンドの音声信号を７００ｋＨｚキャリアでＦＭ変調を行う（Ｓ８３０）。ＦＭ変調が行われば、４０ＫＳ／ｓｅｃの入力信号は、５ＭＳ／ｓｅｃに変換され（Ｓ８４０）、変換された信号は、図３に示されるＤＡＣボード３３０に伝送される。ＤＡＣボード３３０に伝送されたデジタルデータは、７００ｋＨｚキャリアを有するＦＭ変調されたアナログ信号に変換され、ＲＦフロントエンド、すなわち、図３で図示したＭＡＸ２４２０ ＥＶＫ ３５０に入力される（Ｓ８５０）。

ＭＡＸ２４２０ ＥＶＫ ３５０に入力された信号は、外部局部発振器とミックスされて該当チャンネルの周波数に遷移し（Ｓ８６０）、ＳＡＷタイプの帯域通過フィルター３６０と増幅器３７０とを経て無線電話ベースステーションに伝送される（Ｓ８７０、Ｓ８８０）。

以上、添付図を参照して本発明の実施形態を説明したが、 本発明が属する技術分野で当業者ならば本発明がその技術的思想や必須特徴を変更せずとも他の具体的な形に実施されうるということが理解できるであろう。したがって、前述した実施形態は全ての面で例示的なものであって、限定的なものではないと理解せねばならない。

本発明は、ソフトウェア方式による通信装置及び方法に関連した技術分野で好適に適用されうる。

従来の無線電話機の構造を表すブロック図である。 本発明の実施形態によるシステム構成を表す例示図である。 本発明の第１実施形態による通信装置のハードウェア構造を表す例示図である。 本発明の第２実施形態による通信装置のハードウェア構造を表す例示図である。 本発明の実施形態によって通信を行うためのソフトウェアブロック図を表す例示図である。 本発明の実施形態によるユーザインターフェースを表す例示図である。 本発明の実施形態によってメッセージを受信する過程を表すフローチャートである。 本発明の実施形態によって音声を送信する過程を表すフローチャートである。

符号の説明

５０５ チャンネル感知及びフィルター選択モジュール
５１０ ＦＭ復調モジュール
５１５ デシメーションモジュール
５２０ ＭＳＫ復調モジュール
５２５ 通信プロトコルモジュール
５３０ グラフィックユーザインターフェースモジュール
５３５ ＭＳＫ変調モジュール
５４０ インターポレーションモジュール
５４５ スイッチングモジュール
５５０ ＦＭ変調モジュール

Claims (16)

1. ユーザインターフェースを通じて無線電話機または無線機機能モードを選択する段階と、
   前記選択された機能モードに該当するデータ信号をＭＳＫ変調し、前記ＭＳＫ変調されたデータ信号をＦＭ変調する段階と、
   前記ＦＭ変調されたデータ信号を前記選択された機能モードに対応するＲＦ信号帯域に遷移して無線電話ベースステーションに伝送する段階と、
   前記データ信号を伝送しない場合、ユーザの音声信号が存在すれば、前記音声信号をＦＭ変調し、前記ＦＭ変調された音声信号を前記選択された機能モードに対応するＲＦ信号帯域に遷移して無線電話ベースステーションに伝送する段階と、
   を含み、
   前記ＳＭＫ変調及びＦＭ変調は、ソフトウェアモジュールにより動作する通信方法。
2. 前記無線電話ベースステーションからＲＦ信号を受信する場合、
   前記無線電話ベースステーションが選択したチャンネルを感知してフィルタリングする段階と、
   前記フィルタリングされた信号をＦＭ復調する段階と、
   前記ＦＭ復調された信号が音声信号である場合には、スピーカーを通じて音声を出力する段階と、
   前記ＦＭ復調された信号がデータ信号である場合には、前記ＦＭ復調された信号をデシメーションし、前記デシメーション一信号をＭＳＫ復調した後、前記ＭＳＫ復調されたデータ信号に対応する命令を行う段階と、を含む請求項１に記載の通信方法。
3. 前記チャンネル感知は、入力された信号に対してＦＦＴを実行して高い強度を有する周波数を検出して感知することを含む請求項２に記載の通信方法。
4. 前記ＦＭ復調は、Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ＦＭ復調方式により行われる請求項２に記載の通信方法。
5. 前記ＭＳＫ復調されたデータ信号に対応する命令を行う段階は、
   前記ＭＳＫ復調されたデータ信号を形成するフレームが有効であるか否かを判別する段階と、
   判別の結果、有効でないフレームである場合、前記フレームをキューに保存する段階と、
   前記キューに保存されたフレームがデキューされ、前記デキューされたフレームに対応する命令を行う段階と、を含む請求項２に記載の通信方法。
6. 前記ＭＳＫ変調されたデータ信号をインターポレーションし、インターポレーションされたデータ信号をＦＭ変調する段階を含む請求項１に記載の通信方法。
7. 前記ＭＳＫ変調されたデータ信号が０値に入力され続ける場合に、データ信号が伝送されないものと判断する段階を含む請求項１に記載の通信方法。
8. 前記ＦＭ変調は、７００ＫＨｚの伝送周波数を使用する請求項１に記載の通信方法。
9. アンテナを通じて無線電話ベースステーションとデータ信号または音声信号を送受信するＲＦフロントエンド部と、
   前記ＲＦフロントエンド部から受信したアナログ信号をデジタル信号に変換させるか、デジタル信号をアナログ信号に変換して、前記ＲＦフロントトエンド部に提供するアナログ−デジタル変換部と、
   送受信する信号を処理する複数の信号処理モジュール及び前記信号処理モジュールを制御する制御モジュールがソフトウェアモジュールとして搭載されて無線電話機及び無線機の機能を提供させるベースバンド信号処理部と、
   を備える通信装置。
10. 前記制御モジュールは、
    無線電話機と無線機のプロトコルに該当する動作を行い、送信または受信フレームキューのメッセージを周期的に確認して、キューに入力されたメッセージを処理する通信プロトコルモジュールと、
    前記動作を行うためのユーザインターフェースをユーザに提供するグラフィックユーザインターフェースモジュールと、を備える請求項９に記載の通信装置。
11. 前記信号処理モジュールは、
    前記無線電話ベースステーションが選択したチャンネルを感知してフィルタリングするチャンネル感知及びフィルター選択モジュールと、
    前記フィルタリングされた信号をＦＭ復調するＦＭ復調モジュールと、
    前記ＦＭ復調された信号がデータ信号である場合に、前記ＦＭ復調された信号をデシメーションするデシメーションモジュールと、
    前記デシメーション一信号をＭＳＫ復調するＭＳＫ復調モジュールと、
    を備え、
    前記制御モジュールは、前記ＭＳＫ復調されたデータ信号に対応する命令を行う請求項９に記載の通信装置。
12. 前記チャンネル感知は、入力された信号に対してＦＦＴを実行して高い強度を有する周波数を検出して感知することを含む請求項１１に記載の通信装置。
13. 前記ＦＭ復調は、Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ＦＭ復調方式により行われる請求項１１に記載の通信装置。
14. 前記信号処理モジュールは、
    前記無線電話ベースステーションに伝送するデータフレームを構成するビットストリームをＭＳＫ変調するＭＳＫ変調モジュールと、
    前記ＭＳＫ変調されたデータ信号をインターポレーションするインターポレーションモジュールと、
    前記インターポレーションモジュールにより出力されるデータ信号をＦＭ変調させるＦＭ変調モジュールと、
    ユーザから入力された音声信号と前記インターポレーションモジュールにより出力されるデータ信号とをスイッチングして前記ＦＭ変調モジュールに伝達するスイッチングモジュールと、を備える請求項９に記載の通信装置。
15. 前記スイッチングモジュールは、インターポレーションモジュールにより出力されるデータ信号が０値に入力され続ける場合に、データ信号が伝送されないと判断して、前記音声信号をＦＭ変調モジュールに伝達する請求項１４に記載の通信装置。
16. 前記ＦＭ変調は、７００ＫＨｚの伝送周波数を使用する請求項１４に記載の 通信装置。

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