JP3878385B2 - 無線通信装置、無線通信方法、受信機および送信機 - Google Patents
無線通信装置、無線通信方法、受信機および送信機 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、読み出されたソフトウェアの内容にしたがって無線機能を実現する無線通信装置に関するものであり、特に、時系列的な通信環境の変化に適応可能な無線通信装置、無線通信方法、受信機および送信機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来の無線通信装置について説明する。ソフトウェアの内容にしたがって無線機能を実現可能な無線通信装置としては、たとえば、１９９９年電子情報通信学会総合大会予稿集Ｂ−５７９（吉田弘他３名著「ソフトウェア無線機におけるソフトウェア実行形態に関する提案」）に記載された無線機（以降、無線通信装置と呼ぶ）がある。図１４は、この電子情報通信学会総合大会予稿集に記載された従来の無線通信装置の構成を示す図である。
【０００３】
図１４において、１０１はアプリケーションプログラム（Application）であり、１０２はライブラリ（Library）であり、１０３はオペレーティングシステム（O/S）であり、１０４は各種ハードウェアに対応するデバイスドライバ（Device Driver）であり、１０５はＣＰＵであり、１０６は増幅器（Amp.）であり、１０７はミキサ（Mixer）であり、１０８はシンセサイザ（Synth）であり、１０９はディジタル／アナログ変換器（DAC）であり、１１０はアナログ／ディジタル変換器（ADC）であり、１１１はＡＳＩＣであり、１１２はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Allay） であり、１１３はＤＳＰ（Digital Signal Processor）であり、１１４はＩ／Ｏである。
【０００４】
なお、上記のように構成される無線通信装置の無線機能を実現するためのソフトウェアである、たとえば、アプリケーションプログラム１０１は、無線通信装置の動作を記述したプログラムであり、装置の機能および仕様について記述され、ハードウェアおよびソフトウェアに依存する記述はない。したがって、アプリケーションプログラム１０１には、たとえば、所望の受信周波数や送信電力等のスペックが記載され、それを実現するためのハードウェアに対する命令は、後述のソフトウェア（ライブラリ１０２，Ｏ／Ｓ１０３，デバイスドライバ１０４）の制御にて行われる。
【０００５】
また、ライブラリ１０２は、無線通信を実現するためのＦＰＧＡ１１２のＨＤＬ（Hardware Description Language）プログラム、各デバイス（増幅器１０６，ミキサ１０７，シンセサイザ１０８，ＤＡＣ１０９，ＡＤＣ１１０，ＡＳＩＣ１１１，Ｉ／Ｏ１１４）の個々の機能を制御するためのコマンド、およびＤＳＰ１１３やＣＰＵ１０５のプログラム、等のような使用頻度の高いものを予め記憶しておくために用いられる。さらに、ライブラリ１０２では、個々のハードウェアの違いを吸収するとともに、アプリケーションプログラム１０１の内容を実現するための命令を、各デバイスに対して振り分ける機能を併せ持つ。
【０００６】
また、Ｏ／Ｓ１０３は、ＣＰＵ１０５用のオペレーションシステムであり、さらに、デバイスドライバ１０４は、個々のデバイス（ハードウェア）の動作を制御するためのソフトウェアである。
【０００７】
ここで、上記のように構成される従来の無線通信装置の動作について説明する。図１５は、アプリケーションプログラム１０１の実行形態を示す図である。まず、アプリケーションプログラム１０１では、コンパイル時またはプログラムの実行時に、ライブラリ１０２を参照する。ライブラリ１０２には、前述のコマンドやプログラムが予め記述されている。このとき、アプリケーションプログラム１０１には、「ライブラリ１０２中のどのプログラムやコマンドを使用するか」、が記述されているため、これにしたがって、プログラムやコマンドが読み出されることになる。
【０００８】
このようにしてライブラリ１０２から読み出されたプログラムまたはコマンドは、ライブラリ１０２によって各デバイス（１０５〜１１４）に振り分けられ、ダウンロードされ、その後、実行される。これにより、無線通信が実現できる。なお、ここでは、デバイスドライバ１０４がハードウェアの制御を実行するため、アプリケーションプログラム１０１が各デバイスに対して直接制御（命令）を行うことはない。すなわち、アプリケーションプログラム１０１を、ハードウェアに依存しない汎用性を持ったプログラムとして利用することができる。
【０００９】
また、アプリケーションプログラム１０１が変更され、ライブラリ１０２に記憶されたプログラムやコマンドが不足するような場合には、外部からソフトウェアをダウンロードすることにより、無線通信に関する動作を完全なものにすることができる。
【００１０】
つぎに、上記ライブラリ１０２がアプリケーションプログラム１０１の内容に基づいてプログラムおよびコマンドを各デバイスに振り分ける動作を、具体例にしたがってより詳細に説明する。ここでは、具体例として、ディジタルフィルタの機能を実現する場合について説明する。また、ここでは、ディジタルフィルタの機能について、たとえば、ＦＰＧＡ１１２およびＤＳＰ１１３の２種類のデバイスで実現可能であり、一方のＦＰＧＡ１１２を用いてディジタルフィルタを実現する場合には高速な動作が可能で、他方のＤＳＰ１１３を用いてディジタルフィルタを実現する場合にはＦＰＧＡ１１２よりも低速な動作となることを前提とする。
【００１１】
このような場合、ライブラリ１０２では、アプリケーションプログラム１０１の内容にしたがって、ディジタルフィルタの機能を実現するデバイスを選択する。すなわち、アプリケーションプログラム１０１内に、ＤＳＰ１１３でこの機能を実現する記載がある場合には、高速な動作を希望するような場合であっても、その記載どおり、低速動作のＤＳＰ１１３が選択される。
【００１２】
このとき、ライブラリ１０２では、選択されたデバイスで実行するプログラムまたはコマンドが、内部に存在するかどうかを確認する。たとえば、ディジタルフィルタの機能を実現するためのプログラムまたはコマンドが不足しているような場合、ライブラリ１０２では、必要なプログラムまたはコマンドを、アプリケーションプログラム１０１の中あるいは外部からダウンロードし、選択されたデバイスに対してプログラムまたはコマンドを振り分ける。これにより、アプリケーションプログラム１０１に記載のデバイスで、ディジタルフィルタを実現できる。
【００１３】
また、時系列的な伝送路特性の変化に適応可能なディジタル通信システム（以降、無線通信装置と呼ぶ）、すなわち、時系列的な伝送路特性の変化に対して最適な通信方式を動的に選択可能な無線通信装置としては、たとえば、特開平１１−２２０４１３に記載された無線通信装置がある。図１６は、この特開平１１−２２０４１３に記載された従来の無線通信装置の構成を示す図である。
【００１４】
図１６において、３０１は情報ソースであり、３２８はソースエンコーダ３０２とチャネルエンコーダ３０３とディジタル変調器３０４で構成される送信チェーンであり、３０５はチャネルであり、３２４はシステム性能測定／最適化ユニット３１０とディジタル復調器３０６とチャネルデコーダ３０７とソースデコーダ３０８で構成される受信チェーンであり、３０９は情報シンクであり、３４０はプログラミングロジックであり、３３０は外部制御部である。
【００１５】
なお、上記のように構成される無線通信装置において、通信方式の選択は、ディジタル信号処理アルゴリズムをプログラマブルデバイスで構成し、このプログラマブルデバイスを再プログラミングすることで実施する。プログラマブルデバイスは、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）を利用して実現する。ただし、ＰＬＤとは、プログラマブルロジックデバイスファミリーを表す一般的な表現であり、これらのファミリーには、プログラマブルアレイロジック（ＰＡＬ）、コンプレックスＰＬＤ（ＣＰＬＤ）、およびフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）等が含まれる。
【００１６】
ここで、特開平１１−２２０４１３に記載された無線通信装置の動作について説明する。この無線通信装置は、情報ソース３０１の情報内容を、与えられた媒体およびチャネル３０５を介して、受け手である情報シンク３０９に伝達することを目的としている。まず、情報ソース３０１では、その情報内容を送信チェーン３２８宛に送出する。そして、送信チェーン３２８においては、まず、前記情報を受け取ったソースエンコーダ３０２が情報ビットを生成し、つぎに、チャネルエンコーダ３０３がその情報ビットをチャネルシンボル、すなわち、チャネル符号化ビットに変換し、最後に、ディジタル変調器３０４が受け取ったチャネル符号化ビットをディジタル変調済信号３２０に変換する。なお、ディジタル変調器３０４は、振幅，周波数，位相変調の組み合わせ等、種々の変調方式を利用することができる。
【００１７】
チャネル３０５では、ディジタル変調済信号３２０をＲＦキャリア周波数に周波数変換し、得られた変調済ＲＦキャリアを、無線通信チャネルを介して送出する回路を備えている。なお、この無線通信チャネルは、ディジタル変調済信号３２０を劣化させる可能性があるため、チャネル３０５では、復調後の信号を出力する。なお、図１６においては、中間周波数へのヘテロダイン検波を用いて復調され、出力信号は、２つの成分、すなわち、インフェーズおよびクワドラチャ成分（図示のＩ＆Ｑ３２１）により構成される。
【００１８】
その後、チャネル３０５から出力されたＩ＆Ｑ３２１は、受信チェーン３２４へ入力される。そして、受信チェーン３２４においては、まず、ディジタル復調器３０６がＩ＆Ｑ３２１に基づいてチャネルシンボルを生成し、つぎに、チャネルデコーダ３０７がそのチャネルシンボルを復号して情報ビットを生成し、最後に、ソースデコーダ３０８が受け取った情報ビットに基づいて元の情報信号を生成し、情報シンク３０９に通知する。
【００１９】
なお、図１６においては、システム性能測定／最適化ユニット３１０が、受信チェーン３２４内に配置されており、チャネル３０５、ディジタル復調器３０６、チャネルデコーダ３０７、およびソースデコーダ３０８の性能をモニタし、伝送路特性が変化した場合に、送信チェーン３２８の各部および受信チェーン３２４の各部のなかから、動的に再プログラミングされるべき部分を決定する。再プログラミングが必要になった場合、システム性能測定／最適化ユニット３１０では、プログラミングロジック３４０に対して、プログラマブルデバイスの再プログラミングメッセージを送信する。
【００２０】
ただし、再プログラミングメッセージは、外部制御部３３０からも可能である。また、双方向通信時に、通信相手内部のプログラマブルデバイスの再プログラミングが必要になった場合には、システム性能測定／最適化ユニット３１０が、送信チェーン３２８に対してメッセージ３１１を送信することで、再プログラミングを指示する。
【００２１】
このように、特開平１１−２２０４１３に記載された無線通信装置では、少なくとも一つのプログラマブルデバイスを再プログラミングすることによって、たとえば、通信方式を動的に再選択することが可能となる。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記、電子情報通信学会総合大会予稿集に記載され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１０１の内容を実現するためのプログラムやコマンドが、予め各デバイスに対して割り当てられているため、時系列的に変化する通信環境に応じて、最適なデバイスに対してプログラムまたコマンドを振り分けることができない、という問題があった。
【００２３】
また、前記従来の無線通信装置においては、個々のデバイスの物理的な接続順序が固定であるため、「あるデバイスが実行していた処理を全く異なる物理的接続位置にあるデバイスに代わりに実行させること」や、「物理的に離れた接続位置にある複数のデバイスに共同で実行させること」ができない。そのため、あるデバイスが故障や不良等で動作不能になった場合に、そのデバイスが実行していた処理を他のデバイスに実行させることによる「信頼性の向上」や、実行中の処理を複数のデバイスに対して割り当てることによる「時系列的に変化する通信環境への適応」を実現することができない、という問題があった。
【００２４】
また、特開平１１−２２０４１３に記載された従来の無線通信装置については、伝送路特性以外の通信環境の変化を考慮していない。具体的にいうと、たとえば、電池容量の減少や各デバイスの故障による通信環境の変化も考えられるが、従来の無線通信装置においては、このような伝送路特性以外の通信環境の変化に対応できない、という問題があった。
【００２５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、時系列的に変化する通信環境に動的に対応可能な構成を備えることで、常に最適な状態で通信を行うことができる無線通信装置および無線通信方法を得ることを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる無線通信装置にあっては、アプリケーションプログラムに記述された無線機能、仕様、および制約条件に基づいて選択されたハードウェアが、ライブラリに格納されたプログラムおよび制御コマンドを実行することで、前記無線機能を実現し、さらに、前記アプリケーションプログラムに記述された内容に基づいて、ある特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更する選択／変更手段（後述する実施の形態の機能分配部１７に相当）と、前記ライブラリの内容あるいは外部から与えられるソフトウェアの内容に基づいて、前記特定の無線機能を実現するために必要な前記ハードウェア用のプログラムおよび制御コマンドを生成し、それを前記ハードウェアに対して通知する生成／通知手段（プログラム生成部１６に相当）と、を備えることを特徴とする。
【００２７】
つぎの発明にかかる無線通信装置にあっては、さらに、前記アプリケーションプログラムに記述された無線機能の少なくとも１つを実現可能なハードウェア間を、データバス（データバス３１に相当）または情報伝送を実現するための他の手段で、接続することを特徴とする。
【００２８】
つぎの発明にかかる無線通信装置にあっては、さらに、前記選択／変更手段を装置の外部から制御可能な外部制御手段（外部制御部１８に相当）を備え、前記選択／変更手段では、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、および前記外部制御手段から与えられる制約条件、に基づいて、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更することを特徴とする。
【００２９】
つぎの発明にかかる無線通信装置にあっては、さらに、時系列的に変化する装置の外部および内部の通信環境状態を評価する評価手段（評価部１９に相当）を備え、前記選択／変更手段では、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、前記外部制御手段から与えられる制約条件、および前記評価手段による評価結果、に基づいて、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更することを特徴とする。
【００３０】
つぎの発明にかかる無線通信装置にあっては、さらに、時系列的に変化する装置の外部および内部の通信環境状態を評価する評価手段（評価部１９に相当）を備え、前記選択／変更手段では、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、および前記評価手段による評価結果、に基づいて、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更することを特徴とする。
【００３１】
つぎの発明にかかる無線通信方法にあっては、アプリケーションプログラムに記述された無線機能、仕様、および制約条件に基づいて選択されたハードウェアが、ライブラリに格納されたプログラムおよび制御コマンドを実行することで、前記無線機能を実現し、さらに、前記アプリケーションプログラムに記述された内容に基づいて、ある特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択する選択ステップと、前記ライブラリの内容あるいは外部から与えられるソフトウェアの内容に基づいて、前記特定の無線機能を実現するために必要な前記ハードウェア用のプログラムおよび制御コマンドを生成し、それを前記ハードウェアに対して通知する生成／通知ステップと、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更する変更ステップと、を含むことを特徴とする。
【００３２】
つぎの発明にかかる無線通信方法にあっては、さらに、前記選択されたハードウェアを装置の外部から変更可能な外部制御ステップを含み、前記選択ステップにあっては、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、および前記外部制御ステップにて外部から与えられる制約条件、に基づいて、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、前記変更ステップにあっては、時系列的に変化する通信環境に対して適応的に、前記アプリケーションプログラムに記述された内容および前記外部制御ステップにて外部から与えられる制約条件に基づいて、前記ハードウェアを変更することを特徴とする。
【００３３】
つぎの発明にかかる無線通信方法にあっては、さらに、時系列的に変化する装置の外部および内部の通信環境状態を評価する評価ステップを含み、前記選択ステップにあっては、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、前記外部制御ステップにて外部から与えられる制約条件、および前記評価ステップによる評価結果、に基づいて、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、前記変更ステップにあっては、時系列的に変化する通信環境に対して適応的に、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、前記外部制御ステップにて外部から与えられる制約条件、および前記評価ステップによる評価結果に基づいて、前記ハードウェアを変更することを特徴とする。
【００３４】
つぎの発明にかかる受信機にあっては、アプリケーションプログラムに記述された無線機能、仕様、および制約条件に基づいて選択されたハードウェアが、ライブラリに格納されたプログラムおよび制御コマンドを実行することで、前記無線機能を実現し、さらに、前記アプリケーションプログラムに記述された内容に基づいて、ある特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更する選択／変更手段と、前記ライブラリの内容あるいは外部から与えられるソフトウェアの内容に基づいて、前記特定の無線機能を実現するために必要な前記ハードウェア用のプログラムおよび制御コマンドを生成し、それを前記ハードウェアに対して通知する生成／通知手段と、を備えることを特徴とする。
【００３５】
つぎの発明にかかる受信機にあっては、さらに、前記アプリケーションプログラムに記述された無線機能の少なくとも１つを実現可能なハードウェア間を、データバスまたは情報伝送を実現するための他の手段で、接続することを特徴とする。
【００３６】
つぎの発明にかかる受信機にあっては、さらに、前記選択／変更手段を受信機の外部から制御可能な外部制御手段を備え、前記選択／変更手段では、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、および前記外部制御手段から与えられる制約条件、に基づいて、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更することを特徴とする。
【００３７】
つぎの発明にかかる受信機にあっては、さらに、時系列的に変化する受信機の外部および内部の通信環境状態を評価する評価手段を備え、前記選択／変更手段では、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、前記外部制御手段から与えられる制約条件、および前記評価手段による評価結果、に基づいて、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更することを特徴とする。
【００３８】
つぎの発明にかかる受信機にあっては、さらに、時系列的に変化する受信機の外部および内部の通信環境状態を評価する評価手段を備え、前記選択／変更手段では、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、および前記評価手段による評価結果、に基づいて、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更することを特徴とする。
【００３９】
つぎの発明にかかる送信機にあっては、アプリケーションプログラムに記述された無線機能、仕様、および制約条件に基づいて選択されたハードウェアが、ライブラリに格納されたプログラムおよび制御コマンドを実行することで、前記無線機能を実現し、さらに、前記アプリケーションプログラムに記述された内容に基づいて、ある特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更する選択／変更手段と、前記ライブラリの内容あるいは外部から与えられるソフトウェアの内容に基づいて、前記特定の無線機能を実現するために必要な前記ハードウェア用のプログラムおよび制御コマンドを生成し、それを前記ハードウェアに対して通知する生成／通知手段と、を備えることを特徴とする。
【００４０】
つぎの発明にかかる送信機にあっては、さらに、前記アプリケーションプログラムに記述された無線機能の少なくとも１つを実現可能なハードウェア間を、データバスまたは情報伝送を実現するための他の手段で、接続することを特徴とする。
【００４１】
つぎの発明にかかる送信機にあっては、さらに、前記選択／変更手段を送信機の外部から制御可能な外部制御手段を備え、前記選択／変更手段では、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、および前記外部制御手段から与えられる制約条件、に基づいて、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更することを特徴とする。
【００４２】
つぎの発明にかかる送信機にあっては、さらに、時系列的に変化する送信機の外部および内部の通信環境状態を評価する評価手段を備え、前記選択／変更手段では、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、前記外部制御手段から与えられる制約条件、および前記評価手段による評価結果、に基づいて、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更することを特徴とする。
【００４３】
つぎの発明にかかる送信機にあっては、さらに、時系列的に変化する送信機の外部および内部の通信環境状態を評価する評価手段を備え、前記選択／変更手段では、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、および前記評価手段による評価結果、に基づいて、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更することを特徴とする。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる無線通信装置および無線通信方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００４５】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる無線通信装置の構成を示す図である。図１において、１は後述のライブラリ管理機能に対応したアプリケーションプログラム（Application）であり、２は後述のライブラリ管理機能に対応したライブラリ（Library）であり、３はオペレーティングシステム（O/S）であり、４は各種ハードウェアに対応するデバイスドライバ（Device Driver）であり、５はＣＰＵであり、６は増幅器（Amp.）であり、７はミキサ（Mixer）であり、８はシンセサイザ（Synth）であり、９はディジタル／アナログ変換器（DAC）であり、１０はアナログ／ディジタル変換器（ADC）であり、１１はＡＳＩＣであり、１２はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Allay） であり、１３はＤＳＰ（Digital Signal Processor）であり、１４はＩ／Ｏであり、１５はライブラリ２に実装されたプログラムおよび制御コマンド（以前にダウンロードされたものも含む）を管理するライブラリ管理部（Library Management）であり、１７は個々のハードウェア（デバイス）に対して無線機能を分配する機能分配部であり、１６は分配された機能にしたがって個々のハードウェア用のプログラムおよびコマンドを生成するプログラム生成部（Program Generator）である。
【００４６】
なお、上記のように構成される無線通信装置の無線機能を実現するためのソフトウェアである、たとえば、アプリケーションプログラム１は、無線通信装置の動作を記述したプログラムであり、装置の無線機能、仕様、および無線機能の実現に関する定義や制約条件について記述され、ハードウェアおよびソフトウェアに依存する記述はない。したがって、アプリケーションプログラム１には、たとえば、所望の受信周波数や送信電力等のスペックが記載され、それを実現するためのハードウェアに対する命令は、後述のソフトウェア（ライブラリ２，Ｏ／Ｓ３，デバイスドライバ４）の制御にて行われる。
【００４７】
また、アプリケーションプログラム１に記述される制約条件としては、たとえば、前記分配された機能を各デバイスで実現する上での消費電力の上限、ディジタル信号処理時間の上限、等がある。
【００４８】
ライブラリ２は、無線通信を実現するためのＦＰＧＡ１２のＨＤＬ（Hardware Description Language）プログラム、各デバイス（増幅器６，ミキサ７，シンセサイザ８，ＤＡＣ９，ＡＤＣ１０，ＡＳＩＣ１１，Ｉ／Ｏ１４）の個々の機能を制御するためのコマンド、およびＤＳＰ１３やＣＰＵ５のプログラム、等のような使用頻度の高いものを予め記憶しておくために用いられ、さらに、個々のハードウェアの違いを吸収する機能を持つ。
【００４９】
プログラム生成部１６は、アプリケーションプログラム１に記述された無線機能の定義および制約条件にしたがって、無線通信を実現するためのＦＰＧＡ１２のＨＤＬプログラム、各デバイス（増幅器６，ミキサ７，シンセサイザ８，ＤＡＣ９，ＡＤＣ１０，ＡＳＩＣ１１，Ｉ／Ｏ１４）の個々の機能を制御するためのコマンド、およびＤＳＰ１３やＣＰＵ５のプログラム、を生成する。さらに、プログラム生成部１６では、アプリケーションプログラム１で定義された各機能の、各デバイスに対する振り分けを決定する。
【００５０】
ライブラリ管理部１５は、ライブラリ管理機能として、予めライブラリ２に実装されたプログラムと制御コマンド、および以前にダウンロードされたプログラムとコマンド、を管理する。
【００５１】
Ｏ／Ｓ３は、ＣＰＵ１０５用のオペレーションシステムであり、さらに、デバイスドライバ１０４は、個々のデバイス（ハードウェア）の動作を制御するためのソフトウェアであり、各デバイス（増幅器６、ミキサ７、シンセサイザ８、ＤＡＣ９、ＡＤＣ１０、ＡＳＩＣ１１、ＦＰＧＡ１２、ＤＳＰ１３、Ｉ／Ｏ１４）は、無線機能を実現するための個々のハードウェア構成要素である。
【００５２】
ここで、上記本発明にかかる無線通信装置の動作を説明する前に、前記定義された無線機能を実現するための各機能の割り当てを、アプリケーションプログラム１に記述する必要がない一般的な無線通信装置の動作について説明する。図２は、無線機能の割り当てを記述する必要がない無線通信装置の構成を示す図であり、図３は、この無線通信装置におけるアプリケーションプログラム１の実行形態を示す図である。
【００５３】
たとえば、プログラム生成部１６は、アプリケーションプログラム１に記述された装置の無線機能、仕様、および制約条件に基づいて、「ライブラリ２に記憶されたどのプログラムまたは制御コマンドを使用するか」、を解析する。そして、ライブラリ管理部１５では、プログラム生成部１６における無線機能、仕様、および制約条件の解析結果に基づいて、アプリケーションプログラム１に記述された無線機能を実現すために必要となるプログラム、および制御コマンド、がライブラリ２中に存在するかどうかを判定する。
【００５４】
このとき、アプリケーションプログラム１に記述された無線機能を実現するためのプログラムおよび制御コマンドがない場合、ライブラリ管理部１５では、アプリケーションプログラム１あるいは外部から、不足のプログラムおよび制御コマンドをライブラリ２にダウンロードする。
【００５５】
ダウンロード後、プログラム生成部１６は、ライブラリ２を参照の上、各デバイス用のプログラム、および制御コマンドを生成する。すなわち、ここで、個々の機能を各デバイスに割り当てることになる。
【００５６】
最後に、生成された各デバイス用のプログラムおよび制御コマンドをハードウェアにロードすることにより、各デバイスが無線機能を実現するために動作することになる。なお、各デバイスに対する制御については、Ｏ／Ｓ３を介してデバイスドライバ４が実行する。
【００５７】
このように、ライブラリ管理部１５、プログラム生成部１６を備えることにより、コンパイル時またはプログラム実行時に、自動的に個々の機能を各デバイスに割り当てることができるようになるため、アプリケーションプログラム１に、無線機能を実現するための各機能の割り当てを記述する必要がない。
【００５８】
つぎに、上記プログラム生成部１６がアプリケーションプログラム１の内容に基づいてプログラムおよび制御コマンドを各デバイスに振り分ける動作を、具体例にしたがってより詳細に説明する。ここでは、具体例として、従来同様、ディジタルフィルタの機能を実現する場合について説明する。また、ここでは、たとえば、ＦＰＧＡ１２およびＤＳＰ１３の２種類のデバイスでディジタルフィルタの機能を実現可能であり、一方のＦＰＧＡ１２を用いてディジタルフィルタを実現する場合には高速な動作が可能で、他方のＤＳＰ１３を用いてディジタルフィルタを実現する場合にはＦＰＧＡ１２よりも低速な動作となることを前提とする。さらに、アプリケーションプログラム１には、制約条件として、ディジタルフィルタの動作速度が記述されているものとする。
【００５９】
このような場合、プログラム生成部１６では、アプリケーションプログラム１の制約条件にしたがって、ディジタルフィルタの機能を実現するデバイスを選択する。すなわち、両者が制約条件を満たす場合には、そのときの状況に応じていずれか１つを選択し、ＦＰＧＡ１２だけが条件を満たす場合には、強制的にＦＰＧＡ１２を選択する。
【００６０】
そして、プログラム生成部１６では、選択されたデバイスで実行するプログラムまたはコマンドが、ライブラリ２の内部に存在するかどうかを確認し、たとえば、ディジタルフィルタの機能を実現するためのプログラムまたはコマンドがある場合には、選択されたデバイスに対して、そのプログラムまたはコマンドを割り当てる。一方、ディジタルフィルタの機能を実現するためのプログラムまたはコマンドがないような場合には、必要なプログラムまたはコマンドを、アプリケーションプログラム１の中あるいは外部からダウンロードし、その後、選択されたデバイスに対して割り当てる。これにより、プログラム生成部１６が選択した最適なデバイスを用いてディジタルフィルタを実現することができる。
【００６１】
しかしながら、上記無線通信装置においては、前述したプログラムや制御コマンドの割り当て処理を、アプリケーションプログラムの読み出し時（コンパイル時またはプログラム実行時）にしか実行できないため、時系列的に変化する通信環境に応じて、最適なデバイスに対してプログラムまたコマンドを振り分けることができない、という問題があった。
【００６２】
また、上記無線通信装置においては、個々のデバイスの物理的な接続順序が固定であるため、「あるデバイスが実行していた処理を全く異なる物理的接続位置にあるデバイスに代わりに実行させること」や、「物理的に離れた接続位置にある複数のデバイスに共同で実行させること」ができない、という問題があった。
【００６３】
そこで、本実施の形態においては、時系列的な通信環境の変化に対して動的に対応できるように、個々のハードウェア（デバイス）に対して無線機能を分配する機能分配部１７を備え、たとえば、あるデバイスが動作不良または故障の状態にある場合においても、そのデバイスが担当していた無線機能を実現可能な他のデバイスに対して、その機能を振り分けるようにする。
【００６４】
また、各デバイス間を一本のバスで接続し、個々のデバイスの物理的な接続順序をなくすことにより、たとえば、１つのデバイスでは処理が追いつかないような機能を、「複数のデバイスで分担して行う処理（並列処理）」、または「処理に余裕のあるデバイスに対して割り当てる処理」、にて実施する。
【００６５】
以下、機能分配部１７を備え、さらにデータバスで各デバイス間を接続する本実施の形態の無線通信装置の動作を図面にしたがって説明する。図４は、本発明にかかる無線通信装置におけるアプリケーションプログラム１の実行形態を示す図である。たとえば、機能分配部１７では、アプリケーションプログラム１に記述された装置の無線機能、仕様、および制約条件に基づいて、無線機能を個々のハードウェア（デバイス）へ割り当てる。すなわち、現時点における最適なデバイスを選択し、そのデバイスに対して無線機能を割り当てる。
【００６６】
プログラム生成部１６では、機能分配部１７からの割り当て結果に基づいて、その時点において最適なプログラムおよび制御コマンドを生成する。このとき、プログラム生成部１６は、ライブラリ２を参照し、たとえば、無線機能を実現するために必要なプログラムおよび制御コマンドがライブラリ２中にある場合には、それらを読み出し、無線機能を実現するために必要なプログラムおよび制御コマンドがライブラリ２中にない場合には、ライブラリ管理部１５が必要なプログラムおよび制御コマンドをアプリケーションプログラム１あるいは外部からダウンロードする。
【００６７】
なお、各デバイス用のプログラムおよび制御コマンドのダウンロード処理については、すべてＯ／Ｓ３を介して行われる。また、増幅器６の利得，ミキサ７の設定，シンセサイザ８の発振周波数，Ｄ／Ａコンバータ９およびＡ／Ｄコンバータ１０の設定，ＡＳＩＣ１１の設定，Ｉ／Ｏ１４の設定については、デバイスドライバ４経由で実行される。さらに、ＦＰＧＡ１２およびＤＳＰ１３用のプログラムについては、デバイスドライバ４経由でダウンロードされる。これにより、無線機能を実現することができる。
【００６８】
また、機能分配部１７では、時系列的に変化する通信環境に応じて、その都度、無線機能を実現可能な最適なデバイスを選択し、そのデバイスに対して無線機能を割り当てる。具体的にいうと、たとえば、動作中のデバイスに動作不良または故障が発生した場合、機能分配部１７では、そのデバイスが担当していた無線機能を実現可能な他のデバイスに対して、その機能を振り分ける。また、１つのデバイスでは処理が追いつかない機能を実現するような場合には、その機能を複数のデバイスで分担して行わせる。また、処理が追いつかないデバイスがある場合には、処理に余裕のあるデバイスに対してその機能を割り当てる。
【００６９】
プログラム生成部１６では、通信環境に応じて変化する機能分配部１７からの割り当て結果に基づいて、その都度、最適なプログラムおよび制御コマンドを生成する。このときも、前述同様、ライブラリ２を参照し、無線機能を実現するために必要なプログラムおよび制御コマンドがライブラリ２中にある場合には、それらを読み出し、ない場合には、ライブラリ管理部１５が必要なプログラムおよび制御コマンドをアプリケーションプログラム１あるいは外部からダウンロードする。
【００７０】
なお、本実施の形態における無線通信装置では、各デバイスがデータバスを介して相互に接続されているため、１つの無線機能を複数のデバイスに分割して実施するような場合には、ここで、データのやり取りが行われる。たとえば、データバス３上では、各デバイスの入出力信号（データ）および状態を表す信号（ステータスデータ）等が送受信される。
【００７１】
このように、本実施の形態においては、個々のハードウェア（デバイス）に対して無線機能を分配する機能分配部１７を備えることで、たとえば、あるデバイスが動作不良または故障の状態にある場合に、そのデバイスが担当していた無線機能を実現可能な他のデバイスに対して、その機能を振り分けることが可能となる。これにより、現時点における最適なデバイスに対して、動的にその機能を振り分けることが可能となるため、無線機能の動作を一時的に停止させることなく継続的に動作させることが可能となる。
【００７２】
また、本実施の形態においては、各デバイス間を一本のバスで接続し、個々のデバイスの物理的な接続順序をなくすことで、１つのデバイスでは処理が追いつかない機能を、複数のデバイスで分担して行うことができるようになる。これにより、各デバイスの負荷を軽くすることができるとともに、さらに、処理に余裕を持つことができたデバイスに対して、他の機能を割り当てることが可能となるため、装置の高機能化を実現することができる。
【００７３】
なお、図５は、本実施の形態においては、無線データを送受信可能な無線通信装置の構成および動作について説明したが、これに限らず、たとえば、この構成を、無線データを受信可能な受信機に適用することとしても、さらに、無線データを送信可能な送信機に適用することとしても、上記と同様の効果が得られる。図５は、本実施の形態の受信機の構成例を示す図であり、図６は、本実施の形態の送信機の構成例を示す図であり、上記無線通信装置と同様に、機能分配部１７を備え、さらにデータバス３１で各デバイス間を接続することを特徴としている。
【００７４】
また、本実施の形態の構成については、種々の変形が可能であり、各デバイスの一部が欠けているような場合においても、また、ソフトウェアにより制御される上記以外のデバイスが新たに付加されたような場合においても、同様の機能を実現できるものとする。また、本実施の形態では、個々のデバイスの相互接続方式としてデータバス３１を用いたが、相互接続が実現されるのであれば、どのような接続方式（たとえば、マトリクススイッチ等）を用いてもよい。
【００７５】
実施の形態２．
図７は、実施の形態２の無線通信装置におけるアプリケーションプログラム１の実行形態を示す図である。前述の実施の形態１においては、機能分配部１７が、アプリケーションプログラム１に記述された装置の機能、仕様、および制約条件に基づいて、最適なデバイスに対して無線機能を振り分けていた。そこで、本実施の形態においては、アプリケーションプログラム１に記述された装置の機能、仕様、および制約条件を受け取るとともに、さらに、機能分配部１７を外部から制御可能な外部制御部１８を備え、ユーザの操作で無線通信装置の外部から制約条件を与えられる構成とすることにより、所望のデバイスに対して無線機能を振り分けられるようにした。
【００７６】
具体的にいうと、たとえば、ある特定の機能を実現する場合に、「高速処理により高品質な通信を実現可能なデバイス」にその機能を割り当てるか、または「低速処理により低消費電力の通信を実現可能なデバイス」にその機能を割り当てるかを、ユーザからの操作、すなわち、外部制御部１８からの制御（図７参照）、で選択できるようにする。なお、本実施の形態の処理において、前述の図４と同様の処理については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７７】
このように、本実施の形態においては、前述の実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、機能分配部１７を外部から制御可能な外部制御部１８を備え、ユーザの操作で無線通信装置の外部から制約条件を与えられる構成とすることにより、ユーザが指定するデバイスで無線機能を実現することができる。これにより、たとえば、「高品質」または「低消費電力」等の処理方法を、容易にユーザ側で選択できるようになるため、時系列的に変化する通信環境に対してより細かく対応することが可能となる。
【００７８】
なお、本実施の形態においては、無線データを送受信可能な無線通信装置の構成および動作について説明したが、これに限らず、たとえば、この構成を、無線データを受信するための受信機に適用することとしても、さらに、無線データを送信するための送信機に適用することとしても、上記と同様の効果が得られる。たとえば、図８は、本実施の形態の受信機の構成例を示す図であり、図９は、本実施の形態の送信機の構成例を示す図であり、これらは、機能分配部１７を備え、データバス３１で各デバイス間を接続する実施の形態１の構成に加えて、さらに、機能分配部１７を外部から制御可能な外部制御部１８を備えることを特徴としている。
【００７９】
また、本実施の形態においては、ＣＰＵ５に、ライブラリ２、ライブラリ管理部１５、Ｏ／Ｓ３、デバイスドライバ４を実装したが、ＣＰＵ５以外のハードウェアに対して、これらの機能を実装することとしてもよい。また、外部制御部１８の処理の一例として、ユーザによる指定方法を示したが、これに限らず、たとえば、受信データ内に制御情報を含ませることとしてもよい。また、外部からの制約条件として、「高品質」または「低消費電力」の選択制御を一例として示したが、外部からの制約条件についてはこれに限らない。
【００８０】
実施の形態３．
図１０は、本発明にかかる無線通信装置の実施の形態３の構成を示す図であり、図１１は、実施の形態３の無線通信装置におけるアプリケーションプログラム１の実行形態を示す図である。前述の実施の形態２においては、機能分配部１７が、アプリケーションプログラム１に記述された装置の機能、仕様、および制約条件、さらに、必要に応じて外部制御部１８から与えられる制約条件、に基づいて、所定のデバイスに対して無線機能を振り分けていた。そこで、本実施の形態においては、アプリケーションプログラム１に記述された装置の機能、仕様、制約条件、および外部制御部１８から与えられる制約条件、を受け取るとともに、さらに、無線通信装置の外部および内部の通信環境状態を評価する評価部１９を備え、その評価結果を受け取る構成とすることにより、常時、最適なデバイスに対して無線機能を適応的かつ動的に振り分けるようにした。
【００８１】
具体的にいうと、装置外部の時系列的な通信環境の変化、たとえば、伝送路特性の変化等があった場合に、評価部１９が、その評価結果を機能分配部１７に対して通知する。そして、機能分配部１７が、アプリケーションプログラム１に記述された装置の機能、仕様、制約条件、および外部制御部１８から与えられる制約条件に加えて、前記評価結果に基づいて、各デバイスに対する機能分担を適応的かつ動的に変更する。
【００８２】
さらに、装置内部の時系列的な通信環境の変化、たとえば、ハードウェアの故障や動作不良、および電池容量の減少等があった場合に、評価部１９が、その評価結果を機能分配部１７に対して通知する。そして、上記と同様に、機能分配部１７が、アプリケーションプログラム１に記述された装置の機能、仕様、制約条件、および外部制御部１８から与えられる制約条件に加えて、前記評価結果に基づいて、各デバイスに対する機能分担を適応的かつ動的に変更する。なお、本実施の形態の処理において、前述の実施の形態１または２と同様の処理については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００８３】
ここで、本実施の形態の無線通信装置の評価部１９が、伝送路の状態を評価し、その評価結果に基づいて、各デバイスに対する機能分配を適応的かつ動的に変更する処理を、詳細に説明する。たとえば、評価部１９では、入力される信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）、または復調信号のビット誤り率（ＢＥＲ）を用いて、伝送路の状態を評価する。ここでは、ＢＥＲにより伝送路の状態を評価する場合について説明する。
【００８４】
評価部１９では、たとえば、ＢＥＲがあるしきい値より高くなった場合、またはＢＥＲがあるしきい値より低くなった場合に、その旨を通知するための信号（以降、状態変化信号と呼ぶ）を出力する。たとえば、通信状態が劣化したことを通知する状態変化信号を受け取った場合、機能分配部１７では、通信品質を高く保つようなデバイスに対して無線機能を割り当てる。一方、通信状態が改善されたことを通知する状態変化信号を受け取った場合、機能分配部１７では、復調アルゴリズムを簡略化して、演算処理量や消費電力を低減するようなデバイスに対して無線機能を割り当てる。
【００８５】
このように、本実施の形態においては、前述の実施の形態１または２と同様の効果が得られるとともに、さらに、無線通信装置の外部および内部の通信環境状態を評価する評価部１９を備え、その評価結果を受け取る構成とすることにより、時系列的に変化する装置外部の通信環境、および装置内部の通信環境に対応して、各デバイスに対する無線機能の振り分けを、適応的かつ動的に変更することができる。
【００８６】
なお、本実施の形態においては、無線データを送受信可能な無線通信装置の構成および動作について説明したが、これに限らず、たとえば、この構成を、無線データを受信するための受信機に適用することとしても、さらに、無線データを送信するための送信機に適用することとしても、上記と同様の効果が得られる。たとえば、図１２は、本実施の形態の受信機の構成例を示す図であり、図１３は、本実施の形態の送信機の構成例を示す図であり、これらは、機能分配部１７および外部制御部１８を備え、データバス３１で各デバイス間を接続する実施の形態２の構成に加えて、さらに、無線通信装置の外部および内部の通信環境状態を評価する評価部１９を備えることを特徴としている。また、上記無線通信装置、受信機および送信機については、これに限らず、たとえば、実施の形態１の構成に評価部１９を加える構成としてもよい。
【００８７】
また、本実施の形態においては、ＣＰＵ５に、評価部１９、ライブラリ２、ライブラリ管理部１５、Ｏ／Ｓ３、デバイスドライバ４を実装したが、ＣＰＵ５以外のハードウェアに対して、これらの機能を実装することとしてもよい。また、本実施の形態においては、入力される信号の信号対雑音比、および復調信号のビット誤り率を、評価結果の一例として説明したが、これに限らず、時系列的に変化する通信環境に関する評価であれば、装置の内外を問わずどのような評価であってもよい。
【００８８】
【発明の効果】
以上、説明したとおり、本発明によれば、個々のハードウェアに対して無線機能を割り当てる選択／変更手段を備えることで、たとえば、あるハードウェアに動作不良または故障が発生した場合に、そのハードウェアが担当していた無線機能を実現可能な他のハードウェアに対して、その機能を割り当てることが可能となる。これにより、現時点における最適なハードウェアに対して、動的にその機能を割り当てることが可能となるため、無線機能の動作を一時的に停止させることなく継続的に動作させることが可能な無線通信装置を得ることができる、という効果を奏する。
【００８９】
つぎの発明によれば、各ハードウェア間を一本のデータバスで接続し、個々のハードウェアの物理的な接続順序をなくすことで、１つのハードウェアでは処理が追いつかない機能を、複数のハードウェアで分担して行うことができるようになる。これにより、各ハードウェアの負荷を軽くすることができるとともに、さらに、処理に余裕を持つことができたハードウェアに対して、他の機能を割り当てることが可能となるため、装置の高機能化を実現することが可能な無線通信装置を得ることができる、という効果を奏する。
【００９０】
つぎの発明によれば、選択／変更手段を外部から制御可能な外部制御手段を備え、ユーザの操作で無線通信装置の外部から制約条件を与えられる構成とすることにより、ユーザが指定するハードウェアで無線機能を実現することができる。これにより、たとえば、「高品質」または「低消費電力」等の処理方法を、容易にユーザ側で選択できるようになるため、時系列的に変化する通信環境に対してより細かく対応することが可能な無線通信装置を得ることができる、という効果を奏する。
【００９１】
つぎの発明によれば、さらに、無線通信装置の外部および内部の通信環境状態を評価する評価手段を備え、選択／変更手段が、その評価結果、アプリケーションプログラムに記述された内容、および外部制御手段から与えられる制約条件、を受け取る構成とする。これにより、時系列的に変化する装置外部の通信環境、および装置内部の通信環境に応じて、各ハードウェアに対する無線機能の振り分けを、適応的かつ動的に変更することが可能な無線通信装置を得ることができる、という効果を奏する。
【００９２】
つぎの発明によれば、さらに、無線通信装置の外部および内部の通信環境状態を評価する評価手段を備え、選択／変更手段が、その評価結果、およびアプリケーションプログラムに記述された内容を受け取る構成とする。これにより、時系列的に変化する装置外部の通信環境、および装置内部の通信環境に応じて、各ハードウェアに対する無線機能の振り分けを、適応的かつ動的に変更することが可能な無線通信装置を得ることができる、という効果を奏する。
【００９３】
つぎの発明によれば、個々のハードウェアに対して無線機能を割り当てる選択ステップや変更ステップを備えることで、たとえば、あるハードウェアに動作不良または故障が発生した場合に、そのハードウェアが担当していた無線機能を実現可能な他のハードウェアに対して、その機能を割り当てることが可能となる。これにより、現時点における最適なハードウェアに対して、動的にその機能を割り当てることが可能となるため、無線機能の動作を一時的に停止させることなく継続的に動作させることが可能な無線通信方法を得ることができる、という効果を奏する。
【００９４】
つぎの発明によれば、選択されたハードウェアを外部から制御可能な外部制御ステップを含むことにより、ユーザが指定するハードウェアで無線機能を実現することができる。これにより、たとえば、「高品質」または「低消費電力」等の処理を、容易にユーザ側で選択できるようになるため、時系列的に変化する通信環境に対してより細かく対応することが可能な無線通信方法を得ることができる、という効果を奏する。
【００９５】
つぎの発明によれば、さらに、無線通信装置の外部および内部の通信環境状態を評価する評価ステップを含む。これにより、時系列的に変化する装置外部の通信環境、および装置内部の通信環境に応じて、各ハードウェアに対する無線機能の振り分けを、適応的かつ動的に変更することが可能な無線通信方法を得ることができる、という効果を奏する。
【００９６】
つぎの発明によれば、個々のハードウェアに対して無線機能を割り当てる選択／変更手段を備えることで、たとえば、あるハードウェアに動作不良または故障が発生した場合に、そのハードウェアが担当していた無線機能を実現可能な他のハードウェアに対して、その機能を割り当てることが可能となる。これにより、現時点における最適なハードウェアに対して、動的にその機能を割り当てることが可能となるため、無線機能の動作を一時的に停止させることなく継続的に動作させることが可能な受信機を得ることができる、という効果を奏する。
【００９７】
つぎの発明によれば、各ハードウェア間を一本のデータバスで接続し、個々のハードウェアの物理的な接続順序をなくすことで、１つのハードウェアでは処理が追いつかない機能を、複数のハードウェアで分担して行うことができるようになる。これにより、各ハードウェアの負荷を軽くすることができるとともに、さらに、処理に余裕を持つことができたハードウェアに対して、他の機能を割り当てることが可能となるため、高機能化を実現することが可能な受信機を得ることができる、という効果を奏する。
【００９８】
つぎの発明によれば、選択／変更手段を外部から制御可能な外部制御手段を備え、ユーザの操作で受信機の外部から制約条件を与えられる構成とすることにより、ユーザが指定するハードウェアで無線機能を実現することができる。これにより、たとえば、「高品質」または「低消費電力」等の処理方法を、容易にユーザ側で選択できるようになるため、時系列的に変化する通信環境に対してより細かく対応することが可能な受信機を得ることができる、という効果を奏する。
【００９９】
つぎの発明によれば、さらに、受信機の外部および内部の通信環境状態を評価する評価手段を備え、選択／変更手段が、その評価結果、アプリケーションプログラムに記述された内容、および外部制御手段から与えられる制約条件、を受け取る構成とする。これにより、時系列的に変化する受信機外部の通信環境、および受信機内部の通信環境に応じて、各ハードウェアに対する無線機能の振り分けを、適応的かつ動的に変更することが可能な受信機を得ることができる、という効果を奏する。
【０１００】
つぎの発明によれば、さらに、受信機の外部および内部の通信環境状態を評価する評価手段を備え、選択／変更手段が、その評価結果、およびアプリケーションプログラムに記述された内容を受け取る構成とする。これにより、時系列的に変化する受信機外部の通信環境、および受信機内部の通信環境に応じて、各ハードウェアに対する無線機能の振り分けを、適応的かつ動的に変更することが可能な受信機を得ることができる、という効果を奏する。
【０１０１】
つぎの発明によれば、個々のハードウェアに対して無線機能を割り当てる選択／変更手段を備えることで、たとえば、あるハードウェアに動作不良または故障が発生した場合に、そのハードウェアが担当していた無線機能を実現可能な他のハードウェアに対して、その機能を割り当てることが可能となる。これにより、現時点における最適なハードウェアに対して、動的にその機能を割り当てることが可能となるため、無線機能の動作を一時的に停止させることなく継続的に動作させることが可能な送信機を得ることができる、という効果を奏する。
【０１０２】
つぎの発明によれば、各ハードウェア間を一本のデータバスで接続し、個々のハードウェアの物理的な接続順序をなくすことで、１つのハードウェアでは処理が追いつかない機能を、複数のハードウェアで分担して行うことができるようになる。これにより、各ハードウェアの負荷を軽くすることができるとともに、さらに、処理に余裕を持つことができたハードウェアに対して、他の機能を割り当てることが可能となるため、高機能化を実現することが可能な送信機を得ることができる、という効果を奏する。
【０１０３】
つぎの発明によれば、選択／変更手段を外部から制御可能な外部制御手段を備え、ユーザの操作で送信機の外部から制約条件を与えられる構成とすることにより、ユーザが指定するハードウェアで無線機能を実現することができる。これにより、たとえば、「高品質」または「低消費電力」等の処理方法を、容易にユーザ側で選択できるようになるため、時系列的に変化する通信環境に対してより細かく対応することが可能な送信機を得ることができる、という効果を奏する。
【０１０４】
つぎの発明によれば、さらに、送信機の外部および内部の通信環境状態を評価する評価手段を備え、選択／変更手段が、その評価結果、アプリケーションプログラムに記述された内容、および外部制御手段から与えられる制約条件、を受け取る構成とする。これにより、時系列的に変化する送信機外部の通信環境、および送信機内部の通信環境に応じて、各ハードウェアに対する無線機能の振り分けを、適応的かつ動的に変更することが可能な送信機を得ることができる、という効果を奏する。
【０１０５】
つぎの発明によれば、さらに、送信機の外部および内部の通信環境状態を評価する評価手段を備え、選択／変更手段が、その評価結果、およびアプリケーションプログラムに記述された内容を受け取る構成とする。これにより、時系列的に変化する送信機外部の通信環境、および送信機内部の通信環境に応じて、各ハードウェアに対する無線機能の振り分けを、適応的かつ動的に変更することが可能な送信機を得ることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる無線通信装置の実施の形態１の構成を示す図である。
【図２】 無線機能の割り当てを記述する必要がない無線通信装置の構成を示す図である。
【図３】 図２の無線通信装置におけるアプリケーションプログラム１の実行形態を示す図である。
【図４】 本発明にかかる無線通信装置におけるアプリケーションプログラム１の実行形態を示す図である。
【図５】 実施の形態１の受信機の構成を示す図である。
【図６】 実施の形態１の送信機の構成を示す図である。
【図７】 本発明にかかる無線通信装置におけるアプリケーションプログラム１の実行形態を示す図である。
【図８】 実施の形態２の受信機の構成を示す図である。
【図９】 実施の形態２の送信機の構成を示す図である。
【図１０】 本発明にかかる無線通信装置の実施の形態３の構成を示す図である。
【図１１】 本発明にかかる無線通信装置におけるアプリケーションプログラム１の実行形態を示す図である。
【図１２】 実施の形態３の受信機の構成を示す図である。
【図１３】 実施の形態３の送信機の構成を示す図である。
【図１４】 電子情報通信学会総合大会予稿集に記載された従来の無線通信装置の構成を示す図である。
【図１５】 アプリケーションプログラム１０１の実行形態を示す図である。
【図１６】 特開平１１−２２０４１３に記載された従来の無線通信装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ アプリケーションプログラム（Application）、２ ライブラリ（Library）、３ オペレーティングシステム（O/S）、４ デバイスドライバ（Device Driver）、５ ＣＰＵ、６ 増幅器、７ ミキサ（Mixer）、８ シンセサイザ（Synth）、９ ディジタル／アナログ変換器（DAC）、１０ アナログ／ディジタル変換器（ADC）、１１ ＡＳＩＣ、１２ ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Allay）、１３ ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、１４ Ｉ／Ｏ、１５ ライブラリ管理部（Library Management）、１６ プログラム生成部（Program Generator）、１７ 機能分配部、１８ 外部制御部、１９ 評価部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、読み出されたソフトウェアの内容にしたがって無線機能を実現する無線通信装置に関するものであり、特に、時系列的な通信環境の変化に適応可能な無線通信装置、無線通信方法、受信機および送信機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来の無線通信装置について説明する。ソフトウェアの内容にしたがって無線機能を実現可能な無線通信装置としては、たとえば、１９９９年電子情報通信学会総合大会予稿集Ｂ−５７９（吉田弘他３名著「ソフトウェア無線機におけるソフトウェア実行形態に関する提案」）に記載された無線機（以降、無線通信装置と呼ぶ）がある。図１４は、この電子情報通信学会総合大会予稿集に記載された従来の無線通信装置の構成を示す図である。
【０００３】
図１４において、１０１はアプリケーションプログラム（Application）であり、１０２はライブラリ（Library）であり、１０３はオペレーティングシステム（O/S）であり、１０４は各種ハードウェアに対応するデバイスドライバ（Device Driver）であり、１０５はＣＰＵであり、１０６は増幅器（Amp.）であり、１０７はミキサ（Mixer）であり、１０８はシンセサイザ（Synth）であり、１０９はディジタル／アナログ変換器（DAC）であり、１１０はアナログ／ディジタル変換器（ADC）であり、１１１はＡＳＩＣであり、１１２はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Allay） であり、１１３はＤＳＰ（Digital Signal Processor）であり、１１４はＩ／Ｏである。
【０００４】
なお、上記のように構成される無線通信装置の無線機能を実現するためのソフトウェアである、たとえば、アプリケーションプログラム１０１は、無線通信装置の動作を記述したプログラムであり、装置の機能および仕様について記述され、ハードウェアおよびソフトウェアに依存する記述はない。したがって、アプリケーションプログラム１０１には、たとえば、所望の受信周波数や送信電力等のスペックが記載され、それを実現するためのハードウェアに対する命令は、後述のソフトウェア（ライブラリ１０２，Ｏ／Ｓ１０３，デバイスドライバ１０４）の制御にて行われる。
【０００５】
また、ライブラリ１０２は、無線通信を実現するためのＦＰＧＡ１１２のＨＤＬ（Hardware Description Language）プログラム、各デバイス（増幅器１０６，ミキサ１０７，シンセサイザ１０８，ＤＡＣ１０９，ＡＤＣ１１０，ＡＳＩＣ１１１，Ｉ／Ｏ１１４）の個々の機能を制御するためのコマンド、およびＤＳＰ１１３やＣＰＵ１０５のプログラム、等のような使用頻度の高いものを予め記憶しておくために用いられる。さらに、ライブラリ１０２では、個々のハードウェアの違いを吸収するとともに、アプリケーションプログラム１０１の内容を実現するための命令を、各デバイスに対して振り分ける機能を併せ持つ。
【０００６】
また、Ｏ／Ｓ１０３は、ＣＰＵ１０５用のオペレーションシステムであり、さらに、デバイスドライバ１０４は、個々のデバイス（ハードウェア）の動作を制御するためのソフトウェアである。
【０００７】
ここで、上記のように構成される従来の無線通信装置の動作について説明する。図１５は、アプリケーションプログラム１０１の実行形態を示す図である。まず、アプリケーションプログラム１０１では、コンパイル時またはプログラムの実行時に、ライブラリ１０２を参照する。ライブラリ１０２には、前述のコマンドやプログラムが予め記述されている。このとき、アプリケーションプログラム１０１には、「ライブラリ１０２中のどのプログラムやコマンドを使用するか」、が記述されているため、これにしたがって、プログラムやコマンドが読み出されることになる。
【０００８】
このようにしてライブラリ１０２から読み出されたプログラムまたはコマンドは、ライブラリ１０２によって各デバイス（１０５〜１１４）に振り分けられ、ダウンロードされ、その後、実行される。これにより、無線通信が実現できる。なお、ここでは、デバイスドライバ１０４がハードウェアの制御を実行するため、アプリケーションプログラム１０１が各デバイスに対して直接制御（命令）を行うことはない。すなわち、アプリケーションプログラム１０１を、ハードウェアに依存しない汎用性を持ったプログラムとして利用することができる。
【０００９】
また、アプリケーションプログラム１０１が変更され、ライブラリ１０２に記憶されたプログラムやコマンドが不足するような場合には、外部からソフトウェアをダウンロードすることにより、無線通信に関する動作を完全なものにすることができる。
【００１０】
つぎに、上記ライブラリ１０２がアプリケーションプログラム１０１の内容に基づいてプログラムおよびコマンドを各デバイスに振り分ける動作を、具体例にしたがってより詳細に説明する。ここでは、具体例として、ディジタルフィルタの機能を実現する場合について説明する。また、ここでは、ディジタルフィルタの機能について、たとえば、ＦＰＧＡ１１２およびＤＳＰ１１３の２種類のデバイスで実現可能であり、一方のＦＰＧＡ１１２を用いてディジタルフィルタを実現する場合には高速な動作が可能で、他方のＤＳＰ１１３を用いてディジタルフィルタを実現する場合にはＦＰＧＡ１１２よりも低速な動作となることを前提とする。
【００１１】
このような場合、ライブラリ１０２では、アプリケーションプログラム１０１の内容にしたがって、ディジタルフィルタの機能を実現するデバイスを選択する。すなわち、アプリケーションプログラム１０１内に、ＤＳＰ１１３でこの機能を実現する記載がある場合には、高速な動作を希望するような場合であっても、その記載どおり、低速動作のＤＳＰ１１３が選択される。
【００１２】
このとき、ライブラリ１０２では、選択されたデバイスで実行するプログラムまたはコマンドが、内部に存在するかどうかを確認する。たとえば、ディジタルフィルタの機能を実現するためのプログラムまたはコマンドが不足しているような場合、ライブラリ１０２では、必要なプログラムまたはコマンドを、アプリケーションプログラム１０１の中あるいは外部からダウンロードし、選択されたデバイスに対してプログラムまたはコマンドを振り分ける。これにより、アプリケーションプログラム１０１に記載のデバイスで、ディジタルフィルタを実現できる。
【００１３】
また、時系列的な伝送路特性の変化に適応可能なディジタル通信システム（以降、無線通信装置と呼ぶ）、すなわち、時系列的な伝送路特性の変化に対して最適な通信方式を動的に選択可能な無線通信装置としては、たとえば、特開平１１−２２０４１３に記載された無線通信装置がある。図１６は、この特開平１１−２２０４１３に記載された従来の無線通信装置の構成を示す図である。
【００１４】
図１６において、３０１は情報ソースであり、３２８はソースエンコーダ３０２とチャネルエンコーダ３０３とディジタル変調器３０４で構成される送信チェーンであり、３０５はチャネルであり、３２４はシステム性能測定／最適化ユニット３１０とディジタル復調器３０６とチャネルデコーダ３０７とソースデコーダ３０８で構成される受信チェーンであり、３０９は情報シンクであり、３４０はプログラミングロジックであり、３３０は外部制御部である。
【００１５】
なお、上記のように構成される無線通信装置において、通信方式の選択は、ディジタル信号処理アルゴリズムをプログラマブルデバイスで構成し、このプログラマブルデバイスを再プログラミングすることで実施する。プログラマブルデバイスは、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）を利用して実現する。ただし、ＰＬＤとは、プログラマブルロジックデバイスファミリーを表す一般的な表現であり、これらのファミリーには、プログラマブルアレイロジック（ＰＡＬ）、コンプレックスＰＬＤ（ＣＰＬＤ）、およびフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）等が含まれる。
【００１６】
ここで、特開平１１−２２０４１３に記載された無線通信装置の動作について説明する。この無線通信装置は、情報ソース３０１の情報内容を、与えられた媒体およびチャネル３０５を介して、受け手である情報シンク３０９に伝達することを目的としている。まず、情報ソース３０１では、その情報内容を送信チェーン３２８宛に送出する。そして、送信チェーン３２８においては、まず、前記情報を受け取ったソースエンコーダ３０２が情報ビットを生成し、つぎに、チャネルエンコーダ３０３がその情報ビットをチャネルシンボル、すなわち、チャネル符号化ビットに変換し、最後に、ディジタル変調器３０４が受け取ったチャネル符号化ビットをディジタル変調済信号３２０に変換する。なお、ディジタル変調器３０４は、振幅，周波数，位相変調の組み合わせ等、種々の変調方式を利用することができる。
【００１７】
チャネル３０５では、ディジタル変調済信号３２０をＲＦキャリア周波数に周波数変換し、得られた変調済ＲＦキャリアを、無線通信チャネルを介して送出する回路を備えている。なお、この無線通信チャネルは、ディジタル変調済信号３２０を劣化させる可能性があるため、チャネル３０５では、復調後の信号を出力する。なお、図１６においては、中間周波数へのヘテロダイン検波を用いて復調され、出力信号は、２つの成分、すなわち、インフェーズおよびクワドラチャ成分（図示のＩ＆Ｑ３２１）により構成される。
【００１８】
その後、チャネル３０５から出力されたＩ＆Ｑ３２１は、受信チェーン３２４へ入力される。そして、受信チェーン３２４においては、まず、ディジタル復調器３０６がＩ＆Ｑ３２１に基づいてチャネルシンボルを生成し、つぎに、チャネルデコーダ３０７がそのチャネルシンボルを復号して情報ビットを生成し、最後に、ソースデコーダ３０８が受け取った情報ビットに基づいて元の情報信号を生成し、情報シンク３０９に通知する。
【００１９】
なお、図１６においては、システム性能測定／最適化ユニット３１０が、受信チェーン３２４内に配置されており、チャネル３０５、ディジタル復調器３０６、チャネルデコーダ３０７、およびソースデコーダ３０８の性能をモニタし、伝送路特性が変化した場合に、送信チェーン３２８の各部および受信チェーン３２４の各部のなかから、動的に再プログラミングされるべき部分を決定する。再プログラミングが必要になった場合、システム性能測定／最適化ユニット３１０では、プログラミングロジック３４０に対して、プログラマブルデバイスの再プログラミングメッセージを送信する。
【００２０】
ただし、再プログラミングメッセージは、外部制御部３３０からも可能である。また、双方向通信時に、通信相手内部のプログラマブルデバイスの再プログラミングが必要になった場合には、システム性能測定／最適化ユニット３１０が、送信チェーン３２８に対してメッセージ３１１を送信することで、再プログラミングを指示する。
【００２１】
このように、特開平１１−２２０４１３に記載された無線通信装置では、少なくとも一つのプログラマブルデバイスを再プログラミングすることによって、たとえば、通信方式を動的に再選択することが可能となる。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記、電子情報通信学会総合大会予稿集に記載され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１０１の内容を実現するためのプログラムやコマンドが、予め各デバイスに対して割り当てられているため、時系列的に変化する通信環境に応じて、最適なデバイスに対してプログラムまたコマンドを振り分けることができない、という問題があった。
【００２３】
また、前記従来の無線通信装置においては、個々のデバイスの物理的な接続順序が固定であるため、「あるデバイスが実行していた処理を全く異なる物理的接続位置にあるデバイスに代わりに実行させること」や、「物理的に離れた接続位置にある複数のデバイスに共同で実行させること」ができない。そのため、あるデバイスが故障や不良等で動作不能になった場合に、そのデバイスが実行していた処理を他のデバイスに実行させることによる「信頼性の向上」や、実行中の処理を複数のデバイスに対して割り当てることによる「時系列的に変化する通信環境への適応」を実現することができない、という問題があった。
【００２４】
また、特開平１１−２２０４１３に記載された従来の無線通信装置については、伝送路特性以外の通信環境の変化を考慮していない。具体的にいうと、たとえば、電池容量の減少や各デバイスの故障による通信環境の変化も考えられるが、従来の無線通信装置においては、このような伝送路特性以外の通信環境の変化に対応できない、という問題があった。
【００２５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、時系列的に変化する通信環境に動的に対応可能な構成を備えることで、常に最適な状態で通信を行うことができる無線通信装置および無線通信方法を得ることを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる無線通信装置にあっては、アプリケーションプログラムに記述された無線機能、仕様、および制約条件に基づいて選択されたハードウェアが、ライブラリに格納されたプログラムおよび制御コマンドを実行することで、前記無線機能を実現し、さらに、前記アプリケーションプログラムに記述された内容に基づいて、ある特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更する選択／変更手段（後述する実施の形態の機能分配部１７に相当）と、前記ライブラリの内容あるいは外部から与えられるソフトウェアの内容に基づいて、前記特定の無線機能を実現するために必要な前記ハードウェア用のプログラムおよび制御コマンドを生成し、それを前記ハードウェアに対して通知する生成／通知手段（プログラム生成部１６に相当）と、を備えることを特徴とする。
【００２７】
つぎの発明にかかる無線通信装置にあっては、さらに、前記アプリケーションプログラムに記述された無線機能の少なくとも１つを実現可能なハードウェア間を、データバス（データバス３１に相当）または情報伝送を実現するための他の手段で、接続することを特徴とする。
【００２８】
つぎの発明にかかる無線通信装置にあっては、さらに、前記選択／変更手段を装置の外部から制御可能な外部制御手段（外部制御部１８に相当）を備え、前記選択／変更手段では、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、および前記外部制御手段から与えられる制約条件、に基づいて、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更することを特徴とする。
【００２９】
つぎの発明にかかる無線通信装置にあっては、さらに、時系列的に変化する装置の外部および内部の通信環境状態を評価する評価手段（評価部１９に相当）を備え、前記選択／変更手段では、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、前記外部制御手段から与えられる制約条件、および前記評価手段による評価結果、に基づいて、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更することを特徴とする。
【００３０】
つぎの発明にかかる無線通信装置にあっては、さらに、時系列的に変化する装置の外部および内部の通信環境状態を評価する評価手段（評価部１９に相当）を備え、前記選択／変更手段では、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、および前記評価手段による評価結果、に基づいて、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更することを特徴とする。
【００３１】
つぎの発明にかかる無線通信方法にあっては、アプリケーションプログラムに記述された無線機能、仕様、および制約条件に基づいて選択されたハードウェアが、ライブラリに格納されたプログラムおよび制御コマンドを実行することで、前記無線機能を実現し、さらに、前記アプリケーションプログラムに記述された内容に基づいて、ある特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択する選択ステップと、前記ライブラリの内容あるいは外部から与えられるソフトウェアの内容に基づいて、前記特定の無線機能を実現するために必要な前記ハードウェア用のプログラムおよび制御コマンドを生成し、それを前記ハードウェアに対して通知する生成／通知ステップと、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更する変更ステップと、を含むことを特徴とする。
【００３２】
つぎの発明にかかる無線通信方法にあっては、さらに、前記選択されたハードウェアを装置の外部から変更可能な外部制御ステップを含み、前記選択ステップにあっては、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、および前記外部制御ステップにて外部から与えられる制約条件、に基づいて、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、前記変更ステップにあっては、時系列的に変化する通信環境に対して適応的に、前記アプリケーションプログラムに記述された内容および前記外部制御ステップにて外部から与えられる制約条件に基づいて、前記ハードウェアを変更することを特徴とする。
【００３３】
つぎの発明にかかる無線通信方法にあっては、さらに、時系列的に変化する装置の外部および内部の通信環境状態を評価する評価ステップを含み、前記選択ステップにあっては、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、前記外部制御ステップにて外部から与えられる制約条件、および前記評価ステップによる評価結果、に基づいて、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、前記変更ステップにあっては、時系列的に変化する通信環境に対して適応的に、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、前記外部制御ステップにて外部から与えられる制約条件、および前記評価ステップによる評価結果に基づいて、前記ハードウェアを変更することを特徴とする。
【００３４】
つぎの発明にかかる受信機にあっては、アプリケーションプログラムに記述された無線機能、仕様、および制約条件に基づいて選択されたハードウェアが、ライブラリに格納されたプログラムおよび制御コマンドを実行することで、前記無線機能を実現し、さらに、前記アプリケーションプログラムに記述された内容に基づいて、ある特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更する選択／変更手段と、前記ライブラリの内容あるいは外部から与えられるソフトウェアの内容に基づいて、前記特定の無線機能を実現するために必要な前記ハードウェア用のプログラムおよび制御コマンドを生成し、それを前記ハードウェアに対して通知する生成／通知手段と、を備えることを特徴とする。
【００３５】
つぎの発明にかかる受信機にあっては、さらに、前記アプリケーションプログラムに記述された無線機能の少なくとも１つを実現可能なハードウェア間を、データバスまたは情報伝送を実現するための他の手段で、接続することを特徴とする。
【００３６】
つぎの発明にかかる受信機にあっては、さらに、前記選択／変更手段を受信機の外部から制御可能な外部制御手段を備え、前記選択／変更手段では、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、および前記外部制御手段から与えられる制約条件、に基づいて、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更することを特徴とする。
【００３７】
つぎの発明にかかる受信機にあっては、さらに、時系列的に変化する受信機の外部および内部の通信環境状態を評価する評価手段を備え、前記選択／変更手段では、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、前記外部制御手段から与えられる制約条件、および前記評価手段による評価結果、に基づいて、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更することを特徴とする。
【００３８】
つぎの発明にかかる受信機にあっては、さらに、時系列的に変化する受信機の外部および内部の通信環境状態を評価する評価手段を備え、前記選択／変更手段では、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、および前記評価手段による評価結果、に基づいて、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更することを特徴とする。
【００３９】
つぎの発明にかかる送信機にあっては、アプリケーションプログラムに記述された無線機能、仕様、および制約条件に基づいて選択されたハードウェアが、ライブラリに格納されたプログラムおよび制御コマンドを実行することで、前記無線機能を実現し、さらに、前記アプリケーションプログラムに記述された内容に基づいて、ある特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更する選択／変更手段と、前記ライブラリの内容あるいは外部から与えられるソフトウェアの内容に基づいて、前記特定の無線機能を実現するために必要な前記ハードウェア用のプログラムおよび制御コマンドを生成し、それを前記ハードウェアに対して通知する生成／通知手段と、を備えることを特徴とする。
【００４０】
つぎの発明にかかる送信機にあっては、さらに、前記アプリケーションプログラムに記述された無線機能の少なくとも１つを実現可能なハードウェア間を、データバスまたは情報伝送を実現するための他の手段で、接続することを特徴とする。
【００４１】
つぎの発明にかかる送信機にあっては、さらに、前記選択／変更手段を送信機の外部から制御可能な外部制御手段を備え、前記選択／変更手段では、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、および前記外部制御手段から与えられる制約条件、に基づいて、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更することを特徴とする。
【００４２】
つぎの発明にかかる送信機にあっては、さらに、時系列的に変化する送信機の外部および内部の通信環境状態を評価する評価手段を備え、前記選択／変更手段では、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、前記外部制御手段から与えられる制約条件、および前記評価手段による評価結果、に基づいて、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更することを特徴とする。
【００４３】
つぎの発明にかかる送信機にあっては、さらに、時系列的に変化する送信機の外部および内部の通信環境状態を評価する評価手段を備え、前記選択／変更手段では、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、および前記評価手段による評価結果、に基づいて、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更することを特徴とする。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる無線通信装置および無線通信方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００４５】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる無線通信装置の構成を示す図である。図１において、１は後述のライブラリ管理機能に対応したアプリケーションプログラム（Application）であり、２は後述のライブラリ管理機能に対応したライブラリ（Library）であり、３はオペレーティングシステム（O/S）であり、４は各種ハードウェアに対応するデバイスドライバ（Device Driver）であり、５はＣＰＵであり、６は増幅器（Amp.）であり、７はミキサ（Mixer）であり、８はシンセサイザ（Synth）であり、９はディジタル／アナログ変換器（DAC）であり、１０はアナログ／ディジタル変換器（ADC）であり、１１はＡＳＩＣであり、１２はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Allay） であり、１３はＤＳＰ（Digital Signal Processor）であり、１４はＩ／Ｏであり、１５はライブラリ２に実装されたプログラムおよび制御コマンド（以前にダウンロードされたものも含む）を管理するライブラリ管理部（Library Management）であり、１７は個々のハードウェア（デバイス）に対して無線機能を分配する機能分配部であり、１６は分配された機能にしたがって個々のハードウェア用のプログラムおよびコマンドを生成するプログラム生成部（Program Generator）である。
【００４６】
なお、上記のように構成される無線通信装置の無線機能を実現するためのソフトウェアである、たとえば、アプリケーションプログラム１は、無線通信装置の動作を記述したプログラムであり、装置の無線機能、仕様、および無線機能の実現に関する定義や制約条件について記述され、ハードウェアおよびソフトウェアに依存する記述はない。したがって、アプリケーションプログラム１には、たとえば、所望の受信周波数や送信電力等のスペックが記載され、それを実現するためのハードウェアに対する命令は、後述のソフトウェア（ライブラリ２，Ｏ／Ｓ３，デバイスドライバ４）の制御にて行われる。
【００４７】
また、アプリケーションプログラム１に記述される制約条件としては、たとえば、前記分配された機能を各デバイスで実現する上での消費電力の上限、ディジタル信号処理時間の上限、等がある。
【００４８】
ライブラリ２は、無線通信を実現するためのＦＰＧＡ１２のＨＤＬ（Hardware Description Language）プログラム、各デバイス（増幅器６，ミキサ７，シンセサイザ８，ＤＡＣ９，ＡＤＣ１０，ＡＳＩＣ１１，Ｉ／Ｏ１４）の個々の機能を制御するためのコマンド、およびＤＳＰ１３やＣＰＵ５のプログラム、等のような使用頻度の高いものを予め記憶しておくために用いられ、さらに、個々のハードウェアの違いを吸収する機能を持つ。
【００４９】
プログラム生成部１６は、アプリケーションプログラム１に記述された無線機能の定義および制約条件にしたがって、無線通信を実現するためのＦＰＧＡ１２のＨＤＬプログラム、各デバイス（増幅器６，ミキサ７，シンセサイザ８，ＤＡＣ９，ＡＤＣ１０，ＡＳＩＣ１１，Ｉ／Ｏ１４）の個々の機能を制御するためのコマンド、およびＤＳＰ１３やＣＰＵ５のプログラム、を生成する。さらに、プログラム生成部１６では、アプリケーションプログラム１で定義された各機能の、各デバイスに対する振り分けを決定する。
【００５０】
ライブラリ管理部１５は、ライブラリ管理機能として、予めライブラリ２に実装されたプログラムと制御コマンド、および以前にダウンロードされたプログラムとコマンド、を管理する。
【００５１】
Ｏ／Ｓ３は、ＣＰＵ１０５用のオペレーションシステムであり、さらに、デバイスドライバ１０４は、個々のデバイス（ハードウェア）の動作を制御するためのソフトウェアであり、各デバイス（増幅器６、ミキサ７、シンセサイザ８、ＤＡＣ９、ＡＤＣ１０、ＡＳＩＣ１１、ＦＰＧＡ１２、ＤＳＰ１３、Ｉ／Ｏ１４）は、無線機能を実現するための個々のハードウェア構成要素である。
【００５２】
ここで、上記本発明にかかる無線通信装置の動作を説明する前に、前記定義された無線機能を実現するための各機能の割り当てを、アプリケーションプログラム１に記述する必要がない一般的な無線通信装置の動作について説明する。図２は、無線機能の割り当てを記述する必要がない無線通信装置の構成を示す図であり、図３は、この無線通信装置におけるアプリケーションプログラム１の実行形態を示す図である。
【００５３】
たとえば、プログラム生成部１６は、アプリケーションプログラム１に記述された装置の無線機能、仕様、および制約条件に基づいて、「ライブラリ２に記憶されたどのプログラムまたは制御コマンドを使用するか」、を解析する。そして、ライブラリ管理部１５では、プログラム生成部１６における無線機能、仕様、および制約条件の解析結果に基づいて、アプリケーションプログラム１に記述された無線機能を実現すために必要となるプログラム、および制御コマンド、がライブラリ２中に存在するかどうかを判定する。
【００５４】
このとき、アプリケーションプログラム１に記述された無線機能を実現するためのプログラムおよび制御コマンドがない場合、ライブラリ管理部１５では、アプリケーションプログラム１あるいは外部から、不足のプログラムおよび制御コマンドをライブラリ２にダウンロードする。
【００５５】
ダウンロード後、プログラム生成部１６は、ライブラリ２を参照の上、各デバイス用のプログラム、および制御コマンドを生成する。すなわち、ここで、個々の機能を各デバイスに割り当てることになる。
【００５６】
最後に、生成された各デバイス用のプログラムおよび制御コマンドをハードウェアにロードすることにより、各デバイスが無線機能を実現するために動作することになる。なお、各デバイスに対する制御については、Ｏ／Ｓ３を介してデバイスドライバ４が実行する。
【００５７】
このように、ライブラリ管理部１５、プログラム生成部１６を備えることにより、コンパイル時またはプログラム実行時に、自動的に個々の機能を各デバイスに割り当てることができるようになるため、アプリケーションプログラム１に、無線機能を実現するための各機能の割り当てを記述する必要がない。
【００５８】
つぎに、上記プログラム生成部１６がアプリケーションプログラム１の内容に基づいてプログラムおよび制御コマンドを各デバイスに振り分ける動作を、具体例にしたがってより詳細に説明する。ここでは、具体例として、従来同様、ディジタルフィルタの機能を実現する場合について説明する。また、ここでは、たとえば、ＦＰＧＡ１２およびＤＳＰ１３の２種類のデバイスでディジタルフィルタの機能を実現可能であり、一方のＦＰＧＡ１２を用いてディジタルフィルタを実現する場合には高速な動作が可能で、他方のＤＳＰ１３を用いてディジタルフィルタを実現する場合にはＦＰＧＡ１２よりも低速な動作となることを前提とする。さらに、アプリケーションプログラム１には、制約条件として、ディジタルフィルタの動作速度が記述されているものとする。
【００５９】
このような場合、プログラム生成部１６では、アプリケーションプログラム１の制約条件にしたがって、ディジタルフィルタの機能を実現するデバイスを選択する。すなわち、両者が制約条件を満たす場合には、そのときの状況に応じていずれか１つを選択し、ＦＰＧＡ１２だけが条件を満たす場合には、強制的にＦＰＧＡ１２を選択する。
【００６０】
そして、プログラム生成部１６では、選択されたデバイスで実行するプログラムまたはコマンドが、ライブラリ２の内部に存在するかどうかを確認し、たとえば、ディジタルフィルタの機能を実現するためのプログラムまたはコマンドがある場合には、選択されたデバイスに対して、そのプログラムまたはコマンドを割り当てる。一方、ディジタルフィルタの機能を実現するためのプログラムまたはコマンドがないような場合には、必要なプログラムまたはコマンドを、アプリケーションプログラム１の中あるいは外部からダウンロードし、その後、選択されたデバイスに対して割り当てる。これにより、プログラム生成部１６が選択した最適なデバイスを用いてディジタルフィルタを実現することができる。
【００６１】
しかしながら、上記無線通信装置においては、前述したプログラムや制御コマンドの割り当て処理を、アプリケーションプログラムの読み出し時（コンパイル時またはプログラム実行時）にしか実行できないため、時系列的に変化する通信環境に応じて、最適なデバイスに対してプログラムまたコマンドを振り分けることができない、という問題があった。
【００６２】
また、上記無線通信装置においては、個々のデバイスの物理的な接続順序が固定であるため、「あるデバイスが実行していた処理を全く異なる物理的接続位置にあるデバイスに代わりに実行させること」や、「物理的に離れた接続位置にある複数のデバイスに共同で実行させること」ができない、という問題があった。
【００６３】
そこで、本実施の形態においては、時系列的な通信環境の変化に対して動的に対応できるように、個々のハードウェア（デバイス）に対して無線機能を分配する機能分配部１７を備え、たとえば、あるデバイスが動作不良または故障の状態にある場合においても、そのデバイスが担当していた無線機能を実現可能な他のデバイスに対して、その機能を振り分けるようにする。
【００６４】
また、各デバイス間を一本のバスで接続し、個々のデバイスの物理的な接続順序をなくすことにより、たとえば、１つのデバイスでは処理が追いつかないような機能を、「複数のデバイスで分担して行う処理（並列処理）」、または「処理に余裕のあるデバイスに対して割り当てる処理」、にて実施する。
【００６５】
以下、機能分配部１７を備え、さらにデータバスで各デバイス間を接続する本実施の形態の無線通信装置の動作を図面にしたがって説明する。図４は、本発明にかかる無線通信装置におけるアプリケーションプログラム１の実行形態を示す図である。たとえば、機能分配部１７では、アプリケーションプログラム１に記述された装置の無線機能、仕様、および制約条件に基づいて、無線機能を個々のハードウェア（デバイス）へ割り当てる。すなわち、現時点における最適なデバイスを選択し、そのデバイスに対して無線機能を割り当てる。
【００６６】
プログラム生成部１６では、機能分配部１７からの割り当て結果に基づいて、その時点において最適なプログラムおよび制御コマンドを生成する。このとき、プログラム生成部１６は、ライブラリ２を参照し、たとえば、無線機能を実現するために必要なプログラムおよび制御コマンドがライブラリ２中にある場合には、それらを読み出し、無線機能を実現するために必要なプログラムおよび制御コマンドがライブラリ２中にない場合には、ライブラリ管理部１５が必要なプログラムおよび制御コマンドをアプリケーションプログラム１あるいは外部からダウンロードする。
【００６７】
なお、各デバイス用のプログラムおよび制御コマンドのダウンロード処理については、すべてＯ／Ｓ３を介して行われる。また、増幅器６の利得，ミキサ７の設定，シンセサイザ８の発振周波数，Ｄ／Ａコンバータ９およびＡ／Ｄコンバータ１０の設定，ＡＳＩＣ１１の設定，Ｉ／Ｏ１４の設定については、デバイスドライバ４経由で実行される。さらに、ＦＰＧＡ１２およびＤＳＰ１３用のプログラムについては、デバイスドライバ４経由でダウンロードされる。これにより、無線機能を実現することができる。
【００６８】
また、機能分配部１７では、時系列的に変化する通信環境に応じて、その都度、無線機能を実現可能な最適なデバイスを選択し、そのデバイスに対して無線機能を割り当てる。具体的にいうと、たとえば、動作中のデバイスに動作不良または故障が発生した場合、機能分配部１７では、そのデバイスが担当していた無線機能を実現可能な他のデバイスに対して、その機能を振り分ける。また、１つのデバイスでは処理が追いつかない機能を実現するような場合には、その機能を複数のデバイスで分担して行わせる。また、処理が追いつかないデバイスがある場合には、処理に余裕のあるデバイスに対してその機能を割り当てる。
【００６９】
プログラム生成部１６では、通信環境に応じて変化する機能分配部１７からの割り当て結果に基づいて、その都度、最適なプログラムおよび制御コマンドを生成する。このときも、前述同様、ライブラリ２を参照し、無線機能を実現するために必要なプログラムおよび制御コマンドがライブラリ２中にある場合には、それらを読み出し、ない場合には、ライブラリ管理部１５が必要なプログラムおよび制御コマンドをアプリケーションプログラム１あるいは外部からダウンロードする。
【００７０】
なお、本実施の形態における無線通信装置では、各デバイスがデータバスを介して相互に接続されているため、１つの無線機能を複数のデバイスに分割して実施するような場合には、ここで、データのやり取りが行われる。たとえば、データバス３上では、各デバイスの入出力信号（データ）および状態を表す信号（ステータスデータ）等が送受信される。
【００７１】
このように、本実施の形態においては、個々のハードウェア（デバイス）に対して無線機能を分配する機能分配部１７を備えることで、たとえば、あるデバイスが動作不良または故障の状態にある場合に、そのデバイスが担当していた無線機能を実現可能な他のデバイスに対して、その機能を振り分けることが可能となる。これにより、現時点における最適なデバイスに対して、動的にその機能を振り分けることが可能となるため、無線機能の動作を一時的に停止させることなく継続的に動作させることが可能となる。
【００７２】
また、本実施の形態においては、各デバイス間を一本のバスで接続し、個々のデバイスの物理的な接続順序をなくすことで、１つのデバイスでは処理が追いつかない機能を、複数のデバイスで分担して行うことができるようになる。これにより、各デバイスの負荷を軽くすることができるとともに、さらに、処理に余裕を持つことができたデバイスに対して、他の機能を割り当てることが可能となるため、装置の高機能化を実現することができる。
【００７３】
なお、図５は、本実施の形態においては、無線データを送受信可能な無線通信装置の構成および動作について説明したが、これに限らず、たとえば、この構成を、無線データを受信可能な受信機に適用することとしても、さらに、無線データを送信可能な送信機に適用することとしても、上記と同様の効果が得られる。図５は、本実施の形態の受信機の構成例を示す図であり、図６は、本実施の形態の送信機の構成例を示す図であり、上記無線通信装置と同様に、機能分配部１７を備え、さらにデータバス３１で各デバイス間を接続することを特徴としている。
【００７４】
また、本実施の形態の構成については、種々の変形が可能であり、各デバイスの一部が欠けているような場合においても、また、ソフトウェアにより制御される上記以外のデバイスが新たに付加されたような場合においても、同様の機能を実現できるものとする。また、本実施の形態では、個々のデバイスの相互接続方式としてデータバス３１を用いたが、相互接続が実現されるのであれば、どのような接続方式（たとえば、マトリクススイッチ等）を用いてもよい。
【００７５】
実施の形態２．
図７は、実施の形態２の無線通信装置におけるアプリケーションプログラム１の実行形態を示す図である。前述の実施の形態１においては、機能分配部１７が、アプリケーションプログラム１に記述された装置の機能、仕様、および制約条件に基づいて、最適なデバイスに対して無線機能を振り分けていた。そこで、本実施の形態においては、アプリケーションプログラム１に記述された装置の機能、仕様、および制約条件を受け取るとともに、さらに、機能分配部１７を外部から制御可能な外部制御部１８を備え、ユーザの操作で無線通信装置の外部から制約条件を与えられる構成とすることにより、所望のデバイスに対して無線機能を振り分けられるようにした。
【００７６】
具体的にいうと、たとえば、ある特定の機能を実現する場合に、「高速処理により高品質な通信を実現可能なデバイス」にその機能を割り当てるか、または「低速処理により低消費電力の通信を実現可能なデバイス」にその機能を割り当てるかを、ユーザからの操作、すなわち、外部制御部１８からの制御（図７参照）、で選択できるようにする。なお、本実施の形態の処理において、前述の図４と同様の処理については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７７】
このように、本実施の形態においては、前述の実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、機能分配部１７を外部から制御可能な外部制御部１８を備え、ユーザの操作で無線通信装置の外部から制約条件を与えられる構成とすることにより、ユーザが指定するデバイスで無線機能を実現することができる。これにより、たとえば、「高品質」または「低消費電力」等の処理方法を、容易にユーザ側で選択できるようになるため、時系列的に変化する通信環境に対してより細かく対応することが可能となる。
【００７８】
なお、本実施の形態においては、無線データを送受信可能な無線通信装置の構成および動作について説明したが、これに限らず、たとえば、この構成を、無線データを受信するための受信機に適用することとしても、さらに、無線データを送信するための送信機に適用することとしても、上記と同様の効果が得られる。たとえば、図８は、本実施の形態の受信機の構成例を示す図であり、図９は、本実施の形態の送信機の構成例を示す図であり、これらは、機能分配部１７を備え、データバス３１で各デバイス間を接続する実施の形態１の構成に加えて、さらに、機能分配部１７を外部から制御可能な外部制御部１８を備えることを特徴としている。
【００７９】
また、本実施の形態においては、ＣＰＵ５に、ライブラリ２、ライブラリ管理部１５、Ｏ／Ｓ３、デバイスドライバ４を実装したが、ＣＰＵ５以外のハードウェアに対して、これらの機能を実装することとしてもよい。また、外部制御部１８の処理の一例として、ユーザによる指定方法を示したが、これに限らず、たとえば、受信データ内に制御情報を含ませることとしてもよい。また、外部からの制約条件として、「高品質」または「低消費電力」の選択制御を一例として示したが、外部からの制約条件についてはこれに限らない。
【００８０】
実施の形態３．
図１０は、本発明にかかる無線通信装置の実施の形態３の構成を示す図であり、図１１は、実施の形態３の無線通信装置におけるアプリケーションプログラム１の実行形態を示す図である。前述の実施の形態２においては、機能分配部１７が、アプリケーションプログラム１に記述された装置の機能、仕様、および制約条件、さらに、必要に応じて外部制御部１８から与えられる制約条件、に基づいて、所定のデバイスに対して無線機能を振り分けていた。そこで、本実施の形態においては、アプリケーションプログラム１に記述された装置の機能、仕様、制約条件、および外部制御部１８から与えられる制約条件、を受け取るとともに、さらに、無線通信装置の外部および内部の通信環境状態を評価する評価部１９を備え、その評価結果を受け取る構成とすることにより、常時、最適なデバイスに対して無線機能を適応的かつ動的に振り分けるようにした。
【００８１】
具体的にいうと、装置外部の時系列的な通信環境の変化、たとえば、伝送路特性の変化等があった場合に、評価部１９が、その評価結果を機能分配部１７に対して通知する。そして、機能分配部１７が、アプリケーションプログラム１に記述された装置の機能、仕様、制約条件、および外部制御部１８から与えられる制約条件に加えて、前記評価結果に基づいて、各デバイスに対する機能分担を適応的かつ動的に変更する。
【００８２】
さらに、装置内部の時系列的な通信環境の変化、たとえば、ハードウェアの故障や動作不良、および電池容量の減少等があった場合に、評価部１９が、その評価結果を機能分配部１７に対して通知する。そして、上記と同様に、機能分配部１７が、アプリケーションプログラム１に記述された装置の機能、仕様、制約条件、および外部制御部１８から与えられる制約条件に加えて、前記評価結果に基づいて、各デバイスに対する機能分担を適応的かつ動的に変更する。なお、本実施の形態の処理において、前述の実施の形態１または２と同様の処理については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００８３】
ここで、本実施の形態の無線通信装置の評価部１９が、伝送路の状態を評価し、その評価結果に基づいて、各デバイスに対する機能分配を適応的かつ動的に変更する処理を、詳細に説明する。たとえば、評価部１９では、入力される信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）、または復調信号のビット誤り率（ＢＥＲ）を用いて、伝送路の状態を評価する。ここでは、ＢＥＲにより伝送路の状態を評価する場合について説明する。
【００８４】
評価部１９では、たとえば、ＢＥＲがあるしきい値より高くなった場合、またはＢＥＲがあるしきい値より低くなった場合に、その旨を通知するための信号（以降、状態変化信号と呼ぶ）を出力する。たとえば、通信状態が劣化したことを通知する状態変化信号を受け取った場合、機能分配部１７では、通信品質を高く保つようなデバイスに対して無線機能を割り当てる。一方、通信状態が改善されたことを通知する状態変化信号を受け取った場合、機能分配部１７では、復調アルゴリズムを簡略化して、演算処理量や消費電力を低減するようなデバイスに対して無線機能を割り当てる。
【００８５】
このように、本実施の形態においては、前述の実施の形態１または２と同様の効果が得られるとともに、さらに、無線通信装置の外部および内部の通信環境状態を評価する評価部１９を備え、その評価結果を受け取る構成とすることにより、時系列的に変化する装置外部の通信環境、および装置内部の通信環境に対応して、各デバイスに対する無線機能の振り分けを、適応的かつ動的に変更することができる。
【００８６】
なお、本実施の形態においては、無線データを送受信可能な無線通信装置の構成および動作について説明したが、これに限らず、たとえば、この構成を、無線データを受信するための受信機に適用することとしても、さらに、無線データを送信するための送信機に適用することとしても、上記と同様の効果が得られる。たとえば、図１２は、本実施の形態の受信機の構成例を示す図であり、図１３は、本実施の形態の送信機の構成例を示す図であり、これらは、機能分配部１７および外部制御部１８を備え、データバス３１で各デバイス間を接続する実施の形態２の構成に加えて、さらに、無線通信装置の外部および内部の通信環境状態を評価する評価部１９を備えることを特徴としている。また、上記無線通信装置、受信機および送信機については、これに限らず、たとえば、実施の形態１の構成に評価部１９を加える構成としてもよい。
【００８７】
また、本実施の形態においては、ＣＰＵ５に、評価部１９、ライブラリ２、ライブラリ管理部１５、Ｏ／Ｓ３、デバイスドライバ４を実装したが、ＣＰＵ５以外のハードウェアに対して、これらの機能を実装することとしてもよい。また、本実施の形態においては、入力される信号の信号対雑音比、および復調信号のビット誤り率を、評価結果の一例として説明したが、これに限らず、時系列的に変化する通信環境に関する評価であれば、装置の内外を問わずどのような評価であってもよい。
【００８８】
【発明の効果】
以上、説明したとおり、本発明によれば、個々のハードウェアに対して無線機能を割り当てる選択／変更手段を備えることで、たとえば、あるハードウェアに動作不良または故障が発生した場合に、そのハードウェアが担当していた無線機能を実現可能な他のハードウェアに対して、その機能を割り当てることが可能となる。これにより、現時点における最適なハードウェアに対して、動的にその機能を割り当てることが可能となるため、無線機能の動作を一時的に停止させることなく継続的に動作させることが可能な無線通信装置を得ることができる、という効果を奏する。
【００８９】
つぎの発明によれば、各ハードウェア間を一本のデータバスで接続し、個々のハードウェアの物理的な接続順序をなくすことで、１つのハードウェアでは処理が追いつかない機能を、複数のハードウェアで分担して行うことができるようになる。これにより、各ハードウェアの負荷を軽くすることができるとともに、さらに、処理に余裕を持つことができたハードウェアに対して、他の機能を割り当てることが可能となるため、装置の高機能化を実現することが可能な無線通信装置を得ることができる、という効果を奏する。
【００９０】
つぎの発明によれば、選択／変更手段を外部から制御可能な外部制御手段を備え、ユーザの操作で無線通信装置の外部から制約条件を与えられる構成とすることにより、ユーザが指定するハードウェアで無線機能を実現することができる。これにより、たとえば、「高品質」または「低消費電力」等の処理方法を、容易にユーザ側で選択できるようになるため、時系列的に変化する通信環境に対してより細かく対応することが可能な無線通信装置を得ることができる、という効果を奏する。
【００９１】
つぎの発明によれば、さらに、無線通信装置の外部および内部の通信環境状態を評価する評価手段を備え、選択／変更手段が、その評価結果、アプリケーションプログラムに記述された内容、および外部制御手段から与えられる制約条件、を受け取る構成とする。これにより、時系列的に変化する装置外部の通信環境、および装置内部の通信環境に応じて、各ハードウェアに対する無線機能の振り分けを、適応的かつ動的に変更することが可能な無線通信装置を得ることができる、という効果を奏する。
【００９２】
つぎの発明によれば、さらに、無線通信装置の外部および内部の通信環境状態を評価する評価手段を備え、選択／変更手段が、その評価結果、およびアプリケーションプログラムに記述された内容を受け取る構成とする。これにより、時系列的に変化する装置外部の通信環境、および装置内部の通信環境に応じて、各ハードウェアに対する無線機能の振り分けを、適応的かつ動的に変更することが可能な無線通信装置を得ることができる、という効果を奏する。
【００９３】
つぎの発明によれば、個々のハードウェアに対して無線機能を割り当てる選択ステップや変更ステップを備えることで、たとえば、あるハードウェアに動作不良または故障が発生した場合に、そのハードウェアが担当していた無線機能を実現可能な他のハードウェアに対して、その機能を割り当てることが可能となる。これにより、現時点における最適なハードウェアに対して、動的にその機能を割り当てることが可能となるため、無線機能の動作を一時的に停止させることなく継続的に動作させることが可能な無線通信方法を得ることができる、という効果を奏する。
【００９４】
つぎの発明によれば、選択されたハードウェアを外部から制御可能な外部制御ステップを含むことにより、ユーザが指定するハードウェアで無線機能を実現することができる。これにより、たとえば、「高品質」または「低消費電力」等の処理を、容易にユーザ側で選択できるようになるため、時系列的に変化する通信環境に対してより細かく対応することが可能な無線通信方法を得ることができる、という効果を奏する。
【００９５】
つぎの発明によれば、さらに、無線通信装置の外部および内部の通信環境状態を評価する評価ステップを含む。これにより、時系列的に変化する装置外部の通信環境、および装置内部の通信環境に応じて、各ハードウェアに対する無線機能の振り分けを、適応的かつ動的に変更することが可能な無線通信方法を得ることができる、という効果を奏する。
【００９６】
つぎの発明によれば、個々のハードウェアに対して無線機能を割り当てる選択／変更手段を備えることで、たとえば、あるハードウェアに動作不良または故障が発生した場合に、そのハードウェアが担当していた無線機能を実現可能な他のハードウェアに対して、その機能を割り当てることが可能となる。これにより、現時点における最適なハードウェアに対して、動的にその機能を割り当てることが可能となるため、無線機能の動作を一時的に停止させることなく継続的に動作させることが可能な受信機を得ることができる、という効果を奏する。
【００９７】
つぎの発明によれば、各ハードウェア間を一本のデータバスで接続し、個々のハードウェアの物理的な接続順序をなくすことで、１つのハードウェアでは処理が追いつかない機能を、複数のハードウェアで分担して行うことができるようになる。これにより、各ハードウェアの負荷を軽くすることができるとともに、さらに、処理に余裕を持つことができたハードウェアに対して、他の機能を割り当てることが可能となるため、高機能化を実現することが可能な受信機を得ることができる、という効果を奏する。
【００９８】
つぎの発明によれば、選択／変更手段を外部から制御可能な外部制御手段を備え、ユーザの操作で受信機の外部から制約条件を与えられる構成とすることにより、ユーザが指定するハードウェアで無線機能を実現することができる。これにより、たとえば、「高品質」または「低消費電力」等の処理方法を、容易にユーザ側で選択できるようになるため、時系列的に変化する通信環境に対してより細かく対応することが可能な受信機を得ることができる、という効果を奏する。
【００９９】
つぎの発明によれば、さらに、受信機の外部および内部の通信環境状態を評価する評価手段を備え、選択／変更手段が、その評価結果、アプリケーションプログラムに記述された内容、および外部制御手段から与えられる制約条件、を受け取る構成とする。これにより、時系列的に変化する受信機外部の通信環境、および受信機内部の通信環境に応じて、各ハードウェアに対する無線機能の振り分けを、適応的かつ動的に変更することが可能な受信機を得ることができる、という効果を奏する。
【０１００】
つぎの発明によれば、さらに、受信機の外部および内部の通信環境状態を評価する評価手段を備え、選択／変更手段が、その評価結果、およびアプリケーションプログラムに記述された内容を受け取る構成とする。これにより、時系列的に変化する受信機外部の通信環境、および受信機内部の通信環境に応じて、各ハードウェアに対する無線機能の振り分けを、適応的かつ動的に変更することが可能な受信機を得ることができる、という効果を奏する。
【０１０１】
つぎの発明によれば、個々のハードウェアに対して無線機能を割り当てる選択／変更手段を備えることで、たとえば、あるハードウェアに動作不良または故障が発生した場合に、そのハードウェアが担当していた無線機能を実現可能な他のハードウェアに対して、その機能を割り当てることが可能となる。これにより、現時点における最適なハードウェアに対して、動的にその機能を割り当てることが可能となるため、無線機能の動作を一時的に停止させることなく継続的に動作させることが可能な送信機を得ることができる、という効果を奏する。
【０１０２】
つぎの発明によれば、各ハードウェア間を一本のデータバスで接続し、個々のハードウェアの物理的な接続順序をなくすことで、１つのハードウェアでは処理が追いつかない機能を、複数のハードウェアで分担して行うことができるようになる。これにより、各ハードウェアの負荷を軽くすることができるとともに、さらに、処理に余裕を持つことができたハードウェアに対して、他の機能を割り当てることが可能となるため、高機能化を実現することが可能な送信機を得ることができる、という効果を奏する。
【０１０３】
つぎの発明によれば、選択／変更手段を外部から制御可能な外部制御手段を備え、ユーザの操作で送信機の外部から制約条件を与えられる構成とすることにより、ユーザが指定するハードウェアで無線機能を実現することができる。これにより、たとえば、「高品質」または「低消費電力」等の処理方法を、容易にユーザ側で選択できるようになるため、時系列的に変化する通信環境に対してより細かく対応することが可能な送信機を得ることができる、という効果を奏する。
【０１０４】
つぎの発明によれば、さらに、送信機の外部および内部の通信環境状態を評価する評価手段を備え、選択／変更手段が、その評価結果、アプリケーションプログラムに記述された内容、および外部制御手段から与えられる制約条件、を受け取る構成とする。これにより、時系列的に変化する送信機外部の通信環境、および送信機内部の通信環境に応じて、各ハードウェアに対する無線機能の振り分けを、適応的かつ動的に変更することが可能な送信機を得ることができる、という効果を奏する。
【０１０５】
つぎの発明によれば、さらに、送信機の外部および内部の通信環境状態を評価する評価手段を備え、選択／変更手段が、その評価結果、およびアプリケーションプログラムに記述された内容を受け取る構成とする。これにより、時系列的に変化する送信機外部の通信環境、および送信機内部の通信環境に応じて、各ハードウェアに対する無線機能の振り分けを、適応的かつ動的に変更することが可能な送信機を得ることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる無線通信装置の実施の形態１の構成を示す図である。
【図２】 無線機能の割り当てを記述する必要がない無線通信装置の構成を示す図である。
【図３】 図２の無線通信装置におけるアプリケーションプログラム１の実行形態を示す図である。
【図４】 本発明にかかる無線通信装置におけるアプリケーションプログラム１の実行形態を示す図である。
【図５】 実施の形態１の受信機の構成を示す図である。
【図６】 実施の形態１の送信機の構成を示す図である。
【図７】 本発明にかかる無線通信装置におけるアプリケーションプログラム１の実行形態を示す図である。
【図８】 実施の形態２の受信機の構成を示す図である。
【図９】 実施の形態２の送信機の構成を示す図である。
【図１０】 本発明にかかる無線通信装置の実施の形態３の構成を示す図である。
【図１１】 本発明にかかる無線通信装置におけるアプリケーションプログラム１の実行形態を示す図である。
【図１２】 実施の形態３の受信機の構成を示す図である。
【図１３】 実施の形態３の送信機の構成を示す図である。
【図１４】 電子情報通信学会総合大会予稿集に記載された従来の無線通信装置の構成を示す図である。
【図１５】 アプリケーションプログラム１０１の実行形態を示す図である。
【図１６】 特開平１１−２２０４１３に記載された従来の無線通信装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ アプリケーションプログラム（Application）、２ ライブラリ（Library）、３ オペレーティングシステム（O/S）、４ デバイスドライバ（Device Driver）、５ ＣＰＵ、６ 増幅器、７ ミキサ（Mixer）、８ シンセサイザ（Synth）、９ ディジタル／アナログ変換器（DAC）、１０ アナログ／ディジタル変換器（ADC）、１１ ＡＳＩＣ、１２ ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Allay）、１３ ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、１４ Ｉ／Ｏ、１５ ライブラリ管理部（Library Management）、１６ プログラム生成部（Program Generator）、１７ 機能分配部、１８ 外部制御部、１９ 評価部。
Claims (18)
- アプリケーションプログラムに記述された無線機能、仕様、および制約条件に基づいて選択されたハードウェアが、ライブラリに格納されたプログラムおよび制御コマンドを実行することで、前記無線機能を実現する無線通信装置において、
前記アプリケーションプログラムに記述された内容に基づいて、ある特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更することにより、当該選択または変更されたハードウェアに前記特定の無線機能を割り当てる選択／変更手段と、
前記アプリケーションプログラムに記述された内容、前記選択／変更手段による割り当て結果および前記ライブラリの内容に基づいて、前記特定の無線機能を実現するために必要な前記ハードウェア用のプログラムおよび制御コマンドを生成し、それを当該ハードウェアに対して通知する生成／通知手段と、
を備え、
前記時系列的に変化する通信環境として、前記特定の無線機能を実現するために動作中のハードウェアに動作不良または故障が発生した場合には、前記選択／変更手段が、当該ハードウェアが担当していた無線機能を実現可能な他のハードウェアに対して当該無線機能を割り当て、
また、前記選択したハードウェアでは処理が追いつかず、前記特定の無線機能を実現できない場合には、前記選択／変更手段が、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを複数選択し、当該特定の無線機能を当該複数のハードウェアに対して割り当てることを特徴とする無線通信装置。 - さらに、前記アプリケーションプログラムに記述された無線機能の少なくとも１つを実現可能なハードウェア間を、データバスまたは情報伝送を実現するための他の手段で、接続することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
- さらに、前記選択／変更手段を装置の外部から制御可能な外部制御手段を備え、
前記選択／変更手段では、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、および前記外部制御手段から与えられる制約条件、に基づいて、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更することを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信装置。 - さらに、時系列的に変化する装置の外部および内部の通信環境状態を評価する評価手段を備え、
前記選択／変更手段では、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、前記外部制御手段から与えられる制約条件、および前記評価手段による評価結果、に基づいて、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更することを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。 - さらに、時系列的に変化する装置の外部および内部の通信環境状態を評価する評価手段を備え、
前記選択／変更手段では、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、および前記評価手段による評価結果、に基づいて、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更することを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信装置。 - アプリケーションプログラムに記述された無線機能、仕様、および制約条件に基づいて選択されたハードウェアが、ライブラリに格納されたプログラムおよび制御コマンドを実行することで、前記無線機能を実現する無線通信方法において、
前記アプリケーションプログラムに記述された内容に基づいて、ある特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択することにより、当該選択されたハードウェアに前記特定の無線機能を割り当てる選択ステップと、
前記アプリケーションプログラムに記述された内容、前記選択ステップによる割り当て結果および前記ライブラリの内容に基づいて、前記特定の無線機能を実現するために必要な前記ハードウェア用のプログラムおよび制御コマンドを生成し、それを当該ハードウェアに対して通知する第１の生成／通知ステップと、
その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更することにより、当該変更されたハードウェアに前記特定の無線機能を割り当てる変更ステップと、
前記アプリケーションプログラムに記述された内容、前記変更ステップによる割り当て結果および前記ライブラリの内容に基づいて、前記特定の無線機能を実現するために必要な前記ハードウェア用のプログラムおよび制御コマンドを生成し、それを当該ハードウェアに対して通知する第２の生成／通知ステップと、
を含み、
前記時系列的に変化する通信環境として、前記特定の無線機能を実現するために動作中のハードウェアに動作不良または故障が発生した場合には、前記変更ステップにおいて、当該ハードウェアが担当していた無線機能を実現可能な他のハードウェアに対して当該無線機能を割り当て、
また、前記選択したハードウェアでは処理が追いつかず、前記特定の無線機能を実現できない場合には、前記変更ステップにおいて、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを複数選択し、当該特定の無線機能を当該複数のハードウェアに対して割り当てることを特徴とする無線通信方法。 - さらに、前記選択されたハードウェアを装置の外部から変更可能な外部制御ステップを含み、
前記選択ステップにあっては、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、および前記外部制御ステップにて外部から与えられる制約条件、に基づいて、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、
前記変更ステップにあっては、時系列的に変化する通信環境に対して適応的に、前記アプリケーションプログラムに記述された内容および前記外部制御ステップにて外部から与えられる制約条件に基づいて、前記ハードウェアを変更することを特徴とする請求項６に記載の無線通信方法。 - さらに、時系列的に変化する装置の外部および内部の通信環境状態を評価する評価ステップを含み、
前記選択ステップにあっては、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、前記外部制御ステップにて外部から与えられる制約条件、および前記評価ステップによる評価結果、に基づいて、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、
前記変更ステップにあっては、時系列的に変化する通信環境に対して適応的に、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、前記外部制御ステップにて外部から与えられる制約条件、および前記評価ステップによる評価結果に基づいて、前記ハードウェアを変更することを特徴とする請求項７に記載の無線通信方法。 - アプリケーションプログラムに記述された無線機能、仕様、および制約条件に基づいて選択されたハードウェアが、ライブラリに格納されたプログラムおよび制御コマンドを実行することで、前記無線機能を実現する受信機において、
前記アプリケーションプログラムに記述された内容に基づいて、ある特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更することにより、当該選択または変更されたハードウェアに前記特定の無線機能を割り当てる選択／変更手段と、
前記アプリケーションプログラムに記述された内容、前記選択／変更手段による割り当て結果および前記ライブラリの内容に基づいて、前記特定の無線機能を実現するために必要な前記ハードウェア用のプログラムおよび制御コマンドを生成し、それを当該ハードウェアに対して通知する生成／通知手段と、
を備え、
前記時系列的に変化する通信環境として、前記特定の無線機能を実現するために動作中のハードウェアに動作不良または故障が発生した場合には、前記選択／変更手段が、当該ハードウェアが担当していた無線機能を実現可能な他のハードウェアに対して当該無線機能を割り当て、
また、前記選択したハードウェアでは処理が追いつかず、前記特定の無線機能を実現できない場合には、前記選択／変更手段が、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを複数選択し、当該特定の無線機能を当該複数のハードウェアに対して割り当てることを特徴とする受信機。 - さらに、前記アプリケーションプログラムに記述された無線機能の少なくとも１つを実現可能なハードウェア間を、データバスまたは情報伝送を実現するための他の手段で、接続することを特徴とする請求項９に記載の受信機。
- さらに、前記選択／変更手段を受信機の外部から制御可能な外部制御手段を備え、
前記選択／変更手段では、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、および前記外部制御手段から与えられる制約条件、に基づいて、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更することを特徴とする請求項９または１０に記載の受信機。 - さらに、時系列的に変化する受信機の外部および内部の通信環境状態を評価する評価手段を備え、
前記選択／変更手段では、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、前記外部制御手段から与えられる制約条件、および前記評価手段による評価結果、に基づいて、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更することを特徴とする請求項１１に記載の受信機。 - さらに、時系列的に変化する受信機の外部および内部の通信環境状態を評価する評価手段を備え、
前記選択／変更手段では、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、および前記評価手段による評価結果、に基づいて、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更することを特徴とする請求項９または１０に記載の受信機。 - アプリケーションプログラムに記述された無線機能、仕様、および制約条件に基づいて選択されたハードウェアが、ライブラリに格納されたプログラムおよび制御コマンドを実行することで、前記無線機能を実現する送信機において、
前記アプリケーションプログラムに記述された内容に基づいて、ある特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更することにより、当該選択または変更されたハードウェアに前記特定の無線機能を割り当てる選択／変更手段と、
前記アプリケーションプログラムに記述された内容、前記選択／変更手段による割り当て結果および前記ライブラリの内容に基づいて、前記特定の無線機能を実現するために必要な前記ハードウェア用のプログラムおよび制御コマンドを生成し、それを当該ハードウェアに対して通知する生成／通知手段と、
を備え、
前記時系列的に変化する通信環境として、前記特定の無線機能を実現するために動作中のハードウェアに動作不良または故障が発生した場合には、前記選択／変更手段が、当該ハードウェアが担当していた無線機能を実現可能な他のハードウェアに対して当該無線機能を割り当て、
また、前記選択したハードウェアでは処理が追いつかず、前記特定の無線機能を実現できない場合には、前記選択／変更手段が、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを複数選択し、当該特定の無線機能を当該複数のハードウェアに対して割り当てることを特徴とする送信機。 - さらに、前記アプリケーションプログラムに記述された無線機能の少なくとも１つを実現可能なハードウェア間を、データバスまたは情報伝送を実現するための他の手段で、接続することを特徴とする請求項１４に記載の送信機。
- さらに、前記選択／変更手段を送信機の外部から制御可能な外部制御手段を備え、
前記選択／変更手段では、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、および前記外部制御手段から与えられる制約条件、に基づいて、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更することを特徴とする請求項１４または１５に記載の送信機。 - さらに、時系列的に変化する送信機の外部および内部の通信環境状態を評価する評価手段を備え、
前記選択／変更手段では、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、前記外部制御手段から与えられる制約条件、および前記評価手段による評価結果、に基づいて、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更することを特徴とする請求項１６に記載の送信機。 - さらに、時系列的に変化する送信機の外部および内部の通信環境状態を評価する評価手段を備え、
前記選択／変更手段では、前記アプリケーションプログラムに記述された内容、および前記評価手段による評価結果、に基づいて、前記特定の無線機能を実現可能なハードウェアを選択し、その後、時系列的に変化する通信環境に対して、適応的に、前記ハードウェアを変更することを特徴とする請求項１４または１５に記載の送信機。
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