JP3879531B2 - 無線通信装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信装置に関するものであり、例えば車載通信装置に用いて好適である。
【0002】
【従来の技術】
移動体通信の普及に従い、車両に通信機器を搭載し、移動中に各種の通信サービスを享受することが一般的となりつつなる。これらのサービスのために使用される通信システムは、地域ごと、そのサービス提供事業者ごとに異なっているのが実状で、今後もその傾向は変わることがないと見込まれる。そのため、これらのサービスを受けるためには各種通信システムに対応した無線通信装置が移動体に搭載されることが必要となる。このような異なる通信システムに対応するための装置として、マルチバンド、マルチシステム対応の無線通信機が実用化されている。
【0003】
また、近年ソフトウェアを変更するのみで無線通信装置の機能を変更し、異なった通信システムに対応するよう回路構成を再構成できるようなソフトウェア無線通信装置の開発が進んでいる。このソフトウェア無線通信装置はその機能変更に対する柔軟性を鑑みれば、寿命が10年という、通信機器の寿命と比べてライフサイクルが大幅に長い車への搭載に適していると言える。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、無線通信機の現状として、全ての構成要素を再構成可能なものとするには技術的困難が伴う。この困難に対処するために、無線通信装置を再構成が可能な部分と再構成が困難な部分とに分け、再構成可能な部分を本体とし、再構成困難な無線部分をモジュール化して、使用する通信システムを変えるごとに本体に装着する無線モジュールを取り替えることにより、複数のシステムに対応する無線通信装置を提供しようという技術がある。
【0005】
しかしこの場合、再構成可能な部分が現在使用する通信システムに対応しない無線モジュールを装着してしまった場合、不要な電波が放射されてしまう恐れがある。
【0006】
また、無線通信装置では、ハードウェア、特に無線回路部分を含むアナログ回路は個々に作動特性のばらつきを持っているが、無線モジュールを取り替えて通信を行う無線通信装置においては、本体部分は装着された無線モジュールの特性を知らないので、ばらつきの補正を行うように調整して再構成を行うことができず、やはり不要な電波が放射されてしまう恐れがある。
【0007】
本発明は上記点に鑑み、着脱可能な無線モジュールと本体とから成る無線通信装置において、不要な電波の放射を防止することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、無線通信装置本体と、この無線通信装置本体に着脱可能に装着された無線モジュールとからなる無線通信装置であって、
前記無線モジュールは、無線信号を送受信する無線送受信手段と、前記無線送受信手段の使用可能な通信システムのリストおよび前記使用可能な通信システムを使用するときの前記無線送受信手段の作動特性に基づいたデータでありかつ前記無線通信装置本体が読み込んで通信制御を行うためのデータである調整データを記録している適合システム情報記憶手段と、前記無線通信装置本体に、着脱可能に装着されるための第1の着脱装着手段と、を備え、
前記無線通信装置本体は、通信システムを切り替えて使用することができ、前記適合システム情報記憶手段から読み込んだ前記リストに適合しない通信システムで前記無線送受信手段による通信を禁止するものであって、前記無線モジュールを着脱可能に装着するための第2の着脱装着手段と、使用する通信システムを切り替える通信システム切替手段と、前記無線モジュールから前記リストおよび前記調整データを読み込む手段と、前記使用する通信システムが前記無線モジュールから読み込んだ前記リストに適合しない通信システムであるときにその通信システムでの通信を禁止する適合通信手段と、前記使用する通信システムが前記無線モジュールから読み込んだ前記リストに適合する通信システムであるときに前記無線モジュールから読み込んだ前記調整データに基づいて前記使用する通信システムでの通信制御を行う通信処理制御手段と、を備えていることを特徴としている。
【0009】
これにより、この無線モジュールが備える適合システム情報記憶手段に記録された使用可能な通信システムのリストによって、装着される対象の無線通信装置本体で使用しようとする通信システムが無線モジュールにおいて使用不可能であることがわかれば、その通信システムでの通信が禁止されるので、着脱可能な無線モジュールと本体とから成る無線通信装置において、不要な電波の放射を防止することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
図1に、本発明の一実施形態に係る車載の無線通信装置50の構成をブロック図で示す。無線通信装置50は、無線モジュール10、無線通信装置本体20、車載アンテナ30、止め板31、およびネジ32により構成されている。無線モジュール10と無線通信装置本体20とは別体となっている。また、無線モジュール10は無線通信装置本体20に装着されている。これによって無線モジュール10は無線通信装置本体20に電気的に接続されている。止め板31が無線通信装置本体20にネジ32により止められていることにより、無線モジュール10は無線通信装置本体20に固定されている。また車載アンテナ30と無線通信装置本体20とは電気的に接続されている。
【0017】
無線モジュール10は、送受信切替部11、送信部12、受信部13、発振部14、記憶素子15、およびモジュール側コネクタ16により構成されている。また無線通信装置本体20はCPU21、メモリ22、ソフト切替制御部23、変調部24、復調部25、ベースバンド信号処理部26、インターフェース27、アンテナコネクタ28、および本体側コネクタ29により構成されている。
【0018】
モジュール側コネクタ16は、無線モジュール10が無線通信装置本体2に装着されるためのコネクタである。また本体側コネクタ29は、無線モジュール10を無線通信装置本体2に装着するためのコネクタである。このモジュール側コネクタ16と本体側コネクタ29とが互いに嵌合することにより、無線モジュール10は無線通信装置本体20に装着されるようになっている。また、モジュール側コネクタ16と本体側コネクタ29には、無線モジュール10と無線通信装置本体20との間の全ての信号線が通っている。従って、このモジュール側コネクタ16および本体側コネクタ29によって、無線モジュール10と無線通信装置本体20との全ての電気的接続が媒介されている。また、止め板31を外し、これらのコネクタの抜き差しを行うことで、無線モジュール10は無線通信装置本体20に着脱可能となっている。
【0019】
送受信切替部11は、アンテナコネクタ28を介して車載アンテナ30に接続されており、このアンテナ30を送信に使用するか受信に使用するかを切り替えるものである。
【0020】
送信部12は、変調部24から変調されたI信号、Q信号を受信して、無線信号の周波数に変換した後に増幅し、これをアンテナ30に出力するものである。またCPU21からの制御により出力電力の調整を受けるようになっている。
【0021】
受信部13は、アンテナ30で受信した信号を増幅し、中間周波数に変換し、復調部25に出力するものである。またCPU21によって受信電力がモニタリングされるようになっている。
【0022】
発振部14は送信部12、受信部13における周波数変換のための局部発振信号を出力するものである。この発振部14は、CPU21から発振周波数の制御を受けるようになっている。また、CPU21またはベースバンド信号処理部26から発振周波数の微調整の制御を受けるようになっている。
【0023】
記憶素子15は、無線モジュール10の通信システム対応を示すモジュール識別情報を記録しているものである。このモジュール識別情報については後述する。このモジュール識別情報はCPU21によって読み込み可能なようになっている。
【0024】
CPU21は、ソフト切替制御部23を制御することによりメモリ22から各種通信システムの処理のためのソフトウェアを読み込み、そのソフトウェアに従って通信処理を行うものである。またCPU21は無線通信のための受信データ、制御データをベースバンド処理部26から受信し、また無線通信のための送信データ、制御データ、並びにメモリ22から受信したソフトウェアデータをベースバンド信号処理部26に出力するものである。またCPU21は、インターフェース27を介して外部の機器と制御や情報のやりとりを行うものである。またCPU21は送信部12の出力電力を調整することができるようになっており、また受信部13の受信電力をモニターすることができるようになっている。さらにCPU21は記憶素子15から、後述する無線モジュール10の通信システム対応を示すモジュール識別情報を読み込むことができるようになっている。そしてCPU21は、使用する通信システムに基づいて変調部24および復調部25の作動を制御するものである。またCPU21は、発振部14の発振周波数の制御や周波数の微調整を行うものである。
【0025】
メモリ22は、CPU21およびベースバンド信号処理部26が各通信システムの処理のために必要とするソフトウェアが記録されており、それらのソフトウェアは必要に応じてソフト切替制御部23の制御によりCPU21およびベースバンド信号処理部26に読み込まれるようになっている。
【0026】
ソフト切替制御部23は、CPU21からの制御を受けることにより、CPU21およびベースバンド信号処理部26が必要とするソフトウエアのデータがメモリ22中で格納されているアドレスを検索し、それらのデータがCPU21およびベースバンド信号処理部部26に読み込まれるようにメモリ22を制御するものである。
【0027】
変調部24は、ベースバンド信号処理部26から受信した送信データを変調してI信号とQ信号に分離して送信部12に出力するものである。また、CPU21によって制御されることにより、使用する通信システムに対応した動作をすることができるようになっている。
【0028】
復調部25は、受信部13から受信した信号を復調してベースバンド信号処理部26に受信データとして出力するものである。また、CPU21によって制御されることにより、使用する通信システムに対応した動作をすることができるようになっている。
【0029】
ベースバンド信号処理部26は、復調部24から受信した受信データに対して並べ替え、伸長、デコード等の処理を行い、CPU21が処理できるような形式のデータに変換した後CPU21に出力するものである。またCPU21から出力されたデータの並べ替え、圧縮、エンコード等の処理を行い、またCPU21からの命令に基づいてデータを生成し、それらを送信データとして変調部24に出力するものである。また、ベースバンド信号処理部26は、CPU21を介してメモリ22からソフトウェアを読み込んで実行するものである。またインターフェース27を介して外部の機器と制御や情報のやりとりを行うものである。またベースバンド信号処理部26は発振部14の発振周波数の微調整を行うものである。
【0030】
インターフェース27は、外部の機器に接続され、制御や情報のやりとりの仲介を行うものである。インターフェースとしては、例えばUSBインターフェイス、イーサネットインターフェース、車内LANインターフェース等を用いることができる。外部の機器としては、例えばパソコン等の情報機器、キーボードやマイク/スピーカ等のユーザーインターフェース、温度センサや車両のエアバッグ展開センサ等の物理デバイスなどを用いることができる。
【0031】
アンテナコネクタ28は、車載アンテナ30の端子が接続されるようになっている。これにより、送受信切替部11が車載アンテナ30を使用して無線信号の送受信を行うことが可能となっている。
【0032】
このような構成の無線通信装置50において、無線モジュール10を構成する送受信切替部11、送信部12、受信部13および発振部14は主にアナログ信号を処理する装置である。これらはソフトウェアによる通信システムの切替によって再構成可能となるようにすることは難しい。一方、無線通信装置本体20を構成するCPU21、メモリ22、ソフト切替制御部23、変調部24、復調部25、およびベースバンド信号処理部26は、主にデジタル信号を処理する装置である。これらはソフトウェアによる通信システムの切替によって再構成可能とすることが容易である。
【0033】
また、無線モジュール10において、記憶素子15は、上述の通り無線モジュール10の通信システム対応を示すモジュール識別情報を記録している。図2にこのモジュール識別情報のデータ構造の一例を示す。まずモジュール識別情報の先頭には無線モジュール10の製造番号が記録されており、それに続いて製造者コードが記録されている。
【0034】
製造者コードに続いて、通信システムのコードとその適用判定コードとが対となったデータが複数記録される。通信システムのコードとは、このモジュール識別情報を読み込むCPU21によって相当する通信システムが一意に判別できるようなコードのことである。具体的には、図2に示すCDMAONE(Japan)、PDC(Japan1.5)、PDC(Japan800)等のように通信システムの名称を表す文字列であってもよい。適用判定コードとは、対となっている通信システムが当該無線モジュール10において使用可能か否かをCPU21が判別できるようなコードのことである。具体的には図2に示すように、文字列Tならば使用可能、文字列Fならば使用不可、という形式であってもよい。なお、これらは使用可能な通信システムのリストであり、使用不可能な通信システムのリストである。
【0035】
これら通信システムコードと適用判別コードの対が複数続いた後に、これら通信システムごとの調整データが記録されている。この調整データとは、複数製造された無線モジュール10において、それぞれの無線モジュール10の作動特性の設計値からのばらつきをデータ化したものである。このばらつきのデータは無線モジュールの工場出荷時にテストを行うことにより記録される。
【0036】
調整データとしては、例えば各通信システムにおいてCPU21が送信部12に出力させるべき電力の調整用のパラメータ、CPU21が受信部13の受信する信号の電力を判定するときの調整パラメータ等を用いることができる。またこれらの調整パラメータは使用時の無線モジュールの温度にも依存するので、パラメータは温度ごとの調整値のテーブルという形式になっていてもよい。また発振部14における高周波発振源の周波数特性も個々の無線モジュール10および使用温度に依存するので、その値あるいは温度ごとの値のテーブルも調整データとすることができる。
【0037】
なお、この調整データにおいては、必ずしも1まとまりの調整データが1つの通信システムに対応していなくともよく、1まとまりの調整データが複数の通信システム用、あるいは全ての通信システム用のパラメータであってもよい。
【0038】
このような構成の無線通信装置50が通信において受信、送信を行う作動は以下に示す通りである。CPU21およびベースバンド信号処理部26が、使用する通信システムに対応するソフトウェアをメモリ22から読み込み、CPU21はソフトウェアに従ってメモリ22、変調部24、復調部25、ベースバンド信号処理部26、およびインターフェース27を制御する。
【0039】
アンテナ30によって受信された無線信号は、送受信切替部11によって受信部13に出力され、受信部13で増幅および周波数変換されて復調部25に出力される。復調部25はこの信号をソフトウェアの仕様に基づいた処理を行いベースバンド信号に復調してベースバンド信号処理部26に出力する。ベースバンド信号処理部26はソフトウェアの仕様に基づいた処理を行いこのベースバンド信号の並べ替え、伸長、デコード等の処理を施した後CPU21に出力する。そしてCPU21でこの信号はソフトウェアの仕様に基づいて処理される。
【0040】
またCPU21によって生成された送信のための信号は、まずベースバンド信号処理部26に出力される。ベースバンド信号処理部26ではこの信号は並べ替え、圧縮、エンコード等の処理を施された後変調部24に出力される。変調部24ではこの信号は変調されて送信部12へ出力される。ここまでの処理は、用いているソフトウェアの仕様に基づいて行われる。送信部12では信号は増幅および周波数変換されて送受信切替部11に出力される。そして送受信切替部11はアンテナ30を使用して無線信号を出力する。
【0041】
このようにして無線信号の送信、受信が行われる。
【0042】
このような構成および作動の無線通信装置50が使用通信システムを変更するとき、および無線モジュールを付け替えるときは、無線通信装置50の電源はオフからオンとなるか、あるいはCPU21やベースバンド信号処理部26がリセット動作をするようになっている。
【0043】
図3に、このような使用通信システムを変更するとき、および無線モジュール10を付け替えるときのCPU21の処理をフローチャートで示す。
【0044】
まずステップ100でCPU21が電源オンにより起動するか、あるいはリセット動作をする。そしてCPU21は使用する通信システムのソフトウェアをメモリ22から読み込むためにソフト切替制御部23を制御する。
【0045】
そして、ステップ110にてCPU21は無線モジュール10のモジュール識別情報中の無線モジュール10の製造番号および製造コードを記憶素子15から読みとる。次にステップ120にて無線モジュール10のモジュール識別情報中の通信システムコード、適用判定コード、および調整データを読み込み、これから使用するソフトウェアの情報と照合する。
【0046】
そしてステップ130にて、上記した照合に基づいて無線モジュール10がこれから使用するソフトウェアの通信システムに対応しているか、つまりソフトウェアと無線モジュール10の対応システムは合致すなわち適合しているか否かを判定する。
【0047】
合致していないと判定すると、ステップ140にてCPU21はこのソフトウェアによる通信を行わず、WARNING表示等でユーザーに対応する通信システムが合致していないことを警告し、モジュールの入れ替えを指示するための処理を行う。
【0048】
合致していると判定すると、処理はステップ150に移り、読み込んだ調整データに基づいてシステムの初期化を行い、ソフトウェアの所定の通常動作で通信データの処理および通信のための制御処理を開始する。このときCPU21は、発振部14を制御し、使用する通信システムに対応する発振周波数を出力するようにする。またこのときベースバンド処理部26は、発振部14を制御し、出力する発振周波数の微調整をする。
【0049】
このように、無線通信装置本体20は新たな通信システムを使用するためにソフトウェアを使用する際、無線モジュール10の記憶素子15からモジュール識別情報を読みとり、そのモジュール識別情報に基づき、使用しようとする通信システムが当該無線モジュール10の対応する通信システムと合致しないことを判定すれば、通信を行わない、すなわち通信を禁止する。
【0050】
したがって、着脱可能な無線モジュール10と無線通信装置本体20とから成る無線通信装置50において、不要な電波の放射を防止することができる。
【0051】
また、無線通信装置本体20は読み込んだ調整データに基づいて通信制御を行い、使用可能な通信システムにおける通信において、無線モジュール10の作動特性に基づいた通信を行うことができるので、不要な電波の放射を防止することができる。
【0052】
なお、本実施形態においては、アンテナ30を使用して無線信号の送信、受信を行う送信部12および受信部13は、無線信号を送受信する無線送受信手段を構成する。
【0053】
また、記憶素子15は、無線送受信手段の使用可能な通信システムのリストを記録している適合システム情報記憶手段を構成する。ただし、適合システム情報記憶手段は無線送受信手段の使用可能な通信システムのリストを記録していればよいのであって、記憶素子15は半導体メモリであっても磁気記憶装置であっても光学記憶装置であってもよい。
【0054】
また、図3に示すステップ150の制御処理が、通信データの処理及び通信制御を行う通信処理制御手段を構成する。ただし、通信処理制御手段は通信データの処理及び通信制御を行えばよいのであって、必ずしもソフトウェア的処理によって構成されていなくともよく、専用のハードウェアとして実現されていてもよい。
【0055】
また、図3に示すステップ120の読み込み処理は、無線モジュールから無線送受信手段の使用可能な通信システムのリストを読み込むリスト読み込み手段を構成している。ただし、リスト読み込み手段はリストを読み込む機能を有していればよいのであって、必ずしもソフトウェア的処理によって構成されていなくともよく、専用のハードウェアとして実現されていてもよい。
【0056】
また、図3に示すステップ130からステップ140までの通信を禁止する処理は、無線モジュールから読み込んだリストに基づいて使用可能でない通信システムでの通信を禁止する適合通信手段を構成する。ただし、適合通信手段は上記のような処理を行えばよいのであって、必ずしもソフトウェア的処理によって構成されていなくともよく、専用のハードウェアとして実現されていてもよい。またステップ140では、ウォーニング表示等でユーザーに対応する通信システムが合致していないことを警告し、モジュールの入れ替えを指示するための処理を行っているが。これらは例えば当該通信システムを使用しない旨を音声によって通知する処理に代えてもよい。
【0057】
また、本体側コネクタ29と嵌合するモジュール側コネクタ16が、無線通信装置本体に着脱可能に装着されるための第1の着脱装着手段を構成する。ただし、これはかならずしもコネクタである必要はなく、無線通信装置本体に着脱可能に装着されるためのものであればどのようなものでもよい。例えば、無線モジュール10が基板上のパターンとして形成されており、その基板の辺部に突出部が設けられ、その突出部にパターンの無線通信装置本体20との導通部分が集められ、この突出部が無線通信装置本体20のスロットに差し込まれるようになっていてもよい。このような場合は、突出部が第1の装着手段を構成する。
【0058】
また、モジュール側コネクタ16と嵌合する本体側コネクタ29が、無線モジュールを着脱可能に装着するための第2の着脱装着手段を構成する。ただし、これはかならずしもコネクタである必要はなく、無線モジュールを着脱可能に装着するためのものであればどのようなものでもよい。例えば、上記した突出部が無線通信装置本体20に設けられており、それが無線モジュール10のスロットに差し込まれることによって装着が成されるようになっていてもよい。このような場合は、突出部が第2の着脱装着手段を構成する。
【0059】
また、無線モジュールが無線通信装置本体に着脱可能に装着されるとは、本実施形態のように必ずしもモジュール側コネクタ16と本体側コネクタ29とが勘合し、止め板31が無線通信装置本体20にネジ32により止められている必要はなく、例えば単にコネクタ同士の嵌合のみであってもよい。
【0060】
また、メモリ22を制御し、このメモリ22中の通信システムのソフトウェアをCPU21およびベースバンド信号処理部部26に読み込まれるようにするソフト切替制御部23が、使用する通信システムを切り替える通信システム切替手段を構成する。ただし、通信システム切替手段は使用する通信システムを切り替えるものならどのようなものでもよく、例えばソフト切替制御部23の機能をCPU21の処理機能としてソフトウェア的に構成してもよい。
【0061】
また、使用可能な通信システムのリストは、必ずしも本実施形態のように通信システムのコードとその適用判定コードとが対となったデータが複数記録されるようなものである必要はなく、例えば使用可能な通信システムの情報のみが記載されたものであってもよい。
【0062】
また、本実施形態においては、図3に示したステップ100の処理において、無線通信装置50が使用通信システムを変更するとき、および無線モジュール10を付け替えるときは、無線通信装置50の電源はオフからオンとなるか、あるいはCPU21やベースバンド信号処理部26がリセットされるようになっているが、必ずしもリセットや電源のオフ→オンが必要であるわけではなく、例えばCPU21において複数の通信ソフトウェアを並列処理によって同時に実行し、通信システムを変更するときはそれらを切り替えることによってリセットや電源のオフ→オンを行わないようにしてもよい。また、この並列処理は1つのCPU21内で行われる必要はなく、例えば1つの無線通信装置50がCPUを複数持ち、個々のCPUが別々の通信システムのソフトウェアを実行するようにしてもよい。
【0063】
また、この無線通信装置50を搭載するものについては、上記した実施形態のように車である必要はなく、例えば船舶、自動2輪車等であってもよい。また、無線通信装置50が移動体に搭載されている必要もない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に示した一実施形態における、無線通信装置50を示す図である。
【図2】記憶素子15に記録されるモジュール識別情報のデータ構造を示す図である。
【図3】通信システムのソフトを新たに使用するときのCPU21の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
10…無線モジュール、11…送受信切替部、12…送信部、13…受信部、
14…発振部、15…記憶素子、16…モジュール側コネクタ、
20…無線通信装置本体、21…CPU、22…メモリ、
23…ソフト切替制御部、24…変調部、25…復調部、
26…ベースバンド信号処理部、27…インターフェース、
28…アンテナコネクタ、29…本体側コネクタ、30…車載アンテナ、
50…無線通信装置。
Claims (1)
- 無線通信装置本体と、この無線通信装置本体に着脱可能に装着された無線モジュールとからなる無線通信装置であって、
前記無線モジュールは、無線信号を送受信する無線送受信手段と、前記無線送受信手段の使用可能な通信システムのリストおよび前記使用可能な通信システムを使用するときの前記無線送受信手段の作動特性に基づいたデータでありかつ前記無線通信装置本体が読み込んで通信制御を行うためのデータである調整データを記録している適合システム情報記憶手段と、前記無線通信装置本体に、着脱可能に装着されるための第1の着脱装着手段と、を備え、
前記無線通信装置本体は、通信システムを切り替えて使用することができ、前記適合システム情報記憶手段から読み込んだ前記リストに適合しない通信システムで前記無線送受信手段による通信を禁止するものであって、前記無線モジュールを着脱可能に装着するための第2の着脱装着手段と、使用する通信システムを切り替える通信システム切替手段と、前記無線モジュールから前記リストおよび前記調整データを読み込む手段と、前記使用する通信システムが前記無線モジュールから読み込んだ前記リストに適合しない通信システムであるときにその通信システムでの通信を禁止する適合通信手段と、前記使用する通信システムが前記無線モジュールから読み込んだ前記リストに適合する通信システムであるときに前記無線モジュールから読み込んだ前記調整データに基づいて前記使用する通信システムでの通信制御を行う通信処理制御手段と、を備えていることを特徴とする無線通信装置。
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