JP3893881B2 - ソフトウェア無線機および無線システム、ソフトウェア無線機の認定方式 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は再プログラミングによって機能を変更する無線機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線システムの仕様毎に周波数と送信電力が規定される。あるシステムに一旦周波数が割り当てられた後に新しい仕様のシステムが標準化されると、周波数の割り当て直しが行われる可能性がある。例えば、“足りないIMT2000用周波数”、日経コミュニケーション、pp.78-80、2000年3月6日には、約１０年かけて既存業務の割り当て周波数の移動を行い、空けた周波数をIMT2000に割り当て直す例が開示されている。また、米国FEDERAL COMMUNICATION COMMISSION（FCC）は、Gregory L．Rosston, Jeffrey S. Steinberg, ”Using Market-Based Spectrum Policy to Promote the Public Interest”, January, 1997において、周波数利用の柔軟性及び利用効率を高め、市場の競争性や技術革新を促進する等の為の政策を提言している。FCCではオークション方式により周波数割り当てを行っている。
【０００３】
米国FCCからのソフトウェア無線に関する質問、”BEFORE THE FEDERAL COMMUNICATION COMMISSION Washington”, In the Matter of Inquiry Regarding Software Defined Radios, ET Docket No. 00-47, NOTICE OF INQUIRY, Released March 21, 2000 に対し、SDR Forumは、”COMMENTS OF THE SDR FORUM”において、次のような意見を述べている。FCCは、ソフトウェア無線機のハードウェアとソフトウェアの組み合わせに対してテスト及び認可すべきである。また、現行のFCC規則は再認定やラベル張替なしに出荷後の現場で変更出来る無線機を考慮に入れておらず法規変更が必要である。
【０００４】
日本では、１９９９年２月の郵政省電気技術審議会のITSに関する答申において、２００５年にソフトウェアの変更による通信方式の変更が実現するとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の無線機は周波数割り当ての変更に柔軟に対応できず、周波数割り当ての変更に長期計画が必要であった。周波数割り当てを柔軟に行う制度にも合致した、周波数や送信電力等に関する仕様変更に柔軟に対応できる無線機が望まれる。
【０００６】
製造終了後に再プログラミングによって仕様変更をする場合、変更する無線機を認定機関に持ち込み再認定するなど手続きが煩雑な認定方式はソフトウェア無線機の柔軟性を活かす上で障害となる。より簡易に無線機の技術適合を認定する方式が課題である。
【０００７】
またソフトウェア無線機の柔軟性を活かすためには、規制を最小限に抑えてソフトウェアの自由度を高くすることが望ましい。仕様基準を満たすための規制と仕様変更の自由との両立が課題である。
またソフトウェアを認定後配布する場合に、ソフトウェアの内容を分析及び変更されることがないように秘匿すること、及びダウンロード後の無線機においてダウンロードしたソフトウェアが改竄されていない正規の情報かを確認することが課題である。
【０００８】
ソフトウェア無線機出荷後に新ソフトウェアをダウンロードして機能変更する場合、既に出荷したものと同一型のハードウェアを用いて新ソフトウェアのテストおよび認定を行い配布する方法がある。認定後出荷されたソフトウェア無線機に出荷前に認定されたものとは別仕様のソフトウェアをインストールする場合において、ハードウェアとしては該別仕様の送信電力の基準を超えて送信する能力を持ち、インストールするソフトウェアによっては該別仕様を満たさない場合があり得る。仕様に依存した基準を満たすことを保証する機構を備えたソフトウェア無線機を提供することが課題である。
【０００９】
また無線機出荷後にソフトウェアをダウンロードして機能変更する場合、テストしたものと別の無線機にインストールするので、無線機の個体差やソフトウェアのバグ等何らかの原因によって仕様を満たさない可能性がある。そこで無線機個々に仕様を満足するように検証および補正機構を備えたソフトウェア無線機を提供することが課題である。
【００１０】
さらに検証の結果、該無線機の能力では新しい仕様を満足出来ないことが判明した場合に、ユーザーに仕様を満たさない旨を通知し、不要な電波送信を抑制する機構および通信可能な仕様を回復する機構を備えたソフトウェア無線機を提供することが課題である。
【００１１】
さらにまた無線機の製造終了後に再プログラミングによって仕様を変更する時に、満たすべき仕様は無線機構成に依存しないが、仕様基準を満たす制御が無線機構成に依存する状況が考えられる。例えばある仕様の無線機を実現するとき、何れのハードウェアを使用する場合でも満たすべき最大許容電力等の仕様値は不変であるが、制御のアルゴリズムやプログラムはハードウェアに依存して違っていてよい。無線機に仕様基準を満たす制御を行うソフトウェアをダウンロードして用いる場合に無線機構成と連携したソフトウェアを選択する仕組みが課題である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のソフトウェア無線機は、変更しようとする仕様基準に関する情報を保持する記憶装置と、前記仕様基準に関する情報に基づき、前記仕様基準を満足するように前記ベースバンド部及び無線周波部の設定の変更を行う制御部とを有する。
【００１３】
後述される本発明の一実施例では、送受信特性の測定回路を更に有し、制御部は、前記測定回路から得た測定値と前記仕様基準に関する情報とを比較して、前記仕様基準を満足するように前記ベースバンド部及び無線周波部の設定の変更を行う。
【００１４】
他の実施例では、ソフトウェア無線機のアンテナ、前記無線周波部及び前記測定回路とに接続されるスイッチが設けられており、前記スイッチは、前記測定回路が送受信特性を測定する場合に、前記無線周波部を前記アンテナから切り離し、前記測定回路に接続し、送信データが前記測定回路に送信されるように制御する。
【００１５】
他の実施例では、制御部は変更仕様とする仕様基準を満足するようにベースバンド部及び無線周波部の設定の変更を行うことができない場合に、その旨該ユーザーインターフェースに表示する。その場合には、制御部は、電波送信を抑制する制御を行う。
【００１６】
他の実施例では、予め通信可能であることが確認されている仕様を記述するソフトウェアを保持しておき、制御部は、変更しようとする仕様基準を満足するようにベースバンド部及び無線周波部の設定の変更を行うことができない場合に、前記ベースバンド部及び無線周波部を、前記ソフトウェアに記述されている仕様に設定する。
【００１７】
他の実施例では、制御部は、変更しようとする仕様基準が規定する送信電力以下となるように、無線周波部の増幅器または減衰器に、それぞれ増幅率又は減衰率を設定する。
【００１８】
他の実施例では、制御部は、変更しようとする仕様基準が規定する占有周波数帯域幅以下となるようにベースバンド部のフィルタ特性を設定する。
【００１９】
また、本発明の一実施例では、無線機に、ある仕様を実現させるソフトウェアを次のようにして配信する。前記ソフトウェアに改竄を検出する情報を付加し、前記改竄を検出情報が付加されたソフトウェアを暗号化して配信する。そして、無線機は、前記暗号化されたソフトウェアを復号化し、前記改竄を検出する情報を用いて、前記ソフトウェアが改竄されていないかを検査する。前記改竄を検出する情報の一実施例は、巡回冗長符号である。
【００２０】
また、本発明の他の実施例では、無線機に、ある仕様を実現させるソフトウェアを次のようにして配信する。無線機は、前記無線機機の型式と、前記無線機が変更仕様とする仕様とを指定して、サーバに対し、ソフトウェアのダウンロード要求を送信する。サーバには、それぞれ、無線機にある仕様を実現させる複数のソフトウェアと、各ソフトウェアに対して、そのソフトウェアにより実現される仕様と、認証検査が行われた無線機の型式に関する情報とが保持されている。サーバは、無線機から受信した前記ダウンロード要求において指定されている型式と仕様に対応したソフトウェアを前記複数のソフトウェアから選択し、その選択したソフトウェアを無線機に送信する。
【００２１】
また、本発明の他の実施例では、サーバは、無線機に対して、ダウンロード可能なソフトウェアのリストを送信し、無線機がそのリストから要求するソフトウェアを選択するようにしている。
【００２２】
その他の本願が開示する発明については、発明の実施の形態の欄で明らかにされる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明のソフトウェア無線機の一実施例を示す。図１は、仕様基準を保持する記憶装置２５と、この仕様基準を満足するように制御を行う制御部２４とを備えたソフトウェア無線機示す。送信は次のようにして行われる。上位層処理部２７で動作するアプリケーションが生成する情報をベースバンド（BB）部２３が変調等のベースバンド処理をし、中間周波（IF）部２２が中間周波数にアップコンバートする。無線周波（RF）部２１が増幅、無線周波数へのアップコンバート、および濾波を行い、アンテナ１から送信する。一方、受信は次のようにして行われる。アンテナ１で受信した信号をRF２１において無線周波数で処理を行い中間周波数にダウンコンバートしてIF２２で処理する。IF２２がアナログからデジタル信号に変換後BB２３が復調等のベースバンド処理を行う。BB２３が出力した情報は上位層処理部２７で動作するアプリケーションで使用される。
【００２４】
無線回線を介してダウンロードされたソフトウェアがアンテナ１、RF２１,IF２２、BB２３、信号線７、制御部２４、および信号線９を経由して記憶装置２５に保持される。制御部２４は、信号線８によって、記憶装置２５に保持されたベースバンド処理を行うプログラムのロードまたはハードウェアの設定を行う制御信号の送信をする。また、制御部２４は、記憶装置２５に保持されたソフトウェアを解析し、信号線４と信号線６とによって、それぞれRF２１とIF２２へ、ハードウェアの設定を行う制御信号を送る。本実施例では、ＩＦ部を有するソフトウェア無線機を示したが、Direct Conversion方式用いる無線機の場合には、ＩＦ部が不要となる。この場合、制御部２４は、ＲＦ部とＢＢ部とに接続される構成となる。この点、特に断らないが、以下の実施例においても同様である。
【００２５】
図２に、無線機２０において、制御部２４が信号線４によってRF２１の増幅器PA３７にゲインを設定する例を示す。但し、図２のRF２１は、送信に関係する部分のみ示している。UC３６はアップコンバータ、BPF３５はバンドパスフィルタである。ある新しい仕様基準が記述されているソフトウェア５１、５２がダウンロードされて記憶装置２５に保持される。本実施例では、ソフトウェア５２に、PA３７に設定するゲインがxxと記述されており、ソフトウェア５１には、周波数ｆに対して基準となる送信電力P及び周波数解像度Δｆが記述されている。無線機毎に、仕様の条件或いは仕様化が見込まれる条件で予めゲインに対する送信電力の測定値が制御部２４に組み込まれている。ゲインに対する送信電力の測定値の例を図３に、送信電力基準の例を図４に示す。制御部２４はゲインxxに対する送信電力が基準となる最大送信電力P0を超える場合、送信電力がP0以下となるようにゲインをg0以下に設定する。制御部２４はゲインxxに対する送信電力が基準となる最大送信電力P0を超えない場合、ソフトウェア５２に指定されるゲインxxをPA３７に設定する。
【００２６】
今、図３に示す通り無線機２０で実現できる最も低い送信電力がP1でこのときのゲインをｇ1とする。P0＜P1なる場合、制御部２４は基準を満たす解が無い旨をユーザーインターフェース２６に表示し、電波の送信を行わない。
【００２７】
以上の実施例では、増幅器にゲインを設定する例を示したが、仕様基準が規定する送信電力以下になるように、減衰器に減衰率を設定するようにしてもよい。
【００２８】
図５に、無線機２０において制御部２４が信号線８によってBB２３のFIR４１、FIR４２に係数を設定する例を示す。FIR４１、FIR４２はFinite Impulse Response（FIR）のデジタルフィルタである。FIR４１、FIR４２は、例えばDSPにより実行されるソフトウェア、または、プログラム可能な回路で実現される。無線機毎に、仕様の条件或いは仕様化が見込まれる条件で予めFIRの係数の組に対する占有周波数帯域幅の測定値及び係数の組毎の係数の値を制御部に組み込んでいる。FIR４１、FIR４２の係数の組に対する占有周波数帯域幅の測定値の例を図６に示す。ここで、占有周波数帯域幅とは総電力の９９％の電力を含む帯域幅である。
【００２９】
図７に、送信電力基準の例を示す。制御部は基準となる送信スペクトルマスクから占有周波数帯域幅を求め、設定する係数の帯域幅と比較する。もし設定係数の占有周波数帯域幅が基準の占有周波数帯域幅を超えていたら、超えないように制御を行う。ソフトウェア５３には、ある新しい仕様基準が記述されている。ソフトウェア５３には、FIR４１とFIR４２とに設定する係数の組がSetNと指定されており、ソフトウェア５１は、図２に示したものと同様である。制御部２４はソフトウェア５１を解析して周波数f0を中心として総電力の９９％を含む帯域幅B0を求める。制御部２４は設定する係数の組であるSetNに対する占有周波数帯域幅がB0を超える場合、占有周波数帯域幅がB0以下となるような係数の組をSetIを選択する。制御部２４は信号線８によってSetIで指定される係数の組の値をFIR４１に設定し、それと同一の係数の組の値をFIR４２に設定する。
【００３０】
今、図６に示す通り無線機２０で実現できるFIR４１とFIR４２の最も狭帯域の設定がSet1で、このときの占有周波数帯域幅がB1とする。B0＜B1となる場合、制御部２４は基準を満たす解が無い旨をユーザーインターフェース２６に表示し、電波の送信を行わない。
【００３１】
図８に本発明の他の実施例を示す。図８に示すソフトウェア無線機は、測定回路２９から得た測定値と該仕様基準の情報とを比較して仕様を満足するように無線機の制御を行う制御部３１と、制御部３１と送信アンテナ１とを切り離すスイッチ２８とを備える。制御部３１は信号線３２によってスイッチ２８に信号を送り、スイッチ２８は測定回路２９で測定するときに電波を輻射しないようにアンテナ１を切り離す。制御部３１は通信開始前にアンテナ１を切り離し、仕様に規定される測定条件を測定回路２９に設定し送信電力を測定する。説明を省略した各構成の機能は、図１に示したものと同様である。
【００３２】
図９に、無線機３０の制御部３１が、信号線４によってRF２１の増幅器PA３７にゲインを設定する例を示す。制御部３１はソフトウェア５２を解析して仕様に依存したハードウェアとソフトウェアの設定を行う。本例では信号線４によってPA３７にゲインxxを設定する。制御部３１は信号線３２によってアンテナ１を切り離して送信信号を測定回路２９に入力するようにスイッチ２８を設定する。制御部３１は測定条件を測定回路２９に設定し送信電力を測定する。説明を省略した各構成の機能は、図２に示したものと同様である。再び図４を参照する。制御部３１はソフトウェア５１に与えられた条件で送信電力を測定して給電線ロス、アンテナゲインを加味した上で曲線６２を得、基準となる６０と比較する。無線機毎に給電線及びアンテナ特性は予め制御部に組み込んでおく。制御部３１は曲線６２が最大許容電力P0を超える場合、ゲインをΔｇ減少してPA３７に設定し再度測定を行う。同様の操作を繰り返すことによって制御部３１は基準６０を満足する曲線６１を得る場合、制御部３１は信号線３２によってアンテナ１を接続するようにスイッチ２８を設定し送信を開始する。制御部３１は、ソフトウェア５２に記述されている最大値gmax=xx及び最小値gmin=xyで指定される範囲でゲインを変化させる。制御部３１は、最小値gmin=xyをPA３７に設定し、測定した給電線ロス、アンテナゲインを加味した電力Pが許容電力P0より大きい場合、制御部３１は満たす解が無い旨ユーザーインターフェース２６に表示し、送信を行わない。
【００３３】
図１０に、無線機３０において制御部３１が信号線８によってBB２３のFIR４１、FIR４２に係数を設定する例を示す。制御部３１は信号線３２によってアンテナ１を切り離して送信信号を測定回路２９に入力するようにスイッチ２８を設定する。制御部３１は測定条件を測定回路２９に設定し送信電力を測定する。説明を省略した各構成の機能は、図５に示したものと同様である。再び図７を参照する。制御部３１はソフトウェア５１に与えられた条件で送信電力を測定して給電線ロス、アンテナゲインを加味した上で曲線６３を得、基準となる６０と比較する。無線機毎に給電線及びアンテナ特性は予め制御部に組み込んでおく。制御部３１は曲線６３の占有帯域幅が基準となる曲線６０の占有帯域幅B0を超える場合、SetNより占有帯域幅の小さい係数の組を選んでFIR４１、FIR４２に設定し再度測定を行う。同様の操作を繰り返すことによって制御部３１は基準６０を満足する曲線６１を得る場合、制御部３１は信号線３２によってアンテナ１を接続するようにスイッチ２８を設定し送信を開始する。
【００３４】
本実施例では、フィルタ係数の値を予め制御部に組み込んでいるが、制御部３１がフィルタのインパルス応答式からフィルタ係数を計算し、それをフィルタに設定しても良い。例えば、ガウスフィルタのインパルス応答式の変数BTを変化させて係数を計算し、それをフィルタに設定する。ここで、BTはクロック周波数周波数1/Tで正規化した３ｄB帯域幅である。制御部３１はソフトウェア５３を解析しBT＝zzに対して係数の組を計算し、FIR４１とFIR４２に設定する。例えば１シンボルに付きM倍サンプリングを行い、Lシンボルのデータを畳み込む場合に、係数aiを数１により計算する。
【００３５】
【数１】
制御部３１は信号線３２によってアンテナ１を切り離して送信信号を測定回路２９に入力するようにスイッチ２８を設定する。制御部３１は測定条件を測定回路２９に設定し送信電力を測定する。再び図７を参照する。制御部３１はソフトウェア５１に与えられた条件で送信電力を測定して給電線ロス、アンテナゲインを加味した上で曲線６３を得、基準となる６０と比較する。制御部３１は曲線６３の占有帯域幅が基準となる曲線６０の占有帯域幅B0を超える場合、BTを減少して再度係数の計算し、FIR４１、FIR４２に設定後測定を行う。同様の操作を繰り返すことによって制御部３１は基準６０を満足する曲線６１を得る場合、制御部３１は信号線３２によってアンテナ１を接続するようにスイッチ２８を設定し送信を開始する。
【００３６】
図１１に、本発明の他の実施例を示す。図１１は、無線機の状態を表示するユーザーインターフェース２６と通信可能な仕様を実現するソフトウェアを保持する記憶装置１５を備え、制御部２４は仕様基準を満たす解がない場合にその旨該ユーザーインターフェース２６に表示するともに該通信可能な仕様に設定する無線機を示す。記憶装置１５には、ある仕様（異常時仕様とする）を実現する為のソフトウェア１６が保持されている。ソフトウェア１６は制御部２４で実行されて異常時仕様を設定するプログラムである。このプログラムは、無線機の出荷前の認定時に動作確認および認証が行われているので、新仕様の導入に失敗した場合において、制御部１６がプログラム１６を実行することにより、無線機を異常時仕様に設定すれば、無線機はこの異常時仕様の設定に基づく通信を行うことができる。本実施例においても、図２及び図５で説明したのと同様にして、ゲインの設定、フィルタ係数の設定を行うことができる。本実施例が図２及び図５で説明したのと異なるのは、仕様基準を満たす解がない場合の動作である。この異なる点を中心に説明をする。
【００３７】
今、図３に示す通り無線機２０で実現できる最も低い送信電力がP1でこのときのゲインをｇ1とする。P0＜P1なる場合、制御部２４は基準を満たす解が無い旨をユーザーインターフェース２６に表示する。さらに制御部２４は記憶装置１５に保持されたソフトウェア１６を起動する。制御部２４は、RF２１、IF２２、BB２３、UserIF２６を異常時仕様に設定する。無線機２０は、新仕様を満たせず導入に失敗した場合でも異常時仕様によって通信可能となる。本例では、仕様基準である送信電力情報５１を保持する記憶装置が記憶装置２５で、通信可能な仕様を実現する為に十分なソフトウェア１６を保持する記憶装置が記憶装置１５と分かれているが、ソフトウェア１６を記憶装置２５に保持しても良い。
【００３８】
図１２に、別の実施例を示す。本図に示されているソフトウェア無線機が図６１１のそれと異なるのは、スイッチ２８と測定回路２９とが設けられている点である。スイッチ２８と測定回路２９は、図８で説明したものと同じである。
【００３９】
図１から図１２を用いて説明した実施例では、送信電力の最大値、送信周波数帯域幅が仕様基準を満足するように制御する例を示したが、仕様基準を満足するように制御する送受信特性がFSK変調方式の周波数偏移、送信周波数安定度、搬送波を送信していない時の電力、情報の送信速度、又は送信速度偏差であってもよい。
【００４０】
図１３に、無線機に対してソフトウェアを提供するサーバー１００の一実施例を示す。アンテナ１０１は無線部１０３と接続されている。また、無線部１０３と記憶装置１０４とには制御部１０５が接続されている。記憶装置１０４には、送受信特性情報が記述されるソフトウェア１１０、仕様基準を満足するように無線機の制御部を制御するための制御情報が記述されるソフトウェア１１１、及び送受信特性情報および仕様基準を満足する制御を行うソフトウェア以外のソフトウェア１１２が保持されている。図２に示したプログラム５１、および５２が、それぞれ、ソフトウェア１１０、１１２の一例である。ソフトウェア１１１は、例えば、上記プログラム５１に記述される仕様を実現するために、制御部２４を制御するプログラムである。本実施例では、ソフトウェア１１０、１１１は、所定の機関で認定及び暗号化を行ったソフトウェアであるとする。例えば、ソフトウェア１１０は、図１４(a)に示す処理により暗号化される。ソフトウェア１２０は、所定の機関で認定された送受信特性情報が記述されたソフトウェアである。所定の機関は、ソフトウェア１２０を、或る無線機構成の型式を代表する無線機構成で動作させて検査を行い、ソフトウェア１２０が仕様を満たす場合に認定するものとする。無線機構成の型式とは、無線機のハードウェアの構成と、このハードウェアで動作する基本OSに対応して決まる型式である。このソフトウェア１２０に対して改変検出のための巡回冗長符号１２１を計算して付加し、それを暗号化（スクランブル）したものがスクランブルされた情報１２３である。本実施例では、巡回冗長符号を用いたが、これ以外の符号を適用しても良い。情報１２３には、ヘッダ１２２が付加される。ヘッダ１２２には、ソフトウェアID１２５、ソフトウェアバージョン１２６、無線機構成の型式１２７、および仕様１２８が記述される。無線機構成の型式１２７には、認定検査で用いた無線機構成の型式が格納される。ソフトウェア１１１についても同様の処理により暗号化される。
【００４１】
一方、本実施例では、ソフトウェア１１２は、図１４（ｂ）に示す処理が施されたものとする。図１４（ａ）に示した処理と同様に、ソフトウェアにはＣＲＣが付加されるが、暗号化はされない。ＣＲＣが付加されたソフトウェアに図１４（ａ）と同様にヘッダ１２２が付加される。ソフトウェア１１２は、無線機に設定するパラメータ等が記述されたソフトウェアである。その記述の仕方は共通記述言語としてオープンにすることが検討されているため、本実施例では、ソフトウェア１１２を暗号化しないこととしている。
【００４２】
再び、図１３を参照する。制御部１０５は、記憶装置１０４に追加されたソフトウェアのヘッダ１２２より、無線機がダウンロード可能なソフトウェアのリスト１１３を作成する。リスト１１３には、追加されたソフトウェアのヘッダに記述されているソフトウェアID１２５、ソフトウェアバージョン１２６、無線機構成の型式１２７、および仕様１２８が記述される。無線機は、無線機構成の型式と、ダウンロードを要求する仕様基準とを指定して、サーバー１００にダウンロード要求を送信する。例えば、図８の無線機３０を例に取れば、ユーザーがユーザーインターフェース２６を通じて制御部３１にダウンロードする仕様と、無線機構成の型式を指定してもよい。また例えば無線機構成の型式を記憶装置２５に保持しておき、制御部３１が読み出して指定しても良い。サーバー１００の制御部１０５は、記憶装置１０４に保持された複数のソフトウェアのヘッダ１２２を参照し、要求されたソフトウェア１１０、１１１、１１２を選択し、無線部１０３、アンテナ１０１を経由して無線機３０へ送信する。
【００４３】
またソフトウェアをダウンロードする他の例では、サーバー１００は無線機３０へリスト１１３を送信する。無線機１００の制御部３１はリスト１１３から変更する仕様１２８のうち自無線機構成の型式１２７に合うID１２５を選択する。無線機３０はID１２５を指定してダウンロード要求を送信する。サーバー１００の制御部１０５は記憶装置１０４に保持されたソフトウェアのヘッダ１２２を参照し要求されたIDのソフトウェア１１０、１１１、１１２を選択し無線機３０へ送信する。
【００４４】
無線機３０の制御部３１は受信したソフトウェア１１０、１１１にデスクランブルしてソフトウェア１２０と符号１２１の情報を復号する。１２０に対して所定の生成多項式と初期値で巡回冗長符号を計算して付加されている符号１２１と比較する。一致する場合に限り改変されていないと判断してソフトウェア１２０を用いる。同様に無線機３０の制御部３１は受信したソフトウェア１１２の１２０に対して符号を計算して付加されている符号１２１と比較し、一致する場合にソフトウェア１２０を用いる。
【００４５】
前記では簡易な暗号化の例を示したがより強力な暗号を掛けても良い。暗号化と改竄検査の目的で配布するソフトウェアにデジタル署名を付加する等、より高度な方法で行っても良い。配布するソフトウェアの認定を行う機関と改竄検出の為の符号付加及び暗号化を行う機関が異なっていても良い。また送受信特性情報のソフトウェア１１０と仕様基準を満足する制御を行うソフトウェア１１１とは一体化されたソフトウェアであっても良い。
【００４６】
さらに前記において無線によりサーバーから無線機にソフトウェアを配布する例を示したが、有線やCD-ROM等の媒体による配布であっても良い。
【００４７】
【発明の効果】
本発明のソフトウェア無線機は仕様基準である送受信特性情報を保持する記憶装置と該仕様基準を満足するように無線機の設定を行う制御部とを備える。よって新たな仕様を実現するソフトウェアを無線機にダウンロードして再設定するときに送受信特性が仕様基準を満たすことを保証できる。また仕様基準である送受信特性情報を保持する記憶装置と送受信特性の測定回路と送信アンテナと該測定回路から得た測定値と該仕様基準の情報とを比較して仕様を満足するように無線機の設定を行う制御部を備える。よって新たな仕様を実現するソフトウェアを無線機にダウンロードして再設定するときに、個別の無線機特性の測定結果に基付いて送信電力が仕様基準を満足することを保証できる。
さらに送信アンテナを切り離すスイッチを備え、測定時に送信アンテナを切り離せるため不要な電波を送信しない。さらには無線機の状態を表示するユーザーインターフェースを備え、仕様基準を満たす解がない場合にその旨該ユーザーインターフェースに表示するとともに電波の送信を抑制する制御部を備えるので、不要な電波送信をしないで済むとともにユーザーが基準を満足しない仕様の導入を中止することができる。また無線機の状態を表示するユーザーインターフェースと通信可能な仕様を実現する為に十分なソフトウェアを保持する記憶装置を備え、仕様基準を満たす解がない場合にその旨該ユーザーインターフェースに表示するとともに無線機を該通信可能な仕様に設定するする制御部を備えるので、導入を試みた仕様が基準を満たさない場合でも、無線機は不要な電波を送信しないで済むとともに通信可能な状態を回復できる。
【００４８】
さらに増幅器若しくは減衰器と、仕様基準である送信電力以下となるようにそれぞれ増幅率若しくは減衰率を制御する制御部を備えているので仕様基準を超えた送信電力で電波を送信することが避けられる。また送信フィルタと、仕様基準である周波数帯域幅以下となるように該フィルタ特性を制御する制御部とを備えているので規定占有周波数帯域幅を超えて電波を送信することが避けられる。
【００４９】
本発明の認定方式はソフトウェアの内、仕様基準である送受信特性情報と該仕様基準を満足するように設定を行う制御部分の認定のみ行うため、認定されない部分の依り自由度が高い。よって自由に書きかえられる部分の変更で、認定機関への煩雑な届け出なしにバグフィックス、バージョンアップが出来る。またより優れたアルゴリズムを導入するなど競争が行われる環境が出来る。また本発明の認定方式は無線機に仕様基準を満足する制御部を設け、製造終了時の無線機と仕様基準である送受信特性情報と該仕様基準を満足するように設定を行う制御部分の認定のみ行う。よって再プログラミングによって仕様変更するとき、再検査のために機関に持ち込む事無く容易に仕様基準の保証が出来る。さらに本発明の認定方式は、ソフトウェアの認定後に改竄を検出するための情報を付加し暗号化して配布する。よって、配布されるソフトウェアが秘匿されると伴に、ダウンロード後に無線機において所定の機関によって認定された正規のソフトウェアであることが確認出来る。
【００５０】
さらにまた本発明のソフトウェア無線システムは、無線機はサーバーより仕様基準を満足するように設定を行う制御部分のソフトウェアをダウンロードする手段と該無線機の構成情報をサーバーに送信する手段を具備する。又はサーバーが制御可能な無線機構成のリストを無線機に送信する手段を具備する。サーバーまたは無線機が該制御部分を選択してダウンロードする手段を備えている。よって無線機構成に依存した仕様の制御が必要な場合に適当なソフトウェアを選択しダウンロードできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の無線機の一例を示すブロック図。
【図２】本発明の無線機の一例を示すブロック図。
【図３】本発明の無線機において制御される制御特性を説明するための図。
【図４】本発明の無線機において制御される制御特性を説明するための図。
【図５】本発明の無線機の一例を示すブロック図。
【図６】本発明の無線機において制御される制御特性を説明するための図。
【図７】本発明の無線機において制御される制御特性を説明するための図。
【図８】本発明の無線機の一例を示すブロック図。
【図９】本発明の無線機の一例を示すブロック図。
【図１０】本発明の無線機の一例を示すブロック図。
【図１１】本発明の無線機の一例を示すブロック図。
【図１２】本発明の無線機の一例を示すブロック図。
【図１３】無線機にソフトウェア配布するサーバの一実施例を示す図。
【図１４】図１４（ａ）及び（ｂ）は、サーバが配布するソフトウェアの構成を示す図。
【符号の説明】
１：アンテナ、２１：RF部、２２：IF部、２３：ベースバンド部、２６ユーザーインターフェース２８、スイッチ。２０、３０：無線機。２４，３１：制御部。１５，２５：記憶装置。３５：バンドバスフィルタ、３６：アップコンバータ、３７：パワーアンプ、３８：直交変調部。３９、４０：デジタルアナログコンバータ。４１、４２：FIRフィルタ。４３：データ変調部。１６、５１、５２、５３：ソフトウェア。２９：測定回路。
【発明の属する技術分野】
本発明は再プログラミングによって機能を変更する無線機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線システムの仕様毎に周波数と送信電力が規定される。あるシステムに一旦周波数が割り当てられた後に新しい仕様のシステムが標準化されると、周波数の割り当て直しが行われる可能性がある。例えば、“足りないIMT2000用周波数”、日経コミュニケーション、pp.78-80、2000年3月6日には、約１０年かけて既存業務の割り当て周波数の移動を行い、空けた周波数をIMT2000に割り当て直す例が開示されている。また、米国FEDERAL COMMUNICATION COMMISSION（FCC）は、Gregory L．Rosston, Jeffrey S. Steinberg, ”Using Market-Based Spectrum Policy to Promote the Public Interest”, January, 1997において、周波数利用の柔軟性及び利用効率を高め、市場の競争性や技術革新を促進する等の為の政策を提言している。FCCではオークション方式により周波数割り当てを行っている。
【０００３】
米国FCCからのソフトウェア無線に関する質問、”BEFORE THE FEDERAL COMMUNICATION COMMISSION Washington”, In the Matter of Inquiry Regarding Software Defined Radios, ET Docket No. 00-47, NOTICE OF INQUIRY, Released March 21, 2000 に対し、SDR Forumは、”COMMENTS OF THE SDR FORUM”において、次のような意見を述べている。FCCは、ソフトウェア無線機のハードウェアとソフトウェアの組み合わせに対してテスト及び認可すべきである。また、現行のFCC規則は再認定やラベル張替なしに出荷後の現場で変更出来る無線機を考慮に入れておらず法規変更が必要である。
【０００４】
日本では、１９９９年２月の郵政省電気技術審議会のITSに関する答申において、２００５年にソフトウェアの変更による通信方式の変更が実現するとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の無線機は周波数割り当ての変更に柔軟に対応できず、周波数割り当ての変更に長期計画が必要であった。周波数割り当てを柔軟に行う制度にも合致した、周波数や送信電力等に関する仕様変更に柔軟に対応できる無線機が望まれる。
【０００６】
製造終了後に再プログラミングによって仕様変更をする場合、変更する無線機を認定機関に持ち込み再認定するなど手続きが煩雑な認定方式はソフトウェア無線機の柔軟性を活かす上で障害となる。より簡易に無線機の技術適合を認定する方式が課題である。
【０００７】
またソフトウェア無線機の柔軟性を活かすためには、規制を最小限に抑えてソフトウェアの自由度を高くすることが望ましい。仕様基準を満たすための規制と仕様変更の自由との両立が課題である。
またソフトウェアを認定後配布する場合に、ソフトウェアの内容を分析及び変更されることがないように秘匿すること、及びダウンロード後の無線機においてダウンロードしたソフトウェアが改竄されていない正規の情報かを確認することが課題である。
【０００８】
ソフトウェア無線機出荷後に新ソフトウェアをダウンロードして機能変更する場合、既に出荷したものと同一型のハードウェアを用いて新ソフトウェアのテストおよび認定を行い配布する方法がある。認定後出荷されたソフトウェア無線機に出荷前に認定されたものとは別仕様のソフトウェアをインストールする場合において、ハードウェアとしては該別仕様の送信電力の基準を超えて送信する能力を持ち、インストールするソフトウェアによっては該別仕様を満たさない場合があり得る。仕様に依存した基準を満たすことを保証する機構を備えたソフトウェア無線機を提供することが課題である。
【０００９】
また無線機出荷後にソフトウェアをダウンロードして機能変更する場合、テストしたものと別の無線機にインストールするので、無線機の個体差やソフトウェアのバグ等何らかの原因によって仕様を満たさない可能性がある。そこで無線機個々に仕様を満足するように検証および補正機構を備えたソフトウェア無線機を提供することが課題である。
【００１０】
さらに検証の結果、該無線機の能力では新しい仕様を満足出来ないことが判明した場合に、ユーザーに仕様を満たさない旨を通知し、不要な電波送信を抑制する機構および通信可能な仕様を回復する機構を備えたソフトウェア無線機を提供することが課題である。
【００１１】
さらにまた無線機の製造終了後に再プログラミングによって仕様を変更する時に、満たすべき仕様は無線機構成に依存しないが、仕様基準を満たす制御が無線機構成に依存する状況が考えられる。例えばある仕様の無線機を実現するとき、何れのハードウェアを使用する場合でも満たすべき最大許容電力等の仕様値は不変であるが、制御のアルゴリズムやプログラムはハードウェアに依存して違っていてよい。無線機に仕様基準を満たす制御を行うソフトウェアをダウンロードして用いる場合に無線機構成と連携したソフトウェアを選択する仕組みが課題である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のソフトウェア無線機は、変更しようとする仕様基準に関する情報を保持する記憶装置と、前記仕様基準に関する情報に基づき、前記仕様基準を満足するように前記ベースバンド部及び無線周波部の設定の変更を行う制御部とを有する。
【００１３】
後述される本発明の一実施例では、送受信特性の測定回路を更に有し、制御部は、前記測定回路から得た測定値と前記仕様基準に関する情報とを比較して、前記仕様基準を満足するように前記ベースバンド部及び無線周波部の設定の変更を行う。
【００１４】
他の実施例では、ソフトウェア無線機のアンテナ、前記無線周波部及び前記測定回路とに接続されるスイッチが設けられており、前記スイッチは、前記測定回路が送受信特性を測定する場合に、前記無線周波部を前記アンテナから切り離し、前記測定回路に接続し、送信データが前記測定回路に送信されるように制御する。
【００１５】
他の実施例では、制御部は変更仕様とする仕様基準を満足するようにベースバンド部及び無線周波部の設定の変更を行うことができない場合に、その旨該ユーザーインターフェースに表示する。その場合には、制御部は、電波送信を抑制する制御を行う。
【００１６】
他の実施例では、予め通信可能であることが確認されている仕様を記述するソフトウェアを保持しておき、制御部は、変更しようとする仕様基準を満足するようにベースバンド部及び無線周波部の設定の変更を行うことができない場合に、前記ベースバンド部及び無線周波部を、前記ソフトウェアに記述されている仕様に設定する。
【００１７】
他の実施例では、制御部は、変更しようとする仕様基準が規定する送信電力以下となるように、無線周波部の増幅器または減衰器に、それぞれ増幅率又は減衰率を設定する。
【００１８】
他の実施例では、制御部は、変更しようとする仕様基準が規定する占有周波数帯域幅以下となるようにベースバンド部のフィルタ特性を設定する。
【００１９】
また、本発明の一実施例では、無線機に、ある仕様を実現させるソフトウェアを次のようにして配信する。前記ソフトウェアに改竄を検出する情報を付加し、前記改竄を検出情報が付加されたソフトウェアを暗号化して配信する。そして、無線機は、前記暗号化されたソフトウェアを復号化し、前記改竄を検出する情報を用いて、前記ソフトウェアが改竄されていないかを検査する。前記改竄を検出する情報の一実施例は、巡回冗長符号である。
【００２０】
また、本発明の他の実施例では、無線機に、ある仕様を実現させるソフトウェアを次のようにして配信する。無線機は、前記無線機機の型式と、前記無線機が変更仕様とする仕様とを指定して、サーバに対し、ソフトウェアのダウンロード要求を送信する。サーバには、それぞれ、無線機にある仕様を実現させる複数のソフトウェアと、各ソフトウェアに対して、そのソフトウェアにより実現される仕様と、認証検査が行われた無線機の型式に関する情報とが保持されている。サーバは、無線機から受信した前記ダウンロード要求において指定されている型式と仕様に対応したソフトウェアを前記複数のソフトウェアから選択し、その選択したソフトウェアを無線機に送信する。
【００２１】
また、本発明の他の実施例では、サーバは、無線機に対して、ダウンロード可能なソフトウェアのリストを送信し、無線機がそのリストから要求するソフトウェアを選択するようにしている。
【００２２】
その他の本願が開示する発明については、発明の実施の形態の欄で明らかにされる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明のソフトウェア無線機の一実施例を示す。図１は、仕様基準を保持する記憶装置２５と、この仕様基準を満足するように制御を行う制御部２４とを備えたソフトウェア無線機示す。送信は次のようにして行われる。上位層処理部２７で動作するアプリケーションが生成する情報をベースバンド（BB）部２３が変調等のベースバンド処理をし、中間周波（IF）部２２が中間周波数にアップコンバートする。無線周波（RF）部２１が増幅、無線周波数へのアップコンバート、および濾波を行い、アンテナ１から送信する。一方、受信は次のようにして行われる。アンテナ１で受信した信号をRF２１において無線周波数で処理を行い中間周波数にダウンコンバートしてIF２２で処理する。IF２２がアナログからデジタル信号に変換後BB２３が復調等のベースバンド処理を行う。BB２３が出力した情報は上位層処理部２７で動作するアプリケーションで使用される。
【００２４】
無線回線を介してダウンロードされたソフトウェアがアンテナ１、RF２１,IF２２、BB２３、信号線７、制御部２４、および信号線９を経由して記憶装置２５に保持される。制御部２４は、信号線８によって、記憶装置２５に保持されたベースバンド処理を行うプログラムのロードまたはハードウェアの設定を行う制御信号の送信をする。また、制御部２４は、記憶装置２５に保持されたソフトウェアを解析し、信号線４と信号線６とによって、それぞれRF２１とIF２２へ、ハードウェアの設定を行う制御信号を送る。本実施例では、ＩＦ部を有するソフトウェア無線機を示したが、Direct Conversion方式用いる無線機の場合には、ＩＦ部が不要となる。この場合、制御部２４は、ＲＦ部とＢＢ部とに接続される構成となる。この点、特に断らないが、以下の実施例においても同様である。
【００２５】
図２に、無線機２０において、制御部２４が信号線４によってRF２１の増幅器PA３７にゲインを設定する例を示す。但し、図２のRF２１は、送信に関係する部分のみ示している。UC３６はアップコンバータ、BPF３５はバンドパスフィルタである。ある新しい仕様基準が記述されているソフトウェア５１、５２がダウンロードされて記憶装置２５に保持される。本実施例では、ソフトウェア５２に、PA３７に設定するゲインがxxと記述されており、ソフトウェア５１には、周波数ｆに対して基準となる送信電力P及び周波数解像度Δｆが記述されている。無線機毎に、仕様の条件或いは仕様化が見込まれる条件で予めゲインに対する送信電力の測定値が制御部２４に組み込まれている。ゲインに対する送信電力の測定値の例を図３に、送信電力基準の例を図４に示す。制御部２４はゲインxxに対する送信電力が基準となる最大送信電力P0を超える場合、送信電力がP0以下となるようにゲインをg0以下に設定する。制御部２４はゲインxxに対する送信電力が基準となる最大送信電力P0を超えない場合、ソフトウェア５２に指定されるゲインxxをPA３７に設定する。
【００２６】
今、図３に示す通り無線機２０で実現できる最も低い送信電力がP1でこのときのゲインをｇ1とする。P0＜P1なる場合、制御部２４は基準を満たす解が無い旨をユーザーインターフェース２６に表示し、電波の送信を行わない。
【００２７】
以上の実施例では、増幅器にゲインを設定する例を示したが、仕様基準が規定する送信電力以下になるように、減衰器に減衰率を設定するようにしてもよい。
【００２８】
図５に、無線機２０において制御部２４が信号線８によってBB２３のFIR４１、FIR４２に係数を設定する例を示す。FIR４１、FIR４２はFinite Impulse Response（FIR）のデジタルフィルタである。FIR４１、FIR４２は、例えばDSPにより実行されるソフトウェア、または、プログラム可能な回路で実現される。無線機毎に、仕様の条件或いは仕様化が見込まれる条件で予めFIRの係数の組に対する占有周波数帯域幅の測定値及び係数の組毎の係数の値を制御部に組み込んでいる。FIR４１、FIR４２の係数の組に対する占有周波数帯域幅の測定値の例を図６に示す。ここで、占有周波数帯域幅とは総電力の９９％の電力を含む帯域幅である。
【００２９】
図７に、送信電力基準の例を示す。制御部は基準となる送信スペクトルマスクから占有周波数帯域幅を求め、設定する係数の帯域幅と比較する。もし設定係数の占有周波数帯域幅が基準の占有周波数帯域幅を超えていたら、超えないように制御を行う。ソフトウェア５３には、ある新しい仕様基準が記述されている。ソフトウェア５３には、FIR４１とFIR４２とに設定する係数の組がSetNと指定されており、ソフトウェア５１は、図２に示したものと同様である。制御部２４はソフトウェア５１を解析して周波数f0を中心として総電力の９９％を含む帯域幅B0を求める。制御部２４は設定する係数の組であるSetNに対する占有周波数帯域幅がB0を超える場合、占有周波数帯域幅がB0以下となるような係数の組をSetIを選択する。制御部２４は信号線８によってSetIで指定される係数の組の値をFIR４１に設定し、それと同一の係数の組の値をFIR４２に設定する。
【００３０】
今、図６に示す通り無線機２０で実現できるFIR４１とFIR４２の最も狭帯域の設定がSet1で、このときの占有周波数帯域幅がB1とする。B0＜B1となる場合、制御部２４は基準を満たす解が無い旨をユーザーインターフェース２６に表示し、電波の送信を行わない。
【００３１】
図８に本発明の他の実施例を示す。図８に示すソフトウェア無線機は、測定回路２９から得た測定値と該仕様基準の情報とを比較して仕様を満足するように無線機の制御を行う制御部３１と、制御部３１と送信アンテナ１とを切り離すスイッチ２８とを備える。制御部３１は信号線３２によってスイッチ２８に信号を送り、スイッチ２８は測定回路２９で測定するときに電波を輻射しないようにアンテナ１を切り離す。制御部３１は通信開始前にアンテナ１を切り離し、仕様に規定される測定条件を測定回路２９に設定し送信電力を測定する。説明を省略した各構成の機能は、図１に示したものと同様である。
【００３２】
図９に、無線機３０の制御部３１が、信号線４によってRF２１の増幅器PA３７にゲインを設定する例を示す。制御部３１はソフトウェア５２を解析して仕様に依存したハードウェアとソフトウェアの設定を行う。本例では信号線４によってPA３７にゲインxxを設定する。制御部３１は信号線３２によってアンテナ１を切り離して送信信号を測定回路２９に入力するようにスイッチ２８を設定する。制御部３１は測定条件を測定回路２９に設定し送信電力を測定する。説明を省略した各構成の機能は、図２に示したものと同様である。再び図４を参照する。制御部３１はソフトウェア５１に与えられた条件で送信電力を測定して給電線ロス、アンテナゲインを加味した上で曲線６２を得、基準となる６０と比較する。無線機毎に給電線及びアンテナ特性は予め制御部に組み込んでおく。制御部３１は曲線６２が最大許容電力P0を超える場合、ゲインをΔｇ減少してPA３７に設定し再度測定を行う。同様の操作を繰り返すことによって制御部３１は基準６０を満足する曲線６１を得る場合、制御部３１は信号線３２によってアンテナ１を接続するようにスイッチ２８を設定し送信を開始する。制御部３１は、ソフトウェア５２に記述されている最大値gmax=xx及び最小値gmin=xyで指定される範囲でゲインを変化させる。制御部３１は、最小値gmin=xyをPA３７に設定し、測定した給電線ロス、アンテナゲインを加味した電力Pが許容電力P0より大きい場合、制御部３１は満たす解が無い旨ユーザーインターフェース２６に表示し、送信を行わない。
【００３３】
図１０に、無線機３０において制御部３１が信号線８によってBB２３のFIR４１、FIR４２に係数を設定する例を示す。制御部３１は信号線３２によってアンテナ１を切り離して送信信号を測定回路２９に入力するようにスイッチ２８を設定する。制御部３１は測定条件を測定回路２９に設定し送信電力を測定する。説明を省略した各構成の機能は、図５に示したものと同様である。再び図７を参照する。制御部３１はソフトウェア５１に与えられた条件で送信電力を測定して給電線ロス、アンテナゲインを加味した上で曲線６３を得、基準となる６０と比較する。無線機毎に給電線及びアンテナ特性は予め制御部に組み込んでおく。制御部３１は曲線６３の占有帯域幅が基準となる曲線６０の占有帯域幅B0を超える場合、SetNより占有帯域幅の小さい係数の組を選んでFIR４１、FIR４２に設定し再度測定を行う。同様の操作を繰り返すことによって制御部３１は基準６０を満足する曲線６１を得る場合、制御部３１は信号線３２によってアンテナ１を接続するようにスイッチ２８を設定し送信を開始する。
【００３４】
本実施例では、フィルタ係数の値を予め制御部に組み込んでいるが、制御部３１がフィルタのインパルス応答式からフィルタ係数を計算し、それをフィルタに設定しても良い。例えば、ガウスフィルタのインパルス応答式の変数BTを変化させて係数を計算し、それをフィルタに設定する。ここで、BTはクロック周波数周波数1/Tで正規化した３ｄB帯域幅である。制御部３１はソフトウェア５３を解析しBT＝zzに対して係数の組を計算し、FIR４１とFIR４２に設定する。例えば１シンボルに付きM倍サンプリングを行い、Lシンボルのデータを畳み込む場合に、係数aiを数１により計算する。
【００３５】
【数１】
【００３６】
図１１に、本発明の他の実施例を示す。図１１は、無線機の状態を表示するユーザーインターフェース２６と通信可能な仕様を実現するソフトウェアを保持する記憶装置１５を備え、制御部２４は仕様基準を満たす解がない場合にその旨該ユーザーインターフェース２６に表示するともに該通信可能な仕様に設定する無線機を示す。記憶装置１５には、ある仕様（異常時仕様とする）を実現する為のソフトウェア１６が保持されている。ソフトウェア１６は制御部２４で実行されて異常時仕様を設定するプログラムである。このプログラムは、無線機の出荷前の認定時に動作確認および認証が行われているので、新仕様の導入に失敗した場合において、制御部１６がプログラム１６を実行することにより、無線機を異常時仕様に設定すれば、無線機はこの異常時仕様の設定に基づく通信を行うことができる。本実施例においても、図２及び図５で説明したのと同様にして、ゲインの設定、フィルタ係数の設定を行うことができる。本実施例が図２及び図５で説明したのと異なるのは、仕様基準を満たす解がない場合の動作である。この異なる点を中心に説明をする。
【００３７】
今、図３に示す通り無線機２０で実現できる最も低い送信電力がP1でこのときのゲインをｇ1とする。P0＜P1なる場合、制御部２４は基準を満たす解が無い旨をユーザーインターフェース２６に表示する。さらに制御部２４は記憶装置１５に保持されたソフトウェア１６を起動する。制御部２４は、RF２１、IF２２、BB２３、UserIF２６を異常時仕様に設定する。無線機２０は、新仕様を満たせず導入に失敗した場合でも異常時仕様によって通信可能となる。本例では、仕様基準である送信電力情報５１を保持する記憶装置が記憶装置２５で、通信可能な仕様を実現する為に十分なソフトウェア１６を保持する記憶装置が記憶装置１５と分かれているが、ソフトウェア１６を記憶装置２５に保持しても良い。
【００３８】
図１２に、別の実施例を示す。本図に示されているソフトウェア無線機が図６１１のそれと異なるのは、スイッチ２８と測定回路２９とが設けられている点である。スイッチ２８と測定回路２９は、図８で説明したものと同じである。
【００３９】
図１から図１２を用いて説明した実施例では、送信電力の最大値、送信周波数帯域幅が仕様基準を満足するように制御する例を示したが、仕様基準を満足するように制御する送受信特性がFSK変調方式の周波数偏移、送信周波数安定度、搬送波を送信していない時の電力、情報の送信速度、又は送信速度偏差であってもよい。
【００４０】
図１３に、無線機に対してソフトウェアを提供するサーバー１００の一実施例を示す。アンテナ１０１は無線部１０３と接続されている。また、無線部１０３と記憶装置１０４とには制御部１０５が接続されている。記憶装置１０４には、送受信特性情報が記述されるソフトウェア１１０、仕様基準を満足するように無線機の制御部を制御するための制御情報が記述されるソフトウェア１１１、及び送受信特性情報および仕様基準を満足する制御を行うソフトウェア以外のソフトウェア１１２が保持されている。図２に示したプログラム５１、および５２が、それぞれ、ソフトウェア１１０、１１２の一例である。ソフトウェア１１１は、例えば、上記プログラム５１に記述される仕様を実現するために、制御部２４を制御するプログラムである。本実施例では、ソフトウェア１１０、１１１は、所定の機関で認定及び暗号化を行ったソフトウェアであるとする。例えば、ソフトウェア１１０は、図１４(a)に示す処理により暗号化される。ソフトウェア１２０は、所定の機関で認定された送受信特性情報が記述されたソフトウェアである。所定の機関は、ソフトウェア１２０を、或る無線機構成の型式を代表する無線機構成で動作させて検査を行い、ソフトウェア１２０が仕様を満たす場合に認定するものとする。無線機構成の型式とは、無線機のハードウェアの構成と、このハードウェアで動作する基本OSに対応して決まる型式である。このソフトウェア１２０に対して改変検出のための巡回冗長符号１２１を計算して付加し、それを暗号化（スクランブル）したものがスクランブルされた情報１２３である。本実施例では、巡回冗長符号を用いたが、これ以外の符号を適用しても良い。情報１２３には、ヘッダ１２２が付加される。ヘッダ１２２には、ソフトウェアID１２５、ソフトウェアバージョン１２６、無線機構成の型式１２７、および仕様１２８が記述される。無線機構成の型式１２７には、認定検査で用いた無線機構成の型式が格納される。ソフトウェア１１１についても同様の処理により暗号化される。
【００４１】
一方、本実施例では、ソフトウェア１１２は、図１４（ｂ）に示す処理が施されたものとする。図１４（ａ）に示した処理と同様に、ソフトウェアにはＣＲＣが付加されるが、暗号化はされない。ＣＲＣが付加されたソフトウェアに図１４（ａ）と同様にヘッダ１２２が付加される。ソフトウェア１１２は、無線機に設定するパラメータ等が記述されたソフトウェアである。その記述の仕方は共通記述言語としてオープンにすることが検討されているため、本実施例では、ソフトウェア１１２を暗号化しないこととしている。
【００４２】
再び、図１３を参照する。制御部１０５は、記憶装置１０４に追加されたソフトウェアのヘッダ１２２より、無線機がダウンロード可能なソフトウェアのリスト１１３を作成する。リスト１１３には、追加されたソフトウェアのヘッダに記述されているソフトウェアID１２５、ソフトウェアバージョン１２６、無線機構成の型式１２７、および仕様１２８が記述される。無線機は、無線機構成の型式と、ダウンロードを要求する仕様基準とを指定して、サーバー１００にダウンロード要求を送信する。例えば、図８の無線機３０を例に取れば、ユーザーがユーザーインターフェース２６を通じて制御部３１にダウンロードする仕様と、無線機構成の型式を指定してもよい。また例えば無線機構成の型式を記憶装置２５に保持しておき、制御部３１が読み出して指定しても良い。サーバー１００の制御部１０５は、記憶装置１０４に保持された複数のソフトウェアのヘッダ１２２を参照し、要求されたソフトウェア１１０、１１１、１１２を選択し、無線部１０３、アンテナ１０１を経由して無線機３０へ送信する。
【００４３】
またソフトウェアをダウンロードする他の例では、サーバー１００は無線機３０へリスト１１３を送信する。無線機１００の制御部３１はリスト１１３から変更する仕様１２８のうち自無線機構成の型式１２７に合うID１２５を選択する。無線機３０はID１２５を指定してダウンロード要求を送信する。サーバー１００の制御部１０５は記憶装置１０４に保持されたソフトウェアのヘッダ１２２を参照し要求されたIDのソフトウェア１１０、１１１、１１２を選択し無線機３０へ送信する。
【００４４】
無線機３０の制御部３１は受信したソフトウェア１１０、１１１にデスクランブルしてソフトウェア１２０と符号１２１の情報を復号する。１２０に対して所定の生成多項式と初期値で巡回冗長符号を計算して付加されている符号１２１と比較する。一致する場合に限り改変されていないと判断してソフトウェア１２０を用いる。同様に無線機３０の制御部３１は受信したソフトウェア１１２の１２０に対して符号を計算して付加されている符号１２１と比較し、一致する場合にソフトウェア１２０を用いる。
【００４５】
前記では簡易な暗号化の例を示したがより強力な暗号を掛けても良い。暗号化と改竄検査の目的で配布するソフトウェアにデジタル署名を付加する等、より高度な方法で行っても良い。配布するソフトウェアの認定を行う機関と改竄検出の為の符号付加及び暗号化を行う機関が異なっていても良い。また送受信特性情報のソフトウェア１１０と仕様基準を満足する制御を行うソフトウェア１１１とは一体化されたソフトウェアであっても良い。
【００４６】
さらに前記において無線によりサーバーから無線機にソフトウェアを配布する例を示したが、有線やCD-ROM等の媒体による配布であっても良い。
【００４７】
【発明の効果】
本発明のソフトウェア無線機は仕様基準である送受信特性情報を保持する記憶装置と該仕様基準を満足するように無線機の設定を行う制御部とを備える。よって新たな仕様を実現するソフトウェアを無線機にダウンロードして再設定するときに送受信特性が仕様基準を満たすことを保証できる。また仕様基準である送受信特性情報を保持する記憶装置と送受信特性の測定回路と送信アンテナと該測定回路から得た測定値と該仕様基準の情報とを比較して仕様を満足するように無線機の設定を行う制御部を備える。よって新たな仕様を実現するソフトウェアを無線機にダウンロードして再設定するときに、個別の無線機特性の測定結果に基付いて送信電力が仕様基準を満足することを保証できる。
さらに送信アンテナを切り離すスイッチを備え、測定時に送信アンテナを切り離せるため不要な電波を送信しない。さらには無線機の状態を表示するユーザーインターフェースを備え、仕様基準を満たす解がない場合にその旨該ユーザーインターフェースに表示するとともに電波の送信を抑制する制御部を備えるので、不要な電波送信をしないで済むとともにユーザーが基準を満足しない仕様の導入を中止することができる。また無線機の状態を表示するユーザーインターフェースと通信可能な仕様を実現する為に十分なソフトウェアを保持する記憶装置を備え、仕様基準を満たす解がない場合にその旨該ユーザーインターフェースに表示するとともに無線機を該通信可能な仕様に設定するする制御部を備えるので、導入を試みた仕様が基準を満たさない場合でも、無線機は不要な電波を送信しないで済むとともに通信可能な状態を回復できる。
【００４８】
さらに増幅器若しくは減衰器と、仕様基準である送信電力以下となるようにそれぞれ増幅率若しくは減衰率を制御する制御部を備えているので仕様基準を超えた送信電力で電波を送信することが避けられる。また送信フィルタと、仕様基準である周波数帯域幅以下となるように該フィルタ特性を制御する制御部とを備えているので規定占有周波数帯域幅を超えて電波を送信することが避けられる。
【００４９】
本発明の認定方式はソフトウェアの内、仕様基準である送受信特性情報と該仕様基準を満足するように設定を行う制御部分の認定のみ行うため、認定されない部分の依り自由度が高い。よって自由に書きかえられる部分の変更で、認定機関への煩雑な届け出なしにバグフィックス、バージョンアップが出来る。またより優れたアルゴリズムを導入するなど競争が行われる環境が出来る。また本発明の認定方式は無線機に仕様基準を満足する制御部を設け、製造終了時の無線機と仕様基準である送受信特性情報と該仕様基準を満足するように設定を行う制御部分の認定のみ行う。よって再プログラミングによって仕様変更するとき、再検査のために機関に持ち込む事無く容易に仕様基準の保証が出来る。さらに本発明の認定方式は、ソフトウェアの認定後に改竄を検出するための情報を付加し暗号化して配布する。よって、配布されるソフトウェアが秘匿されると伴に、ダウンロード後に無線機において所定の機関によって認定された正規のソフトウェアであることが確認出来る。
【００５０】
さらにまた本発明のソフトウェア無線システムは、無線機はサーバーより仕様基準を満足するように設定を行う制御部分のソフトウェアをダウンロードする手段と該無線機の構成情報をサーバーに送信する手段を具備する。又はサーバーが制御可能な無線機構成のリストを無線機に送信する手段を具備する。サーバーまたは無線機が該制御部分を選択してダウンロードする手段を備えている。よって無線機構成に依存した仕様の制御が必要な場合に適当なソフトウェアを選択しダウンロードできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の無線機の一例を示すブロック図。
【図２】本発明の無線機の一例を示すブロック図。
【図３】本発明の無線機において制御される制御特性を説明するための図。
【図４】本発明の無線機において制御される制御特性を説明するための図。
【図５】本発明の無線機の一例を示すブロック図。
【図６】本発明の無線機において制御される制御特性を説明するための図。
【図７】本発明の無線機において制御される制御特性を説明するための図。
【図８】本発明の無線機の一例を示すブロック図。
【図９】本発明の無線機の一例を示すブロック図。
【図１０】本発明の無線機の一例を示すブロック図。
【図１１】本発明の無線機の一例を示すブロック図。
【図１２】本発明の無線機の一例を示すブロック図。
【図１３】無線機にソフトウェア配布するサーバの一実施例を示す図。
【図１４】図１４（ａ）及び（ｂ）は、サーバが配布するソフトウェアの構成を示す図。
【符号の説明】
１：アンテナ、２１：RF部、２２：IF部、２３：ベースバンド部、２６ユーザーインターフェース２８、スイッチ。２０、３０：無線機。２４，３１：制御部。１５，２５：記憶装置。３５：バンドバスフィルタ、３６：アップコンバータ、３７：パワーアンプ、３８：直交変調部。３９、４０：デジタルアナログコンバータ。４１、４２：FIRフィルタ。４３：データ変調部。１６、５１、５２、５３：ソフトウェア。２９：測定回路。
Claims (5)
- アンテナで送受信される無線信号についての少なくとも送信電力を含む第１の送受信特性を規定する第１の仕様基準を満足するように設定されているベースバンド部及び無線周波部とを有し、アンテナによりデータの送受信を行うソフトウェア無線機であって、
前記第１の送受信特性とは異なる、アンテナで送受信される無線信号についての少なくとも送信電力を含む第２の送受信特性を規定する第２の仕様基準に関する情報を保持する記憶装置と、
前記第２の仕様基準に関する情報に基づき、前記第２の仕様基準を満足するように前記ベースバンド部及び無線周波部の設定の変更を行う制御部とを有し、
送受信特性の測定回路を更に有し、
前記制御部は、前記測定回路から得た測定値と前記第２の仕様基準に関する情報とを比較して、前記第２の仕様基準を満足するように前記ベースバンド部及び無線周波部の設定の変更を行い、
前記アンテナ、前記無線周波部及び前記測定回路とに接続されるスイッチを更に有し、
前記スイッチは、前記測定回路が送受信特性を測定する場合に、前記無線周波部を前記アンテナから切り離し、前記測定回路に接続し、送信データが前記測定回路に送信されるように制御し、
前記無線周波部は増幅器又は減衰器を更に有し、
前記制御部は、前記第２の仕様基準が規定する送信電力以下となるように、増幅器または減衰器に、それぞれ増幅率又は減衰率を設定するソフトウェア無線機。 - アンテナで送受信される無線信号についての少なくとも占有周波数帯域幅を含む第１の送受信特性を規定する第１の仕様基準を満足するように設定されているベースバンド部及び無線周波部とを有し、アンテナによりデータの送受信を行うソフトウェア無線機であって、
前記第１の送受信特性とは異なる、アンテナで送受信される無線信号についての少なくとも占有周波数帯域幅を含む第２の送受信特性を規定する第２の仕様基準に関する情報を保持する記憶装置と、
前記第２の仕様基準に関する情報に基づき、前記第２の仕様基準を満足するように前記ベースバンド部及び無線周波部の設定の変更を行う制御部とを有し、
送受信特性の測定回路を更に有し、
前記制御部は、前記測定回路から得た測定値と前記第２の仕様基準に関する情報とを比較して、前記第２の仕様基準を満足するように前記ベースバンド部及び無線周波部の設定の変更を行い、
前記アンテナ、前記無線周波部及び前記測定回路とに接続されるスイッチを更に有し、
前記スイッチは、前記測定回路が送受信特性を測定する場合に、前記無線周波部を前記アンテナから切り離し、前記測定回路に接続し、送信データが前記測定回路に送信されるように制御し、
前記ベースバンド部は、送信フィルタを更に有し、
前記制御部は、前記第２の仕様基準が規定する占有周波数帯域幅以下となるように該フィルタ特性を設定するソフトウェア無線機。 - 請求項１又は２に記載のソフトウェア無線機であって、
ユーザーインターフェースを更に有し、
前記制御部は前記第２の仕様基準を満足するように前記ベースバンド部又は無線周波部の設定の変更を行うことができない場合に、その旨該ユーザーインターフェースに表示するソフトウェア無線機。 - 請求項３に記載のソフトウェア無線機であって、
前記制御部は前記第２の仕様基準を満足するように前記ベースバンド部又は無線周波部の設定の変更を行うことができない場合に、電波送信を抑制する制御を行うソフトウェア無線機。 - 請求項３に記載のソフトウェア無線機であって、
予め通信可能であることが確認されている仕様を記述するソフトウェアを保持する記憶装置を更に有し、
前記制御部は、前記第２の仕様基準を満足するように前記ベースバンド部及び無線周波部の設定の変更を行うことができない場合に、前記ベースバンド部及び無線周波部を、前記ソフトウェアに記述されている前記仕様に設定するソフトウェア無線機。
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