JP4517105B2 - Wireless communication system switching method in software defined radio and software defined radio - Google Patents

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Description

本発明はソフトウェア無線機における無線通信システム切り替え方法と、それを用いたソフトウェア無線機に関し、特にソフトウェア無線機の構成に特徴を有して高速かつ連続した切り替えを可能にする技術に係るものである。   The present invention relates to a radio communication system switching method in a software defined radio and a software defined radio using the same, and more particularly to a technology that enables high-speed and continuous switching with a feature in the configuration of a software defined radio. .

近年、携帯電話やPHS等のセルラー移動通信手段が広く普及し、どこでも音声通信やインターネットアクセスが可能になってきた。また、セルラー移動通信以外の無線アクセスシステムとしては、2.4GHz、5GHzおよび25GHz帯を用いた無線LAN系無線アクセスシステムや、通信速度が100Mbps以上である22GHz、26GHz、38GHz帯を用いたFWA(Fixed Wireless Access)に代表される固定系無線アクセスシステムがあり、その普及も進んでいる。   In recent years, cellular mobile communication means such as mobile phones and PHS have become widespread, and voice communication and Internet access have become possible everywhere. Wireless access systems other than cellular mobile communications include wireless LAN wireless access systems using 2.4 GHz, 5 GHz, and 25 GHz bands, and FWA (Fixed There are fixed wireless access systems represented by Wireless Access), and their spread is also progressing.

このように、ユーザーは今後たくさんの無線アクセスシステムを利用できるようになる。しかし、これらの無線アクセスシステムをすべて利用できる端末をユーザーが持ち歩くことは現在の技術では困難である。
また、相異なる無線アクセスシステム間での通信や、および複数の無線通信システムを利用しての通信を行う技術は一般的に提供されていない。
In this way, users will be able to use many wireless access systems in the future. However, it is difficult for the current technology to carry a terminal that can use all of these wireless access systems.
In addition, a technology for performing communication between different wireless access systems and performing communication using a plurality of wireless communication systems is not generally provided.

加えてこれらの無線アクセスシステムは、複数のIEEE802系の無線LANやBluetooth等が混在している2.4GHz帯のように、同じ無線周波数帯を用いることも予定されている。すなわち、干渉が多数存在する中で一定の品質で通信を行う必要性がある。
このような複数の通信システムが混在する環境で所要の品質を満たしつつ通信を行うためには、端末を持つユーザーの観点からすると、ユーザーのいる位置や、その位置における周波数の混み具合(干渉の度合い、受信信号強度)、ユーザーが端末に対して思っている条件 (例えば料金を安くしたいとか省電力にしたいといったもの)にあわせてユーザーが必要としている情報量をユーザーが希望している時間内に一番よい通信回線を有線無線問わずに選択し、情報を通信の相手方に伝えることが必要である。
In addition, these wireless access systems are also scheduled to use the same radio frequency band, such as the 2.4 GHz band in which a plurality of IEEE802 wireless LANs, Bluetooth, and the like are mixed. That is, there is a need to perform communication with a certain quality in the presence of many interferences.
In order to perform communication while satisfying the required quality in an environment where such multiple communication systems are mixed, from the viewpoint of the user who has the terminal, the location of the user and the frequency congestion at that location (interference Degree, received signal strength), and the amount of information that the user wants according to the conditions that the user thinks about the terminal (for example, wanting to reduce the charge or save power) It is necessary to select the best communication line regardless of whether it is wired or wireless and to convey information to the other party of communication.

また、基地局の観点からすると、自局がカバーしているエリア内に存在する同一周波数を用いた他の基地局の状態を認識(認知)して、ユーザーに対して最高の通信品質を与えることができる通信システムを選択する必要がある。
このように「複数の通信システムが混在した中で各無線機が自身のおかれている環境を自らが認知し、その認知結果に応じて必要な通信システムを選択する」機構を無線機内に構築し、それを用いて複数システム間をつなぎ目なく通信を行うシステムが新世代モバイル通信として考えられている。
From the base station's point of view, it recognizes (recognizes) the status of other base stations using the same frequency within the area covered by the local station, and gives the user the highest communication quality. There is a need to select a communication system that can.
In this way, a mechanism is built in the radio that “recognizes the environment in which each radio is located in a mixed communication system and selects the necessary communication system according to the recognition result” However, a system for performing seamless communication between a plurality of systems using the system is considered as a new generation mobile communication.

また、新世代モバイル通信を実現するために不可欠な技術として着目されているものがソフトウェア無線技術である。
ソフトウェア無線技術は、非特許文献1に開示されるように通信機器内で生じたバグ、アップグレード等に迅速に対応する技術として提案されている。
また、本件発明者らによって非特許文献2及び3に開示されるように、車等の環境の中で省スペースに複数の無線機の機能を実現するための手段としてもその有効性が示されてきた。
In addition, software wireless technology is attracting attention as an indispensable technology for realizing new generation mobile communication.
As disclosed in Non-Patent Document 1, software-defined radio technology has been proposed as a technology that quickly responds to bugs, upgrades, and the like that occur in communication devices.
Further, as disclosed in Non-Patent Documents 2 and 3 by the present inventors, the effectiveness is shown as means for realizing the functions of a plurality of radios in a space-saving environment such as a car. I came.

J. Mitra, IEEE Communications Magazine, vol.33, no. 5, pp.26-38, 1995年J. Mitra, IEEE Communications Magazine, vol.33, no.5, pp.26-38, 1995 原田他,信学技報, SR99-12, pp. 81-88, 1999年Harada et al., IEICE Technical Report, SR99-12, pp. 81-88, 1999 H. Harada et.al., IEICE Trans. Commun., Vol. E85-B, No. 12, pp. 2703-2715, 2002年H. Harada et.al., IEICE Trans. Commun., Vol. E85-B, No. 12, pp. 2703-2715, 2002

また、ソフトウェア無線技術に関する特許文献としては、本件出願人が提案した特許文献4がある。
特許文献4の技術では、制御部が、信号処理部にセットされているソフトウェア情報の機能及び情報記憶部に記憶されている複数のソフトウェア情報それぞれの機能を管理する。一方、信号処理部は、サービス機能を実行している状態で、他のサービス機能の要求に応じて、他のサービス機能に対応するソフトウェア情報を情報記憶部から読み出して信号処理部にセットし、信号処理部に複数のサービス機能を並行して実行させるように構成している。
本技術は、利用可能な複数のサービス機能を同時に利用することができるようにするものであり、ユーザーの利便性を高めた技術である。
Further, Patent Literature 4 proposed by the present applicant is patent literature relating to software defined radio technology.
In the technique of Patent Document 4, the control unit manages the function of the software information set in the signal processing unit and the function of each of the plurality of software information stored in the information storage unit. On the other hand, the signal processing unit reads the software information corresponding to the other service function from the information storage unit and sets it in the signal processing unit in response to the request of the other service function in the state of executing the service function, The signal processing unit is configured to execute a plurality of service functions in parallel.
The present technology enables a plurality of available service functions to be used at the same time, and is a technology that improves user convenience.

本技術は、例えばETC(Electric Toll Collection)、FMラジオ、AMラジオ、GPS(Global Positioning System)のいずれか1つの機能を切り替えて実行するというように、用途の異なる通信システムを切り替えることを想定している。従って、インターネットアクセスのように1つのアクセスの途中で別の通信システムに切り替える場合には、本技術では切り替えに時間がかかる問題がある。
上述したように各種の無線アクセスシステム間でつなぎ目のない通信を行う際に、そのまま適用することができない。
This technology assumes switching between different communication systems, for example, switching and executing any one of ETC (Electric Toll Collection), FM Radio, AM Radio, and GPS (Global Positioning System) functions. ing. Therefore, when switching to another communication system in the middle of one access like Internet access, there is a problem that switching takes time in the present technology.
As described above, when performing seamless communication between various wireless access systems, it cannot be applied as it is.

特開2004-153662号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-153662

上記特許文献3及び4に示されるように、ソフトウェア無線機では切り替える無線通信システムに対応したプログラムをソフトウェア無線機に書き込んで、機能を切り替えることが行われている。
そして、従来の書込方法は、例えば特許文献5及び6に開示されるように有線又は無線等の伝送路で書き換えプログラムを伝送し、ソフトウェア無線機におけるプログラムを書き換えることが行われている。
As shown in Patent Documents 3 and 4 described above, in a software defined radio, a program corresponding to a wireless communication system to be switched is written in the software defined radio to switch functions.
In the conventional writing method, for example, as disclosed in Patent Documents 5 and 6, a rewriting program is transmitted through a wired or wireless transmission path and the program in the software defined radio is rewritten.

特許文献6にも開示される通り、ソフトウェア無線に書き込まれるソフトウェアには中央制御信号処理装置を構成するCPU(Central Processing Unit)のプログラムや、プログラマブル信号処理装置を構成するDSP(Digital Signal Processor)等のプログラム、FPGA(Field Programmable Gate Array)の電子回路構成を示すコンフィギュレーションデータ、アナログ・ディジタル変換部やアナログ処理部の制御情報等が含まれる。   As disclosed in Patent Document 6, software written in the software radio includes a CPU (Central Processing Unit) program constituting the central control signal processing device, a DSP (Digital Signal Processor) constituting the programmable signal processing device, and the like. Program, configuration data indicating an electronic circuit configuration of an FPGA (Field Programmable Gate Array), control information of an analog / digital conversion unit and an analog processing unit, and the like.

このように伝送路等を介してプログラムを書き込むためには一定の時間を必要とし、高速で無線通信システムを切り替える場合などにはこのような手法では対応できない。また、伝送工程でエラーを生じていると、通信が続行できない問題もある。   Thus, it takes a certain time to write a program via a transmission line or the like, and such a method cannot be used when the wireless communication system is switched at high speed. There is also a problem that communication cannot be continued if an error occurs in the transmission process.

特開2002-094639号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-094639 特開2004-274727号公報JP 2004-274727 A

本発明は、上記従来技術の有する問題点に鑑みて創出されたものであり、異種の無線通信システムの通信を高速かつ継ぎ目無く切り替える方法を提供することを目的とする。   The present invention has been created in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a method for switching between different types of wireless communication systems at high speed and seamlessly.

本発明は、上記の課題を解決するために、次のようなソフトウェア無線機における異なる無線通信システム間の通信切り替え方法を提供する。
本発明で用いるソフトウェア無線機は、中央制御信号処理装置及びプログラマブル信号処理装置、無線通信ボードから構成される。
中央制御信号処理装置には複数のCPUを備えると共に、プログラマブル信号処理装置には電子回路構成をプログラム可能なプログラマブル電子素子を用い、 カテゴリ化された単数又は複数のプログラマブル電子素子で構成される電子素子群を2基以上備える。このようなハードウェア構成において、複数の各CPUに、それぞれOSI階層モデルにおける少なくともデータリンク層及びネットワーク層の信号処理を行わせる一方、複数の該プログラマブル信号処理装置に、同モデルにおける物理層もしくは物理層と物理層よりもOSI階層モデルの上の層のうち高速で信号処理を必要とする部分に係る処理を行わせる構成を用いる。
In order to solve the above problems, the present invention provides a communication switching method between different wireless communication systems in a software defined radio as follows.
The software defined radio used in the present invention includes a central control signal processing device, a programmable signal processing device, and a wireless communication board.
The central control signal processing device includes a plurality of CPUs, and the programmable signal processing device uses a programmable electronic element whose electronic circuit configuration is programmable, and is composed of one or more categorized programmable electronic elements. Provide two or more groups. In such a hardware configuration, each of the plurality of CPUs performs signal processing of at least the data link layer and the network layer in the OSI hierarchical model, while the plurality of programmable signal processing devices have the physical layer or physical layer in the model. A configuration is used in which processing related to a portion requiring signal processing at high speed is performed among layers above the OSI hierarchical model than the layers and the physical layer.

請求項1に記載の発明は、一方のCPU及びプログラマブル電子素子群が、現在の無線通信を行いながら、現在の無線通信システムにおける所定の通信状態値を測定する工程、該通信状態値が第1の閾値よりも悪化した場合には、他の少なくともいずれかのCPU及びプログラマブル電子素子群に対して現在の無線通信システムとは異なる無線通信システムに係るプログラムを書き込んで通信可能な次候補の無線通信システムを探索する工程、該次候補無線通信システムが見つかると、その状態で待機をする工程、さらに、現在の無線通信システムにおける所定の通信状態値が、第1の閾値よりも状態の悪い第2の閾値よりも悪化すると、
該次候補無線通信システムを構成するCPU及びプログラマブル電子素子群に現在の無線通信システムを切り替える工程を含むことを特徴とする。
The invention according to claim 1 is a step in which one CPU and the programmable electronic element group measure a predetermined communication state value in the current wireless communication system while performing the current wireless communication, and the communication state value is first. Wireless communication of the next candidate capable of writing and communicating with a program related to a wireless communication system different from the current wireless communication system for at least any other CPU and programmable electronic element group A step of searching for a system; a step of waiting in the state when the next candidate wireless communication system is found; and a second state in which the predetermined communication state value in the current wireless communication system is worse than the first threshold value. Worse than the threshold of
It includes a step of switching the current wireless communication system to a CPU and a programmable electronic element group constituting the next candidate wireless communication system.

請求項2に記載の発明は、上記の所定の通信状態値が、受信電力値、ビット誤り率値、パケット誤り率値のいずれかであることを特徴とするものである。   The invention according to claim 2 is characterized in that the predetermined communication state value is any one of a received power value, a bit error rate value, and a packet error rate value.

請求項3に記載の発明は、上記第1の閾値及び第2の閾値の少なくともいずれかがユーザーによって選択されることを特徴とするものである。   According to a third aspect of the present invention, at least one of the first threshold value and the second threshold value is selected by a user.

請求項4に記載の発明は、前記通信可能な次候補の無線通信システムを探索する工程において、複数の次候補無線通信システムが見つかった場合に、あらかじめ定義された優先順位に従って最も順位の高い無線通信システムを次候補無線通信システムと選択した後、当該次候補無線通信システムに設定した状態で待機をする工程に進む構成を提供する。   According to a fourth aspect of the present invention, when a plurality of next candidate radio communication systems are found in the step of searching for a communicable next candidate radio communication system, the radio having the highest rank according to a predetermined priority order After selecting a communication system as a next candidate radio communication system, a configuration is provided in which the process proceeds to a standby process in a state set in the next candidate radio communication system.

請求項5に記載の発明は、前記あらかじめ定義された優先順位として、通信料金の安い順に従って最も順位の高い無線通信システムを次候補無線通信システムと選択することを特徴とするものである。   The invention according to claim 5 is characterized in that the radio communication system having the highest rank is selected as the next candidate radio communication system in the descending order of communication charges as the pre-defined priority.

請求項6に記載の発明は、前記あらかじめ定義された優先順位として、通信速度の速い順に従って最も順位の高い無線通信システムを次候補無線通信システムと選択することを特徴とするものである。   The invention according to claim 6 is characterized in that the radio communication system having the highest rank is selected as the next candidate radio communication system in the descending order of communication speed as the pre-defined priority.

本発明は次のようなソフトウェア無線機を提供することもできる。
すなわち、請求項7に記載の発明は、中央制御信号処理装置及びプログラマブル信号処理装置、無線通信ボードから構成されるソフトウェア無線機であって、該ソフトウェア無線機には、該中央制御信号処理装置には複数のCPUを備えると共に、プログラマブル信号処理装置には電子回路構成をプログラム可能なプログラマブル電子素子を用い、 カテゴリ化された単数又は複数のプログラマブル電子素子で構成される電子素子群を2基以上備える。このようなハードウェア構成において、複数の各CPUに、それぞれOSI階層モデルにおける少なくともデータリンク層及びネットワーク層の信号処理を行わせる一方、複数の該プログラマブル信号処理装置に、同モデルにおける物理層もしくは物理層と物理層よりもOSI階層モデルの上の層のうち高速で信号処理を必要とする部分に係る処理を行わせる構成を用いる。
The present invention can also provide the following software defined radio.
That is, the invention according to claim 7 is a software defined radio including a central control signal processing device, a programmable signal processing device, and a wireless communication board, and the software defined radio includes the central control signal processing device. Includes a plurality of CPUs, and a programmable signal processing device using programmable electronic elements whose electronic circuit configuration is programmable, and two or more electronic element groups composed of one or more categorized programmable electronic elements. . In such a hardware configuration, each of the plurality of CPUs performs signal processing of at least the data link layer and the network layer in the OSI hierarchical model, while the plurality of programmable signal processing devices have the physical layer or physical layer in the model. A configuration is used in which processing related to a portion requiring signal processing at high speed is performed among layers above the OSI hierarchical model than the layers and the physical layer.

そして、無線通信ボードに、現在の無線通信システムにおける所定の通信状態値を測定する通信状態測定手段と、中央制御信号処理装置に、予め第1の閾値及びそれよりも通信状態値が悪い第2の閾値を設定し、該通信状態値が各閾値よりも悪化したことを検出する検出手段とを備える。   Then, the communication state measuring means for measuring a predetermined communication state value in the current wireless communication system is provided on the wireless communication board, and the first threshold value and the communication state value that is lower than the first threshold value are previously set in the central control signal processing device And detecting means for detecting that the communication state value is worse than each threshold value.

また、中央制御信号処理装置に、検出手段により通信状態値が第1の閾値よりも悪化したことを検出すると、他の少なくともいずれかのCPU及びプログラマブル電子素子群に対して現在の無線通信システムとは異なる無線通信システムに係るプログラムを書き込んで通信可能な次候補の無線通信システムを探索する次候補無線通信システム探索手段と、現在の無線通信システムにおける所定の通信状態値が、検出手段により第2の閾値よりも悪化したことを検出すると、該次候補無線通信システムを構成するCPU及びプログラマブル電子素子群に現在の無線通信システムを切り替える無線通信システム切り替え手段とを備える。   In addition, when the central control signal processing device detects that the communication state value is worse than the first threshold value by the detection means, the current wireless communication system is connected to at least any other CPU and programmable electronic element group. The next candidate wireless communication system searching means for searching for a next candidate wireless communication system capable of communicating by writing a program related to a different wireless communication system, and a predetermined communication state value in the current wireless communication system is detected by the detection means. A wireless communication system switching means for switching the current wireless communication system to a CPU and a programmable electronic element group constituting the next candidate wireless communication system.

請求項8に記載の発明は、前記所定の通信状態値が、受信電力値、ビット誤り率値、パケット誤り率値のいずれかであることを特徴とするものである。   The invention according to claim 8 is characterized in that the predetermined communication state value is any one of a received power value, a bit error rate value, and a packet error rate value.

請求項9に記載の発明は、前記中央制御信号処理装置に、前記第1の閾値及び第2の閾値の少なくともいずれかがユーザーによって選択する選択手段を設けたことを特徴とするものである。   The invention according to claim 9 is characterized in that the central control signal processing device is provided with selection means for selecting at least one of the first threshold and the second threshold by a user.

請求項10に記載の発明は、前記次候補システム探索手段が、通信可能な次候補の無線通信システムを探索して複数の次候補無線通信システムが見つかった場合に、あらかじめ定義された優先順位に従って最も順位の高い無線通信システムを次候補無線通信システムとする構成を提供する。   According to a tenth aspect of the present invention, when the next candidate system search means searches for a communicable next candidate radio communication system and finds a plurality of next candidate radio communication systems, the prior candidate system search means follows a predefined priority order. Provided is a configuration in which a radio communication system with the highest priority is set as a next candidate radio communication system.

請求項11に記載の発明は、前記あらかじめ定義された優先順位として、通信料金の安い順に従って最も順位の高い無線通信システムを次候補無線通信システムと選択することを特徴とするものである。   The invention according to claim 11 is characterized in that the radio communication system having the highest rank is selected as the next candidate radio communication system according to the order of lowest communication charges as the pre-defined priority.

請求項12に記載の発明は、前記あらかじめ定義された優先順位として、通信速度の速い順に従って最も順位の高い無線通信システムを次候補無線通信システムと選択することを特徴とするものである。   According to a twelfth aspect of the present invention, the radio communication system having the highest rank is selected as the next candidate radio communication system in the order of the highest communication speed as the pre-defined priority.

本発明は、上記の通り、2つ以上のCPUやプログラマブル電子素子群を用いて、現在通信中の無線通信システムを用いながらその通信状態を監視し、2段階の閾値で次候補の無線通信システムの準備を行う。
そして、2段目の閾値よりも悪化すると、準備していた次候補無線通信システムに接続する無線通信システムを切り替えする。
本構成によって、無線通信システムの高速で継ぎ目のない切り替えができると共に、予め次候補の無線通信システムの接続が確認できるため、上記伝送エラーによる通信の遮断が回避できる。
As described above, the present invention uses two or more CPUs and a group of programmable electronic elements to monitor the communication state while using the currently communicating wireless communication system, and the next candidate wireless communication system with two threshold levels. Prepare for.
And if it becomes worse than the threshold value of the 2nd step | paragraph, the radio | wireless communications system connected to the prepared next candidate radio | wireless communications system will be switched.
With this configuration, the wireless communication system can be switched at high speed and seamlessly, and the connection of the next candidate wireless communication system can be confirmed in advance, so that the interruption of communication due to the transmission error can be avoided.

以下、本発明の実施形態を、図面に示す実施例を基に説明する。なお、実施形態は下記に限定されるものではない。
図1に示すように、本発明によるソフトウェア無線機(1)は、中央制御信号処理装置(10)、プログラマブル信号処理装置(20)、無線通信ボード(30)からなる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples shown in the drawings. The embodiment is not limited to the following.
As shown in FIG. 1, the software defined radio (1) according to the present invention includes a central control signal processing device (10), a programmable signal processing device (20), and a wireless communication board (30).

無線通信ボード(30)ではアンテナ(7)からの受信信号電力や、ビット誤り率(BER)、パケット誤り率(PER)を通信状態測定部(6)で測定する。これらの測定方法は公知である。
無線通信ボード(30)には複数の無線通信システムを備えており、本発明による中央制御信号処理装置(10)やプログラマブル信号処理装置(20)の無線通信システムの切り替えに連動して作動する。
In the wireless communication board (30), the received signal power from the antenna (7), the bit error rate (BER), and the packet error rate (PER) are measured by the communication state measurement unit (6). These measuring methods are known.
The wireless communication board (30) includes a plurality of wireless communication systems and operates in conjunction with switching of the wireless communication systems of the central control signal processing device (10) and the programmable signal processing device (20) according to the present invention.

本ソフトウェア無線機(1)は図2のように、中央制御信号処理装置であるCPUボード(10)と、プログラマブル信号処理装置であるFPGAボード(20)と、無線通信ボード(30)から構成される。   As shown in FIG. 2, the software defined radio (1) includes a CPU board (10) that is a central control signal processing device, an FPGA board (20) that is a programmable signal processing device, and a wireless communication board (30). The

本発明の装置で用いる通信プロトコルは任意であるが、例えば無線通信ボード(30)で受信した信号をFPGAボード(20)でデコード等の信号処理し、CPUボード(10)でTCP/IPパケットに変換して、接続したパーソナルコンピュータから動静止画像や音声の形で出力することができる。
また無線送信時には、撮影した動静止画像や音声信号をCPUボード(10)でTCP/IPパケットの形にしてFPGAボード(20)に入力するように作用する。
The communication protocol used in the apparatus of the present invention is arbitrary. For example, the signal received by the wireless communication board (30) is subjected to signal processing such as decoding by the FPGA board (20), and converted into a TCP / IP packet by the CPU board (10). It can be converted and output from the connected personal computer in the form of a moving still image or sound.
During wireless transmission, the captured moving / still image or audio signal is input to the FPGA board (20) in the form of a TCP / IP packet by the CPU board (10).

CPUボード(10)には、メインCPU(11)及びサブCPU(12)の2個のCPUを有し、それぞれに対応するシステムバス(13)(14)を備えている。
CPUボード(10)とFPGAボード(20)とはコネクタ(15)(16)により接続されている。本発明は各ボードを別個に提供し、コネクタ(15)(16)で簡便に接続することができる。
The CPU board (10) has two CPUs, a main CPU (11) and a sub CPU (12), and has a system bus (13) (14) corresponding to each of them.
The CPU board (10) and the FPGA board (20) are connected by connectors (15) and (16). In the present invention, each board is provided separately and can be easily connected by connectors (15) and (16).

FPGAボード(20)には、電子回路構成をプログラム可能なプログラマブル電子素子であるFPGAが用いられる。本発明の特徴として、2基にカテゴリ化されたFPGA群(便宜上、左右のチャネルと呼ぶ。)(21)(22)が形成され、各チャネルには各々2個ずつFPGA(23)(24)が配置される。   For the FPGA board (20), an FPGA which is a programmable electronic element capable of programming an electronic circuit configuration is used. As a feature of the present invention, two categorized FPGA groups (referred to as right and left channels for convenience) (21) (22) are formed, and two FPGAs (23) (24) are provided for each channel. Is placed.

そして、上記CPUボード(10)のメインCPU(11)及びサブCPU(12)が、左右チャネルのFPGA群のいずれかを制御可能に構成している。両者の作用は、メインCPU(11)が一方のチャネルのFPGA群を用いて無線通信を行っている間に、サブCPU(12)が切り替え先の通信方式に他方のチャネルのFPGA群を設定して通信可能な状態で待機する。   The main CPU (11) and the sub CPU (12) of the CPU board (10) are configured to be able to control any of the left and right channel FPGA groups. The operation of the both is as follows. While the main CPU (11) performs wireless communication using the FPGA group of one channel, the sub CPU (12) sets the FPGA group of the other channel as the switching destination communication method. To wait for communication.

ユーザーからの切り替え指示や、所定の切り替え契機で待機している通信方式へ切り替える際には、信号処理がメインCPU(11)からサブCPU(12)に切り替えられる。この切り替えはすでに通信が確立した状態で、単に回路上の信号経路を切り替えるだけであるから、途切れることなく瞬時に通信システムが切り替えられる。   Signal processing is switched from the main CPU (11) to the sub CPU (12) when switching from the user to a switching instruction or a communication method waiting at a predetermined switching trigger. This switching is simply a switching of the signal path on the circuit in a state where communication has already been established, so that the communication system can be switched instantaneously without interruption.

本発明で提供する信号処理装置(3)は、このように複数のCPUを備えたCPUボードと、複数のFPGAを備えたFPGAボードを用いることを特徴としたソフトウェア無線機である。
さらに、各構成要素について以下に詳述する。
The signal processing device (3) provided by the present invention is a software defined radio using the CPU board having a plurality of CPUs and the FPGA board having a plurality of FPGAs.
Further, each component will be described in detail below.

図3には、FPGAボード(20)の詳細な構成を示す。
各チャネルのFPGA群には、無線通信ボード(30)を制御するシリアルインターフェース(40)、外部接続用デジタルインターフェース(41)、無線通信ボードで送受信した信号を入出力するための複数のAD・DA変換器(42)、FPGAに電子回路構成をプログラムするためのインターフェース(43)等を備える。
FIG. 3 shows a detailed configuration of the FPGA board (20).
The FPGA group of each channel includes a serial interface (40) for controlling the wireless communication board (30), a digital interface for external connection (41), and a plurality of AD / DAs for inputting / outputting signals transmitted / received by the wireless communication board. A converter (42), an interface (43) for programming the electronic circuit configuration in the FPGA, and the like are provided.

シリアルインターフェース(40)には、デジタル出力及び、アナログ入力、アナログ出力に係るAD・DA変換器と、バッファが含まれる。   The serial interface (40) includes a digital output, an analog input, an AD / DA converter for analog output, and a buffer.

また、無線通信ボード(30)から動作クロックを入力する。図1のように1系統の入力クロックを所定の倍数のクロックに分周してそれぞれのFPGA群に分配して入力する。図3は分配後のクロック入力インターフェース(44)である。
このように1つの入力クロックを分周して用いることにより、FPGA群に複数種類の周波数を持つクロックを供給するのみならず、2つのチャネルが完全に同期した状態で作動させることもできる。
In addition, an operation clock is input from the wireless communication board (30). As shown in FIG. 1, one system of input clocks is divided into a predetermined multiple of clocks and distributed to each FPGA group for input. FIG. 3 shows the clock input interface (44) after distribution.
Thus, by dividing and using one input clock, it is possible not only to supply clocks having a plurality of types of frequencies to the FPGA group, but also to operate the two channels in a completely synchronized state.

FPGAボードでは、主にOSI参照モデルにおける第1層(物理層)の処理及び第2層以上の処理のうち高速処理を必要とする処理を全て行う。すなわち、データを通信回線に送出するための電気的な変換や機械的処理やユーザー間での通信調整を行う場合の高速処理である。
図に示すように2基のFPGA群で1つのシステムを構成しており、本FPGAボードには4基のFPGAがのっているため、少なくとも2つの通信システムを同時に動作可能である。
The FPGA board mainly performs processing that requires high-speed processing among processing of the first layer (physical layer) and processing of the second layer and higher in the OSI reference model. In other words, this is high-speed processing when performing electrical conversion, mechanical processing, and communication adjustment between users for sending data to a communication line.
As shown in the figure, two FPGA groups constitute one system, and this FPGA board has four FPGAs. Therefore, at least two communication systems can be operated simultaneously.

なお、本発明のCPU数、FPGA群数は、複数で任意に構成することができる。すなわち、多数の通信システムから高速で最適なシステムを選択する場合には、1個のアクティブなシステムと共に、待機する2個以上のシステムを稼働させてもよく、その場合CPU、FPGA群は3基以上の構成を用いてもよい。   The number of CPUs and the number of FPGA groups of the present invention can be arbitrarily configured by a plurality. That is, when selecting an optimum system at high speed from a large number of communication systems, two or more standby systems may be operated together with one active system, in which case there are three CPUs and FPGA groups. The above configuration may be used.

さらに、各FPGA(23)にはそれぞれにコンパクトフラッシュ(登録商標)を読み出すための読出部としてコンパクトフラッシュ(登録商標)インターフェース部(45)を備え、コンパクトフラッシュ(登録商標)(46)を挿入すると、該プログラムの情報がコネクタ(15)を介してメインCPU(11)の処理によってメモリ空間(7)であるフラッシュROMに転送される。
そして、メインCPU(11)がフラッシュROMからFPGA(23)にプログラムを書き込み動作する。
Further, each FPGA (23) has a compact flash (registered trademark) interface unit (45) as a reading unit for reading the compact flash (registered trademark), and when the compact flash (registered trademark) (46) is inserted. The program information is transferred to the flash ROM, which is the memory space (7), by the processing of the main CPU (11) through the connector (15).
Then, the main CPU (11) writes a program from the flash ROM to the FPGA (23).

本実施例で用いたFPGAボードの仕様は、AD変換器は2チャンネルで変換レートが170Msps、12ビットであり、DA変換器は2チャンネルで変換レートが500Msps、12ビットである。
FPGAには、ザイリンクス(Xilinx)(登録商標)のXC2V4000、XC2V6000,XC2V8000(いずれも製品名)を用いている。
The specification of the FPGA board used in this embodiment is that the AD converter has 2 channels and the conversion rate is 170 Msps and 12 bits, and the DA converter has 2 channels and the conversion rate is 500 Msps and 12 bits.
As the FPGA, XC2V4000, XC2V6000, and XC2V8000 (product names) of Xilinx (registered trademark) are used.

図4には、CPUボード(10)の詳細な構成を示す。
各CPU(11)(12)には、RS232Cインターフェース(50)が接続される。
また、システムバス(13)(14)には、メモリとしてSDRAM(51)、フラッシュROM(52)が接続され、フラッシュROM(52)には信号処理にかかるソフトウェアが記憶される。
FIG. 4 shows a detailed configuration of the CPU board (10).
An RS232C interface (50) is connected to each CPU (11) (12).
Further, SDRAM (51) and flash ROM (52) are connected to the system buses (13) and (14), and software for signal processing is stored in the flash ROM (52).

システムバスには、イーサネット(登録商標)等のネットワークアダプタ(53)や、音声コーデック処理回路(54)、USB等のデータ伝送バス(55)が接続される。これらはシステムの要求に応じて、いずれか1つを設けてもよいし、複数備えてもよい。またその他のインターフェースを含んでもよい。
また、システムバスには上記FPGAボードとは別に、FPGA(56)をそれぞれ配設している。
A network adapter (53) such as Ethernet (registered trademark), an audio codec processing circuit (54), and a data transmission bus (55) such as USB are connected to the system bus. Any one of these may be provided or a plurality of these may be provided according to the system requirements. Other interfaces may also be included.
In addition to the FPGA board, an FPGA (56) is provided on the system bus.

そして、外部からCPUの処理を規定するプログラムはインターフェース(57)もしくは(58)を用いて、フラッシュROM(52)に書き込まれる。その後、該フラッシュROMからCPU(11)(12)で必要となるプログラムをそれぞれCPU(11)に必要なものはSDRAM(51)、CPU(12)で必要なものはSDRAM(52)に展開し、プログラムを駆動させる。また、DPRAMはCPU(11)(12)間で共有される情報をやりとりするために用いる。
また、各種通信システムを実現するプログラムは、フラッシュROM(52)及びFPGA(56)に書き込まれ、後述する信号処理を行う。
プログラムは、フラッシュROM(52)及びFPGA(56)に書き込まれ、後述する信号処理を行う。
Then, a program defining the CPU processing from the outside is written into the flash ROM (52) using the interface (57) or (58). Thereafter, the programs required for the CPU (11) (12) are expanded from the flash ROM into the SDRAM (51) for those required for the CPU (11), and the programs required for the CPU (12) are expanded to the SDRAM (52). , Drive the program. The DPRAM is used for exchanging information shared between the CPUs (11) and (12).
A program for realizing various communication systems is written in the flash ROM (52) and the FPGA (56), and performs signal processing to be described later.
The program is written in the flash ROM (52) and the FPGA (56), and performs signal processing described later.

CPUボード(10)にも、コンパクトフラッシュ(登録商標)インターフェース部(57)を備え、コンパクトフラッシュ(登録商標)(58)を挿入すると、メインCPU(11)又はサブCPU(12)が各システムバス(13)(14)上のフラッシュROM(52)にプログラムを転送する。
プログラムROM(52)からは必要な際にFPGA(56)にプログラムが書き込みされて、所定の通信プロトコルを実現するデバイスとして機能する。
The CPU board (10) also includes a compact flash (registered trademark) interface unit (57). When the compact flash (registered trademark) (58) is inserted, the main CPU (11) or the sub CPU (12) is connected to each system bus. (13) Transfer the program to the flash ROM (52) on (14).
A program is written from the program ROM (52) to the FPGA (56) when necessary, and functions as a device for realizing a predetermined communication protocol.

なお、本実施例のCPUボードは、携帯端末でも使用可能になるよう240MHzで動作する430MIPSのμ-ITRONで動作するCPU2個から構成されている。
本実施例では、そして以上のプラットフォーム上でW-CDMA及びIEEE802.11a無線LANのIP層以下の機能をソフト化した。これらのソフトはユーザーの希望、 伝搬路情報等にあわせ自由に変更可能である。
Note that the CPU board of this embodiment is composed of two CPUs that operate on a 430 MIPS μ-ITRON that operates at 240 MHz so that it can also be used in a portable terminal.
In this embodiment, the functions below the IP layer of W-CDMA and IEEE802.11a wireless LAN are softwareized on the above platform. These software can be changed freely according to user's wishes, propagation path information, etc.

図5には本発明にかかる無線通信システムの切り替え手順を示す。
まず現在の通信(S1)状態から、無線通信ボード(30)において通信状態値を測定する。測定には図1に示す通信状態測定部(6)を用いる。本実施例は一例としてビット誤り率を測定する。(S2)
FIG. 5 shows a switching procedure of the wireless communication system according to the present invention.
First, the communication state value is measured in the wireless communication board (30) from the current communication (S1) state. For the measurement, a communication state measuring unit (6) shown in FIG. 1 is used. In this embodiment, the bit error rate is measured as an example. (S2)

そして、中央制御信号処理装置(10)の閾値比較部(2)が、BERが予めユーザーが設定した第1閾値を下回っているか否かを監視し、下回った場合(S3)には次の処理に進む。
すなわち、ソフトウェア無線機が移動すると、無線通信システムのエリアから徐々に外れ、他のアクセス可能な無線通信システムに切り替える必要がある。
このとき、図6のように移動に伴ってBERが低下し、第1閾値を下回った時点を検出する。
Then, the threshold value comparison unit (2) of the central control signal processing device (10) monitors whether or not the BER is lower than the first threshold value set in advance by the user, and if it is lower (S3), the next process Proceed to
That is, when the software defined radio moves, it is necessary to gradually move away from the area of the wireless communication system and switch to another accessible wireless communication system.
At this time, as shown in FIG. 6, the time point at which the BER has decreased with the movement and has fallen below the first threshold is detected.

中央制御信号処理装置(10)の次候補通信システム探索部(3)は、少なくともプログラマブル信号処理装置(20)のFPGA群(5)のうち、現在のシステム以外のいずれかのFPGA群(5)に対して書き込みが可能なプログラムを順に書き込んでいく。そして、それぞれの無線通信システムが通信可能な状態か否か、通信状態測定部(6)により検出し、試行する。(S4)   The next candidate communication system search unit (3) of the central control signal processing device (10) has at least one FPGA group (5) other than the current system among the FPGA group (5) of the programmable signal processing device (20). Writeable programs are written in order. Then, the communication state measuring unit (6) detects whether each wireless communication system is in a communicable state and tries. (S4)

さらに、本発明ではユーザーがあらかじめ各無線通信システムについての使用優先順位を設定しておき、複数の無線通信システムが利用可能な場合には最も優先順位の高いものを選択(S5)する。
最終的に優先順位が1番高いものについて、FPGA群やサブCPU(サブシステムと呼ぶ)に対して当該無線通信システムの通信プロトコル等のプログラムを書き込みする。
この状態でサブシステムは待機する。
Furthermore, in the present invention, the user sets the use priority order for each wireless communication system in advance, and when a plurality of wireless communication systems are available, the one with the highest priority order is selected (S5).
Finally, for the one with the highest priority, a program such as a communication protocol of the wireless communication system is written to the FPGA group and the sub CPU (referred to as a subsystem).
In this state, the subsystem waits.

さらに、通信状態測定部(6)が現在の通信状態の監視を続け、図6に示す変化のように、第2の閾値を下回ったことを検出(S7)すると、無線通信システム切り替え部が、現在の無線通信システムから次候補無線通信システムに切り替えを行う。(S8)
このときは単に受け持つCPU、FPGA群が切り替わるだけの処理であり、高速かつ、つなぎ目無く処理が行われる。
Further, when the communication state measurement unit (6) continues to monitor the current communication state and detects that the value falls below the second threshold (S7) as shown in FIG. 6, the wireless communication system switching unit Switch from the current radio communication system to the next candidate radio communication system. (S8)
At this time, the CPU and FPGA group that are in charge are simply switched, and the processing is performed at high speed and without any joints.

次に、FPGAボード及びCPUボードに上記の異なる通信システムを導入する具体例を説述する。
まず、W-CDMA用ソフトウェアは、FPGAボードに物理層がインストールされる。さらに、FPGA1(23)には、コーデック処理部が、FPGA2(24)には変復調処理部がそれぞれインストールされる。
Next, a specific example of introducing the above different communication systems into the FPGA board and the CPU board will be described.
First, in the W-CDMA software, a physical layer is installed on the FPGA board. Further, a codec processing unit is installed in the FPGA 1 (23), and a modulation / demodulation processing unit is installed in the FPGA 2 (24).

このときの電子回路構成を図7及び図8に示す。図7はFPGA1(23)で構成する電子回路であり、図中の各ブロック名が示す機能は、次の表1の通りである。なお、表1には該機能に必要なスライス数を示している。   The electronic circuit configuration at this time is shown in FIGS. FIG. 7 shows an electronic circuit composed of the FPGA 1 (23), and the function indicated by each block name in the figure is as shown in Table 1 below. Table 1 shows the number of slices necessary for the function.

図8はFPGA2(24)で構成する電子回路であり、図中の各ブロック名が示す機能は、次の表2の通りである。なお、表2には該機能に必要なスライス数を示している。   FIG. 8 shows an electronic circuit composed of the FPGA 2 (24), and the function indicated by each block name in the figure is as shown in Table 2 below. Table 2 shows the number of slices necessary for the function.

表から分かるように、物理層の容量として、ターボ復号器の容量が大きいがこれはこのソフトがHSDPA対応であるためである。以上の結果からFPGA1(23)は800万ゲートクラスのFPGAが、FPGA2(24)には600万ゲートクラスのFPGAが必要になることがわかる。   As can be seen from the table, the capacity of the turbo decoder is large as the capacity of the physical layer because this software is compatible with HSDPA. From the above results, it can be seen that FPGA1 (23) requires an 8 million gate class FPGA and FPGA2 (24) requires a 6 million gate class FPGA.

一方、CPUボードにはデータリンク層(第2層)、ネットワーク層(第3層)に係る信号処理のプログラムがインストールされる。これによって、例えばIPプロトコルによる入出力が可能になる。
IPプロトコルに変換された後は、本装置に設けられるイーサネット(登録商標)アダプタによりパーソナルコンピュータ等と接続し、IP通信を行うことができる
なお、本装置のCPUボードには第2層及び第3層の処理を少なくとも行うことを要件としており、それ以上のレイヤの処理を行う処理回路を付設してもよい。
On the other hand, a signal processing program related to the data link layer (second layer) and the network layer (third layer) is installed on the CPU board. Thereby, for example, input / output by the IP protocol becomes possible.
After being converted to the IP protocol, it can be connected to a personal computer or the like by an Ethernet (registered trademark) adapter provided in the apparatus, and can perform IP communication. The CPU board of the apparatus has second and third layers. It is a requirement to perform at least layer processing, and a processing circuit for processing more layers may be provided.

本発明は、異なる通信システム間の切り替えが可能であり、例えば上記W-CDMAを左チャネルのFPGA群にインストールした状態で、右チャネルのFPGA群にIEEE802.11a 無線LANシステムをインストールすることができる。   The present invention is capable of switching between different communication systems. For example, when the W-CDMA is installed in the left-channel FPGA group, the IEEE802.11a wireless LAN system can be installed in the right-channel FPGA group. .

具体的には、W-CDMAのときと同様にFPGAに物理層(FPGA1 にコーデック、FPGA2に変復調器)、CPUにデータリンク層、ネットワーク層がインストールされる。なお、IEEE802.11aではコーデック処理を要さないため、実際にはFPGA1にはCPUボードとのインターフェースのみになる。
IEEE802.11a用のFPGA1およびFPGA2に入るソフトウェアの構成を図9に、そして各ブロック名の内容及び使用するFPGAスライス数を表3に示す。
Specifically, as in the case of W-CDMA, a physical layer (a codec in FPGA1 and a modem in FPGA2) is installed in the FPGA, and a data link layer and a network layer are installed in the CPU. Since IEEE802.11a does not require codec processing, the FPGA 1 actually has only an interface with the CPU board.
FIG. 9 shows the configuration of software entering the FPGA 1 and FPGA 2 for IEEE802.11a, and Table 3 shows the contents of each block name and the number of FPGA slices to be used.

表3より、FPGA2は20000スライスすなわち600万ゲートクラスのFPGAが必要になるが、FPGA1はCPUインターフェースのみなので700スライスである。
すなわち本来600万ゲートクラスのFPGA1つで構築可能であることがわかる。また、W-CDMA、IEEE802.11a 共通して、直交変復調はデジタル信号処理で行っている。
From Table 3, FPGA2 requires 20000 slices, that is, 6 million gate class FPGA, but FPGA1 has only 700 CPU slices because it is only a CPU interface.
That is, it can be built with one 6 million gate class FPGA. In addition, common to W-CDMA and IEEE802.11a, quadrature modulation / demodulation is performed by digital signal processing.

そして、FPGAボード(20)と接続する無線通信ボード(30)としては、例えば5GHz帯用のボード及び2GHz帯用のボードを備えておく。該無線通信ボードには予め対応する周波数帯域等の情報を保持させておき、上記シリアルインターフェース(40)を通して、接続した無線通信ボード(30)の種類を通知する。また該インターフェース(40)を通しては、受信信号レベルやビット誤り率等の受信状況に関する情報も通知することができる。   As the wireless communication board (30) connected to the FPGA board (20), for example, a board for 5 GHz band and a board for 2 GHz band are provided. The wireless communication board holds information such as a corresponding frequency band in advance, and notifies the type of the connected wireless communication board (30) through the serial interface (40). Also, information about the reception status such as the received signal level and the bit error rate can be notified through the interface (40).

無線通信ボードには、無線周波数信号と、中間周波数信号又はベースバンド信号とを周波数変換する周波数変換回路を備えている。周波数変換回路では、周波数シンセサイザから出力された局部発振信号とミキシングされて周波数変換を行う。本技術は周知である。もちろん、無線通信ボードには図示しないアンテナが付設される。
周波数シンセサイザから発生される局部発振信号の周波数はFPGAボードからの制御信号によって指示される。
The wireless communication board includes a frequency conversion circuit that performs frequency conversion between a radio frequency signal and an intermediate frequency signal or a baseband signal. The frequency conversion circuit performs frequency conversion by mixing with the local oscillation signal output from the frequency synthesizer. This technique is well known. Of course, an antenna (not shown) is attached to the wireless communication board.
The frequency of the local oscillation signal generated from the frequency synthesizer is instructed by a control signal from the FPGA board.

アナログ信号である中間周波数信号又はベースバンド信号は、送信時にはFPGAボードのDA変換器(42)により出力するものであり、受信時には無線通信ボードからFPGAボードのAD変換器(42)に送出されるものである。
FPGAボード(20)では、無線通信ボード(30)に対して可能な無線通システムを対応付けし、CPUボード(10)、FPGAボード(20)、無線通信ボード(30)が連携して無線通信を行う。
The intermediate frequency signal or baseband signal that is an analog signal is output by the DA converter (42) of the FPGA board at the time of transmission, and is transmitted from the wireless communication board to the AD converter (42) of the FPGA board at the time of reception. Is.
The FPGA board (20) associates a wireless communication system with the wireless communication board (30), and the CPU board (10), the FPGA board (20), and the wireless communication board (30) cooperate to perform wireless communication. I do.

本発明のソフトウェア無線機の全体構成図である。It is a whole block diagram of the software defined radio of the present invention. 本発明のソフトウェア無線機における信号処理装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the signal processing apparatus in the software defined radio of the present invention. 本発明のプログラマブル信号処理装置の構成図である。It is a block diagram of the programmable signal processing apparatus of this invention. 本発明の中央制御信号処理装置の構成図である。It is a block diagram of the central control signal processing apparatus of this invention. 無線通信システムの切り替え手順を示す流れ図である。It is a flowchart which shows the switching procedure of a radio | wireless communications system. 本発明による書込手順を実現する表示部の表示画像である。It is a display image of the display part which implement | achieves the writing procedure by this invention. W-CDMA通信時にFPGA1にプログラムする電子回路の構成図である。It is a block diagram of the electronic circuit programmed to FPGA1 at the time of W-CDMA communication. W-CDMA通信時にFPGA2にプログラムする電子回路の構成図である。It is a block diagram of the electronic circuit programmed to FPGA2 at the time of W-CDMA communication. IEEE802.11a通信時にFPGA群にプログラムする電子回路の構成図である。It is a block diagram of the electronic circuit programmed in the FPGA group at the time of IEEE802.11a communication.

符号の説明Explanation of symbols

1 ソフトウェア無線機
2 閾値比較部
3 次候補無線通信システム探索部
4 無線通信システムの切り替え部
5 FPGA群
6 通信状態測定部
7 アンテナ
10 CPUボード
11 メインCPU
12 サブCPU
13 システムバス
14 システムバス
15 コネクタ
16 コネクタ
20 FPGAボード
21 左チャネルのFPGA群
22 右チャネルのFPGA群
23 FPGA
24 FPGA
30 無線通信ボード

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Software defined radio 2 Threshold comparison part 3 Secondary candidate radio communication system search part 4 Radio communication system switching part 5 FPGA group 6 Communication state measurement part 7 Antenna 10 CPU board 11 Main CPU
12 Sub CPU
13 System bus 14 System bus 15 Connector 16 Connector 20 FPGA board 21 Left channel FPGA group 22 Right channel FPGA group 23 FPGA
24 FPGA
30 wireless communication board

Claims (12)

中央制御信号処理装置及びプログラマブル信号処理装置、無線通信ボードから構成されるソフトウェア無線機における異なる無線通信システム間の通信切り替え方法であって、
該中央制御信号処理装置には複数のCPUを備えると共に、
該プログラマブル信号処理装置には電子回路構成をプログラム可能なプログラマブル電子素子を用い、 カテゴリ化された単数又は複数のプログラマブル電子素子で構成される電子素子群を2基以上備え、
複数の各CPUに、それぞれOSI階層モデルにおける少なくともデータリンク層及びネットワーク層の信号処理を行わせる一方、
複数の該プログラマブル信号処理装置に、同モデルにおける物理層もしくは物理層と物理層よりもOSI階層モデルの上の層のうち高速で信号処理を必要とする部分に係る処理を行わせる構成を用い、
一方のCPU及びプログラマブル電子素子群が、現在の無線通信を行いながら、
現在の無線通信システムにおける所定の通信状態値を測定する工程、
該通信状態値が第1の閾値よりも悪化した場合には、
他の少なくともいずれかのCPU及びプログラマブル電子素子群に対して現在の無線通信システムとは異なる無線通信システムに係るプログラムを書き込んで通信可能な次候補の無線通信システムを探索する工程、
該次候補無線通信システムが見つかると、その状態で待機をする工程、
さらに、現在の無線通信システムにおける所定の通信状態値が、第1の閾値よりも状態の悪い第2の閾値よりも悪化すると、
該次候補無線通信システムを構成するCPU及びプログラマブル電子素子群に現在の無線通信システムを切り替える工程
を含むことを特徴とするソフトウェア無線機における無線通信システム切り替え方法。
A communication switching method between different radio communication systems in a software defined radio comprising a central control signal processing device, a programmable signal processing device, and a radio communication board,
The central control signal processing device includes a plurality of CPUs,
The programmable signal processing device uses programmable electronic elements whose electronic circuit configuration is programmable, and includes two or more electronic element groups composed of one or more categorized programmable electronic elements,
While causing each of a plurality of CPUs to perform signal processing of at least the data link layer and the network layer in the OSI hierarchical model,
Using a configuration in which a plurality of programmable signal processing devices perform processing related to a portion requiring signal processing at high speed in a physical layer in the model or a layer above the physical layer and the physical layer in the OSI hierarchical model,
While one CPU and the programmable electronic element group perform the current wireless communication,
Measuring a predetermined communication state value in a current wireless communication system;
If the communication state value is worse than the first threshold,
A step of searching for a next candidate radio communication system capable of communicating by writing a program related to a radio communication system different from the current radio communication system for at least any other CPU and programmable electronic element group,
When the next candidate radio communication system is found, waiting in that state;
Furthermore, when a predetermined communication state value in the current wireless communication system is worse than a second threshold value that is worse than the first threshold value,
A method of switching a wireless communication system in a software defined radio, comprising the step of switching a current wireless communication system to a CPU and a programmable electronic element group constituting the next candidate wireless communication system.
前記所定の通信状態値が、受信電力値、ビット誤り率値、パケット誤り率値のいずれかである
請求項1に記載のソフトウェア無線機における無線通信システム切り替え方法。
The radio communication system switching method in a software defined radio according to claim 1, wherein the predetermined communication state value is one of a received power value, a bit error rate value, and a packet error rate value.
前記第1の閾値及び第2の閾値の少なくともいずれかがユーザーによって選択される
請求項1又は2に記載のソフトウェア無線機における無線通信システム切り替え方法。
The radio communication system switching method in a software defined radio according to claim 1, wherein at least one of the first threshold and the second threshold is selected by a user.
前記通信可能な次候補の無線通信システムを探索する工程において、複数の次候補無線通信システムが見つかった場合に、
あらかじめ定義された優先順位に従って最も順位の高い無線通信システムを次候補無線通信システムと選択した後、
当該次候補無線通信システムに設定した状態で待機をする工程に進む
請求項1ないし3のいずれかに記載のソフトウェア無線機における無線通信システム切り替え方法。
In the step of searching for a communicable next candidate radio communication system, when a plurality of next candidate radio communication systems are found,
After selecting the highest candidate radio communication system as the next candidate radio communication system according to the predefined priority order,
The method of switching to a radio communication system in a software defined radio according to any one of claims 1 to 3, wherein the process proceeds to a step of waiting in a state set in the next candidate radio communication system.
前記あらかじめ定義された優先順位として、通信料金の安い順に従って最も順位の高い無線通信システムを次候補無線通信システムと選択することを特徴とする
請求項4に記載のソフトウェア無線機における無線通信システム切り替え方法。
5. The wireless communication system switching in the software defined radio according to claim 4, wherein the wireless communication system having the highest priority is selected as the next candidate wireless communication system in accordance with the order of low communication charges as the predefined priority. Method.
前記あらかじめ定義された優先順位として、通信速度の速い順に従って最も順位の高い無線通信システムを次候補無線通信システムと選択することを特徴とする
請求項4に記載のソフトウェア無線機における無線通信システム切り替え方法。
5. The wireless communication system switching in a software defined radio according to claim 4, wherein the wireless communication system with the highest priority is selected as the next candidate wireless communication system according to the order of fast communication speed as the predefined priority. Method.
中央制御信号処理装置及びプログラマブル信号処理装置、無線通信ボードから構成されるソフトウェア無線機であって、該ソフトウェア無線機には、
該中央制御信号処理装置には複数のCPUを備えると共に、
該プログラマブル信号処理装置には電子回路構成をプログラム可能なプログラマブル電子素子を用い、 カテゴリ化された単数又は複数のプログラマブル電子素子で構成される電子素子群を2基以上備え、
複数の各CPUに、それぞれOSI階層モデルにおける少なくともデータリンク層及びネットワーク層の信号処理を行わせる一方、
複数の該プログラマブル信号処理装置に、同モデルにおける物理層もしくは物理層と物理層よりもOSI階層モデルの上の層のうち高速で信号処理を必要とする部分に係る処理を行わせる構成を用い、
無線通信ボードに、現在の無線通信システムにおける所定の通信状態値を測定する通信状態測定手段と、
中央制御信号処理装置に、予め第1の閾値及びそれよりも通信状態値が悪い第2の閾値を設定し、該通信状態値が各閾値よりも悪化したことを検出する検出手段と、
中央制御信号処理装置に、検出手段により通信状態値が第1の閾値よりも悪化したことを検出すると、他の少なくともいずれかのCPU及びプログラマブル電子素子群に対して現在の無線通信システムとは異なる無線通信システムに係るプログラムを書き込んで通信可能な次候補の無線通信システムを探索する次候補無線通信システム探索手段と、
現在の無線通信システムにおける所定の通信状態値が、検出手段により第2の閾値よりも悪化したことを検出すると、該次候補無線通信システムを構成するCPU及びプログラマブル電子素子群に現在の無線通信システムを切り替える無線通信システム切り替え手段と
を備えたことを特徴とするソフトウェア無線機。
A software defined radio comprising a central control signal processor, a programmable signal processor, and a radio communication board, the software defined radio includes
The central control signal processing device includes a plurality of CPUs,
The programmable signal processing device includes a programmable electronic element having a programmable electronic circuit configuration, and includes two or more electronic element groups each including one or more categorized programmable electronic elements,
While causing each of a plurality of CPUs to perform signal processing of at least the data link layer and the network layer in the OSI hierarchical model,
Using a configuration in which a plurality of programmable signal processing devices perform processing related to a portion requiring signal processing at a high speed in a physical layer in the same model or a layer above the physical layer and the physical layer in the OSI hierarchical model,
A communication state measuring means for measuring a predetermined communication state value in the current wireless communication system on the wireless communication board;
In the central control signal processing device, a first threshold and a second threshold whose communication state value is worse than that are set in advance, and detecting means for detecting that the communication state value is worse than each threshold value;
When the central control signal processing device detects that the communication state value is worse than the first threshold value by the detection means, it differs from the current wireless communication system with respect to at least any other CPU and programmable electronic element group. A next candidate radio communication system searching means for searching for a next candidate radio communication system capable of communicating by writing a program related to the radio communication system;
When the predetermined communication state value in the current wireless communication system is detected to be worse than the second threshold value by the detecting means, the current wireless communication system is connected to the CPU and the programmable electronic element group constituting the next candidate wireless communication system. A software defined radio comprising: a wireless communication system switching means for switching between.
前記所定の通信状態値が、受信電力値、ビット誤り率値、パケット誤り率値のいずれかである
請求項7に記載のソフトウェア無線機。
The software defined radio according to claim 7, wherein the predetermined communication state value is one of a received power value, a bit error rate value, and a packet error rate value.
前記中央制御信号処理装置に、
前記第1の閾値及び第2の閾値の少なくともいずれかがユーザーによって選択する選択手段を設けた
請求項7又は8に記載のソフトウェア無線機。
In the central control signal processor,
The software defined radio according to claim 7 or 8, further comprising selection means for selecting at least one of the first threshold and the second threshold by a user.
前記次候補システム探索手段が、
通信可能な次候補の無線通信システムを探索して複数の次候補無線通信システムが見つかった場合に、
あらかじめ定義された優先順位に従って最も順位の高い無線通信システムを次候補無線通信システムとする
請求項7ないし9のいずれかに記載のソフトウェア無線機。
The next candidate system search means
When a plurality of next candidate radio communication systems are found by searching for a communicable next candidate radio communication system,
The software defined radio according to any one of claims 7 to 9, wherein a wireless communication system with the highest priority is set as a next candidate wireless communication system in accordance with a predetermined priority order.
前記あらかじめ定義された優先順位として、通信料金の安い順に従って最も順位の高い無線通信システムを次候補無線通信システムと選択することを特徴とする
請求項10に記載のソフトウェア無線機
11. The software defined radio according to claim 10, wherein the wireless communication system having the highest priority is selected as the next candidate wireless communication system according to the order of low communication charges as the predetermined priority order.
前記あらかじめ定義された優先順位として、通信速度の速い順に従って最も順位の高い無線通信システムを次候補無線通信システムと選択することを特徴とする
請求項10に記載のソフトウェア無線機。

11. The software defined radio according to claim 10, wherein the wireless communication system having the highest priority is selected as the next candidate wireless communication system in the order of the highest communication speed as the predetermined priority order.

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