JP4563339B2 - ソフトウェア無線機 - Google Patents
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Description
本発明は、複数の通信方式をソフトウェアの変更で実現するソフトウェア無線機に係り、特に、省電力化を実現するソフトウェア無線機に関する。
ソフトウェア無線機は、複数の通信方式をソフトウェアの変更で実現するものであり、ソフトウェアの性能を十分に発揮するために、より多くのハードウェアを利用したり、高性能のハードウェアを利用するものである。
そのため、特定の通信を実現するために、通常の無線機以上の電力が必要になり、従来は当該電力増加を低減するために、ソフトウェアで実現する機能ブロック（ソフトウェアの機能ブロック）毎に制御を行ってきた。
例えば、「信号種別による制御」、「時間による制御」、「電池残量による制御」、「外部環境による制御」、「利用状態による制御」などの機能ブロック毎の制御が行われていた。
例えば、「信号種別による制御」、「時間による制御」、「電池残量による制御」、「外部環境による制御」、「利用状態による制御」などの機能ブロック毎の制御が行われていた。
尚、ソフトウェア無線機に関する省電力化に関する文献には、独立行政法人、工業所有権情報・研修館、電気平成14年度（電気14）、「モバイル機器の節電技術」
URL:http://www.ryutu.ncipi.go.jp/chart/H14/denki14/frame.htm（非特許文献１）。
URL:http://www.ryutu.ncipi.go.jp/chart/H14/denki14/frame.htm（非特許文献１）。
［従来のソフトウェア無線機の構成］
次に、従来のソフトウェア無線機について図３を参照しながら説明する。図３は、従来のソフトウェア無線機の構成ブロック図である。
従来のソフトウェア無線機は、図３に示すように、アンテナ２００と、無線部（ＲＦ部）２０１と、コンバータ部２０２と、ディジタル信号処理部２０３と、アプリケーション処理部２０４と、入出力部２０５と、電源部２０６と、制御部２０７とを有している。
尚、上記各部（２０１〜２０５）は、ハードウェアで実現する機能ブロック（ハードウェアの機能ブロック）とみることができる。
次に、従来のソフトウェア無線機について図３を参照しながら説明する。図３は、従来のソフトウェア無線機の構成ブロック図である。
従来のソフトウェア無線機は、図３に示すように、アンテナ２００と、無線部（ＲＦ部）２０１と、コンバータ部２０２と、ディジタル信号処理部２０３と、アプリケーション処理部２０４と、入出力部２０５と、電源部２０６と、制御部２０７とを有している。
尚、上記各部（２０１〜２０５）は、ハードウェアで実現する機能ブロック（ハードウェアの機能ブロック）とみることができる。
［従来のソフトウェア無線機の各部］
次に、従来のソフトウェア無線機の各部を説明する。
ＲＦ部２０１は、アンテナ２００から受信したアナログ信号の周波数変換を行い、増幅を行うものである。
コンバータ部２０２は、アナログ信号をディジタル信号に変換（Ａ／Ｄ変換）し、ディジタル信号をアナログ信号に変換（Ｄ／Ａ変換）するものである。
次に、従来のソフトウェア無線機の各部を説明する。
ＲＦ部２０１は、アンテナ２００から受信したアナログ信号の周波数変換を行い、増幅を行うものである。
コンバータ部２０２は、アナログ信号をディジタル信号に変換（Ａ／Ｄ変換）し、ディジタル信号をアナログ信号に変換（Ｄ／Ａ変換）するものである。
ディジタル信号処理部２０３は、ディジタル信号内に含まれる通信情報を抽出するものである。
アプリケーション処理部２０４は、通信情報を組み合わせてユーザに対して音声出力等のサービスを提供するものである。
アプリケーション処理部２０４は、通信情報を組み合わせてユーザに対して音声出力等のサービスを提供するものである。
入出力部２０５は、ユーザに対する操作や表示のインタフェースを行うものである。
電源部２０６は、上記各部（２０１〜２０５，２０７）のハードウェアの機能ブロックに対して電力を供給するものである。
制御部２０７は、ソフトウェア無線機として動作するために、通信方式をソフトウェアの変更により制御するものである。
従来のソフトウェア無線機は、上記各部（２０１〜２０５，２０７）のハードウェアの機能ブロックに電源部２０６から電力が供給され、制御部２０７から各機能ブロックに制御信号を出力して各ハードウェアの機能ブロックに対して制御が為されるようになっていた。
電源部２０６は、上記各部（２０１〜２０５，２０７）のハードウェアの機能ブロックに対して電力を供給するものである。
制御部２０７は、ソフトウェア無線機として動作するために、通信方式をソフトウェアの変更により制御するものである。
従来のソフトウェア無線機は、上記各部（２０１〜２０５，２０７）のハードウェアの機能ブロックに電源部２０６から電力が供給され、制御部２０７から各機能ブロックに制御信号を出力して各ハードウェアの機能ブロックに対して制御が為されるようになっていた。
［従来の通信方式変更方法］
従来のソフトウェア無線機における制御部の通信方式の変更方法について図４を参照しながら説明する。図４は、従来の通信方式の変更方法を示すフローチャートである。
図４に示すように、従来のソフトウェア無線機における制御部２０７において、無線通信機能の動作した状態（運用状態）のソフトウェア無線機において、入出力部２０５からのユーザ要求、アプリケーション処理部２０４からの利用状況情報、またはディジタル信号処理部２０３からの時刻情報などをイベントとして、制御部２０７が現在の通信方式から新たな通信方式への変更（通信方式変更）を判断する。
従来のソフトウェア無線機における制御部の通信方式の変更方法について図４を参照しながら説明する。図４は、従来の通信方式の変更方法を示すフローチャートである。
図４に示すように、従来のソフトウェア無線機における制御部２０７において、無線通信機能の動作した状態（運用状態）のソフトウェア無線機において、入出力部２０５からのユーザ要求、アプリケーション処理部２０４からの利用状況情報、またはディジタル信号処理部２０３からの時刻情報などをイベントとして、制御部２０７が現在の通信方式から新たな通信方式への変更（通信方式変更）を判断する。
アプリケーション処理部２０４のサービス停止、ディジタル信号処理部２０３の処理停止、ＲＦ部２０１の信号送出停止などの制御処理（Ｓ４０１）を行う。これにより、無線通信機能が停止した状態（閉塞状態）に移行し、不要波を送出することない。
そして、制御部２０７がディジタル信号処理部２０３又はアプリケーション処理部２０４のソフトウェアを変更後に利用するソフトウェアに変更する（Ｓ４０２）。
ソフトウェアの変更後、停止処理に対する再開制御処理（Ｓ４０３）を行い、運用状態に復帰し、無線通信を再開する。
ソフトウェアの変更後、停止処理に対する再開制御処理（Ｓ４０３）を行い、運用状態に復帰し、無線通信を再開する。
独立行政法人、工業所有権情報・研修館、電気平成14年度（電気14）、「モバイル機器の節電技術」（URL:http://www.ryutu.ncipi.go.jp/chart/H14/denki14/frame.htm）
しかしながら、上記従来の技術では、閉塞状態において、復帰後の通信方式に依らず、特定の停止制御処理を行うため、不要な機能ブロックへの電力供給が継続されている間、無駄な電力を消費するという問題点があった。
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、ソフトウェア及びハードウェアで実現している機能ブロックに対して有効な省電力化を実現できるソフトウェア無線機を提供することを目的とする。
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、無線信号の送受を行う無線部と、アナログ信号をディジタル信号に、ディジタル信号をアナログ信号に変換するコンバータ部と、ソフトウェアの変更により様々な変復調方式を実現可能とするディジタル信号処理部と、各種サービスを提供するアプリケーション処理部と、インタフェースとなる入出力部と、上記各部に電力を供給する電源部と、ディジタル信号処理部とアプリケーション処理部で動作するソフトウェアを特定の変復調方式に応じて変更する制御を行う制御部とを有するソフトウェア無線機であって、制御部が、上記各部においてソフトウェアの機能ブロックのソフトウェア処理を停止する制御を行い、上記各部のハードウェアの機能ブロックへの電力供給を停止する制御を行い、ソフトウェア変更後に利用する機能ブロックの情報に基づいて、ソフトウェア変更後に利用するハードウェアの機能ブロックへの電力供給を再開する制御を行い、ソフトウェア変更を行い、上記各部におけるソフトウェア変更後に利用するソフトウェアの機能ブロックのソフトウェア処理を再開する制御を行うことを特徴とする。
本発明によれば、無線信号の送受を行う無線部と、アナログ信号をディジタル信号に、ディジタル信号をアナログ信号に変換するコンバータ部と、ソフトウェアの変更により様々な変復調方式を実現可能とするディジタル信号処理部と、各種サービスを提供するアプリケーション処理部と、インタフェースとなる入出力部と、上記各部に電力を供給する電源部と、ディジタル信号処理部とアプリケーション処理部で動作するソフトウェアを特定の変復調方式に応じて変更する制御を行う制御部とを有するソフトウェア無線機であって、制御部が、上記各部においてソフトウェアの機能ブロックのソフトウェア処理を停止する制御を行い、上記各部のハードウェアの機能ブロックへの電力供給を停止する制御を行い、ソフトウェア変更後に利用する機能ブロックの情報に基づいて、ソフトウェア変更後に利用するハードウェアの機能ブロックへの電力供給を再開する制御を行い、ソフトウェア変更を行い、上記各部におけるソフトウェア変更後に利用するソフトウェアの機能ブロックのソフトウェア処理を再開する制御を行うものとしているので、ソフトウェアの機能ブロックは不要なソフトウェア処理を抑制することにより、ハードウェアの機能ブロックは電力供給を停止することによって、ソフトウェア無線機の省電力化を図ることができる効果がある。
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係るソフトウェア無線機は、無線部と、コンバータ部と、ソフトウェアの変更により様々な変復調方式を実現可能とするディジタル信号処理部と、各種サービスを提供するアプリケーション処理部と、入出力部と、各部に電力を供給する電源部と、ディジタル信号処理部とアプリケーション処理部で動作するソフトウェアを特定の変復調方式に応じて変更する制御を行う制御部とを有し、制御部が、各部においてソフトウェアの機能ブロックのソフトウェア処理を停止する制御を行い、各部のハードウェアの機能ブロックへの電力供給を停止する制御を行い、ソフトウェア変更後に利用する機能ブロックの情報に基づいて、ソフトウェア変更後に利用するハードウェアの機能ブロックへの電力供給を再開する制御を行い、ソフトウェア変更を行い、各部におけるソフトウェア変更後に利用するソフトウェアの機能ブロックのソフトウェア処理を再開する制御を行うものであり、これにより、ソフトウェアの機能ブロックは不要なソフトウェア処理を抑制することにより、ハードウェアの機能ブロックは電力供給を停止することによって、ソフトウェア無線機の省電力化を図ることができる。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係るソフトウェア無線機は、無線部と、コンバータ部と、ソフトウェアの変更により様々な変復調方式を実現可能とするディジタル信号処理部と、各種サービスを提供するアプリケーション処理部と、入出力部と、各部に電力を供給する電源部と、ディジタル信号処理部とアプリケーション処理部で動作するソフトウェアを特定の変復調方式に応じて変更する制御を行う制御部とを有し、制御部が、各部においてソフトウェアの機能ブロックのソフトウェア処理を停止する制御を行い、各部のハードウェアの機能ブロックへの電力供給を停止する制御を行い、ソフトウェア変更後に利用する機能ブロックの情報に基づいて、ソフトウェア変更後に利用するハードウェアの機能ブロックへの電力供給を再開する制御を行い、ソフトウェア変更を行い、各部におけるソフトウェア変更後に利用するソフトウェアの機能ブロックのソフトウェア処理を再開する制御を行うものであり、これにより、ソフトウェアの機能ブロックは不要なソフトウェア処理を抑制することにより、ハードウェアの機能ブロックは電力供給を停止することによって、ソフトウェア無線機の省電力化を図ることができる。
［本発明の実施の形態に係るソフトウェア無線機の構成］
本発明の実施の形態に係るソフトウェア無線機の構成について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るソフトウェア無線機の構成ブロック図である。
本発明の実施の形態に係るソフトウェア無線機（本機）は、図１に示すように、アンテナ１００と、無線部（ＲＦ部）１０１と、コンバータ部１０２と、ディジタル信号処理部１０３と、アプリケーション処理部１０４と、入出力部１０５と、電源部１０６と、制御部１０７と、電力用スイッチ１０９ａ〜ｅと、データベース部１１０とを有している。
本発明の実施の形態に係るソフトウェア無線機の構成について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るソフトウェア無線機の構成ブロック図である。
本発明の実施の形態に係るソフトウェア無線機（本機）は、図１に示すように、アンテナ１００と、無線部（ＲＦ部）１０１と、コンバータ部１０２と、ディジタル信号処理部１０３と、アプリケーション処理部１０４と、入出力部１０５と、電源部１０６と、制御部１０７と、電力用スイッチ１０９ａ〜ｅと、データベース部１１０とを有している。
［本発明の実施の形態に係るソフトウェア無線機の各部］
次に、本機の特徴部分の構成について具体的に説明する。
ＲＦ部１０１は、アンテナ１００から受信したアナログ信号の周波数変換を行い、増幅してコンバータ部１０２に出力し、コンバータ部１０２から入力されたアナログ信号を増幅し、周波数変換してアンテナ１００に出力するものである。
次に、本機の特徴部分の構成について具体的に説明する。
ＲＦ部１０１は、アンテナ１００から受信したアナログ信号の周波数変換を行い、増幅してコンバータ部１０２に出力し、コンバータ部１０２から入力されたアナログ信号を増幅し、周波数変換してアンテナ１００に出力するものである。
コンバータ部１０２は、ＲＦ部１０１から入力されるアナログ信号をディジタル信号に変換（Ａ／Ｄ変換）してディジタル信号処理部１０３に出力し、ディジタル信号処理部１０３から入力されるディジタル信号をアナログ信号に変換（Ｄ／Ａ変換）してＲＦ部１０１に出力するものである。
ディジタル信号処理部１０３は、ディジタル信号内に含まれる通信情報を抽出するものである。
アプリケーション処理部１０４は、通信情報を組み合わせてユーザに対して音声出力等のサービスを提供するものである。
アプリケーション処理部１０４は、通信情報を組み合わせてユーザに対して音声出力等のサービスを提供するものである。
入出力部１０５は、ユーザに対する操作や表示のインタフェースを行うものである。
電源部１０６は、上記各部（１０１〜１０５，１０７）のハードウェアの機能ブロックに対して電力を供給するものである。
電力用スイッチ１０９は、電源部１０６から各ハードウェアの機能ブロック（１０１〜１０５）への電力供給を制御部１０７からの制御信号によってスイッチングするものである。
電源部１０６は、上記各部（１０１〜１０５，１０７）のハードウェアの機能ブロックに対して電力を供給するものである。
電力用スイッチ１０９は、電源部１０６から各ハードウェアの機能ブロック（１０１〜１０５）への電力供給を制御部１０７からの制御信号によってスイッチングするものである。
具体的には、電力用スイッチ１０９ａがＲＦ部１０１への電力供給のスイッチングを、電力用スイッチ１０９ｂがコンバータ部１０２への電力供給のスイッチングを、電力用スイッチ１０９ｃがディジタル信号処理部１０３への電力供給のスイッチングを、電力用スイッチ１０９ｄがアプリケーション処理部１０４への電力供給のスイッチングを、電力用スイッチ１０９ｅが入出力部１０５への電力供給のスイッチングを行う。
制御部１０７は、ソフトウェア無線機として動作するために、通信方式をソフトウェアの変更により制御するものである。
制御部１０７は、ディジタル信号処理部１０３及びアプリケーション処理部１０４におけるソフトウェアに対して、処理の停止・再開を指示する制御信号を出力し、電力用スイッチ１０９ａ〜ｅにおけるスイッチング制御を行うものである。制御部１０７における具体的な制御については後述する。
制御部１０７は、ディジタル信号処理部１０３及びアプリケーション処理部１０４におけるソフトウェアに対して、処理の停止・再開を指示する制御信号を出力し、電力用スイッチ１０９ａ〜ｅにおけるスイッチング制御を行うものである。制御部１０７における具体的な制御については後述する。
データベース部１１０は、通信方式毎に必要なハードウェア及びソフトウェアの機能ブロックの情報（機能ブロック情報）を記憶している。
つまり、本機において実現される複数の通信方式に対応して必要とされるハードウェア及びソフトウェアの機能ブロックに関連する情報が機能ブロック情報としてデータベース部１１０に格納されており、制御部１０７は、通信方式が選択されると、該当する機能ブロック情報をデータベース部１１０から読み込んで取得できるようになっている。
つまり、本機において実現される複数の通信方式に対応して必要とされるハードウェア及びソフトウェアの機能ブロックに関連する情報が機能ブロック情報としてデータベース部１１０に格納されており、制御部１０７は、通信方式が選択されると、該当する機能ブロック情報をデータベース部１１０から読み込んで取得できるようになっている。
［本発明の実施の形態に係る通信方式変更方法］
次に、本機における制御部１０７の通信方式の変更処理について図２を参照しながら説明する。図２は、本発明の実施の形態に係る通信方式の変更方法を示すフローチャートである。
本機における制御部１０７の通信方式の変更処理は、図２に示すように、運用状態中のイベントから、制御部１０７が通信方式変更を判断し、停止制御処理（Ｓ３０１）によって閉塞状態に移行する。
次に、本機における制御部１０７の通信方式の変更処理について図２を参照しながら説明する。図２は、本発明の実施の形態に係る通信方式の変更方法を示すフローチャートである。
本機における制御部１０７の通信方式の変更処理は、図２に示すように、運用状態中のイベントから、制御部１０７が通信方式変更を判断し、停止制御処理（Ｓ３０１）によって閉塞状態に移行する。
このとき、制御部１０７は、ソフトウェアにより実現している機能ブロックに対して、ソフトウェア機能への処理停止制御を指示し（Ｓ３０２）、更に、電力用スイッチ１０９に制御信号を出力して制御し、ハードウェアにより実現している機能ブロックに対して、ハードウェア機能への電力供給を停止する制御を行う（Ｓ３０３）。
次に、制御部１０７は、データベース部１１０から変更後の通信ソフトウェアに必要な機能ブロック情報を取得する（Ｓ３０４）。
そして、制御部１０７は、取得した機能ブロック情報を基に、変更後の通信方式に必要な機能ブロックに対して、ハードウェアにより実現している機能ブロックは電力用スイッチ１０９を制御して、変更後に利用するハードウェア機能への電力供給を再開する制御を行う（Ｓ３０５）。
そして、制御部１０７は、取得した機能ブロック情報を基に、変更後の通信方式に必要な機能ブロックに対して、ハードウェアにより実現している機能ブロックは電力用スイッチ１０９を制御して、変更後に利用するハードウェア機能への電力供給を再開する制御を行う（Ｓ３０５）。
次に、変更後に利用するソフトウェアへの変更を行う（Ｓ３０６）。このソフトウェア変更は、ハードウェア機能への電力再開制御（Ｓ３０５）後であって、ソフトウェア機能への処理再開制御（Ｓ３０７）の前に実施する必要がある。
そして、制御部１０７は、ソフトウェアにより実現される機能ブロックに対しては、変更後に利用するソフトウェア機能への処理再開制御を、指示経路を介して制御信号により行う（Ｓ３０７）。
具体的には、制御部１０７が、ハードウェアの機能ブロックに処理再開の御信号を出力すると、そのハードウェアの機能ブロック内に取り込まれている該当するソフトウェアが処理を再開するようになっている。
具体的には、制御部１０７が、ハードウェアの機能ブロックに処理再開の御信号を出力すると、そのハードウェアの機能ブロック内に取り込まれている該当するソフトウェアが処理を再開するようになっている。
これにより、ハードウェア機能に対しては電力供給再開制御（Ｓ３０５）を、ソフトウェア機能に対しては制御信号による処理再開制御（Ｓ３０７）を行うことで、必要な機能ブロックを再開させる。
ソフトウェアの変更後、従来のソフトウェア無線機と同様に、制御部１０７は、停止処理に対して再開処理（Ｓ３０８）を利用して運用状態に復帰する。
ソフトウェアの変更後、従来のソフトウェア無線機と同様に、制御部１０７は、停止処理に対して再開処理（Ｓ３０８）を利用して運用状態に復帰する。
本機では、運用状態への復帰後に不要なソフトウェアの機能ブロックの処理を停止させ、不要なハードウェアの機能ブロックへの電力供給を停止できるため、省電力化を図ることができる。
尚、本機における制御方法は、通信方式の変更の判断方法、変更するためのソフトウェアの媒体、ソフトウェアの変更方法に依存しないものである。
尚、本機における制御方法は、通信方式の変更の判断方法、変更するためのソフトウェアの媒体、ソフトウェアの変更方法に依存しないものである。
本機によれば、通信方式変更の度に、ソフトウェアで実現している機能ブロックはソフトウェア間通信を利用した不要なソフトウェア処理を抑制することによって、また、ハードウェアで実現している機能ブロックは電力用スイッチ１０９を制御して電力供給の停止を行うことによって、ハードウェア規模の増加や高性能化により実現するソフトウェア無線機の省電力化を図ることができる効果がある。
尚、信号種別、時間や利用状況を元に電力制御を行う従来技術とは、通信方式の変更を契機に、ハードウェアへの電力供給とソフトウェアの処理を停止・再開する点で本機は相違するものである。
更に、本実施の形態に係る省電力化を利用することで、将来的なハードウェア規模の増加や高性能化が行われた場合や、ハードウェアで実現していた機能をソフトウェアで実現する場合でも、ソフトウェア無線機の省電力化を図ることができる効果がある。
本発明は、ソフトウェア及びハードウェアで実現している機能ブロックに対して有効な省電力化を実現できるソフトウェア無線機に好適である。
１００，２００…アンテナ、 １０１，２０１…ＲＦ部、 １０２，２０２…コンバータ部、 １０３，２０３…ディジタル信号処理部、 １０４，２０４…アプリケーション処理部、 １０５，２０５…入出力部、 １０６，２０６…電源部、 １０７，２０７…制御部、 １０９…電力用スイッチ、 １１０…データベース部
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- 無線信号の送受を行う無線部と、アナログ信号をディジタル信号に、ディジタル信号をアナログ信号に変換するコンバータ部と、ソフトウェアの変更により様々な変復調方式を実現可能とするディジタル信号処理部と、各種サービスを提供するアプリケーション処理部と、インタフェースとなる入出力部と、前記各部に電力を供給する電源部と、前記ディジタル信号処理部と前記アプリケーション処理部で動作するソフトウェアを特定の変復調方式に応じて変更する制御を行う制御部とを有するソフトウェア無線機であって、
前記制御部が、前記各部においてソフトウェアの機能ブロックのソフトウェア処理を停止する制御を行い、前記各部のハードウェアの機能ブロックへの電力供給を停止する制御を行い、ソフトウェア変更後に利用する機能ブロックの情報に基づいて、ソフトウェア変更後に利用するハードウェアの機能ブロックへの電力供給を再開する制御を行い、ソフトウェア変更を行い、前記各部におけるソフトウェア変更後に利用するソフトウェアの機能ブロックのソフトウェア処理を再開する制御を行うことを特徴とするソフトウェア無線機。
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