JP5153397B2 - ソフトウェア無線機のセルフチェック方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、ソフトウェア無線機のセルフチェック方法及びプログラムに関する。

携帯電話、ＰＨＳ、無線ＬＡＮ等のような様々な無線通信方式は、出力レベル、周波数帯、変調方式等が異なっている。そのため、無線機は、複数の通信方式に対応するために、通信方式毎に専用の信号処理回路（ハードウェア）を予め搭載する必要があった。しかしながら、ユーザが利用するであろう複数の通信方式を想定して、それらに対応するハードウェアを無線機に予め搭載することは、無線機の処理能力、容積及びコストの点から難しい。

これに対し、無線機に搭載されたデジタルシグナルプロセッサによって実行されるソフトウェアを書き換えることによって、異なる様々な無線通信方式に対応するソフトウェア無線（ＳＤＲ：Software Defined Radio）技術がある。ソフトウェア無線技術によれば、無線機は、汎用的なハードウェアを用いることができる一方で、通信方式に依存する処理の大部分をソフトウェアによって実現する。ソフトウェアを更新することによって、無線機の通信方式も更新することができるために、ハードウェアを予め搭載しておく必要がなく、容積及びコストの点からも有効といえる。

図１は、従来技術におけるソフトウェア無線機の回路構成図である。

図１によれば、ソフトウェア無線機１は、アンテナ１０と、アナログ送信機１１と、アナログ受信機１２と、デジタルシグナルプロセッサ（以下「ＤＳＰ」と称す）部１３とを有する。アナログ送信機１１は、帯域通過フィルタ１１１と、増幅器１１２と、周波数変換器１１３と、発振器１１４と、低域通過フィルタ１１５と、デジタル／アナログ変換器１１６とを有する。また、同様に、アナログ受信機１２は、帯域通過フィルタ１２１と、増幅器１２２と、周波数変換器１２３と、発振器１２４と、低域通過フィルタ１２５と、アナログ／デジタル変換器１２６とを有する。

ＤＳＰ部１３は、プロセッサを機能させるソフトウェアを実行することによって、機能が構成される。図１によれば、ＤＳＰ部１３は、送信機側に、デジタルアップコンバージョン部及び拡散部を有し、受信機側に、デジタルダウンコンバージョン部及び逆拡散部を有する。

ＤＳＰ部１３は、送信データに対して変調処理をし、そのベースバンド信号を、デジタル／アナログ変換器１１６へ出力する。デジタル／アナログ変換器１１６は、そのベースバンド信号にデジタル／アナログ変換を施し、その中間周波数信号を、低域通過フィルタ１１５を通して、周波数変換器１１３へ出力する。周波数変換器１１３は、発振器１１４から出力された設定周波数に基づいて、無線周波数帯の高周波数信号に変換する。その高周波数信号は、増幅器１１２によって増幅され、帯域通過フィルタ１１１を通して、アンテナ１０から送信される。

逆に、アンテナ１０から受信された高周波数信号は、帯域通過フィルタ１２１を通して、増幅器１２２によって増幅され、周波数変換器１２３に入力される。周波数変換器１２３は、発振器１２４から出力された設定周波数に基づいて、高周波数信号を、中間周波数信号に変換する。その中間周波数信号は、低域通過フィルタ１２５を通して、アナログ／デジタル変換器１２６に入力される。アナログ／デジタル変換器１２６は、中間周波数信号にアナログ／デジタル変換を施し、そのベースバンド信号を、ＤＳＰ部１３へ出力する。ＤＳＰ部１３は、そのベースバンド信号に対して復調処理をし、受信データを取得する。

前述したようなソフトウェア無線機によれば、ＤＳＰ部１３を機能させるソフトウェアを入れ替えることによって、異なる様々な無線信号特性に対応することができる。製造メーカは、その無線機の製造時に、予め搭載したソフトウェアによって、その無線信号特性が正常であることを確認する。

無線機の無線信号特性は、電波の公共性の観点から、無線通信規則で定める技術的規格に適合する必要がある。無線通信に関する法令は、国内法としての電波法と、国際法としてのＩＴＵ（国際電気通信連合）関連条約とがある。これらの中の無線通信規則は、無線設備が備えるべき要件を明確に規定している。

ソフトウェア無線機の場合、ハードウェアとソフトウェアとが基本的に別であり、同じソフトウェアが、異なるメーカが製造した異なるハードウェア上で動作する（勿論、その逆ものある）。このとき、同じソフトウェアが、異なるハードウェア上で動作する場合、無線信号特性が常に同じとは限らない。即ち、ソフトウェア無線機の無線信号特性が、技術的規格に適合したものであるどうかは、ソフトウェアを入れ替える度に、別途、無線信号特性を測定し且つ評価する必要がある。ハードウェアとしての無線機が販売された後、ユーザによってそのソフトウェアが更新された場合、ユーザ自身が、その無線信号特性が正常であるかどうかを評価することは、事実上、不可能であった。

このような問題を解決するために、ソフトウェア無線機自身が、その無線信号特性が正常か否かを確認するセルフチェック機能を有する場合がある。例えば、ソフトウェア無線機に、仕様基準である規格無線信号特性を記憶する記憶装置と、無線信号特性を測定する測定回路と、その測定値が規格無線信号特性を満足するように当該無線機の設定を制御する制御部とを有する技術がある（例えば特許文献１参照）。また、無線機のＤＳＰの内部で、生成した送信信号を、ループバック部によって受信部へ折り返し、その受信信号を復調し、復調後データと送信データとを比較することでビット誤り率を測定し、そのビット誤り率から所望の無線信号特性で正常に動作しているか否かを確認する技術もある（例えば特許文献２参照）。

特開２００２−２４６９４０号公報 特開２０００−０００１１５号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術によれば、測定回路が無線信号特性をどのように測定するのか明確でなく、例えばスペクトラムアナライザ機能を搭載するとするならば、無線機のサイズが増大だけでなく、コストも増大することとなる。

また、特許文献２に記載された技術によれば、ループバックされた無線信号のビット誤り率からＤＳＰ部が正常に動作しているかどうかを確認するにすぎない。即ち、無線機の無線信号特性が、電波法で定める技術的規格に適合したものであるかどうかを判定するものではない。そのため、無線信号の出力電力が規定値以上になったとしても、その異常状態を検出することはできない。

従って、本発明は、ソフトウェア無線機が、そのソフトウェアを入れ替えた場合であっても、無線信号特性が、技術的規格に適合しているかどうかを容易に認定することができるセルフチェック方法及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明によれば、ソフトウェアによって機能するデジタルシグナルプロセッサと、ハードウェアによって機能するアナログ送信機及びアナログ受信機とを有するソフトウェア無線機について、デジタルシグナルプロセッサで機能するソフトウェアと、アナログ送信機及びアナログ受信機との組み合わせが、基地局に対する無線信号特性に適合しているか否かをセルフチェックする方法であって、
無線機は、切り替えによって、アナログ送信機からアンテナへ出力すべき無線信号を、減衰器を介してアナログ受信機へ戻すループバック手段を、ハードウェアとして備えており、
デジタルシグナルプロセッサが、
アナログ送信機の設定周波数及びアナログ受信機の設定周波数を、基地局と通信可能な第１の周波数Ｆｒに設定する第１のステップと、
基地局からアナログ受信機によって受信した無線信号を復調することができることを確認する第２のステップと、
ループバック手段によってループを構成する第３のステップと、
アナログ送信機から無線信号を送信し、アナログ受信機によって受信した無線信号を復調することができることを確認する第４のステップと、
アナログ送信機の設定周波数を、セルフチェックすべき第２の周波数Ｆｔに設定する第５のステップと、
アナログ送信機から無線信号を送信し、アナログ受信機によって受信した無線信号の受信電力が、第１の閾値以上低下したことを確認する第６のステップと、
アナログ受信機の設定周波数を、第２の周波数Ｆｔに設定する第７のステップと、
アナログ送信機から無線信号を送信し、アナログ受信機によって受信した無線信号の受信電力が、第２の閾値以上上昇したことを確認する第８のステップと、
アナログ送信機から無線信号を送信し、アナログ受信機によって受信した無線信号を復調することができることを確認する第９のステップと
を有することを特徴とする。

本発明の無線機のセルフチェック方法における他の実施形態によれば、
アナログ送信機から無線信号を連続的に送信する第１０のステップと、
アナログ受信機によって平均受信電力を測定する第１１のステップと、
平均受信電力に基づいて平均送信電力を算出する第１２のステップと、
平均送信電力が所定範囲内にあることを確認する第１３のステップと
を有するようにデジタルシグナルプロセッサを機能させることも好ましい。

本発明の無線機のセルフチェック方法における他の実施形態によれば、
アナログ受信機によって受信された無線信号を周波数解析する第１４のステップと、
無線信号の帯域幅が、所定範囲内にあることを確認する第１５のステップと、
帯域内の平均受信電力に対して、帯域外の受信電力の最大値が、所定閾値以下となっていることを確認する第１６のステップと
を有するようにデジタルシグナルプロセッサを機能させることも好ましい。

本発明の無線機のセルフチェック方法における他の実施形態によれば、受信機の通過帯域周波数を高く又は低くすることによって受信周波数帯域をシフトさせ、受信周波数帯域における受信電力が所定閾値以下となることを確認する第１７のステップを更に有するようにデジタルシグナルプロセッサを機能させることも好ましい。

本発明の無線機のセルフチェック方法における他の実施形態によれば、第１７のステップは、受信機の受信周波数帯域を高調波が存在する周波数範囲にシフトさせた際に、受信信号の周波数解析を行い、高調波が存在していることを確認するようにデジタルシグナルプロセッサを機能させることも好ましい。

本発明によれば、無線機に搭載されたデジタルシグナルプロセッサを機能させるソフトウェア無線用のプログラムであって、当該無線機は、ハードウェアによって機能する、アナログ送信機及びアナログ受信機と、切り替えによってアナログ送信機からアンテナへ出力すべき無線信号を、減衰器を介してアナログ受信機へ戻すループバック手段とを備えており、デジタルシグナルプロセッサで機能するソフトウェアと、アナログ送信機及びアナログ受信機との組み合わせが、基地局に対する無線信号特性に適合しているか否かをセルフチェックするプログラムであって、
アナログ送信機の設定周波数及びアナログ受信機の設定周波数を、基地局と通信可能な第１の周波数Ｆｒに設定する第１のステップと、
基地局からアナログ受信機によって受信した無線信号を復調することができることを確認する第２のステップと、
ループバック手段によってループを構成する第３のステップと、
アナログ送信機から無線信号を送信し、アナログ受信機によって受信した無線信号を復調することができることを確認する第４のステップと、
アナログ送信機の設定周波数を、セルフチェックすべき第２の周波数Ｆｔに設定する第５のステップと、
アナログ送信機から無線信号を送信し、アナログ受信機によって受信した無線信号の受信電力が、第１の閾値以上低下したことを確認する第６のステップと、
アナログ受信機の設定周波数を、第２の周波数Ｆｔに設定する第７のステップと、
アナログ送信機から無線信号を送信し、アナログ受信機によって受信した無線信号の受信電力が、第２の閾値以上上昇したことを確認する第８のステップと、
アナログ送信機から無線信号を送信し、アナログ受信機によって受信した無線信号を復調することができることを確認する第９のステップと
してデジタルシグナルプロセッサを実行させることを特徴とする。

本発明の無線機のセルフチェックプログラムにおける他の実施形態によれば、
アナログ送信機から無線信号を連続的に送信する第１０のステップと、
アナログ受信機によって平均受信電力を測定する第１１のステップと、
平均受信電力に基づいて平均送信電力を算出する第１２のステップと、
平均送信電力が所定範囲内にあることを確認する第１３のステップと
してデジタルシグナルプロセッサを実行させることも好ましい。

本発明の無線機のセルフチェックプログラムにおける他の実施形態によれば、
アナログ受信機における受信信号を周波数解析する第１４のステップと、
無線信号の帯域幅が、所定範囲内にあることを確認する第１５のステップと、
帯域内の平均受信電力に対して、帯域外の受信電力の最大値が、所定閾値以下となっていることを確認する第１６のステップと
してデジタルシグナルプロセッサを実行させることも好ましい。

本発明の無線機のセルフチェックプログラムにおける他の実施形態によれば、
受信機の通過帯域周波数を高く又は低くすることによって受信周波数帯域をシフトさせ、受信周波数帯域における受信電力が所定閾値以下となることを確認する第１７のステップとしてデジタルシグナルプロセッサを更に実行させることも好ましい。

本発明の無線機のセルフチェックプログラムにおける他の実施形態によれば、第１７のステップは、前記受信機の受信周波数帯域を高調波が存在する周波数範囲にシフトさせた際に、受信信号の周波数解析を行い、高調波が存在していることを確認するように前記デジタルシグナルプロセッサを更に実行させることも好ましい。

本発明のセルフチェック方法及びプログラムによれば、ソフトウェア無線機が、そのソフトウェアを入れ替えた場合であっても、無線信号特性が、技術的規格に適合しているかどうかを容易に認定することができる。

以下では、図面を用いて、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

図２は、本発明におけるソフトウェア無線機の回路構成図である。

図２によれば、図１の無線機と比較して、ハードウェアとして、ループバック部１４及び外部メモリ部１５を備える点で相違する。ループバック部１４は、アンテナ１０と、アナログ送信機送信機１１及びアナログ受信機１２との間に備えられる。ループバック部１４は、切り替えによって、アナログ送信機１１からアンテナ１０へ出力すべき無線信号を、減衰器（アッテネータ）１４１を介してアナログ受信機１２へ戻すように機能する。減衰器１４１は、アナログ送信機１１から出力された高レベルの無線信号を、低レベルの無線信号に減衰させる。減衰器１４１は可変アッテネータを用いてもよいし、減衰量が固定の減衰器を複数用意して縦列接続させる減衰器の数をスイッチを用いて切替えてもよい。減衰量の制御はセルフチェック制御部から行うものとする。減衰器１４１の減衰量の最大値は、送信機の最大送信電力と、受信機の最大入力電力との差より大きな値を取るようにする。ループバックを構成した場合、アンテナ１０は、アナログ送信機１１及びアナログ受信機１２と切り離される。

ＤＳＰ部１３に構成されるセルフチェック制御部は、当該無線機のセルフチェックを実行し、その際に、アナログ送信機１１、アナログ受信機１２及びループバック部１４を制御する。

図３〜図６では、ＤＳＰ部１３で実行される処理のフローチャートを表す。本発明によれば、基本的に、無線信号における周波数をセルフチェックする（図３参照）。また、これと共に、無線信号における送受信電力をセルフチェックし（図４参照）、無線信号における帯域幅をセルフチェックし（図５参照）、更に、無線信号におけるスプリアスをセルフチェックする（図６参照）。

最終的に、全て（若しくはいずれか１つ又はそれらの組合せ）のセルフチェックについて、セルフチェック成功と判定された場合、ループバック部１４は、アナログ送信機１１及びアナログ受信機１２とアンテナ１０とが直接的接続されるように切り替える。これによって、ソフトウェア無線機が、そのソフトウェアを入れ替えた場合であっても、無線信号特性が、技術的規格に適合していると認定され、更なる通信方式における通信が可能となる。

図３は、本発明について周波数の適合性を認定するフローチャートである。

最初に、ループバック部１４は、アンテナ１０と、アナログ送信機１１及びアナログ受信機１２とを直接的に接続する。このとき、無線機１は、基地局との通信に、２ＧＨｚ帯のＣＤＭＡ
１ｘＥＶ−ＤＯの通信方式が適用されているものとする。

（第１のステップ：Ｓ１）
アナログ送信機１１の設定周波数及びアナログ受信機１２の設定周波数を、基地局と通信可能な第１の周波数Ｆｒ（例えば２，１２５ＭＨｚ）に設定する。但し、アナログ送信機については、信号を送信しないように増幅器のスイッチをオフにしておく。尚、第１のステップにおけるアナログ送信機１１について、設定周波数を第１の周波数Ｆｒに設定することは、第４のステップにおけるアナログ送信機から無線信号を送信する前までに実行されればよい。

（第２のステップ：Ｓ２）
基地局から受信したパイロット信号を復調することができることを確認する。このとき、ＤＳＰ部１３としては、アナログ受信機１２から入力されるパイロット信号のみを復調できる機能のみを備えれば十分である。そのパイロット信号を復調することができる場合、アナログ受信機１２とＤＳＰ部１３の受信側機能部とは、設定周波数２，１２５ＭＨｚでは正常に動作していると判断できる。逆に、復調できない場合、セルフチェック失敗として、処理を終了する。尚、パイロット信号を復調することができたとしても、パイロット信号の周波数にオフセットがかかった状態で受信される可能性がある。この場合には、パイロット信号の周波数オフセットの方向と量を算出し、オフセットを打ち消すようにアナログ受信機の周波数設定に調整を加える。また、アナログ送信機に対してもアナログ受信機の周波数設定に行った調整と同じ調整を加える。

（第３のステップ：Ｓ３）
ループバック部１４の接続を切り替えて、アナログ送信機１１及びアナログ受信機１２の間で、減衰器１４１を介してループを構成する。即ち、アナログ送信機１１及びアナログ受信機１２は、アンテナ１０から切り離される。減衰器１４１は減衰量が最大となるように設定しておく。

（第４のステップ：Ｓ４）
アナログ送信機１１の設定周波数は、第１の周波数Ｆｒに設定されている。アナログ送信機１１がパイロット信号を送信すると、ループバックによって、そのパイロット信号は、アナログ受信機１２によって受信される。このとき、ＤＳＰ部１３は、アナログ受信機１２から入力されるそのパイロット信号を復調することができることを確認する。なお、減衰器１４１の減衰量が大きすぎる場合にはＤＳＰ部への入力信号が小さくなるため、パイロット信号を復調できなくなってしまう。この場合、アナログ/デジタル変換器１２６の出力ビットを一定時間観測し、アナログ/デジタル変換器１２６への入力信号の最大値を求める。この値と、アナログ/デジタル変換器１２６の最大入力レベルとの差を算出する。算出結果をもとに減衰器１４１の減衰量を小さくする。

そのパイロット信号を復調することができれば、アナログ送信機１１とＤＳＰ部１３の送信側機能部とは、設定周波数２，１２５ＭＨｚで正常に動作していると判断できる。逆に、復調できない場合、セルフチェック失敗として、処理を終了する。

尚、パイロット信号を復調することができた場合でも、受信したパイロット信号に周波数オフセットがかかっている可能性がある。パイロット信号の周波数オフセットの量を算出し、閾値以下であれば、アナログ送信機１１とＤＳＰ部１３の送信側機能部とは、設定周波数２，１２５ＭＨｚで正常に動作していると判断できる。逆に、閾値を超えている場合、セルフチェック失敗として、処理を終了する。また、このときのパイロット信号の受信電力を測定しメモリに記憶する。

（第５のステップ：Ｓ５）
アナログ送信機１１の設定周波数を、セルフチェックすべき第２の周波数Ｆｔ（ソフトウェアの更新後の周波数）に設定する。第２の周波数Ｆｔを、例えば１，９３５ＭＨｚとする。

（第６のステップ：Ｓ６）
アナログ送信機１１がパイロット信号を送信すると、ループバックによって、そのパイロット信号は、アナログ受信機１２によって受信される。このとき、ＤＳＰ部１３は、アナログ受信機１２から入力されるそのパイロット信号の受信電力が、第４のステップで測定した受信電力から第１の閾値以上低下したことを確認する。具体的には、アナログ送信機の設定周波数１，９３５ＭＨｚに対して、アナログ受信機の設定周波数２，１２５ＭＨｚであるので、第１の閾値は、例えば５０ｄＢであるとする。

（第７のステップ：Ｓ７）
アナログ受信機１２の設定周波数を、第２の周波数Ｆｔに設定する。

（第８のステップ：Ｓ８）
このとき、ＤＳＰ部１３は、アナログ受信機１２から入力されるそのパイロット信号の受信電力が、第２の閾値以上に上昇したことを確認する。具体的には、アナログ送信機の設定周波数１，９３５ＭＨｚに対して、アナログ受信機の設定周波数１，９３５ＭＨｚであるので、第２の閾値は、例えば第４のステップで測定した受信電力であるとする。

（第９のステップ：Ｓ９）
更に、ＤＳＰ部１３は、アナログ受信機１２から入力されるそのパイロット信号を復調することができることを確認する。パイロット信号を復調することができていれば、アナログ送信機１１及びアナログ受信機１２が、設定周波数１，９３５ＭＨｚで正常に動作すると確認できる。

尚、パイロット信号を復調することができた場合でも、受信したパイロット信号に周波数オフセットがかかっている可能性がある。パイロット信号の周波数オフセットの量を算出し、閾値を超えている場合、セルフチェック失敗として、処理を終了する。

図４は、本発明について送受信電力の適合性を認定するフローチャートである。

（第１０のステップ：Ｓ１０）
アナログ送信機１１から変調信号を連続的に送信する。ここで、図３に続いて、アナログ送信機１１の設定周波数は、１，９３５ＭＨｚである。このとき、アナログ受信機１２における受信帯域幅を広げることも好ましい。例えば、受信帯域幅を１０ＭＨｚにする（受信中心周波数は１，９３５ＭＨｚ）。受信帯域幅を広げないと、送信信号のスペクトラムが、受信回路で帯域幅を制限される場合がある。

（第１１のステップ：Ｓ１１）
アナログ受信機１２によって、平均受信電力を測定する。

（第１２のステップ：Ｓ１２）
平均受信電力に基づいて、平均送信電力を算出する。平均送信電力は、平均受信電力と、減衰量とを加算して算出される。減衰量は、アナログ送信機１１のアンテナ端（ループバック部のアナログ送信機の端）から、アナログ受信機１２におけるアナログ／デジタル変換器１２６の入力端までの信号減衰量である。尚、この減衰量は、周波数特性に基づいた設計値（又は出荷前の事前測定値）を、外部メモリ部に予め記憶しておくこととする。

（第１３のステップ：Ｓ１３）
平均送信電力が所定範囲内にあることを確認する。アナログ送信機１１の設定周波数１９３５ＭＨｚでの平均送信電力の基準値として、例えば１２６ｍＷ（２１ｄＢｍ）を用いる場合、平均送信電力が、１８．０ｄＢｍ〜２１．８ｄＢｍの範囲内にあることを判定する。

図５は、本発明について帯域幅の適合性を認定するフローチャートである。

（第１４のステップ：Ｓ１４）
アナログ受信機１２における受信信号を周波数解析する。アナログ／デジタル変換器１２６が、サンプリングレート１０ＭＨｚであるとする。この場合、１０２４ポイントのＦＦＴを実行して、周波数解析をする。受信信号の電力の９９％が含まれる帯域幅を測定する。

（第１５のステップ：Ｓ１５）
受信信号の帯域幅が、所定範囲内にあることを確認する。例えば１．４８ＭＨｚ以下に収まっていることを判定する。所定範囲内に収まっていない場合には、セルフチェック失敗として、処理を終了する。

（第１６のステップ：Ｓ１６）
Ｓ１４における周波数解析の結果から、受信信号の帯域外の電力を調べる。帯域内の平均受信電力に対して、帯域外の受信電力の最大値が、所定閾値以下となっていることを確認する。所定閾値としては、例えば４０ｄＢ程度である。所定閾値以下となっていない場合には、セルフチェック失敗として、処理を終了する。

図６は、本発明についてスプリアス特性の適合性を認定するフローチャートである。また、図７は、図６における受信周波数帯域のシフトを表すグラフである。

「スプリアス」とは、無線機から発射される目的外の不要な電波をいう。このような電波は、著しく電波の質を低下させ、他の無線通信に妨害を与えるために、無線通信規則の中でその程度が明確に規定されている。

アナログ送信機１１は、送信周波数１９３５ＭＨｚ及び送信電力１２６ｍＷの変調信号を連続的に送信する。ここでは、アナログ受信機１２によって受信される受信信号を周波数解析し、スプリアスの大きさを確認する。

（第１７のステップ：Ｓ１７）
最初に、アナログ受信機１２における帯域通過フィルタ１２１の通過帯域周波数を高く又は低くすることによって受信周波数帯域をシフトさせる。次に、受信周波数帯域における受信電力を測定する。受信電力が所定閾値以下となっていれば、その周波数帯域ではスプリアスが規定値以下に収まっているとする。尚、所定閾値の設定値の例としては、その受信周波数帯域内での単位周波数当たりのスプリアス規定値の最小値と、受信周波数帯域幅とを掛け合わせた値を用いる。受信電力が所定閾値以下となっていない場合には、受信信号の周波数解析を行って、各周波数における受信信号電力とスプリアスの規定値とを比較する。比較した結果、受信信号電力がスプリアスの規定値を超えている周波数があれば、セルフチェック失敗として、処理を終了する。受信信号電力がスプリアスの規定値以下に収まっている場合には、受信周波数帯域を更にシフトさせることによって、次の周波数帯域におけるスプリアスの確認を行う。この処理を受信回路の周波数範囲の最終端に達するまで繰り返す。受信周波数帯域をシフトさせていくことで、アナログ/デジタル変換器への入力信号は小さくなっていく。この場合、第４のステップでの方法と同じ方法で減衰器１４１の減衰量を調整する。最終端まで繰り返した結果、スプリアスが規定値を超えていると判定されなければ、セルフチェック成功として処理を終了する。

受信周波数帯域をシフトさせる単位量としては、例えば５ＭＨｚであってもよい。

第１７のステップにおいて、受信周波数帯域をシフトさせていったときに、高調波が存在する周波数帯域に入った場合、受信信号の周波数解析を行って、高調波が存在することを確認してもよい。周波数解析を行った結果から、受信信号電力が他の周波数より高くなっている周波数を検出する。この周波数が高調波の周波数と一致していることを確認できれば、受信周波数帯域のシフトが正しく行われていることが確認できる。

例えば、送信周波数１９３５ＭＨｚである場合、２倍高調波は、３８７０ＭＨｚに存在する。３８７０ＭＨｚを含む受信周波数帯域における受信電力は、その周囲の受信電力よりも高くなる。

最終的に、全て（若しくはいずれか１つ又はそれらの組合せ）のセルフチェックについて、セルフチェック成功と判定された場合、ループバック部１４は、アナログ送信機１１及びアナログ受信機１２とアンテナ１０とが直接的接続されるように切り替える。

以上、詳細に説明したように、本発明のセルフチェック方法及びプログラムによれば、ソフトウェア無線機が、そのソフトウェアを入れ替えた場合であっても、無線信号特性が、技術的規格に適合しているかどうかを容易に認定することができる。

前述した本発明の種々の実施形態において、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。

従来技術におけるソフトウェア無線機の回路構成図である。 本発明におけるソフトウェア無線機の回路構成図である。 本発明について周波数の適合性を認定するフローチャートである。 本発明について送受信電力の適合性を認定するフローチャートである。 本発明について帯域幅の適合性を認定するフローチャートである。 本発明についてスプリアス特性の適合性を認定するフローチャートである。 図６における受信周波数帯域のシフトを表すグラフである。

符号の説明

１ 無線機
１０ アンテナ
１１ アナログ送信機
１１１ 帯域通過フィルタ
１１２ 増幅器
１１３ 周波数変換器
１１４ 発振器
１１５ 低域通過フィルタ
１１６ デジタル／アナログ変換器
１２ アナログ受信機
１２１ 帯域通過フィルタ
１２２ 増幅器
１２３ 周波数変換器
１２４ 発振器
１２５ 低域通過フィルタ
１２６ アナログ／デジタル変換器
１３ ＤＳＰ部、デジタルシグナルプロセッサ部
１４ ループバック部
１４１ 減衰器、アッテネータ
１５ 外部メモリ部

Claims (10)

1. ソフトウェアによって機能するデジタルシグナルプロセッサと、ハードウェアによって機能するアナログ送信機及びアナログ受信機とを有するソフトウェア無線機について、デジタルシグナルプロセッサで機能するソフトウェアと、アナログ送信機及びアナログ受信機との組み合わせが、基地局に対する無線信号特性に適合しているか否かをセルフチェックする方法であって、
   前記無線機は、切り替えによって、アナログ送信機からアンテナへ出力すべき無線信号を、減衰器を介してアナログ受信機へ戻すループバック手段を、ハードウェアとして備えており、
   前記デジタルシグナルプロセッサが、
   前記アナログ送信機の設定周波数及び前記アナログ受信機の設定周波数を、前記基地局と通信可能な第１の周波数Ｆｒに設定する第１のステップと、
   前記基地局から前記アナログ受信機によって受信した無線信号を復調することができることを確認する第２のステップと、
   前記ループバック手段によってループを構成する第３のステップと、
   前記アナログ送信機から無線信号を送信し、前記アナログ受信機によって受信した前記無線信号を復調することができることを確認する第４のステップと、
   前記アナログ送信機の設定周波数を、セルフチェックすべき第２の周波数Ｆｔに設定する第５のステップと、
   前記アナログ送信機から無線信号を送信し、前記アナログ受信機によって受信した前記無線信号の受信電力が、第１の閾値以上低下したことを確認する第６のステップと、
   前記アナログ受信機の設定周波数を、第２の周波数Ｆｔに設定する第７のステップと、
   前記アナログ送信機から無線信号を送信し、前記アナログ受信機によって受信した前記無線信号の受信電力が、第２の閾値以上上昇したことを確認する第８のステップと、
   前記アナログ送信機から無線信号を送信し、前記アナログ受信機によって受信した前記無線信号を復調することができることを確認する第９のステップと
   を有することを特徴とする無線機のセルフチェック方法。
2. 前記アナログ送信機から無線信号を連続的に送信する第１０のステップと、
   前記アナログ受信機によって平均受信電力を測定する第１１のステップと、
   前記平均受信電力に基づいて平均送信電力を算出する第１２のステップと、
   前記平均送信電力が所定範囲内にあることを確認する第１３のステップと
   を有するように前記デジタルシグナルプロセッサを機能させることを特徴とする請求項１に記載の無線機のセルフチェック方法。
3. 前記アナログ受信機によって受信された無線信号を周波数解析する第１４のステップと、
   前記無線信号の帯域幅が、所定範囲内にあることを確認する第１５のステップと、
   帯域内の平均受信電力に対して、帯域外の受信電力の最大値が、所定閾値以下となっていることを確認する第１６のステップと
   を有するように前記デジタルシグナルプロセッサを機能させることを特徴とする請求項１又は２に記載の無線機のセルフチェック方法。
4. 前記受信機の通過帯域周波数を高く又は低くすることによって受信周波数帯域をシフトさせ、前記受信周波数帯域における受信電力が所定閾値以下となることを確認する第１７のステップを更に有するように前記デジタルシグナルプロセッサを機能させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の無線機のセルフチェック方法。
5. 第１７のステップは、前記受信機の受信周波数帯域を高調波が存在する周波数範囲にシフトさせた際に、受信信号の周波数解析を行い、高調波が存在していることを確認するように前記デジタルシグナルプロセッサを機能させることを特徴とする請求項４に記載の無線機のセルフチェック方法。
6. 無線機に搭載されたデジタルシグナルプロセッサを機能させるソフトウェア無線用のプログラムであって、当該無線機は、ハードウェアによって機能する、アナログ送信機及びアナログ受信機と、切り替えによってアナログ送信機からアンテナへ出力すべき無線信号を、減衰器を介してアナログ受信機へ戻すループバック手段とを備えており、デジタルシグナルプロセッサで機能するソフトウェアと、アナログ送信機及びアナログ受信機との組み合わせが、基地局に対する無線信号特性に適合しているか否かをセルフチェックするプログラムであって、
   前記アナログ送信機の設定周波数及び前記アナログ受信機の設定周波数を、前記基地局と通信可能な第１の周波数Ｆｒに設定する第１のステップと、
   前記基地局から前記アナログ受信機によって受信した無線信号を復調することができることを確認する第２のステップと、
   前記ループバック手段によってループを構成する第３のステップと、
   前記アナログ送信機から無線信号を送信し、前記アナログ受信機によって受信した前記無線信号を復調することができることを確認する第４のステップと、
   前記アナログ送信機の設定周波数を、セルフチェックすべき第２の周波数Ｆｔに設定する第５のステップと、
   前記アナログ送信機から無線信号を送信し、前記アナログ受信機によって受信した前記無線信号の受信電力が、第１の閾値以上低下したことを確認する第６のステップと、
   前記アナログ受信機の設定周波数を、第２の周波数Ｆｔに設定する第７のステップと、
   前記アナログ送信機から無線信号を送信し、前記アナログ受信機によって受信した前記無線信号の受信電力が、第２の閾値以上上昇したことを確認する第８のステップと、
   前記アナログ送信機から無線信号を送信し、前記アナログ受信機によって受信した前記無線信号を復調することができることを確認する第９のステップと
   して前記デジタルシグナルプロセッサを実行させることを特徴とするセルフチェックプログラム。
7. 前記アナログ送信機から無線信号を連続的に送信する第１０のステップと、
   前記アナログ受信機によって平均受信電力を測定する第１１のステップと、
   前記平均受信電力に基づいて平均送信電力を算出する第１２のステップと、
   前記平均送信電力が所定範囲内にあることを確認する第１３のステップと
   して前記デジタルシグナルプロセッサを実行させることを特徴とする請求項６に記載のセルフチェックプログラム。
8. 前記アナログ受信機における受信信号を周波数解析する第１４のステップと、
   前記無線信号の帯域幅が、所定範囲内にあることを確認する第１５のステップと、
   帯域内の平均受信電力に対して、帯域外の受信電力の最大値が、所定閾値以下となっていることを確認する第１６のステップと
   して前記デジタルシグナルプロセッサを実行させることを特徴とする請求項６又は７に記載のセルフチェックプログラム。
9. 前記受信機の通過帯域周波数を高く又は低くすることによって受信周波数帯域をシフトさせ、前記受信周波数帯域における受信電力が所定閾値以下となることを確認する第１７のステップとして前記デジタルシグナルプロセッサを更に実行させることを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載のセルフチェックプログラム。
10. 第１７のステップは、前記受信機の受信周波数帯域を高調波が存在する周波数範囲にシフトさせた際に、受信信号の周波数解析を行い、高調波が存在していることを確認するように前記デジタルシグナルプロセッサを更に実行させることを特徴とする請求項９に記載のセルフチェックプログラム。

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