JP3800945B2 - Software defined radio - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はソフトウエア無線機(Software Defined Radio)に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、DSPの処理能力向上によって、無線機の機能の一部をソフトウエアで実現した、いわゆるソフトウエア無線機が登場してきた。この種の無線機5は、典型的には、図4に示すように、アナログ部51と、ADC(Analog to Digital Converter)・DAC(Digital to Analog Converter)部52と、ディジタル部53と、メモリ部54からなる。
【0003】
アナログ部51は、複数の通信方式それぞれに対応した複数のハードウエアを含んでおり、状況に応じて上記複数の通信方式のうち所望の方式に切り換えて使用される。メモリ部54には、上記複数の通信方式それぞれに対応した複数のプログラムを記憶している。これらのプログラムは、上記メモリ部54の差し替えや同図には示されない外部装置からの書き込み、あるいは上記ソフトウエア無線機が外部からアンテナ50を通じて受信したデータをディジタル部53が書き込むことにより随時更新されうるものである。
【0004】
ディジタル部53は、DSP531を有しており、所望の通信方式に応じて必要なプログラムを上記メモリ部54からダウンロードし、上記プログラムを実行することによって上記所望の通信方式に必要な信号処理手段を実現する。このようなソフトウエア無線機5は、プログラムの入替えによって少ないハードウエア規模で複数の通信方式に対応できるほか、個々の方式のバグフィックスや新機能追加に容易に対応できるなどの特徴を有する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ソフトウエア無線機が端末装置などとして普及し、新規プログラムの入替えの頻度が増加してくると、ソフトウエア無線機が電波法を遵守することをプログラムのみで保証することが困難となる。このために、ソフトウエア無線機がプログラムを新規に実行した場合に法的に妥当な無線機となることを保証すること、とりわけ隣接チャネルに対して電力を漏洩しない、法的に妥当な無線機となることを保証することが課題である。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、本発明のソフトウエア無線機は、外部の入力パラメタである単数ないし複数の規格項目に基づいて、上記ソフトウエア無線機が含む機能要素の特性を確定するためのパラメタを決定するテーブルを備えることを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明によるソフトウエア無線機の概要について図1を用いて説明する。図1において本発明によるソフトウエア無線機1が図4の従来のソフトウエア無線機5と比較して特徴的に異なる箇所はメモリ部14内に含まれるテーブル141である。このテーブル141は電波法上で定められるような無線局の一つもしくは複数の規格項目に対して、ソフトウエア無線機内部の機能要素の特性を確定するためのパラメタを決定するデータを含んでいる。
【0008】
以下では、上記規格項目を変調方式、信号伝送速度、占有周波数帯域幅および隣接チャネル漏洩電力に関する情報とし、上記機能要素をフィルタとした場合について例示するものとする。ただし、本発明は上述の場合に制限されるものではなく、他の規格項目に対して別の機能要素の特性を確定するためのパラメタを決定する記載を含む場合についても容易に適用されうる。
【0009】
表1および表2は本発明のソフトウエア無線機において上記フィルタパラメタを与えるテーブル141の構成例を示す。
【0010】
【表1】
【0011】
【表2】
【0012】
上記表1は外部から得るプログラムによって指示されるフィルタ特性を含んだ形の変調方式、信号伝送速度および隣接チャネル漏洩電力に関する情報に基づいて、ソフトウエア無線機内部のFIRフィルタを決定するための記載を含む。この表1の内容はソフトウエア無線機1を構成するアナログ部11、ADC・DAC部12、ディジタル部13などのハードウエア仕様に基づいて各製造業者の供給する端末装置毎に予め用意されるものである。なお、表1ではFIRフィルタを例としているが、IIRフィルタに適用してもよい。
【0013】
例えば、外部から得るプログラムにおいて、次の(1)(2)(3)を要求パラメタとして与えられたものとする。
【0014】
(1)変調方式={π/4シフトQPSK(ただし、ロールオフ率0.5のルートコサインロールオフ特性)}
(2)信号伝送速度={1024kbps}
(3)隣接チャネル漏洩={1024kHz離調1536kHz幅における漏洩電力−45dBc}
すると、これらを最小に満たすために、ディジタル部13で実現すべきFIRフィルタ(タップ数23、各タップの係数W01=F3h、W02=EFh、...W23=F3h)が、表1によって決定される。
【0015】
上記表2は、外部から得るプログラムによって指示されるフィルタ特性を含んだ形の変調方式、信号伝送速度および占有周波数帯域幅に関する情報に基づいて、ソフトウエア無線機内部のFIRフィルタを決定するための記載を含む。本テーブルも、ソフトウエア無線機1を構成するアナログ部11、ADC・DAC部12、ディジタル部13などのハードウエア仕様に基づいて各製造業者の供給する端末装置毎に予め用意されるものである。
【0016】
例えば、外部から得るプログラムにおいて、次の(1)(2)(4)を要求パラメタとして与えられたものとする。
【0017】
(1)変調方式={π/4シフトQPSK(ただし、ロールオフ率0.5のルートコサインロールオフ特性)}
(2)信号伝送速度={1024kbps}
(4)占有周波数帯域幅={768kHz以下}
すると、これらを最小に満たすために、ディジタル部13で実現すべきFIRフィルタ(タップ数15、各タップの係数W01=00h、W02=11h、...W15=00h)が、表2から決定される。
【0018】
また、例えば、テーブル141において、外部から得るプログラムにおいて、次の(1)(2)(3)(4)を要求パラメタとして与えられたものとする。
【0019】
(1)変調方式={π/4シフトQPSK(ただし、ロールオフ率0.5のルートコサインロールオフ特性)}
(2)信号伝送速度={1024kbps}
(3)隣接チャネル漏洩={1024kHz離調1536kHz幅における漏洩電力−45dBc}
(4)占有周波数帯域幅={768kHz以下}
すると、これらを最小に満たすために、ディジタル部13で実現すべきFIRフィルタ(タップ数23、各タップの係数W01=F3h、W02=EFh、...W23=F3h)が、前記表1および表2により決定される。
【0020】
続いて、図2および図3を用いて、テーブル141から得られるフィルタパラメタをディジタル部13が活用する例について述べる。
【0021】
第1の活用例は、図1のソフトウエア無線機1において、ディジタル部13内のDSP131に、予めパラメタを更改するだけで所望のフィルタ処理が実現できるように設計されているフィルタ処理サブルーチンブロックがプログラミングされている場合の例である。
【0022】
外部装置もしくはアンテナ10を通じて、ディジタル部13用ソフトウエアのプログラムが取り込まれ、メモリ部14に一時記憶される。上記プログラムは変調方式、信号伝送速度、隣接チャネル漏洩および占有周波数帯域幅に関する情報を含む。
【0023】
図2に示すように、DSP131に予めプログラミングされているダウンロード制御ブロックは、メモリ部14から上記プログラムとテーブル141から得られるサンプル倍率、タップ数および各タップの係数をDSP131内に予めプログラミングされているフィルタ処理サブルーチンブロック3に設定してフィルタ処理方法を確定する。
【0024】
すなわちこのフィルタ処理サブルーチンブロック3において、変調処理サブルーチンブロックからの変調出力信号のサンプリング速度を、サンプリング部31によってテーブル141から決定したサンプル倍率に従って調整する。
【0025】
次にフィルタリング部32によって、隣接チャネル漏洩や占有周波数帯域幅が要求を満たすように、テーブル141から決定したタップ数と、各タップの係数とに従ってフィルタ処理を実行し、ADC・DAC部12に向けて出力する。
【0026】
なお、本活用例において、フィルタ処理高速化のためにフィルタリング部32をフィルタ処理専用のPLD(Programmable Logic Device)に置き換えてもよい。
【0027】
第2の活用例は、図3に示すようなコード生成部15を備えるソフトウエア無線機1’における例である。ソフトウエア無線機1’において、外部装置もしくはアンテナ10を通じてディジタル部13用ソフトウエアのソースプログラムが取り込まれ、メモリ部14に一時記憶される。上記ソースプログラムは変調方式、信号伝送速度、隣接チャネル漏洩および占有周波数帯域幅に関する情報を含んでいる。
【0028】
コード生成部15は、上記ソースプログラムとテーブル141に基づいて、ディジタル部13における実行用プログラムを生成し、これをメモリ部14に一時記憶する。上記実行用プログラムは上記ソースプログラムに含まれる変調方式、信号伝送速度、隣接チャネル漏洩および占有周波数帯域幅に関する情報に従って、テーブル141から得たフィルタパラメタに基づくフィルタ処理ルーチンを含んでいる。ディジタル部13におけるDSP131は上記実行用プログラムをメモリ部14からダウンロードして実行する。
【0029】
以上により、隣接チャネル漏洩と占有周波数帯域幅の要求にかなうフィルタ処理がなされる。
【0030】
【発明の効果】
本発明のソフトウエア無線機は、ソフトウエア無線機内部の機能要素の特性を確定するためのパラメタを決定するためのテーブルを備え、電波法上で定められる無線局の規格項目を外部プログラムより直接的に指定し、上記テーブルを参照してから内部の機能要素の特性を確定できるので、本発明のソフトウエア無線機は、新規にプログラムを実行した場合においても、電波法を遵守することを事前に保証することができる。
【0031】
上記テーブルを参照してから内部の機能要素の特性を確定する際に、電波法上で定められている規格項目を用いる。この普遍的な確定パラメタをプログラムが含んでいることによって次の副次的な効果がある。
【0032】
(1)複数の異なる製造業者がソフトウエア無線機を端末装置として供給する場合、各自の製造上のノウハウに違いがあるために、インフラ側は端末装置毎に異なるプログラムの提供を要する非効率な事態になる。しかし、本発明のソフトウエア無線機を適用すれば、上記普遍的な確定パラメタをプログラムの記述に用いることができるので、プログラムを共有できる部分が増加し、効率的になる。
【0033】
(2)本発明のソフトウエア無線機を適用した端末装置を提供する製造業者にとっては、上記普遍的な確定パラメタをプログラムの記述に用いることができるので、ハードウエアの作り込み技術を外部に公開する必要性を低減できる。
【0034】
本発明のソフトウエア無線機が、ソフトウエア無線機内部のフィルタを決定するためのテーブルを備える実施例において、上記テーブルは外部プログラムより隣接チャネル漏洩と占有周波数帯域幅を指定して内部のフィルタ処理を確定するので、本発明のソフトウエア無線機が新規にプログラムを実行した場合においても、隣接チャネルへ漏洩する電力と、信号電力の占有周波数帯域幅とを事前に保証することができる。
【0035】
また、上記テーブルからは、外部プログラムに応じた必要な分のフィルタタップを知り得るので、上記所要のフィルタタップによるフィルタ処理を実行することによって、消費電力の浪費を抑制できる。さらに、上記テーブルからフィルタパラメタを特定する際に、変調方式と信号伝送速度と隣接チャネル漏洩と占有周波数帯域幅といった普遍性の高いパラメタを用いている。これにより、インフラ側の提供するプログラムの機種毎の相違性を低減できるほか、本発明のソフトウエア無線機を適用した端末装置を提供する製造業者にとっては、ハードウエアの作り込み技術を外部へ公開する必要性も低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるソフトウエア無線機の構成を示すブロック図。
【図2】本発明の一実施例におけるフィルタパラメタの設定の一例を示す流れ図。
【図3】本発明の別の実施例によるソフトウエア無線機の構成を示すブロック図。
【図4】従来のソフトウエア無線機の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
1、…ソフトウエア無線機、10…アンテナ部、11…アナログ部、12…ADC・DAC部、13…ディジタル部、131…DSP、14…メモリ部、15…コード生成部、3…フィルタ処理サブルーチンブロック、31…サンプリング部、32…フィルタリング部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a software defined radio.
[0002]
[Prior art]
In recent years, so-called software-defined radios that have realized some of the functions of radios with software due to improved processing capabilities of DSPs have appeared. As shown in FIG. 4, this type of
[0003]
The
[0004]
The
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
When software radios become widespread as terminal devices and the frequency of replacement of new programs increases, it becomes difficult to guarantee that software radios comply with the Radio Law with only programs. To this end, to ensure that a software defined radio becomes a legally valid radio when a program is newly executed, especially a legally valid radio that does not leak power to adjacent channels The challenge is to ensure that
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to solve the above problems, and the software defined radio according to the present invention includes functional elements included in the software defined radio based on one or more standard items that are external input parameters. And a table for determining parameters for determining the characteristics of.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An outline of a software defined radio according to the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, the software radio 1 according to the present invention is characteristically different from the
[0008]
In the following, it is assumed that the standard item is information on a modulation scheme, a signal transmission rate, an occupied frequency bandwidth, and adjacent channel leakage power, and the functional element is a filter. However, the present invention is not limited to the above-described case, and can be easily applied to a case including a description for determining a parameter for determining characteristics of another functional element with respect to other standard items.
[0009]
Tables 1 and 2 show examples of the configuration of the table 141 that gives the filter parameters in the software defined radio of the present invention.
[0010]
[Table 1]
[0011]
[Table 2]
[0012]
Table 1 above is a description for determining the FIR filter in the software defined radio based on the information on the modulation system including the filter characteristics indicated by the program obtained from the outside, the signal transmission rate, and the adjacent channel leakage power. including. The contents of Table 1 are prepared in advance for each terminal device supplied by each manufacturer based on hardware specifications such as the
[0013]
For example, assume that the following (1), (2), and (3) are given as request parameters in a program obtained from the outside.
[0014]
(1) Modulation method = {π / 4 shift QPSK (however, a root cosine roll-off characteristic with a roll-off rate of 0.5)}
(2) Signal transmission rate = {1024 kbps}
(3) Adjacent channel leakage = {Leakage power at 1024 kHz detuning 1536 kHz width−45 dBc}
Then, in order to satisfy these minimum requirements, the FIR filter (23 taps, coefficient of each tap W01 = F3h, W02 = EFh,... W23 = F3h) to be realized by the
[0015]
Table 2 above is for determining the FIR filter in the software defined radio based on the information on the modulation method including the filter characteristics indicated by the program obtained from the outside, the signal transmission rate and the occupied frequency bandwidth. Includes description. This table is also prepared in advance for each terminal device supplied by each manufacturer based on hardware specifications such as the
[0016]
For example, assume that the following (1), (2), and (4) are given as request parameters in a program obtained from the outside.
[0017]
(1) Modulation method = {π / 4 shift QPSK (however, a root cosine roll-off characteristic with a roll-off rate of 0.5)}
(2) Signal transmission rate = {1024 kbps}
(4) Occupied frequency bandwidth = {768 kHz or less}
Then, in order to satisfy these minimum requirements, the FIR filter (15 taps, coefficient of each tap W01 = 00h, W02 = 11h,... W15 = 00h) to be realized by the
[0018]
Further, for example, in the table 141, it is assumed that the following (1), (2), (3), and (4) are given as request parameters in a program obtained from the outside.
[0019]
(1) Modulation method = {π / 4 shift QPSK (however, a root cosine roll-off characteristic with a roll-off rate of 0.5)}
(2) Signal transmission rate = {1024 kbps}
(3) Adjacent channel leakage = {Leakage power at 1024 kHz detuning 1536 kHz width−45 dBc}
(4) Occupied frequency bandwidth = {768 kHz or less}
Then, in order to satisfy these minimum requirements, the FIR filter (23 taps, coefficient of each tap W01 = F3h, W02 = EFh,... W23 = F3h) to be realized by the
[0020]
Next, an example in which the
[0021]
In the first application example, in the software defined radio 1 shown in FIG. 1, the DSP 131 in the
[0022]
The software program for the
[0023]
As shown in FIG. 2, the download control block pre-programmed in the DSP 131 is pre-programmed in the DSP 131 with the above-mentioned program from the
[0024]
That is, in the filter
[0025]
Next, the
[0026]
In this application example, the
[0027]
The second utilization example is an example in the software defined radio 1 ′ having the
[0028]
The
[0029]
As described above, the filter processing that meets the demand for adjacent channel leakage and occupied frequency bandwidth is performed.
[0030]
【The invention's effect】
The software defined radio of the present invention is provided with a table for determining parameters for determining the characteristics of functional elements inside the software defined radio, and the radio station standard items defined in the Radio Law are directly specified from an external program. Since the characteristics of the internal functional elements can be determined after designating and referring to the above table, the software defined radio of the present invention must comply with the Radio Law in advance even when a new program is executed. Can be guaranteed.
[0031]
When the characteristics of internal functional elements are determined after referring to the above table, standard items defined in the Radio Law are used. The inclusion of this universal deterministic parameter has the following secondary effect.
[0032]
(1) When a plurality of different manufacturers supply software defined radios as terminal devices, there is a difference in their manufacturing know-how, so the infrastructure side needs to provide different programs for each terminal device. It will be a situation. However, if the software defined radio of the present invention is applied, the universal definite parameter can be used for the description of the program, so that the portion where the program can be shared increases and becomes efficient.
[0033]
(2) For the manufacturer that provides the terminal device to which the software defined radio of the present invention is applied, the universal definite parameter can be used for the description of the program. The need to do this can be reduced.
[0034]
In an embodiment in which the software defined radio of the present invention includes a table for determining a filter inside the software defined radio, the table specifies internal channel processing by specifying adjacent channel leakage and occupied frequency bandwidth from an external program. Therefore, even when the software defined radio of the present invention newly executes a program, the power leaked to the adjacent channel and the occupied frequency bandwidth of the signal power can be guaranteed in advance.
[0035]
Further, since the necessary number of filter taps corresponding to the external program can be known from the table, waste of power consumption can be suppressed by executing the filtering process using the required filter taps. Furthermore, when specifying the filter parameters from the table, highly universal parameters such as the modulation method, signal transmission rate, adjacent channel leakage, and occupied frequency bandwidth are used. As a result, the differences between the programs provided by the infrastructure for each model can be reduced, and for manufacturers who provide terminal devices to which the software defined radio of the present invention is applied, hardware creation technology is disclosed to the outside. The need to do so can also be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a software defined radio according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing an example of setting filter parameters in an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a software defined radio according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a conventional software defined radio.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Software radio | wireless machine, 10 ... Antenna part, 11 ... Analog part, 12 ... ADC / DAC part, 13 ... Digital part, 131 ... DSP, 14 ... Memory part, 15 ... Code generation part, 3 ... Filter processing subroutine Block, 31 ... sampling unit, 32 ... filtering unit.
Claims (5)
少なくとも変調方式と信号伝送速度と隣接チャネルの定義と隣接チャネルへの許容漏洩電力とを含む、通信規格により要求される仕様に対応付けて、当該ソフトウエア無線機において送信ディジタル信号をフィルタリングしてDAC部へ出力するディジタルフィルタを構成するために、該ソフトウェア無線機のハードウェア仕様に基づいて決定される、少なくとも該ディジタルフィルタに設定するサンプル倍率とフィルタタップ数と該各タップの係数とを格納するテーブルを備え、
上記ダウンロードしたプログラムを実行して無線送信を行うためのフィルタリング処理は、該プログラムに付随してダウンロードされる規格に関する情報により上記テーブルを参照し、該規格に関する情報に対応するサンプル倍率とフィルタタップ数と該各タップの係数により構成されたディジタルフィルタによって行われることを特徴とするソフトウエア無線機。A software defined radio that operates based on a program downloaded from an external device,
Comprising at least the modulation scheme and the signal transmission speed and the allowable leakage power to the definition and adjacent channels of the adjacent channel, in association with the specification that is more demanding on the communication standard, filtering Oite transmission digital signal to the software radio In order to configure the digital filter to be output to the DAC unit , at least the sample magnification set for the digital filter, the number of filter taps, and the coefficient of each tap, which are determined based on the hardware specifications of the software defined radio With a table to store
Filtering processing for performing wireless transmission by executing a program downloaded above, in association with the program by referring to the table the information about the standard to be downloaded, samples magnification and the number of filter taps corresponding to information relating to the standard And a software defined radio comprising a digital filter composed of the coefficients of the taps .
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