基于軟件無線電的GPP通信波形軟件設(shè)計方法

時間：2023-03-11 00:38:30 通信工程畢業(yè)論文我要投稿

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　　【摘要】提出一種軟件無線電架構(gòu)的GPP軟件設(shè)計方法，以組件化的設(shè)計思想進(jìn)行GPP波形組件設(shè)計，達(dá)到波形組件獨立于硬件平臺之外的目的，使其能夠運(yùn)行于通用的硬件平臺上，實現(xiàn)GPP通信波形組件可移植性和可重用性。

　　【關(guān)鍵詞】軟件無線電;GPP;波形;組件

　　引言

　　軟件無線電(Software Radio)，是一種既能夠兼容多種制式的無線通信設(shè)備，也能夠滿足未來個性化通信需求的無線通信體系架構(gòu)[1]。

　　軟件無線電提出一種嶄新的設(shè)計和使用無線通信系統(tǒng)與設(shè)備的思想[2]，擺脫了依賴硬件的傳統(tǒng)設(shè)計思路，通過模塊化的通用硬件平臺，利用軟件可編程和低成本的優(yōu)勢，提升無線通信技術(shù)水平。

　　1 軟件無線電軟件體系架構(gòu)

　　體系結(jié)構(gòu)如圖1所示，從下自上包括通用硬件平臺、通用軟件平臺、通信波形三個部分。通用硬件平臺包括由信道模塊和FPGA、DSP、GPP(General Propose Processor)組成的基于統(tǒng)一的硬件結(jié)構(gòu)的綜合處理模塊，提供無線信號處理能力。通用軟件平臺包括操作系統(tǒng)、中間件、硬件抽象層、核心框架，對硬件平臺進(jìn)行統(tǒng)一管理，為波形應(yīng)用提供一致的運(yùn)行環(huán)境支持。

　　軟件無線電的軟件技術(shù)基于CORBA軟件總線的結(jié)構(gòu)，而通信波形基于軟件組件技術(shù)進(jìn)行設(shè)計。軟件組件技術(shù)[3]采用面向?qū)ο蟮慕Y(jié)構(gòu)，但系統(tǒng)中的對象是按照特定規(guī)范設(shè)計的模塊，且模塊互相依存、互相作用。軟件組件是結(jié)構(gòu)化的單元，協(xié)同定位函數(shù)與數(shù)據(jù)間的相關(guān)性。

　　2 軟件無線電的GPP波形組件設(shè)計

　　2.1 GPP波形組件劃分

　　組件化的波形開發(fā)是軟件無線電的一個重要技術(shù)優(yōu)勢[4]，是提高波形可移植性，提升硬件資源使用效率的技術(shù)基礎(chǔ)，對于提高波形開發(fā)的模塊化程度，加速新波形的開發(fā)進(jìn)度都具有十分重要的作用。一般來說，GPP上的組件包括但不限于邏輯鏈路層組件和無線網(wǎng)絡(luò)層組件。

　　2.2 GPP硬件抽象層的設(shè)計

　　硬件抽象層為各異構(gòu)處理器上的通信波形組件屏蔽與硬件相關(guān)的接口，做到通信波形與硬件平臺的分離[5]，實現(xiàn)通信波形的跨平臺快速移植。在GPP上，硬件抽象層與波形組件之間通過CORBA進(jìn)行交互。

　　GPP硬件抽象層也實現(xiàn)了核心框架的邏輯設(shè)備(CF：：Device)接口[6]，還封裝了接口、控制、路由表維護(hù)、中斷管理及標(biāo)志位管理等功能模塊。

　　2.3 GPP通信波形組件的設(shè)計

　　這里以無線網(wǎng)絡(luò)層組件為例進(jìn)行介紹。如圖2所示的無線網(wǎng)絡(luò)層組件端口示意圖，User即無線網(wǎng)絡(luò)層組件的使用者，可以為邏輯鏈路層組件或使用無線網(wǎng)絡(luò)層組件的其他組件。

　　WirelessNetDataConsumer繼承自O(shè)ctetStream接口[7]，通過該接口獲得上行和下行數(shù)據(jù)。WirelessNetControl繼承自Resource接口，實現(xiàn)通信波形的參數(shù)控制和狀態(tài)監(jiān)控。WirelessNetCtlConsumer接口為無線網(wǎng)絡(luò)層組件控制接口，實現(xiàn)一系列的參數(shù)配置工作。

　　3 結(jié)束語

　　優(yōu)質(zhì)的軟件設(shè)計是軟件無線電脫穎而出的途徑和標(biāo)志。對于軟件無線電系統(tǒng)來說，軟件結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)滿足系統(tǒng)靈活性、易升級、高可移植性等要求。國內(nèi)軟件無線電仍處于起步階段，應(yīng)結(jié)合國內(nèi)通信波形的需求及應(yīng)用特點，借鑒SCA規(guī)范，探索適用于國內(nèi)實際情況的基于軟件無線電的通信波形軟件設(shè)計方法。

　　【參考文獻(xiàn)】

　　[1]John Bard，Vincent J Kovarik Jr. Software Defined Radio-The Software Communications Architecture[M]. England： John Wiley & Sons Ltd， 2007.

　　[2]粟欣，許希斌.軟件無線電原理與技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，2010：1-2.

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　　[4]王玨.組件技術(shù)在軟件開發(fā)中的應(yīng)用研究[D].哈爾濱工程大學(xué)，2005：4-5.

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　　[6]邱永紅.無線通信波形描述方法研究[J].電訊技術(shù)，2007，47(5)：19-23.

　　[7]劉伯紅.基于CORBA技術(shù)的智能應(yīng)用平臺[J].微計算機(jī)信息，2007，23(24)：24-26.

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