软件无线电的开放式软件通信体系结构

时间：2020-10-07 15:46:42 理工毕业论文我要投稿

软件无线电的开放式软件通信体系结构

摘要：介绍了软件无线电系统的开放式软件通信体系结构，提出在可重新配置的硬件平台上建主一种分布式处理环境，运行不同供应商提供的软件组件以支持各种服务，从而达到系统软件的可移植性、重用性和伸缩性。

关键词：软件无线电软件通信结构 CORBA IDL 域描述体

伴随蜂窝无线个人通信系统服务的快速发展，产生了很多无线通信标准，如GSM、IS95、IS54/136、PDC等。这些空中接口对不同的应用和服务都有各自约定的波段、调制解调机制、编解码方式、复合接人技术和协议。可以预见，在不久的将来，无线电通信系统必将把各种无线接入网集成到一个通用系统结构中，通过一个硬件平台实现多种标准和服务。二十世纪90年代初开始，无线电的服务正从长期依赖的硬导线连接向软件无线电演进。

1 基本思想

软件无线电SDR(Software Defined Radio)为以软件方式实现各种空中接口，提供灵活的无线通信方式以便于实现灵活的.传输机制、协议和应用。图1所示为多模式(多个性)的SDR系统的功能模块及标准接口点约定，其中无线电节点指基站或移动终端。多模式技术要求可在一个以上的信道RF频带上接人，在图1中为信道集。

图1

一个软件定义的个性包括RF频带、信道集、空中接口波形及相关功能。RF／信道接人模块提供多个信号通道及跨越多个RF频段的RF频率变换。IF处理模块包括滤波、进一步频率变换、空／时分集处理、波束成形及相关功能。多模式无线电产生多个空中接口波形，波形在调制解调器模块确定。信息安全(INFOSEC)功能在无线应用中越来越重要，该模块主要实现传输安全、身份认证及保护隐私等功能。调制解调器输出的编码信道比特流在INFOSEC被称为黑色(密文)比特流，经由INFOSEC变换为红色(明文)比特流。然后通过协议栈加以处理，产生网络比特或源比特。网络比特依从网络协议通过网络接口接人到远程源；源比特则通过源解码器接到本地源。图1中发展支持部分的功能是支持软件目标的下载及新技术插入[1]。

SDR的基本宗旨是利用数字信号处理技术代替现在主要的模拟信号处理。通过智能天线、宽带RF器件、宽带模数转换器(ADC)及数模转换器(DAC)，利用通用可编程处理器实现IF、基带及比特流处理。因为用可重新编程的软件代替了硬件模拟电路，通过动态分配射频、中频、ADC、DPS硬件和算法，并将软件对象分配到硬件组件中，使得软件无线电可以在线改变自己的特性。支持软件无线电可重新配置的技术有：

(1)可通过重载微程序进行重新配置的可编程门阵列(FPGA)；

(2)可通过重载代码在指令存储区进行重新配置的通用处理器。

图2

这些软硬相关的微程序和代码的仓库运行在系统某处的通用处理器，它包含带有文件系统访问FPGA和处理器的操作系统。这个通用处理器通常也包含与外部信号处理子系统进行通信的接口，例如用户接口或者临近的监控站。

2 SDR的软件通信体系结构

军用联合策略无线电系统(JTRS)定义的软件通信体系结构SCA (Software Communication Architecture)规范经历了Steps 2A和Steps2B两期的修正改进。当前版本Version 2．2是2001年11月30日在JTRS网站上发布的，被软件无线电论坛(SDR Forum)作为SDR的标准。

SCA不是一个实现方面的结构，而是要建立一种为JTPS软件无线电开发而与实现无关的框架。SCA规范包括一篇阐述软件通信体系结构的主要文档和相关附录文档。附录文档有JTRS定义的应用环境描述体(AEP)以及域描述体(Domain Profile)，描述体包含协议信息。SCA规范的附录文档还包括波形配置的应用程序接口(API)、服务定义API、安全性说明、Rational UML文档，以及配置管理文档。

2．1 系统结构

图2为SDR系统软件结构和模块接口示意图，其中CORBA ORB

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