基于軟件通信體系結構的軟件定義無線電系統

摘 要 近幾年來，隨著科學技術的不斷發展，無論是在民用上、商業上還是軍事上對通信的要求越來越高，通信設備也在不斷地更新換代，無線通信系統已成為未來通信行業發展的趨勢。針對軟件通信體系結構進行分析研究，提出了軟件定義無線電的發展。

關鍵詞 軟件通信體系結構 無線電系統 軟件定義

中圖分類號：TP319 文獻標識碼：A

在現實生活中，軟件定義無線電技術在軍事方面的應用不斷地發展研究，各國為了早日實現軍事化的軟件定義無線電技術，加大了對軟件定義無線電的研究。目前，軟件定義無線電技術已成為未來軍事通信發展的趨勢。①

1 軟件通信體系結構

1.1 硬件體系結構

軟件通信體系中硬件體系結構采用了面向對象技術，通過面向面向對象技術的概念對系統內部的典型模塊進行劃分，要求實際系統一旦實現，必須將其詳細的、完整的接口進行公開。軟件開發人員可以通過公開的接口，對硬件的性能和容量以加載特定的波形，第三方則通過公開的接口，提供系統內部模塊，方便了新技術的插入。

硬件體系結構除了要對所有無線設備系統內部硬件模塊的組成進行定義，還要給出所有無線設備內部硬件的物理屬性。當無線設備系統內部硬件物理屬性符合條件時，這些硬件設備就可以應用到實際平臺硬件模塊，具有統一性，針對所有的通信設備來說都是通用的，實現了硬件模塊設計的實用性與通用性，節約了系統成本。未來無線通信系統發展主要以軟件為主，而現代無線通信系統是由軟件與硬件相結合來實現無線通信的功能。因此，為滿足無線通信系統未來發展的需求，硬件模塊要具有一定的可擴展性，這可以確保在原有硬件模塊基礎上，通過增加新的功能或者在已有的硬件模塊中增加新的硬件模塊來實現新的技術，既保證了硬件模塊統一性，又增加了硬件模塊內在的靈活性，滿足軟件無線電發展的需求。②

1.2 軟件體系結構

在軟件通信體系中軟件與硬件所承擔的功能不同，根據軟件在通信體系中所承擔的功能，可將軟件體系結構由上到下分為應用程序、核心框架、公共對象請求代理體系中間件和嵌入式實時操作系統四部分。其中核心框架、公共對象請求代理體系中間件以及嵌入式實時操作系統三部分共同構成了軟件體系結構中的核心內容，也是軟件體系結構中一個通用的軟件平臺。軟件平臺的構成給開發人員和波形的設計帶來了新的要求與限制，有利于實現波形從一個無線通信系統到另一個無線通信系統的移植。

1.3 安全體系結構

軟件通信體系中安全體系結構，為了保證在不同的無線通信系統能夠相互通連與相互操作，是為了確保用戶的信息在傳輸、發送、處理以及存儲過程中的完整性與機密性。在安合體系結構中，整個系統的安全功能是由一個通信保密模塊、紅邊處理器以及黑邊處理器三部分共同來完成的，而非一個邊界分明的安全模塊來單獨完成。③

2 軟件定義無線電系統

軟件定義無線電系統又稱為軟件無線電系統，是一種可以通過軟件進行編輯，實現全部功能的無線電，具有較高的靈活性與通用性。用戶通過軟件無線電系統，對動態修改配置對系統中的網絡裝備與軟件更新設備進行修改，從而獲得更好的服務與性能。軟件定義無線電系統是通過一個簡單的終端設備，運用軟件重配置功能來支持各種不同種類的無線系統與服務的新技術。固定或者移動的軟件定義無線電設備，都能讓用戶通過改變軟件改變接收與發送的特征。移動無線電系統與改變運行模式的軟件定義無線電設備相互通聯，并且能夠同時在多種公共安全頻帶中工作。

軟件定義無線電系統不僅具備基本的無線通信功能，還具有以下三個方面的功能：一是通過軟件定義無線電系統能夠升級系統所裝載的軟件，以此來達到對系統的升級與功能的更新。④二是軟件定義無線電系統可以支持不同電臺系統的相互通聯，達到不同獨立運行的電臺系統能夠互傳信息。三是軟件定義無線電系統主要以軟件為主，解放了硬件通信業務傳輸方式，通過軟件定義無線電系統所裝載不同軟件實現動態配置系統功能。

3 軟件定義無線電的發展

軟件定義無線電技術采用現代化高端軟件進行操縱與控制，具有高自動化程度與較強的擴展能力，打破傳統依賴于硬件發展的通信體系。軟件定義無線電體系的發展是通信領域的第三次革命，經歷了從固定通信到移運通信，模擬通信到數字通信的改革。

軟件定義無線電技術作為現代通信行業新技術，在未來的無線電通信應用中有良好的發展前景，可能成為未來無線電通信技術的支柱。軟件定義無線電技術可以多頻段多模式的手機、衛星通信、智能天線以及蜂窩移動通信系統、無線局域網等各個相關的應用領域。

4 總結

隨著科學技術的不斷發展，軟件定義無線電系統在各個領域中得到了廣泛的應用，無線通信體系朝著通信數字化、智能一體化的發展。由于我國目前無線通信體系硬件水平的有限，導致軟件無線電通信還達不到理想的要求。針對軟件通信體系與軟件定義無線電系統的研究，可以預見，軟件定義無線電技術可能成為未來通信行業發展的核心內容。⑤

注釋

① 范建華，王曉波，李云洲.基于軟件通信體系結構的軟件定義無線電系統[J].通信技術，2011，51（8）：1031-1037.

② 劉獻，張棟嶺，陳涵生.軟件定義無線電及軟件通信體系結構的規范[J].計算機工程，2009，30（1）：95-98.

③ 邱永紅，朱勤.基于軟件通信系統的無線通信系統研究[J].系統工程與電子技術，2009，26（5）621-625.

④ 范建華.基于軟件通信體系結構的軟件定義無線電系統[J].清華大學學報，2011，51（8）：1031-1037.

⑤ 陳大海.軟件無線電體系結構研究[J].信息與電子工程，2009，1（4）：318-322.