基于軟件無線電的GPP通信波形軟件設計方法

張全君　吳阿沛

【摘 要】提出一種軟件無線電架構的GPP軟件設計方法，以組件化的設計思想進行GPP波形組件設計，達到波形組件獨立于硬件平臺之外的目的，使其能夠運行于通用的硬件平臺上，實現GPP通信波形組件可移植性和可重用性。

【關鍵詞】軟件無線電；GPP；波形；組件

0 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備，也能夠滿足未來個性化通信需求的無線通信體系架構[1]。

軟件無線電提出一種嶄新的設計和使用無線通信系統與設備的思想[2]，擺脫了依賴硬件的傳統設計思路，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勢，提升無線通信技術水平。

1 軟件無線電軟件體系架構

體系結構如圖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）組成的基于統一的硬件結構的綜合處理模塊，提供無線信號處理能力。通用軟件平臺包括操作系統、中間件、硬件抽象層、核心框架，對硬件平臺進行統一管理，為波形應用提供一致的運行環境支持。

軟件無線電的軟件技術基于CORBA軟件總線的結構，而通信波形基于軟件組件技術進行設計。軟件組件技術[3]采用面向對象的結構，但系統中的對象是按照特定規范設計的模塊，且模塊互相依存、互相作用。軟件組件是結構化的單元，協同定位函數與數據間的相關性。

2 軟件無線電的GPP波形組件設計

2.1 GPP波形組件劃分

組件化的波形開發是軟件無線電的一個重要技術優勢[4]，是提高波形可移植性，提升硬件資源使用效率的技術基礎，對于提高波形開發的模塊化程度，加速新波形的開發進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絡層組件。

2.2 GPP硬件抽象層的設計

硬件抽象層為各異構處理器上的通信波形組件屏蔽與硬件相關的接口，做到通信波形與硬件平臺的分離[5]，實現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進行交互。

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

2.3 GPP通信波形組件的設計

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

WirelessNetDataConsumer繼承自OctetStream接口[7]，通過該接口獲得上行和下行數據。WirelessNetControl繼承自Resource接口，實現通信波形的參數控制和狀態監控。WirelessNetCtlConsumer接口為無線網絡層組件控制接口，實現一系列的參數配置工作。

3 結束語

優質的軟件設計是軟件無線電脫穎而出的途徑和標志。對于軟件無線電系統來說，軟件結構的設計應滿足系統靈活性、易升級、高可移植性等要求。國內軟件無線電仍處于起步階段，應結合國內通信波形的需求及應用特點，借鑒SCA規范，探索適用于國內實際情況的基于軟件無線電的通信波形軟件設計方法。

【參考文獻】

[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[M].北京：人民郵電出版社，2010：1-2.

[3]吳國偉.基于組件技術的小靈通定位系統設計和實現[D].大連理工大學，2005：2-3.

[4]王玨.組件技術在軟件開發中的應用研究[D].哈爾濱工程大學，2005：4-5.

[5]閻瑾.美軍戰術互聯網體系架構研究[J].通信技術，2011，44（9）：105-107.

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

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

[責任編輯：湯靜]