基于软件无线电的GPP通信波形软件设计方法

张全君　吴阿沛

【摘 要】提出一种软件无线电架构的GPP软件设计方法，以组件化的设计思想进行GPP波形组件设计，达到波形组件独立于硬件平台之外的目的，使其能够运行于通用的硬件平台上，实现GPP通信波形组件可移植性和可重用性。

【关键词】软件无线电；GPP；波形；组件

0 引言

软件无线电（Software Radio），是一种既能够兼容多种制式的无线通信设备，也能够满足未来个性化通信需求的无线通信体系架构[1]。

软件无线电提出一种崭新的设计和使用无线通信系统与设备的思想[2]，摆脱了依赖硬件的传统设计思路，通过模块化的通用硬件平台，利用软件可编程和低成本的优势，提升无线通信技术水平。

1 软件无线电软件体系架构

体系结构如图1所示，从下自上包括通用硬件平台、通用软件平台、通信波形三个部分。通用硬件平台包括由信道模块和FPGA、DSP、GPP（General Propose Processor）组成的基于统一的硬件结构的综合处理模块，提供无线信号处理能力。通用软件平台包括操作系统、中间件、硬件抽象层、核心框架，对硬件平台进行统一管理，为波形应用提供一致的运行环境支持。

软件无线电的软件技术基于CORBA软件总线的结构，而通信波形基于软件组件技术进行设计。软件组件技术[3]采用面向对象的结构，但系统中的对象是按照特定规范设计的模块，且模块互相依存、互相作用。软件组件是结构化的单元，协同定位函数与数据间的相关性。

2 软件无线电的GPP波形组件设计

2.1 GPP波形组件划分

组件化的波形开发是软件无线电的一个重要技术优势[4]，是提高波形可移植性，提升硬件资源使用效率的技术基础，对于提高波形开发的模块化程度，加速新波形的开发进度都具有十分重要的作用。一般来说，GPP上的组件包括但不限于逻辑链路层组件和无线网络层组件。

2.2 GPP硬件抽象层的设计

硬件抽象层为各异构处理器上的通信波形组件屏蔽与硬件相关的接口，做到通信波形与硬件平台的分离[5]，实现通信波形的跨平台快速移植。在GPP上，硬件抽象层与波形组件之间通过CORBA进行交互。

GPP硬件抽象层也实现了核心框架的逻辑设备（CF：：Device）接口[6]，还封装了接口、控制、路由表维护、中断管理及标志位管理等功能模块。

2.3 GPP通信波形组件的设计

这里以无线网络层组件为例进行介绍。如图2所示的无线网络层组件端口示意图，User即无线网络层组件的使用者，可以为逻辑链路层组件或使用无线网络层组件的其他组件。

WirelessNetDataConsumer继承自OctetStream接口[7]，通过该接口获得上行和下行数据。WirelessNetControl继承自Resource接口，实现通信波形的参数控制和状态监控。WirelessNetCtlConsumer接口为无线网络层组件控制接口，实现一系列的参数配置工作。

3 结束语

优质的软件设计是软件无线电脱颖而出的途径和标志。对于软件无线电系统来说，软件结构的设计应满足系统灵活性、易升级、高可移植性等要求。国内软件无线电仍处于起步阶段，应结合国内通信波形的需求及应用特点，借鉴SCA规范，探索适用于国内实际情况的基于软件无线电的通信波形软件设计方法。

【参考文献】

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

[2]粟欣，许希斌.软件无线电原理与技术[M].北京：人民邮电出版社，2010：1-2.

[3]吴国伟.基于组件技术的小灵通定位系统设计和实现[D].大连理工大学，2005：2-3.

[4]王珏.组件技术在软件开发中的应用研究[D].哈尔滨工程大学，2005：4-5.

[5]阎瑾.美军战术互联网体系架构研究[J].通信技术，2011，44（9）：105-107.

[6]邱永红.无线通信波形描述方法研究[J].电讯技术，2007，47（5）：19-23.

[7]刘伯红.基于CORBA技术的智能应用平台[J].微计算机信息，2007，23（24）：24-26.

[责任编辑：汤静]