基于sca架構的軟件無線電設計方法與綜合業務處理平臺的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基于SCA架構的軟件無線電設計方法與綜合業務處理平臺，具體來說是采用SCA(軟件通信架構)方式設計軟件無線電，實現通信電臺波形的組件化設計和波形移植方法與平臺。
【背景技術】
[0002]針對無線網絡和通信終端產品的多頻段、多通信體制、軟件可升級的要求，軟件無線電技術在無線通信領域的應用已十分廣泛。軟件無線電是一種新型的無線電體系架構，通過硬件抽象化和軟件層次模塊化的結合使無線網絡和用戶終端具備可重配置得能力。軟件無線電可以使整個系統采用動態的軟件編程對設備特性進行重配置，換言之，相同的硬件平臺上，可以通過動態更新軟件，更改軟件定義來完成不同的功能。基于SCA架構的軟件無線電的設計方法，對通信產品設計的硬件模塊化、標準化和軟件的組件化、接口標準化提出了更高的要求。
[0003]在軟件無線電出現之前，設計人員采用軟件和硬件結合的功能化模塊組合的方式來進行無線電臺的設計開發工作，軟件與硬件平臺一體化設計，無線電臺的功能模式單一化，不具備軟件重定義功能。新型的基于SCA架構的軟件無線電要求硬件平臺具備適應所有軟件功能要求，并具有一定的硬件冗余，以適應將來系統軟件功能的升級需求;同時軟件無線電具有可擴展的開放式體系結構，具有波形軟件可加卸載、可配置、可重用、可移植等一系列優點，與傳統的基于硬件的無線電系統相比，具有頻段寬、功能多、易兼容、便于升級、組網能力強等優點，通過使用軟件無線電，可以用較小的代價將已有的數量龐大而互連、互通能力弱的無線電臺家族有效融為一體。
[0004]軟件無線電體系結構是實現軟件無線電概念的具體設計結構，這一結構包括硬件結構、軟件結構和接口協議等部分，是實現軟件無線電這一概念的核心結構。軟件無線電體系結構具有硬件通用化程度高、軟件分層、通信功能模塊化、軟硬件低耦合的特點。
【發明內容】
[0005]本發明的目的就是提供一種設計合理、工作可靠的基于SCA架構的軟件無線電的硬件平臺、軟件平臺及波形組件化設計方法，在新一代的硬件平臺上設計短波、超短波、高速數據、數據鏈等一系列波形的組件化波形移植，構建新的軟件無線電電臺，實現電臺的互聯互通。
[0006]為了達到上述目的，本發明采用的技術方案如下:
[0007]—種基于SCA架構的軟件無線電設計方法，包括符合SCA規范的軟件平臺設計方法，移植波形功能分類與映射方法和綜合業務模件設計方法，分別由步驟S1、S2和S3共3個步驟完成，其中:
[0008]所述步驟SI為符合SCA規范的軟件平臺設計方法，完成系統軟件平臺基礎軟件模塊的劃分和軟件平臺的管理與部署；
[0009]所述步驟S2為移植波形功能分類與映射方法，完成各移植波形的軟件功能模塊到硬件平臺核心器件的映射；
[0010]所述步驟S3為綜合業務模件設計方法，完成綜合業務模件硬件資源分析，軟件功能模塊與核心器件對應，綜合業務軟件架構設計，軟件功能模塊設計實現。
[0011]所述步驟SI又包含步驟Sll和S12，共2個步驟，其中:
[0012]所述步驟Sll為基礎軟件模塊劃分，完成軟件無線電軟件平臺的基礎軟件模塊劃分，將基礎軟件模塊劃分為文件解析模塊、組件連接模塊、資源管理、硬件抽象模塊；
[0013]所述步驟S12為軟件平臺的管理與部署，完成軟件無線電軟件平臺的管理與部署。將軟件平臺的管理與部署劃分為基本接口的定義與服務、波形管理與調度、日志管理、資源監控，并提供對整個波形應用的安裝、卸載、操作、配置和管理等規范規定的所有接口和功會K。
[0014]所述步驟S2又包含步驟S21和S22，共2個步驟，其中:
[0015]所述步驟S21為軟件無線電臺平臺模塊劃分，完成軟件無線電電臺平臺模塊的劃分，根據電臺平臺的整機結構，將電臺劃分為顯控模件、綜合業務模件、中頻/頻合模件1、中頻/頻合模件2、射頻模件1、射頻模件2和后蓋板模件；
[0016]所述步驟S22為移植波形模塊劃分，完成對所移植波形進行功能模塊的劃分，通過對射頻模件、中頻/頻合模件、后蓋板模件、顯控模件、綜合業務模件進行移植分析，確定波形移植時需要改動的軟件模塊為綜合業務模件，并確定需移植波形的具體軟件模塊。
[0017]所述步驟S3又包含S31、S32、S33、S34，共4個步驟，其中:
[0018]所述步驟S31為綜合業務模塊硬件資源分析，完成綜合業務模塊的硬件結構分析和核心器件性能、容量分析，保證硬件平臺能夠滿足所有移植波形的軟件存儲、運行的空間和速率要求；
[0019]所述步驟S32為軟件功能模塊與核心器件對應，完成將軟件功能模塊置于相應的核心器件中的規劃，將調制解調、跳頻同步、跳頻時序控制軟件、MAC層控制、信道編解碼、語音編解碼、分組無線網、跳頻時序控制、無線T0D、保密控制等軟件模塊移植到綜合業務模塊的相應芯片中進行設計規劃；
[0020]所述步驟S33為綜合業務軟件體系架構設計，完成綜合業務軟件架構設計，為了實現綜合業務的所有功能，程序架構劃分為四個主體:主程序、中斷程序、軟中斷和任務;主程序完成初始化處理、開機自檢處理、CPU的接口處理和分組無線網；中斷程序完成K口的接收和發送處理、語音芯片的接收和發送處理、語音編碼、同步處理、保密機接口處理和軟中斷的調用；軟中斷主要完成調制解調處理、跳頻時序控制處理、AGC控制、功率控制、頻率字控制、語音解碼和MAC層控制處理;任務完成數據編解碼處理;調度方式為主程序首先進行初始化，然后設置主循環，同時硬件平臺提供硬中斷，在硬中斷響應程序中設計有軟中斷，在軟中斷響應程序中設計有任務調度程序；
[0021]所述步驟S34為軟件功能模塊設計，完成軟件功能模塊具體的設計與實現，按照步驟S33的設計，軟件實現以下功能模塊，器件CPU+DSP上的參數加注和清除、網絡管理、波形管理、參數管理、信息監控維護、業務通道處理、外部接口信令處理、數據接口控制、跳頻同步、調制解調、跳頻時序處理、無線TOD控制、MAC層控制、數據信道編解碼、語音編解碼、跳頻參數管理、AGC控制、功率控制、語音接口控制、頻率碼控制;FPGA器件上的上下變頻。
[0022]所述步驟S31，又含有步驟S311和S312，共2個步驟，其中:
[0023]所述步驟S311為硬件結構分析，完成硬件結構分析，對所使用硬件平臺的CPU+DSP和FPGA的資源情況進行實時分析，保證整個平臺可靠的運行。
[0024]所述步驟S312為核心器件性能及容量分析，完成硬件平臺CPU+DSP和FPGA核心器件性能評估及容量進行分析。
[0025]一種基于SCA架構的軟件無線電綜合業務處理平臺，包括:主控單元1、第I信號處理單元2、第Π信號處理單元3、橋接單元4共四個部分相結合構成一個整體，其特征是:
[0026]所述橋接單元4中FPGA芯片41的第O?15腳與主控單元I中架構為CPU+DSP雙核芯片11的第O?15腳相對應連接；
[0027]所述橋接單元4中FPGA芯片41的第16?31腳分別與第I信號處理單元2中架構為CPU+DSP雙核芯片21的第O?15腳和FPGA芯片22的第O?15腳相對應連接；
[0028]所述橋接單元4中FPGA芯片41的第32?47腳分別與第Π信號處理單元3中架構為CPU+DSP雙核芯片31的第O?15腳和FPGA芯片32的第O?15腳相對應連接，經橋接單元4中的FPGA芯片41的EMIF總線進行通信。
[0029]所述基于SCA架構的軟件無線電綜合業務處理平臺中的主控單元I又包括:I個架構為CPU+DSP雙核芯片11，I個面板通信串口 111，I個通用串口 112，I個以太網口 113，I個FLASH114，1個SDRAM115、1個E1接口116，1個K接口117。
[0030]所述基于SCA架構的軟件無線電的綜合業務處理平臺中的第I信號處理單元2又包括:I個架構為CPU+DSP信號處理器的雙核芯片21，I個信號處理FPGA芯片22，I個中頻ADC轉換器221，1個中頻0六0222;其中<?1]+03?信號處理器的雙核芯片21與信號處理??64芯片22通過EMIF總線進行通信。
[0031]所述基于SCA架構的軟件無線電的綜合業務處理平臺中的第Π信號處理單元3又包括I個架構為CPU+DSP信號處理器的雙核芯片31，I個信號處理FPGA芯片32，I個中頻ADC轉換