[发明专利]一种开放式软件无线电平台的方法、装置和系统

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，特别涉及一种可编程、易修改和成本低的开放式软件无线电平台。本发明可应用于第三代移动通信、认知无线电、射频识别等多种应用领域。

背景技术

现有无线通信系统大多使用专用芯片以及专用的硬件电路实现，其不足之处在于：

1)功能单一：为了降低成本而使用的专用芯片，仅具有相对单一的功能，无法与其它系统具有较好的兼容性。例如，GSM的基带信号处理芯片无法完成WCDMA的基带信号处理功能。

2)灵活性差：随着通信系统以及通信协议的快速发展，专用的硬件电路升级换代难，灵活性差。

3)开发成本高：专用芯片和硬件电路的开发过程复杂，尤其是芯片的开发周期长，成本难以降低。

如现有技术中，2010年11月23日公布的“基于移动GPRS无线通信平台的通信方法”(申请号：201010555050.8)就公布了一种使用GPRS技术进行数据传输的方法。但是这种采用GPRS的方法存在灵活性差的缺点，即当公网GPRS出现故障时，无法切换到其他的无线网络继续正常工作。

近年来，软件无线电技术的出现为解决上述问题提供了思路。软件无线电(Software Radio)，也称为软件定义的无线电(Software DefinedRadio)，是基于软件定义的无线通信体系结构。软件无线电的基本思想是通过加载在通用化、标准化、模块化硬件上的开放体系结构，摆脱面向用途而完全依赖硬件的传统无线电设计思路，即通信协议的空中接口、频带等主要功能由软件来确定和完成，工作参数具有可编程特性，并且由软件提供操作、控制、管理和维护功能，而不用完全更换硬件。

近年来，软件无线电技术广泛应用于无线电通信领域，其首先应用于军事上，可以实现各种军用电台的互联互通和军用雷达的软件化与智能化。在民用方面，多频段/多模式移动电话通用手机、移动电话通用基站、通用无线局域网及通用无线网关都是软件无线电的应用方向。

软件无线电将模块化、标准化和通用化的硬件单元以总线或交换方式连接起来构成通用平台，通过在这种平台上加载模块化、通用化的软件，实现各种无线通信功能。理想的软件无线电应当是一种全部可软件编程的无线电，全部可编程包括可编程射频(RF)波段、信道接入方式和信道调制，基本思想就是将宽带模数变换器(A/D)及数模变换器(D/A)尽可能地靠近射频天线。常用的软件无线电平台采用通用硬件(例如：商用服务器、普通PC)作为信号处理软件的平台，纯软件的信号处理具有很大的灵活性，可采用通用的高级语言(如C/C++)进行软件开发，扩展性和可移植性强。但是，通用硬件平台在处理速度、效率、体积、功耗以及实时性方面仍然比不上现场可编程门阵列FPGA和数字信号处理器DSP这样的专用硬件，且多为非开源系统。在专用硬件方面，FPGA相对DSP而言，速度快，能够更好的实现并行处理；功耗较低，具有可动态配置的灵活性，能够提高性能并节省资源。

发明内容

为了解决现有软件无线电技术在硬件资源上的制约，本发明提出一种可编程、易修改和成本低的开放式软件无线电平台，基于软件无线电的基本思想，提供一种通用的无线通信平台，将系统从长期依赖于固定电路的方式中解放出来，可以根据用户需求灵活地进行配置。

为实现上述发明目的，本发明一种开放式软件无线电平台的方法、装置和系统，其特征在于，该系统由开放式物理层处理模块、后台处理机和开放式硬件接口组成。

开放式物理层处理模块，包括基带处理模块、AD/DA模块、可配置收发机模块和时钟模块。基带处理模块实现物理层信号的基带和中频信号之间的转换。AD/DA模块用于在不同的协议和标准中完成高频信号和中频信号之间的转换，将从天线接收下来的射频信号再次下变频输出模拟信号到通用AD模块输入端和把DA模块输出端的中频信号上变频成射频信号，并通过天线发射出去。射频收发模块，根据配置的不同通信协议和标准，选择不同的射频收发模块，以实现射频信号的收发。时钟模块可以使用有源晶振，或者使用无源晶振，或者脉冲发生器等产生时钟信号，并通过时钟总线送至基带处理模块和可配置收发机模块。

后台处理机，实现对所述的开放式物理层处理模块的配置和控制，并将结果返回至GUI界面。

开放式硬件接口，实现开放式物理层处理模块和后台处理机以及开放式物理层处理模块内部中的数据信号和控制信号的传输。