基于軟件通信體系結(jié)構(gòu)的軟件定義無(wú)線電系統(tǒng)

摘 要 近幾年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)論是在民用上、商業(yè)上還是軍事上對(duì)通信的要求越來(lái)越高，通信設(shè)備也在不斷地更新?lián)Q代，無(wú)線通信系統(tǒng)已成為未來(lái)通信行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。針對(duì)軟件通信體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析研究，提出了軟件定義無(wú)線電的發(fā)展。

關(guān)鍵詞 軟件通信體系結(jié)構(gòu) 無(wú)線電系統(tǒng) 軟件定義

中圖分類號(hào)：TP319 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

在現(xiàn)實(shí)生活中，軟件定義無(wú)線電技術(shù)在軍事方面的應(yīng)用不斷地發(fā)展研究，各國(guó)為了早日實(shí)現(xiàn)軍事化的軟件定義無(wú)線電技術(shù)，加大了對(duì)軟件定義無(wú)線電的研究。目前，軟件定義無(wú)線電技術(shù)已成為未來(lái)軍事通信發(fā)展的趨勢(shì)。①

1 軟件通信體系結(jié)構(gòu)

1.1 硬件體系結(jié)構(gòu)

軟件通信體系中硬件體系結(jié)構(gòu)采用了面向?qū)ο蠹夹g(shù)，通過(guò)面向面向?qū)ο蠹夹g(shù)的概念對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的典型模塊進(jìn)行劃分，要求實(shí)際系統(tǒng)一旦實(shí)現(xiàn)，必須將其詳細(xì)的、完整的接口進(jìn)行公開。軟件開發(fā)人員可以通過(guò)公開的接口，對(duì)硬件的性能和容量以加載特定的波形，第三方則通過(guò)公開的接口，提供系統(tǒng)內(nèi)部模塊，方便了新技術(shù)的插入。

硬件體系結(jié)構(gòu)除了要對(duì)所有無(wú)線設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)部硬件模塊的組成進(jìn)行定義，還要給出所有無(wú)線設(shè)備內(nèi)部硬件的物理屬性。當(dāng)無(wú)線設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)部硬件物理屬性符合條件時(shí)，這些硬件設(shè)備就可以應(yīng)用到實(shí)際平臺(tái)硬件模塊，具有統(tǒng)一性，針對(duì)所有的通信設(shè)備來(lái)說(shuō)都是通用的，實(shí)現(xiàn)了硬件模塊設(shè)計(jì)的實(shí)用性與通用性，節(jié)約了系統(tǒng)成本。未來(lái)無(wú)線通信系統(tǒng)發(fā)展主要以軟件為主，而現(xiàn)代無(wú)線通信系統(tǒng)是由軟件與硬件相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信的功能。因此，為滿足無(wú)線通信系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展的需求，硬件模塊要具有一定的可擴(kuò)展性，這可以確保在原有硬件模塊基礎(chǔ)上，通過(guò)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(lái)實(shí)現(xiàn)新的技術(shù)，既保證了硬件模塊統(tǒng)一性，又增加了硬件模塊內(nèi)在的靈活性，滿足軟件無(wú)線電發(fā)展的需求。②

1.2 軟件體系結(jié)構(gòu)

在軟件通信體系中軟件與硬件所承擔(dān)的功能不同，根據(jù)軟件在通信體系中所承擔(dān)的功能，可將軟件體系結(jié)構(gòu)由上到下分為應(yīng)用程序、核心框架、公共對(duì)象請(qǐng)求代理體系中間件和嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)四部分。其中核心框架、公共對(duì)象請(qǐng)求代理體系中間件以及嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)三部分共同構(gòu)成了軟件體系結(jié)構(gòu)中的核心內(nèi)容，也是軟件體系結(jié)構(gòu)中一個(gè)通用的軟件平臺(tái)。軟件平臺(tái)的構(gòu)成給開發(fā)人員和波形的設(shè)計(jì)帶來(lái)了新的要求與限制，有利于實(shí)現(xiàn)波形從一個(gè)無(wú)線通信系統(tǒng)到另一個(gè)無(wú)線通信系統(tǒng)的移植。

1.3 安全體系結(jié)構(gòu)

軟件通信體系中安全體系結(jié)構(gòu)，為了保證在不同的無(wú)線通信系統(tǒng)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(fā)送、處理以及存儲(chǔ)過(guò)程中的完整性與機(jī)密性。在安合體系結(jié)構(gòu)中，整個(gè)系統(tǒng)的安全功能是由一個(gè)通信保密模塊、紅邊處理器以及黑邊處理器三部分共同來(lái)完成的，而非一個(gè)邊界分明的安全模塊來(lái)單獨(dú)完成。③

2 軟件定義無(wú)線電系統(tǒng)

軟件定義無(wú)線電系統(tǒng)又稱為軟件無(wú)線電系統(tǒng)，是一種可以通過(guò)軟件進(jìn)行編輯，實(shí)現(xiàn)全部功能的無(wú)線電，具有較高的靈活性與通用性。用戶通過(guò)軟件無(wú)線電系統(tǒng)，對(duì)動(dòng)態(tài)修改配置對(duì)系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)裝備與軟件更新設(shè)備進(jìn)行修改，從而獲得更好的服務(wù)與性能。軟件定義無(wú)線電系統(tǒng)是通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的終端設(shè)備，運(yùn)用軟件重配置功能來(lái)支持各種不同種類的無(wú)線系統(tǒng)與服務(wù)的新技術(shù)。固定或者移動(dòng)的軟件定義無(wú)線電設(shè)備，都能讓用戶通過(guò)改變軟件改變接收與發(fā)送的特征。移動(dòng)無(wú)線電系統(tǒng)與改變運(yùn)行模式的軟件定義無(wú)線電設(shè)備相互通聯(lián)，并且能夠同時(shí)在多種公共安全頻帶中工作。

軟件定義無(wú)線電系統(tǒng)不僅具備基本的無(wú)線通信功能，還具有以下三個(gè)方面的功能：一是通過(guò)軟件定義無(wú)線電系統(tǒng)能夠升級(jí)系統(tǒng)所裝載的軟件，以此來(lái)達(dá)到對(duì)系統(tǒng)的升級(jí)與功能的更新。④二是軟件定義無(wú)線電系統(tǒng)可以支持不同電臺(tái)系統(tǒng)的相互通聯(lián)，達(dá)到不同獨(dú)立運(yùn)行的電臺(tái)系統(tǒng)能夠互傳信息。三是軟件定義無(wú)線電系統(tǒng)主要以軟件為主，解放了硬件通信業(yè)務(wù)傳輸方式，通過(guò)軟件定義無(wú)線電系統(tǒng)所裝載不同軟件實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)配置系統(tǒng)功能。

3 軟件定義無(wú)線電的發(fā)展

軟件定義無(wú)線電技術(shù)采用現(xiàn)代化高端軟件進(jìn)行操縱與控制，具有高自動(dòng)化程度與較強(qiáng)的擴(kuò)展能力，打破傳統(tǒng)依賴于硬件發(fā)展的通信體系。軟件定義無(wú)線電體系的發(fā)展是通信領(lǐng)域的第三次革命，經(jīng)歷了從固定通信到移運(yùn)通信，模擬通信到數(shù)字通信的改革。

軟件定義無(wú)線電技術(shù)作為現(xiàn)代通信行業(yè)新技術(shù)，在未來(lái)的無(wú)線電通信應(yīng)用中有良好的發(fā)展前景，可能成為未來(lái)無(wú)線電通信技術(shù)的支柱。軟件定義無(wú)線電技術(shù)可以多頻段多模式的手機(jī)、衛(wèi)星通信、智能天線以及蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)、無(wú)線局域網(wǎng)等各個(gè)相關(guān)的應(yīng)用領(lǐng)域。

4 總結(jié)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，軟件定義無(wú)線電系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，無(wú)線通信體系朝著通信數(shù)字化、智能一體化的發(fā)展。由于我國(guó)目前無(wú)線通信體系硬件水平的有限，導(dǎo)致軟件無(wú)線電通信還達(dá)不到理想的要求。針對(duì)軟件通信體系與軟件定義無(wú)線電系統(tǒng)的研究，可以預(yù)見，軟件定義無(wú)線電技術(shù)可能成為未來(lái)通信行業(yè)發(fā)展的核心內(nèi)容。⑤

注釋

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

② 劉獻(xiàn)，張棟嶺，陳涵生.軟件定義無(wú)線電及軟件通信體系結(jié)構(gòu)的規(guī)范[J].計(jì)算機(jī)工程，2009，30（1）：95-98.

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

④ 范建華.基于軟件通信體系結(jié)構(gòu)的軟件定義無(wú)線電系統(tǒng)[J].清華大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，51（8）：1031-1037.

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