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新一代无线通信统一平台的软件可重构研究

作　者: 李明全
导　师: 葛利嘉；粟欣
学　校: 重庆大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 新一代无线通信 统一平台 软件通信结构 软件可重构
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 150次
引　用: 1次
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内容摘要


传统的无线通信系统的设计主要围绕硬件来展开,其产品的开发和制造也只是针对专门的标准。这样的开发模式已经不能满足当今通信系统的要求,并严重地阻碍了无线通信技术的发展。新一代无线通信系统,应该具备通用的硬件平台,能够兼容多种通信体制,具有软件可重构的能力,能灵活地根据网络环境,动态构建不同的通信系统,以实现不同通信体制之间的无缝切换。为了解决上述问题,软件通信结构(SCA)应运而生。SCA(Software Communication Architecture)是美军为开发未来的战术无线通信系统而发布的。它作为软件无线电(SDR)的一种实现方式,为无线通信系统的设计和开发提供了详细的规范,建立了独立于设备的结构框架。为了保证软件和硬件的可移植性和可配置性,SCA详细定义了无线电系统的硬件结构、软件结构、安全结构以及公共服务和配置。基于SCA的无线通信技术研究,旨在摆脱传统的面向用途的设计思想,通过一种高度模块化的通用信号处理平台,把各种通信装备提供的业务从基于硬件特性的方式中解放出来,通过装载不同的软件来动态配置系统的功能,实现系统硬件平台的通用化、模块化和软件的可移植性,从而满足新一代无线通信统一平台的需要。本文描述了SCA的一些基本的核心规则,得出了自己对SCA的理解。结合统一平台,对通信体制识别、核心框架实现、CORBA(Common Object Request Broker Architecture)的应用、波形组件的开发以及软件的构建等关键技术进行了较为详细的阐述。在研究过程中,严格遵循SCA规范,采用嵌入式处理模块与通用PC相结合的架构,运用面向对象的思想对平台软件的重构性进行研究。通过Winpcap开源库,实现了PC与嵌入式处理模块之间的高速数据通信。在PC环境下,通过Visual C++,成功实现了新一代无线通信系统的接收端和发射端在GSM、WCDMA和WiMAX等多种通信体制环境下的软件重构。最后,给出了研究过程中所涉及到的部分程序代码。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
1 绪论  8-14
  1.1 课题的研究背景  8-12
    1.1.1 问题的提出  8
    1.1.2 国内外研究现状  8-10
    1.1.3 软件无线电  10-12
  1.2 研究的思路与方法  12
  1.3 本文的研究内容与目标  12-14
    1.3.1 课题的内容  12-13
    1.3.2 研究目标  13-14
2 软件通信体系结构  14-32
  2.1 SCA 概述  14-16
  2.2 SCA 硬件体系结构  16-18
  2.3 SCA 软件体系结构  18-29
    2.3.1 软件体系结构简介  18-20
    2.3.2 软件分层模型  20-24
    2.3.3 软件体系结构的操作环境  24-25
    2.3.4 核心框架和域配置文件  25
    2.3.5 CORBA 中间件  25-29
  2.4 SCA 规则集  29-30
  2.5 SCA 安全体系  30-32
3 新一代无线通信统一平台  32-39
  3.1 平台的实现目标  32-33
  3.2 平台的硬件结构  33-35
    3.2.1 硬件构成及其功能  33-34
    3.2.2 硬件平台的实现  34-35
  3.3 平台的软件结构  35-37
    3.3.1 操作系统  36
    3.3.2 应用配置文件AEP  36
    3.3.3 核心框架(Core Framework)  36-37
    3.3.4 实时中间件CORBA  37
    3.3.5 应用层软件  37
  3.4 软件重构  37-39
    3.4.1 软件重构定义  37
    3.4.2 软件重构的意义  37-38
    3.4.3 软件重构的特点  38-39
4 平台的软件可重构研究  39-60
  4.1 通信体制识别  39-43
    4.1.1 概述  39-40
    4.1.2 工作原理  40
    4.1.3 调制识别算法  40-43
  4.2 PC 与ARM 之间的接口实现  43-45
    4.2.1 WinPcap  43
    4.2.2 接口程序实现  43-45
  4.3 核心框架的实现  45-49
    4.3.1 核心框架定义  45-46
    4.3.2 核心框架的接口  46-47
    4.3.3 域配置文件的实现  47-49
  4.4 CORBA 的应用开发  49-51
    4.4.1 CORBA 的应用  49-50
    4.4.2 CORBA 的开发步骤  50-51
  4.5 波形组件库的开发  51-53
    4.5.1 波形组件库的定义  51-52
    4.5.2 波形组件库的实现  52-53
  4.6 应用软件的构建  53-57
    4.6.1 系统节点的启动  53-55
    4.6.2 波形组件的安装  55-56
    4.6.3 应用软件的创建和拆分  56-57
  4.7 应用实例  57-60
5 结论与展望  60-62
致谢  62-63
参考文献  63-66
附录  66-70

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机软件 > 程序设计、软件工程 > 软件工程 > 软件开发
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