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SDR硬件體系架構

發布時間： 2022-11-10 09:17:36

SDR硬件體系架構，軟件無線電采用面向對象方法劃分各個功能組件，并規定與硬件設備相關聯的各種屬性。應用功能組件由硬件或軟件實現。在運行時，依據關聯屬性把軟件資源分配給相應的硬件設備，從而使軟件無線電通信架構能夠支持系統的可重構要求，能夠實現軟件波形的靈活動態加載。因此，硬件平臺必須具備支撐軟件可重構、波形可加載、系統可擴展等功能的一系列重要能力。

通用硬件體系架構定義物理模塊的組成，并給出各個物理模塊所擁有的物理屬性。如圖1所示，在最頂層，通用硬件體系架構包括機箱類和硬件模塊類。頂層硬件平臺定義了與特定軟件無線電通信設備有關的整體屬性，包括設備名稱、設備類型、型號、外形尺寸、可維護性、可用性、出廠序列號和生成廠商等，用于向用戶提供設備信息并提供使用環境要求等。

機箱類明確背板類型、插槽數量、電源和散熱要求等。硬件模塊類是所有硬件模塊的頂層類結構，定義了所有硬件模塊都需要具備的基本屬性，如可編程能力、性能等。硬件模塊類細化派生出多個硬件子類，每個硬件子類在繼承硬件模塊類的基本屬性的基礎上，又具有特定的屬性和物理實現，能夠被進一步實例化為適用于不同應用平臺和應用領域的硬件模塊。

圖1 通用硬件體系架構

軟件無線電硬件模塊子類包括：射頻模塊、調制解調模塊、處理器模塊、安全保密模塊、輸入/輸出模塊、電源模塊、參考頻率模塊及定位模塊等。各模塊的主要功能和屬性分別如下。

（1）射頻模塊：在特定頻段上對射頻信號進行接收和發送，完成包括A/D變換、D/A變換、接收器、激勵器、上/下變頻、頻率綜合、頻率調諧等功能。

（2）調制解調模塊：主要完成基帶、比特流和中頻等數字信號的處理，為無線通信的發送和接收完成信息與波形的數字變換。

（3）處理器模塊：完成物理層基帶信號的處理功能，包括編解碼、調制解調、擴頻處理、信號交織、信道均衡、同步處理等，以及在操作系統的配合下完成物理層以上的高層協議處理，包括鏈路層協議、網絡層協議、傳輸層協議、應用層協議處理等。處理器模塊可進一步劃分為通用處理器模塊、數字信號處理器模塊和可編程處理器模塊。

（4）輸入/輸出模塊：提供設備輸入/輸出接口的所有物理單元，主要對語音、圖像、數據及測試信號做相應的處理，同時提供通用的人機接口、外部配套設備接口、測試接口等，具體包括人機接口、射頻接口、數據接口、電源接口、管理接口等。

（5）參考頻率模塊：用于產生系統基準頻率，供各個設備組件進行信號處理，支持實現跳頻等功能。

（6）定位模塊：提供基于GPS、北斗的定位和授時功能，并具備導航能力。

（7）電源模塊：電源模塊庫包含多個電源模塊，根據不同應用進行選擇，從而對系統內部各個硬件設備供電。

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