SDR硬件体系架构

发布时间： 2022-11-10 09:17:36

SDR硬件体系架构，软件无线电采用面向对象方法划分各个功能组件，并规定与硬件设备相关联的各种属性。应用功能组件由硬件或软件实现。在运行时，依据关联属性把软件资源分配给相应的硬件设备，从而使软件无线电通信架构能够支持系统的可重构要求，能够实现软件波形的灵活动态加载。因此，硬件平台必须具备支撑软件可重构、波形可加载、系统可扩展等功能的一系列重要能力。

通用硬件体系架构定义物理模块的组成，并给出各个物理模块所拥有的物理属性。如图1所示，在最顶层，通用硬件体系架构包括机箱类和硬件模块类。顶层硬件平台定义了与特定软件无线电通信设备有关的整体属性，包括设备名称、设备类型、型号、外形尺寸、可维护性、可用性、出厂序列号和生成厂商等，用于向用户提供设备信息并提供使用环境要求等。

机箱类明确背板类型、插槽数量、电源和散热要求等。硬件模块类是所有硬件模块的顶层类结构，定义了所有硬件模块都需要具备的基本属性，如可编程能力、性能等。硬件模块类细化派生出多个硬件子类，每个硬件子类在继承硬件模块类的基本属性的基础上，又具有特定的属性和物理实现，能够被进一步实例化为适用于不同应用平台和应用领域的硬件模块。

图1 通用硬件体系架构

软件无线电硬件模块子类包括：射频模块、调制解调模块、处理器模块、安全保密模块、输入/输出模块、电源模块、参考频率模块及定位模块等。各模块的主要功能和属性分别如下。

（1）射频模块：在特定频段上对射频信号进行接收和发送，完成包括A/D变换、D/A变换、接收器、激励器、上/下变频、频率综合、频率调谐等功能。

（2）调制解调模块：主要完成基带、比特流和中频等数字信号的处理，为无线通信的发送和接收完成信息与波形的数字变换。

（3）处理器模块：完成物理层基带信号的处理功能，包括编解码、调制解调、扩频处理、信号交织、信道均衡、同步处理等，以及在操作系统的配合下完成物理层以上的高层协议处理，包括链路层协议、网络层协议、传输层协议、应用层协议处理等。处理器模块可进一步划分为通用处理器模块、数字信号处理器模块和可编程处理器模块。

（4）输入/输出模块：提供设备输入/输出接口的所有物理单元，主要对语音、图像、数据及测试信号做相应的处理，同时提供通用的人机接口、外部配套设备接口、测试接口等，具体包括人机接口、射频接口、数据接口、电源接口、管理接口等。

（5）参考频率模块：用于产生系统基准频率，供各个设备组件进行信号处理，支持实现跳频等功能。

（6）定位模块：提供基于GPS、北斗的定位和授时功能，并具备导航能力。

（7）电源模块：电源模块库包含多个电源模块，根据不同应用进行选择，从而对系统内部各个硬件设备供电。