一种非对称多核SDR的任务调度和分配算法

针对软件无线电(SDR)应用同步数据流的特点,提出一种非对称多核SDR的任务调度和分配算法。该算法综合考虑任务之间的通信时间和任务固定流水,保证任务调度和分配的通用性和并行性。利用整数线性规划(ILP)方法对任务调度和分配进行建模,采用任务拆分方法优化调度和分配的结果,进一步提高任务调度和分配的执行效率。在目标SDR平台上实现IEEE 802.11a频偏估计处理的任务调度和分配,实验结果表明,该算法能提高5.97%的软件无线电平台吞吐量和3.03%的处理器核平均利用率,并减少34.31%的处理器核最长空闲等待时间。     

基于FPGA的数字下变频SDR-PHS系统的设计及实现

软件无线电SDR(Software Defined Radio)技术改变了传统的硬件无线电平台,是一种具有弹性的软件无线电平台,它支持不同的无线通信标准和系统的要求。而现场可编程门阵列FPGA(Field Programmable Gate Array)由于其可灵活编程的特点,其处理能力、逻辑资源规模的不断增强,在需要灵活配制的SDR设计中承担着越来越重要的角色。本文从软件无线电的设计思想出发,描述一种应用于个人手持式电话系统PHS(Personal Handyphone System)中基于FPGA的数字下变频SDR处理方案的设计分析及其实现过程,阐述基于硬限幅和RSSI幅度信息恢复的低成本SDR实现方法。仿真试验结果验证了该方法的有效性和可靠性。     

基于通用计算机和USRP的LTE通信系统开发与实现

为了解决软件仿真不能进行真实信道环境下的性能演示、不能测量真实通信系统的传输速率与时延等方面的弊端,研究了基于通用计算机和通用软件无线电外设USRP的LTE通信系统的实现方法;对系统的基本结构与原理进行了分析;采用通用计算机与软件无线电前端相结合的方式,由通用计算机完成基带处理功能,由USRP完成基带信号的射频收发,并采用开放空中接口OAI平台作为软件架构实现数据处理与系统控制;在5 MHz系统带宽配置场景下,对所研究的LTE系统进行了软、硬件调试、测试与验证,实现了完整的LTE通信系统的功能;此外,进一步开发和实现了支持包括电脑终端和商用终端在内的多用户接入场景;测试结果表明所搭建的LTE通信系统能够与公共互联网实现互联互通,并维持较为稳定的连接.     

FPGA及动态可重构技术在软件无线电中的应用

介绍了将现场可编程门阵列(FPGA)专用硬件处理器集成到软件通信体系结构(SCA)中的机制,实现了动态部分可重构技术在软件无线电(SDR)硬件平台中的应用,有效地缩短系统开发周期,提高了硬件资源的利用率.     

SDR接收机的设计与实践

软件无线电（SDR）技术是现代通信领域的一个热门分支,本文针对SDR接收机,介绍SDR接收机原理、开发平台及设计方法,以低成本的硬件平台RTL-SDR为例,实现了SDR接收机的设计与制作。实践证明,将经典的理论与现代软件技术相结合,能实现对传统无线电技术的创新,并能取得实践效果。     

基于HackRF的软件无线电扩展应用研究

随着无线通信技术的高速发展,需要对大量的信号及数据进行高效、快速、可操作性更高且相对低成本的处理,这便对无线通信系统提出了更高的要求。软件定义无线电(Software Defined Radio,SDR)是一种软硬结合的无线电广播通信技术,它使用软件来调节无线通信使用的硬件参数,而非通过修改硬件元器件实现。频带、空中接口协议和功能都可以通过软件下载和更新来升级,而不用反复更换硬件。笔者在开源SDR平台HackRF和免费的开源软件无线电开发平台工具GNURadio的基础上,通过软硬件强大的信号处理功能在PC端对HackRF开发板的信号进行编解码、调制解调、时频域变换等处理,实现更为广泛的应用。     

基于System Generator的帧同步设计与实现

通过对帧同步系统的设计,主要包括巴克码识别器和帧同步保护的设计,大大减小了假同步和漏同步概率,从而提高了帧同步系统的性能;重点阐述采用Xilinx公司推出的快速可编程门阵列(FPGA)开发环境System Generator系统设计工具进行帧同步设计与实现的方法,并在Lyrtech SFF SDR DP(Lyrtech小型软件无线电开发平台)上进行硬件协同仿真与验证,同时给出了相应的仿真波形;仿真结果在软件无线电技术及应用方面有着重要的理论研究价值.在开发设计上可大幅度地缩短开发周期,节约成本,有着巨大的社会效益和经济效益.     

一种通用SDR平台的设计与实现

针对传统软件无线电(SDR)平台的通用性差、面积大、离散化等问题,提出了使用Kintex7 FPGA与双通道射频收发器AD9371搭建一种通用且具有航天应用潜质的SDR平台。本平台与传统平台相比具有较高的适配性,使用嵌入在FPGA中的MicroBlaze、NiosII等软核处理器,通过C语言即可完成相关参数的配置,极大提高了平台对软件和操作系统的兼容性。同时严格遵守PCB设计规则,使平台性能达到最优。通过增益数据对比分析,证明本平台在功耗没有提升的情况下,发射功率明显优于官方评估板,同时极大地提高了工作效率,在无人机、电子战和军用通信等方面都有巨大的应用前景。     

软件无线电技术发展综述

介绍了软件无线电(SDR)的产生背景、特点,易通话(Speak Easy)和联合战术无线电系统(JTRS),基于高速(中频或射频)采样的数字化接收机的拓扑结构,软件无线电的典型实现方案,以及ADI公司开发的用于软件无线电收发信机的关键元器件及其性能参数.     

软件无线电仿真及安全性研究

根据无线电通信现状提出无线电通信存在的安全性隐患,引入软件无线电(Software Defined Radio,SDR)的概念,介绍使用MATLAB仿真SDR平台,利用SDR对汽车遥控钥匙信号进行捕获,并且使用SDR仿真平台对波形进行处理,证明无线电安全存在漏洞。     

Efficient Time Synchronization Approach for Wireless Communication Systems on GPP-Based Software-Defined Radio Platform

General purpose processer (GPP) based software-defined radio (SDR) platforms provide wireless communication system engineers with maximal architecture flexibility and versatility to construct a wideband wireless communication system. Nevertheless, the lack of hardware real-time timing control makes it difficult to achieve time synchronization between the base station and the terminals. In this paper, a software-based time synchronization (STS) method is proposed to realize the time synchronization of time division multiple access (TDMA) based wireless communication systems. A high precision software clock source is firstly constructed to measure the elapse of processing time. The Round-Trip Delay (RTD) algorithm is then presented to calculate timing advance values and achieve time synchronization. An example TDMA system is implemented on Microsoft Sora platforms to evaluate the performance. Experiments show that the proposed mechanism is effective to enable time synchronization for wideband wireless communication systems on GPP-based SDR platforms.     

基于开源倍福控制系统的机器人控制系统设计

为了给机器人控制系统构建高精度超高速控制解决方案,采用开放式自动化Beekhoff控制系统的XFC技术,以TwinCAT作为软件平台,采用高性能ARM9S3C2440为SoC,超高速开放式EtherCAT为通信系统,并通过分布式Eth-erCAT时钟进行同步,提升了系统高动态处理运行性能,确保所有子流程的延迟降低,为机器人多样化运动控制提供了新的思路和解决方案.     

高阶QAM定时同步的FPGA设计实现

在基于软件无线电数字接收机技术的研究中,定时同步是一项关键技术。文中设计的定时同步结构采用了基于Farrow结构的内插滤波器,同时以改进的Gardner定时误差计算方法提取采样相位误差,该方法对载波相位不敏感,可先独立于载波同步单独使用,适用于高阶QAM信号的定时同步。以128 QAM为例,对整个系统进行了仿真验证,并且在FPGA平台上实现了该算法,收到良好的效果,具有很好的通用性和可移植性。     

基于一致性时钟同步方法的天基时频同步网建模与仿真技术研究

以卫星网络为核心的天基信息网络是现代通信网络的主要发展方向,卫星网络的高精度时频同步是天基信息网络正常运行的基础,也是卫星应用研究必不可少的前提条件;针对天基信息网络的时频同步问题,对基于一致性时钟同步方法的天基时频同步网建模与仿真技术进行了研究,通过相邻卫星节点建立的星间测量链路,实现了高精度时钟同步;进行了天基时频同步网建模与仿真系统的需求及功能组成的分析,完成了卫星网络场景仿真以及一致性时钟同步方法的仿真,仿真结果表明,逻辑时钟的时间偏差优于0.1 ns,相对频率偏差优于1e-10,时间间隔误差优于0.1 ns,时钟偏差优于10 ps@1000 s,阿伦方差优于1e-15@1 h。     

软件实现主备倒换的设计

提出了一种软件实现通信系统主备倒换的改进机制,并且适用于多模软基站通信系统。一方面,数据同步和链路切换不再同时进行,数据同步放在了预倒换阶段,从而大大缩短了主备倒换时间;另一方面,备倒主(备状态切换为主状态)先于主倒备进行,即不允许出现软件双备的情况,保证系统在任何情况下都有可用的主控板。并且该机制适用于未来基站的发展趋势——多模软基站通信系统,针对于正常倒换和异常倒换两类情况,通过倒换条件判断,预倒换、备倒主、主倒备的顺序完成主备倒换来实现主备之间的快速可靠切换。并且该机制对倒换失败的情况做了恰当的处理。     

嵌入式设备的精确时钟同步技术的研究与实现

为解决工业以太网中嵌入式设备之间时钟同步能力不足的问题,提出了IEEE1588协议在嵌入式设备中的应用方案。基于STM32F207IG处理器和ucos-II操作系统软硬件平台,首先移植并修改LwIP协议使其兼容IEEE 1588协议,然后配置系统时间校准模式,将捕获的时间戳以增强型描述符的形式交于应用层进行时钟校正,采用频率漂移校正算法解决从时钟频率漂移的问题,使用秒脉冲信号测试时钟同步。实验测试表明,时钟同步精度约200 ns,满足了大部分工业以太网的需求。     

基于IP多播的多点会议中的视音频同步

基于IP多播的多点会议中,视音频的同步至关重要,而IP技术本身的延迟特性以及UDP传输协议的不可靠性,使得同步的解决存在一定的难度,针对设计的一套基于IP多播的多点会议系统,分析了其中的视音频同步的设计思想和实现过程,可靠传输情况下两点之间通信的简化模型,针对UDP传输协议的不可靠性和实际中的多点通信的情况,提出了改进措施,并经实际验证,达到了良好的使用效果。