课程设计（论文）-sca在软件无线电里面的应用

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1、SCA在软件无线电中的应用摘要软件通信体系结构(SCA)系统功能的实现不依赖于具体硬件的功能，而主要在于波形应用的开发。为了使应用的开发摆脱底层硬件的制约，使应用能通过一个统一的接口调用硬件设备，在SCA系统里定义了设备接口。设备接口组件对底层硬件的屏蔽能够实现上层应用设计与底层硬件的分离，从而实现软件波形的跨平台性、可移植性和通用性特点。关键字：SCA，设备，软件无线电一SCA出现的背景与规范软件无线电(SoftwareRadio)或者称为软件可定义的无线电(Soft-DefinedRadio)是指用软件定

2、义的、能实现多种功能的无线电通讯系统，是20世纪90年代以后逐渐兴起的一种全新的设计思想，其完整的概念和结构体系是由美国科学家JeoMitola于1992年5月明确提出的，其核心思想是构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台，将各种功能如工作频段、调制解调类型、数据格式、加密模式、通信协议等用软件来完成，加载不同的通信软件以实现不同的通信模式和功能。软件无线电还有以下特点。将通讯业务功能从硬件方式解放出来，仅通过装载不同软件来动态配置系统功能，通信系统的设计与开发主要成为软件的研究和开发，极大缩短了通

3、信系统的研发周期和成本。通过升级系统所装载的软件来达到对系统功能的更新和升级。如果要实现新的业务或调制方式只要增加一个新的软件模块即可，而软件的加载和更新可以通过空中接口来实现，更加灵活方便。软件无线电由于采用了标准化、模块化的结构，支持不同电台系统互连互通，使原来独立运行的不同电台系统能传递信息，不仅能和新体制电台通信还能和旧体制电台兼容。由于软件无线电的诸多优点，美军的联合战术无线电系统(JointTacticalRadioSystem一一JTRS)计划采用了软件无线电的设计思想，定义了软件通信体系结构(

4、SoftwareCommunicationsArchitecture一一SCA)规范。SCA按照如下标准来构造：支持应用软件在不同SCA实现间的可移植性;采用商用标准来降低开发成本;通过复用设计模块来减少新的波形的开发周期;基于不断改进的商用框架和结构。SCA规范根据开发JTRS软件可配置无线电台的基本需求建立了应用独立的框架。这些需求由接口规范、应用程序接口(APIs、行为规范和规则组成。规范的目标是确保软件和硬件的可移植性与可配置性，以及按照SCA规范所开发产品间的互操作性。SCA规范将SCA定义为一个分

5、层结构，自下而上分别为设备驱动层、操作系统层、CORBA中间件层、应用环境描述、框架控制服务接口和波形应用组件。如图1.1所示。图1.1SCA分层结构图SCA功能的实现不依赖于具体的硬件，但是SCA系统总是运行于各种各样的实际硬件平台之上，在系统的实现过程中需要对不同的硬件设备开发相应的驱动程序，以完成分层结构中设备驱动层的实现。但是设备驱动层所提供的功能调用与具体硬件有关，传统的系统开发过程中，应用开发者总是不得不关注底层硬件的实现，当硬件发生改变时，上层应用也不得不做出相应的修改，这带来系统可移植性和通用

6、性的下降，也使应用开发周期变长。为了解决这一问题，实现软件波形的跨平台性、可移植性和通用性，在SCA的系统里使用设备接口组件实现对底层硬件驱动进行屏蔽，达到上层应用设计与底层硬件的分离。因此在SCA的开发过程中，设备驱动开发者必须完成硬件驱动设计和设备组件实现两方而的工作。二SCA在软件无线电中的应用2.1软件通信体系结构SCA是一种开放的通用体系结构，它提供了一个标准的、开放的、可互操作的无线电通信软件平台。通过该软件平台，底层硬件与实现波形功能的软件相互隔离，从而实现通信软件和硬件的可移植性、可配置性、可

7、扩充性和可重用性。2.1.1硬件体系结构硬件体系结构的定义采用了而向对象的方式，其结构以类和属性继承的方式包括了在所有应用领域中通用的硬件。实际应用中的硬件需求千差万别，一个统一的硬件平台不可实现所有的功能和应用。采用而向对象的硬件体系结构可以使不同的硬件实现纳入一个统一的框架内，框架通过不同的接口、属性和方法来定义不同的硬件。硬件体系结构可以通过树形结构的硬件类来表示，如图2.1所示。图2.1硬件体系结构在最顶层，硬件体系结构类包括机箱类和硬件模块类，而硬件模块类又派生出射频、调制解调、处理器、信息安全、输

8、入输出、电源、定位模块等子类。硬件子类继承了硬件模块类的所有属性。并且在此基础上，根据实际硬件的需要，还可按照类似的方法进行扩展，得到满足不同需求的子类。这种子类的划分方法子类是依据硬件模块的物理属性和接口特性，强调了硬件模块的物理属性及其实现的继承类，而不是功能的配置。这样，硬件模块的设计和实现更具有通用性和开放性，降低了系统成本。2.1.2软件体系结构SCA是根据JTRS开发软件可配置无线电台的