CN103888954A

CN103888954A - 一种面向服务的无线电架构sora

Info

Publication number: CN103888954A
Application number: CN201210558807.8A
Authority: CN
Inventors: 于全; 李颖; 魏胜群; 汪李峰; 董旭; 国晓博; 陈小军
Original assignee: No61 Inst Headquarters Of General Staff Pla
Current assignee: No61 Inst Headquarters Of General Staff Pla
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2014-06-25

Abstract

本发明属于软件无线电系统领域，涉及一种面向服务的无线电架构SORA。本发明的面向服务的无线电架构SORA包括无线电基础设施层、无线电服务层和无线电应用层：无线电基础设施层用于提供基本功能单元；无线电服务层是无线电基础设施层所提供的无线电功能的抽象；无线电应用层通过无线电服务的集成来实现；无线电基础设施层通过服务封装形成各种无线电服务，通过对服务的描述实现服务抽象。本发明解决了现有无线电架构各模块间耦合过于紧密、为模块协作开发和灵活升级造成阻碍的技术问题；其对各模块采用统一的接口描述方式和标准交互协议，使服务间通过松耦合的方式进行联系和通信，增强了架构的系统灵活性和业务敏捷性，便于模块协作开发和扩展升级。

Description

一种面向服务的无线电架构SORA

技术领域

本发明属于软件无线电系统技术领域，具体涉及一种面向服务的无线电架构SORA。

背景技术

无线通信发展至今，形成多种异构的无线电通信系统并存的状况，其异构性包括底层基础设施中应用了多种硬件平台、操作系统和编程语言，这成为无线电系统开发和集成的瓶颈。另外在认知无线电的发展过程中，各个研究机构形成了各自小型的开发和实验平台，成为当前研究成果转化为大规模网络部署实施和应用过程中的难点问题，已经引起多个标准化组织和研究机构的关注。

认知无线电技术是下一代无线网络关键技术之一，由Joseph Mitola在1999年提出。目前认知无线电技术主要应用于动态频谱接入的研究当中，通过对频谱环境的感知，实时动态地调整底层软件无线电SDR(Software Defined Radio)使其适应频谱环境的变化，从而达到提高频谱利用效率的目的。

SCA(Software Communications Architecture)软件通信架构是目前软件无线电实现的重要架构，但存在厂商绑定，各模块间耦合过于紧密，模块协作开发和灵活升级困难的问题，为了使基于SDR的认知无线电的开发和部署更为灵活，各模块间形成松耦合的关系，并便于协作地开发和利用，特提出面向服务的无线电架构。

发明内容

本发明需要解决的技术问题为：现有无线电架构各模块间耦合过于紧密，为模块协作开发和灵活升级造成阻碍。

本发明的技术方案如下所述：

一种面向服务的无线电架构SORA，包括无线电基础设施层、无线电服务层和无线电应用层：无线电基础设施层用于提供基本功能单元；无线电服务层是无线电基础设施层所提供的无线电功能的抽象；无线电应用层通过无线电服务的集成来实现；无线电基础设施层通过服务封装形成各种无线电服务，通过对服务的描述实现服务抽象。

无线电基础设施层包括射频前端和可编程处理器，射频前端和可编程处理器按照无线电通信的信息处理流程进行连接，利用Web2.0技术将无线电基础设施层的射频前端和可编程处理器各模块封装为服务，其以服务的方式部署在无线网络环境之中。

所述可编程处理器为ASIC、FPGA或DSP。

无线电服务层包括波形服务、信息安全服务、感知服务和认知引擎服务，所述各种服务通过服务描述从其实现的软、硬件平台中抽象出来；无线电服务层还包括服务管理模块，其用于对服务进行发布、查询、编排和调用，以实现对服务的集成。

所述服务描述包括对服务进行寻址、操作的数据格式，实现服务抽象。

所述服务管理模块中，发布和查询功能通过一个服务代理实现，所述服务代理为一个第三方服务；编排和调用功能在服务客户端实现，通过服务的编排设计服务的调用流程，客户端根据上述编排调用各种服务，形成所需的无线电应用。

无线电应用层包括语音、短信息、多媒体服务；无线电应用层通过各种网络化的服务进行组装，并把组装结果通过用户接口进行交付。

通过Web服务描述语言WSDL实现对服务的描述；通过简单对象接入协议SOAP实现服务的发布、查询、调用的消息交互处理；通过通用描述发现集成UDDI实现服务代理，进而实现服务的发布和查询功能。

本发明的有益效果为：

(1)本发明的一种面向服务的无线电架构SORA对各模块采用统一的接口描述方式和标准交互协议，使服务间通过松耦合的方式进行联系和通信，增强了架构的系统灵活性和业务敏捷性，便于模块协作开发和扩展升级；

(2)本发明的一种面向服务的无线电架构SORA可以利用标准的Web2.0技术将无线电的各模块封装为服务，各模块以服务的方式分布地部署在网络上，通过重新组合不同服务或改变服务参数灵活实现系统的重新配置，利于重复利用、资源共享和动态重组；

(3)本发明的一种面向服务的无线电架构SORA能够有效节省基础设施的部署，从而降低开发运营成本。

附图说明

图1为本发明的一种面向服务的无线电架构SORA示意图；

图2为本发明的一种面向服务的无线电架构SORA的应用案例示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的一种面向服务的无线电架构SORA进行详细说明。

一种面向服务的无线电架构SORA包括基础设施层模块、服务层模块和应用层模块。

如图1所示，本发明的一种面向服务的无线电架构SORA包括无线电基础设施层、无线电服务层和无线电应用层。其中，无线电基础设施层用于提供无线电天线、射频前端、各种可编程处理器等基本功能单元；无线电服务层是无线电基础设施层所提供的各种无线电功能的抽象；无线电应用层通过各种无线电服务的集成来实现。无线电基础设施层通过服务封装形成各种无线电服务，通过对服务的描述实现服务抽象；无线电应用层是通过各种网络化的服务进行组装的，实际上无线电应用层并不考虑服务的实现。

无线电基础设施层：包括天线、射频前端和各种可编程处理器。所述可编程处理器可以为ASIC、FPGA和DSP。天线、射频前端和各种可编程处理器按照无线电通信的信息处理流程进行连接，所述无线电通信的信息处理流程为本领域技术人员公知常识。利用标准的Web2.0技术将无线电基础设施层的天线、射频前端和各种可编程处理器等各模块封装为服务。上述模块可以服务的方式部署在2G/3G、WiFi、WiMAX、广播、卫星等各种无线网络环境之中。

无线电服务层：包括波形服务、信息安全服务、感知服务和认知引擎服务，所述各种服务通过服务描述从其实现的软、硬件平台中抽象出来，服务描述包括对服务进行寻址、如何操作及服务的数据格式，通过上述服务描述实现服务抽象。例如：对于天线、射频前端以及相应的可编程处理器可封装为波形服务，信息安全服务、感知服务和认知引擎服务可通过无线电基础设施层的可编程处理器及相应的软件开发环境加以实现。无线电服务层还包括服务管理模块，其用于对服务进行发布、查询、编排和调用，以实现对服务的集成。服务管理模块中，发布和查询功能通过一个服务代理实现，所述服务代理可以为一个第三方服务；编排和调用功能在服务客户端实现，通过服务的编排设计服务的调用流程，客户端根据上述编排调用各种服务，形成所需的无线电应用。通过这种间接寻址的形式实现服务的松耦合。

无线电应用层：包括语音、短信息、多媒体等各种服务。无线电应用层通过各种网络化的服务进行组装，并把组装结果通过用户接口进行交付。无线电服务层对于无线电应用层而言，屏蔽了无线电基础设施层各种硬件平台操作系统、软件编程语言，即底层的异构性，实现了对无线电基础设施层的虚拟化。

本发明的一种面向服务的无线电架构SORA可以通过Web服务技术加以实现，例如：可以通过Web服务描述语言(WSDL)实现对服务的描述；通过简单对象接入协议(SOAP)实现服务的发布、查询、调用的消息交互处理；通过通用描述发现集成(UDDI)实现服务代理，进而实现服务的发布和查询功能。

本发明的一种面向服务的无线电架构SORA可以应用于构建认知无线电接入网络，该网络可通过多方合作形式进行开发。图2所示应用案例中包括两个运营商和两个研究机构，四者分别具有各自的局域网络，分布在不同的地域，并均接入一个IP核心网。其中，运营商A主要运营一个无线接入网络，因此具有高性能的基带处理器和调制解调器；运营商B拥有一套可进行推理的专家系统；研究机构A主要从事设计开发各种传感器；研究机构B研究如机器学习等人工智能技术。假设：运营商B意欲构建一个运营商认知无线接入网络，但对于该计划其只具有有限的资金，其希望与运营商A、研究机构A及研究机构B进行基于SORA的合作开发，过程主要分为以下四步：服务封装、服务发布、服务查找、服务编排及调用：(1)服务封装过程中，将四个参与方所能提供的认知无线电模块封装为可以进行调用的网络服务，并生成其服务描述文件对其功能性进行描述；(2)服务发布过程中，将服务描述文件发布于第三方构建的服务代理中，该服务代理构建于IP核心网中，并可进行公共的服务发布或查询；(3)服务查找过程中，运营商B通过IP核心网在服务代理中查找所需的服务，并获取所需的服务描述文件；(4)服务编排及调用过程中，运营商B对所查找到的服务根据认知无线电信号处理流程精心编排进行调用，从而形成虚拟的认知无线接入网络。

上述案例的四步过程主要用于开发认知无线接入网络的接入节点，该节点只具有天线和射频前端，并被开发为一个服务客户端。当认知用户需要接入节点时，一个通信任务将被触发，根据上述服务编排，该接入节点首先调用运营商A的基带和调制解调服务，进行信号处理；然后调用研究机构A的感知服务，感知服务实时观察用户周围的无线电频谱变化；一旦无线电频谱发生变化，如主用户出现，所述主用户指在认知无线电系统中授权的用户，感知服务会将该信息上报给接入节点；接入节点将频谱变化情况和信号处理模块可重构的各种参数发送给推理服务，并调用推理服务进行推理；推理服务将优化的配置参数返回给接入节点，接入节点发送给基带和调制解调服务进行重构，认知用户进行相应的重构，从而实现了频谱的动态接入；最后，接入节点可以周期性地调用学习服务，对历史数据进行分析，从而获得相应的无线电知识，指导网络未来工作。

从上述案例中可以发现SORA实现了多方合作的松耦合结构，并减少了运营商开发和运营的成本。

Claims

1.一种面向服务的无线电架构SORA，包括无线电基础设施层、无线电服务层和无线电应用层，其特征在于：无线电基础设施层用于提供基本功能单元；无线电服务层是无线电基础设施层所提供的无线电功能的抽象；无线电应用层通过无线电服务的集成来实现；无线电基础设施层通过服务封装形成各种无线电服务，通过对服务的描述实现服务抽象。

2.根据权利要求1所述的面向服务的无线电架构SORA，其特征在于：无线电基础设施层包括天线、射频前端和可编程处理器，天线、射频前端和可编程处理器按照无线电通信的信息处理流程进行连接，利用Web2.0技术将无线电基础设施层的天线、射频前端和可编程处理器各模块封装为服务，其以服务的方式部署在无线网络环境之中。

3.根据权利要求2所述的面向服务的无线电架构SORA，其特征在于：所述可编程处理器为ASIC、FPGA或DSP。

4.根据权利要求1所述的面向服务的无线电架构SORA，其特征在于：无线电服务层包括波形服务、信息安全服务、感知服务和认知引擎服务，所述各种服务通过服务描述从其实现的软、硬件平台中抽象出来；无线电服务层还包括服务管理模块，其用于对服务进行发布、查询、编排和调用，以实现对服务的集成。

5.根据权利要求4所述的面向服务的无线电架构SORA，其特征在于：所述服务描述包括对服务进行寻址、操作的数据格式，实现服务抽象。

6.根据权利要求4所述的面向服务的无线电架构SORA，其特征在于：所述服务管理模块中，发布和查询功能通过一个服务代理实现，所述服务代理为一个第三方服务；编排和调用功能在服务客户端实现，通过服务的编排设计服务的调用流程，客户端根据上述编排调用各种服务，形成所需的无线电应用。

7.根据权利要求1所述的面向服务的无线电架构SORA，其特征在于：无线电应用层包括语音、短信息、多媒体服务；无线电应用层通过各种网络化的服务进行组装，并把组装结果通过用户接口进行交付。

8.根据权利要求1至7任一项所述的面向服务的无线电架构SORA，其特征在于：通过Web服务描述语言WSDL实现对服务的描述；通过简单对象接入协议SOAP实现服务的发布、查询、调用的消息交互处理；通过通用描述发现集成UDDI实现服务代理，进而实现服务的发布和查询功能。