CN103986494B - 通用射频模块及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种通用射频模块，包括多路射频电路及数字电路组成，其中射频电路包括通用接收通道电路和通用发射通道电路，而数字电路至少包括多个通用数字处理资源，其中该通用数字处理资源采用硬件抽象层技术将其接口进行抽象层接口封装，该硬件抽象层接口包括接收通道和发射通道，其中一个通用数字处理资源的接口作为该通用射频模块的基本接口，负责接收系统下发的重构指令，并根据重构指令配置其他通用数字处理资源的硬件抽象层接口的地址参数，将其接收通道和发射通道的物理地址和逻辑地址进行重新映射。

Description

通用射频模块及其控制方法

【技术领域】

本发明涉及软件无线电领域，尤其涉及到综合通信系统中通用射频模块及其控制方法，是一种采用硬件抽象层技术实现通用射频模块功能重构的方法。

【背景技术】

软件无线电技术是通过硬件和软件的结合使无线网络和用户终端具有可重配置能力。它供了一种建立多模式、多频段、多功能无线设备的有效解决方案，可采用软件编程实现对设备特性的动态配置。综合通信系统是采用软件无线电技术研制的一套通信系统。在系统内，实现基于某一种调制方式的数据通信功能称为一个波形。综合通信系统能够支持多种波形的运行，并支持其他算法、调制方式的开发。综合通信系统由通用射频模块、通用数字信号处理模块、通用接口模块等组成。

通用射频模块是综合通信系统中实现射频信号数字化功能、射频接收和发射的通用硬件模块，由多个相同的通用收发通道组成，支持多个波形的同时运行。其内部除包括了通用的射频接收通道和发射通道外，还包括了多个通用处理器资源(FPGA)。该通用处理器资源负责与系统的数据收发处理，以及射频通道的控制和参数配置。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种通用射频模块及其控制方法，通过采用硬件抽象层技术，对模块接口进行地址编号和映射，通过对地址编号和映射关系的改变，实现通用射频模块的功能重构，减少模块重构的操作流程、操作时间和程序复杂度。

为实现上述目的，实施本发明的通用射频模块包括多路射频电路及数字电路组成，其中射频电路包括通用接收通道电路和通用发射通道电路，而数字电路至少包括多个通用数字处理资源，并且该通用数字处理资源采用硬件抽象层技术，将该通用数字处理资源的接口进行抽象层接口封装，对每个接口进行物理地址和逻辑地址的配置，该硬件抽象层接口包括接收通道和发射通道，并指定其中一个通用数字处理资源的接口作为该通用射频模块的基本接口，负责接收系统下发的重构指令，并根据重构指令配置其他通用数字处理资源的硬件抽象层接口的地址参数，将其接收通道和发射通道的物理地址和逻辑地址进行重新映射。

为实现上述目的，实施本发明的通用射频模块的控制方法，其中该通用射频模块包括多路射频电路及数字电路组成，其中射频电路包括通用接收通道电路和通用发射通道电路，而数字电路至少包括多个通用数字处理资源，其中该通用射频模块的控制方法控制将该多个通用数字处理资源的接口采用硬件抽象层技术封装，该硬件抽象层接口包括接收通道和发射通道，并指定一个通用数字处理资源的接口作为该通用射频模块的基本接口负责接收系统下发的重构指令，设置其他通用数字处理资源的硬件抽象层接收接口的物理地址和逻辑地址为变量，该指定的通用数字处理资源根据重构指令配置其他通用数字处理资源的硬件抽象层接口的地址参数，将其接收通道和发射通道的物理地址和逻辑地址进行重新映射。

与现有技术相比较，本发明采用硬件抽象层接口封装通用数字处理资源的SRIO接口，并且通过一路硬件抽象层接口用于负责接收重构指令，而其它硬件抽象层端口的物理地址和逻辑地址参数设置为变量，通用硬件资源的程序根据重构指令，变更其地址参数和映射关系，如此通用硬件资源的程序根据重构指令，配置射频通道，实现功能重构。如此可以实现在不重新加载程序的情况下，完成通用射频模块的功能重构，可减少模块部分硬件设计，从而减少通用射频模块的设计开支与生产周期。同时采用对物理地址和逻辑地址重新映射的方法，可有效减少通用处理资源上程序的复杂度，降低软件开发成本，节省开发时间，并且采用硬件抽象层技术实现通用射频模块的功能重构，可以使该模块更易满足不同用户的开发、使用需求，提高该模块的硬件适应性。

【附图说明】

图1为实施本发明的通用射频模块的系统结构示意图。

图2为实施本发明的通用射频模块数字通道重构地址变化示意图。

图3为实施本发明的通用射频模块射频通道重构示意图。

【具体实施方式】

本发明的核心在于采用硬件抽象层技术，即采用软件封装底层硬件接口，上层软件直接以函数的形式使用该接口。本发明将通用射频模块的通用数字处理资源的高速串行总线接口(SRIO)封装为硬件抽象层接口，对该硬件抽象层接口的物理地址(PD)和逻辑地址(LD)两个参数进行配置。当系统需要向某个硬件抽象层接口发送数据时，只需填写好信宿端口的PD和LD参数，调用该函数即可。本发明通过采用硬件抽象层技术，结合其自身的地址编号、映射关系，可以实现对通用射频模块的重构。

请参阅图1所示，为实施本发明的通用射频模块的系统结构示意图。该通用射频模块由N路功能和性能相同的射频电路、数字电路组成。其中射频电路包括通用接收通道电路和通用发射通道电路。射频电路主要实现超外差式的信号上、下变频以及信号滤波、放大等功能。数字电路包括AD、DA子模块和通用处理资源(或称为通用数字处理器，如FPGA)。其中AD子模块主要实现射频信号的AD采样，DA子模块主要实现DA数据的模拟化输出，通用数字处理资源设有多个，其中指定一个(如图1中的通用处理资源0)负责接收外部重构指令，并对其它通用数字处理资源(如通用处理资源1、2等)进行参数配置。上述的其它通用数字处理资源(如通用处理资源1、2等)功能相同，负责将AD采样数据进行处理后通过硬件抽象层接口送出，将接收到的DA数据进行处理后送给DA子模块处理，并且对对应的射频通道进行参数配置和通道切换控制。

实施本发明的通用射频模块中的通用数字处理资源引入硬件抽象层技术，将通用数字处理资源的高速串行总线接口(SRIO)封装为硬件抽象层接口。该硬件抽象层接口包括接收通道和发射通道，接收通道需要配置自身的物理地址PD和逻辑地址LD，参数分别定义为PDs和LDs，关系为PDs＝LDs。发射通道需要配置信宿接口的物理地址PD和逻辑地址LD，参数定义为PDf和LDf，关系为PDf＝LDf。

将负责重构的通用数字处理资源编号为0，硬件抽象层接口的物理地址和逻辑地址配置为PDs0和LDs0，并且PDs0＝LDs0。编号0的硬件抽象层接口地址参数是固定不变的，而设置其他通用数字处理资源的硬件抽象层接收接口的物理地址和逻辑地址为变量，范围为PDs1～PDsN和LDs1～PDsN。硬件抽象层发射接口中信宿接口的地址同样定义为参数变量，对应关系为PDfn＝LDfn，其中n＝1～N。其中通用数字处理资源的编号和地址参数编号之间并无对应关系。

在工作时，系统向硬件抽象层接口0发送重构命令。通用处理资源0根据重构指令，配置其余通用处理资源1～N的硬件抽象层接口1～N的地址参数，将其接收通道和发射通道的物理地址和逻辑地址进行重新映射。根据LD和PD的重配置，系统硬件抽象层接口接收数据来源和发射数据信宿将发生变化，从而实现重构。

请参阅图2所示，为为实施本发明的通用射频模块数字通道重构地址变化示意图，例如射频通用模块硬件抽象层接口1和2的接收通道物理地址和逻辑地址分别为PDs1＝LDs1、PDs2＝LDs2。重构后接口1和2的地址相应变为PDs2＝LDs2,PDs1＝LDs2。此时，原接口1的接收的数据会被接口2接收，原接口2接收的数据被接口1接收。因此实现了数字接收通道的重构。类似的，接口1和接口2发射接口地址参数进行重构后，发射数据的目的地也会相应改变，实现数字发射通道的重构。

请参阅图3所示，为实施本发明的通用射频模块射频通道重构示意图。在通用射频模块重构后，各个通用处理资源会重新配置射频电路的控制参数，实现对应通道的功能。例如原射频接收通道1和接收通道2其工作频率分别为f1和f2，滤波器带宽分别为BW1和BW2。重构后其工作频率相应变为f2和f1、BW2和BW1，实现重构。发射通道与接收通道类似，可实现重构。

与现有技术相比较，本发明采用硬件抽象层接口封装SRIO接口，并且通过1路硬件抽象层接口用于负责接收重构指令，而其它硬件抽象层端口的物理地址和逻辑地址参数设置为变量，通用硬件资源的程序根据重构指令，变更其地址参数和映射关系，如此通用硬件资源的程序根据重构指令，配置射频通道，实现功能重构。如此可以实现在不重新加载程序的情况下，完成通用射频模块的功能重构，可减少模块部分硬件设计，从而减少通用射频模块的设计开支与生产周期。同时采用对物理地址和逻辑地址重新映射的方法，可有效减少通用处理资源上程序的复杂度，降低软件开发成本，节省开发时间，并且采用硬件抽象层技术实现通用射频模块的功能重构，可以使该模块更易满足不同用户的开发、使用需求，提高该模块的硬件适应性。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种通用射频模块，包括多路射频电路及多路数字电路组成，其中每路射频电路包括通用接收通道电路和通用发射通道电路，而每路数字电路至少包括通用数字处理资源，其特征在于：该通用数字处理资源用于通过采用硬件抽象层技术将射频电路进行硬件抽象层接口封装，该硬件抽象层接口包括接收通道的物理地址和逻辑地址、发射通道的物理地址和逻辑地址，其中一路通用数字处理资源的接口作为该通用射频模块的基本接口，负责接收系统下发的重构指令，并根据重构指令使其他各路通用数字处理资源对接收通道和发射通道的物理地址和逻辑地址进行重新映射完成各通用接收通道电路和通用发射通道电路之间的切换。

2.如权利要求1所述的通用射频模块，其特征在于：该通用数字处理资源的接口为高速串行总线接口。

3.根据权利要求1所述的一种通用射频模块的控制方法，其中该通用射频模块包括多路射频电路及多路数字电路组成，其中每路射频电路包括通用接收通道电路和通用发射通道电路，而每路数字电路至少包括通用数字处理资源，其特征在于：该通用射频模块的控制方法控制将该多个通用数字处理资源的接口采用硬件抽象层技术对射频电路进行硬件抽象层接口封装，该硬件抽象层接口包括接收通道的物理地址和逻辑地址、发射通道的物理地址和逻辑地址，并指定一路通用数字处理资源作为该通用射频模块的基本接口负责接收系统下发的重构指令，并根据重构指令使其他各路通用数字处理资源对接收通道和发射通道的物理地址和逻辑地址进行重新映射完成各通用接收通道电路和通用发射通道电路之间的切换。

4.如权利要求3所述的通用射频模块的控制方法，其特征在于：该通用数字处理资源的接口为高速串行总线接口。