CN109254777B

CN109254777B - 基于软件通信体系结构的多通道多波形部署方法

Info

Publication number: CN109254777B
Application number: CN201810783451.5A
Authority: CN
Inventors: 王涛; 罗珊; 朱海锋; 刘龑; 吴敏
Original assignee: China Aeronautical Radio Electronics Research Institute
Current assignee: China Aeronautical Radio Electronics Research Institute
Priority date: 2018-07-17
Filing date: 2018-07-17
Publication date: 2021-07-16
Anticipated expiration: 2038-07-17
Also published as: CN109254777A

Abstract

本发明公开了一种基于软件通信体系结构的多通道多波形部署方法，包含以下程序步骤：1)根据综合软件无线电系统的当前系统状态读取静态方案表中对应的波形应用部署信息；2)轮询每个通道上的波形应用部署信息；3)将每个通道上要部署的波形应用名称与该通道上已加载的波形应用名称做对比，根据对比结果调用加载接口、卸载接口完成波形部署；4)保存波形部署信息；5)所有通道轮询完毕后返回结果。本发明通过将不同的系统状态唯一对应波形应用部署静态方案，有效地解决了多波形应用与任务通道的匹配问题，使系统状态可控，减小不确定性，从而提高综合软件无线电系统的安全性和可靠性。

Description

基于软件通信体系结构的多通道多波形部署方法

技术领域

本发明涉及综合化软件无线电系统中多通道多波形部署方法，尤其涉及基于软件通信体系结构(以下简称SCA)的软件无线电系统中多通道多波形部署方法。

背景技术

软件无线电系统通过通用处理硬件和软件的结合可以使系统具有可重配置能力，它可以使软件无线电系统采用不同的软件配置对设备功能进行重配置，相同的硬件可以通过加载运行不同的软件来完成不同的功能，这种改变极大的促进了传统的无线电通信产业向软件化、智能化、通用化、小型化等方面发展。

SCA中的核心框架是开放软件接口和描述体的基本核心集，这些接口和描述体用于嵌入式通信系统中的波形应用单元的配置、管理、互联以及通信。核心框架通过域管理器以及设备管理器实现对系统内组件化的波形应用资源以及硬件资源的注册、注销、部署和属性配置等操作。CORBA中间件技术和硬件抽象层技术实现了软件无线电系统软件平台与具体的数据处理、信号处理以及射频相关器件的有效解耦，是软件无线电系统实现资源分配、重构的关键要素。

依据SCA架构，采用SCA的软件无线电系统可以依据系统需求，利用核心框架接口来实现某个波形应用组件在具体硬件上的部署。在采用综合化、标准化、通用化设计的综合化软件无线电系统中，单个模块可以具备多个相同的任务通道，这就需要考虑将多个波形应用组件部署到不同的通道上。虽然基于SCA的核心框架中有波形部署的一整套流程，但一般只考虑单波形的部署，没有涉及多波形应用在多个通道上的部署问题，即没有相应的策略管理机制，主要包括以下几点：

1、多波形应用与任务通道的匹配机制；

2、根据策略在多个任务通道上部署波形的机制；

发明内容

本发明的发明目是在符合SCA规范的前提下，针对拥有多个相同任务通道的综合软件无线电系统，提出一种基于软件通信体系结构的多通道多波形部署方法，解决具有多个相同任务通道的综合化软件无线电系统中多波形的部署问题。

本发明的发明目的通过以下技术方案实现：

一种基于软件通信体系结构的多通道多波形部署方法，包含以下程序步骤：

1)根据综合软件无线电系统的当前系统状态读取静态方案表中对应的波形应用部署方案；

2)轮询每个通道上的波形应用部署信息；

3)将每个通道上要部署的波形应用名称与该通道上已加载的波形应用名称做对比：

若要加载的波形应用名称与已加载波形应用名称一致，该通道上的波形应用不做改变；

若要加载的波形应用名称为空，已加载波形应用名称不为空，调用卸载接口卸载该通道上已加载的波形；

若要加载的波形应用名称不为空，已加载波形应用名称为空，调用加载接口在该通道上加载要加载的波形；

若要加载的波形应用名称和已加载波形应用名称都不为空，则先调用卸载接口卸载该通道上已加载的波形，再调用加载接口在该通道上加载要加载的波形；

4)保存波形部署信息；

5)所有通道轮询完毕后返回结果。

依据上述特征，加载接口执行以下程序步骤：

A1)初始化CORBA中间件orb、POA和命名服务；

A2)通过命名服务获取域管理器对象引用；

A3)获取域管理器应用工厂列表、应用列表；

A4)检查应用列表是否包含要加载的波形应用,若包含跳至A8)，否则执行A5)；

A5)检查应用工厂列表是否包含要加载的波形应用,若包含跳至A7)，否则执行A6)；

A6)调用域管理器的应用安装接口根据波形的配置文件创建波形应用的应用工厂；

A7)调用应用工厂的应用创建接口创建波形应用；

A8)返回加载结果。

依据上述特征，卸载接口执行以下程序步骤：

B1)初始化CORBA中间件orb、POA和命名服务；

B2)通过命名服务获取域管理器对象引用；

B3)获取域管理器应用列表；

B4)检查应用列表是否包含要卸载的波形应用,若不包含跳至B6)，否则执行B5)；

B5)调用波形应用释放接口；

B6)返回卸载结果。

依据上述特征，静态方案表中针对综合软件无线电系统的每个系统状态对应一个波形应用部署方案，综合软件无线电系统的系统状态包含初始状态，一个通道故障状态和多个通道故障状态。

本发明的有益效果在于：

1)本发明根据系统状态建立波形应用部署的静态方案表，通过将不同的系统状态唯一对应波形应用部署静态方案，有效地解决了多波形应用与任务通道的匹配问题，使系统状态可控，减小不确定性，从而提高综合软件无线电系统的安全性和可靠性；

2)本发明将SCA核心框架提供的CORBA接口进行了再次封装，降低了软件开发的复杂度；

3)本发明提供根据静态方案文件加载波形应用算法，最大限度的提取了多波形应用在多任务通道上部署的特点，通过解析静态方案文件进行多波形应用在多任务通道上的部署，有利于实现软件的通用化设计，提高系统可扩展性，降低开发和维护成本。

附图说明

图1是基于SCA的综合软件无线电系统任务通道示意图。

图2静态方案表中系统状态与波形应用部署的映射图。

图3是加载接口的操作流程图。

图4是卸载接口的操作流程图。

图5是基于软件通信体系结构的多通道多波形部署方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

先给出如下说明：

说明1：波形应用：执行一个特定的遵从SCA功能的程序，由一个或多个组件组成。

说明2：GPP：通用处理器，一般指的是服务器用和桌面计算机用CPU芯片。

说明3：DSP：一种专门用来实现信号处理算法的微处理器芯片。

说明4：FPGA：具有可编程互联门的阵列，其逻辑功能可以进行重定义。

说明5：应用：执行一个特定的遵从SCA功能的程序。

说明6：设备：硬件器件(GPP、FPGA、DSP)的统称。

说明7：逻辑设备：SCA规范中，作为软件代理对设备进行抽象的一种虚拟设备。

说明8：部署：将一个波形应用的组件部署到相应的设备上的过程。

说明9：通道：按照路由关系形成的由GPP、DSP、FPGA等器件组成的硬件通路，用于波形应用组件的部署，实现波形功能。基于SCA的综合化软件无线电系统模块中具有多个相同的通道，可以实现资源的灵活分配。

请参阅图1所示，本实施例举例说明的基于SCA的综合软件无线电系统包含一个CPU芯片，3个FPGA芯片和3个DSP芯片，由交换网络连接。总共具有三个通道，每个通道由一个DSP和FPGA芯片组成，DSP和FPGA之间通过内部总线连接。基于软件通信体系结构的多通道多波形部署方法运行于主控模块CPU,波形应用的控制器组件运行于CPU，信号处理组件运行于FPGA和DSP。

在实施基于软件通信体系结构的多通道多波形部署方法前，需要先做好以下二个方面的准备工作：

1、根据系统状态建立波形应用部署的静态方案表。每一种系统状态都对应一个波形应用部署的静态方案。

参见图2所示，对于具有多个相同任务通道的综合软件无线电系统，系统状态分为初始状态、故障状态。这里，初始状态是系统上电初始化之后的一种状态，此时所有波形都加载，故障状态是由软硬件失效导致的任一任务通道不能支持波形应用正常运行时的状态。故障状态又根据任务通道分为1个通道故障、2个通道故障、3个通道故障，…,N个通道故障，N小于等于任务通道数，此时需要将故障通道上的波形应用加载到正常通道上。当通道数量不足以支持系统所有波形应用同时运行时，需要根据当前系统任务阶段波形应用的优先级做取舍，释放低优先级的波形应用所占用通道资源，加载高优先级的波形应用。初始状态对应一种默认的加载方案，每一个通道故障状态和系统任务阶段对应一种唯一的加载方案。加载方案以文本文件的形式存在，系统运行过程中根据系统状态判断决策使用哪一种加载方案。

2、提供SCA核心框架波形加载卸载接口的适配接口，波形应用加载算法使用适配函数进行波形应用的加载和卸载。

适配接口提供非CORBA的波形应用加载和卸载操作函数，避免波形应用加载算法使用CORBA中间件调用SCA核心框架的波形应用加载接口和卸载接口。

参见图3所示，加载接口主要进行如下步骤：

A1)初始化CORBA中间件orb、POA和命名服务；

A2)通过命名服务获取域管理器对象引用；

A3)获取域管理器应用工厂列表、应用列表；

A7)调用应用工厂的应用创建接口创建波形应用；

A8)返回加载结果。

参图图4所示，卸载接口主要进行如下步骤：

B1)初始化CORBA中间件orb、POA和命名服务；

B2)通过命名服务获取域管理器对象引用；

B3)获取域管理器应用列表；

B5)调用波形应用释放接口；

B6)返回卸载结果。

在设计好静态方案表、加载接口和卸载接口后，请可以在CPU芯片上运行基于软件通信体系结构的多通道多波形部署方法，根据从静态加载方案解析出来的波形应用部署信息，将其与上一次波形应用的部署情况做对比，进行波形的部署。参见图5所示，具体步骤如下：

2)轮询每个通道上的波形应用部署信息；

4)保存波形部署信息；

5)所有通道轮询完毕后返回结果。

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

1.一种基于软件通信体系结构的多通道多波形部署方法，包含以下程序步骤：

2)轮询每个通道上的波形应用部署信息；

4)保存波形部署信息；

5)所有通道轮询完毕后返回结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于软件通信体系结构的多通道多波形部署方法，其特征在于所述加载接口执行以下程序步骤：

A1)初始化CORBA中间件orb、POA和命名服务；

A2)通过命名服务获取域管理器对象引用；

A3)获取域管理器应用工厂列表、应用列表；

A7)调用应用工厂的应用创建接口创建波形应用；

A8)返回加载结果。

3.根据权利要求1所述的一种基于软件通信体系结构的多通道多波形部署方法，其特征在于所述卸载接口执行以下程序步骤：

B1)初始化CORBA中间件orb、POA和命名服务；

B2)通过命名服务获取域管理器对象引用；

B3)获取域管理器应用列表；

B5)调用波形应用释放接口；

B6)返回卸载结果。

4.根据权利要求1所述的一种基于软件通信体系结构的多通道多波形部署方法，其特征在于静态方案表中针对综合软件无线电系统的每个系统状态对应一个波形应用部署方案，综合软件无线电系统的系统状态包含初始状态，一个通道故障状态和多个通道故障状态。