基于Linux的软件无线电系统软件平台的研究与实现
本文选题:软件无线电 + Linux ; 参考:《北京邮电大学》2016年硕士论文
【摘要】:随着移动通信技术和互联网技术的高速发展,4G、5G等相关新业务、新标准正在频繁的演进和更新。新的协议标准在带来更高速率业务能力的同时,对通信协议算法的研究验证平台提出了更高的要求。同时,高速率新业务也对复杂室内环境下的微基站等设备提出了新需求。因此,在对LTE等通信系统的新业务、新标准研究过程中,需要一种具备高效开发、快速验证能力的研究与测试平台,并且该平台应当具备可扩展、可移植、灵活的特性。可见,基于通用处理器的高性能、灵活可调的软件无线电平台是满足此需求的一种可行方案。本文的研究工作主要分为小型化场景下的嵌入式远端测试平台以及基于X86处理器的高性能通用算法验证平台。软件平台作为系统的支撑平台,不仅需要提供完整的软硬件数据传输链路,同时需要保证软件平台整体的灵活性和可移植性。首先,本文研究了软件无线电系统的理论基础以及关键技术。在此基础上分析了系统的整体架构。其次,本文分析了小型化测试平台的功能需求,根据需求设计了嵌入式软件无线电系统的软件架构。之后,根据架构设计分别实现了嵌入式系统构建、本地控制以及远端交互等功能模块。再次,本文研究分析了高性能算法验证平台的功能需求,基于分析结果设计了 X86软件平台的整体架构。在此基础上,实现了 PCI Express驱动接口、I/O发送链路以及DMA高速接收方案。最后,本文通过系统级验证的方式对本文实现的软件平台接口和传输功能进行测试验证。本文通过远端基带数据的发送验证了小型嵌入式平台的正确性。同时,本文设计了 X86平台的图形控制界面,通过发送LTE下行帧数据验证X86算法验证平台的可靠性,并通过波形绘制功能验证了直接内存存取(Direct Memory Access,DMA)接收和数据处理功能的正确性。本文通过以上几方面的研究分析、设计实现和测试验证完成了基于Linux的小型化嵌入式软件平台和X86高性能软件平台的课题研究工作,为微基站、“云”验证以及通信算法验证平台等应用场景提供了灵活、可移植、可扩展的软件无线电测试平台支持。
[Abstract]:With the rapid development of mobile communication technology and Internet technology and other related new services, the new standards are frequently evolving and updating. The new protocol standard not only brings higher speed traffic capability, but also puts forward higher requirements for the research and verification platform of communication protocol algorithm. At the same time, high-rate new services also put forward new requirements for equipment such as micro-base station in complex indoor environment. Therefore, in the research process of new services and new standards for LTE and other communication systems, a research and testing platform with high efficiency and rapid verification capability is needed, and the platform should have the characteristics of extensibility, portability and flexibility. It can be seen that a flexible and adjustable software radio platform based on universal processor is a feasible solution to meet this requirement. The research work in this paper is divided into embedded remote test platform based on miniaturization scenario and high performance universal algorithm verification platform based on X86 processor. As the supporting platform of the system, the software platform not only needs to provide complete software and hardware data transmission links, but also needs to ensure the flexibility and portability of the software platform as a whole. Firstly, the theoretical basis and key technologies of software radio system are studied. On this basis, the overall structure of the system is analyzed. Secondly, the functional requirements of the miniaturized test platform are analyzed, and the software architecture of embedded software radio system is designed according to the requirement. Then, the embedded system construction, local control and remote interaction are implemented according to the architecture design. Thirdly, this paper analyzes the functional requirements of the high performance algorithm verification platform, and designs the overall architecture of the X86 software platform based on the analysis results. On this basis, the PCI Express driver interface I / O transmission link and DMA high-speed receiving scheme are implemented. Finally, the software platform interface and transmission function realized in this paper are tested and verified by system level verification. The correctness of small embedded platform is verified by sending remote baseband data in this paper. At the same time, the graphic control interface of X86 platform is designed, and the reliability of X86 algorithm is verified by sending LTE downlink frame data. The correctness of direct memory access direct Memory access DMA (DMA) reception and data processing is verified by waveform rendering function. Through the research and analysis of the above aspects, this paper designs, implements and tests the research work of miniaturized embedded software platform based on Linux and X86 high performance software platform, which is the micro-base station. Cloud verification and communication algorithm verification platform provide flexible portable extensible software radio test platform support.
【学位授予单位】:北京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TP311.52;TP316.81
【参考文献】
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,本文编号:1913785
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