基于软件无线电的超短波电台波形移植方法技术

本发明专利技术为一种基于软件无线电的超短波电台波形移植方法与平台。它提供了一种设计合理、工作可靠的基于软件无线电的超短波电台波形移植方法与平台，在新一代电台的硬件平台上实现上一代超短波电台波形，使该平台上增加的波形能与上一代电台实现互联互通，从而确保通信设备的向上兼容性。本发明专利技术提供的基于软件无线电的超短波跳频电台波形移植方法包括有移植波形功能模块分类与映射方法，显控模件设计方法和综合业务模件设计方法；本发明专利技术提供的基于软件无线电的超短波跳频电台波形移植平台，采用模块化结构设计，明确接口标准，内插扩展信号处理技术，以简明的结构建立硬件平台，侧重以功能和电路模块对应。

【技术实现步骤摘要】
基于软件无线电的超短波电台波形移植方法
本专利技术涉及一种基于软件无线电的超短波电台波形移植方法与平台，具体地说它是一种在软件无线电架构的新一代电台上，兼容实现上一代超短波电台波形的移植方法与平台。
技术介绍
如今，对于新一代超短波电台的设计，已经普遍采用软件无线电技术。软件无线电是一种新型的无线电体系架构，它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的能力。软件无线电可以使整个系统采用动态的软件编程对设备特性进行重配置，换言之，相同的硬件可以通过软件定义完成不同的功能。这种理念在进行超短波电台设计时，对硬件平台和软件设计提出了更高的模块化的要求。在软件无线电出现之前，人们多采用软件和硬件结合的功能化模块组合的方式来进行超短波跳频电台的设计工作。为保持与现有超短波电台的兼容性，要求新一代超短波电台能够兼容上一代超短波电台，这就需要找到在软件无线电架构的硬件平台上，兼容实现已有超短波跳频电台波形的方法。新一代电台兼容上一代超短波电台波形要求在现有电台硬件平台不做修改的情况下，通过软件的方式增加上一代电台的波形。要求新一代电台的原有设备功能、外形尺寸和重量、接口种类数量以及环境适应性、可测试性、可靠性、可维修性、电磁兼容性、安全性等指标原电台保持一致，同时新增波形的指标不低于上一代电台的指标。因此要满足这些要求，必须有一种基于软件无线电的实现超短波电台波形移植的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种设计合理、工作可靠的基于软件无线电的超短波电台波形移植方法与硬件平台，在新一代电台的硬件平台上实现上一代超短波电台波形，使该平台上增加的波形能与上一代电台实现互联互通，从而确保通信设备的向上兼容性。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于软件无线电的超短波电台波形移植方法，包括有移植波形功能模块分类与映射方法，显控模件设计方法和综合业务模件设计方法，分别由步骤S1、S2和S3共3个步骤完成，其中：所述步骤S1移植波形功能模块分类与映射方法，完成移植波形的软件功能模块到硬件平台核心器件的映射；所述步骤S2显控模块设计方法，完成功能需求分析、硬件资源分析、显控软件设计；所述步骤S3综合业务模件设计方法，完成综合业务模件硬件资源分析，软件功能模块与核心器件对应，综合业务软件架构设计，软件功能模块设计实现。所述步骤S1又包含有步骤S11和S12，共2个步骤，其中：所述步骤S11完成新一代电台平台模件划分，根据电台平台的整机结构，将电台平台划分为显控模件、综合业务模件、中频/频合模件、射频模件和后盖板模件；所述步骤S12完成移植波形模块划分，通过对射频模件、中频/频合模件、后盖板模件、显控模件和综合业务模件进行移植分析，确定移植波形时需要改动软件的模件为显控模件和综合业务模件，并确定需移植波形的具体软件模块。所述步骤S2又包含有步骤S21、S22和S23，共3个步骤，其中：所述步骤S21通过分析新一代电台增加上一代电台波形需要在显控模件增加的操作和显示功能；所述步骤S22对电台显控模件的处理和存储能力进行分析；所述步骤S23完成显控软件实现，显控软件体系设计包括用户操作菜单模块设计、串口发送模块设计，串口接收模块设计；其中用户操作菜单模块设计包括主界面显示、模式菜单显示、设置菜单显示和功能菜单显示四项分类设计。所述步骤S3又包含有步骤S31、S32、S33、S34，共4个步骤，其中：所述步骤S31完成综合业务模件的硬件结构分析和核心器件性能、容量分析，保证硬件平台能够满足波形移植的软件运行的空间和速率需求；所述步骤S32、S33、S34完成在综合业务模件的ARM、DSP和ASIC上设计实现以下26个软件功能模块。这26个软件功能模块分别是在ARM上实现的外部接口信令处理、半遥控/全遥控模块、数据接口控制模块、信息监控和维护模块、参数管理模块、参数加注/清除模块、波形管理模块、网络管理模块共9个模块；在DSP上实现的语音接口控制模块、语音编解码模块、分组参数控制模块、分组无线网络模块、信道编解码模块、MAC层控制、频率码控制模块、保密控制、跳频参数控制模块、无线TOD模块、功率控制模块、跳频同步、调制解调模块、AGC控制模块和跳频时序控制模块15个软件功能模块；在ASIC上实现的上下变频模块和物理接口模块。同时在DSP上实现的软件功能模块按照主程序、中断程序、软中断和任务的调度方式，进行功能实现和调用。一种基于软件无线电的超短波跳频电台波形移植平台，其平台包括：综合业务电路模件1，显控电路模件2，中频/频合电路模件3，射频电路模件4，后盖板电路模件5，前面板6，壳体7和后盖板8，综合业务电路模件1、显控电路模件2、中频/频合电路模件3、射频电路模件4，后盖板电路模件5依次安装在壳体7内，与前面板6和后盖板8上各接口经插头、插座呈插拔式连接，相结合构成一个整体。其中：所述综合业务电路模件1为模块化结构，包括1个ARM嵌入式微处理器11，1个IFDSP信号处理器12，1个特定用途集成电路ASIC芯片13，1个中频AD/DA转换器，AGC控制电路，场强检测电路，1个参数RAM，1个保密模块接口，1个音频接口，1个K接口，一个以太网口，一个面板通信串口，一个通用串口，一个FLASH，一个SDRAM、一个时钟接口；所述显控电路模件2，包括显示器21，MCU22，FPGA23，整机电源开关电路24，按键/背光灯25，电平转换电路26，音频处理电路27。本专利技术基于软件无线电架构的理念，提出了在新一代电台上移植上一代电台波形的方法。该方法满足在电台硬件平台不做任何改动的情况下，完全实现了移植的波形与上一代电台的互联互通，并且人性化的对电台显控模块也做了系统设计，使其与上一代电台操作习惯基本一致。本专利技术可作为电台波形移植的一种新方法，首先分析电台硬件架构是否符合软件无线电架构要求；然后对相应的硬件资源进行分析是否满足运算速度和存储容量要求；最后对被移植波形进行相应的软件模块划分，使其能满足软件实现的要求。本专利技术提供的基于软件无线电的超短波跳频电台波形移植平台，采用模块化结构设计，明确接口标准，内插扩展信号处理技术，以简明的结构建立硬件平台，侧重以功能和电路模块对应。具体是将显控软件、综合业务软件、中频频合软件以及射频软件实现的波形功能，对应电台硬件平台的显控电路模件，综合业务电路模件，中频/频合电路模件，射频电路模件，增加后盖板电路实现的电源模块后，结合实现了整个超短波电台通信系统。该平台可在不打开电台硬件的前提下，按设定程序注入方式加入波形功能，实现同一平台，多种超短波的波形体制。同时还具有本专利技术具有理念新颖、设计合理、方法可靠、实用性强，以及人机界面友好，操作灵活快捷，整体结构合理等特点。附图说明图1本专利技术整机结构示意图图2本专利技术波形移植方法流程图图3本专利技术波形移植功能模块分类与映射方法流程图图4本专利技术波形移植模块划分流程图图5显控模块设计流程图图6综合业务模块设计流程图图7综合业务模件硬件资源分析流程图图8本专利技术综合业务电路模件电原理框图图9本专利技术综合业务电路模件印制板布局图图10本专利技术显控电路模件电原理框图图11本专利技术显控电路模件印制板布局图图中符号说明：1为综合业务电路模件，2为显控电路模件，3为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于软件无线电的超短波电台波形移植方法，包括有移植波形功能模块分类与映射方法，显控模件设计方法和综合业务模件设计方法，分别由步骤S1、S2和S3共3个步骤完成，其特征是：所述步骤S1移植波形功能模块分类与映射方法，完成移植波形的软件功能模块到硬件平台核心器件的映射；所述步骤S2显控模块设计方法，完成功能需求分析、硬件资源分析、显控软件设计；所述步骤S3综合业务模件设计方法，完成综合业务模件硬件资源分析，软件功能模块与核心器件对应，综合业务软件架构设计，软件功能模块设计实现。

【技术特征摘要】
1.一种基于软件无线电的超短波电台波形移植方法，包括有移植波形功能模块分类与映射方法，显控模件设计方法和综合业务模件设计方法，分别由步骤S1、S2和S3共3个步骤完成，其中：所述步骤S1移植波形功能模块分类与映射方法，完成移植波形的软件功能模块到硬件平台核心器件的映射；所述步骤S2显控模块设计方法，完成功能需求分析、硬件资源分析、显控软件设计；所述步骤S3综合业务模件设计方法，完成综合业务模件硬件资源分析，软件功能模块与核心器件对应，综合业务软件架构设计，软件功能模块设计实现；所述步骤S1又包含有步骤S11和S12，共2个步骤：所述步骤S11完成新一代电台平台模件划分，根据电台平台的整机结构，将电台平台划分为显控模件、综合业务模件、中频/频合模件、射频模件和后盖板模件；所述新一代电台平台是指采用软件无线电技术的新一代超短波电台；所述步骤S12完成移植波形模块划分，通过对综合业务模件射频模件、显控模件、中频/频合模件和后盖板模件进行移植分析，确定移植波形时需要改动软件的模件为显控模件和综合业务模件，并确定需移植波形的具体软件模块；所述步骤S2又包含有步骤S21、S22和S23，共3个步骤：所述步骤S21通过分析新一代电台增加上一代电台波形需要在显控模件增加的操作和显示功能；所述上一代电台是指超短波电台；所述步骤S22对电台显控模件的处理和存储能力进行分析；所述步骤S23完成显控软件实现，显控软件体系设计包括用户操作菜单模块设计、串口发送模块设计，串口接收模块设计；其中用户操作菜单模块设计包括主界面显示、模式菜单显示、设置菜单显示和功能菜单显示四项分类设计；所述步骤S3包含有步骤S31、S32、S33、S34，共4个步骤：所述步骤S31完成综合业务模件的硬件结构分析和核心器件性能、容量分析，保证硬件平台能够满足波形移植的软件运行的空间和速率需求；所述步骤S32完成将软件功能模块置于相应的核心器件规划，将调制解调、跳频同步、跳频时序控制软件移植到新一代电台综合业务模块的DSP中；将MAC层控制、信道编解码、语音编解码、分组无线网软件模块移植到新一代电台综合业务模块的DSP中；将跳频时序控制、无线TOD、保密控制软件模块移植到新一代电台综合业务模块的DSP中；将参数加注和清除、遥控软件模块移植到新一代电台综合业务模块的ARM中；所述步骤S33完成综合业务软件架构设计，为了实现综合业务的所有功能，程序架构划分为四个主体：主程序、中断程序、软中断和任务；主程序完成初始化处理、开机自检处理、ARM的接口处理和分组无线网；中断程序完成K口的接收和发送处理、语音芯片的接收和发送处理、语音编码、同步处理、保密机接口处理和软中断的调用；软中断主要完成调制解调处理、跳频时序控制处理、AGC控制、功率控制、频率字控制、语音解码和MAC层控制处理；完成数据编解码处理；调度方式为主程序首先进行初始化，然后设置主循环，同时硬件平台提供一个频率为64KHz的硬中断，并且在硬中断响应程序中设计有软中断，在软中断响应程序中设计有任务调度程序；所述步骤S34完...

【专利技术属性】
技术研发人员：严忠，彭大展，石勇，冯微，黄祥，熊忠良，陆宇由，苏郢，卢郡，黄正宏，张悦，余平安，田飞，
申请(专利权)人：武汉中元通信股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42