Windows实时性增强的虚拟无线电实现装置、方法、介质、及终端制造方法及图纸

本申请提供Windows实时性增强的虚拟无线电实现装置、方法、介质、及终端，本申请采用了RTX针对Windows实时性扩展特性，设计了一种基于Windows操作系统可增强实时性的双向通信系统实现方法。本方法通过使用中断的方式实现硬件板卡与通用处理器时钟对齐，拥有基于Windows通信系统的优点，同时也可提升通信系统的实时性，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
Windows实时性增强的虚拟无线电实现装置、方法、介质、及终端
本申请涉及通信
，特别是涉及Windows实时性增强的虚拟无线电实现装置、方法、介质、及终端。
技术介绍
随着移动信息系统领域的扩大和技术复杂度不断提高，为了克服技术复杂度而带来的问题，以及满足应用多样性的需求特别是军事通信对宽带技术的需求，科学家们提出了在通用硬件平台上利用不同软件编程方法--软件无线电。目前软件无线电有两种实现方式：基于可编程FPGA和DSP实现的软件无线电和基于通用处理器(GPP)实现的虚拟无线电。传统的基于FPGA和DSP实现的软件无线电优点是计算速度快、实时性强等。但是通用性不强，测试环境复杂，用户交互界面不友好，可移植性较差、硬件的依赖性对开发人员提出了很高的要求。基于通用处理器实现的虚拟无线电随着统一处理器处理能力的极大提升，受到了学术界和工业界的广泛关注。虚拟无线电开发成本低、开发周期短、具备良好的灵活性。虚拟无线电中的双向通信系统主要有基于Linux操作系统，和基于Windows操作系统两种。基于Linux的双向操作系统缺点是用户少，覆盖不广泛以及操作复杂。然而基于Windows操作系统的双向通信交互系统，因为Windows操作系统本身实时性不强的特点，不能保证通信系统的实时性的要求未能广泛应用。申请内容鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供Windows实时性增强的虚拟无线电实现装置、方法、介质、及终端用于解决现有技术中的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第一方面提供一种基于RTX的软件无线电通信装置，所述装置包括：射频前端模块，用于接收外部数据和/或将数据发送至外部；数据处理模块，用于处理数据；数据传输模块，其包括无限状态机、第一存储模块，用于控制所述射频前端模块和数据处理模块之间的数据传输；其中，所述无限状态机在接收到请求接收传输自所述射频前端模块的数据的接收请求信号时，检测所述第一存储模块的使用状态；若检测到所述第一存储模块处于未被占用的状态，则接受该接收请求，以将待接收数据写入所述第一存储模块中，以供所述数据处理模块获取并处理所述待接收数据；若检测到所述第一存储模块处于被占用的状态，则在移走所述第一存储模块中的当前数据后，接受该接收请求，以将待接收数据写入所述第一存储模块中，以供所述数据处理模块获取并处理所述待接收数据。于本申请的第一方面的一些实施例中，所述数据传输模块包括第二存储模块；其中：所述无限状态机将传输自所述数据处理模块的待发送数据写入所述第二存储模块中，并发出发送请求信号，以将所述第二存储模块中的待发送数据发送至所述射频前端模块。于本申请的第一方面的一些实施例中，所述射频前端模块布设于第一硬件模块上；所述数据处理模块布设于第二硬件模块上；所述数据传输模块分布布设于所述第一硬件模块和第二硬件模块上。于本申请的第一方面的一些实施例中，所述第一硬件模块包括FPGA硬件板块，所述第二硬件模块包括多核CPU的通用处理器。于本申请的第一方面的一些实施例中，布设于所述第一硬件模块上的所述数据传输模块包括：第一缓存模块，用于缓存来自射频前端模块的数据；第二缓存模块，用于缓存发送至射频前端模块的数据；接收控制器，用于控制射频前端模块的数据接收，并向所述无限状态机发送所述接收请求信号；发送控制器，用于控制射频前端模块的数据发送，并接收来自所述无限状态机的所述发送请求信号；IP内核模块。于本申请的第一方面的一些实施例中，布设于所述第二硬件模块上的所述数据传输模块包括所述第一存储模块和第二存储模块，还包括：接口模块，其与所述IP内核模块通过数据总线相连，以传输所述第一硬件模块和第二硬件模块之间的数据。于本申请的第一方面的一些实施例中，所述数据处理模块包括：接收物理层处理模块，用于获取并处理所述第一存储模块中的数据；发送物理层处理模块，用于将处理后的数据发送至所述第二存储模块中；接收MAC层处理模块，用于对经所述接收物理层处理模块处理后的数据进行MAC层及更高层处理；发送MAC层处理模块，用于对数据进行MAC层及更高层处理后发送至所述发送物理层处理模块。于本申请的第一方面的一些实施例中，所述射频前端模块包括：接收天线模块，用于接收外部数据并传输至所述数据传输模块；发送天线模块，用于将来自所述数据传输模块的数据发送至外部。于本申请的第一方面的一些实施方式中，所述数据传输模块还包括接收控制器、发送控制器、第二存储模块；所述数据处理模块包括接收物理层处理模块和发送物理层处理模块；所述无限状态机包括：第一核模块，用于接收来自接收控制器的接收请求信号，且用于通过所述接口模块将发送请求信号发送至发送控制器，且用于在接受接收请求前向第二核模块发送检测所述第一存储模块的使用状态的中断信号，还用于在收到发送请求信号后向第三核模块发送将数据写入第二存储模块的中断信号；第二核模块，用于控制接收物理层处理模块；第三核模块，用于控制发送物理层处理模块。为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第二方面提供一种Windows实时性增强的通信方法，应用于软件无线电通信装置中的无限状态机；所述软件无线电通信装置还包括：射频前端模块、数据处理模块、以及数据传输模块；所述数据传输模块包括第一存储模块；所述方法包括：在接收到请求接收传输自所述射频前端模块的数据的接收请求信号时，检测所述第一存储模块的使用状态；若检测到所述第一存储模块处于未被占用的状态，则接受该接收请求，以将待接收数据写入所述第一存储模块中，以供所述数据处理模块获取并处理所述待接收数据；若检测到所述第一存储模块处于被占用的状态，则在移走所述第一存储模块中的当前数据后，接受该接收请求，以将待接收数据写入所述第一存储模块中，以供所述数据处理模块获取并处理所述待接收数据。为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第三方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述Windows实时性增强的通信方法。为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第四方面提供一种电子终端，包括：处理器及存储器；所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行所述Windows实时性增强的通信方法。如上所述，本申请的基于RTX的软件无线电通信装置、方法、介质、及终端，具有以下有益效果：本申请采用了RTX针对Windows实时性扩展特性，设计了一种基于Windows操作系统可增强实时性的双向通信系统实现方法。本方法通过使用中断的方式实现硬件板卡与通用处理器时钟对齐，拥有基于Windows通信系统的优点，同时也可提升通信系统的实时性，具有良好的应用前景。附图说明图1显示为本申请一实施例中基于RTX的软件无线电通信装置的示意图。图2显示为本申请一实施例中无限状态机FSM的结构示意图。图3显示为本申请一实施例中数据接收过程的流程示意图。图4显示为本申请一实施例中数据发送过程的流程示意图。图5A显示为本申请一实施例中第一核模块(C0)的多个状态的示意图。图5B显示为本申请一实施例中第一核模块(C0)的多个状态的示意图。图6显示为本申请一实施例中第二核模块(C1)的多个状态的示意图。图7显示为本申请一实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Windows实时性增强的通信装置，其特征在于，所述装置包括：射频前端模块，用于接收外部数据和/或将数据发送至外部；数据处理模块，用于处理数据；数据传输模块，其包括无限状态机、第一存储模块，用于控制所述射频前端模块和数据处理模块之间的数据传输；其中，所述无限状态机在接收到请求接收传输自所述射频前端模块的数据的接收请求信号时，检测所述第一存储模块的使用状态；若检测到所述第一存储模块处于未被占用的状态，则接受该接收请求，以将待接收数据写入所述第一存储模块中，以供所述数据处理模块获取并处理所述待接收数据；若检测到所述第一存储模块处于被占用的状态，则在移走所述第一存储模块中的当前数据后，接受该接收请求，以将待接收数据写入所述第一存储模块中，以供所述数据处理模块获取并处理所述待接收数据。

【技术特征摘要】
1.一种Windows实时性增强的通信装置，其特征在于，所述装置包括：射频前端模块，用于接收外部数据和/或将数据发送至外部；数据处理模块，用于处理数据；数据传输模块，其包括无限状态机、第一存储模块，用于控制所述射频前端模块和数据处理模块之间的数据传输；其中，所述无限状态机在接收到请求接收传输自所述射频前端模块的数据的接收请求信号时，检测所述第一存储模块的使用状态；若检测到所述第一存储模块处于未被占用的状态，则接受该接收请求，以将待接收数据写入所述第一存储模块中，以供所述数据处理模块获取并处理所述待接收数据；若检测到所述第一存储模块处于被占用的状态，则在移走所述第一存储模块中的当前数据后，接受该接收请求，以将待接收数据写入所述第一存储模块中，以供所述数据处理模块获取并处理所述待接收数据。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据传输模块包括第二存储模块；其中：所述无限状态机将传输自所述数据处理模块的待发送数据写入所述第二存储模块中，并发出发送请求信号，以将所述第二存储模块中的待发送数据发送至所述射频前端模块。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，包括：所述射频前端模块布设于第一硬件模块上；所述数据处理模块布设于第二硬件模块上；所述数据传输模块分布布设于所述第一硬件模块和第二硬件模块上。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一硬件模块包括FPGA硬件板块，所述第二硬件模块包括多核CPU的通用处理器。5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，布设于所述第一硬件模块上的所述数据传输模块包括：第一缓存模块，用于缓存来自射频前端模块的数据；第二缓存模块，用于缓存发送至射频前端模块的数据；接收控制器，用于控制射频前端模块的数据接收，并向所述无限状态机发送所述接收请求信号；发送控制器，用于控制射频前端模块的数据发送，并接收来自所述无限状态机的所述发送请求信号；IP内核模块。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，布设于所述第二硬件模块上的所述数据传输模块包括所述第一存储模块和第二存储模块，还包括：接口模块，其与所述IP内核模块通过数据总线相连，以传输所述第一硬件模块和第二硬件模块之间的数据。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据处理模块包括：接收物理层处理模块，用于获取并处理所述第一存储模块中的数据；发送物理层处理模块，用于将处理后的数据发送至所述第二存储模块中；接收MAC层处理模块，用于对经所述接收物理层处理模块处理后的数据进行MAC层及更高层处理；发送MAC层处理模块，用于对数据进行MAC层及更高层处理后发送至所述发送物理层处理模块。8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述射频前端模块包括：接收天线模块，用于接收外部数据并传输至所述数据传输模块；发送天线模块，用于将来自所述数据传输模块的数据发送至外部。9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据传输模块还包括接收控制器、发送控制器、第二存储模块；所述数据处理模块包括接收物理层处理模块和发送物理层处理模块；所述无限状态机包括：第一核模块，用于接收来自接收控制器的接收请求信号，且用于通过所述接口模块将发送请求信号发送至发送控制器，且用于在接受接收请求前向第二核模块发送检测所述第一存储模块的使用状态的中断信号，还用于在收到发送请求信号后向第三核模块发送将数据写入第二存储模块的中断信号；第二核模块，用于控制接收物理层处理模块；第三核模块，用于控制发送物理层处理模块。10.一种Windows实时性增强的通信方法，其特征在于，应用于软件无线电通信装置中的无限状态机；所述软件无线电通信装置还包括：射频前端模块、数据处理模块、以及数据传输模块；所述数据传输模块包括第...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨诗蝶，李明齐，
申请(专利权)人：中国科学院上海高等研究院，中国科学院大学，
类型：发明
国别省市：上海,31