基于OSSIE的SCA波形开发方法与实现

论文摘要

软件无线电的基本思想是以一个通用、标准、模块化的硬件平台为依托,通过软件编程来实现无线电台的各种功能,从而使电台设计方法从基于硬件、面向用途中解放出来。美军的联合战术无线电系统（JTRS）是近年来软件无线电最具代表性的应用之一,软件通信体系结构（SCA）是其采用的软件结构框架。波形（Waveform）是JTRS系统中通信功能的执行体,因此波形开发在SCA电台开发中占有非常重要的位置。而基于波形集成开发环境（WDE）的方法相较于一般的SCA波形开发方法,能极大地提高波形开发的效率。开源嵌入式SCA实现（OSSIE）是一种开源的基于C++的SCA实现方案,它提供了基于WDE方式开发SCA波形的一种方法。Link-16是美军与北约各国共同制定的具有扩频、跳频抗干扰能力的数据链标准,它是美军目前应用最为广泛的通信数据链之一,也是美军JTRS系统规定所必须实现的9种波形之一。JTRS系统要想达到使美军各种电台互联互通的目标,必须将Link-16转换为基于SCA标准的波形。本文的工作重点是对基于OSSIE的SCA波形开发方法进行研究,并在SCA的环境下对Link-16的调制解调波形进行设计与实现。本文首先重点介绍了SCA的软件结构体系,并对基于传统方式和WDE方式的SCA波形开发方法进行了对比;然后,本文对OSSIE平台的若干关键技术,包括组件结构设计、线程管理、代码生成、设备分配等方面进行了较为深入的研究,进而总结并提出基于OSSIE的SCA波形开发方法;在此基础上对Link-16数据链的调制解调波形进行了分析,基于OSSIE进行了组件划分与接口设计,按照信号处理的相关原理对波形功能进行了实现;最后基于增量开发模型对波形及其SCA相关特性进行了测试。测试结果表明,设计的波形能在OSSIE的平台上动态加卸载和运行,满足了SCA的相关特性。同时,开发的组件在较大程度上扩充了OSSIE的组件库以方便未来的开发工作,并对后续的WDE研究有一定的启示和借鉴意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究目的和主要任务
• 1.3 论文总体安排
• 第二章 软件通信体系结构
• 2.1 SDR、JTRS 及SCA 概述
• 2.2 SCA 软件结构体系
• 2.2.1 SCA 软件结构体系概述
• 2.2.2 SCA 核心概念
• 2.2.3 实时操作系统
• 2.2.4 CORBA 中间件
• 2.2.5 核心框架
• 2.2.6 XML 解析器
• 2.3 开发SCA 系统
• 2.3.1 SCA 系统开发概述
• 2.3.2 SCA 的波形开发
• 2.3.3 基于WDE 的SCA 波形开发
• 第三章 OSSIE 平台关键技术
• 3.1 OSSIE 及OWD 概述
• 3.2 开发环境
• 3.3 组件设计
• 3.3.1 结构设计
• 3.3.2 线程管理
• 3.4 代码生成
• 3.4.1 生成技术
• 3.4.2 目录
• 3.5 设备分配
• 3.6 波形运行流程
• 3.6.1 波形加载
• 3.6.2 波形运行
• 3.6.3 波形卸载
• 3.7 波形开发步骤
• 第四章 基于OSSIE 的LINK-16 调制解调波形设计与实现
• 4.1 LINK-16 数据链概述
• 4.2 设计原则
• 4.2.1 系统开发模型
• 4.2.2 组件设计原则
• 4.2.3 波形设计前提
• 4.3 波形设计
• 4.4 核心组件设计与实现
• 4.4.1 信号发生器
• 4.4.2 RS 编码器
• 4.4.3 RS 解码器
• 4.4.4 交织和解交织器
• 4.4.5 CCSK 编码器
• 4.4.6 CCSK 解码器
• 4.4.7 PN 码生成器
• 第五章 波形开发与测试
• 5.1 平台搭建
• 5.2 波形开发
• 5.2.1 组件配置与生成
• 5.2.2 代码修改与安装
• 5.2.3 波形配置与安装
• 5.3 波形测试
• 5.3.1 测试方法
• 5.3.2 独立组件测试
• 5.3.3 RS 编解码子波形测试
• 5.3.4 交织解交织子波形测试
• 5.3.5 CCSK 编解码子波形测试
• 5.3.6 完整波形测试
• 5.4 其他问题
• 5.4.1 参数配置
• 5.4.2 硬件平台加载
• 5.4.3 多模式波形
• 5.4.4 可移植性
• 5.4.5 组件划分
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 个人简介
• 作者在学期间取得的学术成果