算法重构装置及方法与流程

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种算法重构装置及方法。

背景技术：

目前，软件定义的无线电(英文全称：softwaredefinedradio，英文简称：sdr)通用平台的可重构方案主要实现方式是局部动态可重构技术，即通过对具有专门缓存逻辑资源的现场可编程门阵列(英文全称：field－programmablegatearray，英文简称：fpga)进行局部芯片逻辑的重新配置而实现重构。该实现方案主要包括顶层模块设计和综合、静态模块的设计与综合以及各重配置子模块的设计和综合等，实现过程相对比较复杂，开发难度较大，成本过高。

采用公共对象请求代理体系结构(英文全称：commonobjectrequestbrokerarchitecture，英文简称：corba)软总线的方式也是目前sdr通用平台为实现可重构常用的解决方案之一，由于像fpga、数字信号处理器(英文全称：digitalsignalprocessor，英文简称：dsp)这种专用处理器目前被认为不支持corba规范，主控板可以通过调制解调器硬件抽象层(英文全称：modemhardwareabstractionlayer，英文简称：mhal)提供的通信服务将dsp/fpga等作为一个组件与之通信，也就是半corba结构，但是这也限制了整个软件无线电平台的可重构能力。采用corba中间件的形式，仅仅对底层的基带处理模块、射频模块进行调用，在一定程度上解决了功能可重构的问题，但是整个算法文件还是跑在fpga、dsp中，颗粒度比较大，可重构的灵活性太差。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种算法重构装置及方法以解决现有技术存在的算法颗粒度大、系统可重构灵活性差的问题。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

根据本发明实施例的第一方面，提供了一种算法重构装置，包括：上位机模块，软件通信体系框架(英文全称：servicecomponentarchitecture，英文简称：sca)中间层模块、基带处理模块和射频模块；所述上位机模块，用于将算法分类成至少两个子算法；所述sca中间层模块，用于运行sca；所述sca对应所述子算法建立波形应用组件，每个所述波形应用组件用于加载对应的所述子算法；所述上位机模块，还用于配置所述波形应用组件到自身，所述sca中间层模块，所述基带处理模块和所述射频模块中的至少两个。

可选地，所述子算法包括：可配置算法，通用功能算法和可配置参数算法。

可选地，所述上位机模块还用于对所述可配置参数算法进行参数配置。

可选地，所述波形应组件包括：可配置算法波形应用组件、通用功能算法波形应用组件和可配置参数算法波形应用组件。

可选地，所述可配置算法波形应用组件配置在所述上位机模块和sca中间层模块；所述功能算法波形应用组件配置在所述基带处理模块；所述可配置参数波形应用组件配置在所述基带处理模块和所述射频模块。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种算法重构方法，包括：上位机模块将算法分类成至少两个子算法；sca中间层模块运行sca，对应所述子算法建立波形应用组件，每个所述波形应用组件用于加载对应的所述子算法；所述上位机模块配置所述波形应用组件到自身，所述sca中间层模块，所述基带处理模块和所述射频模块中的至少两个。

可选地，所述子算法包括：可配置算法，通用功能算法和可配置参数算法。

可选地，还包括：所述上位机模块对所述可配置参数算法进行参数配置。

可选地，所述波形应组件包括：可配置算法波形应用组件，通用功能算法波形应用组件和可配置参数算法波形应用组件。

可选地，所述可配置算法波形应用组件配置在所述上位机模块和sca中间层模块；所述功能算法波形应用组件配置在所述基带处理模块；所述可配置参数波形应用组件配置在所述基带处理模块和所述射频模块。

本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

上位机模块将算法进行分类成至少两个子算法，sca中间层模块对应子算法建立波形应用组件，上位机模块将波形应用组件配置在上位机模块，sca中间层模块、基带处理模块和射频模块中至少两个模块上，算法的颗粒度较小，底层的基带处理模块、射频模块运行压力减小，提高系统可重构的灵活性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种算法重构装置的结构示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种算法重构装置的结构示意图；

图3是根据一示例性实施例示出的一种算法重构方法的框图；

图4是根据一示例性实施例示出的一种算法重构方法的框图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，各实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的结构、产品等而言，由于其与实施例公开的部分相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

sca是基于corba制定的软件无线电软件协议和相应技术标准，通过corba规范实现了软件总线，为各软件模块之间进行数据传输与联系提供的虚拟公共通道和接口。

sca定义了一个实现独立、开放的软件框架，支持软件开发的基本需求，包括了开发软件的接口规范、应用编程接口、行为规范和准则。本发明的实施例根据sca提供的标准架构来抽象通用硬件平台，通过模块化、标准化的方式来克服算法重构颗粒度较大的问题。通过将对应子算法的波形应用组件分布在整个装置不同的模块上，降低算法的颗粒度，使通用平台可以根据功能需求去切换其中至少两个模块，也可以对某一个或某几个参数进行动态配置，达到算法重构的目的。

参阅图1，为本发明实施例提供的算法重构装置的结构示意图。包括上位机模块1100，sca中间层模块1200、基带处理模块1300和射频模块1400。

上位机模块1100，用于将算法分类成至少两个子算法。

sca中间层模块1200，用于运行sca，所述sca对应上位机模块1100分类后得到的子算法建立波形应用组件，用以加载对应的子算法。

波形应用组件被配置到上位机模块1100，sca中间层模块1200，基带处理模块1300和射频模块1400中的至少两个模块。将算法分散在系统的多个模块中，减小传统的单一模块底层的基带处理模块或射频模块加载算法的压力，提高系统重构的灵活性。

本实施例提供的装置，上位机模块将算法进行分类成至少两个子算法，sca中间层模块对应子算法建立波形应用组件，上位机模块将波形应用组件配置在上位机模块，sca中间层模块、基带处理模块和射频模块中至少两个模块上，算法的颗粒度较小，底层的基带处理模块、射频模块运行压力减小，提高系统可重构的灵活性。

在一些实施例中，如图2所示，为多个算法在算法重构装置的分布示意图。算法重构装置包括上位机模块1100，sca中间层模块1200、基带处理模块1300和射频模块1400。

装置中的上位机模块1100与sca中间层模块1200基于corba规范的接口通过局域网(英文全称：localareanetwork，英文简称：lan)总线进行通信，sca中间层模块1200、基带处理模块1300和射频模块1400通过cpci总线进行通信。

上位机模块1100，将算法费累成多个子算法。子算法种类包括：可配置算法，通用功能算法和可配置参数算法，每类子算法可为一个或多个。其中，根据算法可配置要求，可配置算法中对算法数据进行处理的部分算法，需由上位机模块1100加载，对可重构要求比较高的算法模块，由sca中间层模块1200加载。通用功能算法由基带处理模块1300加载。可配置参数算法在装置工作过程中参数变化比较多，由基带处理模块1300和射频模块1400加载。装置工作过程中需要修改接收的带宽、接收的频点或其他修改配置参数的操作，通过上位机可直接对可配置参数算法进行动态的参数配置，完成算法重构。

sca中间层模块1200，用于为上位机模块1100和基带处理模块1300，上位机模块1200和射频模块1400之间的通信提供标准接口。sca中间层模块1200是通过建模软件spectracx建立的sca中间层的模型，以xml文件和.out文件的形式部署在powerpc上。波形应用组件是在sca中间层模块1200建立过程针对多个子算法抽象出的软件组件。子算法与波形应用组件具有一一对应关系，每个子算法对应一个波形应用组件。波形应用组件分布在上位机模块1100，主控制模块1200、基带处理模块1300和射频模块1400。波形应用组件包括可配置算法波形应用组件、功能算法波形应用组件和可配置参数波形应用组件。对应子算法的加载位置进行分布。装置中各个模块对子算法的加载，由波形应用组件加载完成。

基带处理模块1300，用于加载通用功能算法和可配置参数算法。基带处理模块1300，包括fpga芯片和dsp芯片，通用功能算法，由基带处理模块1300加载的部分可配置参数算法由编写专用处理器算法的软件写成对应的文件(如对应fpga的是.bit文件，对应dsp的是.out文件)，由sca中间层模块1200通过标准接口调用驱动将对应的子算法加载到对应的芯片中，由对应的波形应用组件加载。

本实施例提供的装置，上位机模块将算法进行分类成至少两个子算法，sca中间层模块对应子算法建立波形应用组件，上位机模块将波形应用组件配置在上位机模块，sca中间层模块、基带处理模块和射频模块中至少两个模块上，算法的颗粒度较小，底层的基带处理模块、射频模块运行压力减小，提高系统可重构的灵活性。

以下结合通信系统中的具体实施例对算法重构装置进行描述。将软件功能算法分成可配置算法、通用功能算法和可配置参数算法。通用功能算法对应在通信系统中的脉冲调制、带通调制、解调和采样等基本功能项；可配置算法对应通信系统中信源编码、信道编码、频率扩展等可选功能项；可配置参数算法对应通信系统中如射频模块的接收频率、接收带宽等可修改参数。

通用功能算法由编写专用处理器算法的软件写成对应的文件(如对应fpga的是.bit文件，对应dsp的是.out文件)，加载到基带处理模块1300中的fpga或dsp芯片上。

可配置算法主要分布在上位机模块1100和sca中间层模块1200。首先将可配置算法分为正交相移键控(英文全称：quadraturephaseshiftkeyin，英文简称：qpsk)，fm等几个波形算法，根据算法可配置要求，分解为两部分，一部分为对算法数据进行处理的软件功能算法分布在上位机模块1100，另一部分为对可重构要求比较高的软件功能算法分布在sca中间层模块。

以调频(英文全称：frequencymodulation，英文简称：fm)的接收算法为例，将对应fm信号的下变频、抽取、解调这几部分小颗粒度算法放在基带处理模块1300上实现。

可配置参数算法由射频模块1400和基带处理模块1300加载。根据软件功能算法实现的需要，将指定的参数通过上位机模块1100的控制动态的配置给射频模块1400或基带处理模块1300，使整个算法的可重构颗粒度更小，更加完善。

以fm信号的接收为例，信号接收过程中需要修改接收的带宽及接收的频点，通过上位机模块1100可直接进行动态的参数配置，完成系统算法的重构。

射频模块1400是射频的接收与发射模块，射频模块1400的频点和带宽可配置。

与前述装置实施例相对应，参见图3，本发明实施例提供的一种算法重构方法包括如下步骤。

步骤s301，上位机模块将算法分类成至少两个子算法。

上位机模块将算法分类成至少两个子算法，降低运算复杂程度，提高系统算法重构能力。

步骤s302，sca中间层模块运行sca，对应所述子算法建立波形应用组件，每个所述波形应用组件用于加载对应的所述子算法。

步骤s303，所述上位机模块配置所述波形应用组件到自身，所述sca中间层模块，所述基带处理模块和所述射频模块中的至少两个。

波形应用组件被配置到上位机模块，sca中间层模块，基带处理模块和射频模块中的至少两个模块。将算法分散在系统的多个模块中，减小传统的单一模块底层的基带处理模块或射频模块加载算法的压力，提高系统重构的灵活性。

本发明实施例提供的算法重构方法，上位机模块将算法进行分类成至少两个子算法，sca中间层模块对应子算法建立波形应用组件，上位机模块将波形应用组件配置在上位机模块，sca中间层模块、基带处理模块和射频模块中至少两个模块上，算法的颗粒度较小，底层的基带处理模块、射频模块运行压力减小，提高系统可重构的灵活性。

在理一些实施例中，参见图4，算法重构方法包括。

步骤s401，上位机模块将算法分类成至少两个子算法。

上位机模块将算法分类成至少两个子算法，降低运算复杂程度，提高系统算法重构能力。子算法包括：可配置算法，通用功能算法和可配置参数算法。其中，根据算法可配置要求，可配置算法中对算法数据进行处理的部分算法，需由上位机模块加载，对可重构要求比较高的算法模块，由sca中间层模块加载。通用功能算法由基带处理模块加载。可配置参数算法在装置工作过程中参数变化比较多，由基带处理模块和射频模块加载。装置工作过程中需要修改接收的带宽或接收的频点，通过上位机可直接对可配置参数算法进行动态的参数配置，完成算法重构。

步骤s402，sca中间层模块运行sca，对应所述子算法建立波形应用组件，每个所述波形应用组件用于加载对应的所述子算法。

步骤s403，所述上位机模块配置所述波形应用组件到自身，所述sca中间层模块，所述基带处理模块和所述射频模块中的至少两个。

波形应用组件是在sca中间层模块建立过程针对多个子算法抽象出的软件组件。子算法与波形应用组件具有一一对应关系，每个子算法对应一个波形应用组件。波形应用组件分布在上位机模块，主控制模块、基带处理模块和射频模块。波形应用组件包括可配置算法波形应用组件、功能算法波形应用组件和可配置参数波形应用组件。对应子算法的加载位置进行分布。装置中各个模块对子算法的加载，由波形应用组件加载完成。波形应用组件被配置到上位机模块，sca中间层模块，基带处理模块和射频模块中的至少两个模块。将算法分散在系统的多个模块中，减小传统的单一模块底层的基带处理模块或射频模块加载算法的压力，提高系统重构的灵活性。

步骤s404，所述上位机模块对所述可配置参数算法进行参数配置。

装置工作过程中需要修改接收的带宽、接收的频点或其他修改配置参数的操作，通过上位机可直接对可配置参数算法进行动态的参数配置，完成算法重构。

本实施例提供的算法重构方法，上位机模块将算法进行分类成至少两个子算法，sca中间层模块对应子算法建立波形应用组件，上位机模块将波形应用组件配置在上位机模块，sca中间层模块、基带处理模块和射频模块中至少两个模块上，算法的颗粒度较小，底层的基带处理模块、射频模块运行压力减小，提高系统可重构的灵活性。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的流程及结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。