文档介绍：杭州电子科技大学
硕士学位论文
基于SCA规范的跳频通信波形设计与开发
姓名:王赢
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:汪立新
20100301
杭州电子科技大学硕士学位论文
摘要
软件通信体系结构规范是美军在实施联合战术无线电系统计划过程中提出的一个标准规
范集,它为软件无线电台的设计提供了一种与实现无关的开放式架构。软件通信体系结构的
核心思想是采用面向对象的方法来设计一种标准化的软件系统,通过将不同的软件波形加载
到通用的硬件平台中来实现不同的功能,使无线电台的更新换代只需要更换其中的软件波形
就可以实现,达到了软件可重复使用的目的。软件的重用性不仅缩短了无线电台的开发周期,
也在一定程度上降低了开发成本。
软件通信体系结构规范定义了包括硬件体系结构、软件体系结构、安全体系结构和应用
程序编程接口(API)等方面的内容,分别对应硬件平台、软件框架与波形、安全系统的开发,
而软件体系结构是目前研究的重点。软件体系结构不仅将软件系统分为总线层、网络和串行
服务接口层、嵌入式操作系统层、公共对象请求代理结构中间件层(CORBA)、核心框架层和应
用层来实现软件功能,更重要的是还提出了波形和波形开发的思想。波形是实现不同通信功
能的载体,一种通信功能对应一种波形;波形开发就是实现通信功能软件化的过程,也就是
从非复用到可复用的变换过程,体现了软件通信体系结构规范的核心思想。通过对软件体系
结构各层结构功能的研究以及结合波形开发指南,文章给出了软件波形开发的相关流程。在
此基础上,提出了以无线通信中的重要技术—跳频通信技术为波形开发的原始模型,展开了
对跳频通信的波形开发。
文章首先详细研究了跳频通信系统的工作原理,包括频率合成、伪随机序列产生、时钟
同步等关键技术,为后续的波形功能分析及组件划分作铺垫;分析了跳频通信的优点,这也
是开发该波形的意义所在;同时对波形开发的两个重要技术 CORBA 中间件和统一建模语言
(UML)建模进行了详细描述。其次,根据所要实现的功能将波形划分为物理层、媒介访问控制
层、逻辑链路控制层和 I/O 层(功能从整体实现到部分实现的转变)四个组件,采用 Rational
Rose 建模工具分别对这四层进行组件模型 API 设计。再次,将设计的组件模型映射为标准接
口定义语言(IDL)文件,实现各组件接口的标准化,达到各组件之间互通和互操作的目的。利
用 VisiBroker 中间件,将组件模型 IDL 文件编译为 C++框架代码,并在生成的 C++框架里面
添加具体的实现程序。通过对类中函数以及变量的操作来达到对各组件功能的串接,实现了
跳频通信波形软件化的过程。最后,对波形如何通过核心框架加载到操作系统中的过程进行
了研究。针对波形加载过程中的安全问题,根据软件通信体系结构安全规范,设计一个加密
子系统来实现波形的安全加载。开发的跳频通信软件波形符合软件通信体系结构规范的通用
性和可重用性,实现了以软件形式加载到无线电台中完成跳频通信功能的要求。
关键词: 软件通信体系结构,波形开发,组件,UML 建模,API,IDL,C++,加密子系统
I
杭州电子科技大学硕士学位论文
ABSTRACT
munication Architecture is a set of standard specifications which was issued by
America army in implementing the plan of Joint Tactical Radio provides an
implementation independent open framework for the design of Software Defined Radio. The central
idea of munication Architecture is using the object-oriented way to design a standard
software load different software waveform mon hardware platform can achieve
different functions,so that wireless radio can be easily upgraded by changing the software waveform.
This not only achieves the goal of software reusability