基于SOPC軟件無(wú)線電資源共享自適應(yīng)結(jié)構(gòu)

圖2 軟件無(wú)線電的資源共享自適應(yīng)結(jié)構(gòu)

2．3 軟件無(wú)線電資源共享自適應(yīng)結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例

圖3所示的感知信道衰落、調(diào)制方式自適應(yīng)的無(wú)線通信系統(tǒng)是軟件無(wú)線電資源共享自適應(yīng)結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例。該實(shí)例根據(jù)信道衰落自適應(yīng)調(diào)整發(fā)射機(jī)調(diào)制方式傳送聲音和數(shù)據(jù)信息，如圖3所示，當(dāng)前采用16-QAM調(diào)制方式進(jìn)行信息發(fā)送，假設(shè)由于環(huán)境變化，信道開(kāi)始衰落，系統(tǒng)的誤碼率升高到某一門限，系統(tǒng)決定調(diào)整發(fā)射機(jī)調(diào)制波形以適應(yīng)環(huán)境的變化。由于OFDM調(diào)制方式對(duì)信道的多徑衰落不敏感，選擇OFDM調(diào)制方式，必須對(duì)發(fā)射機(jī)的調(diào)制方式進(jìn)行調(diào)整。

以上調(diào)制方式的調(diào)整，在一個(gè)不支持動(dòng)態(tài)部分重配置的FPGA中，一種方法是暫時(shí)中斷通信，對(duì)整個(gè)FPGA進(jìn)行重配置[3]，這在實(shí)際中是不現(xiàn)實(shí)的；另一種方法是把所有的調(diào)制方式都配置在FPGA中，但某一時(shí)刻僅使用一種調(diào)制方式，這種方法要求FPGA足夠大，浪費(fèi)了大量資源，在功耗和成本上極其不利。

相比之下，支持動(dòng)態(tài)部分重配置的SOPC僅在需要時(shí)把OFDM配置到某個(gè)區(qū)域然后把通信從16-QAM調(diào)制方式切換到OFDM調(diào)制方式；之后，原來(lái)的16-QAM調(diào)制方式所占用資源可以空出。這種方式占用資源要小得多，大大地節(jié)省了功耗及成本。

當(dāng)信道恢復(fù)到衰落不嚴(yán)重時(shí)，軟件無(wú)線電發(fā)射機(jī)又可以動(dòng)態(tài)重配置為16-QAM調(diào)制方式，切換至16-QAM，空出OFDM調(diào)制占用的資源。從圖3可以看出，作為多載波調(diào)制的OFDM占用的資源要大大多于16-QAM調(diào)制方式（相應(yīng)地，功耗及成本亦大），利用新一代SOPC的動(dòng)態(tài)部分重配置技術(shù)，軟件無(wú)線電能夠在系統(tǒng)通信質(zhì)量和通信設(shè)備的功耗和成本之間取得統(tǒng)一。

圖3感知信道衰落、調(diào)制方式自適應(yīng)的軟件無(wú)線電系統(tǒng)

3 結(jié)論

本文作者創(chuàng)新點(diǎn)是提出了基于新一代SOPC的軟件無(wú)線電資源共享自適應(yīng)結(jié)構(gòu)。采用Xilinx公司的FPGA開(kāi)發(fā)環(huán)境ISE配合Modelsim進(jìn)行了16-QAM和OFDM兩種調(diào)制方式的功能仿真和時(shí)序仿真，初步的結(jié)果顯示大于64個(gè)子載波的OFDM調(diào)制使用的資源以百倍數(shù)量級(jí)超過(guò)16-QAM調(diào)制使用的資源，證明采用資源共享自適應(yīng)結(jié)構(gòu)的軟件無(wú)線電能有效地降低整個(gè)系統(tǒng)的功耗和成本。隨著SOPC技術(shù)及軟件無(wú)線電理論的進(jìn)一步發(fā)展，本文所提出的軟件無(wú)線電資源共享自適應(yīng)結(jié)構(gòu)有望成為軟件無(wú)線電及感知無(wú)線電的支柱技術(shù)之一。