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软件无线电系统Microsoft SORA


HEIGHT_SDR_RF_2103_400 HEIGHT_SDR_RF_2104_900 HEIGHT_SDR_RF_2105_1200 HEIGHT_SDR_RF_2106_1800 HEIGHT_SDR_RF_2107_2.4 HEIGHT_SDR_RF_2108_WIFI

1
HEIGHT_SDR_RF_2107_2400
1
HEIGHT_SDR_RF_2108_WIFI
4
HEIDR_FTG_2 400)
发射前端多工器
(HEIGHT_SDR_DUX_
2500)

Height-Hpc(海润恒通) HEIGHT_SDR_RF_2108_WIFI
HEIGHT_SDR_RF_2108_WIFI 基于 MAX2829 芯片设计的无线接收板卡,板卡 基本功能为:从 SMA 接口连接无线频段天 线,对无线信号进行接收与发射,FPGA 通 过两个 64PIN 接头对芯片 MAX2829 进行控 制。利用该板卡可实现 MIMO4*4 实验。
可实现
WIFI 802.11a/b/g MIMO(802.11 n)(需多子板与
时钟分配板配合)
板卡指标
● 工作频段:
4.9GHz-5.875GHz(802.11a) 2.4GHz-2.5GHz 4.9GHz-5.875GHz(802.11a/b/g)
● 灵敏度与本振相位噪声均满足 802.11a/b/g)
单独分隔出来,专门用于软件无线电的计算,普通任务无法再对这些核进行调度。因 此软件无线电的实时性得到了保障。
其次, Microsoft SORA 利用 PC 的硬件优势,采用了与传统嵌入式系统完全不同 的实现方式。例如,在 CPU 架构上,大量的利用查找表的方式来加速算法,而这在嵌 入式系统中是不可想象的。因为在传统嵌入式无线系统中,存储器一直是一个稀有资 源。Microsoft SORA 充分利用的现代 CPU 的多项特性,例如高速缓存和 SIMD 指令,

同时可以利用多个 CPU 核并行加速算法的执行。这些软件优化技术大大提高了信号 处理算法在 CPU 上的执行速度,从而可以满足实时通讯的要求。
最后, Microsoft SORA 重新开发了一块新的 PC 输入输出板卡,称为无线控制板。 无线控制板采用了最新的 PCIe 标准,可以实现 10Gbps 以上的传输速率。因此,可以 满足大部分无线技术的传输需要。无线控制板连接无线收发天线和 PC,并在它们之间 高速地传输数据。
拟) ● MIMO(802.11 n)
配置单: 板卡型号
HEIGHT_SDR_INTERFACE_2001
数量 1
HEIGHT_SDR_RF_2103_400
1
HEIGHT_SDR_RF_2104_900
1
HEIGHT_SDR_RF_2105_1200
1
HEIGHT_SDR_RF_2106_1800
最普遍的硬件平台,降低用户硬件成本; 海量市场造就的成本消减,充分享受摩尔定律带来的性能成本比提高曲线; 最灵活的编程方式和开发成本; 从全球首家通过美国联邦通讯委员会 FCC(Federal Communications Commission)的 软无基站供应商 VANU 的数据看来,基于通用计算机的软件无线电已经达到了与嵌入式基站 相同的性能。并且,其能力还在不断的高速增长。 下图显示了 VANU 公司的 Anywave™基站 CDMA 信道运算能力增长测试结果。图中显示由 2001 年到 2007 年单核能够支持的声音通道的数目从 1 个通道增长到 16 个通道,提高了 16 倍容 量。而 CPU 也由 2001 年的双核心增长为 2007 年的 8 核心,增长了 4 倍。但是 CPU 价格却与 之前基本持平。由此可见,在成本不变的情况下,CPU 性能的升级大大提升了用户的运算能 力。这种由 PC 海量市场造成的性价比的大幅提升,将在越来越多的领域内给用户带来收益。
● 可编程基带低通滤波器 ● 带 3 线串行接口的集成 PLL ● 200ns Rx I/Q 直流建立时间 ● 60dB Rx RSSI 动态范围 ● 30dB Tx 功率控制范围 ● Tx/Rx I/Q 误差检测 ● 兼容于 MIMO 和智能天线,在多
收发器中同步本振相位(需配 合 HRSRCB) ● 支持 40MHz 信道带宽
MIMO 系统扩展选件 名称 专用高性能无线收发天线
样图
(HEIGHT_SDR_WFAT_2211)
无线收发前端 (HEIGHT_SDR_WFPA_2311, 含 PA 放大模块)
MIMO 时钟分配板卡 (HEIGHT_SDR_LCB_2601)

高级教学实验平台 平台可实现: ● WIFI 模拟 ● 基本通讯实验(各种通讯系统模

图:CDMA2000 1xRTT RC3 的通道带宽测试
通用计算机软件无线电关键技术 由于 PC 硬件架构的特殊性,在 PC 上开发软件无线电,需要跨越三个技术难点: 运算能力。按照通常的算法,仅实现 802.11a 需要的计算量已经超过了单核 CPU 的能力,而且 CPU 还要承担计算机运行的其他众多管理任务。这也是通 常人们对软件无线电表示怀疑的原因; 实时性。无线系统是一个实时系统,实时要求的精确度要达到微秒级。而 PC 操作系统能的实时性仅仅在毫秒级; 总线速度。高速宽带的无线信号需要很高的采样率,因此需要高速的输入输 出带宽。PC 常用的高速串行接口 USB2.0 可以支持 400Mbps 的速度。而为了 实现 WiFi, Microsoft SORA 平台需要至少 1.4Gbps 的速度;如果支持新的 802.11n,则需要 5G~10Gbps 的速率。 Microsoft SORA 系统同时采用硬件和软件技术来解决这些挑战。 首先,利用实时操作系统, Microsoft SORA 将多核 PC 中的几个核从操作系统中
SORA RCB 该组合前端为系统的数字控制部分。
HEIGHT_SDR_INTERFACE_2001 板卡中包 含高速数模/模数转换器,FPGA 接口转换部 分,Microsoft SORA RCB 部分包含高速 数据接口与 PC 指令控制。
应用
数据采集 系统连接 研究实验平台 工业控制 测量设备
基于 Microsoft SORA 可以非常方便的构建无线快速原型验证系统。全世界数十所著名 高校都在进行基于 Microsoft SORA 平台的研究,这些学校包括:斯坦福大学,卡耐基-梅隆 大学,杜克大学,伦敦大学学院,加利福尼亚大学, 加利福尼亚大学洛杉矶分校,剑桥大学,斯 蒂文斯理工大学,伊利诺大学香槟分院,密歇根大学,德克萨斯大学奥斯丁分校,华盛顿大学, 威斯康星大学麦迪逊分校,高丽大学,首尔大学,清华大学,香港科技大学等,都在基于 Microsoft SORA 的平台上进行研究。
可实现
导航,卫星收发 DETC,PCS,GSM,CDMA2000 OPEN BTS 移动基站模拟 对讲机模拟
板卡指标
30 MHz 收发带宽 所有功能可由软件或 FPGA 控
制 接收机和发射机的独立本地振
荡器(LO)拥有支持分频运行 小于 200 微秒锁相环锁定时
间,可用于跳频 发射机和接收机使用同一连接
器或使用辅助接收机端口 70 分贝的 AGC 范围 支持全双工功能(有某些限制) 可调发射功率 多种外接扩展卡 与 RF 子板配套 内置 DDC,DUC 功能(数字
上下变频)
射频前端可扩展选件
名称
样图
多频段天线
(HEIGHT_SDR_ANT _2201)
射频功率放大器 (HEIGHT_SDR_PA
软件无线电系统 Microsoft SORA
Microsoft SORA 是微软研究院研发的,唯一基于 PC 和 Windows 平台的软件无线电开 发和应用套件。通过基于 Windows 的实时操作系统、特殊的运算架构和高速总线,可以在多 核 PC 平台上,利用高层语言开发并运行实时软件无线电,充分发挥软件无线电的灵活性和 开放性。
_2301_400) 射频功率放大器 (HEIGHT_SDR_PA _2302_900) 射频功率放大器 (HEIGHT_SDR_PA _2303_1200) 射频功率放大器 (HEIGHT_SDR_PA _2304_1800) 射频功率放大器 (HEIGHT_SDR_PA _2305_2400)
发射前端滤波器组
为了更好的适应不同需求, Microsoft SORA 采用了接口转换母板+多种射频子板 的形式,将应用范围扩展到多个频段,涵盖实验应用的多个范围。 Microsoft SORA 软件无线电系统解决方案构成
Microsoft SORA 系统由四部分组成,分别为 PC 机,RCB 控制板,MB 接口转换板+射 频子板,整个系统由射频前端通过射频前端将天线接收的无线信号转换为基带信号,再由 MB 转换板将基带信号转换为数字信号,并通过高速 SAMTECH 接口接入 RCB 板,最后由 RCB 板将数字信号打包送入 PC,通过 PC 由上位机软件对数字信号进行处理,将数字信号 进行各种解调。完成信号分功能。
图 1 Microsoft SORA 结构示意图
图 2 Microsoft SORA 系统的系统 MIMO 示意图

Microsoft SORA 软件无线电系统硬件详细说明
Height-Hpc(海润恒通)
HEIGHT_SDR_INTERFACE_2001+ Microsoft
名称 HEIGHT_SDR_INTERFACE_2001+
Microsoft SORA RCB
样图
HEIGHT_SDR_RF_2101_BASIC_RX
HEIGHT_SDR_RF_2102_BASIC_TX
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