基于SOPC軟件無線電資源共享自適應結構

圖2 軟件無線電的資源共享自適應結構

2．3 軟件無線電資源共享自適應結構的一個實例

圖3所示的感知信道衰落、調制方式自適應的無線通信系統是軟件無線電資源共享自適應結構的一個實例。該實例根據信道衰落自適應調整發射機調制方式傳送聲音和數據信息，如圖3所示，當前采用16-QAM調制方式進行信息發送，假設由于環境變化，信道開始衰落，系統的誤碼率升高到某一門限，系統決定調整發射機調制波形以適應環境的變化。由于OFDM調制方式對信道的多徑衰落不敏感，選擇OFDM調制方式，必須對發射機的調制方式進行調整。

以上調制方式的調整，在一個不支持動態部分重配置的FPGA中，一種方法是暫時中斷通信，對整個FPGA進行重配置[3]，這在實際中是不現實的；另一種方法是把所有的調制方式都配置在FPGA中，但某一時刻僅使用一種調制方式，這種方法要求FPGA足夠大，浪費了大量資源，在功耗和成本上極其不利。

相比之下，支持動態部分重配置的SOPC僅在需要時把OFDM配置到某個區域然后把通信從16-QAM調制方式切換到OFDM調制方式；之后，原來的16-QAM調制方式所占用資源可以空出。這種方式占用資源要小得多，大大地節省了功耗及成本。

當信道恢復到衰落不嚴重時，軟件無線電發射機又可以動態重配置為16-QAM調制方式，切換至16-QAM，空出OFDM調制占用的資源。從圖3可以看出，作為多載波調制的OFDM占用的資源要大大多于16-QAM調制方式（相應地，功耗及成本亦大），利用新一代SOPC的動態部分重配置技術，軟件無線電能夠在系統通信質量和通信設備的功耗和成本之間取得統一。

圖3感知信道衰落、調制方式自適應的軟件無線電系統

3 結論

本文作者創新點是提出了基于新一代SOPC的軟件無線電資源共享自適應結構。采用Xilinx公司的FPGA開發環境ISE配合Modelsim進行了16-QAM和OFDM兩種調制方式的功能仿真和時序仿真，初步的結果顯示大于64個子載波的OFDM調制使用的資源以百倍數量級超過16-QAM調制使用的資源，證明采用資源共享自適應結構的軟件無線電能有效地降低整個系統的功耗和成本。隨著SOPC技術及軟件無線電理論的進一步發展，本文所提出的軟件無線電資源共享自適應結構有望成為軟件無線電及感知無線電的支柱技術之一。