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摘 要：對(duì)無線通信裝備工廠級(jí)、設(shè)備級(jí)、系統(tǒng)級(jí)模塊化設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，根據(jù)軟件通信體系結(jié)構(gòu)，提出了模塊化通信裝備的設(shè)計(jì)思想，對(duì)其相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)體系和驗(yàn)證模型進(jìn)行了重點(diǎn)研究。
關(guān)鍵詞：無線通信裝備；模塊化設(shè)計(jì)；軟件通信體系結(jié)構(gòu)
一、 引言
由于現(xiàn)代通信、數(shù)字信號(hào)處理、計(jì)算機(jī)和微電子等各種高新技術(shù)的迅猛發(fā)展，無線通信裝備的技術(shù)越來越先進(jìn)，也越來越復(fù)雜。采用通用模塊的設(shè)計(jì)方法，可以最大限度地繼承與利用已有的硬件和軟件研究成果，從而降低研制風(fēng)險(xiǎn)，避免同一水平上的重復(fù)研制，縮短研制周期，節(jié)省研制費(fèi)用，并且，采用開放性的模塊結(jié)構(gòu)，便于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連、信息互通和功能互操作。無線通信裝備模塊化設(shè)計(jì)的初衷是為了滿足人們追求多品種小批量要求下實(shí)現(xiàn)最佳效益和質(zhì)量的要求,它的第一受益方是研制廠商，第二受益方是軍隊(duì)。無線通信裝備模塊化設(shè)計(jì)最終將有利于博采各家所長(zhǎng)，推進(jìn)無線通信裝備模塊化設(shè)計(jì)研制，是無線通信發(fā)展的催化劑。
二、模塊化設(shè)計(jì)分析
1工廠級(jí)模塊化設(shè)計(jì)
工廠級(jí)的無線通信裝備模塊化設(shè)計(jì)指的是各無線通信裝備廠擁有自己的模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模塊劃分原則和總線母板等。隨著技術(shù)進(jìn)步和為了便于組織生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)各無線通信裝備廠已逐步將電路板的“大板”結(jié)構(gòu)改成按功能劃分的“小板”結(jié)構(gòu)，并設(shè)計(jì)了本廠專有的“母板”。對(duì)于目前已有的通信裝備而言，這些措施在一定程度上體現(xiàn)了模塊化設(shè)計(jì)思想，并且是切實(shí)可行的。
通信裝備模塊的劃分是工廠級(jí)模塊化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。為使劃分的模塊合理，首先應(yīng)對(duì)該類裝備有充分了解，然后采取系統(tǒng)工程和功能分解的方法，對(duì)裝備組成進(jìn)行分析和功能分解，最后劃分出各級(jí)模塊。工廠級(jí)模塊化設(shè)計(jì)是以現(xiàn)有技術(shù)體制和技術(shù)形式，在對(duì)一定范圍內(nèi)的采用傳統(tǒng)方式生產(chǎn)的不同型號(hào)裝備進(jìn)行功能分析和分解的基礎(chǔ)上,劃分并設(shè)計(jì)、生產(chǎn)出一系列通用模塊或標(biāo)準(zhǔn)模塊，然后,從這些模塊中選取相應(yīng)的模塊，并補(bǔ)充新設(shè)計(jì)的專用模塊或零部件一起進(jìn)行相應(yīng)組合，以構(gòu)成滿足各種不同需要的裝備。
工廠級(jí)模塊化設(shè)計(jì)包括建立模塊體系和組合形成新裝備這兩個(gè)基本步驟。(1)建立模塊體系正確合理地劃分特定功能和接口的模塊，既是建立通信裝備模塊體系和組合形成新裝備的關(guān)鍵，也是今后擬制模塊總體規(guī)劃進(jìn)行有效開發(fā)和應(yīng)用的關(guān)鍵。因此，模塊的劃分、設(shè)計(jì)、研制、生產(chǎn)以及模塊體系的建立，應(yīng)是建立在對(duì)所有同類裝備及組成部分充分了解的基礎(chǔ)上，并對(duì)現(xiàn)役裝備的改造和新裝備的開發(fā)等進(jìn)行綜合分析和組合的基礎(chǔ)上，采用系統(tǒng)工程和標(biāo)準(zhǔn)化的原理及方法去處理。根據(jù)使用需求，從頂層向下按功能分解的方法，將裝備分解成不同等級(jí)的單元，同時(shí)從底層單元向上進(jìn)行模塊需求分析，按標(biāo)準(zhǔn)化原理對(duì)同類和相似裝備進(jìn)行對(duì)比、歸類、簡(jiǎn)化、統(tǒng)一，合理劃分模塊，確定技術(shù)指標(biāo)和質(zhì)量要求,然后進(jìn)行設(shè)計(jì)、研制和生產(chǎn)，從而建立起模塊體系。
(2)組合形成新裝備
工廠級(jí)模塊化設(shè)計(jì)應(yīng)采用組合化設(shè)計(jì)方法，充分利用各種通用模塊、專用模塊和零件進(jìn)行組合或派生各種不同要求和用途的新裝備。組合設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于總體方案設(shè)計(jì)，這是一個(gè)多因素綜合權(quán)衡的過程。
2設(shè)備級(jí)模塊化設(shè)計(jì)
設(shè)備級(jí)的無線通信裝備模塊化設(shè)計(jì)指的是，為了實(shí)現(xiàn)互通，將一些功能模塊設(shè)計(jì)成為各個(gè)無線通信裝備廠都能接受和采用的通用模塊，同時(shí)對(duì)一些影響互通的部件模塊強(qiáng)制實(shí)現(xiàn)體制和功能上統(tǒng)一的設(shè)計(jì)。設(shè)備級(jí)的無線通信裝備模塊化設(shè)計(jì)必須首先抓好頂層設(shè)計(jì)，在頂層設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，制定設(shè)備級(jí)的無線通信裝備模塊化設(shè)計(jì)的模塊化標(biāo)準(zhǔn)，再以標(biāo)準(zhǔn)為指南，才有可能實(shí)現(xiàn)無線通信裝備的互連互通和模塊化。
設(shè)備級(jí)模塊化設(shè)計(jì)包括硬件模塊設(shè)計(jì)和軟件模塊設(shè)計(jì)這兩方面基本內(nèi)容。
(1)硬件模塊設(shè)計(jì)
硬件模塊設(shè)計(jì)有2種可能：一種是屬于設(shè)備級(jí)模塊化設(shè)計(jì)初級(jí)階段的情況，即采用多板分散處理，各種數(shù)字處理硬件模塊均有自已的數(shù)字信號(hào)處理器和可編程數(shù)字邏輯電路。這種技術(shù)設(shè)計(jì)要求相對(duì)較低，能故障檢測(cè)到板，但接口較多，芯片規(guī)模小、品種多；另一種是屬于預(yù)計(jì)將來可實(shí)現(xiàn)的情況，即使用高速處理器、超大規(guī)模可編程器件，數(shù)字處理部分由一塊單板完成。這種方式硬件接口簡(jiǎn)單，一旦發(fā)生故障，更換單板即可。它類似于目前的微機(jī)，基本功能都在一塊主板上。
硬件模塊實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是規(guī)劃硬件模塊的接口定義、信號(hào)流程的功能及技術(shù)指標(biāo)或標(biāo)準(zhǔn)，并公開這些要求，以使不同的開發(fā)、生產(chǎn)單位均能提供該硬件模塊，且能用不同單位提供的模塊組裝成整機(jī)。對(duì)于具體模塊的電路實(shí)現(xiàn)，可采用信號(hào)處理器的類型和電路實(shí)現(xiàn)的方式。對(duì)于生產(chǎn)和維護(hù)方來講，最好是采用廣泛使用的器件，以利于降低開發(fā)、生產(chǎn)、維護(hù)的成本。
(2)軟件模塊設(shè)計(jì)
軟件模塊是在硬件模塊支持下實(shí)現(xiàn)功能模塊規(guī)定任務(wù)中至關(guān)重要的部分。它利用總線和操作系統(tǒng)，實(shí)施對(duì)資源的管理和調(diào)用，并使用各種配套的應(yīng)用軟件完成對(duì)信息和控制數(shù)據(jù)的處理、檢測(cè)和傳送。不同的應(yīng)用軟件完成不同的功能，例如數(shù)字調(diào)制解調(diào)的信號(hào)處理、密鑰管理協(xié)議等，具體設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮到實(shí)時(shí)處理和非實(shí)時(shí)處理的數(shù)據(jù)之間的關(guān)系等。
在設(shè)備級(jí)模塊化設(shè)計(jì)中，軟件模塊化設(shè)計(jì)是較為關(guān)鍵和復(fù)雜的問題。對(duì)于不同的硬件模塊化規(guī)程，將會(huì)產(chǎn)生不同的軟件模塊化規(guī)程。隨著軟件無線電技術(shù)研究的深入，軟件模塊化設(shè)計(jì)必將走向成熟和完善。
3系統(tǒng)級(jí)模塊化設(shè)計(jì)
系統(tǒng)級(jí)的無線通信裝備模塊化設(shè)計(jì)指的是從系統(tǒng)和頂層的角度來研究無線通信裝備模塊化設(shè)計(jì)。系統(tǒng)級(jí)的無線通信裝備模塊化設(shè)計(jì)具有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的模塊化功能體系、結(jié)構(gòu)體系和接口標(biāo)準(zhǔn)，具有統(tǒng)一的硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)。通過采用系統(tǒng)級(jí)的無線通信裝備模塊化設(shè)計(jì)理念，來構(gòu)造模塊化通信裝備。
模塊化通信裝備是指從通信裝備的頂層設(shè)計(jì)出發(fā)來解決通信裝備的模塊化問題，強(qiáng)調(diào)采用軟件通信體系結(jié)構(gòu)的概念來實(shí)現(xiàn)通信裝備的模塊化體系結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)具有了開放性、軟件可編程性、軟、硬件高度模塊化等優(yōu)點(diǎn)。模塊的劃分和接口設(shè)計(jì)將在這種體系框架的基礎(chǔ)上進(jìn)行。這里的模塊體系除了指各種軟件模塊和硬件模塊外，更重要的是指具有模塊化的基本體系結(jié)構(gòu)。隨著技術(shù)的發(fā)展，軟件模塊將在數(shù)量上和地位上超過硬件模塊，成為無線通信裝備模塊的主要組成部分。
三、軟件通信體系結(jié)構(gòu)的研究
1軟件無線電的思想
軟件無線電思想是20世紀(jì)90年代以后逐漸興起的一種全新的設(shè)計(jì)思想，其完整的概念和結(jié)構(gòu)體系是由美國(guó)科學(xué)家Mitola于1992年5月明確提出的，其核心思想是在通用的硬件平臺(tái)上，加載不同的通信軟件以實(shí)現(xiàn)不同的通信模式和功能。這種全新的設(shè)計(jì)思想使無線電臺(tái)可以適應(yīng)各種不同的應(yīng)用場(chǎng)合，而通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)主要成為軟件的研究和開發(fā)，這將極大縮短通信系統(tǒng)的研發(fā)周期和成本。標(biāo)準(zhǔn)的軟件無線電應(yīng)采用基于標(biāo)準(zhǔn)虛擬機(jī)環(huán)境的硬件結(jié)構(gòu)，將射頻（RF）、中頻（IF）、基帶和比特流部分組裝在一個(gè)虛擬機(jī)系統(tǒng)中，由軟件來完成各種通信功能，包括信源編碼、信道編碼、信道解碼和信源解碼等。
為了加載實(shí)現(xiàn)多種通信模式和功能，軟件無線電的天線應(yīng)跨多個(gè)頻段，并且形式要統(tǒng)一。射頻部分完成輸出功率的產(chǎn)生及前置放大，將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)中頻信號(hào)，以及將標(biāo)準(zhǔn)中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成射頻信號(hào)，該標(biāo)準(zhǔn)中頻信號(hào)適合A／D和D／A轉(zhuǎn)換。中頻部分完成中頻信號(hào)與已調(diào)基帶信號(hào)之間的變換（包括接收和發(fā)射），主要功能是頻率變換和濾波。基帶信號(hào)處理部分是把數(shù)據(jù)流變換成適合信道傳輸?shù)幕鶐盘?hào)和解調(diào)基帶信號(hào)。比特流部分則主要對(duì)多個(gè)信道比特流進(jìn)行復(fù)接和分接。
軟件無線電系統(tǒng)的硬件采用模塊化結(jié)構(gòu)，建立公共的硬件平臺(tái)，支持并行、流水線及異構(gòu)處理環(huán)境。軟件由采用基于OSI參考模型的分層軟件體系，支持開放式的模塊化設(shè)計(jì)。靈活應(yīng)用軟件無線電的基本硬軟件模塊，可使軟件無線電設(shè)備對(duì)傳播條件具有多種自適應(yīng)能力（包括頻率、功率、速率等）、多種抗干擾能力（包括擴(kuò)頻及跳頻、自適應(yīng)天線調(diào)零、自適應(yīng)干擾抵消等）、靈活可變的多址方式（包括FDMA、TDMA、CDMA其混合等）、用戶需要的多種業(yè)務(wù)（包括話音、傳真、數(shù)據(jù)及圖象等）及多種組網(wǎng)與接口能力等。
由此可見，軟件無線電是無線通信系統(tǒng)從模擬到數(shù)字再向前發(fā)展的新階段技術(shù)。要真正實(shí)現(xiàn)模塊化以及前面提出的總體設(shè)計(jì)目標(biāo)，必須采用軟件無線電技術(shù)。美軍的JTRS（聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無線電系統(tǒng)）計(jì)劃就是采用了軟件無線電的設(shè)計(jì)思想，定義了軟件通信體系結(jié)構(gòu)規(guī)范。
2軟件通信體系結(jié)構(gòu)的內(nèi)容
由于軍事需求的牽引，近年來美國(guó)國(guó)防部采取了十分果斷和重大的措施，其發(fā)展動(dòng)態(tài)很值得我們關(guān)注和思考。最重要的動(dòng)態(tài)就是美國(guó)軍方正在實(shí)施的新一代無線通信系統(tǒng)計(jì)劃（即JTRS），其主要思路是使美軍的無線通信裝備用模塊化體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行全面的更新?lián)Q代，其目標(biāo)是提供一種適用于所有軍兵種要求的電臺(tái)系列，頻段覆蓋范圍為2 MHz～2 GHz，不但要兼容傳統(tǒng)系統(tǒng)，而且將提供多種新的寬帶波形，支持話音、數(shù)據(jù)和多媒體等多種業(yè)務(wù)的傳輸，將極大地增強(qiáng)部隊(duì)之間的互通能力。JTRS將成為數(shù)字化戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中作戰(zhàn)人員通信的主要手段，代表了目前世界范圍內(nèi)最為先進(jìn)的無線通信發(fā)展方向，是未來軍事通信的基本組成部分。
美國(guó)國(guó)防部組織了2個(gè)小組分別由Raytheon和Motorola兩個(gè)大公司牽頭來定義JTRS的硬件和軟件體系結(jié)構(gòu)，最后以Raytheon公司為首提出的“軟件通信體系結(jié)構(gòu)規(guī)范（SCA）”獲得國(guó)防部批準(zhǔn)通過。SCA規(guī)范描述了模塊化軟件可編程電臺(tái)的軟件體系結(jié)構(gòu)、硬件體系結(jié)構(gòu)和安全體系結(jié)構(gòu)，以及應(yīng)用程序接口（API）規(guī)范，同時(shí)引入了嵌入式微處理系統(tǒng)、總線、操作系統(tǒng)、CORBA（公共對(duì)象請(qǐng)求代理體系）、面向?qū)ο蟮能浖陀布O(shè)計(jì)等一系列計(jì)算機(jī)技術(shù)，采用了“波形應(yīng)用”和“資源”可裁剪、可擴(kuò)充的設(shè)計(jì)思想，其目的是實(shí)現(xiàn)電臺(tái)硬件模塊化，軟件具有可移植性、可重用性和可互操作性。目前發(fā)布的SCA最新版本為2.2。
�。�1）軟件體系結(jié)構(gòu)的內(nèi)容
軟件體系結(jié)構(gòu)的核心內(nèi)容是定義了一個(gè)通用軟件平臺(tái)，軟件平臺(tái)由帶有硬件驅(qū)動(dòng)軟件的POSIX操作系統(tǒng)、CORBA中間件和核心框架3部分組成。軟件平臺(tái)對(duì)于波形設(shè)計(jì)和開發(fā)人員來說提出了很多新的要求和限制，其目的是為了實(shí)現(xiàn)波形能夠從一個(gè)無線電系統(tǒng)移植到另一個(gè)系統(tǒng)。核心框架包括一組關(guān)鍵的“核心”接口和配置文件，是實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)中軟件組件的部署、管理、連接和通信的主要功能部件。核心框架的一部分接口由軟件平臺(tái)開發(fā)人員實(shí)現(xiàn)，一部分接口由波形應(yīng)用軟件開發(fā)人員實(shí)現(xiàn)，其余部分由硬件設(shè)備開發(fā)人員實(shí)現(xiàn)。
（2）硬件體系結(jié)構(gòu)的內(nèi)容
硬件體系結(jié)構(gòu)采用了面向?qū)ο蟮母拍顏矶x系統(tǒng)內(nèi)部的典型模塊劃分，要求一旦實(shí)現(xiàn)了一個(gè)實(shí)際的系統(tǒng)，就必須公開完整和詳細(xì)的接口。通過這些公開的接口，第三方就可以提供系統(tǒng)內(nèi)部模塊，軟件開發(fā)人員就可以確定硬件的性能和容量以加載特定的波形。隨著未來可編程元素的增加，硬件模塊的合理劃分為新技術(shù)的插入提供了方便。
�。�3）安全體系結(jié)構(gòu)的內(nèi)容
安全體系結(jié)構(gòu)是軍事通信的特殊要求，也是很重要的要求。SCA給出了一個(gè)紅邊黑邊相互隔離的安全架構(gòu)，以滿足軍事通信不同層次的安全要求。如果安全要求很高，紅邊和黑邊可以采用不同的總線進(jìn)行物理隔離；如果安全要求相對(duì)較低，則可以其行軟件隔離。
四、模塊化通信裝備的研究
1設(shè)計(jì)思想
�。�1）標(biāo)準(zhǔn)先行
標(biāo)準(zhǔn)先行指的是開展模塊化通信裝備的頂層設(shè)計(jì)，建立模塊化無線通信裝備的體系結(jié)構(gòu)，在實(shí)際驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，完成模塊化無線通信裝備的各種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范系列的制訂工作。與構(gòu)造建筑物一樣，僅有可供選擇的、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)框架還不夠，還要有可供選擇的、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的各種基本模塊，才能組合構(gòu)建出能滿足各種需求的建筑物來。對(duì)于無線通信裝備，基本模塊就是可即插即用的硬件模塊和可加載卸載的軟件模塊，稱為模塊資源庫，它們構(gòu)成了無線通信裝備的模塊體系。這種可裁剪或擴(kuò)充的模塊資源庫與模塊化的體系結(jié)構(gòu)框架一起，構(gòu)成了模塊化通信裝備的主要特色。
�。�2）模型驗(yàn)證
由于模塊化通信裝備的設(shè)計(jì)思想是集當(dāng)代計(jì)算機(jī)、通信、數(shù)字信號(hào)處理、微電子等各種高新技術(shù)于一體的全新設(shè)計(jì)理念，在國(guó)外也只是在起步階段，因此，論證和制定標(biāo)準(zhǔn)還缺乏實(shí)際的、具體的經(jīng)驗(yàn)，必須在提出初步的方案后，在實(shí)際的模型上深入進(jìn)行模塊化新技術(shù)的具體驗(yàn)證。
2技術(shù)方案
�。�1）標(biāo)準(zhǔn)體系的研究
結(jié)合無線通信裝備的具體情況，可以把模塊化通信裝備標(biāo)準(zhǔn)體系分為四大類標(biāo)準(zhǔn)，分別為：總則標(biāo)準(zhǔn)、體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、接口標(biāo)準(zhǔn)和波形組件標(biāo)準(zhǔn)，分類如圖1所示。
1)總則標(biāo)準(zhǔn)的討論
總則標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)體系所涉及的所有標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行概述�？倓t標(biāo)準(zhǔn)的主要作用是確定標(biāo)準(zhǔn)體系中各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的制訂方法，定義標(biāo)準(zhǔn)體系中的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的名稱、目的以及要求，描述各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)之間的相互關(guān)系，明確各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該涉及的內(nèi)容。總則標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)模塊化通信裝備標(biāo)準(zhǔn)體系的描述，具體描述了體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、接口標(biāo)準(zhǔn)和波形組件標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系。
2)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)的討論
體系結(jié)構(gòu)是指根據(jù)系統(tǒng)的物理特性和邏輯特性，對(duì)組成系統(tǒng)的模塊集合進(jìn)行描述，同時(shí)對(duì)這些模塊所完成的功能以及這些模塊之間的相互關(guān)系進(jìn)行定義。體系結(jié)構(gòu)是一個(gè)基本框架，在這種框架中，指定的一組功能可以按照指定的設(shè)計(jì)規(guī)則，通過指定的幾類組件來實(shí)現(xiàn)。體系結(jié)構(gòu)應(yīng)該包括硬件體系結(jié)構(gòu)、軟件體系結(jié)構(gòu)和安全體系結(jié)構(gòu)。通過對(duì)體系結(jié)構(gòu)的研究，可以形成模塊化通信裝備的總體框架，這個(gè)總體框架即由體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)來描述。根據(jù)體系結(jié)構(gòu)的組成，可以相應(yīng)地形成硬件體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、軟件體系結(jié)構(gòu)規(guī)范和安全體系結(jié)構(gòu)規(guī)范。
3)接口標(biāo)準(zhǔn)的討論
體系結(jié)構(gòu)只是完成了對(duì)模塊化通信裝備總體框架的設(shè)計(jì)，對(duì)硬件體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、軟件體系結(jié)構(gòu)規(guī)范和安全體系結(jié)構(gòu)規(guī)范所涉及到的各種接口還需要進(jìn)行深入的研究。這些接口包括硬件體系結(jié)構(gòu)規(guī)范中的硬件模塊接口、軟件體系結(jié)構(gòu)規(guī)范中的軟件平臺(tái)接口和應(yīng)用程序接口、安全體系結(jié)構(gòu)規(guī)范中的通信保密模塊接口等等。接口標(biāo)準(zhǔn)的作用是描述這些接口的協(xié)議及規(guī)范。根據(jù)接口的有關(guān)協(xié)議及規(guī)范，可以相應(yīng)地形成硬件模塊接口規(guī)范、軟件平臺(tái)接口規(guī)范、應(yīng)用程序接口規(guī)范和通信保密模塊接口規(guī)范。
4)波形組件標(biāo)準(zhǔn)的討論
模塊化通信裝備主要是實(shí)現(xiàn)話音和數(shù)據(jù)的安全通信。系統(tǒng)具體實(shí)現(xiàn)的波形類型均按照信號(hào)的傳輸業(yè)務(wù)、通信方式與安全方式等特性而設(shè)計(jì)的，因此，信號(hào)的傳輸業(yè)務(wù)（指話音、數(shù)據(jù)等）、通信方式（指模擬方式、數(shù)字方式等）與安全方式（指未加密、加密、抗干擾技術(shù)等）等特性均是屬于通信共性基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。波形組件標(biāo)準(zhǔn)正是按照這些共性要求對(duì)波形組件進(jìn)行定義及描述。根據(jù)信道中具體波形的情況，應(yīng)該對(duì)相應(yīng)的波形組件進(jìn)行具體的定義，因此，可以形成與具體實(shí)現(xiàn)的波形類型密切相關(guān)的有關(guān)的波形組件標(biāo)準(zhǔn)。
(2)驗(yàn)證模型的研制
1)硬件總體設(shè)計(jì)
硬件總體設(shè)計(jì)對(duì)所有無線通信裝備來說都是統(tǒng)一的，它強(qiáng)調(diào)了硬件模塊的屬性及其實(shí)現(xiàn)的繼承性，而不是功能的配置。這樣做的好處是使硬件模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)更加具有通用性和開放性，降低了系統(tǒng)成本。
硬件模塊分為兩大類：一類主要是以軟件可編程為主來完成其功能，如調(diào)制解調(diào)模塊和處理器模塊；另一類主要以不可編程的方式完成其功能，如RF模塊中的部分部件。隨著可編程能力和可編程的硬件技術(shù)的發(fā)展，功能實(shí)現(xiàn)從完全依靠硬件逐漸過渡到以軟件為主。圖2是模塊化通信裝備硬件總體結(jié)構(gòu)。
對(duì)于無線通信裝備而言，其功能的實(shí)現(xiàn)是由硬件和軟件相互配合完成，因此，為滿足將來發(fā)展的需要，硬件模塊應(yīng)具有可擴(kuò)展性，這可以在原有硬件模塊基礎(chǔ)上，通過增加新的硬件模塊或在已有的硬件模塊中增加新的屬性來實(shí)現(xiàn)。這樣，硬件模塊既有統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)，又具有內(nèi)在的靈活性，可以滿足軟硬件性能發(fā)展的需要。
2)軟件總體設(shè)計(jì)
根據(jù)軟件與硬件的相關(guān)程度以及軟件所承擔(dān)的功能，可以把模塊化通信裝備的軟件自底向上分為4層：嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、CORBA中間件、核心框架和應(yīng)用程序，如圖3所示。在軟件總體結(jié)構(gòu)中，嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、CORBA中間件和核心框架共同構(gòu)成一個(gè)通用的軟件平臺(tái)。軟件平臺(tái)接口包括：嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的服務(wù)接口；CORBA中間件的規(guī)范接口；核心框架提供的各種基本接口、控制接口和服務(wù)接口。
3)安全總體設(shè)計(jì)
為了保證用戶信息在發(fā)送、處理、存儲(chǔ)過程中的機(jī)密性和完整性，能夠?qū)Σ煌踩蟮燃?jí)的信息進(jìn)行傳輸和接收，確保不同的無線通信裝備能夠互連、互通和互操作，這就必須形成安全總體結(jié)構(gòu)。模塊化通信裝備安全總體結(jié)構(gòu)如圖4所示。在安全總體結(jié)構(gòu)中，整個(gè)系統(tǒng)的安全功能不只是由一個(gè)邊界分明的安全模塊來單獨(dú)完成，而應(yīng)由通信保密模塊、黑邊處理器和紅邊處理器共同來完成。無線通信系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)的紅邊和黑邊必須相互隔離，不能直接進(jìn)行信息交換，紅邊和黑邊所有的信息交換必須通過通信保密模塊進(jìn)行控制和管理。通信保密模塊包括一組在啟動(dòng)和運(yùn)行時(shí)都不能分離的軟件和硬件。
五、結(jié)束語
本文對(duì)無線通信裝備工廠級(jí)、設(shè)備級(jí)、系統(tǒng)級(jí)模塊化設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，根據(jù)軟件通信體系結(jié)構(gòu)，提出了模塊化通信裝備的設(shè)計(jì)思想，對(duì)其相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)體系和驗(yàn)證模型進(jìn)行了重點(diǎn)研究。本文的研究工作對(duì)推動(dòng)和加快我國(guó)無線通信裝備模塊化進(jìn)程具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和指導(dǎo)價(jià)值。
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摘自 電訊技術(shù)
