基于SOPC软件无线电资源共享自适应结构

图2 软件无线电的资源共享自适应结构

2．3 软件无线电资源共享自适应结构的一个实例

图3所示的感知信道衰落、调制方式自适应的无线通信系统是软件无线电资源共享自适应结构的一个实例。该实例根据信道衰落自适应调整发射机调制方式传送声音和数据信息，如图3所示，当前采用16-QAM调制方式进行信息发送，假设由于环境变化，信道开始衰落，系统的误码率升高到某一门限，系统决定调整发射机调制波形以适应环境的变化。由于OFDM调制方式对信道的多径衰落不敏感，选择OFDM调制方式，必须对发射机的调制方式进行调整。

以上调制方式的调整，在一个不支持动态部分重配置的FPGA中，一种方法是暂时中断通信，对整个FPGA进行重配置[3]，这在实际中是不现实的；另一种方法是把所有的调制方式都配置在FPGA中，但某一时刻仅使用一种调制方式，这种方法要求FPGA足够大，浪费了大量资源，在功耗和成本上极其不利。

相比之下，支持动态部分重配置的SOPC仅在需要时把OFDM配置到某个区域然后把通信从16-QAM调制方式切换到OFDM调制方式；之后，原来的16-QAM调制方式所占用资源可以空出。这种方式占用资源要小得多，大大地节省了功耗及成本。

当信道恢复到衰落不严重时，软件无线电发射机又可以动态重配置为16-QAM调制方式，切换至16-QAM，空出OFDM调制占用的资源。从图3可以看出，作为多载波调制的OFDM占用的资源要大大多于16-QAM调制方式（相应地，功耗及成本亦大），利用新一代SOPC的动态部分重配置技术，软件无线电能够在系统通信质量和通信设备的功耗和成本之间取得统一。

图3感知信道衰落、调制方式自适应的软件无线电系统

3 结论

本文作者创新点是提出了基于新一代SOPC的软件无线电资源共享自适应结构。采用Xilinx公司的FPGA开发环境ISE配合Modelsim进行了16-QAM和OFDM两种调制方式的功能仿真和时序仿真，初步的结果显示大于64个子载波的OFDM调制使用的资源以百倍数量级超过16-QAM调制使用的资源，证明采用资源共享自适应结构的软件无线电能有效地降低整个系统的功耗和成本。随着SOPC技术及软件无线电理论的进一步发展，本文所提出的软件无线电资源共享自适应结构有望成为软件无线电及感知无线电的支柱技术之一。