SORA軟件無(wú)線電平臺(tái)的介紹和使用說(shuō)明

　　SORA是微軟研究中心的軟件無(wú)線電（Software Radio ：簡(jiǎn)稱Sora）是一種新型的軟件無(wú)線電平臺(tái)，為世界上第一款100% 基于PC的高性能可編程無(wú)線通信系統(tǒng)。它充分發(fā)揮了通用處理器（GPP）性能和靈活性，采用軟硬件聯(lián)合優(yōu)化技術(shù)，滿足高速信號(hào)處理的挑戰(zhàn)?？梢栽谕ㄓ玫腜C或者服務(wù)器上實(shí)時(shí)運(yùn)行無(wú)線通信協(xié)議，速率可達(dá)54Mbps以上，解決了PC架構(gòu)實(shí)現(xiàn)“高速 SDR”的這一難題。在傳統(tǒng)的無(wú)線通訊系統(tǒng)，關(guān)鍵底層處理，如PHY層和介MAC層，通常ASIC芯片或者FPGA實(shí)現(xiàn)，因?yàn)橛蟹浅８叩挠?jì)算要求。這種設(shè)計(jì)更改或升級(jí)比較困難，對(duì)設(shè)計(jì)人員硬件水平要求很高，不適合作為科學(xué)研究或者算法工程師的研究平臺(tái)。但是通用處理器（GPP）的軟件和硬件系統(tǒng)都不是為了無(wú)線通信的信號(hào)處理而設(shè)計(jì)的，因此很難達(dá)到高性能的實(shí)時(shí)通信。例如，非常流行的USRP系列，只能實(shí)現(xiàn)8MHz帶寬上，100多Kbps的實(shí)時(shí)通信。

　　高性能的無(wú)線通信對(duì)系統(tǒng)有非常嚴(yán)格的需求，主要是以下三個(gè)方面：

　　1.高速的系統(tǒng)吞吐量

　　包括遠(yuǎn)端射頻頭和PHY層協(xié)議之間以及PHY層協(xié)議內(nèi)部的模塊之間。例如，實(shí)現(xiàn)802.11系列協(xié)議，單天線需要大約1.2Gbps 的吞吐量，如果支持4x4 MIMO應(yīng)用，那么至少5Gbps以上，這個(gè)指標(biāo)目前對(duì)大部分PC都是嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

　　2.高強(qiáng)度的計(jì)算

　　無(wú)線通信的算法需要大量的計(jì)算，而且為了保證實(shí)時(shí)性，很多計(jì)算又是突發(fā)性的，因此必須充分發(fā)揮GPP的性能才能保證。目前主流的GPP都采用多核架構(gòu)，所以如何將多核的計(jì)算能力匯聚起來(lái)，實(shí)現(xiàn)通信協(xié)議對(duì)軟件開發(fā)也是一個(gè)挑戰(zhàn)。

　　3.實(shí)時(shí)的響應(yīng)

　　無(wú)線通信協(xié)議中有很多響應(yīng)門限，為了保證正常通信，這些響應(yīng)門限必須滿足。因此，低延遲的控制方法也很重要。例如，802.11系列的MAC層協(xié)議要在幾個(gè)微秒內(nèi)就可以得到響應(yīng)。這對(duì)于PC和操作系統(tǒng)都是很難實(shí)現(xiàn)的。

　　Sora的解決之道：

　　SORA通過(guò)以下四種途徑解決了GPP開發(fā)無(wú)線通信算法問(wèn)題，分別是：

　　1.采用高速的PCI Express總線接口標(biāo)準(zhǔn)。 PCIe總線不僅吞吐量大，而且響應(yīng)時(shí)間也優(yōu)于USB、GbE等接口，非常適合軟件無(wú)線電的應(yīng)用場(chǎng)合。

　　2.充分優(yōu)化的PHY 層協(xié)議實(shí)現(xiàn)方法

　　3.多核CPU之間的數(shù)量流水式操作。在不同內(nèi)核之間通過(guò)FIFO同步，充分發(fā)揮各個(gè)內(nèi)核的作用。

　　4.內(nèi)核限定技術(shù)。通過(guò)設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)某個(gè)內(nèi)核停止相應(yīng)外部中斷，專心計(jì)算，這樣可以提高系統(tǒng)技術(shù)能力。