[发明专利]端到端重配置环境下终端重配置的系统结构和控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种端到端重配置环境下终端重配置的系统结构和控制方法，属于软件无线电的技术领域。

背景技术

移动通信技术发展迅速，新的无线通信技术和标准层出不穷。在移动通信环境中，多种异构的移动通信技术并存将是一个显著的特点，这主要是由开放的移动通信市场环境和快速的技术研究过程等因素决定的。异构移动通信技术并存在某种程度上促进了移动通信的发展，并在一定程度上满足了广大用户不断提高的业务数量和质量的要求。为了使用户能在这样的应用环境中自由漫游和无缝切换，就提出了异构无线接入技术间的互通和融合问题。融合可以在终端、网络、业务多个层面实现，最为关键的就是能灵活支持多种无线技术的终端重配置，其技术基础就是软件无线电(SDR)。

软件无线电概念在20世纪70年代后期首次提出，90年代开始广泛研究。理想的软件无线电技术能够通过配置网络设备和终端实现任意模式的变化。软件无线电的核心思想是：将模数转换(A/D)尽可能靠近天线，用软件完成尽可能多的无线电功能。软件实现的通信功能采用模块化的设计思想，通过各种可转换、可替代、可定制、可重用的组件模块的使用，完成终端的可重配置能力。

随着研究的深入，人们发现仅以软件无线电设备为研究目标，无法充分发挥软件无线电技术的灵活性以及对异构接入技术的支持作用。因此，基于软件无线电技术的端到端重配置研究应运而生。

端到端重配置技术是指针对无线接入技术环境的异构性特点，以异构资源的最优化使用和用户对业务的最优化体验为目标，综合可编程、可配置、可抽象的硬件环境以及模块化的软件设计思想，使网络和终端具备支持多种接入技术，且可灵活适配能力的技术。它强调的是系统的概念，整个重配置过程将涉及从通信源端到目的端的各个环节，十分重要的是对网络和终端可重配置能力的控制和管理。

端到端重配置技术包括终端重配置技术、网络重配置技术和业务重配置技术。重配置技术的相关研究包括：终端和网络设备软件下载和无线接入技术重配置，重配置的控制管理机制，异构网络的联合无线资源管理，动态频谱分配技术。相对于传统的技术融合思路，端到端重配置技术具有更广泛的通用性和可扩展性。重配置环境下的终端和网络设备具有灵活的软件下载和无线技术的重配置能力，用户可以根据终端所处的环境特征和业务需要选择合适的无线接入技术。端到端重配置技术对于解决目前复杂的异构无线技术共存问题有着重要的意义。可重配置实体通过灵活配置和选择合适的接入技术，可以减少异构环境中可能的系统干扰，并可缓解资源不足等问题。通过联合无线资源管理等技术，实现了对不同网络资源的最优化使用。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提出一种端到端重配置环境下终端重配置的系统结构和控制方法，按照该方法对终端重配置进行控制和管理，使终端具备支持多种接入技术的能力，并能根据具体使用场景、用户的偏好、网络情况等灵活适配至合适的接入网络中。

技术方案：为了实现端到端的重配置，使终端具有灵活的适配能力，本发明提出了端到端重配置环境下终端重配置的系统结构和控制方法。该控制方法涉及的网元包括接入点/基站(AP/BS)，重配置网络管理服务器和可重配置终端。

端到端重配置环境下终端重配置的系统结构由嵌入式微处理器ARM(S3C2410)、数字信号处理器DSP(TMS320VC5410)和现场可编程门阵列FPGA(EP2C70)三个部件组成；其中，嵌入式微处理器ARM上装载终端重配置控制器和可重配置应用层软件，现场可编程门阵列FPGA上装载可重配置物理层逻辑，数字信号处理器DSP上装载可重配置MAC层软件，在终端重配置控制器的控制和管理下，可重配置终端完成物理层、MAC层和应用层的重配置；可重配置终端系统结构包括三组接口：嵌入式微处理器ARM和现场可编程门阵列FPGA之间的接口，嵌入式微处理器ARM和数字信号处理器DSP之间的接口，数字信号处理器DSP和现场可编程门阵列FPGA之间的接口。

所述的嵌入式微处理器ARM和现场可编程门阵列FPGA之间的接口包括两种接口，一种是JTAG接口，终端重配置控制器通过该接口向现场可编程门阵列FPGA下载需替换的物理层重配置文件，另一种是并行数据接口，终端重配置控制器通过该接口向现场可编程门阵列FPGA传递重配置参数、接受现场可编程门阵列FPGA的重配置执行结果反馈信息，当嵌入式微处理器ARM的nGCS2向现场可编程门阵列FPGA的CS引脚输出高电平时，嵌入式微处理器ARM的8位地址线选中FPGA的低8位地址线，并通过现场可编程门阵列FPGA低8位数据线进行数据交换。