[发明专利]一种基于SDR的新型云计算网络系统及其方法

摘要

本发明公开了一种基于SDR的新型云计算网络系统及其方法，该系统包括：可编程软基站，其由USRP和PC构成，其中USRP连接到PC，USRP用于完成信号收发、变频及模数转换，PC用于对从USRP接收的信号进行信号处理，并将计算任务分配给分布式云计算平台，USRP由母板和子板构成，子板用于射频信号的接收/发送以及到中频的转换，母板用于中频采样以及中频信号到基带信号的互相转换；分布式云计算平台，由多个PC相互连接构成，共享计算资源，用于从可编程软基站中的PC接收计算任务，并将计算结果返回给PC；用户设备，其通过所述可编程软基站收发信号；核心网和互联网，其中可编程软基站通过核心网与互联网进行通信。

主权项

1.一种基于SDR的新型云计算网络系统，该系统包括：可编程软基站，其由软件无线电外设USRP和PC构成，其中软件无线电外设USRP连接到PC，USRP用于完成信号收发、变频及模数转换，PC用于对从USRP接收的信号进行信号处理，并将信号处理所产生的计算任务分配给分布式云计算平台，USRP由母板和子板构成，子板用于射频信号的接收/发送以及到中频的转换，母板用于中频采样以及中频信号到基带信号之间的互相转换；分布式云计算平台，由多个电脑主机PC相互连接构成，共享计算资源，用于从可编程软基站中的PC接收计算任务，并将计算结果返回给可编程软基站中的PC；用户设备，其通过所述可编程软基站发送和接收信号；核心网和互联网，其中可编程软基站通过该核心网与互联网进行数据通信，其中可编程软基站中的PC进一步包括数据包协议判断单元和基站信号处理单元，在该PC上运行有GNURadio，USRP通过网线将基带信号传输至PC，该基带信号可以是针对不同协议的数据包，这些协议是GSM、WCDMA或LTE，每一个基站信号处理单元与一种协议对应，基站信号处理单元对接收到的与其协议类型相同的基带信号进行调制、解调等信号处理，每个基站信号处理单元的功能通过GNURadio软件平台被编写设置，通过这种方式，只需通过编写对应某种协议的基站信号处理单元就可以使该软基站成为该种类型的基站，当在进行上行通信时，即UE向互联网上传数据时，USRP首先接收到UE发来的数据，该数据是模拟高频信号，USRP通过其射频前端的模拟下变频操作转换为模拟中频信号，通过ADC芯片的模数转换操作转变为数字中频信号，再通过FPGA中的数字下变频操作转换为可供可编程软基站中PC上的基站信号处理单元处理的数字基带信号，之后USRP将处理得到的数字基带信号通过网线传送给可编程软基站中PC，PC对接收到的数据按照报文所采用的协议分配到对应的基站信号处理单元做相应的处理，并将处理好的数字信号通过网线传送回USRP，由USRP上的FPGA芯片通过内插完成数字上变频，得到数字中频信号，再由USRP上的DAC芯片进行数模转换得到模拟中频信号，最后通过FPGA芯片的模拟上变频操作得到模拟高频信号，并通过USRP子板上的天线发送出去，经过核心网到达互联网；当在进行下行通信时，即互联网向UE发送数据时，USRP首先接收到互联网端传送来的数据，是模拟高频信号，再次经过同上所述的模拟下变频、模数转换、数字下变频操作转换为数字基带信号，将数字基带信号通过网线传送给可编程软基站中的PC，PC对这些数据按照所采用的协议做相应的处理，并将处理好的信号传回USRP，通过同上所述的数字上变频、数模转换、模拟上变频操作后，将最终的模拟高频信号通过USRP子板上的天线发送给接入到该基站的UE。