[發明專利]基于軟件的云計算調制器/解調器即調制解調器

在審

• 申請號: 201880042181.0
• 申請日: 2018-06-20
• 公開（公告）號: CN111052696A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: M·比勒;K·托伊塞爾卡尼
• 申請（專利權）人: 安維斯塔康姆有限責任公司
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04L29/08;H04L12/24;H04L27/00
• 代理公司: 北京市鑄成律師事務所 11313
• 代理人: 羅婷婷;林蕾

提供了一種使用云計算的分布式處理資源的全數字純軟件調制解調器。具體地，以前由特制的軟件、固件、現場可編程門陣列(FPGA)硬件描述語言(HDL)固件以及專用集成電路(ASIC)支持的所有進程在本披露中完全由云計算環境內的高性能計算(HPC)服務器支持。

相關申請的交叉引用

本申請是專利合作條約下的國際申請，該國際申請要求于2017年10月12日提交的美國非臨時專利申請號15/782,651的權益，該國際申請要求于2017年6月22日提交的美國臨時申請號62/523,713的優先權，該申請的內容通過引用以其全文結合在此。

背景技術

自從引入了通信，使用被稱為調制器/解調器或通常被稱為“調制解調器”的特制設備來接受用戶信息、將用戶數據調制為稱為波形的格式并通過介質進行傳輸。相反地，調制解調器包含用于在接收端接收調制波形并將該波形解調為原始用戶數據的能力。調制器、傳輸介質和解調器的組合集合在本領域中被稱為通信路徑。傳統地，調制解調器是使用具有專用軟件和/或專用固件的專用部分來創建調制解調器的特制設備。截至最近幾年，一種被稱為軟件定義調制解調器(SDM)的新概念已成為現實，該軟件定義調制解調器使用設置有通用的調制器和解調器板的相對通用的印刷電路板(PCB)，旨在使得通用處理器可以支持某種程度上通用的調制解調器上的被設置用于創建調制解調器的軟件包。

技術領域

所描述的本發明使用“全軟件”方法在被稱為“云計算”的分布式計算結構內創建調制解調器，該調制解調器由被稱為高性能計算(HPC)服務器的商用現成品(COTS)硬件支持。現在，HPC架構由分布式處理公司(諸如亞馬遜網絡服務(AWS)、谷歌云計算、微軟的Azure等)支持。而且，已知正由云計算公司支持的架構也支持或啟用軟件定義聯網(SDN)。所描述的方法為本領域技術人員例如軟件架構師、網絡工程師或調制解調器設計師提供了理解本披露中描述的概念的能力。

相關技術

本披露涉及描述調制器和/或解調器(調制解調器)的方法，該調制器和/或解調器是使用高級編程語言(諸如OpenCL、C、C₊₊等)并將該高級編程語言實施為分布式計算架構內的基于云的HPC平臺上的應用來創建的。所描述的方法提供了關于可以如何使用高級計算語言來創建全軟件調制解調器的描述、以及可以如何在基于云的架構中支持該全軟件調制解調器以使用全數字計算設備來創建通信波形的描述。所描述的方法可以用于提供在使用基于云的處理架構內可用的處理資源的硬件或專用的(特制)調制解調器或軟件定義調制解調器(SDM)的每個方面都相似或更高的性能。此外，所描述的方法可以實時地進行波形處理。

在現有技術中，支持用于衛星、戰術無線電或地面通信的通信鏈路的典型通信調制解調器包括用戶數據接口并且利用各種同步和異步格式和協議接受采用數字流形式的用戶數據。調制解調器的調制器部分接受用戶數據，并且執行將數據調制為適合于傳輸介質的信號的進程。從用戶數據到調制信號的變換的實際進程由一個特制硬件來執行，該一個特制硬件由分立部件、邏輯設備以及低級編程語言組成，以便為硬件提供完成創建要通過傳輸介質傳輸的最終波形所需的步驟的指示。相反地，調制解調器的解調器部分執行相反的進程——再一次地，所有操作由一個特制硬件來執行，該一個特制硬件由分立部件、邏輯設備以及低級編程語言組成，以便為硬件提供完成通過傳輸介質接受波形所需的步驟并執行用于返回用戶數據的步驟的指示。

本披露涉及可以如何在無需任何特制硬件的情況下在全數字云計算環境中使用COTS處理硬件完成用于實現對以太網幀和IP數據包形式的用戶數據進行調制所需的步驟。包括調制解調器的整個調制和解調進程可以在使用將用于SDN網絡的云計算結構的全軟件調制解調器中來完成。

發明內容