Sora——高效能可程式設計無線電系統

通常在無線通訊系統中，關鍵的底層處理，例如物理層（PHY）和媒體訪問控制（MAC），都是由專用硬體實現的（ASIC）。而設計和實現專用硬體 晶片成本高，而且很不靈活——晶片一旦流片後就無法修改和升級。因此，對於研究人員而言，使用這種硬體來開發新的實驗原型系統是非常困難的。軟體無線電則 不同，它利用軟體來實現通訊系統中的底層操作，從而可以快捷的開發、除錯、以及進行後期的更新維護。然而，軟體無線電的挑戰在於，其效能能否趕上專用硬體 平臺。

面對這一挑戰，微軟研究員們開發了Sora。

Sora 是一個完全可程式設計的，高效能的軟體無線電系統，可以用於實現當前最前沿的無線通訊技術（Wi-Fi，LTE，以及MIMO等）。Sora 執行於低成本的商用多核個人電腦上，並使用通用的Windows作業系統。一個多核商用個人電腦，一塊定製的射頻控制介皮膚（RCB），再加上第三方的射 頻模組，就組成了一個強大的無線通訊系統。射頻控制介皮膚負責在個人電腦主存和射頻模組之間傳遞高速的無線取樣訊號（I/Q samples），而所有的底層訊號處理全部執行在軟體上。

Sora的軟硬體平臺的創新使得它可以在PC上完成高效能的無線訊號處理。首先，我們設計了一款新的射頻控制介皮膚，利用高速PCIE匯流排傳輸寬頻 無線訊號取樣。其次，Sora充分利用了現代多核CPU的多種特性來平行加速無線訊號處理（例如，SIMD指令及利用Cache構建查詢表等）。Sora 的軟體架構可以將處理流水線有效地分配到多個核上，從而實現流水線平行計算。最後，Sora中實現了一個新的核心服務，稱為專屬執行緒。專屬執行緒可以被現實 指定在特定核上，用於保障處理的實時性。

Sora系統自2009年首次發表以來，已經在學術界獲得多項最佳論文和演示大獎。2011年，我們首次向學術界開放了Sora API（應用程式程式設計介面）, 包含在Sora SDK（軟體開發工具包）中。此後，Sora得到了不斷髮展，從最初的單天線系統，到對大規模多天線的支援；從單一的ISM頻道射頻，到支援多種射頻模式。Sora系統被用於TV白頻譜，大規模MIMO，以及分散式MIMO系統的研究和實現中。

截至目前，已有50多家大學和科研機構在科研和教學中使用Sora。隨著Sora被廣泛的採用，為了滿足研究者們日益迫切的各種研究需求，我們決定完全開放Sora平臺。完全開源的Sora系統提供了大量特性，其中包括：

支援定製的射頻前端

支援定製的RCB （包括可定製的時間控制和同步機制，新的加速器等）

支援新的通訊模式，例如全雙工無線通訊等

文章轉載自 開源中國社群 [http://www.oschina.net]