SORA是微軟研究中心的軟件無線電（Software Radio ：簡稱Sora）是一種新型的軟件無線電平臺，為世界上第一款100%基于PC的高性能可編程無線通信系統。它充分發揮了通用處理器（GPP）性能和靈活性，采用軟硬件聯合優化技術，滿足高速信號處理的挑戰。可以在通用的PC或者服務器上實時運行無線通信協議，速率可達54Mbps以上，解決了PC架構實現“高速 SDR”的這一難題。

在傳統的無線通訊系統，關鍵底層處理，如PHY層和介MAC層，通常ASIC芯片或者FPGA實現，因為有非常高的計算要求。這種設計更改或升級比較困難，對設計人員硬件水平要求很高，不適合作為科學研究或者算法工程師的研究平臺。但是通用處理器（GPP）的軟件和硬件系統都不是為了無線通信的信號處理而設計的，因此很難達到高性能的實時通信。例如，非常流行的USRP系列，只能實現8MHz帶寬上，100多Kbps的實時通信。

高性能的無線通信對系統有非常嚴格的需求，主要是以下三個方面：

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1.高速的系統吞吐量

包括遠端射頻頭和PHY層協議之間以及PHY層協議內部的模塊之間。例如，實現802.11系列協議，單天線需要大約1.2Gbps的吞吐量，如果支持4x4 MIMO應用，那么至少5Gbps以上，這個指標目前對大部分PC都是嚴峻的挑戰。

2.高強度的計算

無線通信的算法需要大量的計算，而且為了保證實時性，很多計算又是突發性的，因此必須充分發揮GPP的性能才能保證。目前主流的GPP都采用多核架構，所以如何將多核的計算能力匯聚起來，實現通信協議對軟件開發也是一個挑戰。

3.實時的響應

無線通信協議中有很多響應門限，為了保證正常通信，這些響應門限必須滿足。因此，低延遲的控制方法也很重要。例如，802.11系列的MAC層協議要在幾個微秒內就可以得到響應。這對于PC和操作系統都是很難實現的。

Sora的解決之道：

SORA通過以下四種途徑解決了GPP開發無線通信算法問題，分別是：

1.采用高速的PCI Express總線接口標準。?

PCIe總線不僅吞吐量大，而且響應時間也優于USB、GbE等接口，非常適合軟件無線電的應用場合。

2.充分優化的PHY 層協議實現方法

3.多核CPU之間的數量流水式操作。在不同內核之間通過FIFO同步，充分發揮各個內核的作用。

4.內核限定技術。通過設置，可以實現某個內核停止相應外部中斷，專心計算，這樣可以提高系統技術能力。
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下圖是Sora的系統結構：

Sora的硬件架構

Radio?Control?Board：RCB

RCB是Sora系統的核心板卡，采用了PCI?Express?8x架構，最高吞吐率達到16Gbps。RCB上有8個通用的射頻接口，可以支持最高8x8MIMO。FPGA內容邏輯框圖如下：

Radio?Adapter?Board：RAB

實現ADC和DAC功能，將模擬基帶轉換為數字基帶信號。采用USRP兼容的接口，可以支持Ettus公司大部分射頻模塊。雙通道ADC，12位64MSPS以及雙通道DAC，14位64MSPS。板上FPGA提供參考設計代碼

Radio?Module：

實現天線接口和上下變頻，將射頻芯片轉換為模擬基帶，頻率范圍覆蓋WiFi、LTE和WiMax等主要通信頻段，帶寬最高可達80MHz。

Sora的軟件架構

主要技術：

1.?采用查找表技術充分利用CPU的L2?Cache，?大部分的PHY層算法可以通過查找表來加速1.5~22倍。

2.?SIMD指令集優化。充分利用CPU并行加速指令，特別適合FFT和IFFT這一類運算。

3.?利用多核流水線技術

通過同步FIFO，將PHY層實現的子流水線模塊分配到不同的內核執行，充分利用多核

CPU的計算能力。

4.?獨占內核技術