微軟研究院（Microsoft Research）近日宣布，其軟件無線電項(xiàng)目Sora (Microsoft Research Software Radio)正式通過GitHub開源。Sora項(xiàng)目旨在開發(fā)一個(gè)最先進(jìn)的軟件無線電系統(tǒng)，能夠快捷而有效地實(shí)現(xiàn)當(dāng)前最前沿的無線通信技術(shù)。

通常在無線通信系統(tǒng)中，關(guān)鍵的底層處理，例如物理層（PHY）和媒體訪問控制（MAC），都是由專用硬件實(shí)現(xiàn)的（ASIC）。而設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)專用硬件芯片成本高，而且很不靈活——芯片一旦流片后就無法修改和升級。因此，對于研究人員而言，使用這種硬件來開發(fā)新的實(shí)驗(yàn)原型系統(tǒng)是非常困難的。軟件無線電則不同，它利用軟件來實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)中的底層操作，從而可以快捷的開發(fā)、調(diào)試、以及進(jìn)行后期的更新維護(hù)。然而，軟件無線電的挑戰(zhàn)在于，其性能能否趕上專用硬件平臺。

面對這一挑戰(zhàn)，微軟研究員們開發(fā)了Sora。Sora是一個(gè)完全可編程的，高性能的軟件無線電系統(tǒng)，可以用于實(shí)現(xiàn)當(dāng)前最前沿的無線通信技術(shù)（Wi-Fi，LTE，以及MIMO等）。Sora運(yùn)行于低成本的商用多核個(gè)人電腦上，并使用通用的Windows操作系統(tǒng)。一個(gè)多核商用個(gè)人電腦，一塊定制的射頻控制接口板（RCB），再加上第三方的射頻模塊，就組成了一個(gè)強(qiáng)大的無線通信系統(tǒng)。射頻控制接口板負(fù)責(zé)在個(gè)人電腦主存和射頻模塊之間傳遞高速的無線采樣信號（I/Q samples），而所有的底層信號處理全部運(yùn)行在軟件上。

借助Sora，研究人員和工程師們可以像砌磚塊一樣，輕松簡便地打造出新款高速無線實(shí)物產(chǎn)品和媒體訪問控制層。

Sora的系統(tǒng)架構(gòu)

Sora的軟硬件平臺的創(chuàng)新使得它可以在PC上完成高性能的無線信號處理。首先，我們設(shè)計(jì)了一款新的射頻控制接口板，利用高速PCIE總線傳輸寬帶無線信號采樣。其次，Sora充分利用了現(xiàn)代多核CPU的多種特性來平行加速無線信號處理（例如，SIMD指令及利用Cache構(gòu)建查找表等）。Sora的軟件架構(gòu)可以將處理流水線有效地分配到多個(gè)核上，從而實(shí)現(xiàn)流水線并行計(jì)算。最后，Sora中實(shí)現(xiàn)了一個(gè)新的內(nèi)核服務(wù)，稱為專屬線程。專屬線程可以被現(xiàn)實(shí)指定在特定核上，用于保障處理的實(shí)時(shí)性。

Sora系統(tǒng)自2009年首次發(fā)表以來，已經(jīng)在學(xué)術(shù)界獲得多項(xiàng)最佳論文和演示大獎。2011年，我們首次向?qū)W術(shù)界開放了Sora API（應(yīng)用程序編程接口）, 包含在Sora SDK（軟件開發(fā)工具包）中。此后，Sora得到了不斷發(fā)展，從最初的單天線系統(tǒng)，到對大規(guī)模多天線的支持；從單一的ISM頻道射頻，到支持多種射頻模式。Sora系統(tǒng)被用于TV白頻譜，大規(guī)模MIMO，以及分布式MIMO系統(tǒng)的研究和實(shí)現(xiàn)中。

截至目前，已有50多家大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)在科研和教學(xué)中使用Sora。隨著Sora被廣泛的采用，為了滿足研究者們?nèi)找嫫惹械母鞣N研究需求，我們決定完全開放Sora平臺。完全開源的Sora系統(tǒng)提供了大量特性，其中包括：

微軟研究院希望通過開放對SoRa 的訪問，讓這款軟件在開發(fā)最多和最先進(jìn)的解決方案上盡一份力，并在未來產(chǎn)生更加持續(xù)的價(jià)值。

該項(xiàng)目高級研究員Kun-Tan 表示：“我們相信將Sora 完全開放將幫助研究團(tuán)體更好地利用這項(xiàng)軟件無線電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更多的科研創(chuàng)新。”

更多信息，請?jiān)L問http://research.microsoft.com/en-us/projects/sora/

下載開源代碼，請?jiān)L問https://github.com/Microsoft/Sora