微軟研究院（Microsoft Research）近日宣布，其軟件無(wú)線電項(xiàng)目Sora (Microsoft Research Software Radio)正式通過(guò)GitHub開(kāi)源。Sora項(xiàng)目旨在開(kāi)發(fā)一個(gè)最先進(jìn)的軟件無(wú)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(wú)線通信技術(shù)。

通常在無(wú)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(wèn)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(wú)法修改和升級(jí)。因此，對(duì)于研究人員而言，使用這種硬件來(lái)開(kāi)發(fā)新的實(shí)驗(yàn)原型系統(tǒng)是非常困難的。軟件無(wú)線電則不同，它利用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)中的底層操作，從而可以快捷的開(kāi)發(fā)、調(diào)試、以及進(jìn)行后期的更新維護(hù)。然而，軟件無(wú)線電的挑戰(zhàn)在于，其性能能否趕上專用硬件平臺(tái)。

面對(duì)這一挑戰(zhàn)，微軟研究員們開(kāi)發(fā)了Sora。Sora是一個(gè)完全可編程的，高性能的軟件無(wú)線電系統(tǒng)，可以用于實(shí)現(xiàn)當(dāng)前最前沿的無(wú)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(wú)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(wú)線采樣信號(hào)（I/Q samples），而所有的底層信號(hào)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(jiǎn)便地打造出新款高速無(wú)線實(shí)物產(chǎn)品和媒體訪問(wèn)控制層。

Sora的系統(tǒng)架構(gòu)

Sora的軟硬件平臺(tái)的創(chuàng)新使得它可以在PC上完成高性能的無(wú)線信號(hào)處理。首先，我們?cè)O(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(wú)線信號(hào)采樣。其次，Sora充分利用了現(xiàn)代多核CPU的多種特性來(lái)平行加速無(wú)線信號(hào)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(lái)，已經(jīng)在學(xué)術(shù)界獲得多項(xiàng)最佳論文和演示大獎(jiǎng)。2011年，我們首次向?qū)W術(shù)界開(kāi)放了Sora API（應(yīng)用程序編程接口）, 包含在Sora SDK（軟件開(kāi)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(duì)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(kāi)放Sora平臺(tái)。完全開(kāi)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(guò)開(kāi)放對(duì)SoRa 的訪問(wèn)，讓這款軟件在開(kāi)發(fā)最多和最先進(jìn)的解決方案上盡一份力，并在未來(lái)產(chǎn)生更加持續(xù)的價(jià)值。

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

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

下載開(kāi)源代碼，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)https://github.com/Microsoft/Sora