无线通信技术越来越复杂、灵活,技术开发者如何快速满足市场需求、提交解决方案,一直是无线通信研发的热点。软件无线电作为一种较好的解决方法,一经提出就获得了广泛的关注,并取得了很大的进展。现有应用于信息通信领域的高性能异构平台,如ATCA、CPCI、VPX等,其内部承载着大量不同类型的处理器,包括FPGA、DSP、GPU、GPP等。如何在这些异构平台上构建统一的软件化信号处理软件框架,成为研究的热点。本文以轻量化、高性能信号处理平台应用需求为背景,针对软件框架中硬件虚拟化、资源分配与实时调度等关键技术展开研究。主要工作如下:1、针对异构平台软硬件紧耦合的问题,本文提出了一套基于硬件建模的硬件虚拟化方法。该方法将异构平台抽象为平台、板卡、处理器、通讯节点与总线连接等要素,给出了一种操作系统虚拟化、设备管理服务、路由转发服务的实现方案。通过典型多平台的实例验证,表明了该方法的有效性。2、针对同步数据流模型对软件框架运行调度性能影响的问题,本文借鉴已有模型化设计方法,基于开源软件框架GNU Radio,提出了一种改进的、基于拓扑矩阵(Topology Matrix)的缓存分配策略。DQPSK应用测试表明,新的框架仅仅以最多牺牲50%的吞吐量为代价,换取了运行框架应用延迟和内存占用的下降,其中延迟时间缩短60%以上。3、面向信号处理平台自动部署应用的需求,本文在研究软件框架ALOE(Abstraction Layer and Operating Environment)应用自动部署机制和部署算法的基础上,从算法节点选择过程中丢弃节点的角度,提出了一种降低算法复杂度的加窗动态算法。仿真测试表明,该算法能够适当降低算法复杂度并获得用户可容忍的部署有效性。