一種短波動(dòng)態(tài)頻譜接入系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

頻譜接入也稱頻率接入、無線電信道接入等，是無線電接入技術(shù)的基礎(chǔ)。動(dòng)態(tài)頻譜接入是相對(duì)于靜態(tài)頻譜接入而言的。靜態(tài)頻譜接入是指通信系統(tǒng)只能在頻率管理部門預(yù)先分配的頻率或頻段上工作，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是管理規(guī)范，能夠確保各系統(tǒng)有序可靠地運(yùn)行，但同時(shí)也存在著頻譜資源利用率低的缺點(diǎn)。而動(dòng)態(tài)頻譜接入廣義上的概念是把整個(gè)無線電頻譜作為可資利用的信道資源，實(shí)時(shí)地感知、識(shí)別，有效地加以利用; 狹義上的動(dòng)態(tài)頻譜接入是指在較寬的頻段上，對(duì)頻譜進(jìn)行感知、識(shí)別和利用。短波動(dòng)態(tài)頻譜接入就是對(duì)短波頻譜環(huán)境進(jìn)行動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)地感知，實(shí)時(shí)選擇最優(yōu)空閑工作頻率，自適應(yīng)改變短波通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作參數(shù)，使短波通信系統(tǒng)始終建鏈在傳輸條件較好的信道上，從而有效利用空閑頻譜，大大提高短波頻段的頻譜資源利用率。

　　短波動(dòng)態(tài)頻譜接入系統(tǒng)基于ARM 嵌入式系統(tǒng)硬件和軟件開發(fā)平臺(tái)，針對(duì)短波頻譜資源日益貧乏、信道傳播特性不穩(wěn)定的問題，采用無源與有源相結(jié)合的動(dòng)態(tài)信道監(jiān)測(cè)方法，以及基于多用戶的協(xié)作頻譜感知方法，實(shí)現(xiàn)了短波空閑頻譜的感知、短波最佳工作頻率的自動(dòng)選擇以及頻譜的動(dòng)態(tài)接入控制，提高了短波頻譜的利用率和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃约坝行浴?/p>

　　1 短波動(dòng)態(tài)頻譜接入系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　短波動(dòng)態(tài)頻譜接入系統(tǒng)的硬件組成部分主要包括:TMS320VC5502 數(shù)字信號(hào)處理器、音頻信號(hào)處理模塊以及外部存儲(chǔ)器等部分。

　　TMS320VC5502 是信號(hào)處理部分的核心，主要負(fù)責(zé)對(duì)音頻信號(hào)處理模塊送來的數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析;TLV320AIC10 音頻處理模塊主要完成對(duì)輸入模擬信號(hào)的濾波和A/ D 轉(zhuǎn)換工作; SST39LF800A 作為程序存儲(chǔ)器，存放DSP 的引導(dǎo)程序; SDRAM 作為外部存儲(chǔ)空間的擴(kuò)展，存放處理的數(shù)據(jù); DSP 與各外設(shè)的聯(lián)絡(luò)由XC2C128VQ100 來完成; 2410 開發(fā)板承載整個(gè)應(yīng)用程序，同時(shí)通過RS 232 串口實(shí)現(xiàn)對(duì)短波電臺(tái)的自動(dòng)化操作和控制，并通過反饋信息獲取電臺(tái)的工作狀態(tài)，圖1 為系統(tǒng)的硬件框圖。

圖1 系統(tǒng)硬件框圖

　　系統(tǒng)工作過程如下: 系統(tǒng)加電TMS320VC5502復(fù)位后，由其內(nèi)部固化的引導(dǎo)程序( BOOT) 將存于FLASH 的程序和數(shù)據(jù)搬移至內(nèi)部RAM。由電臺(tái)音頻口送來的音頻信號(hào)經(jīng)TLV320AIC10 采樣后，送到高速處理器TMS320VC5502 進(jìn)行基帶信號(hào)的FFT 運(yùn)算。DSP 每運(yùn)行一次算法，將結(jié)果送至RAM，在信道掃描一周后，RAM 將結(jié)果送到DSP，將各個(gè)信道的噪聲功率值排序，并將結(jié)果通過RS232 口送給SBC 2410 開發(fā)板，SBC 2410 開發(fā)板收到后，根據(jù)預(yù)先設(shè)置好的噪聲門限為每個(gè)信道劃分等級(jí)，并將其存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中。