基于MSP430F2418與nRF905的認(rèn)知無線電技術(shù)

3 軟件設(shè)計
3.1 程序流程圖
系統(tǒng)軟件設(shè)計采用標(biāo)準(zhǔn)C語言在IAR開發(fā)環(huán)境下編寫調(diào)試。圖 6為非授權(quán)用戶發(fā)送方與接收方從頻率選擇到發(fā)送數(shù)據(jù)的程序流程圖，省略了液晶顯示器部分。

3.2 最佳頻點選擇算法
由于各個頻譜空隙周圍的環(huán)境狀況不一樣，為了盡量避免與其他用戶載波之間的干擾，非授權(quán)用戶需要從若干個頻譜空隙中找出最佳頻點。
以下程序是對分析得到的閑置頻率數(shù)組與忙碌頻率數(shù)組進行的處理。該算法預(yù)先定義了3個數(shù)組，分別存放相鄰兩邊頻率都空閑的頻率，相鄰一邊頻率空閑的頻率以及相鄰兩邊都忙碌的頻率。分類的算法如下：將閑置頻率數(shù)組中的所有數(shù)值依次加上和減去5×againflag(相鄰頻率控制字之間的步距為5，againflag為重復(fù)分類的次數(shù)，初始值為1)，得到的兩個值與忙碌頻率數(shù)組的數(shù)據(jù)進行匹配，按照兩個數(shù)值匹配的情況，將當(dāng)前這個頻率分配到預(yù)先定義的相應(yīng)的數(shù)組里。返回值的選擇方法如下：在分類之后，若相鄰兩邊頻率都空閑的頻率只有一個，那就直接返回這個頻率值；若不存在，則返回一邊頻率空閑的頻率；如果還是不存在，就返回相鄰兩邊頻率都忙碌的頻率。如果在第一輪分類之后，相鄰兩邊頻率都空閑的頻率不只一個，則需要進行第二輪分類，直到找出最佳的頻點為止。在出現(xiàn)某段頻率都空閑的特殊情況下，程序返回了這段頻率中間的一個值。
3.3 收發(fā)頻率設(shè)計
在通常情況下，發(fā)射天線周圍存在各種障礙物。如果收發(fā)頻率相同，那么非授權(quán)用戶很可能收到自己前一時刻發(fā)出信號的反射波而引起頻率的切換。但切換之后的頻率仍與上一次使用的頻率相同，從而導(dǎo)致系統(tǒng)工作不穩(wěn)定。因此設(shè)計中將發(fā)送載波與接收載波分開。經(jīng)測試，每個載波傳送數(shù)據(jù)的帶寬為400 kHz，中心頻率的步距為500 kHz，則可以將中心頻率加減100 kHz分別作為發(fā)送波與接收波，這樣可有效地避免認(rèn)知用戶檢測到信號反射波工作不穩(wěn)定的情況。收發(fā)頻率關(guān)系圖如圖7所示。

本文所討論的非授權(quán)用戶的智能接入設(shè)計尚處于初級階段。目前初步實現(xiàn)了非授權(quán)用戶智能接入的基本功能，暫時還沒有考慮到實際應(yīng)用中諸如室內(nèi)外信道、障礙物、傳輸能量損耗、通信設(shè)備移動等客觀因素。因此，今后的研究內(nèi)容還有更大空間，面對的問題會更加復(fù)雜。