一種短波動態(tài)頻譜接入系統(tǒng)的設計

頻譜接入也稱頻率接入、無線電信道接入等，是無線電接入技術的基礎。動態(tài)頻譜接入是相對于靜態(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先分配的頻率或頻段上工作，這樣做的優(yōu)點是管理規(guī)范，能夠確保各系統(tǒng)有序可靠地運行，但同時也存在著頻譜資源利用率低的缺點。而動態(tài)頻譜接入廣義上的概念是把整個無線電頻譜作為可資利用的信道資源，實時地感知、識別，有效地加以利用; 狹義上的動態(tài)頻譜接入是指在較寬的頻段上，對頻譜進行感知、識別和利用。短波動態(tài)頻譜接入就是對短波頻譜環(huán)境進行動態(tài)、實時地感知，實時選擇最優(yōu)空閑工作頻率，自適應改變短波通信系統(tǒng)結構和工作參數(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，針對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合的動態(tài)信道監(jiān)測方法，以及基于多用戶的協(xié)作頻譜感知方法，實現(xiàn)了短波空閑頻譜的感知、短波最佳工作頻率的自動選擇以及頻譜的動態(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 短波動態(tài)頻譜接入系統(tǒng)硬件設計

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

　　TMS320VC5502 是信號處理部分的核心，主要負責對音頻信號處理模塊送來的數(shù)據(jù)進行頻譜分析;TLV320AIC10 音頻處理模塊主要完成對輸入模擬信號的濾波和A/ D 轉換工作; SST39LF800A 作為程序存儲器，存放DSP 的引導程序; SDRAM 作為外部存儲空間的擴展，存放處理的數(shù)據(jù); DSP 與各外設的聯(lián)絡由XC2C128VQ100 來完成; 2410 開發(fā)板承載整個應用程序，同時通過RS 232 串口實現(xiàn)對短波電臺的自動化操作和控制，并通過反饋信息獲取電臺的工作狀態(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復位后，由其內部固化的引導程序( BOOT) 將存于FLASH 的程序和數(shù)據(jù)搬移至內部RAM。由電臺音頻口送來的音頻信號經(jīng)TLV320AIC10 采樣后，送到高速處理器TMS320VC5502 進行基帶信號的FFT 運算。DSP 每運行一次算法，將結果送至RAM，在信道掃描一周后，RAM 將結果送到DSP，將各個信道的噪聲功率值排序，并將結果通過RS232 口送給SBC 2410 開發(fā)板，SBC 2410 開發(fā)板收到后，根據(jù)預先設置好的噪聲門限為每個信道劃分等級，并將其存儲在數(shù)據(jù)庫中。