基于載波檢測的認知無線電方案設計與實現(xiàn)
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為了避免停等協(xié)議中數(shù)據(jù)幀重發(fā)冗余的問題，發(fā)送方為每幀數(shù)據(jù)編上了一個序號。接收方通過對數(shù)據(jù)序號的判斷，以確保只接收當前想要的數(shù)據(jù)幀。
為了提高收發(fā)數(shù)據(jù)的正確率，除了nRF905的CRC校驗碼之外，設計中還將非授權(quán)用戶之間收發(fā)的數(shù)據(jù)塊第一個字符標志為‘R’。接收方接收數(shù)據(jù)時只在第一個字符‘R’ 校驗正確時才保存該數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)幀格式如圖3所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/157313.htm
2.2 發(fā)送方的數(shù)據(jù)發(fā)送和協(xié)議解析
非授權(quán)用戶的發(fā)送方具有感知能力，該認知網(wǎng)絡中的智能接入功能即由其來實現(xiàn)。在初始化完成之后，發(fā)送方需要對當前設置的頻率段進行頻譜檢測[3-5]，將處于忙碌狀態(tài)與閑置狀態(tài)下的頻點分開，進而在閑置的頻點中找出一個最佳的頻點。最佳頻點找到后，發(fā)送方接著發(fā)送握手信息。在沒有收到對方應答信號之前，發(fā)送方會一直處在握手狀態(tài)。收到對方的應答信號之后，發(fā)送方才進入數(shù)據(jù)發(fā)送階段。在這個階段中，發(fā)送方每發(fā)完一幀數(shù)據(jù)后都要對當前使用的中心頻率進行檢測。若檢測到授權(quán)用戶仍然沒有使用該頻率，則發(fā)送方繼續(xù)發(fā)送剩余數(shù)據(jù)，直到數(shù)據(jù)傳送完畢。若發(fā)送方檢測到當前中心頻率正被授權(quán)用戶使用，則應及時避開這個頻點，重新尋找新的頻譜空隙建立起通信系統(tǒng)。如圖4所示。
2.3 接收方的數(shù)據(jù)接收和協(xié)議解析
接收方的基本任務是接收數(shù)據(jù)并將接收到的數(shù)據(jù)進行保存。其狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖5所示。在沒有等到非授權(quán)用戶握手信號之前，接收方會在各個頻率點上進行循環(huán)掃描檢測。若在某個頻點上檢測到有載波存在，接收方就試著去握手。如果握手失敗，接收方就變換頻點繼續(xù)檢測。一旦握手成功，接收方就開始進行數(shù)據(jù)的接收。在數(shù)據(jù)接收階段，如果發(fā)送方頻率保持不變，接收方就可以在無需變頻的情況下完成所有數(shù)據(jù)的接收。但如果發(fā)送方在傳輸數(shù)據(jù)的過程中切換了頻率，那么接收方在原來的頻率上已經(jīng)收不到數(shù)據(jù)信息，需要退出數(shù)據(jù)接收狀態(tài)重新進行循環(huán)掃描檢測，再次握手成功后繼續(xù)接收剩下的數(shù)據(jù)。如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)序號錯位，理論上發(fā)送方與接收方使用的頻率相同，則只需要調(diào)整步伐。經(jīng)測試，非授權(quán)用戶接收方工作穩(wěn)定。出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯位時，程序可以根據(jù)自定義的協(xié)議自動調(diào)整步伐，確保每幀數(shù)據(jù)被正確地接收。
3 軟件設計
3.1 程序流程圖
系統(tǒng)軟件設計采用標準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。
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