一種短波動態頻譜接入系統的設計

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。動態頻譜接入是相對于靜態頻譜接入而言的。靜態頻譜接入是指通信系統只能在頻率管理部門預先分配的頻率或頻段上工作，這樣做的優點是管理規范，能夠確保各系統有序可靠地運行，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。短波動態頻譜接入就是對短波頻譜環境進行動態、實時地感知，實時選擇最優空閑工作頻率，自適應改變短波通信系統結構和工作參數，使短波通信系統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。

　　短波動態頻譜接入系統基于ARM 嵌入式系統硬件和軟件開發平臺，針對短波頻譜資源日益貧乏、信道傳播特性不穩定的問題，采用無源與有源相結合的動態信道監測方法，以及基于多用戶的協作頻譜感知方法，實現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接入控制，提高了短波頻譜的利用率和數據傳輸的可靠性及有效性。

　　1 短波動態頻譜接入系統硬件設計

　　短波動態頻譜接入系統的硬件組成部分主要包括:TMS320VC5502 數字信號處理器、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據進行頻譜分析;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，存放處理的數據; DSP 與各外設的聯絡由XC2C128VQ100 來完成; 2410 開發板承載整個應用程序，同時通過RS 232 串口實現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，圖1 為系統的硬件框圖。

圖1 系統硬件框圖

　　系統工作過程如下: 系統加電TMS320VC5502復位后，由其內部固化的引導程序( BOOT) 將存于FLASH 的程序和數據搬移至內部RAM。由電臺音頻口送來的音頻信號經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 開發板，SBC 2410 開發板收到后，根據預先設置好的噪聲門限為每個信道劃分等級，并將其存儲在數據庫中。