基于MSP430F2418與nRF905的認知無線電技術

3 軟件設計
3.1 程序流程圖
系統軟件設計采用標準C語言在IAR開發環境下編寫調試。圖 6為非授權用戶發送方與接收方從頻率選擇到發送數據的程序流程圖，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組與忙碌頻率數組進行的處理。該算法預先定義了3個數組，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：將閑置頻率數組中的所有數值依次加上和減去5×againflag(相鄰頻率控制字之間的步距為5，againflag為重復分類的次數，初始值為1)，得到的兩個值與忙碌頻率數組的數據進行匹配，按照兩個數值匹配的情況，將當前這個頻率分配到預先定義的相應的數組里。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 收發頻率設計
在通常情況下，發射天線周圍存在各種障礙物。如果收發頻率相同，那么非授權用戶很可能收到自己前一時刻發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，從而導致系統工作不穩定。因此設計中將發送載波與接收載波分開。經測試，每個載波傳送數據的帶寬為400 kHz，中心頻率的步距為500 kHz，則可以將中心頻率加減100 kHz分別作為發送波與接收波，這樣可有效地避免認知用戶檢測到信號反射波工作不穩定的情況。收發頻率關系圖如圖7所示。

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