原標(biāo)題：基于MSP430的LED應(yīng)急照明控制器的設(shè)計

一種短波動態(tài)頻譜接入系統(tǒng)的設(shè)計是一個綜合性的工程，涉及硬件、軟件以及頻譜管理等多個方面。以下是對該系統(tǒng)設(shè)計的詳細解析：

一、系統(tǒng)概述

短波動態(tài)頻譜接入系統(tǒng)旨在動態(tài)、實時地感知短波頻譜環(huán)境，選擇最優(yōu)空閑工作頻率，并自適應(yīng)改變短波通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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。這可以大大提高短波頻段的頻譜資源利用率，并改善通信系統(tǒng)的鏈路建立及業(yè)務(wù)傳輸性能。

二、硬件設(shè)計

短波動態(tài)頻譜接入系統(tǒng)的硬件部分主要包括以下組件：

1. 數(shù)字信號處理器（DSP）：如TMS320VC5502，作為信號處理的核心，負責(zé)接收音頻信號處理模塊送來的數(shù)據(jù)進行頻譜分析。

2. 音頻信號處理模塊：如TLV320AIC10，完成對輸入模擬信號的濾波和A/D轉(zhuǎn)換工作。

3. 外部存儲器：包括程序存儲器（如SST39LF800A）和外部存儲空間（如SDRAM），用于存放DSP的引導(dǎo)程序和處理的數(shù)據(jù)。

4. 開發(fā)板：如SBC 2410開發(fā)板，承載整個應(yīng)用程序，并通過RS232串口實現(xiàn)對短波電臺的自動化操作和控制。

三、軟件設(shè)計

系統(tǒng)軟件設(shè)計主要包括探測信號發(fā)送主程序和接收信號恢復(fù)主程序等部分。

1. 探測信號發(fā)送主程序：有效載荷經(jīng)過卷積編碼、交織和正交符號映射后，形成數(shù)據(jù)符號序列，并與保護序列、探測報頭組成信道符號序列。然后，對載波進行調(diào)制，產(chǎn)生發(fā)送波形。在沒有通信任務(wù)的狀態(tài)下，系統(tǒng)持續(xù)地監(jiān)測信道上是否有高過門限的有效信號序列。

2. 信號捕獲與同步：當(dāng)發(fā)現(xiàn)信號時，系統(tǒng)開始對信號進行捕獲。通過多次確認峰值和頻差估計值，判斷捕獲是否有效。若有效，則進行位同步和信道估計，獲得最終的位同步和信道參數(shù)估值結(jié)果。

3. 接收信號恢復(fù)：根據(jù)位同步結(jié)果，通過采用分集接收、相關(guān)解擴、解交織和解碼獲得原始信息，完成一次接收。

四、系統(tǒng)工作流程

1. 系統(tǒng)加電與復(fù)位：系統(tǒng)加電后，TMS320VC5502復(fù)位，并由其內(nèi)部固化的引導(dǎo)程序?qū)⒋嬗贔LASH的程序和數(shù)據(jù)搬移至內(nèi)部RAM。

2. 音頻信號處理：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。

3. 信道掃描與噪聲排序：DSP每運行一次算法，將結(jié)果送至RAM。在信道掃描一周后，RAM將結(jié)果送到DSP，將各個信道的噪聲功率值排序，并通過RS232口送給SBC 2410開發(fā)板。

4. 信道選擇與存儲：SBC 2410開發(fā)板根據(jù)預(yù)先設(shè)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。

五、系統(tǒng)性能與測試

為了對所設(shè)計系統(tǒng)的整體性能進行評估，通常需要在不同距離的通信線路上進行多次通信實驗。實驗中主要對系統(tǒng)的鏈路建立和基本數(shù)傳性能進行測試和評估。通過記錄鏈路建立情況、呼損率和數(shù)據(jù)報文的接收情況來測試系統(tǒng)的基本性能。

實驗結(jié)果表明，由于采用了短波頻譜感知技術(shù)和動態(tài)頻率優(yōu)選技術(shù)，該系統(tǒng)的建鏈概率和建鏈時間分別比二代短波電臺提高了約26%和31%。在數(shù)據(jù)報文的通信過程中，由于系統(tǒng)采用了短波頻譜感知技術(shù)，通信前系統(tǒng)根據(jù)頻譜感知結(jié)果優(yōu)選出了可靠空閑頻譜，保證了系統(tǒng)始終建鏈在可靠信道上。因此，在數(shù)據(jù)傳輸速率為600baud和1200baud的前提條件下，報文的正確接收概率比普通的短波電臺提高了10%~12%，而且平均錯誤字符的概率也比普通電臺降低了一個數(shù)量級，達到了10^-4，能夠充分滿足短波普通通信業(yè)務(wù)的需求。

綜上所述，基于短波動態(tài)頻譜接入的頻譜感知技術(shù)改善了現(xiàn)有的二代短波通信系統(tǒng)的鏈路建立及業(yè)務(wù)傳輸性能，提高了短波數(shù)據(jù)通信的可靠性和有效性。這對于提升通信裝備的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能具有十分重要的意義。