短波信道探測(cè)系統(tǒng)DSP端軟件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

摘 要： 在IOSS系統(tǒng)硬件和軟件結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了IOSS系統(tǒng)DSP端收發(fā)軟件結(jié)構(gòu)。給出了軟件算法流程圖，詳細(xì)闡述了各子函數(shù)的功能。采用C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言混合編程開(kāi)發(fā)的方法在CCS5000平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了軟件程序的編寫(xiě)，并分析了軟件測(cè)試階段遇到的主要問(wèn)題和解決辦法。測(cè)試結(jié)果表明，軟件實(shí)現(xiàn)了所設(shè)計(jì)的功能，工作可靠。
關(guān)鍵詞： 短波; 信道探測(cè); 軟件設(shè)計(jì)

短波通信主要通過(guò)電離層反射實(shí)現(xiàn)，而電離層的隨機(jī)起伏變化導(dǎo)致了短波通信的不穩(wěn)定，使得通信可靠性降低[1]。為了研制新型短波通信系統(tǒng)和提高短波通信可靠性，需要對(duì)電離層狀態(tài)、物理特征以及電離層中電波傳播規(guī)律進(jìn)行研究。我國(guó)的電離層返回斜向探測(cè)研究始于20世紀(jì)50年代末,并取得了一定成果[2]。1990年以后，國(guó)內(nèi)從事電離層信道特性研究的學(xué)者主要是武漢大學(xué)的教授[3-4]。隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，有必要研制新的電離層(短波信道)斜向探測(cè)系統(tǒng)(IOSS)，探測(cè)短波信道的特性，為下一代短波通信裝備的研制提供理論基礎(chǔ)。
近年來(lái)，數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)芯片運(yùn)算能力不斷提高，在通信、電子、圖形圖像處理、自動(dòng)控制等各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[5-6]。DSP的軟件設(shè)計(jì)通常有三種方法[7]：C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)、匯編語(yǔ)言開(kāi)發(fā)、C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言混合編程開(kāi)發(fā)。軟件的算法表示方法[8]主要有：算法流程圖、盒圖、PAD圖和偽碼。本文采用算法流程圖表示算法。
1 IOSS系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)
　　IOSS系統(tǒng)硬件主要由DSP信號(hào)處理模塊、CPLD時(shí)序控制模塊、ADC/DAC模塊、電臺(tái)工作模式和頻率控制模塊、GPS模塊、GPS導(dǎo)航電文接收模塊、USB模塊、時(shí)鐘電路模塊、PLL模塊、PC終端和短波電臺(tái)組成，其整體框圖如圖1所示。DSP信號(hào)處理模塊主要負(fù)責(zé)探測(cè)數(shù)據(jù)、GPS導(dǎo)航電文數(shù)據(jù)、電臺(tái)控制命令的中轉(zhuǎn)傳輸，在GPS秒脈沖觸發(fā)下實(shí)現(xiàn)收發(fā)系統(tǒng)間的同步等。

IOSS系統(tǒng)軟件包括發(fā)送端系統(tǒng)軟件和接收端系統(tǒng)軟件。發(fā)送端和接收端系統(tǒng)軟件由PC端軟件、DSP端軟件、GPS導(dǎo)航電文的接收模塊軟件和電臺(tái)工作模式與頻率控制模塊軟件四部分組成。
2 DSP端軟件的設(shè)計(jì)
收發(fā)DSP端軟件主要完成GPS導(dǎo)航電文的傳輸、探測(cè)數(shù)據(jù)，同步傳輸、電臺(tái)工作模式和頻率的傳輸?shù)裙δ埽渲?，發(fā)端DSP軟件整體結(jié)構(gòu)如圖2所示。