非均勻任意概率分布跳頻序列產(chǎn)生方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，具體涉及一種跳頻序列產(chǎn)生技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 跳頻通信是指?jìng)鬏斝盘?hào)的載波在偽隨機(jī)碼的控制下不斷跳變的通信方式，它以其 獨(dú)有的強(qiáng)抗干擾能力，抗衰落，易于組網(wǎng)，低截獲概率，保密安全等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。
[0003] 跳頻序列的構(gòu)造算法是跳頻通信設(shè)計(jì)的核心。近年來(lái)，跳頻序列的構(gòu)造方法研宄 有很多：基于m序列的構(gòu)造法、基于RS碼的構(gòu)造法、基于混沌序列的構(gòu)造法、基于素?cái)?shù)序列 的構(gòu)造法、基于GMW序列的構(gòu)造法、基于bent函數(shù)的構(gòu)造法、基于TOD算法的構(gòu)造法等。這 些構(gòu)造法方法所產(chǎn)生的跳頻序列都是基于連續(xù)頻段均勻分布的，各個(gè)頻點(diǎn)在一個(gè)跳頻序列 周期中均勻分布。目前的頻譜資源越來(lái)越緊張，頻譜分配不均勻。在多個(gè)用戶存在的電磁 環(huán)境中進(jìn)行無(wú)失真的跳頻傳輸，以前的基于連續(xù)頻段均勻分布的跳頻序列構(gòu)造算法很難實(shí) 現(xiàn)。因此迫切的需要一種方法來(lái)產(chǎn)生滿足任意概率分布非均勻的跳頻序列。
[0004] 傳統(tǒng)跳頻序列構(gòu)造方法構(gòu)造的跳頻序列，一般都使各頻點(diǎn)在一個(gè)序列周期中的出 現(xiàn)次數(shù)基本相同，即滿足均勻分布，分布在各個(gè)頻段內(nèi)的信號(hào)數(shù)量基本相當(dāng)。但是對(duì)于連續(xù) 通信頻段內(nèi)某些頻點(diǎn)存在嚴(yán)重干擾時(shí)，這些頻段內(nèi)的通信信號(hào)也會(huì)受到干擾，將會(huì)嚴(yán)重影 響跳頻通信的質(zhì)量?？紤]到這一問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種任意概率分布非均勻跳頻序列產(chǎn) 生方法，使得一個(gè)跳頻序列中各個(gè)頻率點(diǎn)的選用不再滿足均勻分布，受干擾頻段內(nèi)（信道 質(zhì)量差）頻點(diǎn)的出現(xiàn)概率小，無(wú)干擾或干擾較弱的頻段內(nèi)（信道質(zhì)量好）頻點(diǎn)的出現(xiàn)概率 大，既保證了頻點(diǎn)出現(xiàn)的隨機(jī)性，也保證了通信過(guò)程中保持較好的信號(hào)質(zhì)量，從而提高跳頻 通信系統(tǒng)的抗干擾能力和通信質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明為解決的上述技術(shù)問(wèn)題，提出一種非均勻任意概率分布跳頻序列產(chǎn)生方 法，采用均勻分布的隨機(jī)信號(hào)作為地址信號(hào)，選取給定概率分布產(chǎn)生的序列樣本數(shù)據(jù)，得到 非均勻任意概率分布的跳頻序列。
[0006] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：非均勻任意概率分布跳頻序列產(chǎn)生方法，由等概率輸 出"0"和" 1"的二元隨機(jī)序列形成若干個(gè)K位的均勻分布隨機(jī)序列作為地址信號(hào)，根據(jù)地 址信號(hào)選取按照任意給定的概率密度函數(shù)或分布函數(shù)產(chǎn)生的跳頻序列樣本數(shù)據(jù)，得到給定 概率分布的跳頻序列。
[0007] 進(jìn)一步地，所述非均勻任意概率分布跳頻序列產(chǎn)生方法，包括以下步驟：
[0008] S1 :根據(jù)給定的概率分布和跳頻序列長(zhǎng)度，生成序列樣本數(shù)據(jù)；
[0009] S2 :由等概率輸出的"0"和" 1"二元隨機(jī)序列形成若干個(gè)K位的均勻分布隨機(jī)序 列作為地址信號(hào)，根據(jù)地址信號(hào)選取步驟S1生成的序列樣本數(shù)據(jù)，得到給定概率分布的跳 頻序列。
[0010] 更進(jìn)一步地，步驟S1給定的概率分布包括概率密度函數(shù)或分布函數(shù)。
[0011] 進(jìn)一步地，步驟S1包括以下分步驟：
[0012] S11 :將可用跳頻通信頻譜平均劃分為N個(gè)小的頻段，每個(gè)小的頻段對(duì)應(yīng)一個(gè)頻率 點(diǎn)fi，得到N個(gè)頻率點(diǎn)組成的跳頻頻率集{f\，f2~fN};
[0013] S12 :根據(jù)給定的概率密度函數(shù)或分布函數(shù)計(jì)算出每個(gè)頻率點(diǎn)出現(xiàn)的概率，以 N Pi，表亦，且H乃=1; /-I
[0014] S13 :根據(jù)各個(gè)頻率點(diǎn)出現(xiàn)的概率構(gòu)造一個(gè)長(zhǎng)度為L(zhǎng)的跳頻序列樣本數(shù)據(jù)。
[0015] 更進(jìn)一步地，步驟S13具體為：設(shè)定跳頻序列長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則L個(gè)序列樣本數(shù)據(jù)按頻 率點(diǎn)數(shù)分為N組，第i組的樣本數(shù)據(jù)值為數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)為L(zhǎng)XPif，把這L個(gè)序列樣本數(shù)據(jù) 按此分組進(jìn)行排列。
[0016] 進(jìn)一步地，步驟S2包括以下分步驟：
[0017]S21:利用二元隨機(jī)序列等概率輸出"0"和"1"，每次連續(xù)取K個(gè)輸出，構(gòu)成一個(gè)K 位的隨機(jī)數(shù)字序列，共取M次，得到M個(gè)均勻分布隨機(jī)數(shù)字序列；
[0018] S22,從M個(gè)均勻分布隨機(jī)數(shù)字序列中任取L個(gè)作為地址信號(hào)，根據(jù)地址信號(hào)選取 步驟S1生成的序列樣本數(shù)據(jù)，得到給定概率分布的跳頻序列。
[0019] 更進(jìn)一步地，所述隨機(jī)數(shù)字序列長(zhǎng)度M大于或等于序列樣本數(shù)據(jù)長(zhǎng)度L。
[0020] 更進(jìn)一步地，所述K=log2L;
[0021] 其中，log2表示取對(duì)數(shù)運(yùn)算。
[0022] 本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的非均勻任意概率分布跳頻序列產(chǎn)生方法，由等概率 輸出的"0"和" 1"二元隨機(jī)序列形成若干個(gè)K位的均勻分布隨機(jī)序列作為地址信號(hào)，根據(jù) 地址信號(hào)選取按照任意給定的概率密度函數(shù)或分布函數(shù)產(chǎn)生的序列樣本數(shù)據(jù)，得到給定概 率分布的跳頻序列；頻點(diǎn)分布能夠滿足任意給定概率分布，并且具有良好的漢明相關(guān)性、隨 機(jī)性，其抗干擾和抗破譯的能力較強(qiáng)，算法結(jié)構(gòu)清晰，具有很好的工程可實(shí)現(xiàn)性；本發(fā)明的 方法能有效控制跳頻信號(hào)在不同信道質(zhì)量頻點(diǎn)上的出現(xiàn)次數(shù)，從而提高跳頻通信的通信質(zhì) 量，適用于電磁環(huán)境復(fù)雜的通信環(huán)境中。
【附圖說(shuō)明】
[0023] 圖1為本發(fā)明的非均勻任意概率分布跳頻序列產(chǎn)生方法流程圖。
[0024] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例構(gòu)造的跳頻序列圖。
[0025] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例構(gòu)造的跳頻頻率分布圖。
[0026] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例構(gòu)造的跳頻序列的漢明自相關(guān)性結(jié)果圖。
[0027] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例構(gòu)造的跳頻序列的漢明互相關(guān)性結(jié)果圖。
[0028] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例構(gòu)造的跳頻序列的功率譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 為便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明 的技術(shù)方案，但本發(fā)明所保護(hù)的內(nèi)容不局限于以下所述。
[0030] 如圖1所示為本發(fā)明的方法流程圖，本發(fā)明的非均勻任意概率分布跳頻序列產(chǎn)生 方法，由等概率輸出"0"和" 1"的二元隨機(jī)序列形成若干個(gè)K位的均勻分布的二進(jìn)制隨機(jī) 序列作為地址信號(hào)，根據(jù)地址信號(hào)選取按照任意給定的概率密度函數(shù)或分布函數(shù)產(chǎn)生的跳 頻序列樣本數(shù)據(jù)，得到給定概率分布的跳頻序列。
[0031] 首先，按照任意給定的概率密度函數(shù)或分布函數(shù)產(chǎn)生的序列樣本數(shù)據(jù)。具體為：
[0032] 1)將可用跳頻通信頻譜平均劃分為N個(gè)小的頻段，每個(gè)頻段對(duì)應(yīng)頻率點(diǎn)為i= 1，2,…，N，得到跳頻頻率集為{f\，f2~fN} ;N的值可根據(jù)實(shí)際通信中的頻段劃分取值，但這 種N的取值方法并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制，N也可以是其他任意值。
[0033] 2)對(duì)于某一給定的概率分布，根據(jù)概率密度函數(shù)或分布函數(shù)計(jì)算出每個(gè)頻率點(diǎn)出 現(xiàn)的概率，以P1;己…PN表示，顯然tC=1。 /二 1
[0034] 3)假定跳頻序列長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則L個(gè)序列樣本數(shù)據(jù)可按頻率點(diǎn)數(shù)分為N組，第i組的 樣本數(shù)據(jù)值即為對(duì)應(yīng)的頻率點(diǎn)的值fi，根據(jù)頻率點(diǎn)fi的出現(xiàn)概率Pi，得到第i組的樣本數(shù) 據(jù)個(gè)數(shù)為L(zhǎng)XPA，把長(zhǎng)度為L(zhǎng)的序列樣本數(shù)據(jù)按此分組排列即可，排列時(shí)可順序排列，也 可隨機(jī)排列，得到按給定概率分布生成的L個(gè)序列樣本數(shù)據(jù)。
[0035] 然后，由等概率輸出的"0"和"1"二元隨機(jī)序列形成若干個(gè)K位的均勻分布的隨 機(jī)序列作為地址信號(hào)，具體為：利用等概率輸出的"〇"和" 1"的二元隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器，每次 連續(xù)取K(K=log2L)個(gè)輸出，構(gòu)成一個(gè)K位的