[发明专利]非均匀任意概率分布跳频序列产生方法

说明书

技术领域

本发明属于数据通信领域，具体涉及一种跳频序列产生技术。

背景技术

跳频通信是指传输信号的载波在伪随机码的控制下不断跳变的通信方式，它以其独有的强抗干扰能力，抗衰落，易于组网，低截获概率，保密安全等优点而得到广泛应用。

跳频序列的构造算法是跳频通信设计的核心。近年来，跳频序列的构造方法研究有很多：基于m序列的构造法、基于RS码的构造法、基于混沌序列的构造法、基于素数序列的构造法、基于GMW序列的构造法、基于bent函数的构造法、基于TOD算法的构造法等。这些构造法方法所产生的跳频序列都是基于连续频段均匀分布的，各个频点在一个跳频序列周期中均匀分布。目前的频谱资源越来越紧张，频谱分配不均匀。在多个用户存在的电磁环境中进行无失真的跳频传输，以前的基于连续频段均匀分布的跳频序列构造算法很难实现。因此迫切的需要一种方法来产生满足任意概率分布非均匀的跳频序列。

传统跳频序列构造方法构造的跳频序列，一般都使各频点在一个序列周期中的出现次数基本相同，即满足均匀分布，分布在各个频段内的信号数量基本相当。但是对于连续通信频段内某些频点存在严重干扰时，这些频段内的通信信号也会受到干扰，将会严重影响跳频通信的质量。考虑到这一问题，本发明提出了一种任意概率分布非均匀跳频序列产生方法，使得一个跳频序列中各个频率点的选用不再满足均匀分布，受干扰频段内(信道质量差)频点的出现概率小，无干扰或干扰较弱的频段内(信道质量好)频点的出现概率大，既保证了频点出现的随机性，也保证了通信过程中保持较好的信号质量，从而提高跳频通信系统的抗干扰能力和通信质量。

发明内容

本发明为解决的上述技术问题，提出一种非均匀任意概率分布跳频序列产生方法，采用均匀分布的随机信号作为地址信号，选取给定概率分布产生的序列样本数据，得到非均匀任意概率分布的跳频序列。

本发明采用的技术方案是：非均匀任意概率分布跳频序列产生方法，由等概率输出“0”和“1”的二元随机序列形成若干个K位的均匀分布随机序列作为地址信号，根据地址信号选取按照任意给定的概率密度函数或分布函数产生的跳频序列样本数据，得到给定概率分布的跳频序列。

进一步地，所述非均匀任意概率分布跳频序列产生方法，包括以下步骤：

S1：根据给定的概率分布和跳频序列长度，生成序列样本数据；

S2：由等概率输出的“0”和“1”二元随机序列形成若干个K位的均匀分布随机序列作为地址信号，根据地址信号选取步骤S1生成的序列样本数据，得到给定概率分布的跳频序列。

更进一步地，步骤S1给定的概率分布包括概率密度函数或分布函数。

进一步地，步骤S1包括以下分步骤：

S11：将可用跳频通信频谱平均划分为N个小的频段，每个小的频段对应一个频率点f_i，得到N个频率点组成的跳频频率集{f₁,f₂…f_N}；

S12：根据给定的概率密度函数或分布函数计算出每个频率点出现的概率，以P₁,P₂…P_N表示，且

S13：根据各个频率点出现的概率构造一个长度为L的跳频序列样本数据。

更进一步地，步骤S13具体为：设定跳频序列长度为L，则L个序列样本数据按频率点数分为N组，第i组的样本数据值为f_i，数据个数为L×P_i个，把这L个序列样本数据按此分组进行排列。

进一步地，步骤S2包括以下分步骤：

S21：利用二元随机序列等概率输出“0”和“1”，每次连续取K个输出，构成一个K位的随机数字序列，共取M次，得到M个均匀分布随机数字序列；

S22，从M个均匀分布随机数字序列中任取L个作为地址信号，根据地址信号选取步骤S1生成的序列样本数据，得到给定概率分布的跳频序列。

更进一步地，所述随机数字序列长度M大于或等于序列样本数据长度L。

更进一步地，所述K＝log₂L；

其中，log₂表示取对数运算。