非均勻任意概率分布跳頻序列產生方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于數據通信領域，具體涉及一種跳頻序列產生技術。
【背景技術】
[0002] 跳頻通信是指傳輸信號的載波在偽隨機碼的控制下不斷跳變的通信方式，它以其 獨有的強抗干擾能力，抗衰落，易于組網，低截獲概率，保密安全等優點而得到廣泛應用。
[0003] 跳頻序列的構造算法是跳頻通信設計的核心。近年來，跳頻序列的構造方法研宄 有很多：基于m序列的構造法、基于RS碼的構造法、基于混沌序列的構造法、基于素數序列 的構造法、基于GMW序列的構造法、基于bent函數的構造法、基于TOD算法的構造法等。這 些構造法方法所產生的跳頻序列都是基于連續頻段均勻分布的，各個頻點在一個跳頻序列 周期中均勻分布。目前的頻譜資源越來越緊張，頻譜分配不均勻。在多個用戶存在的電磁 環境中進行無失真的跳頻傳輸，以前的基于連續頻段均勻分布的跳頻序列構造算法很難實 現。因此迫切的需要一種方法來產生滿足任意概率分布非均勻的跳頻序列。
[0004] 傳統跳頻序列構造方法構造的跳頻序列，一般都使各頻點在一個序列周期中的出 現次數基本相同，即滿足均勻分布，分布在各個頻段內的信號數量基本相當。但是對于連續 通信頻段內某些頻點存在嚴重干擾時，這些頻段內的通信信號也會受到干擾，將會嚴重影 響跳頻通信的質量。考慮到這一問題，本發明提出了一種任意概率分布非均勻跳頻序列產 生方法，使得一個跳頻序列中各個頻率點的選用不再滿足均勻分布，受干擾頻段內（信道 質量差）頻點的出現概率小，無干擾或干擾較弱的頻段內（信道質量好）頻點的出現概率 大，既保證了頻點出現的隨機性，也保證了通信過程中保持較好的信號質量，從而提高跳頻 通信系統的抗干擾能力和通信質量。
【發明內容】
[0005] 本發明為解決的上述技術問題，提出一種非均勻任意概率分布跳頻序列產生方 法，采用均勻分布的隨機信號作為地址信號，選取給定概率分布產生的序列樣本數據，得到 非均勻任意概率分布的跳頻序列。
[0006] 本發明采用的技術方案是：非均勻任意概率分布跳頻序列產生方法，由等概率輸 出"0"和" 1"的二元隨機序列形成若干個K位的均勻分布隨機序列作為地址信號，根據地 址信號選取按照任意給定的概率密度函數或分布函數產生的跳頻序列樣本數據，得到給定 概率分布的跳頻序列。
[0007] 進一步地，所述非均勻任意概率分布跳頻序列產生方法，包括以下步驟：
[0008] S1 :根據給定的概率分布和跳頻序列長度，生成序列樣本數據；
[0009] S2 :由等概率輸出的"0"和" 1"二元隨機序列形成若干個K位的均勻分布隨機序 列作為地址信號，根據地址信號選取步驟S1生成的序列樣本數據，得到給定概率分布的跳 頻序列。
[0010] 更進一步地，步驟S1給定的概率分布包括概率密度函數或分布函數。
[0011] 進一步地，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個小的頻段，每個小的頻段對應一個頻率 點fi，得到N個頻率點組成的跳頻頻率集{f\，f2~fN};
[0013] S12 :根據給定的概率密度函數或分布函數計算出每個頻率點出現的概率，以 N Pi，表亦，且H乃=1; /-I
[0014] S13 :根據各個頻率點出現的概率構造一個長度為L的跳頻序列樣本數據。
[0015] 更進一步地，步驟S13具體為：設定跳頻序列長度為L，則L個序列樣本數據按頻 率點數分為N組，第i組的樣本數據值為數據個數為LXPif，把這L個序列樣本數據 按此分組進行排列。
[0016] 進一步地，步驟S2包括以下分步驟：
[0017]S21:利用二元隨機序列等概率輸出"0"和"1"，每次連續取K個輸出，構成一個K 位的隨機數字序列，共取M次，得到M個均勻分布隨機數字序列；
[0018] S22,從M個均勻分布隨機數字序列中任取L個作為地址信號，根據地址信號選取 步驟S1生成的序列樣本數據，得到給定概率分布的跳頻序列。
[0019] 更進一步地，所述隨機數字序列長度M大于或等于序列樣本數據長度L。
[0020] 更進一步地，所述K=log2L;
[0021] 其中，log2表示取對數運算。
[0022] 本發明的有益效果：本發明的非均勻任意概率分布跳頻序列產生方法，由等概率 輸出的"0"和" 1"二元隨機序列形成若干個K位的均勻分布隨機序列作為地址信號，根據 地址信號選取按照任意給定的概率密度函數或分布函數產生的序列樣本數據，得到給定概 率分布的跳頻序列；頻點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性、隨 機性，其抗干擾和抗破譯的能力較強，算法結構清晰，具有很好的工程可實現性；本發明的 方法能有效控制跳頻信號在不同信道質量頻點上的出現次數，從而提高跳頻通信的通信質 量，適用于電磁環境復雜的通信環境中。
【附圖說明】
[0023] 圖1為本發明的非均勻任意概率分布跳頻序列產生方法流程圖。
[0024] 圖2為本發明實施例構造的跳頻序列圖。
[0025] 圖3為本發明實施例構造的跳頻頻率分布圖。
[0026] 圖4為本發明實施例構造的跳頻序列的漢明自相關性結果圖。
[0027] 圖5為本發明實施例構造的跳頻序列的漢明互相關性結果圖。
[0028] 圖6為本發明實施例構造的跳頻序列的功率譜圖。
【具體實施方式】
[0029] 為便于本領域技術人員理解本發明的技術內容，下面結合附圖進一步說明本發明 的技術方案，但本發明所保護的內容不局限于以下所述。
[0030] 如圖1所示為本發明的方法流程圖，本發明的非均勻任意概率分布跳頻序列產生 方法，由等概率輸出"0"和" 1"的二元隨機序列形成若干個K位的均勻分布的二進制隨機 序列作為地址信號，根據地址信號選取按照任意給定的概率密度函數或分布函數產生的跳 頻序列樣本數據，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或分布函數產生的序列樣本數據。具體為：
[0032] 1)將可用跳頻通信頻譜平均劃分為N個小的頻段，每個頻段對應頻率點為i= 1，2,…，N，得到跳頻頻率集為{f\，f2~fN} ;N的值可根據實際通信中的頻段劃分取值，但這 種N的取值方法并不構成對本發明的任何限制，N也可以是其他任意值。
[0033] 2)對于某一給定的概率分布，根據概率密度函數或分布函數計算出每個頻率點出 現的概率，以P1;己…PN表示，顯然tC=1。 /二 1
[0034] 3)假定跳頻序列長度為L，則L個序列樣本數據可按頻率點數分為N組，第i組的 樣本數據值即為對應的頻率點的值fi，根據頻率點fi的出現概率Pi，得到第i組的樣本數 據個數為LXPA，把長度為L的序列樣本數據按此分組排列即可，排列時可順序排列，也 可隨機排列，得到按給定概率分布生成的L個序列樣本數據。
[0035] 然后，由等概率輸出的"0"和"1"二元隨機序列形成若干個K位的均勻分布的隨 機序列作為地址信號，具體為：利用等概率輸出的"〇"和" 1"的二元隨機信號發生器，每次 連續取K(K=log2L)個輸出，構成一個K位的