[发明专利]一种基于信道质量特性的跳频序列集构建方法

说明书

本发明公开了一种基于信道质量特性的跳频序列集构建方法，本发明的方法包括：获取可用跳频信道集，并计算得到所述跳频信道集中跳频信道的信道质量比；在所述跳频信道集上构造长度为L_p和序列个数为K_p的素数跳频序列集合，并对所述素数跳频序列集合进行扩展，得到新的跳频序列集合；基于所述信道质量比，对新的跳频序列集合中的跳频序列进行替换操作，从而得到CQ‑FHS集。本发明构建的基于信道质量的跳频序列集使得跳频信道的使用概率，随着信道质量不同而不同，保证FHMA具有较低BER性能的同时，又具有较高的频谱效率。

技术领域

本发明属于跳频技术领域，具体涉及一种基于信道质量特性的跳频序列集构建方法。

背景技术

在传统跳频(Frequency hopping,FH)系统中，信号的中心频率在可用的频点集合上随机选择，实现随机跳变参考文献[1]，参考文献[2]。传统的频率跳变方式一般为均匀随机跳频序列(Uniform FH sequence,UFHS)。在这种跳频方式中，频点集合中的任一频点的使用次数相同，也即意味着所有可用(频率)信道认为具有相同的信道质量。以往关于FH序列集的研究参考文献[3]～参考文献[6]中，频率信道的随机性是FH序列集设计的最关键目标。参考文献[3]、参考文献[7]～参考文献[10]将UFHS集合应用到FH多址接入(FH multi-access,FHMA)系统中，对这类传统FHMA系统性能进行了理论分析和仿真分析。研究表明，采用UFHS集合的FHMA系统能够随机化多址干扰和受污染信道的影响。

然而，在实际应用中，由于存在或多或少的干扰攻击和多径衰落，一些可用频率信道可能会受到不同程度的污染，跳频系统在受污染信道上传输信息会带来不同程度的性能下降。如果为了保证良好的性能，一般传统FH系统的解决方案是采用“开-关”模式。“开-关”模式指的是，当信道质量超过给定阈值时，该频率信道被视为可用；否则不可用参考文献[1]。虽然这样可以进一步排除这些受干扰信道，但是这种简单的“开-关”模式使得可用的信道资源变得更加稀缺。可以看出，已有的传统跳频系统和跳频序列，没有利用信道间的质量差异，不能有差异化地使用这些频率信道，这可能会限制FH系统的误码率(Bit-errorrate,BER)性能和频谱效率。

参考文献[1]M.K.Simon,Spread Spectrum Communications Handbook.NewYork,NY,USA:McGraw-Hill,2001.

参考文献[2]D.Torrieri,S.Talarico,M.C.Valenti,“Analysis of afrequency-hopping millimeter-wave cellular uplink,”IEEE Trans.WirelessCommun.,vol.15,no.10,pp.7089-7098,2016.

参考文献[3]Q.Zeng,Z.Z.Zhou,X.Liu,and Z.L.Liu,“Strong no-hit-zonesequences for improved quasi-orthogonal FHMA systems:sequence design andperformance analysis,”IEEE Trans.Commun.,vol.67,no.8,pp.5336-5345,Aug.2019.

参考文献[4]L.Zhou and X.Liu,“Families of optimal low-hit-zonefrequencyhopping sequence sets under the periodic partial Hamming correlationproperties,”IEEE Access,vol.8,pp.14991-14998,Jan.2020.