针对非相干水声FSK跳频通信系统的功率分配方法技术方案

本发明专利技术针对水声换能器发送响应曲线不平整的问题，提出了一种针对非相干水声FSK跳频通信系统的功率分配方法，所述功率分配方法包括以下步骤：首先根据信道容量优化准则对目前可用频点(初始化为N个)进行功率优化分配；若有频点因发送响应较小导致分配的功率为0，则不使用该频点，随机选取一个可用的频点来发送该频点原分配的信息，并将该频点认为不可用频点；在可用的频点上重新进行功率分配，直至目前所有可用频点分配的功率不为0，导出相应的功率分配参数，并应用到对应的跳频通信系统中。本发明专利技术较功率均分的情况，可以在相同信噪比下达到更大的信道容量，降低系统的误码率，进一步提高通信系统的性能。进一步提高通信系统的性能。进一步提高通信系统的性能。

【技术实现步骤摘要】
针对非相干水声FSK跳频通信系统的功率分配方法


[0001]本专利技术涉及通信
，特别涉及一种针对非相干水声FSK跳频通信系统的功率分配方法、一种计算机可读存储介质和一种计算机设备。

技术介绍

[0002]相关技术中，水声通信是水下信息获取、传输,控制水声仪器的重要方式，如图2所示，调制后的信号往往需要经过功放和匹配电路，再通过换能器转换为声信号后才可在水中传输；然而，由于水声换能器的特性，通常只有一个或者几个谐振频率(常见为一个)，并且在谐振频率的电压响应要比周边频率高很多；如图3所示的换能器，在谐振频率(大约16.5kHz左右)的电压响应要比周边频率高很多,比如比13kHz高了7dB；现有很多系统中通常在功放内采用匹配电路使得总的发送频率响应曲线平整，但这其实拉低了谐振频率附近的响应性能，限制了换能器的最佳性能；或者将发送的总功率对所有频点进行等分，但这会造成有些频点由于发送响应曲线的不平整导致接收端信号功率较小，从而无法正确解码，使得信道容量小。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出针对非相干水声FSK跳频通信系统的功率分配方法，通过最优化系统信道容量进行频点功率分配，并对实际分配的功率进行迭代调整，从而达到最大信道容量，降低传输的误码率，进一步提高系统的通信性能。
[0004]本专利技术的第二个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
[0005]本专利技术的第三个目的在于提出一种计算机设备。
[0006]为达到上述目的，本专利技术第一方面实施例提出了一种针对非相干水声FSK跳频通信系统的功率分配方法，包括以下步骤：
[0007]S1，获取非相干水声FSK跳频通信系统中的总频点和发送频率响应；
[0008]S2，根据信道容量优化准则对所述总频点进行功率优化分配，以得到所述总频点中每个频点对应的功率值；
[0009]S3，根据所述每个频点对应的功率值判断所述每个频点对应的频点类型，其中，所述频点类型包括可用频点和不可用频点；
[0010]S4，根据所述每个频点对应的频点类型判断所述总频点中是否存在不可用频点；如果存在不可用频点，则舍弃所述不可用频点，并随机选取一个可用频点发送原先分配给所述不可用频点的信息，以得到所述总频点中的所有可用频点；
[0011]将所述总频点中的所有可用频点当成新的总频点以便重复执行步骤S2
‑
S4，直至根据所述每个频点对应的频点类型判断所述总频点中不存在不可用频点，以完成功率分配。
[0012]根据本专利技术实施例的针对非相干水声FSK跳频通信系统的功率分配方法，首先获
取非相干水声FSK跳频通信系统中的总频点和发送频率响应；接着根据信道容量优化准则对总频点进行功率优化分配，以得到总频点中每个频点对应的功率值；然后根据每个频点对应的功率值判断每个频点对应的频点类型，其中，频点类型包括可用频点和不可用频点；再接着，根据每个频点对应的频点类型判断总频点中是否存在不可用频点；如果存在不可用频点，则舍弃不可用频点，并随机选取一个可用频点发送原先分配给不可用频点的信息，以得到总频点中的所有可用频点；最后将总频点中的所有可用频点当成新的总频点以便重复执行步骤S2
‑
S4，直至根据每个频点对应的频点类型判断总频点中不存在不可用频点，以完成功率分配；由此，通过最优化系统信道容量进行频点功率分配，并对实际分配的功率进行迭代调整，从而达到最大信道容量，降低传输的误码率，进一步提高系统的通信性能。
[0013]另外，根据本专利技术上述实施例提出的针对非相干水声FSK跳频通信系统的功率分配方法还可以具有如下附加的技术特征：
[0014]可选地，根据所述每个频点对应的功率值判断所述每个频点对应的频点类型，包括：如果某个频点对应的功率值为0则判断所述某个频点的频点类型为不可用频点，否则判断所述某个频点的频点类型为可用频点。
[0015]可选地，所述信道容量优化准则通过以下公式表示：
[0016][0017][0018]其中，p
*
[i]表示当前频点i的功率值；A[i]表示当前频点i的发送频率响应；v为功率分配阈值；N为总频点；P
T
表示当前可分配的总功率。
[0019]为达到上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有针对非相干水声FSK跳频通信系统的功率分配程序，该针对非相干水声FSK跳频通信系统的功率分配程序被处理器执行时实现如上述的针对非相干水声FSK跳频通信系统的功率分配方法。
[0020]根据本专利技术实施例的计算机可读存储介质，通过存储针对非相干水声FSK跳频通信系统的功率分配程序，以便处理器在执行该针对非相干水声FSK跳频通信系统的功率分配程序时实现如上述的针对非相干水声FSK跳频通信系统的功率分配方法，从而达到最大信道容量，降低传输的误码率，进一步提高系统的通信性能。
[0021]为达到上述目的，本专利技术第三方面实施例提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上述的针对非相干水声FSK跳频通信系统的功率分配方法。
[0022]根据本专利技术实施例的计算机设备，通过存储器存储可在处理器上运行的计算机程序，以便处理器在执行该计算机程序时，实现如上述的针对非相干水声FSK跳频通信系统的功率分配方法，从而达到最大信道容量，降低传输的误码率，进一步提高系统的通信性能。
附图说明
[0023]图1为根据本专利技术实施例的针对非相干水声FSK跳频通信系统的功率分配方法的流程示意图；
[0024]图2为根据实际硬件水声通信系统框图；
[0025]图3为一典型换能器发送频率响应曲线；
[0026]图4为根据本专利技术一个实施例的JANUS通信系统框图；
[0027]图5为根据本专利技术一个实施例的功率优化分配与功率均分二者信道容量对比结果图；
[0028]图6为根据本专利技术一个实施例的功率优化分配与功率均分二者误码率对比结果图。
具体实施方式
[0029]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0030]为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本专利技术的示例性实施例。虽然附图中显示了本专利技术的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本专利技术，并且能够将本专利技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0031]为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
[0032本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对非相干水声FSK跳频通信系统的功率分配方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，获取非相干水声FSK跳频通信系统中的总频点和发送频率响应；S2，根据信道容量优化准则对所述总频点进行功率优化分配，以得到所述总频点中每个频点对应的功率值；S3，根据所述每个频点对应的功率值判断所述每个频点对应的频点类型，其中，所述频点类型包括可用频点和不可用频点；S4，根据所述每个频点对应的频点类型判断所述总频点中是否存在不可用频点；如果存在不可用频点，则舍弃所述不可用频点，并随机选取一个可用频点发送原先分配给所述不可用频点的信息，以得到所述总频点中的所有可用频点；将所述总频点中的所有可用频点当成新的总频点以便重复执行步骤S2
‑
S4，直至根据所述每个频点对应的频点类型判断所述总频点中不存在不可用频点，以完成功率分配。2.如权利要求1所述的针对非相干水声FSK跳频通信系统的功率分配方法，其特征在于，根据所述每个频点对应的功率值判断所述每个频点对应的频点类型，包括：如果某个频点对应的功率值为0则判断所述某个频点...

【专利技术属性】
技术研发人员：万磊，赵云飞，陈友淦，朱江，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：