CN106231629B - 一种实现速率自适应和抗多普勒频移的自组网系统及方法 - Google Patents

一种实现速率自适应和抗多普勒频移的自组网系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种通信方法及装置，所述方法包括：将信源与信宿之间的信道平均分成至少两个子信道；获取每个子信道的噪声功率；计算第一集合中各子信道的预分配比特速率；删除该集合中比特速率非正的子信道；对每个子信道的预分配比特速率进行量化处理，并根据所述第一比特速率，为每个子信道分配比特速率；根据分配的比特速率，对接收到的信源发送的输入信号进行处理，并通过分配的比特速率对应的子信道将处理后的输入信号发送给信宿。本实施例可降低运算时的循环次数，减少时间复杂度，提高系统时效性的同时，本实施例从可靠性的角度，提供了多普勒分集预处理方法，使多普勒频移最小化，提高了自组网的通信性能。

Description

一种实现速率自适应和抗多普勒频移的自组网系统及方法
技术领域
本发明涉及无线通信自组织网络技术领域，特别是涉及一种通信方法及装置，具体涉及一种实现速率自适应和抗多普勒频移的自组网系统及方法。
背景技术
无线自组织网络(简称“自组网”)是由一组带有无线收发装置的移动终端组成的一个多跳的临时性自治系统，所有节点地位平等，无需设置任何中心控制节点，具有很强的灵活性而用途广泛。
但由于自组网带宽有限，需要根据当前信道实时状态，改变信源的发送数据速率，使节点资源要恰到好处地使用，即实现自组网的速率自适应，进而提高网络的通信性能。比如：当信宿节点移动速度较小时，与信源对应的子信道的信道质量好，该子信道可以分配更多的比特速率即使用数据率较高的高阶调制；当信宿节点移动速度较大时，与信源对应的子信道信道质量差，该子信道分配较少的比特速率即使用数据率较低但抗干扰能力较好的低阶调制，来保证低误比特率的可靠通信。可见通信过程中首先需要确定各个子信道对应的比特速率，然后根据所确定的比特速率，通过各个子信道进行通信。
现有技术公开了一种Fischer方法，该方法通过在追求系统总的误比特率最小的条件下，得出每个子信道能够承载的最大比特速率，以保证自组网的可靠通信。该方法通过相邻码元一致边界定理推导出，系统总的误比特率最小的条件下，第i个子信道能够承载的最大比特数：
Figure BDA0001051715160000011
其中，Num{I}为第一集合I中元素的个数，I＝{i0,i1,i2...iM-1}为子信道组成的集合，i∈I′，I′＝{0,1,2...M-1}为子信道的序号集合，M为子信道的个数(M可由网络规划配置)，RTotal为信源预计给信宿发送的比特速率(即各个子信道预计发送的总比特速率)，为第i个子信道的噪声功率。
但由Fischer方法的原理可知：当由公式(1)计算出的Ri≤0时，会从集合I中删除一个子信道，然后再去重新计算每个Ri。当Ri≤0的子信道数目较多时，所需的循环次数较多，增加了方法的时间复杂度；对于高速移动的自组网而言，由于时间复杂度的增加，Fischer方法不能很好地跟踪高速变化的信道，因而降低了自组网的通信性能。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种通信方法及装置，以提高自组网的通信性能。
为达到上述目的，本发明实施例提供了一种通信方法，所述方法包括：
A1、将信源与信宿之间的信道平均分成至少两个子信道；所述子信道组成第一集合；
A2、根据信源发送的探测包评估信道，获取第一集合中每个子信道的噪声功率；
A3、根据第一集合中每个子信道的噪声功率，以及第一比特速率，计算第一集合中各子信道的预分配比特速率；所述第一比特速率为信源预计向信宿发送数据时使用的比特速率；
A4、判断第一集合中各个子信道的预分配比特速率是否均大于零；如果否，则删除第一集合中所有预分配比特速率不大于零的子信道，更新所述第一集合，返回步骤A3；
A5、对所述第一集合中每个子信道的预分配比特速率进行量化处理，并根据所述第一比特速率，为所述第一集合中每个子信道分配比特速率；
A6、根据分配的比特速率，对接收到的信源发送的输入信号进行处理，并通过分配的比特速率对应的子信道将处理后的输入信号发送给信宿。
较优地，所述步骤A5包括：
B1、对所述第一集合中每个子信道的预分配比特速率进行量化处理，得到所述第一集合中的每个子信道的预分配量化比特速率；
B2、对所述第一集合中所有子信道的预分配量化比特速率进行求和，得到总量化比特速率；
B3、判断所述总量化比特速率与所述第一比特速率是否相等；如果是，则按照所述第一集合中每个子信道的预分配量化比特速率，为所述第一集合中每个子信道分配比特速率。
较优地，所述步骤A5还包括：
B4、如果所述总量化比特速率与所述第一比特速率不相等，则进一步判断第一差值的绝对值是否为第一阈值；所述第一差值为总量化比特速率与所述第一比特速率的差值；
B5、如果所述第一差值的绝对值为第一阈值，在所述第一差值为第一阈值时，为所述第一集合中第一子信道分配与其相应的第二比特速率；并且，按照第二子信道的预分配量化比特速率，为所述第二子信道分配比特速率；
所述第一子信道为，预分配量化比特速率为第二阈值且量化误差最小的子信道；所述第二比特速率的值为，预分配量化比特速率减第一阈值的值；所述量化误差为，为一个子信道的预分配比特速率与该子信道的预分配量化比特速率之差；所述第二子信道为第一集合中除第一子信道之外的子信道；
B6、在所述第一差值为第一阈值的相反数时，为所述第一集合中每个第三子信道分配与其相应的第三比特速率；并且，按照第四子信道的预分配量化比特速率，为所述第四子信道分配比特速率；
所述第三子信道为，预分配量化比特速率为第三阈值且量化误差最大的子信道；所述第三比特速率的值为，预分配量化比特速率加第一阈值的值；所述第四子信道为所述第一集合中除第二子信道之外的子信道。
较优地，在所述步骤B4之后，所述步骤A5还包括：
B7、如果所述第一差值的绝对值不为所述第一阈值，则比较所述总量化比特速率和所述第一比特速率的大小；
B8、如果所述总量化比特速率大于所述第一比特速率，查找第一集合中量化误差最小的第五子信道；若第五子信道的预分配量化比特速率为第四阈值，将第五子信道的预分配量化比特速率更新为该预分配量化比特速率减第四阈值，且将总量化比特速率更新为总量化比特速率减第四阈值，更新第五子信道的量化误差，返回所述步骤B2；若第五子信道的预分配量化比特速率不为第四阈值，令为第五子信道预分配的量化比特速率的值减第五阈值，且令总比特速率的值减第五阈值，更新第五子信道的量化误差，返回所述步骤B2；
B9、如果所述总比特速率小于所述第一比特速率，查找第一集合中带有最大量化误差的第六子信道，若为第六子信道预分配的量化比特速率为第四阈值，令为第六子信道预分配的量化比特速率的值加第四阈值，且令总比特速率的值加第四阈值，更新第六子信道的量化误差，返回所述步骤B2；若为第六子信道预分配的量化比特速率不为第四阈值，令为第六子信道预分配的量化比特速率的值加第五阈值，且令总比特速率的值加第五阈值，更新第六子信道的量化误差，返回所述步骤B2。
较优地，所述第一集合中各子信道预分配比特速率的计算公式为：
Figure BDA0001051715160000041
其中，RTotal为所述第一比特速率，Num{I}为第一集合I中元素的个数，I＝{i0,i1,i2...iM-1}，i∈I′，I′＝{0,1,2...M-1}为子信道的序号集合，
Figure BDA0001051715160000042
为第i个子信道的噪声功率；Ri为第i个子信道的预分配比特速率。
较优地，所述步骤A6包括：
A7、根据分配的比特速率，对接收到的信源发送的输入信号进行第一处理，得到第一处理信号；
A8、对第二处理信号分别进行Q条分集支路上的频谱搬移，得到Q个频谱搬移信号；每条分集支路上的频谱搬移信号包含与该分集支路对应的偏移频率；所述第二处理信号为经过信道数据传输后的第一处理信号；
A9、对每条分集支路上的频谱搬移信号与该条分集支路的权重系数进行加权，得到相应分集支路的加权频谱搬移信号；
A10、对Q条分集支路上的加权频谱搬移信号进行叠加，得到总加权频谱搬移信号；
A11、对所述总加权频谱搬移信号进行第二处理，将处理后的总加权频谱搬移信号发送给信宿。
较优地，所述第一处理包括：在输入信号的循环前缀中加入PN序列保护间隔；
在所述步骤A10和A11之间，所述方法还包括：
从所述总加权频谱搬移信号的循环前缀中提取第一PN序列；
根据所述第一PN序列、标准PN序列以及每条分集支路对应的偏移频率，计算每条分集支路的权重系数增量；
根据所述权重系数增量修正相应的分集支路的权重系数。
本发明实施例还提供了一种通信装置，所述装置包括：
信道均分模块，用于将信源与信宿之间的信道平均分成至少两个子信道；所述子信道组成第一集合；
噪声功率获取模块，用于根据信源发送的探测包评估信道，获取第一集合中每个子信道的噪声功率；
预分配比特速率计算模块，用于根据第一集合中每个子信道的噪声功率，以及第一比特速率，计算第一集合中各子信道的预分配比特速率；所述第一比特速率为信源预计向信宿发送数据时使用的比特速率；
预分配比特速率判断模块，用于判断第一集合中各个子信道的预分配比特速率是否均大于零；如果否，则删除第一集合中所有预分配比特速率不大于零的子信道，更新所述第一集合，返回所述预分配比特速率计算模块；
比特速率分配模块，用于对所述第一集合中每个子信道的预分配比特速率进行量化处理，并根据所述第一比特速率，为所述第一集合中每个子信道分配比特速率；
信号发送模块，用于根据分配的比特速率，对接收到的信源发送的输入信号进行处理，并通过分配的比特速率对应的子信道将处理后的输入信号发送给信宿。
较优地，所述比特速率分配模块包括：
预分配量化比特速率获取单元，用于对所述第一集合中每个子信道的预分配比特速率进行量化处理，得到所述第一集合中的每个子信道的预分配量化比特速率；
总量化比特速率获取单元，用于对所述第一集合中所有子信道的预分配量化比特速率进行求和，得到总量化比特速率；
比特速率分配单元，用于判断所述总量化比特速率与所述第一比特速率是否相等；如果是，则按照所述第一集合中每个子信道的预分配量化比特速率，为所述第一集合中每个子信道分配比特速率。
较优地，所述信号发送模块包括：
第一处理信号获取单元，用于根据分配的比特速率，对接收到的信源发送的输入信号进行第一处理，得到第一处理信号；
频谱搬移信号获取单元，用于对第二处理信号分别进行Q条分集支路上的频谱搬移，得到Q个频谱搬移信号；每条分集支路上的频谱搬移信号包含与该分集支路对应的偏移频率；所述第二处理信号为经过信道数据传输后的第一处理信号；
加权频谱搬移信号获取单元，用于对每条分集支路上的频谱搬移信号与该条分集支路的权重系数进行加权，得到相应分集支路的加权频谱搬移信号；
总加权频谱搬移信号获取单元，用于对Q条分集支路上的加权频谱搬移信号进行叠加，得到总加权频谱搬移信号；
信号发送单元，用于对所述总加权频谱搬移信号进行第二处理，将处理后的总加权频谱搬移信号发送给信宿。
本发明实施例提供的通信方法及装置，在计算出第一集合中包含预分配比特速率不大于零的子信道时，根据现有的Fischer方法，一次性仅删除一个子信道，循环次数较多，时间复杂度较高；而在本实施例中，一次性可删除第一集合中所有预分配比特速率不大于零的子信道，降低了运算时的循环次数，减少了时间复杂度，提高了自组网的时效性和通信性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的通信方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的信道带宽切分示意图；
图3为本发明实施例提供的子信道比特速率分配方法的原理图；
图4为本发明实施例提供的多普勒分集处理的示意图；
图5为自组网高速移动节点多径多普勒模型示意图；
图6为信号或干扰间互相关系数随归一化偏移频率的变化曲线图；
图7为本发明实施例提供的自组网通信方法的等效基带原理图；
图8为本发明实施例提供的通信装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1所示，为本发明实施例提供的通信方法的流程图，该方法执行主体可以为信源与信宿之间的通信装置，所述方法包括：
S110、将信源与信宿之间的信道平均分成至少两个子信道；所述子信道组成第一集合。
具体地，在信源向信宿发送信号前，通信装置会将信道分成多个子信道，即化大信道为小信道，改善了小信道的通信性能，也就改善了大信道的通信性能。令子信道数量为N，令第一集合为集合I＝{i0,i1,i2...iM-1}，I＝{0,1,2...M-1}为子信道的序号集合。
S120、根据信源发送的探测包评估信道，获取第一集合中每个子信道的噪声功率。
具体地，为了评估M个子信道的通信性能，信源会分别向M个信宿发送探测包，探测包可以为直流信号，M个直流信号分别通过M个子信道后到达信宿端。
在信宿端，M个直流信号分别通过带通滤波器，得到每个子信道的噪声功率，信宿通过反馈信道，将每个子信道的噪声功率回传给信源，在回传的过程中，通信装置可获知每个子信道的噪声功率。
令第i个子信道的噪声功率为
Figure BDA0001051715160000081
i∈I′＝{0,1,2...M-1}为子信道的序号。
如图2所示，为本发明实施例提供的信道带宽切分示意图，其中，将通信系统分配的信道带宽Btotal＝fH-fL平均分成M等份的子信道，即每份的带宽为Bi＝Btotal/M，则第i个子信道的带宽为Bi∈[fLi,fHi]，
Figure BDA0001051715160000082
S130、根据第一集合中每个子信道的噪声功率，以及第一比特速率，计算第一集合中各子信道的预分配比特速率；所述第一比特速率为信源预计向信宿发送数据时使用的比特速率。
具体地，第一集合(集合I)中各子信道的预分配比特速率的计算公式为
其中，RTotal为信源预计向信宿发送数据时使用的比特速率(定义为第一比特速率)，Num{I}为第一集合I中元素的个数，I＝{i0,i1,i2...iM-1}，i∈I′，I′＝{0,1,2...M-1}为子信道的序号集合，
Figure BDA0001051715160000084
Figure BDA0001051715160000085
为第i个子信道的噪声功率；Ri为第i个子信道的预分配比特速率。
S140、判断第一集合中各个子信道的预分配比特速率是否均大于零；如果否，则删除第一集合中所有预分配比特速率不大于零的子信道，更新所述第一集合，返回步骤S130，如果是，执行S150。
具体地，判断第一集合I中各个子信道预分配的比特速率是否均大于零，即所有的Ri>0，如果是，则执行后续步骤S150；如果否，则删除第一集合I中Ri≤0的子信道，并更新第一集合。
例如，假设第一集合I中Ri≤0的子信道组成的集合为I1＝{i1,i2,i3...}，则更新后的第一集合I＝I-I1，并将更新后的第一集合作为新的集合返回到步骤S130中，即利用公式(1)进行循环迭代，直到第一集合中的所有的Ri>0为止。
现有的Fischer方法，每次只删除集合中的一个Ri≤0的子信道，运算的循环次数较多，时间复杂度较高；而在本实施例中，可一次性删除第一集合I中所有的Ri≤0的子信道，减少了运算的循环次数，降低了时间复杂度，可实现速率自适应，快速跟踪高速变化的信道，因而提高了自组网的通信性能。
证明过程如下：
Figure BDA0001051715160000091
Figure BDA0001051715160000092
Figure BDA0001051715160000093
R`m≤Rm≤0 (5)
由上述公式可以看出，可以证明当Rn≤0和Rm≤0时，按照Fischer方法在集合I中删除第n个子信道后，返回步骤S130，经过计算后仍然有R`m≤0；同理，可以证明对于2个以上的子信道Ri≤0，去掉Rn≤0的子信道后，剩余的Ri≤0的子信道返回步骤S130，经过计算仍然R`n≤0，由此可以，现有的Fischer方法运算的循环次数较多，而本实施例中，采用一次性删除第一集合I中所有Ri≤0的子信道的改进是合理的。
S150、对所述第一集合中每个子信道的预分配比特速率进行量化处理，并根据所述第一比特速率，为所述第一集合中每个子信道分配比特速率。
优选地，步骤S150包括如下细化步骤：
步骤一、对所述第一集合中每个子信道的预分配比特速率进行量化处理，得到所述第一集合中的每个子信道的预分配量化比特速率。
具体地，对第一集合I中第i个子信道的预分配比特速率Ri进行量化处理(量化处理的过程为现有技术)，得到第一集合中第i个子信道的预分配量化比特速率RQi，
Figure BDA0001051715160000101
步骤二、对所述第一集合中所有子信道的预分配量化比特速率进行求和，得到总量化比特速率。
具体地，总量化比特速率Rsum的计算公式为
步骤三、判断所述总量化比特速率与所述第一比特速率是否相等；如果是，则按照所述第一集合中每个子信道的预分配量化比特速率，为所述第一集合中每个子信道分配比特速率。
具体地，判断总比特速率Rsum与第一比特速率RTotal是否相等，如果相等，则说明按照第一集合中每个子信道的预分配量化比特速率的分配方式，为最优的分配方案，可以按照此方案为第一集合中每个子信道分配比特速率。如果不相等，则执行后续的步骤。
步骤四、如果所述总量化比特速率与所述第一比特速率不相等，则进一步判断第一差值的绝对值是否为第一阈值；所述第一差值为总量化比特速率与所述第一比特速率的差值。
具体地，第一阈值可以自由设定，第一阈值优选为1。
令第一差值为总量化比特速率Rsum与第一比特速率RTotal的差值Rsum-RTotal，如果总量化比特速率Rsum与第一比特速率RTotal不相等，则进一步判断第一差值的绝对值|Rsum-RTotal|是否等于1。
步骤五、如果所述第一差值的绝对值为第一阈值，在所述第一差值为第一阈值时，为所述第一集合中第一子信道分配与其相应的第二比特速率；并且，按照第二子信道的预分配量化比特速率，为所述第二子信道分配比特速率；所述第一子信道为，预分配量化比特速率为第二阈值且量化误差最小的子信道；所述第二比特速率的值为，预分配量化比特速率减第一阈值的值；所述量化误差为，为一个子信道的预分配比特速率与该子信道的预分配量化比特速率之差；所述第二子信道为第一集合中除第一子信道之外的子信道。
具体地，如果|Rsum-RTotal|＝1，则进一步判断Rsum-RTotal＝1还是Rsum-RTotal＝-1，如果Rsum-RTotal＝1，即Rsum＝RTotal+1，则在第一集合中查找预分配量化比特速率为第二阈值且量化误差最小的子信道(定义为第一子信道)。
其中，第二阈值为自由设定的值，优选为1。量化误差为，某一个子信道的预分配比特速率与该子信道的预分配量化比特速率之差，例如，第一集合中第i个子信道的量化误差
Figure BDA0001051715160000111
具体地，在对第一子信道分配比特速率时，按照该信道的预分配量化比特速率减1的值(定义该值对应的比特速率为第二比特速率)进行分配，即
Figure BDA0001051715160000112
在对第一集合中除了第一子信道之外的其他子信道(定义为第二子信道)分配比特速率时，按照每个第二子信道的预分配量化比特速率进行分配，即
步骤六、在所述第一差值为第一阈值的相反数时，为所述第一集合中每个第三子信道分配与其相应的第三比特速率；并且，按照第四子信道的预分配量化比特速率，为所述第四子信道分配比特速率；
所述第三子信道为，预分配量化比特速率为第三阈值且量化误差最大的子信道；所述第三比特速率的值为，预分配量化比特速率加第一阈值的值；所述第四子信道为所述第一集合中除第二子信道之外的子信道。
具体地，如果Rsum-RTotal＝-1，即Rsum＝RTotal-1，则在第一集合中查找预分配量化比特速率为第三阈值且量化误差最大的子信道(定义为第三子信道)。其中，第三阈值为自由设定的值，优选为1。
本实施例中，在对第三子信道分配比特速率时，按照该信道的预分配量化比特速率加1的值(定义该值对应的比特速率为第三比特速率)进行分配，即
Figure BDA0001051715160000121
在对第一集合中除了第三子信道之外的其他子信道(定义为第四子信道)分配比特速率时，按照每个第四子信道的预分配量化比特速率进行分配，即
Figure BDA0001051715160000122
在本实施例中，如果|Rsum-RTotal|＝1，说明第一集合中某个子信道的预分配比特速率与最优的分配比特速率有偏差，但是偏差很小，可进行简单的调整，即可实现最优的分配方式，达到良好的通信性能。
优选地，在步骤四之后，步骤S140还包括：
步骤七、如果所述第一差值的绝对值不为所述第一阈值，则比较所述总量化比特速率和所述第一比特速率的大小。
具体地，如果|Rsum-RTotal|≠1，说明第一集合中某些子信道的预分配比特速率与最优的分配比特速率有偏差，且偏差较大，此时需要比较Rsum与RTotal的大小。
步骤八、如果所述总量化比特速率大于所述第一比特速率，查找第一集合中量化误差最小的第五子信道；若第五子信道的预分配量化比特速率为第四阈值，将第五子信道的预分配量化比特速率更新为该预分配量化比特速率减第四阈值，且将总量化比特速率更新为总量化比特速率减第四阈值，更新第五子信道的量化误差，返回所述步骤二；若第五子信道的预分配量化比特速率不为第四阈值，令为第五子信道预分配的量化比特速率的值减第五阈值，且令总比特速率的值减第五阈值，更新第五子信道的量化误差，返回所述步骤二。
在本实施例中，第四阈值为自由设定的值，优选为1；第五阈值为自由设定的值，优选为2。
具体地，如果Rsum>RTotal，查找第一集合中最小的ΔRi的子信道(定义为第五子信道)，若第五子信道的预分配量化比特速率
Figure BDA0001051715160000123
则令
Figure BDA0001051715160000124
且Rsum＝Rsum-1，更新并返回步骤二；若第五子信道的预分配量化比特速率
Figure BDA0001051715160000126
则令
Figure BDA0001051715160000127
且Rsum＝Rsum-2，更新
Figure BDA0001051715160000128
并返回步骤二。
步骤九、如果所述总比特速率小于所述第一比特速率，查找第一集合中带有最大量化误差的第六子信道，若为第六子信道预分配的量化比特速率为第四阈值，令为第六子信道预分配的量化比特速率的值加第四阈值，且令总比特速率的值加第四阈值，更新第六子信道的量化误差，返回所述步骤二；若为第六子信道预分配的量化比特速率不为第四阈值，令为第六子信道预分配的量化比特速率的值加第五阈值，且令总比特速率的值加第五阈值，更新第六子信道的量化误差，返回所述步骤二。
具体地，如果Rsum<RTotal，查找第一集合中最大的ΔRi的子信道(定义为第六子信道)，若第六子信道的预分配量化比特速率
Figure BDA0001051715160000131
则令
Figure BDA0001051715160000132
且Rsum＝Rsum+1，更新
Figure BDA0001051715160000133
并返回步骤二；若第六子信道的预分配量化比特速率
Figure BDA0001051715160000134
则令
Figure BDA0001051715160000135
且Rsum＝Rsum+2，更新
Figure BDA0001051715160000136
并返回步骤二。
本实施例中，如果|Rsum-RTotal|≠1，需要经过较多次的循环迭代，找到最优的比特速率分配方式，但由于已经删除了第一集合中全部的Ri≤0的子信道，则循环次数仍然比现有的Fischer方法的次数少，时间复杂度低，提高了通信性能。
如图3所示，为本发明实施例提供的子信道比特速率分配方法的原理图。
其中，首先计算第一集合中所有子信道的LDNi，然后计算Ri，判断Ri是否大于零，如果不大于零，找出所有Ri≤0的子信道，更新第一集合，并重新计算Ri；如果大于零，计算RQi和ΔRi。
根据RQi计算Rsum，并判断Rsum与RTotal是否相等。如果相等，则按照RQi为各子信道分配比特速率；如果不相等，进一步判断|Rsum-RTotal|＝1。
如果|Rsum-RTotal|＝1，且Rsum-RTotal＝1，在第一集合中查找RQi＝2且最小ΔRi的子信道，按照对该子信道分配比特速率，按照RQi对其他子信道分配比特速率；如果Rsum-RTotal＝-1，在第一集合中查找RQi＝1且最大ΔRi的子信道，按照
Figure BDA0001051715160000138
对该子信道分配比特速率，按照RQi对其他子信道分配比特速率。
如果|Rsum-RTotal|≠1，判断Rsum与RTotal的大小。如果Rsum>RTotal，在第一集合中查找最小ΔRi的子信道，如果该子信道的令
Figure BDA00010517151600001310
Rsum＝Rsum-1，更新ΔRi，重新计算Rsum；如果
Figure BDA00010517151600001311
令Rsum＝Rsum-2，更新ΔRi，重新计算Rsum。
如果Rsum<RTotal，在第一集合中查找最大ΔRi的子信道，如果该子信道的
Figure BDA0001051715160000141
令Rsum＝Rsum+1，更新ΔRi，重新计算Rsum；如果
Figure BDA0001051715160000143
令Rsum＝Rsum+2，更新ΔRi，重新计算Rsum。
本实施例中，通过对各子信道预分配比特速率进行量化处理，并多次比较总量化比特速率与第一比特速率的大小，调整子信道的预分配量化比特速率，使为各子信道分配的比特速率满足的关系，保证了实际通信系统的星座映射关系，提高了通信的实用性。
S160、根据分配的比特速率，对接收到的信源发送的输入信号进行处理，并通过分配的比特速率对应的子信道将处理后的输入信号发送给信宿。
在本实施例中，经过上述对第一集合中N个子信道的处理后，第一集合中包含的子信道数小于等于N，每个子信道的最优比特速率已经确定，信源根据确定的比特速率和信道发送输入信号，通信装置对该信号进行处理(此为现有技术，如串并变换、星座点映射或FFT(Fast Fourier Transformation，快速傅里叶变换)等)，通过相应的信道，将信号发送给信宿。
本发明实施例提供的通信方法，通过删除第一集合中的所有预分配比特速率不大于零的子信道，可降低运算时的循环次数，减少时间复杂度，提高自组网的时效性和通信性能。
优选地，步骤S160可包括如下细化步骤：
C1、根据分配的比特速率，对接收到的信源发送的输入信号进行第一处理，得到第一处理信号。
在本实施例中，第一处理包括串并变换、星座点映射、IFFT(Inverse FastFourier Transform，快速傅里叶逆变换)、并串变换、在输入信号的循环前缀中加入PN序列保护间隔、D/A变换(数模变换)和上变频部分(原理图7中未画出上变频部分)等。具体地，经过第一处理后得到的第一处理信号通常为射频信号，第一处理信号通过信道向信宿的接收端传输。
C2、对第二处理信号分别进行Q条分集支路上的频谱搬移，得到Q个频谱搬移信号；每条分集支路上的频谱搬移信号包含与该分集支路对应的偏移频率；所述第二处理信号为经过信道数据传输后的第一处理信号。
具体地，当第一处理信号经过信道数据传输时，会产生多普勒频移现象，生成带有多普勒频率的第二处理信号，因此需要对第二处理信号进行多普勒分集处理。
如图4所示，为本发明实施例提供的多普勒分集处理的示意图。
其中，令第二处理信号为r(t)，假设Q条分集支路的频率搬移向量为
Figure BDA0001051715160000151
分集支路总数为
Figure BDA0001051715160000153
为向下取整函数，vself为移动接收机自己的速度，电磁波的速度c＝3×108m/s，载波频率fc由通信系统决定，Ts为接收机的抽样间隔。
由上述可知，第q条分集支路对应的偏移频率faq，则该分集支路上的频谱搬移信号可以表示为
Figure BDA0001051715160000154
C3、对每条分集支路上的频谱搬移信号与该条分集支路的权重系数进行加权，得到相应分集支路的加权频谱搬移信号。
本实施例中，加权系数表示每条分集支路中的频谱搬移信号占所有分集支路对应的频谱搬移信号的比重。例如，令第q条分集支路的加权系数为cq，则第q条分集支路的加权频谱搬移信号为
Figure BDA0001051715160000155
C4、对Q条分集支路上的加权频谱搬移信号进行叠加，得到总加权频谱搬移信号。
举例而言，总加权频谱搬移信号可用y(t)表示，则y(t)的计算公式为
Figure BDA0001051715160000156
C5、从所述总加权频谱搬移信号的循环前缀中提取第一PN序列。
具体地，由于在输入信号的循环前缀中加入PN序列保护间隔，该PN序列会在信道中实时发生变化，定义从总加权频谱搬移信号y(t)中的保护间隔中提取的PN序列{yPN(kTs)}为第一PN序列。
C6、根据所述第一PN序列、标准PN序列以及每条分集支路对应的偏移频率，计算每条分集支路的权重系数增量。
本实施例中，标准PN序列sPN(kTs)可以为预先设定的PN序列，且该PN序列不会发生变化。例如，第q条分集支路的权重系数增量Δcq的计算公式为:
Figure BDA0001051715160000161
Δcq表示的意思为，互功率谱密度函数的模在频率k＝faq时的值。
C7、根据所述权重系数增量修正相应的分集支路的权重系数。
本实施例中，在计算出某一个抽样时间间隔Ts内的权重系数增量Δcq后，可将cq+Δcq作为下一个抽样时间间隔Ts内的权重系数cq，以实现权值系数随时间的变化而相关性变化，从而及时跟踪信道的快速变化，得到自适应地最小化多普勒频移，减少了多普勒频移对信号的影响，提高了通信性能。
C8、对所述总加权频谱搬移信号进行第二处理，将处理后的总加权频谱搬移信号发送给信宿。
本实施例中，第二处理为下变频部分(原理图7中未画出下变频部分)、A/D(模数变换)、去PN序列保护间隔、串/并变换、FFT、星座点解映射、串/并变换等。具体地，通过第二处理，将总加权频谱搬移信号从射频信号转换为基带信号(即得到输入信号)，并将该信号发送给信宿，以便信宿端对其进行处理。
下面从信号分析的角度证明图4的合理性。如图5所示，为自组网高速移动节点多径多普勒模型示意图，其中，节点1给节点2发送无线信号有直达波，也有节点3、4、5的反射波，还有衍射散射分量等等。因此节点1和2间的多径时变信道冲激响应为：
Figure BDA0001051715160000171
式(9)中，αp、
Figure BDA0001051715160000172
τp分别是第p径信号分量的衰落、多普勒频移和时延。αp为零均值、方差为
Figure BDA0001051715160000173
的独立同分布的复高斯变量，Np为节点1给节点2发送信号多径的数量。
Figure BDA0001051715160000174
为多普勒频移，与信宿节点2的速度v2有关，与信源节点1的速度v1无关。因为多径信号会全方位360度到达节点2，所以
Figure BDA00010517151600001711
在区间上[-FD,FD]服从均匀分布，为最大的多普勒频移，c＝3×108m/s为电磁波的速度，fc为通信系统所用载波的频率。
设信源发送的输入信号为{dn}，定义信道最终由N个子信道发送信号，第i个子信道的比特速率为RQ i，经过串并变换和星座点映射，IFFT，并串变换，在输入信号的循环前缀中加入PN序列保护间隔，得到数据序列{si}，经过D/A变换后得到第一处理信号s(t)为公式(10)：
其中，{dn}为星座点映射后的复信号，公式(11)的g(t)为脉冲成型滤波器函数，采用滚降系数为α的升余弦，此处的保护间隔为标准PN序列{sPN(t)}，Tg为一个保护间隔时间，T为一个IFFT符号时间。
然后，第一处理信号s(t)经过信道传输后的第二处理信号r(t)为：
Figure BDA0001051715160000178
其中，
Figure BDA0001051715160000179
为线性卷积，n(t)为加性高斯白噪声。
如图4所示，然后r(t)经过Q个分集支路后进行接收信号的频率搬移，
Figure BDA00010517151600001710
后，经过cq加权(这里从y(t)中提取出包护间隔{yPN(kTs)}和已知可供参考的标准PN序列{sPN(kTs)}求互功率谱在频率点faq处的值
Figure BDA0001051715160000181
作为cq的增量反馈调节cq)，则相加合并成总加权频谱搬移信号y(t)为公式(13)：
Figure BDA0001051715160000182
y(t)经过A/D变换的抽样信号{y(kTs)}，然后{y(kTs)}经过后面的FFT变换后，第i个(0≤i≤N-1)子信道上的信号为：
Figure BDA0001051715160000183
Figure BDA0001051715160000184
其中，
Figure BDA0001051715160000185
为第i个子信道经FFT变换出的目标信号，为干扰信号，为加性噪声。
Figure BDA0001051715160000186
Hq(fi,faq)为第q条分集支路频移后的第i个子信道经FFT变换出的目标信号、干扰信号、加性噪声、信道增益。
由式(14)可得：
Figure BDA0001051715160000187
Figure BDA0001051715160000188
由式(16)可得：
Figure BDA0001051715160000189
由式(17)可得：
Figure BDA0001051715160000191
由式(15)可得：
Figure BDA0001051715160000192
由式(20)可得，偏移频率ft1和偏移频率ft2支路的第i个子信道的信道增益为：
Figure BDA0001051715160000193
Figure BDA0001051715160000194
则由式(21，22)可得，偏移频率ft1和偏移频率ft2支路中的第i个子信道的互相关函数为：
Figure BDA0001051715160000195
由式(23)可得，偏移频率ft1和偏移频率ft2支路的第i个子信道的目标信号的互相关函数为：
Figure BDA0001051715160000196
可知式(24)与i无关，偏移频率ft1和偏移频率ft2支路的任意第i个子信道的目标信号的互相关函数为：
Figure BDA0001051715160000197
偏移频率ft1和偏移频率ft2支路的任意第i个子信道的目标信号的互相关因子为：
Figure BDA0001051715160000201
由式(19)结合中心极限定理(独立同分布的随机变量和的极限分布为正态分布)，由于干扰项是许多独立同分布的零均值随机变量之和(假设子载波数目足够大)，因此干扰项的分布可视为零均值高斯分布。偏移频率ft1和偏移频率ft2支路的任意第i个子信道的目标信号干扰信号的互相关函数可以表示为：
Figure BDA0001051715160000202
偏移频率ft1和偏移频率ft2支路的任意第i个子信道的干扰信号的互相关因子为：
Figure BDA0001051715160000203
求解(28)可得式(29)：
Figure BDA0001051715160000204
由于积分
Figure BDA0001051715160000205
没有显函数，借助matlab仿真工具研究，为了简便计算分析，考虑选择3条支路来分集接收，即Q＝3。因为多普勒频移有正负对称，所以分集支路的偏移频率也有对称形式，有fa1＝-fa3＝fa,fa2＝0，经过仿真迭代稳定后的支路加权权值为c1＝c3＝0.4,c2＝0.6。取fi＝0,Np＝32,FD Ts＝0.1或0.25或0.5或0.75四种情况，代入式(26,28)可得仿真图6。
如图6所示，为信号或干扰间互相关系数随归一化偏移频率的变化曲线图，横坐标表示归一化偏移频率，纵坐标表示信号或干扰间互相关系数，仿真结果表明，当faTs接近0.75时，FD Ts＝0.1或0.25或0.5或0.75四种情况下干扰的互相关系数ρII(0,fa)都接近0，又信号的的互相关系数ρSS(0,fa)大于等于0.5，说明本发明的分集接收机在归一化偏移频率faTs＝0.75～0.85即
Figure BDA0001051715160000211
能获得分集增益。
如图7所示，为本发明实施例提供的自组网通信方法的等效基带原理图。
其中，信源在发送输入信号{dn}之前，将信道分成N个子信道，并通过利用探测包评估信道，探测包依次经过串并变换、星座点映射、IFFT、并串变换、在输入信号的循环前缀中加入PN序列保护间隔和D/A变换后，进入信道，然后经过A/D变换、去PN序列保护间隔、串并变换、FFT、星座点解映射、并串变换到达信宿端，并经过信宿的带通滤波器获得各子信道的噪声功率
Figure BDA0001051715160000212
信宿端通过反馈信道向信源端回传该第i个子信道的噪声功率
Figure BDA0001051715160000213
通信装置截获噪声功率，并计算为每个子信道分配到比特速率。
信源根据为每个子信道分配到比特速率，发送输入信号{dn}，并对各子信道中的信号依次进行串并变换、星座点映射、IFFT、并串变换和在输入信号的循环前缀中加入PN序列保护间隔后得到数据序列{si}，经过D/A变换后得到第一处理信号s(t)；第一处理信号经过信道后得到第二处理信号r(t)，对r(t)进行多普勒分集处理得到总加权频谱搬移信号y(t)，对y(t)进行A/D变换得到抽样信号{y(kTs)}，对{y(kTs)}依次进行去PN序列保护间隔、串并变换、FFT、星座点解映射和并串变换后得到信号{d′n}，信号{d′n}最终到达信宿端。
在本实施例中，探测包也可以通过多普勒分集处理，使获取的各子信道的噪声功率
Figure BDA0001051715160000214
可靠性更强。
实施例二
如图8所示，为本发明实施例提供的通信装置的结构示意图，该装置用于执行如图1所示的方法，其包括：信道均分模块810、噪声功率获取模块820、预分配比特速率计算模块830、预分配比特速率判断模块840、比特速率分配模块850和信号发送模块860。
信道均分模块810，用于将信源与信宿之间的信道平均分成至少两个子信道；所述子信道组成第一集合；
噪声功率获取模块820，用于根据信源发送的探测包评估信道，获取第一集合中每个子信道的噪声功率；
预分配比特速率计算模块830，用于根据第一集合中每个子信道的噪声功率，以及第一比特速率，计算第一集合中各子信道的预分配比特速率；所述第一比特速率为信源预计向信宿发送数据时使用的比特速率；
预分配比特速率判断模块840，用于判断第一集合中各个子信道的预分配比特速率是否均大于零；如果否，则删除第一集合中所有预分配比特速率不大于零的子信道，更新所述第一集合，返回所述预分配比特速率计算模块830；
比特速率分配模块850，用于对所述第一集合中每个子信道的预分配比特速率进行量化处理，并根据所述第一比特速率，为所述第一集合中每个子信道分配比特速率；
信号发送模块860，用于根据分配的比特速率，对接收到的信源发送的输入信号进行处理，并通过分配的比特速率对应的子信道将处理后的输入信号发送给信宿。
本发明实施例提供的通信装置，通过删除第一集合中的所有预分配比特速率不大于零的子信道，可降低运算时的循环次数，减少时间复杂度，提高自组网的通信性能。
优选地，所述比特速率分配模块850包括：预分配量化比特速率获取单元、总量化比特速率获取单元和比特速率分配单元。
预分配量化比特速率获取单元，用于对所述第一集合中每个子信道的预分配比特速率进行量化处理，得到所述第一集合中的每个子信道的预分配量化比特速率；
总量化比特速率获取单元，用于对所述第一集合中所有子信道的预分配量化比特速率进行求和，得到总量化比特速率；
比特速率分配单元，用于判断所述总量化比特速率与所述第一比特速率是否相等；如果是，则按照所述第一集合中每个子信道的预分配量化比特速率，为所述第一集合中每个子信道分配比特速率。
优选地，所述比特速率分配模块850还包括：第一判断单元、第一比特速率分配单元和第二比特速率分配单元。
第一判断单元，用于如果所述总量化比特速率与所述第一比特速率不相等，则进一步判断第一差值的绝对值是否为第一阈值；所述第一差值为总量化比特速率与所述第一比特速率的差值；
第一比特速率分配单元，用于如果所述第一差值的绝对值为第一阈值，在所述第一差值为第一阈值时，为所述第一集合中第一子信道分配与其相应的第二比特速率；并且，按照第二子信道的预分配量化比特速率，为所述第二子信道分配比特速率；所述第一子信道为，预分配量化比特速率为第二阈值且量化误差最小的子信道；所述第二比特速率的值为，预分配量化比特速率减第一阈值的值；所述量化误差为，为一个子信道的预分配比特速率与该子信道的预分配量化比特速率之差；所述第二子信道为第一集合中除第一子信道之外的子信道；
第二比特速率分配单元，用于在所述第一差值为第一阈值的相反数时，为所述第一集合中每个第三子信道分配与其相应的第三比特速率；并且，按照第四子信道的预分配量化比特速率，为所述第四子信道分配比特速率；所述第三子信道为，预分配量化比特速率为第三阈值且量化误差最大的子信道；所述第三比特速率的值为，预分配量化比特速率加第一阈值的值；所述第四子信道为所述第一集合中除第二子信道之外的子信道。
所述比特速率分配模块850还包括：第二判断单元、第一比特速率更新单元和第二比特速率更新单元。
第二判断单元，用于如果所述第一差值的绝对值不为所述第一阈值，则比较所述总量化比特速率和所述第一比特速率的大小；
第一比特速率更新单元，用于如果所述总量化比特速率大于所述第一比特速率，查找第一集合中量化误差最小的第五子信道；若第五子信道的预分配量化比特速率为第四阈值，将第五子信道的预分配量化比特速率更新为该预分配量化比特速率减第四阈值，且将总量化比特速率更新为总量化比特速率减第四阈值，更新第五子信道的量化误差，返回所述噪声功率获取模块820；若第五子信道的预分配量化比特速率不为第四阈值，令为第五子信道预分配的量化比特速率的值减第五阈值，且令总比特速率的值减第五阈值，更新第五子信道的量化误差，返回所述噪声功率获取模块820；
第二比特速率更新单元，用于如果所述总比特速率小于所述第一比特速率，查找第一集合中带有最大量化误差的第六子信道，若为第六子信道预分配的量化比特速率为第四阈值，令为第六子信道预分配的量化比特速率的值加第四阈值，且令总比特速率的值加第四阈值，更新第六子信道的量化误差，返回所述噪声功率获取模块820；若为第六子信道预分配的量化比特速率不为第四阈值，令为第六子信道预分配的量化比特速率的值加第五阈值，且令总比特速率的值加第五阈值，更新第六子信道的量化误差，返回所述噪声功率获取模块820。
本实施例中，通过对各子信道预分配比特速率进行量化处理，并多次比较总量化比特速率与第一比特速率的大小，调整子信道的预分配量化比特速率，使为各子信道分配的比特速率满足
Figure BDA0001051715160000241
的关系，保证了实际通信系统的星座映射关系，提高了通信的实用性。
优选地，所述信号发送模块860包括：第一处理信号获取单元、频谱搬移信号获取单元、加权频谱搬移信号获取单元、总加权频谱搬移信号获取单元和信号发送单元。
第一处理信号获取单元，用于根据分配的比特速率，对接收到的信源发送的输入信号进行第一处理，得到第一处理信号；
频谱搬移信号获取单元，用于对第二处理信号分别进行Q条分集支路上的频谱搬移，得到Q个频谱搬移信号；每条分集支路上的频谱搬移信号包含与该分集支路对应的偏移频率；所述第二处理信号为经过信道数据传输后的第一处理信号；
加权频谱搬移信号获取单元，用于对每条分集支路上的频谱搬移信号与该条分集支路的权重系数进行加权，得到相应分集支路的加权频谱搬移信号；
总加权频谱搬移信号获取单元，用于对Q条分集支路上的加权频谱搬移信号进行叠加，得到总加权频谱搬移信号；
信号发送单元，用于对所述总加权频谱搬移信号进行第二处理，将处理后的总加权频谱搬移信号发送给信宿。
优选地，所述第一处理包括：在输入信号的循环前缀中加入PN序列保护间隔，所述装置还包括：第一PN序列提取模块、权重系数增量计算模块和权重系数修正模块。
第一PN序列提取模块，用于从所述总加权频谱搬移信号的循环前缀中提取第一PN序列；
权重系数增量计算模块，用于根据所述第一PN序列、标准PN序列以及每条分集支路对应的偏移频率，计算每条分集支路的权重系数增量；
权重系数修正模块，用于根据所述权重系数增量修正相应的分集支路的权重系数。
在本实施例中，可实现权值系数随时间的变化而相关性变化，从而及时跟踪信道的快速变化，得到自适应地最小化多普勒频移，减少了多普勒频移对信号的影响，提高了通信性能。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种通信方法，其特征在于，所述方法包括：
A1、将信源与信宿之间的信道平均分成至少两个子信道；所述子信道组成第一集合；
A2、根据信源发送的探测包评估信道，获取第一集合中每个子信道的噪声功率；
A3、根据第一集合中每个子信道的噪声功率，以及第一比特速率，计算第一集合中各子信道的预分配比特速率；所述第一比特速率为信源预计向信宿发送数据时使用的比特速率；
A4、判断第一集合中各个子信道的预分配比特速率是否均大于零；如果否，则删除第一集合中所有预分配比特速率不大于零的子信道，更新所述第一集合，返回步骤A3；
A5、对所述第一集合中每个子信道的预分配比特速率进行量化处理，并根据所述第一比特速率，为所述第一集合中每个子信道分配比特速率；
A6、根据分配的比特速率，对接收到的信源发送的输入信号进行处理，并通过分配的比特速率对应的子信道将处理后的输入信号发送给信宿；
所述步骤A5包括：
B1、对所述第一集合中每个子信道的预分配比特速率进行量化处理，得到所述第一集合中的每个子信道的预分配量化比特速率；
B2、对所述第一集合中所有子信道的预分配量化比特速率进行求和，得到总量化比特速率；
B3、判断所述总量化比特速率与所述第一比特速率是否相等；如果是，则按照所述第一集合中每个子信道的预分配量化比特速率，为所述第一集合中每个子信道分配比特速率；
所述步骤A5还包括：
B4、如果所述总量化比特速率与所述第一比特速率不相等，则进一步判断第一差值的绝对值是否为第一阈值；所述第一差值为总量化比特速率与所述第一比特速率的差值；
B5、如果所述第一差值的绝对值为第一阈值，在所述第一差值为第一阈值时，为所述第一集合中第一子信道分配与其相应的第二比特速率；并且，按照第二子信道的预分配量化比特速率，为所述第二子信道分配比特速率；
所述第一子信道为，预分配量化比特速率为第二阈值且量化误差最小的子信道；所述第二比特速率的值为，预分配量化比特速率减第一阈值的值；所述量化误差为，为一个子信道的预分配比特速率与该子信道的预分配量化比特速率之差；所述第二子信道为第一集合中除第一子信道之外的子信道；
B6、在所述第一差值为第一阈值的相反数时，为所述第一集合中每个第三子信道分配与其相应的第三比特速率；并且，按照第四子信道的预分配量化比特速率，为所述第四子信道分配比特速率；
所述第三子信道为，预分配量化比特速率为第三阈值且量化误差最大的子信道；所述第三比特速率的值为，预分配量化比特速率加第一阈值的值；所述第四子信道为所述第一集合中除第二子信道之外的子信道；
在所述步骤B4之后，所述步骤A5还包括：
B7、如果所述第一差值的绝对值不为所述第一阈值，则比较所述总量化比特速率和所述第一比特速率的大小；
B8、如果所述总量化比特速率大于所述第一比特速率，查找第一集合中量化误差最小的第五子信道；若第五子信道的预分配量化比特速率为第四阈值，将第五子信道的预分配量化比特速率更新为该预分配量化比特速率减第四阈值，且将总量化比特速率更新为总量化比特速率减第四阈值，更新第五子信道的量化误差，返回所述步骤B2；若第五子信道的预分配量化比特速率不为第四阈值，令为第五子信道预分配的量化比特速率的值减第五阈值，且令总比特速率的值减第五阈值，更新第五子信道的量化误差，返回所述步骤B2；
B9、如果所述总比特速率小于所述第一比特速率，查找第一集合中带有最大量化误差的第六子信道，若为第六子信道预分配的量化比特速率为第四阈值，令为第六子信道预分配的量化比特速率的值加第四阈值，且令总比特速率的值加第四阈值，更新第六子信道的量化误差，返回所述步骤B2；若为第六子信道预分配的量化比特速率不为第四阈值，令为第六子信道预分配的量化比特速率的值加第五阈值，且令总比特速率的值加第五阈值，更新第六子信道的量化误差，返回所述步骤B2。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一集合中各子信道预分配比特速率的计算公式为：
其中，RTotal为所述第一比特速率，Num{I}为第一集合I中元素的个数，I＝{i0,i1,i2...iM-1}，i∈I′，I′＝{0,1,2...M-1}为子信道的序号集合，
Figure FDA0002157142220000032
Figure FDA0002157142220000033
为第i个子信道的噪声功率；Ri为第i个子信道的预分配比特速率。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A6包括：
A7、根据分配的比特速率，对接收到的信源发送的输入信号进行第一处理，得到第一处理信号；
A8、对第二处理信号分别进行Q条分集支路上的频谱搬移，得到Q个频谱搬移信号；每条分集支路上的频谱搬移信号包含与该分集支路对应的偏移频率；所述第二处理信号为经过信道数据传输后的第一处理信号；
A9、对每条分集支路上的频谱搬移信号与该条分集支路的权重系数进行加权，得到相应分集支路的加权频谱搬移信号；
A10、对Q条分集支路上的加权频谱搬移信号进行叠加，得到总加权频谱搬移信号；
A11、对所述总加权频谱搬移信号进行第二处理，将处理后的总加权频谱搬移信号发送给信宿。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一处理包括：在输入信号的循环前缀中加入PN序列保护间隔；
在所述步骤A10和A11之间，所述方法还包括：
从所述总加权频谱搬移信号的循环前缀中提取第一PN序列；
根据所述第一PN序列、标准PN序列以及每条分集支路对应的偏移频率，计算每条分集支路的权重系数增量；
根据所述权重系数增量修正相应的分集支路的权重系数。
5.一种通信装置，其特征在于，所述装置包括：
信道均分模块，用于将信源与信宿之间的信道平均分成至少两个子信道；所述子信道组成第一集合；
噪声功率获取模块，用于根据信源发送的探测包评估信道，获取第一集合中每个子信道的噪声功率；
预分配比特速率计算模块，用于根据第一集合中每个子信道的噪声功率，以及第一比特速率，计算第一集合中各子信道的预分配比特速率；所述第一比特速率为信源预计向信宿发送数据时使用的比特速率；
预分配比特速率判断模块，用于判断第一集合中各个子信道的预分配比特速率是否均大于零；如果否，则删除第一集合中所有预分配比特速率不大于零的子信道，更新所述第一集合，返回所述预分配比特速率计算模块；
比特速率分配模块，用于对所述第一集合中每个子信道的预分配比特速率进行量化处理，并根据所述第一比特速率，为所述第一集合中每个子信道分配比特速率；
信号发送模块，用于根据分配的比特速率，对接收到的信源发送的输入信号进行处理，并通过分配的比特速率对应的子信道将处理后的输入信号发送给信宿；
所述比特速率分配模块包括：预分配量化比特速率获取单元、总量化比特速率获取单元和比特速率分配单元；
所述预分配量化比特速率获取单元，用于对所述第一集合中每个子信道的预分配比特速率进行量化处理，得到所述第一集合中的每个子信道的预分配量化比特速率；
所述总量化比特速率获取单元，用于对所述第一集合中所有子信道的预分配量化比特速率进行求和，得到总量化比特速率；
所述比特速率分配单元，用于判断所述总量化比特速率与所述第一比特速率是否相等；如果是，则按照所述第一集合中每个子信道的预分配量化比特速率，为所述第一集合中每个子信道分配比特速率；
所述比特速率分配模块，还包括：第一判断单元、第一比特速率分配单元和第二比特速率分配单元；
所述第一判断单元，用于如果所述总量化比特速率与所述第一比特速率不相等，则进一步判断第一差值的绝对值是否为第一阈值；所述第一差值为总量化比特速率与所述第一比特速率的差值；
所述第一比特速率分配单元，用于如果所述第一差值的绝对值为第一阈值，在所述第一差值为第一阈值时，为所述第一集合中第一子信道分配与其相应的第二比特速率；并且，按照第二子信道的预分配量化比特速率，为所述第二子信道分配比特速率；所述第一子信道为，预分配量化比特速率为第二阈值且量化误差最小的子信道；所述第二比特速率的值为，预分配量化比特速率减第一阈值的值；所述量化误差为，为一个子信道的预分配比特速率与该子信道的预分配量化比特速率之差；所述第二子信道为第一集合中除第一子信道之外的子信道；
所述第二比特速率分配单元，用于在所述第一差值为第一阈值的相反数时，为所述第一集合中每个第三子信道分配与其相应的第三比特速率；并且，按照第四子信道的预分配量化比特速率，为所述第四子信道分配比特速率；所述第三子信道为，预分配量化比特速率为第三阈值且量化误差最大的子信道；所述第三比特速率的值为，预分配量化比特速率加第一阈值的值；所述第四子信道为所述第一集合中除第二子信道之外的子信道；
所述比特速率分配模块，还包括：
第二判断单元、第一比特速率更新单元和第二比特速率更新单元；
所述第二判断单元，用于如果所述第一差值的绝对值不为所述第一阈值，则比较所述总量化比特速率和所述第一比特速率的大小；
所述第一比特速率更新单元，用于如果所述总量化比特速率大于所述第一比特速率，查找第一集合中量化误差最小的第五子信道；若第五子信道的预分配量化比特速率为第四阈值，将第五子信道的预分配量化比特速率更新为该预分配量化比特速率减第四阈值，且将总量化比特速率更新为总量化比特速率减第四阈值，更新第五子信道的量化误差，返回所述噪声功率获取模块；若第五子信道的预分配量化比特速率不为第四阈值，令为第五子信道预分配的量化比特速率的值减第五阈值，且令总比特速率的值减第五阈值，更新第五子信道的量化误差，返回所述噪声功率获取模块；
所述第二比特速率更新单元，用于如果所述总比特速率小于所述第一比特速率，查找第一集合中带有最大量化误差的第六子信道，若为第六子信道预分配的量化比特速率为第四阈值，令为第六子信道预分配的量化比特速率的值加第四阈值，且令总比特速率的值加第四阈值，更新第六子信道的量化误差，返回所述噪声功率获取模块；若为第六子信道预分配的量化比特速率不为第四阈值，令为第六子信道预分配的量化比特速率的值加第五阈值，且令总比特速率的值加第五阈值，更新第六子信道的量化误差，返回所述噪声功率获取模块。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述信号发送模块包括：
第一处理信号获取单元，用于根据分配的比特速率，对接收到的信源发送的输入信号进行第一处理，得到第一处理信号；
频谱搬移信号获取单元，用于对第二处理信号分别进行Q条分集支路上的频谱搬移，得到Q个频谱搬移信号；每条分集支路上的频谱搬移信号包含与该分集支路对应的偏移频率；所述第二处理信号为经过信道数据传输后的第一处理信号；
加权频谱搬移信号获取单元，用于对每条分集支路上的频谱搬移信号与该条分集支路的权重系数进行加权，得到相应分集支路的加权频谱搬移信号；
总加权频谱搬移信号获取单元，用于对Q条分集支路上的加权频谱搬移信号进行叠加，得到总加权频谱搬移信号；
信号发送单元，用于对所述总加权频谱搬移信号进行第二处理，将处理后的总加权频谱搬移信号发送给信宿。
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