CN113676218A - 一种数字信息传输过程中降低模拟信道误码率的方法 - Google Patents

一种数字信息传输过程中降低模拟信道误码率的方法 Download PDF

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CN113676218A CN202111234425.5A CN202111234425A CN113676218A CN 113676218 A CN113676218 A CN 113676218A CN 202111234425 A CN202111234425 A CN 202111234425A CN 113676218 A CN113676218 A CN 113676218A
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Abstract

本发明涉及数字信息传输技术领域,具体地说,涉及一种数字信息传输过程中降低模拟信道误码率的方法。其包括寄存器的初始值归零步骤、外界信号频率通过对比模块与跳频列表内的跳频频率进行对比步骤、增加跳频频率的偏移量步骤和通过中继节点传输步骤。本发明中通过对跳频频率增加偏移量使其离开干扰频率所在的频段,从而避免与干扰频率相撞,解决了共享单车在进行蓝牙连接时,受到附近的共享单车干扰导致误码率增大的问题。

Description

一种数字信息传输过程中降低模拟信道误码率的方法
技术领域
本发明涉及数字信息传输技术领域,具体地说,涉及一种数字信息传输过程中降低模拟信道误码率的方法。
背景技术
如今人们的生活中无线技术已经无处不在,不论是家庭的WiFi还是蓝牙都已经非常成熟,尤其是蓝牙,手机通过蓝牙与各种设备进行数字信息的连接,以通过蓝牙为载体实现数字信息的传输,例如蓝牙耳机与手机连接播放音乐、共享单车与手机通过蓝牙连接实现解锁等等。
数字信息传输是指用数字信号载荷消息进行传输的方式,分基带传输和载波传输,前者是数字信号直接在基带进行传输;后者是将数字信号对载波进行调制,以带通信号的形式进行传输,然而衡量数字信息传输可靠性的指标之一就有“误码率”;
其中误码率的产生是由于在信息传输中,衰变改变了信号的电压,致使信号在传输中遭到破坏,产生误码。
对于共享单车来说,由于其暴露在外界环境中,经常受到雨水浸泡,而且在同一区域内一般都会存放有很多的共享单车,这样在蓝牙连接过程中受到的外界因素干扰非常大,这样就导致其在连接过程中误码率大幅度提升。
发明内容
本发明的目的在于提供一种数字信息传输过程中降低模拟信道误码率的方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供一种数字信息传输过程中降低模拟信道误码率的方法,包括如下方法步骤:
将寄存器的初始值归零,此时寄存器内存储有寻址跳频频率
Figure 872974DEST_PATH_IMAGE001
,然后计算出目前 信息传输信号的跳频频率
Figure 854706DEST_PATH_IMAGE002
Figure 175091DEST_PATH_IMAGE003
Figure 656013DEST_PATH_IMAGE002
进行加法运算,得到此刻时隙最终数据结果
Figure 29226DEST_PATH_IMAGE004
,然后将该结果映 射到跳频列表内;
将外界信号频率通过对比模块与跳频列表内的
Figure 253796DEST_PATH_IMAGE002
进行对比,对比过程中对干 扰频率进行标记,标记结果为
Figure 130485DEST_PATH_IMAGE005
,并按照7位二进制的方式进行表达,具体的:
姿态一、若蓝牙连接点附近不存在其他连接设备(即:需要连接的共享单车附近没有其他共享单车),然后直接跳过频率对比,并将寄存器清空;
姿态二、若蓝牙连接点附近存在其他连接设备,使
Figure 703680DEST_PATH_IMAGE002
与干扰频率
Figure 298609DEST_PATH_IMAGE005
进行对比, 其中:
Figure 846310DEST_PATH_IMAGE006
时,对寄存器进行赋值,记赋值,并增加
Figure 639823DEST_PATH_IMAGE002
的偏移量,使其离开 干扰频率
Figure 728127DEST_PATH_IMAGE005
所在频段;
Figure 75931DEST_PATH_IMAGE007
时,将寄存器清空;
跳出后的
Figure 406419DEST_PATH_IMAGE002
经过中继节点传输,中继节点用于扩大信息传输信号的输出范 围。
作为本技术方案的进一步改进,所述跳频列表内的调频序列采用分段算法,其算法步骤如下:
将跳频列表内的偶数调频数据进行顺序排序;
再将奇数调频数据按照顺序排序。
作为本技术方案的进一步改进,所述中继节点的选择采用穷举算法,其算法步骤如下:
对跳频频率
Figure 24744DEST_PATH_IMAGE002
范围内可连接的中继节点集合
Figure 48064DEST_PATH_IMAGE008
进行功率分配;
找出误码率最小的中继节点集合,作为最优中继节点集合,并对最优中继节点集 合内的跳频频率
Figure 86427DEST_PATH_IMAGE002
进行放大,然后转发,以扩大跳频频率
Figure 722070DEST_PATH_IMAGE002
输出的范围。
作为本技术方案的进一步改进,所述误码率计算公式如下:
Figure 162278DEST_PATH_IMAGE009
其中,
Figure 356499DEST_PATH_IMAGE008
为中继节点集合;
Figure 180361DEST_PATH_IMAGE010
为中继节点个数;
Figure 383809DEST_PATH_IMAGE011
为误码率;
Figure 678524DEST_PATH_IMAGE012
为转发路 径的信噪比;
Figure 810691DEST_PATH_IMAGE013
为接收节点与中继节点传输路径的信噪比;
Figure 823646DEST_PATH_IMAGE014
为中继路径的信噪比;
Figure 502889DEST_PATH_IMAGE015
为调制常数;
Figure 419155DEST_PATH_IMAGE016
为依赖常数,随
Figure 955178DEST_PATH_IMAGE010
的增加而增加。
作为本技术方案的进一步改进,所述中继节点集合
Figure 252168DEST_PATH_IMAGE008
采用次优功率分配算法,其 算法步骤如下:
计算各个中继节点的等效增益
Figure 502146DEST_PATH_IMAGE017
,等效增益
Figure 568191DEST_PATH_IMAGE017
具体计算公式如下:
Figure 275115DEST_PATH_IMAGE018
其中,
Figure 307005DEST_PATH_IMAGE019
为中继节点;
Figure 593630DEST_PATH_IMAGE020
为中继节点方差;
Figure 717444DEST_PATH_IMAGE021
为传输信道方差;
计算中继节点的最优值,其计算公式如下:
Figure 96735DEST_PATH_IMAGE022
根据
Figure 571578DEST_PATH_IMAGE023
值得到最优中继点集合
Figure 458632DEST_PATH_IMAGE024
,其中
Figure 938417DEST_PATH_IMAGE025
为最 优中继点;
将功率的一半分给各最优中继点,剩下一半分给跳频频率
Figure 190407DEST_PATH_IMAGE002
的输出节点。
与现有技术相比,本发明的有益效果:
1、该数字信息传输过程中降低模拟信道误码率的方法中,通过对跳频频率增加偏移量使其离开干扰频率所在的频段,从而避免与干扰频率相撞,解决了共享单车在进行蓝牙连接时,受到附近的共享单车干扰导致误码率增大的问题。
2、该数字信息传输过程中降低模拟信道误码率的方法中,通过对跳频列表的跳频序列进行排序,使其囊括在一个区间内,从而降低离散分布的跳频相撞的概率,以达到蓝牙需要满足序列相关性的要求,而且蓝牙设备标识以及时钟转换的时候,跳频序列会立刻进行转换,非常简便快捷。
附图说明
图1为本发明的整体流程图;
图2为本发明的分段算法排序步骤流程图;
图3为本发明的穷举算法步骤流程图;
图4为本发明的次优功率分配算法步骤流程图;
图5为本发明的次优功率分配算法模型示意图。
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1
请参阅图1所示,本发明提供一种技术方案:
本发明提供一种数字信息传输过程中降低模拟信道误码率的方法,包括如下方法步骤:
将寄存器的初始值归零,此时寄存器内存储有寻址跳频频率
Figure 152546DEST_PATH_IMAGE001
,然后计算出目前 信息传输信号的跳频频率
Figure 780974DEST_PATH_IMAGE002
Figure 443162DEST_PATH_IMAGE001
Figure 600474DEST_PATH_IMAGE002
进行加法运算,得到此刻时隙最终数据结果
Figure 49909DEST_PATH_IMAGE004
,然后将该结果 映射到跳频列表内,以保证跳频列表内跳频频率时隙的一致性;
将外界信号频率通过对比模块与跳频列表内的
Figure 514651DEST_PATH_IMAGE002
进行对比,对比过程中对干 扰频率进行标记,标记结果为
Figure 998722DEST_PATH_IMAGE005
,并按照7位二进制的方式进行表达,具体的:
姿态一、若蓝牙连接点附近不存在其他连接设备(即:需要连接的共享单车附近没有其他共享单车),然后直接跳过频率对比,并将寄存器清空;
姿态二、若蓝牙连接点附近存在其他连接设备,使
Figure 654831DEST_PATH_IMAGE002
与干扰频率
Figure 561870DEST_PATH_IMAGE005
进行对比, 其中:
Figure 797679DEST_PATH_IMAGE006
时,对寄存器进行赋值,记赋值
Figure 667415DEST_PATH_IMAGE026
,并增加
Figure 697688DEST_PATH_IMAGE002
的偏移量,使 其离开干扰频率
Figure 357601DEST_PATH_IMAGE005
所在频段;
Figure 131522DEST_PATH_IMAGE007
时,将寄存器清空;
跳出后的
Figure 59027DEST_PATH_IMAGE002
经过中继节点传输,中继节点用于扩大信息传输信号的输出范 围。
具体在使用时,本实施例以共享单车锁车进行举例,首先打开移动设备端的蓝牙, 通过蓝牙与共享单车A(
Figure 994622DEST_PATH_IMAGE002
=64MHz)建立链路,此时寄存器的初始值归零,假设建立链路 共享单车附近还有其他共享单车B,此时共享单车B的跳频频率为共享单车A的干扰频率
Figure 141832DEST_PATH_IMAGE005
Figure 250602DEST_PATH_IMAGE005
=64MHz,然后将该频率与
Figure 298193DEST_PATH_IMAGE002
进行对比,得出共享单车A产生的干扰频率和共享单车B 跳频频率相等,此时对寄存器进行赋值,并增加
Figure 160014DEST_PATH_IMAGE002
的偏移量32MHz,使
Figure 293055DEST_PATH_IMAGE002
跳出干扰 频率
Figure 408779DEST_PATH_IMAGE005
所在频段,以降低锁车过程中产生的误码率。
实施例2
为了降低跳频列表内频率相撞的可能性,本实施例与实施例1不同的是,请参阅图2所示,其中:
所述跳频列表内的调频序列采用分段算法,其算法步骤如下:
将跳频列表内的偶数调频数据进行顺序排序;
再将奇数调频数据按照顺序排序,这样32位的跳频频段就可以吧64MHz的频带全部囊括,可以涵盖79MHz宽带的80-90%,因此几个匹克网都在同一区间里,那么跳频序列之间能够产生频率相撞的概率降低了很多,以达到蓝牙需要满足序列相关性的要求,而且蓝牙设备标识以及时钟转换的时候,跳频序列会立刻进行转换,非常简便快捷。
具体工作时,请参阅图2所示,首先从共享单车79跳频以及地址高22位的时钟地址中选择不间断的32跳频段,然后将所有的27位时钟以及设备标识形成一个5位序号,取32跳频段里的其中一个,随意访问这些跳频点,依照偏移量在跳频段里选择其他的32跳频段,以此类推,将跳频列表内放置79个跳频频率进行标号,而后把跳频列表里放置的全部偶数频率进行排序,再把全部的奇数频率按照顺序进行排序,最终得到跳频排序列表。
实施例3
为了进一步降低在中继节点在传输过程中的误码率,本实施例与实施例1不同的是,请参阅图3所示,其中:
所述中继节点的选择采用穷举算法,其算法步骤如下:
对跳频频率
Figure 842034DEST_PATH_IMAGE002
范围内可连接的中继节点集合
Figure 620897DEST_PATH_IMAGE008
进行功率分配;
找出误码率最小的中继节点集合,作为最优中继节点集合,并对最优中继节点集 合内的跳频频率
Figure 303551DEST_PATH_IMAGE002
进行放大,然后转发,以扩大跳频频率
Figure 222965DEST_PATH_IMAGE002
输出的范围。
具体的,所述误码率计算公式如下:
Figure 481034DEST_PATH_IMAGE009
其中,
Figure 929332DEST_PATH_IMAGE008
为中继节点集合;
Figure 833703DEST_PATH_IMAGE010
为中继节点个数;
Figure 792694DEST_PATH_IMAGE011
为误码率;
Figure 403804DEST_PATH_IMAGE012
为转发路 径的信噪比;
Figure 288584DEST_PATH_IMAGE013
为接收节点与中继节点传输路径的信噪比;
Figure 617934DEST_PATH_IMAGE014
为中继路径的信噪比;
Figure 177353DEST_PATH_IMAGE015
为调制常数;
Figure 642970DEST_PATH_IMAGE016
为依赖常数,随
Figure 698650DEST_PATH_IMAGE010
的增加而增加。
实施例4
为了减少穷举算法在中继节点数目过多时的计算量,本实施例与实施例3不同的是,请参阅图4所示,其中:
所述中继节点集合
Figure 813499DEST_PATH_IMAGE008
采用次优功率分配算法,其算法步骤如下:
计算各个中继节点的等效增益
Figure 143986DEST_PATH_IMAGE017
,等效增益
Figure 260847DEST_PATH_IMAGE017
具体计算公式如下:
Figure 988894DEST_PATH_IMAGE018
其中,
Figure 823995DEST_PATH_IMAGE019
为中继节点;
Figure 161435DEST_PATH_IMAGE020
为中继节点方差;
Figure 867223DEST_PATH_IMAGE021
为传输信道方差;
计算中继节点的最优值,其计算公式如下:
Figure 766171DEST_PATH_IMAGE022
根据
Figure 354147DEST_PATH_IMAGE023
值得到最优中继点集合
Figure 495279DEST_PATH_IMAGE024
,其中
Figure 568757DEST_PATH_IMAGE025
为最 优中继点;
将功率的一半分给各最优中继点,剩下一半分给跳频频率
Figure 871562DEST_PATH_IMAGE002
的输出节点。
具体在工作时,请参阅图5所示,其中s为跳频频率
Figure 150096DEST_PATH_IMAGE002
的输出节点,d为最后的 目的节点,首先计算出各个中继节点的等效增益,此时计算出来得出r1的等效增益为0.1, r2的等效增益为0.2,r3的等效增益为0.4,并且假设预设最优值
Figure 94919DEST_PATH_IMAGE027
为5(r3至rM之间的中继 点等效增益为升序列排布),从而得出r1和r2均不小于5,因此最优中继点集合
Figure 11184DEST_PATH_IMAGE028
,其中
Figure 812787DEST_PATH_IMAGE029
与rM等同,从而通过次优功率分配算法只需计算 m个中继节点的等效增益,相对于穷举算法的
Figure 844197DEST_PATH_IMAGE030
次计算功率分配,大大降低了运算的复杂 度。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例,并不用来限制本发明,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种数字信息传输过程中降低模拟信道误码率的方法,其特征在于,包括如下方法步骤:
将寄存器的初始值归零,此时寄存器内存储有寻址跳频频率
Figure 964137DEST_PATH_IMAGE001
,然后计算出目前信息 传输信号的跳频频率
Figure 334070DEST_PATH_IMAGE002
Figure 132262DEST_PATH_IMAGE001
Figure 862320DEST_PATH_IMAGE002
进行加法运算,得到此刻时隙最终数据结果
Figure 796778DEST_PATH_IMAGE003
,然后将该结果映射到 跳频列表内;
将外界信号频率通过对比模块与跳频列表内的
Figure 833218DEST_PATH_IMAGE002
进行对比,对比过程中对干扰频 率进行标记,标记结果为
Figure 118706DEST_PATH_IMAGE004
,具体的:
姿态一、若蓝牙连接点附近不存在其他连接设备(即:需要连接的共享单车附近没有其他共享单车),然后直接跳过频率对比,并将寄存器清空;
姿态二、若蓝牙连接点附近存在其他连接设备,使
Figure 386876DEST_PATH_IMAGE002
与干扰频率
Figure 441420DEST_PATH_IMAGE004
进行对比,其中:
Figure 605685DEST_PATH_IMAGE005
时,对寄存器进行赋值,并增加
Figure 863622DEST_PATH_IMAGE002
的偏移量,使其离开干扰频率
Figure 935483DEST_PATH_IMAGE004
所 在频段;
Figure 110112DEST_PATH_IMAGE006
时,将寄存器清空;
跳出后的
Figure 976437DEST_PATH_IMAGE002
经过中继节点传输,中继节点用于扩大信息传输信号的输出范围。
2.根据权利要求1所述的数字信息传输过程中降低模拟信道误码率的方法,其特征在于:所述跳频列表内的调频序列采用分段算法,其算法步骤如下:
将跳频列表内的偶数调频数据进行顺序排序;
再将奇数调频数据按照顺序排序。
3.根据权利要求1所述的数字信息传输过程中降低模拟信道误码率的方法,其特征在于:所述中继节点的选择采用穷举算法,其算法步骤如下:
对跳频频率
Figure 485785DEST_PATH_IMAGE002
范围内可连接的中继节点集合
Figure 361337DEST_PATH_IMAGE007
进行功率分配;
找出误码率最小的中继节点集合,作为最优中继节点集合,并对最优中继节点集合内 的跳频频率
Figure 390473DEST_PATH_IMAGE002
进行放大,然后转发,以扩大跳频频率
Figure 427699DEST_PATH_IMAGE002
输出的范围。
4.根据权利要求3所述的数字信息传输过程中降低模拟信道误码率的方法,其特征在于:所述误码率计算公式如下:
Figure 925808DEST_PATH_IMAGE008
其中,
Figure 339471DEST_PATH_IMAGE007
为中继节点集合;
Figure 426376DEST_PATH_IMAGE009
为中继节点个数;
Figure 900083DEST_PATH_IMAGE010
为误码率;
Figure 869176DEST_PATH_IMAGE011
为转发路径的 信噪比;
Figure 73148DEST_PATH_IMAGE012
为接收节点与中继节点传输路径的信噪比;
Figure 76877DEST_PATH_IMAGE013
为中继路径的信噪比;
Figure 455905DEST_PATH_IMAGE014
为调 制常数;
Figure 912294DEST_PATH_IMAGE015
为依赖常数。
5.根据权利要求3所述的数字信息传输过程中降低模拟信道误码率的方法,其特征在 于:所述中继节点集合
Figure 684072DEST_PATH_IMAGE007
采用次优功率分配算法,其算法步骤如下:
计算各个中继节点的等效增益
Figure 542307DEST_PATH_IMAGE016
,等效增益具体计算公式如下:
Figure 357816DEST_PATH_IMAGE017
其中,
Figure 301502DEST_PATH_IMAGE018
为中继节点;
Figure 844347DEST_PATH_IMAGE019
为中继节点方差;
Figure 557088DEST_PATH_IMAGE020
为传输信道方差;
计算中继节点的最优值,其计算公式如下:
Figure 543499DEST_PATH_IMAGE021
根据
Figure 974480DEST_PATH_IMAGE022
值得到最优中继点集合
Figure 822482DEST_PATH_IMAGE023
,其中
Figure 389729DEST_PATH_IMAGE024
为最优中 继点;
将功率的一半分给各最优中继点,剩下一半分给跳频频率
Figure 750303DEST_PATH_IMAGE002
的输出节点。
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