CN114124242A - 一种水下光地址码的处理方法、装置以及设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种水下光地址码的处理方法、装置以及设备，用于快速有效地构造水下光地址码。方法包括：获取水下光地址码的配置参数，配置参数包括：任意一组光地址码都用一个光正交码的四元组N，ω，λ_a，λ_c表示，其中，N为码长，ω为码重，λ_a代表最大自相关旁瓣，λ_c为最大互相关门限，λ_a满足：

λ_c满足：

0≤τ≤N‑1，X、Y为光地址码码集中两个不同的码字，x_i，y_i∈{0，1}分别代表光地址码X和Y中的第i个元素，

运算符代表模N加法，τ代表两者之间的相对时延，用户信号h_i与收到的总信息H之间的互相关性如下式：

其中，

运算符代表互相关运算，用户信号h_i自相关R_ii的最大值为ω；在配置参数的指导下，穷举筛选出码字个数最大且符合自相关特性、互相关特性的光正交码码集；配置光正交码码集。

Description

一种水下光地址码的处理方法、装置以及设备

技术领域

本申请涉及通信领域，具体涉及一种水下光地址码的处理方法、装置以及设备。

背景技术

目前，水下无线光通信技术由于其带宽高、传输速率快、通信速率高、保密性强等优点，已经成为了许多国内外专家学者研究的热点。

相比于水下磁通信和水下声通信这两种传统的水下通信技术，水下光通信被认为是最具发展潜力和未来水下高速通信组网的核心技术。

而在现有的相关技术的人就过程中，发明人发现，由于水下光码分多址通信与空中光码分多址通信存在极大的不同，水中光信号的衰减远远大于空中，因此其编解码部分只能在电域中进行，不能适用于水下环境，也就是说，现有的空中地址码的处理方案，不能较好地应用于水下无线光通信。

发明内容

本申请提供了一种水下光地址码的处理方法、装置以及设备，用于快速有效地构造水下光地址码，为水下光码分多址通信系统提供有效支持。

第一方面，本申请提供了一种水下光地址码的处理方法，方法包括：

获取水下光地址码的配置参数，配置参数包括：任意一组光地址码都用一个光正交码的四元组N,ω,λa,λc表示，其中，N为码长，ω为码重，λ_a代表最大自相关旁瓣，λ_c为最大互相关门限，λ_a满足：

λ_c满足：

X、Y为光地址码码集中两个不同的码字，x_i,y_i∈{0,1}分别代表光地址码X和Y中的第i个元素，

运算符代表模N加法，τ代表两者之间的相对时延，

用户信号h_i与收到的总信息H之间的互相关性如下式：

其中，

运算符代表互相关运算，用户信号h_i自相关R_ii的最大值为ω；

在配置参数的指导下，穷举筛选出码字个数最大且符合自相关特性、互相关特性的光正交码码集；

配置光正交码码集。

结合本申请第一方面，在本申请第一方面第一种可能的实现方式中，λ_a设为1。

结合本申请第一方面或者第一方面第一种可能的实现方式，在本申请第一方面第二种可能的实现方式中，λ_c设为1。

结合本申请第二方面，在本申请第一方面第三种可能的实现方式中，N设为ω*(ω-1)*n+1，n为用户数。

结合本申请第一方面，在本申请第一方面第四种可能的实现方式中，在配置参数的指导下，穷举筛选出码字个数最大且符合自相关特性、互相关特性的光正交码码集，包括：

在配置参数的指导下，采用贪婪算法的穷举策略，不断对码字进行枚举，将所有码字枚举并保存为码字集合C1；

对码字集合C1中的码字进行遍历，计算其最大自相关旁瓣，当码字的最大自相关旁瓣小于或等于1时，将其记录并保存在码字集合C2；

在码字集合C2中选择一个码字作为根码字，将其记录在码字集合C3中，遍历码字集合C2，从码字集合C2中选择一个码字与码字集合C3中所有的码字进行互相关计算；

若选择的码字与集合C3中所有的码字的最大互相关值均小于或等于1，则将其记录在码字集合C3中，反之则不记录；

当码字集合C3中增加码字时，判断码字集合C3中的码字个数，当码字集合C3中的码字个数大于或等于n时，终止穷举，并且将码字集合C3返回，作为光正交码码集输出；

当码字集合C2中的码字遍历完毕，并且码字集合C3中的码字个数小于n，则代表根码字有误、将码字集合C3清空，并且返回到互相关计算的处理并依次往下执行，直至码字集合C2中的所有码字均成为过根码字，结束穷举，并返回0，代表无法计算得到最优光地址码，此时将码长N增大并重新进行穷举。

结合本申请第一方面，在本申请第一方面第五种可能的实现方式中，配置光正交码码集之前，方法还包括：

对光正交码码集进行验算；

当通过验算后触发配置光正交码码集。

结合本申请第一方面，在本申请第一方面第六种可能的实现方式中，配置光正交码码集之后，方法还包括：

在光正交码码集实现的设备地址标识机制下，对设备之间的通信消息进行传输。

第二方面，本申请提供了一种水下光地址码的处理装置，装置包括：

获取单元，用于获取水下光地址码的配置参数，配置参数包括：任意一组光地址码都用一个光正交码的四元组N,ω,λa,λc表示，其中，N为码长，ω为码重，λ_a代表最大自相关旁瓣，λ_c为最大互相关门限，λ_a满足：

λ_c满足：

X、Y为光地址码码集中两个不同的码字，x_i,y_i∈{0,1}分别代表光地址码X和Y中的第i个元素，

运算符代表模N加法，τ代表两者之间的相对时延，

用户信号h_i与收到的总信息H之间的互相关性如下式：

其中，

运算符代表互相关运算，用户信号h_i自相关R_ii的最大值为ω；

穷举筛选单元，用于在配置参数的指导下，穷举筛选出码字个数最大且符合自相关特性、互相关特性的光正交码码集；

配置单元，用于配置光正交码码集。

结合本申请第二方面，在本申请第二方面第一种可能的实现方式中，λ_a设为1。

结合本申请第二方面或者第二方面第一种可能的实现方式，在本申请第二方面第二种可能的实现方式中，λ_c设为1。

结合本申请第二方面，在本申请第二方面第三种可能的实现方式中，N设为ω*(ω-1)*n+1，n为用户数。

结合本申请第二方面，在本申请第二方面第四种可能的实现方式中，穷举筛选单元，具体用于：

在配置参数的指导下，采用贪婪算法的穷举策略，不断对码字进行枚举，将所有码字枚举并保存为码字集合C1；

对码字集合C1中的码字进行遍历，计算其最大自相关旁瓣，当码字的最大自相关旁瓣小于或等于1时，将其记录并保存在码字集合C2；

在码字集合C2中选择一个码字作为根码字，将其记录在码字集合C3中，遍历码字集合C2，从码字集合C2中选择一个码字与码字集合C3中所有的码字进行互相关计算；

若选择的码字与集合C3中所有的码字的最大互相关值均小于或等于1，则将其记录在码字集合C3中，反之则不记录；

当码字集合C3中增加码字时，判断码字集合C3中的码字个数，当码字集合C3中的码字个数大于或等于n时，终止穷举，并且将码字集合C3返回，作为光正交码码集输出；

当码字集合C2中的码字遍历完毕，并且码字集合C3中的码字个数小于n，则代表根码字有误、将码字集合C3清空，并且返回到互相关计算的处理并依次往下执行，直至码字集合C2中的所有码字均成为过根码字，结束穷举，并返回0，代表无法计算得到最优光地址码，此时将码长N增大并重新进行穷举。

结合本申请第二方面，在本申请第二方面第五种可能的实现方式中，装置还包括核算单元，用于：

对光正交码码集进行验算；

当通过验算后触发配置光正交码码集。

结合本申请第二方面，在本申请第二方面第六种可能的实现方式中，装置还包括传输单元，用于：

在光正交码码集实现的设备地址标识机制下，对设备之间的通信消息进行传输。

第三方面，本申请提供了一种水下光地址码的处理设备，包括处理器和存储器，存储器中存储有计算机程序，处理器调用存储器中的计算机程序时执行本申请第一方面或者本申请第一方面任一种可能的实现方式提供的方法。

第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有多条指令，指令适于处理器进行加载，以执行本申请第一方面或者本申请第一方面任一种可能的实现方式提供的方法。

从以上内容可得出，本申请具有以下的有益效果：

在水下无线光通信的应用场景下，本申请基于光正交码配置对应的配置参数，并在该配置参数的指导下，穷举筛选出码字个数最大且符合自相关特性、互相关特性的光正交码码集，配置后即可为系统中的水下通信进行服务，在实际应用中可快速有效地构造水下光地址码，为水下光码分多址通信系统提供有效支持。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为本申请水下光地址码的处理方法的一种流程示意图；

图2为本申请穷举筛选处理的一种流程示意图

图3为本申请水下光地址码的处理装置的一种结构示意图；

图4为本申请水下光地址码的处理设备的一种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。在本申请中出现的对步骤进行的命名或者编号，并不意味着必须按照命名或者编号所指示的时间/逻辑先后顺序执行方法流程中的步骤，已经命名或者编号的流程步骤可以根据要实现的技术目的变更执行次序，只要能达到相同或者相类似的技术效果即可。

本申请中所出现的模块的划分，是一种逻辑上的划分，实际应用中实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合成或集成在另一个系统中，或一些特征可以忽略，或不执行，另外，所显示的或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，模块之间的间接耦合或通信连接可以是电性或其他类似的形式，本申请中均不作限定。并且，作为分离部件说明的模块或子模块可以是也可以不是物理上的分离，可以是也可以不是物理模块，或者可以分布到多个电路模块中，可以根据实际的需要选择其中的部分或全部模块来实现本申请方案的目的。

在介绍本申请提供的方法之前，首先介绍本申请所涉及的背景内容。

本申请提供的水下光地址码的处理方法、装置以及计算机可读存储介质，可应用于水下光地址码的处理设备，用于快速有效地构造水下光地址码，为水下光码分多址通信系统提供有效支持。

本申请提及的水下光地址码的处理方法，其执行主体可以为水下光地址码的处理装置，或者集成了该水下光地址码的处理装置的水下光地址码的处理设备。其中，水下光地址码的处理装置可以采用硬件或者软件的方式实现，水下光地址码的处理备可以通过设备集群的方式设置。

可以理解的是，对于水下光地址码的处理设备，其在实际应用中具体可以为水下无线光通信涉及的基站，或者提供基站功能、基站服务的设备。

下面，开始介绍本申请提供的水下光地址码的处理方法。

首先，参阅图1，图1示出了本申请水下光地址码的处理方法的一种流程示意图，本申请提供的水下光地址码的处理方法，具体可包括如下步骤S101至步骤S103：

步骤S101，获取水下光地址码的配置参数，配置参数包括：任意一组光地址码都用一个光正交码的四元组N,ω,λa,λc表示，其中，N为码长，ω为码重，λ_a代表最大自相关旁瓣，λ_c为最大互相关门限，λ_a满足：

λ_c满足：

X、Y为(N,ω,λa,λc)光地址码码集中两个不同的码字，x_i,y_i∈{0,1}分别代表光地址码X和Y中的第i个元素，

运算符代表模N加法，τ代表两者之间的相对时延，

用户信号h_i与收到的总信息H之间的互相关性如下式：

其中，

运算符代表互相关运算，用户信号h_i自相关R_ii的最大值为ω；

可以理解的是，一方面，可以认为，本申请是从现有的水下无线光通信系统配置进本申请提供的水下光地址码的处理方法进行说明的，在实际应用中，既可以是设备在生产、出厂过程中进配置进本申请提供的水下光地址码的处理方法；或者，在现有设备的工作过程中，配置进本申请提供的水下光地址码的处理方法。

另一方面，也可以是在设备的工作过程中，在人工触发、定时触发或者其他触发条件下的触发下，通过本申请提供的水下光地址码的处理方法，对系统中的光地址码进行更新处理。

在具体的应用过程中，对于系统中光地址码的构造，是在预先确定的配置参数下进行的，在该配置参数中，描述了光地址码的形式及其存在的参数约束内容，对于该配置参数涉及的研发背景，还可以通过以下内容进行理解。

对于任意一组光地址码，都可以用一个四元组N,ω,λa,λc来表示，其中N为光地址码的码长，ω为光地址码的码重，λ_a代表光地址码的最大自相关旁瓣，λ_c为光地址码的最大互相关门限。

最大自相关旁瓣λ_a满足：

最大互相关门限λ_c满足：

其中，X，Y是(N,ω,λa,λc)光地址码码集中两个不同的码字，x_i,y_i∈{0,1}分别代表光地址码X和Y中的第i个元素，

运算符代表模N加法，τ代表两者之间的相对时延。

由光地址码的最大自相关旁瓣和最大互相关门限的定义可知，当码字进行循环位移的时候不会影响到码字的自相关特性和互相关特性，所以在信道混叠之后进行解码时不会因为时延的原因，导致其自相关特性与互相关特性发生改变。

对于任何一组光地址码码集，都可以用(N,ω,λa,λc)来表示，在设计光地址码码集时，可以仅需考虑这四个元素。其中，对于码长N，越长的码长会导致水下无线光通信系统最大用户通信速率下降的越多，系统最大用户通信速率与码长的关系如下：

其中，R_s表示系统原始单用户最大通信速率，R_t表示码分多址后的单个用户通信速率。由上式(3)可知在计算光地址码码集的时候，应该尽量选择码长较短的码集，码长越短，其用户通信速率也就越高。

假设系统中的活跃用户数有n个(n≤N)，分别为h₁,h₂,h₃,…,h_n。因为用户传输信息时间的不确定性，信号在信道中也是随机混叠的，在接收端进行信号判决时，本申请会将用户的地址码C_i与接收到的总信息H逐个进行匹配，所以用户自身信号h_i不匹配的一部分也会对判决产生影响。因此在判决时，用户信号h_i与收到的总信息H之间的互相关性如下式所示：

其中，

运算符代表式(4)所定义的互相关运算。假设系统处于通信质量最差的情况下，即各个用户信号强度相同(设其均为1)，此时无法通过用户信号幅度来区分信号，是多用户通信最差的情况。用户信号h_i自相关R_ii的最大值为ω，为了防止系统错误将别的信息判决解码成h_i，则必须保证R_ij<ω。

对于本申请引入的光正交码(Optical Orthogonal Code，OOC)，其为一种时域扩频码，相比于传统的素数码及其衍生码，光正交码拥有更加优良的自相关性与互相关性；同时，光正交码还可拥有所有一维光地址码中最大的码集容量。与此同时，本申请在引入光正交码的情况下，还结合水下无线光通信场景对其进行具体设置以及优化设置。

对于参数为(N,ω,λ_a,λ_c)的光正交码，其码集容量假设为φ(N,ω,λ_a,λ_c)，即可容纳用户数的最大值。根据代数编码理论，当给定N,ω,λ_a,λ_c时，光正交码的码集容量存在一个Johnson上界：

在非相干光码分多址系统中，光地址码的特性可以左右着整个通信系统的性能，设计光地址码时主要考虑地址码的码长、码重、最大自相关旁瓣以及最大互相关门限，即N,ω,λa,λc四个参数。在保证码长和码集容量相同的条件下，越大的码重与越小的自相关门限能够提高通信系统中多用户的接入同步效率，而越小的互相关门限有利于减少多用户干扰。

为了让用户之间的多址干扰尽可能的小，在设计地址码码集的时候就可以让互相关门限λ_c＝1，并且在码长允许的情况下码重ω也要尽可能的大。

当λ_c＝1时，由式(4)可以计算出，R_ij的最大值为：

所以如果想要完全无误码的解码出所有信号，则需要满足n＜ω+1-λ_a。当自相关旁瓣λ_a＝1时，用户数n能取得最大值ω-1。因此在设计光地址码码集时，本申请还可以将自相关旁瓣λ_a和互相关门限λ_c均设为1，并且尽量满足n＜ω的条件。

根据上面的推演，为了得到最为满足系统的光正交码，可以将输入参数配置为λ_a＝λ_c＝1，即(N,ω,λa,λc)＝(N,ω,1,1)，其中，ω＝n+1，N满足公式(5)，将参数代入式(5)可以得到：

N≥ω*(ω-1)*n+1 (7)

为了让系统中用户通信速率更高，因此N可以取最小值ω*(ω-1)*n+1，n为用户数。

步骤S102，在配置参数的指导下，穷举筛选出码字个数最大且符合自相关特性、互相关特性的光正交码码集；

在获得光正交码的配置参数后，则可在其指导下，或者说在其筛选内容的约束下，穷举出适配系统的光正交码码集，其中，此处所涉及的适配性，可以理解为在穷举筛选过程中引入的筛选条件，即，码字个数最大且符合自相关特性、互相关特性。

进一步的，传统的构造光正交码的算法，通常是贪婪算法，又可称为直接构造法，其算法的核心思路是给定的光正交码的码字参数后，利用计算机暴力穷举逐个排除筛选出码字个数最大并且符合其自相关和互相关特性的光正交码码集。但是该算法复杂度较高，当码长较大时，其运算时间较长，不利于用户实时登录。

为了解决这个问题，本申请还提出在暴力穷举之前，根据其自相关先行过滤码字集，通过其自相关特性先将大量不符合自相关特性的码字过滤掉，再从剩下的码字集中筛选出符合互相关条件的最大的码字集(光正交码码集)，其算法流程如还可参考图2示出的本申请穷举筛选处理的一种流程示意图。

具体的，本申请配置的穷举筛选处理，可以包括：

1.在配置参数的指导下，采用贪婪算法的穷举策略，不断对码字进行枚举，将所有码字枚举并保存为码字集合C1；

2.对码字集合C1中的码字进行遍历，计算其最大自相关旁瓣，当码字的最大自相关旁瓣小于或等于1时，将其记录并保存在码字集合C2；

3.在码字集合C2中选择一个码字作为根码字，将其记录在码字集合C3中，遍历码字集合C2，从码字集合C2中选择一个码字与码字集合C3中所有的码字进行互相关计算；

4.若选择的码字与集合C3中所有的码字的最大互相关值均小于或等于1，则将其记录在码字集合C3中，反之则不记录；

5.当码字集合C3中增加码字时，判断码字集合C3中的码字个数，当码字集合C3中的码字个数大于或等于n时，终止穷举，并且将码字集合C3返回，作为光正交码码集输出；

6.当码字集合C2中的码字遍历完毕，并且码字集合C3中的码字个数小于n，则代表根码字有误、将码字集合C3清空，并且返回到互相关计算的处理(处理3)并依次往下执行，直至码字集合C2中的所有码字均成为过根码字，结束穷举，并返回0，代表无法计算得到最优光地址码，此时将码长N增大(参数输入处理)并重新进行穷举(从处理1重新开始)。

步骤S103，配置光正交码码集。

可以理解，在穷举筛选出了光正交码码集后，则可配置在系统上，供后续系统的水下无线光通信使用。

通俗来讲，光地址码可以理解为在水下无相关通信过程中对于设备的一种标识，而在配置了光正交码码集后，则可在光正交码码集实现的设备地址标识机制下，对设备之间的通信消息进行传输。

此外，在系统上配置光正交码码集之前，还可配置一验算环节，用于根据预先配置的验算策略，确认穷举筛选出的光正交码码集的适配性、有效性，即：

对光正交码码集进行验算；

当通过验算后触发配置光正交码码集。

举例而言，对于预期计算出来的光正交码码集结果，还可以参考如附表1所示。

表1-光正交码码集表

当λ_a＝λ_c＝1时，根据上述式(5)可知，其码字容量n的Johnson上界为：

对附表1中的码字进行一一验算可知，计算得到的码字都是符合自相关和互相关的最优正交码码集，验证了上述算法、数据处理的正确性。

从以上内容可看出，在水下无线光通信的应用场景下，本申请基于光正交码配置对应的配置参数，并在该配置参数的指导下，穷举筛选出码字个数最大且符合自相关特性、互相关特性的光正交码码集，配置后即可为系统中的水下通信进行服务，在实际应用中可快速有效地构造水下光地址码，为水下光码分多址通信系统提供有效支持。

此外，当应用了上述内容中涉及的优化设置后，不仅可取得符合要求、有效的光正交码码集，还可取得码集容量达到Johnson上界的最优光地址码码字集，进一步实现了水下光码分多址通信系统高效、无误的通信工作效果。

以上是本申请提供水下光地址码的处理方法的介绍，为便于更好的实施本申请提供的水下光地址码的处理方法，本申请还从功能模块角度提供了一种水下光地址码的处理装置。

参阅图3，图3为本申请水下光地址码的处理装置的一种结构示意图，在本申请中，水下光地址码的处理装置300具体可包括如下结构：

获取单元301，用于获取水下光地址码的配置参数，配置参数包括：任意一组光地址码都用一个光正交码的四元组N,ω,λ_a,λ_c表示，其中，N为码长，ω为码重，λ_a代表最大自相关旁瓣，λ_c为最大互相关门限，λ_a满足：

λ_c满足：

X、Y为(N,ω,λ_a,λ_c)光地址码码集中两个不同的码字，x_i,y_i∈{0,1}分别代表光地址码X和Y中的第i个元素，

运算符代表模N加法，τ代表两者之间的相对时延，

用户信号h_i与收到的总信息H之间的互相关性如下式：

其中，

运算符代表互相关运算，用户信号h_i自相关R_ii的最大值为ω；

穷举筛选单元302，用于在配置参数的指导下，穷举筛选出码字个数最大且符合自相关特性、互相关特性的光正交码码集；

配置单元303，用于配置光正交码码集。

在一种示例性的实现方式中，λ_a设为1。

在又一种示例性的实现方式中，在本申请第二方面第二种可能的实现方式中，λ_c设为1。

在又一种示例性的实现方式中，N设为ω*(ω-1)*n+1，n为用户数。

在又一种示例性的实现方式中，穷举筛选单元302，具体用于：

在配置参数的指导下，采用贪婪算法的穷举策略，不断对码字进行枚举，将所有码字枚举并保存为码字集合C1；

对码字集合C1中的码字进行遍历，计算其最大自相关旁瓣，当码字的最大自相关旁瓣小于或等于1时，将其记录并保存在码字集合C2；

在码字集合C2中选择一个码字作为根码字，将其记录在码字集合C3中，遍历码字集合C2，从码字集合C2中选择一个码字与码字集合C3中所有的码字进行互相关计算；

若选择的码字与集合C3中所有的码字的最大互相关值均小于或等于1，则将其记录在码字集合C3中，反之则不记录；

当码字集合C3中增加码字时，判断码字集合C3中的码字个数，当码字集合C3中的码字个数大于或等于n时，终止穷举，并且将码字集合C3返回，作为光正交码码集输出；

当码字集合C2中的码字遍历完毕，并且码字集合C3中的码字个数小于n，则代表根码字有误、将码字集合C3清空，并且返回到互相关计算的处理并依次往下执行，直至码字集合C2中的所有码字均成为过根码字，结束穷举，并返回0，代表无法计算得到最优光地址码，此时将码长N增大并重新进行穷举。

在又一种示例性的实现方式中，装置还包括核算单元304，用于：

对光正交码码集进行验算；

当通过验算后触发配置光正交码码集。

在又一种示例性的实现方式中，装置还包括传输单元305，用于：

在光正交码码集实现的设备地址标识机制下，对设备之间的通信消息进行传输。

本申请还从硬件结构角度提供了一种水下光地址码的处理设备，参阅图4，图4示出了本申请水下光地址码的处理设备的一种结构示意图，具体的，本申请水下光地址码的处理设备可包括处理器401、存储器402以及输入输出设备403，处理器401用于执行存储器402中存储的计算机程序时实现如图1对应实施例中方法的各步骤；或者，处理器401用于执行存储器402中存储的计算机程序时实现如图3对应实施例中各单元的功能，存储器402用于存储处理器401执行上述图1对应实施例中水下光地址码的处理方法所需的计算机程序。

示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器402中，并由处理器401执行，以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在计算机装置中的执行过程。

水下光地址码的处理设备可包括，但不仅限于处理器401、存储器402、输入输出设备403。本领域技术人员可以理解，示意仅仅是水下光地址码的处理设备的示例，并不构成对水下光地址码的处理设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如水下光地址码的处理设备还可以包括网络接入设备、总线等，处理器401、存储器402、输入输出设备403等通过总线相连。

处理器401可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，处理器是水下光地址码的处理设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个设备的各个部分。

存储器402可用于存储计算机程序和/或模块，处理器401通过运行或执行存储在存储器402内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器402内的数据，实现计算机装置的各种功能。存储器402可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据水下光地址码的处理设备的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

处理器401用于执行存储器402中存储的计算机程序时，具体可实现以下功能：

获取水下光地址码的配置参数，配置参数包括：任意一组光地址码都用一个光正交码的四元组N,ω,λ_a,λ_c表示，其中，N为码长，ω为码重，λ_a代表最大自相关旁瓣，λ_c为最大互相关门限，λ_a满足：

λ_c满足：

X、Y为(N,ω,λa,λc)光地址码码集中两个不同的码字，x_i,y_i∈{0,1}分别代表光地址码X和Y中的第i个元素，

运算符代表模N加法，τ代表两者之间的相对时延，

用户信号h_i与收到的总信息H之间的互相关性如下式：

其中，

运算符代表互相关运算，用户信号h_i自相关R_ii的最大值为ω；

在配置参数的指导下，穷举筛选出码字个数最大且符合自相关特性、互相关特性的光正交码码集；

配置光正交码码集。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的水下光地址码的处理装置、设备及其相应单元的具体工作过程，可以参考如图1对应实施例中水下光地址码的处理方法的说明，具体在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解，上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤可以通过指令来完成，或通过指令控制相关的硬件来完成，该指令可以存储于一计算机可读存储介质中，并由处理器进行加载和执行。

为此，本申请提供一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，该指令能够被处理器进行加载，以执行本申请如图1对应实施例中水下光地址码的处理方法的步骤，具体操作可参考如图1对应实施例中水下光地址码的处理方法的说明，在此不再赘述。

其中，该计算机可读存储介质可以包括：只读存储器(Read Only Memory，ROM)、随机存取记忆体(Random Access Memory，RAM)、磁盘或光盘等。

由于该计算机可读存储介质中所存储的指令，可以执行本申请如图1对应实施例中水下光地址码的处理方法的步骤，因此，可以实现本申请如图1对应实施例中水下光地址码的处理方法所能实现的有益效果，详见前面的说明，在此不再赘述。

以上对本申请提供的水下光地址码的处理方法、装置、设备以及计算机可读存储介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种水下光地址码的处理方法，其特征在于，所述方法包括：

获取水下光地址码的配置参数，所述配置参数包括：任意一组光地址码都用一个光正交码的四元组N,ω,λ_a,λ_c表示，其中，N为码长，ω为码重，λ_a代表最大自相关旁瓣，λ_c为最大互相关门限，λ_a满足：

λ_c满足：

X、Y为光地址码码集中两个不同的码字，x_i,y_i∈{0,1}分别代表光地址码X和Y中的第i个元素，

运算符代表模N加法，τ代表两者之间的相对时延，

用户信号h_i与收到的总信息H之间的互相关性如下式：

其中，

运算符代表互相关运算，用户信号h_i自相关R_ii的最大值为ω；

在所述配置参数的指导下，穷举筛选出码字个数最大且符合自相关特性、互相关特性的光正交码码集；

配置所述光正交码码集。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，λ_a设为1。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，λ_c设为1。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，N设为ω*(ω-1)*n+1，n为用户数。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述配置参数的指导下，穷举筛选出码字个数最大且符合自相关特性、互相关特性的光正交码码集，包括：

在所述配置参数的指导下，采用贪婪算法的穷举策略，不断对码字进行枚举，将所有码字枚举并保存为码字集合C1；

对所述码字集合C1中的码字进行遍历，计算其最大自相关旁瓣，当码字的最大自相关旁瓣小于或等于1时，将其记录并保存在码字集合C2；

在所述码字集合C2中选择一个码字作为根码字，将其记录在码字集合C3中，遍历所述码字集合C2，从所述码字集合C2中选择一个码字与所述码字集合C3中所有的码字进行互相关计算；

若选择的码字与集合C3中所有的码字的最大互相关值均小于或等于1，则将其记录在所述码字集合C3中，反之则不记录；

当所述码字集合C3中增加码字时，判断所述码字集合C3中的码字个数，当所述码字集合C3中的码字个数大于或等于n时，终止穷举，并且将所述码字集合C3返回，作为所述光正交码码集输出；

当所述码字集合C2中的码字遍历完毕，并且所述码字集合C3中的码字个数小于n，则代表根码字有误、将所述码字集合C3清空，并且返回到所述互相关计算的处理并依次往下执行，直至所述码字集合C2中的所有码字均成为过根码字，结束穷举，并返回0，代表无法计算得到最优光地址码，此时将码长N增大并重新进行穷举。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述配置所述光正交码码集之前，所述方法还包括：

对所述光正交码码集进行验算；

当通过验算后触发配置所述光正交码码集。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述配置所述光正交码码集之后，所述方法还包括：

在所述光正交码码集实现的设备地址标识机制下，对设备之间的通信消息进行传输。

8.一种水下光地址码的处理装置，其特征在于，所述装置包括：

获取单元，用于获取水下光地址码的配置参数，所述配置参数包括：任意一组光地址码都用一个光正交码的四元组N,ω,λ_a,λ_c表示，其中，N为码长，ω为码重，λ_a代表最大自相关旁瓣，λ_c为最大互相关门限，λ_a满足：

λ_c满足：

X、Y为光地址码码集中两个不同的码字，x_i,y_i∈{0,1}分别代表光地址码X和Y中的第i个元素，

运算符代表模N加法，τ代表两者之间的相对时延，

用户信号h_i与收到的总信息H之间的互相关性如下式：

其中，

运算符代表互相关运算，用户信号h_i自相关R_ii的最大值为ω；

穷举筛选单元，用于在所述配置参数的指导下，穷举筛选出码字个数最大且符合自相关特性、互相关特性的光正交码码集；

配置单元，用于配置所述光正交码码集。

9.一种水下光地址码的处理设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时执行如权利要求1至7任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有多条指令，所述指令适于处理器进行加载，以执行权利要求1至7任一项所述的方法。

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