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专利号: 2015104564972
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种模因方法优化的多模盲均衡方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)将发射信号s(k)经过脉冲响应信道h(k)后加入信道噪声n(k),得到盲均衡器输入时域信号x(k):x(k)=s(k)h(k)+n(k),

其中,k为整数且表示时间序列;

2)将步骤1)得到的盲均衡器输入时域信号x(k)经过盲均衡器得到输出信号z(k):z(k)=w(k)x(k),

*

其中,w(k)为盲均衡器的权向量,其更新公式为w(k+1)=w(k)-μe(k)x (k),w(k)的初始化权向量w(0)根据模因方法优化获取;e(k)为误差信号;μ为w(k)的迭代步长,是实数,0≤μ<1;x*(k)为x(k)的共轭;

初始化权向量w(0)由模因方法优化获取,具体步骤为:

2.1)确定参数

确定种群总数N,二进制位数S,最大迭代次数G,交叉概率Pc,变异概率Pm,其中,N为偶数;当前迭代次数为T;

2.2)种群初始化

随机产生初始种群,包含N个个体,记作X=[X1,X2,…,XN];其中每个个体均满足Xmin≤Xi≤Xmax,Xmin和Xmax为设定的Xi取值的上下限,1≤i≤N;当前迭代次数初值T=0;

2.3)确定适应度函数

模因方法的适应度函数为多模盲均衡方法代价函数的倒数,即其中,fitness(Xi)为模因方法的适应度函数,JMMA(Xi)为多模盲均衡方法的代价函数;

2.4)编码

对初始种群中的每个个体中的每一位元素进行二进制编码,编码长度为S,并将每一位元素的二进制码按原有顺序连接起来组成一组长度为L×S的二进制码,L为每个个体中的元素个数,编码后的种群为编码种群Y=[Y1,Y2,…,YN],其中Yi表示对于Xi的编码;

2.5)交叉操作

将编码种群Y中所有个体两两配对,对所配对的个体进行交叉判断;将每次进行交叉判断的一组父体分别记作Ya和Yb,a、b∈[1,…N]且a≠b,同时随机产生一个(0,1)之间的随机数ε,用于判断随机选取的该组父体是否进行交叉操作,若ε小于该组父体的交叉概率Pc,则该组父体进行交叉操作产生两个新个体,分别为Ya′和Yb′并保存;否则,不进行交叉操作,舍弃不进行交叉操作的该组父体;直至所有配对个体处理完成;

2.6)变异操作

对编码种群Y中所有个体依次进行变异判断;将每次进行变异判断的个体记作Yc,同时随机产生一个(0,1)之间的随机数σ,用于判断该个体是否进行变异操作;若σ小于该个体变异概率Pm,则对该个体进行变异操作产生一个新个体Yc′并保存;否则不进行变异操作,舍弃不进行交叉操作的该个体;直至所有个体处理完成;

2.7)合并种群

将经过2.5)交叉操作和2.6)变异操作后产生的新个体与步骤2.4)中编码种群Y合并构成当前种群Z,Z=[Z1,Z2,…,ZN+χ],其中,N+χ为当前种群中个体的总数,χ为编码种群Y经过交叉、变异操作后产生的新个体数,χ为非负整数;

2.8)解码并计算适应度值

对当前种群Z中的N+χ个个体进行解码,并根据步骤2.3)中的公式计算当前种群Z中所有个体的适应度值;

2.9)选择

使用轮盘赌方法从当前种群Z中选取N个个体继续进化,而未被选中的的个体则被舍弃;被选中的N个个体,按照被选中的先后依次记为X′1,X'2,…,X'N;

2.10)局部搜索

对步骤2.9)选中的N个个体进行局部搜索,具体为:对第i个体X′i个体,以多模盲均衡方法的代价函数JMMA(X′i)为约束条件,在X′i的邻域内搜索新个体使JMMA(X′i)为极小值,将JMMA(X′i)为极小值时的新个体作为下一次迭代中的初始个体Xi,从而得到下一次迭代的初始种群X;

2.11)判断终止条件

从步骤2.4)到步骤2.10)完成一次迭代过程,T=T+1;判断当前迭代次数T是否达到最大迭代次数G,若未达到,则返回至步骤2.4.);否则结束迭代,输出最优个体,并将其作为盲均衡器的初始化权向量。

2.根据权利要求1所述的一种模因方法优化的多模盲均衡方法,其特征在于,步骤2.5)中进行交叉操作产生的两个新个体的计算公式为Y′a=ω1Ya+(1-ω1)Yb

Y′b=ω2Yb+(1-ω2)Ya

式中,Y′a和Y′b分别为Ya和Yb进行交叉操作产生的两个新个体,ω1和ω2为(0,1)上两个不相关的随机数。

3.根据权利要求1所述的一种模因方法优化的多模盲均衡方法,其特征在于,步骤2.6)中进行变异操作产生的一个新个体的计算公式为其中,Y′c为Yc进行变异操作产生的新个体;gt为种群进化标识,gt=t/G,t为当前种群的进化代数,G为种群的最大迭代次数;rand为[0,1]上的随机数;sign随机选取0或1;Ymin和Ymax分别为Xmin和Xmax的二进制编码序列。

4.根据权利要求1所述的一种模因方法优化的多模盲均衡方法,其特征在于,步骤2.9)中,在选择过程中,第j个个体被选择的概率定义为式中,fitness(Zj)为当前种群Z中第j个个体的适应度值。