基于遺傳算法的天線選擇方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種基于遺傳算法的天線選擇方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前在多天線無線通信系統(tǒng)中，在收發(fā)節(jié)點(diǎn)上部署了多根天線用來提高傳輸速率 和抵抗多徑等信道影響。但由于射頻電路比較昂貴，為每個(gè)天線裝配一個(gè)射頻鏈路不切實(shí) 際也沒有必要，通常利用制定的天線選擇準(zhǔn)則選出部分優(yōu)選天線來做傳輸，達(dá)到降低系統(tǒng) 成本和保證較高傳輸速率的目的。
[0003] 目前天線選擇的準(zhǔn)則有基于最大容量和最大信噪比等算法?；谧畲笕萘康乃惴?能選出最優(yōu)發(fā)射接收天線組合，但需要計(jì)算出所有天線組合的容量，復(fù)雜度呈指數(shù)增長，計(jì) 算量大，計(jì)算時(shí)間長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有基于最大容量算法的不足之處，提供一種基于遺傳算法的天線選 擇方法。本發(fā)明采用遺傳捜索，可W快速地捜索到次優(yōu)甚至最有的最大容量的發(fā)射和接收 天線組合來參與多天線傳輸，降低了天線選擇的復(fù)雜度和計(jì)算量，使復(fù)雜度隨著天線數(shù)目 的增長僅僅是呈線性增長，大幅降低計(jì)算量和計(jì)算時(shí)長。
[0005] 下面闡述本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0006] 一種基于遺傳算法的天線選擇方法，所述方法包括如下步驟：
[0007] (1)獲取發(fā)送節(jié)點(diǎn)到接收節(jié)點(diǎn)的鏈路的信號(hào)信噪比和信道增益。
[000引 （2)為每一種發(fā)射和接收天線組合編碼，成為基因，其中：
[0009]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于遺傳算法的天線選擇方法，所述方法包括如下步驟： (1) 獲取發(fā)送節(jié)點(diǎn)到接收節(jié)點(diǎn)的鏈路的信號(hào)信噪比和信道增益； (2) 為每一種發(fā)射和接收天線組合編碼，成為基因，其中：
化表示發(fā)射和接收天線組合中的發(fā)射天線數(shù)； NKS表示從NK中選取的發(fā)射天線數(shù)；NT表示發(fā)射和接收天線組合中的接收天線數(shù)；NTS表 示從乂中選取的接收天線數(shù)；ChromeLen表示每條基因長度； (3) 產(chǎn)生初始種群，每個(gè)種群有GroupNum條基因，GroupNum= 1，2, 3,. . .，i,...; (4) 利用公式：
，計(jì)算每條基因的目標(biāo) 函數(shù)值，其中：〇bjectVC(i)表示第i條基因的目標(biāo)函數(shù)值，i= 1，2,3，... ；NKs、NTs分別表 示第i條基因所對(duì)應(yīng)的發(fā)射和接收天線組合中的發(fā)射天線數(shù)、接收天線數(shù)；P^氏分別表示 用第i條基因所對(duì)應(yīng)的發(fā)射和接收天線組合傳輸?shù)男旁氡取⑿诺谰仃?；表示信道矩陣Hi 的共軛轉(zhuǎn)置矩陣；是維數(shù)為NKs的單位矩陣； (5) 利用公式^計(jì)算每條基因的適應(yīng)度值，其中：
t = i FitnVC(i)表示第i條基因的適應(yīng)度值； (6) 對(duì)適應(yīng)度值進(jìn)行排序，復(fù)制適應(yīng)度值最大的前SelectNum個(gè)基因，刪除適應(yīng)度值最 小的SelectNum個(gè)基因，SelectNum表示種群中被選擇的基因數(shù)目； ⑵利用公式：CrossoverNum=GroupNumXpx/2,計(jì)算出需要交叉的基因?qū)Φ臄?shù)目，其 中px表示交叉概率；隨機(jī)產(chǎn)生介于1到GroupNum之間CrossoverNum對(duì)不重復(fù)的整數(shù)，隨 機(jī)產(chǎn)生介于2到ChromeLen-l之間的整數(shù)分別作為整數(shù)對(duì)的交叉位；其中：CrossoverNum 表示需要交叉的基因?qū)?shù)目，px表示交叉概率； (8) 利用公式：MutateNum=pmXChromeLenXGroupNum，計(jì)算變異的基因的數(shù)目； 隨機(jī)產(chǎn)生介于1到GroupNum之間MutateNum個(gè)不重復(fù)的隨機(jī)整數(shù)；隨機(jī)產(chǎn)生介于2到 ChromeLen-l之間MutateNum個(gè)不重復(fù)的隨機(jī)整數(shù)作為這些會(huì)變異的基因的變異位；其中： MutateNum是種群中變異的基因的數(shù)目，pm表示變異概率； (9) 重復(fù)步驟（4)至步驟（8)，直到遺傳次數(shù)達(dá)到MaxGen，MaxGen表示最大遺傳次數(shù)； (10) 計(jì)算出遺傳操作的最后一代的適應(yīng)度值最大的基因，解碼基因得到適合下一次傳 輸?shù)陌l(fā)射天線和接收天線的組合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟（7)中的交叉方法為：對(duì)換需要交叉的基因 的交叉位后的基因位。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中步驟（8)中的變異方法為：對(duì)需要變異的基 因的變異基因位取反。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于遺傳算法的天線選擇方法，針對(duì)現(xiàn)有基于最大容量算法其計(jì)算所有天線組合容量的復(fù)雜度呈指數(shù)增長的不足之處，采用遺傳搜索，可以快速地搜索到次優(yōu)甚至最有的最大容量的發(fā)射和接收天線組合來參與多天線傳輸，降低了天線選擇的復(fù)雜度和計(jì)算量，使復(fù)雜度隨著天線數(shù)目的增長僅僅是呈線性增長，大幅降低計(jì)算量和計(jì)算時(shí)長。
【IPC分類】H04B7-04
【公開號(hào)】CN104702323
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510087263
【發(fā)明人】陸顯松, 肖琨
【申請(qǐng)人】廣西師范大學(xué)
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年2月25日