[發(fā)明專利]基于自適應(yīng)交叉變異算子的量子免疫信號(hào)盲檢測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410135521.8
• 申請(qǐng)日: 2014-04-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103944672A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于舒娟;張昀;夏祎;于大為;劉艷;劉歡;胡蓉;宋嘯良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L1/00
• 分類號(hào): H04L1/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及基于自適應(yīng)交叉變異算子的量子免疫信號(hào)盲檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

優(yōu)化問(wèn)題在科學(xué)研究和工程應(yīng)用的各個(gè)領(lǐng)域具有重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值，近年來(lái)，以免疫智能算法和量子計(jì)算等為代表的智能算法具有簡(jiǎn)單通用，魯棒性好，計(jì)算速度快等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此成為解決復(fù)雜優(yōu)化問(wèn)題的有力工具。在無(wú)線通信系統(tǒng)中，盲檢測(cè)技術(shù)不依賴發(fā)送訓(xùn)練序列，依靠接收序列就能對(duì)發(fā)送序列盲估計(jì)。

人工免疫算法具有搜索效率高，種群多樣性程度高等特點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于智能計(jì)算領(lǐng)域。量子計(jì)算具有高度的并行性，大存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量以及指數(shù)級(jí)別的加速能力。量子免疫算法(quantum?inmune?algorithm)是汲取了量子進(jìn)化算法和人工免疫算法的各自優(yōu)勢(shì)而形成的新的優(yōu)化算法。它繼承了量子進(jìn)化算法的概念原理，同時(shí)又?jǐn)U展了免疫理論更新選擇概念。量子免疫算法能夠保持抗體種群的多樣性，同時(shí)也具有較好的收斂速度與效果。

Hongjian等人將免疫系統(tǒng)概念引入量子進(jìn)化算法[HongjianQ,FangzhaoZ.An?application?of?new?quantum?inspired?immune?evolutionary?algorithm[C].20091st?Int?Workshop?on?Database?Technology?and?Applications.Bruges,2009:468-471.]，免疫算子在保留原算法的特性下力圖有選擇有目的的利用待求解問(wèn)題的特征信息和先驗(yàn)知識(shí)，抑或是避免求解問(wèn)題中的一些冗余工作，從而提高算法整體性能。Haoteng等[Haoteng?B?Y.A?new?mutative?scale?chaos?optimization?quantum?genetic?algorithm[C].Chinese?Control?and?DecisionConf.Yantai,2008:1547-1549.]提出了基于混沌里面的量子免疫金屬啊算法，該算法應(yīng)用了混沌免疫理論并且根據(jù)小生鏡機(jī)制將初始個(gè)體進(jìn)行實(shí)數(shù)染色體編碼子群，使得各子群應(yīng)用免疫算子的局部搜索能力找出最優(yōu)解。李陽(yáng)陽(yáng)等[李陽(yáng)陽(yáng),焦李成.求解SAT問(wèn)題的量子免疫克隆算法[J].計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào),2007,30(2):176-183]提出了一種基于量子編碼的免疫克隆算法求解SAT問(wèn)題，針對(duì)種群中的個(gè)體采取了量子染色體編碼的格式，采用了量子旋轉(zhuǎn)門(mén)和旋轉(zhuǎn)角策略對(duì)抗體進(jìn)行演化，目的是為了加速克隆算子的收斂，利用其局部搜索能力強(qiáng)的特點(diǎn)，并且利用量子交叉信息算子提高了種群的多樣性，防止早熟。

綜上所述，在智能計(jì)算方法大行其道的背景下，將智能計(jì)算和盲均衡算法相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)信號(hào)盲檢測(cè)，具備較高的使用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有盲檢測(cè)優(yōu)化技術(shù)的不足,針對(duì)降低誤碼率和提高收斂性問(wèn)題，本發(fā)明提出了基于自適應(yīng)交叉變異算子的量子免疫信號(hào)盲檢測(cè)方法，所述方法在量子化交叉與變異基礎(chǔ)上，引入了基于自適應(yīng)策略的量子免疫交叉與變異算子，用量子交叉與量子變異進(jìn)行進(jìn)化，同時(shí)采用了現(xiàn)有免疫算法中交叉和變異算子的策略，以求更好地加強(qiáng)種群的進(jìn)化程度，旨在提供一種低誤碼率具有自適應(yīng)性的信號(hào)盲檢測(cè)方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

基于自適應(yīng)交叉變異算子的量子免疫信號(hào)盲檢測(cè)方法，包括如下步驟：

步驟A，構(gòu)造接收數(shù)據(jù)矩陣：

接收端接收單個(gè)用戶發(fā)送信號(hào)，經(jīng)過(guò)過(guò)采樣，獲得離散時(shí)間信道的接收方程：

X_N=SΓ^T

式中，X_N是接收數(shù)據(jù)陣，S是發(fā)送信號(hào)陣，Γ是由信道沖激響應(yīng)h_jj構(gòu)成的塊Toeplitz矩陣；(·)^T表示矩陣轉(zhuǎn)置；

其中，發(fā)送信號(hào)陣：

S=[s_L+M(k),...,s_L+M(k+N-1)]^T=[s_N(k),...,s_N(k-M-L)]_N×(L+M+1)，

M為信道階數(shù)，L為均衡器階數(shù)，N為數(shù)據(jù)長(zhǎng)度；

s_L+M(k)=[s(k),...,s(k-L-M)]^T；其中，s∈{±1}，時(shí)刻k為自然數(shù)，[·]^T為矩陣轉(zhuǎn)置；