[發明專利]一種通信系統中基于DNA蛙跳方法優化的常模盲均衡處理方法

在審

• 申請號: 201510728780.6
• 申請日: 2015-10-30
• 公開（公告）號: CN105376185A
• 公開（公告）日: 2016-03-02
• 發明（設計）人: 郭業才;姚超然;禹勝林
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: H04L25/03
• 分類號: H04L25/03
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明涉及盲均衡技術領域，特別是一種通信系統中基于DNA蛙跳方法優化的常模盲均衡處理方法。

背景技術

在無線通信及高速數據通信系統中，由于實際信道的多徑效應和帶限特性，數據通過信道時將不可避免地產生碼間干擾(Inter-symbolInterference，ISI)，這是影響通信質量的一個重要因素。為了消除碼間干擾，需在接收段采用均衡技術。盲均衡技術是一種不需要借助訓練序列，僅利用接收序列本身的先驗知識來均衡信道，使其輸出序列盡可能的逼近發送序列。常模盲均衡方法(Constantmodulusblindequalizationalogorithm,CMA)通過對接收信號取模運算將二維QAM信號映射到一維空間，然后在一維空間確定代價函數，由梯度搜索方法獲得最優解。這類方法實現簡單，得到了廣泛的應用，但損失了信號的相位信息，且梯度方法易陷入局部收斂，難以獲得全局最優。另外，常模盲均衡方法還存在收斂速度慢、均方誤差大的缺點。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足而提供一種通信系統中基于DNA蛙跳方法優化的常模盲均衡處理方法，利用混合蛙跳方法和DNA遺傳方法相結合，對改進蛙跳優化過程，輸出最優青蛙個體，并將其應用到常模盲均衡方法中；本發明方法收斂速度快、均方誤差小。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

根據本發明提出的一種通信系統中基于DNA蛙跳方法優化的常模盲均衡處理方法，包括以下步驟：

步驟1、初始化青蛙種群，確定青蛙總數Size、青蛙個體維數l，進化代數G；

步驟2、計算青蛙種群中青蛙個體適應度值，并將青蛙個體的十進制位置向量按照適應度值從小到大進行排序，將排序后的青蛙種群的前一半作為優質種群，后一半作為劣質種群，適應度值最小的位置向量所對應的青蛙個體作為最優個體，令Ncnew為執行交叉操作生成的新的青蛙個體數，其初值設為零；

步驟3、從優質種群中隨機選擇父體，并隨機產生一個0到1的隨機數rand，若rand小于交叉概率p_c，則執行交叉操作，執行交叉操作后生成2個新的青蛙個體，則Ncnew加2；當新生成的青蛙個體數Ncnew大于0.5Size時，則執行步驟4，否則繼續執行交叉操作；

步驟4、將新產生的青蛙個體插入到青蛙種群中，并將青蛙種群中所有青蛙個體的位置向量進行DNA編碼得到青蛙個體的DNA序列位置向量，DNA編碼是由堿基序列組成；再產生一組數量與青蛙個體的DNA序列位置向量維數相同的0到1之間的隨機數，這組隨機數中的元素與青蛙個體的DNA序列位置向量中的元素一一對應，將產生的隨機數分別與變異概率p_m比較，若隨機數小于p_m，則對該隨機數對應的DNA序列位置向量中的元素執行變異操作，用變異操作新產生的青蛙個體代替原青蛙個體；

步驟5、當所有青蛙個體變異操作完成后，執行Size-1次聯賽選擇，從而挑選出Size-1個青蛙個體組成下一代青蛙種群；同時將步驟2中的最優個體保留到下一代種群中，再對下一代種群進行DNA解碼得到解碼后的種群，當前進化代數加1；

步驟6、若當前進化代數達到預設的進化代數G，則輸出最優青蛙個體的位置向量，執行步驟7；否則繼續執行步驟2至步驟5；

步驟7、將輸出的最優青蛙個體的位置向量作為盲均衡的初始權向量，再進行盲均衡運算。

作為本發明所述的一種通信系統中基于DNA蛙跳方法優化的常模盲均衡處理方法進一步優化方案，所述步驟2中的青蛙個體適應度值是采用常模盲均衡代價函數的倒數作為適應度函數來獲得。

作為本發明所述的一種通信系統中基于DNA蛙跳方法優化的常模盲均衡處理方法進一步優化方案，所述步驟3中的交叉操作，具體如下：

DNA序列位置向量進行交叉操作時，首先從優質種群中任意選取兩個青蛙個體的DNA序列位置向量作為父體，再從兩個父體中分別隨機選取一段堿基數目相等的序列進行交換，得到2個新的DNA序列位置向量，從而得到2個新的青蛙個體。

作為本發明所述的一種通信系統中基于DNA蛙跳方法優化的常模盲均衡處理方法進一步優化方案，所述步驟4中的變異操作，具體如下：

從青蛙種群中任意選取一個青蛙個體的DNA序列位置向量，將該序列位置向量中任一元素的堿基序列以概率p_m變異為該元素的另一種堿基序列，得到一個新的DNA序列位置向量，從而得到新的青蛙個體。