[發明專利]基于PSO-GA混合算法的方向調制信號綜合方法

有效

• 申請號: 201810912971.1
• 申請日: 2018-08-13
• 公開（公告）號: CN109039974B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 王伶;劉峰;謝堅;陶明亮;粟嘉;張兆林
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: H04L27/20
• 分類號: H04L27/20;G06N3/00;G06N3/12
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

本發明提供了一種基于PSO?GA混合算法的方向調制信號綜合方法，構造了基于四元相控陣方向調制通信系統信號綜合的低復雜度多目標函數，結合粒子群優化算法收斂速度快和遺傳算法全局搜索能力強的特點，設計了基于PSO?GA的混合算法，彌補了單一優化算法的缺陷，仿真結果證實了所提方法的有效性。

技術領域

本發明涉及一種方向調制信號綜合方法。

背景技術

傳統無線通信發射機信號在基帶完成調制，然后上變頻和功率放大到射頻域。這種發射信號在各個方向上僅僅是功率不同，星座圖的格式基本保持不變。因此，竊聽者利用高效靈敏接收機在非期望方向上很容易恢復信息，這十分不利于物理層安全傳輸。方向調制被認定為一種極具前途的安全傳輸技術，是解決無線通信安全的有效途徑。

方向調制技術沿著預先指定的方向發射數字調制信息，同時在其他方向上使得星座圖嚴重畸變，該信號具有很強的方向性，從而能夠有效提高無線傳輸的安全性。在傳統發射機中，輻射方向圖波束寬度代表波束的功率方向性；在方向調制發射機中，信息波束寬度表示波束的信息方向性。

文獻1“M.P.Daly,J.T.Bernhard.Directional modulation technique forphased arrays.IEEE Trans.Antennas Propag.,vol.57,no.9,pp.2633-2640,Sep.2009”中引進相控陣天線，基于單目標函數運用遺傳算法綜合方向調制信號，但該綜合方法僅僅考慮基帶調制信號在傳輸方向上保持相同的星座格式，未考慮非期望方向上星座圖的畸變程度。

文獻2“Hong Tao,Song Maozhong,Liu Yu.Design of directional modulationsignal based on multi-objective genetic algorithm for physical layer securecommunication.Journal of Applied Sciences.vol.32,pp.51-56,2014”基于多目標函數運用遺傳算法綜合方向調制信號，但未考慮優化算法的收斂速度。

文獻3“Ding Y,Fusco V.Directional modulation transmitter synthesisusing particle swarm optimization.IEEE Antennas and Propagation Conference.,vol.9,no.6,pp.500-503,2014”根據系統誤碼率性能設置相移值，運用粒子群優化算法綜合方向調制信號，但未考慮優化算法的全局搜索能力。

上述文獻采用不同目標函數和優化方法綜合方向調制信號，各具優勢和不足。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種基于PSO-GA混合算法的方向調制信號綜合方法，在相控陣方向調制技術基礎上構造多目標函數和一種混合優化算法來實現方向調制信號綜合，結合粒子群優化算法收斂速度快和遺傳算法全局搜索能力強的特點，降低目標函數復雜度，使得方向調制具有更好的安全性能。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案包括以下步驟：