一种快速收敛的免疫克隆正交小波变换盲均衡方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102185808A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102185808A(43)申请公布日2011.09.14(21)申请号201110094283.7(22)申请日2011.04.15(71)申请人南京信息工程大学地址210044江苏省南京市宁六路219号(72)发明人郭业才丁锐(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人许方(51)Int.Cl.H04L25/03(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种快速收敛的免疫克隆正交小波变换盲均衡方法(57)摘要本发明公布了一种快速收敛的免疫克隆正交小波变换盲均衡方法，其特征在于包括如下步骤：种群初始化；计算亲和度值；克隆选择；精英交叉方法；高频变异；计算亲和度值；选择；判断终止与否；选择最佳权向量个体。本发明将免疫克隆选择算法引入至正交小波盲均衡方法(WT-CMA)中，利用克隆选择方法多峰值函数寻优的特点，将均衡器的权向量作为抗体，并采用正交小波变换降低信号的自相关性。与正交小波变换盲均衡方法(WT-CMA)相比，本发明方法具有更快的收敛速度和较小的稳态误差。CN10285ACCNN110218580802185812A权利要求书1/2页1.一种快速收敛的免疫克隆正交小波变换盲均衡方法，其特征在于包括如下步骤：第一步：种群初始化随机产生一定数目的抗体种群，其中的每个抗体分别对应一个均衡器的权向量。第二步：计算亲和度值将第一步所述的随机产生的抗体种群，结合常模均衡器(CMA)的代价函数JCMA(w)，定义亲和度的函数，即免疫算法寻优的目标函数：式中，w表示均衡器权向量。第三步：克隆选择克隆选择操作是克隆增值操作的逆操作。该操作是从抗体各自克隆增值后的子代中选择优秀的个体，从而形成新的抗体群，是一个无性选择过程。一个抗体经过克隆增值后形成一个亚抗体群，再经过亲和度成熟操作后通过克隆选择操作实现局部的亲和度升高。首先对第二步所述抗体群中的抗体按亲和度从小到大的顺序进行排列，根据亲和度(一个抗体对一个相同链长的抗原产生识别的程度称为亲和度)的大小评价，选择最佳抗体进行克隆扩增操作，得到扩增后的抗体群C，克隆数与亲和度成正比。第四步：精英交叉策略精英交叉的原理如下：在免疫算法的实现中，首先给定一个精英交叉的概率Pkc(kc表示king-crossover，即精英交叉)，对于第三步所述的克隆抗体群中第t代每个个体a(t)产生一个[0，1]之间的随机数R，如果R小于精英交叉概率Pkc，则a(t)被选中与保存的当前代精英个体b(t)进行交叉，其方法是：将a(t)和b(t)放入一个小的交配池中，根据选定的交叉策略(单点、两点、多点和一致交叉等)，对a(t)和b(t)进行交叉操作，得到一对子代个体a′(t)和b′(t)。然后，用a′(t)替代种群中的a(t)，b′(t)则丢失不用。第五步：高频变异将第四步所述的交叉后的抗体群C中每个克隆抗体按照下式进行高频变异，得到变异群C*。a＝(1/g)？exp(f)式中，X是变异体，N(0，1)是均值为0、标准方差为1正态随机变量，a是变异概率系数，g是变异的控制系数，f是抗体与抗原的亲和度值。第六步：计算亲和度值将第五步所述的高频变异后的各抗体重新计算其对应的亲和度值。第七步：选择将第6步所述的变异群C*中选择n个亲和度高的抗体替换初始抗体群中n个亲和度低的抗体，n反比于抗体群的平均亲和度值。第八步：判断终止与否根据抗体的进化代数进行判断，当进化代数小于最大进化代数，则转至第二步，重复进行第二至第五步的操作步骤，直至进化代数大于最大进化代数，如达到终止条件，则程序结束，输出全局最优解。2CCNN110218580802185812A权利要求书2/2页第九步：选择最佳权向量个体求取使目标函数最优时所对应的权向量值，并且将这个权向量作为所述一种快速收敛的免疫克隆正交小波变换盲均衡方法的初始化权向量。3CCNN110218580802185812A说明书1/7页一种快速收敛的免疫克隆正交小波变换盲均衡方法技术领域[0001]本发明涉及水声通信系统中的一种快速收敛的免疫克隆正交小波变换盲均衡方法。背景技术[0002]在水声通信系统中，信道的多径效应和有限带宽的失真所引起的码间干扰(Inter-symbolInterference，ISI)严重影响通信质量，需要采用有效的信道均衡技术来消除(见文献[1]韩迎鸽，郭业才等.引入动量项的正交小波变换盲均衡算法[J].系统仿真学报.2008，20(6)：pp.1559-1562)。盲均衡方法由于不需要发送训练序列，极大地提高了带宽的利用率，但其收敛速度较慢、稳态误差也较大(见文献[2]郭业才，赵俊渭.水声信道混合型常数模盲