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数字调幅广播信道估计中导频图案的分配优化方法技术

技术编号:24175930 阅读:59 留言:0更新日期:2020-05-16 04:37
一种数字调幅广播信道估计中导频图案的分配优化方法。通过最小化导频图案对应感知矩阵的整体相关性,导频图案的分配被建模为组合优化问题,并利用改进的量子遗传算法求解该问题。采用量子比特对个体进行编码,获得初始导频频图案集合,并以整体相关性作为适应度函数,计算初始导频图案集合中每个个体的适应度值,最后通过量子旋转门对种群个体进行更新。多次重复上述步骤,将适应度值最大的导频图案选作最优确定性导频图案。本发明专利技术利用改进的量子遗传算法解决了导频图案在搜索过程中搜索空间小和效率低的问题,避免了在搜索过程中陷入局部最优的缺陷。优化后的确定性导频图案能够以较少的导频开销获得准确的信道信息,有效地提高了频谱利用率。

Optimization of pilot pattern allocation in Digital AM broadcast channel estimation

【技术实现步骤摘要】
数字调幅广播信道估计中导频图案的分配优化方法
本专利技术涉及数字调幅广播
,具体涉及一种数字调幅广播信道估计中导频图案的分配优化方法。技术背景DRM(DigitalRadioMondiale)是针对频率在30MHz以下的数字调幅广播技术。由于传输过程中的信道是带宽受限的多径衰落信道,DRM采用了正交频分复用技术来抗多径干扰,有效地提高频谱利用效率。为了获得更好的系统性能,接收端的相干解调和信道均衡均需要获得准确的信道状态信息。传统的DRM信道估计方法利用等间隔的导频图案探测信道选择性的衰落。该方法由于使用了较多的导频信号,造成有效传输数据减少,从而频谱利用率较低,这极大地限制了数字调幅广播多媒体数据业务的发展。近年来,利用无线信道稀疏性形成的基于压缩感知的稀疏信道估计得到了广泛的关注和研究。理论研究表明,基于压缩感知的稀疏信道估计使用随机导频图案获得了良好的估计性能。但是,对于DRM信道估计,每次随机选择导频图案在实际的系统中是不现实的。因此,需要研究更为有效的导频图案分配优化方法,为DRM通信系统提供确定性的导频图案,保证估本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.数字调幅广播(DRM)信道估计中导频图案的分配优化方法,其特征在于:将DRM信道估计中导频图案的优化利用感知矩阵整体相关性最小建模为组合优化问题,并利用改进的量子遗传算法求解该问题,进而获得最优确定性导频图案,其具体的优化方法包括以下步骤:/n步骤(A),导频图案对应感知矩阵的整体相关性最小作为优化过程中的判别准则,并将导频图案的最优分配转化为组合优化问题的最小值求解;/n步骤(B),改进的量子遗传算法参数设置及种群初始化;初始化种群的个体数量为n,即导频图案的数量;每个个体采用量子比特编码,位宽为m;种群进化代数为t,最大进化代数为Gs;初始化种群

【技术特征摘要】
1.数字调幅广播(DRM)信道估计中导频图案的分配优化方法,其特征在于:将DRM信道估计中导频图案的优化利用感知矩阵整体相关性最小建模为组合优化问题,并利用改进的量子遗传算法求解该问题,进而获得最优确定性导频图案,其具体的优化方法包括以下步骤:
步骤(A),导频图案对应感知矩阵的整体相关性最小作为优化过程中的判别准则,并将导频图案的最优分配转化为组合优化问题的最小值求解;
步骤(B),改进的量子遗传算法参数设置及种群初始化;初始化种群的个体数量为n,即导频图案的数量;每个个体采用量子比特编码,位宽为m;种群进化代数为t,最大进化代数为Gs;初始化种群当t=0时,第j个体的量子比特编码如公式(1)所示:



式(1)中,是概率幅常数;
步骤(C),观察Q(0)状态,获得二进制解P(0);随机产生一个0,1之间的数r,若的第i位则该位取1,反之取0;随后,将转换后的Q(0)存储在P(t)|t=0中,其中为m位的二进制数串;
步骤(D),计算P(0)中每个个体的适应度值,并设置一个最优种群B(t),初始化的最优种群和P(0)相同;
步骤(E),更新进化代数t=t+1;
步骤(F),观测Q(t-1),测量得到P(t),并计算P(t)的适应度值;比较B(t-1)和P(t),选择优秀个体存储到B(t);
步骤(G),采用量子旋转门将种群Q(t)更新到Q(t+1),个体的量子比特更新为:



其中Uθi为量子旋转门,θi是旋转门变换的旋转角度,Uθi可以表示为:



步骤(H),灾变操作;检查种群中个体是否收敛且未达到预定精度,达到则进入步骤(I),否则执行灾变操作;
步骤(I),检查迭代条件是否满足,满足则结束搜索过程,将B(t)中的最优解b作为最优导频图案输出,否则进入步骤(E)。


2.根据权利要求1所述的数字调幅广播信道估计中导频图案的分配优化方法,其特征在于,所述步骤(A)中:
假定DRM系统中发射每个OFDM符号的子载波总数为M,其...

【专利技术属性】
技术研发人员:聂阳
申请(专利权)人:聂阳
类型:发明
国别省市:内蒙;15

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