一种基于改进的自适应遗传算法的水声信道估计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于改进的自适应遗传算法的水声信道估计方法，属于信号通信技术领域。该方法将最小化测量矩阵的互相关值作为优化函数进行优化，在迭代中自适应计算变异概率和交叉概率对导频位置进行逐位变换，获得更优的导频位置，再结合OMP算法进行信道估计，结果表明：MAGA算法优化导频位置后的估计性能优于传统导频位置分布后的性能，因此，在水声信道估计中要结合其信道的稀疏性，选择合适的导频位置来保证估计值的质量。本发明专利技术在节约导频资源的同时有效地提高了信道估计性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于改进的自适应遗传算法的水声信道估计方法
本专利技术涉及一种基于改进的自适应遗传算法的水声信道估计方法，属于信号通信

技术介绍
水声通信技术的研究在我国海洋强国战略发展中扮演着极其重要的角色，同时也是促进海洋数据采集、海洋资源开发、海洋环境监测等开发利用的必然要求。在实际无线通信过程中，信道估计技术是在无法提前获知信道状态信息(ChannelStateInformation,CSI)的条件下，准确的估计出信道状态信息来提高接收机的接收性能，故信道估计的准确度影响着接收机的接收性能，为了保证接收机正常的进行数据校正与恢复，准确的估计出信道时域或者频域响应参数值是尤其重要的。信道估计作为实现水声通信一项关键技术，当准确获知估计出的信道状态信息后能够有效的跟踪快速变化的水声信道，获取信道的数据传输速率及可靠性等信息，同时，也为相关检测、解调和均衡提供了前提条件。因此，信道估计在水声通信系统中的研究理论意义重大和实用价值巨大。在基于压缩感知模型的信道估计中，为了能够在较少的导频数目的条件下准确的估计出信道状态信息，最优导频位置的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于改进的自适应遗传算法的水声信道估计方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、搭建水声OFDM系统，假设所有子载波是正交的，即没有载波间干扰，则将N个子载波的数据符号X表示为矩阵形式，其中，数据载波位置置零/n

【技术特征摘要】
1.一种基于改进的自适应遗传算法的水声信道估计方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、搭建水声OFDM系统，假设所有子载波是正交的，即没有载波间干扰，则将N个子载波的数据符号X表示为矩阵形式，其中，数据载波位置置零



其中，X[k]表示第k个子载波上的导频信号，k＝0,1,2,...,N-1；经过水声信道后，作傅里叶变换，得到接收的导频信号Y：



其中，h是水声信道冲激响应，H[i]表示第i个水声信道频域值，i＝0,1,2,...,N-1；Z为环境噪声矩阵，Z[i]为环境噪声矩阵中第i个环境噪声，i＝0,1,2,...,N-1；Y[i]为导频信号Y第i个导频位置值；X为数据符号，F为傅里叶变换矩阵；
步骤2、建立水声信道压缩感知方程Y＝Ah+Z，其中，Z为环境噪声矩阵，其均值为0，方差为w2，Y表示一维观测导频信号向量，其维度为M×1，M表示观测向量Y的元素个数，A为感知矩阵表示为A＝XF，其维度为M×N，N为子载波数目；
步骤3、初始导频序列种群R，随机产生导频序列组K＝{P1，P2，…，Pr}，其中，Pr表示第r个导频序列，r∈R，P1＝K1＝(k1，k2，…kNp)，ki表示导频序列中第i个位置，i＝1,2,....Np，Np表示导频数目；设I为一个NP行R列的零矩阵，每一列用于存放一个导频序列，集合V用于存放每个导频序列对应的目标函数值，f用于存放对应的适用度函数值，计算互相关值μ(K)：



其中，d＝n-m，n和m表示感知矩阵A的第m列和第n列，集合Ω＝{1,2,...N-1}并将互相关值的倒数作为适用度函数为：f(K)＝1/μ(K)；
步骤4选择最优初始导频序列：
a判断是否停止算法：当前迭代次数t＝T；或适用度函数值收敛，停止迭代，输出结...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵慧，张秀再，周丽娟，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32