[发明专利]一种基于遗传算法的微波暗室多径效应影响评估算法

说明书

本发明公开了一种基于遗传算法的微波暗室多径效应影响评估算法，构建目标函数并采用遗传算法求解函数最小值对应的参数。根据暗室内部散射体的分布，在散射体的边缘位置将散射体离散成多个独立的散射点，并根据散射体的类型，给离散后的散射点赋予不同的散射系数；选择目标函数作为适应度计算函数，随机生成目标解的种群，通过对种群个体进行初始化、选择、交叉和变异步骤后，繁殖得到下一代个体，计算下一代个体的适应度，选择最优适应度的个体组成新的种群，重复上述操作，当迭代次数达到终止条件后，输出最优种群，并选择此种群中最优个体作为最优解，此解即为受暗室内部多径效应影响最低时接收端的布设点位和发射端的布设点位。

技术领域

本发明涉及一种基于遗传算法的微波暗室多径效应影响评估算法，属于射频仿真技术领域。

背景技术

多径传播是无线信道中信号产生衰落的主要原因。复杂的无线传播环境中，电磁波受到外物的阻挡产生了反射、绕射和散射，当信号到达移动台时，已经不是原来的一路信号了，而是多个路径的多个信号的叠加。因为多路径传输造成了路径距离存在远近差别，所以发送的一路信号在发散为多个路径后，各信号到达接收机的时间和相位都不一样。各信号按各自不同相位叠加，相位相同的信号相加，信号增强，反之衰减，信号便产生失真。这样造成叠加的接收信号的幅度和发送的单一信号幅度的快速巨大的差异，这称之为多径衰落。

多径误差与接收机工作环境密切相关，随着接收机天线周围场景的不同而变化，对多径信号接收机精度影响巨大。由于直射信号与多径信号可以看作由同一个信号源发射的，两个信号高度相关甚至相干，矢量相加后进入接收端，引起接收信号再复读和相位上的变化，造成误差。多径效应在无线通信中很常见，关于多径对无线通信信道模型的影响，有大量的研究，由于常规多径效应发生在复杂环境下，产生了大量的多径信号，因此之前的研究多是以统计模型来进行评估。

在暗室环境中，暗室内部各设备的布设相对稳定，暗室内部分布的各种反射体与天线发射端和接收端的位置相对固定，多径信号也相对稳定，多径信号不具备时变特性或具备时变缓慢特性，因此，暗室内部多径效应与无线信道的多径效应之间存在巨大的差异，在验证时不能运用常规的经验统计量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于遗传算法的微波暗室多径效应影响评估算法，通过离散暗室内部散射体分布，构建多径效应评估模型，实现对暗室内多径效应的评估；并在评估准则的基础上，构建关于收发天线位置的目标函数，求解暗室内部受多径影响最小的天线收发位置。

为达到上述目的，本发明提供一种基于遗传算法的微波暗室多径效应影响评估算法，包括以下步骤：

(1)构建求解目标函数

在构建目标函数时，根据暗室内部散射体的分布，在散射体的边缘位置将散射体离散成多个独立的散射点，并根据散射体的类型，给离散后的散射点赋予不同的散射系数；

(2)求解参数设置

设置求解所需要的参数：设置最大遗传的代数、种群的大小、个体的长度、可行解的取值区域范围、代沟的概率、交叉的概率、变异的概率和遗传迭代的次数；

(3)初始化种群

采用二进制生成随机数的方法对种群生成每一个染色体的值，将初始化的种群转换成十进制的数；

(4)适应度计算

为了求解目标函数最小值对应的接收端的布设点位和发射端的布设点位，选择目标函数作为适应度计算函数，对各种群的适应度大小进行排序；

(5)选择、交叉和变异

从旧的种群中以给定的代沟的概率选择优良的个体组成新的种群，以繁殖得到下一代个体，按照适应度由高到低选择对应的个体；