基于并行遗传算法的去相关多用户检测器VIP免费

第31卷第3期电子科技大学学报Vol.31No.32002年6月JournalofUESTofChinaJun.2002·学术论文与技术报告·基于并行遗传算法的去相关多用户检测器*陈永倩**唐普英肖先赐(电子科技大学电子工程学院成都610054)【摘要】通过将码分多址通信系统中的最佳多用户检测视为组合优化问题，利用遗传算法能全局寻优的优势，提出了一种基于并行遗传算法的去相关多用户检测器。理论分析和仿真表明：该多用户检测器无论是抗多址干扰的能力还是抗远近效应的能力都明显优于传统的检测器和去相关多用户检测器；由于采用了基于“联姻”策略的并行遗传算法，使这种多用户检测器更易于实时应用和硬件实现。关键词码分多址;多用户检测;并行遗传算法;去相关中图分类号TN911.23ADecorrelatingMultiuserDetectorBasedonParallelGeneticAlgorithmChenYongqianTangPuyingXiaoXianci(CollegeofElectronicEngineering,UESTofChinaChengdu610054)AbstractByviewingtheoptimummultiuserdetectorincodedivisionmultipleaccesscommunicationssystemsasacombinationaloptimumproblem,weapplytheglobaloptimumperformanceofgeneticalgorithmstodesignakindofdecorrelatingmultiuserdetectorbasedonparallelgeneticalgorithms(PGADEC-MUD).Theoreticalanalysesandnumericalsimulationresultshaveshownthatinaspectofmultiple-accessinterferenceandnear-farresistance,thePGADEC-MUDisbetterthantheconventionaldetectoranddecorrelatingmultiuserdetectorandcanbeeasilyimplementedbyVLSItechnology,whichbenefitesfromtheparallelgeneticalgorithm.Keywordscodedivisionmultipleaccess;multiuserdetector;decorrelation;parallelgeneticalgorithm码分多址(CDMA)是一种有效的多路复用方法，在移动通信和个人通信中占有重要的地位。直接序列扩频码分多址(DS-CDMA)是CDMA中一种最常用的方式。在DS-CDMA中，每一用户的信号指定一个不同的扩频序列，因此，接收的信号在时间和频谱上是重叠的。CDMA通信系统是一个干扰受限系统，抵消多址干扰必然会带来系统检测性能的改善和容量的提高，为此激发了最佳多用户检测接收机的研究兴趣。最佳多用户检测公式是[1]⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡+−=+−∈bYRWbbbTTbN21maxargˆ}1,1{*(1)式中为最佳多用户检测器输出向量；为各用户所发送的信息*ˆbTNbbb],,,[**2*1�=bTNbbb],,,[21�=2002年3月18日收稿*总装备部预研基金资助项目**女28岁博士生电子科技大学学报第31卷222序列；N为系统中用户数；YTNyyy],,,[21�=为接收信号经匹配滤波器组相关处理后的输出向量；称为CDMA系统等效传递矩阵；RWH=RNNijr×=][为各用户PN码互相关矩阵，且为对称矩阵。当各PN码之间不完全正交时，即0≠ijr，则存在多址干扰。W为能量矩阵，是对角矩阵，对角元素代表接收到的第i个用户的信号能量。iiw直接求解(1)式的计算量随用户数N呈指数增长，属于NP完备问题。为此，人们转而寻求计算量小，快速可靠的次最佳多用户检测算法。去相关多用户检测器[2]是一种次最佳多用户检测器，其计算量与用户数N成比例，在检测中不需要获得信号的能量，具有很强的抗远近效应的能力。但它在消除多址干扰的同时增大了噪声功率，因此导致其检测性能不能达到最优的目标。遗传算法是一种启发式算法，计算复杂度比较低，能够克服搜索空间指数增长的问题，并且能够获得全局最优，在解决NP完备问题上有独到之处，它使我们产生了用遗传算法解决CDMA中的多用户检测问题的研究兴趣。下面介绍一种基于并行遗传算法的去相关多用户检测器。1基于“联姻”策略的并行遗传算法在单种群的遗传算法中，由于种群大小受到限制，后代都是由有限个父母产生，有相当一部分后代很可能源于具有相同基因结构的同一父母，这很容易导致算法的早熟收敛。文献[3]将人类的远亲联姻方式引入遗传算法中，提出一种多种群并行进化的遗传算法，即：设M(M≥2)个种群并行进化，当种群与种群之间满足某种条件时，不同种群间的当代最佳个体两两联姻，并将联姻后代中的最佳个体复制到相关的两种群中，参与其下一代的进化过程。由于联姻后代携带了另一个种群的基因，因此，联...