[发明专利]一种基于遗传算法的信号延迟补偿合并方法

说明书

本发明涉及一种基于遗传算法的信号延迟补偿合并方法，该方法通过对N根天线接收到的数据进行互相关运算，再根据互相关峰值的位置确定N‑1个区间，然后基于遗传算法得到N‑1个路径对应的最优延迟值，从而根据最优延迟值将N个接收端输出的信号合并，得到最终的输出信号。本发明可以应用在采用异步单发多收的接收分集的激光通信系统中，当多个接收端与单个发射端的路径不同时，本发明可以将不同的接收端中的信号进行适当的延迟，使得所有接收端信号同步合并，从而缓解由于不同路径延时带来的码间串扰，进一步提高了激光通信系统的性能。

技术领域

本发明涉及激光通信系统技术领域，特别是涉及一种基于遗传算法的信号延迟补偿合并方法。

背景技术

随着科学技术的发展，人们对于高传输速率的需求逐渐增长。由于传统的射频通信由于其载波频率的限制，已经逐步不能满足高速的需求，因此激光通信系统得到了发展。在大气环境中，受到大气的折射、散射、湍流等效应影响，会在接收端引起功率起伏与相位畸变。相位畸变会进一步影响光纤的耦合效率，损伤系统性能。除了大气湍流之外，光束指向误差会使得光束中心不能时时对准，会进一步增加接收端的功率起伏。为了对抗系统的衰落，分集技术可以用来对抗信道损伤。空间分集是常用的分集技术之一，多条路径全部经历衰落的概率远小于单条路径经历衰落的概率。

考虑异步单发多收的激光通信系统，在实际应用中，很难使不同接收端的摆放位置满足每个接收端与单个发射端的距离相同，这样不同的光程差会使得不同接收端的信号未对齐。考虑到光速是3×10⁸米每秒，20厘米的光程差可以造成0.667纳秒的延迟。这对于速率为吉比特量级的激光通信系统来说是很难接受的。因此，需要在各个接收端引入延迟补偿算法。在没有噪声的情况下，通过对接收信号与发射信号的互相关可以完成精确的延迟补偿，但是在有噪声的情况下，则需要一种更精确的延迟补偿方法。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术存在的问题，提供一种基于遗传算法的信号延迟补偿合并方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种基于遗传算法的信号延迟补偿合并方法，包括以下步骤：

步骤一：获取异步单发多收的激光通信系统中所有N根天线接收到的数据；

步骤二：将第1根天线接收到的数据y₁(t)与其他N-1根天线接收到的数据y_j(t)分别做互相关运算，共得到N-1个互相关峰值的位置X_j，互相关峰值的位置X_j如式(2)所示：

式中，χ_j为第j根天线与第1根天线之间的时间差，j＝2,…,N；

步骤三：以互相关峰值的位置X_j作为第j个区间Ξ_j的中心值，根据N-1个互相关峰值的位置确定对应的N-1个区间；

步骤四：设置在区间Ξ_j内产生种群为数量M_pop的个体，其中M_pop为偶数，每个个体的比特长度为N_p，令代表第j个区间Ξ_j内第i个个体，且1≤i≤M_pop；令代表所有区间内第i个个体的集合；令代表个体对应的延迟值，其中Ψ(·)代表将个体映射到延迟值的运算符号；

步骤五：设置在区间Ξ_j内的个体集合的交叉概率P_c、变异概率P_m、循环迭代次数的代数初值G＝0以及迭代终止值G_end，且0＜P_c＜1，0＜P_m＜1；