[发明专利]一种光正交码构造方法

摘要

本发明公开了一种光正交码构造方法，属于光通信技术领域。该方法首先将光正交码的构造问题转化为图的在线最大团问题，然后求解图的在线最大团问题，最后将求得的最大团转化为光正交码。本发明进一步利用基于引导变异的进化算法来求解图的在线最大团问题。相比现有技术，本发明方法的适用范围更广，对于任意设定的码长、码重和任意的自相关、互相关系数，均可得到具有较大码字容量的光正交码，且算法效率较高，实时性好。

主权项

一种光正交码构造方法，所述光正交码的码长、重量、自相关上界、互相关上界分别为v、k、λa、λc，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1、先随机生成码长为v、重量为k的码字，然后挑出满足自相关上界λa限制的码字作为无向图的顶点，并在满足互相关上界λc限制的码字之间添加边，得到无向图G；步骤2、求解所述无向图G的在线最大团问题；步骤3、将求得的最大团转化为光正交码；其中，使用基于引导变异的进化算法求解所述无向图G的在线最大团问题，包括以下步骤：1)进行编码转换：将在线最大团问题转换到进化算法所能处理的0‑1序列搜索空间中；2)生成种群：a)记个体0‑1序列的最大长度为n，在n个顶点的图G中，随机选取n/2个点，设为点集D，在D的基础上随机删点得到控制集D′，从D′之外的顶点中随机添加点到D′中，直到使其成为极大团，记为D”，即得到种群中的一个新个体；b)重复步骤a)的过程N次，即得到有N个个体的进化算法种群，其中N是正整数；3)遗传变异：c)令时间t＝0，记N个初始解分别为x(1),x(2),…,x(N)，其中x(i)为n维0‑1向量；d)从N个解中留取其中较好的M个解，设为x(1),x(2),…,x(M)，其中x(1)的顶点数最多；e)定义引导向量为：p(t)=1NΣi=1Nx(i),t=0λp(t-1)+(1-λ)1MΣi=1Mx(i),t>0]]>其中λ为进化算法的学习系数；f)对x(1)进行变异系数为β、引导向量为p(t)的引导变异，其中β为介于0和1之间的实数：设x(1)＝(x11,x12,…,x1n)，其中每一元素x1j以概率β发生变异，若变异，则以概率pj成为1，以概率1‑pj成为0；g)记步骤f)所生成的新的0‑1向量为y，对向量y进行如生成种群中步骤a)的修复过程，得到种群中的一个新个体；h)重复进行步骤f)和g)两步，直到生成N‑M个新解，连同生成种群中步骤b)中留取的M个好解，组成新一代的种群；i)令t＝t+1，判断此时生成的种群是否收敛为同一解，或者遗传变异次数t达到预设的上界，如果成立，则遗传变异过程结束；否则，循环执行步骤d)‑‑h)；4)换点更新：j)记遗传变异阶段返回的最优解为s，对向量s进行如生成种群中步骤a)的修复过程T次，得到T个新个体构成的备份集合；k)令时间t＝0，随机生成一个满足自相关限制的码字c，替换图G中的一个随机顶点，更新图G；l)对备份集合中的每一个个体，删除其中与码字c不相邻的顶点，并用生成种群中步骤a)所述过程进行修复；m)令t＝t+1，判断t是否达到预设的换点次数上限，如果成立，则换点更新过程结束；否则，循环执行步骤k)‑‑1)。