[发明专利]一种快速的MIMO系统联合收发端天线选择方法

摘要

本发明公开了一种用于MIMO系统的联合收发端天线选择方法，属于无线通信领域，采用基于二进制粒子群算法思想，通过对MIMO系统信道容量公式的分析，导出采用二进制编码字符串表示的信道容量，以此作为粒子群算法的适应度函数，简化了计算量；同时采用循环移位种群初始化以提高搜索效率，获得信道容量的提高。本发明在降低计算复杂度的同时获得的信道容量比其他几种次优算法更高。

主权项

1.一种快速的MIMO系统联合收发端天线选择方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：通过对MIMO系统信道容量公式的分析，导出采用二进制编码字符串表示的信道容量，以此作为粒子群算法的适应度函数：其中，是N_t×N_t的单位矩阵，用表示选择发射天线，表示选择接收天线，其中和是二进制指示符，分别表示收发天线是否被选择，N_R为系统接收端的天线数，Nt和Nr分别为系统的发射端和接收端配备的射频链路条数，ρ表示信噪比；步骤2：选择具有最大信道幅值的天线作为种群的一个粒子，然后将该粒子以循环移位的方式产生其他的粒子，进行种群初始化，输入算法的各项参数，其中每个粒子由目前位置xi＝[xi1 xi2 … xiD]、粒子速度vi＝[vi1 vi2 … viD]和历史最优位置pi＝[pi1 pi2 … piD]等三个D维向量表示，其中xid∈{0,1},pid∈{0,1}，i＝1,2,…N,d＝1,2,…,D，设置个体最优值pi和全局最优值gi；步骤3：根据适应度函数计算每个粒子的适应度值；步骤4：将种群中各粒子的适应度值作比较，更新个体最优值pi和全局最优值gi；步骤5：更新每个粒子的飞行速度vi，速度更新公式为：其中，为第t+1次迭代粒子i飞行速度矢量的第d维分量，为第t次迭代粒子i飞行速度矢量的第d维分量，为第t次迭代粒子i个体最优值矢量的第d维分量，为第t次迭代粒子i位置矢量的第d维分量，为第t次迭代粒子i全局最优值矢量的第d维分量，c₁、c₂为加速度常数；步骤6：采用函数将速度值映射到被映射到区间[0,1]，这里s(v_id)表示位置x_id取1的概率，计算每位的更新概率，通过计算更新粒子位置以产生新的粒子群，粒子位置更新公式为：步骤7：重复步骤3到步骤6，直到达到最大迭代次数，其中拥有最高适应度值的粒子将作为输出结果，然后，全局最优粒子位置中对应的天线将作为被选择的天线进行通信。