改進(jìn)遺傳算法在天線波束方向圖的應(yīng)用研究.pdf

1、2009年我國正式對運(yùn)營商發(fā)行3G執(zhí)照。第三代移動通信技術(shù)在我國飛速發(fā)展，3G用戶成為各大運(yùn)營商新的爭取對象。在激烈的競爭中，如何保持高的市場占有率，維持用戶的使用信心是運(yùn)營商必須要考慮的問題，這很大程度上將取決于通信網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的好壞。由于采用智能天線后，應(yīng)用波束形成技術(shù)顯著提高了基站的接收靈敏度，能夠大大降低系統(tǒng)內(nèi)部的干擾和相鄰小區(qū)之間的干擾，從而使系統(tǒng)容量得到擴(kuò)大；同時也可以使業(yè)務(wù)密度高的市區(qū)和郊區(qū)所要求的基站數(shù)目減少。如何設(shè)計(jì)天線陣

2、列波束形成的策略，使得天線陣列自動以最大增益對準(zhǔn)有用信號到達(dá)方向，并屏蔽噪聲和干擾信號是智能天線技術(shù)的實(shí)質(zhì)，也是本文的研究重點(diǎn)。
　　 本文首先從該課題研究背景入手，簡單說明了第三代移動通信技術(shù)在我國的發(fā)展?fàn)顩r，以及智能天線的發(fā)展和研究現(xiàn)狀。智能天線主要由天線陣列、模/數(shù)轉(zhuǎn)換裝置以及波束形成網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。陣列天線方向圖的形成正是智能天線的核心技術(shù)，它是指通過改變天線陣的陣元數(shù)、陣元位置、陣元饋電幅值、相位，針對不同的信號環(huán)境實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)

3、參數(shù)選擇的最優(yōu)化，從而提高了頻譜資源的利用率和通信質(zhì)量。在實(shí)際工程應(yīng)用中，往往把特性工藝相同的天線單元按照一定的集合形狀組成天線陣列，使得整個天線陣列整體體現(xiàn)的輻射特性滿足特定的通信環(huán)境要求。其中一維直線陣列式在移動通信系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的一種模型。所以本課題也是以該模型為基礎(chǔ)。
　　 遺傳算法是一種模擬生物在自然環(huán)境中遺傳和進(jìn)化過程宏觀仿生方法，根據(jù)“生存競爭”和“優(yōu)勝劣汰”原則通過選擇、交叉、變異程序，而組成的自適應(yīng)全局優(yōu)化

4、概率搜索算法。由于它在解決大空間、多參數(shù)、非線性等復(fù)雜問題時所具有的獨(dú)特優(yōu)越性，所以在很多領(lǐng)域都能的到廣泛地應(yīng)用。近年來，遺傳算法開始逐漸應(yīng)用到天線優(yōu)化設(shè)計(jì)領(lǐng)域。
　　 本文針對傳統(tǒng)遺傳算法的不足之處，提出了整數(shù)編碼，變異操作改進(jìn)和跨代競爭，基于適應(yīng)度函數(shù)的終止運(yùn)算四大改進(jìn)措施，并從主瓣位置、零陷位置控制和抑制旁瓣三方面控制天線陣列輻射波束形成做了詳細(xì)的研究。并分別用改進(jìn)遺傳算法和傳統(tǒng)遺傳算法進(jìn)行仿真對比，我們發(fā)現(xiàn)改進(jìn)后的遺傳算