[发明专利]一种基于改进的免疫遗传算法的多相正交码生成方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达发射波形产生领域，涉及一种基于改进的免疫遗传算法的多相正交序列生成方法。

背景技术

正交序列广泛应用于雷达与通信的各个领域。多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)雷达作为一种新的体制，自提出以来就因其优越的性能而受到研究者的广泛关注。其中，相控阵雷达、合成孔径雷达等都是MIMO雷达的特例。在MIMO雷达中，为避免部通信号通道之间的相互干扰，通常要求MIMO雷达发射端的信号相互正交，所以发射波形的好坏对于整个雷达的探测性能影响很大。所以发射波形的优化也是MIMO雷达的重要研究方向。对于MIMO雷达，能够从各个目标回波中接收独立的信息，并且避免干扰，发射信号需要相互正交，要求信号间具有较差的互相关性，即彼此正交。而对于每一个发射信号而言，需要信号有低的自相关旁瓣电平(ASP)。所以寻找并生成具有良好自相关和较差的互相关特性的正交码集就成为了MIMO雷达极为重要的研究方向。

正交信号可以通过相位编码、频率编码两种方式来设计，其中相位编码又分为多相编码和二项编码，多相编码相对于二项编码，一般情况下具有更大的主副瓣比，并且具有更复杂的信号结构，难于被地方检测，所以多相编码越来越成为雷达信号的选择。正交多相码的寻找和生成问题是一个组合优化问题，目前为止采用的正交多相码的生成方法主要有模拟退火算法，遗传算法，TABU搜索算法，离散粒子群算法等。其中，遗传算法作为高并行度、自适应、随机的全局搜索优化算法，非常适合用来生成正交多相码。现有的算法中存在着收敛速度过慢，优化过程中容易出现早熟从而停留于局部最优解的情况。

发明内容

本发明主要解决的是：针对已有的生成多相正交码的方法所存在的收敛速度过慢，优化过程中容易出现早熟从而停留于局部最优解等问题，提出了一种基于改进的免疫遗传算法生成正交多相码序列的方法。该方法引入了免疫算法的记忆功能，并且针对序列个数的增长对多相正交码集性能的影响采用了后续的选择方法，使得算法拥有了良好的收敛性，种群的多样性得以保持，并且得到了优于以往算法的性能。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种基于改进免疫遗传算法的多相正交序列生成方法，实现步骤如下：首先对正交多相码集进行建模；建立初始种群；计算自适应加权系数；进行遗传算法的选择，交叉，变异操作；计算个体的信息熵H及其相似度A；群体的更新；记忆单元的更新。具体包括以下步骤：

步骤1：对于一个码长为N，信号个数为L的多相码集S进行建模：

S(L,N,M)=φ1(1)...φ1(N).........φL(1)...φL(1),]]>其中M表示可选相位；