CN104079328B - Wlan天线组合方法和系统 - Google Patents
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Abstract
一种WLAN天线组合方法和系统，所述方法包括步骤：对每条天线的开关状态分别赋予天线权值，根据天线的选择形成天线权值序列，并选择多个天线权值序列组成适用于遗传算法运算的当代天线权值集合；对天线权值序列配对交叉变异，以获得变异天线权值集合；若变异结果不符要求，则继续对变异结果进行选择交叉变异步骤直到寻找到适应值f大于系统设定的门限的天线权值序列为止。采用遗传算法寻找符合通信质量要求的天线组合，能够有效利用遗传算法中优胜略汰以及交叉变异的准则，使得每一次交叉变异的结果适应值都优于前一次，能够更快速找到符合通信要求的天线组合，减少了天线组合选择的次数，降低系统开销，改善通信效果。
Description
【技术领域】
本发明涉及互联网通信领域，特别是涉及一种基于遗传算法的WLAN天线组合方法和系统。
【背景技术】
随着通信技术发展，人们对于高速无线上网的需求越来越大。作为蜂窝接入技术的补充，无线局域网技术WLAN广受人们的喜爱。目前，无线局域网技术(WLAN)已经非常普及。绝大多数消费类电子产品如智能手机，平板电脑等均加装WLAN通信模块，支持WLAN网络接入。其中MIMO(Multiple-Input Multiple-Output：多输入多输出)，SDMA(SpaceDivision Multiple Access：空分复用)等多天线通信技术是其中的主要物理层技术之一。多天线通信利用传播环境丰富的多径，在接收端形成多条并行传输的子信道，可以在不增加时频资源的情况下使信道容量成倍数增长，因此被广泛采用到最新的通信标准中。
由于室内传播环境十分复杂，充满了多径，信号由发射端发射，可以经过许多不同的路径到达接收端，而不同的路径的衰落特性并不相同，在接收端叠加就造成了频率选择性衰落等和室外无线通信信道截然不同的衰落特性。由于在室内传播环境存在小尺度衰落，在传播信号波长级别(对于WLAN的2.4GHz频段来说，就是厘米级别)的位置差别，有可能造成接收信号强度超过10dBm以上的差异。在这种情况下，对于采用多天线通信技术的WLAN接发点，不同的天线接收信号的强度有很大的差别，这会影响WLAN的通信质量。
为了解决这个问题，目前普遍做法是尝试所有天线组合，基于天线方向图的先验信息进行天线组合，或者基于物理层信息及训练序列来进行天线组合，虽然这样能够找出合适的天线组合，但是盲目尝试天线的组合进行通信，会额外牺牲通信性能，而且采用训练序列的方式进行天线组合，会占用额外通信资源，增加训练开销。
【发明内容】
基于此，有必要针对现有技术中天线组合方法占用额外通信资源牺牲通信性能的问题，提供一种基于遗传算法的WLAN天线组合方法及系统。
一种WLAN天线组合方法，包括步骤：对每条天线的开关状态分别赋予天线权值，根据天线的选择形成天线权值序列，并选择多个天线权值序列组成适用于遗传算法运算的当代天线权值集合；根据交叉概率对当代天线权值集合中的天线权值序列配对交叉，并根据变异概率对交叉结果中各个天线权值序列进行变异，以获得变异天线权值集合；计算变异天线权值集合中每个天线权值序列的适应值f，当该变异天线权值集合中最大适应值fmax小于或等于系统设定的门限时，选择变异天线权值集合和当代天线权值集合中的适应值f最大值所在的天线权值集合作为第二代天线权值集合；根据第二代天线权值集合获得第二变异天线权值集合，若第二变异天线权值集合中天线权值序列的最大适应值fmax大于系统设定的门限时，则选择该最大适应值fmax的天线权值序列对应的天线组合进行通信，否则，继续对第二变异天线权值集合进行交叉和变异，直到寻找到适应值f大于系统设定的门限的天线权值序列为止。
相应地，本发明还提供一种WLAN天线组合系统，包括：赋值模块，用于对每条天线的开关状态分别赋予天线权值，根据天线的选择形成天线权值序列，并选择多个天线权值序列组成适用于遗传算法运算的当代天线权值集合；交叉变异模块，用于根据交叉概率对当代天线权值集合中的天线权值序列配对交叉，并根据变异概率对交叉结果中各个天线权值序列进行变异，以获得变异天线权值集合；选择模块，用于计算变异天线权值集合中每个天线权值序列的适应值f，当该变异天线权值集合中最大适应值fmax小于或等于系统设定的门限时，选择变异天线权值集合和当代天线权值集合中的适应值f最大值所在的天线权值集合作为第二代天线权值集合；循环模块，用于根据第二代天线权值集合获得第二变异天线权值集合，若第二变异天线权值集合中天线权值序列的最大适应值fmax大于系统设定的门限时，则选择该最大适应值fmax的天线权值序列对应的天线组合进行通信，否则，继续对第二变异天线权值集合进行交叉和变异，直到寻找到适应值f大于系统设定的门限的天线权值序列为止。
本发明通过对每条天线的开关状态分别赋予天线权值，根据天线的选择形成天线权值序列，并选择多个天线权值序列组成适用于遗传算法运算的当代天线权值集合，每一个天线权值序列对应一种天线组合的方式，每一个天线权值集合对应一个天线组群，该天线组群包括多个天线组合。并根据遗传算法对当代天线权值组合进行交叉和变异，以形成变异天线权值集合。判断变异天线权值集合中的权值序列的适应值是否符合要求，若不符合则根据优胜略汰的准则从变异天线权值集合和当代天线权值集合中选取适应值f最大值所在的天线权值集合作为第二代天线权值集合，再对第二代天线权值集合进行配对交叉变异，直到找到符合要求的天线组合为止。通过优胜略汰的准则保证了每一代的天线权值集合的最大适应值fmax不小于前一代，从而减少了寻找到符合适应值要求的天线权值集合的次数；在得到交叉结果后根据变异概率对交叉结果中各个天线权值序列的其中一个天线权值进行变异，以产生一个变异天线权值序列，避免了交叉的结果陷入局部最佳状态，导致无法找到符合适应值要求的天线权值序列，即无法找到通信质量要求的天线组合的情况。采用遗传算法寻找符合通信质量要求的天线组合，能够有效利用遗传算法中优胜略汰以及交叉变异的准则，使得每一次交叉变异的结果适应值都优于前一次，能够更快速找到符合通信要求的天线组合，减少了天线组合选择的次数，降低系统开销，改善通信效果。
【附图说明】
图1为本发明一种WLAN天线组合方法流程框图；
图2为本发明一种WLAN天线组合方法实施例流程框图；
图3为本发明一种WLAN天线组合方法一种实施例天线及其权值序列示意图；
图4为本发明一种WLAN天线组合系统流结构框图；
图5为本发明一种WLAN天线组合方法实施例结构框图；
图6为本发明一种WLAN天线组合方法另一种实施例天线与射频流连接关系示意图。
【具体实施方式】
实施例一
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
请参阅图1，其是本发明一种WLAN天线组合方法流程框图。一种WLAN天线组合方法，包括步骤：
S10：对每条天线的开关状态分别赋予天线权值，根据天线的选择形成天线权值序列，并选择多个天线权值序列组成适用于遗传算法运算的当代天线权值集合；
S20：根据交叉概率对当代天线权值集合中的天线权值序列配对交叉，并根据变异概率对交叉结果中各个天线权值序列进行变异，以获得变异天线权值集合；
S30：计算变异天线权值集合中每个天线权值序列的适应值f，当该变异天线权值集合中最大适应值fmax小于或等于系统设定的门限时，选择变异天线权值集合和当代天线权值集合中的适应值f最大值所在的天线权值集合作为第二代天线权值集合；
S40：根据第二代天线权值集合获得第二变异天线权值集合，若第二变异天线权值集合中天线权值序列的最大适应值fmax大于系统设定的门限时，则选择该最大适应值fmax的天线权值序列对应的天线组合进行通信，否则，继续对第二变异天线权值集合进行交叉和变异，直到寻找到适应值f大于系统设定的门限的天线权值序列为止。
本发明通过对每条天线的开关状态分别赋予天线权值，根据天线的选择形成天线权值序列，并选择多个天线权值序列组成适用于遗传算法运算的当代天线权值集合，每一个天线权值序列对应一种天线组合的方式，每一个天线权值集合对应一个天线组群，该天线组群包括多个天线组合。并根据遗传算法对当代天线权值组合进行交叉和变异，以形成变异天线权值集合。判断变异天线权值集合中的权值序列的适应值是否符合要求，若不符合则根据优胜略汰的准则从变异天线权值集合和当代天线权值集合中选取适应值f最大值所在的天线权值集合作为第二代天线权值集合，再对第二代天线权值集合进行配对交叉变异，直到找到符合要求的天线组合为止。通过优胜略汰的准则保证了每一代的天线权值集合的最大适应值fmax不小于前一代，从而减少了寻找到符合适应值要求的天线权值集合的次数；在得到交叉结果后根据变异概率对交叉结果中各个天线权值序列的其中一个天线权值进行变异，以产生一个变异天线权值序列，避免了交叉的结果陷入局部最佳状态，导致无法找到符合适应值要求的天线权值序列，即无法找到通信质量要求的天线组合的情况。采用遗传算法寻找符合通信质量要求的天线组合，能够有效利用遗传算法中优胜略汰以及交叉变异的准则，使得每一次交叉变异的结果适应值都优于前一次，能够更快速找到符合通信要求的天线组合，减少了天线组合选择的次数，降低系统开销，改善通信效果。
请同时参阅图2和图3，其中图2是本发明一种WLAN天线组合方法实施例流程框图，图3是本发明一种WLAN天线组合方法一种实施例天线及其权值序列示意图。
S10：对每条天线的开关状态分别赋予天线权值，根据天线的选择形成天线权值序列，并选择多个天线权值序列组成适用于遗传算法运算的当代天线权值集合。
如图3所示，在本实施例中，共包含12根天线，收发机支持三流MIMO传输。其中12根天线分别为三组，分别与三条射频流A、B、C，连接。其中与射频流A连接的天线为A1～A4，与射频流B连接的天线为B1～B4，与射频流C连接的天线为C1～C4。通过射频开关，可以选择天线与射频流的连接关系，比如射频流A连接天线A2，射频流B连接B1，射频流C连接C4，其中，每个射频流可以与一条天线连接，也可以与多条天线连接。这样通信中就采用选中的这3条天线进行无线信号的发送和接收。
为了快速搜索到适合传输的WLAN天线组合，首先，把对每条天线的开关状态分别赋予天线权值，用一串0/1序列来表示天线的通断，其中“1”表示选中该位置的天线，“0”表示没有选中该位置的天线，比如选择A2，B1和C4，则用(0100 1000 0001)来表示。由于一条射频流仅和一组天线由连接关系，比如射频流B和天线组A1～A4，C1～C4没有连接关系，仅和天线组B1～B2有连接关系，因此实际上天线的连接关系可以用3位符号的编码来表示：
(K1,K2,K3),Ki∈[0,1,..,15]
其中Ki的16个取值对应着射频流i与其对应天线组的16种连接关系，为方便书写，后续也会尽量采用3位符号编码来叙述。经过这样赋值之后，任意选择多个天线权值序列组成适用于遗传算法运算的当代天线权值集合，比如:
pop(1)＝{(4,8,1),(2,3,5),(11,2,4),(10,3,7)}
这样，在本实施例中当代天线权值集合就包括了4个天线权值序列，每个天线权值序列代表了一种选择的天线组合，即在本实施例中当代天线权值集合包括了4种选择的天线组合。
采用二进制能够方便清楚地表示天线的开关状态，使得天线权值序列能够适合遗传算法运算，简化运算步骤。本领域技术人员还可以通过其他方式对天线的开关状态进行权值的赋值，例如用一个权值来表示一条天线能够被选中的概率等。
S11：获取当代天线权值集合中各个天线权值序列的选择概率，并依据该选择概率从当代天线权值集合中选择相同数量的天线权值序列，以重组当代天线权值集合。
依次选用当代天线权值集合中的天线权值序列所表示的天线组合与特定用户通信进行通信，其中每用一种天线组合通信的时候，收发若干包，记录该用户的标识(比如IP地址，MAC地址等)，并且根据通信的速率、误包率计算适应值，公式如下：
f＝rate·(1-per)
其中，rate表示传输速率，per表示误报率。在本实施例中，适应性函数采用该天线组合与该用户通信的效果表示。由于WLAN的通信机制，传输速率rate和误包率per均可以根据驱动提供的接口读取，或者是根据包发送/接收成功的ACK(Acknowledgement：确认字符)信息统计获得。
获得了当代天线权值集合中各个天线权值序列的适应值之后可通过以下公式计算各个天线权值序列的选择概率，按照下式计算选择概率：
P＝天线权值序列的适应值/天线权值序列的适应值的和
依照这个选择概率的计算结果，从当代天线权值集合中选择相同数量的天线权值序列，以重组当代天线权值集合。在本实施例中，如下表1所示，天线权值序列(11，2，4)的选择概率为43.55％，也就是说重组当代天线权值集合时，天线权值序列(11，2，4)有43.55％的概率被选中，而天线权值序列(10，3，7)的选择概率只有11.36％，故天线权值序列(10，3，7)有88.64％的概率被淘汰。根据每个天线权值序列的选择概率执行随机的重组之后，当代天线权值序列变成pop(1)＝{(4,8,1),(2,3,5),(11,2,4),(11,2,4)}。
| 天线权值序列 | 选择概率 | 选择结果 |
| (4,8,1) | (48.36)/(170.13)＝28.43％ | (4,8,1) |
| (2,3,5) | (28.35)/(170.13)＝16.66％ | (2,3,5) |
| (11,2,4) | (74.1)/(170.13)＝43.55％ | (11,2,4) |
| (10,3,7) | 1-28.43％-16.66％-43.55％＝11.36％ | (11,2,4) |
表1
S20：根据交叉概率对当代天线权值集合中的天线权值序列配对交叉，并根据变异概率对交叉结果中各个天线权值序列进行变异，以获得变异天线权值集合。
按照如上所述的方法计算重组后当代天线权值集合的各个天线权值序列的选择概率P。然后计算对当代天线权值集合中的天线权值序列两两配对，每个配对表示为(Xi,Xj)，然后计算每个配对的配对概率Pt。其中
依据所述配对概率Pt对配对进行选择，选取与天线权值序列个数相同的配对组S。
S＝{[(11,2,4),(2,3,5)],[(11,2,4),(11,2,4)],[(4,8,1),(11,2,4)],[(4,8,1),(2,3,5)]}
并根据选取的交叉算子，确定天线权值序列的交叉概率和交叉位置。对配对组中其中一天线权值序列交叉位置的天线权值依据交叉概率替换另一天线权值序列对应的天线权值，并将替换后的结果作为交叉结果；如下表2所示，在本实施例中选取均匀交叉算子对配对组进行交叉，所述均匀交叉算子具体为独立地依交叉概率把配对组第一个天线权值序列的相应分量替换为第二个天线权值序列的相应分量，所得的第一个天线权值序列为交叉结果。以第一组配对组为例，天线权值序列(11,2,4)，(2,3,5)最左端第一位的权值不同，所以天线权值序列(11,2,4)该位置的权值1以交叉概率随机变成天线权值序列2,3,5)该位置的权值0，天线权值序列(11,2,4)，(2,3,5)左端第二位的权值相同，故交叉结果中该位置依然相同。
表2
本领域技术人员还可以选择以下交叉算子的的一种或多种：单点交叉算子，单点随机交叉算子以及双点交叉算子。本领域技术人员还可以选择其他的交叉算子。
其中，单点交叉算子：等概率地随机确定天线权值序列中一个权值位置作为交叉点，再把配对组中的两个天线权值序列从交叉点分成前后两部分，交换两个天线权值序列后半部分得到两个新的天线权值序列，取第一个天线权值序列为交叉结果。
单点随机杂交算子：等概率地随机确定天线权值序列中一个权值位置作为交叉点，再把配对组中的两个天线权值序列从交叉点分成前后两部分，依交叉概率交换两个天线权值序列后半部分得到两个新的天线权值序列，取第一个天线权值序列为交叉结果。
双点杂交算子：天线权值序列中两个权值位置作为交叉点，再把配对组中的两个天线权值序列从交叉点分成三部分，交换中间部分得到两个新的天线权值序列，取第一个天线权值序列为交叉结果。
在获得交叉结果后，根据变异概率从交叉结果中确定变异的天线权值，并改变该天线权值。如下表3所示，根据变异概率，将对交叉结果中的天线权值序列(12,8,5)左端第二位权值进行变异，然后修改该权值。经过变异后的到的变异天线权值集合为[(2,2,5),(11,2,4),(8,8,5),(4,1,5)]
| 交叉结果 | 是否发生变异 | 变异算子作用后 |
| (0010,0010,0101)＝(2,2,5) | 否 | (0010,0010,0101)＝(2,2,5) |
| (1011,0010,0100)＝(11,2,4) | 否 | (1011,0010,0100)＝(11,2,4) |
| (1100,1000,0101)＝(12,8,5) | 是 | (1000,1000,0101)＝(8,8,5) |
| (0100,0001,0101)＝(4,1,5) | 否 | (0100,0001,0101)＝(4,1,5) |
表3
交叉的目的是将适应值较高的权值序列进行组合，以形成适应值更高的天线权值序列，以快速寻找到符合通信质量要求的天线组合。
变异的目的是产生一个变异天线权值序列，避免了交叉的结果陷入局部最佳状态，导致无法找到符合适应值要求的天线权值序列，即无法找到通信质量要求的天线组合的情况。
S31：通过步骤S11所述方法计算变异天线权值集合中每个天线权值序列的适应值f，判断该变异天线权值集合中最大适应值fmax是否小于或等于系统设定的门限。若是，则执行步骤S32。否则，执行步骤S51选择变异天线权值集合中最大适应值fmax的天线权值序列所对应的的天线组合进行通信。
若变异天线权值集合中最大适应值fmax是否大于系统设定的门限，说明最大适应值fmax的天线权值序列所对应的的天线组合符合通信质量要求，可以进行通信。
S32：选择变异天线权值集合和当代天线权值集合中的适应值f最大值所在的天线权值集合作为第二代天线权值集合。
对比变异天线权值集合和当代天线权值集合中各个天线权值序列的适应值f，如果变异天线权值集合中天线权值序列的最大适应值大于或等于当代天线权值集合中天线权值序列的最大适应值，则选择变异天线权值集合作为第二代天线权值集合。否则，选择当代天线权值集合作为第二代天线权值集合。
选择变异天线权值集合和当代天线权值集合中的适应值f最大值所在的天线权值集合作为第二代天线权值集合的目的是保留适应值较高的天线权值集合，对适应值较高的天线权值集合进行交叉变异，使得交叉变异后天线权值序列的适应值越来越高，以致更快找到符合适应值要求的天线权值序列。
S41：根据第二代天线权值集合获得第二变异天线权值集合。
通过步骤S11和S20所述的方法，先计算第二代天线权值集合中各个天线权值序列的选择概率，并重组天线权值序列，再对第二代天线权值集合进行交叉变异，并获得第二变异天线权值集合。
S42：比较第二变异天线权值集合中天线权值序列的最大适应值fmax是否大于系统设定的门限时，若是，则执行步骤S52选择该最大适应值fmax的天线权值序列对应的天线组合进行通信，否则，继续对第二变异天线权值集合进行交叉和变异，直到寻找到适应值f大于系统设定的门限的天线权值序列为止。
通过步骤S11所述方法计算第二变异天线权值集合中天线权值序列的适应值，判断第二变异天线权值集合中最大的适应值最大适应值fmax是否大于系统设定的门限，若第二变异天线权值集合中天线权值序列的最大适应值fmax大于系统设定的门限，说明最大适应值fmax所在的天线权值序列所代表的天线组合通信质量符合系统要求，通信质量良好，适合用于通信，则选择第二天线权值集合中最大适应值fmax的天线权值序列对应的天线组合进行通信。
否则，说明第二变异天线权值集合中所有的天线权值序列都不符合适应值的要求，即没有符合通信质量要求的天线组合，将变异天线权值集合作为当代天线权值集合，将第二变异天线权值集合作为变异天线权值集合，再返回至步骤32，重新对天线权值集合进行选择交叉和变异步骤，知道寻找到适应值大于系统设定的门限的天线权值序列为止。
本发明通过对每条天线的开关状态分别用二进制的形式赋予天线权值，使得获得的天线权值序列能够更适合遗传算法的运算。并根据遗传算法对当代天线权值组合进行交叉和变异，以形成变异天线权值集合。判断变异天线权值集合中的权值序列的适应值是否符合要求，若不符合则根据优胜略汰的准则从变异天线权值集合和当代天线权值集合中选取适应值f最大值所在的天线权值集合作为第二代天线权值集合，再对第二代天线权值集合进行配对交叉变异，直到找到符合要求的天线组合为止。通过优胜略汰的准则保证了每一代的天线权值集合的最大适应值fmax不小于前一代，从而减少了寻找到符合适应值要求的天线权值集合的次数；在得到交叉结果后根据变异概率对交叉结果中各个天线权值序列的其中一个天线权值进行变异，以产生一个变异天线权值序列，避免了交叉的结果陷入局部最佳状态，导致无法找到符合适应值要求的天线权值序列，即无法找到通信质量要求的天线组合的情况。采用遗传算法寻找符合通信质量要求的天线组合，能够有效利用遗传算法中优胜略汰以及交叉变异的准则，使得每一次交叉变异的结果适应值都优于前一次，能够更快速找到符合通信要求的天线组合，减少了天线组合选择的次数，降低系统开销，改善通信效果。
请参阅图4，其是本发明一种WLAN天线组合系统流结构框图；一种WLAN天线组合系统，包括：
赋值模块110，用于对每条天线的开关状态分别赋予天线权值，根据天线的选择形成天线权值序列，并选择多个天线权值序列组成适用于遗传算法运算的当代天线权值集合；
交叉变异模块120，用于根据交叉概率对当代天线权值集合中的天线权值序列配对交叉，并根据变异概率对交叉结果中各个天线权值序列进行变异，以获得变异天线权值集合；
选择模块130，用于计算变异天线权值集合中每个天线权值序列的适应值f，当该变异天线权值集合中最大适应值fmax小于或等于系统设定的门限时，选择变异天线权值集合和当代天线权值集合中的适应值f最大值所在的天线权值集合作为第二代天线权值集合；
循环模块140，用于根据第二代天线权值集合获得第二变异天线权值集合，若第二变异天线权值集合中天线权值序列的最大适应值fmax大于系统设定的门限时，则选择该最大适应值fmax的天线权值序列对应的天线组合进行通信，否则，继续对第二变异天线权值集合进行交叉和变异，直到寻找到适应值f大于系统设定的门限的天线权值序列为止。
本发明通过赋值模块110对每条天线的开关状态分别赋予天线权值，根据天线的选择形成天线权值序列，并选择多个天线权值序列组成适用于遗传算法运算的当代天线权值集合，每一个天线权值序列对应一种天线组合的方式，每一个天线权值集合对应一个天线组群，该天线组群包括多个天线组合。交叉变异模块120并根据遗传算法对当代天线权值组合进行交叉和变异，以形成变异天线权值集合。选择模块130判断变异天线权值集合中的权值序列的适应值是否符合要求，若不符合则根据优胜略汰的准则从变异天线权值集合和当代天线权值集合中选取适应值f最大值所在的天线权值集合作为第二代天线权值集合，循环模块140再对第二天线权值集合进行配对交叉变异，直到找到符合要求的天线组合为止。通过选择模块130通过优胜略汰的准则保证了每一代的天线权值集合的最大适应值fmax不小于前一代，从而减少了寻找到符合适应值要求的天线权值集合的次数；在得到交叉结果后交叉变异模块120根据变异概率对交叉结果中各个天线权值序列的其中一个天线权值进行变异，以产生一个变异天线权值序列，避免了交叉的结果陷入局部最佳状态，导致无法找到符合适应值要求的天线权值序列，即无法找到通信质量要求的天线组合的情况。采用遗传算法寻找符合通信质量要求的天线组合，能够有效利用遗传算法中优胜略汰以及交叉变异的准则，使得每一次交叉变异的结果适应值都优于前一次，能够更快速找到符合通信要求的天线组合，减少了天线组合选择的次数，降低系统开销，改善通信效果。
请参阅图5，其是本发明一种WLAN天线组合方法实施例结构框图。
赋值模块110，用于对每条天线的开关状态分别赋予天线权值，根据天线的选择形成天线权值序列，并选择多个天线权值序列组成适用于遗传算法运算的当代天线权值集合；
重组模块111，用于获取当代天线权值集合中各个天线权值序列的选择概率，并依据该选择概率从当代天线权值集合中选择相同数量的天线权值序列，以重组当代天线权值集合。
配对模块121，用于对当代天线权值集合中的天线权值序列两两配对，以形成多个配对组，并根据选取的交叉算子，确定天线权值序列的交叉概率和交叉位置；
交叉模块122，用于选取与天线权值序列个数相同的配对组，并根据选取的交叉算子，确定天线权值序列的交叉概率和交叉位置；
变异模块123，用于根据变异概率从交叉结果中确定变异的天线权值，并改变该天线权值。
选择模块130，用于计算变异天线权值集合中每个天线权值序列的适应值f，当该变异天线权值集合中最大适应值fmax小于或等于系统设定的门限时，选择变异天线权值集合和当代天线权值集合中的适应值f最大值所在的天线权值集合作为第二代天线权值集合；
循环模块140，用于根据第二代天线权值集合获得第二变异天线权值集合，若第二变异天线权值集合中天线权值序列的最大适应值fmax大于系统设定的门限时，则选择该最大适应值fmax的天线权值序列对应的天线组合进行通信，否则，继续对第二变异天线权值集合进行交叉和变异，直到寻找到适应值f大于系统设定的门限的天线权值序列为止。
图5与图2对应，上述各模块的运行方式与方法中的相同。
实施例二
请参阅图6，其是本发明一种WLAN天线组合方法另一种实施例天线与射频流连接关系示意图。本实施例大体步骤与实施例一一致，区别点在于在本实施例中，射频流1、射频流2、射频流3分别可以与天线1到天线8建立连接关系。但是每个射频流只能选择一根天线建立连接关系。所以共有8·7·6＝336种可能的天线组合。用9位2进制编码可以涵盖所有的可能。因此在本实施例中，天线权值序列由9位2进制数组成。由于9位2进制数共能表示512种可能的组合，大于实际能够出现的天线组合数，因此在交叉和变异阶段，分别要增加对杂交结果及变异结果合理性的判断。
具体地，在获得交叉结果和变异天线权值集合后，如果交叉结果和变异天线权值集合中各个天线权值序列不对应实际的天线组合，则重新对当代天线权值集合中的天线权值序列进行交叉和变异，直到交叉结果和变异天线权值集合中各个天线权值序列对应实际的天线组合。
本实施例中，所述天线组合有336种，每种天线组合都有一个唯一对应的9位2进制数，如果交叉结果和变异天线权值集合中某一天线权值序列并不是336种之中的其中一种，则该天线权值序列并不对应实际的天线组合，所以要重新对当代天线权值集合中的天线权值序列进行交叉和变异，直到交叉结果和变异天线权值集合中各个天线权值序列对应实际的天线组合。
如果交叉结果和变异天线权值集合中各个天线权值序列对应实际的天线组合，则继续对天线权值序列进行后续的各个步骤。
因此，在本实施例中，对应的WLAN天线组合系统，相比实施例一，还包括：第二循环模块，用于在获得交叉结果和变异天线权值集合后，在获得交叉结果和变异天线权值集合后，如果交叉结果和变异天线权值集合中各个天线权值序列不对应实际的天线组合，则重新对当代天线权值集合中的天线权值序列进行交叉和变异，直到交叉结果和变异天线权值集合中各个天线权值序列对应实际的天线组合。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种WLAN天线组合方法，其特征在于，包括步骤：
对每条天线的开关状态分别赋予天线权值，根据天线的选择形成天线权值序列，并选择多个天线权值序列组成适用于遗传算法运算的当代天线权值集合；
根据交叉概率对当代天线权值集合中的天线权值序列配对交叉，并根据变异概率对交叉结果中各个天线权值序列进行变异，以获得变异天线权值集合；
计算变异天线权值集合中每个天线权值序列的适应值f，当该变异天线权值集合中最大适应值fmax小于或等于系统设定的门限时，选择变异天线权值集合和当代天线权值集合中的适应值f最大值所在的天线权值集合作为第二代天线权值集合；
根据第二代天线权值集合获得第二变异天线权值集合，若第二变异天线权值集合中天线权值序列的最大适应值fmax大于系统设定的门限时，则选择该最大适应值fmax的天线权值序列对应的天线组合进行通信，否则，继续对第二变异天线权值集合进行交叉和变异，直到寻找到适应值f大于系统设定的门限的天线权值序列为止；
在执行所述根据交叉概率对当代天线权值集合中的天线权值序列配对交叉，并根据变异概率对交叉结果中各个天线权值序列的天线权值进行变异，以获得变异天线权值集合步骤之前，还包括步骤：
获取当代天线权值中各个天线权值序列的适应值，根据所述当代天线权值中各个天线权值序列的适应值计算各个天线权值序列的选择概率；
获取当代天线权值集合中各个天线权值序列的选择概率，并依据该选择概率从当代天线权值集合中选择相同数量的天线权值序列，以重组当代天线权值集合。
2.根据权利要求1所述的WLAN天线组合方法，其特征在于，所述配对交叉过程包括：
选取与天线权值序列个数相同的配对组，并根据选取的交叉算子，确定天线权值序列的交叉概率和交叉位置；
对配对组中其中一天线权值序列交叉位置的天线权值依据交叉概率替换另一天线权值序列对应的天线权值，并将替换后的结果作为交叉结果。
3.根据权利要求1所述的WLAN天线组合方法，其特征在于，所述变异的过程包括：
根据变异概率从交叉结果中确定变异的天线权值，并改变该天线权值。
4.根据权利要求1所述的WLAN天线组合方法，其特征在于，在获得交叉结果和变异天线权值集合后，如果交叉结果和变异天线权值集合中各个天线权值序列不对应实际的天线组合，则重新对当代天线权值集合中的天线权值序列进行交叉和变异，直到交叉结果和变异天线权值集合中各个天线权值序列对应实际的天线组合。
5.一种WLAN天线组合系统，其特征在于，包括：
赋值模块，用于对每条天线的开关状态分别赋予天线权值，根据天线的选择形成天线权值序列，并选择多个天线权值序列组成适用于遗传算法运算的当代天线权值集合；
交叉变异模块，用于根据交叉概率对当代天线权值集合中的天线权值序列配对交叉，并根据变异概率对交叉结果中各个天线权值序列进行变异，以获得变异天线权值集合；
选择模块，用于计算变异天线权值集合中每个天线权值序列的适应值f，当该变异天线权值集合中最大适应值fmax小于或等于系统设定的门限时，选择变异天线权值集合和当代天线权值集合中的适应值f最大值所在的天线权值集合作为第二代天线权值集合；
循环模块，用于根据第二代天线权值集合获得第二变异天线权值集合，若第二变异天线权值集合中天线权值序列的最大适应值fmax大于系统设定的门限时，则选择该最大适应值fmax的天线权值序列对应的天线组合进行通信，否则，继续对第二变异天线权值集合进行交叉和变异，直到寻找到适应值f大于系统设定的门限的天线权值序列为止；
还包括：
选择概率计算模块，用于获取当代天线权值中各个天线权值序列的适应值，根据所述当代天线权值中各个天线权值序列的适应值计算各个天线权值序列的选择概率；
重组模块，用于获取当代天线权值集合中各个天线权值序列的选择概率，并依据该选择概率从当代天线权值集合中选择相同数量的天线权值序列，以重组当代天线权值集合。
6.根据权利要求5所述的WLAN天线组合系统，其特征在于，所述交叉变异模块包括以下子模块：
配对模块，用于选取与天线权值序列个数相同的配对组，并根据选取的交叉算子，确定天线权值序列的交叉概率和交叉位置；
交叉模块，用于对配对组中其中一天线权值序列交叉位置的天线权值依据交叉概率替换另一天线权值序列对应的天线权值，并将替换后的结果作为交叉结果。
7.根据权利要求5所述的WLAN天线组合系统，其特征在于，所述交叉变异模块还包括以下子模块：
变异模块，用于根据变异概率从交叉结果中确定变异的天线权值，并改变该天线权值。
8.根据权利要求5所述的WLAN天线组合系统，其特征在于，还包括：
第二循环模块，用于在获得交叉结果和变异天线权值集合后，如果交叉结果和变异天线权值集合中各个天线权值序列不对应实际的天线组合，则重新对当代天线权值集合中的天线权值序列进行交叉和变异，直到交叉结果和变异天线权值集合中各个天线权值序列对应实际的天线组合。
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