一种改进的基于实数编码的遗传算法
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基于遗传算法的智能天线波束形成作者:武琳静, 李京华, 王景, 倪宁来源:《现代电子技术》2010年第21期摘要:为降低智能天线方向图旁瓣电平,加深干扰方向零点深度,提出一种改进的实数编码遗传算法。
该算法基于人类的繁殖现象,改进了标准遗传算法的交叉算子,从而克服了标准遗传算法收敛速度慢,易陷入局部最优等问题,提高了优化效率。
在仿真实验中,以均匀直线阵为例,用改进的遗传算法对阵元激励的幅度进行优化,形成的方向图获得了更好的结果。
关键词:智能天线; 波束形成; 方向图; 遗传算法; 人类繁殖现象中图分类号:TN821+.91-34文献标识码:A文章编号:1004-373X(2010)21-0018-03Beam-forming of Smart Antenna Based on Genetic AlgorithmWU Lin-jing, LI Jing-hua, WANG Jing, NI Ning(Department of Electronic Engineeri ng, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, China)Abstract: In order to reduce the side-lobe level and deep the null of smart antenna patterns, an improved real-ver operator of standard genetic algorithm based on human reproduction phenomenon (HRGA). So, the slow convergence and local optimum of standard genetic algorithm are resolved and the convergence speed is enhanced. Taking an example of uniform linear array in simulation experiment, amplitude of the element excited current is optimized through improved GA, the pattern is better.Keywords: smart antenna; beam-forming; pattern; genetic algorithm; human reproduction phenomenon0 引言智能天线波束形成是通过优化阵元的电流幅度或相位或阵元间距,使天线主波束对准期望信号,旁瓣和零陷对准干扰信号,从而接收有用信号,抑制干扰信号。
实数遗传算法
实数遗传算法(Real-coded Genetic Algorithm,简称RGA)是遗传算法的一种改进形式,特别适用于处理实数编码的优化问题。
与二进制遗传算法不同,实数遗传算法将基因表示为实数形式,而不是二进制编码。
每个基因都代表了问题空间中一个可能的解。
这种方式更适合于处理问题空间连续的优化问题,例如数学函数的优化、机器学习模型参数的优化等。
实数遗传算法的基本步骤如下:
1. 初始化种群:随机生成一组初始基因作为种群的初始解。
2. 评估适应度:根据问题的优化目标,对每个个体计算适应度值。
3. 选择操作:根据适应度值选择一些个体作为父代,用于产生下一代个体。
4. 交叉操作:通过交叉操作,将选中的父代个体的基因进行交叉,生成新的个体。
5. 变异操作:对新生成的个体进行变异操作,以增加种群的多样性。
6. 评估适应度:计算新生成个体的适应度值。
7. 更新种群:根据选定的选择策略,选择一些个体加入下一代种群。
8. 终止条件:如果达到终止条件,停止算法;否则,返回第3步。
实数遗传算法可以根据具体问题的特点进行一些改进,如引入自适应突变率、基因修复机制等。
它在寻找连续优化问题的全局最优解方面具有较好的性能和收敛
速度。