时间反演系统中基于Barzilai-Borwein的共轭梯度检测算法

针对时间反演多址系统中信道的相关性会导致多用户干扰的问题,以降低用户间干扰和算法复杂度为目标,提出基于Barzilai-Borwein的共轭梯度迭代检测算法。首先通过共轭梯度迭代两次找到最速下降方向,然后通过Barzilai-Borwein沿着共轭梯度搜索的方向继续迭代。仿真表明,所提算法收敛速度快于Barzilai-Borwein和共轭梯度算法,且复杂度低于共轭梯度算法和最小均方误差(minimum mean square error, MMSE)算法,保持在O(N²)。     

改进的基于子空间跟踪的盲多用户检测算法

针对OPAST算法中由于迭代运算产生的累积误差易造成算法发散的问题,提出一种改进的子空间盲多用户检测算法。该方法在每次迭代过程中引入对偶Gram-Schmidt正交化来降低累积误差,从而保证算法具有更好的稳定性。仿真结果表明,所提算法在保持较低计算复杂度的前提下,具有收敛速度快、跟踪和稳态效果好的特点。     

分层空时码分多址系统的快速联合检测算法

分层空时码分多址系统(LST-CDMA)的联合检测算法(JD)利用扩频码和信道冲击响应(CIR)卷积形成的空-时二维特征向量来进行多用户和多天线检测,能够获得优良的检测性能。但是该JD算法的复杂度非常高,针对这个问题提出了两种快速算法:近似Cholesky分解和块-Fourier算法。为了进一步减少运算量,又利用重叠保留法(OLA)对块-Fourier算法进行改进。仿真证明,这些算法在几乎不降低检测性能的前提下,可以大幅降低计算复杂度。     

MIMO系统中基于因素图的迭代信号检测算法

基于无线通信中接收信号的似然检测模型,给出发送信号估计和推理的因素图描述。在此基础上,应用标准和积算法提出一种频率选择性衰落信道下的多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)系统的迭代信号检测算法。为了降低计算复杂度,提出一种快速迭代检测算法,通过引入概率数据关联方法,避免了标准和积算法中符号概率估计的积分计算。仿真结果表明,应用标准和积算法得到的迭代信号检测算法可以逼近最优算法的性能,而快速迭代检测算法在大幅降低计算复杂度的同时,误码率性能比传统的最小均方误差算法有较大优势。     

超宽带系统中的迭代多用户检测算法

针对超宽带通信系统的多用户检测问题,将Turbo理论中的迭代思想应用于跳时超宽带多址通信系统的多用户检测中,提出了一种基于Turbo码的多用户检测与跳时超宽带多址系统相结合的联合应用方案———迭代多用户检测器,并推导出了一种基于软干扰消除和最小均方误差(MMSE)滤波的低复杂度迭代多用户检测算法,仿真结果证明,在室内超宽带信道条件下,使用该算法的这种接收结构的性能显著优于传统接收机,经过几次迭代后多址干扰被有效地抑制,系统性能明显提高。     

基于改进OMP算法的稀疏目标微波关联成像方法

利用稀疏重构类方法进行雷达微波关联成像时, 传统的正交匹配追踪(orthogonal matching pursuit, OMP)算法在每一次迭代过程中均需要求解目标函数的最小二乘解, 导致成像算法计算复杂度随矩阵规模和迭代次数增加而急剧攀升。针对此问题, 结合频率捷变思想, 提出了一种改进OMP算法的稀疏目标微波关联成像方法。首先, 阐明了微波关联成像机理, 并构建了微波关联成像信号模型; 然后, 利用共轭梯度法对OMP算法中的最小二乘求解步骤进行了改进, 并分析了改进后算法的计算量; 最后, 通过与最小二乘成像方法、匹配滤波成像方法和基于传统OMP稀疏重构的成像方法进行计算机对比仿真实验, 证明了本文算法的正确性与优越性。     

基于信号子空间的半盲多用户检测

将线性共轭的思想引入到基于子空间的半盲多用户检测,设计了基于子空间方法的线性共轭半盲多用户检测器,有效地改善了系统的输出信干比和误码率性能.PASTd 算法由于复杂度低而被广泛的应用于多用户检测,然而,PASTd算法跟踪到的信号子空间不正交,从而导致收敛速度极慢.针对这一问题,对PASTd算法进行了改进,提出一种修正的PASTd算法,并将其应用于线性共轭半盲多用户检测器,从而有效的提高了收敛速度,降低了计算复杂度.仿真实验验证了该算法的有效性和可行性.     

采用平均加权的ad hoc网络分布式时隙同步算法

为了降低现有ad hoc网络分布式时隙同步算法复杂度,基于研究多个体系统行为特征的Vicsek模型,提出一种采用平均加权的分布式时隙同步算法。各节点通过计算自身及其邻节点时隙起始时刻的算术平均调整时隙位置,最终达到所有节点时隙位置的统一,实现全网同步。对算法在不同网络连接下的收敛性进行逐一分析,并对网络节点随机分布时的算法收敛性进行仿真,结果表明,算法适用于各种连通性网络且收敛速度较快。     

一类非线性两级规划问题的模拟退火求解

提出一种基于模拟退火算法求解一类非线性两级规划问题的方法。为了提高模拟退火算法处理上级约束的能力，在模拟退火算法中引入一个辅助优化问题，通过求解该辅助优化问题产生满足上级约束的试探点，避免了使用罚函数处理上级约束。数值计算结果表明，与使用罚函数处理上级约束的模拟退火算法相比，本文提出的方法不仅可以提高求得全局最优解的可靠性，而且可以减少模拟退火算法的迭代次数，提高计算效率.     

基于子空间和LMS的线性共轭半盲多用户检测

针对实际的多载波码分多址上行链路,在基于最小均方实现的最小输出能量盲多用户检测(LMS-MOE)的基础上,提出MC-CDMA系统下一种基于子空间跟踪和LMS的线性共轭半盲多用户检测算法。该算法充分利用小区内所有用户的扩频码和伪自相关矩阵的信息使系统的性能得到了提高,采用修正的紧缩近似投影子空间跟踪信号子空间,从而避免特征值分解使计算复杂度显著降低。仿真实验验证了该算法的有效性和可行性。     

基于改进遗传算法的正交匹配追踪信号重建方法

针对压缩传感现有重建算法的缺陷:重建速度慢,在给定迭代次数的条件下进行重建,缺乏自适应性等,提出了一种改进的遗传算法与正交匹配追踪算法相结合的方法来构造重建矩阵。首先采用改进的遗传算法从测量矩阵的列中以最优染色体的形式选出与当前冗余向量最大程度相关的列,然后从测量矩阵中减去最优染色体部分并反复迭代,直到满足重建精度。实验结果表明,与现有的重建算法相比,在满足相同的重建精度条件下,该方法所需要的重建时间减少了5 s左右,所需要的测量矩阵规模减小了约10%,而且能在待重建信号稀疏度未知时自适应地控制迭代停止时间。     

Codebook selected beamforming algorithm for multiuser MIMO systems

For reducing the inter-user interference in multi-user multiple-input multiple-output(MU-MIMO) wireless communication systems,e.g.,MIMO-orthogonal frequency division multiplexing(MIMO-OFDM) systems,it is often desirable to the complex preprocessing at the transmitter.This paper proposes a multi-user beamforming algorithm with sub-codebook selection.Based on the minimal leakage criterion,the codebook selection,limited feed-forward and minimum mean square error(MMSE) detection are combined in the proposed algorithm.This avoids the complex channel matrix decomposition and inversion.Consequently,the computational complexity at the transmitter is significantly reduced.Simulation results show that the proposed algorithm performs better than existing beamforming algorithms.     

基于SVRGD的机载预警雷达自适应波束形成算法

自适应波束形成是机载预警雷达数字信号处理的一个关键环节。针对传统最小均方误差(least mean square, LMS)算法在短快拍数条件下的波束形成性能下降以及因迭代震荡易收敛于局部最优值的问题,提出了一种基于机器学习的随机方差减小梯度下降(stochastic variance reduction gradient descent, SVRGD)自适应波束形成方法。首先,建立面阵列接收信号数据模型。其次,基于随机梯度下降原理,引入方差缩减法通过内外循环迭代方式进行梯度修正,以减小随机梯度估计的方差,建立算法模型与实现流程。最后，通过设置平面阵列仿真场景,分析SVRGD自适应波束形成算法在波束形成、抗干扰、收敛速度等方面的性能,验证了该算法在低快拍数、强干扰和强噪声背景下具有的优良能力。     

基于集员共轭梯度的约束自适应波束成形算法

针对传统波束成形计算复杂度过大的问题,提出一种基于集员共轭梯度的约束自适应波束成形算法。运用共轭梯度算法原理,在期望信号功率保留的约束条件下使输出方差最小,得到权重向量,避免计算输入信号的协方差逆矩阵,有效达到收敛。集员方法运用时变边界约束条件,实行数据选择性更新,减少计算复杂度。该算法运用集员方法和共轭梯度,避免重复计算,得到有效的权重向量,保证良好的收敛性能。又对算法进行计算复杂度和收敛性能分析。仿真结果表明,与其他传统算法相比,该算法在保证良好的收敛性能的同时,大大减少了计算复杂度。     

基于Barzilai-Borwein迭代的低复杂度大规模MIMO信号检测算法

在大规模多输入多输出系统中,最小均方误差(minimum mean square error, MMSE)算法能达到接近最优的线性信号检测性能,但是MMSE算法需要复杂的矩阵求逆运算,这限制了该算法的应用。为了降低运算复杂度,改进MMSE算法,利用Barzilai Borwein(BB)迭代算法来避免矩阵求逆运算,提出了结构简单的BB迭代信号检测算法,且基于信道硬化特性进一步优化了迭代初始解以加快算法的收敛速度。理论和仿真结果表明,所提出的BB迭代算法的性能优于最近提出的Neumann级数展开算法,而其复杂度相比截短阶数i=3的Neumann级数展开算法减少了一个数量级;且该算法收敛速度较快,在给定初始值的条件下,通过简单的几次迭代,能够快速接近MMSE算法的检测性能。     

Fast M-fold matching pursuit algorithm for image approximation

A simple and effective greedy algorithm for image approximation is proposed. Based on the matching pursuit approach, it is characterized by a reduced computational complexity benefiting from two major modifications. First, it iteratively finds an approximation by selecting M atoms instead of one at a time. Second, the inner product computations are confined within only a fraction of dictionary atoms at each iteration. The modifications are implemented very efficiently due to the spatial incoherence of the dictionary. Experimental results show that compared with full search matching pursuit, the proposed algorithm achieves a speed-up gain of 14.4∼36.7 times while maintaining the approximation quality.