非对称双向中继X网络中基于最大化和速率的干扰对齐与中继处理算法

双向中继X网络相对于传统无线通信网络可以实现更高的自由度.然而,基于迫零算法的中继处理算法仅考虑了消除干扰成分,忽略了对期望信号的影响,从而使得网络的和速率有待提高.特别地,当用户发送功率越低,其和速率劣势越明显.针对上述问题研究其干扰对齐方案,并给出了优化的联合考虑期望信号和干扰信号的中继处理算法.首先,通过利用用户矢量信号之间的空间关系,给出网络和速率的数学模型;其次,通过矩阵分析及数值分析理论将最大化网络和速率的中继预编码设计问题转化为线性搜索最优值问题,并用极限值方法近似网络目标函数;再次,进一步将双向网络的目标函数近似为单向网络用户参数的线性组合,大大降低算法复杂度;最后,基于优化的线性搜索最优值问题,得到最大化网络和速率的中继预编码矩阵.仿真结果表明:相较于现有的中继处理方案,本文方案明显改善了网络和速率,同时还简化了最大化网络和速率带来的算法复杂度.     

协同多点传输中迫零预编码和天线选择技术

MIMO无线传输技术极大地提高了系统的容量，在实际通信系统中，整个网络是一个干扰受限的系统，小区间干扰对MIMO系统传输的影响是显著的，每个相邻小区的基站天线都可以看成一个干扰源．由于基站端数据处理能力的提升和回程容量的增加，多个小区协同多点传输技术引起了人们的广泛关注．目前的大部分工作都是集中于研究系统的容量（吞吐量），而在实际系统中，每个用户的接收等效信噪比（即公平性）对系统的性能如误帧率等有重要的影响．对于每个用户为单天线的情形，研究了总功率受限和每天线功率受限下采用迫零预编码的系统容量和公平性．对两种功率约束条件下的公平性进行了分析，得到了公平性算法的闭式表达式．当每个用户为多天线的情形，为了降低计算的复杂度，引入了信道范数最大的接收天线选择算法，把每个用户为多天线的情形转化成等效的每个用户单天线情形，推导的每用户为单天线的公平性算法仍然适用．仿真结果显示，采用迫零预编码的多小区协作可以使系统性能显著提升．在相同的迫零预编码下，不同的功率分配策略对系统的容量和公平性有显著的影响．和用户为单天线相比，采用天线选择算法可以提升系统的容量和公平性．考虑了用户公平性时的吞吐量和最大系统吞吐量之间的折中关系，并给出了仿真结果．     

多天线放大转发中继系统基于MMSE的重传预编码设计

针对多天线放大转发中继系统,本文提出了一种基于MMSE的新的重传预编码方案,把重传预编码设计问题分解成两个子问题:离散的信道配对和连续的联合源、中继功率分配问题.最优的信道配对需要遍历所有信道配对方式,对于每一种配对方式,联合源、中继功率分配问题是一个多参数非凸的优化问题,本文提出了一种获得该问题最优解的算法和一种次优迭代功率分配算法,此种通过遍历信道配对获得最优重传预编码的方案计算复杂度较高.本文证明了在一跳信道信噪比趋于无穷时,最优的信道配对是使之前的子信道增益和当前另一跳信道奇异值大小排列顺序相反,进而提出了一种简化的信道配对方法.仿真结果表明,简化的信道配对和迭代功率分配算法性能均接近最优.本文所提出的重传预编码与已有的预编码相比,能获得明显性能提升.     

基于S1／2建模的稳健稀疏-低秩矩阵分解

为实现稳健的稀疏-低秩矩阵分解，本文首次引入矩阵的S1／2范数以诱导矩阵的低秩性来构建新模型，并在ADMM算法框架下设计了高效的交替阈值迭代算法．该算法采用增广Lagrange乘子技术，在迭代过程中交替更新低秩矩阵和稀疏矩阵．由于这两个矩阵的最优更新具有显式形式、算法整体的计算精度和时间代价得以控制．大量的数值模拟实验说明：相较于目前最好的不精确ALM算法，交替闽值迭代算法的迭代次数与时间代价大幅降低，对噪声更为稳健，分解出的低秩矩阵的秩与稀疏矩阵的稀疏度更接近于真实值．在对监控视频进行背景建模这一实际问题中，交替闽值迭代算法得到的背景矩阵更为低秩，更符合问题先验，且时间代价相较于不精确ALM算法降幅高达一个数量级，这说明新模型与算法能有效解决相关实际问题．     

一种基于正交空时分组码的非酉的线性预编码优化方案

本文提出一种新的基于正交空时分组码的非酉的线性预编码优化方案.针对正交空时分组码的特殊结构,从特征空间角度深入研究,进一步发掘信号传输潜力,证明了新提出的理论优化设计相较于过去方案的优势.在传统的酉的基于弦距离的Grassmann码本设计基础上,对预编码码本进行非酉化改进,在有限反馈的意义下实现综合性能的进一步提升.同时,给出并论证了该方法保证系统满分集时对码本大小的约束条件.另外,为了降低天线空间相关性对系统性能带来的恶化影响,在前面的研究基础上,提出一种融合"注水"的预编码码本生成方法.该方案的综合性能优势在仿真中得以验证.     

基于满分集空时分组码的非相干空时码设计

基于满分集空时分组码，提出了一种可获得满代数分集的非酉非相干空时编码方案，通过将其“等效”为酉空时码，对该编码的误码性能进行了优化．同时，通过充分利用文中编码方案的结构，提出了复杂度较低的分组广义似然比检验GLRT（generalized likelihood ratio test）解码算法，与现有酉空时码相比，仿真实验表明，此方案虽在信噪比方面略有损失，但其频谱效率较高，且GLRT分组解码算法能够对复杂度和性能进行较好的折衷。     

结合交替分离(AS)和交替投影(AP)算法的ASAP算法

分析了交替分离(AS)算法与交替投影(AP)算法的一些性质. 根据这些分析结果, 提出了将交替分离与交替投影算法有机结合形成所谓ASAP算法, 以克服交替分离算法收敛速度较慢而交替投影算法又易于陷入最大似然代价函数的局部极值的缺陷. 分析了这种结合的逻辑合理性. 计算机仿真也验证了ASAP算法能够以较少的迭代次数得到信号参数较理想的估计.     

多输入多输出系统中基于长方阻塞矩阵的酉多级Wiener降秩联合检测算法

针对传统均衡算法复杂度高、收敛速度慢的问题,提出了一种基于长方阻塞矩阵的多级Wiener降秩联合检测算法,其中的多级Wiener滤波器通过相关相减结构来实现,即酉多级Wiener滤波器.该算法选取酉多级Wiener滤波器阻塞矩阵中的一个长方子阵作为阻塞矩阵,使得酉多级Wiener滤波器前向递推分解中接收信号向量的维数逐级降低,从而在降低了均衡的迭代复杂度的同时,加快了算法的收敛速度.理论分析和仿真结果表明,基于长方阻塞矩阵的酉多级Wiener联合检测算法具有复杂度低、收敛速度快的优点.在具有4根发射天线、8根接收天线,并且采用BPSK调制的V-BLAST(vertical Bell labs layered space-time)系统中,采用本算法仅用基于酉多级Wiener滤波的均衡算法一半的计算复杂度在高信噪比处即可达到与其相同的误码性能.     

双星座空时调制

在下一代移动通信中，天线数和移动速度的增加都将导致实时信道估计难以实现．因而能避免信道估计的差分空时调制(DSTM)与酉空时调制(USTM)成为近两年通信领域的研究热点之一．提出一种提高频带利用率的调制信号设计的新思路，并从理论上导出一种新的调制方式一双星座空时调制(DCSTM)．DCSTM将USTM和DSTM有机地融合，融合后的调制可由查码表完成，复杂度低．作为DSTM和USTM的推广形式，DCSTM保持了USTM的传输可靠性和调制信号可被非相干解调的优点，并在频带利用率，调制解调复杂度，适用范围，对多速率信号的适应性等若干方面有明显提高．仿真结果证明理论分析和给出的设计是有效的．     

基于SIAR体制的单基地MIMO雷达方向综合及测角性能分析

针对同时辐射多载频的正交信号、收发天线稀布且不共用的单基地MIMO雷达，以及在低仰角目标回波存在多径现象的情况下，提出一种基于SIAR体制的单基地MIMO雷达的方向综合方法，即综合利用MIMO的发射天线和接收天线孔径，在方位和俯仰两维数字波束形成（DBF）；并结合多载频工作的MIMO雷达，研究了基于多径相干信号分离的面阵广义MUSIC算法．该方法将发射天线、接收天线的相位延迟同时补偿，在接收端对发射波束进行两维方向综合，提高了雷达的角分辨力和测角精度；并通过降维处理减少了运算量．最后给出了多径情况下，单基地MIMO雷达方位、俯仰二维角度估计的克拉美·罗界（CRB）．计算机仿真证实了该方法的有效性．     

认知无线电系统中的多中继分布式波束成形方法

本文考虑认知无线电系统中一对认知源目的节点在一组认知中继节点协助下与一对授权发射机和接收机共存的场景,研究了多个单天线认知中继节点在授权接收机处平均干扰功率门限约束及自身独立的平均发射功率约束下,最大化认知目的节点处信干噪比(SINR)的分布式波束成形,从而开发"空谱空洞"的问题.提出了两种波束成形方案:1)最大化SINR的最优策略;2)基于迫零准则的次优策略.最优策略将分布式的波束成形系数求解问题通过半定松弛转化为准凸的优化问题,从而利用二分法及内点法求解;并证明了求得的最优半定松弛解即为原优化问题的最优解.次优策略直接迫零对授权接收机造成干扰,并将来自授权发射机的干扰信号抑制为零.该方法对应的优化问题没有迭代运算,且约束函数简单,算法复杂度低.最后通过数值仿真分析了中继数、认知节点最大的发射功率和授权接收机的干扰功率门限等因素对两类算法平均传输速率的影响,并且通过对比实验验证了考虑授权发射机干扰信号影响带来的性能增益.     

日径流预报贝叶斯回声状态网络方法

回声状态网络（ESN）相比传统递归神经网络，具有模型简单、参数训练速度快的特点．针对标准ESN因常采用线性回归率定模型参数容易出现过拟合问题，提出了基于贝叶斯回声状态网络（BESN）的日径流预报模型．该模型将贝叶斯理论与ESN模型相结合，通过权重后验概率密度最大化而获得最优输出权重，提高了模型的泛化能力．通过安砂和新丰江两座水库日径流预测实例表明，BESN模型是一种有效、可行的预测方法，与传统BP神经网络和ESN模型对比，进一步表明BESN模型具有更好的预测精度．     

分布式天线UHF RFID系统读取率的评估方法

为了对超高频射频识别系统的读取率进行评估，提出了基于分布式天线结构的评估方法。分布式天线结构是指通过射频开关选择器件将四个天线连接到一个阅读控制器上，考虑到电磁场极化现象，增强覆盖效果，减少阅读盲区，天线分布在识别区域的水平和垂直两个相对的方向上。为了实现对系统读取率的评估，根据四个天线实际的识别情况，定义了系统读取率的评估参数，即可靠识别率。仿真实验结果表明：基于分布式天线结构的这种评估方法可以有效的对UHFRFID系统的读取率进行评估。     

长线天线的矩量法分析

混合位积分（MPIE）是矩量法中常用的积分方程之一，它的优势在于可以有效地处理端接负载的问题。本文中，我们将MPIE与半三角基函数相结合，对具有端接匹配负载的长线天线进行分析。这种方法的创新点在于可以利用半三角基函数对模型的边界进行有效处理，从而使得电流通过边界，这样在计算过程的阻抗矩阵只有第一行和第二行的元素需要计算，其他的元素由对称性原理可以方便得出。用这种方法计算所得的沿线电流、电压和辐射方向图与理论值相吻合。证明了所采用方法的正确性，为今后处理更复杂的天线模型开辟了一个新的途径。     

基于流向特征熵和测地线距离的粘连血管型肺结节聚类分割

肺癌计算机辅助诊断(lung cancer CAD)是辅助医生定量判别结节良恶性的新技术.倍增率是临床上判断结节良恶性的指标,而精确地分割结节又是计算倍增率的前提.因为结节和血管的CT值相近,所以难以正确分割粘连血管型结节.血管里充满着流向同一方向的血液,使得大部分血管像素梯度的法向量(流向特征)都指向同一方向,流向特征熵值小;而结节上的像素梯度法向量方向杂乱无章,流向特征熵值大.大部分血管像素到结节中心的测地线距离比结节像素到结节中心的距离大.基于上述血管与结节差异,文中提出了一种基于流向特征熵和测地线距离的K均值聚类算法来分割结节.针对132个临床CT影像的肺结节(104个孤立型和28个粘连血管型),12个LIDC集合1的肺结节(4个孤立型和8个粘连血管型)和182个LIDC集合2的肺结节(25个孤立型肺结节和157个粘连血管型肺结节),评估实验结果和影像科医生手工绘制的金标准相比较,孤立型肺结节分割正确率分别为100/104(96.2%),4/4(100%),24/25(96.0%),粘连血管型分割正确率分别为26/28(92.9%),7/8(87.5%)和149/157(94.9%).实验表明,该方法能在短的时间内正确地分割孤立型结节和粘连血管型结节且具有好的鲁棒性.     

基于支持向量机和粒子群算法的电子鼻伤口感染检测

针对传统的伤口感染诊断方法耗时长,操作复杂等问题,提出了一种基于电子鼻和支持向量机(SVM)的方法进行伤口感染检测,分别检测非感染和三种常见病原菌感染的大白鼠伤口顶空气体,然后利用 SVM对实验数据进行识别.同时,鉴于传感器阵列的优化以及 SVM参数选择对其分类准确率有重大的影响,提出一种基于粒子群算法(PSO)的传感器阵列和 SVM参数同步优化方法.实验结果表明,SVM结合 PSO与传统的神经网络以及遗传算法相比,极大提高伤口感染检测的准确率     

基于粒子群寻优机制的图像分割方法

利用粒子群优化（eso）算法全局寻优、快速收敛的特点，结合模糊C-均值（FCM）图像分割算法提出一种新算法，用PSO算法代替了FCM算法的基于梯度下降的迭代过程，使算法具有很强的全局搜索能力，很大程度上避免了FCM算法易陷入局部极小的缺陷；同时也降低了FCM算法对初始值的敏感度。实验结果表明，与FCM相比该算法聚类更准确，效率更高，具有较高的分割速度和良好的抑制噪声的能力。     

两相燃烧的大涡模拟

两相燃烧大涡模拟研究正在取得迅速进展.和雷诺平均模拟相比,大涡模拟可以给出流动和火焰的瞬态结构,并且很多情况下可以给出比雷诺平均模拟更准确的统计结果.湍流燃烧大涡模拟的一个关键问题是亚网格模型,特别是燃烧模型.不同研究者提出了或者应用了不同的燃烧模型,但是有的模拟结果缺乏仔细的实验验证,有的统计结果和实验不符合.提出了二阶矩(SOM)燃烧模型,分别成功地用于气体湍流燃烧和液雾燃烧的大涡模拟,显示其优于其他模型.并对近年来气体燃烧、液雾燃烧、煤粉燃烧和油滴燃烧大涡模拟的研究给出了简要的综述.     

重庆地区冠心病危险因素分析

目的探讨重庆地区冠心病的危险因素及其与冠心病的关系,为本地区冠心病的防治和干预提供科学依据。方法选择疑似冠心病患者458例,根据临床资料和冠状动脉造影分为冠心病组和非冠心病组,分析危险因素和冠心病的关系。结果 (1)冠心病组男性、高龄、吸烟、高血压、糖尿病和血脂紊乱的比例明显高于非冠心病组(P0.05)。(2)男性冠心病组吸烟、高血压和糖尿病的比例明显高于非冠心病组(P0.05);女性冠心病组高龄、高血压和血脂紊乱明显高于非冠心病组(P0.05)。(3)低龄组冠心病男性、吸烟、高血压、糖尿病和血脂紊乱的比例显著高于非冠心病组(P0.05);高龄组冠心病高血压和糖尿病比例显著高于非冠心病组(P0.05)。结论多因素Logistic回归分析显示:年龄、性别、吸烟、高血压、糖尿病和血脂紊乱是重庆地区冠心病的最显著的危险因素。