稀疏码分多址技术发展及前景

提升频谱资源利用率是未来移动通信亟待解决的一项重要目标。其中,稀疏码分多址技术具备频谱利用率高、抗干扰性能力强、系统兼容性好等优点,已成为一种非常有前景的非正交多址方案。为了在未来移动通信中进一步发展稀疏码分多址技术,本文综述了现有稀疏码分多址技术的研究成果,对其研究现状进行了总结分析。其中,分析了现有的码本设计方案,指出了其设计特点以及目前尚存的问题,并给出相应的解决方案;在解码算法方面,给出了目前两种常见的解码算法,简述了其基本原理,并介绍了一些新兴的解码算法;就SCMA与其他技术结合而言,从三个方面总结了目前SCMA技术的研究成果,并探讨了SCMA技术在应用层面潜在的发展的方向。最后,本文总结了稀疏码分多址技术的发展挑战和趋势。     

分块稀疏矩阵因子表的修正

结合稀疏矢量法中因子分解道路的概念，研究了对６×ｂ分块稀疏矩阵的因子表进行 直接修正及部分再分解的算法，在电力系统计算中两种算法能显著提高计算速度。在各 类与稀疏矩阵有关的工程问题中，本文导出的算法同样具有非常广泛的应用前景。     

基于3D-OMP算法的SAR动目标成像方法

针对稀疏场景下的SAR动目标成像问题展开研究，提出一种基于三维正交匹配追踪(3D-OMP)算法的稀疏成像方法。首先对成像区域进行网格划分，然后以运动目标的二维速度作为动态参数构建三维稀疏字典矩阵，即参数化稀疏表征。在算法迭代过程中，通过计算回波数据矩阵与三维稀疏字典矩阵各层之间的相关度筛选出信号的支撑集。最后利用最小二乘准则，计算出支撑集下目标场景的稀疏表征系数。该3D-OMP算法是经典OMP算法的改进与拓展，因此继承了OMP算法计算复杂度低、信号稀疏特征增强明显的优势，同时具备了重构SAR动目标图像的能力。仿真实验结果验证了该SAR动目标成像方法的有效性。     

基于交替方向法的混合l_(2,1)-正规化的组稀疏优化算法

压缩感知理论(CS)是利用信号稀疏性的一种新的信号采样方法,而稀疏优化是该理论的研究热点之一。本文提出了有效的基于混合詛2,1-正规化的组稀疏优化算法。众所周知,尽管詛2,1-正规化改善了组稀疏问题,但是由于混合范数结构和可能的分组不规则性,所以詛2,1-正规化问题会比传统的詛1-正规化问题更难解决。本文的方法是基于变量分裂策略和经典的交替方向法(ADM)。两种算法分别对应于詛2,1-正规化的原规划问题和对偶规划问题。仿真结果表明,本文提出的ADM算法在随机问题中具有良好的效率,较强的稳定性及鲁棒性。     

稀疏矩阵转置算法赏析

在《数据结构》课程中有很多经典算法,其设计思想与实现技巧很大程度上反映了算法设计与实现的思维模式的一些本质,通过对这些算法的分析可以极大提高学生的计算思维能力。本文充分分析了稀疏矩阵的转置算法的设计与实现,并说明了其在提高学生的算法分析能力与计算思维能力中的重要性。     

一种综合用户和项目因素的协同过滤推荐算法

针对用户评分数据极端稀疏情况下传统协同过滤推荐算法的不足,提出了一种综合用户和项目因素的最近邻协同过滤推荐(HCFR)算法.该算法首先以一种改进的相似性度量方法(ISIM)为基础,根据当前评分数据的稀疏情况,动态调节相似度的计算值,真实地反映彼此之间的相似性.然后,在产生推荐时综合考虑用户和项目的影响因素,分别计算目标用户和目标项目的最近邻集合.最后,根据评分数据的稀疏情况,自适应地调节目标用户和目标项目的最近邻对最终推荐结果的影响权重,并给出推荐结果.实验结果表明,与传统的只基于用户或基于项目的推荐算法相比,HCFR算法在用户评分数据极端稀疏情况下仍能显著地提高推荐系统的推荐质量.     

电子电路机助分析和设计中的稀疏矩阵技术

本文就电子电路机助分析与设计中的稀疏矩阵技术进行了分析和讨论。文中首先论述了求解线性方程组在电路机助分析与设计中的重要性,以及稀疏矩阵技术的主要问题,接着结合电路方程组的特点,就稀疏矩阵的排序、存贮和编程技术进行了比较和论述。最后介绍了稀疏矩阵分块技术以及平行算法等问题,附录中介绍一种求解不对称高稀疏线性代数方程组的有效算法。     

稀疏数据下基于用户偏好的协同过滤算法

协同过滤(collaborative filtering,CF)是推荐系统中最常用和最成功的推荐技术之一.现实中的数据往往比较稀疏,用户之间缺少共同评定项目,使一些传统的相似性度量无法进行计算;此外,传统的协同过滤算法忽视了用户偏好问题,这样会造成推荐精度的下降.针对这些问题,从用户全局项目和地方评级信息分析影响用户兴趣偏好的因素,通过计算用户评级信息在全局的概率分布和使用海明贴近度计算用户的兴趣偏好度,利用Jeffries-Matusita距离得出关于用户偏好的相似度算法,将相似度算法与加权的Jaccard相似度算法有效结合,提出了一种在稀疏数据下基于用户偏好的协同过滤算法模型.实验结果表明,提出的模型性能优于传统协同过滤算法,并且在更为稀疏的数据集上也有很高的准确率.     

采用非线性块稀疏字典选择的视频总结

针对基于稀疏表示的视频总结未充分考虑视频帧之间的非线性关系和关键帧的块稀疏特性,提出了一种采用非线性块稀疏字典选择的视频总结方法。首先考虑视频帧之间的非线性关系,通过核函数把原始视频样本映射到高维空间,使线性不可分的样本变得线性可分,从而实现非线性到线性的转化,建立非线性稀疏字典选择模型;然后考虑关键帧的块稀疏特性,将视频帧分成帧块,每个帧块内的内容具有一定的相似性,进一步建立非线性块稀疏字典选择模型来提取关键帧块;最后设计了一种核化的联合块正交匹配追踪算法对提出的模型进行优化。在基准视频数据集上的实验表明,所提算法能明显提升视频总结的性能指标F值,且计算复杂度较低,从而验证了联合使用非线性和块稀疏的有效性。     

优化潮流牛顿算法的研究及应用

研究了电力系统优化潮流问题的牛顿算法，并将该算法应用于求解无功优化问题。在算法上结合电力系统的ＰＱ解耦特性，采用主迭代之后进行试验迭代的方式来处理越界的不等式约束。在试验迭代中，应用稀疏矢量技术，提高了确定起作用不等式约束的效率。在主迭代中，提出了一种拟罚函数算法，处理有功电源和无功电源不等式约束，进一步提高了计算速度。无功优化问题的计算实例证明本文的算法是有效的。     

本体稀疏向量迭代计算算法

用机器学习方法得到本体函数时,需要将每个本体概念所对应的信息用一个p维向量来表示。在很多应用背景下,由于p值很大而导致计算量庞大。通过稀疏向量的学习来得到本体函数,利用块方法设计一种迭代计算算法进而得到稀疏向量。将该算法应用于生物基因GO本体和物理教育本体,并将实验结果与已有算法的结果作对比,验证了算法在生物基因领域的相似度计算和在物理教育学领域建立本体映射上有较高的效率。     

基于两个矩阵方程的一种求逆速算法

基于两个矩阵方程，讨论了矩阵的一种快速求逆算法。在考虑矩阵的对称性，稀疏怀及减缩部分逆阵元素后，推导出逆阵块元素B11^-,B12^- 和B12^-的计算公式并给出算法程序实现方案与算例，是一种大幅减少计算机存贮量与计算次数的快速有效算法。     

基于非负稀疏表示的标签繁殖算法

提出了一种基于非负稀疏表示(nonnegative sparse representation,NSR)的半监督学习标签传播算法.该算法首先构造一个稀疏概率图(sparse probability graph,SPG),其权重由非负稀疏表示算法计算的非负系数组成,自然地反映了各样本之间的聚类关系,避免了传统半监督学习算法中的邻居选择和参数设置过程;然后通过对未标记样本的标签进行迭代繁殖至收敛而获得所有样本的标签.在人脸识别、物体识别、UCI机器学习和TDT文本数据集上的实验结果表明采用非负稀疏表示的标签传播算法比典型的标签繁殖算法具有更好的分类准确率.     

用于稀疏数据集的协作过滤算法

稀疏性问题是协作过滤算法应用中的一个突出问题,当系统中用户对资源的评分数据集很稀疏的条件下,算法的精度和覆盖率会显著降低。针对这一问题,该文通过分析影响基于资源的协作过滤算法中的相似性计算的因素,提出采用"资源关系密度"作为描述协作过滤评分矩阵的一个特征指标,分析并总结了"资源关系密度"对典型的基于资源的协作过滤算法的影响,进而提出一种虚拟用户填充算法。实验结果表明,虚拟用户填充法能够有效改善典型的基于资源的协作过滤算法在稀疏数据集上的精度和覆盖率。     

凸组合实时判决反馈稀疏水声信道盲均衡算法

针对高速水声通信信道稀疏特性,提出了一种凸组合实时判决反馈盲均衡算法。将盲均衡器分为保持均衡器支路和稀疏均衡器支路,以保持均衡器能量和权系数的瞬时梯度为判据,对稀疏均衡器支路对应抽头进行实时稀疏化处理。算法中避免设置稀疏化阈值,对不同稀疏水声信道和通信信号具有通用性,且对于时变稀疏水声信道可以利用保持均衡器支路恢复稀疏均衡器支路置零抽头系数,使算法对信道具有较强跟踪和冷启动能力。典型稀疏水声信道条件下的仿真结果证明,凸组合实时判决反馈稀疏水声信道盲均衡算法性能稳健,与全阶判决反馈盲均衡算法相比,计算简单,收敛速度快,稳态剩余误差小,有利于算法在水声通信系统中的推广应用。     

一种混合稀疏置零的自适应声回波对消算法

对稀疏路径的自适应声回波对消算法进行了讨论,提出一种稀疏置零归一化解相关LMS自适应滤波算法(简称SSKNDLMS).该算法综合了稀疏算法,置零算法及归一化解相关算法的优点,在增加少量计算量的情况下,其收敛速度和稳态失配比常用的LMS算法都有明显的改善.计算机仿真证实了这一结果.     

一种基于稀疏表示的判别式目标跟踪算法

目标跟踪是计算机视觉领域中具有挑战性的问题.提出了一种基于稀疏表示的判别式目标跟踪算法,用于在复杂场景中对运动目标进行鲁棒跟踪.该算法首先对目标进行滑动窗口稠密采样,构建目标的稀疏表示字典,然后将目标表示为该字典的稀疏编码,从而构造具有判别力的目标特征表示.在跟踪过程中,将目标跟踪问题看作是背景与目标的判别性问题,使用目标和背景的特征表示在线训练朴素贝叶斯分类器,根据分类结果得到目标的跟踪结果.为了适应场景及目标外观变化,设计动态更新机制对字典与分类器进行在线更新.和传统基于稀疏表示的跟踪方法相比,该算法将稀疏表示与判别式分类器结合,利用稀疏表示获得具有判别力的目标特征表示,而在线的朴素贝叶斯分类器则确保了目标跟踪的快速有效.与流行的多种跟踪算法比较结果表明,本算法能够在复杂条件下实现目标的鲁棒跟踪.     

基于压缩感知和稀疏表示的数据重建与去噪算法研究

传统的数据重建算法受奈奎斯特采样定理限制,采样率要求较高不能灵活等适应实际环境。本文基于压缩感知和稀疏表示理论,提出一种采样点少且流形结构简单的图像重建算法,以少量的采样数据实现从低分辨率观测中恢复高分辨率图像。算法首先通过原始数据特征设计出稀疏表示矩阵;其次,根据表示数据和观测数据的不相关性找出与稀疏表示矩阵对应的最优感知矩阵;最后,通过稀疏求解实现数据的重建与去噪。实验表明,该算法在同等条件下能够避免大量冗余数据的计算,提高数据重建的稳定性和有效性。     

一种用于OFDM系统信道估计的稀疏重构算法

针对在正交频分复用(OFDM)系统稀疏信道估计中,经典正交匹配追踪(OMP)算法存在计算量大且需要已知稀疏度的问题,提出一种基于搜索空间预处理的自适应正交匹配追踪算法.使用正态分布来拟合多径信道抽头位置在相邻码元时刻的变化,依概率将搜索空间分成优先集和补充集,并将最近两次迭代后的残差比值作为搜索空间变换和迭代终止的判定依据.在多径数量未知且抽头位置变化的情况下,仿真验证所提算法的有效性.理论分析及仿真结果表明:新算法的计算复杂度低于经典OMP,前者的信道估计性能明显优于稀疏度未知时的后者以及线性估计法和最小均方误差估计法的性能.     

一种基于C++语言的PCCG算法

介绍了一种解大型复数稀疏矩阵方程组的预处理共轭梯度（ＰＣＣＧ）算法,把它运用于大型三维涡流场的计算中,通过Ｃ＋ ＋ 语言实现．首先利用Ｃ＋ ＋ 语言的特点,构造了一种新的大型复数稀疏矩阵的存储格式,然后给出了基于该存储格式的ＰＣＣＧ 法的数值算法．实例表明,该算法具有一定的实用性．