复杂函数全局最优化的改进遗传退火算法

针对复杂函数的最优化问题 ,首先提出了一种基于邻域函数的尺度参数自寻优的改进模拟退火算法 ,进而通过设计多操作的基于概率接受思想的变异操作 ,结合混沌序列 ,在遗传算法中引入灾变操作和改进模拟退火算法 ,最终提出了改进遗传退火算法。基于典型算例的仿真结果验证了改进算法对高维复杂函数最优化的有效性 ,其性能明显优于传统的遗传算法、模拟退火、改进的进化规划方法以及遗传 -AL OPEX算法。     

加入局部搜索的非劣分层多目标遗传算法

针对非劣分层多目标遗传(NSGA)本身所存在的局部搜索能力和易早熟的问题,鉴于模拟退火算法的局部搜索能力强和在解决易早熟问题上的优势,提出了加入局部搜索的多目标遗传算法及适用于多目标优化的模拟退火局部搜索算法和跳转准则,即在NSGA的每一代个体中的1层、2层非劣解附近进行模拟退火局部搜索.该算法能够提高非劣分层多目标遗传算法的效率,弥补了遗传算法中局部搜索能力差、易早熟的缺点.最后给出的仿真结果表明了这种算法的有效性.     

基于半监督聚类理论的MQAM信号的盲识别

在MQAM信号的调制识别中,传统聚类算法聚类效果差,误差平方和函数出现起伏且收敛慢.对此问题,提出由标记的样本点来指导隶属度及聚类中心的更新的半监督聚类理论重构MQAM信号星座图的方法.通过分析星座图,提出了基于星座图圆半径的识别方法,完成了对不同阶数MQAM信号调制方式的识别.仿真结果表明该方法提高了聚类准确度,误差平方和函数曲线平滑,且MQAM信号的识别率在90％以上.     

用于跑道调度的约束多目标遗传模拟退火算法

为获得较优跑道调度方案,以提高跑道运行效率,建立了约束多目标多跑道进离场航班调度模型.在分析遗传算法与模拟退火算法特征的基础上,提出遗传模拟退火组合算法.分别采用Pareto支配及理想点法对跑道调度目标函数进行处理,采用惩罚目标函数值及可行解占优的方式处理约束条件,并确定了不同条件下新粒子更新机制及最优粒子筛选原则.文中还通过设置温度自适应改变机制控制算法收敛速度,以提高最优解性能.最后,以国内某大型机场跑道调度为例,对文中算法的有效性进行验证.结果表明:基于Pareto支配的约束多目标遗传算法能获得跑道调度多组较优可行解,且时效性强.     

基于小波神经网络的航空通信盲均衡方法

针对航空通信信道中,多径干扰带来的信号畸变以及信道记忆效应所产生的码间干扰会严重影响通信质量,且现有的均衡算法由于收敛速度较慢无法适应高速航空通信的需求。提出了一种利用均衡器输出信号构建反馈循环的小波神经网络盲均衡算法。该方法利用反馈循环来消除航空信道的记忆效应,并结合小波神经网络时频局域性的特性来消除航空信道的多径效应和信号畸变所产生的码间干扰。仿真结果表明,该方法可以有效提高盲均衡算法的收敛速度,并使输出的信号星座图更加清晰与紧凑,有利于码间干扰的消除,具有一定的实际应用价值。     

农村配电网开关的优化配置

为了克服应用传统遗传算法进行农村配电网开关优化配置时,由于遗传算法的"早熟"和局部寻优能力较差所导致的难以得到全局最优解的问题,将遗传算法与局部搜索能力较强的模拟退火算法相结合,以遗传算法为主,引进模拟退火算法产生新个体,形成遗传退火算法.同时,采用整数编码策略,以包含停电损失费用在内的总供电成本最小为目标函数,以节点电压、支路过负荷等为约束条件,RBTS-BUS6配电系统作为算例,将遗传退火算法应用于农村配电网开关优化配置.优化结果表明,遗传退火算法避免了遗传算法收敛过快的缺点,保证了所得解的全局最优性,求解精确解的质量优于遗传算法,是农村配电网开关优化配置强有力的工具.     

一种基于QoS的星座通信系统跨层资源分配算法

针对目前星座通信系统星地链路资源分配不灵活、缺乏有效服务质量(QoS)保障机制等问题,提出一种基于QoS的星座通信系统跨层资源分配算法.利用自适应编码调制(ACM)技术,通过定义用户信道质量评估算法、可调公平性调度算法、业务QoS分类调度算法及用户业务分配权重函数,为终端用户指定工作频率、时隙、编码方式、调制方式等物理层工作参数,实现根据业务QoS保障要求灵活分配物理层信道资源,达到提高系统资源利用率与满足业务QoS保障需求的平衡.仿真实例验证该算法可以实现星座通信系统根据业务QoS和用户信道质量对星地链路资源的合理分配和调度.     

模拟退火混合遗传算法及其实现

传统的基本遗传算法在全局搜索和收敛速度上存在不足,通过把基本遗传算法和模拟退火算法相结合,提出的模拟退火混合遗传算法能够大大提高收敛速度,并采用一个多峰值函数验证了模拟退火混合算法的性能．     

一种基于圆环阵天线虚拟运动的物理层安全通信方法

为了提高无线通信过程中信息被窃听的难度,提出一种基于圆环阵天线虚拟运动的物理层安全通信方法。该方法在信号发送过程中,用一组扩频码序列来控制天线的切换方式,应用天线周期性切换产生的谐波分量,构成被扩频码和方向信息同时调制的扩频信号。仿真结果表明,接收机对二维方向信息敏感,随着接收机方位角和俯仰角偏离期望接收机位置,信号的捕获和解调性能会迅速下降,当偏离超出一定的门限后,窃听接收机无法解调出发射信号。     

生命线工程网络抗震优化算法研究

以生命线工程网络系统造价为优化目标,网络拓扑结构为优化参数,网络节点抗震连通可靠度为约束条件,建立生命线工程网络系统的抗震拓扑优化模型.同时,介绍了利用递推分解算法来获得单元重要度的方法,进而利用遗传算法、模拟退火算法和遗传-模拟退火混合算法,进行了生命线网络系统的抗震拓扑优化分析.其中,遗传算法通过对种群选择、交叉和变异操作不断进化以获得优化解,模拟退火算法则通过扰动当前解产生新解来获得优化解,遗传-模拟退火混合算法则通过将遗传算法中的变异操作以模拟退火操作代替获得优化解.利用三种优化方法对两个算例进行生命线工程网络系统的抗震拓扑优化分析.计算结果对比表明,遗传-模拟退火混合算法具有最好的优化能力.     

高速卫星通信系统中的盲均衡算法研究

在卫星通信系统中,随着其信息处理速度不断提高,码间串扰的问题也日益严重,这对解调器性能造成很大影响。考虑到无线信道的时变性和随机性,引入了自适应盲均衡技术来解决该码间串扰问题,对此给出了3种盲均衡算法,即恒模算法（constant modulus algorithm,CMA）、改进的恒模算法（modified constant modulus algorithm,MCMA）和多模算法（multi-modulus algorithm, MMA）。针对不同的调制方式,从星座图,稳态误差和误码率3个方面进行了性能分析。仿真结果显示,采用自适应盲均衡技术可以降低均方误差,使得星座图变得清晰而紧凑,减小误码率,提高通信系统性能。从工程角度来看,对于8PSK,16APSK和32APSK调制,CMA算法均衡速度最快,实现复杂度最低,最适合硬件实现。对于64APSK调制,只有MMA算法对其有良好的均衡效果,故选择MMA算法完成硬件实现。     

对流层散射信道下MIMO-OFDM系统性能分析

针对对流层散射信道下的通信存在信号微弱和多变的问题,采用MIMO-OFDM技术能够有效解决。论文分析了对流层散射信道的突出特性,建立了散射信道模型;在MIMO-OFDM系统模型基础上,结合实际进行了参数选取,搭建了散射信道下MIMO-OFDM系统实验平台;在验证散射信道下MIMO-OFDM系统性能的基础上,对不同传输速率和不同调制方式在同一散射信道下的系统性能进行了仿真分析。仿真结果表明,MIMO-OFDM在高速率信号传输情况下带来的信道容量的提升是明显的,在满足系统BER要求前提下,能够实现高速率散射通信;在高速率传输时,64QAM调制更加有利于降低散射通信中的BER,而BPSK、QPSK和16QAM调制方式差别不大。该仿真为散射通信设备中多速率多体制调制解调器设计与优化提供了思路,为实现大容量高可靠度散射通信提供了方向指导。     

新型MU-FM-DCSK保密通信系统

针对差分混沌键控系统传输率低、保密性不强等缺陷,提出了一种新型MU-FM-DCSK保密通信系统.该方案中,多个用户发送的信息信号分别乘以不同的调整参数后再由调频混沌信号调制.接收端使用相关解调,通过判决相关器输出的不同电平,解调出每个用户发送的信息信号,系统保密性得到明显增强,传输率大大提升.分析及仿真结果表明,系统的误码率在信噪比增加到一定程度时,明显低于现有的多用户混沌键控保密通信系统.     

广义空间调制系统分层叠加编码的迭代检测

在广义空间调制(generalized spatial modulation, GSM)系统中,接收端信号检测方案的误比特率性能与复杂度是重要衡量指标。将发送端的星座调制与分层叠加编码(superposition coded modulation, SCM)方案结合,接收端分层检测时各层的码本搜索空间大小仅与该层的调制方式有关,有效降低算法的搜索次数。为获得更好误比特率性能,引入迭代的思想,即迭代分层检测(iterative layered detection, ILD),通过在解调第1层符号信息时选出ite个候选组合集,分别进行第2层到第L层的循环迭代,最后选取第L层调制符号与对应码本间欧式距离最小的迭代次数,作为最优检测符号。仿真结果表明,其误比特率性能接近最大似然(maximum likelihood, ML)检测,且计算复杂度降低了81.25%。     

一种多用户多天线的无线网络传输方案

在多用户多输入多输出无线通信系统网络中,如何实现各对用户间的高速率、高可靠数据传输是目前国内外重点关注的一项关键通信技术.针对具有两对用户且每个用户均装配四根天线的网络模型,提出了一种能够实现全速率传输并能获得全分集误码性能的编码传输方案.仿真结果表明所提编码传输方案具有有效性.该方案可以进一步拓展到多用户多天线的情况.     

大规模MIMO多用户双向中继系统的物理层安全性能分析

对大规模多输入多输出(multiple input and multiple out,MIMO)多用户双向中继网络的物理层安全性能进行分析。系统模型中假设窃听节点可以获取第一跳用户发送信号和第二跳中继发送信号,分析大规模MIMO中继采用最大比合并和最大比传输信号处理时的系统保密速率,进一步推导出中继天线数趋于无穷时的系统渐近保密速率表达式,并进行仿真验证。理论分析和仿真结果显示,即使在不采用专门的物理层安全技术时,大规模MIMO双向中继系统也能获得可观的保密速率。证明即使当窃听节点具备多用户干扰消除能力时,通过设置合理的用户和中继发送信号功率,大规模MIMO双向中继系统仍然具有较好的物理层安全性能。     

改进的OFDM系统自适应资源分配算法

在自适应正交频分复用(OFDM： Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统中, 传统迭代注水功率分配（IWFP： Iterative Water Filling Power）算法对星座规模量化程度要求过高, 实际应用性不强。为此, 在发射总功率和系统误码率上限恒定的条件下, 提出了一种基于IWFP算法的改进算法。该算法在IWFP算法基础上进行了比特和功率分配的二次调整, 算法更加符合系统调制的星座规模和实际发射需求。仿真结果表明, 在误比特率（BER： Bit Error Rate）为10^-4时, 改进算法对信噪比的要求比IWFP算法高约3 dB, 比未经自适应调制的OFDM系统功率比特分配算法即等功率分配算法（EPA： Equalization Power Algorithm）低8 dB, 接近于系统的最优性能, 且运算复杂度不高。     

Security Rate Optimization of D2D Communication Based on Power Control

An optimization of device-to-device(D2D) security rate algorithm based on power control is provided to enhance the physical layer security underlaying D2D communication and guarantee the data rate requirement of the cellular user(CU) at the same time.First,a scenario model is set up,in which an eavesdropper is considered to wiretap the information of D2D transmitters.Then,a secure region of D2D communication is proposed.When D2D communication users reside outside the secure region,the spectrum of CU's is not allowed to share with the D2D communication so as to avoid eavesdropper tapping useful information of D2D communication.When D2D communication users reside inside the secure region,the security rate of D2D is maximized by optimization of the transmitting power of D2D and CU.The simulation results showthat the achieved D2D security rate of the proposed algorithm increases 2.8 bps/Hz when the signal to noise ratio(SNR) is 15 d B,compared with that when the random access algorithm is used.