多输入多输出信道估计算法的仿真研究

研究无线通信,提高数据传输率,是无线通信领域关心的问题.信道估计精度对系统性能有着直接的影响.由于无线通信信道具有时变性,传统信道估计算法很难对时变信道进行准确估计,为了提高多输入多输出信道估计精度,提出一种采用基于粒子滤波的MIMO-OFDM时变信道估计方法.算法首先采用时变信道频率响应的状态空间方程将时变信道估计问题转化为序贯状态估计问题,然后通过粒子滤波算法对序贯状态估计问题进行求解,得到当前时刻的信道状态.仿真结果表明,与传统信道估计方法比较,不仅降低估计均方误差和误码率,估计精度更高,而且很好地提高了信道通信性能.     

无线多跳传感器网络下基于粒子滤波的信道容错的目标跟踪方法

对信道衰落的无线多跳传感器网络下的目标跟踪问题, 提出一种新的信道容错的粒子滤波方法. 传感器观测数据被量化成二元信号, 经非理想无线信道多跳中继通讯到达融合中心. 中继节点采用一种二元中继策略, 中继输出是信道污染的中继信号的估计值. 在粒子滤波器下, 考虑实际的物理信道, 计算粒子的似然度函数. 将信道衰落结合进跟踪算法, 在已知信道衰落包络和信道统计分布下, 分别设计信道容错的粒子滤波算法. 仿真结果表明信道容错的粒子滤波器提高了目标跟踪的精度, 对非完美信道具有鲁棒性.     

基于粒子群优化粒子滤波的电容剩余寿命预测

在电路系统中,电解质电容的故障与否对电路的健康状态有着很大的影响。提出应用一种粒子群优化粒子滤波算法对电解质电容进行状态估计以及剩余寿命的预测。该算法使用NASA已公布的电容数据集,建立一种指数结合多项式的经验退化模型,用粒子群优化算法优化粒子滤波算法中的序贯重采样环节,改善粒子滤波中的粒子贫化问题,实现更准确的电解质电容剩余寿命预测。     

一种适合多径信道的盲多用户检测方法

多径衰落信道下的盲自适应多用户检测算法的运算复杂度通常都比较高,文章提出了一种适用于多径衰落信道的基于Lagrange人工神经网络的盲自适应多用户检测算法,仿真试验表明该算法在多径衰落信道下仍具有接近于单径信道的检测性能,且计算复杂度低于目前存在的同类算法。     

基于卡尔曼滤波的非盲多用户检测算法

该文首先总结了DS-CDMA系统的异步高斯信道模型和多径衰落信道模型,接着重点讨论了用状态空间方程表述多径衰落信道模型的方法。在此基础上给出了基于Kalman滤波的非盲多用户检测算法,求出每个用户每条路径上的状态估计。然后针对期望用户,对一个符号内的状态估计求平均值,接着进行多径合并再判决。文章最后对两种信道模型进行算法仿真,分析其收敛性和抗“远-近”效应的性能。结果表明该文给出的算法收敛速度快,并且能有效地抑制“远-近”效应。     

融合相似性检测的抗遮挡粒子滤波跟踪算法

在粒子滤波跟踪算法运行过程中,由于目标遮挡导致丢失目标,将严重地降低跟踪精度与鲁棒性。为了解决此问题,提出了目标丢失状态判定方法和基于改进序贯相似性检测的目标位置重建方法,当检测到目标丢失时,重启跟踪算法。改进序贯相似性检测使用Bhattacharyya距离代替像素累积误差,更好地适应检测目标发生旋转、形变、缩放等情况。使用OTB-100标准数据集,将该算法和传统粒子滤波跟踪算法、SCM等经典算法比较。实验结果表明,对于含遮挡特性视频序列,本文算法比传统粒子滤波跟踪算法和OTB-100抗遮挡最优算法跟踪成功率分别提高36.6%和3.2%,提升了跟踪过程的稳定性。此外,还将实验结果与最新粒子滤波跟踪研究成果作对比分析。     

粒子滤波进展与展望

粒子滤波器是基于序贯M onte Carlo仿真方法的非线性滤波算法,本文对粒子滤波器的研究现状和研究进展做了综述,详细论述了粒子滤波原理、收敛性、应用及进展.首先在Bayes框架内分析了序贯重要性采样原理,重要性分布函数的选择,以及重采样方法,总结了粒子滤波器发展过程中的各种改进策略和新变种,讨论了粒子滤波器在各个领域的应用及进展,最后介绍了粒子方法的新发展,新动态,并对未来发展方向做了进一步的展望.     

混合估计多模粒子滤波的机动弱小目标检测前跟踪算法

针对低信噪比条件下的机动小目标实时检测与跟踪困难的问题, 提出一种基于混合估计多模粒子滤波的检测前跟踪改进算法. 首先根据前一时刻所采用的模型状态及其转移概率等先验信息实现当前时刻的模型采样; 然后在充分考虑当前量测下实现当前的粒子预测, 采用一种序贯重要性平滑重采样策略, 在不增加计算量的前提下, 改善了粒子多样性衰退的问题; 最后通过新的粒子集完成对模型和状态的合理估计与目标检测. 仿真结果验证了该方法的检测与跟踪性能优于传统的多模粒子滤波方法.

     

改进粒子滤波在汽轮机故障诊断中的应用

针对汽轮机的振动信号容易受到较为复杂的随机噪声污染,提出了一种改进粒子滤波的振动信号降噪方法;首先建立采集振动信号的数学模型,将其作为粒子滤波的状态方程;然后利用小波分析提取采集振动信号的背景噪声,将其和状态信号一起作为观测信号,得到观测方程,把降噪问题转化成在状态空间模型下的滤波问题;由于采用序贯重要性采样的粒子滤波存在着样本退化问题,在重采样阶段采用了一种权值排序、优胜劣汰的重采样算法,就是对各粒子的归一化权值从小到大的排列顺序,并根据权值方差大小淘汰粒子,从而得到了改进的粒子滤波算法,在一定程度上解决了标准粒子滤波的退化问题;进而运用改进粒子滤波算法对振动信号进行降噪处理,降噪前信号和降噪后信号分别通过小波包分解系数求取频带能量,根据各个频带能量的变化提取故障特征向量浓缩了汽轮机振动故障的全部信息,对提取的故障特征向量应用诊断识别算法进行故障模式识别;通过对比降噪前信号和降噪后信号的故障诊断识别率,证明了改进粒子滤波在汽轮机故障诊断中的应用效果更佳。     

异步CDMA系统中的无迹粒子滤波盲多用户检测

针对异步CDMA系统盲多用户检测误码率较高的问题,通过分析Unscented 粒子滤波与异步CDMA系统特点,提出了在该背景下的基于Unscented 粒子滤波盲多用户检测方法,在平坦瑞利衰减信道下进行仿真。结果表明Unscented 粒子滤波与传统粒子滤波检测方法相比具有更高的检测精度,在用户数量增多以及干扰用户能量发生变化时仍能保持较好的检测精度,具有很强的检测稳定性和抗干扰能力。     

基于改进卡尔曼滤波算法的盲多用户检测器

基于盲检测器的新典范表示形式,提出了一种多径信道下CDMA系统的盲多用户检测器。该检测器使用了一种改进的自适应卡尔曼滤波算法,它在进行状态滤波的同时,在线估计时变的未知噪声统计特性,提高了算法的滤波精度,确保了算法收敛于期望用户。仿真表明,对比原有的随机梯度（LMS）算法,该算法的收敛、跟踪性能更好,且误码率减小了18.7%。     

运动平台下的相对机动检测断续量测粒子滤波

由于多普勒盲区等因素,机载脉冲多普勒雷达对目标的量测可能出现断续,将盲区先验知识纳入粒子滤波体系能够处理此类断续量测.鉴于此,通过建立载机平台与目标间相对运动模型,分析机载雷达目标可检测条件,并据此提出一种改进的粒子滤波算法.该算法利用相对机动检测判断目标是否进入盲区,由盲区粒子预测目标可能重新出现的区域,保持对目标的跟踪.仿真结果表明了该方法的有效性和可行性.     

频率选择性衰落信道下的同步参数联合盲估计算法

对于多径频率选择性衰落信道以及低信噪比环境下线性调制信号的同步参数盲估计问题,提出基于循环累积量的载波频偏、初始相偏和符号定时误差前向联合盲估计算法。通过理论推导得出多径频率选择性衰落信道下信号的循环累积量与初始相偏和符号定时误差的数学关系。在此基础上先以较大频率间隔进行粗估计确定频偏范围,再以较高精度遍历检测信号特定循环频率,提高载波频偏估计精度,进而由累积量值估计出初始相偏和符号定时误差,不依赖于信道衰落和加性噪声的分布特性,尤其适用于频偏、相偏、定时误差和信道衰落同时存在的复杂情况。仿真结果表明,该算法 能有效实现低信噪比和多径频率选择性衰落信道下对线性调制信号同步参数的联合盲估计。     

自回归信道模型研究

高效、可靠地检测频谱空洞是认知无线电研究的重要技术。采用基于卡尔曼滤波的自回归信道预测模型可较好地估计频谱空洞,自回归模型常用于近似离散时间随机过程。首先讨论了ALOHA系统中认知用户和授权用户共存的系统模型;其次采用p阶模型近似平坦瑞利衰落信道,对瑞利衰落信道进行了仿真,给出了求解模型参数的算法,并讨论了p阶模型的平稳性。仿真实验表明,自回归信道模型的自相关函数能较好地和理论值匹配,而且易于实现。     

一种噪声和畸变混沌信号的滤波策略--Ⅰ：盲信道均衡

无线通信信道的干扰严重地影响了基于混沌的通信系统的实际实现。本文将非线性滤波与神经处理单元相结合构成了一种新的滤波算法，它能解决状态空间模型的估计问题。在将基于混沌的通信系统处于时变衰落通信场景时的盲信道均衡问题转化为增广的状态空间模型以后，新的滤波算法实现了这类通信系统的盲信道均衡。与标准的最小均方（LMS，least—mean—square）算法相比，该算法具有较快的收敛速度和较好的滤波性能。     

分布式MIMO-OFDM信号多频偏多信道联合盲估计

针对多径衰落信道下分布式多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)系统中频偏信道联合盲估计难的问题,提出了一种有效的多频偏多信道联合盲估计方法。该算法利用盲解卷积分离算法接收信号的同时得到有频偏影响的多个信道,对分离后的多个信号进行逐个频偏估计,补偿整体信道并去除信道模糊度,得到有效的信道估计值。仿真结果表明,与基于导频的频偏信道估计方法相比,所提算法可在5 dB获得1e-6的频偏估计精度,在15 dB左右获得1e-2的信道估计精度,实现了分布式MIMO-OFDM信号的多频偏多信道联合盲估计。     

新的基于仿射投影算法的盲多用户检测器*

多径衰落信道下的盲自适应多用户检测算法的运算复杂度通常都比较大,将基于仿射投影算法的盲多用户检测器与RAKE分集技术相结合,提出了一种盲自适应接收算法。该接收算法平衡了收敛速度和计算复杂度之间的矛盾,具有相对较好的收敛性能及较小的运算复杂度。通过模拟实验比较了几种算法的收敛、跟踪及误码性能,结果表明该方法具有明显的整体优势。