确定性MIMO信道在不同功率条件下的容量分析

对MIMO信道容量进行分析研究有助于未来4G网络的组建与优化.在假设信道系数不变的前提下,分别推导了发射端天线在等功率分配方案、波束成型条件及注水功率情况下的MI-MO信道容量.对以上三种功率分配方案在同一环境下通过计算机仿真进行了比较:在不额外增加发射功率的情况下,注水算法是最优的,但其运算复杂度较高;等功率分配方案信道容量在大信噪比的条件下比较理想.波束成型方案在低信噪比时接近最优情况.     

基于线性量化的网络控制系统状态观测器设计

研究基于线性量化的网络控制系统的状态观测器的设计问题.在设计观测器时,考虑观测信号的线性量化以及量化后的数据经过非完美的频道传输时有数据损失发生.针对量化误差和数据损失2种不稳定因素,基于Bernoulli模型求得误差的最小值设计观测器,所设计的观测器能够保证闭环系统有界稳定,且增益阵最优.应用数值仿真验证了该方法的有效性和可行性,得出了量化密度、数据丢包概率与所设计的观测器增益矩阵之间的关系,在理论上增大了网络控制系统的稳定性和可实现性.     

快速低密度校验码迭代译码量化算法

提出一种低密度校验码快速量化置信传播译码算法,其中量化电平标号作为定点算术操作数,运算由寻址表完成,中间计算以较高精度包含在表中.该算法具有明显低的时间复杂度,应用对称特性,可以显著降低所需存储容量;在不增加复杂度的前提下,可以方便地实现均匀及各种为改进性能而设计的非均匀量化方案;适当增加复杂度还可实现时变译码.该算法使低密度校验码在实际通信系统中的应用成为可能,同时它也用于实现快速仿真系统.仿真结果表明,6 bit非均匀量化优于均匀量化0.2 dB,低信噪比时已经接近连续译码,而高信噪比时比连续译码差0.2 dB.合适的高阶量化译码可以获得接近连续译码的性能,高信噪比时甚至优于连续译码.     

认知无线电网络中的参数优化问题

针对在多协作用户宽带信道情况下,认知无线电网络中当信道增益固定时,检测时间、功率以及带宽分配等参数的优化问题,提出了各参数的联合优化算法.以信道容量为目标函数,给出了最优的资源分配算法.结果表明,该算法能够实现频谱接入并且极大地提高了次用户系统的总信道容量,且资源分配与主用户占用的概率、峰值发射功率和干扰约束等因素有关.在多认知用户网络中,参与合作的用户越多,接收信号的信噪比越高,次用户系统的总信道容量越大.     

密钥生成系统中的改进量化算法研究

针对密钥生成系统中传统量化算法导致合法双方初始不一致率较高从而降低最终的密钥生成长度的问题,在对窃听信道进行合理建模的基础上,给出了改进量化算法CQA算法的基本原理,以合法双方最终生成的密钥长度为目标函数,推导得到了最优的量化比特数。进一步的仿真表明CQA算法的符号错误概率远小于普通的等概量化算法,接近理论上的性能限,从而能够提供更大的密钥生成长度,特别是在高信噪比时效果明显。     

天线方向性对MIMO系统信道容量影响

探讨三维空间散射环境中, Kronecker信道模型下天线方向性对空间衰落相关性和信噪比的影响,仿真研究均匀圆阵、线阵、矩形阵的多输入多输出系统信道容量. 首次综合性给出天线方向性对信道容量的影响,即当定向天线主瓣对准来波时,定向天线方向性引起的信噪比增加超过了其相关系数对容量的负面影响,从而使信道容量整体优于全向天线. 天线单元方向性越强,信道容量越大.     

基于扩频和量化的混合水印研究

扩频和量化技术是数字水印中2种基本的技术,扩频水印有鲁棒性强的特点,而量化水印具有更大的容量.考虑到两者之间存在互补性,构造一种组合扩频和量化技术的混合模型,以实现在水印鲁棒性的前提下达到水印容量最大化的目的,并通过理论分析给出了扩频长度、信道容量和检测错误率等参数之间的相互关系.在多小波变换域内的实验结果表明,所提出的算法既具有较高的嵌入容量,又具有较强的鲁棒性.     

DS/CDMA多比特量化相关接收性能分析

分析了多比特量化相关接收时DS/CDMA系统的误比特性能，在一般的DS/CDMA模型基础上，通过考虑量化噪声的作用，推导出了多比特量化相关接收时DS/CDMA系统的误比特率与量化比特数、用户数和信噪比的关系公式，这对于进行基于数字相关器的CDMA系统设计具有一定的参考价值。     

改进的子帧矢量量化

提出了一种新的子帧划分方法 四叉树分裂法 .并对LBG算法中初始码书的分裂方法进行了修正 .模拟实验结果表明 ,在相同的压缩比的情况下 ,信噪比要优于传统的矢量量化 (VQ)和子帧矢量量化 (SVQ) ,且重构图像的主客观效果良好     

MIMO信道容量公式及其渐近界

研究了当发射机未知而接收机已知信道状态信息时,独立同分布的多入多出（MIMO）平坦瑞利衰落信道的各态历经信道容量。首先,利用Wishart矩阵的特征值分布,导出了一个简单闭合的MIMO信道容量公式;然后基于此公式,得到了MIMO信道容量在高信噪比时的渐近界,解析地反映了随着信噪比的逐渐增加,MIMO信道容量与信噪比（以dB为单位）和收发天线数目的最小值呈渐近的线性关系;最后,计算机仿真验证了所提出的MIMO信道容量公式及其渐近界的正确性。     

量化信道边信息下的对称容量研究

研究了慢变平衰落瑞利信道下,信道信息的量化反馈对系统对称容量的影响,给出了不同功率限制下的最优量化方案。在无功率控制时,问题简化为单一变量的极值问题;在有功率限制时,最优的功率控制方法是脉冲型功率控制,然后可以用迭代的方式求解最优边界点。数值结果表明：4 bit量化与无限量化性能十分接近;与无反馈相比,采用有限比特的量化反馈能获得明显的容量增益。与高斯输入时不同,在有限星座输入时,发送功率控制所起的作用更大,在相同量化级数下,有功率分配比无功率分配能使容量大致提高10%。     

一类混沌系统的状态量化反馈镇定控制器设计

用状态反馈法对含量化器的一类混沌系统的渐进镇定进行了研究.混沌系统的动力学状态方程的非线性项为任意整数阶的齐次函数.设计的更新律中量化器针对一类非线性项为高次齐次函数的混沌系统,数值仿真结果表明,若非线性控制器中存在量化环节时,原非线性控制器将无法镇定此类系统.为有效反馈镇定此类混沌系统,设计了一种新的含自适应量化器的非线性控制器.量化器中设置两个互为倒数的自适应放大器,使量化器具有自适应的量化范围和量化误差界,从而可自适应量化系统各种状态.同时应用Lyapunov原理和滑模变结构控制理论,推导得到量化器的放大系数和量化误差上界的更新律.一些典型混沌系统的数值仿真结果表明,所设计的非线性控制器可以有效自适应量化系统状态,并反馈镇定上述类型的混沌系统.     

信源统计特性的最优量化器设计与性能分析

文章讨论在模拟信源量化过程中，已知输入量化器的信号幅度统计特性时，如何采用标量量化使量化器达到最优，从而使量化失真达到最小。在对量化器优化设计的理论分析的基础上，以高斯分布特征的信源进行了最优标量量化，并得到了性能曲线，与香农率失真定理指出的理论下界进行了对比，所得出的分析方法以及结论对量化器工程应用具有一定的价值。     

莱斯衰落信道下的筛选传感器网络决策融合

针对莱斯衰落信道下的事件检测问题,在传感器网络中引入三级量化筛选策略,得出了基于信道实时状态信息的似然比融合规则. 考虑到信道实时状态信息往往难以获得,进一步提出了基于莱斯信道统计分布信息的决策融合规则. 并分别在低信噪比和高信噪比条件下给出了2种融合规则的简化形式. 仿真结果表明,三级量化筛选策略不仅可以降低系统传输能耗,而且可以改善系统检测性能. 综合分析发现,上述决策融合规则在检测性能、计算复杂度和耗费系统资源方面各有优劣. 针对资源受限的无线传感器网络,在选取融合规则时,需要折中考虑.     

测量值量化的时滞系统的输出反馈控制

为了解决无线网络带宽限制的问题,信号在传输之前需要进行量化,但是量化器的引入会给信号带来一定的误差.针对时滞系统,研究测量值量化的基于观测器的输出反馈控制问题.考虑对数量化器,为了研究量化器对系统的影响,引入上行界的方法,将对数量化问题转化成鲁棒不确定问题.为了讨论系统的收敛速度,采用带有衰减系数的Lyapunov函数,得到了闭环系统的指数衰减率.采用线性矩阵不等式(LMI)的方法给出了系统满足指数稳定的充分条件以及控制器和观测器增益的表达式.应用数值仿真证明了本文算法的有效性.     

H.263视频编解码器中量化过程的研究

H．263是一种面向低比特率视频通信应用的视频压缩标准，其编码标准所采用的算法中，DCT变换是重要的一个模块，而量化是DCT变换后的一个重要环节．量化过程是对预处理后的信号进行取舍，在一定的图像质量的前提下，丢掉那些对视觉效果影响不大的信息，由于量化过程是造成DCT编解码信息损失的根源，所以量化器的好坏直接影响到编码器效率和重建图像的质量．通过分析H．263的编码过程，研究了H．263量化因子的选取对重建视频质量的影响，并应用C＋＋作为开发工具进行了实验仿真．结果表明：量化因子越大，则解码后图像质量越低，压缩率则越高。     

一种多基地雷达中多元量化融合算法

在多基地雷达系统中,为了满足通讯带宽限制,提出了一种基于置信域的最小方差量化器．根据各个局部雷达站原始观测的广义似然比确定一个连续的非置信区间,余下的判决空间为置信区间．利用最小方差量化器对非置信区间进行划分,以获得满足通讯带宽限制的量化器设计．最后将局部量化器的输出电频作为局部判决结果向融合中心传输,并利用非相参积累检测器获得全局判决．利用输出电频的概率质量函数,推导了全局虚警概率和检测概率．仿真结果表明,当量化位数为3bit时,可以获得趋近于分布式广义似然比检测算法的性能．     

位渐进逼近量化的EZW改进算法

为了提高EZW算法的编码效率,采用区间逐次缩减逼近量化的辅扫描来简化EZW编码,进而结合重要系数二进制位的特点提出了位渐进逼近量化的EZW改进算法.位渐进逼近量化的EZW改进算法舍弃了传统EZW编码中繁琐的量化编码器构造过程,采用直接输出辅扫描表中数据二进制位的方案来得到辅扫描编码输出,简化了辅扫描的量化编码过程.实验结果表明,位渐进逼近量化的EZW改进算法能使编码时间减少20%左右,从而证实了本文改进算法的有效性.     

一种容量上界最大化的量化反馈方法

研究了多输入多输出广播通信(MIMO BC)系统中的信道量化反馈问题．通过分析得到了一个接收用户容量上界,并基于该上界最大化构造了一种新的量化反馈方法．该方法采用随机量化码本,不仅考虑了信道的方向还考虑了子信道增益信息．仿真结果表明,相对只量化反馈信道方向信息的方法,该方法不仅显著提高了量化误差存在下的系统容量,并且复杂度更低．     

考虑量化效应的观测器分析与设计

为了减弱信号的量化效应引起的数字观测器性能的降低,分析了量化器对状态估计误差的影响,并且提出了一种新的非线性观测器构造方法．使用Lyapunov稳定性判据分析了考虑了量化效应的Luenberger观测器的动态特性,结果表明观测误差无法渐进收敛,并给出了估计误差的上界．提出了一种新的观测器构造方法．对于系统矩阵是Hurwitz稳定的情况,该观测器可以保证状态估计误差可以收敛到零．