矩阵填充及其在信号处理中的应用

本文首先阐述了矩阵填充的应用背景,给出了矩阵填充的数学模型,详细分析了矩阵填充中的低秩特性和非相干特性,重点介绍了矩阵填充三种典型的重构算法:SVT(Singular Value Thresholding)算法、ADMiRA(Atomic Decomposition for Minimum Rank Approximation)算法和SVP(Singular Value Projection)算法,文中的仿真实验对这三种算法的重构性能进行了比较;文章随后分析了矩阵填充和压缩感知的联系;最后介绍了矩阵填充在协同过滤、系统识别、传感器网络、图像处理、稀疏信道估计、频谱感知以及多媒体编码和通信等方面的的应用。      

自适应相位旋转的量子菌群算法

量子菌群算法是将量子计算与菌群觅食优化算法相融合而得到的一种量子智能算法,但该算法存在鲁棒性比较差和寻优时间比较长的缺陷。为解决该问题,本文设计了一种旋转相位自适应调整的量子旋转门,并用其完成细菌的趋化操作,提出了一种自适应相位旋转的量子菌群算法。通过16个不同类型的标准测试函数对其优化性能进行研究,统计结果表明该算法在低维时,对于多种种类的测试函数,在收敛精度和稳定性上都要优于改进前的量子菌群算法,且优化结果要明显优于经典的菌群觅食优化算法和量子遗传算法。进一步研究表明,在达到指定收敛精度的情况下,该算法的平均收敛概率是最高的,平均运行时间和平均迭代步数是最短的。而在高维情况下,该算法则对碗状和碟状类型的测试函数比较适用。      

压缩感知中非凸优化的极大熵方法

压缩感知可由少量观测重构K-稀疏信号.本文提出的极大熵方法克服了压缩感知中lp(0＜p＜1)最优化问题的非光滑性.极大熵方法构造一条同伦曲线以获得全局最优稀疏解.数值实验表明极大熵方法的信号重构性能优于l1最优化和AST算法.     

物理层网络编码机会中继及中断性能分析

该文研究了频率非选择性瑞利衰落信道中的物理层网络编码系统容量问题。基于放大转发机制提出了一种基于最大最小互信息准则的机会中继策略。在瑞利衰落信道环境下,从双向通信的角度,通过理论分析得出其中断概率解析式,同时推导了理想物理层网络编码和传统直接传输系统的中断概率解析式。通过理论分析,发现在某些节点发射功率条件下,系统中断概率将完全取决于单向链路。在此基础上完成了数值仿真实验,结果表明所提策略的中断性能与理想物理层网络编码和传统直接传输相比有了显著的提高。     

双选择性信道下发射分集MISO OFDM系统基于BEM的低复杂度信道均衡

在高速移动环境下,无线信道会同时经历时间选择性和频率选择性衰落,即所谓的快速时变信道,也称之为双选择性信道。最初的发射分集Alamouti编码方案是针对时不变平坦信道提出的,不能直接应用于快速时变信道。此外,OFDM 系统在双选信道下遭受的载波间干扰(ICI)不可忽视。因此,发射分集MISO OFDM系统在双选择性信道下既节能又有效的信号恢复是有挑战的。本文基于双选择性信道的基扩展模型(BEM)表示,研究了一种有效的可动态分组的混合干扰消除(HIC)信道均衡方案。仿真结果表明,提出的方案,与传统的MMSE均衡相比,计算复杂度大大降低的同时性能显著提高,计算量的降低减少了能量消耗,达到节能的目的;与现有的关于发射分集的信道均衡方案相比,表现出性能和复杂度的较好折中;此外,在信道信息完美已知的假设下,随着移动速度的提高,误码性能没有损失。      

分布式压缩感知实现宽带频谱感知的方法

频谱感知的第一步就是采集无线信号进行分析,越来越高的采样率成为宽带频谱感知研究中的难点。实际通信中主用户占用频谱具有稀疏特性,符合压缩感知理论的前提条件。因此,本文利用分布式压缩感知实现宽带频谱感知,提出基于差分信号分布式压缩感知（DS_DCS）的加权宽带频谱感知算法。该算法针对宽带频谱采样率高的问题,利用压缩感知技术降低采样率,同时引入差分处理方法降低计算复杂度;又针对单点检测带来的深衰落、隐节点以及抗噪声能力差等问题,采用分布式感知系统进行多节点协同检测并利用信噪比的估计对信号进行加权处理。仿真证明,该算法能有效降低各节点采样率,大幅提高系统检测概率,显著改善系统对噪声的鲁棒性。      

非对称协作分集通信中网络编码的应用

该文提出了网络编码在非对称三点协作传输系统中的应用。通过协作分集技术和网络编码技术的联合运用,不但可得到无线通信传输系统的分集增益,也可得到系统的编码增益。该文设计的方案,充分考虑无线通信环境的差异性,利用非对称调制方式,在保证较差通信环境中取得通信可靠性的同时,在较优链路采取较高速率进行传输,利用较优链路传输更多的信息,实现系统资源的充分利用。在方案的具体实现中,通过在中继链路的中继节点加入已知信息实现网络编码,使得系统的译码性能得到增加。仿真结果表明,将网络编码技术应用于非对称协作分集通信中,相对比非协作传输方案可增加分集增益,降低系统的误比特率。跟传统对称传输系统相比,可充分利用系统资源,提升了系统传输容量。     

多普勒域上稀疏的双向中继信道估计

信道估计技术作为获得信道衰落信息的方法,是提高无线信道传输接收性能的关键技术。本文针对放大转发双向中继系统的时间选择性平坦衰落信道,利用信道在多普勒域的稀疏性进行压缩信道估计。相比于传统的线性估计方法,压缩信道估计考虑了信道的固有稀疏性,降低了导频的开销,改善了信道估计性能,提高了频谱利用率及系统吞吐量。文中通过对双向中继信道进行多普勒域的稀疏建模,仿真分析了信道估计性能随着导频数量增加、信噪比增加,得到不断改善;而不同的导频分布将影响观测矩阵的相关度,从而对信道估计产生影响。仿真表明,当导频随机分布时,信道估计效果最佳。同时,文中还仿真分析了最大多普勒频移对信道估计性能的影响。      

不对称速率传输中网络编码与信道编码的联合设计

本文针对双向中继信道中不对称速率传输的情况进行了研究。在实际双向中继信道的通信传输中,由于信道质量,发射功率,业务需求等条件的不对称,双向信道的传输速率往往也是不对称的。本文提出了一种称为子集编码的方案,将调制、物理层网络编码、信道编码联合起来设计,使得较差信道的信道编码码字为较好信道的子集,这样中继节点可以利用信道编码的线性性质对接收到的叠加信号直接进行译码,从而使译码复杂度降低50%;同时,较好信道使用高阶调制,较差信道使用低阶调制,利用较好信道提高了系统的传输速率。仿真结果表明,与对称速率传输相比,本文提出的方案在提高系统有效性的同时,又保证了系统的可靠性。      

大尺度信干比共享下的基站协作干扰协调

在基于正交频分多址接入(OFDMA)技术的蜂窝移动小区中,小区间的干扰是影响系统性能的主要因素。多点协调(CoMP)技术被视为能够协调小区间干扰的主要手段。在下行多点协作传输系统中,小区基站采用三向天线来对小区划分扇区,从而消除了相邻小区边缘处的干扰。各扇区分别计算扇区内用户的大尺度信干比(SIR),小区之间通过共享大尺度信干比信息,对各自服务的用户按照一定的规则进行匹配,对小区中心用户的SIR和边缘用户的SIR进行了折中,从而有效解决小区边缘用户由于小区间干扰带来的低信干噪比(SINR)问题。仿真结果表明,本文提出的用户匹配算法以较小的反馈开销,较大的提高了小区边缘用户的信干噪比和系统吞吐量。