CO-OFDM系统中利用阈值功率点改进的后向传输补偿算法

采用后向传输(BP)补偿算法补偿相干光正交频分复用(CO-OFDM)通信系统的非线性损伤是一种具有应用前景的方法。本文针对后向传输(BP)补偿算法计算复杂度高的问题,根据相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统中非线性损伤与光功率的关系,通过选取合适的阈值功率点降低BP补偿算法的高计算复杂度。仿真结果表明,提出的方法可以大大降低BP补偿算法的计算复杂度,同时克服了传统算法过补偿的缺点,系统性能也得到提升。在100Gbit/s的CO-OFDM系统中,采用衰减因子为0.2dB/km的零色散光纤,信号传输3 200km(32×100km),光信噪比(OSNR)为16dB时,在选取合适的阈值功率点后,所需的BP补偿步骤数目由传统算法N=61降低为N=13,计算复杂度仅为原来的13/61。此外,采用改进的BP补偿算法补偿之后,系统的Q因子增加了0.204dB。     

光OFDM系统中一种改进的SLM峰均比抑制方案

针对光正交频分复用(O-OFDM)系统中峰值平均功 率比(PAPR)较高的缺点,对PAPR抑制技术的选择性 映射法(SLM) 进行了深入研究。基于低复杂度SLM方案的深入研究,提出了一种改进的次PAP R选择的思 想与低复杂度SLM相结合的PAPR抑制方案。改 进的SLM方案能够成倍降低传统SLM方案的计算复杂 度。仿真分析表明,改进的SLM方案在载波数为256的O-OFDM系统中,计算复杂度能降低50%以上,并 且随着子载波数的增加,其复杂度降低程度更为高效;同时,该改进的SLM方案又能使其PAPR抑制性能优于传统的SLM方案,从而进一步提升了低复杂度SLM 方案的实用价值。     

降低可见光通信OFDM系统峰均比的SLM改进算法

针对传统选择性映射(C-SLM)算法存在计算复杂度高的问题,提出了分组(G-SLM)的改进算法,在不增加系统计算复杂度的情况下,将时域备选信号的个数从M增加到M 24,并且通过仿真确定了最佳的α值;针对C-SLM算法存在峰均功率比(PAPR)抑制性能有限的问题,将G-SLM算法与μ-law压缩扩展法相结合,提出了μ-GSLM联合算法,进一步降低了系统PAPR。仿真结果表明:在互补累计分布函数(CCDF)取值为10-3时,与原始信号、G-SLM算法和μ-law压缩扩展法相比,μ-GSLM算法的PAPR分别降低了7.5 dB、3.2 dB和2.1 dB。     

4×4 V-BLAST系统分组最大似然检测算法

对于V-BLAST系统的检测,最大似然(ML)算法有着最优的性能却也有最大的计算复杂度;经典的排序连续干扰抵消(OSIC)算法复杂度较低,但数值稳定性差,且性能与ML差距较大.因此,本文基于检测性能和计算复杂度折中的思想,针对4×4 V-BLAST系统提出了一种分组最大似然(Group ML,GML)检测算法,在保证较好检测性能的基础上,通过将四维ML检测器分成两组二维ML检测器来降低计算复杂度.此外,本文还提出了一种简化的最大似然(Simpli-fled ML,SML)检测算法,通过将每组中的二维ML检测器的搜索空间从二维降至一维,进一步降低了计算复杂度,并证明其与ML算法具有一致的性能.仿真表明,在误符号率为10~(-3)时GML算法相比OSIC算法有约7dB的性能提升.经分析知.GML算法复杂度与ML-OSIC算法相比在高阶调制方式下有着显著的降低,易于硬件实现.     

光传输系统中一种分组Turbo码的新颖译码算法分析

基于遗传算法与Chase译码算法的各自优势,提出了一种降低运算复杂度并加快译码速度的新颖分组Turbo码(BTC)译码算法.与传统的Chase译码算法相比,该译码算法降低了译码复杂度且加快了译码速度.仿真分析表明,该算法较传统的Chase译码算法在误码率为10-6时提高了约1.15 dB的净编码增益(NCG),具有良好的纠错性能.因而它是一种适用于光传输系统且实用性较强的新颖BTC译码算法.     

一种改进的LDPC编码FSO-MIMO系统迭代检测解码算法

基于双伽玛(Gamma-Gamma)湍流信道,研究了低 密度奇偶校验码(LDPC)的自由空间光通信多输入多输出(FSO-MIMO)系统迭代检测解码(ID D)算法。针对最优最大后验概率(MAP)算法复杂度高和BP迭代过程 中比特节点后验对数似然比(LLR)震荡现象,结合概率数据辅助(PDA)算法在信号检测中 的良好性能, 提出了一种基于反馈均值的LDPC+PDA系统IDD码算法,采用BP解码方法,经迭代处理,求出 每次内 迭代中比特节点输出的后验信息均值,并将其作为解码器的输出反馈给检测器,从而提高了 解码器传递给 检测器的消息可靠性。仿真结果表明,当误码率(BER)为10－5左右 时,在弱湍流条件下,改进的IDD算法相 对传统的算法具有0.3dB的性能优势;在强湍流条件下,改进的IDD 算法比传统的算法提高了0.65dB 的性能增益。因而,改进的IDD算法能够进一步抑制湍流特别是强湍流的影响,提高了系统 性能。     

一种短波信道自适应均衡算法的研究

基于逐幸存路径处理(PSP)的思想,研究了一种减少状态序列估计(RSSE)的短波信道自适应均衡算法.该算法首先通过训练序列估计信道的参数,然后利用RLS算法对信道参数和输入数据的估计值同时进行逐幸存路径地更新.数值仿真表明,在短波信道环境下,RSSE-PSP算法在减小计算复杂度的同时最大限度地保持了性能增益,其性能明显优于其他均衡算法.     

基于贪心策略的大规模MIMO系统信号检测算法

针对传统球形译码性能和计算复杂度受到初始半径及搜索策略制约的问题,提出了一种新的基于M算法的贪心策略球形译码检测算法,对树搜索的方法进行了改进,先将该层信号集合中的距离增量进行排序,然后选择距离增量最小的M个点为信号点,这样每一次选取的信号点相对该层都是局部最优的.仿真结果表明,相比于传统球形译码检测算法,当M为1时,该算法可以降低约30％的计算复杂度.使球形译码算法的效率得到了很大的提高,可以运用于大规模MIMO系统中.     

基于块模型的混合高斯模型运动目标检测方法

文中针对传统混合高斯模型(GMM)运动目标检测方法计算量大、时间复杂度高的缺点,提出一种利用块模型的混合高斯模型运动目标检测方法。该改进算法利用分块处理技术为每个块建立一个模型,同时利用概率更新策略对块模型进行更新,充分利用图像像素间的空域信息,大量减少算法的计算量和存储空间,提高了算法的运行效率。应用这种改进算法,对分辨率不低于CIF(352×288)的监控视频进行检测,结果表明:当块大小值设置为3×3时,检测效果与传统混合高斯模型的检测效果基本一致,而改进算法的平均耗时减少了46.16%,存储空间减少不低于54.15%。     

基于模型驱动辅助MPA的SCMA多用户检测算法

稀疏码分多址接入(Sparse Code Multiple Access,SCMA)作为有应用前景的空口技术,在高吞吐量以及大规模连接中极具优势。针对SCMA通信系统中接收端消息传递算法(Message Passing Algorithm,MPA)计算复杂度较高的问题,提出了基于模型驱动辅助MPA法(Model driven Assisted MPA,MD MPA)的SCMA多用户检测算法。MD MPA在MPA算法迭代过程中节点更新后的信息矩阵和输出的概率矩阵之后添加权重参数,并通过神经网络训练更新参数。经训练所得权重参数可加快算法收敛速度,降低误码率,获得更佳的译码效果。仿真结果表明,MD MPA相较于MPA算法,误码率降低了20%,复杂度降低了33%。     

基于CHASE译码思想的PCMA信号盲分离算法

在软输出逐幸存路径处理（SOVA-PSP）算法的基础上,提出了基于Chase译码思想的载波成对复用多址（PCMA）信号的盲分离算法。该算法对SOVA-PSP软输出的结果进行可靠性排序,对于排序中可靠性较低的混合符号进行信号重构,通过重构信号和接收信号之间的欧式距离对比纠正其中的错误结果。仿真结果表明,所提算法与SOVA-PSP算法相比,性能有2 dB左右的增益。     

降低单通道盲分离PSP算法复杂度的方法

随着电磁环境的日益恶化,越来越多的通信系统面临着多信号混合干扰的问题,这对解调信号造成了一定的困难。解决这个问题使用PSP算法对混合信号进行单通道盲分离是一种有效的手段。本文针对目前PSP算法在单通道盲分离中随着调制阶数上升所带来的算法复杂度提高的问题,利用PSP算法的复杂度随串扰长度L增加而上升的特点,提出了一种改进型的PSP盲分离算法。仿真结果表明,在对误码率影响不大的基础上此种改进型算法跟原算法相比,在BPSK解调中能够加速大约3倍,QPSK解调中能够加速大约18倍。若采取另一种不降低串扰长度L的改进方式,则BPSK解调与原算法相比最高能有2dB的增益,并且即使降低L仍有1.5dB的增益。QPSK解调与原算法相比最高能有1.5dB的增益,降低L仍有1dB的增益。      

基于前馈神经网络的非合作PCMA信号盲分离算法

针对非合作接收PCMA混合信号盲分离中高复杂度束缚,提出一种基于前馈神经网络的分离算法,通过搭建神经网络分离平台,规避传统的发送符号遍历思想,实现PCMA混合信号低复杂度高性能盲分离.仿真实验表明,神经网络能够极大挖掘信号内在信息,针对QPSK调制PCMA混合信号,在信噪比7dB时误比特率达到10^-3数量级,并伴随着较PSP分离算法算术平方根级别的复杂度降低.     

基于双向逐幸存路径处理的空时格形码软判决自适应解码

本文提出一种针对TDMA下行链路的空时格形码自适应解码算法.为充分利用下行链路相邻时隙前导序列中的正交导引信号,该解码算法采用了双向逐幸存路径处理技术——正向处理利用基于当前时隙前导序列的自适应信道估计实现正向解码,并将软判决结果传递给反向处理模块;以正向软判决为先验知识,反向处理利用基于下一时隙前导序列的自适应信道估计实现反向解码,并将反向软判决作为最终结果输出.计算机仿真结果表明:在存在卷积外码的情况下,与基于最大似然序列检测的单向硬判决解码相比,基于所提出算法的软判决解码在多普勒频移小于60赫兹的时变信道中可提供1～2dB的增益.     

适用于大规模MIMO系统的低复杂度RZF-SOR预编码算法

在大规模多输入多输出(MIMO)系统中,为了降低传统预编码算法的复杂度,在原有正则化迫零(RZF)预编码算法的基础上,提出用超松驰迭代(SOR)法代替矩阵求逆的高复杂度运算,得到一种改进算法RZF-SOR,并应用随机矩阵原理得出其最优相关参数的近似表达式和取值的必要条件.实验仿真表明,提出的RZF-SOR预编码算法与RZF预编码相比有效地降低了一个数量级的复杂度,在很小的迭代次数下达到接近于RZF预编码的误码率性能,并且优于基于Neumann级数预编码算法的误码率性能.     

基于GA-MP的低复杂度OTFS检测算法

针对正交时频空(Orthogonal Time Frequency Space, OTFS)通信系统信号检测复杂度高的问题,提出一种改进的高斯近似消息传递(Gaussian Approximate Message Passing, GA-MP)检测算法。依据最大后验概率检测准则,对发送信号及隐变量进行逐符号高斯近似,基于置信传播算法与联合因子图进行消息传递,用边缘后验概率替代GA-MP中的外部信息以减少运算量,结合阻尼因子提升收敛速度,同时引入概率阈值减少后续更新的节点数,从而使运算复杂度得到有效降低。实验结果表明,改进后的GA-MP算法在保证误码率性能的前提下具有更低的复杂度。     

The DFF-PSP Iterative Separation and Theoretical Bound for PCMA with Long Memory

This paper proposes the Decision feedbackfeedforward per-survivor processing (DFF-PSP) iterative separation algorithm and the Monte Carlo integrationbased method to compute the theoretical bound for Paired carrier multiple access (PCMA) Single channel blind separation (SCBS) which is highly complex with long memory.The truncated PSP is employed while the pre-and post-cursors are disregarded to control the complexity.The delayed decisions feedforward and local decisions feedback filters are designed to process the pre-and postcursors.The Bit-interleaved code modulation iterative decoder (BICMoID) is combined with the second soft decision of the truncated PSP to obtain a better performance.The mixture signal model is regarded as a Multiple-access channel (MAC) with memory,and the theoretical performance bound is obtained via entropy inequality,Monte Carlo integration and Fano inequality.Simulation results show that the DFF-PSP iterative separation provides the good tradeoff between complexity and performance.     

Partial Transmit Sequence Optimization Using Improved Harmony Search Algorithm for PAPR Reduction in OFDM

This paper considers the use of the Partial Transmit Sequence (PTS) technique to reduce the Peak‐to‐Average Power Ratio (PAPR) of an Orthogonal Frequency Division Multiplexing signal in wireless communication systems. Search complexity is very high in the traditional PTS scheme because it involves an extensive random search over all combinations of allowed phase vectors, and it increases exponentially with the number of phase vectors. In this paper, a suboptimal metaheuristic algorithm for phase optimization based on an improved harmony search (IHS) is applied to explore the optimal combination of phase vectors that provides improved performance compared with existing evolutionary algorithms such as the harmony search algorithm and firefly algorithm. IHS enhances the accuracy and convergence rate of the conventional algorithms with very few parameters to adjust. Simulation results show that an improved harmony search‐based PTS algorithm can achieve a significant reduction in PAPR using a simple network structure compared with conventional algorithms.     

基于宽带均匀同心球阵列的低复杂度二维波达方向估计算法

该文提出一种基于宽带均匀同心球阵列(UCSA)的2维波达方向(2D-DOA)低复杂度估计算法。该方法将宽带UCSA输出信号转换为相位模式,并对其进行频率补偿,实现近似频率不变(FI)特性,从而降低宽带信号处理的计算复杂度。为了进一步降低2D-DOA估计的计算复杂度,该文提出基于FI-UCSA的降维多重信号分类(MUSIC)算法。该方法将相位模式导向向量分解为方位角和仰角相关的两个矩阵,从而把2维搜索问题简化为1维(1D)搜索,实现降维优化并降低计算复杂度。仿真结果表明,该算法计算复杂度相较于2维MUSIC算法得到了极大的降低,并且在估计精度和分辨率上均稍有改善。     

一种降低OFDM信号峰均比的低复杂度双层搜索算法

在OFDM峰均比抑制技术中,采用传统的PTS算法得到的相位旋转因子随着长度的增加,存在搜索代价过高的问题,从而影响了系统的性能。为有效降低系统的峰均比,同时避免过多的搜索代价,设计了一种新的峰均比抑制算法。与传统算法相比较,该算法将汉明距离的概念应用到传统双层搜索算法中,针对不同的相位旋转因子长度,在每一层进行不同策略的搜索,得到不同的改进方案。仿真结果表明,在搜索次数相近的情况下,该算法相较传统算法能将峰均比在原有基础上再降低0.1 dB左右,而且随着相位旋转因子长度的增加,效果更加明显。同时,该算法在系统性能与搜索次数上的平衡相对传统算法也更为灵活。