多用户分布式MIMO系统的低复杂度天线选择算法

相对于集中式系统,多用户分布式MIMO系统的基站端天线数量显著增大,因此基站端天线选择技术成为该系统的关键技术之一,然而采用传统的天线选择算法会因复杂度过高而制约系统的可实现性.为解决上述问题,针对多用户分布式MIMO系统的上行链路,提出一种基于优化参数的低复杂度接收天线选择算法.该算法采用逐减方法,以迭代优化参数的方式代替容量计算,从而达到降低计算复杂度的目的.复杂度分析和性能仿真结果表明,在有效降低运算量的同时,该算法的容量性能仍逼近最优算法.     

分布式MIMO系统基于端口选择的快速天线选择

相对于点对点多输入多输出（MIMO）系统,分布式MIMO系统的天线数量显著增大,采用现有的性能较优的天线选择算法,复杂度的增加会大大制约系统的可实现性. 为了解决这一问题,根据分布式架构特点提出一种基于端口选择的改进型逐减天线选择算法. 该算法通过设定上限的动态端口选择有效缩小待选天线范围,进而采用逐减方法,以优化参数迭代更新的方式达到进一步降低复杂度的目的. 理论分析和性能仿真结果表明,该算法在显著降低计算复杂度的同时,其容量性能仍可逼近穷举算法.     

低复杂度大规模MIMO系统联合天线选择与用户调度波束成形

针对大规模多输入多输出(MIMO)系统硬件复杂度较高以及基站所能支持的最大用户数受基站天线数影响的问题,提出一种计算复杂度较低的适应于大规模MIMO系统下行链路的联合天线选择与递减用户调度算法,通过移除“差”的天线和用户来最大化系统总速率,降低基站所需配置的射频链路数.仿真结果证明,该方案能够在保证系统性能的前提下大幅度降低系统硬件复杂度.     

3GPP LTE系统的预编码码本选择方案

利用等效矩阵和树搜索方法,提出了第三代合作伙伴计划长期演进（3GPP LTE）系统中发射天线数为4的预编码码本选择方案. 将16组预编码码本等效为5组预编码码本,再通过树搜索找到最佳码本. 与最优码本选择方案相比,本方案有效减少了码本选择数目,降低了计算复杂度. 仿真结果表明,此方案性能非常接近最优码本选择方案.     

适用于分布式MIMO系统的快速天线选择算法

对分布式MIMO系统的下行发射天线选择算法进行研究,提出了基于范数和相关性的天线选择算法（NCBA）及其改进算法（NCBA-M）,并与两种较低复杂度的天线选择算法进行比较,分别是基于范数的（NBA）和基于大尺度衰落的天线选择算法（LFBA）。仿真结果表明,当同一端口发送天线没有相关性时,NBA、LFBA、NCBA与最优天线选择算法性能接近。但是,当同一个端口中发送天线存在很强相关性时,NBA、LFBA算法会导致较高的容量损失,而提出的NCBA-M算法仍然接近最优选择算法的性能。     

基于矩阵求逆化简的大规模MIMO系统线性信号检测

在大规模多输入多输出（MIMO）系统上行链路中,当基站端天线数远大于单天线用户数时,传统的最小均方误差（MMSE）检测算法能达到接近最优的线性信号检测性能.但是,MMSE算法涉及复杂的矩阵求逆,导致其难以快速有效地实现.为了平衡检测性能和计算复杂度之间的关系,对比分析了基于多项式展开的近似矩阵求逆方法和基于线性方程迭代求解的等效矩阵求逆方法,并将其应用于软判决检测中,充分利用了信道编译码的软信息,在降低检测算法复杂度的同时达到接近最优的检测性能.     

上行小小区网络采用累计分布函数的资源分配

为了降低上行小小区网络中共信道干扰对频谱效率的影响,提出了一种基于累计分布函数的用户调度和分布式功率分配联合优化算法．小小区基站选取信噪比累计分布函数值最大的用户进行调度,被选中的用户调整发送功率,使其对同频小区的干扰低于门限值．通过设置合理的门限值,将全局最优问题转化为分布式最优问题,采用拉格朗日对偶分解,获取最优的功率分配．仿真结果表明,该算法同传统最优功率分配算法相比,能够降低复杂度,并且具有相近的系统性能．     

空时比特交织编码调制系统中的低复杂度检测算法

提出了一种适用于空时比特交织编码调制系统的低复杂度迭代检测算法,利用交织器的随机特性和中心极限定理,将各天线发送信号在接收端的叠加近似为高斯分布的随机变量,避免了矩阵求逆运算,从而可适用于任意根接收天线的情况．在此基础上,利用序列译码原理搜索所有可能的信号向量,计算各天线发送信号的估计值,并利用该估计值计算每个比特的外信息,完成迭代译码．与现有算法相比,新算法可在不损失性能的前提下降低计算复杂度．     

MIMO异构网络下行链路干扰对齐

针对由多输入多输出异构网络的下行链路存在的干扰,提出了一种基于零空间的干扰对齐方案．该方案通过联合设计微基站的发射波束成形矩阵和宏用户的接收波束成形矩阵,从而消除微基站到宏用户的干扰．该方案支持任意多个宏用户,同时提供闭式解．另外,该方案适用传统干扰对齐方案的不可行区域．最后,仿真结果展示了基于零空间的干扰对齐方案所能达到的自由度．     

最小误码率排序迭代优化的SLNR改进算法

针对多用户MIMO系统应用SLNR算法时由于干扰用户增加引起的系统性能下降问题,联合考虑误码率性能和信道质量,提出一种先把部分已知的多用户干扰加入SLNR准则进行抑制,根据信噪比大小确定预编码矩阵的设计顺序,再利用已知的多用户干扰迭代优化后续用户预编码矩阵的SLNR改进算法.由于只利用发射端信道信息优化预编码矩阵,改进算法无需基站与用户协作,计算复杂度低.对比仿真结果表明,改进算法收敛速度快,在高信噪比区域,误码率性能和系统容量增益得到了显著提升.     

基于人工蜂群算法高光谱图像波段选择

为减少高光谱遥感图像光谱空间冗余、降低计算复杂度,提出一种基于人工蜂群算法的高光谱图像波段选择方法.首先,根据波段相关性矩阵对全波段进行预处理,获得相关性较小的波段子空间;然后,利用人工蜂群算法以最佳指数与JM距离的加权和为适应度函数在各子空间进行邻域搜索,不断更新至收敛为止,从而获得最优波段组合.最后,利用AVIRIS数据和ROSIS数据对提出的算法与基于蚁群,粒子群,拟态物理学算法的波段选择方法进行实验.仿真结果表明:基于人工蜂群算法的波段选择能够在保证良好收敛性的同时,大大降低计算花费,所获得的波段组合用于高光谱图像分类时,可以得到较好的分类精度.     

A global harmony search algorithm for finding optimal capacitor location and size in distribution networks

Shunt capacitors are broadly applied in distribution systems to scale down power losses, improve voltage profile and boost system capacity. The amount of capacitors added and location of deployment in the system highly determine the advantage of compensation. A novel global harmony search(GHS) algorithm in parallel with the backward/ forward sweep power flow technique and radial harmonic power flow was used to investigate the optimal placement and sizing of capacitors in radial distribution networks for minimizing power loss and total cost by taking account load unbalancing, mutual coupling and harmonics. The optimal capacitor placement outcomes show that the GHS algorithm can reduce total power losses up to 60 k W and leads to more than 18% of cost saving. The results also demonstrate that the GHS algorithm is more effective in minimization of power loss and total costs compared with genetic algorithm(GA), particle swarm optimization(PSO) and harmony search(HS) algorithm. Moreover, the proposed algorithm converges within 800 iterations and is faster in terms of computational time and gives better performance in finding optimal capacitor location and size compared with other optimization techniques.     

基于粒子群优化的频域多信道干扰对齐算法

针对频域干扰对齐系统解空间的多峰值特性,提出了一种基于粒子群优化,以系统网络和速率为优化目标函数的干扰对齐全局搜索算法.该算法通过对速度向量在位置向量的法平面上做投影以加强全局搜索能力,并在粒子群标准位置更新的基础上增加沿目标函数梯度方向的学习搜索来提高算法收敛速度和趋向全局最优值的能力.数值仿真结果表明,该算法可以获得比现有算法更好的网络和速率性能.     

FBMC-OQAM系统中一种改进的OPTS算法

针对采用重叠部分传输序列(overlapping partial transmit sequence, OPTS)算法来抑制滤波器组多载波-偏移正交幅度调制(filter bank multicarrier-offset quadrature amplitude modulation, FBMC-OQAM)信号的峰均比(peak-to-average power ratio, PAPR)时会导致计算量过高的问题,在对现有的禁忌搜索算法进行改进后提出一种基于并行禁忌搜索的OPTS(parallel tabu search overlapping partial transmit sequence algorithm, parallel-TS-OPTS)算法,通过将h路传统禁忌搜索算法得出的各自最优解进行遗传交叉操作来优化传统禁忌搜索算法的初始解,从而进一步增大算法搜索到最佳相位因子向量的概率。理论分析与仿真结果表明,本研究的算法可以在获得接近于OPTS算法PAPR抑制效果的同时显著降低算法的计算复杂度,进一步提高FBMC-OQAM系统应用在5G场景中的鲁棒性。     

Low complexity user scheduling algorithms for uplink multiuser MIMO systems

Two efficient and low complexity multiuser scheduling algorithms are proposed for the uplink multiple-input multiple-output systems in this paper.Conventionally,the exhaustive search algorithm (ESA) ca...     

部分信道状态信息下简化的MIMO功率分配算法

针对当发端只有部分信道状态信息(Partial CSI)-信道统计信息时,最优的发送功率分配算法计算复杂度高这一问题,利用詹森(Jensen)不等式和注水法得到了一种简单的、低计算复杂度的功率分配算法.实验结果表明,对于收天线数不小于发天线数的MIMO系统,该算法对应的平均互信息和最优功率分配算法对应的信道容量吻合较好,可作为一种简便的功率分配算法应用于实际中.     

Power Allocation with Proportional Fairness in Downlink NOMA System

The non-orthogonal multiple access (NOMA) has been regarded as a candidate radio access technology in the 5th generation (5G) mobile networks. In this paper, the problem of power allocation is considered with proportional fairness for downlink NOMA. Our objective is to maximize the logarithmic throughput of the system, which achieves a good tradeoff between the system throughput and user fairness. The approximate optimal solution of this proposed method can be found by the means of quasi-Newton method. For any number of users K, the numerical results verify the accuracy and convergence of our proposed method. Compared to the exhaustive search method, the computational complexity is significantly reduced when the two methods achieve the same accuracy. Furthermore, we show that as the number of users increases, the number of iterations of our method increases with an approximately linear trend.     

运动估计中的一种前处理算法

为降低视频编码中运动估计的算法复杂度,提出一种针对运动估计的前处理算法.该算法首先通过前两帧来对当前帧的矢量分布进行预测,并对大概率的运动矢量进行优先估计,使得一部分宏块的运动估计工作在前处理过程中完成,并且这些宏块的运动矢量需要的搜索点数仅为一次,因而该算法显著地提高运动估计的效率.理论分析结果表明,算法针对视频序列中的运动矢量中心偏置分布特性非常有效.把该算法分别应用于三步搜索(TSS)以及菱形搜索(DS)等算法中的实验结果表明,本算法在保持与以上算法相当的绝对误差的条件下能够大幅度降低平均搜索点数,使得运动估计的计算复杂度有了显著的降低,从而进一步降低整个视频编码的计算复杂度.     

Multiuser iterative precoding algorithm based on the matching weighted signal-to-leakage-and-noise ratio

A multiuser iterative precoding algorithm is proposed to reduce the multiuser interference in multiple antenna cellular communication systems. The proposed algorithm is based on the matching weighted signal-to-leakage-and-noise ratio. In the proposed algorithm, the effective channel gain of each user is selected as the matching weighted factor, and the leakage power received by each user is weighted by the factor. An exact closed form solution for the precoding vector is obtained by maximizing the matching weighted signal-to-leakage-and-noise ratio, and then optimized by using an iterative optimization approach. Simulation results show that the proposed iterative algorithm based on the matching weighted signal-to-leakage-and-noise ratio can improve the sum capacity of the system, and retain low computational complexity.     

基于粒子群进化的输电网络WSN节点定位算法

为了提升WSN的定位精度,提出了一种基于粒子群进化的定位算法,以应用于输电网络中的节点定位.该算法通过区域估计,缩小并限制传感器节点的预估计区域空间,并应用粒子群算法快速寻找节点定位的最优解.通过引入权重自适应的机制,加快节点定位的搜索速度,并提升算法的搜索能力.结果表明,该算法有效增强了WSN节点定位的精度,降低了计算复杂度,为输电网络的无线传感器网络提供更高效准确的定位服务.