An MMSE Decoding Algorithm without Matrix Inversion in QSTBC

The matrix inversion operation is needed in the MMSE decoding algorithm of orthogonal space-time block coding (OSTBC) proposed by Papadias and Foschini. In this paper, an minimum mean square error (MMSE) decoding algorithm without matrix inversion is proposed, by which the computational complexity can be reduced directly but the decoding performance is not affected.

少模光纤通信系统中的自适应频域均衡算法

少模光纤模式复用存在模式耦合和差分模式时延,必须通过自适应均衡算法补偿。为了降低长距离少模光纤通信系统中自适应均衡算法的复杂度,采用基于变步长-频域块最小均方算法的多输入多输出均衡器对2×2模分复用系统解复用。利用频域块最小均方自适应算法修正均衡器权系数,并通过变步长函数调整步长因子,兼顾算法收敛速度和收敛性能。算法可通过快速傅里叶变换降低计算复杂度。在112Gbit/s的1000km少模光纤高速通信仿真系统中,保证相同收敛速度情况下,提高信号Q2因子3.7d B,并在可编程现场门阵列上验证了100km少模光纤通信系统时的算法性能。结果表明,该算法能够实现模分复用系统的信号解复用,达到快速收敛、低稳态失调的目的。

永磁型电主轴多频率振动的主动控制

为了有效抑制由砂轮质量不平衡及外部干扰引起的永磁型电主轴转子系统砂轮端的多频率成分振动,在无轴承永磁电机径向磁悬浮力产生原理的基础上,提出了一种基于最小方差快捷分块(FBLMS)的自适应滤波的永磁型双绕组电主轴柔性转子系统砂轮端多频率成分振动的主动控制方案。首先研究了双绕组永磁型电主轴结构及工作原理和径向控制力的模型,借助有限元法建立了永磁型电主轴柔性转子系统的动力学模型,分析了控制电流的不同成分对永磁体涡流损耗及电机定子铁损的影响,设计了永磁型电主轴柔性转子系统砂轮端多频率成分振动的主动控制系统,结果表明,提出的永磁型电主轴柔性转子系统砂轮端多频率成分振动控制方案具有明显的控制效果。

一种稳定的变步长块LMS自适应算法

针对LMS自适应滤波算法在输入信号高度相关时,收敛速度下降导致性能下降,本文从基本的块LMS算法开始,简要介绍了块LMS算法的实现方法,在此基础上重点分析了在变步长块LMS算法中,影响步长因子的要素。提出了一种新的变步长因子迭代算法(SVBLMS),该迭代算法充分考虑输入信号和误差信号对变步长因子的影响,并且迭代的结构简单,计算量小。通过Matlab仿真,仿真结果表明,该迭代算法较其它块LMS算法有更快的收敛速度,更稳定的收敛过程。当输入为有色信号或输入噪声较大时,本算法都能保持良好的性能。

一种基于矢量加速的变步长频域最小均方算法

针对现有变步长频域批处理最小均方(VSFBLMS)算法收敛速度慢的问题,提出一种基于矢量加速的VSFBLM S算法。利用VSFBLM S计算得到的基本步长参数对当前收敛阶段进行判断,并根据收敛阶段分别在前期和后期选择较大和较小迭代次数的权值更新公式进行系数更新,从而加快算法前期的收敛速度并保证后期失调量较小。采用基于自适应滤波器噪声抵消模型进行算法性能测试,结果表明,相比VSFBLMS算法,该算法的收敛速度有较大提高,且在后期具有与VSFBLMS算法趋于一致的失调量。

一种用于视频修复的块匹配方法

视频修复最主要的工作之一是对缺失图像块的匹配替代块的搜索。针对传统块匹配算法具有易陷入局部最优的固有缺陷的不足,提出一种新的块匹配搜索算法。该方法结合新的三步搜索方法和简单高效的三步搜索方法的优点,在简单有效的搜索方法确定了四分之一选区后,在该四分之一选区内加上相应的小步长临域搜索点,以提高对于小范围运动的匹配效果。仿真实验结果表明该方法能够更准确、更高效地搜索匹配块,对于视频修复具有非常重要的意义。

新的变块长频域批处理LMS算法

针对传统的频域批处理LMS(Frequency-domain Block Least Mean Square,FBLMS)算法在收敛速度和稳态误差之间存在矛盾的问题,不同于变步长LMS算法,提出了一种新的变块长频域批处理LMS算法,采用自适应改变的批处理块块长的方法来协调解决这个矛盾。通过Matlab对提出的算法进行计算机仿真,结果表明相比于传统的FBLMS算法,新算法具有更快的收敛速度和更小的稳态误差。

改进的MU-MIMO线性预编码算法

针对MU-MIMO系统中多用户天线之间存在的干扰问题,提出一种块状对角化-最小均方误差(BDMMSE)算法。该算法是在信噪比一定的情况下,先用BD预编码算法在发送端消除多用户之间的干扰,然后在接收端使用MMSE信号检测技术对每个用户多个天线之间的干扰进行消除,最终使误比特率达到最小。仿真结果表明,改进的预编码算法比单一的预编码算法的BER性能有显著提高。

完美空时分组码及其高性能解码算法

根据完美空时分组码(STBC)的结构特点提出了等效的垂直—贝尔实验室空时(V-BLAST)模型,在对该模型进行最小均方误差—判决反馈均衡(MMSE-DFE)预处理之后,提出一种有边界约束的Fano解码器。该解码器可达到几乎最大似然(ML)性能,在很大的信噪比区域范围内其复杂度比目前典型的解码器低,而且该解码器可用于发射天线数大于接收天线数的系统。直接在复数域计算和处理,该解码器适用于任何星座形式。该解码器可用于任何能等效成V-BLAST模型的空时系统。仿真结果表明了该解码器的有效性。

基于块自适应滤波的核最小均方算法

核最小均方(KLMS)算法在非线性系统中收敛性能较好,但其使用瞬时梯度估计均方误差梯度,导致随机性较大。而块自适应滤波理论利用多个输入-输出的误差来估计均方误差梯度,可降低KLMS算法稳态误差。为此,将块自适应滤波理论运用到KLMS算法中,提出核块最小均方(KBLMS)算法,根据最陡下降法原理推导出KBLM S权矢量更新公式,使用核方法计算得到滤波器输出表达式,并通过并行处理减小算法计算复杂度。仿真结果表明,KBLMS算法可有效提高KLMS算法的稳态性能,并且相比块最小均方算法具有更低的误码率。

MIMO-OFDM系统中一种有效的信道估计方法

提出了一种MIMO-OFDM(Multiple Input and Multiple Output-Orthogonal Frequency Division Multi-plexing)系统中的信道估计实现方案.该算法采用STBC(Space-Time Block Code)训练序列,利用LMS(Least Mean Square)迭代算法估计信道响应,避免了矩阵的求逆运算,与基于MMSE(Minimum MeanSquare Error)的MIMO信道估计算法相比,具有运算复杂度低、跟踪能力强的优点.计算机仿真结果显示了该算法的有效性和优越性.

一种适用于双讲状态的声学回声消除系统

声学回声消除中存在的双端讲话情况会导致回声消除器的性能发生恶化,而传统的双端话音检测及其控制算法无法有效应对双讲。针对这一问题,提出一种根据频谱信扰比(近端话音功率谱值和回声功率谱值之比)调整自适应步长的方法。为减少计算量以及降低处理时延,采用分段频域块最小均方(Partitioned frequency block least mean square,PFBLMS)算法作为自适应滤波算法,因而系统的自适应步长在频域上进行调整。首先建立频谱信扰比和相干函数之间的关系,通过计算出的相干函数值得到步长因子,最后根据步长因子实时调整每个频点的自适应步长。此外,还结合双滤波器和稀疏控制算法进一步提高系统的鲁棒性和收敛性能。仿真实验表明,该系统在双讲状态下依然能够保证良好的回声抑制能力,并能够及时跟踪回声信道的变化。相比于基于归一化互相关函数的双端话音检测算法以及开源项目Speex中的回声消除算法,系统在双讲情况下的回波抑制比(Echo return loss enhancement,ERLE)和语音质量得分(Perceptual evaluation of speech quality,PESQ)均有所提高。

改进的Loran-C同步干扰抑制高效自适应算法

针对目前Loran-C系统抑制同步干扰所采用的自适应算法存在运算量大、定位时间长的缺点,提出了一种改进算法,即BMMax-NLMS算法,并对运算量进行了比较。通过建立Loran-C信号模型,运用改进算法对干扰信号进行自适应滤波。仿真结果表明,该算法能够在抑制同步干扰的同时有效减少运算量。最后,利用实测数据进一步验证了这些结论。

基于频域块LMS算法的实时虚拟暗室测试方法

针对电磁辐射现场测试被测设备信号和干扰未知的情况,提出了一种基于频域块最小均方算法的实时虚拟暗室测试方法。该方法采用双通道接收机,根据测试通道和背景通道中干扰信号的相关性设计自适应滤波器,在频域对背景通道信号滤波以趋近测试通道中的干扰分量,采用瞬时双通道信号迭代更新滤波器系数,滤波器系数收敛后系统输出中只有被测设备信号。仿真与分析表明,该方法在背景通道有无被测设备信号泄露的情况下都能有效抑制干扰,与基于时域最小均方算法的方法相比,在滤波器长度相同的情况下其计算复杂度更低,适用于实时现场测试。

一种用于回声消除的变步长SC-MPNLMS频域分块算法

针对回声路径的冲激响应时间长,稀疏控制μ律比例归一化最小均方算法(SC-MPNLMS)计算复杂度高的问题,提出一种变步长的频域分块SC-MPNLMS的线性回归,得到估计回声每个频点的自相关,以及估计回声与误差信号的互相关来确定泄漏系数,从而调整全局步长因子对自适应滤波器系数进行变步长矩阵的更新,改善了算法在稳态阶段时步长因子过大的缺点。针对频域分块自适应滤波算法初始收敛速度慢的问题,将滤波器初始权值赋值为稀疏度适中的随机序列。实验结果表明,在回声路径不同的稀疏程度条件下,保持了与SC-MPNLMS算法相近的收敛速度与稳态回声返回损耗增量(ERLE),并且降低了算法复杂度。

广义无线光空间调制中的低复杂度OB-MMSE检测算法

针对传统光空间调制传输速率和激光器利用率较低,且要求激光器数目必须是2的整数次幂的问题,通过同时激活多个激光器并结合脉冲位置调制构建了一种适用于无线光通信的广义光空间调制(GOSM)方案。针对最大似然译码(ML)算法复杂度较高的问题,引入排序块最小均方误差(OB-MMSE)信号检测方法,利用平衡因子在综合考虑误码性能和复杂度的情况下,对OB-MMSE算法进行改进,并依据GOSM信号的特点对其权值进行修正;此外还推导了对数正态湍流信道中阈值的选取公式。最后,采用蒙特卡罗仿真验证了算法的性能,并将所提算法与经典ML、MMSE算法的误码性能和计算复杂度进行了对比。结果表明:与ML算法相比,所提算法在牺牲较小误码性能的情况下,能有效降低算法的复杂度;与MMSE算法相比,虽然所提算法的复杂度略有增大,但它可有效地降低误码率,而且还适用于接收机数目少于发射机数目的系统。