自动变步长BLMS自适应均衡的优化实现

介绍了自动变步长分块最小均方(Block Least Mean Square,BLMS)自适应均衡算法。通过自动变更步长,改善了算法的收敛与稳态误差性能。针对改进后的快速BLMS算法硬件实现特点,对其中采用重叠保留法的快速傅里叶变换(Fast Fourier Transformation,FFT)模块,进行了优化,降低了该算法的计算复杂度。相关仿真表明,该算法能在典型多径高速传输环境下能快速收敛,并接近理想性能,且跟踪信道的性能较好,部分FFT计算过程还得到优化。故该算法在保证性能的基础上,还减少了计算资源,具有较大工程实践意义。

运动估计算法匹配准则研究

运动估计算法是视频编码技术的研究重点,高精度、高效率的匹配和补偿可以减少预测误差,提高视频压缩效果,因此块匹配的准确性是核心问题。对最小绝对误差MAD、最小均方误差MSE、归一化互相关函数NCCF、像素差值分类、子采样、VOD等匹配准则进行了理论介绍和实验分析,并提出了一种利用图像差值分布情况作为匹配准则的方法,即图像差值均方差DVAR匹配准则。实验结果表明,图像差值均方差匹配准则获得了比较高的编解码质量。最后展望了更符合人眼视觉系统(HVS)特性的匹配准则发展方向。

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。

块对角化的最小均方误差几何均值分解矢量预编码

提出了对多用户多输入多输出下行链路信道进行块对角化处理后,使用最小均方误差准则推导结合几何均值分解的矢量预编码实现方法.首先使用块对角化方法将多用户多天线信道分解为等价的并行子信道,然后基于等价子信道获得收发信号的均方误差,通过最小均方误差准则推导结合几何均值分解的矢量预编码,其扰动矢量包括扩展星座图的扰动矢量和残余干扰矢量,最后根据推导结果给出了最小均方误差解的表达式,并总结出系统实现框图.仿真表明,提出的算法在误码率性能上优于传统的块对角化算法以及其扩展算法.

基于频域分块RDS-LMS算法的机载外辐射源雷达杂波对消

针对机载外辐射源雷达多普勒展宽的杂波对消问题,该文提出频域分块距离-多普勒-空间LMS(RDS-LMS)算法。该算法利用杂波的空时依赖性,沿杂波脊进行对消,避免对杂波多普勒带内目标的对消。通过频域分块处理,减小了迭代次数并可以利用FFT快速实现,降低了算法的计算量。基于实测数据的仿真结果表明:该算法能够有效对消杂波,且对杂波带内的目标影响很小,对径向速度大于10 m/s的目标,信噪比损失在1 d B以内。计算复杂度分析表明:频域分块实现使算法计算量降低了42倍,根据在地基外辐射源雷达中已实时实现的FBLMS算法估算,结合GPU并行处理,该文算法处理1 s数据用时为771 ms,能够满足实时性需求。

基于块对角化的最小均方误差矢量预编码

针对多用户多输入多输出下行链路系统的预编码问题,提出使用块对角化处理获得具有块对角化结构的等价信道矩阵,并基于等价信道推导收发信号的均方误差,通过最小化均方误差分别求解扰动矢量的两个部分,即扩展星座图的扰动矢量和残余干扰矢量,从而获得发射端信号和预编码矩阵.仿真表明,提出方法的误码率性能优于传统的对角化算法、块对角化迫零准则矢量预编码算法、正则块对角化预编码算法及其改进算法.

博兴洼陷樊1断块沙四上亚段滩坝砂体预测

文中提供了一种薄互层滩坝砂体预测方法,即在谱反演方法提高地震资料分辨率的基础上,通过储层精细标定明确地震响应特征,利用均方根振幅属性识别滩坝砂体分布范围;然后结合低频属性及频谱衰减属性,进一步刻画较厚的滩坝砂体空间展布。并对博兴洼陷樊1断块沙四上亚段砂厚、砂地比、均方根振幅属性、20 Hz分频属性、频谱衰减属性等特征综合研究分析,进而刻画其沉积相及主力砂体展布特征。研究结果表明:研究区目的层坝砂有利砂体主要分布在fan169井—fan1井—fan116井—fan9井,以及chun113,fan159井一带,滩坝砂体预测结果与实钻情况的符合率达80%左右。研究成果对该区下一步的勘探开发起重要指导作用。

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。

基于均方差度量分块的自动加权稀疏表示算法

人脸重要特征部位所在分块应具有更大的分类表决权,而传统图像分块算法往往忽略该问题。为此,提出一种自动加权稀疏表示算法。通过引入一个带重叠的滑动窗口计算分块像素点的均方差,并给出自动加权策略,对每个分块在最终分类中的权重进行度量。在公共数据集上的实验结果表明,与常用的分类算法及分块算法相比,该算法无论是在对最小残差法还是投票法进行加权时,均能提高识别准确率。

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。

基于解相关变步长的改进型语音增强算法

复杂环境中噪声干扰严重影响语音信号的质量,无法正确传达语义,因此语音增强处理十分必要。传统语音增强技术存在适应性差、输入信号高度相关时收敛速度慢等问题。综合变步长最小均方(VSSLMS)算法与解相关的优点,提出了一种改进的语音增强算法,优化自适应滤波算法中步长的大小和权矢量的更新方向,提高语音降噪收敛速度。同时算法引入了连续块处理理论归一化权矢量,以提高其在嵌入式系统实现上的稳定性。仿真测试表明该算法收敛速度快、跟踪性能强,能有效去除强噪语音信号中的噪声,提高语音的清晰度与可懂度。

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。

净扭矩呈小波动形态的新型抽油机动力学研究

针对常规游梁式抽油机电动机输入功率过高导致抽油机效率低、能耗过高的问题,研制了一种基于摇块机构的游梁变矩式抽油机。该抽油机传动机构在附加平衡载荷条件下,其曲柄轴净扭矩表现出了非常小的波动形态,电动机效率被提高,从而使抽油机的能耗大大降低。对该新型抽油机传动机构的运动和动力学分析结果表明,新型游梁变矩式抽油机较常规抽油机最大净扭矩大幅降低,最小净扭矩明显提高;其载荷波动系数CLF值趋近于1.0;均方根扭矩值较小,表现了较好的节能效果和很好的长冲程运动和动力性能。

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。

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。

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。

扩频系统中基于Kalman滤波的最优干扰抑制技术

针对扩频系统中的干扰抑制问题,本文首先将其建模为附加约束的最小化均值输出能量(MMOE)问题,然后借助正交分解将约束MMOE转化为无约束最小均方误差(MMSE),接着通过选择合适的状态变量、建立合适的状态方程和观测方程得到盲Kalman滤波(BKF)算法,最后分析了BKF算法性能.研究表明:BKF的收敛性能与输入相关矩阵几乎无关,能快速跟踪环境变化,稳态干扰抑制性能逼近最优性能;明显优于盲最小均方(BLMS)和盲递推最小二乘(BRLS)算法.

一种新的排序最小均方误差串行干扰消除检测算法

针对分组空时块码(G-STBC)多发多收(MIMO)系统中的信号检测问题,提出了一种新的排序最小均方误差(MMSE)串行干扰消除(SIC)检测算法.新算法基于“G-STBC等效信道模型”,并采用一个新的低复杂度的排序标准——“等效检测后信干噪比(POST-SINR)”,可用于存在较多组的G-STBC系统中.通过仿真比较,验证了该算法有效挖掘G-STBC系统提供分集增益的能力,反映了算法采用IC和排序引入的性能优势,并证实了“等效POST-SINR”的有效性.