永磁同步电机多步模型预测电流控制球形编码研究

传统多步模型预测电流控制遍历所有开关序列,并寻求成本函数最小,使得运算量较大.球形编码算法将成本函数转换为开关序列对应的矩阵二范数平方,并采用事件触发机制动态精简计算量.仿真结果表明:基于球形编码的多步模型预测电流控制性能良好,与传统方法完全等价,控制效果相当.基于STM32H743单片机平台,球形编码和传统方法单控制周期执行时间实验结果表明:对于多步预测,球形编码算法可减少单控制周期执行时间,2步预测减小至96.78%,3步预测减小至87.99%,4步预测减小至73.41%,5步预测减少至63.63%,在控制性能与传统方法相当的条件下,提高系统实时性能.

一种改进的球形译码算法性能分析

针对MIMO系统的球形译码算法具有一定的译码复杂性,提出一种改进的方法来减少球形译码算法的计算量.该算法主要利用QAM复数调制信号表达式中的相似性来减少计算量.仿真结果表明,该算法能够有效地降低球形译码的计算量.

MIMO系统中k-best球形译码算法研究

通过对广度优先策略中有恒定复杂度的层排序k-best球译码算法进行分析,提出一种每节点保留可变扩展节点的层排序k-best球形译码算法(k-best SDA Ⅱ),在64QAM调制及每层保留8节点的实数SDA模型下,通过仿真的方法得出了保留恒定扩展节点的k-best SDA当每节点保留扩展节点数大于等于2时,性能基本不变(k-best SDAⅠ);而改进的k-best SDAⅡ则对k-best SDAⅠ在性能与复杂度上作了比较好的折中,前者计算复杂度大约减少了28%,而性能的损失基本可以忽略。

一种新的多天线系统中的快速广义球形解码算法

该文提出了一种新的广义球形解码算法。与常规球形解码算法相比,它能够处理多输入多输出系统(MIMO) 中发送天线M多于接收天线N的情形,并且其解码速度远大于已有的广义球形解码算法。其基本思想是将M维的传输信号矢量分成N-1和M-N+1维的子矢量xa和xb,通过一些简单地变换,就可以使用一个常规球形解码器来选取合适的xb,然后再利用另一个常规球形解码器来获得xa,从而得到整个传输信号矢量。仿真结果表明,这种新的快速广义球形解码算法(命名为双层球形解码算法)比现有的广义球形解码算法具有更低的复杂度。

一种极化码联合SC球形列表译码算法

为了降低极化码译码复杂度,提出了一种极化码联合SC球形列表(joint successive cancellation sphere list,JSCSL)译码算法。JSCSL译码算法结合了串行消除列表(successive cancellation list,SCL)译码和球形列表(list sphere decoding,LSD)译码相同的列表结构,联合不同的译码流程,增加译码并行性,从而降低译码复杂度。JSCSL译码算法将码字分割,在2个方向上使用不同译码方案,即从前往后和从后往前分别采取SCL译码和LSD译码,最终选取满足冗余循环校验(cyclic redundancy check,CRC)校验的码字。理论推导了2部分译码的中间分割点,使得独立译码时间近似,以达到最优的并行译码。仿真结果表明,与性能较优的CA-SCL(CRC-aided successive cancellation list)译码算法相比,JSCSL译码算法性能与其相近,但译码复杂度降低了40%~50%,因此,JSCSL译码算法在译码性能和复杂度达到新的平衡。

降低高条件数信道下的球形译码算法复杂度的方法

MIMO系统中,球形译码可以在保证接近ML检测性能的前提下大大降低检测复杂度。但当信道矩阵条件数很高时,球形译码的复杂度仍然会很高。在分析了这一现象的原因后,本文提出了在高层对权值进行合并的一种球形译码算法,因为其减小了译码搜索过程中对树的高层节点的访问的概率,由此降低了搜索复杂度。仿真结果表明,这种算法在低信噪比、高条件数时可以节约20%的浮点运算操作次数。

基于免疫算法的球形译码算法研究

在多输入多输出(MIMO)系统的信号检测算法中,球形译码算法的性能最接近最大似然检测算法,是目前应用最为广泛的一种信号检测方法,但传统的球形译码算法在低信噪比时计算复杂度较高,在高信噪比时误码率性能不够理想.该文提出了一种改进的球形译码方法,利用免疫算法的寻优能力来获得最佳的初始搜索半径,从而达到在保证译码性能的同时有效地降低计算复杂度的目的.实验仿真结果表明,与传统的球形译码算法相比,基于免疫算法的球形译码方法在高信噪比下可以达到最大似然译码的性能,同时能有效降低低信噪比时的运算复杂度,从而更符合现代无线通信实时性的要求.

一种新型可变半径的球形译码算法

在MIMO系统的信号检测算法中,球形译码算法的性能最接近最大似然检测算法,但传统的球形译码算法复杂度较高。详细分析了球形译码算法原理的基础上对传统算法进行改进,提出了一种新型可变半径的球形译码算法。仿真结果表明,新算法可以在保持译码性能的同时有效地降低运算复杂度,从而更适合现代无线通信实时性的要求。

一种低复杂度MIMO球形检测算法

针对球形译码检测算法在信噪比较低时复杂度大的问题,提出一种新型球形检测算法。通过使用一个压缩因子对低信噪比时的球半径进行抑制,同时结合最小均方误差检测算法降低算法复杂度。仿真结果表明,在信噪比低于10 dB时,该算法相对传统球形译码算法,复杂度平均降低10%左右,并且性能损失较少。

LTE系统下行链路中HARQ技术的研究与仿真

介绍了LTE系统中HARQ技术原理;以III型HARQ为研究对象,搭建了基于HARQ的LTE系统下行链路仿真平台,并对加入HARQ技术前后的LTE系统误块率进行了仿真比较。结果表明,HARQ技术不仅有效降低了LTE系统的误块率,而且使LTE系统在较低的信噪比情况下仍可获得与未采用HARQ技术时高信噪比情况相同甚至更好的通信质量,即能提高小区覆盖边缘用户和无线信道质量较差的用户的通信质量。

结合最小均方误差的改进球形译码检测算法

在多输入多输出(MIMO)系统的信号检测算法中,球形译码算法的检测性能最接近最大似然算法,但传统球形译码算法运算复杂度较高。为降低球形译码算法复杂度,提出一种新型的球形译码检测算法。新算法由改进的快速球形译码算法与最小均方误差算法相结合而成。改进的快速球形译码算法通过在球形半径收缩时乘上一个常量参数来提高半径收缩速度,减少算法搜索的信号点数,从而达到降低复杂度的目的。最小均方误差算法则能够通过减小噪声对接收信号的干扰来降低因搜索噪声点而产生的复杂度。将最小均方误差算法的信道矩阵应用在改进的快速球形译码算法中,将两种算法有效地结合,能够进一步降低算法复杂度。仿真结果表明,当信噪比(SNR)低于10 dB时,新算法相比于原始球形译码算法,检测性能平均提高了9%左右。

基于狼群算法的球形译码算法研究

在信号空间分集(SSD)系统中,使用球形译码算法可以有效降低接收机检测复杂度.但传统的球形译码算法在低信噪比情况下计算复杂度较高,为降低球形译码算法计算复杂度,分析了初始搜索半径设置对球形译码过程的影响,并利用狼群算法的寻优能力来获得最佳的初始搜索半径,在保证译码性能的前提下有效地降低了计算复杂度.仿真结果表明,基于狼群算法的球形译码算法可以获得与传统SD算法相同的性能,同时在低信噪比情况下有效降低了球形译码算法的计算复杂度.

MIMO-OFDM系统的SAGE-ISD联合估计检测算法

针对采用最小均方误差估计MIMO-OFDM系统信道时计算复杂度高,以及采用期望最大化算法存在收敛速度慢等缺陷,提出一种新的联合估计检测算法,将线性最小均方误差信道估计、广义空间迭代期望最大化算法和改进球形译码检测算法相结合进行联合估计检测,采用线性最小均方误差信道估计对信道进行信道初估计,并利用联合迭代技术结合广义空间迭代期望最大化算法及改进球形译码检测算法进行信道估计校正和信号检测,从而提高系统的可靠性。理论研究和仿真结果表明:在相同误比特率下,算法性能优于传统的检测算法,其与理想信道估计下的最大似然检测算法仅平均相差0.5 dB。该算法在较少的迭代次数下,可获得较理想的信道估计和检测结果,并以较低系统复杂度的代价,逼近理想信道估计下的最大似然检测算法。

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。

一种基于MIMO系统的改进广义球解码算法

基于球解码算法和广义球解码算法的思想,提出了一种基于MIMO系统的改进的广义球解码算法:引入一个置换矩阵,利用矩阵的正交性来简化运算;根据信噪比的特性来选择初始半径;根据Cholesky法分解格莱姆矩阵来进行格点搜索;通过求解格的二次型的最小值来确定范围的上下界。仿真结果表明,该算法有较强的抗多流干扰能力,在高信噪比的情况下性能有所改善,而且复杂度也相对较低。

多天线通信系统中一种自适应分组检测算法

针对多天线通信系统,提出了一种基于信道质量的自适应分组检测算法。该算法首先对信道矩阵作修正的选主列QR分解,然后根据各检测层的后检测信噪比与预先计算并存储在系统中的分组门限相比较的结果,将待检符号矢量分为敏感符号分组和可靠符号分组。对敏感符号分组优先采用具有接近最大似然性能的球形译码算法检测,在消除了敏感符号分组影响后,对可靠符号分组采用低复杂度的逐层检测算法。由于分组门限的设置依据后检测信噪比的统计特性,而后检测信噪比与信道环境密切相关,因此,该算法能够根据信道质量自适应调整敏感符号分组中的符号数目,从而可通过选择分组门限,实现对系统检测性能和复杂度的折中考虑。计算机仿真验证了该算法的有效性。

MIMO系统的一种改进的复数域球译码算法

为降低球译码算法复杂度,采用概率计算的方法,推导出多入多出(MIMO)系统的一种改进的复数域球译码算法.比较了采用经典复数域球译码算法和采用改进的复数域球译码算法的性能与复杂度.仿真结果表明,高信噪比条件下,改进算法的复杂度与发送天线数的2次方成正比.

多天线通信中的球译码技术

介绍了球译码算法的工作原理,给出了算法流程;研究结果表明AWGN信道下LAS-CDMA系统使用16QAM调制时,球译码算法差错率趋近于使用基于ML算法的理论差错概率。

时变条件下MIMO-OFDM系统中的信道估计算法

本文设计了时变多径衰落条件下MIMO-OFDM系统中一种新的信道估计算法。该算法结合递归EM算法和Kalman预测对时变信道进行跟踪。借助软球形译码器(List Sphere Decoder,LSD)产生的搜索列表,递归EM算法序贯遍历搜索列表中可能的符号组合来估计各个子载波上的信道频率响应;基于获得的信道频率响应估计,Kalman预测器利用衰落信道的时域二阶统计特性进一步跟踪信道时变。仿真结果表明:本文设计的算法可以有效跟踪信道时变,性能优于传统的软输入Kalman滤波算法。

标准球形译码算法在发射相关MIMO信道下的平均复杂度分析

球形译码算法作为实现MIMO系统最大似然检测的一种有效方法,受到广泛重视。目前,几乎所有对球形译码算法的研究,均是基于假设信道衰落系数完全统计独立并且同分布,而在实际环境下,天线之间通常存在相关性,这样会使球形译码算法的复杂度发生变化。本文针对标准的球形译码算法,对其在发射相关MIMO信道下的复杂度进行了数学分析,推导了平均复杂度的数学表达式,并利用计算机仿真,比较了在不同的信噪比和不同的发射天线数下,发射相关性强弱对算法复杂度的影响。