基于串行策略的SCMA多用户检测算法

稀疏码多址接入(SCMA)作为一个前景广阔的5 G无线空口技术,能够满足海量连接的需求。针对现有SCMA通信系统都是基于并行策略的消息传递算法(MPA)进行多用户检测,存在信息收敛速度不理想的问题,该文提出一种串行策略的多用户检测算法。该算法以资源节点为序,按串行方式依次进行消息更新与传递,保证更新的消息能够立即进入当前迭代过程,改善了消息传递的收敛速度,相比并行策略的多用户检测算法,降低了算法复杂度;同时,充分利用消息间相互关联的特点,融合消息传递步骤,降低了存储器的要求。理论与仿真结果表明,该算法在误比特率(BER)性能与算法复杂度之间可以达到较理想的平衡。

最小串行策略下脉冲神经膜系统的语言产生能力

为了验证脉冲神经膜系统(SNPS)在运算受限情况下的计算性能,该文在标准SNPS中引入最小串行策略,并研究其语言产生能力。在使用最小串行策略的SNPS的每一步计算中,只有满足相应规则且所含脉冲数最少的神经元才可以激发。首先分析了使用最小串行策略的SNPS与有限语言和正则语言的关系,定义了任意多元字母表到二元字母表的映射,构建了能够产生递归可枚举语言的SNPS,设计了加法模块和减法模块。模拟注册机证明,使用最小串行策略的SNPS能够刻画递归可枚举语言,验证了SNPS在最小串行策略下仍具有与图灵机等价的计算能力。

基于部分边缘化串行策略的SCMA低复杂度译码算法

目前,稀疏码多址接入(SCMA)的多用户检测都是基于消息传递算法(MPA)实现的。虽然基于传统的消息传递算法设计的检测器可以使得系统性能接近基于最大后验概率(MAP)设计的最佳检测器的性能,但是MPA较高的复杂度给5G的硬件实现带来了很大困难。文中从降低算法迭代次数和减少星座图搜索点数的目的出发,提出了一种基于部分边缘化串行策略的复杂度更低的SCMA检测算法。该算法在利用串行策略使变量节点及时更新的同时,利用部分边缘化使搜索的星座点有所减少,从而使得译码的复杂度得到明显降低。仿真表明该算法在误码率和复杂度之间实现了较好的平衡。

LDPC码串行译码策略的收敛速度分析

基于校验节点分组的LDPC码串行译码策略具有很高的收敛速度,但当分组数过多,并行度过低时译码时延很大.针对此问题,利用外信息转移(EXIT)图技术找到收敛速度和译码时延的平衡点.首先推导不同分组数下串行译码策略的EXIT函数,然后通过比较函数对应的EXIT曲线估计出在不牺牲收敛速度的前提下该策略能达到的最大并行度.仿真结果验证了EXIT图分析的正确性.

上行SCMA系统的串行球形解码MPA算法

稀疏码多址接入(Sparse Code Multiple Access,SCMA)作为5G新型非正交多址技术极大地提升了频谱效率,接收端使用消息传递算法(Message Passing Algorithm,MPA)进行多用户检测,但是MPA的复杂度限制了它在实际系统中的应用。为了降低MPA的复杂度,提升其实际应用性,提出一种串行球形解码消息传递算法(SSD-MPA)。考虑高斯噪声的分布特性,该算法只更新范围内的节点的消息,从而降低了复杂度。同时,该算法利用串行策略加快了收敛速度。仿真结果表明,所提算法在保持MPA性能的同时,减少了收敛所需的迭代次数,并降低了复杂度。

220 kV电网供电能力计算的改进Benders分解法

Benders解耦技术在求解含N-1静态安全约束的最大供电能力(total supplying capability,TSC)问题上具有乐观的应用前景,但不同的求解策略存在效率和性能上的显著差异。为更高效地求解TSC问题,该文提出一种改进的伪串行策略。首先,在处理子问题时加入核心事故筛选环节,减少冗余计算量;其次,采用"逐个添加,均值反馈"策略,避免子问题对主问题的过度修正。算例分析表明,相比于现有文献中的方法,文中方法得到了更优的解,同时加快了收敛速度。文中方法可为电网的优化规划及运行提供量化辅助手段,为实现供电能力的在线计算、实时掌握电网运行的安全裕度探索实用的解决途径。

基于EXIT图的SCMA通信系统多用户检测算法收敛性分析

消息传递算法(message passing algorithm,MPA)是基于稀疏码多址接入(sparse code multiple access,SCMA)技术中码本的稀疏性,提出的一类接近联合最优的多用户检测算法。针对现有的基于并行策略和串行策略的MPA算法,存在算法收敛性论述缺乏理论分析的问题,该文通过外信息转移图(extrinsic information transfer,EXIT)技术分析MPA算法的收敛性。首先将SCMA接收机检测器分为函数节点译码器和变量节点译码器,然后给出译码器的EXIT图的理论分析,最后通过比较两类算法的EXIT曲线估算出达到收敛状态所需的迭代次数。仿真结果验证了EXIT图分析的正确性。

基于SCMA系统的多用户检测消息传递算法

针对现有的基于并行策略和串行策略的消息传递算法,以及基于对数域的并行MAX-Log消息传递算法,存在算法复杂度和检测性能缺乏对比分析的问题,对以上3种算法的实现原理进行阐述,结合串行MPA算法和并行MAX-Log MPA算法的优点,提出一种基于对数域的串行MAX-Log MPA算法。把已更新的消息传递给后面的节点,从而更加充分地利用新信息,加快算法的收敛速度,并且通过收敛所需要迭代次数的减少来进一步降低计算复杂度。仿真结果表明,与基于并行策略的MPA算法相比,该算法收敛速度快,算法复杂度低。

基于路径约束分析的跳跃式再入轨迹优化

对于跳跃式再入轨迹优化问题,通常的求解方法是不经任何分析直接约束动压、过载和热流密度,再加上控制变量滚转角的约束,往往使问题变得复杂而难以求解。基于跳跃式再入轨迹的动力学特性,将轨迹进行分段,并逐段分析路径约束的特点和内在联系,建立起它们之间的解析关系式,由此得到跳跃式再入轨迹优化问题中路径约束的串行施加策略。运用该策略可以在某些情况下减少路径约束的个数,降低优化问题的复杂度;选择优化方法时,为了兼顾全局最优性与高精度结果,采用基于粒子群优化(PSO)算法和高斯伪谱法(GPM)的两层优化策略。仿真结果表明,采用两层优化策略可以得到满足约束的高精度解,路径约束串行施加策略正确可行,优化计算结果与理论分析结论一致。