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有效逼近MIMO信道容量的软解调算法

华南理工大学学报（自然科学版） 2013年第6期41卷 28-34,52页

作者：蔡曙黑永强西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室陕西西安710071

针对Turbo-MIMO系统中基于最大后验概率(MAP)的软解调方案复杂度过高的问题,基于准最大似然相移键控(QML-PSK)检测以及比特级多流编码分层调制空时(LST)传输的思想,提出了一种适用于任意正交幅度调制(QAM)星座图且可逼近MIMO信道容量的... 详细信息

针对Turbo-MIMO系统中基于最大后验概率(MAP)的软解调方案复杂度过高的问题,基于准最大似然相移键控(QML-PSK)检测以及比特级多流编码分层调制空时(LST)传输的思想,提出了一种适用于任意正交幅度调制(QAM)星座图且可逼近MIMO信道容量的低复杂度软解调算法及其接收机模型.该算法将求解外信息时的MAP问题转换成最大似然(ML)解调问题,然后使用高效的QML-PSK检测算法求解.然而QML-PSK检测算法仅适用于PSK信号的软解调,因此文中提出了一种QAM-PSK软解调算法,采用比特级多流编码LST传输技术将高阶QAM信号转化为PSK信号.理论分析和仿真结果表明,与现有最优的基于球形译码的软解调算法相比,QAM-PSK软解调算法能以不到其1/2的复杂度获得几乎相同的误码率性能,并且其低复杂度优势在问题维数增大时更为明显.

关键词： Turbo-MIMO系统准最大似然相移键控检测解调 MAP准则

基于人工神经网络的时间调制阵列谐波波束形成

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电波科学学报 2022年第6期37卷 940-947页

作者：马珑瑗黑永强李世玉冯晨璋李文涛西安电子科技大学通信工程学院西安710071

针对时间调制阵列(time-modulated array,TMA)提出了一种基于人工神经网络(artificial neural network,ANN)的谐波波束形成技术.该技术通过一个由编码器和解码器串联组成的ANN实现时序信息的优化,其中,编码器以目标角度的方向图约束值... 详细信息

针对时间调制阵列(time-modulated array,TMA)提出了一种基于人工神经网络(artificial neural network,ANN)的谐波波束形成技术.该技术通过一个由编码器和解码器串联组成的ANN实现时序信息的优化,其中,编码器以目标角度的方向图约束值作为输入,通过在线训练输出对应的激励值;而解码器经过预训练可以实时输出辐射方向图.然后利用训练完成优化后的激励可以获得不同阵元的开关导通持续时间和起始时刻.8元/16元不同指向TMA谐波波束形成算例仿真结果表明,所提方法可以有效抑制副瓣电平(sidelobe level,SLL),快速精确控制方向图,在目标角度实现高方向性波束形成,同时该方法具有耗时短、鲁棒性好和易调节的特点,有望应用于快速目标搜索和跟踪.

关键词：时间调制阵列(TMA) 谐波波束形成人工神经网络(ANN) 方向图综合低副瓣

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大规模MIMO系统用户数优化算法

西安电子科技大学学报 2015年第2期42卷 1-6,101页

作者：李晓辉吴雅颖黑永强西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室陕西西安710071

研究了大规模多输入多输出(MIMO)系统的用户数优化算法,将空间自由度引入采用正则化迫零(RZF)预处理的大规模MIMO系统容量分析中,推导了一定空间自由度下的近似系统遍历容量解析表达式.在此基础上,建立了联合正则化因子和用户数优化的... 详细信息

研究了大规模多输入多输出(MIMO)系统的用户数优化算法,将空间自由度引入采用正则化迫零(RZF)预处理的大规模MIMO系统容量分析中,推导了一定空间自由度下的近似系统遍历容量解析表达式.在此基础上,建立了联合正则化因子和用户数优化的系统遍历容量最大化模型,给出了将联合优化问题简化为用户数优化问题的条件.通过二分法得到了优化问题的惟一最优解.仿真和分析表明,所提优化算法可以获得与最优算法几乎相同的系统遍历容量,且计算复杂度低.

关键词：大规模多输入多输出空间自由度近似容量正则化迫零用户数

基于空频相关性的大规模MIMO-OFDM信道压缩反馈算法

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电子与信息学报 2014年第5期36卷 1178-1183页

作者：李晓辉王维猛黑永强西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室西安710071

大规模MIMO-OFDM系统中,信道常常存在较强的空间和频域相关性。针对多数信道压缩反馈算法仅考虑空间或频域相关性的问题,该文提出一种空频联合压缩反馈算法。首先,根据压缩感知理论进行了信道空频2维稀疏度分析;然后,推导了信道矩阵在... 详细信息

大规模MIMO-OFDM系统中,信道常常存在较强的空间和频域相关性。针对多数信道压缩反馈算法仅考虑空间或频域相关性的问题,该文提出一种空频联合压缩反馈算法。首先,根据压缩感知理论进行了信道空频2维稀疏度分析;然后,推导了信道矩阵在空间和频域2维相关性下的联合稀疏基;最后,利用该联合稀疏基给出了空频联合压缩算法。仿真结果与分析表明,该算法在保证信道反馈精度的同时,可显著降低反馈量。

关键词：无线通信压缩反馈空频相关性

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增强粒子群优化算法设计共形可重构天线阵

电波科学学报 2010年第3期25卷 477-484页

作者：李文涛黑永强史小卫西安电子科技大学天线与微波技术国家重点实验室陕西西安710071 西安电子科技大学综合业务国家重点实验室陕西西安710071

提出一种设计共形可重构天线阵的新方法:增强粒子群优化算法(EPSO)。在常规PSO算法的基础上,通过引入邻极值平衡速度更新,最优粒子克隆选择以及优胜劣汰等进化机制,来改善粒子群算法的全局收敛性和收敛速度。算法的有效性通过对圆柱共... 详细信息

提出一种设计共形可重构天线阵的新方法:增强粒子群优化算法(EPSO)。在常规PSO算法的基础上,通过引入邻极值平衡速度更新,最优粒子克隆选择以及优胜劣汰等进化机制,来改善粒子群算法的全局收敛性和收敛速度。算法的有效性通过对圆柱共形阵列的方向图重构来验证。在优化设计过程中,阵列方向图直接通过叠加单元在阵列中的有源方向图来获得以提高计算结果的可靠性,而采用数字衰减器和移相器目的在于验证所提算法应用于工程实际的可行性。综合结果通过与其他算法相比较表明:所提算法的收敛速度和收敛精度得到很大程度的改善,从而证明了所提算法在天线阵列综合中的有效性。而综合结果与全波分析结果能够很好的吻合则说明了该设计过程的正确性。

关键词：共形天线粒子群优化算法互耦方向图可重构

认知网络中的多用户MIMO线性协作频谱感知问题研究

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通信学报 2012年第2期33卷 45-52页

作者：黑永强李晓辉李文涛西安电子科技大学综合业务国家重点实验室陕西西安710071 西安电子科技大学天线与微波技术国家重点实验室陕西西安710071

研究了多用户MIMO的线性协作频谱感知问题以提高频谱检测的可靠性,推导了多用户MIMO线性协作感知系统的局部检测和全局检测策略,建立了在给定误警概率的情况下控制中心通过优化给各个用户的信号所分配的权值来最大化全局检测概率的优化... 详细信息

研究了多用户MIMO的线性协作频谱感知问题以提高频谱检测的可靠性,推导了多用户MIMO线性协作感知系统的局部检测和全局检测策略,建立了在给定误警概率的情况下控制中心通过优化给各个用户的信号所分配的权值来最大化全局检测概率的优化模型。进一步,引入了遗传算法来求解上述全局检测优化问题的最优权值,期望能够有效降低算法在频谱感知过程中检测时间。仿真结果表明,多入多出能够明显提高协作频谱感知系统频谱检测可靠性,而遗传算法高效且稳定,相比较其他算法能够有效改善系统的检测性能。

关键词：多入多出认知无线电协作频谱感知

基于Markov模型的分布式队列稳定频谱接入算法

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通信学报 2014年第3期35卷 22-29页

作者：李晓辉张金钊黑永强西安电子科技大学综合业务网国家重点实验室陕西西安710071

针对认知无线电系统中次级用户队列稳定性问题,通过建立发送状态马尔科夫(Markov)模型,提出了一种基于CSMA的自适应分布式频谱接入算法。次级用户根据感知结果自适应地调整退避时长参数,使稳态服务速率逐渐趋近到达速率,最终达到队列稳... 详细信息

针对认知无线电系统中次级用户队列稳定性问题,通过建立发送状态马尔科夫(Markov)模型,提出了一种基于CSMA的自适应分布式频谱接入算法。次级用户根据感知结果自适应地调整退避时长参数,使稳态服务速率逐渐趋近到达速率,最终达到队列稳定。此外,还在满足对主用户碰撞限制的条件下,推导了次级用户的吞吐量上界,并证明当次级用户的数据到达速率小于此上界时,能够通过所提算法保证队列稳定。仿真结果证明了算法的有效性。

关键词：马尔科夫队列稳定性 CSMA 分布式

LTE-A超远覆盖中的随机接入前导码设计与性能

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西安电子科技大学学报 2013年第5期40卷 38-43,156页

作者：李晓辉魏龙飞黑永强刘乃安西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室陕西西安710071

针对移动通信先进长期演进系统在超远覆盖下基站与用户通信距离大、传播时延长导致的上行失步问题,提出一种随机接入前导码的设计方法.该方法将两个不同的Zadoff-Chu根序列级联形成新的前导序列,并通过扩展循环前缀和保护间隔,构造出支... 详细信息

针对移动通信先进长期演进系统在超远覆盖下基站与用户通信距离大、传播时延长导致的上行失步问题,提出一种随机接入前导码的设计方法.该方法将两个不同的Zadoff-Chu根序列级联形成新的前导序列,并通过扩展循环前缀和保护间隔,构造出支持超远覆盖的随机接入前导码.在此基础上,推导了所设计前导序列的自相关性和互相关性,并分析了随机接入前导码的覆盖性能.理论分析与仿真表明,所设计的前导序列仅仅在时延为零时周期自相关出现高峰值,且构造的随机接入前导码能够大大提高覆盖范围.

关键词：移动通信先进长期演进超远覆盖随机接入 Zadoff-Chu序列

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低复杂度上行多用户MIMO检测算法

通信学报 2010年第8期31卷 114-120页

作者：黑永强李晓辉易克初杨宏西安电子科技大学综合业务国家重点实验室陕西西安710071 中国空间技术研究院总体部北京100094

针对上行多用户MIMO系统,提出了一种新的空时检测算法。算法首先对接收信号进行线性重组,然后采用正交于各用户干扰集的匹配滤波向量来消除多用户间干扰,最后各用户利用等效信道的正交性实现线性译码。给出了非理想信道环境下算法的设... 详细信息

针对上行多用户MIMO系统,提出了一种新的空时检测算法。算法首先对接收信号进行线性重组,然后采用正交于各用户干扰集的匹配滤波向量来消除多用户间干扰,最后各用户利用等效信道的正交性实现线性译码。给出了非理想信道环境下算法的设计。理论分析及仿真结果表明,该算法具有复杂度低和顽健性好的优势,且性能优于其他检测算法。

关键词：多用户空时编码检测等效信道