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广义正交匹配追踪电能质量信号重构方法

电测与仪表 2019年第10期56卷 69-74页

作者：刘国海丁灵卫沈跃李光武江苏大学电气信息工程学院

针对基于压缩感知的暂态电能质量数据信号恢复效果不佳的问题,提出了基于离散小波稀疏基的广义正交匹配追踪(gOMP)电能质量信号重构方法。当暂态信号出现时,基于离散小波变换的稀疏矩阵可以捕获波形细节。在重构过程中,与OMP相比由于选... 详细信息

针对基于压缩感知的暂态电能质量数据信号恢复效果不佳的问题,提出了基于离散小波稀疏基的广义正交匹配追踪(gOMP)电能质量信号重构方法。当暂态信号出现时,基于离散小波变换的稀疏矩阵可以捕获波形细节。在重构过程中,与OMP相比由于选择了多个正确的索引而不需要附加后续操作,gOMP算法的迭代次数要少得多,而且gOMP可以完好地重建K稀疏电能质量信号。gOMP具有快速处理速度和相当优异的计算复杂性,在电能质量信号重构上具有良好的恢复性能。经过一系列的实验,暂态和稳态电能质量信号都得到了精确的重构,且重构精度大于99. 76%,重构所需时间明显缩短。

关键词：电能质量压缩感知稀疏表示广义正交匹配追踪离散小波

基于最优索引广义正交匹配追踪的非正交多址系统多用户检测

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电子与信息学报 2020年第3期42卷 621-628页

作者：申滨吴和彪崔太平陈前斌重庆邮电大学通移动通信重点实验室

作为5G的关键技术之一,非正交多址(NOMA)通过非正交方式访问无线通信资源,以实现提高频谱利用率、增加用户连接数的目的。该文提出将压缩感知(CS)及广义正交匹配追踪(gOMP)算法引入上行免调度NOMA系统,从而增强NOMA系统活跃用户检测及... 详细信息

作为5G的关键技术之一,非正交多址(NOMA)通过非正交方式访问无线通信资源,以实现提高频谱利用率、增加用户连接数的目的。该文提出将压缩感知(CS)及广义正交匹配追踪(gOMP)算法引入上行免调度NOMA系统,从而增强NOMA系统活跃用户检测及数据接收的性能。通过每次迭代识别多个索引,gOMP算法实际上是传统的正交匹配追踪(OMP)算法的扩展。为了获得最优性能,研究分析了在gOMP算法信号重构的每次迭代中所应选择的最优索引数目。仿真结果表明:与其它的贪婪追踪算法及梯度投影稀疏重构(GPSR)算法相比,最优索引gOMP算法具有更优异的信号重构性能;并且,对于不同的活跃用户数或过载率等参数配置的NOMA系统,均表现出最优的多用户检测性能。

关键词：多用户检测免调度非正交多址压缩感知广义正交匹配追踪最优索引数目

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基于随机支撑挑选的广义正交匹配追踪算法

计算机应用 2020年第4期40卷 1104-1108页

作者：徐志强蒋铁钢杨立波广东科技学院机电工程系广东东莞523083

针对广义正交匹配追踪(GOMP)算法复杂度高、重构时间长的问题,提出了一种基于随机支撑挑选的GOMP(StoGOMP)算法。首先引入随机支撑挑选的策略,在每次迭代中随机生成一个概率值。然后通过比较此概率值与预设概率值的大小来决定候选支撑... 详细信息

针对广义正交匹配追踪(GOMP)算法复杂度高、重构时间长的问题,提出了一种基于随机支撑挑选的GOMP(StoGOMP)算法。首先引入随机支撑挑选的策略,在每次迭代中随机生成一个概率值。然后通过比较此概率值与预设概率值的大小来决定候选支撑集的挑选方式:若此概率值小于预设概率值,则采用匹配计算方式;否则,采用随机选择方式。最后根据得到的候选支撑来更新残差。这种方式充分考虑了算法单次迭代复杂度和迭代次数之间的平衡,减少了算法的计算量。一维随机信号重构实验结果表明,在预设概率值为0.5、稀疏度为20时,StoGOMP算法相较GOMP算法达到100%重构成功率所需的采样数减少了9.5%。实际图像重构实验结果表明,所提出的算法具有与GOMP算法相当的重构精度,且在采样率为0.5时,所提算法的重构时间相较于原算法减少了27%以上,这说明StoGOMP算法能够有效减少信号的重构时间。

关键词：压缩感知随机支撑挑选广义正交匹配追踪算法复杂度重构算法

基于广义正交匹配追踪的电能质量信号重构方法研究

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基于广义正交匹配追踪的电能质量信号重构方法研究

作者：丁灵卫江苏大学

学位级别：硕士

在电力系统规模日益扩大、用电情况日益复杂的今天,电能质量问题显得尤为突出。电能质量已经成为电力系统研究中的一大主流方向,并直接关乎着电力系统的安全供电、经济效益和节能减排。因此,对电能质量的实时监测和分析处理尤为重要。利... 详细信息

在电力系统规模日益扩大、用电情况日益复杂的今天,电能质量问题显得尤为突出。电能质量已经成为电力系统研究中的一大主流方向,并直接关乎着电力系统的安全供电、经济效益和节能减排。因此,对电能质量的实时监测和分析处理尤为重要。利用Nyquist采样定理对电能质量数据进行采样压缩,受限于采样频率需要采集海量的数据,这无疑给数据的采样、压缩、存储和传输都带来了极大困难。压缩感知理论能通过少量的采样突破传统采样频率限制,并将信号的采样与压缩合二为一,直接感知信号中的有用信息,最后通过算法精确重构出原始信号,在电能质量领域有着独特的应用前景。本文主要研究在压缩感知理论下对电能质量信号的重构,主要研究内容分为电能质量信号的稀疏基和重构算法两个部分,具体如下:(1)深入探讨压缩感知理论基础包括稀疏基、测量矩阵、重构算法三大组成部分。根据电能质量的定义和标准,对研究的信号按标准分类,并在MATLAB中分别建立单一和复合扰动的信号模型。(2)针对暂态和复合电能质量扰动信号在傅里叶稀疏基下导致重构丢失主要信息、性能不佳的缺点,在压缩感知框架下,采用一种基于离散小波稀疏变换的方法对电能质量信号进行采样压缩。仿真实验结果表明,该方法对暂态扰动的重构精度提升很明显,说明该方法比傅里叶稀疏基更具有对各种信号的普适性,满足电能质量重构的基本要求。(3)在离散小波稀疏变换下部分稳态信号稀疏度偏大,提出了一种基于广义正交匹配追踪算法的电能质量信号重构方法,通过改善迭代过程中原子的挑选机制,不仅提高了对较高稀疏度信号的重构能力,而且改善了重构效果。仿真实验结果表明,广义正交匹配追踪算法不仅对较高稀疏度的稳态扰动信号重构性能提升明显,而且对暂态扰动和复合扰动信号具有明显的重构性能提升。此外在重构速度上,广义正交匹配追踪算法较其它贪婪算法也有大幅提升。这些都说明该方法适用于各种电能质量扰动信号的精确重构,具有一定的应用参考价值。

关键词：电能质量压缩感知稀疏表示离散小波压缩重构广义正交匹配追踪

基于约束条件的广义正交匹配追踪CS雷达成像算法

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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成都信息工程大学学报 2020年第4期35卷 400-405页

作者：夏朝禹高瑜翔谢建峰楚春阳成都信息工程大学通信工程学院四川成都610225 气象信息与信号处理四川省高校重点实验室四川成都610225

强高斯噪声破坏了成像区域的稀疏性,造成传统压缩感知(CS)雷达B-scan像中出现若干虚假目标。针对以上问题提出一种基于约束条件的广义正交匹配追踪(C-gOMP)改进算法,可以显著提高CS雷达在强高斯杂波背景下的成像性能。首先,该算法将回... 详细信息

强高斯噪声破坏了成像区域的稀疏性,造成传统压缩感知(CS)雷达B-scan像中出现若干虚假目标。针对以上问题提出一种基于约束条件的广义正交匹配追踪(C-gOMP)改进算法,可以显著提高CS雷达在强高斯杂波背景下的成像性能。首先,该算法将回波数据进行贪婪迭代;然后,使用代价函数对迭代后的系数施加更深层次的约束以保证整个函数的收敛性,即在重构过程中针对高斯分量进行抑制。仿真结果表明,在相同实验条件下,C-gOMP获得的距离向分辨率为传统匹配滤波法的2倍。在SNR为O dB时,成像成功率比gOMP高出20%,得到的二维B-scan像的M,sg.系数约为gOMP的2倍。

关键词：雷达成像压缩感知噪声抑制广义正交匹配追踪

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一种改进广义正交匹配追踪的DOA估计方法

应用科技 2020年第4期47卷 54-58页

作者：刁弘扬胡洲勇禹永植哈尔滨工程大学信息与通信工程学院黑龙江哈尔滨150001 北京遥感设备研究所北京100854

针对传统匹配追踪算法的波达方向(direction of arrival,DOA)估计方法精度不高、收敛速度较慢等问题,提出一种改进广义正交匹配追踪(generalized orthogonal matching pursuit,GOMP)算法的DOA估计方法。通过空间网格划分建立DOA估计模型... 详细信息

针对传统匹配追踪算法的波达方向(direction of arrival,DOA)估计方法精度不高、收敛速度较慢等问题,提出一种改进广义正交匹配追踪(generalized orthogonal matching pursuit,GOMP)算法的DOA估计方法。通过空间网格划分建立DOA估计模型,在此模型基础上引入GOMP算法对接收到的信号进行重构,然后在原有GOMP算法基础上引入最速下降法,提出一种改进GOMP算法用于DOA估计中。与GOMP算法相比,改进算法使用运算简单的最速下降法进行信号重构,降低了重构算法的复杂度。仿真结果表明:改进算法成功地得到了DOA估计值,相对于传统OMP算法,改进算法具有更高的DOA估计精度,有效地减少了重构耗时,具有更高的估计性能。

关键词： DOA估计阵列信号处理压缩感知贪婪算法稀疏表示广义正交匹配追踪最速下降法最小二乘法

基于改进GOMP的低地球轨道卫星MIMO-OTFS系统的信道估计方法

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计算机应用 2024年

作者：雷芳牛永才重庆邮电大学移动通信协议创新实验室重庆邮电大学通信与信息工程学院

针对基于多输入多输出（MIMO）技术和正交时频空间（OTFS）调制的低轨卫星系统的复杂性所带来的信道估计困难问题，提出了一种基于改进广义正交匹配追踪（GOMP）的信道估计方法。根据单输入单输出（SISO）-OTFS系统的输入输出关系和低... 详细信息

针对基于多输入多输出（MIMO）技术和正交时频空间（OTFS）调制的低轨卫星系统的复杂性所带来的信道估计困难问题，提出了一种基于改进广义正交匹配追踪（GOMP）的信道估计方法。根据单输入单输出（SISO）-OTFS系统的输入输出关系和低轨卫星信道的传播特性，建立了一种基于MIMO-OTFS的低轨卫星信道模型，并将系统的信道估计问题转化为稀疏信号的恢复问题。考虑到传统的GOMP算法存在对稀疏度的过度依赖和对稀疏信号的重构精度差等问题，所提算法结合了分段弱正交匹配追踪（SWOMP）的弱选择思想和广义Jaccard系数的相似性准则以实现对稀疏信号的快速准确重建。仿真结果表明，当天线数为16且导频开销比为0.5时，与正交匹配追踪（OMP）算法相比，所提算法的归一化均方误差（NMSE）性能改善了约2.5dB，误码率（BER）性能改善了约5dB。

关键词：正交时频空间低轨卫星多输入多输出信道估计广义正交匹配追踪

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同方期刊数据库

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用于CS的广义稀疏度自适应匹配追踪算法

计算机工程与应用 2019年第13期55卷 207-211,245页

作者：马玉双刘翠响郭志涛王宝珠河北工业大学电子信息工程学院

压缩感知理论的基本思想是原始信号在某一变换域是稀疏的或者是可压缩的,并将奈奎斯特采样定理中的采样过程和压缩过程合二为一。稀疏度自适应匹配追踪(SAMP)算法能够实现稀疏度未知情况下的重构,而广义正交匹配追踪算法每次迭代时选择... 详细信息

压缩感知理论的基本思想是原始信号在某一变换域是稀疏的或者是可压缩的,并将奈奎斯特采样定理中的采样过程和压缩过程合二为一。稀疏度自适应匹配追踪(SAMP)算法能够实现稀疏度未知情况下的重构,而广义正交匹配追踪算法每次迭代时选择多个原子,提高了算法的收敛速度。基于上述两种重构算法的优势,提出了广义稀疏度自适应匹配追踪(Generalized Sparse Adaptive Matching Pursuit,gSAMP)算法。针对重构图像的峰值信噪比、重构时间、相对误差等客观评价指标,以及主观视觉上对所提算法与传统的贪婪算法进行对比。在压缩比固定为0.5时,gSAMP算法的重构效果优于传统的MP、OMP、ROMP、SAMP 以及gOMP贪婪类重构算法的效果。

关键词：压缩感知稀疏度自适应匹配追踪稀疏度广义正交匹配追踪贪婪类重构算法

基于小波变换和K-SVD的应急广播语音压缩方法

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计算机应用研究 2022年第11期39卷 3417-3421页

作者：鄢化彪胡超黄绿娥江西理工大学理学院江西赣州341400 江西理工大学电气工程与自动化学院江西赣州341400

针对应急广播中语音传输效率低的问题,提出了一种基于小波变换和K-奇异值分解(K-SVD)的语音压缩方法,以提升应急广播信息传输的时效性。首先,该方法舍弃语音小波分解得到的高频分量,在小波合成时用随机信号代替;其次,在低频分量的压缩... 详细信息

针对应急广播中语音传输效率低的问题,提出了一种基于小波变换和K-奇异值分解(K-SVD)的语音压缩方法,以提升应急广播信息传输的时效性。首先,该方法舍弃语音小波分解得到的高频分量,在小波合成时用随机信号代替;其次,在低频分量的压缩感知过程中,用K-SVD字典学习算法训练的过完备字典对其稀疏表示;最后,采用改进的基于子空间回溯的广义正交匹配追踪算法重构信号。实验结果表明,在压缩效率为50%时,该方法重构应急广播语音的客观语音质量评分(PESQ)达到3.717,比其他对照算法分别提升了3%~47%,说明在保证压缩效率的同时,所提出的方法能提升应急广播语音重构质量,确保应急广播的传输时效性。

关键词：语音压缩压缩感知 K-奇异值分解广义正交匹配追踪