信号处理杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

信号处理 2018年第04期杂志 文档列表

信号处理杂志论文与技术报告

全双工大规模MIMO异构网络频谱效率分析及优化379-390

摘要：本文研究全双工大规模多输入多输出（multiple-input-multiple-output,MIMO）异构网络。推导了采用迫零（zero-forcing,ZF）预编码/检测方案的上下行渐近信干噪比（signal-to-interference-plus-noise ratio,SINR）的闭合表达式。根据理论分析,提出了基于几何规划（geometric programming,GP）的功率控制方案和基于部分用户选择（partial users selection,PUS）的跨层干扰消除方案,改善系统频谱效率。仿真结果表明,与传统方案相比本文提出的功率控制方案和跨层干扰消除方案能够显著提升异构网络的频谱效率。

基于排队论的D2D蜂窝异构网络的性能分析391-399

摘要：本文对在蜂窝网络中的具有业务缓存功能的D2D通信进行性能分析,与满业务模型不同本文建立动态数据到达的D2D通信模型。针对D2D用户的业务数据随机到达的特性,建立一种动态干扰下D2D用户数据发送状态的M/G/1排队模型,并考虑到来自蜂窝用户的干扰和信道衰落的影响。本文采用自适应调制编码技术将D2D的信干噪比划分区间来确定发送速率,为了分析D2D用户缓存中的数据包排队状态,本文用嵌入马氏链分析并求解它的稳态分布,由稳态分布推导得到平均吞吐量、平均时延等参数的表达式。仿真结果验证了理论分析的正确性和合理性。

信号处理杂志算法研究

一种分布式天线系统的最大化能源效率传输优化算法400-408

摘要：为实现绿色通信,考虑在每个远端射频头的发送功率受限、前端链路容量受限和保证用户目标速率的情况下,研究分布式天线系统的最大化能源效率传输优化算法。受分布式前端链路容量表达式及能源效率分式形式的约束,所考虑优化问题是非凸优化问题,难以获得其最优解。针对此优化问题,通过分式规划和凸近似方法将原始非凸问题转化为凸优化问题,提出了有效的二层迭代优化算法,并理论分析证明了所提算法的收敛性。仿真结果表明,所提算法优于传统算法,且随着远端射频头调度的用户数减少,能效压缩预编码策略的能源效率增大。

利用功率谱最大最小平均比的频谱感知算法409-416

摘要：由于载波频偏未知和噪声不确定性影响,信号功率谱的最大值和最小值不能根据单个频点来准确估计。该文提出利用功率谱最大最小平均比的频谱感知算法。利用基频附近一段功率谱的平均值作为功率谱最大值估计,利用功率谱中点频率附近一段的平均值作为功率谱最小值估计,将此二者之比作为检测统计量。推导了算法的虚警概率,得到了判决门限。加性高斯白噪声信道和瑞利衰落信道下的仿真结果表明：该算法性能优于基于功率谱分段对消频谱感知算法（PSC）和基于功率谱的平均比值算法（PSRA）,降低了载波频偏未知和噪声不确定性对频谱感知算法性能的影响。

蜂窝网络下行链路中基于干扰图的干扰对齐算法417-426

摘要：针对多用户蜂窝网络的下行链路,提出了基于干扰图的干扰对齐算法。首先用干扰图表示蜂窝网络的小区间干扰（ICI）分布,每五个相邻小区划分为一簇。然后在簇内先根据对称信道和不对称信道,分别设计接收波束赋形矩阵将四个ICI对齐到两个干扰子空间,再设计发送波束赋形矩阵与干扰子空间正交。最后通过簇的平移实现蜂窝网络内所有活动小区的干扰对齐。该算法减少了基站和用户的天线数及计算复杂度。仿真结果表明所提算法消除了ICI、用户间干扰（IUI）及簇间干扰,有效提高了蜂窝网络容量。

倒谱与相位模糊条件下的卷积码高容错识别427-438

摘要：针对倒谱、相位模糊及误码存在条件下的不同码率卷积码识别问题,本文提出了一种容错能力较强的识别算法。以（133,171）卷积码为例,在QPSK调制方式下,首先推导出符号信息到比特软信息的转换关系,然后利用本文提出的校验向量求解算法得到各个条件下的校验向量,最后利用Walsh-Hadamard变换（WHT）、对数似然比（LLR）、似然差（LD）三种方法对校验向量的识别性能进行了测试。仿真结果表明,对于（133,171）卷积码,利用求得的校验向量能够在较低信噪比下有效识别各种码率、相位模糊以及倒谱,且将分析范围从56种情况减少至2种或4种情况,计算复杂度较低,能够适应实际环境需求。

联合波束域分解和SVD的多用户大规模MIMO系统信道估计439-447

摘要：针对TDD（Time Division Duplex）模式下的多用户大规模MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）系统,本文研究了将波束域分解和SVD（Singular Value Decomposition）同时用于该系统的信道估计。当基站天线数目较多时,信道估计误差、导频开销、信道估计算法的复杂度等问题将成为影响大规模MIMO系统性能的关键因素。运用波束域分解理论,将多用户的大规模MIMO系统分解成多个单用户的大规模MIMO系统,同时从波束域对信道建模,该方法降低导频开销的同时也减小了信道估计误差。另外运用SVD对信道自相关矩阵优化,可以进一步降低信道估计算法的复杂度。基于以上两点,本文提出了一种联合波束域分解和SVD的大规模MIMO信道估计方案,并推导出了估计误差协方差矩阵的闭式表达式。仿真结果表明,与同类方案相比,本文提出的方案具有更好的信道估计性能。

图像集闭包建模的协同表示人脸识别算法448-456

摘要：针对样本集距离分类算法忽略样本集内部变化的不足,利用图像多重描述提供的互补信息,提出图像集闭包建模的协同表示人脸识别算法。首先,扩展具有多重描述能力的图像集,图像的中等强度像素携带鉴别信息,故利用原始图像生成中等像素图像,镜像图像可增添图像细节信息,故利用原始图像产生镜像图像,将此两种源域图像与原始图像联合构成扩展的图像集。然后,以无参建模构建扩展的图像集为字典闭包,同类异源域的测试图像构成图像集且构建为测试闭包,借鉴协同表示思想利用字典学习迭代求解闭包系数。最后,采用残差判别函数进行模式分类。本文方法不仅构建具有多重描述能力的图像集,而且充分利用样本集内部关联性从而获得较好的分类结果。本文分别在ORL、GT（Georgia Tech Face Database）、CMU PIE、FERET人脸数据库上进行实验。

全双工目的端加扰安全传输系统中的天线模式切换457-464

摘要：在包含一个单天线信源、一个单天线窃听者和一个多天线全双工目的端的无线窃听信道通信系统中,提出并解决了最大化可达安全速率的优化问题。为最大化全双工目的端加扰无线通信系统的可达安全速率,基于动态天线模式切换和最优功率分配技术,设计了一种两步走联合优化方案。具体地,基于全局信道状态信息,首先推导出最优功率分配因子的闭合表达式。结合最优功率分配因子闭合式,设计了一种基于贪婪策略的天线模式切换方案,分别得到最优的发射和接收天线集。仿真结果验证,采用本文所设计联合优化方案的全双工目的端加扰无线通信系统的安全性能远优于传统全双工目的端加扰无线通信系统。

信号处理杂志应用

复杂环境下基于CFSFDP的自适应室内定位方法465-475

摘要：针对复杂环境下WI-FI定位受限于多径效应等因素影响,提出一种基于CFSFDP（Clustering by Fast Search and Find of Density Peaks）的自适应室内定位算法。该算法分为三个阶段：第一预处理阶段,采用CFSFDP方法训练原始指纹,从中挖掘出稳定且有效的指纹特征;第二离线阶段进一步构建多层覆盖的采样点策略,建立指纹地图;第三在线阶段针对提取到的RSS信号进行参数训练,建立一种自适应信号传播模型,结合离线阶段的指纹地图实现指纹匹配。指纹地图可弥补自适应传播模型测距方案精度不高的缺陷,而测距方案降低在线阶段指纹批匹配开销。仿真结果表明：本文提出的算法在复杂环境下具有明显的优势,且使用的测距模型性能较高。

面向行人再识别的特征融合与鉴别零空间方法476-485

摘要：针对行人再识别技术易受到光照、姿态和视角等因素影响,同一个人外观特征变化明显,较难提取其不变特征,导致识别率偏低的问题,本文提出面向行人再识别的融合特征与鉴别零空间方法。首先利用HSV、LAB、RGB和YCr Cb四种颜色特征和Gabor滤波器提取条纹特征,GOG描述子提取块状特征,并将这两种特征融合成一个特征向量,然后将融合后的的特征投影到鉴别零空间,降低特征维数,最后利用欧氏距离计算距离进行行人再识别。本文所提方法在VIPeR、Prids_450s和CUHK01数据库上的rank1识别率分别是52.7%、72.2%和59.7%,实验结果表明所提方法能充分融合行人图像特征,对环境有较强鲁棒性,可有效提高识别率。

信号处理杂志短文与研究通讯

多任务群智频谱感知算法486-493

摘要：频谱感知是认知无线电系统中的关键技术。本文将群智感知的激励机制与协作频谱感知有效结合,提出了一种基于多任务群智感知的协作频谱感知算法。该算法考虑检测概率和感知时间建立了参与感知的次用户效用函数,次用户通过优化感知时间得出次用户的最优效用并确定感知的信道,通过贪婪算法在有限预算限制下来选取参与感知的次用户,在次用户感知完成后发放一定的报酬,以激励次用户参与频谱感知的积极性。仿真结果表明,该算法可以获得优于对比算法的检测性能。该算法可以同时感知多个信道,通过激励提高了次用户的参与度,使得协作频谱检测概率得到有效的提升。

大型追踪系统的多摄像头协同494-502

摘要：多摄像头间的目标追踪,即利用多摄像头协作完成对目标的监控追踪过程,是大规模智能监控系统中的重要研究方向。针对多摄像头追踪系统对多摄像头协同的实时高效性的需求,本文提出了一种利用多Agent多摄像头的分布式计算技术,单Agent层面分析其BDI模型,状态转移模型,多Agent层面分析其在目标追踪过程中完整的通信过程,以及多个摄像头的最佳状态选择。通过开源JADE框架,对基于多Agent的多摄像头追踪系统进行系统搭建,系统实现了多摄像头协同下对目标的持续追踪,实验证实了本文的多Agent系统可有效的实现多摄像头的协同,将通信延迟时间缩小到最短,以便及时更新每个摄像头的状态,从而大大提高了目标追踪的准确率,以及计算资源的利用率,达到对目标进行持续追踪的目的。