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30 Tbit/s DP-16QAM传输系统中基于机器学习的非线性均衡方法
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作者 范润哲 杨超 罗鸣 《光通信研究》 北大核心 2024年第4期7-12,共6页
【目的】采用机器学习的方法对30 Tbit/s(60×500 Gbit/s)奈奎斯特双偏振—16进制正交幅度调制(DP-16QAM)在G.654E光纤中传输6300 km传输系统的传输结果进行非线性均衡,降低传输误码率(BER)。【方法】借鉴卷积神经网络的“感受野”... 【目的】采用机器学习的方法对30 Tbit/s(60×500 Gbit/s)奈奎斯特双偏振—16进制正交幅度调制(DP-16QAM)在G.654E光纤中传输6300 km传输系统的传输结果进行非线性均衡,降低传输误码率(BER)。【方法】借鉴卷积神经网络的“感受野”机制,设计“卷积核”大小,根据划分采样数据构造数据集。选取并调试合适的参数构造人工神经网络。采集在C波段的不同波长、不同光信噪比和不同入纤功率发送和接收一一对应的数据,参照经典全连接神经网络结构,根据数据集数据结构来构建神经网络,并对实部和虚部分别进行网络拟合,训练完成后将测试数据集送入网络,在这3个方面分别进行计算并与传统方法进行比对。【结果】文章采用两种神经网络拟合了C波段频率在191.5625~195.9875 THz 60个不同波长传输条件下的传输BER,在与最大似然序列估计(MLSE)算法的对比中,网络1和网络2 BER分别平均降低了23%和41%。在数据中选择了频率为193.8125 THz的光进行入纤功率范围为14~19 dBm的计算,网络1和网络2 BER分别平均降低了32%和52%。在不同光信噪比下,网络1和网络2 BER分别平均降低了30%和57%。【结论】引入的两种神经网络在相干传输系统的非线性均衡中都有不俗的表现。同时,网络层数和节点数会共同影响拟合结果,一般说来,增加层数和节点数可以获取更好的拟合效果,但与之对应的便是模型参数的增多、占用空间的增大和训练时间的增长,所以在应用中应考虑实际情况,在拟合效果和模型属性中进行取舍。 展开更多
关键词 非线性均衡 机器学习 神经网络 大容量传输 人工智能 高速光通信
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融合模型求解与深度学习的可见光通信非线性均衡器 被引量:2
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作者 田大明 苗圃 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期466-473,共8页
沃尔特拉非线性后均衡器(Volterra Series Nonlinear Post-Equalizer,VS-NPE)可以补偿可见光通信(Visible Light Communication,VLC)的非线性失真和多径效应,但其结构复杂且均衡精度有限。在VS-NPE内核求解基础上,提出一种基于阈值自学... 沃尔特拉非线性后均衡器(Volterra Series Nonlinear Post-Equalizer,VS-NPE)可以补偿可见光通信(Visible Light Communication,VLC)的非线性失真和多径效应,但其结构复杂且均衡精度有限。在VS-NPE内核求解基础上,提出一种基于阈值自学习近似消息传递(Learned Threshold Approximate Message Passing,LTAMP)网络的非线性均衡器。修正样本观测矩阵以克服其列高度相关的缺陷;在改进近似消息传递(Approximate Message Passing,AMP)算法迭代的基础上,将算法每一次迭代的计算过程映射为一层特殊的神经网络,经逐层展开后构建出完整的LTAMP均衡器。所提方法融合了模型求解和深度学习的优势,可从样本中学习最佳的AMP参数,以克服其对噪声敏感且输出不稳定的缺陷,进而提升内核求解稳定性与计算精度。仿真结果表明,与稳固阈值AMP算法相比,所提方法在误码率为1×10^(-3)时能取得2 dB的信噪比增益,且对样本噪声具有较强的自适应性,展现出优异的非线性失真补偿能力。 展开更多
关键词 沃尔特拉非线性均衡 可见光通信 近似消息传递算法 深度学习
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基于人工智能的光纤非线性均衡算法研究概述 被引量:4
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作者 李亚杰 赵永利 +1 位作者 刘守东 张杰 《电信科学》 2020年第3期61-70,共10页
概述了非线性均衡算法在光传输系统中的必要性与重要性,阐述了经典的非线性均衡算法原理,指出了经典算法的缺点与局限性。结合近几年的研究现状,详细介绍了4种基于人工智能的非线性均衡算法,包括人工神经网络、支持向量机、无监督聚类... 概述了非线性均衡算法在光传输系统中的必要性与重要性,阐述了经典的非线性均衡算法原理,指出了经典算法的缺点与局限性。结合近几年的研究现状,详细介绍了4种基于人工智能的非线性均衡算法,包括人工神经网络、支持向量机、无监督聚类和深度神经网络,并从性能、复杂度、实时性、应用灵活性等方面进行了对比,最后展望分析了基于人工智能的非线性均衡未来的发展趋势。 展开更多
关键词 非线性均衡 人工神经网络 支持向量机 聚类 深度神经网络
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无方根广义多道Givens格型算法及其在自适应非线性均衡中的应用 被引量:1
4
作者 欧阳缮 方惠均 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 1997年第11期14-19,共6页
对于自适应非线性均衡问题,当非线性信道的传输函数可由二阶Volterra级数表征时,可以作为广义多道滤波问题来处理。本文提出了一种无方根广义多道Givens格型算法来实现该非线性信道均衡器,研究了该均衡器消除由于信道... 对于自适应非线性均衡问题,当非线性信道的传输函数可由二阶Volterra级数表征时,可以作为广义多道滤波问题来处理。本文提出了一种无方根广义多道Givens格型算法来实现该非线性信道均衡器,研究了该均衡器消除由于信道非线性衰落引起的码间干扰的性能。实验结果表明:该自适应非线性均衡器具有快速收敛性能,对非线性信道的均衡效果优于LS格型判决反馈均衡器。 展开更多
关键词 非线性衰落 自适应 非线性均衡 信道均衡
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实时半盲非线性均衡算法:N-伪递推模糊C-均值均衡算法
5
作者 周薛雪 罗懋康 何小勇 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期966-968,共3页
本文基于模糊C-均值算法设计了能对不在同一时刻到达的数据进行实时模糊聚类的N-伪递推模糊c-均值算法(N Pseudo Recursive Fuzzy c-means A lgorithm,简记为N-PRFCM),并将其应用到非线性均衡上(N-PRFCM均衡算法).仿真结果表明,该算法... 本文基于模糊C-均值算法设计了能对不在同一时刻到达的数据进行实时模糊聚类的N-伪递推模糊c-均值算法(N Pseudo Recursive Fuzzy c-means A lgorithm,简记为N-PRFCM),并将其应用到非线性均衡上(N-PRFCM均衡算法).仿真结果表明,该算法具有实时、半盲、聚类中心的自适应变动的特性,且由于该算法关心的仅是信道聚类中心间的距离,故信道非线性畸变程度对它的影响可忽略不计.最后对该算法进行了收敛性分析. 展开更多
关键词 非线性均衡 模糊C-均值算法 模糊控制器
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基于压缩感知的VLC非线性均衡器研究 被引量:1
6
作者 刘希 苗圃 田大明 《青岛大学学报(工程技术版)》 CAS 2022年第2期7-13,33,共8页
为解决Volterra级数的非线性均衡器(volterra series nonlinear post-distortion equalizer,VS-NPE)内核数量大、计算困难等问题,本研究采用压缩感知重构算法中的正交匹配追踪算法(orthogonal matching pursuit,OMP)和改进的近似消息传... 为解决Volterra级数的非线性均衡器(volterra series nonlinear post-distortion equalizer,VS-NPE)内核数量大、计算困难等问题,本研究采用压缩感知重构算法中的正交匹配追踪算法(orthogonal matching pursuit,OMP)和改进的近似消息传递算法(approximate message passing,AMP)计算VS-NPE内核参数。改进的AMP算法应用时,需对VS-NPE测量矩阵归一化处理,然后将AMP算法迭代过程引入阻尼因子和稳固阈值函数,进而提高模型构建精度。仿真结果表明,在训练样本长度较小时,OMP算法和改进的AMP算法仍拥有较高的重构精度,且OMP算法计算的模型内核数量减少65%,有效降低模型复杂度。另外,基于上述两个算法的VS-NPE在归一化功率谱和误码率(bit error ratio,BER)性能上展现了良好的失真补偿性,证明了所提方案的有效性和可行性。该研究有助于构建强健的VS-NPE模型,显著缓解可见光通信系统信道非线性失真。 展开更多
关键词 可见光通信 非线性均衡 压缩感知 正交匹配追踪
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一种宽带非线性信道校正方法
7
作者 刘景元 王威 《现代电子技术》 北大核心 2024年第7期33-36,共4页
针对高速数传解调器接收宽带高阶调制信号时因信道非线性导致的性能恶化问题,提出一种基于两层自适应均衡网络的非线性信道校正方法。该方法先利用递归最小二乘法获得Volterra非线性前置校正系数,再利用自适应基带均衡器消除信道的剩余... 针对高速数传解调器接收宽带高阶调制信号时因信道非线性导致的性能恶化问题,提出一种基于两层自适应均衡网络的非线性信道校正方法。该方法先利用递归最小二乘法获得Volterra非线性前置校正系数,再利用自适应基带均衡器消除信道的剩余影响,以提升解调器的捕获跟踪能力,并在高速数传解调器工程应用中实现2.4 Gb/s 16QAM信号的稳定接收。 展开更多
关键词 高速数传 信道校正 自适应均衡网络 Volterra非线性均衡 递归最小二乘法 自适应基带均衡
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基于FFT的非线性通道均衡算法研究 被引量:2
8
作者 魏文斌 于文震 《信息化研究》 2010年第9期28-31,共4页
在频域通道均衡中求得均衡函数后,一个关键技术是寻找恰当的均衡滤波器。本文针对传统均衡中宽带信号高频部分拟合精度较差的问题,利用FFT(快速傅里叶变换),提出了雷达通道非线性均衡处理算法。通过雷达信号和雷达通道的仿真数据,将运... 在频域通道均衡中求得均衡函数后,一个关键技术是寻找恰当的均衡滤波器。本文针对传统均衡中宽带信号高频部分拟合精度较差的问题,利用FFT(快速傅里叶变换),提出了雷达通道非线性均衡处理算法。通过雷达信号和雷达通道的仿真数据,将运用该算法和传统算法均衡处理的结果进行了直观效果和失配指标比较。实验结果表明,基于FFT的非线性通道均衡算法能有效地抑制高频失配;而且由该算法得到的幅度失配和相位失配指标均优于基于FFT的传统的线性通道均衡算法和基于最小二乘的均衡算法。 展开更多
关键词 失配 快速傅里叶变换 非线性通道均衡
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MQAM功放器件非线性失真均衡器
9
作者 傅海阳 刘文杰 杨龙祥 《电子器件》 CAS 2001年第1期20-27,共8页
本文给出了一种具有记忆能力的自适应非线性失真预均衡器 ,用于补偿 MQAM高功率放大器在非线性区域工作时引入的具有记忆的 3阶非线性失真 ,采用 Volterra级数模型分析并补偿这种非线性失真。
关键词 MQAM 非线性失真均衡 多进制正交幅度调制 功率放大器
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非线性信道均衡不动点算法
10
作者 张建志 崔霞霞 《无线电工程》 2009年第4期60-61,共2页
针对PSK调制方式下的非线性信道提出一种新的非线性均衡算法。采用Volterra级数序列来建立非线性信道模型,对于这样的信道,均衡问题就可看作一个截短映射的不动点问题,它利用迭代的方式来消除信道中的非线性畸变。这种算法易于实现,只... 针对PSK调制方式下的非线性信道提出一种新的非线性均衡算法。采用Volterra级数序列来建立非线性信道模型,对于这样的信道,均衡问题就可看作一个截短映射的不动点问题,它利用迭代的方式来消除信道中的非线性畸变。这种算法易于实现,只需要增加额外的处理单元而不改变信道模型的结构。用计算机仿真来实现采用该算法的均衡器可以有效地消除线性和非线性码间串扰。 展开更多
关键词 VOLTERRA级数 不动点法 非线性信道均衡 PSK调制
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基于DFE均衡器的线性化拆分算法的研究和应用
11
作者 张航 吕明 《中国电子科学研究院学报》 2007年第1期36-40,共5页
利用DFE非线性均衡器,通过数学处理对其进行线性化拆分,拆分后的两个线性均衡器分别置于信道的接收和发送端,使其能用于强多径干扰的信号传输环境(如存在强多径干扰的隧道中的高速信号传输)。该方法降低了实现的复杂度,同时保持了高抗... 利用DFE非线性均衡器,通过数学处理对其进行线性化拆分,拆分后的两个线性均衡器分别置于信道的接收和发送端,使其能用于强多径干扰的信号传输环境(如存在强多径干扰的隧道中的高速信号传输)。该方法降低了实现的复杂度,同时保持了高抗干扰性,且这种相互对称的均衡器结构有利于系统双向传输的实现。计算机仿真结果验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 DFE非线性均衡 线性化拆分 强多径干扰 隧道 高速信号
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针对超宽带发射参考接收机中符号间干扰的Turbo均衡 被引量:4
12
作者 廖学文 朱世华 曾二林 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期146-151,共6页
本文对超宽带发射参考技术在时分多址方式和传统脉冲对结构下对高数据传输速率造成的符号间干扰模型进行了分析,证明其属于二阶符号间干扰系统,系数由波形相关矩阵决定.在此模型的基础上利用超宽带室内信道慢衰落的特点,给出了一种无重... 本文对超宽带发射参考技术在时分多址方式和传统脉冲对结构下对高数据传输速率造成的符号间干扰模型进行了分析,证明其属于二阶符号间干扰系统,系数由波形相关矩阵决定.在此模型的基础上利用超宽带室内信道慢衰落的特点,给出了一种无重叠导频进行模型系数的估计方法.引入Turbo原理,采用修正的Turbo均衡器对此非线性符号间干扰系统进行均衡.IEEE802.15.3a室内多径信道仿真表明,Turbo均衡在非线性符号间干扰系统下仍然有效. 展开更多
关键词 超宽带 发射参考 信道估计 非线性均衡 TURBO均衡
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基于最小二乘支持向量机的自适应盲均衡器 被引量:1
13
作者 毛忠阳 王红星 +1 位作者 宋恒 王洪利 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期927-932,共6页
提出了一种普适性较强的基于最小二乘支持向量机(LSSVM)的自适应盲均衡器(ABSVME)。该方法根据信号的特征恢复思想,将LSSVM均衡器的输出进行过采样,构造具有时间去相关特性的代价函数,结合Kumar快速算法和静态迭代学习算法在线跟踪信道... 提出了一种普适性较强的基于最小二乘支持向量机(LSSVM)的自适应盲均衡器(ABSVME)。该方法根据信号的特征恢复思想,将LSSVM均衡器的输出进行过采样,构造具有时间去相关特性的代价函数,结合Kumar快速算法和静态迭代学习算法在线跟踪信道。通过仿真实验,并与传统恒模盲均衡器和最大似然序列估计均衡器进行比较,结果证明该方法具有优良的非线性均衡能力。 展开更多
关键词 最小二乘支持向量机 均衡 自适应 最大似然序列估计 迭代学习算法 LSSVM 非线性均衡 特征恢复
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基于最低误码率准则的奇次三阶Volterra均衡器用于干扰抑制 被引量:1
14
作者 朱仁祥 吴乐南 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第10期2373-2376,共4页
该文针对通信系统中的干扰抑制问题,提出一种基于最低误码率准则的Volterra均衡器。区别于以往研究中采用最小均方误差准则估计Volterra核,本文采用最低误码率准则。仿真表明:对于扩展的二元相移键控信号,在相对强的窄带干扰下,匹配滤... 该文针对通信系统中的干扰抑制问题,提出一种基于最低误码率准则的Volterra均衡器。区别于以往研究中采用最小均方误差准则估计Volterra核,本文采用最低误码率准则。仿真表明:对于扩展的二元相移键控信号,在相对强的窄带干扰下,匹配滤波器和基于最小均方误差准则的线性均衡器已失效,而基于最低误码率准则的Volterra均衡器仍能表现出良好的性能,也大大优于最小均方误差准则的Volterra均衡器;并且在计算复杂度与误码率性能的权衡中,奇次三阶Volterra均衡器更有实用价值。 展开更多
关键词 通信信号处理 最低误码率准则 非线性均衡 Volterra均衡
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最低误码率准则的多级软判决均衡器 被引量:1
15
作者 朱仁祥 吴乐南 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期221-227,共7页
针对通信系统干扰抑制问题,提出一种基于最低误码率准则的多级软判决均衡器.通过调节各级均衡器的拒绝门限,可使多级软判决均衡器在计算复杂度与误码率之间取得折衷.仿真表明:对于扩展的二元相移键控信号,在相对强的调频信号和调幅信号... 针对通信系统干扰抑制问题,提出一种基于最低误码率准则的多级软判决均衡器.通过调节各级均衡器的拒绝门限,可使多级软判决均衡器在计算复杂度与误码率之间取得折衷.仿真表明:对于扩展的二元相移键控信号,在相对强的调频信号和调幅信号联合干扰下,基于最低误码率准则的多级软判决均衡器能表现出良好的性能,并且大大减少了计算复杂度.此外,还发现多个非线性均衡器的组合在降低计算复杂度的同时还可获得比单个均衡器更低的误码率. 展开更多
关键词 非线性均衡 多级软判决均衡 最低误码率 干扰抑制
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基于小波网络的MQAM数字通信自适应均衡器 被引量:1
16
作者 章国安 张小东 毕光国 《应用科学学报》 CAS CSCD 2001年第1期5-9,共5页
首先给出了多维小波网络的结构及其随机梯度学习算法 ,提出了基于小波网络的 MQAM数字通信自适应均衡器 .仿真结果表明 :该均衡器对于 MQAM数字信号非线性信道的均衡 ,其性能明显优于传统的基于 L MS和 RL S算法的线性均衡器和基于 RL ... 首先给出了多维小波网络的结构及其随机梯度学习算法 ,提出了基于小波网络的 MQAM数字通信自适应均衡器 .仿真结果表明 :该均衡器对于 MQAM数字信号非线性信道的均衡 ,其性能明显优于传统的基于 L MS和 RL S算法的线性均衡器和基于 RL S算法的判决反馈均衡器 ,且性能稍好于基于 展开更多
关键词 小波网络 多进制正交幅度调制 自适应均衡 非线性信道均衡 数字通信 随机梯度学习算法
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基于传统OM2光纤的大容量模分复用传输系统研究
17
作者 于新阔 李建平 +5 位作者 秦玉文 杨海林 彭迪 向梦 许鸥 付松年 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2461-2467,共7页
基于传统多模光纤的模式资源,来构建多维复用超大容量光纤传输系统可以有效提升通信系统传输容量,满足急剧增长的数据业务需求.在本文中,我们联合波分复用、偏振复用和模分复用技术,基于传统OM2光纤实现了40个波长信道(1 535.04~1 566.3... 基于传统多模光纤的模式资源,来构建多维复用超大容量光纤传输系统可以有效提升通信系统传输容量,满足急剧增长的数据业务需求.在本文中,我们联合波分复用、偏振复用和模分复用技术,基于传统OM2光纤实现了40个波长信道(1 535.04~1 566.31 nm)×2个模式信道(LP01和LP11b)的60 G波特偏分复用16阶正交幅度调制(Polarization Division Multiplexing 16-ary Quadrature Amplitude Modulation,PDM-16QAM)信号的短距模分复用相干光传输.整个模分复用链路由一对基于多平面光转换(Multi Plane Light Conversion,MPLC)的模式复用/解复用器和20 m OM2光纤构成.由于高模式隔离度的模式信道特性(<-20 dB),本系统无需相应数字信号处理算法进行模式解复用,而仅需2×2的多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)算法完成偏振解复用.在实验中,除了对系统关键参数,包括脉冲成型滤波器的滚降因子、削峰比及接收光功率进行了优化外,还引入了Volterra判决反馈均衡方案.该均衡方案不仅能够补偿调制器引入的非线性信号损伤,而且能够缓解前馈均衡方案导致的高频噪声增强问题.最终,实验结果显示所有80个信道的误码率皆低于20%软判决前向误码纠错(Soft Decision Forward Error Correction,SDFEC)阈值2.7×10-2,系统总容量达38.4 Tbit/s,表明基于多模光纤的模式复用相干光传输方案在未来超大容量短距光互联系统中具有应用潜力. 展开更多
关键词 光纤通信 模分复用 波分复用 相干检测 非线性均衡
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大容量长距离光子太赫兹无线传输演示
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作者 丁俊杰 童伟东 +4 位作者 朱敏 蔡沅成 华炳昌 雷明政 张教 《移动通信》 2024年第12期2-8,38,共8页
太赫兹通信因其丰富的频谱资源已成为未来6G发展的重要技术。光子辅助技术可突破电子设备带宽限制,生成高载频、大带宽、灵活可调的太赫兹信号,而且能有效地促进光纤网络和无线网络的无缝融合。实验方案采用正交频分复用技术,高增益太... 太赫兹通信因其丰富的频谱资源已成为未来6G发展的重要技术。光子辅助技术可突破电子设备带宽限制,生成高载频、大带宽、灵活可调的太赫兹信号,而且能有效地促进光纤网络和无线网络的无缝融合。实验方案采用正交频分复用技术,高增益太赫兹模块包括高太赫兹透镜和太赫兹低噪声放大器,并设计了一种低复杂度的非线性均衡算法。基于MIMO复用和概率整形技术实现了传输容量达253Gbit/s、传输距离达200m的光子辅助太赫兹无线传输,空口速率·距离积达253Gbit/s×200m=50.6Gbit/s·km;基于MIMO分集和最大比合并技术实现了传输容量达137Gbit/s、传输距离达200m的光子辅助太赫兹无线传输,相比SISO链路的SNR增益高达5.1dB。 展开更多
关键词 光子辅助太赫兹通信 正交频分复用 MIMO复用 MIMO分集 非线性均衡
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一种符号间干扰下的超宽带发射参考接收机 被引量:1
19
作者 廖学文 任品毅 +1 位作者 朱世华 曾二林 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期805-808,共4页
该文在超宽带传统发射参考接收机的基础上,对时分多址方式下高数据传输速率时参考接收脉冲与数据接收脉冲波形都受到脉冲间干扰污染的相关接收机进行了分析,在此模型的基础上利用超宽带室内信道慢衰落的特点,采用少量无重叠的导频脉冲... 该文在超宽带传统发射参考接收机的基础上,对时分多址方式下高数据传输速率时参考接收脉冲与数据接收脉冲波形都受到脉冲间干扰污染的相关接收机进行了分析,在此模型的基础上利用超宽带室内信道慢衰落的特点,采用少量无重叠的导频脉冲对模型系数进行估计,并用Volterra系统下的LMS算法进行跟踪。采用求根法对存在二阶符号间干扰的系统进行非线性均衡。用IEEE802.15.3a的室内多径信道模型仿真结果表明,采用该非线性均衡算法下接收机比线性均衡能更有效地克服符号间干扰。 展开更多
关键词 超宽带 发射参考 信道估计 非线性均衡
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临时关闭道路以疏导城市道路交通流的可行性分析 被引量:1
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作者 韦红亮 陈迎 《西部交通科技》 2014年第4期42-46,共5页
文章基于Braess悖论,以单位车辆的平均出行时间为最优目标,以网络道路系统为约束条件,从逆向思维角度建立了通过临时关闭道路引导交通流以缓解城市道路交通拥挤的Narsh均衡非线性规划模型,并以北京二环道路网络为研究对象进行了实例分... 文章基于Braess悖论,以单位车辆的平均出行时间为最优目标,以网络道路系统为约束条件,从逆向思维角度建立了通过临时关闭道路引导交通流以缓解城市道路交通拥挤的Narsh均衡非线性规划模型,并以北京二环道路网络为研究对象进行了实例分析。结果表明,在城市道路网中,关闭部分路段并不能明显缓解交通拥堵现状,但可以在不影响路网整体通行时间的条件下改善路网局部拥堵状况。建议城市道路交通临时疏导方案应该根据路网交通流的分布特点和道路通过能力等因素进行制订。 展开更多
关键词 城市道路 交通流 BRAESS悖论 通行时间 拥堵系数 Narsh均衡非线性规划
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