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信息收集中无人机节能轨迹设计与资源优化
1
作者 郭少雄 宋志群 +2 位作者 李勇 刘丽哲 王斌 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期48-55,共8页
为优化无线传感器网络(wireless sensor networks,WSN)中无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)辅助信息收集系统的能量消耗,在综合考虑无人机飞行能耗和传感器节点上行数据传输能耗的基础上,提出了一种考虑链路间干扰的无人机轨迹和传... 为优化无线传感器网络(wireless sensor networks,WSN)中无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)辅助信息收集系统的能量消耗,在综合考虑无人机飞行能耗和传感器节点上行数据传输能耗的基础上,提出了一种考虑链路间干扰的无人机轨迹和传感器功率分配联合优化算法。首先,基于实际约束构建了系统能耗最小化问题模型;然后,针对多约束优化问题的非凸性特征,采用块坐标下降法(block coordinate descent,BCD)将系统能耗最小化问题分解为固定无人机轨迹下的功率分配和固定功率分配下的无人机轨迹优化两个子问题,根据子问题的数学特征,采用凸近似法将非凸问题转化成可以求解的近似凸优化问题,通过对两个子问题的交替迭代优化,得到原非凸问题的近似次优解;最后,通过仿真实验验证了所提算法的可行性和有效性。结果表明:所提算法最大可使系统能量消耗降低22%,明显优于对比算法;且随着传感器节点数量的增加,所提算法的优势更加明显。研究结果为WSN中的信息收集提供了一种系统能耗优化思路,即在有限提高无人机飞行能耗的基础上,有效降低系统的能量消耗。 展开更多
关键词 无线通信 无线传感器网络 无人机 信息收集 轨迹设计 块坐标下降 节能
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基于分块坐标下降思想的并行无功优化分解协调算法 被引量：5
2
作者 李智 杨洪耕 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期178-182,共5页
针对无功优化分解协调模型求解中增广拉格朗日函数的不可分问题,提出了基于分块坐标下降(block coordinatedescent,BCD)思想的并行分解协调计算方法。该方法可实现全网无功优化的分解协调计算,仅需要在相邻分区之间交换边界节点的功率... 针对无功优化分解协调模型求解中增广拉格朗日函数的不可分问题,提出了基于分块坐标下降(block coordinatedescent,BCD)思想的并行分解协调计算方法。该方法可实现全网无功优化的分解协调计算,仅需要在相邻分区之间交换边界节点的功率和电压用于协调,解决了大规模电网集中式无功优化存在的计算速度慢和数据传输瓶颈问题;而且各控制中心可自主选择优化算法,实现了自律分散与协调控制的结合。算例结果表明,该算法可以大大减少全网无功优化的计算时间,并且与基于辅助问题原理的分解协调算法相比,其收敛速度更快、计算效率更高。 展开更多
关键词 无功优化 分解协调 增广拉格朗日 分块坐标下降 辅助问题原理
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雷达脉冲压缩低旁瓣发射波形和非匹配滤波联合设计方法 被引量：7
3
作者 周凯 李德鑫 +2 位作者 粟毅 何峰 刘涛 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1701-1707,共7页
为有效抑制雷达波形的脉冲压缩旁瓣水平,提高雷达弱目标检测和成像性能,本文提出了雷达波形和滤波器联合设计抑制脉冲压缩旁瓣水平的方法,建立了雷达波形和滤波器联合设计数学模型,基于分块坐标下降方法分解了联合设计问题,提出了一种... 为有效抑制雷达波形的脉冲压缩旁瓣水平,提高雷达弱目标检测和成像性能,本文提出了雷达波形和滤波器联合设计抑制脉冲压缩旁瓣水平的方法,建立了雷达波形和滤波器联合设计数学模型,基于分块坐标下降方法分解了联合设计问题,提出了一种联合优化算法,将该方法扩展到了正交波形和滤波器组设计,并提出一种并行优化的联合设计方法 .仿真结果表明,本文方法比传统方法具有更快的运行速度.该方法可有效扩展至正交波形和滤波器组设计问题. 展开更多
关键词 波形设计 非匹配滤波器 正交波形 积分旁瓣 峰值损耗 分块坐标下降
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多无人机辅助通信中用户匹配与频谱资源联合优化方法 被引量：9
4
作者 吴迪 钱鹏智 陈勇 《电讯技术》 北大核心 2023年第11期1742-1749,共8页
针对多无人机作为空中基站为地面设备提供临时服务的动态频谱分配问题,主要考虑无人机与地面用户匹配、子信道分配和功率分配三个方面。为了保证用户通信的公平性,在考虑频谱复用和共信道干扰的情况下,以最大化地面用户最小传输速率为目... 针对多无人机作为空中基站为地面设备提供临时服务的动态频谱分配问题,主要考虑无人机与地面用户匹配、子信道分配和功率分配三个方面。为了保证用户通信的公平性,在考虑频谱复用和共信道干扰的情况下,以最大化地面用户最小传输速率为目标,提出了一种用户匹配与频谱资源联合优化算法来解决上述混合整数非线性优化问题,通过聚类算法优化无人机与地面用户的最佳匹配,通过块坐标下降法迭代优化子信道分配和功率分配。仿真实验分析表明,提出的求解方法可以有效提升用户的传输速率,保证用户通信公平性。 展开更多
关键词 多无人机辅助通信 动态频谱分配 用户匹配 联合优化 聚类算法 块坐标下降(bcd)法
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智能反射面辅助的无线网络加权和速率优化设计 被引量：2
5
作者 牛和昊 林志 +2 位作者 王勇 王磊 赵青松 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期56-63,共8页
针对智能反射面(intelligent reflecting surface,IRS)辅助的无线网络传输设计的目标是通过联合设计基站处的发送波束形成向量和IRS的反射系数,在满足基站发射功率和IRS单位模约束的条件下,使多个地面用户的加权和速率最大化。为了求解... 针对智能反射面(intelligent reflecting surface,IRS)辅助的无线网络传输设计的目标是通过联合设计基站处的发送波束形成向量和IRS的反射系数,在满足基站发射功率和IRS单位模约束的条件下,使多个地面用户的加权和速率最大化。为了求解非凸的目标函数,提出一种交替优化方法,其中采用黎曼流形梯度(Riemannian manifold gradient,RMG)方法来优化反射系数,使用二分搜索法优化发送波束形成向量。此外,为了降低RMG方法的复杂度,设计了一种智能元素块坐标下降方法。仿真结果验证了所提算法的有效性,并且表明通过优化设计反射系数,IRS可显著提高无线网络的频谱效率。 展开更多
关键词 智能反射面 加权和速率优化 黎曼流形梯度算法 智能元素块坐标下降方法
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基于块坐标下降法的微网群日前联合优化调度 被引量：5
6
作者 刘宝林 周少雄 +1 位作者 曾智基 杨苹 《可再生能源》 CAS 北大核心 2018年第10期1509-1516,共8页
文章顾及微网群调度中心和微电网用户两类主体,建立一类含多个并列下层双层规划结构的微网群联合优化调度模型,上层以微网群调度中心总运行成本最小为优化目标,下层以各微电网用户运行成本最低为优化目标。首先,通过增广拉格朗日松弛法... 文章顾及微网群调度中心和微电网用户两类主体,建立一类含多个并列下层双层规划结构的微网群联合优化调度模型,上层以微网群调度中心总运行成本最小为优化目标,下层以各微电网用户运行成本最低为优化目标。首先,通过增广拉格朗日松弛法将原双层规划模型松弛;用块坐标下降法将松弛问题分解为多个子问题;然后,通过基于块坐标下降-不精确嵌套乘子法的双层循环求解模型,逐次逼近原问题的全局最优解;采用由松至紧的内循环容限值,以避免内循环计算代价过大的问题。算例的验证结果表明,文章所提的基于块坐标下降-不精确嵌套乘子法的双层循环求解模型,能有效求解微网群双层优化调度模型,为此类优化调度问题提供新的并行求解模式。 展开更多
关键词 微网群 日前优化调度 双层规划 块坐标下降 不精确嵌套乘子法
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基于块坐标下降法的有砟轨道大机捣固维修经济决策模型及算法 被引量：5
7
作者 曲建军 郭战伟 +1 位作者 杨飞 徐菲 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期32-41,共10页
为了更好地利用检修数据指导轨道维修决策计划,在预防性维修理念下提出1种基于块坐标下降法的有砟轨道大机捣固维修经济决策模型及算法。考虑多种捣固模式下不同的捣固效果和相应成本,以轨道质量年末保持值和维修经济成本为决策目标,结... 为了更好地利用检修数据指导轨道维修决策计划,在预防性维修理念下提出1种基于块坐标下降法的有砟轨道大机捣固维修经济决策模型及算法。考虑多种捣固模式下不同的捣固效果和相应成本,以轨道质量年末保持值和维修经济成本为决策目标,结合大机养修效率和现场实际条件,建立大机捣固维修经济决策模型;采用块坐标下降算法,以并行计算为主要思路并通过聚类算法调整捣固区段的连续性,实现最佳捣固模式、捣固时机和捣固区段的高效求解。依托某120 km·h~(-1)、50 km试验区段在某年份的实测数据,验证模型及算法有效性。结果表明:依据模型及算法得出的维修计划,采用09-32型捣固车开展单捣、双捣2种捣固模式后,每年可较实际平推捣固计划分别节省18%和15%的费用,改良型大机捣固质量指数MTQI的年末平均值从实际平推捣固计划的6.5 mm分别降低约0.80和1.35 mm;模型及算法能够快捷有效地制定符合线路实际的大机捣固维修计划,不仅实现了大机作业的连续捣固,还较大幅度提升了捣固维修的经济性。 展开更多
关键词 有砟轨道 预防性维修 大机捣固 经济决策 块坐标下降法
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基于块稀疏快速重构的MISO活跃用户集与信道联合估计
8
作者 康凯 钟子发 +1 位作者 朱然刚 王理 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2015年第3期552-563,共12页
针对多用户多输入单输出(Multiple input single output,MISO)系统的用户选择与信道估计问题,引入基于用户分布式自选择的信道接入策略,设计一种新的结合该策略的时分双分复用(Time division duplex,TDD)模式数据传输帧结构。利用用户... 针对多用户多输入单输出(Multiple input single output,MISO)系统的用户选择与信道估计问题,引入基于用户分布式自选择的信道接入策略,设计一种新的结合该策略的时分双分复用(Time division duplex,TDD)模式数据传输帧结构。利用用户活跃模式自然稀疏性和信道冲激响应时延域稀疏性,将基站接收上行随机导频序列建模为块稀疏线性模型。基于凸松弛的l2/l1模型提出一种快速的块稀疏重构算法求解问题模型。算法首先对目标函数进行变量分裂,然后利用交替方向法对各变量进行交替更新,直至满足收敛条件。交替更新中,对于无法获得闭式解的信号变量项,采取块坐标下降法求解。计算机仿真表明,与块正交匹配追踪和块压缩采样匹配追踪比较,新算法能够在保持高重构精度的前提下获得更快的计算速度。 展开更多
关键词 块稀疏信号重构 分布式自选择 随机身份标识序列 交替方向法 块坐标下降法
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交替方向块稀疏信号快速重构算法
9
作者 康凯 王粒宾 钟子发 《安徽大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第2期61-67,共7页
研究模型压缩感知中的块稀疏信号重构问题.在l2/l1模型基础上,提出一种基于交替方向法的块稀疏信号重构算法.在该算法中,首先对目标函数进行变量分裂,然后利用交替方向法对各变量进行交替更新,直至满足收敛条件.仿真实验中,将该算法与... 研究模型压缩感知中的块稀疏信号重构问题.在l2/l1模型基础上,提出一种基于交替方向法的块稀疏信号重构算法.在该算法中,首先对目标函数进行变量分裂,然后利用交替方向法对各变量进行交替更新,直至满足收敛条件.仿真实验中,将该算法与块正交匹配追踪和块压缩采样匹配追踪算法进行比较,结果表明该算法能够在保持高重构精度的前提下获得更快的计算速度. 展开更多
关键词 块稀疏信号重构 交替方向法 块坐标下降法 算法分析
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基于块坐标下降法的外存异步图计算系统
10
作者 赵程 张志斌 +1 位作者 郭嘉丰 刘丁玮 《高技术通讯》 CAS 2022年第8期825-835,共11页
现有外存图计算系统中,外存I/O带宽不足成为性能瓶颈。使用整体并行模型将导致冗余计算,使用异步并行模型则将引入额外的优先级计算开销和负载不均衡。本文提出了基于块坐标下降法(BCD)的外存异步图计算系统(BCDG),设计了一次选择多轮... 现有外存图计算系统中,外存I/O带宽不足成为性能瓶颈。使用整体并行模型将导致冗余计算,使用异步并行模型则将引入额外的优先级计算开销和负载不均衡。本文提出了基于块坐标下降法(BCD)的外存异步图计算系统(BCDG),设计了一次选择多轮优先的调度策略,降低了优先级计算的平均开销;设计了基于优先级的块预取策略,解决了优先选择会破坏顺序执行流水线的问题;设计了计算调度分离的划分策略,实现了均衡地按边计算和按点调度。实验结果表明,相较于目前最先进的外存图计算系统GridGraph和Lumos,所提系统平均性能分别提升10.30倍与8.72倍。整体计算过程中,中央处理器(CPU)等待外存I/O的时间仅占10%~30%。 展开更多
关键词 图计算系统 外存 异步并行计算 块坐标下降(bcd) 图划分
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