基于可见光通信的LED布局与功率分配的同步优化

本文提出了一种基于融合改进策略的快速鲸鱼优化算法（FWOA），用于解决室内可见光通信（VLC）系统中光信号分布不均匀的问题。该算法通过反向学习和非线性收敛因子提升了收敛速度，采取扰动搜索机制实现全局寻优。在考虑发光二极管（LED）部署高度的光源布局和功率分配方面，采取了同步优化方案。实验结果表明，在优化16个LED布局模型后，系统照度均匀度提升了7.39%～109.03%，接收功率的品质因子由5.25提高到12.23，同步优化后进一步提高至15.12。此外，实验发现，当LED数量存在限制时，通过选择合适的LED数量，可以在系统能量和性能之间达到较好的平衡。     

基于鱼群算法的OFDMA自适应资源分配

针对多用户正交频分多址系统自适应资源分配问题, 提出了一种新的子载波和基于鱼群算法的功率自适应分配算法. 该算法首先对总功率在子载波间均等分布的条件下进行子载波分配,然后引入鱼群算法并根据给出的兼顾用户公平性与系统容量的适应度函数,通过全局搜索实现用户间的功率分配. 仿真结果表明,新算法在保证用户公平性的同时, 还实现了系统总的传输速率最大化. 关键词： 多用户正交频分多址 资源分配 鱼群算法 速率最大化     

基于非正交多址接入的室内可见光通信系统EI北大核心CSCD

白光发光二极管(LED)的窄调制带宽限制了可见光通信(VLC)的系统容量。非正交多址接入(NOMA)技术通过功率复用可提高系统通信容量。结合直流偏置光正交频分复用(DCO-OFDM)和NOMA技术,设计了NOMA-DCO-OFDM系统。基于递归法给出了单个LED时VLC多径信道建模方法。在考虑限幅噪声影响时,推导了用户的信干噪比。采用分数阶功率分配、增益比功率分配和静态功率分配方法,研究系统平均和速率随LED半功率角、光电检测器的视场角(FOV)和功率分配因子的变化规律。仿真结果表明,系统平均和速率随着半功率角、FOV和功率分配因子的变化而变化,可以通过优化半功率角、FOV和功率分配因子达到系统平均和速率最大化。     

基于非正交多址接入的室内可见光通信系统

白光发光二极管(LED)的窄调制带宽限制了可见光通信(VLC)的系统容量。非正交多址接入(NOMA)技术通过功率复用可提高系统通信容量。结合直流偏置光正交频分复用(DCO-OFDM)和NOMA技术,设计了NOMA-DCO-OFDM系统。基于递归法给出了单个LED时VLC多径信道建模方法。在考虑限幅噪声影响时,推导了用户的信干噪比。采用分数阶功率分配、增益比功率分配和静态功率分配方法,研究系统平均和速率随LED半功率角、光电检测器的视场角(FOV)和功率分配因子的变化规律。仿真结果表明,系统平均和速率随着半功率角、FOV和功率分配因子的变化而变化,可以通过优化半功率角、FOV和功率分配因子达到系统平均和速率最大化。     

室内可见光通信系统的光源布局优化及性能分析

在基于白光发光二极管(LED)的室内可见光通信系统中,考虑墙面的一次反射,研究了不同LED拓扑方式下的布局方案。通过调整拓扑分布提出了方阵+圆环布局模型,该模型可以降低系统的功耗,在满足室内照明的要求下,通过功率分配实现了照度和接收面信噪比的动态范围压缩。仿真分析了基于功率分配的方阵+圆环布局模型的照度分布、接收功率分布、信噪比分布及误码率性能,仿真结果表明:方阵+圆环布局所用光源数虽然比传统方阵布局减少了48个,但性能仍得到了改善。给出了室内可见光通信链路系统带宽、误码率、距离与信噪比的关系,可为用户搭建VLC链路提供参考。     

一种改进的EPON动态带宽分配算法

 在分析了现有带宽分配算法的基础上,结合已有算法的优缺点,提出一种新的区分业务等级的、保证服务质量的动态带宽分配算法。新算法动态确定轮询周期,分配给高优先级业务请求带宽,按权重对中、低优先级业务进行带宽分配,并考虑到了剩余带宽的再分配。经仿真验证：该方案充分保证了高优先级业务的带宽需求,考虑到了低等级业务可能分不到带宽的情况,体现了带宽分配的公平性,全面提高了上行带宽的利用率,提高了系统的服务质量保证。     

降低可见光通信不均匀限幅正交频分复用系统非线性限幅失真的功率分配方法

针对可见光通信中不均匀限幅光正交频分复用(ACO-OFDM)系统发光二极管(LED)非线性限幅失真严重的问题,提出了一种降低LED非线性限幅失真的最优功率分配方法。基于原信号直接叠加非线性限幅失真成分的限幅处理模型,分析了ACO-OFDM系统中的LED非线性限幅失真;利用有效信噪比来衡量限幅失真,将限幅失真转化为有效信噪比分析;基于有效信噪比最优的原则给出了光功率约束下降低限幅失真的最优偏置信号和ACO-OFDM信号功率分配。仿真结果表明,当信道的信噪比较低时,信道噪声起主导作用;当信道的信噪比较高时,限幅失真起主导作用。在光功率约束下若不考虑偏置信号的影响而直接取其值为LED最小输出功率限制,则系统误码率(BER)在信道信噪比大于40dB的情况下也始终大于10-2,而采用最优功率分配时可以保证系统具有较好的误码率性能,当光功率约束为200mW和250mW时,分别需要24dB和27dB的信道信噪比即可使得系统的误码率低于10-3。     

OFDM水声通信系统中基于中继选择的资源分配算法

针对水声通信中继系统中系统容量和中继选择问题,本文提出了一种基于中继选择的资源分配算法。首先将每条中继链路的信道增益等效为虚拟直传链路的信道增益,然后在等功率分配的前提下,根据信道信息最佳原则,提出了一种中继选择及资源分配的多用户迭代算法,以实现对每个用户的传输链路进行选择和子载波分配,最后通过线性迭代注水算法进行功率分配。仿真结果表明,所提算法在保证目标速率的前提下,提升了系统容量。     

基于多描述编码的视频组播网络带宽优化分配算法

为了最大限度的满足各种类型视频应用的带宽要求,提高不同类型视频用户的满意度,解决不同类型应用的视频流对网络带宽的需求差异很大的问题,该文提出了一个基于多描述编码的带宽分配模拟退火算法;实验表明,该算法比其他带宽分配算法更能充分利用带宽资源且能有效提高网络视频用户的整体满意度。     

混沌量子克隆算法求解认知无线网络频谱分配问题

对认知无线网络中的频谱进行有效分配是实现动态频谱接入的关键技术.考虑3次用户对频谱的需求和分配的公平性,给出了频谱分配的数学模型,并将其转换为以最大化网络收益为目标的带约束优化问题,进而提出一种采用混沌量子克隆优化求解的认知无线网络频谱分配算法, 并证明了该算法以概率1收敛.最后,通过仿真实验比较了本文算法与颜色敏感图着色算法、基于遗传算法的频谱分配、基于量子遗传算法的频谱分配的性能.结果表明:本文算法性能较优, 能更好地实现网络收益最大化. 关键词： 混沌量子克隆算法 认知无线网络 频谱分配     

膜量子蜂群优化的多目标频谱分配

为了解决认知无线电系统中最大和网络效益和用户间公平性联合最优化的多目标频谱分配难题,基于量子蜂群理论和膜计算,提出了一种新的离散多目标组合优化算法—–膜量子蜂群优化.所提算法在基础膜可以搜索到单个目标的全局最优解,在表层膜获得兼顾网络效益和公平的Pareto前端解.通过膜间的通信规则、量子觅食行为的协同演进和非支配解排序可获得能同时求解单目标和多目标优化问题的多目标优化算法,并与经典的敏感图论着色算法、遗传算法、量子遗传算法和粒子群算法等频谱分配算法在不同的目标函数下进行仿真性能比较.仿真结果表明:在不同网络效益函数下所提的膜量子蜂群频谱分配算法都能够较好地找到单目标最优解,优于经典的频谱分配算法和已有的智能频谱分配算法,还可获得多目标频谱分配的Pareto前端最优解集.     

混沌免疫算法求解认知无线电网络资源分配问题

为了优化认知无线电网络中多用户正交频分复用子载波的资源分配, 将其转换为一个约束优化问题, 进而提出了一种基于混沌免疫优化的求解方法.给出了算法的实现过程和关键技术, 设计了适合算法求解的编码、 克隆、 重组、 变异算子.实验结果表明, 在满足认知用户速率、 所需误码率及干扰约束的条件下, 本文所用算法减小了整个系统所需的总发射功率, 同时收敛速度较快, 能够得到较优的子载波分配方案, 进而提高频谱利用效率.     

基于联合干扰的室内可见光通信安全系统

研究了典型室内办公场景下,多用户多输入单输出（MISO）可见光通信（VLC）系统的物理层安全问题。针对未知数量的窃听者有可能出现在公共区域内任意位置的场景,提出了一种基于联合干扰的人工噪声生成方案以提高系统的保密安全性能。该方案利用用户所在区域的发光二极管（LED）作为信号源的同时,联合窃听者所在区域的LED一起发送干扰信号。由于窃听者位置随机且未知,故所提方案以最小化最坏情况下窃听者的信干噪比（SINR）为目标,通过干扰形成器的协作优化与设计使得干扰信号在不影响合法用户信号正常接收的前提下,最大程度地扰乱窃听者的接收。仿真结果表明,与传统的人工噪声方案相比,所提的联合干扰策略能明显降低窃听者的信干噪比和提高系统的保密速率,从而使得VLC系统的安全性能得到显著提升。     

一种利用多带激励模型改进的低速率线性预测语音编码算法

提出了一种利用多带激励（ＭＢＥ）模型改进的低速率线性预测（ＬＰＣ）语音编码算法．文中介绍了该算法的参数提取、量化编码及语音合成的具体方案,并用Ｃ语言构造了一个基于该算法的速率为１,６ ｋｂ／ｓ的语音编码／解码系统．主观测听表明,该系统性能与 ２．４ ｋｂ／ｓ的 ＭＥＬＰ算法接近或相当。     

基于MPEG-4的视频流式传输系统及动态带宽分配方法

提出了一个基于MPEG 4精细可分级编码技术的视频流式传输系统。介绍了系统中主要模块的作用,并重点研究了速率控制模块。速率控制模块采用了适合视频流式传输的动态带宽分配方法。它可以根据实时的网络通道波动状况来动态调整滑动参数,以适应网络波动和高效地利用网络的有限资源。实验结果表明,动态带宽分配方法在动态带宽波动条件下不仅可以使相邻帧间的视频质量更加平滑,而且可以大大提高解码视频图像的总体质量,也就是说可同时改善解码视频的主客观性能。     

基于改进粒子群优化算法的火电厂机组负荷分配

以坑口电厂SIS系统机组负荷优化分配功能模块为应用背景,针对基本粒子群优化算法易陷入局部收敛、收敛速度慢的缺点,提出一种基于惯性权重非线性减小策略的改进粒子群优化算法。并且通过MATLAB与Visual C++混合编程,开发了机组负荷在线优化分配功能模块,提高了算法的计算效率和工程应用价值。     

基于量子粒子群和SARSA算法的蜂窝网络信道分配

为了对蜂窝网络的信道进行在线、实时和动态的分配,设计了一种基于量子粒子群算法和SARSA算法的蜂窝网络信道分配方法。首先,采用分配方案表示量子粒子的位置,通过粒子群在粒子空间中不断寻优,将寻求的最优粒子位置作为信道分配方案的初始解。然后,根据得到的初始解的目标值来计算各状态动作对处的初始Q值,在此基础上,通过加入资格迹的SARSA(λ)算法和ε-greedy策略得到改进的SARSA(λ)算法,执行算法直到各状态动作对的Q值不发生变化为止,此时最终解为信道分配方案。为了验证文中方法的优越性,采用具有30个小区的移动蜂窝网络进行实验,仿真实验结果表明文中方法能实现蜂窝通信网络中信道的在线分配,且与其它方法比较,具有信道分配合理和收敛速度快的优点,是一种有效的信道分配方法。     

基于潮流追踪的电网同步性能优化及鲁棒性分析

采用二阶类Kuramoto模型对电网进行合理建模,分别应用临界同步耦合强度和平均同步误差来描述电网的同步能力和鲁棒性.研究发现,发电机的功率分配对线路的传输功率影响较大,而电网中高负荷线路越多,网络越难同步.基于这一发现,首先在发电机功率均匀分配（EG）方式下,计算出每条线路的传输功率,然后基于潮流追踪算法提出一种发电机功率非均匀分配（TG）方式,即在发电总量不变的情况下,增大枢纽发电机节点的功率,减小边缘发电机节点的功率.该发电机功率分配策略可以在一定程度上降低网络的临界同步耦合强度,减小平均同步误差,改善电网的同步性能和鲁棒性.     

RWA方法对WDM网络P圈优化性能的影响

研究不同的路由和波长分配（RWA）方法对无波长变换WDM网络P圈优化性能的影响.提出了用负载均衡的方法对各波长层的工作容量进行均衡,以降低网络总容量.分别研究了动态分层通用RWA（DL-GRWA）、最短路径RWA（SP-RWA）、动态分层负载均衡（DL-LB）、最短路径负载均衡（SP-LB）、固定波长负载均衡（FW-LB）5种方法对网络总容量的影响.仿真发现,无论何种RWA方法,随着圈最大跳数限制的变大,网络总容量都逐渐降低,其中SP-LB方法所需要的网络总容量最小.     

室内可见光多维CAP空间调制

针对室内可见光通信（VLC）光链路发射源（LED器件）有限的调制带宽问题,基于多维无载波幅度相位调制（CAP）技术,提出一种频带利用率高效的光空间调制方案（OSM-CAP）。OSM-CAP系统将输入信息序列分成两部分,一部分进行空域映射即空间调制,其结果用来选择激活的LED;另一部分进行信号域映射,即CAP调制。其中,CAP调制采用序列二次规划算法求取的时域正交多维CAP滤波器组实现。对于采用强度调制/直接检测（IM/DD）的VLC系统,该CAP信号还将进行单极化处理,文中提出两种相应的解决方案,即采用添加直流偏置（OSM-DCO/CAP方案）和零值位置极性编码（OSM-U/CAP方案）。基于朗伯体辐射模型,且可见光背景噪声建模为加性高斯白噪声,推导了OSM-DCO/CAP、OSM-U/CAP调制方案的误码率理论解,仿真验证了其准确性。在5 m×5 m×3 m的室内场景下,探讨了无载波幅度相位调制维度以及接收机个数、发射机间距、收发平面距离以及链路遮挡情况等信道参数对系统性能的影响。结果表明,星座调制阶数相同时,CAP调制维度越高,误码性能越好;接收机个数增多、发射机间距加大以及收发平面距离减小与系统可靠性存在正相关关系;链路存在遮挡情况时,会提高信道间的差异性,改善系统性能。