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基于非正交多址接入的可见光通信系统优化
摘要: 在可见光通信(VLC)中,数据通过调制发光二极管(LED)进行传输。由于LED的窄调制带宽限制了数据速率,这成为实现高传输速率的障碍。非正交多址接入(NOMA)是一种旨在提升系统容量的新型多址接入(MA)方案。除多址接入方案外,还采用优化技术进一步提升数据速率。本文针对下行链路,在基于NOMA的VLC系统中应用凸优化方法,并从误码率(BER)和总速率两个维度分析所提出的优化系统。
关键词: 和速率最大化、可见光通信、非正交多址接入(NOMA)、凸优化、5G
更新于2025-09-23 15:23:52
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[工程技术学会第十二届欧洲天线与传播会议(EuCAP 2018) - 英国伦敦(2018年4月9-13日)] 第十二届欧洲天线与传播会议(EuCAP 2018) - 基于凸优化的小型机载单脉冲阵列天线罩效应补偿
摘要: 机载单脉冲系统中小型阵列天线性能可能因天线罩而显著降低。为此,我们提出一种凸优化方法来最小化单脉冲阵列中的天线罩效应——通过采用有源单元方向图确定激励权重来实现优化。针对含48个单元的BoR阵列与扩展半球形天线罩,我们展示了仿真结果:在优化过程中考虑天线罩效应后,可将副瓣电平降低3.5分贝;该方法还能提升增益(尤其在大扫描角度时)。此外,该方案允许将单脉冲斜率作为间接设计参数,且研究表明单脉冲斜率系数与副瓣电平之间存在近似线性权衡关系。
关键词: 雷达罩、机载电子支援措施、单脉冲到达角估计、凸优化、相控阵天线
更新于2025-09-23 15:19:57
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一种用于图像中线条超分辨率和正则化的凸方法
摘要: 我们提出了一种新的凸优化公式,用于解决退化图像中直线恢复问题。遵循近期超分辨率研究的范式,我们专门设计了一个原子范数惩罚项,并通过原始-对偶算法求解该优化问题。这个简约模型能够从低通测量数据中重建直线,即使在存在大量噪声或模糊的情况下也能实现。此外,通过对复原图像的行和列执行Prony方法,可获得具有亚像素精度的直线参数频谱估计。
关键词: 稀疏恢复、凸优化、分裂方法、超分辨率、谱估计、线检测
更新于2025-09-22 16:58:40
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通过凸优化实现成像反问题中可扩展的贝叶斯不确定性量化
摘要: 我们提出了一种针对大规模成像反问题的贝叶斯不确定性量化方法。该方法适用于所有对数凹的贝叶斯模型——其中最大后验概率(MAP)估计属于凸优化问题。该框架用于分析MAP估计中观测到的特定结构(如医学影像中的病灶、天文影像中的天体源)的可信度,从而将其作为证据支撑决策与结论。具体而言,基于贝叶斯决策理论,我们通过执行以下步骤的贝叶斯假设检验来验证目标结构:首先假设真实图像中不存在这些结构,继而利用数据与先验知识以高概率拒绝该原假设。由于涉及高维计算,此类检验在成像问题中通常极难实现。本研究的核心创新在于:利用概率集中现象与底层凸几何特性,将贝叶斯假设检验转化为凸优化问题,并通过可扩展优化算法高效求解。这使得该方法能处理其他贝叶斯计算方法无法应对的高分辨率、高灵敏度成像问题。我们在天文与医学领域的一系列复杂傅里叶成像问题上验证了本方法(命名为BUQO,即基于优化的贝叶斯不确定性量化)。相关MATLAB代码已发布于GitHub。
关键词: 贝叶斯推断、逆问题、图像处理、假设检验、不确定性量化、凸优化
更新于2025-09-23 11:49:05
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可持续太阳能供电系统的低复杂度规模设计:基站案例
摘要: 太阳能供电系统因其无污染且经济高效的能源解决方案而日益普及。设计太阳能供电系统时,需在满足给定断电约束条件下,估算光伏面板的合适尺寸及储能容量。该设计对用户体验质量及网络运营商在断电率和收益方面的利益具有重要影响。本文通过分析太阳能通信节点的设计问题以降低计算开销,其中独立太阳能基站(SS-BS)作为案例研究对象。为此,采用近十年小时级太阳能数据进行研究:首先修订基站功耗模型以实现节能增收,结合小时级太阳能数据与功耗曲线,利用高斯混合模型获取面板尺寸与储能容量的下限值,从而缩小最优成本系统设计的搜索空间;继而通过曲线拟合技术,将成本函数与断电概率建模为面板尺寸和电池单元数量的函数,证明成本函数具有拟凸性,断电概率则为关于这两个变量的凸函数——这些特性将最优成本设计问题转化为凸优化框架,确保获得全局最优解。最终提出计算高效的断电感知最优成本设计算法(CECoDA),无需穷举搜索即可估算系统规模。该框架在多个城市太阳能数据上测试验证(以新德里、伊塔那噶、拉斯维加斯和堪萨斯这四个地理区域迥异的城市为例),结果表明:相比现有穷举搜索方法,本优化框架能精准确定系统规模,计算开销降低达94%,相关计算能耗需求亦显著减少。CECoDA算法利用地理位置特有的太阳能辐射特征,在大幅缩短时间的同时实现了经济高效的太阳能系统设计。
关键词: 计算效率、成本最优的系统规模设计、可持续的太阳能供电系统、太阳能采集、能源中断、高斯混合模型、凸优化、曲线拟合
更新于2025-09-12 10:27:22
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[2018年IEEE第15届国际生物医学成像研讨会(ISBI 2018) - 华盛顿特区(2018.4.4-2018.4.7)] 2018年IEEE第15届国际生物医学成像研讨会(ISBI 2018) - 基于强度模型拟合与序列凸规划方法的细胞核分割
摘要: 我们提出了一种基于凸模型的细胞核分割方法,该方法同时利用形状和强度信息。该模型直接拟合图像强度数据。以往基于形状的方法要么无法实现全局最优,要么需要对图像进行预二值化处理。我们的方法采用快速二阶优化方案来求解一系列凸规划问题,并基于图像强度数据估计全局最优解。模型拟合是在通过利用局部图像结构确定的图像区域内进行的。我们使用两种不同细胞类型的荧光显微镜图像评估了该方法,并与既往方法进行了定量比较。
关键词: 模型拟合、荧光显微镜、凸优化、细胞分割
更新于2025-09-09 09:28:46
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基于无放回采样的非盲图像去卷积
摘要: 图像退化可以建模为线性系统过程,通常用卷积表示。反卷积是指该线性系统的逆向操作——原始图像与模糊核(即该线性系统的点扩散函数PSF)进行卷积。若已知能表征离焦模糊或相机抖动导致的运动模糊等线性退化的模糊核,我们将这个不适定问题称为非盲反卷积问题。本文提出一种采用凸优化方法的非盲反卷积方案,通过非导数途径求解该不适定问题。该方法利用随机选择坐标变量的随机过程来最小化目标函数,每次迭代沿所选坐标方向进行最小化。若同时选取多个坐标方向,则可沿各坐标方向独立降低代价。
关键词: 凸优化,非盲去卷积,随机过程,图像恢复
更新于2025-09-04 15:30:14
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[工程技术学会第十二届欧洲天线与传播会议(EuCAP 2018) - 英国伦敦(2018年4月9-13日)] 第十二届欧洲天线与传播会议(EuCAP 2018) - 均匀幅度多波束线阵综合
摘要: 本文提出了一种用于5G应用的凸迭代算法,可合成具有均匀幅度、空间渐变特性的线性相控阵,并实现多波束同步优化。通过分别合成16单元(60°扫描范围)和24单元(90°扫描范围)的两组阵列验证了算法性能,同时分析了移相器量化效应的影响。结果表明:相较于单波束宽边优化空间渐变阵列及半波长间距均匀分布阵列,采用多波束优化的空间渐变阵列在旁瓣电平指标上展现出更优的辐射性能。
关键词: 相控阵、空间锥削、天线综合、多波束优化、凸优化、5G通信、密度锥削、线性天线阵列
更新于2025-09-04 15:30:14