收藏本站
《上海大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

改进的差分进化算法及其在通信信号处理中的应用研究

贾东立  
【摘要】:受计算机技术发展的推动,智能优化技术日臻成熟,已经发展成为一门重要的应用学科,在认识世界和改造世界中的作用也日益显现出来。工程应用实践业已表明,经过优化处理的系统,其性能可以得到显著提升。在通信信号处理领域,许多应用问题本质上也可以归结为优化问题,如通信信号的波形优化成型设计、调制信号的特征提取、多输入多输出通信系统的符号检测等等。对于诸如此类的问题,传统的方法往往难以直接得到满意解,采用优化计算的方法可求得近似最优的处理结果。作为一种新型的优化计算方法,差分进化以简单实用、收敛快、鲁棒性好等特点得到了人们的广泛研究和应用,对进化优化计算的思想创新和技术发展做出了特有的贡献。 但是,类似于其它基于种群的演化算法,差分进化也存在某种缺陷,主要表现为搜索停滞和早熟收敛,尤其对于高维复杂工程应用问题,标准差分进化算法不能有效解决。针对此问题,论文提出了相应的改进方法,并通过经典测试函数进行了实验验证,同时研究了改进的差分进化算法在通信信号处理中的两种具体应用。论文的主要研究成果如下: (1)提出了基于参数自适应和混沌局部优化的Memetic差分进化算法(DECLS)。该算法利用参数的自适应调整提高差分进化的全局寻优性能,并利用嵌入的混沌局部优化在最优值附近详细开发,以补偿标准差分进化算法在精细搜索方面的不足,提高最终优化精度。同时,混沌搜索的随机性还可在一定程度上弥补标准差分进化早熟收敛的缺陷。实验证明,混沌搜索和自适应差分进化的组合是十分合理的。DECLS算法在一系列测试中均明显优于标准差分进化算法,也优于其它差分进化变种。并且,DECLS算法在高维函数优化中也表现出一定的优越性。 (2)由于标准差分进化是为解决连续问题优化而设计的,不能直接用于二进制空间优化。针对此问题,论文提出了基于参数自适应策略的二进制离散差分进化算法(ABDE)。该算法对标准差分进化算法的变异方法进行了改进,同时令交叉因子和收缩因子根据优化环境自适应调整,以达到最好的优化效果。在13个标准测试函数和经典的二进制规划0-1背包问题上的测试表明,与其它两种二进制DE算法和常用的遗传算法相比,该算法具有更强的搜索能力、更快的收敛速度和更稳定的优化性能。 (3)对甚小线性调频(VMCK)调制信号进行了分析,并基于数值拟合原理,提出了基于正弦基拟合分解和差分进化的甚小线性调频信号优化方案,以达到改善VMCK频谱结构的目的,理论分析和仿真表明该方案可成功的去除VMCK谐波线谱,得到带宽更窄,边带抑制更强,且能量更为集中的VMCK波形,同时信号的解调性能有了进一步提高。 (4)通过将多输入多输出(MIMO)通信系统的最小误码率(MBER)问题转化为一种最优化问题,研究了差分进化在MIMO通信系统符号检测中应用的可行性,并提出了利用Memetic连续差分进化算法优化MBER解码矩阵W系数的MIMO线性检测方法。实验表明,该方法优于基于MMSE和ZF的MIMO线性检测算子。进一步的,论文又给出了一种以二进制离散差分进化算法寻优代替最大似然检测穷搜索技术的非线性MIMO符号检测方案,以期在可接受的误码率范围内,尽最大可能的降低最大似然检测的计算消耗。
【学位授予单位】:上海大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TN911.7;TP301.6

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 段新涛;置换混叠图像盲分离特征域方法研究[D];上海大学;2011年
2 陈亮;改进自适应差分进化算法及其应用研究[D];东华大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 缪啸华;基于模糊神经网络的甲醇合成塔转化率软测量建模的研究[D];华东理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 毕晓君;李金凤;;基于免疫算法的球形译码算法研究[J];哈尔滨工程大学学报;2009年11期
2 王璐;沈希忠;;基于差分进化算法实现非高斯噪声下盲信号分离[J];华东理工大学学报(自然科学版);2009年06期
3 高岳林;刘军民;;差分进化算法的参数研究[J];黑龙江大学自然科学学报;2009年01期
4 吴亮红;王耀南;袁小芳;张剑;;多目标优化问题的差分进化算法研究[J];湖南大学学报(自然科学版);2009年02期
5 张航;王伟;郑玲;李丹丹;熊富强;;一种基于密度聚类的小生境差分进化算法[J];计算机工程与应用;2008年23期
6 王凌,郑大钟,李清生;混沌优化方法的研究进展[J];计算技术与自动化;2001年01期
7 黄敏;颜学峰;钱锋;;差分进化算法的性能分析及其动力学模型参数估计[J];计算机与应用化学;2007年04期
8 Ponnuthurai-Nagaratnam SUGANTHAN;;Multi-objective differential evolution with diversity enhancement[J];Journal of Zhejiang University-Science C(Computer & Electronics);2010年07期
9 李兵,蒋慰孙;混沌优化方法及其应用[J];控制理论与应用;1997年04期
10 颜学峰;余娟;钱锋;;自适应变异差分进化算法估计软测量参数[J];控制理论与应用;2006年05期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 肖赤心;高维优化进化算法及其应用研究[D];中南大学;2009年
2 林川;粒子群优化与差分进化算法研究及其应用[D];西南交通大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 曹道友;基于改进遗传算法的应用研究[D];安徽大学;2010年
2 陈伟;进化计算在优化问题中的应用[D];武汉理工大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邓建斌;叶洪江;;基于混沌遗传算法的配电网无功补偿优化[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2006年03期
2 黄辉;张伯虎;;COFDM技术及其在移动通信中的应用[J];安防科技;2008年12期
3 刘小英;陈晓明;朱勇;;“通信原理”课程建设探讨[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2010年02期
4 武海澄;蔡兵;陈胜利;施壮;;汽轮机调速系统参数辨识方法研究[J];安徽电力;2010年01期
5 王新新;布挺;;基于图像表面积的置乱程度评价算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2011年04期
6 杨全会;蒋朝晖;;无线宽带通信中的MIMO技术[J];安徽职业技术学院学报;2005年04期
7 颜焱;王鑫;;残差在数学建模中的应用[J];安徽职业技术学院学报;2010年02期
8 郭兴众;;二层多目标决策问题的等价变换及其全局优化[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2007年01期
9 许小健;张金轮;;微进化算法[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2010年04期
10 ;Multi-swingby optimization of mission to Saturn using global optimization algorithms[J];Acta Mechanica Sinica;2009年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘羿彤;付梦印;高宏斌;;一种改进的PSO算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 ;Tuning of the Structure and Parameters of Wavelet Neural Network Using Improved Chaotic PSO[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 洪露;穆志纯;;一种新的克隆混沌调节算法的研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 ;Semi-orthogonal Precoder Design with Vector Quantized Channel Information Feedback[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 陆丝馨;肖健梅;王锡淮;;基于改进差分进化算法的舰船电网重构[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 龚鹍;邓方;陈杰;;基于自适应差分进化算法和傅里叶神经网络的电子罗盘的标定[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
7 赵娟;蔡涛;邓方;杨红伟;;基于改进差分进化算法的脉冲控制方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
8 王亚楠;陈杰;甘明刚;;基于差分进化的改进粒子滤波目标跟踪算法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
9 ;A New Multiple Attribute Decision Making Method Based on Preference and Projection Pursuit Clustering Model[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
10 孙景荣;许录平;徐孝芬;;一种基于遗传算法的XPNAV整周模糊度求解方法[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S09组合导航与导航新方法[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张杏莉;几何约束求解关键问题研究[D];山东科技大学;2010年
2 吴冬梅;基于达芬振子的微弱信号检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 沈锋;中短波扩频导航接收机信号同步方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 于波;MIMO通信系统中的天线选择与预编码技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 孙鹏飞;基于计算智能技术的蛋白质结构预测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 郭文卓;多天线多用户通信系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 宫宇;基于STBC-OFDM技术的海上移动通信新框架体系的研究[D];大连海事大学;2010年
8 吴德烽;计算智能在三维表面扫描机器人系统中的应用研究[D];大连海事大学;2010年
9 张进;地震叠前数据的弹性阻抗非线性反演方法研究[D];中国海洋大学;2009年
10 王正家;ACA互连的多因素作用分析与性能优化[D];华中科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄晶晶;基于球形译码算法的MIMO系统均衡技术[D];南昌航空大学;2010年
2 孙磊;集成多路单体液压支柱密封质量监测仪的设计[D];山东科技大学;2010年
3 王永;消防单兵综合信息采集系统研究[D];山东科技大学;2010年
4 高鹏;基于DSP的WiMAX自适应调制解调器的设计[D];山东科技大学;2010年
5 孟令君;基于DSP试验机测控系统的研究[D];长春理工大学;2010年
6 叶智祥;基于ARM的以太网转换器研究及应用[D];长春理工大学;2010年
7 毛剑;基于MIMO-OFDM系统的均衡技术研究[D];长春理工大学;2010年
8 郑伟光;基于小波变换的信号调制方式识别方法[D];长春理工大学;2010年
9 禹士朋;UHF射频识别系统的防冲突算法研究[D];郑州大学;2010年
10 马天荣;基于Gabor变换的多载波调制技术研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 韩宝忠,李长明;改进的单纯形算法在研究聚合物绝缘材料热老化中的应用[J];电工技术学报;2005年06期
2 张晓冬,王桥,吴乐南;利用脊的特征进行信号盲分离[J];电子学报;2004年07期
3 蔡权伟,魏平,肖先赐;基于模型拟合的重叠信号盲分离方法[J];电子学报;2005年10期
4 杨晓慧;焦李成;李伟;;基于第二代bandelets的图像去噪[J];电子学报;2006年11期
5 李映;张艳宁;许星;;基于信号稀疏表示的形态成分分析:进展和展望[J];电子学报;2009年01期
6 张文革;刘芳;焦李成;张向荣;;基于Bandelets域逐子块阈值的图像去噪[J];电子学报;2010年02期
7 张雪霞;陈维荣;戴朝华;;带局部搜索的动态多群体自适应差分进化算法及函数优化[J];电子学报;2010年08期
8 王伟;方勇;;基于有限差分的置换图像盲检测方法[J];电子学报;2010年10期
9 谭北海;谢胜利;;基于源信号数目估计的欠定盲分离[J];电子与信息学报;2008年04期
10 崔荣涛;李辉;万坚;戴旭初;;一种基于过采样的单通道MPSK信号盲分离算法[J];电子与信息学报;2009年03期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 刘凯;粒子滤波在单通道信号分离中的应用研究[D];中国科学技术大学;2007年
2 黄青华;基于源信号模型的盲分离技术研究及应用[D];上海交通大学;2007年
3 张烨;欠定混合信号的盲分离[D];上海大学;2009年
4 周郭许;盲信号分离若干关键问题研究[D];华南理工大学;2010年
5 龚文引;差分演化算法的改进及其在聚类分析中的应用研究[D];中国地质大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 曾珞亚;模糊神经网络的应用与研究[D];广西师范大学;2000年
2 陆宁;基于神经网络的软测量技术在丙烯精馏塔的应用研究[D];天津大学;2006年
3 成志明;基于模糊神经网络的火花塞离子电流的软测量理论方法及应用[D];湖南大学;2007年
4 魏可泰;多模型软测量理论研究及其在甲醇生产中的应用[D];青岛科技大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 于秀霞;求解背包问题的新型算法[J];长春大学学报;2002年02期
2 焦永昌;杨科;陈胜兵;张福顺;;粒子群优化算法用于阵列天线方向图综合设计[J];电波科学学报;2006年01期
3 金荣洪;袁智皓;耿军平;范瑜;李佳靖;;基于改进粒子群算法的天线方向图综合技术[J];电波科学学报;2006年06期
4 徐志高,关正西,张炜;模糊神经网络在导弹动力系统多故障诊断中的应用[J];弹箭与制导学报;2005年01期
5 李小平,吴乐南;类正弦VMSK调制信号的正交性[J];电路与系统学报;2004年04期
6 黄少荣;;遗传算法及其应用[J];电脑知识与技术;2008年34期
7 刘铁男,刘斌,梁福贵;一种带局部搜索策略的遗传算法及其应用[J];大庆石油学院学报;2005年02期
8 王磊,潘进,焦李成;免疫算法[J];电子学报;2000年07期
9 赵光权;彭喜元;孙宁;;基于混合优化策略的微分进化改进算法[J];电子学报;2006年S1期
10 戴朝华;朱云芳;陈维荣;林建辉;;云遗传算法及其应用[J];电子学报;2007年07期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 郭观七;进化计算的遗传漂移分析与抑制技术[D];中南大学;2003年
2 杨林;阵列天线综合方法研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
3 莫愿斌;粒子群优化算法的扩展与应用[D];浙江大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 谭跃;谭冠政;;混沌局部搜索策略的差分进化算法[J];重庆工学院学报(自然科学版);2009年05期
2 杨启文;蔡亮;薛云灿;;差分进化算法综述[J];模式识别与人工智能;2008年04期
3 谭跃;谭冠政;涂立;;具有局部搜索策略的差分进化算法[J];计算机工程与应用;2009年07期
4 卢峰;高立群;;基于多种群的自适应差分进化算法[J];东北大学学报(自然科学版);2010年11期
5 马小华;李济民;;融合对数交叉概率因子和随机迁移的差分进化算法[J];太原理工大学学报;2011年03期
6 蔡亮;杨启文;岳兴汉;;一种基于混合差分策略的改进差分进化算法[J];河海大学常州分校学报;2007年04期
7 刘俊梅;高岳林;;带有自适应变异和指数递增交叉算子的差分进化算法[J];河南师范大学学报(自然科学版);2009年06期
8 邓泽喜;曹敦虔;刘晓冀;李娜;;一种新的差分进化算法[J];计算机工程与应用;2008年24期
9 付晓刚;俞金寿;;一种基于灾变策略的改进差分进化算法[J];系统仿真学报;2009年24期
10 邓泽喜;刘晓冀;;基于小生境的混沌变异差分进化算法[J];计算机工程与应用;2010年25期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孔笋;陈增强;;基于差分进化的QoS组播路由算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 楼洋;李均利;陈刚;;基于个体排序的差分进化算法[A];'2010系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2010年
3 莫纯欢;石纯一;史忠植;陈青;周代琪;;进化算法中的各种选择机制的分析和比较[A];信息科学与微电子技术:中国科协第三届青年学术年会论文集[C];1998年
4 赵娟;蔡涛;邓方;杨红伟;;基于改进差分进化算法的脉冲控制方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
5 张倩;李海港;;多目标问题的差分进化算法研究[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第一分册)[C];2009年
6 袁沈坚;顾幸生;;基于差分进化的膜计算优化算法[A];上海市化学化工学会2010年度学术年会论文集(自动化专题)[C];2010年
7 刘潇;桂卫华;王雅琳;王晓丽;阳春华;;一种改进的多目标差分进化算法研究[A];中国自动化学会中南六省(区)2010年第28届年会·论文集[C];2010年
8 辛斌;陈杰;彭志红;窦丽华;;基于互补变异算子的自适应差分进化算法[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第五分册)[东南大学学报(增刊)][C];2009年
9 王亚楠;陈杰;甘明刚;;基于差分进化的改进粒子滤波目标跟踪算法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
10 张明;周永权;;一种新型的全局优化算法—区间进化算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 本报记者 徐玢;进化畅想:机器人能否成“人”[N];科技日报;2009年
2 王小龙;进化算法可解决风电机选址问题[N];科技日报;2011年
3 本报记者 任荃;质疑大师,请用科学的方法[N];文汇报;2009年
4 许元;人工智能,人类对自身的挑战[N];人民日报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 贾东立;改进的差分进化算法及其在通信信号处理中的应用研究[D];上海大学;2011年
2 许伟;基于进化算法的复杂化工过程智能建模方法及其应用[D];华东理工大学;2011年
3 王瑜;基于多方法融合的进化算法研究[D];中国科学技术大学;2011年
4 张鹏翔;多目标进化算法及其在电力系统中的应用研究[D];华中科技大学;2004年
5 郭鹏;差分进化算法改进研究[D];天津大学;2012年
6 车林仙;面向机构分析与设计的差分进化算法研究[D];中国矿业大学;2012年
7 李映;混合智能计算方法及其应用[D];西安电子科技大学;2002年
8 崔承刚;基于启发式知识进化算法的复杂约束优化问题求解[D];浙江大学;2010年
9 李剑;微粒群算法及其在物流系统中的应用研究[D];华中科技大学;2008年
10 陆婷;进化回归神经网络的研究及应用[D];华南理工大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高洁;离散和连续优化问题的改进差分进化算法研究[D];西安电子科技大学;2010年
2 梁峰;基于BPSO和变邻域差分进化算法的配电网重构[D];东北电力大学;2011年
3 蔡思捷;差分进化算法在盲检测中的研究与应用[D];南京邮电大学;2012年
4 陈乔礼;应用于多目标优化问题的非支配排序差分进化算法[D];武汉科技大学;2007年
5 丛婷婷;差分进化算法的并行实现[D];曲阜师范大学;2011年
6 谢俊凰;进化算法研究平台的设计与开发—数据处理[D];太原科技大学;2011年
7 刘彤;解多目标优化问题的进化算法[D];西安电子科技大学;2010年
8 楼洋;基于种群排序和引力分组模型的进化算法研究[D];宁波大学;2012年
9 邹丽珊;共同进化算法及其应用研究[D];湘潭大学;2002年
10 刘楠楠;基于进化算法的多目标优化算法及应用研究[D];南京航空航天大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026