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北理工在大范围多旌旗灯号输入输入检测题目的研讨方面获得新研讨功效


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日前,北京理工大学数学与统计学院李庆娜副传授及其研讨生赵普通与协作者在大范围多旌旗灯号输入输入检测题目研讨中获得首要功效“An efficient quadratic programming relaxation-based algorithm for large-scale MIMO detection”,并颁发于国际优化范畴权势巨子学术期刊《SIAM Journal on Optimization》。该功效提出了一种新的基于指派变量的向量模子,并描绘了该模子败坏题目的切确规复的现实边境;基于简练的向量败坏模子,提出了基于辨认稀少撑持集的二次罚体例(PN-QP),能够或许疾速有用处置大范围MIMO题目,到达辨认毛病率低、速率快的结果。

多旌旗灯号输入输入检测(MIMODetection)自上世纪60年月提出以来,一向是通信范畴的研讨热门,也是通信范畴的一个根基题目。浩繁国度的迷信院院士、工程院院士均在该题目上投入了大批精神研讨。MIMO 检测题目,即在已知MIMO信道矩阵的前提下,按照领受旌旗灯号来规复实在传输旌旗灯号。另外,此中传输的旌旗灯号都属于一个特定的团圆标记集,由接纳的调制体例决议。在现实通信体系中,罕见的调制体例有相移键控(PSK)和正交幅度调制(QAM)。该题目是团圆束缚调集上的一个优化题目,是NP难的。以加拿大皇迷信院院士Tom Luo(罗智泉)传授为代表的学者提出的半定败坏是求解MIMO题目的首要体例。而跟着大范围 MIMO手艺的成长和在5G通信中的关头操纵,该题目日趋遭到研讨者的存眷。但是,天线数量的增添致使MIMO检测的题目范围增大,这给旌旗灯号处置和优化带来了新的挑衅。传统的半定败坏体例在处置大范围MIMO题目时因为其范围过大,束缚数量多,致使求解速率慢,旌旗灯号规复毛病率高,没法知足现实通信的需要。

李庆娜副传授及其协作者针对PSK调制的大范围MIMO检测题目,提出了基于指派变量的二次计划模子。该模子奇妙操纵了PSK调制标记集的特别布局,其上风在于模子简练,变量个数及束缚数量均坚持与原题目划一范围,因此不会增添模子在算法上的求解承担。进一步,还获得了一个简略而紧的败坏题目。在算法设想上,基于辨认稀少撑持集的思惟,提出了基于投影牛顿的二次罚体例(PN-QP),在必然前提下,能够证实PN-QP算法会收敛到原题目的独一全局极小值,从而完整规复出实在传输旌旗灯号。与现有算法比拟,PN-QP算法在检测机能和计较庞杂度之间实现了较好的均衡,特别在天线个数与用户个数不异时,PN-QP具备较较着的上风。

这项研讨任务是由李庆娜与中科院数学与体系迷信研讨院刘亚锋副研讨员及团队成员陈伟坤副研讨员、先生赵普通协作实现,李庆娜副传授为通信作者,本项任务获得国度天然迷信基金的帮助。

论文链接:

首要作者简介:

李庆娜,副传授,北理工数学与统计学院优化团队首要担任人。持久处置最优化现实与算法、操纵的研讨任务,出书专著《多维标度体例》,以第一作者在SIAM Journal on Optimization等国际权势巨子期刊颁发论文20多篇。


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