基于Consensus-ADMM算法的恒模波形设计方法研究
基于Consensus-ADMM算法的恒模波形设计方法研究
基于Consensus-ADMM算法的恒模波形设计方法研究
摘要：恒模波形设计是一种重要的声学信号处理技术，可用于提高声音信号的质量、增强声学信息的表达能力。
本文基于Consensus-ADMM算法，研究了一种新的恒模波形设计方法，并通过数值实验验证了该方法的有效性和可行性。
一、引言
恒模波形设计是指通过改变声音信号的波形，达到某种特定的声学效果。
在语音合成、音乐制作等领域，恒模波形设计被广泛应用于提高声音的自然度、增强声学信息的表达能力。
传统的恒模波形设计方法通常基于统计模型、隐藏马尔可夫模型等，存在着计算复杂度高、波形变换效果不理想等问题。
因此，研究一种高效且有效的恒模波形设计方法具有重要的理论和应用价值。
二、Consensus-ADMM算法
Consensus-ADMM算法是一种分布式算法，可用于解决分
布式优化问题。
首先，将原问题拆分成多个小问题，然后每个节点分别求解各自的小问题，并通过节点之间的信息交换来保持一致。
这种算法结合了交替方向乘子法（ADMM）和共识算法的思想，具有收敛速度快、计算复杂度低等优点。
三、基于Consensus-ADMM算法的恒模波形设计方法
基于Consensus-ADMM算法的恒模波形设计方法主要包括
以下步骤：
1. 建立恒模波形设计模型：将声音信号的波形设计问题
转化为一个优化问题，建立数学模型。
2. 利用Consensus-ADMM算法求解：将优化问题分解为多
个子问题，利用Consensus-ADMM算法求解每个子问题，并通
过信息交换来保持一致。
3. 迭代更新波形：根据每个节点的解求解出新的波形，
继续迭代直至收敛。
4. 评估设计效果：通过一系列指标评估新波形的质量，
如失真度、声学信息的传递效果等。
四、数值实验与结果分析
为验证基于Consensus-ADMM算法的恒模波形设计方法的
有效性和可行性，进行了一系列数值实验。
以语音合成为例，选择了一段标准发音的语音信号作为原始信号，经过基于Consensus-ADMM算法的恒模波形设计方法得到新的波形。
实验结果表明，基于Consensus-ADMM算法的恒模波形设
计方法能够显著改善声音的自然度，提高声学信息的表达能力。
与传统方法相比，该方法的计算复杂度更低，波形变换效果更理想。
五、结论与展望
本文基于Consensus-ADMM算法，研究了一种新的恒模波
形设计方法，并通过数值实验验证了其有效性和可行性。
该方法具有计算复杂度低、波形变换效果理想等优点，对于语音合成、音乐制作等领域具有重要的应用价值。
未来的研究可以进一步优化算法，扩大实验规模，探索更多的应用场景
综上所述，本文基于Consensus-ADMM算法提出了一种新
的恒模波形设计方法，并通过数值实验验证了其有效性和可行性。
实验结果表明，该方法能够显著改善声音的自然度，提高声学信息的表达能力。
相比传统方法，该方法具有计算复杂度低、波形变换效果理想等优点。
这项研究对于语音合成、音乐
制作等领域具有重要的应用价值。
未来的研究可以进一步优化算法，扩大实验规模，探索更多的应用场景。
通过持续的努力和改进，该方法有望成为波形设计领域的重要工具，为人们提供更高质量的声音体验。
利用consensus滤波器诊断HVDC系统故障
利用consensus滤波器诊断HVDC系统故障
颜秉勇;田作华;施颂椒;吕冬梅
【期刊名称】《高电压技术》
【年(卷),期】2007(33)8
【摘要】高压直流输电(HVDC)系统对运行时的稳定性要求比较严格,出现故障时应能及时分辨故障类型并快速恢复。
传统的利用神经网络诊断HVDC故障一般都是将电压电流信号输入网路,没有实际测量过程中随机噪声的干扰。
为此,针对长输电线路中实际测量的直流电压信号易引入随机噪声干扰的特点,提出了一种分布式故障诊断算法并研究了consensus滤波器在滤除直流电压信号噪声中的应用。
最后的仿真结果表明,consensus滤波器可有效滤除测量噪声,从而可有效检测出HVDC系统中的故障。
【总页数】5页(P187-191)
【关键词】高压直流输电;随机噪声;故障诊断;算法;consensus滤波器;分布式【作者】颜秉勇;田作华;施颂椒;吕冬梅
【作者单位】上海交通大学自动化系;青岛科技大学自动化系
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
1.独立分量分析和流形学习在VSC-HVDC系统故障诊断中的应用 [J], 李志雄;严新平
2.基于H∞滤波器和迭代算法的HVDC系统故障诊断 [J], 颜秉勇;田作华;施颂椒;吕冬梅
3.基于小波变换的HVDC输电系统故障诊断研究 [J], 宋志明;霍永红;荀堂生;王莉;高湛军;丛伟;崔昊;付兆远
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5.协同滤波器和支持向量机在HVDC系统故障诊断中的应用 [J], 颜秉勇;刘喜梅;田作华;施颂椒;于飞
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基于认知的抗折叠扩展杂波波形设计方法
基于认知的抗折叠扩展杂波波形设计方法
张洋;位寅生
【期刊名称】《系统工程与电子技术》
【年(卷),期】2018(040)010
【摘要】高频天波雷达系统中,远距离扩展杂波经距离折叠进入雷达接收机淹没低多普勒检测区域,严重影响低速目标检测性能.提出一种基于认知的脉间相位编码信号来抑制这一折叠扩展杂波,波形参数可实时调整,以适应时变的电离层.这种波形在使距离折叠扩展杂波变窄的同时,还可将其搬移到频谱指定区域.给出了波形参数设计方法,并对波形可行性进行了讨论分析.仿真实验表明,该波形能有效抑制折叠扩展杂波.
【总页数】7页(P2216-2222)
【作者】张洋;位寅生
【作者单位】哈尔滨工业大学电子与信息工程学院,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工业大学电子与信息工程学院,黑龙江哈尔滨150001
【正文语种】中文
【中图分类】TN957.51
【相关文献】
1.一种抗速度欺骗干扰的认知波形设计方法 [J], 吴健;崔国龙;孔令讲
2.基于杂波感知的认知雷达发射波形设计 [J], 王涛;陈剑;赵婵娟
3.基于信号杂波噪声比的认知雷达扩展目标探测波形设计 [J], 闫东;张朝霞;赵岩;
王娟芬;杨玲珍;施俊鹏
4.基于认知雷达的抗速度欺骗波形设计方法 [J], 高许岗; 钟鸣; 王克让; 卢鑫; 徐学华
5.抗间歇采样转发干扰的认知恒模波形设计方法 [J], 何金阳;程子扬;何子述
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MIMO快速恒模均衡算法研究
MIMO快速恒模均衡算法的研究张琛鄷广增（南京邮电大学通信与信息工程学院，江苏南京 210003）摘要：恒模算法CMA是一种重要的盲均衡自适应算法，但其性能取决于快速收敛的自适应算法。
本文研究的一种批处理的恒模算法通过优化搜索方向，步长，初值等方面的影响，达到快速收敛的目的。
关键词：恒模算法;批处理；步长；初始值The Study on A Fase Blind Adaptive Algorithm CMA In MIMOSystemZhang chen ,FENG Guang-zeng（Communication and Information Engineering Institute Nanjing University of Posts & Telecommunications,Nanjing Jiangsu 210003, China）Abstract: CMA is an important blind equalization algorithm, but the realization of its best performance for CMA depends on fast effective convergence algorithm. This paper investigates a fast effective convergence CM algorithm named BPCMA [1]which optimizes the effects of the step size, the initial value, and the search direction。
Key words: CMA; Batch Processing; step size; initial value1 引言传统的自适应均衡技术需要插入一些时段(时变系统中要周期性重现)的训练序列，接收机按迫零原理或最小均方误差准则调整横向滤波器抽头系数，使得整个传送系统(含信道和均衡器)输出的符号与符号之间的干扰被消除。
基于FPGA的电力电子恒导纳开关模型修正算法及实时仿真架构
基于FPGA的电力电子恒导纳开关模型修正算法及实时仿真
架构
王钦盛;王灿;潘学伟;梁亮
【期刊名称】《电力系统自动化》
【年(卷),期】2024(48)1
【摘要】电力电子实时仿真是目前电力电子系统研究过程中的重要工具。
为设计一套经济、可靠的电力电子实时仿真系统,文中搭建了一个以现场可编程门阵列(FPGA)为计算核心的硬件平台,并提出了配套的电磁仿真算法和FPGA架构设计。
首先,推导了一种简洁电磁暂态程序(EMTP)算法,用于提高传统离线算法的并行度。
其次,从数值算法的角度分析恒导纳开关模型的虚拟功率损耗问题,提出了一种初始误差修正算法,消除了功率损耗。
再次,串联以上算法,设计了一种基于状态机框架的数字信号处理(DSP)硬核资源复用FPGA架构,以硬件资源复用的方式实现了资源的高效利用,在不损失速度的同时提高了FPGA的利用效率。
最后,通过多个实时仿真算例验证了所提方法的有效性和正确性。
【总页数】10页(P150-159)
【作者】王钦盛;王灿;潘学伟;梁亮
【作者单位】哈尔滨工业大学(深圳)机电工程与自动化学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.一种基于 FPGA的高速电力电子实时仿真方法研究
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一种相位域低积分旁瓣雷达波形优化方法
一种相位域低积分旁瓣雷达波形优化方法
王鑫海;王超宇;张宁;陈伟
【期刊名称】《雷达学报》
【年(卷),期】2022(11)2
【摘要】雷达波形优化作为雷达领域中最重要的课题之一,受到广泛关注。
雷达探测波形不仅要有恒定的幅度,还要有低的自相关副瓣。
由于恒模约束是非凸的,所以针对低自相关旁瓣恒模波形优化问题复杂度很高。
已有算法通常将包含波形幅度和相位信息的多维向量空间作为优化问题的可行解集合,计算过程需要恒模约束条件参与,导致寻优难度和计算量较大。
该文提出了一种相位域低积分旁瓣恒模雷达波形优化方法,将对恒模波形寻优的可行解空间压缩至波形相位域的向量集合,对恒模波形向量中各元素相位与其他元素之间的关系进行深入分析并进行解析表示,进而基于坐标下降法的迭代优化思想对波形向量各元素依次更新。
通过压缩可行集规模和采用闭式解更新变量的方法,获得了自相关积分旁瓣性能更优的波形序列,并有效降低了计算复杂度,提升了优化效率。
最后该文通过数值仿真的方法验证所提方法的有效性。
【总页数】9页(P255-263)
【作者】王鑫海;王超宇;张宁;陈伟
【作者单位】中国船舶重工集团公司第七二四研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN958.3
【相关文献】
1.一种低旁瓣方向图修正的MIMO雷达波形设计方法
2.一种低旁瓣雷达信号探测波形设计方法
3.一种新的低旁瓣 LFM 噪声雷达波形设计方法
4.一种低旁瓣混沌雷达波形设计方法
5.一种新型的低旁瓣MIMO雷达发射波形设计方法
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一种预处理的恒模波束形成算法
一种预处理的恒模波束形成算法
尹申燕;曾浩;赵静
【期刊名称】《电子技术应用》
【年(卷),期】2014(40)3
【摘要】传统恒模波束形成算法在干扰信号功率大于期望信号功率情况下会出现干扰捕获现象.针对这一问题,提出一种预处理波束形成算法.预处理波束形成算法利用天线接收的数据矩阵的协方差矩阵构造新的协方差矩阵,使新的协方差矩阵关于期望信号的对角最小化,并用新的协方差矩阵的最小特征值对应的特征向量作为权值的初始值,此算法能够准确地捕获到期望信号并抑制干扰信号.通过仿真证实了算法的有效性.
【总页数】4页(P94-96,100)
【作者】尹申燕;曾浩;赵静
【作者单位】中电集团第29研究所,四川成都610036;重庆大学,重庆400044;重庆大学,重庆400044
【正文语种】中文
【中图分类】TN975
【相关文献】
1.一种基于预解扩的判决反馈最小二乘恒模波束形成算法 [J], 傅洪亮;酆广增
2.一种改进的恒模多目标盲波束形成算法研究 [J], 范志攀;吴瑛;韩昭;张莉
3.一种基于导向矢量约束的恒模盲波束形成算法 [J], 刘可;钱华明;马俊达
4.一种改进的随机梯度恒模波束形成算法 [J], 梅本春;唐斌;张中仅
5.基于自适应 CKF 的恒模盲波束形成算法 [J], 钱华明;刘可;马俊达
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基于恒定束宽波形保真及干扰抑制的水下目标识别方法
基于恒定束宽波形保真及干扰抑制的水下目标识别方法
吴姚振;杨益新;杨龙;王永威
【期刊名称】《西北工业大学学报》
【年(卷),期】2015(033)005
【摘要】水下目标辐射噪声通过阵列波束形成后易造成波形失真,且受干扰的影响,严重降低了目标的识别效果. 为此提出了恒定束宽波形保真及干扰抑制的水下目标识别方法. 该方法通过二阶锥规划方法设计恒定束宽波束形成器,用以实现波形保真并滤除干扰源的影响,结合人耳听觉感知机理和经典的DEMON分析,提取出有效反映目标类别属性的联合特征矢量. 针对直线阵,利用单水听器获得的真实目标辐射噪声,仿真了干扰条件下阵列输出信号并开展识别实验,结果表明所提出的水下目标识别方法可以有效实现目标的准确分类,且对目标形态有着良好的宽容性.
【总页数】6页(P843-848)
【作者】吴姚振;杨益新;杨龙;王永威
【作者单位】西北工业大学航海学院,陕西西安 710072;西北工业大学航海学院,陕西西安 710072;西北工业大学航海学院,陕西西安 710072;西北工业大学航海学院,陕西西安 710072
【正文语种】中文
【中图分类】TP3914;TB566
【相关文献】
1.基于子带SDL的宽带抗干扰恒定束宽波束形成 [J], 陈晖;刘成城;李冬海;汪婉秋
2.基于相干干扰抑制的时域恒定束宽波束形成 [J], 黄聪;李迪
3.基于宽带恒定束宽波束输出的卫星导航干扰源方位估计方法 [J], 王晓宇;谢斌斌;张骅
4.宽带恒定束宽波束形成的主瓣干扰抑制算法 [J], 李帅;宁立跃;杨小鹏;曾涛;龙腾
5.基于差分麦克风阵列的恒定束宽波束形成研究 [J], 张敏;潘翔
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恒模和相似性约束下机载mimo雷达快速波形设计优化算法
0引言
不同于地基雷达，机载雷达⑴能够有效克服由 于地球曲率引起的探测盲区问题，并且具有很高的 机动性，因此无论是在军事还是民事领域都得到了
广泛的应用％通常情况下，机载雷达采取下视工作 模式，对地面目标进行探测、跟踪、识别等等％然而 大地同样能够对雷达信号进行反射形成地杂波，地 杂波强度大，分布范围广，更重要的是由于机载平台 的运动，地杂波的多普勒频谱范围大大展宽，这些将
2019年12月 第&2卷第6期
舰船电子对抗 SHIPBOARD ELECTRONIC COUNTERMEASURE
Dec.2019 Vol.42 No#
恒模和相似性约束下机载MIMO雷达
快速波形设计优化算法
童日武，张剑云，周青松
(国防科技大学，安徽合肥230037)
摘要：针对机载多输入多输出(MIMO)雷达下视工作时面临强地杂波干扰的问题，考虑对发射波形和接收滤波器进
行联合设计以进一步提高信干噪比(SINR)从而增强对地面动目标的检测性能%在波形设计阶段，以最大化SINR
为指标，同时对波形施加恒模和相似性约束，最后提出了一种快速迭代优化算法求解非凸联合优化问题％在性能评
估阶段，通过数值实验证明了所提算法能够起到恒模和相似性约束效果，另外与现有算法对比具有更低的运算复
收稿日期&019-08-12
46
舰船电子对抗
第42卷
严重影响机载雷达对地面动目标的检测性能％因此 如何采取有效的手段抑制地杂波，从而提高对地面 目标的检测性能一直是一个研究的重点和热点 问题。
传统杂波抑制方法主要是从雷达的接收端进行 信号处理，空时自适应处理技术(STAP)是抑制杂 波的有效工具，大量研究表明通过STAP技术可以 显著提高雷达对地面动目标的检测性能2%然而机 载雷达往往面临着复杂多变的外界环境，如地形的 多样性导致杂波的非均匀性，干扰数量和种类的增 多导致接收端处理自由度的下降等因素会严重降低 STAP抑制杂波的性能％但是如果将雷达发射端的 自由度加以利用，基于已知先验信息对发射端波形 优化,，使得雷达能够根据外部环境的特点实时调 整发射波形，则能够进一步提高雷达抑制杂波的 能力％
ADMM算法原理及实例讲解PPT课件
ADMM算法应用实例
• 求解下列最优化问题
min (x 1)2 ( y 2)2 x, y
s.t. 0 x 3,
1 y 4,
2x 3y 5
• 增广拉格朗日函数为：
L
(x,
y,
)
(x
1)2
(
y
2)2
(2x
3y
5)
2
(2x
3y
5)2
ADMM算法应用实例
• 求解步骤如下
• 1） xk yk k 0
xopt=0.53846, yopt=1.3077
x y
5
10
15
20
25
30
35
Iteration number
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
14
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
• 凸优化：目标函数和约束均为凸；
凸函数的特征
• 凸集合与凸函数
ADMM算法原理
• ADMM求解最优化问题
ADMM算法原理
• 增量拉格朗日函数
ADMM算法原理
• 分解原问题，并各自求解
ADMM算法原理
• 分解原问题，并各自求解
ADMM算法原理
• 收敛性
ADMM算法原理
• 停止条件
– 对偶残差： – 主残差： – 同时满足下面的不等式：
2
2
ADMM算法应用实例
Objective function Optimal decision variables
基于实数编码遗传算法的超宽带波形设计
基于实数编码遗传算法的超宽带波形设计
屈坤;陈长兴;常红伟;牛德智;王旭婧
【期刊名称】《火力与指挥控制》
【年(卷),期】2014(000)010
【摘要】采用实数编码的遗传算法对超宽带（UWB）波形进行了独特设计。
以正弦高斯脉冲作为基函数，提出了一种新的适应度函数表示方法，应用此方法设计出了更符合美国联邦通信委员会（FCC）提出的辐射掩蔽特性要求的脉冲波形，并对设计脉冲进行了链路预算。
仿真结果表明：采用实数编码的遗传算法优化设计得到的超宽带波形效果好且仿真时间复杂度低；与随机组合脉冲相比，设计出的脉冲在信号传输性能方面更具优势。
【总页数】4页(P167-170)
【作者】屈坤;陈长兴;常红伟;牛德智;王旭婧
【作者单位】空军工程大学理学院，西安 710051;空军工程大学理学院，西安710051;空军工程大学理学院，西安 710051;空军工程大学理学院，西安 710051;空军工程大学理学院，西安 710051
【正文语种】中文
【中图分类】TN99
【相关文献】
1.基于伪随机序列的超宽带MIMO雷达波形设计 [J], 刘威亚;欧阳缮;顾坤良;尚朝阳
2.基于超宽带的OVSF-TH调制波形设计及其码分配算法研究 [J], 杨英杰;张文龙;王冲
3.基于小波的优化组合认知超宽带波形设计方法 [J], 赵延明;陈长兴;牛德智;符辉
4.基于遗传算法的超宽带波形设计 [J], 李占民;周音;孙学斌;周正
5.基于自适应脉冲形成因子的\r超宽带脉冲波形设计 [J], JI Yuan-fa;SONG Jian-guo;SUN Xi-yan;YAN Su-qing
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