基于非圆复数的自适应滤波算法完备均方性能分析及应用

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61771124
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0111.信号理论与信号处理
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

It has been illustrated in both theory and practice that unlike the case in the real domain, there is a special type of noncircular signals in the complex domain. Their existence leads to the situations that the traditional mean square analysis of adaptive filtering algorithms for the circular signals cannot be extended to noncircular signals, and even worse, the real-valued mean square performance evaluation of adaptive filtering algorithms is not able to separate the individual mean square performance for real part (I-channel) and imaginary part (Q-channel) of adaptive filtering algorithms. To this end, enlightened by the full second order statistics of complex signals, we first introduce the noncircular nature of both the estimation error and the weight error, and propose a novel concept called complementary mean square performance to represent their noncircularity. We second explore the convergence analysis and the steady-state evaluation of the proposed complementary mean square performance, which, together with the standard mean square performance, establish the full mean square analysis of adaptive filtering algorithms in both transient and steady-state stages. Meanwhile, by employing the duality between real and complex domains, we decouple the individual mean square performance of real part (I-channel) and imaginary part (Q-channel) of adaptive filtering algorithms. Finally, we explore the applications of the adaptive filtering algorithms and the proposed full mean square performance analysis in a typical application scenario of noncircular complex signals, that is, IQ imbalance compensation of wide-band multi-carrier communication systems built upon Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) and Generalized Frequency Division Multiplexing (GFDM) techniques.
理论与实际均表明了不同于实数域,复数域存在一类特殊的非圆信号。这一方面造成传统基于圆性信号假设的自适应滤波算法均方性能的理论分析结果无法推广至非圆复数,另一方面使得基于实数表征的均方性能标准在复数域具有局限性,无法衡量算法实部(I路)与虚部(Q路)各自的均方性能。基于此,本项目以复数的完备二阶统计理论为指导,引入自适应滤波算法估计误差与权重误差的非圆性,提出补充均方性能的概念。其次,探索补充均方特性的收敛性与稳态性,协同标准的均方性能分析,建立各类自适应滤波算法的完备均方性能从收敛到稳态全程的理论分析。同时,利用复数域与实数域的二元性,从完备均方性能中解耦实现算法实部(I路)与虚部(Q路)各自的均方性能。最后,针对非圆复数的典型应用场景,探索各类自适应滤波算法及其完备均方性能分析在正交频分复用及广义频分复用宽带多载波通信系统IQ不平衡补偿问题中的应用。

结项摘要

本项目“基于非圆复数的自适应滤波算法完备均方性能分析及应用” 以非圆复数的完备二阶统计理论为指导,引入自适应滤波算法估计误差与权重误差的非圆性,提出了补充均方性能的概念。其次,探索了补充均方特性的收敛性与稳态性,协同标准的均方性能分析,建立了各类自适应滤波算法的完备均方性能从收敛到稳态全程的理论分析。同时,利用复数域与实数域的二元性,从完备均方性能中解耦实现算法实部(I路)与虚部(Q路)各自的均方性能。最后,针对非圆复数的典型应用场景,本项目探索各类自适应滤波算法及其完备均方性能分析在正交频分复用(OFDM)及广义频分复用(GFDM)宽带多载波通信系统IQ不平衡补偿问题中的应用。研究意义在于为复数自适应估计领域以及 OFDM 和 GFDM 宽带多载波通信系统中 IQ 不平衡问题的解决提供新理论、新技术及新测量标准。

项目成果

期刊论文数量(29)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(6)
专利数量(14)
Robust Power System Frequency Estimation Based on a Sliding Window Approach
基于滑动窗口方法的鲁棒电力系统频率估计
  • DOI:
    10.1155/2019/3254258
  • 发表时间:
    2019-03
  • 期刊:
    Mathematical Problems in Engineering
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Pei Dun;Xia Yili
  • 通讯作者:
    Xia Yili
Bidimensional Multivariate Empirical Mode Decomposition With Applications in Multi-Scale Image Fusion
二维多元经验模式分解及其在多尺度图像融合中的应用
  • DOI:
    10.1109/access.2019.2936030
  • 发表时间:
    2019-08
  • 期刊:
    IEEE Access
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Xia Yili;Zhang Bin;Pei Wenjiang;M;ic Danilo P.
  • 通讯作者:
    ic Danilo P.
Complex Properness Inspired Blind Adaptive Frequency-Dependent I/Q Imbalance Compensation for Wideband Direct-Conversion Receivers
宽带直接变频接收器的复杂性启发式盲自适应频率相关 I/Q 不平衡补偿
  • DOI:
    10.1109/twc.2020.2998769
  • 发表时间:
    2020-09
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Wireless Communications
  • 影响因子:
    10.4
  • 作者:
    Xing Zhang;Yili Xia;Chunguo Li;Luxi Yang;Danilo P. M;ic
  • 通讯作者:
    ic
Performance Analysis of Deficient Length Quaternion Least Mean Square Adaptive Filters
缺长四元数最小均方自适应滤波器的性能分析
  • DOI:
    10.1109/tsp.2019.2955831
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Signal Processing
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Xiang Min;Xia Yili;M;ic Danilo P.
  • 通讯作者:
    ic Danilo P.
Maximum Likelihood Parameter Estimation of Unbalanced Three-Phase Power Signals
三相不平衡电力信号的最大似然参数估计
  • DOI:
    10.1109/tim.2017.2782980
  • 发表时间:
    2018-01
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Xia Yili;Kanna Sithan;M;ic Danilo P.
  • 通讯作者:
    ic Danilo P.

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其他文献

低复杂度可配置变带宽滤波器组的设计
  • DOI:
    10.13382/j.jemi.2015.07.016
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    电子测量与仪器学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郝金光;裴文江;夏亦犁;王开
  • 通讯作者:
    王开
基于快速滤波器组多通道同步接收机的设计(英文)
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Journal of Southeast University (english Edition)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郝金光;裴文江;王开;夏亦犁
  • 通讯作者:
    夏亦犁
基于总体最小二乘改进的SDFT三相交流电频率估计算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    东南大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘勇;王开;刘航;沈佳佳;裴文江;夏亦犁
  • 通讯作者:
    夏亦犁

其他文献

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基于电压离散傅立叶联合功率谱的非平衡电力系统频率估计技术研究
  • 批准号:
    61401094
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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