可重构智能表面辅助通信系统的非线性优化及实验设计

针对可重构智能表面辅助的通信系统,提出了一种智能反射表面开关选择和功率分配的联合设计方法,以改变电磁波传播环境、提高信号传输效率、减少功率消耗。首先,在保证接收端数据传输速率达到一定门限值等多个约束条件下,建立以系统能量效率最大化为目标的多维变量联合非线性优化问题,其中涉及的优化变量包括:智能反射表面开关选择、相位调整和功率分配。在开关选择方面,采用贪婪算法选择开启起主要作用的元器件,并关掉起次要作用的智能反射表面。在功率分配方面,通过求解凸优化问题得到功率分配的闭式解。基于此,设计出一种高传输速率、低功率消耗的迭代优化算法。最后,设计仿真教学实验,通过MATLAB软件,验证了所提出的联合优化算法通过改变电磁波传播环境,有效地提高了信号传输的速率和能量效率;并分析了实验中导致算法性能发生变化的机理,这也有利于帮助学生提高科研创新能力和工程实践能力。

面向工业大模型的算力网络架构与关键技术

随着第四次工业革命的推动,工业生产逐渐迈入了数字化和智能化的时代。在这一时代背景下,工业大模型作为推动工业创新的核心引擎,扮演着越来越重要的角色。同时,工业大模型的广泛应用也给算力网络提出了更为复杂和严峻的实时性需求。本文深入研究了工业大模型在数字化转型中的关键问题,着眼于其对算力网络的需求,分析了工业大模型在实时性方面的复杂需求,提出了面向工业大模型的算力网络架构,并对算力网络的关键技术进行了介绍,为工业大模型的高效运行提供了技术支持,为工业数字化、智能化的快速发展提供了助力。

工业场景下联邦学习中基于模型诊断的后门防御方法

联邦学习作为一种能够解决数据孤岛问题、实现数据资源共享的机器学习方法,其特点与工业设备智能化发展的要求相契合。因此,以联邦学习为代表的人工智能技术在工业互联网中的应用越来越广泛。但是,针对联邦学习架构的攻击手段也在不断更新。后门攻击作为攻击手段的代表之一,有着隐蔽性和破坏性强的特点,而传统的防御方案往往无法在联邦学习架构下发挥作用或者对早期攻击防范能力不足。因此,研究适用于联邦学习架构的后门防御方案具有重大意义。文中提出了一种适用于联邦学习架构的后门诊断方案,能够在无数据情况下利用后门模型的形成特点重构后门触发器,实现准确识别并移除后门模型,从而达到全局模型后门防御的目的。此外,还提出了一种新的检测机制实现对早期模型的后门检测,并在此基础上优化了模型判决算法,通过早退联合判决模式实现了准确率与速度的共同提升。

基于循环排队转发的时间触发流量路由与调度优化方法

基于传统以太网的时间敏感网络(Time-SensitiveNetwork,TSN)为时间敏感应用提供了确定性、可靠性的通信保障。为了实现流量调度,TSN工作组提出了各种整形机制,其中基于乒乓队列的循环排队转发机制简化了门控配置,实现流量的有界延迟传输。现有基于CQF机制的流量调度忽略了路由策略对调度优化的影响,针对最短路径优先造成的队列拥塞情况,本文提出了一种基于混合粒子群算法的路径选择算法,算法考虑最小化路径长度和链路负载均衡来确定最优路径,同时提出了一种基于快速排序算法的排序方法提高网络的调度能力。通过实验仿真,算法可以在大规模网络中求解上千条时间敏感流量的调度问题,在可行的执行时间范围内,流量调度成功率可调高约20%。

五味子醇甲对小鼠抑郁样行为的影响

目的研究中药五味子的木脂素类成分五味子醇甲(SCH)的抗抑郁作用及其机制。方法小鼠单次ig给予SCH 5,10和30 mg·kg^(-1)后1 h,采用小鼠悬尾实验和强迫游泳实验评价其抗抑郁活性;采用自发活动实验评价其对中枢兴奋性的影响;采用利血平拮抗实验和育亨宾毒性实验评价其对中枢单胺神经功能的影响。结果在行为绝望模型中,与正常对照组相比,SCH 30 mg·kg^(-1)可显著缩短小鼠悬尾和强迫游泳的不动时间(P<0.05);自发活动实验结果显示,SCH在受试剂量范围内对中枢神经系统无兴奋或抑制作用;在利血平拮抗实验中,与模型组相比,SCH 30 mg·kg^(-1)可拮抗利血平(2.5 mg·kg^(-1),ip)引起的小鼠眼睑下垂和运动不能(P<0.05),对肛温下降无显著影响;在育亨宾毒性实验中,SCH各剂量对育亨宾阈致死剂量(30 mg·kg^(-1),sc)引起的小鼠死亡率无显著影响。结论 SCH具有潜在的抗抑郁药理活性。

时间敏感网络(TSN)及无线TSN技术

时间敏感网络(TSN)在以太网的基础上提供端到端极低时延和高可靠性的数据传输,适用于时延敏感型应用,广泛应用于自动驾驶、工业互联网等场景。首先总结了TSN的特点,并详细阐述了TSN标准的工作原理和特性,重点介绍了在无线网络中提供确定性时延和可靠数据传输的网络技术,即无线TSN技术。此外,通过TSN的应用场景简要分析了TSN的应用案例。最后探讨了TSN和无线TSN技术及其在工业场景中应用存在的挑战和问题,并展望了未来的研究方向。

支持广义MIMO技术的软分数频率复用方法

为了提高小区边缘用户(CEU)性能,提出了一种新型软分数频率复用(SFFR)方法.与以往频率复用方法不同的是,区域和频率的规划使多个小区联合多个CEU形成广义多输入多输出(MIMO)系统,在小区边缘可支持共信道空间分集和空间复用.另一方面,利用SFFR思想的频率规划通过干扰协同,提高了频谱效率和CEU信干比.CEU信干比提高后,与采用空间分集相比,采用空间复用将更有利于提高CEU性能.因此,为了更大程度上优化系统吞吐量,在小区边缘对下行多用户进行广义MIMO的空间复用,而小区中心用户仍然由单个小区为其提供服务.仿真结果表明,这种支持广义MIMO技术的新型SFFR方法显著提高了CEU性能.

业务需求推动下的5G若干关键技术探讨

过去移动通信的更新换代都是以追求更高的数据速率为目标,并以多址接入技术为主要区别。而第五代移动通信由于受到移动互联网和物联网众多应用场景的驱动,对技术的需求千差万别,因此其技术创新来源更加丰富,针对不同的应用场景可以灵活采用不同的关键技术。本文试图阐述第五代移动通信中应用场景、技术需求和关键技术之间的关系,并简单介绍了其中一些物理层关键技术。

一种支持宏分集策略的软分数频率复用方法

在3GPP2 AIE的框架标准中同时要求采用频率复用和宏分集,但是现有的频率复用方法是无法支持宏分集策略的.鉴于此,在软分数频率复用方法的基础上,基于可拓集合思想,通过建立可用频段与研究区域之间的物元模型,得到了一种能够在小区边缘支持宏分集的软分数频率复用方法.研究表明该频率复用方法在有效降低小区干扰的同时提高了频率利用率,同时小区边缘用户由于小区间干扰的协调以及宏分集策略带来的增益,性能得到了较大提高.仿真结果表明该方法有效地提高了小区边缘的平均容量.

5G上行链路中基于预测的紧急资源分配方法研究

作为5G uRLLC的典型应用场景,工业应用对于数据传输的延迟和可靠性要求越来越严苛,且多样化业务带来的多样性数据的融合传输是当前亟待解决的问题,其中高效的无线资源调度以保障各种数据共存互不干扰、稳定可靠地传输和系统安全稳定的运行是重要的挑战之一。为解决无线网络中周期性的监测数据与紧急数据的协同传输问题,该文针对工业多样化业务数据传输场景中的5G上行链路传输,提出一种基于预测的资源分配方案,该方案利用自回归滑动平均(ARMA)模型根据紧急数据的历史传输周期的激活率预测下一传输周期的紧急数据激活率,根据预测激活率动态地为周期数据和紧急数据预留资源,以在满足紧急数据传输条件的前提下最小化对周期数据传输的影响。仿真实验表明,与传统的资源分配方案相比所提方案能有效降低紧急数据传输对周期数据的影响,并能提升频谱资源的利用率。

基于联合波束赋形的无人机辅助通信网络上行传输技术

无人机辅助通信网络可以对现有无线通信网络进行补充,改善通信系统性能以及覆盖服务范围,但无人机辅助通信过程中上行传输通信速率的提高仍面临着巨大的挑战。针对如何提高无人机辅助通信网络的上行传输通信速率问题,该文提出了一种基于联合波束赋形的无人机辅助通信网络上行传输技术。首先,对用户节点接收信号强度值进行伯努利粒子滤波,结合无人机运动模型完成无人机定位,进一步用户节点联合运用分布式波束赋形算法向无人机方向发送信号,完成上行传输通信。并与非正交多址接入算法以及传统全向发射算法进行了对比,实验结果表明,所提方法显著提高了无人机接收信号的信噪比、通信速率,保障了无人机上行通信的通信质量,为未来无人机辅助通信网络的上行传输提供了一种极具潜力的保障通信性能解决方案。

一种基于OFDMA系统的频率复用方法

频率复用作为提高小区边缘用户性能的有效方式已被广为研究。然而,如何在提高小区边缘用户性能的同时,使频谱利用率得到有效提高仍是一个有待解决的问题。在以正交频分多址(OFDMA)为基本多址方式的第4代(4G)系统中该问题尤为突出。为此,该文提出了一种OFDMA系统中的频率复用方法,通过抑制小区间干扰提高小区边缘用户性能;同时,根据小区中心与小区边缘通信环境的差异,分别对其实施不同的频率复用策略使频率复用系数接近于1以提高频谱利用率。仿真结果表明,与未经过频率规划的全频率复用相比,该文提出的频率复用方法提高了系统吞吐量并显著改善了小区边缘用户性能。

软分数频率复用

针对4G移动通信系统提出的提高频谱利用率、同频组网的需求,文章从频率复用问题入手,提出了一种软分数频率复用方案。软分数频率复用方案包括3种表现形式,在实际应用中,可以根据物理层链路增益选择适当的表现形式。文章以第2种表现形式为例介绍了采用该方案的频率复用方法。研究表明,使用软分数频率复用方案,系统的频率复用系数可以达到1/3～1。软分数频率复用方案解决了同频组网问题,并已经在上海4G实验网中得到了良好的应用。

软件定义天地一体化网络:架构、技术及挑战

提出了一种基于软件定义网络(SDN)的天地一体化网络架构,将控制平面和数据平面分离。该架构下,地面信息港和地球静止轨道卫星组成了多控制器结构的控制平面,将中轨、近地轨道卫星作为简单的转发设备,提供了更灵活的路由策略,更方便的网络配置以及更好的兼容性。同时,考虑到目前在卫星节点上部署网络设备的难度,提出了初期在地面部署控制器,之后逐步向静止轨道卫星扩展控制平面的演进思路。此外,还分析了这种架构面临的挑战。

非精确信道状态信息下MIMO系统中的干扰删除

复杂的多天线环境中,未知的干扰和噪声无处不在,这些因素不但引起了多输入多输出(MIMO)系统信号检测的偏差,还加大了获取精确信道状态信息(CSI)的难度。因此,为了删除MIMO系统中的未知干扰,该文建立了非精确CSI下的系统模型,模型中的非线性函数表示MIMO系统中的干扰。基于非参数理论提出了针对这种干扰的干扰删除方法。与以往方法不同的是,模型中的干扰是完全未知的。进一步地,从理论上证明了干扰删除的有效性,即证明了估计函数的收敛性。仿真结果表明,所提出的方法能有效地删除系统中的干扰。

大规模MIMO系统中基于图着色的半动态导频分配

针对大规模MIMO系统中存在的导频污染问题,提出了一种基于图着色的半动态导频分配方案。首先,推导出各个小区可以复用导频的用户与其服务基站的最大距离门限。然后,根据该门限值将系统内各小区的用户分为小区中心用户和小区边缘用户;允许各个小区门限值之内的用户(小区中心用户)复用相同的导频;最后,基于图着色理论协同分配各个小区的小区边缘用户的导频,达到降低导频干扰的目的。仿真结果显示,该方案减少了用户间的导频干扰,有效地提升了整个系统的上行可达和速率。

分布式小区架构结合STBC的小区间干扰协调策略

针对分布式小区架构的小区间干扰抑制问题,提出了一种结合空时分组码(STBC)的小区间干扰协调策略。该策略一方面通过小区间干扰协调对一个小区的可用频率资源进行某种限制,从而提高相邻小区在这些资源上的信干比和小区边缘的数据速率。另一方面,针对分布式小区架构的多天线技术优势,通过在多天线结构中使用STBC编码获得分集增益,进一步提高小区边缘用户性能。为了减少多天线同时服务引入的额外干扰,只有当用户收到的来自多个小区的信号强度相差不大时,才使用STBC编码。否则,选用一个信号强度最大的小区为用户提供服务。仿真结果表明,所提出的方法有效地提高了系统吞吐量,特别是小区边缘用户的吞吐量。

多小区OFDMA系统中分数频率复用方法的优化分析

在以OFDMA为基本多址方式的第四代移动通信系统中,频率复用作为提高系统性能的有效方法受到了广泛的关注,特别是分数频率复用和软频率复用。然而,如何进一步优化基于这些频率复用方法的OFDMA系统还有待研究。本文分析了多小区OFDMA系统负载和频率集合分配比例对小区总吞吐量和小区边缘用户数据速率的影响。同时,给出了在保证小区边缘用户服务质量的条件下,使小区总吞吐量最优的小区中心频率分配比例,并用仿真进行验证。仿真结果还表明了,随着分配比例的增大,小区总吞吐量先增大后减小。

基于教学科研相结合的教学模式改革

为了提高教学质量,文章分析了学生在通信类课程学习过程中的问题,从通信类课程的教学目标、教学内容、和教学方法等方面,提出具体的与科研结合的教学改革措施,展示了教学科研相结合的教学案例,为教学改革和课程建设提供参考依据。通过这些措施,有效地提高了通信类本科生的创新研究和实践应用能力。

小鼠海马糖原合成酶激酶3β过表达对小补心汤总黄酮抗抑郁和抗焦虑作用的影响

目的评价小鼠海马糖原合成酶激酶3β(GSK3β)过表达对小补心汤总黄酮(XBXT-2)抗抑郁和抗焦虑作用的影响。方法小鼠海马立体定位微注射包装有GSK3β(S9A)突变型基因的腺相关病毒(AAV)制备小鼠GSK3β过表达模型,3周后采用Western蛋白印迹法检测GSK3β和磷酸化GSK3β(S9)〔pGSK3β(S9)〕含量,采用开场实验检测小鼠自发活动。而后将空载体AAV组和GSK3β过表达组小鼠各自分为给药组和溶剂组,分别ig给予XBXT-2 100 mg·kg^(-1)或同体积蒸馏水,每天1次,分别于给药14和16 d采用悬尾实验和强迫游泳实验检测小鼠抑郁样行为,18和20 d采用高架十字迷宫实验和爬梯实验检测小鼠焦虑样行为。结果 Western蛋白印迹法检测结果显示,与AAV组相比,GSK3β过表达组小鼠海马GSK3β含量显著升高(P<0.01),p-GSK3β(S9)含量无显著性差异。在开场实验中,GSK3β过表达组与AAV组间小鼠跨格次数和站立次数无显著差异。在小鼠悬尾和强迫游泳实验中,AAV+XBXT-2组与AAV组比较,小鼠不动时间显著缩短(P<0.05,P<0.01);GSK3β过表达+XBXT-2组与GSK3β过表达组比较,小鼠不动时间无明显差异。在高架十字迷宫实验中,与AAV组比较,AAV+XBXT-2组小鼠进入开臂次数百分比和开臂停留时间百分比显著增加(P<0.01,P<0.05);与GSK3β过表达组比较,GSK3β过表达+XBXT-2组小鼠上述行为指标无明显改变。在爬梯实验中,AAV+XBXT-2组比AAV组小鼠爬梯站立次数显著减少(P<0.05);GSK3β过表达+XBXT-2组与GSK3β过表达组比较,小鼠站立次数无明显差异。结论海马脑区GSK3β过表达可取消XBXT-2在小鼠悬尾和强迫游泳实验中的抗抑郁作用及在高架十字迷宫实验和爬梯实验中的抗焦虑作用。