时间反转短参考正交双倍速DCSK调制方案

为解决传统差分混沌移位键控(differential chaotic shift keying,DCSK)通信系统传输数据速率低以及安全性差的问题,提出一种时间反转短参考正交双倍速差分混沌移位键控通信系统(time-reversal short reference orthogonal double speed DCSK,TR-SR-ODBR-DCSK)。该方案利用Walsh函数产生两路正交的混沌信号调制两位数据信息,在同一个时隙内同时传输两个比特信息,信息传输速率提高了一倍,同时提高了通信系统的能量利用率;在此基础上将系统中传输的参考信号进行时间反转,消除同一时隙信号间的相关性,提高系统安全性及信号保密性。利用通用软件无线电外设(universal software radio peripheral,USRP)和LabVIEW仿真软件搭建半实物的仿真平台,仿真结果验证了混沌通信系统的可行性和有效性。

基于USRP的短参考正交双倍速DCSK系统设计

针对传统的差分混沌移位键控(DCSK)研究完全基于软件仿真的问题,以短参考正交双倍速差分混沌移位键控(SR-ODBR-DCSK)通信方法作为混沌通信系统方案,利用USRP软件无线电平台和图形化编程语言LabVIEW设计了一个半实物混沌通信系统,将仿真产生的信息码元作为传递信息,设计了混沌通信系统发射端和接收端程序,阐述了该通信系统的实现过程;最后,基于USRP设备对该通信系统进行了半实物仿真测试。测试结果表明,发射端与接收端的基带码元高度一致,验证了系统的可靠性。

一种时间反转的参考信号调制DCSK通信方案

针对DCSK系统信息传输速率低及安全性差的问题,提出一种时间反转参考信号调制DCSK(TR-RMDCSK)通信系统方案。该方案采用RM调制实现了在一个帧时隙传输两个比特,携带偶数信息比特的混沌信号既是信息信号,也是传输奇数信息比特的参考信号,将参考信号进行时间反转,消除了同一帧时隙信号间的相关性,提升了比特传输速率及信号保密性。推导了高斯信道下的理论误码率,并在高斯信道和莱斯信道下进行了性能仿真分析。结果表明,该方案在不牺牲传输速率的情况下改善了误码性能,提高了系统安全性。

基于残差网络的数字仪表检测方法研究

数字式仪表在工业应用和实验室测试中都有着非常广泛的应用,文本检测对数字式仪表读数识别的准确率起到重要作用,所以优化读数区域的文本候选框的检测性能有着重要意义。为了获取不同型号和不同种类数字仪表图像的读数文本区域,基于残差网络设计带有不同卷积核数量的标准残差结构。然后将应用该结构的RegNet模型集合和DBNet模型相结合,搭建了文本检测模型集合,具有快速、高效并且可以适用于大多数型号的数字仪表等优势。经实验表明,改进的检测模型在多个性能指标上均优于传统模型,说明该网络可以准确的检测出数字仪表读数的文本区域。

基于改进循环生成对抗网络的低照度图像增强

为了解决在低照度图像增强过程中配对数据集获取困难,且经过增强后的图像质量不佳的问题,通过改进循环生成对抗网络模型的方法研究了非配对低照度图像增强的实现。生成器部分采用融合了Vision Transformer结构的U-NET模型替代原始的生成器模型,来提高图像变换的周期一致性和内容保持性,并有效地处理图像研究中普遍存在的长距离空间相关性的问题。判别器部分针对图像研究的特点选择PatchGAN代替传统的判别器,提高对图像细节的判别能力。同时引入身份一致性损失函数,提高图像质量。结果表明,相较于传统方法,本文改进的模型有着更好的主观视觉效果,同时在客观评价指标也有着相应的提高,可见本文改进模型的有效性。

S频段阿基米德锥柱螺旋天线设计

根据卫星S频段测控系统通信需求,设计了S频段宽频带高增益圆极化的阿基米德锥柱螺旋天线。通过四分之一波长同轴缝隙巴伦完成信号的平衡-不平衡转化以及宽带阻抗匹配。双臂阿基米德天线可以很好地提供圆极化特性,作为锥台的FR4材料除了为天线提供支撑,也有效地完成了增益与波束宽度的控制。实测天线在收发频段内驻波比小于1.5,±70°范围内增益大于0 dBi,轴比小于5 dB,可有效地实现测控天线的收发复用功能。

小半径通用楔形排水盾构隧道管片几何设计与研究

排水盾构地下管线路由受道路线形所支配,多数情况下均为小半径盾构管道。排水盾构隧道通常设计成通用双面楔形衬砌环,采用较小的轴线环宽和较大的楔形量来满足小半径的线路拟合要求。通用楔形环管片分块环宽主要受管片环轴线环宽、楔形量和接缝夹角大小的影响。为分析这些因素的影响,依据盾构隧道管片结构与其线路关系,推导了通用楔形管片环的楔形量和管片块环宽近似计算式,并采用BIM切割实体模型验证了计算式的正确性,以供类似工程参考。

基于特征融合的DCSK调制方式识别技术

差分混沌移位键控(differential chaos shift keying,DCSK)系统由于采用了类噪声的混沌信号作为载波信号,在保密通信中具有广阔的应用前景。开展DCSK调制方式识别技术研究有利于军用通信系统信号的认知和分选,为此提出基于特征融合的DCSK调制方式识别技术。该技术从统计域、时域、频域对改进的DCSK调制信号进行特征提取并分析,根据提取的特征维度建立数据模型,由数据模型与相应的评价因素权向量确定改进DCSK调制信号的阈值,从而实现对DCSK调制方式的识别。Matlab仿真实验结果表明该模型具有有效性和准确性。

巢湖流域典型农田土壤重金属污染评价与地理探测分析

为了分析巢湖流域农田土壤重金属污染特点,选择位于巢湖西部的A村进行了实地土壤样品采集,利用XRay荧光光谱仪对Zn、Cr、Cd、Hg、Pb、As、Cu、Ni 8种重金属元素进行测定,利用污染指数法和潜在生态风险指数法,对土壤重金属污染程度、空间分布和潜在生态风险进行评价。为了进一步分析土壤重金属污染的来源,采用主成分分析和聚类分析对重金属来源进行分类;利用地理探测器,选择高程、距铁路距离、距村庄距离、距公路距离、距水库距离和农用地分类作为变量因子,分析其与重金属污染分布的空间相关关系。研究结果表明,A村主要受到Hg(P_i>17.2)、Cd(Pi>10.3)污染;Pb、Cu、Zn、Ni主要来自成土母质源,Hg、Cr、Cd、As主要来自人为污染源;农用地类型(PD,H=0.405)和铁路分布(PD,H=0.362)对污染分布的解释力最强,Hg、Cd污染可能来自耕地、畜禽饲养和铁路运输污染,污水灌溉也会一定程度影响重金属污染空间分布。

基于无人机摄影测量的露天矿排土场三维模型构建

排土场作为露天矿区的重要组成部分,通过构建精确的排土场三维模型,有助于直观掌握排土场的地形变化信息,对于进一步监测其稳定性,确保矿区安全生产具有重要意义。以胜利西一号露天煤矿北排土场为例,首先利用无人机获取了排土场南部3个相对航高(85,100,115m)的影像;然后分别采用2款基于运动恢复结构算法(Structure from motion,SFM)的软件(Pix4D mapper和Agisoft Photo Scan)对不同相对航高的影像进行了处理,得到数字表面模型(Digital surface model,DSM)和数字正射影像图(Digital orthophoto map,DOM),并对两者分别进行了平面、高程精度分析。研究表明:3个航高对应模型的精度均可以满足1∶1 000地图和地形图成图要求,其中,相对航高为100 m时对应模型的精度和可靠性最高,可以达到1∶500成图精度要求,并且利用Pix4D mapper软件得到的模型精度略高于Agisoft Photo Scan软件,故而采用100 m相对航高获取了整个排土场的影像并构建了排土场三维模型。综合分析认为:无人机摄影测量可以满足排土场的监测、维护需求,相较于传统测量方法,具有范围广、效率高和成本低等优点,可以广泛应用于大型露天矿区地形地貌高精度监测。

一种眼科超声图像分类算法研究

为提升用于眼科超声图像数据集的卷积神经网络分类效果,对于目前眼科超声数据集存在图像低对比度干扰、有错分漏分等问题,在GoogleNet分类网络模型的基础上,设计了一种改进的眼科超声图像分类方法,该方法引入递归门控卷积以及由不同大小卷积组组成的多尺度结构用来增强网络模型特征提取能力。在眼科超声数据集上进行了大量实验。实验结果表明,与原GoogleNet网络模型对比准确率、宏精确率、宏召回率和宏F1分数,分别提高了1.41%、4.36%、5.02%、5.14%。与EfficientNetB0、ResNet50等主流分类网络相比,准确率分别提升了2.21%、5.03%。

基于数据扩充的光伏组件故障诊断方法

针对光伏发电组件故障类型复杂且监测困难的问题,在原始小样本数据的基础上,提出基于数据扩充的光伏组件故障诊断方法。首先,在光伏发电组件等效模型基础上,建立以光伏发电组件输出电压、输出电流、太阳辐照度及组件表面温度为输入量的单隐含层BP神经网络故障诊断模型,并基于Kolmogorov定理确定隐含层神经元数量;其次,引入原始小样本数据源及白噪声扩充原始数据后的数据源;最后,在同一故障诊断模型下,对两种数据源进行诊断准确率及效率的对比分析。结果表明,利用白噪声扩充后的数据进行诊断,其准确率达到100%,高于原始数据诊断的平均准确率81.25%。故该故障诊断方法可实现对组件故障类型的判断,具有一定的实用性,可为工程应用中利用小样本数据进行光伏组件故障诊断提供参考。

中国红树林湿地有机污染物研究进展

随着经济的发展,分布于热带、亚热带沿海潮间带的红树林遭受到各类污染物的威胁。各种陆源有机污染物严重威胁着红树林湿地的水体、沉积物及生物体。汇总我国红树林生态系统水、沉积物及生物体内多环芳烃、多氯联苯、有机氯农药、抗生素、溴代阻燃剂等机污染物的研究结果,进而评价我国红树林生态系统的有机污染现状及生态风险。总体来看,已有多种污染物在红树林水体、沉积物及生物体中检出,有机污染物含量处于较低水平。红树林水体中有农药及抗生素检出;沉积物中多环芳烃、多氯联苯含量在珠江口地区最高,二者在沉积物中的潜在生态风险较低;DDT在红树林沉积物中的生态风险属于较低水平,但部分红树林区DDT含量存在超过ERM的现象,应引起重视;多溴联苯醚等"新型"有机污染物在珠江口红树林沉积物中普遍检出。多种有机污染物在红树林植物及林内生物体种存在生物富集效应。红树林是多种有机污染物的重要蓄积地。

数字机器人在乳腺癌骨转移活检中应用

目的探讨数字机器人在乳腺癌骨转移灶活检诊疗中的应用价值。方法初步分析了2018年5月至2021年5月江苏省人民医院收治的符合选择标准的12例乳腺癌骨转移患者临床资料,其中,2例在机器人辅助下行骨转移病灶穿刺活检术,10例行经皮徒手活检术。活检标本送病理科行组织病理学检查。应用SPSS26.0统计软件对数据进行分析。结果机器人辅助活检组和对照组的病灶组织穿刺成功率均为100%,术中出血少,未损伤血管、神经和周围脏器,术后无相关穿刺并发症发生。其中,乳腺癌骨转移的机器人辅助活检组平均手术时间为(52.5±3.54)min,与对照组徒手活检组相比,手术时间显著缩短。两组均取得有效病理结果,明确临床诊断为乳腺癌骨转移。结论数字化机器人辅助穿刺技术具有较高的精准度、稳定性和安全性,有助于乳腺癌骨转移的诊断和治疗,具有巨大的临床应用潜能。

基于模糊控制MPPT的变桨距风力发电系统

在变桨距风力发电机系统中,针对系统的时变性和非线性的特点,将模糊自整定PID算法运用到由西门子PLC作为控制器的1.5WM风力发电机的电动变桨距系统中,通过调节叶片攻角角度控制系统吸收的风能,使得发电机输出功率在变风速下始终保持恒定,风机系统始终运行在最大功率点上。经由Matlab/Simulink仿真结果表明,模糊PID控制应用于该系统中具有良好的动态响应和极小的静态误差。

ODBR-DCSK系统调制技术研究

为解决传统差分混沌移位键控(DCSK)系统比特传输速率较低的问题,提出一种正交双倍速差分混沌移位键控(ODBR-DCSK)调制技术,该调制技术利用沃尔什函数生成两路正交的混沌信号,分别调制不同的数据信息,实现在同一个时隙内同时传输两路信号,并将该调制方式与DCSK的误码率进行对比,给出了ODBR-DCSK在加性高斯白噪声(AWGN)信道的理论误码率推导并进行蒙特卡罗仿真测试。实验结果表明,在原有信道的基础上,ODBR-DCSK较DCSK传输速率提高了一倍。

超声检查与螺旋CT在诊断甲状腺癌中的对比分析

目的探讨超声检查与螺旋CT在甲状腺癌诊断中对比分析。方法选取甲状腺癌90例患者,行超声与螺旋CT检查,分析其影像表现。结果甲状腺癌的金标准是病理诊断,90例患者先以细针穿刺活检病理为标准,病理提示62例患者的病灶为恶性,28例患者的病灶为良性。超声诊断提示,61例为恶性,29例为良性。CT检查诊断58例为恶性,32例为良性。在敏感度、阴性预测值、准确度方面,超声检查依次是96.77%、93.10%、96.67%,CT检查依次是85.51%、71.43%、84.00%。结论甲状腺癌患者超声检查诊断效能高于CT检查。

一种针对DCSK的混沌序列优选分析

通过对典型混沌映射logistic映射、改进型logistic映射、Tent映射和二阶的Chebyshev映射进行包括良好的自(互)相关特性、内随机性、初值敏感性、均值几方面的比较,罗列出四种映射的递推表达式,自互相关表达式以及均值进行比较,并将四种映射产生的混沌序列应用于差分混沌键控系统(DCSK),探究了四种序列对于同一系统误码性能的不同影响,仿真比较得到改进型logistic映射和二阶的Chebyshev映射产生的混沌序列对系统的误码性能影响较好,更适合应用于差分混沌键控系统。研究的所有内容都是基于MATLAB进行仿真,总结得出结论。

星载L波段宽带高增益圆极化微带天线设计

针对卫星L波段通信转发系统的要求,设计了一种新型星载L波段宽带高增益圆极化微带天线。微带天线整体采用侧馈的馈电方式,采用H型缝隙耦合馈电方式以实现宽频带,采用威尔金森移相功分器实现两信号间相位差来满足圆极化,增加天线背部反射板和板间泡沫层以提高增益并稳固结构。通过电磁仿真软件分析可得:在中心频点1.45 GHz处增益为8.3 dBi,轴比为0.7 dB,增益大于7.5 dBi且回波损耗小于-10 dB时相对带宽为23.5%。天线加工实测结果与仿真结果基本一致,对L波段无线通信系统设计有一定指导意义。

基于微电网的DV-hop改进算法

针对微电网监控系统中海量信息数据处理时,大量数据的传输可能会导致无线传感器网络崩溃与数据丢失等问题,提出了一种基于微电网的无线传感器网络的改进DV-hop算法。首先,将边缘计算技术应用于微电网,改进微电网监控系统结构;其次,在改进微电网监控系统基础上,将基于平均加权方法与跳数加权方法的DV-hop算法有机结合,得到新的改进算法,使得无线传感器节点定位误差缩小至0.60。仿真结果表明:基于平均加权方法与跳数加权方法提高了传感器节点定位精度。