基于RIS的二维波达角估计系统设计与实现

新兴的智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)技术作为6G潜在关键使能技术之一,通过大量的电磁单元智能调控无线信号的反射特性,有望实现对无线传播环境的主动增强与感知,其在角度感知估计方面的应用受到广泛关注。现有文献报道的RIS波达角估计硬件实现工作中,RIS往往采用固定列控或行控的编码方式,无法充分发挥其空间维度自由度,只能进行一维的波达角估计。在此背景下,本论文设计了一套灵活的智能超表面控制平台,实现对每个电磁单元的独立且高速的控制,充分发挥RIS硬件的空间自由度,并在此平台上实现基于RIS的二维波达角实时估计功能。首先,介绍基于RIS的波达角估计系统设计方案,通过对RIS进行高速空时编码调制,使反射信号的谐波分量与入射信号的波达角建立映射关系,在接收端利用反射信号各谐波的幅度和相位信息,对入射信号波达角进行实时估计。随后,基于所提方案设计系统的无线帧结构相关参数,构建基于RIS的二维波达角实时估计原型系统。最后,使用原型系统开展测量实验,在多个测量点位对波达角的方位角和俯仰角分量进行估计与数据记录,实测数据验证了所提方案的可行性。

基于时空编码数字超表面的雷达散射截面积缩减及波达角估计方法

传统的波达角(DOA)估计方法的实现通常基于相控阵天线系统,而其高昂的硬件成本限制该技术在不同领域的应用和推广,此外相控阵天线普遍不具备隐身性能,其在工作频段内雷达散射截面积(RCS)普遍较高。为解决上述问题,该文在时空编码(STC)理论的基础上提出了一种基于超表面同时实现RCS缩减和DOA估计的方法,并利用一款毫米波超表面对算法进行了验证。实验结果表明,该方法实现的波达角估计误差在1°以内,同时RCS缩减大于10 dB,为DOA估计和RCS缩减功能的集成提供了全新的思路,具有高性能、低成本等特点。

一种双极化1-bit相位调控智能超表面

智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface, RIS)作为第六代移动通信系统的核心技术之一,能够以可编程的方式对空间电磁波实时调控,打破了传统信道不可控的桎梏,重构无线传输环境。在实际应用场景中,应当考虑RIS的极化特性以及斜入射特性。设计了一种双极化1-bit相位调控超表面单元,其上加载两个二极管,用于独立控制两个极化方向上的相位响应。仿真验证了该单元在两个极化方向下的1-bit相位调控能力及电磁波斜入射下的1-bit相位调控能力。将所设计的单元排列成规模为10×10的阵列,并验证了其波束调控能力。结果表明,该RIS可以为下一代移动通信系统的发展提供有效的技术指导与支持。

一种双频段可切换3-Bit相位调控智能超表面

随着6G技术的快速发展,传统大规模阵列技术成本高、功耗大、复杂度高等问题愈发严重。而智能超表面凭借其实时调控空间电磁波幅度、相位、极化、频率以及传播方向的能力,有望实现人为主动重构无线信道的愿景。为了能够提升智能超表面在无线通信中调控电磁波的能力,设计了一种可在两个频段工作的3-Bit相位调控智能超表面。该超表面单元上集成了一个PIN二极管和一个变容管,用以联合控制超表面的工作频段和相位响应。全波仿真结果首先展示了智能超表面单元的相位调控及频率可重构性能,继而在之后验证了其阵面波束调控功能。该款智能超表面有望实现多频段无线信号覆盖增强,重构无线传播环境,为6G技术的发展提供支持。

基于双重注意力机制的电池SOH估计和RUL预测编解码模型

锂电池的健康状态(SOH)和剩余使用寿命(RUL)精确评估对电池安全稳定运行极为重要,而现有预测模型内部运行机制透明性低,导致评估可靠性较差。文中提出一种基于双重注意力机制的双向长短期记忆网络编解码模型进行SOH估计和RUL预测。编码侧的特征注意力机制和解码侧的时序注意力机制不仅通过动态分配特征和时序信息的权重提升了模型预测精度,还通过可视化权重的方法实现了模型可解释性。最后,利用NASA和CALCE公开的电池数据集进行实验测试,验证了所提方法具有较高的精度和可靠性。

一种融入公众情感投入分析的微博话题发现与细分方法

为了提升微博话题发现效率以及发现质量问题,提出了一种融入公众情感投入分析的微博话题快速发现与细分方法,促使话题演化,进而产生新话题及其情感变化趋势。首先,基于情感词典和TFDF值在历史语料库中挖掘常用情感词并构建情感词库;其次,快速抽取情感文本,结合Sigmoid函数检测情感投入密集期,保证话题事件挖掘的质量;最后,通过改进的模糊C-均值聚类算法在新的微博数据中发现高质量话题。实验结果表明,本文方法能够有效提升移动环境下的话题发现效率及质量。

智能超表面在波束及信息调控中的应用

现代移动通信中无线信道的随机性、不确定性和不可控性是影响通信质量的关键因素,往往会导致接收端信号质量降低,从而限制了信息传输的速率与范围。目前正兴起的6G技术研究中,智能超表面是被积极讨论的研究方向之一,其是由亚波长结构组成的超薄人工表面,具有现场可编程能力和时空信息调制能力,可精准、高效地操控电磁波,可被用于重塑无线传播环境。通过对智能超表面的概念、基于时空调制的波束调控方法、基于智能超表面的无线中继以及通信系统4个方面的综述和分析,展示了智能超表面在辅助移动通信中具有的应用潜力,为6G的发展提供了新的思路。

泌尿系结石治疗方法的对比研究

目的探讨泌尿系结石各种治疗方法的疗效、安伞性及价值。方法使用体外冲击波碎石术（extracorporeal shock wave lithotripsy，ESWL）、气斥弹道碎石术（pneumatic，lithotripsy，PL）、钬激光碎石术Laser lithotripsy，LL）等方法对临床泌尿系结石病人进行治疗，然后对比研究各种治疗方法的优缺点及疗效，为泌尿系结石患者选择最佳的治疗方法。结果本组行ESWL503例、PL190例、LL322例。术后4周，3组结石清除率分别为：ESWL组72．4％（364／503）、PL组86．3％（164／190）、LL组96．6％（311／322）。LL组发生输尿管穿孔2例，PL组发牛输尿管穿孔4例，ESWL组发生石街6例。结论ESWL适用于各类泌尿系结石（肾、输尿管、膀胱结石）的治疗，具有效果好、损伤小、并发症少、费用低、痛苦少、恢复快等优点，值得在临床上积极摊广应用；LL也适用于各种结石的治疗．在碎石效率方面明显优于PL及ESWL，在安全性方面明显优于PL，是治疗输尿管结石的一种较新、高效、安全的方法，但有可能导致输尿管穿孔等不良后果；PL较适用于输尿管下段结石及膀胱结石。

糖尿病合并高血压的临床治疗分析

目的对糖尿病合并高血压的临床治疗进行分析,探讨其发病机制及治疗方法。方法所有患者就诊后,对其进行健康教育,控制食盐的摄入。为患者进行生化、心脏彩超、血尿便常规、心电图、胸片及眼底等检查,综合评估检查结果。糖尿病患者除给予适当饮食及运动外,根据血糖水平给17例患者口服降糖药,剩余患者注射胰岛素。同时糖尿病患者当血压≥140/90mmHg时结合实际情况合理选用降压药。结果 30例糖尿病合并高血压患者治疗后,多数取得显著疗效,仅2例患者治疗期间出现不同程度的低血糖,3例早期肾病转变经治疗后病情好转,2例并发脑出血转上级医院治疗。结论结合患者的实际情况,分析患者的发病机制,尽早治疗糖尿病合并高血压患者,取得良好疗效。

级联式整流器控制器的设计与仿真

以3个级联的无桥整流器模块为研究对象,介绍了该系统的软硬件设计并搭建了仿真电路进行验证。该系统优点在于仅用一套控制电路,控制3个模块的驱动电路,实现每个整流模块的电压、功率大致一致,降低管压降,减少损耗。

非线性超表面新模式:时空编码数字超表面

超表面是由亚波长结构组成的超薄人工表面,对电磁波具有突出的调控能力。近年来,因其在非线性效应增强方面的巨大潜力,超表面引起了人们越来越多的重视。具有现场可编程能力和时空信息调制能力的时空编码数字超表面可精准、高效地操控非线性电磁效应和电磁信息,因此成为非线性超表面的一种新模式。文章首先介绍时空编码数字超表面的基本概念,重点讨论近几年在非线性电磁调控方面的研究进展,包括谐波生成、电磁参数控制和非线性波前调控等相关工作。最后,对时空编码数字超表面面临的挑战及未来的发展趋势进行了总结和展望。

Simultaneous wireless information and power transfer transmitting architecture based on asynchronous space-time-coding digital metasurface[Invited]

Simultaneous wireless information and power transfer(SWIPT)architecture is commonly applied in wireless sensors or Internet of Things(IoT)devices,providing both wireless power sources and communication channels.However,the traditional SWIPT transmitter usually suffers from cross-talk distortion caused by the high peak-to-average power ratio of the input signal and the reduction of power amplifier efficiency.This paper proposes a SWIPT transmitting architecture based on an asynchronous space-time-coding digital metasurface(ASTCM).High-efficiency simultaneous transfer of information and power is achieved via energy distribution and information processing of the wireless monophonic signal reflected from the metasurface.We demonstrate the feasibility of the proposed method through theoretical derivations and experimental verification,which is therefore believed to have great potential in wireless communications and the IoT devices.