基于分子对接技术研究铁线透骨草提取物通过Ca2+/NFATc1信号通路对骨质疏松性骨折大鼠骨折愈合的影响

目的基于分子对接技术研究铁线透骨草提取物通过Ca2+/活化T细胞核因子(NFAT)c1信号通路对骨质疏松性骨折大鼠骨折愈合的影响。方法40只SPF级SD雌性大鼠随机分为对照组、模型组、低剂量组、高剂量组各10只,除对照组外均构建骨质疏松大鼠模型,对所有大鼠行骨折造模,造模结束后低、高剂量组分别给予不同剂量铁线透骨草提取液灌胃(100、400 mg/kg),对照组及模型组均给予生理盐水溶液灌胃(5 ml/kg)。给药结束后,观察大鼠骨折端愈合情况并进行评分;检测骨密度水平;苏木素-伊红(HE)染色观察骨痂组织病理结构;采用酶联免疫吸附试验试剂盒检测血清Ca、白细胞介素(IL)-6、肿瘤坏死因子(TNF)-α水平;取骨折部位肌肉组织采用Western印迹检测磷酸化(p)-NFATc1蛋白表达。对铁线透骨草提取物中所含活性成分收集与筛选,并对有效成分-靶点进行分子对接。结果相较于对照组,模型组骨质疏松骨折愈合评分、骨密度明显降低,Ca、TNF-α、IL-6水平及p-NFATc1蛋白表达均明显升高(P<0.05);而经不同剂量铁线透骨草提取物给药后,骨折愈合评分、骨密度均明显提高,Ca、TNF-α、IL-6水平及p-NFATc1蛋白表达明显降低(P<0.05)。铁线透骨草提取物中主要活性成分为谷甾醇(sitosterol)、山奈酚(kaempferol)、槲皮素(quercetin),分子对接结果显示与Ca2+靶点对接较好的成分是sitosterol,结合能为-6.24,与NFATc1靶点对接较好的成分是sitosterol,结合能为-6.81。结论铁线透骨草提取物能够显著改善骨质疏松大鼠骨折的愈合情况,并且可能通过调节Ca2+/NFATc1通路,进一步影响炎症反应。

GPS现代化L1C民用信号体制分析

为了保持国际竞争力的同时满足全球范围内不断增长的PNT服务需求,美国不断进行现代化全球定位系统(GPS)的升级改造,2020年启用并播发新的民用信号L1C就是重点改造内容之一。针对新形势下日趋激烈的频谱资源竞争环境,在对GPS四个民用信号基本特征梳理归纳的基础上,阐述了L1C频点信号的选择背景及意义,分析了该信号的基本结构,重点研究了L1C信号的具体调制方式及重要特征,最后对伪码进行了详细分析,通过研究深入剖析L1C信号体制,对其他GNSS未来新体制信号的设计及工程实现有借鉴和参考价值。

GPS L1C信号LDPC译码器设计

GPS现代化中的L1C信号使用了LDPC码,以提高接收机的弱信号接收能力。L1C信号中使用的LDPC码没有循环或准循环结构,这为译码器设计带来了难度。为了降低译码器实现复杂度,在分析L1C信号LDPC码校验矩阵结构的基础上,通过对校验节点分类和改变变量节点更新方法,提出了一种低存储量和简化译码器控制逻辑的低复杂度译码器结构,并通过仿真验证了译码器译码结果的正确性。

基于PCO+FFT的B1C导航信号捕获算法

为了对采用BOC调制的B1C导航信号进行捕获,提出了基于PCO+FFT的导航信号捕获算法。首先,在深入分析B1C信号特点的基础上,对分段长度和FFT点数进行选择;其次,从相干积分增益、非相关积分增益、多普勒测频范围与测频分辨率、检测概率等几个方面对该算法进行了深入地推导;再次,给出基于新算法的FPGA实现方案;最后,通过仿真验证算法的有效性。在FPGA硬件平台上进行实测的结果显示了方案的正确性。将副载波剥离的方式以及基于状态机的控制核心的实现思路可为导航信号捕获算法的改进提供参考。

北斗B1C信号联合捕获策略

目前对含有导频通道的新信号的捕获研究,主要是设计联合捕获算法,提高功率利用率以提升接收性能,分为等长与非等长相干积分联合算法两类.本文针对北斗B1C信号,深入分析了三种等长相干积分联合算法的加权问题,并解释了相干联合与差分联合算法的联系.理论和仿真结果表明,相干联合算法具有更优的性能;进一步,本文结合最优相干积分时间理论给出捕获参数设计方案,对比了不同场景条件下等长与非等长相干积分联合算法的性能,给出了捕获B1C信号的优化策略.

基于分裂基FFT的L1辅助L2C双频GPS信号快速捕获

室外无人搬运车(automatic guided vehicle,AGV)运输和未来的无人驾驶智能汽车等对全球定位系统(global positioning system,GPS)高精度定位精度要求较高,GPS L1/L2C双频信号可以校正电离层误差从而提高GPS单机的定位精度。但L2C民用中码/民用长码(civil moderate/civil long code,CM/CL)的长度远大于L1粗捕获码(coarse/acquisition code,C/A),传统的捕获算法直接用于L2C信号会使捕获时间延长甚至导致捕获失效。对此,提出了利用捕获到的L1信号的多普勒频移和C/A码相位对L2CM码进行辅助捕获,然后利用CM码码相位对CL码进行辅助捕获的方法,减小了L2C信号捕获的二维搜索范围;同时在相关运算中利用分裂基快速傅里叶变换(split-radix fast Fourier transform,SFFT)代替传统的基2FFT进一步降低了计算量。仿真结果表明,所提算法在运算量明显降低的情况下可以实现对L1/L2C双频信号的精确捕获。

基于AMPK/SREBP-1c信号通路探讨益气健脾汤对非酒精性脂肪性肝病小鼠糖脂代谢的影响

目的探讨益气健脾汤对非酒精性脂肪性肝病小鼠腺苷单磷酸活化蛋白激酶(AMPK)/固醇调节元件结合蛋白-1c(SREBP-1c)信号通路的影响。方法将40只C57BL/6J小鼠随机分为空白组、模型组、二甲双胍组、益气健脾汤组,每组10只。除空白组外,其他组均使用高脂饮食喂养建立非酒精性脂肪性肝病模型,造模周期为12周,从第9周开始,二甲双胍组给予二甲双胍100 mg/(kg·d)灌胃,益气健脾汤组给予益气健脾汤0.5 mL/d(生药浓度2.34 g/mL)灌胃,空白组和模型组给予蒸馏水0.5 mL/d灌胃。灌胃4周后,经腹主动脉采血,ELISA法检测血脂指标[三酰甘油(TG)、总胆固醇(TC)、游离脂肪酸(FFA)]、肝功能指标[丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)]、空腹血糖(FPG)、空腹胰岛素(FINS)水平,计算胰岛素抵抗指数(HOMA-IR);取肝脏,计算肝指数,使用HE染色和油红O染色观察肝脏组织病理学改变,分别采用Western blot法和RT-qPCR法检测肝组织中p-AMPK、SREBP-1c蛋白及mRNA表达情况。结果模型组小鼠血清TG、TC、FFA、ALT、AST、FPG、FINS水平及HOMA-IR、肝指数、NAS评分和油红O染色面积均明显高于空白组(P均<0.05),二甲双胍组和益气健脾汤组各指标均明显低于模型组(P<0.05)。HE染色及油红O染色显示,模型组小鼠肝组织可见肝细胞明显肿胀、气球样变性,大泡样脂滴形成并融合;二甲双胍组和益气健脾汤组肝细胞肿胀、气球样病变、脂肪变性均较模型组轻。各组小鼠肝组织中AMPK蛋白和mRNA相对表达量比较差异均无统计学意义(P均>0.05);与空白组比较,模型组小鼠p-AMPK蛋白相对表达量明显降低(P<0.05),SREBP-1c蛋白和mRNA相对表达量均明显升高(P均<0.05);与模型组比较,二甲双胍组及益气健脾汤组p-AMPK蛋白相对表达量均明显升高(P均<0.05),SREBP-1c蛋白和mRNA相对表达量均明显降低(P均<0.05),并且益气健脾汤组SREBP-1c蛋白和mRNA相对表达量均明显低于二甲双胍组(P均<0.05)。结论益气健脾汤可以通过调控AMPK/SREBP-1c信号通路改善非酒精性脂肪性肝病小鼠的胰岛素抵抗,抑制脂质合成,进而改善糖脂代谢。

基于EKF的北斗B1C信号数据/导频联合跟踪方法

针对北斗B1C信号在低载噪比情况下跟踪精度低的问题,提出一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的北斗B1C信号数据/导频联合跟踪方法.通过构建数据/导频双通道联合跟踪模型,增加对B1C信号利用率,并在联合跟踪模型的基础上引入扩展卡尔曼滤波器,削弱传统跟踪环路中鉴别器和环路滤波器带来的跟踪误差,进一步提高跟踪环路对低载噪比信号的跟踪性能.仿真结果验证:在低载噪比情况下,相比于传统单导频通道跟踪、单导频扩展卡尔曼跟踪和联合跟踪,该方法可以有效提高跟踪精度.

GPS L1C信号的仿真分析

GPS L1C信号采用数据和导频双通道结构.基于Matlab仿真产生L1C信号并分析了数据、导频通道的自相关和频谱特性,两通道有类似的相关函数包络,导频通道自相关函数的旁峰相比数据通道向外偏移0.06个码片,相同的码相位范围内峰值变化更加剧烈,其相关峰的斜率比数据通道自相关函数高2.56dB,中心主峰更窄.比较了不同前端带宽下BPSK(1),BOC(1,1),BOC(6,1),TMBOC(6,1,4/33)调制信号的均方根带宽,理论上TMBOC(6,1,4/33)信号的跟踪精度相比L1C/A信号提高了57%.分析了次级码的相关特性.它具有强自相关性,有效降低卫星信号互相关函数的旁瓣,旁瓣比为27.4dB.研究表明L1C信号具有优良的跟踪精度和减少互相关干扰的潜能.

基于北斗B1C信号的DPE方法定位性能分析

城市峡谷环境的高精度定位是全球卫星导航定位系统亟待解决的重要问题之一。近年来提出的直接位置估计(Direct Position Estimation, DPE)方法是基于“导航域”实现位置的最优估计,现有研究集中于全球定位系统(Global Positioning System, GPS)信号进行分析验证,缺乏新体制信号的对比和抗多径原理分析,并且计算量过大不易实现。针对以上问题,基于北斗卫星导航系统(BDS)B1C信号,设计了一种快速DPE软件接收机,并基于城市峡谷环境下的真实信号验证了BDS B1C新体制信号DPE软件接收机的实际性能。实际试验表明,相同信号相干积分长度和卫星几何精度因子情况下,DPE接收机使用二进制偏置载波调制(Binary Offset Carrier, BOC)新体制信号相较于二进制相移键控(Binary Phase Shift Keying, BPSK)信号在城市峡谷环境下定位精度具有显著提升。

一种“北斗”B1C信号无模糊捕获算法

针对"北斗"B1C信号同步过程中存在的捕获模糊性问题,根据"北斗"B1C信号的信号特点,基于伪相关函数方法,设计了一种适用于"北斗"B1C信号的无模糊捕获算法。该算法采用数据分量和导频分量非相干组合的捕获策略,实现了B1C信号数据分量和导频分量的无模糊捕获,提高了捕获灵敏度。利用导航终端接收的卫星信号数据,对所提捕获算法进行了仿真验证,并分析了其无模糊捕获性能和捕获灵敏度。仿真结果表明,所提算法能准确且快速地捕获"北斗"B1C信号。

“北斗”三号B1C信号的硬件实时生成

从节省资源、提高实时性以及简化实现复杂度的角度出发,对"北斗"三号B1C信号进行硬件实时生成。首先,介绍了B1C生成相关理论并将B1C信号生成拆分成子模块进行研究和生成;其次,采用统一的系统时钟和精密的相位控制保证了B1C信号数据分量与导频分量及分量内部之间的严格对齐;最后,针对导频分量虚部,给出了一种硬件上可消除虚数运算的生成方式,解决了硬件上虚数信号难以生成这一难题,最终实时生成B1C信号。生成结果表明,理论仿真与硬件生成结果相吻合,验证了该B1C信号硬件生成方式的正确性,且该生成方式简单、灵活,占用资源少,易于工程实现。B1C信号的实时生成不仅可为接收终端基带信号处理提供模块设计参考,同时也可为信号接收处理提供测试用信号。

一种用于BDS-3接收机工程实现的两级B1C信号捕获技术

北斗三号卫星导航系统(BDS-3)B1C信号相较北斗二号卫星导航系统卫星信号,从信号结构、编码方式再到导航电文结构都发生了改变,包括引入导频信号、二次编码、BOC调制、LDPC编码和B-CNAV1导航电文结构等.这些改变一方面提高了信号性能(如抗多路径、信号捕获和跟踪精度等);另一方面,也带来了一系列问题,对接收机的信号捕获技术提出了全新的要求,如需处理更大的数据流,解决由二次编码带来的符号翻转和BOC调制造成的捕获多峰性问题.针对BDS-3接收机的工程实现,本文提出了一种新颖有效的两级B1C信号捕获技术.其中第一阶段采用扩展并行平均相关搜获结构,用以解决符号翻转问题,同时实现高效的信号粗捕获;第二阶段在缩小的搜索范围内进行高精度搜索,此步骤可有效避免信号多峰性造成的误锁可能.除此之外,本文还介绍了单信道和多信道组合式捕获技术,用户可根据资源占用和捕获灵敏度需求选取更有效的捕获方法.实验结果表明,本文提出的方法允许使用更小更经济的快速傅里叶变换(FFT)模块,并通过大量并行处理的方法实现快速捕获.相较传统的高精度捕获技术,此方法在采样频率超过50MHz时,能够在保证相近的捕获精度的同时减少至少61%的运算量.

基于B1C新信号的BDS/INS深组合改进的跟踪环路设计

针对北斗卫星导航系统/惯性导航系统(BDS/INS)的深组合定位系统,提出了一种利用惯性导航系统(INS)辅助B1C正交分量的信号跟踪算法,以解决定位过程中信号较弱致深组合定位系统失锁的问题.该算法使用了考虑INS数据的卡尔曼滤波算法,并同时利用导频分量和数据分量构成本地码,对信号进行跟踪.由该算法对实测数据计算,并利用传统算法进行对比,可以得出在弱信号的环境下跟踪环路较为稳定,伪距精度较高.

北斗三号B1C/B2a新信号精密定轨性能分析

为分析评估BDS-3新信号(B1C和B2a)的定轨服务水平,收集2021-05-01~06-30全球均匀分布的69个MGEX测站观测数据对B1C和B2a信号精密定轨性能进行评估。48 h重叠弧段结果表明,使用B1C/B2a组合观测值时,BDS-3 MEO卫星轨道3D RMS值优于6 cm,径向优于2 cm,激光测距检核残差优于4 cm。此外,单BDS-3 MEO及BDS-3 MEO+Galileo两种情况下新老信号精密定轨结果表明,前者新老信号定轨精度相差不超过1 mm,定轨性能基本相当;后者B1C/B2a新信号相比于B1I/B3I老信号呈现出更优的定轨性能,其3D RMS提升0.38 cm。

B1C信号非匹配捕获研究

针对B1C信号捕获的灵活性和多样性,提出将TMBOC信号与BOC(1,1)信号分别对其进行非匹配捕获的研究。首先建立B1C信号数学模型,对算法研究原理进行了数学推导,其次针对信号捕获的检测概率进行了分析,并对非匹配捕获中存在的信噪比损失给出了理论分析,并对实际采集到的B1C信号做捕获仿真研究。仿真表明,BOC(1,1)信号捕获能够获得更高的峰均比,而TMBOC信号在捕获B1C信号导频分量时峰均比更优,但整体相较前者峰均比下降约0.46 dB,算法的研究为B1C信号同步提供了新的思路。

基于分段FFT算法的GPSL1/L2C信号快速捕获算法研究

在科学技术快速发展的背景下,GPS技术得到了广泛的应用,在GPS系统运行过程中其稳定性与便捷性得到了广泛的关注,其中的信号快速捕获直接影响着其对卫星捕获的速度,特别是在卫星信号新增后,为了实现对双频GPS信号的接收,GPSL1/L2C信号快速捕获算法得到了全面的研究,本文根据GPSL1/L2C信号快速捕获算法的现状,主要介绍了基于分段FFT算法的GPSL1/L2C信号快速捕获算法,旨在提高信号快速捕获的准确性。

一种BDS B1C信号捕获改进方法

针对B1C信号复杂的特点和捕获的复杂性,提出一种基于ASPeCT的BOC(1,1)信号捕获算法:通过对B1C信号的接收体系建立数学模型,与相关信号的传统捕获算法进行比较,说明各自捕获时存在的问题,在此基础上提出B1C信号的改进捕获算法;最后作捕获仿真分析,利用蒙特卡洛方法模拟验证捕获检测概率。结果表明,该算法可缩短捕获时间,同时检测概率与匹配算法的相同,能够有效完成捕获的要求。

B1C信号调制实现与性能分析

北斗三号在B1频点采用新一代民用导航信号B1C调制信号。介绍了B1C信号的结构,并采用Simulink实现信号调制,比较信号分量的自相关函数和鉴相器曲线图,并对串行和并行捕获方法下的副峰误捕检测概率以及非匹配接收方法下的相关输出信噪比损失进行了仿真。仿真分析表明,导频分量自相关函数尖锐,鉴相牵引范围更大,串行捕获和并行捕获误捕概率较数据分量减小10%,而非匹配接收情况下的信噪比损失约20 d B,接收性能未能达到预期值,处理方法有待进一步提高。

北斗B1C信号及导航电文的特点分析与比较

我国北斗全球卫星导航系统工程建设已经启动,北斗互操作信号B1C的接口控制文件已经发布。本文重点对北斗B1C信号及导航电文进行介绍,并对其信号及导航电文的设计特点进行分析,同时与GPS L1C和Galileo E1OS互操作信号进行比较。分析显示,北斗B1C的信号和导航电文编排,在充分借鉴GPS L1C和Galileo E1OS信号特点的基础上,进行了优化设计。B1C信号具有与L1C信号和E1OS信号相同的中心频点和频谱结构,采用了数据导频支路、MBOC调制、分层码结构等设计方案,导航电文与GPS L1C也较为相近,实现与GPS L1C、Galileo E1OS信号的互操作。同时B1C也具有自身独有特点,如B1C导频支路采用QMBOC(6,1,4/33)调制方式、导航电文采用64进制LDPC编码,在实现互操作的基础上,也创新了自身特色。相对于北斗B1I信号,北斗B1C信号具有更好的弱信号跟踪、更短的首次定位时间等服务性能。