基于稀疏多径矩阵的RIS辅助无线通信系统的信道估计

在智能反射面(Reconfigurable Intelligent Surfaces,RIS)辅助的无线通信系统中,由于基站侧复杂的散射环境及RIS大量的反射元件,导致级联信道估计导频开销过大。针对此问题,提出了一种基于稀疏多径矩阵的信道估计方案,旨在优化导频资源的使用,从而提高估计效率和准确性。该方案充分利用了RIS的反射特性和信道的稀疏性,利用不同用户位置的信道方向信息,在基站侧构建的稀疏多径矩阵来捕获关键的信道信息,并据此优化RIS反射系数以及基站的接收信号,进一步提升信道估计的性能。对该方案进行了仿真,并与传统的信道估计方法进行了比较。仿真结果证明,在相同的导频资源条件下,该方案能够显著降低级联信道估计的归一化均方误差(Normalized Mean Square Error,NMSE)。

ZnO镀膜光纤传感器参数与反射系数作用机理研究

反射系数是ZnO镀膜光纤传感器的设计和制作关键参数之一。电极厚度、工作频率和谐振腔长度等参数对反射系数影响较大,反射系数的优化对器件性能的改进,效率的提升有着重要作用。建立了氧化锌镀膜光纤传感器反射系数的优化模型,采用了一种混合粒子群优化算法对反射系数进行了优化。仿真得到了一系列器件参数优化数据,结果说明该方法较为有效;研究了反射系数与器件参数的内在作用机理;对器件的设计做了定性的分析,为器件的制作提供了理论参考。

RIS辅助的UAV与用户协同缓存策略

研究了智能反射面(RIS)和缓存辅助的无人机(UAV)中继通信系统方案,通过在UAV与用户之间搭建RIS反射信号,改善信道环境;在UAV与用户设备上部署缓存设备,预先存储热点内容,减轻无线回程链路的压力;以最大化用户服务成功概率为优化目标,建立缓存容量受限约束下的UAV与用户协同缓存放置策略优化模型,针对该非线性连续非凸约束优化问题,提出基于鲸鱼优化算法(WOA)的求解方法.仿真实验结果表明,使用RIS可以有效降低UAV通信中断概率,基于WOA的UAV与用户协同缓存最优放置策略优于现有其他两种缓存策略,能有效提高缓存命中概率,从而提高用户服务成功概率.

横向二阶导数TV正则化三维反射系数反演

三维反射系数数据体一般采用逐道(或逐线)稀疏反演的方式获得,但由于道与道(或线与线)之间缺乏联系使三维反射系数横向连续性不佳而产生抖动假象。为了全方位压制抖动假象,在反演目标函数中加入合成数据三维空间中的横向二阶导数全变分(Total Variation,TV)约束项提高反演结果的空间连续性,进而将常规的逐道L1范数正则化反演目标函数扩展为三维反演形式。但时间—空间域三维反演目标函数中存在三维卷积运算而难以直接进行优化求解,因此在分裂Bregman优化框架下将该三维反演目标函数转化到频率—波数域实现了快速求解。合成数据实验及实际数据处理结果表明,该反演方法不仅可以高效地获得三维反射系数数据体,而且能显著改善易被抖动假象掩盖的小构造和薄层的成像效果。

生物组织光学参数:优化散射系数(μ′_s)的实时在位测定

利用了一套特殊设计光纤探头组成的稳定态光纤光谱仪测试生物组织的光学参数 ,从悬乳液 ( Intralipid)与模拟胶 ( Phantom)实验推导出优化散射系数 ( Reduced scattering coefficient:μ′s)近红外谱测量经验公式。测量反射系数就可以计算出优化散射系数谱。计算结果用模拟胶作了验证 ,并对大鼠脑组织μ′s 进行了实时在位测量 ,从而得到了一种 μ′s

医院RIS系统的应用

放射信息系统(radiologyinformationsystem,RIS),是放射科的医疗信息系统,同时是具有管理科内所有患者资料和科室日常工作的综合管理信息系统,也是高水平高效率进行科研、教学、学术交流,全面提高科室医疗水平的现代化信息平台。各种X光机、DSA、X-CT、MRI、CR、DR等先进的设备已成为放射科的常规组成部分,同时国际各种先进的放射诊疗技术也引进到中国,使得放射科成为微创无创诊断治疗相结合的综合性科室,并成为数字化医院建设快速发展的重要组成部分。这些日常医疗工作的条件与诊疗技术和水平的提高,必然要求与之配套的RIS来全面汇总信息资源、整合科室工作环节,优化工作流程。并促进数字医疗数字医院的发展和建设。

长寿沙田柚Ri T-DNA转型根优化培养体系研究

设计了长寿沙田柚不同外植体在光、暗条件下进行发根农杆菌遗传转化试验,建立了长寿沙田柚RiT-DNA转型根优化培养体系,该体系为:用对数期的发根农杆菌A4菌株感染活化胚中单片子叶的创伤腹面,25℃±2℃暗培养25～30d,多数子叶上发出转型根(毛状根),遗传转化率达(83±11)%。继代脱菌5代后获得无菌转型根。外植体活化采用MT培养基,继代脱菌培养采用MS培养基。采用这个体系获得了大量激素自主的长寿沙田柚RiT-DNA转型根。获得的新鲜转型根白色,长1.14±0.07cm,粗0.73±0.04mm,负向地性生长。

空间节省型堰式沉箱波浪反射与结构优化试验研究

为了同时提升消浪效果和节省海岸空间,对低反射防波堤进行改进,提出了一种空间节省型堰式沉箱结构。通过物理模型试验研究了堰式沉箱在规则波作用下的消能机理,然后采用单因子分析法分析了相对淹没深度、波陡和相对波高对反射系数的影响,并且利用SPSS软件对无因次参数进行非线性回归分析得到了反射系数计算公式。结果表明,内堰消浪室可以形成良好的波能耗散机制,随着有效消浪室个数的增多,消浪效果逐渐增强,使得反射系数的最小值和最大值较非透空直立结构分别降低了60%~90%和10%~30%。基于以上研究成果,给出关于特征水位与内堰的相对位置关系的合理建议,并总结了堰式沉箱结构的优化设计要点,对实际工程应用具有一定的指导意义。

中国医学科学院肿瘤医院PACS/RIS系统应用状况

中国医学科学院肿瘤医院经过几年的摸索和实践,通过优化流程,以提高科室工作效率为契机,有效地推动了PACS系统在医院的广泛应用。

基于深度强化学习的可重构智能超表面辅助无人机通信联合波束成形与轨迹优化

针对可重构智能超表面(reconfigurable intelligent surface,RIS)辅助无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)通信中的相移矩阵和UAV轨迹设计高度耦合所带来的运算复杂度较高的问题,本文面向RIS辅助UAV通信服务多用户场景,提出采用一种基于双深度确定性策略梯度框架的优化方法。该方法利用两个深度确定性策略梯度框架分别解耦UAV轨迹和波束成形两个子问题,并通过在奖励函数中添加与UAV能耗相关的惩罚项,实现系统频谱效率和能源效率的联合优化。数值仿真结果证明,联合优化UAV轨迹和波束成形向量能够有效提升系统性能,恰当的奖励函数设计能够有效指导智能体在动态无线环境中学习到正确的UAV轨迹与波束成形策略。该联合优化方法和基础方法相比实现了至少12%的频谱效率提升和24%的能源效率提升。

有源RIS辅助的上行NOMA系统和速率最大化研究

可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent Surface, RIS)和非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access, NOMA)技术都是未来无线通信中有前景的技术。然而,由于基站(Base Station, BS)-RIS-用户之间的反射信道存在“双衰落”效应,会限制传统无源RIS辅助NOMA系统的性能增益。文中针对有源RIS辅助的上行NOMA系统和速率问题展开研究,其中有源RIS的反射单元(Reflecting Elements, REs)不仅可以调整入射信号的相位,也可以放大入射信号的幅度。针对所建立的非凸和速率最大化问题,利用Charnes-Cooper转换和半正定松弛(Semidefinite Relaxation, SDR)工具设计了一种高效的交替优化算法,对优化问题进行求解。仿真结果表明,与多种基准方案相比,文中提出的有源RIS辅助的NOMA系统传输方案可以有效地提高系统的和速率性能。

基于无芯光纤的“三明治”光纤在折射率传感应用中的参数优化研究

为了提高无芯光纤在折射率方面的灵敏度,并针对无芯光纤的结构参数优化尚不够深入的问题,提出了一种无芯光纤结构参数的优化方法,研究了单模-无芯-单模(SNCS)的“三明治”光纤在折射率(RI)传感中的灵敏度等性能指标.基于Rsoft光学仿真软件,利用光束传播法对SNCS光纤进行仿真研究,模拟了光场分布和输出透射谱特性.为了提高传感灵敏度,在保证透射谱不重叠的条件下,通过计算自成像周期和波长偏移量等指标,系统地优化了长度和直径等无芯光纤的结构参数.仿真结果表明,当无芯光纤长度为6.55 mm且直径为20μm时,RI在1.380~1.390内,SNCS光纤的灵敏度可达到2200.92 nm/RIU,也验证了所提出的无芯光纤结构参数优化方法的有效性,为基于无芯光纤用于高灵敏RI传感的“三明治”光纤的结构设计与应用提供了理论支撑.

考虑功率可调节裕度的综合能源系统云边协同优化

区域综合能源系统(RIES)集群协同优化可以实现跨区域能量共享,提高系统的灵活性。针对RIES集群多主体难管控的问题,提出了一种考虑功率可调节裕度的云边协同优化调度模型。首先,对不可控设备和可控设备的可调节能力进行建模,并在此基础上建立RIES主动调节能力综合指标的数学模型;其次,建立能量管理云平台和RIES双层能量优化模型,能量管理云平台以降低整个系统对外部能源需求为目的对区域间能量互济进行调控;然后,引入交替方向乘子法对模型进行求解,协调能源信息交互;最后,通过云边协同优化方法对RIES集群运行进行了仿真验证。结果表明:各RIES对内部能量进行优化,实现了低碳经济运行,并提高了系统的功率可调节裕度。由能量管理云平台和RIES协同交互完成的优化过程,提高了RIES集群的自给能力和主动调节能力,减少了系统运行成本和碳排放。

计及电-气-热需求响应的区域综合能源系统运行优化

针对区域综合能源系统(regional integrated e ner gy system,RIES)源荷主体互动少、碳排放强度高、风光消纳能力低以及整体运行效益差等问题,文中提出计及电-气-热价格需求响应的RIES经济低碳运行优化方法。利用电能、天然气、热能共有的商品属性以及多元柔性负荷的可调度价值,建立电-气-热价格需求响应模型,有效增强了价格信号对负荷参与需求响应的激励效应;为充分挖掘系统的低碳潜力,引入阶梯型碳交易,完善实际碳排放模型;以系统运行成本最小为优化目标,研究不同运行方式对系统经济性和低碳性的影响。案例分析结果表明,所构建的运行优化模型采用价格需求响应和阶梯型碳交易协同优化方式,在实现负荷削峰填谷的同时可以兼顾系统运行的经济低碳性与风光消纳能力。

基于粒子群优化算法波阻抗反演的研究与应用

在地震勘探中占有重要地位的波阻抗反演属于求解最优化问题,其优化目标函数可能包含多个在一定范围内的连续变量,传统的优化手段存在对有些函数难以优化、容易陷入局部解及收敛速度缓慢等问题。粒子群算法只是考虑目标函数,对初始模型的依赖程度不高,并且可以随机地在全局域内进行搜索。本文基于粒子群算法的原理,提出了地震道反演中粒子群算法的实现方法,并详细地分析粒子群算法的抗噪能力;利用模型对该方法进行检测,得知在无噪时反演结果与模型一致;在依次加入3%、10%和25%的噪声后,反演前后的相关系数分别达到98.31%、93.27%和82.09%;文中还用实际资料证明了该方法的有效性。

基于岩石物理模型的最优化AVO三参数同步反演方法

由于反射系数线性近似公式受到小角度入射和界面弹性参数差异小的基本假设的限制,常规AVO反演在大角度入射和界面弹性参数差异大的情况下存在严重不确定性。提出了基于岩石物理模型的最优化AVO三参数同步反演方法,该方法将研究工区的特定岩石物理条件作为先验软约束融合到反射系数近似公式中,以最优反射系数近似为基础实现了最终的三参数同步反演。从应用效果看,基于岩石物理模型的最优化三参数同步反演具有更强的工区适用性,减小了常规反射系数近似公式的基本假设对反演结果的影响,而且正交基函数提高了AVO反演的可靠性。

高功率光纤激光器端面反射系数快速优化算法

在高功率光纤激光器优化中提出了一种输入端反射系数与输出端反射系数快速优化算法。基于斜率效率优化准则,通过掺镱光纤激光器实例分析,数值计算结果表明,采用端面反射系数快速优化选择算法,将计算时间至少缩短为传统算法的8%,较好地避免了阶梯误差的产生,提高了计算精度;在相同的参数条件下,正向抽运时,光纤激光器的端面反射系数优化选择取值区域最大,双向抽运时,光纤激光器的端面反射系数优化选择取值区域次之,而反向抽运时,光纤激光器的端面反射系数优化选择取值区域最小。

复合型吸波材料的设计及优化

吸波材料在军事隐身方面,有着广泛的应用,开发轻质、宽频、高效吸波材料意义重大。针对目前复合型吸波材料开发过程中的难题,综述了吸波材料的吸收机理及研究现状;并且分析了单层和双层吸波材料的开发途径,手性材料应用的前景及问题。说明了开发复合型吸波材料的理论基础,及其设计及优化设计方法。展望了吸波材料的发展趋势。

考虑综合需求响应的楼宇综合能源系统能量管理优化

针对楼宇综合能源系统(residential integrated energy system,RIES)能量管理时未充分考虑影响室温因素及其对负荷建模的影响和刚性捆绑RIES、用户从未全面考虑用户舒适度和用能支出的问题,文中提出冷、热负荷参与阶梯型补贴和电负荷参与电价型综合需求响应的RIES能量管理优化模型及其求解方法。首先,综合考虑影响室温因素,得到离散化的楼宇热平衡方程,建立楼宇的柔性而非固定的冷、热、电负荷数学模型。其次,建立冷、热负荷参与的阶梯型补贴和电负荷参与的电价型综合需求响应机制。然后,考虑RIES向用户售能的收益、从外部购能的成本和支付用户的补贴费用,构建以最大化RIES运行利润为目标、计及设备和系统运行约束的能量管理优化数学模型,并采用Cplex对线性化后的模型进行求解。最后,通过算例仿真表明:计及综合需求响应的RIES能量管理优化能统筹协调供需两侧资源,提升系统与用户的经济效益。

基于粒子群优化算法的波阻抗反演研究

波阻抗反演属于最优化问题,其目标函数可能包含多个在一定范围内连续的变量。传统的优化手段对某些函数存在难以优化,容易陷入局部解,收敛速度缓慢等问题。粒子群算法只考虑目标函数,对初始模型的依赖程度不高,可以随机地在全局域内进行搜索。通过分析粒子群算法的原理,提出了地震波阻抗反演粒子群算法的实现方法。详细地分析了粒子群算法的抗噪能力及算法中各参数对反演结果的影响,得出参数的最优组合。利用模型数据对该方法进行检测,在无噪情况下,反演结果与模型一致;在加入3%,10%和25%的噪声后,反演前后的相关系数分别为98.31%,93.27%和82.09%,证明了该方法的有效性。