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认知无线电网络中基于非正交多址接入的功率分配技术研究

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认知无线电网络中基于非正交多址接入的功率分配技术研究

作者：时安谊南京邮电大学

学位级别：硕士

随着科技的高速发展,如手机、手表等便携的智能终端设备越来越多,同时,物联网(Io T,Internet of Things)的提出和发展使万物互联成为可能,这些智能设备和传感器加大了人们对于通信系统中可同时接入的设备数量的需求。在频谱资源稀缺的... 详细信息

随着科技的高速发展,如手机、手表等便携的智能终端设备越来越多,同时,物联网(Io T,Internet of Things)的提出和发展使万物互联成为可能,这些智能设备和传感器加大了人们对于通信系统中可同时接入的设备数量的需求。在频谱资源稀缺的前提条件下,研究先进的频谱接入和功率分配技术可以有效改善频谱效率。同时,在通信系统中进行功率分配,往往会因功率分配不完全而产生剩余功率,对剩余功率进行再分配,可以在不浪费功率的同时进一步提高系统的性能。功率域非正交多址接入(NOMA,Non-Orthogonal Multiple Access)允许多个同时、同频、同码的用户在功率域复用,可以显著提高频谱效率。另一方面,认知无线电(CR,Cognitive Radio)技术允许从用户在干扰抑制的前提下,与主用户共享频谱,同样可以起到节约通信资源的作用。显然,CR和NOMA两种技术可以通过合理的功率分配进行结合,以达到提升频谱效率,接入更多用户数的效果。对于基于NOMA的CR网络,需要统筹考虑主从用户间的干扰,主从用户各自的质量要求(Qo S,Quality of Service)以及用户间的连续干扰抵消(SIC,Successive Interference Cancellation)约束等,因此在CR-NOMA中的功率分配问题就显得较为复杂,现有的研究CR-NOMA的文献存在一些不足,几乎都没有考虑主网络的情况,主用户不同的接入方式对从用户产生的要求是不同的,针对上述不足,如何最大化可接入的设备数量并提升用户的Qo S具有重要的研究意义,本文因此开展CR-NOMA网络中功率分配技术研究,本文主要工作与创新如下:(1)通常,在频谱资源和总功率都固定的约束前提下,如果系统中的每个用户都能保证其Qo S,则系统中可以接入的最大的用户数,可以作为一个无线通信网络性能的评价指标。本文提出了一种针对CR-NOMA网络的功率分配策略,把该系统中最多可以接入的从用户数作为优化目标。本文考虑主从用户均采用NOMA的方式接入系统,以下行通信为主(此场景一般功率大,约束严格),严格限制从基站对主用户产生的干扰。而从用户会受到来自主基站和从用户内部的干扰。本文采用分步迭代对最优化问题进行求解,并导出了迭代求解的终止条件,与动态功率分配算法中常用的分数发送功率控制(FTPC,Fractional Transmit Power Control)以及正交多址的CR-OMA相比,仿真结果表明,本文提出的功率分配策略可以接入更多的从用户数量,并且从用户最大可接入的数量会随着主从用户各通信参数的变化而变化。(2)CR-NOMA网络经过第一阶段的功率分配之后,系统中实现了最多数量的从用户的接入,但是从基站会产生剩余功率,虽然这部分功率不足以接入下一个从用户,但是可以将这部分功率进行二次利用,提升已接入系统中的从用户的服务质量即SINR。本文从公平性的角度出发,对从基站的剩余功率进行再分配,在第一阶段考虑了主从网络各通信参数的前提下,提升系统中已接入的从用户的SINR。由于优化问题是非凸的,直接求解较为困难,本文通过引入可变的参数,将优化目标函数的上水平集用一组凸函数的0-上水平集来替换表示,从而将非凸优化问题转换为凸可行性问题,并利用二分法求解其最优值。仿真结果表示,从基站剩余功率的再分配可以实现功率的充分利用,对接入系统中的从用户而言,可以较为明显地提升其服务质量,与阶段性提升方案相比,本文分配策略的提升效果更优。

关键词：非正交多址接入技术认知无线电技术功率分配 underlay模式二分法

α-Fe中氦泡阻碍位错移动硬化的分子动力学研究

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原子与分子物理学报 2018年第6期35卷 1029-1036页

作者：刘星时靖谊彭蕾中国科学技术大学核科学技术学院合肥230027 深圳大学新能源研究中心深圳518060 深圳大学光电工程学院光电子器件与系统(教育部/广东省)重点实验室深圳518060

基于周期性位错阵列模型,利用分子动力学方法,研究了α-Fe中1/2a0{110}刃位错与3nm氦泡的相互作用导致硬化的过程,重点研究了不同温度下(300 K和623 K),氦空位比例对位错与3 nm氦泡作用机制影响的差异性.研究结果表明,当氦空位比例在0～... 详细信息

基于周期性位错阵列模型,利用分子动力学方法,研究了α-Fe中1/2a0{110}刃位错与3nm氦泡的相互作用导致硬化的过程,重点研究了不同温度下(300 K和623 K),氦空位比例对位错与3 nm氦泡作用机制影响的差异性.研究结果表明,当氦空位比例在0～1之间变化时,氦空位比例的变化对临界剪切应力的影响微弱,当氦空位比例在1～1.5之间变化时,氦泡内氦原子的数量的增加,临界剪切应力随之降低.氦空位比例升高至1.75时,高温623 K与室温相比,临界剪切应力反常升高,原因是高温引起的位错与氦泡的排斥机制:氦泡严重超压,与位错接触瞬间,沿位错拉伸侧踢出自间隙原子团簇,被位错吸收后产生割阶;由于位错割阶与超压氦泡同为压应力场,割阶被氦泡强烈排斥反弹.

关键词：氦泡刃位错氦空位比例分子动力学

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智能变电站分布式母线保护实现方案

电力系统保护与控制 2011年第16期39卷 139-141,146页

作者：刘伟倪传坤杨恢宏时谊雷振锋许继集团河南许昌461000

IEEE1588是关于网络测量和控制系统的精密时间协议(Precision Time Protocol,PTP)标准,其网络对时精度可达亚μs级。提出一种利用主单元中IEEE1588对时芯片的高精度时钟发生器,采用1588对时协议实现各个子单元采样数据同步,构建出智能... 详细信息

IEEE1588是关于网络测量和控制系统的精密时间协议(Precision Time Protocol,PTP)标准,其网络对时精度可达亚μs级。提出一种利用主单元中IEEE1588对时芯片的高精度时钟发生器,采用1588对时协议实现各个子单元采样数据同步,构建出智能变电站分布式母线差动保护的实现方案,描述了采样数据的同步处理及功能分布等。该方案的特点是差动保护不依赖于外部时钟的影响,可靠性高,符合国网公司的技术规范要求。

关键词： IEEE1588 采样同步分布式母线保护智能变电站

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计及无功经济价值的配电网电容器优化配置

电力系统保护与控制 2011年第9期39卷 59-64页

作者：文明何禹清蒋海波刘定国时谊湖南省电力公司试验研究院湖南长沙410007 中机国际工程设计研究院湖南长沙410007 许继电气股份有限公司河南许昌461000

提出了一种计及无功经济价值的配电网电容器优化配置方法。分析了并联电容器接入系统后,对系统网损、容量释放产生的经济价值和其本身具备的能量经济价值,并从经济学角度确定了电容器优化配置的一般原则。根据电路网络基本原理的简化分... 详细信息

提出了一种计及无功经济价值的配电网电容器优化配置方法。分析了并联电容器接入系统后,对系统网损、容量释放产生的经济价值和其本身具备的能量经济价值,并从经济学角度确定了电容器优化配置的一般原则。根据电路网络基本原理的简化分析,推导出单位无功与系统网损的定量关系,进而得出单位无功降损的线性化表达,并将非线性的无功选址优化问题转化成含整型变量的线性问题。新的优化模型中定量地考虑了无功的安装成本和经济价值。仿真结果表明,相对于其他方法,该方法确定的无功安装位置和容量更经济,效果更加明显。

关键词：电力系统配电网无功补偿优化规划经济效益并联电容器

Bcc Fe晶界模型简化方法的第一性原理研究

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原子与分子物理学报 2018年第1期35卷 161-166页

作者：白永安时靖谊彭蕾中国科学技术大学核科学技术学院合肥230027

基于密度泛函理论,计算了bcc Fe中Σ5(310)晶界平面位置处He_nV(n≤2)团簇的性质,同时以此数据结果为判断标准,分析了两种简化晶界模型的优劣,这两种简化晶界模型分别是自由表面晶界模型和重构的双晶界模型.选取三种不同取向的He_2V团簇... 详细信息

基于密度泛函理论,计算了bcc Fe中Σ5(310)晶界平面位置处He_nV(n≤2)团簇的性质,同时以此数据结果为判断标准,分析了两种简化晶界模型的优劣,这两种简化晶界模型分别是自由表面晶界模型和重构的双晶界模型.选取三种不同取向的He_2V团簇,分别从结构、能量、计算资源消耗等多种角度进行对比,分析了所建模型的合理性与可行性.结果表明,两种简化模型都能够显著提高计算效率,但是自由表面晶界模型与初始完整晶界模型的计算结果更加吻合.同种简化方法及思路亦可应用于诸如非对称晶界的更复杂的晶界结构.

关键词： Σ5(310)晶界 HenV团簇自由表面晶界间距第一性原理

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α-Fe氦缺陷及弹性模量的第一性原理研究

原子与分子物理学报 2016年第5期33卷 946-950页

作者：汤新政彭蕾时靖谊白永安中国科学技术大学核科学技术学院合肥230027

基于密度泛函理论,针对聚变堆结构钢中子辐照后氦效应进行第一性原理模拟研究.通过计算α-Fe中He缺陷形成能,来分析不同类型He缺陷相对稳定性及磁性的影响,并针对相对稳定的替位He缺陷,计算氦缺陷对α-Fe弹性模量的影响.结果表明:磁性... 详细信息

基于密度泛函理论,针对聚变堆结构钢中子辐照后氦效应进行第一性原理模拟研究.通过计算α-Fe中He缺陷形成能,来分析不同类型He缺陷相对稳定性及磁性的影响,并针对相对稳定的替位He缺陷,计算氦缺陷对α-Fe弹性模量的影响.结果表明:磁性对替位氦缺陷影响较小,结合态密度数据可知,替位氦可能引起晶格常数增大和体模量降低,且氦相对浓度减小可能会引起对弹性模量降低影响的弱化.

关键词： α-Fe 氦缺陷形成能弹性模量第一性原理