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大规模MIMO系统的信号检测算法研究

大规模MIMO系统的信号检测算法研究

作者：邱诗凯国防科技大学

学位级别：硕士

当今社会,无线通信技术高速发展,越来越多的智能终端设备接入无线网络,人们逐渐步入5G时代,对通信系统的要求也变得更高。为了满足未来通信技术在节点密度、通信速率和频谱利用率等多方面的需求,大规模多输入输出（Massive MIMO）技术... 详细信息

当今社会,无线通信技术高速发展,越来越多的智能终端设备接入无线网络,人们逐渐步入5G时代,对通信系统的要求也变得更高。为了满足未来通信技术在节点密度、通信速率和频谱利用率等多方面的需求,大规模多输入输出（Massive MIMO）技术被广泛采用,它作为5G的一项关键技术,表现出重要作用和巨大潜力,成为了现今的研究热点之一。对于大规模MIMO,信号的检测性能决定了MIMO系统性能的优劣,而受增加的天线阵列影响,信道环境变得格外复杂,这对接收端信号检测的精度和复杂度都带来了挑战。因此,为解决高计算复杂度和较差检测性能的困境,本论文对信号检测算法进行重点研究,主要工作如下:1首先介绍了MIMO系统的信号模型,然后分析比较了几种信号检测算法,利用MATLAB仿真软件对介绍的算法在不同环境下进行误码率的分析对比,并讨论了它们的计算复杂度。2在切比雪夫迭代（CI）的基础上,提出了低复杂度高性能的耦合切比雪夫迭代（CCI）检测算法,实现了比传统线性检测算法更接近MMSE的误码率性能。CCI算法引入一个方向向量,提高检测过程相关迭代量计算的并行性,并且避免了传统检测算法涉及的复杂大规模矩阵逆运算,减少了矩阵和矩阵以及矩阵和向量的乘法计算,加快了迭代过程,从而大幅降低算法复杂度。3将信号检测模型转化为凸优化问题,先利用凸优化方法中的交替方向乘子法（ADMM）的快速收敛特性得到初解,然后改进了邻域搜索算法（NSA）,对向量的每个元素在其邻域上进行搜索优化,避免原算法搜索过程的复杂性。结合ADMM算法提出一个高收敛速率高检测性能的算法N-ADMM,得到了更好的误码率性能同时又使复杂度保持在较低的数值。

关键词：大规模MIMO 信号检测低复杂度切比雪夫迭代邻域搜索法 ADMM

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洱海入湖河流健康评价——以白鹤溪为例

洱海入湖河流健康评价——以白鹤溪为例

作者：邱祖凯苏州科技学院

学位级别：硕士

入湖河流是一种特殊的河流类型,它是湖泊流域生态环境的重要组成部分。随着我国经济的不断发展,入湖河流都受到不同程度的人为干扰,不同类型入湖河流往往水质污染严重、河道渠道化、河流生态健康严重受损,清水产流机制出现退化,难以输... 详细信息

入湖河流是一种特殊的河流类型,它是湖泊流域生态环境的重要组成部分。随着我国经济的不断发展,入湖河流都受到不同程度的人为干扰,不同类型入湖河流往往水质污染严重、河道渠道化、河流生态健康严重受损,清水产流机制出现退化,难以输送清水入湖,因此急需开展入湖河流健康评价,以为入湖河流水环境治理提供科学依据。本文借鉴国内外相关研究成果结合洱海西部入湖河流的特征,构建了适用于洱海西部入湖河流的健康评价体系,并对洱海西部主要入湖河流进行了实证研究,研究成果如下:(1)本文综述了河流健康内涵、河流健康评价指标体系以及河流健康评价方法的发展历程,提出了当前河流健康评价领域存在的一些问题。并结合现有的河流健康内涵和入湖河流的特征,提出入湖河流的健康内涵。(2)本文参照国内外河流健康评价领域的经典案例结合洱海西部入湖河流的主要特征构建了适用于洱海西部入湖河流的健康评价指标体系及评分标准。(3)本文通过综合比对当前河流健康评价领域的权重确定方法以及评价方法,选择综合权重法和综合指数法应用于本研究。(4)将本文所建立的河流健康评价体系应用于洱海西部入湖河流白鹤溪,评价结果表明白鹤溪丰水期与枯水期都处于亚健康与轻微病态之间,丰水期的健康综合指数明显高于枯水期。对其主要指标进行分析,水文指标反映出白鹤溪流域水资源利用不合理的状况,水质指标反映出白鹤溪流域的污染来源,水生生物指标体现出白鹤溪的河流特点。从主要指标的变化趋势来看当地旅游业带来了较为严重的环境污染问题。(5)将本文所建立的河流健康评价体系应用于洱海西部的9条主要入湖河流(包含白鹤溪),评价结果表明阳溪、茫涌溪和灵泉溪处于健康与亚健康之间,锦溪、隐仙溪、中和溪、白鹤溪、龙溪和莫残溪处于亚健康与轻微病态之间。对它们的分布特征进行研究,结果表明由于人为干扰的影响洱海西部主要入湖河流的健康指数得分从北向南有递减趋势。对各个指标进行具体研究,结果表明,洱海西部入湖河流存在部分区域水体污染严重,河流生态退化,河流服务功能退化等问题。

关键词：河流健康评价入湖河流洱海西部白鹤溪

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证书验证服务及在下属层次信任模型下的实现

云南大学学报（自然科学版） 2007年第S1期29卷 101-104页

作者：杨福贵柳青邱发林云南大学信息学院云南昆明650091

对基于服务器的证书验证协议(SCVP)作了简要介绍,分析了协议的优缺点.针对下属层次信任模型的特点,给出了此种信任模型下协议的一个模型系统设计与实现方案.

关键词：公钥基础设施证书验证基于服务器的证书验证协议下属层次信任模型

四硫富瓦烯分子结基于连接位点热-电输运性能理论调控研究

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原子与分子物理学报 2025年第6期42卷 37-42页

作者：高一波邱乙峰刘丹丹张晖阜尹彬洁彭敬源张蓓新疆大学物理科学与技术学院乌鲁木齐830046

热电材料的研究对于再利用工业废热、生产清洁能源具有很大的意义.本文以锯齿状石墨烯纳米带(zGNR)做为电极,以不同连接位点的四硫富瓦烯(Tetrathiafulvalene,TTF)分子做为中心散射分子,构建了中心连接TTF分子结器件和边缘连接TTF分子... 详细信息

热电材料的研究对于再利用工业废热、生产清洁能源具有很大的意义.本文以锯齿状石墨烯纳米带(zGNR)做为电极,以不同连接位点的四硫富瓦烯(Tetrathiafulvalene,TTF)分子做为中心散射分子,构建了中心连接TTF分子结器件和边缘连接TTF分子结器件两种热电器件.采用密度泛函理论和非平衡格林函数方法研究了它们的热-电输运性质.结果表明,连接位点的不同对TTF分子器件热电性能具有显著影响.基于锯齿状石墨烯纳米带独特的边缘结构,导致边缘连接TTF分子结器件电输运性质高于中心连接分子结器件;与此同时,边缘悬挂氢键局域共振效应使得边缘连接TTF分子结热输运性能略小于中心连接TTF分子器件.边缘连接TTF分子结器件获取优异热电优值(ZT=0.457),为中心连接TTF分子结器件的3.4倍(ZT=0.135).

关键词：锯齿状石墨烯纳米带四硫富瓦烯分子连接位点热-电输运性质

水稻不同单倍型OsIDEF1基因在铁吸收中功能研究

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水稻不同单倍型OsIDEF1基因在铁吸收中功能研究

作者：邱冠凯中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所)

学位级别：硕士

铁作为水稻最重要的营养元素之一,参与细胞的多种生理生化过程。而水稻作为我国的主要粮食作物,被广泛种植,但由于水稻种植土壤环境不同,有很大一部分水稻正在面临直接或间接的缺铁胁迫,如在盐碱地中由于p H较高,土壤中离子态的铁元素很... 详细信息

铁作为水稻最重要的营养元素之一,参与细胞的多种生理生化过程。而水稻作为我国的主要粮食作物,被广泛种植,但由于水稻种植土壤环境不同,有很大一部分水稻正在面临直接或间接的缺铁胁迫,如在盐碱地中由于p H较高,土壤中离子态的铁元素很少,且多以Fe存在,严重影响水稻的正常生长和代谢。Os IDEF1在水稻在缺铁条件下表达量升高,该转录因子能够识别下游的顺式作用元件IDE1,并诱导下游基因的表达。通过研究Os IDEF1可深度挖掘水稻在缺铁胁迫下的分子机制,为解决其在盐碱等条件下导致的缺铁问题提供理论依据。已有研究表明,Os IDEF1具有三种不同单倍型,包括最短的吉粳88(J88)型、次之的长白9(C9)型和最长的IR64型,这三种单倍型基因长度依次相差12 bp,蛋白序列相差4个氨基酸。通过对蛋白结构分析发现其变异位点主要存在于与二价金属离子结合的HN区,因此在此位点发生的变异是否影响了该基因的功能呢?本研究通过构建转基因材料和代换系群体,对其进行表型分析,鉴定不同单倍型Os IDEF1的基因功能强弱,并进行其相关的转录激活强弱实验以及金属离子结合能力强弱实验对三种不同基因长度的Os IDEF1功能深度挖掘,获得如下结果:*** IDEF1基因转基因材料的获得及表型分析构建Os IDEF1基因的CRISPR/cas9载体和过表达载体,获得了两个稳定的基因敲除和过表达株系。对基因敲除和过表达株系进行缺铁胁迫处理,发现基因敲除突变体长势明显比野生型弱很多,并出现叶片发黄,而过表达突变体表型与其相反。*** IDEF1三种单倍型代换系构建及表型分析采用杂交的方法构建两种不同背景代换系:越光(KS)背景和吉粳88(J88)背景,获得稳定株系后通过PCR的方法鉴定单株基因型。在同一背景下选取不同单倍型的单株进行缺铁胁迫处理,观察表型后发现两种不同背景的群体表型均表明基因长度越短的Os IDEF1,基因功能越强。3.不同单倍型转录因子Os IDEF1的转录激活能力研究为验证不同单倍型Os IDEF1转录激活能力,选取其能够作用于下游Os IRO2启动子上的顺式作用元件IDE1作为转录激活位点,连接LUC相关载体后利用不同单倍型Os IDEF1转录激活,在烟草和原生质体两种体系中验证发现基因长度越短,转录激活能力越强。4.不同单倍型Os IDEF1与二价金属离子结合能力分析通过原核表达后纯化蛋白得到三种不同单倍型Os IDEF1,定量后通过螯合Fe的树脂,将结合在树脂上的Os IDEF1蛋白洗脱下来后通过Western Blot验证蛋白浓度,发现Os IDEF1基因长度越短,与二价铁离子的结合能力越强。综上所述,我们鉴定出水稻品种中存在三种单倍型的Os IDEF1基因;每种基因型相差12 bp,相差4个氨基酸;体内和体外活性初步证实:越短单倍型,其对铁的吸收功能越强;这将为今后分子辅助育种提供了理论基础。

关键词：水稻转录因子单倍型基因功能

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基于嵌入式系统的电磁钢轨探伤数据处理研究

基于嵌入式系统的电磁钢轨探伤数据处理研究

作者：邱祉凯北京交通大学

学位级别：硕士

我国铁路交通行业近几年高速发展,如何确保行车安全是一个备受关注的问题。在众多的安全保障技术中,检测钢轨损伤是重要的基础检测技术。钢轨探伤工具有“铁路医生”之称,是用于检测铁路钢轨损伤的专业车辆设备。目前国内检测钢轨损伤... 详细信息

我国铁路交通行业近几年高速发展,如何确保行车安全是一个备受关注的问题。在众多的安全保障技术中,检测钢轨损伤是重要的基础检测技术。钢轨探伤工具有“铁路医生”之称,是用于检测铁路钢轨损伤的专业车辆设备。目前国内检测钢轨损伤的方法主要为超声波探伤,手段较为单一。这种检测方法在实施时对环境有较高的要求,超声波传感器需要与钢轨密切接触,并且需要添加耦合剂。基于超声波原理研制的钢轨探伤小车需要人工作业,速度较慢;大型探伤车只能在铁路无车运行情况下使用,越来越无法满足大量钢轨需要检测维护的需求。本文主要介绍了基于电磁感应原理的钢轨探伤的方法,通过检测钢轨反馈的电磁涡流大小来判断钢轨的损伤信息,这种检测方法具有非接触、高速度等优点,能够检测钢轨的表面及内部的缺陷。本文设计了基于嵌入式系统的电磁钢轨探伤数据处理平台,能够实现在线钢轨损伤信息的检测保存及传输功能。通过对激励传感器施加正弦信号,产生的电磁场作用于钢轨,钢轨产生的涡流反作用于检测传感器上,通过对检测信号的解调分析,能够判断出钢轨的损伤信息,将钢轨损伤数据和定位数据在线保存,并通过无线网络发送到远程服务器端。数据处理平台由FPGA和嵌入式ARM分工合作,共同完成任务。论文的主要内容如下：详细介绍了基于嵌入式系统的电磁钢轨探伤数据处理的硬件平台设计。硬件平台选择Xilinx公司推出的集成FPGA和嵌入式处理器ARM的Zedboard开发板,利用AD/DA转换板完成激励信号和采集信号的模／数和数／模转换工作,电磁钢轨探伤的硬件还包括前端的涡流传感器及微弱信号放大电路,对损伤位置定位的GPS模块以及用于数据传输的GPRS模块。基于嵌入式系统的电磁钢轨探伤数据处理的软件平台设计主要包括两部分。一部分是FPGA信号解调的程序设计,采用FFT算法完成回采信号的解调任务,软件上采用Verilog语言实现;另一部分是嵌入式系统数据管理的程序设计,包括嵌入式系统的搭建、系统定位模块的程序设计、数据传输模块的程序设计,以及SQlite嵌入式数据库模块实时保存数据的程序设计,软件上采用C语言实现。对搭建的电磁钢轨探伤数据处理平台进行实验及功能验证。上位机编程实现串口采集FPGA解调数据,通过比较不同频率激励信号作用下回采信号生成的曲线来检验电磁钢轨探伤的效果;对嵌入式Linux系统及各模块能否正确、及时地管理数据进行了测试和功能验证。结果表明：搭建的这套电磁钢轨探伤数据处理平台能够实现既定的功能,满足在线电磁钢轨探伤的要求。

关键词：钢轨探伤电磁感应嵌入式Linux FPGA 数据处理

基于再生制动技术的能量集成混合动力系统研究

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基于再生制动技术的能量集成混合动力系统研究

作者：邱广凯山东科技大学

学位级别：硕士

节能减排是汽车工业发展的时代主题。随着能源短缺、油价上涨等问题的突出,公众节能减排意识的不断增强和电子技术的不断进步,新型能源汽车得到有效发展。在目前的新能源汽车发展阶段,插电式混合动力电动汽车是向最终清洁高效能源汽车... 详细信息

节能减排是汽车工业发展的时代主题。随着能源短缺、油价上涨等问题的突出,公众节能减排意识的不断增强和电子技术的不断进步,新型能源汽车得到有效发展。在目前的新能源汽车发展阶段,插电式混合动力电动汽车是向最终清洁高效能源汽车过渡的最佳选择。汽车再生制动技术对提高车辆能源利用率具有重要意义,本文根据其基本原理,将飞轮再生制动与电机再生制动系统进行协同作用,组成复合再生制动系统,实现制动能量回收最大化,同时飞轮可有效调节发动机最佳工作点和电机峰值,提高能源利用率。本文主要内容有:首先,以锂电池、电动机和生物质柴油发动机为主动力源,制动能量回收系统为辅助动力源,组合成复合能量源。在汽车制动或减速时,将部分制动能量转为飞轮的机械能,或通过发电机转为蓄电池的电能,在加速或启动时反馈为汽车的动能。对动力总成关键部件及其特点进行分析,重点分析了飞轮储能的关键技术,飞轮的材料、形状、转速、质量等对飞轮储能状态的影响。其次,对汽车制动能量回收特性进行分析,分析了能量回收的依据、制动能量利用率等。主要回收的是减速制动的能量,紧急制动时被回收量较少。对复合制动能量流进行分析,选择单级行星齿轮机构作为动力耦合和能量流分配装置,以减少能量在被制动回收时的损失。通过对飞轮制动能量回收特性的分析,理论验证了飞轮储能装置加载在汽车动力系统的可行性;根据对电机节能潜力的分析和三种循环工况的对比,确定了本文仿真模拟的典型城市循环工况。再次,通过理论计算分析,确定了动力系统的关键部件的基本参数,并建立了动力总成的数学模型。对飞轮的模型进行了重点分析,根据材料特性与飞轮储能状态的关系,与三种飞轮储能装置的参数对比,确定了飞轮的基本规格。最后,分析了 PHEV常用的三种控制策略及其特点,通过对比分析确定了以基于规则的控制策略进行能量管理,以Matlab/Simulink和ADVISOR软件为平台,对动力总成进行仿真,分析整车燃油经济性和动力性。结果表明:复合制动能量回收系统和发动机协同工作,发动机工作情况得到明显改善;同时对电机有一定的调峰作用,制动能量回收率明显提高,整车动力性能也明显提高。

关键词：混合动力飞轮储能复合再生制动能量集成控制策略

安全关键软件的AADL模型自动逆向构造与验证方法

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安全关键软件的AADL模型自动逆向构造与验证方法

作者：邱志凯南京航空航天大学

学位级别：硕士

安全关键软件是指应用于航空、航天等领域的嵌入式实时系统中,且其运行失效可能引起系统处于危险状态,从而导致灾难性后果的一类软件。近年来,模型驱动开发方法逐渐成为提高安全关键软件设计与验证效率的重要手段。AADL(Architecture An... 详细信息

安全关键软件是指应用于航空、航天等领域的嵌入式实时系统中,且其运行失效可能引起系统处于危险状态,从而导致灾难性后果的一类软件。近年来,模型驱动开发方法逐渐成为提高安全关键软件设计与验证效率的重要手段。AADL(Architecture Analysis and Design Lanuage)是一种安全关键软件的体系结构建模与分析语言标准,得到国内外学术界和工业界的广泛关注和使用。然而,手工构造安全关键软件AADL模型存在成本代价高和容易出错的问题,如何自动构造AADL模型是模型驱动开发方法在安全关键软件设计与开发中实际应用的迫切需求。构造模型的途径主要有两种:从自然语言需求中构造模型,即正向构造;从遗留代码中构造模型,即逆向构造。在安全关键软件开发与维护过程中,系统需求或设计可能存在部分缺失,使用逆向工程将这部分遗留信息从代码中构造到设计模型是十分重要的。本文提出了一种基于模型驱动逆向工程的AADL模型自动构造方法C2AADL。重点研究了基于多任务源代码的AADL模型逆向生成、基于定理证明的C2AADL语义一致性验证、基于契约的需求分解和AADL模型的组合验证等关键问题,并设计和开发了相关原型工具,主要创新如下:首先,由于安全关键软件源代码往往运行在各种嵌入式平台上,所以逆向工程需要处理静态结构、动态运行时、功能行为等信息,尤其是,随着多核处理器在安全关键领域的广泛应用,多线程互斥、通信、线程调度等关键信息的逆向构造成为重要难题。因此提出一种从C代码到AADL模型的自动构造方法,基于抽象语法树对C代码进行解析,获取代码的基本结构;通过对函数/线程的语句解析获取代码的具体行为;通过对特定操作平台的特定库函数获取多核多任务的运行时通信以及调度策略。其次,然而安全关键软件必须经过严格的开发和安全认证,因此需要对模型驱动逆向过程进行验证。通过定理证明和模型验证对逆向方法正确性进行验证,其中使用定理证明器Coq对逆向构造方法中转换前后两种语言语义一致性进行证明;然后使用组合验证方法对生成的AADL模型进行形式化验证,以确认逆向构造的模型是否满足期望的系统性质;针对逆向构造出来的AADL模型形式化验证存在状态空间爆炸的问题,提出了基于UPPAAL和AGREE的AADL模型组合验证方法;依据软件架构进行需求分解并形式化成契约是组合验证的前提,为此提出了基于契约的需求分解方法。最后,在AADL开源建模环境OSATE中实现了逆向转换工具C2AADLTool和AADL单组件转换工具AADL2UPPAALTool,并基于火箭发控系统和雷达信息处理系统进行了应用性验证。

关键词：安全关键软件模型驱动开发模型转换 AADL 模型驱动逆向工程

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基于突变理论的大学生体育锻炼习惯养成研究

基于突变理论的大学生体育锻炼习惯养成研究

作者：邱家凯中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

在社会加速变革和健康中国的大背景下,大学生的生活方式、锻炼习惯以及对体育的认知都发生了巨大的变化。如何准确把握新时代我国大学生体育锻炼习惯的特点,更好地促进大学生体育锻炼习惯的养成,成为了学者需要进一步研究的问题。本文... 详细信息

在社会加速变革和健康中国的大背景下,大学生的生活方式、锻炼习惯以及对体育的认知都发生了巨大的变化。如何准确把握新时代我国大学生体育锻炼习惯的特点,更好地促进大学生体育锻炼习惯的养成,成为了学者需要进一步研究的问题。本文运用文献资料法、访谈法、问卷调查法以及数理统计法等研究方法,以青岛市高校大学生为调查对象,借助《体育锻炼习惯量表》以及自行编制的《大学生体育锻炼习惯影响因素调查问卷》对大学生体育锻炼习惯的养成情况及影响因素进行调查,并进一步对影响因素与大学生体育锻炼习惯养成之间的关系进行了探讨。在此基础上借助突变理论,构建大学生体育锻炼习惯养成的尖点突变模型,分析了大学生体育锻炼习惯养成的演化途径,提出了大学生体育锻炼习惯养成的促进机制、控制策略等,并对体育锻炼习惯破坏后的补救措施进行了探讨。主要结果如下:（1）青岛市高校大学生的体育锻炼情况呈现出“中间大、两头小”的特点。（2）影响大学生体育锻炼习惯的主要因素为包括个体、学校、家庭以及社会因素;通过归并这一手段得出了尖点突变模型中的两个控制变量:个体内部因素和外部环境因素。（3）大学生体育锻炼习惯的养成与否在性别、年级上不存在显著性差异（P＞0.05）,影响体育锻炼习惯的各因素与大学生体育锻炼习惯养成的水平存在相关性（P＜0.001）。良好的学校场馆设施、运动项目选择的适宜性、体育在社会中的流行、体育锻炼计划的科学制定、体育锻炼对提高运动能力的重要作用以及个人对体育锻炼必要性的认知是大学生体育锻炼习惯养成的重要因素,对体育锻炼习惯养成水平的提高起着重要作用。（4）大学生个体内部因素的控制对大学生体育锻炼习惯养成的促进效率更高,而通过改善外部环境因素也可能会促使大学生体育锻炼行为发生突跳,但作用有限。（5）大学生体育锻炼习惯得分位于第三区间时,是大学生体育锻炼习惯养成的关键点,在此阶段,更应重视深化学生对体育锻炼活动的认知,为学生提供一个良好的锻炼环境。（6）大学生体育锻炼习惯由破坏到建立对个体内部因素和外部环境因素的要求程度明显高于由建立到破坏的要求程度,即大学生体育锻炼习惯一旦遭到破坏,就需要付出更多的努力重新建立起来。

关键词：大学生锻炼习惯养成影响因素突变理论