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毫米波大规模MIMO NOMA安全网络的优化研究

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毫米波大规模MIMO NOMA安全网络的优化研究

作者：余俊彬广州大学

学位级别：硕士

随着通信应用的飞速发展和万物互联概念的普及,第六代（6G）无线网络面临更高的频谱效率要求、更快的数据传输速率需求,以及高能效、超低时延和超高可靠安全连接等多重挑战。毫米波（mm Wave）技术,作为有效解决当前无线通信系统频谱短... 详细信息

随着通信应用的飞速发展和万物互联概念的普及,第六代（6G）无线网络面临更高的频谱效率要求、更快的数据传输速率需求,以及高能效、超低时延和超高可靠安全连接等多重挑战。毫米波（mm Wave）技术,作为有效解决当前无线通信系统频谱短缺问题、提升系统容量的关键技术之一,其波长短、易被阻塞的特性使得其在实际应用中存在一定的局限性。然而,通过与大规模多输入多输出（MIMO）技术结合,两种技术相互取长补短,可以显著提高系统覆盖和信号可靠性。同时,非正交多址技术（NOMA）允许多用户共享相同的频谱资源,能进一步提升mm Wave大规模MIMO通信网络的接入能力和频谱效率。此外,由于无线系统的开放性,为了保障通信安全性,物理层安全（PLS）技术作为上层加密技术的补充,通过利用无线信道动态特性为信号传输提供安全保障,受到了越来越多的关注。因此,将PLS技术引入mm Wave大规模MIMO NOMA网络,能够有效满足下一代无线网络对低复杂度、高质量安全通信服务的需求。本文旨在深入研究mm Wave大规模MIMO NOMA下行通信网络保障安全的资源分配优化方案。在考虑到毫米波大规模MIMO NOMA安全网络中硬件成本、能耗与安全性能之间的平衡问题,本文首先在毫米波（mm Wave）大规模MIMO NOMA安全网络中研究联合发射天线选择（AS）和波束成形设计问题。本文旨在在满足AS约束、基站（BS）最大发射功率约束和成功连续干扰消除（SIC）约束的同时,最大化系统平均保密和速率。在解决此问题过程中,考虑到AS矩阵的稀疏性,本文提出了一种基于二次逼近的稀疏优化方法,引入了涉及AS和发射波束成形耦合的0范数约束。本文等价地利用二分搜索法将稀疏优化问题重新表述为一系列可行性问题-0最小化问题,然而0范数的非凸特性给问题求解带来了挑战。为解决这一困难,本文采用基于Lp函数、Log函数、Exp函数的三个函数分别对0范数进行等效替换。但随之也带来了奇异性问题,于是本文采用一种基于MM（Majorization-Minimization）方法的算法对三个替代函数分别进行平滑处理,有效解决该奇异性问题,并获得局部最优解。最后,通过蒙特卡洛仿真,验证了本文所提方案的有效性,仿真结果表明,在不同指标对比中,使用“Log函数”的方案相较于使用其他替代函数方案、基准方案具有较好的保密性能。可重构智能表面能够智能地重新配置无线传播环境,从而显著提高mm Wave大规模MIMO NOMA网络的性能。本文基于同时传输和反射可重构智能表面（STAR-RIS）辅助的mm Wave大规模MIMO NOMA安全网络,研究了在内外部窃听同时存在的情况下的安全优化问题。在此模型中,合法用户、外部窃听者和内部窃听者分布在STAR-RIS的两侧,发射机和接收机采用混合波束形成架构。本文的目标是在满足用户Qo S约束、BS传输功率约束、恒模约束、STAR-RIS振幅系数约束和相移约束下,最大化系统保密和速率。由于此问题具有非凸性,传统的优化方法难以直接求解。为此,本文提出了一种罚函数法与改进的鲸鱼优化算法（WOA）相结合的优化策略。通过这种方法,本文将非凸优化问题转化为迭代求解的启发式问题,并得到一个局部最优解。最后,通过蒙特卡洛仿真实验,本文验证了所提方案的有效性,相比于基准方案拥有较好保密性能。

关键词：毫米波通信发射天线选择大规模多输入多输出物理层安全可重构智能表面

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基坑二维稳态渗流场的解析解及简化解

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第5期52卷 84-91页

作者：余俊郑靖凡张志中李东凯中南大学土木工程学院湖南长沙410075

在基坑工程中,地下水渗流对基坑稳定性的影响不可忽视,但现有的一维渗流理论无法完全满足渗流计算的安全性要求。针对现有理论的不足,对悬挂式不考虑厚度挡墙支护下的各向同性土层中基坑的二维稳态渗流场进行了解析。依据对称性取基坑... 详细信息

在基坑工程中,地下水渗流对基坑稳定性的影响不可忽视,但现有的一维渗流理论无法完全满足渗流计算的安全性要求。针对现有理论的不足,对悬挂式不考虑厚度挡墙支护下的各向同性土层中基坑的二维稳态渗流场进行了解析。依据对称性取基坑半截面,将周围土层分成4个规则区域,利用叠加原理和分离变量法分别将4个区域内的水头表示为级数解的形式,结合区域间连续条件及级数解的正交性得出渗流场的显式解。对比解析解与PLAXIS 2D软件的水头计算结果,发现级数项取20的解收敛且取1时的解仍具有一定的精度,可分别视为精确解和简化解。提出的简化解计算方便,借助计算器即可快速完成对基坑任意一点水头的求解。对比一维静水压力、一维考虑渗流的水压力、流网法、简化解、精确解及数值解水压力计算结果,发现精确解与数值解吻合较好且较流网法精度更高,简化解较一维静水压力、一维考虑渗流的水压力精度更高。参数分析表明:精确解和简化解计算的水压力合力相对误差主要受基坑内侧水位和挡墙至不透水层距离的影响;简化解适用于基坑尺寸不大,尤其内侧水位线到挡墙底部距离大于7 m、底部不透水层到挡墙距离小于30 m的基坑,计算挡墙水压力合力作用点则适用于任意尺寸的基坑;与精确解相比,简化解误差主要出现在挡墙底部,其余位置在基坑尺寸不大时,水头误差小于5%。

关键词：基坑水压力稳态渗流解析解简化解

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从弗雷格理论看逻辑常项

逻辑学研究 2024年第2期17卷 73-87页

作者：余俊伟中国人民大学哲学院

自塔尔斯基提出逻辑常项(逻辑概念)的变换不变性标准以来,人们相继提出了同构、同态与潜同构等不变性标准。这种考察方式从形式语义学的角度,给出代数刻画,虽然精确但都与人们既有的逻辑概念有明显差异。通过分析弗雷格的论述,可以合理... 详细信息

自塔尔斯基提出逻辑常项(逻辑概念)的变换不变性标准以来,人们相继提出了同构、同态与潜同构等不变性标准。这种考察方式从形式语义学的角度,给出代数刻画,虽然精确但都与人们既有的逻辑概念有明显差异。通过分析弗雷格的论述,可以合理地推断出逻辑常项的本质在于描述真,进而得到弗雷格标准。据此标准有两类逻辑常项,一类以真为描述对象,即真值函项。另一类是以谓述本身为描述对象,且能归约为基本逻辑关系。后者也即量词,刻画了“是真”。弗雷格标准深化了我们对逻辑以及逻辑与哲学关系的认识。运用此标准分析集合论的属于关系、模态、规范等概念会获得与流行看法很不相同的认识。

关键词：逻辑常项弗雷格标准是真的规律谓述的层次

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基于先验增强的服装图像分割

基于先验增强的服装图像分割

作者：余俊杰武汉纺织大学

学位级别：硕士

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发射轨道冷却流道设计与仿真研究

科技创新与应用 2023年第21期13卷 9-13页

作者：闫素娜李振超陈启明余俊松王岩陈帅中国电子科技集团公司第二十七研究所郑州450047

该文围绕大能量武器系统连续发射的热管理需求,开展轨道内部流道的优化设计研究。该文基于结构拓扑优化方法,以最小化轨道膛内表面温度为优化目标,同时约束轨道在发射力作用下的应力与形变,构建冷却流道的拓扑优化数学模型。以典型发射... 详细信息

该文围绕大能量武器系统连续发射的热管理需求,开展轨道内部流道的优化设计研究。该文基于结构拓扑优化方法,以最小化轨道膛内表面温度为优化目标,同时约束轨道在发射力作用下的应力与形变,构建冷却流道的拓扑优化数学模型。以典型发射结构为研究对象开展流道拓扑优化设计,优化冷却流道呈椭圆形截面,并集中分布在轨道膛内表面和底面附近。与具有常规圆柱形流道的基准轨道相比,在保持轨道形变和应力基本一致的情况下,优化轨道的截面最高温度降低13%、截面平均温度降低9%,验证该文提出的武器系统轨道冷却流道拓扑优化设计方法的正确性和有效性。

关键词：武器系统轨道冷却流道拓扑优化数学模型

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成层土中基坑二维稳态渗流场解析解研究

铁道科学与工程学报 2024年第1期21卷 194-203页

作者：余俊张志中和振李东凯中南大学土木工程学院湖南长沙410075

成层土中基坑渗流场与均质土层中渗流场有较大差别,最有可能发生突涌事故的位置也不同,因此准确确定成层土中基坑二维稳态渗流场是基础工程建设中的重要课题。针对成层土中基坑稳态渗流问题,将基坑周围土体按成层条件划分为多个区域,采... 详细信息

成层土中基坑渗流场与均质土层中渗流场有较大差别,最有可能发生突涌事故的位置也不同,因此准确确定成层土中基坑二维稳态渗流场是基础工程建设中的重要课题。针对成层土中基坑稳态渗流问题,将基坑周围土体按成层条件划分为多个区域,采用叠加原理和分离变量法给出各区域水头分布的级数形式解,根据各区域间连续条件和傅里叶级数正交性求得成层土中基坑二维稳态渗流场水头分布的显式解析解。将解析解计算得到的水头分布、挡墙水压力与有限元软件计算结果进行验证,并将解析解退化为单层土形式与半解析解进行对比,结果吻合较好,验证了解析解的正确性和有效性。将解析解与考虑水土相互作用的水压计算方法和等效渗透系数方法进行对比,基于解析解进一步给出计算基坑内出逸比降、挡墙水压力和抗突涌安全系数的计算公式,并结合工程案例分别采用解析方法和等效渗透系数方法对成层土中基坑的抗突涌性能进行分析对比。研究结果表明:解析解在求解成层土中基坑渗流场时更贴合实际情况;考虑不同土层间渗透系数差异时,水头在渗透性较差的土层中变化更快;上层土体渗透系数较小时,在土层分界面处发生突涌的风险比挡墙底部更大;等效渗透系数方法在求解某些成层土基坑渗流场时误差较大。

关键词：成层土二维渗流场解析解正交性抗突涌

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沉水植物无机氮利用策略研究进展

植物科学学报 2024年

作者：魏理鲜玲吴胜兵刘帆余俊爽长江水利水电开发集团(湖北)有限公司 2. 长江水利水电开发集团(湖北)有限公司/中国科学院武汉植物园近自然化水生态修复工程联合实验室湖北省现代农业展示中心中国科学院武汉植物园

沉水植物在水体生态系统中具有重要作用，其能够通过直接和间接的方式缓解水体中的氮负荷，改善水体的营养状态，促进湖泊生态系统结构和功能的良性运转。氮是决定植物生长繁殖的重要营养元素。其中，无机氮主要以硝态氮(NO3--N)和铵态... 详细信息

沉水植物在水体生态系统中具有重要作用，其能够通过直接和间接的方式缓解水体中的氮负荷，改善水体的营养状态，促进湖泊生态系统结构和功能的良性运转。氮是决定植物生长繁殖的重要营养元素。其中，无机氮主要以硝态氮(NO3--N)和铵态氮(NH4+-N)的形式存在，低浓度的氮可以促进植物的生长，高浓度的氮对植物具有毒害作用。沉水植物在无机氮的利用策略上与陆生植物差异显著，为了适应水环境，沉水植物的地上部分和地下部分能够同时获取其中的氮源，并同时向上或向下运输。为了减少高浓度氮的毒害，沉水植物地上部分和地下部分在氮的利用中存在一定的权衡关系。沉水植物氮同化的主要场所是叶片，铵态氮是植物将无机氮转化成有机氮前的最终形态，当植物体中铵态氮浓度较低时，铵的同化主要通过谷氨酰胺合成酶(GS)/谷氨酸合成酶(GOGAT)循环途径；当浓度较高时，耐受型沉水植物主要以谷氨酸脱氢酶(GDH)途径将铵直接转化为谷氨酸。目前已有部分研究针对沉水植物在氮的吸收、运输和同化过程展开，但是其研究深度还远不及陆生植物。沉水植物目前的研究仅进行到生理响应层面，沉水植物氮素利用的机理研究还需进一步从方法上探索，发掘出合适的沉水植物遗传转化体系，同时依托于基因编辑等分子技术，实现对沉水植物功能基因的验证以及后续对关键蛋白质结构和功能的深入研究。

关键词：沉水植物陆生植物无机氮硝态氮铵态氮

胰十二指肠切除术后胰瘘风险预测模型的建立:基于2016新版胰瘘定义及分级系统

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临床肝胆病杂志 2024年第4期40卷 773-781页

作者：余俊任超逸崔巍时静祥天津市第三中心医院肝胆外科天津300170 天津市第三中心医院天津市重症疾病体外生命支持重点实验室天津300170 天津市第三中心医院天津市人工细胞工程技术研究中心天津300170

目的比较分析2005版、2016版胰瘘定义及分级标准导致的胰十二指肠切除术(PD)术后胰瘘危险因素的差异,根据2016版胰瘘标准建立胰瘘风险预测模型。方法回顾性分析天津市第三中心医院2016年1月—2022年5月收治的303例行PD患者的临床资料,... 详细信息

目的比较分析2005版、2016版胰瘘定义及分级标准导致的胰十二指肠切除术(PD)术后胰瘘危险因素的差异,根据2016版胰瘘标准建立胰瘘风险预测模型。方法回顾性分析天津市第三中心医院2016年1月—2022年5月收治的303例行PD患者的临床资料,根据新、旧版胰瘘标准统计术后胰瘘患者,计量资料组间比较采用成组t检验或非参数检验Mann-Whitney U检验;计数资料组间比较采用χ^(2)检验。单因素及多因素Logistic回归分析筛选两版标准对PD患者术后胰瘘的危险因素的区别,基于2016新版标准建立术后胰瘘的风险预测模型,受试者工作特征曲线分析该模型预测术后胰瘘发生的准确性并验证该模型。结果2005版胰瘘标准:单因素分析显示主胰管直径(χ^(2)=31.641,P<0.001)、主胰管指数(χ^(2)=52.777,P<0.001)、门静脉侵犯(χ^(2)=6.259,P=0.012)、腹腔内脂肪厚度(χ^(2)=7.665,P=0.006)、术前胆道引流(χ^(2)=5.999,P=0.014)、胰腺癌(χ^(2)=5.544,P=0.019)、切缘胰腺厚度(t=2.055,P=0.032)、胰腺CT值(t=−3.224,P=0.002)、术前血淀粉酶水平(Z=−2.099,P=0.036)与术后胰瘘的发生相关,Logistic回归分析显示主胰管指数[OR(95%CI)=0.000(0.000~0.011)]、胰腺癌[OR(95%CI)=4.843(1.285~18.254)]、胰腺CT值[OR(95%CI)=0.869(0.806~0.937)]为独立危险因素(P值均<0.05);而基于2016版胰瘘标准:单因素分析显示主胰管直径(χ^(2)=5.391,P=0.020)、主胰管指数(χ^(2)=11.394,P=0.001)、腹腔内脂肪厚度(χ^(2)=8.899,P=0.003)、胰腺切缘厚度(t=2.665,P=0.009)、胰腺CT值(t=−2.835,P=0.004)与术后胰瘘的发生相关,Logistic回归分析显示主胰管指数[OR(95%CI)=0.001(0.000~0.050)]、胰腺CT值[OR(95%CI)=0.943(0.894~0.994)]为独立危险因素(P值均<0.05)。据此建立PD术后胰瘘风险预测模型,受试者工作特征曲线分析表明该模型预测PD术后胰瘘的曲线下面积在建模组与验证组分别为0.788(95%CI:0.707~0.870)和0.804(95%CI:0.675~0.932)。结论主胰管指数、胰腺CT值与PD术后胰瘘的发生密切相关,基于2016新版胰瘘标准建立的胰瘘风险预测模型具有较好的预测性能。

关键词：胰十二指肠切除术胰腺瘘胰腺管预测

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渗透各向异性土层中考虑挡墙厚度的基坑稳态渗流解析解

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铁道学报 2024年第5期46卷 142-151页

作者：余俊李东凯和振张志中张鑫全中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中铁城建集团有限公司总承包分公司湖南长沙410000

本文对考虑厚度挡墙支护下渗透各向异性土层中基坑的二维稳态渗流进行了解析研究。根据对称性取基坑半截面,将周围土层划分为5个规则区域,采用坐标变换将渗透各向异性土层转换成等效各向同性土层,对各区域利用叠加法和分离变量法推导得... 详细信息

本文对考虑厚度挡墙支护下渗透各向异性土层中基坑的二维稳态渗流进行了解析研究。根据对称性取基坑半截面,将周围土层划分为5个规则区域,采用坐标变换将渗透各向异性土层转换成等效各向同性土层,对各区域利用叠加法和分离变量法推导得到二维稳态渗流场、挡墙上水压力以及坑底出逸比降的显式解析解。对比保角变换和积分变换方法,本文解渗流场计算结果连续且无奇异点,且基坑水头和挡墙两侧水压力分布情况与数值软件分析一致性较好,说明本文解析解的正确性和优越性。本文解与不同计算方法得到的挡墙水压力结果对比分析发现,挡墙厚度d、竖直与水平向渗透系数比α对挡墙上水压力的影响不可忽略。分析α、d对挡墙底部水压力及出逸比降的影响,随着α和d的增大,基坑外侧挡墙底部水压力增大,基坑内侧挡墙底部水压力减小;随着α和d的逐渐减小,坑底出逸比降不断增大;当α和d较小时,考虑一维渗流情况得到的出逸比降安全性较低,且随着α和d的减小与本文解析解差距越来越大。

关键词：二维稳态渗流渗透各向异性显式解析解考虑厚度的挡墙总水头分布出逸比降水压力