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RIS辅助FSO/RF混构系统性能研究

激光与光电子学进展 2024年第15期 1-8页

作者：包朝园曹阳彭小峰邢雯珺重庆理工大学电气与电子工程学院

为了研究可重构智能表面（RIS）辅助自由空间光（FSO）/射频（RF）混构系统的性能，在RF链路中考虑同信道干扰问题的影响。RIS能够解决RF链路无法完成视距通信的问题，从而提升通信系统性能。FSO链路服从双广义伽马分布，并考虑指向误... 详细信息

为了研究可重构智能表面（RIS）辅助自由空间光（FSO）/射频（RF）混构系统的性能，在RF链路中考虑同信道干扰问题的影响。RIS能够解决RF链路无法完成视距通信的问题，从而提升通信系统性能。FSO链路服从双广义伽马分布，并考虑指向误差的影响，RF链路服从瑞利分布，在中继节点处采用译码转发协议，减少噪声对传输信号的干扰。推导了系统端到端瞬时信噪比的累积分布函数，在此基础上，进一步推导了该系统的中断概率和平均误码率的闭合公式。仿真结果表明，该系统方案在弱湍流和中湍流强度下性能提升较为明显。在弱湍流强度下，RIS可以有效抵抗干扰对RF链路的影响，从而提升系统性能。

关键词：同信道干扰可重构智能表面中断概率平均误码率

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智能超表面辅助的RF/FSO混构系统性能研究

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智能超表面辅助的RF/FSO混构系统性能研究

作者：包朝园重庆理工大学

学位级别：硕士

针对自由空间光通信无法进行视距传输的问题,在自由空间光通信链路中引入智能超表面技术,增大其通信覆盖范围,降低路径损耗。其中,自由空间光通信链路考虑指向性误差和大气湍流效应的联合影响,射频通信链路考虑多个同信道干扰信号的影响... 详细信息

针对自由空间光通信无法进行视距传输的问题,在自由空间光通信链路中引入智能超表面技术,增大其通信覆盖范围,降低路径损耗。其中,自由空间光通信链路考虑指向性误差和大气湍流效应的联合影响,射频通信链路考虑多个同信道干扰信号的影响,本文以射频通信/自由空间光通信中继协作系统为研究基础,进行如下研究:1)为了改善自由空间光通信的传输性能,在自由空间光通信链路中引入单块光学智能超表面,并考虑射频通信链路中存在多个同信道干扰信号,提出一种单块光学智能超表面辅助的射频通信/自由空间光通信混构系统研究方案。其中,自由空间光通信链路满足双伽马衰落分布,射频通信链路满足瑞利衰落分布,采用具有译码转发协议的中继节点。首先利用系统模型推算出两条链路瞬时信噪比的具体表达式,在此基础上,得出两条链路的概率密度函数和累积分布函数,然后进一步推导出系统的中断概率和平均误码率,最后对系统的中断概率和平均误码率使用蒙特卡罗仿真进行验证。此外,还对系统的中断概率进行渐进分析,进而推导出系统的分集顺序关系,得出了系统的性能主要与自由空间光通信链路的衰落参数、光检测方式和指向性误差有关。仿真结果表明,相较于传统的射频通信/自由空间光通信混构系统,所提出的研究方案尽管考虑了多个同信道干扰信号的影响,系统整体的性能仍然优于传统系统方案,说智能超表面技术能明显提高系统的性能。在五种调制方式中,当（?）＜20dB左右时,BPSK性能更优,当（?）＞20dB左右时,OOK性能更优。2)射频通信系统中存在的同信道干扰信号会使得该系统性能受到影响,本方案考虑在射频通信系统中利用多用户的同时传输产生分集增益,增强系统的传输性能。并考虑自由空间光通信无法完成视距传输的问题,在自由空间光通信链路中引入多块光学智能超表面。此外,在自由空间光通信链路中不仅考虑指向性误差和大气湍流效应的联合影响,还考虑光学智能超表面产生的抖动误差。提出一种多块光学智能超表面辅助的多用户射频通信/自由空间光通信混构系统方案。其中,具有多用户分集的射频通信链路服从独立同分布的瑞利分布,多块光学智能超表面辅助的自由空间光通信链路服从双伽马分布,采用具有译码转发协议的中继节点,最终推导了系统中断概率和平均误码率。数值仿真结果表明,增加光学智能超表面可以显著提高多用户射频通信/自由空间光通信混构系统的性能。此外,当阈值门限从4d B下降到1d B,N=8,中断概率的值为10时,系统有3d B左右的增益,说明阈值门限不同的取值对系统性能存在较大影响。

关键词： RF/FSO混构系统智能超表面技术同信道干扰中断概率平均误码率

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空间碎片干扰下的卫星光网络路由算法研究

光子学报 2024年第2期53卷 64-74页

作者：曹阳邢雯珺彭小峰包朝园重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054

针对低轨卫星激光通信中空间碎片可能造成的星间链路中断问题,提出一种方向增强的链路状态路由算法。首先搭建了卫星通信的网络拓扑结构,对空间碎片的运动模型和卫星的运动模型进行联合建模仿真,得到卫星与碎片的相对位置并进行星间可... 详细信息

针对低轨卫星激光通信中空间碎片可能造成的星间链路中断问题,提出一种方向增强的链路状态路由算法。首先搭建了卫星通信的网络拓扑结构,对空间碎片的运动模型和卫星的运动模型进行联合建模仿真,得到卫星与碎片的相对位置并进行星间可见性分析,提出了方向影响因子和方向增强指数,结合星间链路距离及传输时延综合考虑链路代价,从而选择合适的传输路径方向,依次在每个卫星节点对间进行最小路径选择,并以路由跳数为评价指标。仿真结果表明,在有空间碎片存在的环境中,所提算法能够在不牺牲通信质量的前提下,实现路由跳数相比Dijkstra算法降低14%,传输时延相比Dijkstra算法减少17%。

关键词：激光通信卫星路由链路状态路由算法空间碎片

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AF中继辅助TWR-FSO通信系统的性能分析

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激光杂志 2023年第10期44卷 122-127页

作者：包朝园曹阳彭小峰邢雯珺重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054

针对大气湍流和指向误差对自由空间光通信性能的影响会随着通信距离的增大而愈发严重,基于放大转发中继(AF),提出了一种双向中继-自由空间光通信(TWR-FSO)系统方案。该系统采用差分二进制相移键控调制,建立了一个包含大气湍流和指向误... 详细信息

针对大气湍流和指向误差对自由空间光通信性能的影响会随着通信距离的增大而愈发严重,基于放大转发中继(AF),提出了一种双向中继-自由空间光通信(TWR-FSO)系统方案。该系统采用差分二进制相移键控调制,建立了一个包含大气湍流和指向误差的复合衰落信道模型,其信道衰落满足Gamma-Gamma分布。利用Meijer’s G函数推导得到TWR-FSO系统中断概率和平均误码率的闭合表达式。在不同湍流强度和阈值门限条件下,对比分析了中断概率和平均误码率性能。仿真结果表明,在受到相同指向误差的条件下,当SNR=25 dB时,AF中继相较于DF中继系统的中断概率从10^(-1)量级下降到10^(-4)量级左右。当折射率结构常数为4.0×10^(-15)m^(-2/3),SNR=40 dB时,系统的误码率可以达到10^(-8)量级以下。说明AF中继下TWR-FSO系统能有效降低大气湍流和指向误差对通信系统的影响。

关键词：放大转发中继中断概率平均误码率梅耶尔G函数

同信道干扰下RIS辅助MUD-RF/FSO混构系统性能分析

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光学学报 2023年第22期43卷 108-116页

作者：包朝园曹阳彭小峰邢雯珺重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054

为了解决射频(RF)通信中存在的同信道干扰问题,利用多用户的同时传输产生分集增益,并考虑自由空间光(FSO)通信无法完成视距传输的问题,在FSO链路中引入可重构智能表面(RIS)技术,提出一种同信道干扰下RIS辅助多用户分集(MUD)-RF/FSO混构... 详细信息

为了解决射频(RF)通信中存在的同信道干扰问题,利用多用户的同时传输产生分集增益,并考虑自由空间光(FSO)通信无法完成视距传输的问题,在FSO链路中引入可重构智能表面(RIS)技术,提出一种同信道干扰下RIS辅助多用户分集(MUD)-RF/FSO混构系统方案。其中,具有多用户分集的RF链路服从独立同分布的Rayleigh分布,光学RIS辅助的FSO链路服从Gamma-Gamma分布,在电光转换中继节点处采用译码转发协议。基于系统端到端瞬时信噪比的概率密度函数及其累计分布函数,推导了系统中断概率和平均误码率的闭合表达式。仿真结果表明,RIS可以显著提升MUD-RF/FSO混构系统的性能。此外,用户数量的增加可以为系统带来分集增益,从而抑制同信道干扰所带来的不良影响。

关键词：多用户分集可重构智能表面中断概率平均误码率同信道干扰

保护性耕作机械能否带动保护性耕作净碳汇的空间外溢?——基于农机跨区服务视角

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中国生态农业学报（中英文） 2024年第2期32卷 283-296页

作者：李园园薛彩霞柴朝卿李卫姚顺波西北农林科技大学经济管理学院杨凌712100 西北农林科技大学机械与电子工程学院杨凌712100

农机跨区服务推动了以农业机械为载体的保护性耕作技术及其净碳汇的空间外溢。本文以2000—2020年中国30个省份(不含港澳台及西藏)为研究样本,运用探索性空间数据分析法揭示保护性耕作机械及其净碳汇在空间上的集聚特征,并通过空间杜宾... 详细信息

农机跨区服务推动了以农业机械为载体的保护性耕作技术及其净碳汇的空间外溢。本文以2000—2020年中国30个省份(不含港澳台及西藏)为研究样本,运用探索性空间数据分析法揭示保护性耕作机械及其净碳汇在空间上的集聚特征,并通过空间杜宾模型定量分析保护性耕作机械对其净碳汇的空间溢出效应。研究发现:1)保护性耕作机械动力及其净碳汇在2000—2020年期间均呈增长态势,年均增长率分别为12.52%和7.42%,两者在空间上主要表现为“高-高集聚”和“低-低集聚”的区域集聚特征。2)保护性耕作机械动力通过跨区服务能够显著带动保护性耕作净碳汇实现空间外溢。具体表现为保护性耕作机械动力对周边省份保护性耕作净碳汇会产生正向空间溢出效应,且主要归因于秸秆还田机械的跨区作业。3)保护性耕作机械动力对其净碳汇的空间溢出效应因时间、地形、粮食作物主产区而异。具体来说,其空间溢出效应在2004—2009年间和2010—2013年间显著为正,并呈增加趋势;在平原地区,其空间溢出效应为正,在丘陵山区则为负;保护性耕作机械的空间溢出效应在水稻主产区更明显,免耕机械的空间溢出效应在小麦主产区相对突出,而秸秆还田机械的空间溢出效应在三大粮食作物主产区基本无差异。为此,本研究提出加大保护性耕作推广力度、搭建农机服务信息化平台和提高保护性耕作农机装备水平的对策建议。

关键词：农机跨区服务保护性耕作净碳汇空间溢出效应

基于角蛋白源特征肽检测优化的角类动物药鉴别研究

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中国中药杂志 2024年第9期49卷 2402-2409页

作者：黄潇正武文星黄思莹包旺林冯旗园赵明段金廒刘睿南京中医药大学江苏省中药资源产业化过程协同创新中心中药资源产业化与方剂创新药物国家地方联合工程研究中心国家中医药管理局中药资源循环利用重点研究室江苏南京210023 动物类中药与功能肽国际合作联合实验室江苏南京210023

由于角蛋白结构稳定,富含角蛋白的角类动物药提取溶解步骤复杂,严重制约了检测效率及通量,该文通过简化角类样品前处理步骤,优化主要角类动物药的特征肽检测方法,提升角类动物药专属性鉴别效率。分别对经/未经碘乙酰胺(IAA)处理的角类... 详细信息

由于角蛋白结构稳定,富含角蛋白的角类动物药提取溶解步骤复杂,严重制约了检测效率及通量,该文通过简化角类样品前处理步骤,优化主要角类动物药的特征肽检测方法,提升角类动物药专属性鉴别效率。分别对经/未经碘乙酰胺(IAA)处理的角类动物药特征肽类进行分析,优化特征肽的离子对条件,并比较经/未经IAA处理的特征肽的保留时间、响应值等数据;采用直接酶解与提取总蛋白后酶解2种前处理方法制备角类动物药样品,基于特征肽保留时间、离子响应值等比较不同方法对羚羊角、水牛角、山羊角及牦牛角样品中特征肽检测的影响。结果表明待测角类样品经直接酶解的简化工艺处理后,均可检测到未经IAA处理的特征肽信息,且与IAA处理后的特征肽相比,其保留时间后移,质谱响应稍有降低;未经IAA处理的特征肽专属性良好,不影响角类动物药的专属性鉴别。综上,可采用直接酶解的工艺处理角类样品,省略蛋白质提取、二硫苏糖醇、IAA试剂处理步骤,显著提高前处理效率,且不影响角类动物药的专属性鉴别,为角类动物药质量研究及标准提升提供了思路与策略。

关键词：角类动物药前处理优化特征肽高效液相色谱-串联质谱法质量控制

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基于深度学习单阶段算法的䗴类化石检测

地球科学 2024年第3期49卷 1154-1164页

作者：奚园园王永茂芦碧波邢智峰侯广顺河南理工大学计算机科学与技术学院河南焦作454003 河南理工大学资源环境学院河南焦作454003

䗴化石是石炭纪、二叠纪重要的标准化石,其详细的鉴定工作对确定地质时代和划分石炭系‒二叠系具有重要意义.鉴于目前䗴类化石检测方法的局限性,提出一种基于深度学习单阶段算法的䗴类化石检测.以䗴类化石为研究对象,对原始模型进行分析,之... 详细信息

䗴化石是石炭纪、二叠纪重要的标准化石,其详细的鉴定工作对确定地质时代和划分石炭系‒二叠系具有重要意义.鉴于目前䗴类化石检测方法的局限性,提出一种基于深度学习单阶段算法的䗴类化石检测.以䗴类化石为研究对象,对原始模型进行分析,之后联合优化权重损失函数和BN层尺度因子的L1正则化等方式进行通道剪枝,再使用知识蒸馏使剪枝后模型恢复检测性能.实验结果表明,该方法可实现薄片图像中䗴类所在区域的定位和分类,平均精度均值达到98.1%,满足实时检测模型的要求,并且剪枝后参数量压缩了74.1%,解决了真实场景中存在的算力缺乏等问题.该方法能够有效保证䗴类化石的检测效果,同时扩展了该模型在嵌入式设备的适用范围,为深度学习在古生物化石图像的智能识别方面提供更多可能性.

关键词：䗴类化石深度学习目标检测石炭系-二叠系知识蒸馏地层学

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渗透思维品质培养的小学英语任务设计与实施

中小学外语教学 2024年第10期47卷 7-12页

作者：屠园园上海市浦东新区海桐小学

任务型语言教学是以任务为驱动、以学生为中心、以解决生活中的问题为导向的教学方式。在小学英语教学中,教师采用任务型语言教学可以促进学生思维品质的发展。本文结合课例探讨了如何围绕主题设置任务,基于学情创编语篇,通过任务引领... 详细信息

任务型语言教学是以任务为驱动、以学生为中心、以解决生活中的问题为导向的教学方式。在小学英语教学中,教师采用任务型语言教学可以促进学生思维品质的发展。本文结合课例探讨了如何围绕主题设置任务,基于学情创编语篇,通过任务引领设计活动,从而培养学生的思维品质。

关键词：思维品质任务设计活动设计