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基于毫米波大规模MIMO场景的物理层密钥生成技术的研究

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基于毫米波大规模MIMO场景的物理层密钥生成技术的研究

作者：戈忻超南京邮电大学

学位级别：硕士

下一代通信技术5G&Beyond中毫米波和大规模MIMO技术是其中关键技术,而通信安全在当今信息数字化时代越来越为重要。物理层密钥生成技术(Physical Layer Key Generation,PLKG)实质上从无线信道中提取随机性来生成密钥,其安全机制基于无... 详细信息

下一代通信技术5G&Beyond中毫米波和大规模MIMO技术是其中关键技术,而通信安全在当今信息数字化时代越来越为重要。物理层密钥生成技术(Physical Layer Key Generation,PLKG)实质上从无线信道中提取随机性来生成密钥,其安全机制基于无线信道天然的内生属性,具有高安全和轻量化的优势,被认为是增强5G&Beyond无线通信安全性的有利补充。考虑到毫米波大规模MIMO信道存在新的特性,而传统的PLKG方案往往没有结合这些新特性,不再适用于该信道场景。因此,本文针对毫米波大规模MIMO场景进行PLKG的研究,旨在为该信道场景设计一种更为合适、有效的密钥生成方案。另外,由于PLKG中的信息协商和隐私放大阶段的处理流程是通用的,且与信道本身关系不大,本文的研究重点在PLKG的预处理和量化阶段。本文的主要研究内容和结果如下:(1)毫米波大规模MIMO信道特性研究,包括空域和时域特性。信道特性的研究是设计PLKG方案的基础。首先介绍了毫米波大规模MIMO信道的传播特性,并引出了其适用的分簇信道模型。基于此,分析了毫米波大规模MIMO信道的空域特性,包括空间相关性和信道稀疏性。通过对空间相关矩阵的分析和信道波束空间表示的分析验证了毫米波大规模MIMO信道存在高空间相关性和高角域稀疏性。接着在信道时变性研究中,通过多普勒谱和多普勒扩展的分析,论证了毫米波信道由于信道稀疏导致的慢变性,并在NYUSIM的数值仿真中得到了验证。(2)毫米波大规模MIMO场景下PLKG预处理方案研究。由于毫米波大规模MIMO信道存在空域和时域的相关性冗余,对其探测所得信道样本需要进行预处理。本文中构建了两类信道探测模式来分别研究信道样本的两类冗余问题,其一是信道样本只存在空域冗余的问题,其二是信道样本同时存在空-时域冗余问题。针对空域冗余问题,本文利用毫米波角域稀疏特性提出了一种轻量、抗噪声能力强的波束空间提纯预处理方案;针对空-时域冗余问题,本文提出了一种波束空间提纯与主成分分析PCA联合的预处理方案,其借助波束空间提纯方案来去除空域部分冗余,并利用PCA来去除时域部分的冗余,同样具有轻量和抗噪声的优点。(3)毫米波大规模MIMO场景下关于PLKG的密钥生成速率提升研究。针对毫米波信道稀疏带来的信道随机性受限问题和波束空间提纯方案密钥生成速率低的问题,本文提出了一种基于多维随机源的密钥生成方案,该方案在所提波束空间提纯方案基础上,联合提取峰值和峰方向信息(即虚拟AOA\AOD)多维特征来提高生成密钥的速率。另外在量化阶段,本文设计了一种针对波束空间提纯方案的优化量化方法,称为灵活多比特量化,其根据峰信噪比来确定多比特量化时所使用的比特数量,可进一步提升密钥生成速率。实验结果表明,多维随机源方案再结合所提灵活多比特的优化量化方法能够在保证密钥一致性和随机性的同时提高密钥生成速率,弥补了波束空间提纯方案的缺陷。

关键词：毫米波大规模MIMO 物理层密钥生成波束空间信道稀疏性预处理

供应及需求中断下农产品批发商弹性供应链设计研究

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系统工程理论与实践 2024年第2期44卷 595-611页

作者：李珠月赵培忻山东大学管理学院济南250000

以批发市场为核心的农产品供应链是我国农产品流通的主渠道,在保障城市供应、维持农产品供应方面发挥重要的作用.一些批发市场关停、供应中断等会严重影响批发商的正常经营,因此,如何为批发商设计应对此类中断风险的供应链愈发重要.目... 详细信息

以批发市场为核心的农产品供应链是我国农产品流通的主渠道,在保障城市供应、维持农产品供应方面发挥重要的作用.一些批发市场关停、供应中断等会严重影响批发商的正常经营,因此,如何为批发商设计应对此类中断风险的供应链愈发重要.目前针对农产品批发市场的研究较少,一般的供应链设计问题较难反映批发商的采购特点及其面临的中断风险.基于此,本文以供应链利润最大化为目标,根据批发商的经营过程提出了多源采购、加固供应商、后备供应商、后备需求方弹性策略,构建了同时考虑供应需求中断、产品分级、折扣定价、易腐特性的农产品批发商弹性供应链模型,为批发商选择供应商和分销中心,并确定采购数量和运输方案.本文采用蒙特卡罗抽样和k-medoids聚类生成供应及需求中断场景,并对不同定价方案、需求变化、弹性策略、设施中断、中断强度下的农产品供应链设计结果进行敏感性分析,为批发商的科学决策提供参考.

关键词：批发商供应链设计供应商选择供应链中断弹性策略

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基于深度学习的机房设备监控

基于深度学习的机房设备监控

作者：忻超浙江大学

学位级别：硕士

随着电子信息技术不断发展,机房的设备在不断更新和增加。如果机房设备出现故障,就将会直接影响整个系统的正常运行。本文针对无人值守机房的情况,设计了机房设备监控平台,该平台通过实时分析机房现场的图片来实时监控机房设备的运行状... 详细信息

随着电子信息技术不断发展,机房的设备在不断更新和增加。如果机房设备出现故障,就将会直接影响整个系统的正常运行。本文针对无人值守机房的情况,设计了机房设备监控平台,该平台通过实时分析机房现场的图片来实时监控机房设备的运行状况。本文任务的核心是目标检测,检测出机房现场图片里的指定目标。目标检测在人工智能领域已经得到了深入地研究,并且在工业上得到了广大的应用。随着目标检测地被广泛应用,目标检测也存在很多的挑战和问题。传统的目标检测算法采用形态学、统计学的算法,由于需要根据环境设定算法参数,导致算法适应性不好。如果使用选择搜索来提取图片感兴趣区域,这需要对图片进行全局搜索,提取速度非常慢。因此本文采用卷积神经网络来进行目标检测的任务。为了解决上面这些问题,本文设计合适的卷积神经网络来提取感兴趣区域,然后设计卷积神经网络来对感兴趣区域内的目标物体进行识别。本文设计类别误差函数来更新整个网络权重,提高分类的准确率;此外设计位置坐标误差函数,在训练的时候不断更新网络权重,进行线性位置回归,从而提高位置预测的准确率。通过实验可以验证这种方法准确率和检测速度都能满足本文的要求。此外,本文初步讨论了卷积神经网络的改进方式,发现卷积神经网络的前几层卷积层具有相位对称特性,因此可以将前几层卷积层的输出特征图减少一半,另一半由这个镜像得到。通过上面的方式,可以减少网络的权重数量,这样可以提高训练、测试速度。

关键词：卷积神经网络目标检测感兴趣区域提取误差函数

我国电子政务在政府管理中的应用研究与对策分析

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我国电子政务在政府管理中的应用研究与对策分析

作者：忻超河海大学

学位级别：硕士

国民经济和社会发展信息化，政府先行。当前，要加快我国电子政务建设步伐，以应对加入世界贸易组织的挑战，加快政府职能转变，提高政府决策水平和行政效率，增强政府监管和公共服务能力，促进政务公开，实施信息化带动工业化的发展战... 详细信息

国民经济和社会发展信息化，政府先行。当前，要加快我国电子政务建设步伐，以应对加入世界贸易组织的挑战，加快政府职能转变，提高政府决策水平和行政效率，增强政府监管和公共服务能力，促进政务公开，实施信息化带动工业化的发展战略。针对当前形势下政府管理面临的挑战和政府信息化发展，本文旨在通过中国电子政务对政府管理的应用研究和对策分析，以探索中国特色的电子政务建设和新经济时代的政府行政改革和管理创新。本文首先阐明了电子政务的理论基础，分析其实质和对政府职能转变、机制转换、提高效率、科学决策、公共服务和廉政建设、行政改革和政府管理创新等方面的促进作用。再者，通过系统分析，研究当前如何推进和实施中国特色的电子政务，设计出电子政务体系结构、建设模式和应用架构。然后，列举和分析了国内电子政务建设的成功案例，构架出江苏省“十五”电子政务的应用体系。最后，提出当前我国电子政务建设及应用的对策和建议。

关键词：电子政务政府管理应用研究对策

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互联网应用数据建模分析和信息挖掘

互联网应用数据建模分析和信息挖掘

作者：忻超北京邮电大学

学位级别：硕士

近几年来,随着互联网的普及,互联网应用也逐渐增多。对于互联网应用数据的信息挖掘成为目前的研究热点。互联网下载作为目前主要的互联网应用,所隐藏的信息也非常具有研究意义。与此同时互联网现在已经成为网民表达意愿与关注的重要渠道... 详细信息

近几年来,随着互联网的普及,互联网应用也逐渐增多。对于互联网应用数据的信息挖掘成为目前的研究热点。互联网下载作为目前主要的互联网应用,所隐藏的信息也非常具有研究意义。与此同时互联网现在已经成为网民表达意愿与关注的重要渠道,网络舆情的研究对于了解网民的舆论趋向并实现对重大突发事件的预警与防范至关重要。目前对于网络舆情的研究主要集中在对网页主题的信息挖掘,通过对相关主题网页的数量进行统计与信息挖掘;本文则从互联网应用数据的角度进行信息挖掘,通过对应用数据的分析,找出相关的网络舆情信息。本文分析的互联网应用数据为互联网用户下载日志数据。互联网下载是互联网信息传播的一种方式,与网络舆情传播存在着内在的联系。通过分析互联网下载日志数据研究互联网下载的传播模式,与通常的网络舆情传播模式进行比较,发现网络下载数据中所隐藏着的网络舆情信息。首先进行信息挖掘需求分析,建立相应的数据模型与物理模型。其次针对互联网用户下载日志数据进行了用户行为特征的信息挖掘,研究用户在进行下载行为时的特点,从下载的角度了解互联网用户,分析用户的下载需求和下载趋向。然后针对热点文件发展曲线和网络舆情发展曲线进行了关联性分析,比较两者的异同点。最后针对热点文件下载数据进行网络舆情的信息挖掘,利用分析前面得到的关联结果和数据挖掘算法进行相关的信息挖掘,并将信息挖掘结果与数据采集期间的网络舆情信息进行比对,验证舆情挖掘的正确性。本论文为网络舆情的信息挖掘提供了一种新的思路和方法。

关键词：数据建模信息挖掘互联网下载网络舆情

数字化水平对高技术产业创新效率的影响研究——基于创新价值链视角

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科技与管理 2022年第1期24卷 10-18页

作者：忻超娜张二华宁波大学商学院浙江宁波315211

为了研究数字化水平对高技术产业创新效率的影响,首先测度了2011—2019年全国29个省份的数字化水平;其次,基于创新价值链视角,将高技术产业创新活动分为科技研发阶段和成果转换阶段,同时将专利结构植入创新价值链中,详细分析了数字化水... 详细信息

为了研究数字化水平对高技术产业创新效率的影响,首先测度了2011—2019年全国29个省份的数字化水平;其次,基于创新价值链视角,将高技术产业创新活动分为科技研发阶段和成果转换阶段,同时将专利结构植入创新价值链中,详细分析了数字化水平对高技术产业创新的影响。结果显示:数字化水平对高技术产业科技研发效率有显著作用,但对最终的成果转换效率没有显著作用。造成这一现象的具体原因是,数字化水平更多地促进了低质量专利的产生,此类专利难以转换成新产品收入,最终对成果转换效率的影响不显著。因此,需要把握好数字化进程,大力发展高技术产业高质量自主创新能力,实现最终成果的转换。

关键词：数字化水平高技术产业创新价值链专利结构

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考虑剪切变形的桥梁倒塌破坏分析

考虑剪切变形的桥梁倒塌破坏分析

作者：忻仕超天津大学

学位级别：硕士

桥梁在城市交通中具有重要作用,是城市地震灾害预防的重点工程。分析地震作用下的倒塌模式具有一定的意义。目前钢筋混凝土空心薄壁桥墩的数值分析模型多采用纤维单元和实体单元,纤维单元不能考虑桥墩的剪切变形,实体单元模型的分析效... 详细信息

桥梁在城市交通中具有重要作用,是城市地震灾害预防的重点工程。分析地震作用下的倒塌模式具有一定的意义。目前钢筋混凝土空心薄壁桥墩的数值分析模型多采用纤维单元和实体单元,纤维单元不能考虑桥墩的剪切变形,实体单元模型的分析效率较低,且计算收敛比较困难。分层壳单元可以同时考虑面内弯曲、剪切、面外弯曲之间的耦合作用,且分析效率较高,在模拟空心桥墩时具有一定的优势。为了得到考虑剪切变形的桥梁倒塌破坏情况,本文采用分层壳单元模拟空心桥墩,完成了以下工作:(1)基于已有试验,分别采用分层壳单元和实体单元建立了钢筋混凝土空心桥墩的数值模型,通过两种模型计算得到的滞回曲线和骨架曲线与试验结果进行对比,验证了基于分层壳单元建立的空心桥墩数值模型的正确性和高效性。(2)分别采用分层壳单元和梁单元模拟空心桥墩,建立考虑剪切变形和不考虑剪切变形的桥梁数值分析模型,通过动力时程分析法分别对两种模型进行了地震时程响应对比分析,得到考虑剪切变形对桥梁地震响应的影响。(3)分别采用分层壳单元和梁单元模拟空心桥墩,建立考虑剪切变形和不考虑剪切变形的桥梁倒塌破坏分析模型,分别模拟了强震作用下两种模型的倒塌破坏过程,对比了两种模型的倒塌破坏情况,得到考虑剪切变形对桥梁倒塌破坏情况的影响。

关键词：桥梁分层壳单元连续倒塌地震作用时程分析

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大截面矩形顶管穿越硬质岩层的技术研究

建筑 2023年第4期 140-142页

作者：蒋贤龙蒋君飞忻超明徐恩强永润建设工程有限公司宁波市政工程建设集团股份有限公司

综合管廊矩形顶管常见在淤泥质黏土、黏土、粉土及砂土等土层中施工。金华市金义新区东华街地下综合管廊项目，大截面矩形顶管穿越中风化粉砂岩（次坚石类别）施工，且进入轨道交通特别保护区范围。项目通过创新采用“特制液压纠偏防塌... 详细信息

综合管廊矩形顶管常见在淤泥质黏土、黏土、粉土及砂土等土层中施工。金华市金义新区东华街地下综合管廊项目，大截面矩形顶管穿越中风化粉砂岩（次坚石类别）施工，且进入轨道交通特别保护区范围。项目通过创新采用“特制液压纠偏防塌方矩形壳体的矩形顶管机结合铣挖机破岩掘进组合非开挖技术”，解决了硬质岩层顶管顶进难的问题，保证了施工上部土体稳定，确保了开挖面安全，取得了良好的经济和社会效益。

关键词：矩形顶管机铣挖硬质岩层矩形壳体

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基于目标检测的医院感染规范监测方法研究

中国数字医学 2022年第9期17卷 54-59页

作者：忻超卓琳徐波雷王伟楠宁波大学医学院附属医院信息与数据中心浙江宁波315000

目的:提出基于目标检测的医院感染规范监测方法,提高医护工作者及管理人员的工作效率。方法:采用“云端-边缘”协同的架构设计,利用基于深度学习的目标检测方法对实时摄像机视频数据中的医护人员穿脱防护服规范以及手卫生执行情况进行... 详细信息

目的:提出基于目标检测的医院感染规范监测方法,提高医护工作者及管理人员的工作效率。方法:采用“云端-边缘”协同的架构设计,利用基于深度学习的目标检测方法对实时摄像机视频数据中的医护人员穿脱防护服规范以及手卫生执行情况进行检测。结果:采用“云端-边缘”协同的方式进行架构设计,可以更好地进行训练和推理;使用带标注的医院感染规范数据训练集对目标检测模型进行训练,并在测试集进行验证,实验结果显示该方法具有较高的准确率,mAP达94.9%。在真实场景中,准确率为94.4%,基本达到了人肉眼识别的水平。结论:结合深度学习的医院感染规范监测方法可以实时检测感控措施的执行情况,具有重要实际应用价值;利用图像数据增强技术对带标注的医院感染规范数据集进行增强,可解决数据不平衡问题,同时增强模型的鲁棒性。

关键词：图像数据增强深度学习目标检测医院感染规范

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