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面向6G无线网络的全息多输入多输出技术综述

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电子与信息学报 2024年第5期46卷 1703-1715页

作者：陈晓明魏建川黄崇文西安交通大学信息与通信工程学院西安710049 浙江大学信息与电子工程学院杭州310027

未来的第6代(6G)无线通信系统需要支持超大规模的用户需求,且对频谱效率和能源效率的要求越来越高。在此背景下,全息多输入多输出(MIMO)技术由于其具有智能可重构、电磁可调控、高方向性增益、成本低廉和部署灵活等潜力而愈发受到关注... 详细信息

未来的第6代(6G)无线通信系统需要支持超大规模的用户需求,且对频谱效率和能源效率的要求越来越高。在此背景下,全息多输入多输出(MIMO)技术由于其具有智能可重构、电磁可调控、高方向性增益、成本低廉和部署灵活等潜力而愈发受到关注。在全息MIMO系统中,大量微小而廉价的天线单元被紧密集成,使其在低硬件成本的情况下能够实现高方向性增益,同时其可以对电磁波进行灵活的调控,从而有效提升了无线通信性能。该文从全息MIMO技术出发,首先简要介绍了全息MIMO的发展过程、技术现状、分类和特点,然后对全息MIMO在视距场景和空间平稳散射的非视距场景的信道模型进行了介绍,最后阐述了全息MIMO面对的挑战和未来趋势,并进行了总结。

关键词：第6代通信全息多输入多输出可重构智能表面信道模型

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面向6G宽带传输的波形优化设计研究

面向6G宽带传输的波形优化设计研究

作者：黄崇达电子科技大学

学位级别：硕士

基于改进A*算法的路径规划及动态避障决策研究

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基于改进A*算法的路径规划及动态避障决策研究

作者：黄崇华重庆理工大学

学位级别：硕士

随着自动驾驶以及人工智能的兴起,使移动机器人在生活,勘探,军事等方面扮演着越来越重要的角色。而路径规划则是移动机器人能否高效完成工作,实现自动导航的核心,可根据环境信息是否已知分为全局路径规划和局部路径规划。由于现实生活... 详细信息

随着自动驾驶以及人工智能的兴起,使移动机器人在生活,勘探,军事等方面扮演着越来越重要的角色。而路径规划则是移动机器人能否高效完成工作,实现自动导航的核心,可根据环境信息是否已知分为全局路径规划和局部路径规划。由于现实生活场景复杂多变,移动机器人的工作领域越发广泛,传统单一的路径规划算法难以完成其工作需求。基于此,本文将全局与局部的算法进行融合改进得到一种基于改进A*算法且能动态避障的新算法,在具有全局最优性的前提下实现对动态障碍物的避让。在对A*算法,也就是全局路径规划算法的改进上,针对传统的A*算法遍历节点数多,耗时较长,以及转角过多的问题,提出动态加权改进A*算法启发函数,采用5领域搜索减少无用搜索方向,并用贝塞尔曲线进行轨迹优化,极大提高了算法的搜索速度,路径更加平滑,搜索时间和搜索节点分别减少了91.9%和75%。对动态窗口法(DWA)算法的改进上,针对传统DWA算法缺乏避障灵活性,易陷入局部最优且容易错过目标点导致规划失败的问题,提出用模糊控制来改进DWA算法,将三个权重系数的值与移动机器人和目标点的距离关系,障碍物信息联系起来,实现3个系数的动态变化,极大的提高了算法对不同环境的适应性。分别对全局算法和局部算法进行改进后,将两种算法进行融合,使移动机器人规划的路径在保证全局最优的情况下还能应对未知的静态、动态障碍物。通过MATLAB仿真实验验证了改算法的可行性和优越性,并通过Gazebo搭建的模拟仿真实际场景进一步验证。最后基于Autodrive ROS1移动机器人进行实际环境地图验证,试验结果表明改进后的算法在静态,动态环境中都能有效避障。综合以上方法,本文改进了A*算法,得到更优质的全局路径,在此基础之上改进DWA局部路径规划算法,增加了算法的适普性并提升了动态避障能力,然后实现对两种算法的融合并验证算法的可行性和优越性,本文融合算法的研究对解决复杂环境中移动机器人的自主导航功能具有现实意义。

关键词：路径规划算法改进搜索节点动态避障 ROS移动机器人局部路径全局路径

负载再生剂的埃洛石纳米管沥青胶浆抗老化性能及机理研究

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负载再生剂的埃洛石纳米管沥青胶浆抗老化性能及机理研究

作者：黄崇秋广州大学

学位级别：硕士

沥青路面是我国高等级路面的主要路面形式。沥青路面在服役过程中,长期受热、光、氧等环境因素耦合作用,从而发生物理化学性质和力学性能劣化的老化现象,严重影响沥青路面的使用寿命。现有的沥青抗老化技术主要通过添加抗老化剂以抑制... 详细信息

沥青路面是我国高等级路面的主要路面形式。沥青路面在服役过程中,长期受热、光、氧等环境因素耦合作用,从而发生物理化学性质和力学性能劣化的老化现象,严重影响沥青路面的使用寿命。现有的沥青抗老化技术主要通过添加抗老化剂以抑制沥青自由基氧化反应或阻隔氧气渗透、添加应力响应式微胶囊以调控沥青四组分比例。然而,目前的沥青抗老化技术手段存在作用时间段、抗老化剂失效等技术瓶颈,研发新一代沥青抗氧化老化技术,提高沥青路面服役年限,对我国长寿命沥青路面的发展具有重大的现实意义和科学价值。为此,本文提出利用具有中空管腔的埃洛石纳米管材料负载再生剂,通过埃洛石纳米管调控再生剂的释放从而补充沥青胶浆因老化而缺失的饱和分、芳香分,达到延缓沥青老化的目的。本研究首先对天然埃洛石纳米管进行物化表征,研究分析了埃洛石纳米管的再生剂负载方法和负载效率。在此基础上,研究了负载再生剂埃洛石纳米管沥青胶浆老化前后的低温和高温流变性能变化规律。最后通过分子动力学探索了埃洛石纳米管缓释再生剂延缓沥青胶浆老化的机理。主要结论如下:(1)物理化学测试结果表明,埃洛石纳米管具有贯通的圆形孔道、较大的比表面积和介孔孔径、良好的热物理化学性质,良好的热物理化学性质使其在沥青路面服役阶段性能保持稳定,优异的空心管状结构使得埃洛石纳米管是良好的再生剂负载载体,真空负载法可使再生剂的负载效率达到14.5%,且负载再生剂的埃洛石纳米管在沥青中分散均匀,团聚现象不明显。(2)负载或未负载再生剂的埃洛石纳米管掺量的越大,沥青胶浆在短期老化后的低温流变性能劣化程度越低。而提高负载再生剂的埃洛石纳米管掺量,延缓短期老化后的沥青胶浆低温流变性能劣化的效果不显著。(3)负载或未负载再生剂的埃洛石纳米管掺量越高,沥青胶浆的抗长期老化性能越强,但在相同的掺量情况下,负载再生剂的埃洛石纳米管沥青胶浆的抗长期老化性能要优于未负载再生剂的埃洛石纳米管沥青胶浆的抗长期老化性能。且当负载再生剂的埃洛石纳米管掺量为30%时,沥青胶浆的抗长期老化性能最佳。(4)提高负载再生剂的埃洛石纳米管掺量,老化试验后沥青胶浆的复合剪切模量、相位角和布氏旋转粘度等指标变化幅度减小,复合剪切模量老化指数、车辙因子老化指数和黏度老化指数也变小,即沥青胶浆的抗老化性能加强。综合宏观流变性能试验可知,当负载再生剂的埃洛石纳米管掺量为30%时,沥青胶浆的抗老化性能最佳。(5)分子动力学结果表明,埃洛石纳米管在未老化的沥青中能延缓再生剂的释放,再生剂在沥青中的早期释放量少,而在老化沥青中埃洛石纳米管中再生剂释放迅速,从而补充沥青老化损失的饱和分和芳香分,延缓了沥青胶浆的老化。

关键词：沥青胶浆埃洛石纳米管沥青再生剂抗老化性能分子动力学

基于格子Boltzmann方法的钉扎螺旋波反馈控制

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物理学报 2024年第4期73卷 78-87页

作者：赖瑶瑶陈鑫梦柴振华施保昌华中科技大学数学与统计学院武汉430074 华中科技大学工程建模与科学计算湖北重点实验室武汉430074 华中科技大学数学与应用学科交叉创新研究院武汉430074

螺旋波是心室跳动过速和纤维性颤动的根源,钉扎螺旋波相对于自由螺旋波来说更难消除.本文采用格子Boltzmann方法求解,以FitzHugh-Nagumo模型为对象,研究了使用反馈控制法消除钉扎螺旋波.数值结果表明,无论钉扎螺旋波钉在圆形障碍物还是... 详细信息

螺旋波是心室跳动过速和纤维性颤动的根源,钉扎螺旋波相对于自由螺旋波来说更难消除.本文采用格子Boltzmann方法求解,以FitzHugh-Nagumo模型为对象,研究了使用反馈控制法消除钉扎螺旋波.数值结果表明,无论钉扎螺旋波钉在圆形障碍物还是矩形障碍物上,反馈控制法对其都具有很好的控制作用.此外,通过数值模拟系统研究了可激性系数、反馈控制信号幅度、记录反馈信号时间和障碍物的大小对钉扎螺旋波的控制情况.研究表明,钉扎螺旋波消除有三种情况.首先,反馈控制信号幅度和可激性系数与钉扎螺旋波消除所需的时间有关,反馈控制信号幅度越大或可激性系数越小,钉扎螺旋波消除越快.其次,障碍物大小和可激性系数影响着能成功消除钉扎螺旋波下记录反馈信号时间与加入反馈控制时间之间对应的时间间隔.最后,在保持加入反馈控制时间不变的情况下,记录反馈信号时间影响着能成功消除钉扎螺旋波所需的最小反馈控制信号幅度.

关键词：反馈控制法钉扎螺旋波 FitzHugh-Nagumo模型格子Boltzmann方法

基于TDLAS技术的甲烷气体探测仪电控系统设计

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基于TDLAS技术的甲烷气体探测仪电控系统设计

作者：黄崇凯电子科技大学

学位级别：硕士

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苯酚废水净化研究进展

广州化工 2018年第2期46卷 12-15页

作者：黄崇瑶彭放严旭晖孙涛徐畅许瑞孙超安徽理工大学化学工程学院安徽淮南232001

苯酚废水难降解、毒性强、来源广,直接排放给环境带来不可估量危害。回收苯酚不仅能够节约资源,还可以保护环境,含苯酚废水要严格按照国家排放标准来进行处理。因此,该类废水一直是研究热点。从物理处理法,生物处理法和化学处理法三大... 详细信息

苯酚废水难降解、毒性强、来源广,直接排放给环境带来不可估量危害。回收苯酚不仅能够节约资源,还可以保护环境,含苯酚废水要严格按照国家排放标准来进行处理。因此,该类废水一直是研究热点。从物理处理法,生物处理法和化学处理法三大层面综述了苯酚废水净化研究进展,又对湿式催化氧化法,超声化学氧化法,电化学氧化法进行了介绍,并展望了综合联用技术将是未来苯酚废水净化的研究趋势,为苯酚废水的净化提供新的思路。

关键词：苯酚废水低温等离子体紫外光催化研究进展

基于统计信道状态信息的智能反射面辅助反向散射通信系统鲁棒资源分配算法

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电子与信息学报 2024年第5期46卷 1986-1995页

作者：徐勇军徐娟田秦语黄崇文重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 浙江大学信息与电子工程学院杭州310007

为解决传统反向散射通信(BackCom)系统存在通信距离短、系统吞吐量较低和克服信道不确定性能力差的问题,该文提出一种基于统计信道状态信息(CSI)的智能反射面(RIS)辅助反向散射通信系统鲁棒资源分配算法。考虑功率站最大发射功率约束、... 详细信息

为解决传统反向散射通信(BackCom)系统存在通信距离短、系统吞吐量较低和克服信道不确定性能力差的问题,该文提出一种基于统计信道状态信息(CSI)的智能反射面(RIS)辅助反向散射通信系统鲁棒资源分配算法。考虑功率站最大发射功率约束、反射节点的能量中断约束和吞吐量中断约束、反射系数约束、RIS相移约束和信息传输时间约束,建立了系统加权和吞吐量最大化的鲁棒资源分配模型;利用伯恩斯坦不等式、交替优化和半正定松弛方法,将原非凸问题转换成凸优化问题求解,并提出一种基于迭代的鲁棒吞吐量最大化算法。仿真结果表明,与传统非鲁棒资源分配算法和无RIS资源分配算法相比,所提算法具有更强的鲁棒性和更高的吞吐量。

关键词：反向散射通信智能反射面鲁棒资源分配信道不确定性

室温驱动腐植酸钠基碳纳米簇用于荧光比色检测银离子和温度传感

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高等学校化学学报 2024年第6期45卷 44-60页

作者：李林马静许畅琳陈彤瑶郭衡瑶李紫悠武文鑫太原师范学院化学与材料学院晋中030619 山西省腐植酸工程技术研究中心晋中036019 山西省蛋白质基功能材料实验室晋中036019

基于氢键结合自组装策略,以富含羟基的高生物相容性煤源腐植酸钠大分子和抗坏血酸为原料,通过绿色经济的室温方法构建了一种低毒水溶性青色荧光碳纳米簇(HAN-CNCs).研究发现,在p H=5.0条件下,Ag^(+)可与HAN-CNCs表面的C=N/C=O基团配位结... 详细信息

基于氢键结合自组装策略,以富含羟基的高生物相容性煤源腐植酸钠大分子和抗坏血酸为原料,通过绿色经济的室温方法构建了一种低毒水溶性青色荧光碳纳米簇(HAN-CNCs).研究发现,在p H=5.0条件下,Ag^(+)可与HAN-CNCs表面的C=N/C=O基团配位结合,从而诱导HAN-CNCs发生荧光静态猝灭,实现对Ag^(+)较宽线性范围(5.0~300μmol/L)和较低检出限(27.5 nmol/L)的特异灵敏检测.进一步观察发现,Ag^(+)与HAN-CNCs相互作用后,HAN-CNCs在日光灯下由淡黄色变为灰蓝色,在紫外灯下由青色荧光变为蓝紫色,基于此,将HAN-CNCs制作成便携式纸基传感器,通过手机分析测试条颜色的G/B值,实现了Ag^(+)的视觉比色荧光检测.此外,HAN-CNCs在20~85℃范围内表现出优异的可逆热响应性能,有望作为一种温度传感器.荧光显微镜成像测试发现,HAN-CNCs在选择性检测活细胞中的Ag^(+)时表现出低生物毒性和优异的细胞渗透性,表明该传感系统可应用于评估人体潜在风险和健康安全.

关键词：煤基腐植酸钠碳纳米簇室温驱动银离子比色荧光检测温度传感