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可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)由于其能够响应实时控制、提升传输可靠性等优点备受关注,被认为是未来移动通信的关键技术之一。进一步,同时透射和反射可重构智能表面(Simultaneous Transmitting and Reflecti... 详细信息

可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)由于其能够响应实时控制、提升传输可靠性等优点备受关注,被认为是未来移动通信的关键技术之一。进一步,同时透射和反射可重构智能表面(Simultaneous Transmitting and Reflecting Reconfigurable Intelligent Surface,STAR-RIS)在RIS基础上显著扩展覆盖范围,提高频谱效率以及增强通信可靠性,具有更高的信息传输性能增益。与此同时,非正交多址接入(Non-Orthgonal Multiple Access,NOMA)因其能够利用相同的时频资源服务多个用户,有效缓解迅速增长的智能终端数量和频谱资源短缺的矛盾。基于此,STAR-RIS和NOMA技术的结合不仅可以有效调节和提升用户信道质量,还可以利用更多的自由度合理分配无线资源提高系统传输性能。本文主要工作如下:首先,本文分析STAR-RIS辅助多用户NOMA上行无线传输系统。考虑不同用户的差异化服务质量和能量约束条件,以最大化强用户传输速率为目标,构建用户发射功率系数、基站端接收波束成形向量以及STAR-RIS反射和透射系数矩阵联合优化问题。本文第一次提出了一种简洁高效的优化求解方法,具体为:用户的功率分配优化系数和基站的接收波束成形向量以闭合表达式得出,对STAR-RIS的透射和反射系数则可以通过一维搜索方法并以半闭形式得到其最优解。通过仿真验证和结果分析可以得出:(1)相比于传统的半定松弛(Semidefinite Relaxation,SDR)方法和交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM),本文所提的优化算法具有较高处理效率和较低时间复杂度,且本文提出的优化算法复杂度优势随着STAR-RIS元件数目的增加而更加明显。(2)相比于传统的正交多址(Orthogonal Multiple Access,OMA)辅助的STAR-RIS传输策略以及基于随机相移的STAR-RISNOMA策略,本文所提算法能够取得最好的系统性能优势,即能够取得最大的强用户传输速率,主要是因为本文所提算法综合了NOMA与STAR-RIS的优势;(3)相对于STAR-RIS辅助上行NOMA通信系统,本文所提出的STAR-RIS-NOMA方案优越性能随着两用户信道条件差异越大而显著增强,这主要是由于NOMA策略相对于OMA策略能够为系统用户提供更好的鲁棒性和公平性。进一步,在上述工作的基础上,研究有源STAR-RIS结合NOMA辅助上行安全传输系统。以最大化系统的总安全速率为目标,构建基于用户发射功率系数、基站接收波束成形向量、有源STAR-RIS端系数矩阵和不同的用户服务质量需求的优化方程。为了有效求解所构建的非凸优化方程,利用算术-几何(Arithmetic-geometric Mean,AGM)不等式求解基站端接收波束成形向量;通过一阶泰勒展开近似求解STAR-RIS端放大系数以及反射和透射系数矩阵;最后利用SDR方法和CVX工具箱得到最优解。通过仿真验证和结果分析可以得出:(1)有源STAR-RIS-NOMA策略相对于无源STAR-RIS-NOMA策略可以有效改善“乘性衰落”效应,有效提升系统安全性能。(2)相比于带有随机相移的有源STAR-RIS-NOMA和无源STAR-RIS-NOMA传输方案,本文提出的有源STAR-RIS辅助NOMA策略具有最好的传输性能,能够获得最大的系统总安全速率,且本文所提方案的性能优越性随着发射功率的增加而大大提高。最后,针对本文的工作进行总结,并提出未来研究方向。

关键词：同时透射和反射可重构智能表面非正交多址接入有源物理层安全闭合表达式系统总安全速率

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项目式学习在初中地理单元教学中的应用研究

项目式学习在初中地理单元教学中的应用研究

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作者：姜龙珠山东师范大学

学位级别：硕士

《义务教育地理课程标准(2022年版)》要求推动育人方式变革,着力发展学生核心素养。核心素养如何落地成为教育领域关注的热点。新课程标准倡导“探索大单元教学,积极开展主题化、项目式学习等综合性教学活动,加强知识间的内在联系,促进... 详细信息

《义务教育地理课程标准(2022年版)》要求推动育人方式变革,着力发展学生核心素养。核心素养如何落地成为教育领域关注的热点。新课程标准倡导“探索大单元教学,积极开展主题化、项目式学习等综合性教学活动,加强知识间的内在联系,促进知识结构化。”单元教学和项目式学习是促进课程内容结构化,学科核心素养培育的重要途径。与此同时,目前初中地理教学中存在问题需要改变,教学方式和方法需要不断创新和发展。基于当前地理教育改革背景,本研究将项目式学习应用于初中地理单元教学中,进行项目式单元教学设计,为地理教学设计提供新思路,对于转变学生的学习方式,加深学生对学科核心概念的理解,避免知识碎片化,培养学生综合能力和核心素养方面有深刻影响。本文采用了文献研究法、问卷调查法、访谈法和行动研究法开展研究。首先,借助文献研究法,梳理了项目式学习、单元教学以及两者结合的相关研究,明确项目式学习和单元教学的涵义、特征与基本步骤。项目式学习和单元教学在教学理念和设计要素方面具有高度一致性。在此基础上,本研究从符合新课标的要求、地理学科特点以及初中学段学情特征方面探讨了项目式学习应用于初中地理单元教学中的可行性,并从学生、教师、教学的角度进行价值分析,为下文研究提供理论基础。其次,通过问卷调查法和访谈法了解初中生地理学习现状和对单元教学、项目式学习的认识,一线教师对项目式学习和单元教学的认知以及实践情况。调查发现初中地理课堂现状亟需改变;教师采用单元教学和项目式学习频率较低;项目式学习在初中地理单元教学中的应用具有良好的学生和教师基础;教师支持项目式学习在初中地理单元教学中应用的想法,但也看到了存在的困难。在理论研究和调查研究的基础上,本研究运用项目式学习进行初中地理单元教学设计,简称项目式单元教学设计,提出项目式单元教学设计的原则,即课标引领性原则、设计整体性原则、情境生活化原则、问题导向性原则和主体协作性原则。然后基于“ADDIE”教学设计模式,结合项目式学习实施步骤,从分析、设计、开发、实施、评价五个方面构建了项目式单元教学设计框架,具体步骤与方法包括:(1)选定一个单元,明确项目单元主题(2)聚焦核心概念,整合单元教学内容(3)依据核心素养,制定项目单元目标(4)创设真实情境,提出驱动性问题(5)分解驱动问题,设计项目任务和活动(6)设计评价方案,诊断学习效果(7)开发学习资源,提供“脚手架”(8)规划实施流程,开展学习评价(9)进行教学反思,优化项目单元设计。最后,在此教学设计框架指导下,本文选取鲁教版初中地理七年级上册第三章“中国的自然资源”,围绕人地关系核心概念,设计并实施了以“人与自然资源和谐共生”为主题的项目式单元教学案例,取得了良好的学习效果,并对教学实践进行反思。

关键词：单元教学项目式学习初中地理教学设计

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纤维素酶改性油莎豆粕可溶性膳食纤维结构与功能研究

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中国食品学报 2024年第7期24卷 241-251页

作者：周龙珠王朋董双王静丁雪纯杨娜王金荣乔汉桢甘利平河南工业大学生物工程学院郑州450001 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所畜禽营养与饲养全国重点实验室北京100193 中国农业大学动物科学技术学院北京100193

以油莎豆粕为原料,通过复合酶法(α-淀粉酶、糖化酶和胰蛋白酶)提取油莎豆粕可溶性膳食纤维(SDF),采用纤维素酶对SDF进行酶解改性,优化纤维素酶酶解条件(酶添加量、酶解温度、酶解时间和酶解pH值),并比较改性前、后SDF含量、理化性质、... 详细信息

以油莎豆粕为原料,通过复合酶法(α-淀粉酶、糖化酶和胰蛋白酶)提取油莎豆粕可溶性膳食纤维(SDF),采用纤维素酶对SDF进行酶解改性,优化纤维素酶酶解条件(酶添加量、酶解温度、酶解时间和酶解pH值),并比较改性前、后SDF含量、理化性质、结构特性和抗氧化能力。结果表明,纤维素酶改性的最佳工艺条件是:pH值为6.5,酶解温度40℃,酶添加量0.9%,酶解时间2.5 h,SDF含量由3.55%增至10.86%。通过观察超微结构发现,改性使纤维结构改变,衍射峰强度减弱,改善了其结构特性,同时微观结构特性也得到改善。此外,纤维素酶改性使油莎豆粕SDF的持水力、膨胀性和持油力较改性前分别提高了54.58%,43.73%,38.40%;SDF质量浓度在0.5~5 mg/mL范围,改性后SDF对1,1-二苯基苦基苯肼(DPPH)自由基、2,2’-连氮-二(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸),ABTS自由基和羟基自由基(·OH)的清除力显著提高,最高时分别达到42.87%,44.05%,41.46%,还原Fe^(3+)的能力在5 mg/mL时提高了1.25倍。本研究为进一步提升油莎豆粕的开发价值及其在食品和制药工业等方面应用提供参考。

关键词：油莎豆粕可溶性膳食纤维结构特性理化性质抗氧化能力

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马油酶法辅助提取工艺优化及精炼处理对其品质提升的影响

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中国油脂 2024年

作者：孙龙珠王颖 PRINCE Chisoro 曹克涛郭玉杰张春晖中国农业科学院农产品加工研究所农业农村部农产品加工综合性重点实验室南非福特哈尔大学畜牧科学系新疆野马文化发展有限公司

针对马油传统制备方法存在的提取率低、品质差的问题，本研究以新疆马脂肪为原料开展酶法辅助提取工艺条件优化，以马油提取率为考察指标，通过单因素实验探究蛋白酶种类、酶添加量、酶解时间、料液比和酶解温度对提取率的影响。结合响... 详细信息

针对马油传统制备方法存在的提取率低、品质差的问题，本研究以新疆马脂肪为原料开展酶法辅助提取工艺条件优化，以马油提取率为考察指标，通过单因素实验探究蛋白酶种类、酶添加量、酶解时间、料液比和酶解温度对提取率的影响。结合响应面法确定马油的最佳提取工艺参数（选用中性蛋白酶，酶添加量2000 U/g，料液比1∶2，酶解温度45 ℃，酶解时间 120 min），马油提取率高达81.69%。通过脱胶、脱酸、脱色等工艺对粗马油进行精炼处理，对比分析马油精炼前后的感官指标、理化性质和脂肪酸组成等品质变化。研究发现，马油精炼后色泽、气味等感官指标明显改善，酸价由原来的1.13 mg/g降低为0.92 mg/g，过氧化值由0.75 mmol/kg降低为0.63 mmol/kg，碘价由81.14 g/100g升高至88.95 g/100g，不饱和脂肪酸含量升高了3.1%，显著提升了马油产品品质。以上结果表明，中性蛋白酶辅助提取能有效提升新疆马油提取率，提取后精炼处理的马油品质更佳，该研究为新疆马脂肪副产物高值化加工提供参考。

关键词：马油酶法提取油脂精炼品质

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非完美信道状态信息下分布式智能反射面辅助安全通信研究

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电子与信息学报 2024年第7期46卷 2860-2868页

作者：冯友宏张彦峨张玉峰董国青张然王晔徐龙珠安徽师范大学物理与电子信息学院芜湖241000 东南大学移动通信国家重点实验室南京210096 安徽智能机器人信息融合与控制工程实验室芜湖241000 东南大学毫米波全国重点实验室南京210096 池州学院机电工程学院池州247100

针对非完美信道状态信息(CSI)下分布式智能反射面(RIS)安全通信问题,该文构建基于基站波束成形、人工噪声(AN)和RISs相移的联合优化问题,并提出相对应优化方法和1维线性搜索的有效算法来求解所构建的非凸优化方程。仿真结果表明:相对于... 详细信息

针对非完美信道状态信息(CSI)下分布式智能反射面(RIS)安全通信问题,该文构建基于基站波束成形、人工噪声(AN)和RISs相移的联合优化问题,并提出相对应优化方法和1维线性搜索的有效算法来求解所构建的非凸优化方程。仿真结果表明:相对于随机相位、无AN辅助的安全传输策略,所提方法在非完美CSI场景可取得更高的安全传输速率;在总反射单元数目固定情况下,分布单元数目越多,所提算法优越性越明显;进一步,所提算法具有更强的鲁棒性,即本策略能更好地适应信道不确定性。

关键词：智能反射面物理层安全分布式鲁棒性非凸优化

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