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Identification of Important FPGA Modules Based on Complex Network

Computers, Materials & Continua 2024年第1期78卷 1027-1047页

作者： senjie zhang Jinbo Wang Shan Zhou Jingpei Wang Zhenyong zhang Ruixue Wang School of Aeronautics and Astronautics University of Chinese Academy of SciencesBeijing101408China Technology and Engineering Center for Space Utilization Chinese Academy of SciencesBeijing100094China College of Control Science and Engineering Zhejiang UniversityHangzhou310063China College of Computer Science and Technology Guizhou UniversityGuiyang550025China

The globalization of hardware designs and supply chains,as well as the integration of third-party intellectual property(IP)cores,has led to an increased focus from malicious attackers on computing ***,existing defense or detection approaches often require additional circuitry to perform security verification,and are thus constrained by time and resource *** the scale of actual engineering tasks and tight project schedules,it is usually difficult to implement designs for all modules in field programmable gate array(FPGA)*** studies have pointed out that the failure of key modules tends to cause greater damage to the ***,under limited conditions,priority protection designs need to be made on key modules to improve protection *** have conducted research on FPGA designs including single FPGA systems and multi-FPGA systems,to identify key modules in FPGA *** the single FPGA designs,considering the topological structure,network characteristics,and directionality of FPGA designs,we propose a node importance evaluationmethod based on the technique for order preference by similarity to an ideal solution(TOPSIS)***,for the multi-FPGA designs,considering the influence of nodes in intra-layer and inter-layers,they are constructed into the interdependent network,and we propose a method based on connection strength to identify the important ***,we conduct empirical research using actual FPGA designs as *** results indicate that compared to other traditional indexes,node importance indexes proposed for different designs can better characterize the importance of nodes.

关键词： Hardware security FPGA circuits node importance interdependent network

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Lattice reduction aided belief propagation for massive MIMO detection

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Science China(Information Sciences) 2019年第4期62卷 127-139页

作者： senjie zhang Zhiqiang HE Kai NIU Shi JIN Hong CHENG Key Laboratory of Universal Wireless Communications Ministry of EducationBeijing University of Posts and Telecommunications National Mobile Communications Research Laboratory Southeast University Intel Labs China

Efficient massive MIMO detection for practical deployment, which is with spatially correlated channel and high-order modulation, is a challenging topic for the fifth generation mobile communication(5G). In this paper, lattice reduction aided belief propagation(LRA-BP) is proposed for massive MIMO detection. LRA-BP applies the message updating rules of Markov random field based belief propagation(MRF-BP) in lattice reduced MIMO system. With the lattice reduced, well-conditioned MIMO channel,LRA-BP obtains better message updating and detection performance in spatially correlated channel than MRF-BP. Log-domain arithmetic is used in LRA-BP for computational complexity reduction. Simulation result shows that LRA-BP outperforms MRF-BP with 3–10 dB in terms of required SNR for 1% packet error rate in spatially correlated channel for 256-QAM. We also show that LRA-BP requires much lower complexity compared with MRF-BP.

关键词： massive MIMO MIMO detection belief propagation graph-based detection lattice reduction Markov random field

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Improving Expectation Propagation with Lattice Reduction for Massive MIMO Detection

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China Communications 2018年第12期15卷 49-54页

作者： senjie zhang Shi Jin Chao-Kai Wen Zhiqiang He Key Laboratory of Universal Wireless Communications Ministry of Education Beijing University of Posts and Telecommunications National Mobile Communications Research Laboratory Southeast University Institute of Communications Engineering Sun Yat-sen University

Efficient massive MIMO detection for practical deployment, which is with spatially correlated channel and high-order modulation, is a challenging topic for the fifth generation mobile communication(5 G). In this paper, we propose a lattice reduction aided expectation propagation(LRA-EP) algorithm for massive MIMO detection. LRA-EP applies expectation propagation in lattice reduced MIMO system to approach the distribution of lattice reduced constellation point by iterative refinement on its parameters(mean and covariance). The parameter refinement is based on the lattice reduced, well-conditioned MIMO channel. Numerical result shows that LRA-EP outperforms classic EP based MIMO detection(EPD) with 5～7 dB in terms of required signalto-noise ratio(SNR) for 1% packet error rate in spatially correlated channel for 256-QAM. We also show that LRA-EP has lower computation complexity than EPD.

关键词： MIMO detection lattice reduction expectation propagation massive MIMO

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Ergodic Rate Analysis on Applying Antenna Selection in D2D Communication Underlaying Cellular Networks

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China Communications 2017年第11期14卷 167-184页

作者： senjie zhang Yuyang Wang Zhiqiang He Shi Jin Key Laboratory of Universal Wireless Communications Ministry of EducationBeijing University of Posts and Telecommunications Beijing 100876 China The University of Texas at Austin USA National Mobile Communications Research Laboratory Southeast University Nanjing 210096 China

By reusing the spectrum of a cellular network, device-to-device(D2D) communications is known to greatly improve the spectral efficiency bypassing the base station(BS) of the cellular network. Antenna selection is the most cost efficient scheme for interference management, which is crucial to D2D systems. This paper investigates the achievable rate performance of the D2D communication underlaying the cellular network where a multiple-antenna base station with antenna selection scheme is deployed. We derive an exact closed-form expression of the ergodic achievable rate. Also, using Jensen's inequality, two pairs of upper and lower bounds of the rate are derived and we validate the tightness of the two sets of bounds. Based on the bounds obtained, we analyze the ergodic achievable rate in noise-limited scenario, interference-limited high SNR scenario and larger-scale antenna systems. Our analysis shows that the presence of D2D users could be counter-productive if the SNR at cellular UE is high. Further analysis shows that the relationship between the ergodic rate and the number of antennas it positive, but keeps decreasing as the antenna number increasing. These show the inefficiency of antenna selection in D2D interference management.

关键词： antenna selection D2D communication ergodic achievable rate Jensen’s inequality massive MIMO

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基于高精度室内位置感知的大数据研究与应用

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计算机应用 2016年第2期36卷 295-300页

作者：邓中亮张森杰焦继超徐连明北京邮电大学电子工程学院北京100876

随着室内定位技术的发展,室内位置数据和用户消费行为数据的大量产生为室内位置大数据(LBD)研究和应用提供了可能。基于高精度室内位置感知,突破了室内定位位置数据不准确的瓶颈。通过对室内位置数据聚类、降维等预处理,建立挖掘模型分... 详细信息

随着室内定位技术的发展,室内位置数据和用户消费行为数据的大量产生为室内位置大数据(LBD)研究和应用提供了可能。基于高精度室内位置感知,突破了室内定位位置数据不准确的瓶颈。通过对室内位置数据聚类、降维等预处理,建立挖掘模型分析并提取了室内商圈区域的聚散和流动等特性,进一步通过特征关联预测用户的消费等行为,提出了室内位置大数据协同挖掘的方法和架构。在某机场商圈、西单某商场亿级用户位置数据集上进行了有效性实验和应用,通过实测数据对比验证了基于此架构室内定位数据的精准性和挖掘方法的可行性。

关键词：位置大数据室内高精定位特征挖掘时空关联 O2O商业模型

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NACA0021和NACA4822翼型肋通道中环境空气流动传热特性的实验研究

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应用数学和力学 2024年第5期45卷 594-605页

作者：李勇张迎春付虞周棋润赵雨菲杨森杰马素霞太原理工大学电气与动力工程学院太原030024 煤电清洁控制教育部重点实验室太原030024 中北大学能源与动力工程学院太原030051

针对超燃冲压发动机在更高Mach数飞行时,主动再生冷却技术面临换热能力不足的瓶颈问题,拟利用翼型肋加强再生冷却通道的传热性能.为了从原理上验证翼型肋通道的强化传热效果,搭建了环境空气在NACA0021对称翼型肋和NACA4822非对称翼型肋... 详细信息

针对超燃冲压发动机在更高Mach数飞行时,主动再生冷却技术面临换热能力不足的瓶颈问题,拟利用翼型肋加强再生冷却通道的传热性能.为了从原理上验证翼型肋通道的强化传热效果,搭建了环境空气在NACA0021对称翼型肋和NACA4822非对称翼型肋通道(横截面尺寸50 mm×50 mm)中的流动传热实验测试平台,基于稳态液晶技术得到受热表面的Nusselt数.通过实验研究发现:NACA0021对称翼型肋通道和NACA4822非对称翼型肋通道的传热强度分别被提升了0.17%~17.1%和18.4%~52.1%,50 m^(3)/h流量下的PEC(performance evaluation criteri-on)分别为1.04和1.24;大流量条件下,NACA4822非对称翼型肋通道可强化中间受热面的传热性能;翼型肋通道中的流动压降也会相应增大,其中NACA4822翼型肋通道中的压降最大,翼型肋的非对称性使得流动湍流强度不断积累造成下游压降存在明显升高.该研究将有助于进一步开展翼型肋通道内超临界流体的流动传热特性研究,拓宽超燃冲压发动机主动再生冷却技术的应用温区.

关键词：超燃冲压发动机翼型肋通道 Nusselt数压力损失

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基于领域加权稀疏的交通机电轴承故障诊断

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农业装备与车辆工程 2024年第8期62卷 104-108页

作者：褚惟郭华王宽张孟王森杰云南云岭高速公路交通科技有限公司云南昆明650000 云南省交通科学研究院有限公司云南昆明650000

轴承是交通机电设备中最常发生故障的核心部件之一,一旦发生故障,整个系统将被关闭,甚至引发灾难性后果,因此,开展交通机电轴承故障检测具有重要意义。针对低信噪比条件下交通机电轴承冲击特征难提取问题,提出一种基于领域加权稀疏的交... 详细信息

轴承是交通机电设备中最常发生故障的核心部件之一,一旦发生故障,整个系统将被关闭,甚至引发灾难性后果,因此,开展交通机电轴承故障检测具有重要意义。针对低信噪比条件下交通机电轴承冲击特征难提取问题,提出一种基于领域加权稀疏的交通机电轴承故障诊断方法。首先基于经典稀疏模型,引入基尼指数作为权重以区分信号各分量稀疏系数的贡献;其次,考虑系数之间相关性,研究领域系数去噪替代阈值降噪方法,提高对稀疏重构分量估计的准确性;最后,对重构稀疏信号进行包络检测以识别故障。利用机电轴承故障仿真信号和地铁轴箱轴承实测信号验证了所提方法的有效性。结果表明本文方法能有效实现交通机电轴承弱故障特征提取。

关键词：交通机电轴承稀疏表示故障诊断基尼指数系数加权领域系数去噪

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冠心病心血瘀阻证模型大鼠的建立及方药评价

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中药药理与临床 2024年第1期40卷 86-93页

作者：李静郭志华刘建和钟森杰匡慧芳梁昊杨漾张斐张秋雁湖南中医药大学长沙410208 湖南中医药大学慢病中医智能诊断与治未病湖南省普通高等学校重点实验室长沙410208 湖南中医药大学第一附属医院长沙410007 广州中医药大学第一附属医院广州510405

目的:研究冠状动脉左前降支结扎模型的病理特点及血府逐瘀汤的干预效应,以“方证对应”理论探讨冠心病心血瘀阻证模型的建立方法。方法:通过结扎冠状动脉左前降支法制备冠心病模型大鼠,随机分为正常对照组、假手术对照组、模型对照组、... 详细信息

目的:研究冠状动脉左前降支结扎模型的病理特点及血府逐瘀汤的干预效应,以“方证对应”理论探讨冠心病心血瘀阻证模型的建立方法。方法:通过结扎冠状动脉左前降支法制备冠心病模型大鼠,随机分为正常对照组、假手术对照组、模型对照组、血府逐瘀汤14 g/kg组、曲美他嗪5.4 mg/kg组,连续灌胃给药14 d。观察舌象色度测定R(Red,红色)、G(Green,绿色)、B(Blue,蓝色)分量值;心电图检测心率及ST段的变化;超声心动图检测心功能指标,包括左室射血分数(LVEF)、短轴缩短率(LVFS)、左室收缩末内径(LVIDs)、左室舒张末内径(LVIDd);血液流变学检测全血黏度、卡松粘度和红细胞聚集指数;HE染色观察心肌组织病理学变化;Masson染色观察心肌组织纤维化情况,使用Image J软件计算胶原容积分数(CVF)、透射电镜观察心肌细胞超微结构变化;ELISA法检测血清血栓素B2(TXB2)、6-酮-前列腺素1α(6-keto-PGF1α)、纤溶酶原激活物抑制剂-1(PAI-1)、组织型纤溶酶原激活物(t-PA)含量;免疫组化(IHC)法检测心肌组织细胞间粘附分子-1(ICAM-1)、血管内皮细胞粘附分子-1(VCAM-1)蛋白阳性表达情况。结果:与正常对照组、假手术对照组比较,模型对照组大鼠舌象R、G、B值均显著降低(P<0.01);心电图心率、ST段抬高幅度显著升高(P<0.01);LVEF、LVFS值显著下降,LVIDd、LVIDs值显著升高(P<0.01);心肌组织病理形态学显示心肌细胞排列紊乱、有大量炎性细胞浸润、胶原纤维增多、CVF显著升高(P<0.01),线粒体膜、嵴结构出现肿胀、断裂、溶解,可见空泡化改变;全血粘度(低、中、高切)、卡松粘度、红细胞聚集指数显著升高(P<0.01);TXB2、PAI-1含量显著升高(P<0.01),6-keto-PGF1α、t-PA含量显著降低(P<0.01);黏附因子ICAM-1、VCAM-1蛋白阳性表达显著升高(P<0.01)。与模型对照组比较,血府逐瘀汤14 g/kg组可显著升高大鼠舌象R、G、B值,心电图心率、ST段抬高幅度显著降低(P<0.01);LVIDd、LVIDs值显著降低,LVEF、LVFS值显著升高(P<0.01),心肌组织病理形态学显示心肌细胞排列相对整齐、心肌间隙明显减小、有少量炎性细胞浸润、胶原纤维减少、CVF显著降低(P<0.01),线粒体膜、嵴结构的肿胀、断裂、溶解、空泡化程度减轻;全血粘度(低、中、高切)、卡松粘度、红细胞聚集指数显著下降(P<0.01),TXB2、PAI-1含量显著降低(P<0.01),6-keto-PGF1α、t-PA含量显著升高(P<0.01);黏附因子ICAM-1、VCAM-1蛋白阳性表达显著降低(P<0.01)。结论:冠状动脉左前降支结扎模型出现心功能障碍、心肌结构损伤、血液“黏稠凝聚”、舌色紫暗、血管内皮损伤、纤溶系统紊乱、黏附因子沉积、等病理特征,活血化瘀代表方血府逐瘀汤可有效调节上述指标,基于“正向评价+逆向反证”印证模型可较好地模拟冠心病心血瘀阻证病理过程。

关键词：冠心病心血瘀阻证病证结合血府逐瘀汤

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异丙肾上腺素诱导慢性心衰模型不同方案的比较

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中国实验动物学报 2024年第2期32卷 161-167页

作者：谈宇权张君宇杨梦王菲钟森杰李琳胡志希湖南中医药大学中医诊断研究所长沙410208

目的比较3种不同方案制备的动物模型,探索稳定、可靠且重复性好的小鼠慢性心力衰竭模型。方法将25只雄性C57BL/6J小鼠随机分为4组:正常组(ZC组)、实验A组(MA组)、B组(MB组)和C组(MC组)。实验组采取不同制备方案连续注射ISO,其中MA组和M... 详细信息

目的比较3种不同方案制备的动物模型,探索稳定、可靠且重复性好的小鼠慢性心力衰竭模型。方法将25只雄性C57BL/6J小鼠随机分为4组:正常组(ZC组)、实验A组(MA组)、B组(MB组)和C组(MC组)。实验组采取不同制备方案连续注射ISO,其中MA组和MB组为浓度递减造模法,MA组(第1天10 mg/kg、第2天5 mg/kg、第3~30天2.5 mg/(kg·d);皮下注射30 d);MB组(第1天20 mg/kg、第2天10 mg/kg、第3~14天5 mg/(kg·d);皮下注射14 d);MC组(浓度恒定7.5 mg/(kg·d),腹腔注射28 d),构建慢性心衰动物模型。在注射结束后的第2天,计算各组小鼠存活率和成模率情况。通过心脏超声检测心功能,并用ELISA测定血清中NT-pro BNP、IL-6、TNF-α水平。结果在第30天注射结束后,各实验组虽都能有效诱导慢性心力衰竭,但发现7.5 mg/kg浓度MC组的造模情况最稳定,更适合后续开展中医药相关的心衰研究。结论ISO制备小鼠慢性心衰模型以恒定7.5 mg/(kg·d),连续腹腔注射28 d为最佳方案。

关键词：异丙肾上腺素慢性心衰射血分数保留型心衰模型制备

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A Rhizobium bacterium and its population dynamics under different culture conditions of its associated toxic dinoflagellate Gambierdiscus balechii

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Marine Life Science & Technology 2021年第4期3卷 542-551页

作者： Zhen Wu Xiaohong Yang senjie Lin Wai Hin Lee Paul K.S.Lam State Key Laboratory of Marine Pollution City University of Hong KongHong KongChina Department of Chemistry City University of Hong KongHong KongChina State Key Laboratory of Marine Environmental Science Xiamen UniversityXiamen 361005China Department of Marine Sciences University of ConnecticutGrotonCT 06340USA Department of Biomedical Sciences City University of Hong KongHong KongChina Shenzhen Key Laboratory for the Sustainable Use of Marine Biodiversity Research Centre for the Oceans and Human HealthCity University of Hong Kong Shenzhen Research InstituteShenzhen 518057China

Rhizobium bacteria are known as symbionts of legumes for developing nodules on plant roots and fixing N2 for the host plants but unknown for associations with ***,we detected,isolated,and characterized a Rhizobium species from the marine toxic dinoflagellate Gambierdiscus *** 16S rRNA gene(rDNA)is 99%identical to that of Rhizobium rosettiformans,and the affiliation is supported by the phylogenetic placement of its cell wall hydrolase-encoding gene(cwh).Using quantitative PCR of 16S rDNA and cwh,we found that the abundance of this bacterium increased during the late exponential growth phase of Gambierdiscus and under nitrogen limitation,suggesting potential physiological interactions between the dinoflagellate and the *** is the first report of dinoflagellate-associated Rhizobium bacterium,and its prevalence and ecological roles in dinoflagellate-Rhizobium relationships remain to be investigated in the future.

关键词： Rhizobium Gambierdiscus 16S rRNA gene Cell wall hydrola Edited by Chengchao Chen

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