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面向6G全域融合的智能接入关键技术综述

电子与信息学报 2024年第5期46卷 1613-1631页

作者：王雪孟姝宇钱志鸿吉林大学通信工程学院长春130012

针对空天地一体化接入网络,该文在总结相关研究的基础上,阐述了未来空天地一体化接入架构的关键技术,分析了空口技术、多址技术、干扰分析、计算技术和人工智能(AI)技术等几个重点方向的研究进展,提出了多种接入形式并存的灵活性网络架... 详细信息

针对空天地一体化接入网络,该文在总结相关研究的基础上,阐述了未来空天地一体化接入架构的关键技术,分析了空口技术、多址技术、干扰分析、计算技术和人工智能(AI)技术等几个重点方向的研究进展,提出了多种接入形式并存的灵活性网络架构。针对6G全域融合网络接入的重点研究问题,结合用户的服务质量需求,构建了一体化AI赋能架构,提出了大规模混合多址接入及弹性资源适配策略。基于网络架构立体化、网络协同传输、一体化网络资源管理、未来空天地接入技术以及网络协同计算等未来重点研究方向进行了讨论和展望。

关键词： 6G 网络架构接入技术空天地一体化接入网络空口技术

基于总体最小二乘-旋转不变算法的地表核磁共振信号参数估计

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电子与信息学报 2024年第2期46卷 720-727页

作者：于晓辉冯海田宝凤孙海欣孙晓东吉林大学通信工程学院长春130022 吉林大学仪器科学与电气工程学院/地球信息探测仪器教育部重点实验室长春130026 长春大学电子信息学院长春130022

在地表核磁共振(SNMR)找水系统中,根据SNMR信号的参数能够预估地下含水层的储水量、导电性以及孔隙结构等信息。然而在实际应用中探测现场采集的SNMR信号十分微弱,易受到环境噪声干扰,导致无法直接获取SNMR信号的参数。针对这一问题,该... 详细信息

在地表核磁共振(SNMR)找水系统中,根据SNMR信号的参数能够预估地下含水层的储水量、导电性以及孔隙结构等信息。然而在实际应用中探测现场采集的SNMR信号十分微弱,易受到环境噪声干扰,导致无法直接获取SNMR信号的参数。针对这一问题,该文提出基于总体最小二乘-旋转不变法(TLS-ESPRIT)的地表核磁共振信号参数估计方法。基于谐波噪声与SNMR信号的相似信号特征构成一个由多个正弦衰减信号叠加的混合信号模型,使用TLS-ESPRIT将混合信号参数提取问题转换为旋转不变矩阵的广义特征值求解,从而获得SNMR信号的拉莫尔频率和弛豫时间,并结合最小二乘法求得其初始振幅和相位。仿真信号和实测信号实验结果表明此方法能够估计出混有随机噪声和工频谐波噪声的SNMR信号的参数,相比传统的谐波建模方法,在参数提取精度上效果更好。

关键词：地表核磁共振总体最小二乘-旋转不变法谐波噪声

基于混合整数规划的智能车横纵向一体化滚动优化决策

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控制理论与应用 2024年第1期41卷 21-29页

作者：戴启坤刘俊郭洪艳陈虹孙义吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室吉林长春130022 吉林大学通信工程学院吉林长春130022 同济大学电子与信息工程学院上海201804

本文针对智能车辆的行为决策问题,设计了基于混合整数规划的智能车横纵向一体化滚动优化决策方法.该方法首先将纵向车速表示为非整数,将期望车道表示为整数控制量,建立了混合整数智能车决策简化模型;然后,设计了横纵向一体化滚动优化决... 详细信息

本文针对智能车辆的行为决策问题,设计了基于混合整数规划的智能车横纵向一体化滚动优化决策方法.该方法首先将纵向车速表示为非整数,将期望车道表示为整数控制量,建立了混合整数智能车决策简化模型;然后,设计了横纵向一体化滚动优化决策方法,决策出纵向车速和换道动作,根据系统输出与非线性约束的时域关系证明了优化问题的递归可行性并通过遗传算法求解非线性混合整数规划优化问题.基于车辆动力学仿真软件veDYNA和Simulink进行了联合仿真,并在红旗E-HS3智能车上开展了实车试验,结果表明,本文提出的基于混合整数规划的智能车横纵向一体化决策方法能够实现超车、避障、跟车、停车和弯道工况下的行为决策.

关键词：决策混合整数规划模型预测控制横纵向一体化决策模型自动驾驶

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基于密度聚类的商用车编队策略

吉林大学学报（工学版） 2024年第5期54卷 1459-1468页

作者：刘迪孙耀胡云峰陈虹吉林大学汽车底盘集成与仿生全国重点实验室长春130022 吉林大学通信工程学院长春130022 同济大学电子与信息工程学院上海201804

编队过程增加的油耗小于队列运行降低的油耗时车辆编队行驶总油耗才会降低。为了形成具有节油潜力的商用车队,提出了基于密度聚类的商用车编队策略。首先,使用Trucksim中的商用车模型采集油耗数据,通过拟合建立等效油耗模型并转化到距... 详细信息

编队过程增加的油耗小于队列运行降低的油耗时车辆编队行驶总油耗才会降低。为了形成具有节油潜力的商用车队,提出了基于密度聚类的商用车编队策略。首先,使用Trucksim中的商用车模型采集油耗数据,通过拟合建立等效油耗模型并转化到距离域内进行了简化;其次,利用两车编队优化问题获得具有节油潜力的编队标准;然后,在密度聚类中使用该标准将分散的商用车聚类为子车队簇,定义等效油耗最优函数确定最终整体队列形式。最后,通过联合仿真验证了本文提出的编队策略在编队节油方面的有效性与优越性。

关键词：商用车油耗编队标准密度聚类

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考虑侧向运动的整车质量与道路坡度估计

吉林大学学报（工学版） 2024年第5期54卷 1175-1187页

作者：郭洪艳王连冰赵旭戴启坤吉林大学通信工程学院长春130022 吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130022 吉林化工学院航空工程学院吉林省吉林市132022

为减小侧向运动对整车质量与道路坡度估计精度的影响,提出了一种考虑侧向运动的估计算法,利用加速度修正车辆动力学模型,采用遗忘因子提高新数据适应车辆系统时变特性的最小二乘算法估计整车质量,并将质量估计结果实时输入道路坡度估计... 详细信息

为减小侧向运动对整车质量与道路坡度估计精度的影响,提出了一种考虑侧向运动的估计算法,利用加速度修正车辆动力学模型,采用遗忘因子提高新数据适应车辆系统时变特性的最小二乘算法估计整车质量,并将质量估计结果实时输入道路坡度估计中;建立车辆运动学和动力学两个坡度估计模型,并在模型中添加加速度修正项,设计强跟踪滤波算法分别针对2种模型进行道路坡度估计,时变交互多模型融合算法根据两个坡度估计模型的权重系数和模型间的转移概率得到道路坡道估计值。本文算法在中国第一汽车股份有限公司技术中心农安汽车试验场进行了实车试验和评估,与未考虑侧向的融合估计算法相比,提高了车辆横向运动时的道路坡度估计精度。

关键词：车辆工程质量与坡度估计时变交互多模型融合侧向运动实车试验

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基于Wi-Fi子载波互信息的人体呼吸感知系统

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通信学报 2024年第2期45卷 240-253页

作者：刘影胡梦圆钱志鸿辽宁工程技术大学电子与信息工程学院辽宁葫芦岛125105 吉林大学通信工程学院吉林长春130012

不可预测环境变化使Wi-Fi信号存在较大的波动,很难对子载波中的静态分量和行为感知的动态分量进行量化,导致无法准确刻画出动态呼吸特征的波动形式。基于此,提出了一种基于子载波互信息的呼吸感知(SMIBP)系统。首先,提出了动态分量信息(... 详细信息

不可预测环境变化使Wi-Fi信号存在较大的波动,很难对子载波中的静态分量和行为感知的动态分量进行量化,导致无法准确刻画出动态呼吸特征的波动形式。基于此,提出了一种基于子载波互信息的呼吸感知(SMIBP)系统。首先,提出了动态分量信息(DCI)的刻画形式,利用互信息理论提取子载波中代表呼吸的动态分量信息。然后,利用层次分析法组合各子载波以最大化呼吸信号的动态特征,得到重构的DCI感知基信号,最后联合小波变换和峰值检测法得到呼吸速率,揭示了代表人体呼吸动态分量的理论途径。仿真结果表明,所提系统能较好地刻画每个子载波中动态呼吸分量,且在不同场景下可显著提高Wi-Fi对于小尺度动作的感知精度与范围。

关键词：动态分量信息信道状态信息无接触呼吸监测层次分析法

5G毫米波反向阵极简构架与CMOS芯片实现

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电子与信息学报 2024年第5期46卷 1570-1581页

作者：郭嘉诚胡三明沈一竹钱昀胡楚悠黄永明尤肖虎东南大学信息科学与工程学院南京210096 紫金山实验室南京211111

该文首次报道了一种极简构架的5G毫米波反向阵设计原理及其CMOS芯片实现技术。该毫米波反向阵极简构架,利用次谐波混频器提供相位共轭和阵列反向功能,无需移相电路及波束控制系统,便可实现波束自动回溯移动通信功能。该文采用国产0.18μ... 详细信息

该文首次报道了一种极简构架的5G毫米波反向阵设计原理及其CMOS芯片实现技术。该毫米波反向阵极简构架,利用次谐波混频器提供相位共轭和阵列反向功能,无需移相电路及波束控制系统,便可实现波束自动回溯移动通信功能。该文采用国产0.18μm CMOS工艺研制了5G毫米波反向阵芯片,包括发射前端、接收前端及跟踪锁相环等核心模块,其中发射及接收前端芯片采用次谐波混频及跨导增强等技术,分别实现了19.5 d B和18.7 d B的实测转换增益。所实现的跟踪锁相环芯片具备双模工作优势,可根据不同参考信号支持幅度调制及相位调制,实测输出信号相噪优于–125 dBc/Hz@100 kHz。该文给出的测试结果验证了所提5G毫米波反向阵通信架构及其CMOS芯片实现的可行性,从而为5G/6G毫米波通信探索了一种架构极简、成本极低、拓展性强的新方案。

关键词：毫米波集成电路 CMOS 反向阵射频前端

基于手势帧序列提取的自适应实时手势分类算法

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吉林大学学报(工学版) 2024年

作者：林琳陈雨欣佴威至吉林大学通信工程学院

为了提高手势识别算法对实时手势的处理效率，本文提出一种基于手势帧序列提取的自适应实时分类算法，对实时提取的当前帧图像数据进行帧序列延展，与顺序提取的多帧序列共同完成分类任务，并进行联合判别，可以同时识别静态手势和动态... 详细信息

为了提高手势识别算法对实时手势的处理效率，本文提出一种基于手势帧序列提取的自适应实时分类算法，对实时提取的当前帧图像数据进行帧序列延展，与顺序提取的多帧序列共同完成分类任务，并进行联合判别，可以同时识别静态手势和动态手势，快速获取实时识别结果。本文算法使用较少的计算资源保证识别时间缩短，解决了手势识别的延迟问题，提高实时性。通过手势识别实时性实验测试，本文算法使手势平均识别时间达到0.4 s以内。

关键词：通信与信息系统手势实时识别人机交互帧序列提取

高速相干频分复用无源光网络系统辅助管理和控制通道传输与性能

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光学学报 2024年第8期44卷 1-8页

作者：申王伟王佳叶李国强邢思哲颜安李忠亚施剑阳迟楠张俊文复旦大学信息科学与工程学院电磁波信息科学教育部重点实验室上海200433

为了在保持帧结构完整性的同时,低代价地传输管理和控制信号,提出面向高速频分复用相干无源光网络(FDM-CPON)的两种传输管理和控制信号传输机制,即数字端辅助管理和控制通道(AMCC)和数据通道的相加和相乘。通过将AMCC传输的通断键控(OOK... 详细信息

为了在保持帧结构完整性的同时,低代价地传输管理和控制信号,提出面向高速频分复用相干无源光网络(FDM-CPON)的两种传输管理和控制信号传输机制,即数字端辅助管理和控制通道(AMCC)和数据通道的相加和相乘。通过将AMCC传输的通断键控(OOK)信号映射为数据通道信号幅值的变化,完成数据通道信号幅值再调制,成功将AMCC与数据通道相结合,实现了管理和控制信号与数据通道信号的同步传输。实验结果表明,在基于16QAM传输20 km光纤的200 Gbit/s FDM-CPON系统中,当AMCC的带宽和调制因子(MI)相同时,乘性AMCC对于信号性能的影响更小,自身传输信号的质量也更高。在AMCC的MI为26.1%、带宽为24.4 MHz时,乘性AMCC对信号灵敏度的惩罚比加性AMCC小3 dB。以上研究为未来高速相干频分复用无源光网络AMCC传输与系统设计提供重要参考。

关键词：光通信相干无源光网络相干光通信光纤通信频分复用辅助管理和控制通道