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铁路应急场景下无人机通信感知一体化无线网络资源智能分配算法

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电子与信息学报 2024年第9期46卷 3510-3519页

作者：闫莉岳涛方旭明西南交通大学信息编码与传输四川省重点实验室成都610031

面向恶劣自然环境下地面基础设施受损的铁路场景,该文提出一种无人机(UAV)通信感知一体化无线接入网络架构,实现对列车运行环境的实时感知及应急信息回传。考虑到无人机的续航能力有限,通过建立列车制动距离模型与无人机能耗模型,在满... 详细信息

面向恶劣自然环境下地面基础设施受损的铁路场景,该文提出一种无人机(UAV)通信感知一体化无线接入网络架构,实现对列车运行环境的实时感知及应急信息回传。考虑到无人机的续航能力有限,通过建立列车制动距离模型与无人机能耗模型,在满足信息回传通信性能与列车环境感知需求的情况下,联合调整无人机飞行速度和通信发射功率以优化无人机整体能耗。通过分析发现,该优化问题符合马尔可夫决策过程(MDP),基于此,提出一种基于深度双Q网络(DDQN)的无人机通信感知一体化无线资源智能分配算法解决上述问题。最后,该文对所提算法的收敛性能、无人机环境感知距离和无人机能耗进行了仿真实验。仿真结果显示,所提算法具有良好的收敛性能,在满足铁路应急场景环境感知及信息回传需求的同时,能够最大化无人机通信作业时长。

关键词：铁路应急通信无人机通信感知一体化无线资源分配深度强化学习

基于循环冗余校验的极化码低复杂度球形译码算法

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重庆邮电大学学报（自然科学版） 2024年第5期36卷 888-895页

作者：马成翀穆航马征西南交通大学信息编码与传输四川省重点实验室成都611756 中国西南电子技术研究所成都610036

球形译码是实现极化码最大似然译码性能的有效算法。针对球形译码算法复杂度高的问题,提出了一种基于循环冗余校验固定部分比特降低极化码球形译码算法复杂度的方案。通过使用循环冗余校验码校验固定球形译码译码顺序中位置靠前的根节点... 详细信息

球形译码是实现极化码最大似然译码性能的有效算法。针对球形译码算法复杂度高的问题,提出了一种基于循环冗余校验固定部分比特降低极化码球形译码算法复杂度的方案。通过使用循环冗余校验码校验固定球形译码译码顺序中位置靠前的根节点,大量减少总的搜索节点,降低算法的复杂度;通过对提出算法的复杂度进行理论推导分析,获得了复杂度降低的解析式,以及编码信息位长度、固定比特长度对降低复杂度影响的关系。仿真验证表明,提出算法可以在大幅度降低球形译码算法复杂度的同时保证较好的性能。

关键词：球形译码极化码循环冗余校验码

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量子模糊朴素贝叶斯分类算法

电子科技大学学报 2024年第1期53卷 149-154页

作者：侯敏张仕斌黄曦成都信息工程大学网络空间安全学院成都610225 先进密码技术与系统安全四川省重点实验室成都610225 西南交通大学信息科学与技术学院成都610031

以传统朴素贝叶斯算法为基础,研究并提出一种高效、准确的量子模糊贝叶斯分类算法。首先将“模糊集合理论+朴素贝叶斯理论”交叉融合,定义模糊先验概率、模糊条件概率,将朴素贝叶斯推广至模糊朴素贝叶斯,构建模糊贝叶斯模型;其次,将“... 详细信息

以传统朴素贝叶斯算法为基础,研究并提出一种高效、准确的量子模糊贝叶斯分类算法。首先将“模糊集合理论+朴素贝叶斯理论”交叉融合,定义模糊先验概率、模糊条件概率,将朴素贝叶斯推广至模糊朴素贝叶斯,构建模糊贝叶斯模型;其次,将“模糊贝叶斯模型+量子计算”交叉融合,将模糊数据集量子化(编码到量子态上)并设计量子线路,提出一种量子模糊朴素贝叶斯分类算法;最后,将该算法应用到鸢尾花数据集。仿真实验表明,与传统朴素贝叶斯分类算法相比,该算法具有较高的分类效率和准确率。

关键词：模糊集合理论朴素贝叶斯分类量子计算量子机器学习

基于副边解耦极板的电容式无线电能传输系统拾取端失谐评估

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电力系统自动化 2024年第3期48卷 142-149页

作者：周玮郑宇锋陈泽林李志强易云天麦瑞坤西南交通大学电气工程学院四川省成都市611756

对于电容式无线电能传输(CWPT)系统,准确评估拾取端回路的失谐程度是维持系统谐振稳定的前提。然而,由于系统拾取端的感应电压无法被直接观测,难以通过测量感应电压和回路电流间的相位差来评估拾取端回路的失谐程度。文中提出一种能够... 详细信息

对于电容式无线电能传输(CWPT)系统,准确评估拾取端回路的失谐程度是维持系统谐振稳定的前提。然而,由于系统拾取端的感应电压无法被直接观测,难以通过测量感应电压和回路电流间的相位差来评估拾取端回路的失谐程度。文中提出一种能够间接测量拾取端感应电压相位信息,评估拾取端回路失谐程度的CWPT系统。基于Z参数建立三端口CWPT系统的数学模型和等效电路,并依托该模型提出一种基于副边解耦极板的耦合机构。分析在感应电压测量和失谐程度评估过程中存在的误差,提出拾取端回路失谐程度的评估校正方法。搭建了带有副边解耦极板的CWPT系统原理样机,实验结果表明,拾取端谐振时的失谐程度评估误差不超过1Ω,拾取端感性/容性失谐时的失谐程度评估误差分别小于2%和5%。

关键词：无线电能传输极板副边解耦失谐程度评估相位检测

基于时延-多普勒域信号稀疏性的OTFS帧同步算法

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电信科学 2024年第5期40卷 49-61页

作者：陈杨杨海艳程恺英刘恒马征中国西南电子技术研究所四川成都610036 西南交通大学信息编码与传输实验室四川成都610031 中国人民解放军93216部队北京100085

针对单导频结构的正交时频空(orthogonal time frequency and space,OTFS)调制系统接收信号特性,提出了一种基于时延-多普勒域的帧同步算法,该算法无须在发送信号中插入前导码,而是利用单导频OTFS帧结构特征,通过计算接收信号在时延-多... 详细信息

针对单导频结构的正交时频空(orthogonal time frequency and space,OTFS)调制系统接收信号特性,提出了一种基于时延-多普勒域的帧同步算法,该算法无须在发送信号中插入前导码,而是利用单导频OTFS帧结构特征,通过计算接收信号在时延-多普勒域的稀疏度并结合单导频位置的变化对帧同步位置进行判断。仿真实验结果表明,所提方案在高信噪比下有一定性能优势,且随着移动速度的增加,所提方案相较于对比方案的性能优势更加明显,因此,更适合应用于高速甚至超高速移动通信场景中。

关键词：正交时频空调制单导频结构稀疏性帧同步

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基于放置分发阵列的云-边-端通算融合架构

移动通信 2024年第3期48卷 47-53页

作者：李寇闫起发周正春唐小虎西南交通大学信息科学与技术学院信息编码与传输四川省重点实验室现代交通通信与传感网络国家级国际联合研究中心四川成都611756

随着6G的发展,云端、边缘端和终端节点间的协作是当下的研究热点,而Map Reduce则是面向大规模数据处理的并行计算模型。将Map Reduce与云-边-端架构相结合,提出基于放置分发阵列的云-边-端协同计算和传输设计架构。该架构充分利用云端... 详细信息

随着6G的发展,云端、边缘端和终端节点间的协作是当下的研究热点,而Map Reduce则是面向大规模数据处理的并行计算模型。将Map Reduce与云-边-端架构相结合,提出基于放置分发阵列的云-边-端协同计算和传输设计架构。该架构充分利用云端和边缘端丰富的计算和存储资源,在边缘端和终端部署冗余计算任务,借助多播编码,成倍地减小云-边链路和边-端链路之间的通信负载,从而实现云-边-端之间通信与计算的协同,高效地服务终端的计算需求。

关键词：放置分发阵列云-边-端架构 MapReduce

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面向源-目的地流的多元时空数据可视分析

计算机应用 2024年第2期44卷 452-459页

作者：周思艺李天瑞西南交通大学计算机与人工智能学院成都611756 可持续城市交通智能化教育部工程研究中心成都611756 综合交通大数据应用技术国家工程实验室(西南交通大学) 成都611756 四川省制造业产业链协同与信息化支撑技术重点实验室(西南交通大学) 成都611756

交通智能(IC)卡可以记录居民的移动出行,反映居民的源-目的地(OD)信息;但智能卡记录的OD流数据规模大,直接可视化空间分布容易导致视觉杂乱,并且多元数据类型多,更难以和流数据结合对比分析。首先,针对直接可视化大规模OD数据的空间分... 详细信息

交通智能(IC)卡可以记录居民的移动出行,反映居民的源-目的地(OD)信息;但智能卡记录的OD流数据规模大,直接可视化空间分布容易导致视觉杂乱,并且多元数据类型多,更难以和流数据结合对比分析。首先,针对直接可视化大规模OD数据的空间分布容易视觉遮挡的问题,提出基于正交非负矩阵分解(ONMF)的流聚类方法。所提方法对源-目的地数据聚类后再可视化,可以减少不必要的遮挡。然后,针对多元时空数据类型多难以结合对比分析的问题,设计了公交站点多元时序数据视图。该可视化方法将公交站点的流量大小和空气质量、空气温度、相对湿度、降雨量这四类多元数据在同一时间序列上编码,提高了视图的空间利用率并且可以对比分析。再次,为了辅助用户探索分析,开发了基于OD流和多元数据的交互式可视分析系统,并设计了多种交互操作提升用户探索效率。最后,基于新加坡交通智能卡数据集,从聚类效果和运行时间对该聚类方法评估。结果显示,在用轮廓系数评估聚类效果上,所提方法比原始方法提升了0.028,比用K均值聚类方法提升了0.253;在运行时间上比聚类效果较好的ONMFS(ONMF through Subspace exploration)方法少了254 s。通过案例分析和系统功能对比验证了系统的有效性。

关键词：交通智能卡源-目的地流多元数据时空数据可视分析

基于多目标深度强化学习的车车通信无线资源分配算法

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计算机研究与发展 2024年第9期61卷 2229-2245页

作者：李可马赛戴朋林任婧范平志西南交通大学计算机与人工智能学院成都611756 电子科技大学信息与通信工程学院成都611731 西南交通大学信息科学与技术学院成都611756

针对车联网动态不确定特性、业务类型多元化以及无线通信资源稀缺性,研究了蜂窝车联网车与网络(vehicle-to-network,V2N)和车与车(vehicle-to-vehicle,V2V)链路共存且共享频谱场景下保证业务多指标需求和无线资源有效利用的问题.首先建... 详细信息

针对车联网动态不确定特性、业务类型多元化以及无线通信资源稀缺性,研究了蜂窝车联网车与网络(vehicle-to-network,V2N)和车与车(vehicle-to-vehicle,V2V)链路共存且共享频谱场景下保证业务多指标需求和无线资源有效利用的问题.首先建立多目标优化问题模型来表示蜂窝车联网信道选择和功率控制的决策过程,该问题考虑了网络环境动态变化的影响,旨在实现优化目标V2V链路的性能(即信息年龄、延迟以及传输速率)和V2N链路传输速率之间的权衡.在此基础上,提出了基于多目标深度强化学习的车车通信无线资源分配算法进行神经网络训练和问题求解.通过训练好的神经网络模型可以得到多目标优化问题的帕累托前沿.仿真实验表明,所提出算法能够有效地权衡不同通信链路可实现的性能.与4种有代表性的算法比较,V2V链路信息年龄降低12.0%~17.2%,V2N链路传输速率提升11.4%~21.6%,V2V链路传输成功率提高4.6~13.91个百分点,决策延迟时间降低10.6%~20.3%.

关键词：蜂窝车联网无线资源分配信息年龄深度强化学习多目标优化

Rayleigh衰落信道下相位误差对相干跳频多址接入MRC分集接收系统的影响

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电子与信息学报 2010年第9期32卷 2083-2088页

作者：曾琦彭代渊西南交通大学信息编码与传输四川省重点实验室成都610031

该文研究一种新型混合通信系统,即基于多载波BPSK调制的相干跳频多址接入(FH/CDMA)系统,接收端采用最大比合并(MRC)分集接收。由于采用相位调制,接收端载波相位恢复的精确度直接影响系统性能。假设载波同步通过一阶锁相环电路(PLL)完成... 详细信息

该文研究一种新型混合通信系统,即基于多载波BPSK调制的相干跳频多址接入(FH/CDMA)系统,接收端采用最大比合并(MRC)分集接收。由于采用相位调制,接收端载波相位恢复的精确度直接影响系统性能。假设载波同步通过一阶锁相环电路(PLL)完成,由于载波恢复环路中存在高斯噪声,当系统达到同步稳态时不可避免地会产生稳态相位误差。该文采用Beaulieu级数方法和特征函数方法,得到理想相干和部分相干(存在稳态相位误差)时FH/CDMA系统误码率性能表达式。仿真结果表明,相对于单用户系统,多用户系统误码率受到相位误差影响较小,误码率性能降低的主要因素是多用户干扰。MRC分集接收能提高系统抵抗相位误差和信道衰落的能力。

关键词：无线通信相干检测最大比合并多载波调制跳频多址接入误比特率