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宽带多载波微波光链路的自适应非迭代线性化技术

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光学学报 2024年第12期44卷 205-213页

作者：卢冰陈康侯维刚白一凡张佳昕郭磊重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆邮电大学智能通信与网络安全研究院

本文针对宽带多载波微波光子链路（MPL）中产生的带内三阶交调失真（IMD3）和带外互调失真（XMD），给出了相应的非线性失真模型，然后基于失真模型中的XMD和IMD3信号与基频信号符号相反的特性来获取具有闭式解的代价函数，从而在快速... 详细信息

本文针对宽带多载波微波光子链路（MPL）中产生的带内三阶交调失真（IMD3）和带外互调失真（XMD），给出了相应的非线性失真模型，然后基于失真模型中的XMD和IMD3信号与基频信号符号相反的特性来获取具有闭式解的代价函数，从而在快速自适应获取最优线性化系数的同时完成对XMD和IMD3的补偿。与现有的XMD和IMD3补偿方法相比，该方法无需系统和信号的先验参数，无需复杂的训练和迭代优化过程，实用性更好。仿真结果表明，在基于马赫-曾德尔调制器的MPL中传输多音信号时，链路中产生的XMD和IMD3分别被抑制了35 dB和29 dB以上；此外，当传输多载波正交频分复用信号时，信号的误差矢量幅值从8.1%优化到了2.2%。

关键词：微波光子学数字线性化三阶交调失真互调失真

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支持多网融合的市域铁路列车控制系统研究

铁道工程学报 2024年第5期41卷 61-66,72页

作者：张友兵北京全路通信信号研究设计院集团有限公司北京100070

研究目的:市域(郊)铁路是适用于都市圈中心城市城区连接周边城镇组团的轨道交通系统,提供公交化、大运量、快速便捷的轨道交通服务,正朝着网络化、公交化、智能化快速发展。市域(郊)铁路作为干线铁路、城际铁路与城市轨道交通连接的纽带... 详细信息

研究目的:市域(郊)铁路是适用于都市圈中心城市城区连接周边城镇组团的轨道交通系统,提供公交化、大运量、快速便捷的轨道交通服务,正朝着网络化、公交化、智能化快速发展。市域(郊)铁路作为干线铁路、城际铁路与城市轨道交通连接的纽带,需要市域(郊)铁路列车控制系统兼容CTCS制式和CBTC制式,支持列车在CTCS线路和CBTC线路之间不停车跨线运营,推动干线铁路网、城际铁路网、市域(郊)铁路网、城市轨道交通网“四网融合”,实现轨道交通网络互联互通,提高区域总体运能,提升旅客服务质量。研究结论:(1)建议CTCS与CBTC设置重叠区,两个系统的地面设备增加接口,支持列车跨线运行;(2)建议研制兼容CTCS和CBTC的车载设备,通过车载设备适应CTCS线路的地面设备和CBTC线路的地面设备,支持跨线运行;(3)对于建设工期紧张且车辆安装空间充足的项目,可以采用分体式车载设备,系统成熟可靠,易于开发实现;(4)对于建设工期宽松且车辆安装空间有限的项目,可采用一体式车载设备,系统集成度高,节约成本,易于安装;(5)本研究成果可为存在CTCS和CBTC跨线运营的市域铁路信号系统的系统研制、工程设计、建设实施提供参考和借鉴。

关键词：市域铁路 CTCS CBTC 多网融合跨线运营

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基于ILVD的多分量LFM信号重构算法

重庆邮电大学学报（自然科学版） 2024年第3期36卷 494-502页

作者：张千坤陈任翔钟志刚黄佳敏桂术亮田增山中讯邮电咨询设计院有限公司郑州分公司郑州450007 中讯邮电咨询设计院有限公司北京100048 重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

针对线性调频(linear frequency modulated, LFM)信号参数估计技术面向多目标产生的多分量信号会产生交叉项,从而降低参数估计精度的问题,提出了基于逆吕氏分布(inverse Lv’s distribution, ILVD)的多分量LFM信号重构算法。利用特征值... 详细信息

针对线性调频(linear frequency modulated, LFM)信号参数估计技术面向多目标产生的多分量信号会产生交叉项,从而降低参数估计精度的问题,提出了基于逆吕氏分布(inverse Lv’s distribution, ILVD)的多分量LFM信号重构算法。利用特征值分解结合最小误差准则方法的中心频率-调频斜率(centroid frequency-chirp rate, CFCR)域信号分析与合成,克服传统时频变换方法中的交叉项干扰问题;采用特征值分解思想构造ILVD变换核函数;使用最小误差准则校正CFCR域随机相位误差,重构出分布在CFCR域吕氏分布中不同位置对应的各个目标信号。实验结果表明,提出的算法在重构信号的准确度和抗噪声干扰方面的有效性均有较大提高。

关键词：逆吕氏变换信号重构中心频率-调频斜率

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基于云平台的地铁智慧能源管控系统研究

铁道标准设计 2024年

作者：付文刚中铁第一勘察设计院集团有限公司通信信号设计院

针对目前地铁车站主要用能设备在运行过程中存在的节能控制滞后、空调负荷预测误差大、能耗需求不匹配等问题。利用云平台的数据资源优势，构建一个基于云平台的具有线网中心级、车站级和现场级三层架构体系的智慧能源管控系统，从多层... 详细信息

针对目前地铁车站主要用能设备在运行过程中存在的节能控制滞后、空调负荷预测误差大、能耗需求不匹配等问题。利用云平台的数据资源优势，构建一个基于云平台的具有线网中心级、车站级和现场级三层架构体系的智慧能源管控系统，从多层级和多方位对用能设备进行能耗分析和节能控制。重点研究了车站客流、站外环境、设备性能等多变量输入条件引起车站内空气环境发生变化时，智慧能源管控系统采用负荷预测控制技术、动态寻优控制策略。通过构建基于PMV人体热舒适模型、ARMA模型、生物进化优化算法等多种AI模型控制算法，从众多可能的系统控制方案中选择最优节能控制方案，采集—控制—回馈—控制的闭环控制过程动态调整控制参数，使末端执行设备提前快速调节和命令响应。将人体热反应评价指标设定在-0.5～+0.5，CO2浓度处于800～1000 ppm，在客流高峰值到来和结束之前实现前馈补偿控制，保证乘客进站后的空气质量和站内温度符合乘客舒适度要求，实现车站通风系统和空调水系统的节能运行和高效控制，改善二者之间的负荷供需匹配关系。以标准地下两层车站为试点，在空调季对基于云平台的智慧能源管控系统节能效果进行对比测试，结果显示，车站冷水机房能效提升了23.35%，车站通风空调系统的综合能效提升了30.6%。

关键词：地铁车站云平台能源管控系统 AI模型控制算法节能运行通风空调综合能效

基于相变材料的低损耗可重构无阻塞光交换网络

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光学学报 2024年第11期44卷 58-65页

作者：熊羽庭郭鹏星周佳豪侯维刚郭磊重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆邮电大学智能通信与网络安全研究院

提出一种以相变材料为基础的低损耗可重构无阻塞光交换网络架构。首先，设计基于低吸收损耗相变材料Sb2Se3与马赫-曾德尔干涉仪（MZI）的2×2全光开关单元，通过光控Sb2Se3相变状态实现开关状态的切换。该单元无需外界持续的偏置电压即... 详细信息

提出一种以相变材料为基础的低损耗可重构无阻塞光交换网络架构。首先，设计基于低吸收损耗相变材料Sb2Se3与马赫-曾德尔干涉仪（MZI）的2×2全光开关单元，通过光控Sb2Se3相变状态实现开关状态的切换。该单元无需外界持续的偏置电压即可保持开关状态，具有非易失性的特点，此外还能够降低功耗，减少芯片面积。基于此，通过Benes拓扑将2×2光开关与交叉波导级联，构建8×8无阻塞光交换网络。通过调整不同开关单元中Sb2Se3的相变状态，实现8×8光交换网络中任意输入端口至输出端口的可重构光路交换。运用Ansys Lumerical仿真平台对所设计的2×2光开关及交叉波导结构进行仿真与优化，验证所提光交换网络的全连接无阻塞数据交换功能。仿真结果显示，所提2×2光开关的插入损耗和串扰噪声分别低于0.072 dB和-55.66 dB,8×8光交换网络的插入损耗和串扰噪声分别低于0.500 dB和-45.00 dB。因此，所设计的低损耗性能优势的开关结构有助于实现大规模光子集成交换网络。

关键词：集成光学光交换非易失性可重构性马赫-曾德尔干涉仪相变材料

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对抗光学神经网络识别误差的渐进式训练方法

光学学报 2024年第7期44卷 131-138页

作者：郭鹏星游正容侯维刚郭磊重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学智能通信与网络安全研究院重庆400065

提出了一种渐进式训练方案来重新配置马赫-曾德尔干涉仪(MZI)前馈光学神经网络(ONN)的相移,从而对抗MZI的相位误差和分束器误差,提高识别准确率。为了验证所提方案,利用Neuroptica Python仿真平台搭建了3层MZIONN结构,并在考虑到MZI相... 详细信息

提出了一种渐进式训练方案来重新配置马赫-曾德尔干涉仪(MZI)前馈光学神经网络(ONN)的相移,从而对抗MZI的相位误差和分束器误差,提高识别准确率。为了验证所提方案,利用Neuroptica Python仿真平台搭建了3层MZIONN结构,并在考虑到MZI相位误差和分束器误差的情况下,利用Iris和MNIST数据集验证了所提方案的有效性。仿真结果表明:在Iris数据集下,对于3层4×4 MZI-ONN结构,所提方案的识别准确率能够提升64.15百分点;在MNIST数据集下,对于4×4、6×6、8×8和16×16规模的MZI-ONN,所提方案的识别准确率能够提升2.00~37.00百分点。所提方案极大地提高了MZI-ONN的抗误差性能,有助于未来大规模、高准确率MZI-ONN的实现。

关键词：光计算马赫-曾德尔干涉仪光学神经网络相位误差分束器误差渐进式训练抗误差

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艰险山区铁路建造期通信综合承载网研究

中国铁路 2024年第6期 99-106页

作者：杨玉修中铁第一勘察设计院集团有限公司通信信号设计院陕西西安710043

艰险山区铁路沿线的移动通信基础设施大多较薄弱。在施工建造期,铁路沿线具有语音、数据、视频监控和应急通信等业务需求。分析梳理艰险山区铁路沿线基础设施监测业务,对建造期语音、数据和视频监控需求带宽进行调研,针对施工现场不同... 详细信息

艰险山区铁路沿线的移动通信基础设施大多较薄弱。在施工建造期,铁路沿线具有语音、数据、视频监控和应急通信等业务需求。分析梳理艰险山区铁路沿线基础设施监测业务,对建造期语音、数据和视频监控需求带宽进行调研,针对施工现场不同的通信网络覆盖场景和不同的业务承载需求,提出具有针对性的施工通信解决方案,采用网络融合方式,搭建一套覆盖全线的建造期通信综合承载平台,实现基础设施监测、语音、视频和应急等业务的传输。同时,探讨建造期通信承载网在运营期开展永临结合,提出永临结合的建设思路。

关键词：铁路通信建造期综合承载网 NB-IoT LoRa 永临结合

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宽带太赫兹大规模MIMO系统中的混合预编码

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重庆邮电大学学报（自然科学版） 2024年第2期36卷 220-228页

作者：李贵勇贾璐宋利利重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆市信息通信咨询设计院有限公司重庆404100

针对宽带太赫兹大规模多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)通信系统中更大的带宽和更多的天线导致的波束分裂问题,构建了基于时延的宽带太赫兹大规模MIMO系统的混合预编码通信模型,并提出了一种高效且可实现的联合时延... 详细信息

针对宽带太赫兹大规模多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)通信系统中更大的带宽和更多的天线导致的波束分裂问题,构建了基于时延的宽带太赫兹大规模MIMO系统的混合预编码通信模型,并提出了一种高效且可实现的联合时延和相位的宽带太赫兹混合预编码算法。考虑到时延器值的硬件限制,通过最小化最优模拟预编码与等效模拟预编码之间的差来联合优化模拟预编码矩阵和数字预编码矩阵,将联合优化问题转换成目标优化问题,通过将非凸问题转换成等价的凸问题来求全局最优解。仿真结果表明,提出的算法可以获得接近最优的可实现速率性能,且可以提高能量效率。

关键词：太赫兹多输入多输出(MIMO) 混合预编码波束分裂

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基于阵列波导光栅互连的三偏振复用防冲突接收

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光电子·激光 2024年

作者：严明皓卢旸成亮徐凯强翟彦蓉毕美华中讯邮电咨询设计院有限公司杭州电子科技大学通信工程学院

在基于阵列波导光栅的光互连数据中心中，每个节点可以接收由任意波长携带的多个信号，如果节点无法分离信号，则可能导致信道冲突。提出了一种三信道接收方案，允许每个节点同时接收任意一组三个波长的信号（即防冲突）。任意两个信号... 详细信息

在基于阵列波导光栅的光互连数据中心中，每个节点可以接收由任意波长携带的多个信号，如果节点无法分离信号，则可能导致信道冲突。提出了一种三信道接收方案，允许每个节点同时接收任意一组三个波长的信号（即防冲突）。任意两个信号之间的偏振差为60°。在接收时，复合信号被分到三个偏振分束器，然后经过三个光电检测器。每个偏振分束器滤除一个信号，随后的光电检测器检测另外两个信号。三个信号可以通过在电域或数字域中的算术运算从检测结果中复原。改进后的方案不需要波长可调谐接收器或冗余接收器并实现了单个节点可以同时接收任意一组三个波长的信号。仿真结果验证了改进后方案的可行性。

关键词：光通信无源光互连光互连数据中心三偏振复用阵列波导光栅