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金属Sc修饰Ti_(2)CO_(2)吸附气体分子的第一性原理研究

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物理学报 2024年第7期73卷 134-143页

作者：吴宇阳李卫任青颖李金泽许巍许杰南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院南京210023 南京邮电大学集成电路科学与工程学院南京210023

基于第一性原理计算研究了Ti_(2)CO_(2)和金属Sc修饰的Ti_(2)CO_(2)的几何结构和电子性质,分析了不同有害气体(CO,NH_(3),NO,SO_(2),CH_(4),H_(2)S)在这两种材料表面的吸附过程,讨论了金属修饰对Ti_(2)CO_(2)二维过渡金属碳化物(MXene)... 详细信息

基于第一性原理计算研究了Ti_(2)CO_(2)和金属Sc修饰的Ti_(2)CO_(2)的几何结构和电子性质,分析了不同有害气体(CO,NH_(3),NO,SO_(2),CH_(4),H_(2)S)在这两种材料表面的吸附过程,讨论了金属修饰对Ti_(2)CO_(2)二维过渡金属碳化物(MXene)电子性能和气体吸附性能的影响.计算结果表明,Sc原子位于空心位C原子上方的结构具有较大的结合能,但小于固体Sc的内聚能实验值(3.90 e V),Sc原子可以有效避免成簇.表面Sc金属为气体吸附提供了活性位点.通过分析不同气体的最佳吸附点位、吸附能等参数,分析金属Sc修饰的Ti_(2)CO_(2)对这些气体的吸附效果.其中对SO_(2)的吸附效果更好,吸附能从–0.314 eV提升到–2.043 eV,其他气体的吸附效果均有改善.通过电荷转移、态密度和功函数等参数解释了其吸附能增加的原因.由于在表面引入了新的原子,增大了材料的载流子密度和载流子迁移率,从而提高了材料表面的电荷转移,为金属Sc修饰的Ti_(2)CO_(2)材料的气敏性能提供理论参考.

关键词： MXene 第一性原理金属修饰气体传感器

移动边缘计算不确定性任务持续卸载及资源分配方法

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软件学报 2024年第3期35卷 1466-1484页

作者：许斌赵云凯朱剑鸣刘一川李烜焘孙雁飞季一木南京邮电大学物联网学院江苏南京210003 南京邮电大学计算机学院江苏南京210003

移动边缘计算场景中任务的不确定性增加了任务卸载及资源分配的复杂性和难度.鉴于此,提出一种移动边缘计算不确定性任务持续卸载及资源分配方法.首先,构建一种移动边缘计算不确定性任务持续卸载模型,通过基于持续时间片划分的任务多批... 详细信息

移动边缘计算场景中任务的不确定性增加了任务卸载及资源分配的复杂性和难度.鉴于此,提出一种移动边缘计算不确定性任务持续卸载及资源分配方法.首先,构建一种移动边缘计算不确定性任务持续卸载模型,通过基于持续时间片划分的任务多批次处理技术应对任务的不确定性,并设计多设备计算资源协同机制提升对计算密集型任务的承载能力.其次,提出一种基于负载均衡的自适应策略选择算法,避免计算资源过度分配导致信道拥堵进而产生额外能耗.最后,基于泊松分布实现了对不确定任务场景模型的仿真,大量实验结果表明时间片长度减小能够降低系统总能耗.此外,所提算法能够更有效地实现任务卸载及资源分配,相较于对比算法,最大可降低能耗11.8%.

关键词：移动边缘计算不确定性任务任务卸载负载均衡自适应

基于AAT模型的毫米波大规模MIMO系统信道估计

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通信学报 2024年第3期45卷 41-49页

作者：于舒娟刘荣张昀谢娜黄丽亚南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术学院) 江苏南京210023

针对毫米波大规模多输入多输出信道具有时间相关性、系统易受噪声因素影响导致信道估计精度低的问题,提出了一种基于改进的时序卷积神经网络信道估计方法。该方法将仿真获得的信道矩阵以二维图像数据方式输入系统;利用时间相关性进行特... 详细信息

针对毫米波大规模多输入多输出信道具有时间相关性、系统易受噪声因素影响导致信道估计精度低的问题,提出了一种基于改进的时序卷积神经网络信道估计方法。该方法将仿真获得的信道矩阵以二维图像数据方式输入系统;利用时间相关性进行特征融合,构建集中注意力机制网络,增强系统模型对信道深层特征的提取能力;将AAN嵌入时序卷积神经网络中进行训练;系统输出去噪后的二维图像,即信道估计矩阵。仿真结果表明,所提信道估计方法在性能和复杂度方面优于传统的信道估计方法,并且当测试场景发生改变时依旧具有鲁棒性。

关键词：大规模多输入多输出信道时序卷积神经网络信道估计集中注意力机制网络

基于双柔性电极模拟叉指图案电极的液体介电泳研究

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物理学报 2024年第3期73卷 161-167页

作者：尚修霆陈陶谌静徐荣青南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院南京210023

介电泳通过非均匀电场作用于介电液体内偶极子影响表面润湿性,实现液滴接触角可调,克服了电润湿效应的接触角饱和限制,但其驱动电极需图案化处理,难以实现实用的三维可调光学器件.本文采用外裹绝缘介电层且互不导通的双柔性电极缠绕于... 详细信息

介电泳通过非均匀电场作用于介电液体内偶极子影响表面润湿性,实现液滴接触角可调,克服了电润湿效应的接触角饱和限制,但其驱动电极需图案化处理,难以实现实用的三维可调光学器件.本文采用外裹绝缘介电层且互不导通的双柔性电极缠绕于平板基底形成二维平面线墙,模拟叉指图案电极以驱动液体介电泳,给出了“液滴-叉指平面线墙”模型的接触角与电压理论关系.在0—250 V_(rms)电压范围内实验测量的接触角变化可达32°,符合上述理论关系,为构造液体介电泳三维可调光学器件提供了理论和实验基础.

关键词：液体介电泳效应模拟叉指图案电极柔性电极接触角

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金属光栅覆盖分布式布拉格反射镜结构的透射增强效应

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物理学报 2024年第11期73卷 288-296页

作者：关建飞俞潇丁冠天陈陶陆云清南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院南京210023

为了采用易于直接激发的塔姆等离激元(Tamm plasmon polaritons,TPPs)实现透射增强现象,本文提出了一种由一维金属光栅覆盖分布式布拉格反射镜(distributed Bragg reflector,DBR)构成的层状结构.采用有限元法分析了入射光波在DBR-金属... 详细信息

为了采用易于直接激发的塔姆等离激元(Tamm plasmon polaritons,TPPs)实现透射增强现象,本文提出了一种由一维金属光栅覆盖分布式布拉格反射镜(distributed Bragg reflector,DBR)构成的层状结构.采用有限元法分析了入射光波在DBR-金属交界面上激发TPPs并产生能量高度局域的物理过程.研究表明入射TM光波在金属-DBR交界面上激发的TPPs可以有效地激发金属狭缝内的SPPs模式,当SPPs模式在狭缝内满足类FP谐振的条件就可以使入射光波在该结构中的产生透射增强.在此基础上,分析了狭缝宽度及其占空比对透射谱峰的定量影响.结果显示:周期确定时随着狭缝宽度的增大,峰值透射率则呈现先增大后减小的变化趋势;宽度确定时随着占空比的增大,峰值透射率会呈现单调降低的变化趋势,而透射峰中心波长呈现近似线性蓝移趋势,这为灵活调节异常透射的中心波长提供了一种有效手段.

关键词：光学异常透射金属光栅塔姆等离激元类法布里-珀罗共振

虚拟多输入多输出无线电能与信息同步传输技术

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电工技术学报 2024年第14期39卷 4282-4293页

作者：周岩刘志丹李烁涵南京邮电大学自动化学院、人工智能学院南京210023

在无线通信系统中,多输入多输出(MIMO)天线技术可有效提高信号传输速率和信道利用率。传统的能量调制式无线电能与信息同步传输(SWPIT)技术主要依赖单输入单输出线圈实现系统的供电和通信,难以实现多路并行通信。该文针对需要多信号接... 详细信息

在无线通信系统中,多输入多输出(MIMO)天线技术可有效提高信号传输速率和信道利用率。传统的能量调制式无线电能与信息同步传输(SWPIT)技术主要依赖单输入单输出线圈实现系统的供电和通信,难以实现多路并行通信。该文针对需要多信号接收器的无线供电场景,提出一种虚拟MIMO-SWPIT技术以满足多端通信的需求。所提系统可在两种状态下工作:当仅需无线供电时,系统工作在谐振状态进行高效电能传输;当需要通信时,通过控制逆变器开关信号的相移角和频率,在发射线圈中构造非标准正弦多载波(即虚拟多输入),以其中的基波和谐波分量作为通信载波传输信息。系统接收回路对基波和谐波所携带的信息进行解调(即虚拟多输出),同时谐波分量可用于负载供电。搭建的实验样机实现了稳定的电能与双通道信息并行同步传输,通信时电压波动低于3%,每路通道信息传输速率为4.0 kbit/s,验证了所提方案的可行性。

关键词：无线电能与信息同步传输多输入多输出移相调制移频调制

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智能反射面室内部署的位置规划方法

电子与信息学报 2024年第4期46卷 1314-1320页

作者：王文鼐耿心怡余锦涵吴炜王斌南京邮电大学通信与信息工程学院南京210003

智能反射面(IRS/RIS)应用于实际无线通信系统时,如何优选布放位置及面板取向,是提升技术实效所面临的主要问题之一。RIS布放的数学规划问题,不仅有优化目标的设计,还要考虑通信环境的建筑物分布和可选部署面的有效散射截面。相比于室外... 详细信息

智能反射面(IRS/RIS)应用于实际无线通信系统时,如何优选布放位置及面板取向,是提升技术实效所面临的主要问题之一。RIS布放的数学规划问题,不仅有优化目标的设计,还要考虑通信环境的建筑物分布和可选部署面的有效散射截面。相比于室外较为开放的空间,RIS的室内部署存在更多限制性条件。针对室内既有墙面的RIS布放,该文设计了多终端接入选址规划模型和等价问题。为约化其非线性计算,通过单终端退化分析,给出目标函数的卡西尼卵形线分布特征,证明RIS布放范围限于各终端及基站在部署面投影的重叠区,提出基于对半搜索法的高效启发式算法。数值仿真了2种复杂室内结构的多终端接入场景,结果表明所提算法不仅有显著加速效益,还可扩展用于多RIS网络规划。

关键词：智能反射面室内部署位置规划算法设计

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基于强关联平滑约束的目标检测模型剪枝方法

南京邮电大学学报（自然科学版） 2024年第3期44卷 72-79页

作者：康彬李卓邱坤窦海娥王磊郑宝玉南京邮电大学物联网学院江苏南京210003 南京邮电大学应用技术学院江苏南京210042 南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003

目标检测模型的轻量化研究虽已产生诸多代表性成果,但现有方法在模型高比例剪枝时会出现检测精度断崖式衰减。在探索主流目标检测网络剪枝性能衰减的根源时发现剪枝后梯度的波动是影响模型性能的关键。为此构建了基于强关联平滑约束的... 详细信息

目标检测模型的轻量化研究虽已产生诸多代表性成果,但现有方法在模型高比例剪枝时会出现检测精度断崖式衰减。在探索主流目标检测网络剪枝性能衰减的根源时发现剪枝后梯度的波动是影响模型性能的关键。为此构建了基于强关联平滑约束的剪枝框架(Pruning Framework based on Strong Correlation Smoothing Constraint,SCSC)。首先将历史梯度及当前梯度定义为自蒸馏理论中的教师及学生,通过学生模仿教师的方式使学生梯度最大程度接近教师梯度,实现梯度平滑;其次依据梯度平滑结果提出基于强关联约束的剪枝方案,将历史梯度与当前梯度组成强关联组,通过强化历史梯度对当前梯度更新的贡献增强模型权重参数稀疏度。在PASCAL VOC2007数据集进行测试,SCSC对比主流剪枝方法取得了2个百分点的平均精度提升;在KITTI数据集中,SCSC剪枝率为80%时,相较于原网络识别精度衰减仅为3个百分点。

关键词：卷积神经网络知识蒸馏模型剪枝

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基于特征融合与嵌入的人脸图像盲修复算法

数据采集与处理 2024年第3期39卷 609-616页

作者：霍智勇胡山林南京邮电大学教育科学与技术学院南京210003 南京邮电大学通信与信息工程学院南京210003

人脸图像盲修复是从未知退化中恢复出高质量的人脸图像,其不适定性往往会造成修复出的图像出现局部纹理缺失或面部成分不匹配的结果,为此提出基于特征融合与嵌入的人脸图像盲修复算法。通过提取退化输入的面部先验特征,采用多头交叉注... 详细信息

人脸图像盲修复是从未知退化中恢复出高质量的人脸图像,其不适定性往往会造成修复出的图像出现局部纹理缺失或面部成分不匹配的结果,为此提出基于特征融合与嵌入的人脸图像盲修复算法。通过提取退化输入的面部先验特征,采用多头交叉注意力进行特征交互融合和全局上下文建模,将面部先验嵌入预训练生成网络的潜在空间中,并基于损失函数进行优化,修复因退化而丢失或损坏的局部纹理,实现真实性与忠实度之间的平衡。数值实验在3个真实退化图像数据集上进行,本文方法在客观指标和主观质量上都优于现有方法,最后的消融实验验证了退化人脸图像盲修复算法的有效性。

关键词：盲修复特征融合特征嵌入多头注意力预训练生成网络