基于多智能体深度强化学习的D2D通信资源联合分配方法

设备对设备(D2D)通信作为一种短距离通信技术,能够极大地减轻蜂窝基站的负载压力和提高频谱利用率。然而将D2D直接部署在授权频段或者免授权频段必然导致与现有用户的严重干扰。当前联合部署在授权和免授权频段的D2D通信的资源分配通常被建模为混合整数非线性约束的组合优化问题,传统优化方法难以解决。针对这个挑战性问题,该文提出一种基于多智能体深度强化学习的D2D通信资源联合分配方法。在该算法中,将蜂窝网络中的每个D2D发射端作为智能体,智能体能够通过深度强化学习方法智能地选择接入免授权信道或者最优的授权信道并发射功率。通过选择使用免授权信道的D2D对(基于“先听后说”机制)向蜂窝基站的信息反馈,蜂窝基站能够在非协作的情况下获得WiFi网络吞吐量信息,使得算法能够在异构环境中执行并能够确保WiFi用户的QoS。与多智能体深度Q网络(MADQN)、多智能体Q学习(MAQL)和随机算法相比,所提算法在保证WiFi用户和蜂窝用户的QoS的情况下能够获得最大的吞吐量。     

复杂信道环境下的多维策略智能抗干扰技术

针对当前智能抗干扰技术策略维度低、复杂环境应对性差的问题,提出了适应复杂环境的多维策略智能抗干扰技术。将单音信号作为探测信号,通过扫频方式减少探测阶段复杂度以实现快速实时的环境状态特征提取,之后设计了基于深度神经网络的实时智能决策引擎模型以提高决策速度和准确率。仿真结果表明所提方案能够准确地预测通信质量,最后根据目标函数在所有可通信策略中决策出最优策略,当探测信号扫频间隔选取合适时,该方案能够达到接近96%的决策准确率及较好的资源利用率,能有效进行抗干扰并取得较好的通信质量。     

雪崩光电探测器的击穿效应模型分析

基于CMOS工艺制备了空穴触发的Si基雪崩探测器(APD),基于不同工作温度下器件的击穿特性,建立空穴触发的雪崩器件的击穿效应模型。根据雪崩击穿模型和击穿电压测试结果,拟合曲线得到击穿电场与温度的关系参数(dE/dT),器件在250～320 K区间内,击穿电压与温度是正温度系数,器件发生雪崩击穿为主,dV/dT=23.3 mV/K,其值是由倍增区宽度以及载流子碰撞电离系数决定的。在50～140 K工作温度下,击穿电压是负温度系数,器件发生隧道击穿,dV/dT=-58.2 mV/K,其值主要受雪崩区电场的空间延伸和峰值电场两方面因素的影响。     

基于LSTM神经网络的压电执行器位移迟滞建模

该文搭建迟滞测量实验平台,测量一种用于LED晶圆检测压电执行器的迟滞效应,设计了一种基于长短期记忆(LSTM)神经网络的压电迟滞模型,使用时间序列预测法对压电执行器位移迟滞效应建模。将该模型与传统的Prandtl-Ishlinskii(PI)模型进行对比。实验结果表明,神经网络模型具有较好、较广泛的迟滞建模效果,对于正弦波,位移预测精度保证小于2%;对于衰减正弦波,位移预测精度可保证小于3%。较高的模型预测精度为使用压电执行器进行LED晶圆检测提供了依据。     

一种加载铁氧体磁环的高功率宽带巴伦

针对高功率天线的差分馈电和阻抗匹配问题,文中提出了一种基于同轴线结构加载铁氧体磁环的宽 带巴伦模型。双同轴线具有阻抗变换功能和较好的功率承载能力,铁氧体磁环改善了巴伦在低频时的输入匹配和 两个输出端口不平衡度。仿真和实测表明,此巴伦在0. 05~1. 24 GHz 内回波损耗低于-10 dB,去除3. 0 dB 系统插损 后单端插入损耗在1. 5 dB 以内,两端输出的相位不平衡度在5°以内,幅度不平衡度在2%以内。通过分析巴伦的电 磁热损耗场、温度场和应力形变场,验证了巴伦在高功率馈电下的工作性能,结果表明此巴伦在工作频带内能够承 受500 W 的功率。     

基于40 nm CMOS工艺的高效率功率放大器设计

针对硅基毫米波功率放大器存在的饱和输出功率较低、增益不足和效率不高的问题,基于TSMC 40nm CMOS工艺,设计了一款工作在28GHz的高效率和高增益连续F类功率放大器。提出的功率放大器由驱动级和功率级组成。针对功率级设计了一款基于变压器的谐波控制网络来实现功率合成和谐波控制,有效地提高了功率放大器的饱和输出功率和功率附加效率。采用PMOS管电容抵消功率级的栅源电容,进一步提高线性度和增益。电路后仿真结果表明,设计的功率放大器在饱和输出功率为20.5dBm处的峰值功率附加效率54%,1dB压缩点为19dBm,功率增益为27dB,在24GHz~32GHz频率处的功率附加效率大于40%。     

基于Mie 散射理论水雾介质红外辐射衰减的校正研究

水雾环境对红外辐射有着较强的衰减作用。在工业生产中水雾环境十分常见, 连铸二冷区铸坯的冷却装置采 用的就是人工水雾系统, 而准确掌握连铸二冷区铸坯表面温度对提高产品质量的稳定性具有重要意义。针对二冷区 大量水雾对连铸坯表面非接触式测温存在干扰的问题, 提出了一种基于 Mie 散射理论的校正方法。首先根据现场使 用的气水喷嘴进行模拟实验, 分析现场水雾的水流分布, 建立水雾状态模型; 然后分析水雾状态模型下红外辐射的衰 减特性, 通过模拟试验计算得到相应的消光系数, 并利用朗伯比尔定律得到红外辐射衰减的校正因子, 将校正因子添 加至非接触式红外测温系统中进行实时温度值的校正。研究表明, 通过校正因子的导入能够有效地提高非接触式红 外测温系统的精度。     

基于Pandora 观测的OMI 全球臭氧产品精度验证

臭氧是大气中一种重要的微量气体, 是影响对流层与平流层大气运动的重要成分之一, 臭氧的高精度探测 对于环境和气候具有重要的意义。OMI 传感器是目前具备探测全球臭氧含量的主要遥感传感器之一。利用地基 Pandora 观测网全球范围内44 个臭氧观测站点数据对OMI 卫星数据产品进行了精度验证。结果表明: OMI 臭氧产品 与Pandora 地基测量结果之间具有很好的线性相关性, 相关系数达到0.948, 但精度结果存在区域差异。在南半球地区, 相关系数为0.915; 在北半球低纬度地区, 其相关系数为0.932, 中纬度地区相关系数为0.948, 而在高纬度地区, 相关系 数达到了0.957。此外, 验证精度还与臭氧柱总量存在相关性, 在臭氧柱总量低于220 Du (对应臭氧空洞条件) 时, OMI 卫星产品存在高估现象, 高估约13%; 而在臭氧柱总量高于400 Du 时, OMI 的臭氧产品低于Pandora 地基测量结果, 且 随着臭氧柱总量增加, 低估情况也越严重, 在臭氧柱总量达到500 Du 时, OMI 臭氧产品低估约4%。     

基于蒙特卡罗模拟的光纤浊度传感器

在后向散射式浊度测量方法的基础上,采用光纤传感技术,设计了一种Y形光纤束探头结构的浊度传感器,并在光纤束探头前端配置平面镜作为光反射配合目标。根据朗伯比尔定律通过实验研究了消光系数与浊度的线性关系,基于蒙特卡罗法建立了待测液中的光子散射模型,模拟不同检测情形下的传感器接收光强,优化得到光纤束到平面镜的最佳距离。标定接收光强与消光系数的关系曲线用于测量。此法简单高效,能检测消光系数低至0.059cm-1的水质,平面镜的有效使用将传感器灵敏度提高10倍以上。此传感器可用于便携式检测,结合空分和时分复用技术可实现在线监测。     

基于两级存储的正则表达式匹配技术

为解决正则表达式匹配中内存需求与检测性能的矛盾,首次提出两级存储的匹配方案。将马尔可夫链理论应用于自动机,通过求解稳态向量,得到各状态被随机访问的概率。将高概率的状态表项配置在FPGA嵌入存储器中,低概率的状态表项配置在SRAM中。使用L7-filter规则集进行实验,吞吐量达到33Gbit/s,匹配性能比将状态表完全存储在SRAM中提高了50倍。