面向服务质量的RIS辅助的多用户NOMA系统功率分配方案

可重构智能超表面(RIS)可被视为通信网络中具有特殊功能的“中继”来配合非正交多址接入(NOMA)系统构建一种协同的信息传输方案。考虑到未来物联网(IoT)场景下不同用户设备对服务质量(QoS)的不同需求,该文提出一种RIS辅助的多用户NOMA通信系统模型,并针对两类用户(信息用户和能量用户)的QoS需求设计了一种基于迭代优化的功率分配方法。该方法通过联合设计RIS相移矩阵、基站端波束赋形以及NOMA系统串行干扰消除顺序来最小化系统的总发射功率,以全面减轻通信系统中基站的能耗负担。仿真结果表明,与无RIS的场景相比,RIS辅助的NOMA系统可有效减小基站的能耗;在有RIS的场景下,所提功率分配方法的能耗明显低于RIS端随机选择相位的方式和基站端直接采用迫零波束赋形的方式。     

液滴撞击壁面气泡的产生及运动研究

液滴撞击壁面时,液滴与壁面间产生的气泡及其变化对液滴在壁面上的后续运动具有重要的影响。利用相界面追踪的复合Level Set-VOF方法和壁面润湿模型,通过气液两相流动与固壁相互作用的耦合求解,对液滴撞击壁面时气泡的产生及运动进行了研究。研究结果表明,撞击速度较大时,液滴与壁面间气体的压力远大于液滴内压力以及接触线附近区域液体和气体具有不同的速度分布特性是撞击壁面时液滴内产生气泡及气泡运动变化的主要原因;液滴与壁面间形成的气体层宽度将经历先增大后减小,并最终在液滴中心形成一个气泡的变化历程。液滴撞击速度小于一定值时,气泡最终半径与撞击速度呈近似线性关系,撞击速度对气泡最终半径影响较大;撞击速度超过一定值后,气体层最大宽度与撞击速度呈近似线性关系,但气泡最终半径基本不再受撞击速度的影响。     

管流中椭球形沉降微粒团受力模型及受力分析

沉降微粒再悬浮是柴油机排气微粒净化捕集及微粒采样过程中的一个重要现象。微粒团形态对沉降微粒团受力和再悬浮具有重要的影响。根据沉降微粒团再悬浮研究的需要,以管流中的柴油机排气沉降微粒为研究对象,在球形沉降微粒团再悬浮受力模型的基础上,结合椭球形微粒团的形态特征,建立椭球形沉降微粒团再悬浮静态受力模型;在此基础上,从微粒团再悬浮角度对椭球形沉降微粒团所受重力力矩、粘附力矩、碰撞力矩和曳力力矩进行分析,研究微粒团形态的变化对各作用力矩的影响。研究结果表明,微粒团形态对沉降微粒团受力具有重要影响。通过研究,得到微粒团形态变化对沉降微粒团所受力矩的影响规律。     

无人机辅助MEC系统中基于最优SIC顺序的能耗优化方案

在基于上行非正交多址接入（NOMA）的无人机（UAV）辅助移动边缘计算（MEC）系统中,NOMA的连续干扰消除（SIC）顺序已成为限制上行任务卸载链路传输性能的瓶颈,为降低系统能耗,对SIC顺序进行了讨论,提出了联合信道增益与任务时延约束的最优SIC顺序。在满足设备给定任务时延、设备最大发射功率约束以及UAV轨迹的约束下,基于最优SIC顺序提出了最小化系统能耗的问题。由于该问题是个复杂的非凸问题,采取交替优化的方法求解该优化问题,以实现功率分配和UAV轨迹的优化;利用匹配理论,提出了低复杂度算法来得到不同时隙的最优设备分组。仿真结果表明,与其他SIC顺序相比,最优SIC顺序能够在相同的任务时延约束下实现更小的系统能耗;所提的低复杂度设备分组算法能够得到最优设备分组。     

一种多用户MIMO系统干扰对齐优化算法

干扰对齐技术可以获得干扰信道自由度的最佳值,从而有效改善系统的性能。在实际系统中干扰对齐技术通常采用迭代的方法进行预编码矩阵与干扰抑制矩阵的设计,而迭代方法都需要对发送预编码矩阵进行初始化处理。然而,目前大多数已有的研究所采用的初始化处理方法都忽略了干扰的影响。因此,在此基础上提出了一种基于新的初始化方法的优化算法,该方法在初始化预编码矩阵中既考虑了干扰信号也考虑了有用信号。首先,选取均方误差和最小化作为优化目标,然后利用正交三角（QR）分解将信道空间分为有用信号空间与干扰信号空间来进行预编码矩阵的初始化设计,经过反复迭代得到发送预编码矩阵与干扰抑制矩阵的最优解。理论分析和仿真结果表明,所提算法在收敛性、均方误差、和速率等方面都优于其他算法。     

去蜂窝大规模多输入多输出非正交多址系统中基于量子菌群优化的接入点选择方案

去蜂窝大规模多输入多输出非正交多址(MIMO-NOMA)系统的接入点(AP)选择,对有效降低系统的回程链路开销、提高用户的下行可达速率影响较大。该文针对AP选择的去蜂窝大规模MIMO-NOMA系统下行链路建立了用户平均速率的表达式;在此基础上,提出了基于量子菌群优化(QBFO)的AP选择方案,将AP与用户的连接关系以量子比特的形式编码,利用自适应量子旋转门模拟细菌趋化,实现细菌位置更新,通过对量子细菌种群进行测量,获得AP与用户的选择解集,并引入驱散操作避免算法陷入局部最优。实验结果表明,所提方案能够在降低回程链路开销的同时显著提高用户的下行平均速率,相较于基于接收功率和基于信道估计均方误差的AP选择方案,该文所提方案在降低用户间干扰、提高系统总吞吐量方面表现更优。     

氢气/柴油发动机燃油雾化特性的研究

在柴油引燃氢气/柴油发动机中,通过柴油引燃氢气/空气的预混合气,故有希望实现准均质和低温燃烧.氢气/空气混合气氛围中的柴油雾化特性将直接影响到柴油在气缸内的分布,影响内燃机的燃烧过程,从而决定发动机准均质燃烧的程度,是发动机能否实现低温燃烧的关键.利用KIVA-3V程序对柴油在氢气/空气混合气氛围中的雾化特性进行研究,研究结果表明,氢气的存在能够在一定程度上促进柴油液滴的雾化,增大柴油喷射终了时的缸内柴油蒸气质量;氢气的存在对喷雾油束的偏转和喷雾的贯穿距离具有明显的影响,能够在一定程度上降低液滴碰壁强度,从而有助于气缸内形成较均匀的柴油蒸气分布;但氢气浓度超过一定值后则会增大柴油液滴碰壁的概率.     

最大化瑞利熵的干扰对齐优化算法

干扰对齐技术常采用迭代的方法进行预编码矩阵与干扰抑制矩阵的设计,然而目前采用的迭代方法并不能做到完全的干扰对齐。针对这种情况,提出了一种新的干扰对齐优化算法,避开了反转信道的操作。该算法在最大化信干噪比算法的基础上加入完全干扰对齐的约束条件,将系统中各用户的所有干扰对齐约束条件进行奇异值分解,最终通过瑞利熵最大化的求解方法联合迭代求解发送侧的预编码矩阵与接收侧的干扰抑制矩阵。仿真结果表明,所提优化算法在较高信噪比时不同天线数下的和速率、不同迭代次数下的和速率等方面都优于原最大信干噪比算法。     

管流中椭球形沉降微粒团再悬浮控制因素分析

沉降微粒再悬浮是柴油机排气微粒净化捕集及微粒采样过程中的一个重要现象。以管流中的柴油机排气沉降微粒为研究对象,通过建立的管流中椭球形沉降微粒团再悬浮静态受力模型,对管流中椭球形沉降微粒团再悬浮的控制因素进行分析,重点研究微粒团形态的变化对沉降微粒团再悬浮控制因素的影响。研究结果表明,沉降微粒团的形态、微粒团与壁面间的粘附角、排气平均流速以及排气管径等因素对管流中沉降微粒团的再悬浮具有重要的影响。通过研究,得到沉降微粒团粘附角、排气平均流速以及排气管径等微粒团再悬浮控制因素对管流中椭球形沉降微粒团再悬浮的影响规律。研究结果对于深化管流中柴油机排气沉降微粒团再悬浮及其控制的认识具有重要的意义。     

基于唯象分析方法的壁面润湿模型

着眼于接触角的滞后现象,采用唯象分析方法建立了滞后张力模型.对固-液-气三相接触线附近区域的流动进行了分析,研究发现,壁面无滑移条件是应力奇点产生的直接原因;根据前驱膜和夹带膜理论,提出了消除应力奇点的方法.在上述研究基础上,提出了基于唯象分析方法的壁面润湿模型.研究结果表明,壁面润湿模型的计算结果与已有的实验结果具有较好的一致性,能够反映接触角的滞后性及壁面性质对润湿过程的影响.应用建立的壁面润湿模型对壁面润湿过程的影响因素进行了分析,得出了液体黏度、气液表面张力和固壁接触线特征参数对壁面润湿的影响规律.