专题:6G的智能通信计算融合技术

内容导读目前,针对潜在6G关键技术的场景与需求研究成为学术界的热点。面向未来更多类型终端的智能互联与新兴服务的需求,人工智能应用于无线通信物理层的信道估计、编译码及接收机设计,解决基于大数据的网络自主优化,基于泛在无线感知和边缘侧的强大算力构成的多接入边缘计算,已成为6G无线技术发展的重要趋势。在未来智能车联网、物联网、有人/无人交互、全息通信等场景下,面向未来的智能通信计算融合需求,存在许多拟待解决的关键科学问题。     

抽水蓄能电站引水调压室先增后甩工况最高涌浪研究

以国内某抽水蓄能电站为例,选取先增后甩工况作为最高涌浪的控制工况,分别采用解析法和基于特征线的数值仿真法,对比分析了最高涌浪的发生条件及2种方法的差异。结果表明:数值仿真法考虑了导叶启闭规律的影响,相较于采用流量突变模型的解析法,调压室水位波动发生滞后,更准确地模拟了调压室的水位波动过程;导叶启闭规律越长,工况转换越多,则滞后时间越久,但几乎不影响调压室的涌浪极值;2种方法共同验证了先增后甩工况的最不利叠加时刻为初始工况与叠加工况的Z-V曲线相切时刻,相应产生的调压室涌浪最高;数值仿真法由于发生叠加工况时流量为渐变,因而切点的发生时刻在Z-V曲线上产生后移,但2种方法的调压室的涌浪极值十分接近。     

加热温度对X80钢级弯管用管线钢板冲击韧性的影响

根据X80钢级管线钢原始奥氏体晶粒尺寸随加热温度的变化规律,通过工业性试验研究了不同加热温度对冲击韧性的影响。结果表明:因加热温度过高获得的粗大原始奥氏体晶粒在变形后依然粗大,相变后获得的组织相对粗大,不同原始奥氏体晶粒间获得组织具有明显的取向差,同时可以清晰看到原始奥氏体晶界,冲击断口为解理断口,严重影响X80钢级管线钢的冲击韧性。而加热温度较低时,原始奥氏体晶粒细小,断口为韧窝状,具有良好的冲击韧性。     

F-OFDM仿真系统设计与时频同步算法

针对新一代5G波形的F-OFDM技术开展了研究,通过把一个宽带分为若干个子带,对每个子带进行滤波处理以实现更好的通信效能。基于Simulink平台进行了F-OFDM仿真系统的搭建,重点对F-OFDM符号同步方法和频偏估计方法进行了研究与仿真分析。实验结果表明,基于Chu序列相比采用PN序列可以获得更好的同步效果,基于导频的Classen频偏估计算法相比基于CP的CFO估计算法和基于训练序列的Moose估计方法可以获得更好的频偏估计效果。     

干扰条件下的“北斗”信号解扩重构DOA估计

在干扰条件下，卫星导航抗干扰波束形成算法往往需要卫星信号波达方向（Direction-of-Arrival，DOA）的先验信息。但当存在低信噪比信号或主动干扰源时，常规的DOA估计算法性能急剧下降甚至失效。针对此问题，提出了一种被干扰信号压制的低信噪比“北斗”信号的DOA估计算法。该算法首先通过对接收信号进行子空间投影抑制干扰信号，然后对抑制干扰后的信号进行解扩重构处理，最后通过多重信号分类算法完成对“北斗”信号的DOA估计。仿真结果表明，在干扰信号干信比80 dB条件下，“北斗”信号DOA估计误差在5°以内，为下一步进行波束形成计算提供了高精度的入射角信息。     

基于双平行互质阵列的二维非网格DOA估计

近年来,基于稀疏表示的DOA估计方法已经被广泛提出,这些方法都需预设离散的网格点,而实际信号来波方向在空间域内具有随机性,任何来波方向都是等概率出现,很有可能信号的来波方向不在网格上,因而会存在网格误差,使DOA估计结果产生较大偏差。为提高DOA估计精度,本文提出了非网格的DOA估计模型。同时,为提高测向自由度,本文应用由两个均匀线阵组成的互质阵列,并且将两个均匀线阵平行放置在同一平面。通过将两均匀线阵的互协方差矩阵向量化成互协方差矢量,可得到一维虚拟扩展的接收数据矢量,并且在稀疏表示框架下应用相应的稀疏恢复算法恢复出跟DOA参数相关的向量,从该向量中得到唯一的并且自动配对的二维DOA估计参数。仿真实验结果验证了本文算法较传统算法具有更好的DOA估计性能。     

用于厚屏蔽小探测器的蒙特卡罗模拟减方差方法研究

反应堆屏蔽计算中经常出现厚屏蔽、小探测器问题，常规蒙特卡罗方法难以有效解决。基于自动重要抽样（AIS）方法，本文提出了小探测器自动重要抽样(SDAIS)方法，并针对小探测器问题，优化了AIS方法的虚粒子赌分裂算法。该方法在自主开发的蒙特卡罗屏蔽程序MCShield上进行了实现。使用NUREG/CR-6115 PWR基准题验证该方法的正确性和计算效率。结果表明，SDAIS方法可有效地解决厚屏蔽小探测器问题，相比AIS方法及传统的重要性方法，计算效率提升1~2个量级。     

一种改进的GPC算法在网络控制系统中的应用

首先对传统的GPC算法进行理论推导和分析,然后针对传统GPC控制算法在大延迟过程中无法快速跟随参考轨迹的问题,提出了一种基于最小方差控制的广义预测控制,并以网络控制系统为控制对象,用MATLAB对其进行仿真分析,结果表明改进的广义预测控制算法能很好地跟踪系统轨迹,获得了良好的效果。     

基于蚁群算法的矿井救援最短路径研究

针对羊场煤矿,选取巷道节点,根据节点坐标,计算巷道实际长度和当量长度,构建当量长度邻接矩阵,基于蚁群算法和MATLAB仿真平台,得到救援最短路径及距离,并对结果进行优化,确保救援工作遍历所有巷道,给出了实际可行的救援方案,为今后的救援工作提供理论指导。