水声网络全双工定向碰撞避免媒体接入控制协议

近年来水声网络(UAN)技术飞速发展,但仍然面临诸多严峻挑战,能量效率成为水声网络的首要考虑因素。此外,水声信道传播时延大且可用带宽受限,严重制约了水声通信技术的可靠性和有效性,进而限制了水声网络的整体性能。定向通信技术可以有效改善上述情况,通过波束聚焦能力将声波能量聚集在一定角度范围内,获得比全向通信更高的通信范围和信噪比,提升整个网络的能耗效率和空间复用率。但该技术需要对目的节点的位置具备先验知识,且会面临“聋节点”问题,因此该文提出一个水声网络全双工定向碰撞避免(FDDCA)媒体接入控制(MAC)协议,通过装备两个分别处于不同工作频带的全向换能器和定向换能器解决“聋节点”问题,并通过降低节点的冲突域解决了“暴露终端”问题。仿真结果表明,与水下Aloha(UW-Aloha)和时隙地面多址接入(S-FAMA)协议相比,FDDCA在多汇聚节点的网络拓扑下吞吐量分别提升了140%和400%,网络能效上节省了90%和94%。     

基于改进麻雀搜索算法优化BN的变压器故障诊断研究

针对变压器故障诊断准确率低和稳定性差的问题,文中提出了一种改进麻雀搜索算法优化贝叶斯网络的变压器故障诊断方法。首先,通过计算互信息建立最大支撑树并进行定向处理得到贝叶斯网络初始结构即初始种群。然后,在算法中引入一种新的合作机制和正弦余弦算法,提高算法收敛速度和全局搜索能力,并利用油中溶解气体分析,创建基于改进麻雀搜索算法优化贝叶斯网络的变压器故障诊断模型。最后,为了证明所提方法的优越性,将所提的方法与现有变压器故障诊断方法进行对比。结果表明,文中所提出的方法故障诊断率最高,可以更精准地对变压器进行故障诊断。     

基于梯度能带结构的高速非制冷中波红外HgCdTe探测器

报道了基于梯度能带结构的高速室温中波红外HgCdTe器件,器件设计为n-on-p同质结结构,在300 K的零偏压条件下达到了1.33 ns（750 MHz）的总的响应时间,相对于非制冷的碲镉汞器件和工作于高偏压下的碲镉汞APD器件响应速度有所提高。基于一维模型的分析表明,吸收层中的组分梯度可以形成内置电场并改变了载流子的输运特性,该模型由不同组分梯度的HgCdTe器件的实验对比验证。因此,此项工作优化了高速HgCdTe中波红外探测器的设计,并为设计超快中波红外光电探测器提供了一种可行的思路。     

无速率编码中度分布的研究和发展

无速率编码作为一种纠删码,在减少反馈重传的同时也具有码率灵活、编译码简单的特性,在许多领域都有广阔的应用前景。度分布作为无速率编码设计的基础,对无速率编码的性能有至关重要的影响。随着无速率编码的广泛应用,度分布的设计也需要随着场景和需求的变化进行优化。首先论述了无速率编码的发展与应用,从几种经典的无速率编码和度分布开始,详细地从应用场景、优化目标以及现有优化方法 3 个角度,对目前无速率编码中度分布的研究和发展进行了总结与分析。最后,对无速率编码和度分布的发展应用趋势进行了分析与展望。     

A calibration method of external parameters of 2D laser in rotary 3D scanning

Aiming at the problem of external parameter calibration in the combined rotating three-dimensional (3D) scanning process of laser radar and turntable, a fast 3D data scanning and accurate equipment calibration method suitable for industrial application scenarios is proposed. The coordinates of the center of the circle in the laser radar coordinate system are obtained by fitting the coordinates of the center of the circle with the scanning arc. Through the standard size and rotation angle of the target ball, the coordinates of the ball center in the turntable coordinate system are obtained. The rotation parameter R and the translation parameter T of the minimum value of the data set conversion error function in the two coordinate systems are calculated. The experimental results show that the error between the converted data and the actual data is within 0.1 mm, which meets the actual work requirements. This calibration method has the advantages of high accuracy and strong robustness.     

基于辐条视觉特征感知的蓝宝石接种检测方法

针对现阶段蓝宝石晶体生产过程中引晶操作主要依靠人工经验完成,引晶过程时间过长且准确度低的问题,提出了一种基于辐条视觉特征感知的蓝宝石籽晶接种检测方法。此方法使用了量化辐条图案运动轨迹收敛程度的模型,基于运动轨迹收敛模型对辐条图案特征点进行验证分析,将符合收敛条件的熔体稳定状态图像创建图像数据库;然后将实时采集到的图像与数据库中图像进行匹配检测,实现对熔体稳定状态图像的实时准确识别。通过实验对所提出方法的精度进行验证并与实际生产的效果进行对比,实验表明该方法能够满足实际工业生产,其中引晶状态识别准确率达到98.9%,成品良率相比人工引晶提高了28%。     

一种改进的水声正交频分复用稀疏信道时延估计算法

水声正交频分复用(OFDM)系统中,采用传统正交匹配追踪(OMP)方法估计离网格(off-grid)时延时,需要很高的过采样因子和高昂的计算开销.针对传统OMP方法估计离网格时延计算复杂度高的问题,该文借鉴多元线性拟合思想引入路径补偿的概念,提出了一种基于路径补偿的改进OMP时延估计算法,用以补偿从离网格路径向其周围网格位置泄漏的能量,并用补偿距离这一参数来解释路径补偿效果.该算法无需增加过采样因子,仅利用恰当的补偿距离即可实现较好的估计效果,且能在提高估计性能的同时降低计算复杂度.仿真分析与海试结果验证了该方法的优越性.     

局部有源忆阻器电路及其在HR耦合神经元网络中的应用

该文提出一种新型局部有源忆阻器,使用标准非线性理论分析方法分析其特性,并通过直流伏安特性曲线来证明其局部有源性.此外,将局部有源忆阻器用于模拟生物突触,构建了一个局部有源忆阻突触耦合HR神经元网络.理论分析和数值仿真表明,在局部有源忆阻突触的影响下它能够产生多种放电模式和复杂的混沌行为.最后,实现了该局部有源忆阻突触耦合神经网络的模拟等效电路,并由功率模拟(PSIM)电路仿真验证了数值仿真的正确性.     

基于频移键控的仿海豚哨声水声通信技术

针对水下隐蔽声通信的需求,该文提出一种基于频移键控的仿海豚哨声水声通信方法,通过模拟海豚哨声以降低通信信号被发现的概率,从而实现水下隐蔽声通信。该方法将信息调制生成的基带信号以一定比例与海豚哨声信号时频谱轮廓曲线相加获得合成哨声时频谱,再生成合成哨声作为仿生通信信号。接收端提取接收到的合成哨声与本地生成的存在固定频差的海豚哨声相干相乘,经过低通滤波获得频移键控信号进行信息解调,实现仿生通信。通过时频相关系数和Mel倒谱距离分析了通信信号仿生效果。仿真与海试试验验证了该方法的可行性,当码元宽度为0.1s时可在2km距离上实现有效通信,且时频相关系数不低于0.99。该方法调制解调原理简单,系统资源消耗更少,更易于工程实现,为仿生水声通信算法的实际应用提供技术支撑。     

低温反应制备高纯度纳米BN包覆Al2O3和ZrO2粉体

硼酸和尿素在氮气中于650℃反应,生成t-BN-Al2O3和t-BN-ZrO2纳米包覆粉.IR分析表明,反应产物中含CH2和CN基团的杂质属尿素缩聚的复杂产物,经450℃煅烧即可除去.硼酸和尿素完全反应,得到纯净的纳米复合粉体.BN产率大于99%,在复合粉中的含量与计算值吻合.