传感器网络中节点调度的优化方法

为了研究在使用节点调度的传感器网络中,多个约束条件下如何提升网络生命周期问题,分析了覆盖率、信息感知延迟和信号冲撞率之间的关系.进一步证明在多约束条件下的节点调度问题可转化为一个凸优化问题,并利用凸优化问题求解方法获得保证网络生命周期最大化的子集分配方案和所需的节点部署密度.提出了在限定网络覆盖率和信息感知延迟以及无线信号冲撞率的前提下,达到网络生命周期最大化目标的优化问题,并使用凸优化的方法解决了该问题.给出了在不同性能指标条件下传感器网络的子集分配方案,实现了约束条件下网络生命周期的最大化.     

认知D2D网络中基于博弈论的高能效干扰约束资源分配算法

针对认知网络中多个D2D(device-to-device)用户以Underlay模式复用蜂窝用户的频谱资源时的同频干扰和能耗增加问题,提出了认知网络中基于博弈论的最大化用户能效(energy-efficiency,EE)的D2D通信资源分配算法。不同于以前工作,在满足特定干扰门限的条件下,侧重对能效进行优化,且不牺牲系统容量。建立Underlay模式下认知D2D通信博弈模型,将D2D用户(device-to-device,DUE)作为跟随者复用蜂窝用户(cellular user,CUE)上行链路的频谱资源,由于每个用户都具有自私特性想要最大化自身的能效,所以该资源分配问题可以模拟为非协作博弈问题。在干扰门限的约束条件下构造了相应的效用函数,利用拉格朗日对偶方法求解此优化问题,得到用户的最优发送功率,保证了用户的功率和链路速率的均衡,并分析了算法复杂性。仿真结果表明,该方案能够提高用户能效和链路平均能效,改善系统总功耗及系统的容量等性能。     

异构需求下无人机无线携能传输优化策略

物联网设备电池容量有限且充电不便，无人机无线携能传输技术很好地解决了这个问题，可以实现能量和数据的同时传输。根据节点设备的异构能量需求，提出了基于全网满意度最大化的无人机位置和功率联合优化策略。将无人机与地面节点关联系数的优化问题建模成联盟形成博弈问题，通过设计合作准则，证明了其存在纳什均衡点。基于最大化满意度准则，探索无人机最佳悬停位置。在确定关联系数、无人机位置后，采用凸优化方法求解无人机与节点之间的发射功率。仿真结果表明，所提联合优化策略能够较大幅度地提升全网满意度。     

WMSNs中粒子群优化的多径流量分配路由算法

针对无线多媒体传感器网络(WMSNs)节点能耗问题,提出了一种基于粒子群优化的多路径自适应流量分配路由MATDR-PSO算法。通过建立能效优化模型,将最小能耗和能耗均衡2个特性转化为多目标优化问题;利用粒子群优化算法动态分配多路径上各条链路流量来实现网络的能效优化。仿真实验表明:MATDR-PSO算法能够在降低全网节点消耗总能量的同时保证能耗的均衡特性,显著提高了网络的生命周期。     

认知蜂窝异构网络中能效优化的资源分配算法

在认知蜂窝异构网络中,针对大规模部署认知家庭基站带来的能量消耗问题,研究了两层异构网络上行链路的资源分配算法.提出了一种基于双循环迭代的资源联合分配算法,在实时用户服务质量(quality of service,QoS)需求约束和跨层干扰约束下最大化认知系统能量效率,将分数形式的能效函数等价转换为减数形式,使优化问题近似确定为凸优化形式,并通过迭代方法求解.仿真结果表明:该算法能够快速收敛到最优能效,并保证了实时用户的QoS需求,有效提高了系统能量效率.     

基于Dinkelbach算法的优化混合网络用户关联策略研究

在5G网络中,使用混合网络,引入一些低功率节点,提出基于TDMA系统的联合优化用户关联和功率控制的能效优化方案,通过优化用户关联和功率控制来提高网络能效。以系统能效最大化为目标,限制基站最大关联用户数,设计出用户关联算法。利用Dinkelbach算法优化功率控制,获得系统最大能效,并对提出的交替优化算法进行仿真验证。     

云计算环境下多信道联合均衡调度算法研究

针对传统资源调度方法存在执行时间跨度大、信道接入率低、资源负载不均衡等问题,提出云计算环境下多信道联合均衡调度算法研究.根据云计算环境下多信道通信链路优化时隙和多信道资源,构建多信道链路模型,提出信道端到端可靠性最大化优化模型,将优化问题转换为多信道联合均衡调度问题.利用多信道最优跨度和负载均衡算法对均衡调度问题进行求解.结合多信道数据处理和任务执行的特性,设计最优跨度和负载均衡双适应度函数,在种群进化初始阶段和接近收敛阶段对适应度函数做适当调整,完成多信道联合均衡调度.实验结果表明,所提方法资源调度的执行时间跨度小、信道接入率高、负载均衡程度好,能满足资源传输的实时性要求.     

认知MIMO中基于全双工的自我干扰回收研究

针对认知无线电环境中自干扰消除问题,采用在填充式认知无线电通信机制中,次用户收发机通过全双工技术对自身干扰进行能量捕获,并推导出在安全速率、能量收集和发送功率等约束条件下的安全能量效率.利用基于泰勒级数扩展法和拉格朗日对偶分解法的迭代算法,对功率划分因子和传输协方差矩阵进行联合优化,以得到最大化安全能量效率的最优解.仿真结果表明:基于安全能效最大化的方案在低发送功率区域可实现安全能效和安全速率的同时最大化;在高功率区域,该方案在安全能效方面优于基于安全速率最大化的方案.     

基于用户协作干扰的IRS辅助安全传输方案

针对协作通信网络无线信道高度开放的信息安全问题,提出一种基于智能反射面(IRS)辅助通信与用户协作干扰的下行链路物理层安全传输方案,并给出了一种基于交替迭代的保密容量最大化算法.该方案中智能反射面通过调整反射相位辅助合法用户进行通信,并且全双工用户在接收有用信号的同时发射人工噪声,从而增强系统信息安全传输.为了求解系统保密容量的非凸优化问题,利用交替迭代算法将其分解为3个子问题,分别对基站波束成形矢量、系统功率分配系数及IRS相移矩阵进行优化.在求解的过程中推导了波束成形矢量和功率分配系数的闭式解,并分别利用连续凸近似和黎曼流形优化两种算法得到了IRS的最佳相移矩阵.分析与仿真结果表明：所提出的方案能够快速收敛,且基于黎曼流形的优化算法具有更低的复杂度.与随机相位或固定功率系数的方案相比,该方案能够显著提高系统安全性能.     

基于跨层设计的传感器网络寿命最大化算法

面向监测应用的无线传感器网络,当链路存在干扰时,节点在传输数据时会对位于其干扰范围内的节点造成信号干扰,从而使得这些节点不能正确收到其它节点传输的数据.针对这种场景下的网络寿命最大化问题,分析了网络流量和节点能耗,提出了一种将功率控制和数据聚合路由相结合的非凸优化模型.通过对数转换方法将非凸优化问题转化为凸优化问题,利用优化理论和方法将凸优化问题分解为聚合数据率分配子问题和功率控制子问题,最后给出了联合优化问题的分布式解法.仿真实验表明,使用该方法可以有效减少数据通信量,均衡各个节点的能量消耗,有效延长网络寿命.     

H5N1亚型禽流感病毒M2的修饰表达及其免疫原性分析

禽流感的发生不仅会造成禽类的大量死亡,而且也严重地威胁着人类健康,接种疫苗是控制禽流感发生的主要措施之一.M2基因的保守性使其成为基因工程亚单位疫苗的目标抗原.本研究将M2基因的跨膜区删除后,构建原核表达载体pET32a-△M2,IPTG诱导后,收获的细菌总蛋白SDS-PAGE电泳结果表明修饰的M2基因在原核表达系统中得到高效表达,表达蛋白以可溶性形式存在,Western杂交和动物免疫结果表明重组蛋白具有抗原性和免疫原性.本研究结果为利用M2重组蛋白开发具有交叉保护作用的禽流感疫苗奠定了基础.     

聚合物[M(μ2-bpdc)(H2O)2]n(M =Fe2+, Mn2+)的合成

采用溶剂热法，在130℃下合成配位聚合物[M(μ₂-bpdc)(H₂O)₂]_n(M =Fe²⁺, Mn²⁺)（bpdc=2,2′-联吡啶3,3′-二羧酸根）。通过元素分析和红外光谱推测此晶体的组成与结构，光吸收特性显示了晶体的能隙值分别为1.7eV和2.2eV，都属于半导体。对溶剂热反应的影响因素如反应物浓度、pH值、溶剂种类进行了系统研究 。     

半三明治(1,3,5-C3P3H3)M和三明治(1,3,5-C3P3H3)2M(M=Li+-K+,Be2+-Ca2+)配合物的结构与芳香性的理论研究

运用密度泛函理论(DFT),研究1,3,5-C3P3H3、(1,3,5-C3P3H3)M和(1,3,5-C3P3H3)2M(M=LI+-K+,Be2+-Ca2+)的结构、键和能以及芳香性.结果表明.1,3,5-C3P3 H3、(1,3,5-C3P3 H3)M和(1,3,5-C3P3H3)2M的基态结构分别为D3h、C3v和D3d对称性;(1,3,5-C3P3H3)2M的交错(D3d)和重叠(D3h)两种构型的旋转势能面较平坦,金属离子与配体间主要以静电作用相结合,第一、第二主族三明治配合物的解离方式不同,其中(1,3,5-C3 P3H3)2Mg2+的解离能最大,配合物最稳定;除(1,3,5-C3P3H3)Mg2+和(1,3,5-C3P3H3)2Be2+为中心反芳香性外,其他配合物都具有芳香性,其中心芳香性较自由配体降低,且内侧芳香性大于外侧芳香性;芳香性的主要贡献来源是C-P π键.同主族三明治配合物的芳香性随着金属原子序数的增加而增强.     

［M(C5H4NCOO)2(H2O)n］的水热法合成及漫反射光谱研究

采用4-氰基吡啶和Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)离子进行溶剂热反应，合成了两种由配合物形成的超分子化合物［Co(C₅H₄NCOO)₂(H₂O)₄］(1)、［Ni(C₅H₄NCOO)₂(H₂O)₄］(2)及一种配位聚合物［Fe(C₅H₄NCOO)₂］(3)，并对其晶体结构和紫外 可见近红外(UV-Vis-NIR)漫反射光谱进行了研究。结果表明，化合物1的晶体结构属于三斜晶系，空间群Pī，a=0.6334(13)nm，b=0.68904(14)nm，c=9.2428(18)nm，α=960791(3)°，β=1046394(3)°，γ=113.2359(3)°；化合物2的晶体 结构属于三斜晶系，空间群Pī，a=0.62878(7)nm，b=0.69008(8)nm，c=0.92240(10)nm，α=96.500(10)°，β=105.130(10)°，γ=113.320(10)°；而化合物3的晶体结构属于单斜晶系，空间P21/n,a=0.49562(3)nm，b=1.31293(9)nm，c=106436(8)nm，α=90°，β=101.307(1)°，γ=90°。UV-Vis-NIR漫反射光谱结果表明化合物1和2的能隙值均为3.5eV，属于绝缘体； 化合物3的能隙值为2.5 eV，属于半导体。     

(M,H)-临界矩阵

引进(M,H)临界矩阵的概念,研究由广义对称算子诱导的两非零广义对称张量相等的必要条件和VX∈Mn(C),多项式恒等dHM(AX)=dHM(XA)成立的充要条件,这里H是n次对称群Sn的子群,而dHM表示由群H的酉表示M诱导的矩阵函数.     

CH2O2-M(M=HF,H2O)分子间氢键的理论研究

利用分子轨道从头算结合不同基组对二聚体CH2O2-M(M=HF,H2O)分子间氢键进行了理论研究,利用标准方法和均衡校正方法对二聚体进行了几何结构优化,振动频率和相互作用能的计算,利用了自然键轨道理论对氢键的本质进行了分析.研究结果表明,由于分子间π-氢键的形成导致了σ-氢键的弯曲,两个二聚体氢键相互作用能随着σ-氢键键长的增加而降低,并且两个氢键二聚体的相互作用能的贡献主要来自于σ-氢键.     

MP-C60(M=H2,Zn)光电性能研究

按文献方法合成了共价键连卟啉-富勒烯化合物,通过荧光光谱和光伏效应测得它们的光化学和光电转换性能,并对卟啉-富勒烯化合物的轴向配位进行了初步探究.结果表明,卟啉键合富勒烯后荧光强度明显减弱,出现荧光猝灭现象,邻位取代锌卟啉-富勒烯化合物的荧光猝灭强于相应的对位取代锌卟啉-富勒烯化合物;光伏效应结果表明化合物具有优良的光电转换性能,尤其在介质电对O2/H2O中,光生电压达到最大,镀层厚度在1 μm出现最大值.电子吸收光谱数据表明卟啉-富勒烯化合物轴向配位后谱带发生明显移动,这是吡啶上的氮与锌卟啉-富勒烯中的锌离子发生轴向配位的结果.     

重组大肠杆菌表达天蓝色链霉菌M145 narG2H2J2I2基因还原硝酸盐能力研究

将天蓝色链霉菌M145 narG2 H2J2I2基因转入大肠杆菌中表达,检测重组大肠杆菌在有氧和微氧环境下生长和消耗硝酸盐的能力.结果表明,在有氧和微氧环境下,大肠杆菌NE01生长最慢、DH10B生长最快,而消耗硝酸盐速度方面却为NE01最快,NE02最慢;在微氧环境下DH10B、NE02、NE01消耗硝酸盐速度都较其有氧环境下快,且于10h内NE01将硝酸盐消耗完毕.因此,有氧和微氧环境下,重组大肠杆菌克隆表达天蓝色链霉菌M145 narG2 H2J2I2基因能促进硝酸盐消耗,且在微氧环境下消耗得更快.本研究结果为继续改造重组菌用于硝酸盐污染的环境修复奠定了基础.     

Penning离子阱中H+,H2+/H,H2反应的研究

用Penning离子阱经碰撞反应H ,H 2/H,H2产生稳定的H n(n=3,4,5,6).高分辨离子谱中除了H ,H 2,H 3和H 5之外,还探测到H 4,H 6.根据Wright和Borkman预言n=4,6的偶数氢团簇离子与对应的n=5,7的奇数离子具有可比较的结合能,由该实验结果可以推断,n=4,6与n=5,7的离子在反应动力学方面具有相近的性质,都能够经碰撞合成反应获得.还分析了H 4,H 6的生成机制.