摘要：针对水下声学覆盖层低频宽带吸声问题,提出组合式周期单元声学覆盖层模型。通过将工程中常用的周期单元沿厚度方向进行组合,分别建立含上下空腔、硬核与空腔、局域共振声子晶体与空腔组合式有限元声吸收模型,对比分析不同组合式结构相对于单层结构的吸声优势,重点分析组合式周期单元拓宽吸声频带的机理。在此基础上,采用Nelder-Mead无梯度优化算法对3种组合式周期单元的吸声性能进行优化设计。结果表明,通过沿厚度方向布置不同类型单元,将不同频率的共振峰耦合,可以有效拓宽吸声频带,为声学覆盖层低频宽带设计提供技术参考,具有一定的工程指导意义。

摘要：受水体衰减、散射等因素的影响,水下光学图像存在严重的偏色、模糊等问题,严重降质导致目标分辨率较差,进而不利于开展水下目标检测任务。针对以上问题,为了提高水下目标检测的精度,减少误检和漏检的发生率,提出了一种基于改进YOLOv8n的水下目标检测算法:ESA-YOLOv8。首先该算法在C2f中引入了ESP模块改进Bottleneck结构,ESP模块可以优化网络效率,降低YOLOv8n模型的参数量和计算量;其次,增加一个小目标检测层以提高对水下小目标的检测能力;最后,将轻量级上采样算子CARAFE与注意力机制ECA相继引入颈部网络,提高目标检测精度,实现上采样特征融合的增强。实验结果表明,在水下生物数据集DUO上,本文设计的ESA-YOLOv8算法在模型参数量降低的情况下,mAP@0.5和mAP@0.5:0.95分别高达84.7%和65.5%,较基础模型YOLOv8n分别提升了1.7%和1.8%。高精度的检测结果和模型参数量的降低证明了改进YOLOv8n的有效性和在水下目标检测的应用潜力。

摘要：基于机器视觉的无人水下航行器(Unmanned Underwater Vehicle, UUV)在工作时往往面临着嵌入式设备计算资源有限、实时检测速度慢的问题,为了解决这些问题,设计了一种轻量化网络检测算法——YOLOv8-FasterECA-Slim-neck-Focaler-EIoU(YOLOv8-FESF)。在骨干网络中,基于FasterNet Block和高效通道注意力(Efficient Channel Attention, ECA)机制构建全新的C2f_Faster_ECA模块,降低特征网络的参数量和计算量,采用Slim-neck作为颈部结构,进一步压缩模型的规模;重新设计检测头,利用参数共享的思想合并特征提取模块,从而轻量化模型,提高检测速度;使用边框回归损失函数Focaler-EIoU动态调整损失值,解决难易样本不平衡的问题,以提高检测精度。实验结果证明,所提模型在RUOD数据集上表现良好,相较于YOLOv8n基准模型,参数量和计算量分别减少40%和54%,检测速度提高10.5帧/秒,平均精度均值(mean Average Precision, mAP)仅下降0.1%,适合部署在计算设备资源受限的水下目标检测平台。

摘要：针对自动调制识别(Automatic Modulation Recognition,AMR)技术在复杂电磁环境下部分调制信号易混淆、识别准确率较低的问题,提出一种基于多注意力残差网络和门控循环单元(Gated Recurrent Unit,GRU)的AMR模型。通过数据预处理增强信号的相位特征信息,利用自注意力机制使模型有效提取信号的相位偏移特征;设计了由坐标注意力机制、多尺度卷积和通道注意力机制组成的融合注意力残差模块(Fusion Attention Residual Block,FARB),增强对信号空间特征的关注度,有效提取信号的空间特征;使用GRU提取信号的时序特征,通过结合信号的时空特征,提高调制识别精度;通过全连接层进行调制信号分类。仿真结果表明,在RadioML2016.10b数据集上,提出的模型识别准确率有较大提升,且模型参数量少于大多现有模型。此外,对于其他模型易混淆的16-QAM和64-QAM两种信号,所提模型具有较好的识别能力。

摘要：在边缘计算环境中,随着任务数量的增加,船舶通信网络服务器节点会出现负载不均衡的现象,针对此问题,提出了一种基于改进蚁群和帝国竞争算法相融合的任务调度算法。首先在蚁群算法中设计负载均衡因子优化启发函数,改善低负载节点的选择问题,在信息素更新时引入精英蚂蚁策略,加快算法收敛速度;其次将帝国竞争算法得到的最优解集映射到蚁群算法的信息素初始化分布上;最后调用改进的蚁群算法选取性能较好的服务器节点,以实现船舶通信网络的负载均衡。试验结果表明,相比于其他任务调度算法,所提算法减少了任务执行时间和设备能耗,并且能够降低船舶通信网络系统开销,提高负载均衡度。

摘要：本文提出一种简化的用于求解软芯复合材料夹层板的一阶zigzag理论模型,该模型能精确求解外载荷作用下软芯复合材料夹层板的静态和动态响应。软芯复合材料夹层板的上下面板采用一阶剪切变形理论,芯材运用线性函数模拟横向和面内位移。模型充分考虑芯材厚度方向的应力和应变,能很好满足横向剪切应力和位移界面边界条件。基于此模型,运用Newmark法求解控制方程分析冲击载荷作用下简支软芯复合夹层板的动态响应,将提出的一阶zigzag理论模型与公开发表的文献结果进行了准确性对比验证。在验证的基础上进行了一系列的参数研究,并详细研究了各种参数对夹层板动态响应的影响。计算结果能为船用软芯复合材料夹层板提供理论设计指导。

摘要：为了提高大规模多用户-多输入多输出-正交频分复用系统运行效率以及降低系统硬件花费,将凸优化方法引入MU-MIMO-OFDM系统的下行链路中,从而降低发射信号的峰值平均功率比.首先,将多用户预编码、OFDM调制、降低发射信号PAPR及发射信号功率约束建立成数学模型.然后,设计线性交替方向乘子法(linear alternating direction multiplier method,LADMM)求解凸优化问题.仿真结果表明,该方法只需较少的计算复杂度就可在大规模MU-MIMO-OFDM系统中获得很好的降低发射信号峰均比效果,同时具有较低的符号错误率.

摘要：针对多用户大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系统存在较高峰值平均功率比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR)问题,在系统的下行链路中利用基站大量天线提供的冗余自由度,将OFDM调制、消除多用户之间干扰及降低PAPR联合成凸优化问题,并设计加速近端梯度算法(Accelerated Proximal Gradient Method,APGM)求解上述优化问题。仿真结果表明,所提方法显著降低了发射信号的峰均比,同时获得了较好的系统误符号率。与其他相关方法对比,APGM具有更低的计算复杂度和更快的收敛速度。

摘要：【目的】随着面向第六代移动通信技术研究工作的开展,传统的正交频分复用(OFDM)系统中的载波间干扰使得信道估计性能不足以提供高度可靠的通信,而正交时频空(OTFS)系统可以有效解决快速时变性和多普勒效应导致的通信系统可靠性下降问题,近年来受到了广泛关注。【方法】为了有效满足OTFS系统所需的信道估计性能需求,文章采用优化的广义复指数(OGCE)基扩展模型(BEM)将信道脉冲响应建模为时不变的基函数与基函数系数的形式,从而有效地拟合高速移动通信场景下的快速时变信道。OGCE⁃BEM通过更加密集的采样改善了频谱泄漏的问题,并且通过增加修正系数降低了高频基模型的误差。为了得到更为精确的基函数系数,文章基于遗忘因子与估计误差的关系,设计了可变遗忘因子的递归最小二乘(RLS)滤波器,使得RLS滤波器可以实时追踪基函数系数的变化。【结果】仿真结果表明,文章所提算法适用于高速移动通信场景,基函数的设计更为合理,相较于固定遗忘因子的估计方法,具有更低的均方误差,信道估计结果更加精确。与最小二乘(LS)、BEM⁃LS和BEM⁃线性最小均方差(LMMSE)信道估计方式相比,均方误差性能得到了明显提升。【结论】文章所提基于OGCE⁃BEM的信道估计算法有效减少了待估计未知参数量,提高了信道估计的准确性。

摘要：针对现有组合加权算法对定位区域边缘的目标定位时精度较低的问题,在现有组合加权算法的基础上提出了一种改进算法。首先,将基站分组,以到达时差算法得到目标位置的多个估计结果;其次,计算各估计结果之间距离值并排序,以滑动窗口法判断是否存在基站组出现异常定位估计;最后,当任意基站组的定位结果发生异常时,使用目标位置估计结果及其估计克拉美罗下界值设计两个加权步骤的权值,通过二步组合加权算法得到最终定位结果。仿真结果表明,所提算法有效减少了原组合加权算法对定位区域边缘的目标定位时的误差,当测量噪声标准差为0.8 m时,所提算法相较于原算法在正方形边缘区域定位均方根误差减小了0.35 m;在定位狭窄矩形区域时,所提算法平均定位均方根误差减小了0.11 m。