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oe1(光电查) - 科学论文

7 条数据
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  • 可持续太阳能供电系统的低复杂度规模设计：基站案例

    摘要： 太阳能供电系统因其无污染且经济高效的能源解决方案而日益普及。设计太阳能供电系统时，需在满足给定断电约束条件下，估算光伏面板的合适尺寸及储能容量。该设计对用户体验质量及网络运营商在断电率和收益方面的利益具有重要影响。本文通过分析太阳能通信节点的设计问题以降低计算开销，其中独立太阳能基站（SS-BS）作为案例研究对象。为此，采用近十年小时级太阳能数据进行研究：首先修订基站功耗模型以实现节能增收，结合小时级太阳能数据与功耗曲线，利用高斯混合模型获取面板尺寸与储能容量的下限值，从而缩小最优成本系统设计的搜索空间；继而通过曲线拟合技术，将成本函数与断电概率建模为面板尺寸和电池单元数量的函数，证明成本函数具有拟凸性，断电概率则为关于这两个变量的凸函数——这些特性将最优成本设计问题转化为凸优化框架，确?；竦萌肿钣沤狻Ｗ钪仗岢黾扑愀咝У亩系绺兄钣懦杀旧杓扑惴ǎ–ECoDA），无需穷举搜索即可估算系统规模。该框架在多个城市太阳能数据上测试验证（以新德里、伊塔那噶、拉斯维加斯和堪萨斯这四个地理区域迥异的城市为例），结果表明：相比现有穷举搜索方法，本优化框架能精准确定系统规模，计算开销降低达94%，相关计算能耗需求亦显著减少。CECoDA算法利用地理位置特有的太阳能辐射特征，在大幅缩短时间的同时实现了经济高效的太阳能系统设计。

    关键词： 计算效率、成本最优的系统规模设计、可持续的太阳能供电系统、太阳能采集、能源中断、高斯混合模型、凸优化、曲线拟合

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC） - 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC） - 无源锁模半导体激光器的功能映射

    摘要： 半导体激光器的被动锁模（PML）是产生低重复频率皮秒脉冲最具前景的方法，这对诸多应用至关重要。由于长往返时间和场演化的快速时间尺度，该模式计算量极大。研究脉冲序列动力学和时间抖动可能需要进行数十万次往返的模拟。若还需考虑光束的横向衍射或热效应，问题将变得难以处理。豪斯主方程[1]是研究PML的常用方法。通过采用偏微分方程（PDE）模型，可将场分析限制在脉冲附近的小时间区间内，从而提高计算效率。但该方法应用于特定设计时，由于涉及诸多简化假设，仅能提供定性预测。 我们提出一种结合第一性原理时延模型精度与豪斯主方程计算效率的方法。该方法基于仅计算脉冲附近受激辐射占主导的"快速阶段"，同时采用脉冲间慢速阶段的近似解析解来处理动力学过程。我们以文献[2]考虑环形激光器单向传播的延迟微分方程（DDE）模型为例阐释函数映射（FM）思想，但该方法同样适用于其他模型（包括采用延迟代数方程[3]的方法）。场振幅A、增益G和吸收Q的方程组为： ˙A γ = ?A +Y (t ? τ) ˙Q = Q0 ? Q ? s [1 ? e ?Q |A|2 ] ˙G = Γ (G0 ? G) ? e ?Q [eG ? 1] |A|2 Y (t) = √ κ exp [1 ? iα 2 G (t) ? 1 ? iβ 2 Q (t) A (t) ] 式(1)表明式(4)定义的驱动场Y(t?τ)是已知整个τ时长区间的非线性函数。由于增益G和损耗Q是A的函数，Y仅涉及场的过去值（即Y(t?τ)=g[A(t?τ)]）。已知驱动项Y后，可在τ时长区间内求解式(1)的A。函数映射（FM）方法的核心在于：不对完整往返周期积分，而仅在脉冲附近选定时间区间对式(1-4)积分。FM加速比等于实际积分域2δ与完整往返τ的比值（m=τ/(2δ)）。当取2δ=5τp（τp=1ps脉宽，重复频率τ?1=1GHz）时，加速比m=200——这意味着包含慢热效应或横向衍射的24小时模拟可在约7分钟内完成。

    关键词： 皮秒脉冲、半导体激光器、被动锁模、计算效率、功能映射

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 截断奇异值分解增强的嵌套复源波束方法

    摘要： 本研究提出一种新型矩阵压缩算法，用于提升嵌套复源波束（NCSB）方法的计算效率。该算法基于对NCSB中多级聚合、平移与解聚运算应用截断奇异值分解（TSVD）。本实现方案通过基于复源波束（CSB）方向性远场辐射特性的截断远场匹配法求解聚合/解聚矩阵，并根据CSB波束宽度获取平移矩阵。由于CSB辐射方向图具有高指向性，所有远场相关作用矩阵均为低秩矩阵。因此可采用TSVD方法，通过原始CSB的线性组合构建新等效源集。理论证明新源的辐射功率与对应奇异值的平方成正比，这为计算中舍弃非显著奇异向量提供了理论依据。该方法在保持合理精度的同时显著提升了原始NCSB方法的效率。研究通过多项数值实验验证了所提方法的有效性。

    关键词： 矩阵压缩算法、远场辐射特性、嵌套复源波束、截断奇异值分解、计算效率

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • [2018年IEEE智能车辆研讨会(IV) - 常熟 (2018.6.26-2018.6.30)] 2018年IEEE智能车辆研讨会(IV) - 一种基于激光雷达的精确且计算高效的自车道与侧车道检测分类系统

    摘要： 在这项工作中，我们提出了一种计算高效的基于激光雷达的车道检测系统，该系统利用三维激光雷达同时检测本车道和侧向车道。我们的解决方案通过结合激光雷达的红外反射率，在自车周围构建局部网格地图。为将多激光雷达信息融合至地图中，系统考虑了车辆自身运动状态。该系统采用图像处理技术，通过对地图进行二值化处理来提取车道标线。最终方案的计算性能评估是在英伟达Drive PX2单ARM核心上完成的（无需使用GPU），实现了40Hz的帧率。由于缺乏公开的基于激光雷达的车道检测标注数据集，我们通过与自主研发的基于摄像头的车道检测系统进行对比来评估所提方案。观察发现两者在杰卡德系数和骰子系数方面具有良好相关性。

    关键词： 图像处理、自动驾驶汽车、激光雷达、车道检测、计算效率

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 振动光谱的频率范围选择方法

    摘要： 振动特性的理论计算被广泛用于解释和预测实验光谱。然而，采用标准量子化学方法时需考虑所有分子运动，这对大分子而言相当耗时。鉴于实验通常只关注特定光谱区域，本文提出一种高效方法，可仅计算选定频率区间。在通过低精度低成本计算初步估算分子运动后，计算时间与描述该频率范围所需的简正模式数量成正比。对中等大小分子的测试表明，该方法能将计算时间缩短达一个数量级且精度损失可忽略。我们还证明，通过附加强度筛选程序可实现更大的计算量节省。

    关键词： 频率范围选择、红外吸收光谱、量子化学方法、振动光谱、计算效率

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 基于L1-L0范数同伦二维块稀疏信号恢复算法的ISAR成像

    摘要： 许多基于传统稀疏信号恢复的ISAR成像方法未利用目标块散射体信息。部分基于块贝叶斯学习的ISAR成像算法计算量较大。本文提出一种二维块（cid:2）1（cid:2）0范数同伦稀疏信号恢复算法（BL1L0算法）并用于构建ISAR图像。与基于贝叶斯的方法相比，该算法能获得相近图像质量的ISAR图像，但计算速度更快。实测数据实验验证了本算法的优势。

    关键词： 同伦算法、逆合成孔径雷达成像、稀疏信号恢复、计算效率、块状散射体

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 利用小型光谱子集快速重建高光谱辐射传输模拟：以氧A波段为例

    摘要： 高光谱辐射传输模拟是遥感领域中一种用途广泛的工具，但可能带来巨大的计算负担。我们描述了一种通过仅使用模拟波长范围中少量光谱子样本构建高光谱模拟结果的简单方法，从而大幅提高此类模拟的计算速度。该方法通过计算少量代表性高光谱光谱的主成分，然后为特定光谱通道子集推导重建矩阵来计算高光谱数据。以氧气A波段大气层顶辐照度为例详细应用并讨论了该方法，与全光谱分辨率下的辐射传输模拟相比，计算速度提升幅度达到一到两个数量级。

    关键词： 高光谱辐射传输模拟、氧A波段、主成分分析、遥感、计算效率

    更新于2025-09-09 09:28:46