为有效地提高片上光交换网络的交换容量及规模，提出了一种基于波长和模式混合复用的无阻塞片上光交换网络架构。首先设计了基于微环谐振器的波长和模式混合复用的2×2光开关，并采用Benes拓扑互连成大规模无阻塞的交换网络。此外，通过设计波长和模式选择及复用模块，使所有节点间能够并行传输数据，并支持多播通信。为了验证所提观点，利用Ansys Lumerical 仿真平台模拟了一个支持2种模式和4种波长混合复用的16×16光交换网络。仿真验证了所提交换网络能够实现所有节点间多维复用信号的并行数据交换，且16×16网络的最大插入损耗小于2.1 dB，模间串扰小于-18.4 dB，网络最大和最小插入损耗差值小于0.5 dB，证明该交换网络具有良好的公平性。最后将所提结构与传统的基于单波长单模式以及多波长单模式的光交换网络进行对比，证明了所提结构可以在不增加波长成本的情况下提升交换网络的容量及节点的规模。

频谱碎片已成为影响弹性光网络频谱利用率的主要因素。为减少频谱碎片，有效的频谱碎片化度量必不可少。基于此，本文通过对碎片资源的产生机理以及产生概率进行详细分析，构建了时-频碎片感知模型，并提出相应频谱分配算法，为连接请求选择了碎片化程度最小的频谱。仿真结果表明，相较于对比算法，提出算法在有效降低频谱碎片率的同时，能够降低业务阻塞率，以及提高频谱利用率。

阻塞型睡眠呼吸暂停综合征(OSAS)是常见的睡眠类疾病, 为满足居家对OSAS进行初步筛查和诊断, 该文设计了基于聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜的鼾声监测系统。可穿戴式的鼾声监测系统包含高灵敏度鼾声传感器、低噪声信号调理电路、嵌入式系统及上位机系统。根据鼾声段和非鼾声段能量差异大的特点, 基于短时能量法进行鼾声端点检测算法设计, 通过采集的鼾声信号进行算法验证。经测试, 系统采集的鼾声信号信噪比高, 端点检测平均误差小于0.032 s, 准确率达92.6%, 满足潜在OSAS患者的筛查要求以及进行康复训练的自我检查, 同时可减轻患者筛查和医学多导睡眠图(PSG)检测的负担。

研究慢阻肺合并肺部感染患者的病原菌分布及药敏情况, 以期为临床抗生素的正确使用提供依据。从长沙某医院2017年3月—2022年2月慢阻肺合并肺部感染患者痰培养标本检出的病原菌中随机筛选了1?500株进行培养鉴定及药敏试验, 统计并分析病原菌的分布情况以及检出的主要革兰氏阴性菌(肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌)的耐药特点及趋势。结果发现: 1 500株病原菌中共检出革兰氏阴性菌1 251株(83.40%), 其中比例居前的分别是肺炎克雷伯菌384株(25.60%)、铜绿假单胞菌333株(22.20%)和鲍曼不动杆菌303株(20.20%); 革兰氏阳性菌126株(8.40%), 其中比例居前的分别是金黄色葡萄球菌69株(4.60%)、肺炎链球菌27株(1.80%); 真菌123株(8.20%), 主要为白色念珠菌96株(6.40%)。药敏分析结果显示: 肺炎克雷伯菌对庆大霉素、左氧氟沙星、头孢他啶及氨曲南的耐药率变化具有统计学意义(P<0.05); 铜绿假单胞菌对于氨曲南的耐药趋势具有统计学意义(P<0.05); 鲍曼不动杆菌对于大多数抗菌药物均具有较高的耐药率, 且对于左氧氟沙星、复方新诺明、美罗培南的耐药趋势具有统计学意义(P<0.05)。抗感染是治疗慢阻肺的一个重要措施, 及时正确的选择敏感抗生素是关键环节。本研究为临床精准选择合适的抗菌药物治疗慢阻肺提供了帮助, 同时有助于了解本地区细菌耐药的发展趋势, 具有重要的临床价值和意义。

研究了相干驱动原子与单模腔强耦合时的光子关联特性，以及非对称耦合时集体效应对平均光子数和光子关联性质的影响。分析发现：在弱驱动情况下，驱动原子可以实现单光子阻塞现象，腔内溢出光子遵从亚泊松统计分布，呈现反聚束状态。同时，两原子之间的距离影响缀饰能级，当两原子的耦合相位差大于90°时，非对称耦合导致在中心频率处出现很强的光子激发。由于共振效应，腔内光子呈现出很强的聚束性。随着驱动场强度的增加，两侧边峰处的光子数逐渐增加，双光子激发占主导，从而可以实现双光子阻塞现象，即光子成对出现。本系统为研究集体效应导致的量子光学现象提供良好平台。

在运用传统阻塞矩阵对抗主瓣干扰的过程中, 干扰信号受到抑制, 同时期望信号的复包络也会发生变化, 造成一定的信号损失, 影响输出的信噪比, 不利于后续信号处理的流程。针对此问题, 改进传统阻塞矩阵的构造方法, 提出一种基于改进阻塞矩阵的新算法, 通过改进的阻塞矩阵对接收信号进行预处理, 然后对其进行自适应波束形成。仿真结果表明, 相同条件下该算法相较于传统阻塞矩阵减少了信号损失, 同时阵列输出信干噪比增益更高, 抗干扰性能更佳。

片上光互连高带宽、低延时和低功耗的特点可以有效缓解多核处理器中电互连方式的通信瓶颈。片上光路由器是片上光网络设计中必不可少的组成部分。但随着处理器规模的逐渐增大，传统的4端口和5端口已经无法满足现有的网络密度需求。同时随着光互连网络规模的扩大，出现了通信阻塞、微环谐振器利用率低等问题。本文提出了一个8端口片上光路由器LONE，可以实现8端口之间的任意通信且不会出现阻塞。OMNET++仿真结果表明，与同规模光路由器相比，LONE提高了微环谐振器的利用率，微环谐振器的使用数量减少了41.67%以上；插入损耗降低了27.05%以上；在面积成本方面也具有一定的优势，面积开销减少了10%以上；同时LONE结构最大的特点在于结构简单，容易扩展，适应高密度的网络需求。

针对弹性光网络中现有碎片整理方法未能充分利用最大空闲频谱块且业务迁移数目较多的问题, 提出一种剩余持续时间触发的最大带宽业务精确迁移的碎片整理(BBSEM-DF)算法。首先, 构建碎片度量模型, 衡量链路中频谱碎片的分布状态; 然后, 根据碎片量和业务的剩余持续时间设置阈值, 触发碎片整理过程; 最后, 将最大连续业务组迁移至链路中与之所需频隙数相匹配的空闲频谱块处, 进行精确迁移。仿真结果表明: 与传统碎片整理算法相比, 该算法可以减少频谱碎片, 降低阻塞率, 提高网络性能。

为解决双连接分流过程中资源利用率和由阻塞导致的资源浪费之间的矛盾，考虑总功率约束下毫米波链路高间歇性情形以及异构网络链路之间的公平性，以系统加权和速率最大化为优化目标，将非凸问题建模为有界离散时间的马尔可夫决策过程，提出一种具有阻塞预测的动态规划算法来解决微波毫米波并行连接的功率分配问题。仿真结果表明，该算法通过对功率分配策略进行学习，可以显著提升系统性能。