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高速移动通信系统中OTFS分数多普勒信道估计加窗研究

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电子与信息学报 2022年第2期44卷 646-653页

作者：蒋占军刘庆达张鈜刘欢兰州交通大学电子与信息工程学院兰州730070

针对正交时频空间(OTFS)调制系统中分数多普勒信道对应的物理路径信道状态信息估计困难及计算复杂度较高等问题,该文提出一种节省导频资源的脉冲匹配滤波(PRS-PMF)信道估计算法。该算法首先使用数据与导频联合成帧的嵌入式辅助导频方法... 详细信息

针对正交时频空间(OTFS)调制系统中分数多普勒信道对应的物理路径信道状态信息估计困难及计算复杂度较高等问题,该文提出一种节省导频资源的脉冲匹配滤波(PRS-PMF)信道估计算法。该算法首先使用数据与导频联合成帧的嵌入式辅助导频方法获得等效信道的估计,然后通过互相关匹配滤波估计出各路径信道状态信息,相比于传统的脉冲导频互相关匹配滤波信道估计算法,能够在降低计算复杂度的同时减少导频资源的占用。在此基础上,对OTFS系统加窗,减少窗口响应主瓣的整数样点数量并降低旁瓣电平,有效改善了等效信道多普勒响应函数的自相关特性,从而降低了其他符号及噪声对估计符号的干扰。

关键词：正交时频空间调制分数多普勒信道信道估计互相关匹配滤波窗口响应

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高速移动通信中OTFS信道估计研究

高速移动通信中OTFS信道估计研究

作者：刘庆达兰州交通大学

学位级别：硕士

正交频分复用调制方案已广泛应用于现代无线通信系统中，但对于时变信道，例如高铁无线通信信道，较大的多普勒效应和丰富的多径效应会产生严重的子载波间干扰，致使传统的OFDM系统在该环境下性能表现不佳。OTFS既是一种新型的调制方式... 详细信息

正交频分复用调制方案已广泛应用于现代无线通信系统中，但对于时变信道，例如高铁无线通信信道，较大的多普勒效应和丰富的多径效应会产生严重的子载波间干扰，致使传统的OFDM系统在该环境下性能表现不佳。OTFS既是一种新型的调制方式，也是一种新型的移动通信系统，与OFDM相比，OTFS通过2维变换将双色散信道转换为时延多普勒域中时不变2维信道，在高速场景中具有比现有调制方案更显著的性能增益。本文主要针对OTFS系统中导频感知矩阵设计问题和快时变信道估计方法进行研究。　　首先，本文分别对OTFS系统时域和时延多普勒域的输入输出关系进行分析，并与压缩感知理论进行结合，改进CS信道估计导频感知矩阵设计指标及CS算法。仿真结果表明，在时延多普勒域中，将特征值的方差和最大特征值作为导频感知矩阵设计指标，得到的导频具有更好的导频设计稳定性，在时域中，PPM序列信道估计性能最优。　　接着，为了减少信道估计导频的占用资源，本文分别在SISO系统和MIMO系统下对数据帧图案进行设计改进。针对SISO系统，本文在导频独自成帧基础上，提出了PRS-OMP算法，通过综合考虑双色散信道中最大时延和最大多普勒频移，利用压缩感知原理估算各个路径的时延多普勒频移和信道增益。针对MIMO系统，本文采用导频和数据联合成帧的方法，对导频图案进行设计，并将其应用到3D-SOMP信道估计算法中。仿真结果表明，经过相位旋转的PRS-OMP算法降低了导频的占用率，提高了信道估计的准确度和分集阶数，改善了系统误码率性能。PRS-3D-SOMP算法进一步降低了导频的占用率，但去除引入的干扰时损失了一部分误码率性能。　　最后，针对OTFS系统中分数多普勒信道对应的物理路径信道状态信息估计困难及计算复杂度较高等问题，本文提出了一种改进的互相关匹配滤波信道估计算法，该算法首先使用数据和导频联合成帧的方法获得等效信道的估计，然后通过互相关匹配滤波估计出各路径信道状态信息，并在此基础上，对OTFS系统加窗。仿真结果表明，该方案减少了窗口响应主瓣的整数样点数量并降低旁瓣的电平，有效改善了等效信道多普勒响应函数的自相关特性，进一步降低了其他符号及噪声对估计符号的干扰。

关键词：正交时频空间调制信道估计压缩感知导频图案分数多普勒信道

饱和多孔介质对流特性对高压交流海底电缆载流性能的影响

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电工技术学报 2023年第4期38卷 1023-1031页

作者：刘士利罗英楠刘宗烨付转古刘庆达现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学) 吉林132012 先进输电技术国家重点实验室(全球能源互联网研究院有限公司) 北京102209 国网吉林供电公司吉林132011

精确分析海底电缆的载流性能对于提高海上风电系统的经济性具有重要意义,而现有计算方法未能表征多孔介质的对流换热效应对海底电缆温度场和载流量的影响。针对海床沙土的多孔介质属性,构建了海底电缆的电-磁-热-流多场耦合模型,研究了... 详细信息

精确分析海底电缆的载流性能对于提高海上风电系统的经济性具有重要意义,而现有计算方法未能表征多孔介质的对流换热效应对海底电缆温度场和载流量的影响。针对海床沙土的多孔介质属性,构建了海底电缆的电-磁-热-流多场耦合模型,研究了其周围饱和多孔介质中的对流换热过程,分析了多孔介质渗透率对温度场及对流换热强度的影响;结合导热系数、电缆埋深和三相间距等载流量影响因子分析,通过和IEC计算结果对比,讨论了渗透率对海底电缆载流特性的影响规律。分析结果表明,该文模型提高了海底电缆载流量的计算精度;当海床沙土的渗透率大于10^(-12)m^(2)时,海底电缆的载流量随渗透率变大而明显提升,此时电缆周围介质中对流换热过程占主导地位;而现有方法由于普遍将海床沙土简化为没有空隙的固体,而导致海底电缆载流量计算结果明显偏低且不受渗透率影响。该文研究结果为改善海底电缆载流性能提供了参考。

关键词：海底电缆多孔介质渗透率载流量对流换热

高速移动通信系统中OTFS信道估计算法研究

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电子与信息学报 2021年第10期43卷 2878-2885页

作者：蒋占军刘庆达兰州交通大学电子与信息工程学院兰州730070

针对高速移动环境中双色散信道会出现信道估计可靠性下降的问题,该文在正交时频空(OTFS)调制系统的输入-输出模型中提出一种基于压缩感知的信道估计算法。该算法利用信道中最大多普勒频移和最大时延确定导频发送矩阵的大小,相比传统的... 详细信息

针对高速移动环境中双色散信道会出现信道估计可靠性下降的问题,该文在正交时频空(OTFS)调制系统的输入-输出模型中提出一种基于压缩感知的信道估计算法。该算法利用信道中最大多普勒频移和最大时延确定导频发送矩阵的大小,相比传统的正交匹配追踪(OMP)信道估计算法,能够在保证相似信道估计准确度的情况下节省导频资源;并在此基础上,对OTFS调制符号做相位旋转,增加差分矩阵的秩,理论分析和仿真结果表明,该方案能够提升OTFS系统的分集阶数进而降低噪声的干扰。

关键词：正交时频空调制信道估计正交匹配追踪相位旋转

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关于聚氨酯改性沥青混合料路用性能的研究

交通世界 2022年第34期 30-32页

作者：刘庆达玉田县交通运输局公路站河北唐山063000

以唐山-涧河段道路养护工程为例,从原材料的选择、聚氨酯的结构及性能和配合比设计确定等方面进行分析。对不同掺量聚氨酯在改性沥青中的稳定性进行探讨,并通过冻融劈裂试验、车辙试验、弯曲试验对比分析了不同聚氨酯掺量改性沥青混合... 详细信息

以唐山-涧河段道路养护工程为例,从原材料的选择、聚氨酯的结构及性能和配合比设计确定等方面进行分析。对不同掺量聚氨酯在改性沥青中的稳定性进行探讨,并通过冻融劈裂试验、车辙试验、弯曲试验对比分析了不同聚氨酯掺量改性沥青混合料的路用性能。研究结果表明:聚氨酯改性剂的掺量控制在6%为宜,对聚氨酯含量40%和60%的改性沥青混合料和基质沥青的水稳定性能、高温稳定性、低温抗裂性进行对比分析,聚氨酯含量60%的改性沥青混合料要优于聚氨酯含量40%的改性沥青混合料,两种聚氨酯改性沥青混合料都优于基质沥青混合料。

关键词：聚氨酯改性沥青基质沥青冻融劈裂试验

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农村公路沥青路面大修的改造设计问题研究

交通世界 2022年第19期 128-130,167页

作者：刘庆达玉田县交通运输局公路站河北唐山063300

以实际工程项目为例,对农村公路沥青路面大修的改造设计问题进行研究,本项目涉及的3条道路建成通车较早,路面破损明显,已经影响到人们的出行安全。基于此,通过对道路的破损程度进行分析,有针对性地提出合理的设计方案及施工方法,从而达... 详细信息

以实际工程项目为例,对农村公路沥青路面大修的改造设计问题进行研究,本项目涉及的3条道路建成通车较早,路面破损明显,已经影响到人们的出行安全。基于此,通过对道路的破损程度进行分析,有针对性地提出合理的设计方案及施工方法,从而达到农村公路改造施工的质量要求。

关键词：农村公路交通量预测施工技术

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多头螺纹梳刀的设计

工具技术 1989年第1期23卷 13-18,22页

作者：刘庆达长春市1019信箱技术处

光学仪器上的多头螺纹,多数螺旋升角大,为保证梳刀侧刃有一定的法向后角以避免干涉,特设计多头螺纹梳刀。此设计方法称之谓等升角设计法。用多头螺纹梳刀加工无台肩多头螺纹可一次车成各头,精度及效率高。加工有台肩螺纹时也可制成单齿... 详细信息

光学仪器上的多头螺纹,多数螺旋升角大,为保证梳刀侧刃有一定的法向后角以避免干涉,特设计多头螺纹梳刀。此设计方法称之谓等升角设计法。用多头螺纹梳刀加工无台肩多头螺纹可一次车成各头,精度及效率高。加工有台肩螺纹时也可制成单齿,适用于各种车床。这种刀能重磨,寿命长,制造也较为容易。

关键词：螺纹梳刀螺纹加工刀具多头梳刀

220 kV管母线周围无人机巡检电场安全距离研究

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吉林电力 2023年第4期51卷 45-49页

作者：邓金锁刘庆达李心达东北电力大学吉林吉林132012 国网吉林供电公司吉林吉林132011 长春工程学院长春130012

随着无人机在输电线路巡检中的广泛应用,变电站无人机巡检将是智能电网发展的重要方向之一,变电站设备周围空间的紧促性及电场分布的复杂性对无人机巡检安全距离提出了更高的要求。针对220 kV变电站,建立了母线和支柱绝缘子的有限元仿... 详细信息

随着无人机在输电线路巡检中的广泛应用,变电站无人机巡检将是智能电网发展的重要方向之一,变电站设备周围空间的紧促性及电场分布的复杂性对无人机巡检安全距离提出了更高的要求。针对220 kV变电站,建立了母线和支柱绝缘子的有限元仿真模型,计算了无人机巡检时的空间电场分布,分析了无人机表面最大电场强度分布特征;基于放电测试平台,试验研究了无人机-母线间隙的起始放电电压,并以无人机表面最大场强和间隙平均电场强度为约束,评估了无人机巡检220 kV变电站时的安全距离。研究结果表明,当无人机与母线同高巡检时,两者之间的临界安全距离为25 cm;当无人机位于母线下方时,两者之间的临界安全距离为40 cm。

关键词：安全距离电场强度无人机放电试验放电电压

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变电站无人机巡检安全距离仿真与试验

科技与创新 2023年第22期 131-132,139页

作者：刘庆达刘雪冬郭铁滨丁伟刘旭国网吉林省电力有限公司吉林供电公司吉林吉林132001

随着无人机技术的日益成熟,目前无人机在输电线路的巡检已广泛开展,但在变电站内的巡检仍处于起步阶段,站内飞行安全距离成为制约无人机巡检应用的主要因素之一。为此,选取四旋翼经纬M300RTK机型为研究对象,搭建无人机与220 kV设备的三... 详细信息

随着无人机技术的日益成熟,目前无人机在输电线路的巡检已广泛开展,但在变电站内的巡检仍处于起步阶段,站内飞行安全距离成为制约无人机巡检应用的主要因素之一。为此,选取四旋翼经纬M300RTK机型为研究对象,搭建无人机与220 kV设备的三维仿真平台,开展变电设备电场环境和电磁环境下无人机耐受仿真试验。仿真结果表明,当导线负载电流小于315 A时,无人机飞行临界安全距离为37 cm;当导线负载电流大于315 A时,无人机飞行临界安全距离取决于磁场安全距离。研究结果可为无人机变电站巡检飞行控制和巡检路径规划提供理论参考。

关键词：无人机变电站自主巡检安全距离