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基于消息传递的OTFS信号检测算法综述

电讯技术 2025年第2期65卷 188-198页

作者：廖勇于晨重庆大学微电子与通信工程学院重庆400044

由于正交时频空(Orthogonal Time Frequency Space, OTFS)调制解决了多普勒频移的影响,能够适应快时变信道下的传输要求,已成为第六代(The Sixth Generation, 6G)移动通信系统中关键候选技术。同时,信号检测对OTFS在信道传输中的性能发... 详细信息

由于正交时频空(Orthogonal Time Frequency Space, OTFS)调制解决了多普勒频移的影响,能够适应快时变信道下的传输要求,已成为第六代(The Sixth Generation, 6G)移动通信系统中关键候选技术。同时,信号检测对OTFS在信道传输中的性能发挥着重要作用。目前消息传递(Message Passing, MP)算法作为主流的信号检测算法,在OTFS系统中被广泛使用。然而,在实际环境下MP信号检测算法仍面临着诸多技术挑战。首先介绍了OTFS系统的基本原理和信号处理流程,其次对MP算法的信号检测原理进行阐述,然后将MP的优化算法分为4类,分别为近似消息传递(Approximate Message Passing, AMP)算法、高斯近似消息传递(Gaussian Approximate Message Passing, GAMP)算法、正交近似消息传递(Orthogonal Approximate Message Passing, OAMP)算法以及单元近似消息传递(Unitary Approximate Message Passing, UAMP)算法,对各类算法分别概述其原理并进行了分析、归纳和总结,接着对MP及其优化算法面临的技术挑战进行了探讨,最后对其未来的发展趋势进行了展望。

关键词： 6G 正交时频空(OTFS) 信号检测消息传递

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RV减速器滚针轴承动态磨损特性分析

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2025年第1期58卷 56-67页

作者：许立新刘伟明钟家銮重庆大学高端装备机械传动全国重点实验室重庆400044 重庆大学机械与运载工程学院重庆400044

RV(rotary vector)减速器中滚针轴承径向尺寸小,所受动态接触载荷变化复杂,在实际使用中容易出现磨损失效,导致RV减速器的工作性能急剧下降,失去原有的传动精度,甚至出现故障损坏.为揭示RV减速器滚针轴承动态磨损特性,基于接触多体动力... 详细信息

RV(rotary vector)减速器中滚针轴承径向尺寸小,所受动态接触载荷变化复杂,在实际使用中容易出现磨损失效,导致RV减速器的工作性能急剧下降,失去原有的传动精度,甚至出现故障损坏.为揭示RV减速器滚针轴承动态磨损特性,基于接触多体动力学和Archard磨损理论,提出摆线针轮-滚针轴承传动机构的动力学与磨损耦合模型.该方法通过接触多体动力学求解滚针轴承动态接触载荷,分别得到滚动体与内外滚道之间的瞬时法向接触力,借助Archard磨损模型依次计算出内外滚道的瞬时磨损量,再进行累积以表达轴承内外滚道磨损形状.以RV20E-121减速器为对象,基于摆线针轮-滚针轴承传动机构的动力学与磨损耦合模型,分析滚针轴承内外滚道的动态磨损特性,获得内外滚道的累积磨损量大小和分布情况,并绘制磨损后内外滚道形状.研究结果表明:轴承内外滚道磨损量不均匀,且内滚道磨损比外滚道严重;轴承内滚道在垂直偏心距方向上的累积接触磨损量较大,轴承外滚道在摆线轮圆周方向上累积接触磨损量较大;基于RV20E-121减速器耐久疲劳试验,通过轴承滚道磨损形状检测发现,内外滚道磨损不均匀,滚针轴承内滚道的磨损情况比外滚道严峻,内滚道的磨损主要集中在垂直偏心距方向上,外滚道的磨损集中在摆线轮圆周方向上,累积磨损规律与仿真计算结果具有一致性.

关键词： RV减速器滚针轴承动力学动态磨损

水声OTFS通信系统的研究现状、挑战与趋势

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电讯技术 2025年第2期65卷 165-176页

作者：廖勇刘爽汪浩重庆大学微电子与通信工程学院重庆400044 重庆首讯科技有限公司重庆401147

水声通信作为海洋信息传输的核心技术,广泛应用于海洋探测、海事监管及海底工程等领域。然而,水声信道因双重色散特性而极具挑战性,对系统设计构成重大障碍。尽管正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技术... 详细信息

水声通信作为海洋信息传输的核心技术,广泛应用于海洋探测、海事监管及海底工程等领域。然而,水声信道因双重色散特性而极具挑战性,对系统设计构成重大障碍。尽管正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技术已在水声通信中得到广泛应用,但其性能仍受限于信道状态估计的准确性。正交时频空(Orthogonal Time Frequency Space, OTFS)调制技术通过将数据转换到时延-多普勒域内传输,能够有效地应对水声信道中的多径效应和多普勒频移,提高通信系统的性能和可靠性。综述了OTFS在水声通信中的关键处理技术,涵盖信道估计、信道均衡及多址接入技术三个核心方面,并从天线拓展、机器学习融合及同步创新等方面探讨了未来发展趋势,同时详细分析了复杂信道环境下的信号检测、计算复杂度与实时性平衡、参数估计准确性及水下环境对数据可靠性的影响面临的技术挑战。

关键词：水声通信正交时频空(OTFS) 信道估计信道均衡多址接入

Z型多反腔增强拉曼光谱变压器故障特征气体检测方法

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光子学报 2025年第1期54卷 85-92页

作者：王畅鼎王品一汤子杰陈伟根输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学电气工程学院) 重庆400044

拉曼光谱法相比于传统气体检测方法具有高选择性、无损检测、可实时检测等优势。然而,气体的拉曼散射截面积极小,微量气体的拉曼散射强度弱,导致拉曼光谱法气体检测的灵敏度较低。基于此提出Z型折叠多反腔增强拉曼光谱检测技术,通过建... 详细信息

拉曼光谱法相比于传统气体检测方法具有高选择性、无损检测、可实时检测等优势。然而,气体的拉曼散射截面积极小,微量气体的拉曼散射强度弱,导致拉曼光谱法气体检测的灵敏度较低。基于此提出Z型折叠多反腔增强拉曼光谱检测技术,通过建立拉曼信号强度与多反腔内激光反射次数的数学关系,获取了多反腔内光束最优数。通过腔内参数设计,实现了144个腔内光束,这些光束在腔内完成2次循环,大大延长了激光与气体的相互作用长度,提高了气体的拉曼信号强度。基于搭建的Z型折叠多反腔增强拉曼光谱检测平台实现了变压器主要故障特征气体的高灵敏检测,基于确定的特征峰建立了气体浓度与拉曼谱峰强度之间的高拟合度定量分析模型,各气体最低检出限优于国际电工委员会标准。该方法将为变压器故障特征气体的高灵敏检测提供新的有效途径。

关键词：拉曼光谱变压器故障特征气体 Z型折叠多反腔增强高灵敏检测

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基于超声导波的锂离子电池碰撞监测方法

爆炸与冲击 2025年第2期45卷 148-158页

作者：舒淙昊杨成童伟豪李洁刘冰河智能汽车安全技术全国重点实验室重庆401133 重庆大学机械与运载工程学院重庆400044

针对电池发生碰撞后的未知变形,目前仅通过电压、温度、电流等物理信号感知异常电池,缺乏直接的电池形变监测手段。为了弥补这一不足,利用小型压电片,基于超声导波,实现对锂离子电池形变和碰撞的监测。首先,搭建了针对锂离子电池不同加... 详细信息

针对电池发生碰撞后的未知变形,目前仅通过电压、温度、电流等物理信号感知异常电池,缺乏直接的电池形变监测手段。为了弥补这一不足,利用小型压电片,基于超声导波,实现对锂离子电池形变和碰撞的监测。首先,搭建了针对锂离子电池不同加载的实验平台,开展了准静态、微碰撞实验;然后,对实验结果进行了讨论,阐明了在不同加载下超声信号的变化规律。结果表明:在电池准静态实验中,超声幅值信号与电池变形程度负相关;在电池落球冲击实验中,碰撞冲击会改变超声的幅值与能量积分,可以以此为依据来判断电池是否发生碰撞。最后,建立了大变形下超声与电池变形失效监测的映射关系,提出了碰撞变形下基于超声传感器的判定方法。

关键词：锂离子电池超声导波碰撞变形状态监测

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箔片式空气动压轴承三维热流耦合的数值模拟

机械工程学报 2025年第2期61卷 330-337页

作者：甘峻溢廖全李隆键胡玉梅甘露重庆大学能源与动力工程学院重庆400044 重庆大学机械与运载工程学院重庆400044 中船重工(重庆)西南装备研究院有限公司重庆401123

建立箔片式空气动压轴承的三维热流耦合模型,通过与文献试验结果的对比分析,验证热流耦合模型的正确性和可靠性。对比分析等温模型和热流耦合模型的数值结果,发现在相同条件下等温模型的轴承承载力小于热流耦合模型的计算结果。模拟计... 详细信息

建立箔片式空气动压轴承的三维热流耦合模型,通过与文献试验结果的对比分析,验证热流耦合模型的正确性和可靠性。对比分析等温模型和热流耦合模型的数值结果,发现在相同条件下等温模型的轴承承载力小于热流耦合模型的计算结果。模拟计算并获得了转子延长段散热、转速、最小气膜厚度和径向间隙等因素对轴承承载力和气膜平均温度的影响规律。结果表明:转子延长段与环境空气间的对流换热是转子-轴承系统的重要散热途径,对轴承承载力和气膜温度有显著影响;转速与轴承承载力和气膜平均温度呈正相关,最小气膜厚度和径向间隙与轴承承载力和气膜平均温度呈负相关。对影响轴承性能的参数敏感性分析表明:转速是影响气膜平均温度的关键因素,最小气膜厚度对气膜平均温度的影响最小,径向间隙、最小气膜厚度与转速均对轴承承载力具有较大的影响。在箔片式空气动压轴承的工程实践中,建议采用热流耦合模型,并应考虑转子延长段与环境空气间的对流换热。

关键词：空气动压轴承热流耦合承载力气膜平均温度

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钢管混凝土拱温度效应的解析计算方法

中南大学学报(自然科学版) 2025年第1期56卷 283-296页

作者：刘永健闫新凯刘江白永新长安大学公路学院陕西西安710064 重庆大学土木工程学院重庆400044

将钢管混凝土拱的轴向温度效应按结构力学求解,横截面内温度效应按弹性力学平面应变问题求解,未考虑材料的泊松效应,且钢管混凝土拱并不完全满足平面应变问题假定。本文对钢管混凝土拱的温度荷载进行符合组合结构特点的合理简化,并提出... 详细信息

将钢管混凝土拱的轴向温度效应按结构力学求解,横截面内温度效应按弹性力学平面应变问题求解,未考虑材料的泊松效应,且钢管混凝土拱并不完全满足平面应变问题假定。本文对钢管混凝土拱的温度荷载进行符合组合结构特点的合理简化,并提出三维温度应力解析计算方法,与传统方法和实体有限元计算结果进行对比验证。研究结果表明:不考虑横向约束解析法计算的轴向自应力偏小,相对误差在-31.67%~-30.24%之间,由于自应力在总的温度应力中占比较大,这一相对误差不可忽视;按平面应变问题计算钢-混界面法向应力误差在-17.96%~10.83%之间;本文提出考虑横向约束解析法计算精度较高,除应用于钢管混凝土拱温度效应计算外,还可用于评估界面热黏结状况及确定管内补偿收缩混凝土自由膨胀率的可行域;在相关桥规建议使用的材料性能取值和结构尺寸范围内,钢管与核心混凝土热脱黏界限温差在4.37℃~15.39℃之间。

关键词：钢管混凝土拱钢-混界面三维温度应力解析法横向约束脱黏误差分析

非均匀功率分布的微波整流天线阵列功率合成优化方法

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电工技术学报 2025年第2期40卷 358-366页

作者：肖冬萍陈建楠陈宇立舒梽卿输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学电气工程学院) 重庆400044

对于大型微波无线能量传输系统,其接收天线阵列上微波功率非均匀分布,由于整流电路的特性,采用现有的天线阵列布局和功率合成方式所得的能量转换效率较低。为此,该文提出一种基于遗传算法优化的混合功率合成方法:提出天线单元连接编码规... 详细信息

对于大型微波无线能量传输系统,其接收天线阵列上微波功率非均匀分布,由于整流电路的特性,采用现有的天线阵列布局和功率合成方式所得的能量转换效率较低。为此,该文提出一种基于遗传算法优化的混合功率合成方法:提出天线单元连接编码规则,采用遗传算法将接收天线单元按目标功率进行分组和射频合成,使得各组射频合成后的微波功率均匀化,再输入整流电路;提出整流电路连接编码规则,基于遗传算法,以负载匹配为目标对整流电路进行动态串并联优化,使直流合成后获得最优转换效率。在进行功率合成前,需基于实验系统分析获得整流电路输入功率与转换效率关系、输出伏安特性曲线,从而确定射频功率合成的优化目标。该文以10×10接收阵列天线为例进行分析,将100个单元分为4组进行均匀化射频合成,均匀度评价指标低至1.804;再对整流输出进行串并联优化,在接近负载匹配的情况下使得整流转换效率达到91.37%。结果表明,采用该文提出的方法可快速有效地对接收天线阵列进行混合功率合成优化。

关键词：微波无线能量传输混合功率合成编码规则动态串并联优化整流电路特性

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隧道围岩透明相似材料强度特征与配合比研究

湖南大学学报(自然科学版) 2025年第1期52卷 219-227页

作者：谢朋李葱葱段虎辰文海家李良勇李昭捷王永卫海南大学土木建筑工程学院海南海口570228 重庆大学土木工程学院重庆400045

随着透明化物理模型试验在隧道工程力学机制与变形特征研究中发挥越发显著的作用,同时满足透明度和相似原理要求的围岩相似材料成为保证试验结果与实际工程相契合的关键.本文基于正交试验数据的统计分析,总结配置的透明胶结土相似材料... 详细信息

随着透明化物理模型试验在隧道工程力学机制与变形特征研究中发挥越发显著的作用,同时满足透明度和相似原理要求的围岩相似材料成为保证试验结果与实际工程相契合的关键.本文基于正交试验数据的统计分析,总结配置的透明胶结土相似材料的强度特性,探索用于表征隧道围岩特性的相似材料配合比量化设计方法.首先,选取熔融石英砂、纳米级白炭黑、正十二烷混合15#白油为原材料,设计2因素3水平的正交试验,完成重度、内摩擦角及黏聚力数据的测定;然后,应用串联法分别拟合表示重度、内摩擦角、黏聚力与石英砂粒径、胶石比(纳米级白炭黑与石英砂质量比)之间相互关系的多元非线性回归方程;最后,通过多元回归方程的联合求解,完成石英砂粒径、胶石比和几何相似常数的确定.试验结果表明:1)所配置的透明胶结土相似材料的重度、内摩擦角和黏聚力数值的变化区间分别为16.13~12.53kN/m^(3)、27.07°~14.82°和31~2.3 kPa,剪应力-剪切位移曲线均具有峰后平台型、峰后跌落型的特点;2)T检验和F检验的结果显示拟合得到的三个非线性回归方程自变量对因变量影响极其显著,方程本身真实可靠;3)将重度和内摩擦角的回归方程联立,解算石英砂粒径和胶石比,求得的石英砂粒径和胶石比数值代入黏聚力回归方程完成黏聚力的计算,计算黏聚力与原地层黏聚力的比值,得几何相似常数.构建了一种新型的相似材料配合比和几何相似常数量化设计方法.研究成果以期为隧道工程可视化物理模型试验设计提供理论支撑与数据参考.

关键词：隧道工程量化设计方法多元非线性回归隧道围岩透明胶结土