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6G新型时延多普勒通信范式:OTFS的技术优势、设计挑战、应用与前景

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电子与信息学报 2024年第5期46卷 1827-1842页

作者：廖勇罗渝荆亚昊重庆大学微电子与通信工程学院重庆400044

在未来的通信网络中,被广泛期待的第6代移动通信系统(The Sixth Generation of Mobile Communications System,6G)技术将面临诸多挑战,其中包括在高速移动场景下的超高可靠通信问题。正交时频空间(Orthogonal Time Frequency Space,OTFS... 详细信息

在未来的通信网络中,被广泛期待的第6代移动通信系统(The Sixth Generation of Mobile Communications System,6G)技术将面临诸多挑战,其中包括在高速移动场景下的超高可靠通信问题。正交时频空间(Orthogonal Time Frequency Space,OTFS)调制技术克服了传统通信系统在高速移动环境下多径和多普勒效应的影响,为实现6G超高可靠通信提供了新的可能性。该文首先介绍了OTFS的基本原理、数学模型、干扰与优势分析。然后,归纳分析了OTFS技术在同步、信道估计、信号检测技术上的研究现状。接着,从车联网、无人机、卫星通信、海洋通信4个典型应用场景分析了OTFS的应用趋势。最后,从降低多维匹配滤波器、相位解调和信道估计、硬件实现的复杂度和提高对时频资源的高度利用4个角度探讨了未来研究OTFS需要克服的困难和挑战。

关键词：第6代移动通信系统正交时频空间延迟-多普勒域同步信道估计信号检测

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纳米液滴撞击润湿阵列碳纳米管的分子模拟

工程热物理学报 2024年第9期45卷 2678-2686页

作者：冯潇源冉景煜邵运璘黄鑫杨桐桑国华重庆大学能源与动力工程学院重庆400044

利用分子动力学模拟方法研究了水纳米液滴在不同阵列碳纳米管上的润湿特性,考察了不同结构与表面改性阵列碳纳米管、不同纳米液滴初始运动状态对润湿特性的影响。结果表明:手性参数n=30、m=0碳纳米管的抗水性能更强,顺排排列、间距为9 n... 详细信息

利用分子动力学模拟方法研究了水纳米液滴在不同阵列碳纳米管上的润湿特性,考察了不同结构与表面改性阵列碳纳米管、不同纳米液滴初始运动状态对润湿特性的影响。结果表明:手性参数n=30、m=0碳纳米管的抗水性能更强,顺排排列、间距为9 nm时阵列碳纳米管有利于保持液滴形态,可避免不规则润湿现象发生;在环境温度升高过程中,纳米液滴在表面的扩散行为由液滴的铺展逐渐转变为气体的扩散;纳米液滴We数为6.74时,无量纲润湿半径最小,润湿过程由表面张力主导转变为惯性力主导;纳米液滴运动角度的改变不影响液滴最终润湿半径,但在小角度会出现不规则润湿现象,造成纳米液滴的动能在摩擦与形变中损耗,对抗水性能有不利影响。

关键词：润湿性阵列碳纳米管纳米液滴分子动力学

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一种低复杂度的正交时频空系统接收机设计

电子与信息学报 2024年第6期46卷 2418-2424页

作者：廖勇李雪重庆大学微电子与通信工程学院重庆400044

正交时频空(OTFS)调制可以将时间和频率选择性信道转换为时延-多普勒(DD)域的非选择性信道,这为高速移动场景建立可靠的无线通信提供了解决方案。然而,在车联网等复杂的多散射场景下,信道存在严重的多普勒间干扰(IDI),这给OTFS接收机信... 详细信息

正交时频空(OTFS)调制可以将时间和频率选择性信道转换为时延-多普勒(DD)域的非选择性信道,这为高速移动场景建立可靠的无线通信提供了解决方案。然而,在车联网等复杂的多散射场景下,信道存在严重的多普勒间干扰(IDI),这给OTFS接收机信号的准确解调带来了极大的挑战。针对上述问题,该文提出一种联合稀疏贝叶斯学习(SBL)和阻尼最小二乘最小残差(d-LSMR)的OTFS接收机设计。首先,根据OTFS时域和DD域的关系,采用基扩展模型(BEM)将信道估计问题转换为基系数恢复问题,精准估计包括多普勒采样点在内的DD域信道。然后,提出一种高效的转换算法将基系数转换为信道等效矩阵。其次,将信道估计中估计得到的噪声,用于d-LSMR均衡器中进行信道均衡,并利用DD域信道矩阵的稀疏性实现快速收敛。系统仿真结果表明,与目前代表性的OTFS接收机相比,该文所提方案实现了更好的误码率性能,同时降低了计算复杂度。

关键词： OTFS 信道估计信道均衡高速移动稀疏贝叶斯学习 BEM

电网故障下含直驱风电机组的电力系统频率动态响应分析

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电力系统自动化 2024年第8期48卷 111-121页

作者：欧阳金鑫余建峰张澳归皇甫百香姚骏重庆大学电气工程学院重庆市400044

电网受扰后基于模型解析的频率响应分析对电力系统安全评估与紧急控制具有重要意义。电网发生故障时,直驱风电机组(DDWT)并网点电压幅值跌落引发控制器暂态响应,同时电压相位突变引发锁相暂态响应,锁相暂态响应又通过变流器控制传导产... 详细信息

电网受扰后基于模型解析的频率响应分析对电力系统安全评估与紧急控制具有重要意义。电网发生故障时,直驱风电机组(DDWT)并网点电压幅值跌落引发控制器暂态响应,同时电压相位突变引发锁相暂态响应,锁相暂态响应又通过变流器控制传导产生功率控制误差,可能导致现有以负荷突变场景为对象的频率特性分析产生较大偏差。为此,提出了电网故障下DDWT锁相偏差的量化方法;解析了锁相偏差经DDWT变流器控制的传导路径,提出了锁相暂态响应导致DDWT功率控制误差的机理及其计算方法;建立了电网故障下含DDWT的电力系统频率响应模型,提出了锁相暂态响应影响下系统频率变化率和最大频率偏差的计算方法,解析了电网故障下考虑DDWT功率控制误差的电力系统频率动态响应特性,并通过算例分析验证了所提方法的有效性。

关键词：直驱风电机组(DDWT) 频率动态响应电网故障锁相环暂态响应功率控制

次氯酸盐氧化耦合FeCl_(3)絮凝调节改善污泥脱水

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化工进展 2024年第6期43卷 3450-3458页

作者：潘伟亮张汛李姣妮古励何强敖良根重庆交通大学河海学院重庆400074 重庆大学三峡库区教育部重点实验室重庆400045 重庆市市政设计研究院有限公司重庆400020

采用次氯酸盐耦合FeCl_(3)絮凝对污泥脱水性能进行研究,通过单因素实验确定了最佳预处理条件,采用zeta电位、蛋白质多糖、DNA含量、磁场核共振、三维荧光以及细胞可视化等表征手段,分析阐明了该预处理促进污泥脱水性能提高的作用机理,利... 详细信息

采用次氯酸盐耦合FeCl_(3)絮凝对污泥脱水性能进行研究,通过单因素实验确定了最佳预处理条件,采用zeta电位、蛋白质多糖、DNA含量、磁场核共振、三维荧光以及细胞可视化等表征手段,分析阐明了该预处理促进污泥脱水性能提高的作用机理,利用Pearson相关性分析进一步分析促进污泥脱水性能改善的原因。结果表明:在NaClO投加量为50mg/g TS(含固率),FeCl_(3)投加量为100mg/g TS条件下污泥脱水效率达到最高,污泥比阻与毛细吸水时间(CST)分别由原污泥的2.45×10^(12)m/kg和119.7s降低至9.3×10^(11)m/kg和27.9s,污泥的水分损失量最多,脱水速率最快。在氧化与絮凝的共同作用下,污泥的胞外聚合物(EPS)结构被破坏,污泥颗粒松散,内部结合水被释放。污泥中DNA含量的增加和污泥的可视化分析表明,絮体中微生物细胞膜被破坏,导致胞内水释放,从而提高活性污泥的脱水效率。

关键词：污泥脱水性氧化絮凝次氯酸盐氯化铁

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双柱悬索拉线塔风致倒塌易损性分析

中南大学学报（自然科学版） 2024年第1期55卷 255-267页

作者：李正良张智航王涛重庆大学土木工程学院重庆400045 重庆大学风工程及风资源利用重庆市重点实验室重庆400045 哈尔滨工业大学交通科学与工程学院黑龙江哈尔滨150040 哈尔滨工业大学重庆研究院重庆401151

作为风敏感结构,双柱悬索拉线塔在强风荷载作用下易遭受不同程度的损伤甚至发生倒塌破坏,因此,有必要对其进行风灾易损性分析。为此,本文提出一种双柱悬索拉线塔风致倒塌易损性分析方法。首先,考虑结构参数的不确定性,基于拉丁超立方抽... 详细信息

作为风敏感结构,双柱悬索拉线塔在强风荷载作用下易遭受不同程度的损伤甚至发生倒塌破坏,因此,有必要对其进行风灾易损性分析。为此,本文提出一种双柱悬索拉线塔风致倒塌易损性分析方法。首先,考虑结构参数的不确定性,基于拉丁超立方抽样建立双柱悬索拉线塔不确定性模型,完成所有样本模型的非线性静力推覆分析;然后,利用B-R准则和对数正态分布函数拟合得到双柱悬索拉线塔倒塌易损性曲线;最后,研究风向角和拉线初张力对结构倒塌易损性曲线的影响。研究结果表明:相较于确定性倒塌分析,不确定性倒塌分析能够更好地评估双柱悬索拉线塔的抗风承载能力;风向角对双柱悬索拉线塔的倒塌易损性影响较大,结构的最不利风向角为45°,当基本风速小于56.5 m/s时,结构在任一风向角下的倒塌概率都很小;拉线初张力对结构倒塌临界风速无影响,但对立柱顶点位移易损性曲线影响较大;增大拉线初张力,左右侧立柱的顶点位移易损性曲线均向左移动,且其对背风侧立柱的影响更大。

关键词：双柱悬索拉线塔风灾易损性初张力

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对抗光学神经网络识别误差的渐进式训练方法

光学学报 2024年第7期44卷 131-138页

作者：郭鹏星游正容侯维刚郭磊重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学智能通信与网络安全研究院重庆400065

提出了一种渐进式训练方案来重新配置马赫-曾德尔干涉仪(MZI)前馈光学神经网络(ONN)的相移,从而对抗MZI的相位误差和分束器误差,提高识别准确率。为了验证所提方案,利用Neuroptica Python仿真平台搭建了3层MZIONN结构,并在考虑到MZI相... 详细信息

提出了一种渐进式训练方案来重新配置马赫-曾德尔干涉仪(MZI)前馈光学神经网络(ONN)的相移,从而对抗MZI的相位误差和分束器误差,提高识别准确率。为了验证所提方案,利用Neuroptica Python仿真平台搭建了3层MZIONN结构,并在考虑到MZI相位误差和分束器误差的情况下,利用Iris和MNIST数据集验证了所提方案的有效性。仿真结果表明:在Iris数据集下,对于3层4×4 MZI-ONN结构,所提方案的识别准确率能够提升64.15百分点;在MNIST数据集下,对于4×4、6×6、8×8和16×16规模的MZI-ONN,所提方案的识别准确率能够提升2.00~37.00百分点。所提方案极大地提高了MZI-ONN的抗误差性能,有助于未来大规模、高准确率MZI-ONN的实现。

关键词：光计算马赫-曾德尔干涉仪光学神经网络相位误差分束器误差渐进式训练抗误差

宽带多载波微波光链路的自适应非迭代线性化技术

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光学学报 2024年第12期44卷 197-205页

作者：卢冰陈康侯维刚白一凡张佳昕郭磊重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学智能通信与网络安全研究院重庆400065

本文针对宽带多载波微波光子链路(MPL)中产生的带内三阶交调失真(IMD3)和带外互调失真(XMD),给出了相应的非线性失真模型,然后基于失真模型中的XMD和IMD3信号与基频信号符号相反的特性来获取具有闭式解的代价函数,从而在快速自适应获取... 详细信息

本文针对宽带多载波微波光子链路(MPL)中产生的带内三阶交调失真(IMD3)和带外互调失真(XMD),给出了相应的非线性失真模型,然后基于失真模型中的XMD和IMD3信号与基频信号符号相反的特性来获取具有闭式解的代价函数,从而在快速自适应获取最优线性化系数的同时完成对XMD和IMD3的补偿。与现有的XMD和IMD3补偿方法相比,该方法无需系统和信号的先验参数,无需复杂的训练和迭代优化过程,实用性更好。仿真结果表明,在基于马赫-曾德尔调制器的MPL中传输多音信号时,链路中产生的XMD和IMD3分别被抑制了35 dB和29 dB以上;此外,当传输多载波正交频分复用信号时,信号的误差矢量幅值从8.1%优化到了2.2%。

关键词：微波光子学数字线性化三阶交调失真互调失真

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添加剂在有机太阳能电池中的应用

化学学报 2024年第5期82卷 551-564页

作者：江雪涂开槐段泰男肖泽云重庆交通大学国科大重庆学院重庆400074 中国科学院重庆绿色智能技术研究院重庆400714

有机太阳能电池(OSC)的快速发展对能源清洁化和社会发展绿色化起着积极的推动作用.对于OSC的发展,提高其光电转换效率(PCE)是最重要的目标之一,而活性层的形貌优劣对器件的PCE值起着决定性的作用.近年来,由于具有良好的形貌调节能力、... 详细信息

有机太阳能电池(OSC)的快速发展对能源清洁化和社会发展绿色化起着积极的推动作用.对于OSC的发展,提高其光电转换效率(PCE)是最重要的目标之一,而活性层的形貌优劣对器件的PCE值起着决定性的作用.近年来,由于具有良好的形貌调节能力、简单的使用方法以及对器件性能显著的提升能力,添加剂在OSC中的应用引起了研究者的广泛关注.本综述简要总结了在OSC发展历程中所使用添加剂的种类、结构以及在器件性能提升中的作用机制,基于添加剂丰富的类型和不同的作用机理与材料性质,从分子结构特征考虑,将添加剂主要划分为非芳环类、单环或者多环芳烃类、具有D-A型分子结构类以及功能结构复杂型四个大类,同时讨论了添加剂在OSC领域的发展前景以及存在的挑战,为未来新型高效添加剂的设计使用提供了指导.

关键词：有机太阳能电池器件效率添加剂形貌优化