高速移动环境下OTSM迭代检测算法研究

正交时序复用(Orthogonal Time Sequency Multiplexing,OTSM)通过级联时分和沃尔什-哈达玛(WHT)复用将信息符号在时延和序列域进行复用。由于WHT在调制解调过程不需要进行复杂的乘法运算,相比于正交时频空(OTFS)调制有更低的调制复杂度。该文针对高速移动环境下的OTSM系统提出了一种二级均衡器:首先利用信道矩阵的稀疏性和带状结构在时域逐块进行低复杂度MMSE检测;随后采用高斯-赛德尔(GS)迭代检测进一步消除残余符号干扰。仿真结果表明,所提算法与基于单抽头频域均衡的GS迭代检测算法相比,采用16QAM调制且误码率为10–4时有1.8 dB性能增益。

基于扩展OTSM图的滑动型散射中心建模方法

雷达目标散射中心建模是雷达目标特性分析与雷达目标识别中的关键步骤,光滑流线型结构在雷达目标上的广泛应用,给传统散射中心建模带来了巨大挑战。该文针对滑动散射中心建模开展研究,首先分别基于曲面边缘散射和曲面散射两种情况,推导了滑动散射中心的位置表达式;其次,提出一种基于扩展1维-高维(2维/3维)散射映射图(One–Two/Three Dimensional Scattering Mapping,OTSM)的滑动散射中心估计方法,通过相邻视角的投影几何关系推导滑动散射中心的位置;然后,综合RANSAC算法获取的固定散射中心,获得目标完备的散射中心模型。利用暗室测量数据对算法进行了验证,结果表明了该文算法的有效性。

面向高速移动环境的二级信号检测算法

正交时间序列复用(OTSM)可以以更低的复杂度实现类似正交时频空间(OTFS)调制的传输性能,为未来需要低复杂度收发器的高速移动性通信系统提供一种有前景的解决方法。针对现有的基于时域的高斯-赛德尔(GS)迭代均衡效率不高的问题,提出二级信号检测算法。首先在时域进行低复杂度线性最小均方误差(LMMSE)检测,其次采用连续超松弛(SOR)迭代算法进一步消除残余符号干扰。为进一步提高收敛效率和检测性能,对SOR算法进行线性优化得到改进SOR(ISOR)算法。仿真实验结果表明,与SOR算法相比,ISOR算法在增加较低复杂度前提下可以提升检测性能并加快算法收敛。与GS迭代算法相比,ISOR算法采用16QAM调制且误码率为10-4时有1.61 dB的增益。

基于多维扩展的正交时序复用波形框架及其性能分析

正交时序复用(OTSM)是一种适用于高速移动场景的低复杂度调制方法。然而,单一的波形设计方法难以满足多样化的应用需求和性能需求。因此,该文基于加权分数傅里叶变换(WFRFT)提出了加权分数沃尔什-哈达玛变换(WFRWHT),并提出了多维扩展的一体化的加权分数傅里叶变换-加权分数沃尔什哈达玛变换-正交时序复用(WFRFT-WFRWHT-OTSM)波形框架。通过对2维参数的灵活配置,该框架可退化为OTSM、正交时频空、混合载波、正交频分复用和单载波等波形,同时研究了采用高斯-赛德尔(GS)迭代均衡时一体化WFRFTWFRWHT-OTSM波形在时延-多普勒信道下的误码率(BER)性能以及峰均功率比(PAPR)性能。仿真结果表明,在不同时延-多普勒信道下,该框架可通过改变WFRFT和WFRWHT阶次实现更优的BER和PAPR性能。

模块化产品族演进创新方法研究

针对当前产品族动态演进机制和系统化创新方法研究的不足,提出模块化产品族在技术层次上的创新演进方法。通过构建产品族的需求—功能—技术(Requirement-function-technology,R-F-T)映射关系模型,分析当前模块化产品族的技术状况,并通过GM(1,1)模型预测模块化产品族的未来技术重要度情况;在企业内部数据的支持下,通过对模块化产品族初始问题的分析,集成应用创新思维通用理论和传统TRIZ(OTSM–TRIZ)的问题流网络(Problem flow network,PFN)技术识别并解决产品族中多个冲突问题;在技术重要度预测和新功能模块—技术关联矩阵(Function module-technical matrix,FMTM)的基础上,以平台比率为依据,通过计算概念化产品族中功能模块的多样性程度,获得概念化产品族规划方案。对小型轮式装载机产品族进行了实例分析,并验证了该方法的有效性。

基于ENV模型的机械系统矛盾消解方法研究

针对经典TRIZ理论在矛盾问题抽象化环节存在模糊性、经验依赖性这一问题,分析了经典TRIZ理论在问题表达上存在的不足,论述了OTSM-TRIZ理论的ENV模型结构以及基于ENV模型矛盾问题求解框架。提出了机械设计矛盾问题消解流程,该流程以ENV模型支持任务分解和设计问题抽象化过程,并以基于ENV模型的矛盾求解框架支持矛盾问题求解过程。以丝杠进给快速传动设计中矛盾问题的消解为例,验证了所提出方法的正确性。

面向复杂产品的问题流网络构建及求解过程模型

针对经典TRIZ理论工具解决复杂产品中多冲突问题具有的局限性,强势思维一般理论(General theory of powerful thinking,OTSM)主要解决复杂跨学科创新性问题并进行一般化的表达,但没有明确给出消除多冲突及寻求最优解决路径的一般方法。通过对复杂产品构建问题流网,从中选取关键问题,进而转化成冲突网,然后对其中的关键冲突进行判别并转化成参数网,应用TRIZ工具进行冲突解决并提出解决方案,提出了关键问题的判别方法和关键冲突网到参数网的转化规则,给出了问题流网、冲突网及参数网的构建过程,最终建立了面向复杂产品的问题流网络构建与求解过程模型。以工程机械900吨架桥机作为实例进行创新设计,验证了该过程模型的有效性。

技术进化引导的多冲突混合信息求解过程模型

针对多冲突求解过程中冲突不能反映系统动态进化过程,多冲突权重影响指标多的问题,通过九窗口法和技术进化定律对系统做出进化预测,从而提取出参数列表构建冲突的元素-名称-量值模型(Element-name-value,ENV)。冲突由控制参数和评价参数组成并受参数量值的变化影响,所以参数的权重是多冲突问题中冲突重要度排序的重要指标。首先建立参数与技术进化定律之间的关系,然后从元件影响程度、参数出现频率、参数关联数量和专家评价多个方面对参数的权重赋值,将这些多种权重赋值方案通过混合关联度计算出一个综合的控制参数和评价参数的权重,然后得到冲突的重要度排序确定出关键冲突,最后冲突求解得到创新改进方案,从而建立技术进化引导的多冲突混合信息求解过程模型。以涂板机作为实例进行创新设计,验证了该过程模型的有效性。

国际主流技术创新方法的比较分析及其启示

为提高TRIZ技术创新方法使用效率,从产生背景、理论基础、分析框架、解题工具、操作流程等方面对经典TRIZ,OTSM,USIT等国际主流技术创新方法进行了分析与比较。比较分析结果表明,提高技术创新方法的形式化与结构化程度,开发统一的面向对象的分析框架和综合性方案生成工具等是进一步开展技术创新方法研究与推广应用的关键。