本发明属于无线通信技术领域，具体的说是一种大规模MIMO系统的超精细信道估计方法。本发明主要利用压缩感知原理和牛顿优化方法，在变分贝叶斯推断的基础上提出一种改进的信道估计算法，以实现信道的超精细估计。

当颗粒物尺寸进入纳米尺度量级时，其极低的极化率使得实现高灵敏度的快速便捷检测变得困难重重。基于光学方法的传感技术具有非物理接触、非破坏、抗电磁干扰、易于操作且灵敏度高等特点，成为高灵敏传感研究的热门方向之一。传统光纤传感器已经在高灵敏检测领域得到了广泛应用。近年来的研究表明：当光纤直径减小至光波长量级时，光纤外部存在显著的倏逝场，其尺度大约在百纳米量级，对周围环境的微弱变化极为敏感。研究团队利用颗粒物在纳米光纤倏逝场中的散射效应，实现了超细颗粒物的传感与尺寸分布测量。 该项工作中，课题组首先计算了散射效率与散射体尺寸和光纤直径的关系，预测了纳米光纤传感器的最优尺寸和探测极限；随后根据理论预测，进行了高灵敏度的纳米光纤阵列的设计和制备，利用串联的纳米光纤大大提高了传感器的传感面积和检测效率；通过优化光纤模式，研究人员实现了单个标准聚苯乙烯纳米颗粒的传感和测量，粒径分辨率达10纳米。 进一步，考虑到空气中百纳米尺寸级别的细颗粒物的穿透性更强，对于人体具有更大的危害（如图1），而公开的细颗粒物质量浓度数据（PM2.5）无法对此进行有效评价，实时快速测量细颗粒物的粒径分布信息对于空气质量的评价更具有指导作用。课题组利用光纤传感器对2015年和2016年北京冬季大气细颗粒物进行了持续监测，直接获得了百纳米尺度细颗粒物的粒径分布信息，计算得到的细颗粒物浓度数据与官方公布数据趋势符合良好（如图2），充分展示了此成果的应用价值。图2. 基于纳米光纤的大气质量监测。a,空气颗粒物粒径分布及其实时演化；b,空气颗粒物质量浓度(PM1.0)及官方数据(PM2.5)。空气样品实时采集于北京大学物理学院院内。

绳驱超冗余精细作业柔性机器人，具有机电分离、体型纤细、臂形连续、变刚度柔顺控制等特点，可在狭小空间、恶劣环境下，开展装配、检测、维修、维护等精细作业任务。长度0.5m-4.5m可配置，直径30-100mm可配置，自由度数8-20可配置，操作臂质量小于2kg，末端重复定位精度优于0.5mm，载荷能力超过3kg。

项目成果/简介: 目前，公路治超主要集中在限制性的监测点或者现场人工执法，对于非限制性非现场治超才刚刚起步，技术尚不完善。在非限制性的交通场景下存在诸如车辆角度问题、遮挡问题、光照问题、车辆数据分布不均衡等问题，阻碍了非限制性非现场公路治超的推广。 该车辆精细化检测与识别组合技术可应用于非限制性非现场公路综合治理超载超限中的货车精细化检测与识别。基于该车辆精细化检测与识别组合技术，可以对货车的属性进行精细化检测与识别，融合视觉信息与道路称重信息来实现非限制性非现场公路综合治理超载超限。通过该技术的升级改造，极大地提升公司的非限制性非现场治超产品的市场竞争力。知识产权类型:其他技术先进程度:达到国内先进水平成果获得方式:与企业合作获得政府支持情况:无

目前，公路治超主要集中在限制性的监测点或者现场人工执法，对于非限制性非现场治超才刚刚起步，技术尚不完善。在非限制性的交通场景下存在诸如车辆角度问题、遮挡问题、光照问题、车辆数据分布不均衡等问题，阻碍了非限制性非现场公路治超的推广。 该车辆精细化检测与识别组合技术可应用于非限制性非现场公路综合治理超载超限中的货车精细化检测与识别。基于该车辆精细化检测与识别组合技术，可以对货车的属性进行精细化检测与识别，融合视觉信息与道路称重信息来实现非限制性非现场公路综合治理超载超限。通过该技术的升级改造，极大地提升公司的非限制性非现场治超产品的市场竞争力。

随着我国高速铁路的不断发展，应用在高速环境下的移动通信系统日 渐成为研究的热点。从系统设计的角度来看，信道估计可以看作一个系统状态 估计问题，信道响应是系统中的状态变量。若将时域变化的信道看作是一个非线 性的动态系统，便可以利用扩展卡尔曼滤波器(EKF)对其状态变量求最小均方误 差(MMSE)估计。迭代检测译码(IDD)结构是一种基于Turbo译码原理设计的接收 机结构。在迭代接收机中，软入软出(SISO)的Turbo译码器与数据检测器之间 有一条反馈通道，使得数据检测器能够利用软译码器输出的后验对数似然比(也 称作“外信息”)完成多次迭代的信道均衡和解调。针对高速移动通信下快速时变信道估计的问题，我们提出一种基于EKF的 联合IDD信道估计方法(IDD-EKF) o采用自回归(AR)过程对信道建模，在导频 符号处采用最小二乘法(LS)估计，时域采用EKF插值，频域采用离散傅里叶变 换(DFT)插值。通过联合估计信道频域响应及信道的时域相关系数的方法追踪信 道的信道频率响应(CFR)。同时为了消除EKF误差传播的影响，采用迭代接收机结 构，利用Turbo译码器的码元纠错能力，通过外信息更新EKF观测方程中的加权矩 阵，从而辅助EKF更新，并进行迭代信道估计。EKF工作在三种不同的模式下，三种模式分别对应三种不同的构造加权矩 阵的方法。通过后验对数似然比构造的加权矩阵利用了 Turbo译码器的检错纠 错能力，使得构造的加权矩阵更加接近实际发送的符号，则EKF能够在更多的时频域位置上提供MMSE估计值。

随着我国高速铁路的不断发展，应用在高速环境下的移动通信系统日 渐成为研究的热点。从系统设计的角度来看，信道估计可以看作一个系统状态 估计问题，信道响应是系统中的状态变量。若将时域变化的信道看作是一个非线 性的动态系统，便可以利用扩展卡尔曼滤波器(EKF)对其状态变量求最小均方误 差(MMSE)估计。迭代检测译码(IDD)结构是一种基于Turbo译码原理设计的接收 机结构。在迭代接收机中，软入软出(SISO)的Turbo译码器与数据检测器之间 有一条反馈通道，使得数据检测器能够利用软译码器输出的后验对数似然比(也 称作“外信息”)完成多次迭代的信道均衡和解调。 针对高速移动通信下快速时变信道估计的问题，我们提出一种基于EKF的 联合IDD信道估计方法(IDD-EKF) o采用自回归(AR)过程对信道建模，在导频 符号处采用最小二乘法(LS)估计，时域采用EKF插值，频域采用离散傅里叶变 换(DFT)插值。通过联合估计信道频域响应及信道的时域相关系数的方法追踪信 道的信道频率响应(CFR)。同时为了消除EKF误差传播的影响，采用迭代接收机结 构，利用Turbo译码器的码元纠错能力，通过外信息更新EKF观测方程中的加权矩 阵，从而辅助EKF更新，并进行迭代信道估计。 EKF工作在三种不同的模式下，三种模式分别对应三种不同的构造加权矩 阵的方法。通过后验对数似然比构造的加权矩阵利用了 Turbo译码器的检错纠 错能力，使得构造的加权矩阵更加接近实际发送的符号，则EKF能够在更多的时频域位置上提供MMSE估计值。 相对于传统的信道估计方法，在NMSE方面，IDD-EKF的信道估计方法在高速 环境下具有8dB的信噪比增益。而在BER方面，IDD-EKF在低速环境下相对于传 统算法信噪比增益为5dB,而高速环境下，其信噪比增益达到了将近lOdBo通 过仿真分析证明了这一设计的有效性。 该成果可以进一步推广到5G通信终端接收机以及拓展应用到飞行器之间 的高速通信中，提高通信性能。

1 成果简介 本项目设计了一种低温精细切割粉碎设备，尤其是一种针对纤维性食品的低 温精细切割粉碎设备。该设备结合了回转圆盘式粉碎和气流分级技术，其原理是 食品颗粒经由螺旋输送机送入粉碎室，利用高速旋转的精细切割转子与固定在粉 碎腔内的定子对食品物料进行切割和撞击，充分粉碎后在气流作用下输送到分级 区，在分级轮附近粗细粉体在重力、离心力及气流引起的径向力共同作用下，实 现粗细颗粒的分级，之后通过旋风分离器收集细粉，再由袋式除尘器捕获气流中 的灰尘之后排放干净气体。该设备粉碎的物料适用性广，装置结构紧凑，可以连 续性生产，得到的产品颗粒细小且均匀。 2 关键技术 （1）针对比如燕麦等物料，由于油脂含量高，在传统制粉设备中易发生堵 塞的问题，设备采用按一定的间隙安装的转子刀片和定子刀片，并且转子刀片可 以在圆盘上根据物料的大小进行调整，改变转子与定子刀片之间的间隙，使装置 可以适应不同颗粒大小的物料。 （2）针对一些热敏性物料，在制粉过程中可能会由于温度升高引起蛋白质 失活变性。因此设备采用水冷进风的方式，能有效地带走粉碎时产生的热量，避 免物料升温，因此设备的应用领域更加宽泛。 （3）采用旋风式空气分级机技术，并且与粉碎室一体化设计。空气分级相 对于湿法分级，可以有效避免物料中的可溶性物质溶于溶剂中，且没有湿法分级 后续的干燥提纯操作，因此具有产品利用率高，能耗低等优点。 3 知识产权及项目获奖情况 用于粉碎谷物的精密切割旋风粉碎设备（201810094872.7）； 用于粉碎谷物的多级压辊式粉碎装置（201810094483.4）。 项目获第九届全国大学生过程装备实践与创新大赛三等奖 4 项目成熟度 本项目已经对低温精细切割粉碎设备进行了整体的结构设计，并且项目已完 成分级轮附近的流场模拟仿真研究，并对不同颗粒大小的粉体进行分级研究，取383 得了不错的成果。之后项目组准备对颗粒的粉碎进行理论和模拟的研究，并对低 温精细切割粉碎设备进行实验研究。 5 投资期望及应用情况 低温精细切割粉碎设备加工的超微粉体在化工、食品、制药、涂料、生物工 程等领域有着广泛的应用，尤其针对一些热敏性食品物料和易燃性产品效果更加 显著，比如纤维性食品经精细切割粉碎后可作为食品添加剂用于乳制品、烘焙食 品、肉制品及饮品的加工中，提高食物的营养价值。