电讯技术杂志

电讯技术杂志2019年第3期

• 无穷范数松弛的低复杂度超奈奎斯特检测

  来世豪,李明齐

  超奈奎斯特(Faster-than-Nyquist,FTN)速率传输可以有效提高频谱效率，但这种非正交传输方式引入的严重码间串扰相应提高了接收端的处理难度。针对该问题，设计了一种基于循环成块传输的低复杂度检测算法。最优检测被建模为无约束的二元二次规划(Boolean Quadratic Program,BQP)问题，为了求解该NP-hard问题，采用无穷范数约束松弛原问题的非凸可行解集，并基于次梯度下降法提出松弛问题的有效优化算法。数值仿真结果表明，所提算法在误比特率(Bit Error Rate,BER)性能上优于频域均衡，且在可接受的性能损失范围内算法执行效率远高于理论最优的最大似然序列估计(Maximum Likelihood Sequence Estimation,MLSE)。

• C-RAN网络中基于稀疏性的预测矩阵求解算法

  旷灵,刘占军,谭新,刘洋

  在C-RAN（Centralized,Cooperative,Cloud Radio Access Network）无线网络基于转移矩阵的负载预测方法中，虽然该预测矩阵具有稀疏特性，但是现有的技术缺乏对稀疏特性加以利用，从而造成计算复杂。针对此问题，提出了一种基于稀疏性的预测矩阵求解算法。该算法对网络状态转移矩阵进行分块迭代，每次等分4块，并分别定义4块矩阵的偏移量。当属于同一行的块矩阵的偏移量有一个是零矩阵时，直接得出所求矩阵对应块的元素全部为零，然后进行下一次迭代；当属于同一行的块矩阵偏移量都不为零矩阵时，通过对矩阵方程组变形处理，转换成迭代格式，然后分块处理。最后，结合仿真定量分析稀疏矩阵稀疏度的临界值问题，给出了稀疏度与计算量之间的关系，并证明了其合理性。仿真结果表明，所提算法能够在不影响预测准确度前提下，降低复杂度。

• 最大化瑞利熵的干扰对齐优化算法

  陈艳,宋云超,陆洋

  干扰对齐技术常采用迭代的方法进行预编码矩阵与干扰抑制矩阵的设计，然而目前采用的迭代方法并不能做到完全的干扰对齐。针对这种情况，提出了一种新的干扰对齐优化算法，避开了反转信道的操作。该算法在最大化信干噪比算法的基础上加入完全干扰对齐的约束条件，将系统中各用户的所有干扰对齐约束条件进行奇异值分解，最终通过瑞利熵最大化的求解方法联合迭代求解发送侧的预编码矩阵与接收侧的干扰抑制矩阵。仿真结果表明，所提优化算法在较高信噪比时不同天线数下的和速率、不同迭代次数下的和速率等方面都优于原最大信干噪比算法。

• 一种适用于稀疏多径信道的自适应均衡算法

  周孟琳,陈阳,马正华

  针对传统的自适应均衡算法在稀疏多径信道下性能表现不佳的问题，提出了一种基于基追踪降噪的自适应均衡算法。该算法利用稀疏多径信道下均衡器权值的稀疏性，将自适应均衡器的训练过程看作压缩感知理论中稀疏信号对字典的加权求和，并利用重构算法直接对稀疏权值进行求解，解决了迭代参数设置和收敛慢的问题。采用基追踪降噪作为重构算法并选用变量分离近似稀疏重构对该最优化问题进行求解，既提高了权值的重构精度又降低了计算的复杂度。仿真结果表明，所提算法能够以较低的计算量和较少的训练序列达到更优性能，这对提升系统的通信性能具有参考价值。

• 酉稀疏贝叶斯学习降维MIMO雷达角度估计

  雷文华,李勇,胡海冰

  针对收发共址多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）雷达的低计算复杂度波达方向（Direction of Arrival，DOA）估计问题，提出一种降维的MIMO雷达高精度DOA新算法。首先采用经过白化的降维矩阵对MIMO雷达脉冲压缩后的接收信号进行降维；然后通过最优信号子空间拟合对无幅度误差阵列流型下的接收信号矩阵进行重构；接下来通过酉变换得到实值增广数据矩阵，并在实值稀疏字典矩阵下对其进行稀疏表示；接着将DOA估计问题转化为行稀疏矩阵的稀疏恢复问题，通过改进的稀疏贝叶斯学习对其进行求解，实现目标DOA的估计。理论分析和仿真实验结果验证了该方法的有效性和实用性。

• 无线电静默下数据链端机的时间同步守时优化

  朱望纯,张文博,高海英

  在无线电静默的情况下所有数据链端机无法进行往返校时，这会导致端机间时间同步精度的降低。国内外普遍使用卡尔曼滤波的方法来实现守时优化，但当模型建立不准确时，容易出现滤波发散的现象。提出了一种改进的卡尔曼滤波算法，在自适应渐消卡尔曼滤波渐消因子计算方法的基础上，将其与奇异点剔除技术相结合来防止滤波的发散。该方法计算过程比较简单，满足工程所需的实时性要求。多次仿真实验证明数据链端机可以满足?10 m?测距所要求的?33 ns?以内的时间同步精度要求，使得数据链端机在静默结束后可以完成更高要求的任务。

• VoIP空中交通管理系统甚高频电台网关设计

  胡丹

  根据民航航空系统组块升级计划，网络语音（Voice over Internet Protocol，VoIP）空中交通管理系统将是未来发展趋势。在此背景下，提出了一种自主研发的支持多电台接入的VoIP电台网关的设计方案。阐述了设备功能和技术难点，以及高速硬件平台和分层软件实现方案。经过测试，网关功能指标符合标准要求，并实现了与民航现役多型语音电台的互联，为国产化VoIP空中交通管理系统的发展奠定了基础。

• 融合通用滤波多载波的非正交多址接入技术

  赵金鑫,万海斌,黎相成,陈海强,覃团发

  典型的非正交多址接入技术（Non-orthogonal Multiple Access,NOMA）有稀疏码分（Sparse Code Multiple Access，SCMA）、多用户共享（Multi-user Shared Access，MUSA）、图样分割（Pattern Division Multiple Access，PDMA）等。为了研究这三种典型的NOMA技术与通用滤波多载波复用技术（Universal Filtered Multi-carrier,UFMC）技术结合后的性能，将三种典型的NOMA与UFMC结合，然后分析比较了它们的误码率性能，通过仿真对比得出UFMC-SCMA系统相比其他两种结合系统具有更好的系统性能。为了更进一步验证UFMC-SCMA系统的优点，还将其与热门的OFDM-SCMA系统进行对比。研究结果表明，由于UFMC-SCMA系统具有码本的稀疏性以及近似最优的信息传递算法（Message Passing Algorithm，MPA）检测方案，并采用子频带滤波，有效降低了误码率并提高了频谱效率，因而其具有较好的系统性能。

• 自适应变步长的动量项盲源分离方法

  马志阳,张天骐,李群,梁先明

  针对传统盲源分离算法采用单一步长而无法同时兼顾收敛速度与稳态性以及动量因子选取的问题，介绍了一种盲源分离优化方法。该方法依据自然梯度算法(Natural Gradient Algorithm，NGA)的收敛条件，通过输出信号建立一种新的表示信号分离程度的度量指标，通过此度量指标构造非线性单调函数，使步长与动量因子参数自适应调节，从而可以合理、准确地选择参数。仿真表明了在平稳和非平稳环境下所提分离指标的正确性，且该指标可有效监测信号分离程度；针对步长及动量因子参数选取所设计的优化策略能够有效地缓解固定值对算法性能的约束，在有无噪声的情况下，均获得了优良的分离效果。

• 基于FPGA芯片的机载波形动态重构设计

  路小超

  针对机载综合射频传感器系统高度综合化的实际需求，基于部分可重构技术提出了一种机载传感器功能波形重构设计方法，以实现在现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA）芯片局部区域上时分复用机载功能波形。该方法引入一种便于功能波形移植部署的FPGA平台设计，并在此平台上完成机载功能波形在FPGA芯片局部区域的可重构具体设计。工程应用表明，该设计能够灵活有效复用可编程逻辑器件资源，提高了综合射频传感器系统的功能波形集成度，具有较好的实践意义。

• 子块均点特征分形快速图像压缩编码

  牛天婵,张爱华,纪海峰

  分形图像压缩根据图像特有的自相似性，利用压缩仿射变换消除图像数据冗余度，进而实现图像压缩，实现较高的压缩比。然而，分形图像压缩编码具有计算复杂度高、运行时间过长的致命缺点，对于图像信息量巨大的当今社会来说不具有实用性。为解决基本分形压缩编码耗时过长的问题，提出了子块均点特征分形压缩编码算法，利用该算法将基本分形压缩编码的全搜索转为局部搜索，限定搜索范围，减少定义域块的搜索，在客观质量稍作牺牲的基础上加快了编码速度。将所提算法分别与五点和特征算法、1-范数特征算法、欧式比特征算法以及双交叉算法进行比较，仿真结果表明，在时间稍逊的情况下，所提算法在客观质量（Peak Signal-to-Noise Ratio,PSNR）上更优。

• 采用加权叠加结构滤波器组的子带分割与重构系统设计

  张超,马宏,焦义文

  子带分割与重构系统是天线组阵系统的重要组成部分。针对传统子带分割与重构系统参数设置不灵活的问题，提出了采用加权叠加(Weighted Overlap-Add,WOLA)结构滤波器组实现子带分割与重构的方法，对WOLA结构的分析滤波器组和综合滤波器组进行推导，利用窗函数法设计具有重构特性的原型低通滤波器，并利用Matlab进行仿真。仿真结果表明，采用WOLA结构子带分割与重构系统增强了参数设置的灵活性，当输入信号是理想无噪信号时，重构误差在5×10??-3?以内，与离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)多相滤波结构相比，系统重构误差减小了一个量级；当输入带噪信号时，重构误差随着信噪比的增加而降低，当信噪比大于?20 dB?时重构误差回到5×10??-3?以内，验证了WOLA结构子带分割与重构系统的可行性和良好的重构特性。

• 雷达组网航迹灰色关联方法

  杨军佳,张培峰,纳学柱

  针对雷达组网航迹关联问题，提出了一种基于灰色区间相对支持度的解决方法。通过分析雷达量测值与目标真实值之间的不确定关系，提出利用相对确定的区间数来处理测量误差的影响，在不同纬度区间数的基础之上构建灰色区间，通过计算灰色区间相对支持度，构建灰色区间相对支持度矩阵，将相对支持度最大的两个灰色区间作为判断航迹关联的依据。实例表明，该方法能够较好地解决组网雷达航迹关联问题。

• FSK避障雷达的APFFT测距及误差补偿

  陈准,高瑜翔,黄坤超

  由于频移键控(Frequency-Shift Keying,FSK)体制避障雷达在动目标分辨与测量上的明显优势，基于FSK体制避障雷达系统的基本原理和结构，通过Matlab建立了测量系统与信号模型，使用全相位快速傅里叶变换（All-phase Fast Fourier Transformation，APFFT)算法进行了相关测量仿真和测量参数计算。通过对不同条件下的仿真结果分析，得出了测量结果误差产生的原因，并提出了相应的误差补偿方法，大大降低了测量误差，使得相对误差降低至0.1%以下。另外，还对多目标的分辨与测量进行了仿真。

• 一种基于主-备份节点同步映射的VNF热备份机制

  刘胜珍,秦红光,曹志伟

  网络功能虚拟化实现了网络功能与专属硬件平台的分离，虚拟网络功能（Virtual Network Function,VNF）通过动态组合形成服务功能链，实现同一硬件平台部署不同的功能服务。针对软件定义网络功能服务可靠性和物理网络资源效率问题，提出了一种基于主备份节点同步映射的VNF节点热备份机制。首先，选择满足节点资源约束的物理节点为主备份节点候选映射对；然后，选择满足带宽约束的最短物理链路为服务路径，实现节点与链路资源总开销的优化。实验结果表明，与传统的备份机制相比，该方法能够满足电信级高可靠性的服务需求，降低了VNF节点备份资源总开销，提高了服务请求的接受率和底层物理网络资源的利用率。

• 串联邻近耦合馈电微带天线阵列的设计

  吴跃敏,汪敏,李翌璇,吴文

  针对高增益、高效率的微带天线需求，将邻近耦合馈电引入串馈微带阵列，提出两种串联谐振微带天线阵列设计。首先研制出1??16元低副瓣串联天线阵列，工作频率35 GHz，测试得到增益为17.3 dBi，带宽4.3%，副瓣电平-17.6 dB。在上述馈电方式中引入U型谐振器及馈电缝隙，提出一种串联邻近耦合馈电的双频正交极化天线阵列，中心频率分别为4.5 GHz和5.0 GHz，两个频带内带宽分别为5.0%和7.8%，隔离良好，中心频率处增益为7.6 dBi和8.2 dBi。这种馈电方式便于组成高效率的大阵列，同时具有良好带宽，在实现多功能共口径阵列中具有独特优势。

• 一种“北斗”导航天线馈源的设计

  邓智勇,杜彪,张文静,马煦

  现有的馈源设计方法设计出的馈源工作频段少，不能满足“北斗”导航天线馈源的要求。为此,在对模式展开法和模式匹配法理论研究分析基础上，提出了优化双槽深波纹喇叭槽参数的设计思路。分析和试验结果表明，该“北斗”导航天线馈源增加了工作频段，具有良好的电气性能，满足了“北斗”天线系统的需求，验证了设计方法的有效性。

• X频段高频谱纯度频率合成器设计

  杜勇,胡天涛,赖寒昱,李光灿

  针对高灵敏度接收机对频率合成器的高技术指标要求，构建了一种融合了直接模拟、直接数字以及间接数字的频率合成技术方案，根据该方案，成功实现了频率合成器的工程研制。通过测试，频率合成器相位噪声达?-112 dBc/Hz@5 kHz?，杂散抑制优于?-75 dBc?，频率分辨率小于?1 kHz?，?10 MHz?跳频时间约为?13 μs?，满足了高灵敏度接收机对频率合成器的高技术指标要求，为高纯度频率合成器的实现提供了一条新途径。

• 一种SIR结构的超宽带带通滤波器

  张志悦,姬五胜,王林年,姬晓春,童荥贇

  提出了一种基于阶梯阻抗谐振器（Step Impedance Resonator,SIR）结构的具有平行耦合微带线的超宽带（Ultra-wideband,UWB）带通滤波器。滤波器采用孔径补偿技术设计，在地面上蚀刻两个矩形槽，以增强顶层微带线之间的耦合。为了优化S参数并改善带外的抑制，在谐振器中采用了缺陷微带结构（Defective Microstrip Structure,DMS）。仿真结果表明，滤波器的通带范围为2.3~?6.1 GHz?，中心频率为?4.2 GHz?，分数带宽（Fractional Bandwidth,FBW）大于90.4%；插入和回波损耗分别优于?-1 dB?和?-10 dB?；通带中群延迟的变化范围为0.4~?0.6 ns?，滤波器的线性度良好。该滤波器可用于5G通信系统。

• 雷达辐射源分类识别方法综述

  金秋,王宏艳,马方方

  阐述了雷达辐射源识别研究的必要性，详细介绍了现有雷达辐射源基本分类识别方法，系统梳理了现有分类识别技术的优缺点，合理分析了多、大且杂的电磁环境下雷达辐射源识别研究趋势，提出将深度学习与雷达辐射源识别全面结合，实现雷达辐射源识别智能化。