电讯技术杂志

电讯技术杂志2019年第7期

• 上行SCMA系统的动态子图检测算法

  申敏,李佳,何云

  面对未来网络需求量的爆炸性增长，稀疏码多址接入（Sparse Code Multiple Access，SCMA）作为一种基于码本的非正交多址技术，在用户连接数、频谱效率和低时延都有很大的提升。由于码字的稀疏性，SCMA采用消息传递算法（Message Passing Algorithm，MPA）实现多用户检测，但是复杂度还是相对较高，以至于很难应用于实际系统。为了解决上述问题，提出了一种动态子图消息传递算法（Dynamic Sub-graph Message Passing Algorithm，DS-MPA）进行信号检测。DS-MPA利用剩余值来确定下一次迭代的子图，减少了资源节点的更新用户数量，达到了降低复杂度的目的。仿真结果显示算法性能几乎无损并且降低了1/3左右的复杂度。

• 超宽带室内定位算法

  肖辉春,梁晓林

  为了解决室内密集多径环境下人员定位精度差这一问题，设计并实现了一种基于脉冲超宽带与能量检测接收机的信号到达时间估计算法。根据在IEEE802.12.4a标准室内家居环境下得到的超宽带信号，深入分析了信号的偏度、翘度与均方差特性。根据信号特性与信噪比之间的关系，算法能够实现高精度的信号传播时间估计。该算法充分考虑了积分周期与信号传播环境如视距与非视距对信号传播时间造成的影响。通过实验分析对比，该算法对信号传播时间估计具有更好的鲁棒性，目标运动速度和形变具有很好的鲁棒性，能够提供更高的精度。相较于阈值估计算法，该算法在低信噪比环境下最优能够提高10 ns的估计精度。

• 采用混合图的双向异质频谱拍卖算法

  杨茜茜,盘小娜,覃团发

  为了解决频谱稀缺的问题，提高频谱利用率，采用频谱拍卖方法激励主用户（卖家）出售空闲的频谱，次用户（买家）通过在拍卖中获胜得以接入其急需的频谱，提出了一种采用混合图的双向异质频谱拍卖算法(Double Auction based on Mixed Graph for heterogeneous spectrums,MGDA)。该算法使用混合图能够更准确地量化买家之间对于频谱的干扰情况，使频谱交易数量最大化，显著提高了频谱利用率。MGDA还考虑了频谱的异质性，允许买家表达对不同频率频谱的偏好，为不同的频谱建立不同的频谱干扰图。仿真结果表明，MGDA在空间利用率、买家满意度和拍卖收益等方面具有良好的性能，空间利用率比采用无向图的拍卖算法提高5.8%~13.6%。

• QAM-OFDM雷达通信共享信号长时间相参积累算法

  杨勇军,梅进杰,胡登鹏,雷云龙

  QAM-OFDM(Quadrature Amplitude Modulation-Orthogonal Frequency Division Multiplexing)雷达通信共享信号因携带随机通信信息，其脉压旁瓣的随机性较大，类似噪声的影响。针对该问题，采用基于Keystone变换的长时间相参积累算法抑制其旁瓣。在共享信号模型的基础上，分析了其脉压旁瓣受随机通信信息的影响以及采用长时间相参积累抑制其旁瓣的可行性，然后采用Keystone变换校正其长时间相参积累产生的距离单元走动，并进行多普勒模糊补偿处理。理论分析和仿真结果表明，该方法使得回波能量积累集中，能有效实现共享信号脉压旁瓣的抑制。

• 天地一体化信息网络中天基卫星网络架构设计

  冯建元,李杰,庞立新,周志成

  为了充分利用各种空间设施资源，提升天基信息网络覆盖与传输能力，分别从天基信息网络体系架构和逻辑功能架构角度进行了系统性设计。与以往天基网络的设计不同，该设计更注重各类卫星网络的深度融合应用，为此将网络虚拟化技术引入天基卫星网络。同时，还提出了解决新架构下卫星组网难题的方法，将电磁涡旋、卫星灵活载荷和边缘计算技术设计到天基网络。仿真表明，所提出的架构能有效提升频谱利用率和减少卫星网络信令开销。

• 新型靶场全空域全数字相控阵测控系统设计

  王锋,徐茂格

  针对后续靶场多发齐射等新型试验任务的测控保障需求，提出了基于全空域覆盖多频段综合孔径天线阵列、分布式数据采集与传输、多功能通用“资源池”为基础的新一代靶场多功能综合测控系统。针对靶场遥测常用的S频段和安控常用的P频段，给出了双频段共阵面全空域覆盖相控阵的具体实现方式，并仿真分析了核心指标。仿真结果表明，全空域增益波动在1 dB内，第一副瓣电平均小于?-13.0 dB?。此外，该系统架构具有可扩展性。

• 无人机蜂群网络非合作博弈的功率控制

  卿利

  无人机蜂群网络是一种由大量节点组成的分层、多簇结构的无线通信网络。重点研究了多信道条件下功率优化控制问题及措施，提出了一种基于非合作博弈的分布式功率控制方法。该博弈问题的价格因子设计考虑了网络节点重要度因子的影响，每个节点根据连接关系评估得到全网节点的重要度因子。给出了分布式价格功率控制算法。对所提出的算法进行典型场景下的仿真分析，结果表明该算法能够快速收敛，保证簇首、核心节点等高重要度节点的干扰容限，提高网络的可靠性，达到系统总体效用最优。

• 移动自组织网络中基于QoE的跨层多波束信道接入机制

  张绍英

  引入数字多波束技术可以使移动自组织网络的信道容量得到有效提升，然而，时间、频率、空间、用户、功率等多维度资源域的统一调度与跨层联合优化使得信道接入机制的分析与设计变得更加复杂。为此，结合多波束的特性，将波束宽度限制、收发限制、通道限制、功率限制等多种约束条件抽象图论问题，并建立分析模型。基于分析模型，进一步提出了MB-MAC（Multi-beam Medium Access Control）信道接入机制，结合物理层的预编码技术，建立定向链路的队列模型，度量用户的满意度(Quality of Experience,QoE)，设计了适用于自组织网络中多用户并发并收的信道接入机制，兼顾了网络容量和用户满意度。仿真结果表明，MB-MAC机制能在保证各个用户满意度的情况下，有效提升网络吞吐率。

• 面向卫星导航信号的外辐射源雷达软件化模拟器设计

  马驭飞,崔晓伟

  面向全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)信号的外辐射源雷达，是一种利用环境中GNSS信号作为非合作照射源进行探测的雷达。为满足基于GNSS信号的外辐射源雷达系统仿真和信号处理算法设计评估的需要，通过对该雷达系统组成与工作原理的分析，完成了面向GNSS信号的外辐射源雷达软件化信号模拟器的设计与实现。给定仿真场景下软件化模拟器输出信号处理和分析的结果验证了该模拟器可根据输入参数与模型正确完成信号仿真。

• 一种鲁棒的SAR图像匹配方法

  吴元,乔文昇,邵鹏

  针对合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）图像匹配中虚假匹配和鲁棒性欠缺的问题，提出了一种鲁棒的SAR图像匹配方法。首先通过正射校正来进行预处理，从而消除SAR图像的旋转；然后利用相关匹配方法初步提取同名点；最后根据同名点的空间位置来筛选同名点并计算仿射矩阵进行匹配，提高了SAR图像匹配的精度和鲁棒性。实验证明了所提方法的有效性。

• 一种SAR与可见光图像压缩感知融合增强方法

  刘杰

  针对机载多传感器成像战场态势感知的问题，提出了一种合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)与可见光图像压缩感知融合增强方法。该方法首先对SAR与可见光图像分别进行压缩感知测量，得到压缩测量值，然后通过基于局部权值的融合方法实现对压缩测量值的融合，再利用有序度最优分割法提取SAR图像的强散射目标，最后对融合测量值重建得到初步融合图像，初步融合图像通过目标对比度增强得到最终融合图像。对多组图像进行了仿真分析，视觉及数值结果表明该方法能显著增强融合图像的目标对比度，提升了图像纹理清晰度，较大程度降低了图像融合过程中的数据计算量。

• 一种利用定向天线改善多点定位系统检测率的方法

  姜官男,华伟,郭建华,蒋凯

  为解决机场站坪区域多点定位系统定位检测率低的问题，基于射线追踪法与一致性几何绕射理论，建立了机场站坪区域的三维模型，仿真分析了复杂电磁环境中多点定位系统定位失败的原因与多径干扰来源,提出了抑制多径信号的定向接收天线方法。在机场站坪区域的仿真和实测结果表明，多点定位系统中采用定向接收天线的方法，可有效抑制多径干扰，显著提高多点定位系统定位检测率。

• 最小能量框架的跟踪干扰识别和去噪算法

  余青松,杨仕平

  讨论了基于离散信号空间上的最小能量（小波）框架的跟踪干扰信号识别和去噪算法。利用一组框架对采用相位调制的接收信号进行分解，如果受到跟踪干扰，则未干扰区信号和干扰区信号的3个分解子信号将呈现明显不同的能量分布特征，据此提出了一种跟踪干扰信号识别和自适应阈值去噪算法。理论分析和仿真结果表明，识别算法具备低虚警率和漏警率性能，而去噪算法有效抑制了干扰信号能量，10??-2? 误包率时，BPSK+1/2 Turbo信号中1/16尾部信号受到干信比值?10 dB?的高斯噪声干扰后，去噪算法获得了约?4 dB?的增益；而QPSK+1/2 Turbo信号中1/8尾部信号受到干信比值?10 dB?的高斯噪声干扰后，去噪算法可以把误包率性能从1降低至约0.67的水平。

• 一种高性能并行计算架构的FPGA实现

  钟瑜,吴明钦

  针对传统的现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）开发方法效率低、不能充分利用芯片逻辑资源等问题，提出了一种高性能并行计算架构。设计了统一的软件、硬件编程模型，并提供FPGA操作系统层级的支持，将部分可重构技术应用于硬件线程的开发，使该架构具备资源管理和复用的能力。同时还设计了软件、硬件协同开发的流程。在开发板ZC702上进行了设计验证，评估了架构的额外资源消耗情况，并以排序算法为例展示了该架构多线程设计的灵活性。

• 基于AD9361的掌上型LTE RRU设计与开发

  蒋静,朱雯娟,龚程,唐云峰,龚耀艳

  当前小体积远端射频单元（Remote Radio Unit,RRU）主要是皮站级别的Pico-RRU，其重量和体积仍然难以满足掌上型的要求。为此，采用高集成度的AD9361芯片来实现长期演进（Long Term Evolution，LTE）宽带收发信机功能，配合时钟同步模块、放大器模块和控制接口电路等一起构建低成本的掌上型RRU。主要解决了基于AD9516的时钟同步、低相位噪声设计和高灵敏度接收机设计三个技术难点，成功实现了掌上型、高性能、低成本的设计目标。整个RRU样机尺寸为?18 cm×??10 cm?×?2 cm?，质量约?500 g?，量产成本千元以内。测试表明，该RRU下行误差向量幅度（Error Vector Magnitude，EVM）小于3%，优于3GPP要求的8%；?10 MHz?带宽时上行接收机灵敏度优于3GPP要求的?-93.5 dBm。

• 一种新型高增益小型化四臂螺旋天线

  王晓明,李亚军,芮锡,吴永青

  针对卫星通信、卫星导航设备中四臂螺旋天线低仰角增益低、馈电网络尺寸不能满足安装要求的问题，设计了一种新型四臂螺旋天线，采用折叠式威尔金森(Wilkinson)移相馈电网络馈电，采用类八臂渐变式螺旋臂的方法提升天线低仰角增益。天线仿真和测试结果吻合良好，结果显示，在±60°~±90°低仰角范围内天线增益提高了1~?2 dB?，天线轴比保持在2以内，馈电网络高度降低了?1.5 cm?。该四臂螺旋天线具有低仰角高增益、圆极化特性良好、尺寸小等特点。

• 一种新型的介质反射面天线

  陈阳

  提出了一种新型的多层介质结构的反射面天线，反射平面上所需要的相位补偿通过选择合适的介质厚度来实现，使用几个多层圆形介质即可满足条件。与传统的高增益天线相比，该结构设计简单，加工方便。验证了几种不同层数的结构和一个等口径的抛物面反射面天线。加工并测试了一个采用Vivaldi做馈源的4层结构的反射面天线。仿真和测试结果均表明该天线具有良好性能。

• 12 m天线结构轻型化模块化设计

  李天虹,刑毅,王万玉

  针对极地工作环境和运输、吊装条件限制，对12 m S/X/Ka天线结构进行了轻型化、模块化设计，基于ANSYS分析计算了多工况下天线结构的应力及变形情况。设计的天线结构总质量为?2.8×10??4 ? kg?，最大吊装单元不大于4×10??3? kg，满足模块化、轻型化需求，且在各种工况下满足精度和强度设计要求，已应用于相关工程建设中。

• 基于IVI技术的敌我识别设备自动测试系统设计

  肖韵

  针对敌我识别设备研制生产过程中测试项目繁多、流程复杂、人工测试耗时费力等问题，通过分析敌我识别设备工作原理，搭建了软硬件资源。介绍了以工控机为主控系统、LAN/RS232/RS485/RS422为通信接口的硬件资源，设计了软件架构和自动测试流程。其中可互换虚拟仪器（Interchangeable Virtual Instrument，IVI）驱动器的设计成功将测试程序与硬件分离，只需新增仪器配置，添加相应的驱动，便可实现底层仪器置换，满足测试需求。应用结果证明该自动测试系统能快速检测模块和组装后的整机各项技术指标，且将测试时间缩短至3 h，具有实际使用价值。

• 基于遥测信号的测距技术及其发展趋势

  侯彦兵,焦义文,杨文革

  基于遥测信号的测距技术可以有效解决深空测距下行链路同时传输遥测、测距信号时出现的遥测数据传输速率受限、频谱带宽增加等问题，应用前景广阔。介绍了基于遥测信号的测距技术发展历程，重点总结了其中的关键技术，包括上行测距码的选择、遥测帧的设计和传输、PN码相位估计算法，最后探讨了其发展趋势。基于遥测信号的测距技术适应未来深空测距的发展需求，是深空测距的重要发展方向之一。