电讯技术杂志

电讯技术杂志2020年第11期

• 一种基于主动学习的中文新词识别算法

  王博,代翔,时聪,刘洋

  分词是中文自然语言处理的重要基础，新词的不断涌现是分词的最大难题。针对新词识别定义不清、语料缺乏的实际问题，提出了一种以大规模神经网络预训练模型为基础，并结合主动学习和人工规则的新词识别算法。利用预训练模型高效识别候选新词，使用基于不确定性和代表性样本选择的主动学习策略辅助标注新词，利用热度规则、突发性规则和合成性规则识别和过滤新词发现结果。针对新词识别评价标准不一致的问题，给出了一般性准确率和受限制准确率两条规范测试指标。与现有最优算法进行实验对比，所提算法两项指标分别提高了16%和4%。

• 一种基于孪生神经网络的深度异构网络嵌入算法

  李熊,韩鑫泽,王朝亮,蒋群,胡瑛俊

  针对现有异构网络嵌入方法导致的捕获关系冗余和模糊的问题，提出了一种基于孪生神经网络的深度异构网络嵌入模型。首先，基于面向关系的深度嵌入(Relation-Oriented Deep Embedding，RODE)框架构建了异构网络嵌入模型，以区分同型节点和异型节点之间的关系；其次，将同型节点与异类节点之间的相似性近似到低维空间，通过构建多任务的孪生神经网络来实现节点之间结构和语义关系的深度嵌入；最后，选取四个数据集执行典型网络挖掘任务，并与其他六种算法进行实验对比分析。实验结果表明，保持相同类型节点之间的相似性有助于提高节点分类效率，且损失函数在提高异构网络嵌入质量方面具有良好的优越性；RODE模型能够有效提高稀疏网络的嵌入质量，且具有良好的稳定性和鲁棒性。

• 天地一体化测控网中的随遇接入测控方法

  刘培杰,焦义文,刘燕都,赵腾飞

  为应对未来航天测控资源不足以及规划调度复杂度高的情况，基于我国当前测控网建设现状和天地一体化航天测控网建设需求构建了基本框架；借鉴地面蜂窝移动通信系统随机接入机制，设计了以随遇接入测控技术为核心的新型测控模式，介绍了其基本思路，给出了新形态下测控实施流程实例，设计了随遇接入测控协议栈体系，并对随遇接入技术用于天地一体化测控网方案中涉及的航天器接入最优化选择策略、全景（空域）多波束多目标同时测控技术研究等关键技术进行了探讨，供后续相关研究参考。

• 基于历史信息的雷达测量精度等效评估方法

  马顺南,魏超,陈宏烨

  飞行器发射试验前需要评估测量设备的精度。针对无校飞实验条件下的雷达测量精度评估问题，提出了一种等效精度评估方法，利用历次试验的测量数据和试验前的测试数据评估参试雷达的测量精度。分析了雷达的测量信号流程，建立了检测信息、测试信息到测量精度映射的因子合成回归模型，给出了历次测试信息一致性的秩和非参数检验方法，在测试信息一致的前提下等效评估当前的测量精度。经飞行试验测量数据验证，所提方法对雷达的测量精度评估结果与实际精度的符合性较好，可用于无校飞试验条件下技术状态稳定的雷达精度评估。

• 基于5G和无人机智能组网的应急通信技术

  钟剑峰,王红军

  针对现有应急通信系统面临的低速率、高时延、带宽不足和互联互通性差等问题，提出了一种基于5G和无人机智能组网的应急通信系统技术路线，并对其中部分关键技术进行了剖析，以期为提升救援力量在受灾地域的应急通信保障能力提供重要支撑。通过理论分析可知，该技术路线能够实现目标区域内无人机编队的智能组网和部署、5G信号的覆盖和5G通信的联通，拓展5G网络的覆盖范围，可在通信基础设施损毁的环境下实现用户终端之间以及用户终端与应急指挥中心之间的互联互通，具有一定的应用前景。

• 基于矩阵感知的毫米波MIMO系统信道估计方法

  肖志涛,王超,张芳,耿磊,童军

  在使用混合波束形成的毫米波大规模多输入多输出系统中，射频链路少于天线数，信道估计非常具有挑战性。当天线阵列缺陷导致未知相位和增益误差时，压缩感知信道估计器的性能会下降。为提高系统鲁棒性，提出了一种新型的基于矩阵感知的信道估计方案。该方案利用毫米波信道的低秩特性，采用凸函数差框架设计信道估计器。理论分析及仿真结果证明，所提方案不受阵列相位和增益误差的影响，与压缩感知方案比较增强了系统的鲁棒性，可获得比矩阵补全方案更好的估计性能。

• 高速铁路场景下环境反向散射辅助的无线传输方案

  窦中兆,赵文晶,刘杨,王公仆,冯穗力

  将反向散射技术引入到高铁场景的无线通信系统中，提出一种反向散射辅助无线传输方案（Backscatter Aided Wireless Transmission,BAWT），并针对BAWT和传统无线传输方案（Direct Wireless Transmission,DWT）进行了收发信机设计，包括信道估计以及信号检测。与传统无线传输方案相比，证明了在固定的火车天线和不变的轨道情况下，BAWT可以获得信道统计信息为信道估计提供助力。通过仿真对比两种方案的信道估计均方误差，BAWT方案相较DWT方案的信道估计准确性明显提高；对比BAWT、传统中继技术以及DWT方案，当信噪比为?20 dB?时，对应的BAWT方案和中继技术、DWT方案的误码率分别为1%和2%和12%，BAWT方案误码检测性能获得明显提升。此外，针对广域环境下的环境反向散射通信，推导了高铁场景下使用蜂窝移动通信信号作为RF信源的无线链路预算，反向散射信号在车厢内的覆盖范围内可以满足接收机的灵敏度要求，从链路预算角度论证了BAWT方案实现的可行性。

• “北斗”信号重构的导向矢量实时校正

  安毅

  针对导航应用中阵列天线导向矢量误差导致波束合成器性能恶化甚至失效的问题，提出了一种“北斗”信号重构的导向矢量实时校正算法。该算法利用重构的本地“北斗”参考信号与阵列天线接收信号进行相关解扩处理，然后利用信号子空间与信号正交补空间正交的特性，构造代价函数对各卫星方向的阵列导向矢量进行校正。仿真结果表明，经过校正的导向矢量相位误差从-100°~100°降低到-10°~10°范围内，幅度误差从-10~?10 dB?降低到-4~?2 dB?范围内；另外，导向矢量校正后，卫星信号波达方向估计误差在0.2°以内，估计精度大大提高。

• 一种基于TDOA的多天线联合测角算法

  刘燕都,焦义文,马宏,吴涛,陈永强

  针对分布式多天线系统中传统测角方法存在测量精度偏低、宽带信号不适用等问题，提出了一种基于时延差（Time Difference of Arrival,TDOA）测量的多天线二维测角算法。该算法基于最小二乘原理，综合利用多基线测量结果进行迭代计算，有效提高了估计精度，且无需解模糊。推导了算法的克拉美罗界(Cramér-Rao Lower Bound，CRLB)与均方根误差表达式，讨论了算法的测角性能。当天线数为7、天线间距?100 m?、时延估计精度优于?10 μs?时，测角精度接近CRLB，方位角精度优于3°，俯仰角精度优于4°。算法复杂度适中，能够应用到多天线无源侦察、空间目标跟踪等应用中。

• 一种改进的基于传播算子的二维DOA估计算法

  吴琴,陈建春,乜亮

  针对面阵中的波达方向估计算法复杂度过大的问题，提出了一种改进的基于传播算子的二维面阵波达方向（Direction of Arrival,DOA）估计算法。该改进算法基于面阵平移不变性质，将原始子面阵在?X和Y轴?上分别平移得到两个子面阵，将两个子面阵相加得到虚拟子面阵，利用原始子阵和虚拟子面阵构造新的信号矢量，基于传播算子算法求出其特征值，特征值中的模值和相位值包含信源的二维角度信息，由此可求出自动配对的二维角度。与基于传播算子的二维DOA估计算法相比，该算法有效降低了运算复杂度，且保持性能相近。仿真实验验证了算法的有效性。

• 利用频谱排序和筛选的突变噪声快速估计

  管海清,张徐垚

  针对最小值控制递归平均(Minima Controlled Recursive Averaging,MCRA)算法不能快速跟踪突变噪声的问题，提出了一种基于频谱排序和筛选的突变噪声快速估计方法。该方法在MCRA算法的基础上对带噪语音的功率谱进行排序，筛选出不含语音信号的频点来估计噪声的平均功率谱；当检测到噪声突变时，对当前的平滑参数和状态变量进行校正。仿真结果表明，该方法可以将突变噪声的跟踪时间缩短90%以上；用于语音降噪处理时，音质可以提升约0.4分。该方法具有一定的工程应用价值。

• 基于PSO-SAS的联合侦察任务规划

  刘然,王博,李彭伟

  针对联合侦察筹划中任务规划阶段机动侦察平台阵位与路线确定困难的问题，提出了一种基于粒子群优化-稀疏A星(Particle Swarm Optimization—Sparse A-star,PSO-SAS)算法的规划方法。该方法综合考虑侦察装备机动性能以及敌火力威胁、地形等因素，在侦察阵位规划上，建立了阵位综合评估模型，并利用粒子群算法进行阵位寻优；在路线规划上，采用稀疏A?*算法进行航迹规划，通过将机动性能、安全距离、路程等约束引入搜索过程，缩短最优路线的计算时间。仿真试验验证了所提方法生成的侦察阵位和路线能够满足侦察任务要求。

• 基于改进图着色的D2D资源分配和功率控制

  郑天宇,章辉,周超,姜美君

  针对蜂窝网络中D2D（Device-to-Device）用户复用蜂窝信道带来的同频干扰问题，提出了一种基于改进图着色的资源分配和功率控制算法。首先通过构建干扰图和候选集进行用户之间干扰关系建模，并定义指数型累积因子改进图着色算法，为D2D用户分配蜂窝信道；再采用基于信干噪比的闭环功率控制算法动态调整D2D用户发射功率，减小由于信道复用产生的干扰。仿真结果表明，与现有算法相比，所提算法能够有效提升系统吞吐量和D2D用户接入率，实现信道资源的合理分配。

• 利用ACE值构造QC-LDPC码

  王欣婷,潘克刚,赵瑞祥

  为进一步提升中短码长下准循环低密度奇偶校验(Quasi-cyclic Low-density Parity-check,QC-LDPC) 码的纠错性能，提出了一种综合短环数目和环连通性的QC-LDPC码构造方法。首先，采用Golomb规则构造QC-LDPC码，对基矩阵中的部分元素进行替换预处理，初步降低短环数目；其次，采用所提的利用近似环外信息度（Approximate Cycle Extrinsic message degree，ACE）的消环掩模算法来优化QC-LDPC码，使得掩模后的校验矩阵具有较大的ACE平均值，最终完成QC-LDPC码的构造。该构造方法简单、通用性强，在短环数目和连通性间进行了平衡。与只考虑减少短环数目、增大围长等方法相比，该方法构造的QC-LDPC码有更加优异的纠错性能。

• 一种加权聚类划分决策树算法

  刘振宇,褚娜

  针对斜划分决策树算法普遍存在时间效率低、部分算法仅能应用于二分类问题，提出了一种基于加权距离的聚类决策树算法。通过Relief-F算法为预测属性计算权重，并将权重用于树结点中数据的聚类过程，使用分簇结果对结点进行多路划分，得到可直接用于多分类问题的决策树。理论分析和实验结果表明，该算法与经典轴平行决策树相比，拥有更好的泛化能力以及相近的算法时间复杂度，与大部分斜决策树相比，在付出更少计算代价的前提下，获得了近似的正确率以及模型简洁度。

• 利用双正交小波变换优化G3-PLC系统性能

  刘艳,张峰,赵黎,沈波

  为了提高G3-PLC(G3-Power Line Communication)在复杂信道环境下通信的可靠性，提出了基于双正交小波变换的正交频分复用（Discrete Wavelet Transform-Orthogonal Frequency Division Multiplexing,DWT-OFDM）。通过双正交小波变换减小复杂信道环境下G3-PLC通信系统中OFDM载波间干扰，并通过合理减少循环前缀，优化传输效率，降低峰均比。在DWT-OFDM的G3-PLC系统中，通过不同小波基性能分析与对比，利用bior6.8双正交小波基进行系统性能优化。将DWT-OFDM的G3-PLC系统在实际电力线噪声库环境下进行实验分析，仿真结果表明，在平均误码率为10??-3?量级时，性能有?5 dB?左右提升，通信效率由40%提高至54%；结合限幅法，峰均比由?11 dB?降低至?8 dB?，通信性能极大优于基于FFT-OFDM的G3-PLC系统。

• 通用一体化测试平台设计

  胡婉如,王竹刚,张仁良,胡俊杰,李晓

  针对航天控制系统灵活性、复用性、可扩展性较差等问题，采用部分动态可重配置和软硬件协同设计等技术，设计了一种基于Microblaze软核的高带宽软件无线电(Software-defined Radio，SDR)通用一体化测试平台。该硬件平台由Kintex7 FPGA与集成式射频(Radio Frequency，RF)收发器AD9371组成，采用Microblaze软核进行功能开发，实现任务调度、功能配置和数据交互；通过Vivado实现测试平台逻辑功能开发，并将功能代码封装成FPGA IP(Intellectual Property)核；最终通过AD9371 RF收发器实现射频数据收发。测试结果表明，该通用一体化测试平台可进行高速率、高带宽数据传输。该平台具有通用性强、互联性强、易操作、易移植等特点，可广泛应用于工业、通信、军事、医疗、汽车、无人机、航天等领域。

• 新型Ka频段宽角扫描圆极化相控阵天线

  杨国庆

  提出了一种新型的Ka频段圆极化相控阵天线。天线单元以单馈电开槽贴片天线为基础实现圆极化，通过微带贴片表面加载介质和辅助辐射器，展宽了天线波束宽度并优化了单元轴比。以该天线为阵列单元，采用顺序旋转布阵技术优化得到的2×2子阵，其辐射方向图具有良好的旋转对称性，由该子阵扩展形成的相控阵天线，有效地实现了圆极化宽角扫描特性。以8×8矩形阵列为例，仿真分析了此类二维相控阵天线波束扫描过程中的方向图和极化特性。研究结果表明，天线在工作频段内可实现方位360°、俯仰±60°扫描，扫描范围内天线增益波动和轴比均小于?3 dB，?同时该天线具有低剖面（高度尺寸为?0.08λ??0?，λ??0??为空气介质波长）、结构简单、易于加工和集成等特点，非常适合小型化或一体化相控阵天线系统应用。

• 天线3D打印技术中的闪光烧结工艺

  周宇戈,张海涛,黄进,杨玉鹏

  闪光烧结的辐照面积大，能量密度分布均匀，可以显著提高天线3D打印的生产效率。目前对闪光烧结工艺的研究较少，烧结机理及其影响因素认识不足。为解决上述问题，针对纳米银薄膜闪光烧结工艺过程建立了数值模型，研究了纳米银薄膜和基板的温度分布规律，揭示了辐照能量对烧结温度的影响规律。实验测量了烧结温度和电导率，电导率最高为3.09×10??7 ? S/m，验证了模型的准确性。利用喷墨打印和闪光烧结制备了微带天线，实测其中心频率为5.81 GHz，在中心频率处回波损耗为?-24.5 dB?，与设计值吻合较好。仿真和实验成果可以为闪光烧结工艺的应用提供理论指导。

• 多功能雷达工作模式识别方法综述

  阳榴,朱卫纲,吕守业,赵宏宇,赫岩

  阐述了多功能雷达工作模式识别的背景与意义，归纳了多功能雷达的典型工作模式。总结了目前国内外的识别方法，并结合工程应用中面临的问题对比分析了各类算法的优点与局限性，最后梳理出当了前多功能雷达工作模式识别领域面临的挑战和需要解决的若干问题。