电讯技术杂志

电讯技术杂志2020年第3期

• 一种基于Radon变换的微表情识别算法

  吴进,安怡媛,韩天顺,师倩文

  微表情是人们处在一些与平时生活环境不同的高强度环境下试图控制和掩饰的情感表现，也是一种不曾意识到的瞬时脸部表情,持续时间短，强度弱。为了提高其准确率，提出了基于Radon变换的微表情识别算法。首先，对数据库中的视频序列进行灰度归一化、尺寸归一化和二维主成分分析法（Two-dimensional Principal Component Analysis，2DPCA）降维预处理，使用光流法对降维后图像提取运动特征；然后使用Radon变换算法对光流图像进行处理，得到对应微表情的特征值和特征图像；最后使用支持向量机进行微表情分类识别。实验结果表明，使用Radon变换后得到的微表情特征图像得到了较好的识别效果，在微表情数据集CASME和CASMEⅡ上识别率分别为81.48%和82.17%，通过与选取的其他方法对比说明了该方法具有更好的识别性能。

• 基于分离卷积的战场目标聚集行为识别

  姜海洋,卢庆林,牛超,秦蓁,李艾静,杨海涛

  针对大部分行为识别算法效率较低，难以应对大规模影像识别任务的问题，一方面，提出一种结合双流结构与多纤维网络的双流多纤维网络模型，分别以RGB序列、光流序列为输入提取视频的时空信息，然后将两条支路网络的识别结果进行决策相加，提高了对战场目标聚集行为的检测效率与识别准确率；另一方面，提出一种结合分离卷积思想与多纤维网络的双流分离卷积多纤维网络模型，进一步提高网络检测效率与抗过拟合能力。实验表明，在建立的情报影像仿真数据集中，上述算法能够有效识别出战场目标聚集行为，在大幅提升检测效率同时实现了识别准确率的提升。

• 高动态卫星链路多普勒频移特性分析

  黄爱军,代红

  为满足高动态卫星接收机设计仿真及测试需求，以高机动飞行器典型运动模型为参考，通过合理近似与简化，推导出高动态卫星信道多普勒频偏变化理论模型。仿真结果表明，理论模型的多普勒频偏计算误差小于6，适合工程设计应用。在此基础上，进一步分析了高动态卫星通信信号载波同步关键技术，并提出了解决方案建议。

• 一种空频二维键移索引调制传输新方法

  曹瑞,雷霞,肖悦

  多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技术和正交频分复用(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing,OFDM)技术因其优秀的抗符号间干扰特性被广泛应用于高速数据传输，但传统MIMO-OFDM系统的检测需要在空频域中联合搜索调幅/调相信号，复杂度高。为降低系统复杂度，将索引调制技术与MIMO-OFDM系统相结合提出了一种激活特定空频单元，利用索引传输额外信息的新方法，并通过理论分析获得了该方法的近似闭合性能表达式。此外，利用数值仿真对分析结果进行了验证。理论推导与系统仿真结果均显示了所提方法能在不增加发射天线数目的前提下提高系统的发射分集增益。上述理论结果可以为下一代低功耗低复杂度的空频系统设计提供借鉴。

• 接收机畸变对辐射源指纹识别的影响

  乐波,王桂良,黄渊凌,甘文迓

  在辐射源个体识别技术应用中，接收机指纹和发射机指纹相互影响相互耦合，造成辐射源指纹库依赖于特定接收机，无法在不同接收机之间通用。针对此问题，对典型超外差接收机的滤波器、放大器畸变分量对接收信号指纹的影响进行了理论分析与实验验证。理论分析证明发射机和接收机的滤波器、放大器分量对于接收信号整体的畸变影响是等价的；实验中，利用两台超外差接收机对5台发射机进行个体识别测试验证，更换接收机前后，滤波器、放大器特征识别正确率分别从100%、95.5%降到20%，证明了接收机畸变分量对发射机指纹识别具有严重影响。该研究成果可为后续辐射源个体识别接收机设计以及接收机畸变校正提供理论依据。

• 基于三维特征的雷达信号脉内调制识别

  杨洁,弋佳东

  针对低信噪比条件下雷达信号识别算法对噪声敏感的问题，提出了一种基于三维特征的雷达信号脉内调制识别算法。该方法通过提取信号的差分近似熵、调和平均分形盒维数和信息维数特征组成三维特征向量，使用遗传算法优化的BP神经网络分类器实现雷达信号的分类识别。仿真结果表明，所提取的三维特征在信噪比为?-4~10 dB?变化范围内具有较好的类内聚集度和类间分离度，可以实现对不同雷达信号进行识别，证实了该方法的有效性。

• 基于资源池的测控设备动态集中管理

  周慧

  为满足日益增长的航天测控任务需求，采用基于资源池的测控设备动态集中管理，可以有效降低投入成本，提高系统的可靠性和资源利用率。介绍了我国传统测控系统体系架构，从优化传统测控站的资源利用率角度入手，提出了基于资源池的测控设备动态集中管理，分析了其功能需求，论述了关键技术问题，为实施基于资源池的测控设备动态集中管理提供了一定参考。

• 全空域球面相控阵测控系统的一种过顶跟踪方法

  王文政,俄广西,杜丹

  针对球面相控阵天线在跟踪高仰角过顶的动态目标时因方位角跳变引起的跟踪中断问题，提出了一种基于坐标系旋转的过顶跟踪方法。仿真表明，该方法很好地满足了相控阵天线角跟踪设计需要，能有效解决球面阵天线高仰角的跟踪过顶问题。目前，该方法已经成功应用于工程项目。

• 无人机H.265双路视频传输系统的设计与实现

  魏艺明,张捷,梁绣滟

  针对无人机视频传输设备接口兼容能力差、编码速率高的现状，设计了兼容高清多媒体接口（High Definition Multimedia Interface，HDMI）、串行数字接口（Serial Digital Interface，SDI）、复合同步视频广播信号(Composite Video Broadcast Signal,CVBS)三种接口的低码率视频传输系统。系统以Hi3519为核心，采用H.265的方式编码。在接口兼容方面，通过搭配不同的视频接口芯片，兼容多种视频输入接口；在编码效率方面，同时压缩两路1080p60视频仅需3.2 Mb/s的压缩码率。相比采用H.264编码方式、需要视频接口转换器的方案，采用一片主处理器和多种视频接口芯片的方案具有低成本、低功耗、小体积的优点，更适用于无人机。通过搭建无线链路测试了系统的视频传输性能，结果表明，系统连接可靠、易于操作，可以实现实时、稳定的传输。

• 基于软件无线电平台的1090ES扩容信号收发处理

  黄清,王洪,王飞,史志举

  随着空中交通的信息传输与新应用拓展需求不断增加，1090ES信号容量有限问题日益显现，对1090ES信号进行容量扩充是一种有效解决途径。针对一种基于脉内调相的1090ES信号扩容技术，给出了叠加调制的信号模型，研究了1090ES信号的解调解码算法；在GNU Radio+ USRP软件无线电平台上，实现了1090ES扩容信号的产生和接收处理，包括脉冲位置调制（Pulse Position Modulation，PPM）与8PSK叠加调制、低通滤波、报头检测、载波同步、PPM解码和相位解调等，并利用Matlab对实验的解码错误率和信号的频谱特性做了统计分析与仿真，结果表明了该扩容技术的可行性。

• 利用时变噪声贝叶斯卡尔曼滤波的室内移动目标定位

  夷立华,施佳佳,许致火,施佺

  基于射频识别的指纹滤波定位技术是当前室内定位中常使用的技术之一。针对该技术存在的卡尔曼滤波算法不能准确适应环境噪声变化，致使定位精度不高的问题，提出了一种适应时变噪声的贝叶斯卡尔曼滤波算法。所提算法结合Sage-Husa滤波模型和贝叶斯模型，实现了过程和测量协方差矩阵的最优化，有效地降低了噪声，提高了指纹滤波定位的精度。实验结果表明，与变分贝叶斯卡尔曼滤波和Sage-Husa滤波相比，无障碍情况下，基于改进算法的定位精度提高了6%以上；有障碍干扰下，则提高了14.6%以上。

• 扩频系统最佳失真度量化及载噪比评估方法

  范吟芸,王竹刚

  扩频系统接收机模拟中频信号的量化会带来信噪比损失，在一定程度上影响扩频系统的抗干扰性。为提升接收机输入端量化信噪比，针对服从高斯分布的噪声且低信噪比的接收机模拟中频信号，提出一种自适应功率的模拟中频信号的“最佳失真度量化方法”。首先分析数模转换器的特性划定量化门限，然后依照输入信号的统计特性，设计出最佳功率的计算方法，并提出新的评价指标“载噪比”，可以在捕获前预先衡量量化损失。通过仿真计算了“最佳失真度量化方法”的载噪比，并与 “传统法”进行对比。实现结果表明，所提方法的载噪比相对于“传统法”的均值提升?0.27 dBHz?。

• 一种“北斗”B1C信号无模糊捕获算法

  刘少强,龚文飞,孙昕

  针对“北斗”B1C信号同步过程中存在的捕获模糊性问题，根据“北斗”B1C信号的信号特点，基于伪相关函数方法，设计了一种适用于“北斗”B1C信号的无模糊捕获算法。该算法采用数据分量和导频分量非相干组合的捕获策略，实现了B1C信号数据分量和导频分量的无模糊捕获，提高了捕获灵敏度。利用导航终端接收的卫星信号数据，对所提捕获算法进行了仿真验证，并分析了其无模糊捕获性能和捕获灵敏度。仿真结果表明，所提算法能准确且快速地捕获“北斗”B1C信号。

• 一种高精度动态测控信号模拟器

  兰宏志

  根据测控系统对动态模拟器的要求，即模拟动态范围宽、模拟精度高、逼真度高，设计了采用两级数字存储器对信号进行粗细时延组合控制的转发式模拟器。根据运动方程高逼真度地模拟飞行目标的动态特性，该模拟器可以实现距离模拟范围千万公里时，精度优于1 cm；速度模拟范围每秒几十公里时，精度优于1 mm/s的高精度动态模拟。

• 基于矢量消息传递的迭代均衡

  付松颖,刘丽哲,沈斌松

  在迭代均衡中，通过计算后验概率密度求解输入信息可以被视为一个广义线性回归问题。为解决此问题，采用了一种名为广义矢量消息传递的新算法。该算法与之前的广义消息传递算法相比，可以适用于包含任意分布的输出。使用该算法的检测器中，包含一个内部软均衡器和软分块交织器，原理与软均衡器和软译码器的消息传递类似，其按照迭代算法逐块交换外信息，从而改善均衡器的性能。通过对该算法的性能分析，提出增加半自适应的阻尼系数来保证内部软均衡器和交织器的独立性。对改进后的算法进行性能分析，结果表明其计算复杂度和低信噪比条件下性能均优于逐符号的迭代均衡以及广义消息传递算法的迭代均衡。

• 结合新型模糊支持向量机和证据理论的多传感器水质数据融合

  梁楠,邹志红

  在多传感器水质数据融合领域，证据理论是有效的数据融合方法之一，但基本概率分配一般不易确定，从而使数据融合能力难以有效发挥。支持向量机是统计学习理论之上的高级分类算法，具有普适性和全局优化等特点，但输出的基本概率分配有待进一步提高。提出了一种基于证据理论和新型模糊支持向量机相结合的数据融合方法，通过建立基于分类超平面距离的模糊隶属度，训练模糊支持向量机提高传统支持向量机的基本概率分配，并结合证据理论进行海河水质数据融合。通过证据理论分别结合支持向量机和模糊综合评价法与上述方法进行对比实验，经精度、平均绝对百分误差、均方根误差等指标验证，精度提高10.5%，表明所提方法是一种可靠的多传感器的水质融合方法，较其他方法具有更高的融合精度。

• 面向OFDM应用的低硬件开销低功耗64点FFT处理器设计

  于建

  在基于正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)的无线系统中，快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)作为关键模块，消耗着大量的硬件资源。为此，针对于IEEE802.11a标准的无线局域网基带技术，提出了一种低硬件开销、低功耗的基-2??4?算法流水线架构FFT处理器设计方案。在硬件实现上，采用单路延迟负反馈(Single-path Delay Feedback,SDF)流水线架构；为了降低硬件资源消耗，基于新型的改良蝶形架构利用正则有符号数(Canonical Signed Digit,CSD) 常数乘法器替代布斯乘法器完成所有的复数乘法运算。设计采用QUARTUS PRIME工具进行开发，搭配Cyclone 10 LP系列器件，编译结果显示该方案与其他已存在的方案相比，至少节约硬件成本25%，降低功耗18%。

• 一种改进超四算法的DDS设计

  汤衡,何善亮,陈杨

  为了提升直接数字频率合成器（Direct Digital Synthesizer，DDS）的性能，针对DDS的相幅转换器进行了改进。基于坐标旋转数字计算算法（Coordinate Rotation Digital Computer Algorithm，CORDIC），利用三角函数角度近似的性质和相位寻址位与旋转角度的转换关系对超四算法改进，得到了仅需一次单向旋转的改进算法，并给出了该算法实现的电路结构。通过Matlab仿真分析，该电路无杂散动态范围值可以达到-119.1 dBc，输出误差小于1.05×10-5。基于Xilinx的FPGA平台进行仿真实验，结果表明该电路结构的输出延时不超过21 ns，相比其他类型的CORDIC算法提升了近48%的速度，同时面积资源也明显减少。该设计可以为雷达、通信等系统优化提供新的思路。

• 空间信息传输中的多天线技术综述

  刘燕都,王元钦,焦义文,马宏

  近年来，空间信息传输中的多天线技术得到了广泛关注和大量研究。首先介绍了多天线技术的信息论基础和演进过程；然后综述了多天线通信和雷达技术的研究进展，包括多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)卫星通信技术、深空天线组阵技术、空间多维协同传输理论与技术、MIMO雷达技术和分布式孔径相参合成雷达技术，分析了其中的关键技术及未来可研究的方向；最后，总结了多天线技术在航天测控领域应用的优势，展望了基于多天线的测控技术。

• 多节点传感器协同探测技术综述与展望

  韩志钢,卿利

  单个传感器受到战场视角、目标机动、环境影响等因素限制，难以连续有效获取目标高精度位置信息。多个节点平台利用宽带通信网络，建立多传感器协同的战场环境感知能力，可解决单一传感器定位时间长、定位精度较低、连续跟踪性能较差等问题。介绍了多节点协同探测概念及模式，综述了多节点雷达协同、无源探测协同、光电/红外协同以及异构传感器协同等不同类型协同模式的处理算法研究现状，分析了不同方式下的协同处理流程及效能，最后给出多节点传感器协同探测技术发展趋势及展望。