电讯技术杂志

电讯技术杂志2020年第4期

• 一种改进的基于3D-BN-GRU网络的行为识别算法

  吴进,李聪,徐一欢,闵育,安怡媛

  行为识别是计算机视觉研究一大热点，为了改善其计算量大、识别率低的问题，提出了一种基于三维卷积神经网络(3Dimension Convolutionnal Neural Network，3D-CNN)与门控循环单元网络(Gated Recurrent Unit，GRU)相融合的行为识别算法。该算法采用keras框架，首先对3D-CNN结构进行优化，采用把大的卷积核用若干个小的串联起来的Block结构；然后在每层卷积层后采用批量归一化处理，并添加Dropout层以提高网络泛化能力；最后与GRU网络融合，使用Softmax进行分类得出结果。实验结果表明，所设计的融合网络有较高的识别率，达到94.5%。

• 结合二维内蕴模函数和贝叶斯多任务学习的SAR目标识别

  张宏武,康凯

  为了提高合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）目标识别性能，提出了结合二维内蕴模函数（Bidimensional Intrinsic Mode Function,BIMF)与贝叶斯多任务学习的SAR目标识别方法。采用二维经验模态分解获得SAR图像的多层次BIMF，从而更好地描述原始图像的细节信息。为了获得稳健的决策，采用贝叶斯多任务学习对原始SAR图像及其多层次的BIMF进行联合稀疏表示。最后，通过比较各个类别对于测试样本的重构误差判定目标类别。基于MSTAR数据集在多种条件下对提出方法进行了验证实验，结果证明了方法的有效性。

• 虚拟化测控站体系结构设计与关键技术

  刘燕都,焦义文,陈雨迪,刘培杰,陈永强

  随着测控任务日渐密集，任务类型的多样性、复杂性不断增长，传统测控站封闭的体系结构在应对未来测控需求方面存在较多的技术短板。在对比分析国内外同类技术发展的基础上，提出了以综合基带虚拟化和软件定义网络技术为基础、以资源池为核心的新一代测控站体系结构，分析了测控站功能域与实现方法，设计了基于OpenFlow协议的测控站网络。设计了多星测控实验，验证了虚拟化测控站的优势。实验结果表明，当前商用设备的虚拟化率不低于1.25。

• 大型民用特种飞机平台航电系统架构分析

  张宏志,常妍

  通过分析大型民用特种飞机使用场景，将航电系统进一步划分为平台航电系统和任务航电系统，提出了“大分布、小综合”的平台航电系统架构设计理念。该设计理念采用分布式综合模块化架构，对平台航电系统的各分系统进行功能区域性综合。此外，还分析了平台航电系统架构的验证方法、适航取证思路等方面内容，可为后续大型民用特种飞机的平台航电系统设计提供借鉴和参考。

• 一种数字式高精度测速应答机设计

  李增有,刘嗣勤

  针对航天测控对应答机高精度、小型化、高可靠性的需求，采用基于大容量现场可编程门阵列平台的全数字模式，并结合直接数字频率合成器、相参转发技术，设计并研制了三通道全相参转发体制的应答机。测试结果表明，较传统应答机，该应答机结构尺寸压缩了40%以上，测速精度提升了2倍左右，达到了mm/s级。该研究成果已应用于后续型号高精度测控系统建设中，具有良好的推广应用价值。

• 角跟踪系统模拟器的跟踪收敛性分析

  兰宏志

  跟踪收敛性是角跟踪系统模拟器性能指标的重要体现。角跟踪系统常会因为方位俯仰信号的正交性不好造成交叉耦合较大或者链路处理时间较长引起误差积累，导致角跟踪收敛性不好。为此，研制了角跟踪系统模拟器。该模拟器根据天线方向图设计查找表，控制模拟角跟踪系统和差路信号幅度和相位，从信号幅度和相位处理环节减小交叉耦合；通过缩短角跟踪系统模拟器软硬件处理时间，减小误差积累。从减小交叉耦合和缩短系统处理时间两方面着手，较好地实现了增强角跟踪系统模拟器跟踪收敛性的目的。

• 一种适用于遥测测距信号的新型码跟踪环

  侯彦兵,焦义文,杨文革

  遥测测距技术采用再生伪码作为上行链路信号。针对飞行器现有码跟踪环结构复杂、低信噪比条件下环路跟踪性能差的问题，提出了一种新的基于锁相环的码跟踪环结构，推导了环路的信号处理流程。该结构降低了环路实现的复杂度，改善了低信噪比条件下的相位测量精度，仿真进一步验证了方法的有效性和稳定性，较现有方法在信噪比为-10 dB时能提高1.5×10－3个码片的精度，适合遥测测距技术。

• 数字多波束相控阵测控系统角跟踪环路设计

  王文政,俄广西,杜丹

  为了解决相控阵天线对目标的自跟踪问题，基于数字锁相环路理论，提出了一种相控阵天线数字角跟踪环路设计方案。通过数学建模与仿真验证了方案的正确性，同时表明方案对不同的通道时延具有良好的收敛特性。该方案已成功应用于工程项目。

• 语义分割网络下的混合信号频谱分离

  马松,刘田,尚建忠,余湋,穆航,陈霄南,王军

  单通道接收机下，多个时频混合信号的分离属于非稀疏欠定信号分离问题，难以求解。针对这类非稀疏欠定信号分离问题，提出了一种基于语义分割网络、从频域实现多个指定类别信号分离的新方法。利用语义分割网络提取信号的频域分布特征，克服了单通道接收机下信号先验信息过少的问题。仿真表明，该方法具有较高的分离精度，且响应时间短，可用于单通道接收机中时频混叠信号的分离。

• 双平行线阵的快速一维DOA估计

  王志强,虞贵财,艾明,李丹

  针对传统子空间算法需要进行特征值分解或奇异值分解等复杂计算的问题，提出一种双平行线阵（Double Parallel Linear Array,DPLA）的快速一维波达方向（Direction of Arrival，DOA）估计算法。算法通过处理互协方差矩阵的第一列元素构造出等效的噪声子空间，再通过求根MUSIC（Multiple Signal Classification）算法得到DOA估计，有效避开了特征值分解或奇异值分解，降低了计算复杂度，提高了运算速度。仿真结果表明，该算法在提高了估计精度的同时减少了估计时间。

• 一种改进的自适应UKF被动定位方法

  叶俊

  反辐射导弹为了对抗目标雷达关机，一般采用被动定位算法对目标雷达进行定位。有关被动定位算法的研究多以测角噪声的统计特性已知、被动雷达测量信息无间断为基础，对工程实践中存在的测角噪声统计特性未知且被动测量误差间断的情况少有涉及。针对该问题，提出了采用自适应无迹卡尔曼滤波（Adaptive Unscented Kalman Filter，AUKF）算法对噪声统计特性进行实时估计，并结合间断信息时递推滤波的改进的被动定位方法。仿真结果表明，在测角误差特性时变和测量信息间断情况下，该被动定位方法精度远优于常规UKF方法。

• 5G移动通信系统的下行控制信道传输

  刘文豪,王衍文,刘人境,郝东来,刘向阳

  基于5G系统的控制信道结构和传输机制，通过多种场景下的性能仿真从而得到导频图案和聚合等级的优化准则。首先，用于解调控制信道的导频与控制信道采用相同的预编码以实现控制信道波束的透明传输；其次，控制信道在频域资源上打散，当信道状态未知则采用分集的传输机制；再次，导频分布随聚合等级的变化而调整，低聚合等级导频密度大，高聚合等级导频密度小。该方法可以根据信道状况是否可知采用波束赋形或分集的传输，实现控制信息的可靠、有效传输。

• 低轨卫星通信系统中的一种波束小区切换算法

  沈俊,陈曦,赵新胜

  针对低轨卫星移动通信系统中终端切换频繁，以及因邻区列表动态变化特性使得邻区测量存在较大不确定性的问题，提出了一种基于波束可视时间与接收信号强度的波束小区切换准则。推导了定向天线信号场值广播至地面的时变表达式，基于此预测切换触发时间，并进一步计算终端的邻区列表。根据波束可视时间与接收信号强度计算邻区的切换权重并进一步选择目标波束，针对重复切换的情形设置同一波束切换次数上限。仿真结果表明，该算法可以有效降低终端切换的频次并避免“乒乓切换”的发生，且终端纬度越高，算法效果越明显。

• 基于车辆数据的k近邻联合概率数据关联算法

  刘昀晓,王东峰,曹林,杜康宁,李萌,付冲

  在交通场景中采用一些预警措施能够有效地减少交通事故发生。例如，对车辆轨迹进行跟踪并预测车辆的驾驶行为，就是一个常用的预警方法。在对车辆进行跟踪的过程中，数据关联是很重要的部分，它可以对车辆的观测点和轨迹进行关联，从而更新车辆的轨迹，完成跟踪过程。在此背景下，提出了一种新的数据关联算法，即k近邻联合概率数据关联算法(k Nearest Neighbor-Joint Probability Data Association,kNN-JPDA)。实验结果表明，该算法能够较好地解决在交通场景下车辆数据的数据关联问题，在精度以及运行效率方面都有所提高。

• 考虑内容复杂度的HEVC帧层码率控制优化

  常丹燕,杨静

  为了克服高效视频编码(High Efficiency Video Coding,HEVC)的R-λ模型速率控制算法现使用的比特分配策略缺乏对图像内容的复杂性的参考的问题，提高标准码率控制算法的码率控制精度和编码器率失真性能，提出一种基于新的R-λ模型的帧层码率控制算法。首先引入一种新的图像复杂度的表示方法，改进帧层比特分配，然后采用重新计算的目标比特参与率失真模型参数更新，以提高参数精度，改善编码器率失真性能。实验结果显示，在恒定比特率的情况下，与参考算法相比，该算法的实际输出码率更接近目标码率，较标准算法相比峰值信噪比平均提高0.681 7 dB。在低延时的测试环境下，算法的BD-Rate值为-3.2%，率失真性能较好；对于具有更复杂纹理的视频，优化效果尤为明显，并且视频的编码质量得到显著提高。

• LLN中基于能量均衡的高效低时延路由算法

  秦晓琴,李巨,秦峰

  针对有损低功耗网络(Low-power and Lossy Network,LLN)中由于无线链路的有损特性以及节点部署不均匀无法有效实现网络能量均衡，提出一种基于能量均衡的高效低时延路由算法(Efficient Low Latency Routing Algorithm Based on Energy Balance in Low-Power and Lossy Networks，ELLEB-RPL)。该算法采用“ELLEB组网”策略，使得节点能够有效避免在DODAG(Destination Oriented Directed Acyclic Graph)间来回切换；通过采用“最优父节点选择”策略，使得节点选择的父节点达到最优；通过采用“流量自适应分配”策略，达到网络能量均衡的目的。仿真结果表明，ELLEB-RPL在Sink节点平均吞吐量、网络平均寿命以及端到端时延上均有提升。

• 宽带隐身天线罩设计

  任志刚,陈毅乔,何海丹

  实现通信、侦察、电子对抗功能的天线是飞行器的主要散射来源之一，其隐身性能直接影响飞行器的生存能力。对天线进行保护的天线罩的隐身设计是实现天线良好隐身性能难以避开的难题。为此，设计了一种宽带隐身天线罩。通过采用A夹层结构实现天线罩的宽带透波特性，并进一步通过对天线罩透波区域外形设计实现了天线罩的宽带隐身特性，其雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)在X、Ku频段接近-40 dBsm。该宽带隐身天线罩可用于隐身平台上天线散射特性控制。

• 小型化三耦合线Marchand巴伦的等效模型分析与验证

  林震,年夫顺,张胜洲,贾定宏,邓建钦

  为了实现三耦合线Marchand巴伦的快速设计，缩小巴伦的尺寸，提出了一种简化的三耦合线Marchand 巴伦等效模型及小型化设计方法。该等效模型将复杂的三耦合线的S参数散射矩阵的计算问题简化为对两个并联的平行耦合线的S参数散射矩阵的计算。为了验证该模型和设计方法的有效性，采用0.1 μm 砷化镓pHEMT (pseudomorphic High Electron Mobility Transistor)工艺制作了一款75~110 GHz的单平衡混频芯片，最终应用于单平衡混频器的巴伦耦合线长度被缩减为中心频率1/4波长的44%。良好的混频器性能和紧凑的芯片面积证明了所提三耦合线巴伦的等效模型和设计方法能够为单片集成微波电路芯片的设计提供指导作用。

• 通用飞机航空电子系统架构研究综述

  王焱滨

  当前我国通用飞机产业迎来了巨大的发展机遇，开展通用飞机航电系统架构的研究具有重要意义。通过分析通用飞机航空电子系统的典型需求，包括功能需求、安全性需求、适航需求、经济性与维护保障需求等，分高、中、低三类分别讨论了国外代表性的通用飞机航电系统架构的主要特点，揭示了通用飞机航电系统架构设计的一般规律，并结合应用需求提出了未来通用飞机航电系统的发展趋势，可以为相关研究提供有益的参考。

• 命名数据网络体系架构的应用与发展

  葛琳,彭来献,徐任晖

  命名数据网络（Named Data Networking,NDN）是一种以信息为中心的新型网络架构，因采用了独特的内容命名法、缓存机制和智能转发策略而受到广泛关注。首先介绍了NDN的基本原理、关键技术以及研究现状，并与TCP/IP架构对比分析了其性能优势；然后总结了NDN在车载自组织网（Vehicular Ad Hoc Network,VANET）、远程视频会议系统、大数据处理分析中的典型应用及研究现状；最后围绕实际应用指出了该技术的不足，并分析预测了其未来应用趋势。NDN对于解决互联网设计中日益凸显的安全性、移动性、可扩展性等方面的问题具有显著优势。