电讯技术杂志

电讯技术杂志2022年第11期

• 基于推理注意力机制的二阶段网络图像修复

  谭骏珊,李雅芳,秦姣华

  现有的图像修复方法在处理大面积缺失或高度纹理化的图像时，通常会产生扭曲的结构或与周围区域不一致的模糊纹理，无法重建合理的图像结构。为此，提出了一种基于推理注意力机制的二阶段网络图像修复方法。首先通过边缘生成网络生成合理的幻觉边缘信息，然后在图像补全网络完成图像的重建工作。为了进一步生成视觉效果更逼真的图像，提高图像修复的精确度，在图像补全网络采用推理注意力机制，有效控制了生成特征的不一致性，从而生成更有效的信息。所提方法在多个数据集上进行了实验验证，结果表明该图像修复方法的结构相似性指数达到了88.9%，峰值信噪比达到了25.56 dB，与现有的图像修复方法相比，该方法具有更高的图像修复精确度，生成的图像更逼真。?

• 基于深度学习的高维信号信道估计算法

  钱蓉蓉,吕孝明,任文平

  针对大部分基于深度学习（Deep Learning，DL）的信道估计算法估计高维信号时出现的训练开销过大、泛化能力差等问题，提出了一种不需要训练的基于深度学习的高维信号信道估计算法，即UTCENet（Untrained Channel Estimation Network）。在UTCENet中，信道信息上的复杂分布转换为模型参数上的简单分布，即通过神经网络参数化来获得隐式先验知识并将其应用于信道估计。虽然该算法不需要任何训练，但保证了估计的性能，其原因在于专门设计的网络模型可以有效利用时频网格中元素的相关性。仿真结果表明，与传统方法以及现有的深度学习方法相比，所提出的算法在归一化均方误差和误码率方面性能提升明显。?

• 卫星地面数据接收站频谱集中监视平台方案设计

  缪霖,陶孙杰,何玉

  频谱数据是卫星数据接收任务质量评估分析的重要依据。由于缺少集中监视的手段，难以对多个接收站的频谱数据集中监视和管理。针对多个卫星地面站的数据接收任务，提出了任务时频谱数据的集中监视平台方案，对多站多路数传/跟踪信号的频谱数据实时采集、存储和集中显示进行了设计，并基于历史频谱数据进行事后回放。目前，平台已进行了示范应用，实现了任务时频谱图像的集中监视和频谱数据的统一管理。?

• 可见光通信的自动导航系统设计

  王加安,杨鸿基,刘疏影

  设计了一套利用可见光通信的自动导航系统。通过分析室内可见光信道模型，设计了可见光定位导航系统的发射模块和接收模块。系统在获取了停车位置信息后，通过光电二极管驱动电路将信息发出，光信号传感器模块接收可见光信号；信号经过解调、滤波后由显示屏显示，同时语音系统播报位置信息，利用贝叶斯相位中心偏置天线（Bayesian Information Criterions Displaced Phase Center Antenna，BDPCA）聚类算法计算出最佳导航路径，从而实现自动导航的目的。测试结果表明，该系统可满足目标的精准定位功能，在搭建的1m×1m×1m 验证实验中，系统的最大定位误差为 7.90 cm ，平均定位误差为 4.85 cm ，降低了26%，最佳导航路径距离更短，所需时间降低了20%，系统有较高的工作效率。?

• 阵列抗干扰高精度“北斗”接收机设计

  安毅,康荣雷,班亚龙,杨少帅,吴麒

  为了解决在干扰环境下并行实现阵列天线抗干扰和高精度载波相位差分定位的问题，设计了一款阵列抗干扰高精度“北斗”接收机，重点突破了稳相数字波束形成技术、阵列天线校准技术、射频前端通道校准技术，有效解决了由于波束形成算法、天线阵面幅相差异以及射频通道幅相差异引起的载波相位中心跳变问题。通过外场试验验证，所研制的阵列抗干扰高精度“北斗”接收机可在干信比 80 dB 的条件下完成高精度载波相位差分相对定位，定位精度优于 2 cm。

• 高动态环境下导航接收机抗干扰零陷展宽算法

  严大双,倪淑燕,廖育荣

  在高动态条件下，提高导航系统对快速变化干扰的抗干扰能力极其重要。为此，提出采用零陷展宽的方法对抗干扰算法进行改进，通过对干扰零陷进行加宽，增大算法抑制角度的范围，进而提高算法的高动态适应性。首先根据接收数据求解协方差矩阵，然后根据干扰扰动参数求出扩展矩阵，对协方差矩阵进行扩展更新，最后基于功率倒置抗干扰算法代入求解权矢量。实验仿真结果表明，所提算法相比于传统的功率倒置算法，干扰零陷明显展宽，输出干噪比更小，抗干扰性能得到较大改善。?

• 一种战术通信数据组播实现方法

  刘台,王一鸣,张希杰,赵瑞峰,周君

  在战术通信系统中，一发多收的组播业务的应用越来越广泛。战术通信中的组播业务往往要求具备高适变性和高实时性，而民用网络中的IP组播、应用层组播均存在一定局限性，无法满足这些要求。针对这个问题，通过对现有IP组播和应用层组播技术特点和不足进行分析，提出了一种基于自定义协议和名址分离的战术通信数据组播设计与实现方案，可以很好地应对战术通信系统的高实时性、低带宽、高动态等特性需求。试验验证了此方案下组播业务需求的满足情况，测试结果表明，所提出的方案可有效提高组播数据在战术通信系统中的传输效率，为战术通信系统的通用组播方案设计提供了参考。?

• 基于双时间点检测的毫米波雷达人流量监测方法

  陈金立,瞿彦涛,冯仰歌,付善腾,王礼正,范晨阳

  针对现有基于视频监控的人流量统计方案成本高、算法复杂且不利于个人隐私保护的局限性，利用毫米波雷达体积小、成本低、分辨率高的特点，提出了一种基于双时间点检测的人流量监测方法。该方法先获取人体目标散射点位置和多普勒频移信息来构成点云数据，然后根据多普勒频移正负来判断人体的运动方向，并筛选具有高多普勒频移值的点云数据以降低干扰点对聚类结果的影响；在双时间点对特定区域内人员数量进行统计，并根据双时间点之间所获取的点云数据聚类结果对所统计人员数据进行修正。实验结果表明，该方法能够用匿名的方式以较高的正确率统计人员进出。?

• 低虚警率的红外弱小目标检测算法

  陈紫强,梁晨

  针对远距离复杂场景下红外弱小目标信噪比低导致目标检测虚警率高的问题，提出了一种时域与空域滤波相融合的红外弱小目标检测方法。采用相对局部对比度算法(Relative Local Contrast Measure,RLCM)增强目标信噪比，抑制高亮度背景；利用目标的时空相关性，运用时域局部差分算法(Temporal Local Difference Algorithm,TLCD)增强目标，消除固定噪点。融合空域和时域的检测结果获得时空相对局部对比度图(Spatial Temporal Relative Local Contrast Map,STRLCM)，通过自适应阈值分割提取待检测的真实目标。实验结果表明，与现有算法相比，所提算法可以极大地降低虚警率同时保持较高的检测效果。?

• 基于模型驱动辅助MPA的SCMA多用户检测算法

  邵凯,郭红耀

  稀疏码分多址接入(Sparse Code Multiple Access,SCMA)作为有应用前景的空口技术，在高吞吐量以及大规模连接中极具优势。针对SCMA通信系统中接收端消息传递算法(Message Passing Algorithm,MPA)计算复杂度较高的问题，提出了基于模型驱动辅助MPA法(Model driven Assisted MPA，MD MPA)的SCMA多用户检测算法。MD MPA在MPA算法迭代过程中节点更新后的信息矩阵和输出的概率矩阵之后添加权重参数，并通过神经网络训练更新参数。经训练所得权重参数可加快算法收敛速度,降低误码率，获得更佳的译码效果。仿真结果表明，MD MPA相较于MPA算法，误码率降低了20%，复杂度降低了33%。?

• 直接序列扩频智能超声雷达建模与信号处理

  孟洁,李翔宇,殷树娟

  为了解决多套相邻智能雷达设备同时使用时的相互干扰问题，提出了直接序列扩频体制雷达的方案，利用相关处理分离同频发射机的回波，提出了由相关函数生成距离-多普勒图像的信号处理方法。建立了直接序列扩频超声雷达手势识别系统的收发信号和收发机的模拟模型，其中提出的滤波器收发器模型仿真了有限带宽效应，发射波回溯的手势回波生成算法支持各种复杂调制方式的仿真。模拟实验表明采用所提信号处理方法的直接序列扩频雷达能够实现不同发射器信号的分离，并分别得到正确的手势距离-多普勒图像，达到15%以内的测量误差和约4.03cm的分辨率。?

• 基于三层加权分数阶傅里叶变换的安全通信系统

  高萍,杨宇晓

  为提高卫星通信信号的射频隐身能力，提出了一种基于三层加权分数阶傅里叶变换(Weighted Fractional Fourier Transform,WFRFT)的安全通信系统。该系统将传统WFRFT扩展到三层，非合作方在未知调制层数的情况下无法正确分层解调，调制参数由9个增加到27个，增加了非合作方参数扫描的难度，提高了系统的保密性能。三层WFRFT调制系统选定目标信号作为优化目标，将星座图的裂变构型、裂变样式、模糊程度及旋转角度作为信号模拟的关键参数，建立优化模型并引入遗传算法进行迭代计算，得到最优控制参数，从而达到目标调制特征模拟的效果。星座图仿真和通信性能仿真结果验证了系统的有效性和可靠性。?

• 一种软件定义网络带内控制连接建立方法

  安菲菲,杨国东,潘乐炳,陈博文

  鉴于软件定义网络（Software Defined Network，SDN）中带外控制方式的代价及成本较高，基于带内连接网络拓扑，提出了一种SDN带内控制连接建立方法。该方法首先通过链路层发现协议（Link Layer Discovery Protocol，LLDP）完成SDN控制器IP分发和SDN交换机IP分配，其中SDN交换机IP分配采用基于可变长子网掩码（Variable Length Subnet Mask，VLSM）的全自动IP分配技术来实现；之后，基于无类别域间路由（Classless Inter domain Routing，CIDR）的路由聚合技术实现带内路由自动构建。实验结果表明，该方法能够实现SDN交换机与SDN控制器带内控制连接的自动建立，减小了SDN网络的配置复杂度和部署难度，同时使SDN交换机路由表条目数量得到控制，降低了带内路由构建的复杂性，为SDN控制平面与转发平面控制信道的建立提供了设计参考。?

• GFDM系统中基于实部反馈和Levenberg-Marquard算法的自适应预失真方案

  苗硕,牛安东,刘佳宁,李英善

  为解决广义频分复用(Generalized Frequency Division Multiplexing，GFDM)系统中由于高功率放大器(High Power Amplifier，HPA)引起的非线性失真，在考虑放大器测量噪声的情况下，提出了一种基于实部反馈和列文伯格-马奎尔特算法(Real Valued Feedback Levenberg Marquard Predistortion,R LM PD)的自适应预失真方案。该方案采用记忆多项式模型(Memory Polynomial，MP)模拟HPA的逆函数，只利用输出反馈信号和期望信号的实部分量计算预失真器系数。同时，该方案选择收敛速度快、精确度高的LM算法进行参数辨识。仿真结果表明，该方案相比传统直接学习结构可以减少一个反馈支路，在信噪比为16 dB时，误比特率可达到5.1 ?×?10? -6 ，归一化均方误差相较无预失真时降低了约 17 dB。 与现有的一些补偿方案相比，该方案具有更好的线性化和抗噪声性能。?

• 一种宽带短波波形的直接解扩处理方法

  薛光伟,瞿文中,刘晶

  某短波协议定义了最新的宽带短波波形，其中零号波形采用了Walsh正交扩频加扰的复杂调制方式。针对该种宽带波形接收处理，提出了一种查表式、免解扰的直接解扩方法，利用含扰码序列的本地解扩矩阵对数据解扩。在逐符号方法因均衡器不收敛导致解扩结果可信度较低时新方法的结果仍保持较高可信度。参考该协议条件，对 6 kHz、 12 kHz 和 48 kHz 三种带宽零号波形处理进行仿真，所提方法与协议描述相比有明显的性能增益。?

• UHF RFID自适应射频干扰对消技术

  余旭,宋国栋,刘学观,周鸣籁

  超高频(Ultra high Frequency,UHF)射频识别（Radio Frequency Identification,RFID）阅读器射频前端的自干扰信号会降低接收信噪比，造成标签的误读和漏读。针对目前有源干扰对消技术存在的抑制效果和实时性较差的缺点，在分析有源干扰对消原理的基础上，提出了基于改进Powell搜索算法的自适应射频干扰对消方案。设计了有源对消电路，通过改进的Powell最优值搜索算法实现电路控制参数的自适应调节，使电路工作在最优的抑制状态。测试结果表明，在840~ 960 MHz 的RFID频段内，达到了 37 dB 以上的抑制效果，从而使RFID阅读器收发端之间的隔离度提高至 62 dB 以上，最高可达到 70 dB 。电路上电的首次自动调节过程耗时大约为 31.7 ms ，之后的自适应过程可在 3.9 ms 左右完成参数调节。此电路可有效提高射频识别系统的识别正确率，为提升国产RFID读写器芯片的整体性能提供了新的技术方案。?

• 三重降噪的盲源分离抗干扰算法

  曹越,张杭,朱宏鹏,李睿思,曹静

  为了提高低信噪比条件下盲源分离的性能，提出了一种基于互补集合经验模态分解降噪、小波阈值降噪和随机共振降噪的三重降噪盲源分离抗干扰算法，分析了三种互补集合经验模态分解降噪与小波阈值降噪相结合的前降噪方案和扩频结合随机共振的后降噪方案，仿真讨论了所提算法的抗干扰性能。仿真结果表明，该算法在一定范围低信噪比条件下能够从受扰的混合信号中恢复出通信方的期望信号。?

• 一种定向无线自组网邻居发现算法

  胡郑峰,王建

  针对使用定向天线的无线移动网络在自组网过程中邻居搜索时间较长且不确定性较大等问题，提出了一种根据二进制编码序列确定收发模式的异步邻居发现算法，通过为每个节点分配独立的二进制编码来确定节点的收发模式，并根据收发状态给出确定的节点波束扫描方式。讨论了应用于该算法的编码需要满足的条件，并给出一个满足要求的编码序列组，在节点时间异步情况下完成邻居发现的时长具有确定的上界。仿真结果表明，相较其他确定时长的异步邻居搜索算法，该算法能够提高节点间相互发现概率，缩减节点邻居发现的平均和最大用时。?

• 面向5G-ICN切片的分层缓存策略

  戈丽平,周金和

  多接入边缘计算(Multiple Access Edge Computing,MEC)和网络切片在5G网络中扮演了重要角色。网络切片的灵活可编程性和MEC的去中心化促进了信息中心网络(Information Centric Network,ICN)的部署。但是，ICN中缓存资源分配的位置和数量严重影响了运营商的收益。为此，首先将移动虚拟网络运营商(Mobile Virtual Network Operator,MVNO)和多个内容提供商(Content Provider,CP)建模为一主多从的Stackelberg博弈；其次，将MVNO内部的缓存资源分配建模为一个联合缓存成本和传输能耗的混合整数规划问题，并利用改进的精英遗传算法得到最佳位置；最后，通过博弈迭代算法得到运营商的最优定价和CP的最优放置数量。仿真结果表明，该算法具有较高的有效性以及较好的缓存资源分配能力，能够降低传输能耗和缓存成本，与贪婪搜索(Iteration Greedy Search,IGS)算法、联合缓存分配和延时控制(Joint Cache Allocation and Delay Control,JCADC)算法相比传输能耗分别节省了5%、11%，运营商的收益分别提高了32%、44%。?

• 面向鲁棒频谱感知的模糊K-means++算法

  任瑾璇,麻淑婉,王永华,万频

  恶意用户通过向数据融合中心发送伪造的频谱感知数据，解决自身频谱资源短缺问题，但会极大地降低频谱感知系统的检测概率。为了解决此问题，提出了基于模糊K means++的数据融合算法。该算法首先引入模糊处理机制处理样本的数据特征值，以此来增加样本间的差异性；然后将模糊处理后的数据发送到融合中心，融合中心采用离群点挖掘的方法排除恶意用户，并对保留下来的用户进行融合，使样本向量具有鲁棒性；最后运用K means++算法对样本向量进行聚类。该算法利用轮盘法选择聚类中心，可有效抵御恶意用户的攻击，提高系统感知性能；无需知晓信号与噪声的分布等一些先验信息，也避免了繁杂的门限推导。从仿真结果可以看出，该算法对抵御恶意用户攻击具有突出的效果，有效提升了协同频谱感知系统的稳定性和鲁棒性。?

• 一种改进型Dense-HRNet和基尼指数动态加权决策的表情识别算法

  蓝峥杰,王烈,黄莹

  针对当前人脸表情识别算法识别精度不高、网络鲁棒性差的缺点，设计了一种改进型Dense HRNet特征提取网络，使用稠密连接机制强化了HRNet中浅层特征与深层特征间的传递和融合方式。同时，提出了一种基于基尼指数动态加权决策算法，根据每一卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)支路分类的确定性，为各支路输出动态地赋予权重，提高多路CNN支路融合决策的准确性，解决了由于单路CNN分类不确定性引起的偶然误差。在FER2013数据集和CK+数据集上进行实验，所提方法分类准确率分别达到73.36%和97.59%。?

• 一种降低OFDM系统PAPR的改进限幅噪声压缩方法

  丁亚青,吕建鸿,王中鹏

  为降低正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multip lexing,OFDM)系统峰均功率比(Peak to Average Power Ratio,PAPR)，在最近提出的限幅噪声压缩(Clipping noise Compression,CNC)方法基础上，提出了一种基于改进的艾里压缩函数来抑制限幅噪声的方法(CNC Improved Airy Function,CNC IAF)。改进的艾里压缩函数形式简单，计算复杂度较小，并且对归一化限幅噪声的取值条件没有CNC方法的严格。仿真结果表明，CNC IAF方法能够抑制OFDM信号的PAPR同时有效地降低系统误码率，性能比CNC方法均有改善。?

• SIW四极化“目”字形漏波天线

  邹雄,杨华兵,范亚,黎静

  为克服传统漏波天线存在的开阻带缺点，提出了斜45°“目”字形缝隙结构，分析了该结构的色散特性和辐射特性，进而设计了具有波束从后向到前向连续扫描功能的漏波天线。同时，提出了四极化形成方案，利用 3 dB 耦合器作为圆极化馈电网络，再引入90°移相器后形成线极化馈电网络。将两条“目”字形缝隙线阵与馈电网络相结合来实现四极化漏波天线。测试结果表明，该四极化天线具有较好的端口隔离度，线极化的波束扫描范围是-25°~21°，圆极化的波束扫描范围是-21°~31°。?

• 卫星网络移动性管理技术研究现状及展望

  王熹微,吴琦,郭孟泽,李妍,朱立东

  卫星网络因为具有覆盖范围广、传输可靠性高等特点，已经成为了天地一体化信息网络重大工程项目的重要组成部分。卫星的高速移动性和其与地面终端之间的频繁切换特性对于移动性管理技术提出了必然要求，现有移动性管理技术主要参考地面蜂窝网中已有相关技术。首先简述了传统移动性管理技术应用于卫星网络的相关成果，然后从位置管理、切换管理等方面分别对已有研究成果进行了回顾和介绍，最后对下一步研究方向进行了展望。?