电讯技术杂志

电讯技术杂志2025年第1期

• 结合多维特征与Transformer网络的敌我识别辐射源个体识别

  陈杰梅

  针对目前敌我识别辐射源个体识别（Specific Emitter Identification of Identification Friend or Foe,SEI-IFF）研究不足的问题，提出了一种基于多维特征与Transformer网络的SEI-IFF方法。该方法首先从单个脉冲及信号全局等多维度获取如相位、幅度、时间、功率谱密度等信号特征，结合Transformer网络进一步提取不同IFF辐射源个体特征中如前后关联特性的细微特征并最终实现SEI-IFF。试验结果表明，所提方法针对20个目标搭载的IFF辐射源个体的平均识别正确率达95.3%，可较准确地完成SEI-IFF，有助于提升战场SEI-IFF效率。

• 车联网异构业务共存的任务卸载和计算资源分配

  冯姣,白若冰,李鹏,程方,张治中

  针对车联网异构业务共存时卸载决策和计算资源分配不合理造成时延和能耗增加的问题，提出了一种多阶段异构业务任务卸载与计算资源联合分配(Multi-stage Heterogeneous Services Joint Task Offloading and Computation Resource Allocation，MHS-JTOCRA)算法。首先构建了超可靠低时延通信(Ultra-reliable and Low Latency Communications，URLLC)车辆与增强移动宽带(Enhanced Mobile Broadband，eMBB)车辆共存的移动边缘计算(Mobile Edge Computing，MEC)系统模型，在保证URLLC和eMBB业务服务质量(Quality of Service，QoS)的同时，通过考虑卸载所需的计算资源、时延和能耗，对遗传算法进行迭代求解，获得eMBB和URLLC业务的最优卸载决策和计算资源分配策略。仿真结果表明，所提算法与现有任务卸载和资源分配算法相比时延降低16.37%，能耗降低12.16%。

• 基于图神经网络的SDN路由算法优化

  张晓莉,汤颖琪,宋婉莹

  针对现有路由方案不适合学习图形结构信息，对陌生拓扑适应性不佳的问题，提出了一种基于图神经网络的软件定义网络(Software Defined Network，SDN)路由算法G-PPO。引入近端策略优化(Proximal Policy Optimization,PPO)强化学习算法实现模型训练，利用消息传递神经网络(Massage Passing Neural Network,MPNN)对网络拓扑进行学习，通过调整链路权重完成路由路径的调整。G-PPO将图神经网络对网络拓扑信息的感知能力和深度强化学习的自主学习能力有效结合，提升路由策略的性能。实验结果表明，与相关算法比较，所提算法的平均时延和丢包率、网络链路利用率和吞吐量指标均为最优。在3种不同拓扑上，该算法较其他算法最少提升10.5%吞吐量，最多提升95.6%丢包率，表明所提算法具有更好的适应不同网络拓扑的能力。

• 采用特征增强和深度关系感知策略的3D人脸识别方法

  张龙,胡金蓉,张艳,黄果,黄飞虎

  针对2D人脸识别方法易受到外部环境干扰的问题，提出了一种基于深度学习的3D人脸识别方法。该方法从人脸几何信息中获取特征，对光照等环境因素具有较强的鲁棒性。根据对现有研究内容的分析，设计了一个双域特征增强模块。该模块分别从通道域和空间域提取出人脸的局部特征，并将其作为全局特征的增强部分，从而获得更加完备的人脸特征。针对3D人脸数据特性，提出了一种新的适合于3D人脸识别的特征学习策略。该策略旨在使人脸识别模型学习从3D人脸的深度关系中提取身份特征，能够极大缓解三维人脸中噪声对特征计算的负面影响。通过实验，在公开数据集Bosphorus和Texas上分别获得了96.32%与98.93%的验证准确率，表明该方法能够获得更高的识别精度，并且在复杂情况下的人脸识别也具有一定优势。

• 基于双文本提示和多重相似性学习的多标签遥感图像分类

  白淑芬,宋铁成

  多标签遥感图像分类旨在预测遥感图像中出现的多个相互关联的对象，其中文本标签能赋予丰富的语义信息。然而，目前多数多标签图像分类法未能充分考虑视觉语义图像-文本对信息。为了解决这一问题，提出了一种基于双文本提示和多重相似性（Bi-text Prompts and Multi-similarity，BTPMS）学习的多标签遥感图像分类算法。该算法首先利用场景与对象标签文本的双文本提示（Bi-text Prompts，BTP）提供丰富的先验知识，再综合考虑场景与对象标签之间的关联，对所得的文本特征和图像特征计算多重相似性，最后利用相似性得分进行多标签遥感图像分类。此外，设计了新颖的局部特征注意力（Local Feature Attention，LFA）模块，从空间与通道维度上捕捉图像中局部结构。在两个基准遥感数据集上进行广泛实验，结果表明所提算法优于对比的多标签图像分类方法。

• 复杂场景下基于注意力机制的车辆跟踪方法

  朱虹,李迎秋,周慧,沈宇军

  基于视觉的车辆跟踪技术易受到背景复杂、低分辨率、光照变化等干扰而发生跟踪漂移的现象。为提高在复杂场景中的跟踪性能，提出一种基于注意力机制的视觉车辆跟踪算法。首先，利用基于注意力机制的Swin Transformer充分挖掘与表达特征，完成对全局信息建模；其次，使用基于注意力机制的编码器将信息融合与增强，释放出注意力机制强大的潜力；最后，利用简单、堆叠的RepVGG结构网络对目标位置进行预测。实验结果表明，所提算法在两个公开、大型基准数据集LaSOT与UAV123上精确度分别达到78.4%和89.6%，成功率分别达到69.3%和69.8%，性能超越其他主流跟踪器；对OTB100数据集中的车辆视频序列跟踪结果进行可视化与分析，效果优于基准STARK-S50，具有更稳定的跟踪性能，能够对抗背景复杂、模糊、相似物体、遮挡、光线昏暗、车辆尺度变换与旋转等多种跟踪挑战。

• IEMAyoloViT：基于改进YOLOv8的水下目标检测算法

  施克权,李祺,隋皓,朱宏娜

  针对光学成像技术受到光线衰减、散射等因素影响，图像质量和目标分辨率较差，不利于开展水下目标检测任务的问题，提出了一种高效水下目标检测框架IEMAyoloViT。该框架结合了改进Vision Transformer（ViT）主干的YOLOv8算法YOLOViT和一种融合多尺度高效空间注意力机制（Efficient Multi-scale Attention，EMA）的C2f模块，以解决目标特征提取过程中注意力分散的问题。同时改进了Inner-CIoU损失函数，基于不同尺度的辅助边界加速边界框回归。实验结果表明，在全国水下机器人大赛（Underwater Robot Professional Contest，URPC） 2021数据集中，IEMAyoloViT的mAP50高达83.2%，较YOLOv8高9.2%；mAP50:95较YOLOv8高1.0%，证明了IEMAyoloViT的有效性和应用潜力。

• 联立角度估计的GEO卫星地面站和差波束干扰消除方法

  安建,姬涛,王磊

  随着地面用频设备的不断增多，卫星通信受到的电磁干扰日益严重，从波束旁瓣进入的大电平干扰信号会造成极大的危害，导致接收信号信干噪比降低，信息无法解调。针对该问题提出了一种联立角度估计的和差波束干扰消除方法，一方面通过和波束及差波束估计出干扰信号的来波方向，另一方面基于估计结果利用和差波束的接收信号加权求和消除从旁瓣进入系统的干扰信号。仿真实验证明，所提方法能够有效抑制地球静止轨道（Geostationary Orbit,GEO）卫星地面站的旁瓣干扰，在低信噪比和强干扰条件下能够保持良好的性能，干扰抑制效果达到50 dB以上。

• 高精度时频同步网络零值标定方法

  王明娟,杨峻巍,郭庆峰

  针对基于卫星共视的时频网络绝对零值标定方法复杂且成本高的问题，提出了一种利用多通道计数器的高精度且易操作的零值标定方法。首先将主节点全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）时频终端将生成的多路10 MHz频标分别送到从节点GNSS时频终端，实现主从频标共源。主从节点GNSS时频终端接收卫星导航信号，实现站址精确测量，并完成各节点GNSS时频终端与可视卫星钟差测量。从节点GNSS时频终端将钟差测量值送到主节点GNSS时频终端，根据接收到的导航信号信噪比自适应加权获取站间钟差，同时高精度多通道计数器实时接收主从节点输出的秒脉冲（1 Pulse per Second,1PPS）信号，测量各从节点与主节点的1PPS时间间隔。对主节点GNSS时频终端计算的站间钟差及多通道计数器测量的1PPS时间间隔进行约2 h的采集，基于两项数据完成时频网络站间零值标定。实测数据结果表明，所提出的零值标定方法可实现站间高精度时间同步，且同步精度优于6 ns，为基于卫星共视的站间高精度时频同步提供了技术支撑。

• 一种带有错误抑制机制的低复杂度Turbo乘积码译码器

  巩克现,闫瑾,刘宏华,王玮

  针对Turbo乘积码（Turbo Product Code,TPC）迭代译码过程中的错误传播问题，设计了一种极低复杂度的错误抑制机制，对错误定位精准且简单高效，可有效降低迭代初期的不可靠外信息对误码率（Bit Error Rate,BER）性能的负面影响。所提译码算法的迭代收敛速度较经典的Chase算法优势明显，在第3次迭代时，其误码率曲线基本和Chase算法4次迭代的性能持平，在同等性能下可降低25%译码时延。同时，在现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA)中设计了一种软输入软输出（Soft-Input Soft-Output,SISO）译码器，通过将测试序列生成模块与校验子计算模块、欧氏距离计算模块并行化设计获得了较低的译码时延，利用递归运算极大降低了算术复杂度，在与Xilinx官方的TPC译码IP核吞吐量相当的情况下消耗更少的硬件资源。

• 多叠加导频OTFS系统低峰均比信道估计

  何继爱,刘涛,王乐,王婵飞

  针对现有信道估计方案导致正交时频空间(Orthogonal Time Frequency Space,OTFS)调制系统峰均功率比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR)高或频谱效率(Spectral Efficiency,SE)低的问题，提出一种多叠加导频的低PAPR、高SE信道估计方法。发送端利用时域正交性和离散傅里叶域相位的随机性，在时延多普勒域中嵌入与数据相叠加的5导频符号的导频图案实现低PAPR，提高SE。接收端以数据符号与噪声之和的能量均值为基准，实现导频信号检测，同时根据每个导频的不同位置信息恢复出存在相位旋转的数据信号。基于能量准则，利用多个独立的接收信号进行联合信道估计，以降低数据符号的干扰，并采用消息传递算法进行数据恢复。仿真结果表明，该方法比单叠加导频信道估计的PAPR低，同时较嵌入式导频信道估计的SE提高约14.4%。

• IRS辅助毫米波多用户系统的级联信道估计

  李贵勇,于晓娜,高馨雨

  在智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)辅助毫米波多用户系统中，针对传统信道估计方案因不完全稀疏性导致性能下降的问题，提出了一种基于多用户公共稀疏结构的3阶段联合估计方案。该方案将基于完全稀疏结构的公共参数作为先验信息，通过对用户联合估计实现性能提升。第1阶段利用用户对级联信道特定结构的共享性，估计公共参数信息。第2阶段提出一种改进的正交匹配追踪算法(Orthogonal Matching Pursuit,OMP)估计用户独有的参数信息作为联合估计的初始值，还引入对支撑集原子的二次筛选，确保用于估计的支撑集最优。第3阶段基于先验信息和初始值对用户级联信道进行联合估计。仿真结果表明，所提方案较现有结构化稀疏方案可以显著减少冗余导频消耗，并且在相同导频开销下，估计精度最大提高3~4 dB。

• 基于改进K-means算法的室内可见光通信O-OFDM系统信道均衡技术

  贾科军,连江龙,张常瑞,蔺莹

  在室内可见光通信中符号间干扰和噪声会严重影响系统性能，K均值(K-means)均衡方法可以抑制光无线信道的影响，但其复杂度较高，且在聚类边界处易出现误判。提出了改进聚类中心点的K-means(Improved Center K-means，IC-Kmeans)算法，通过随机生成足够长的训练序列，然后将训练序列每一簇的均值作为K-means聚类中心，避免了传统K-means反复迭代寻找聚类中心。进一步，提出了基于神经网络的IC-Kmeans(Neural Network Based IC-Kmeans，NNIC-Kmeans)算法，使用反向传播神经网络将接收端二维数据映射至三维空间，以增加不同簇之间混合数据的距离，提高了分类准确性。蒙特卡罗误码率仿真表明，IC-Kmeans均衡和传统K-means算法的误码率性能相当，但可以显著降低复杂度，特别是在信噪比较小时。同时，在室内多径信道模型下，与IC-Kmeans和传统Kmeans均衡相比，NNIC-Kmeans均衡的光正交频分复用系统误码率性能最好。

• 面向极化编码慢跳频的干扰状态迭代估计及译码算法

  高露琴,吴晓富,张索非,胡海峰

  考虑将循环冗余校验级联极化(Cyclic Redundancy Check Assisted Polar,CA-Polar)码应用于受部分频带干扰的慢跳频通信场景，针对每跳干扰状态未知的挑战，提出了一种基于CA-Polar码软输出解码的迭代干扰状态估计方法。该方法基于广义似然比(Generalize Ratio Test,GRT)来启动部分频带干扰下的极化解码，然后通过每次迭代译码的可靠度信息来不断提高每一跳干扰状态估计的准确性，基于干扰状态估计更新接收信号的对数似然比(Log-Likelihood Ratio,LLR)并用于CA-Polar码的新一轮迭代译码。仿真结果表明，采用(1 024，256+CRC-16)CA-Polar码在块错误率(Block Error Rate,BLER)为1×10-4时，所提出的迭代处理相比于无迭代处理的性能有效提升近2.4 dB；相比于1/2码率的(648,324)LDPC码，同等码率的(512,256+CRC-8)CA-Polar码在相同跳频抗干扰场景下以及BLER为1×10-4时性能增益近0.2 dB。

• 综合运动约束和RANSAC的视觉前端完好性增强与误差建模

  赵亮,宛子翔

  卫星/惯性/视觉多源导航因其精度和鲁棒性的优点，逐渐成为自动驾驶等智慧交通领域中的主流导航方案。视觉信息是这一多源导航系统中的关键输入之一。然而，视觉信息存在误差模型随场景变化显著、故障率高等问题。为保障导航定位的可靠性，增强视觉导航信息的完好性，提出了基于运动约束的视觉前端故障检测器，并与随机采样一致性（Random Sample Consensus,RANSAC）结合来降低视觉信息故障率。同时，基于误差包络理论确定保守的视觉前端误差模型。实验结果表明，该视觉前端完好性增强方法能够明显降低视觉特征点的误差标准差，相比于仅使用RANSAC的方法降低约70%。更重要的是，结合运动约束与RANSAC方法能够使得误差模型对场景不敏感。此项研究对于增强视觉参与的多源导航完好性具有重要意义。

• 一种基于多状态颜色一致性约束的激光-惯性-视觉里程计

  刘春明,于光远,李琮,施鹏程,孙世颖,徐勇军

  基于视觉、激光等单一传感器的定位方法难以适应多样化的环境，围绕激光雷达、惯性测量单元和相机3种模态的传感器信息源，针对激光雷达(Light Detection and Ranging,LiDAR)与视觉测量没有充分关联的问题，提出了一种基于多状态颜色一致性约束的激光雷达-惯性-视觉里程计方法，以提高系统的鲁棒性和定位精度。该方法紧耦合了激光雷达-惯性里程计（LiDAR-Inertial Odometry，LIO）和视觉-惯性里程计（Visual-Inertial Odometry，VIO）两个子系统，并定义了带有颜色信息的全局地图表示形式。LIO子系统中点云经过运动补偿后，直接用于构建点到面的残差。VIO子系统利用全局地图中点的深度信息，根据滑动窗口中多个相机状态观测到同一地图点颜色的一致性，构建光度误差约束，并通过不变扩展卡尔曼滤波（Extended Kalman Filter,EKF）状态估计器进行系统状态更新。在南洋理工大学发布的公共数据集上进行了实验，所提方法在该数据集不同序列上的绝对轨迹误差平均值为0.402 m。

• 介质金属复合目标的电磁散射高效建模

  覃琴,周锋,化梦博

  为解决各向异性介质与金属复合目标电磁散射计算困难等问题，提出了一种高效的混合算法，用于模拟各向异性介质涂覆复杂目标的电磁散射。该方法基于阻抗边界条件，通过表面阻抗向量来描述介质的电磁特性，充分发挥了低频矩量法（Method of Moments,MoM）和高频物理光学法（Physical Optics,PO）的各自优势，以实现对介质金属复合目标进行高精度和快速的电磁仿真。通过采用阻抗边界条件（Impedance Boundary Conditions,IBC）和等效原理，研究将薄层介质涂覆目标的电磁散射问题等效为阻抗面上等效电磁流的辐射问题，从而实现了对各向异性介质涂覆复杂目标雷达截面（Radar Cross Section,RCS）的高精度快速计算。为了验证算法性能，选取了方形平板、简化飞行器及复杂卫星模型进行仿真测试。经过对比分析，所提算法的仿真结果与数值解之间的均方根误差分别为0.82 dB、1.56 dB和2.64 dB，均优于3 dB的工程应用标准误差。此外，该算法在计算消耗内存和计算时长等计算资源方面实现了超过50%的显著提升，充分验证了其准确性和实用价值。

• Q/V频段三轴天线系统设计与实现

  刘健泉,王小强,蒋立坤

  针对高端低轨信关站对Q/V频段卫星信号高质量接收的需求，研制了一款Q/V频段三轴天线系统，解决了天线系统高频段卫星信号的收发共用和自动跟踪的技术难题。提出了高精度天线结构优化设计、多模自适应角度零值指向控制两大关键技术，在此基础上开发了一款高精度、低成本的Q/V频段三轴4.5 m反射面天线样机，并完成相关的测试和试验验证，实现了Q/V频段信号高可靠接收和高精度过顶跟踪。所设计的天线样机增益、噪温、差波束零深、指向精度、跟踪精度等指标均满足设计要求，跟踪精度可达0.008 3°且优于1/10倍半功率波束宽度，对高频段天线的设计具有重要的借鉴意义。

• 电磁频谱地图构建中的空间插值方法综述

  王红军,徐浩然,赵文元

  电磁频谱地图是电磁频谱作战精确化和电磁频谱管理精细化的基础。为梳理和综述电磁频谱地图构建领域插值方法，立足分布式感知网络架构，简要阐述了构建电磁频谱地图的必要性，介绍了电磁频谱地图构建算法中传统插值方法、智能插值方法以及混合插值法的基本思想，对比了当前插值方法的优劣，并分析了电磁频谱地图构建法可能面临的挑战以及发展趋势，以期为后续研究提供思路和参考。

• 时间触发以太网流量调度研究进展

  张秀再,范阳,周硕

  时间触发以太网（Time-triggered Ethernet,TTE）将时间触发技术与传统以太网的灵活性、高带宽等特性相结合，解决了传统以太网无法满足的高实时性、高可靠性问题。流量调度是TTE标准中关键技术之一，可以有效保证TTE网络可靠地实时通信。首先介绍了流量调度的基础时间同步机制，并对TTE流量调度问题进行数学描述，包括TTE网络拓扑结构、流量模型和约束条件；然后着重阐述了TTE流量调度的研究现状，分析比较不同调度算法的优缺点与不同的应用场景，归纳和总结了各种调度方案的调度流量类型、调度目标和调度性质；最后讨论了TTE流量调度的发展方向和趋势。