电讯技术杂志

电讯技术杂志2025年第4期

• 一种基于YOLOv8网络架构的机场飞鸟检测方法

  孔建国,张向伟,赵志伟,梁海军

  为克服机场飞鸟检测中人工观测准确率低、速度慢、雷达探测造价高的缺点，保障民航安全运行，采用深度学习目标检测算法实现对机场附近飞鸟的精确感知。为提高YOLOv8对重要特征的关注度，在颈部添加高效通道注意力(Efficient Channel Attention,ECA)，使网络在增加少量参数的情况下获得较明显的精度提升。提出多分支C3(Multi-branch C3,MBC3)模块，通过引入具有不同感受野的卷积分支结构以增强模块的表达能力。探究了不同网络宽度及深度对模型性能的影响并为模型选择合适的宽度与深度因子。为减少小飞鸟特征丢失问题，提出了浅层特征-路径聚合网络(Shallow Feature-Path Aggregation Network,SF-PAN)。在机场飞鸟数据集上测试，结果表明，改进YOLOv8的mAP@50达到82.9%，相比原YOLOv8提升了2.4%；其速度达到31 frame/s。改进YOLOv8满足机场飞鸟检测实时性和精确性的要求，为复杂环境下机场鸟类检测提供了一种新思路。

• 空天地边缘计算网络任务卸载策略

  余翔,曲原宇,杨路

  针对空天地网络中计算资源受限的边缘服务器在处理大量任务时，面临过载导致任务完成时间和用户能耗增加的问题，提出了一种基于深度强化学习的三层协同任务卸载和资源分配方案，以任务完成时间和用户能耗建立任务开销函数，在计算资源的约束下联合优化用户卸载决策、用户传输功率、子载波分配和计算资源分配。首先采用拉格朗日乘子法优化计算资源分配，然后使用深度强化学习求解卸载决策、用户发射功率和子载波分配，最后通过交替迭代的方法得到优化解。仿真结果表明，与DQN(Deep Q-learning Network)、DDQN(Double DQN)、DDPG(Deep Deterministic Policy Gradient)等方案相比，所提方案任务开销分别下降约19%、10%和13%。

• 特征级监督的毫米波雷达和视觉融合的目标检测

  黄晓红,何卿,田子然

  针对毫米波雷达和视觉传感器融合算法在特征融合层面缺乏有效监督的问题，提出了一种引入激光雷达监督的多模态融合三维目标检测算法（Radar and Camera Fusion Based on Lidar Supervision，LRCFusion）。该算法首先分别提取视觉传感器、激光雷达和毫米波雷达各自的数据特征；接着使用知识蒸馏的方法，利用激光雷达特征作为教师模型监督毫米波雷达特征，以提升毫米波雷达特征的表达水平；然后引入注意力机制实现毫米波雷达和视觉特征融合，并采用基于点云的三维物体检测方法对融合的特征进行目标检测和3D锚框预测；最后，使用预测的3D锚框更新融合前的3D参考点。与基线算法进行比较，所提算法的平均精度提高1.2%，归一化检测得分提高1%。

• 基于时空卷积网络的通信信号调制识别

  陈发堂,刘泽,范子健

  针对基于深度学习的调制识别方法存在的未利用原始信号顺序信息、识别率低、参数量大的问题，提出一种基于时空卷积网络（Spatiotemporal Convolutional Network,SCN）的调制识别算法。为防止信号的顺序信息的丢失，该网络先提取信号的时域特征，再提取信号的空间特征，其中时域特征提取采用时序卷积网络(Temporal Convolutional Network,TCN)结构，空间特征提取采用二维卷积神经网络(Two-Dimensional Convolution Neural Network,2D-CNN)，最后的分类识别采用全局平均池化(Global Average Pooling,GAP) 替代展平(Flatten)层。由于TCN中因果膨胀卷积和GAP的应用使网络高识别率的同时参数大幅减少。在未经预处理的IQ信号调制识别中，与传统的CNN2、ResNet、DenseNet、CLDNN和LSTM2相比，参数量最少，平均识别精度提升4.9%~16.5%。

• 环网中轨管控星座的一体化任务规划方法

  贾鹏德,杨宇,廖川,黄敏,张逢贵

  面对日益增长的卫星低成本测控数传需求，部署环网中轨管控星座是一个经济、高效的解决方案。任务规划是卫星管控服务的一个基础问题，需要综合考虑测控、数传、数据中继、星站传输等需求。针对该问题，提出了一体化任务规划方法，其包含星站建链规划和拓扑变化条件下的一体化任务规划。首先构建并求解星站建链规划模型，确定分时静态链路拓扑。在此基础上，建立了拓扑变化条件下的一体化任务规划模型，并提出了一种贪婪算法和一种整数规划算法对其求解。一体化任务规划方法可获得完整前向或返向路径，且满足可见性约束及管控星载荷使用约束。实验结果表明，所提方法可有效解决管控星座的任务规划问题。

• 海基测控系统远程支持关键技术及应用

  汪彩玲,杨学海,王钧慧

  海基测控是我国航天测控网重要的组成部分。当前航天器呈现爆发式增长态势，海基测控需适应高密度、高强度、高难度的需求。为提高海基测控系统任务保障、健康管理等自动化运行水平，提出了一套远程技术支持方法体系。基于海基测控系统的特点，构建远程支持系统架构，突破智能测控平台技术、实时/事后相结合的船岸信息交互、远程故障快速定位、故障事后场景还原、专家会商协同定位以及全维度远程监控管理等关键技术。实践应用表明，该技术可有效提升装备海上检修和维护水平,降低船载人员任务值班及排故压力，实时信息传输效率提升了约21%，故障定位时间缩短了近20%。

• 海上遥测信号多站时差测量定位技术

  张旭,杨峻巍,卢得龙,金素宇

  针对海上靶场高精度测量需求，提出了基于遥测信号的海上动平台多站时差定位方法。首先，简要介绍了基于遥测信号测量的多站时差定位基本原理；其次，分析了海上多站测量定位系统各环节主要误差因素，并对测量误差进行了分解及统计；最后，探讨了海上动平台环境下多站时差定位需攻克的关键技术及解决途径。海上靶场试验数据结果表明，海上多站时差定位系统定位性能满足海上靶场测量需求。

• 一种基于守护进程与第三方检测的测控系统热备无缝切换方法

  王涛,李泽西,刘伟,邓德鑫,刘军锋,王戈,杨小燕

  针对现有测控系统主备机切换过程中常出现的双主机/服务器软件进程卡死导致切换失败等问题，提出了一种基于“守护进程”与稳定第三方检测的测控系统热备无缝热切换方法。首先，对现有测控系统主备切换方法存在的不足进行了分析；其次，对测控系统主备热切换方法的总体方案、工作流程以及监控服务器软件与守护进程软件进行了设计实现，并对方法的特点进行了分析；最后，结合系统典型故障案例设计主备系统通信异常、主机软件卡顿和数据库异常等典型测试场景，对提出的测控系统热备无缝切换方法的有效性和正确性进行了验证。测试结果表明，采用提出的热备无缝切换方法的测控系统相较于基于“心跳”检测主备热切换方法，在主备系统间通信异常、主机软件卡顿和数据库异常等情况下主备切换成功率均为100%，可确保故障发生后任务成功迁移，为提高测控系统任务执行成功率提供支撑。

• 支持精密进近引导的北斗空时联合抗干扰技术

  康荣雷,张浩,常军,熊健

  为保证复杂电磁环境下对北斗卫星信号的可靠、准确和连续的接收能力，在分析抗干扰与高精度联合处理的理论模型的基础上，提出一种功率倒置准则与最小均方误差准则结合的空时联合抗干扰技术。该技术能够在北斗信号导向矢量获取失效、阵列流形特性变化或信号入射角度未知等条件下实现北斗抗干扰处理并兼顾载波测量的相位响应不失真。仿真实验表明，所提出的空时联合抗干扰技术在抗干扰达到干噪比50 dB的同时，载波相位畸变误差小于整周1%，满足抗干扰与高精度测量要求，可以有效支持精密进近引导技术所适配的各类战术应用。

• 一种采用SDH网络的异地时钟同步技术

  季强,孟令刚,史国鑫,井实,滕云龙

  异地站点之间需要在广域范围实现时间同步。除了采用卫星授时外，希望借助SDH（Synchronous Digital Hierarchy）网络进行时间同步性能的在线监测。但是广域范围内的SDH网络结构复杂、跳数较多，且大量存在上下行线路不对称的现象，对传统网络时间同步技术提出了挑战。因此，针对广域SDH网络，提出了基于WR PTP（White Rabbit Precision Timing Protocol）技术的链路模型。该模型考虑了SDH网络中存在的各个延时环节及其计算方法，并针对实际网络中存在的不对称链路时延，给出了修正方法，推导了时钟偏差的修正计算公式。同时对于SDH环网中存在的链路倒换问题，给出了工程化解决方法。所提各方法在实际的SDH网络上进行了测试，结果表明，能达到的时间同步误差不超过1 μs，可满足广域时间同步及时钟同步性能在线监测的需要。

• 无线移动网络的多层分簇等场强滑动窗路由算法

  丁祖春

  鉴于当前无线自组织网络路由算法未充分考虑移动通信节点所处环境的地形地物与电波传播损耗之间的关系，提出基于场强等值线滑动窗的方法对节点自动分簇并建立分层树状路由的算法。场强等值线滑动窗考虑了移动节点的电波传播损耗对信号强度与节点能耗的影响。算法通过等场强窗口确定各簇的节点群，并依据节点群中各节点的综合通信参数的加权和选举簇头继而建立分层树状路由。所提出的路由算法具有自适应分簇、分层树状路由的特点。群内节点为对等关系，任何节点根据选举规则均可被选为簇头，并在此基础上建立分层树状路由。仿真对比实验显示，算法的端到端平均延迟比贪婪蚁群优化算法、按需距离向量路由协议和动态源路由协议方法分别提高了18.35%、50.80%和49.59%，与无中心多代理路由协议相比平均能耗下降4.78%，与贪婪蚁群算法相比吞吐量提高了31.63%。该算法可用于无中心通信网络、应急通信和战术通信网等节点位置快速变化的组网环境。

• 一种非合作通信场景下的OFDM数据帧检测算法

  董琛,李喆,邓伟

  正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）调制因其高效的频带利用率和良好的抗多径能力广泛用于合作与非合作通信系统中。合作通信场景下，通常接收机可以利用已知帧结构实现OFDM信号的检测。但在非合作场景下，接收机没有足够的先验信息，导致帧检测难度加大。针对这一问题，提出了一种适合于非合作通信场景的OFDM数据帧的检测算法。所提算法利用快速小波变换将含噪OFDM信号的功率包络进行小波分解与重构，对重构得到的功率包络进行差分运算后，再通过与阈值比较实现OFDM信号的帧检测。相较于混合能量检测算法，所提算法计算预设参数少，复杂度低。仿真结果表明，所提算法在加性高斯白噪声信道和多径衰落信道下带内信噪比分别取-6 dB和3 dB时即可实现零漏报率，且零漏报率的阈值选取范围比混合能量检测算法扩大了约6 dB。

• 基于序数图变换的雷达海面小目标检测算法

  宋佳龙,胡国兵,杨莉,赵嫔姣,黄皓冉

  针对现有基于图域变换的雷达海面小目标检测算法仅考虑单个样本之间的相关性，存在性能不佳、复杂度高等问题，提出了一种基于序数图变换的改进算法。首先，将雷达回波信号的自相关函数转换成可有效获取状态向量之间关联性的序数图，进而提取该图的无符号拉氏矩阵最大特征值作为检测统计量，以实现区分海杂波和目标信号的目的。以McMaster大学提供的实测全相参X波段雷达数据集为对象，对算法的性能进行了广泛评估，结果表明所提算法的平均接收机工作特性曲线下面积(Area under Curve, AUC)可达0.907，优于现有算法，且其计算复杂度适中。

• 一种基于小数延时滤波器的时间同步方法

  李超

  在时分多址战术数据链通信系统中，端机发送延时抖动将造成时间同步精度下降。为解决该问题，提出了一种基于小数延时滤波器的时间同步方法。首先，使用硬件描述语言设计相位检测电路，以获取基带信号发送延时；然后，利用拉格朗日插值算法构造小数延时滤波器；接着，将相位检测电路与小数延时滤波器相结合，以补偿发送延时；最后，通过现场可编程门阵列对该方法进行实现，并搭建实物测试环境，验证所提方法的有效性。实验结果表明，该方法可有效解决发送延时抖动问题，时间同步精度提高了4.6 ns。

• 面向卫星互联网的V波段500 W线性固态功放研制

  张能波,李凯,胡顺勇

  针对卫星互联网地面信关站与高轨卫星通信的上行V波段射频发射链路，采用氮化铝平面大功率薄膜负载和波导E面T型节的隔离型波导合成网络实现了96路宽带功率合成，实测功放在5 GHz工作频带内连续波饱和输出功率大于500 W。采用新颖的I/Q正交电路形式的宽带自适应预失真线性化技术，功放三阶互调指标改善幅度大于9 dB，实测功放三阶互调优于-27 dBc。采用均温板和热管的高热流密度散热技术，提高散热器的换热效率，实现了500 W功放的良好散热。功放配置了完善的控保功能，可靠性及实用性满足工程使用要求。

• 一种硅基三维异构集成W波段T/R组件的设计

  林朋,高艳红,冯文杰

  针对W波段毫米波雷达的应用需求，采用硅基微电机系统（Micro-electromechanical System,MEMS）异构集成技术研制了一款高集成度W波段相控阵瓦片式T/R组件。该组件将多个单片微波集成电路(Monolithic Microwave Integrated Circuits，MMIC)进行硅腔埋置，并将其与基片集成波导（Substrate Integrated Waveguide，SIW）结构的带通滤波器等无源结构进行一体化集成，设计了共面波导（Co-planar Waveguide，CPW）-SIW-CPW的射频穿墙结构,内部采用硅通孔（Through Silicon Via，TSV)实现互连。通过多层硅基板圆片级键合技术，组件最终实现了8层硅基堆叠的低损耗气密性封装。在装配完成后对该模块进行测试，在92～94 GHz内，饱和发射功率为29 dBm，单通道发射增益达到27 dB，接收增益为20 dB。该组件尺寸为9 mm×15 mm×1 mm，在4通道高密度集成的基础上实现了较高的性能，具有广阔的应用前景。

• 具有相位补偿功能的K波段硅基双通道接收前端

  刘智卿

  针对车载毫米波相控阵雷达应用对低成本和高集成化的迫切需求，基于180 nm互补金属氧化物半导体（Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS）工艺设计了一款K波段调频连续波（Frequency Modulated Continuous Wave,FMCW）雷达接收前端。该电路集成两个通道并采用零中频架构以简化系统复杂度。在模块设计时引入了多种增益提高技术以保证K波段下足够的链路增益。为了改善直接变频方式存在的本振馈通和输出相位失配等问题，整芯片无源网络基于紧凑型全对称拓扑设计。此外，为了进一步获得高精度正交输出信号，该接收前端采用了一种新型相位补偿电路，具有实现结构简单、工艺鲁棒性强、调节时对信号幅度影响小且无需占用额外芯片面积等优点。测试结果表明，在22.5~26.5 GHz 频带范围内，该接收前端实现21.7 dB增益且通道间误差小于0.3 dB，正交输出相位误差补偿前小于2°，补偿后小于0.5°，整体芯片尺寸为2.3 mm×1.4 mm，功耗142 mW。

• 深度学习在航天遥测信息传输中的应用综述

  史玉峰,成亚勇,田之俊,孙大元,王一哲

  在航天遥测信息传输领域，深度学习技术的应用日益受到关注。综述了深度学习技术在解决航天遥测信息传输中面临的数据量大、通信实时性高、易受干扰和路径损失大等问题中的应用。通过分析深度学习在优化遥测数据传输体量、提升传输效率、保障传输安全和减少传输误差等方面的进展，揭示了深度学习技术在提高航天遥测信息传输性能中的潜力。同时，还探讨了深度学习技术在航天遥测信息传输中面临的挑战，并提出了相应的研究思路，旨在为构建智能化航天遥测信息传输系统提供理论支持和实践指导。

• 未来复杂网络环境下动态频谱高效感知技术研究进展

  崔翠梅,殷昌永,杨德智

  动态频谱共享被认为是解决未来5G/6G复杂网络环境“频谱赤字危机”这一问题直接有效的手段之一。然而，由于5G/6G网络超密集、高异构、高动态、智能化的新特征，频谱共享发现（频谱感知）面临着海量数据获取成本高、价值密度低、检测结果不准确、机会发现不充分等问题与挑战，基于机器学习的动态频谱高效感知成为电磁频谱领域重要的研究方向。首先分析了电磁频谱动态共享的国家战略需求和技术挑战，然后从动态频谱信息的联合稀疏采样、协同感知、多维协同预测三方面介绍了国内外研究现状和发展动态，提出了动态频谱高效感知的核心科学问题；最后给出了问题解决思路，为实现未来复杂无线网络频谱高效利用提供理论和使能技术支撑。

• 电子侦察卫星:应用与发展

  王勤果,吴技

  作为涉密等级最高的航天资产，电子侦察卫星已成为国家军事力量的重要组成部分，在大国竞争中扮演着不可或缺的角色。通过介绍主要军事强国的最新发展计划和典型应用战例，探讨了电子侦察卫星以瞄准战术应用、分布式协同以及智能化运作等为主要特点的发展趋势及相应的关键技术，以期为天基情报侦察系统的发展提供参考和建议。