电讯技术杂志

电讯技术杂志2025年第8期

• 基于多尺度上下文注意力U-SegNet的遥感目标检测

  陈瑞霞,张善文,吴青娥

  针对遥感目标图像多样、目标较小且与周围环境对比度差，导致现有目标检测方法复杂度高、检测效果差、泛化能力弱，以及经典U-Net和U-SegNet忽略了不同目标尺度特征感受野差异等问题，提出了一种基于多尺度上下文注意力U-SegNet(Multi-scale Context Attention U-SegNet，MSCAUSNet)的遥感目标检测新模型。该模型由U-SegNet、多尺度特征融合(Multi-scale Feature Fusion,MSFF)和多尺度上下文注意力(Multi-scale Context Attention,MSCA)模块组成，采用MSCA代替U-SegNet中的跳跃连接以融合目标低层特征与高层特征，并通过MSFF和MSCA模块充分捕获多尺度上下文特征，从而显著提升遥感多尺度目标检测性能。在遥感目标图像数据集上的实验结果表明，该模型能够有效检测不同尺度遥感目标，较经典U-Net和U-SegNet的检测精度分别提高了7.94%和5.09%。该模型为遥感目标检测和识别系统提供了技术支持。

• 融合多结构信息和GAN的遮挡人脸修复算法

  杨辉,程汉荣,王富平,甄立,王文静

  针对现有人脸图像修复算法的修复结果仍存在边缘模糊和结构扭曲等问题，提出了一种基于多结构信息融合和生成对抗网络(Generative Adversarial Network,GAN)的遮挡人脸修复算法。该算法构建了修复模块和信息融合再生成模块：修复模块由两个基于门卷积的U-Net网络组成，可实现相互约束和相互引导，生成更精细边缘和图像修复结果；信息融合再生成模块使用双向门控特征融合模块和上下文特征聚合模块将生成的信息融合再生，实现对缺失部分的精准补全。对修复模块生成的完整人脸图像进一步采用双重鉴别器来优化生成器的参数，提高算法的修复效果。在公开数据集Celeba-HQ和FFHQ上的实验结果表明，相比于对比算法，该算法在结构相似性上平均提升1.8%，峰值信噪比平均提升2.1 dB，能有效修复大区域不规则缺失面积，生成纹理清晰、结构合理的图像。

• 一种卫星网络地面中继站智能休眠策略

  李龙辉,李伊陶

  卫星地面中继站能够有效辅助普通便携式移动终端进行高质量的卫星通信。在电力网络缺失的地区，地面中继站依靠自身配备的光伏和风能转化装置供电，具有不稳定性，其能效问题值得研究。针对中继站在能量不充分不稳定条件下的能效优化问题，提出一种基于双深度Q网络的卫星地面中继站节能休眠策略。首先根据地面中继站的能耗特点设计智能体的状态空间、动作空间和奖励函数，然后利用算法对其能耗和服务状态的价值学习、特征提取能力训练智能体的最佳休眠策略。仿真结果表明，相较于传统基于规则的休眠方法，所提出的策略在低负载场景下有效地节省了21.55%的非通信能耗，同时提高了中继站3.7%的整体能效，在保障用户服务质量的同时显著降低了能源消耗。

• 基于多任务学习的通用滤波多载波调制识别与信噪比估计

  张天骐,吴云戈,吴仙越,李春运

  非协作通信通用滤波多载波(Universal Filtered Multi-carrier，UFMC)信号子载波所存在的调制识别以及信噪比估计问题有待解决，但目前研究只针对于单一任务。对此，提出一种利用多任务学习框架的神经网络模型，同时解决调制识别以及信噪比估计任务。首先得到UFMC系统接收端信号，求解出信号同相正交分量作为输入特征；接着在多任务学习框架上构建神经网络，采用的神经网络是将卷积神经网络与长短时记忆网络串联；最后利用上述模型对两个任务进行联合求解。实验结果表明，所构建多任务学习模型性能优于单任务学习，在信噪比为0 dB时，子载波调制识别准确率提升7.71%，信噪比估计均方误差减小45.6%。

• 基于深度强化学习的工业SDN网络切片资源分配

  张晓莉,雷雨声,刘夏茜,王斌

  针对工业物联网中业务需求多样性和服务质量（Quality of Service，QoS）要求差异性导致的网络资源利用低问题，提出一种基于深度强化学习的网络切片资源分配策略。该策略运用深度强化学习优化网络切片资源分配的准入控制，通过智能体在特定时间窗口内处理资源请求，并根据不同网络切片的QoS要求及请求准入结果进行资源的动态分配。实验结果表明，所提策略相比基准算法在提高网络收益、资源利用率和接收率方面分别提升了8.33%、9.84%和8.57%。该策略能够在保证服务质量的同时提高整个网络的效率和性能。

• 大规模MIMO低压缩比条件下的CSI反馈轻量化估计

  薛建彬,高佳敏

  通过压缩信道状态信息(Channel Status Information，CSI)传输码字降低大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)系统的CSI反馈开销，可以有效减少计算资源的使用和信息传输时间的消耗。针对如何使用轻量化模型准确估计低压缩比条件下CSI反馈的问题，通过设计的轻量化迭代交叉网络(Iterative Cross Network,ICNet)模型，在用户端使用设计的迭代压缩模块压缩CSI反馈，基站端使用设计的迭代重建模块估计CSI反馈，以较高的准确率和较低的时间消耗估计了低压缩比条件下的CSI反馈。在COST2100模型生成的数据样本下评估了ICNet在低压缩比条件下的鲁棒性，实验表明，在较小的1/64压缩比条件下，ICNet的归一化均方误差比次优值降低了8.48%，ICNet的参数量降低了35%左右。

• 基于改进Transformer模型的Ad Hoc网络MAC协议识别技术

  何文雯,李盛祥,王莉,李浩,李盈达,马鹏飞

  针对现有的媒体访问控制（Media Access Control，MAC）协议识别模型存在特征数据选取不完善和只关注局部特征的问题，首先，基于Transformer模型提出了Conv-Transformer模型。该模型将卷积操作引入到模型中，对卷积后特征图中的特征值进行分割拼接，并添加类别信息编码。其次，基于Exata平台搭建不同拓扑结构的Ad Hoc网络仿真场景，收集所有物理层的数据对Conv-Transformer模型进行训练和测试。测试结果表明，在Ad Hoc网络中对ALOHA、CSMA/CA、MACA和TDMA 4种MAC协议的识别任务上，提出的模型与经典深度学习模型递归神经网络（Recurrent Neural Network，RNN）、卷积神经网络（Convolutional Neural Network，CNN）和Transformer相比，比RNN模型的准确率提高了20.8%，比CNN模型的准确率提高了14.6%，比Transformer模型的准确率提高了68.8%。

• 卫星网络地面中继站优化部署研究

  杨泞豪,李伊陶

  为解决卫星网络中地面中继站的优化部署问题，采用Okumura-Hata模型和对数正态阴影模型模拟信号的衰落，基于随机采样的GDEM v3(ASTER Global Digital Elevation Map v3)数据构建三维覆盖模型。地面中继站部署问题被转化为最大覆盖问题(Maximum Covering Location Problem，MCLP)和集合覆盖问题(Set Covering Problem，SCP)。利用Vincenty公式计算地面中继站与终端的距离，并引入高度、障碍物等地形约束。设计了贪心、遗传和粒子群算法求解地面中继站最优部署位置。在四川阿坝、甘孜和凉山3个自治区进行部署实验，仿真结果表明，在SCP问题上，贪心算法的部署效率最高，分别只需34、58和28个地面中继站即可实现全覆盖；而在MCLP问题上，遗传算法表现出最高的覆盖率，分别通过部署20个地面中继站可实现92.64%、72.58%和98.58%的覆盖率。所提方法综合考虑了地形、信号衰减、部署难度和成本因素，展现出良好的移植性，能够高效地在不同省份实现地面中继站的优化部署。

• 基于区域流量负载分流的低轨卫星路由策略

  张瀚阅,蒋成洋,孔槐聪,林志,韩略

  随着低轨卫星网络所承载的业务量持续提升，现有的路由策略已经逐渐无法满足高负载情况下的网络性能要求。针对这个问题，提出了一种基于区域流量负载分流的低轨卫星路由算法（Regional-Traffic-Load-detour Load Balancing Routing，RTLBR），从而提升网络在高负载情况下的性能。首先，通过引入区域流量负载的概念，在路径预计算中依据区域整体负载情况控制数据转移概率实现逐跳分流。其次，在实际传输过程中采用交通灯策略评估具体链路的实时负载情况，并根据灯色调整分流比例，进一步提升算法应对突发性拥塞的能力。通过系统工具包（Systems Tool Kit，STK）实现场景建模仿真后发现，相比传统算法，RTLBR在网络流量为94 Tb/天的高负载情况下，不仅将丢包率和平均端到端时延缩小到了9.1%和117.2 ms，同时还将流量分布指数提升至了0.863，获得了更好的负载均衡效果，为低轨卫星网络高负载情况下的拥塞回避提供了技术支撑。

• 一种基于OOK调制的环境反向散射通信优化系统

  王文斌,成庆芬,李兴旺

  为了解决采用On-Off Keying(OOK)调制的环境反向散射通信(Ambient Backscatter Communication,AmBC)系统中接收机接收来自信号源的射频信号对电子标签反射射频信号的干扰，提出了一种基于OOK调制的环境反向散射通信优化系统。优化方案包含接收机正反向检测和电子标签π/2相位偏移重发两个部分。接收机增加正反向检测方案解决接收数据与电子标签传输数据反向问题，电子标签增加π/2相位偏移重发方案解决接收机接收数据中0和1的采样数据无法分辨。MATLAB仿真结果表明，当信噪比为23 dB和载干比为0.1时，在相位差θ∈{0，2π珆的区域内，优化系统最大误码率大于1%的相位差范围由1.26π减小为0，有效解决了来自信号源的射频信号对电子标签反射信号的干扰，提升了环境反向散射通信系统的实用性。

• 基于稀疏对称十字阵列的低复杂度近场多信源定位算法

  李亚军,陈焕煜,史意乔,吴皓威

  针对多个信源定位中存在的谱峰搜索维度较大、算法运算量大、参数无法自动配对等问题，建立了基于稀疏对称十字阵列(Sparse Symmetric Cross Array,SSCA)的近场多信源信号接收模型，并提出了针对该模型的低复杂度降维多信号分类(Reduced-dimension Multiple Signal Classification,RD-MUSIC)算法。SSCA结构具有中心对称的互素稀疏线阵结构。RD-MUSIC算法利用阵列结构的对称性，通过构造连接矩阵，将三维搜索转换成多个一维搜索，降低了算法的复杂度。该算法仅需2K+1次一维搜索就可以实现獽个信源的定位，且能自动匹配多个信源的角度和距离参数。仿真结果表明,在相同的阵列结构下，与经典三维MUSIC算法相比，所提算法的复杂度降低了5~6个数量级；在相同阵元数量下，与均匀对称十字阵列相比，SSCA结构能够输出更为明显的谱峰，提高了空间分辨率，且其定位结果的均方根误差更小。

• 基于缺失纤维张量分解的稀疏阵列相干信号DOA估计

  范红铭,杨晓榕,饶伟

  为提升相干信号波达方向（Direction of Arrival，DOA）估计性能，提出了一种稀疏阵列结构及其基于缺失纤维张量分解的信号处理方法。该阵列包含多个阵元组，每个阵元组内有两个间距为信号半波长的阵元，相邻阵元组间距相同且大于半波长，因此该阵列同时具有大阵列孔径及多重不变性结构。利用阵列的多重不变性结构，提出基于张量的前后向空间平滑算法进行解相干预处理，得到一个等效的大孔径稀疏阵列且其入射信号不相关。通过填充虚拟阵元将稀疏阵列转换为相邻阵元间距为半波长的虚拟均匀线阵。对该虚拟线阵进行缺失纤维张量建模并利用缺失纤维张量分解完成信号DOA估计。分析表明，在物理阵元数相同的情况下，新阵列孔径相较均匀线阵扩大了约5倍，相比经典的互质阵列扩大了约1倍，因此具有更优的相干信号DOA估计精度和角分辨率性能。仿真结果证明了新方法的有效性。

• 非对称任意阵列干涉仪测向方法

  朱子翰

  针对当前干涉仪测向技术中测向精度和解模糊概率易受基线选择影响，以及天线阵元尺寸和侦测距离受限的问题，提出了一种非对称干涉仪测向方法。该方法通过构造增益非对称的几何阵列，结合一种普遍适用于任意平面阵列干涉仪的二维测向方法，显著优化了测向性能。具体而言，就是利用高增益天线的信号相关性提取干涉仪阵列间的相位差信息，并通过构建相位差代价函数，采用最小方差迭代算法来准确计算出来波方位。实验结果表明，该方法实现的有效探测距离可达传统干涉仪的2倍以上，且对干涉仪阵列的构型无特殊要求。此外，该方法无需刻意解相位差模糊问题，其测向精度较传统干涉仪相差0.1°以内。

• 一种应用引力搜索算法改进的DV-Hop模型

  石琴琴,丛新龙,傅阳阳,张建平

  针对无线传感器网络节点定位模型DV-Hop(Distance Vector Hop)的各向异性网络应用适应性问题，提出了一种基于引力搜索算法优化的改进DV-Hop模型。首先，用平均跳距衡量信标间路径的曲折度并据此排序，有序提取未知节点，检索出对应的定位信标组合并完成距离估计，以此获得在当前网络拓扑条件下最优的定位计算条件；进而，将未知节点定位问题建模为非线性方程组求解问题，组合使用Min-Max算法和引力搜索算法，初始化种群并完成迭代求解。实验结果表明，与原DV-Hop模型和相关文献提出的3种典型改进模型DBO-DV-Hop、IMSSA-DV-Hop和OANS-DV-Hop相比，所提的改进模型可分别降低约52.1%、13.5%、18.8%和13.1%的平均定位误差，且对网络拓扑变化具有较强的鲁棒性，从而为保证DV-Hop模型在实际应用中的定位精度提供了一种可行方案。

• 基于节点动态时序的空间耦合LDPC码滑窗译码

  周华,徐辰辰,李子杰

  为提升基于原模图构造的空间耦合低密度奇偶校验(Spatially-Coupled Low-Density Parity-Check，SC-LDPC)码滑窗译码(Sliding Window Decoding，SWD)算法译码性能，提出了残差滑窗译码(Residual SWD，RSWD)算法，通过动态选择可靠度最低（残差值最大）的边信息优先传输，降低边信息无效更新次数，提高了译码性能。RSWD译码在窗口内易出现贪婪组和静默节点现象，导致译码误码率(Bit Error Rate，BER)恶化。为改善这一问题，提出了基于节点的残差滑窗译码(Node-wise RSWD，NW-RSWD)算法和消除静默节点残差滑窗译码(Eliminating Silent Node RSWD，ESN-RSWD)算法。NW-RSWD算法在译码过程中以变量节点为单位，动态更新窗口内最大残差所在边的变量节点。ESN-RSWD算法在译码过程中根据残差值大小，遍历更新窗口内每一个变量节点，使更多的信息参与到窗口译码，避免滑窗译码陷入局部区域更新。仿真结果表明，信噪比处于3~3.5 dB区间时，相较于SWD算法，NW-RSWD算法复杂度增加约15%，ESN-RSWD算法复杂度增加约25%。在窗口大小为8时，为了达到10-6误码率，相较于SWD算法，NW-RSWD算法提升约0.7 dB性能，ESN-RSWD算法提升约0.85 dB。在10-3误码率时，SWD算法、NW-RSWD算法和ESN-RSWD算法分别需要约50次、10次和8次迭代才能达到相同的误码性能。所提算法以增加较少计算复杂度为代价，降低了译码误码率，减少了译码平均迭代次数。

• 一种基于通信行为变化的干扰效果评估方法

  贺兴,朱卓丹,冯智斌,龚玉萍,孙凯,李文齐,任国春

  针对复杂电磁对抗环境下干扰方难以直接获取效果反馈信息、缺乏通用性评估指标与评估方法的难题，提出了一种基于通信行为变化的干扰效果评估方法。首先，根据干扰方直接感知到的通信行为变化构建评估指标集。其次，结合层次分析法和模糊综合评价法，确定不同指标权重及对应评价体系下的受扰等级隶属度，综合分析得到评估结果。实例验证表明，该方法能够基于干扰方实际可感知到的通信行为信息，从多维度挖掘目标用户受扰后的行为变化与干扰效果的潜在映射关系，从而间接判断出干扰效果，为后续认知干扰决策提供一定的信息支撑。

• 大尺度双基雷达等距离环杂波仿真及距离分辨率分析方法

  杨晓超,李渝,朱江,程子扬,王伟伟

  收发站大尺度下的双基雷达通常采用天发天收模式或天发空收模式，双基等距离环在地球表面不再是标准形状，等距离环的位置计算成为杂波仿真的难题。针对此问题，提出了一种大尺度下收发双基雷达等距环杂波仿真方法，将三维空间的椭球与球面交线计算问题分解为一系列二维平面上椭圆与圆相交的问题，进而采用射影几何的方法在二维平面获得交点闭式解，最后通过坐标逆变换获得等距离环的位置。该方法可以获得地球球面假设下等距离杂波环位置的闭式解。在此基础上分析了目前两种距离分辨率计算方法的等效性以及最大相对误差。通过仿真实验对不同大尺度构型下的等距离环、沿距离环的距离分辨率、距离分辨率最大相对误差及空时谱进行分析，证明了所提杂波仿真方法的有效性，仿真构型下的距离分辨率计算方法的最大相对误差优于10-3。

• 一种用于天波通信链路仿真分析的抛物方程时域方法

  张东民

  天波通信利用电磁波在电离层反射实现无线信号的超视距传输，其通信质量与射频装备工作时的电离层状态密切相关。针对传统频域天波仿真模型在波形失真、传输时延和多径时延等时域特征分析上的不足，提出了一种基于抛物方程时域的天波通信链路仿真分析方法。该方法在建立电离层折射指数模型的基础上，采用带内采样和多频点扫描计算的方式，由分步傅里叶变换算法计算收发位置间的信道频率响应，然后基于信道传递函数与脉冲频谱函数，联合傅里叶综合与相关函数法，得到天波传输的波形和多径时延等时域信息。通过与射线追踪法对比，说明了该方法的可行性。利用该方法，对天波通信链路进行了定量计算与分析。结果表明，天波信号衰减、时延和多径效应与工作频段、工作时段以及收发位置密切相关。仿真结果可为短波通信系统的设计论证和效果评估提供参考。

• 图像分类任务中的注意力机制研究综述

  林国军,龚涛,林通

  在深度学习领域中，注意力机制因其出色的性能以及即插即用的便捷性，在图像处理任务中得到了广泛应用。介绍了通道注意力机制、空间注意力机制以及通道与空间混合注意力机制这3类主流注意力机制的核心思想和实现方法。通过对比分析它们之间的优势与缺陷，探讨了注意力机制所存在的挑战与问题,给出了采用VGGNet（Visual Geometry Group Network）模型对注意力机制在图像分类任务中的性能评测结果。最后，展望了注意力机制未来的发展趋势，以期为后续研究提供有价值的参考与启示。