无线电通信技术

RADIO COMMUNICATIONS TECHNOLOGY

其他

  • 《无线电通信技术》2024年度十佳论文

    <正>为了服务国家创新驱动发展战略,促进严谨、求实、创新的学术作风,不断提升办刊质量,《无线电通信技术》组织开展了“2024年度十佳论文”评选活动。经专家初评、复评,评选出优秀论文10篇,每篇奖励1000元并颁发获奖证书,名单如下(排名不分先后):

    2025年05期 v.51;No.307 874页 [查看摘要][在线阅读][下载 877K]
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专家论坛

  • 大语言模型中的思维链技术综述

    杜家乐;陈曙东;叶亮;王尔刚;赵一同;

    在计算资源不断增强的供给推动下,大语言模型(Large Language Models, LLMs)的参数规模持续扩大,其在自然语言处理中的任务表现也更加卓越。但在面临推理问题,尤其是在常识推理或数学问题上,仍然存在一定的局限性。思维链(Chain of Thought, CoT)技术通过引导模型生成推理步骤,显著提升了其在不同领域问题的解决能力。从训练方式的角度梳理了CoT的理论基础系统和技术演进,对如政务服务、企业数字化等应用场景做了进一步讨论。结合(Artificial Intelligence, AI)的发展趋势,从AI智能化程度的角度论述了CoT在LLMs走向更高认知水平中必不可少的作用,并指出其在当前面临的挑战与亟需解决的技术瓶颈。

    2025年05期 v.51;No.307 877-887页 [查看摘要][在线阅读][下载 1980K]
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专题:6G与物联网技术

  • 6G与物联网技术导读

    徐勇军;张建华;李兴旺;

    <正>内容导读随着5G网络的广泛部署与应用,全球通信产业正迈入以智能化、泛在化、绿色化为核心特征的6G发展新阶段。6G不仅聚焦于极致的通信性能提升,还承载着构建智慧社会、推动产业数字化转型的使命。在这一背景下,物联网(Internet of Things,Io T)作为“万物互联”的核心支撑技术,正朝着更大规模、更高智能、更强感知的方向演进,二者的深度融合成为引领未来通信技术发展的关键动力。

    2025年05期 v.51;No.307 888-890页 [查看摘要][在线阅读][下载 706K]
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  • STAR-RIS辅助无线供能通信的吞吐量优化研究

    谢文武;袁曾家;李桂林;李一鸣;黄杰;周振威;

    提出一种基于可同时透射和反射的有源可重构智能表面(Active Simultaneously Transmitting and Reflecting Reconfigurable Intelligent Surface, ASTAR-RIS)辅助的无线供能通信网络(Wireless Powered Communication Network, WPCN)。通信网络主要由采集供电站(Power Station, PS)、传感器节点组(Sensor Node Groups, SNGs)、ASTAR-RIS和接入点(Access Point, AP)4个部分组成。通信系统的运行流程主要分为无线能量传输(Wireless Energy Transfer, WET)和无线信息传输(Wireless Information Transfer, WIT)2个阶段,在无线能量传输阶段采用能量分裂(Energy Splitting, ES)工作模式,在无线信息传输阶段采用分时(Time Switching, TS)工作模式。在联合优化ASTAR-RIS的相移参数和通信资源分配以及放大功率约束的情况下,最大化系统的信噪比,即系统的通信性能达到最佳。由于优化问题是非凸的,采用交替优化算法对问题进行求解,根据耦合的变量将问题分为2个部分,在交替优化算法的基础之上,利用半定松弛(Semidefinite Relaxation, SDR)和分式规划(Fractional Programming, FP)分别求解2个部分的变量的最优解。实验结果表明,提出的通信方案可以为系统提供更高的性能增益。

    2025年05期 v.51;No.307 891-898页 [查看摘要][在线阅读][下载 1875K]
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  • 基于动态超表面天线的近场无线数能同传波束设计

    谢继尧;赵毅哲;曾其旋;杨鲲;

    在未来6G物联网(Internet of Things, IoT)系统中,高频毫米波和太赫兹频谱等关键技术的广泛应用,使近场无线传输成为愈发普遍的应用场景。动态超表面天线(Dynamic Metasurface Antenna, DMA)等小尺寸天线阵列在传输效率、物理尺寸和功耗方面具备优势,在该场景中被广泛应用,相关研究的关注度日益提升。为提升近场无线传输中接收端的能量性能,提出一种基于DMA的下行近场无线数能同传(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer, SWIPT)系统,在满足所有信息用户最低传输速率需求的条件下,针对该优化问题提出联合优化DMA可调频响矩阵与数字预编码向量的高效解决方案。此外,深入探讨了用户间距离及最小信干噪比(Signal to Interference plus Noise Ratio, SINR)等因素对于系统性能的影响。仿真结果表明,提出的方案相比其他现有技术能有效提升SWIPT联合性能。

    2025年05期 v.51;No.307 899-910页 [查看摘要][在线阅读][下载 2479K]
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  • 硬件损伤情况下IRS辅助密钥生成系统鲁棒波束赋形设计

    王毅;杨少川;赵飞;冀保峰;楚征;李春国;

    研究了存在残余收发信机硬件损伤(Transceiver Hardware Impairments, THI)情况下的智能反射面(Intelligent Reflecting Surface, IRS)辅助的物理层密钥生成(Physical-layer Key Generation, PKG)系统,推导了密钥生成速率(Key Generation Rate, KGR)的闭合表达式,并在基站发射功率约束和IRS相位偏移单位模约束下,构建了KGR最大化问题。为求解该问题,提出了一种鲁棒优化算法,该算法结合了交替优化(Alternating Optimization, AO)、逐次凸逼近(Successive Convex Approximation, SCA)、半定松弛(Semi-Definite Relaxation, SDR)和惩罚方法,迭代优化发射波束成形和IRS相移。仿真结果表明,所提鲁棒算法能够有效对抗硬件损伤、提升KGR。

    2025年05期 v.51;No.307 911-918页 [查看摘要][在线阅读][下载 2037K]
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  • 多层空基车联网中基于切换感知的任务卸载与资源分配

    杜雪琪;那振宇;任涵涵;刘丽哲;

    智能交通系统的迅猛发展催生了对实时性与高可靠计算服务的迫切需求,进而推动了车载边缘计算向更具动态性和灵活性的协同计算架构演进。多层空基网络突破了传统地面基础设施在覆盖范围与服务连续性方面的固有局限,正逐步成为支撑车载边缘计算的重要补充与发展方向。为此,构建了一种融合高空平台(High Altitude Platform, HAP)与无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)的多层空基边缘计算架构,协同为车联网(Internet of Vehicles, IoV)中的移动车辆提供高效计算支持。针对车辆移动引发的频繁空中小区切换问题,创新性地引入切换感知机制,预测车辆在UAV覆盖下的小区切换时间窗,在车辆与UAV能耗限制下,联合优化系统的带宽分配、计算资源分配与任务卸载决策,以最小化任务总时延,同时规避切换中断风险。为应对混合整数非线性规划(Mixed Integer Nonlinear Programming, MINLP)问题的高计算复杂度,设计了一种3步迭代求解算法,将原问题分解为带宽分配、计算资源分配和卸载决策优化子问题,采用CVX工具、线性松弛与交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers, ADMM)求解。仿真结果表明,相比于基线方案,所提算法在任务大小为5~9 Mb时,任务总时延分别降低了11.9%、23.3%和25.5%。

    2025年05期 v.51;No.307 919-928页 [查看摘要][在线阅读][下载 2383K]
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  • 面向通信空白场景的DRL辅助FANET双跳信息增强路由协议

    郭歆莹;李明;朱春华;

    针对飞行自组网(Flying Ad Hoc Network, FANET)在通信空白场景下存在的高时延问题,提出了一种深度强化学习(Deep Reinforcement Learning, DRL)辅助的双跳信息增强路由协议(Double-Hop Information Enhanced Routing Protocol, DHRP)。为了实现有效的路由决策,采用马尔可夫决策过程(Markov Decision Process, MDP)对路由行为进行建模,在状态空间设计中结合了节点位置信息与链路信道容量,并综合考虑了双跳范围内的网络信息,以深度值网络为核心,在融合实时网络状态动态调整机制的奖励函数引导下,做出最优下一跳路由决策。实验结果表明,在通信空白场景下,DHRP相较于现有的路由方案,显著降低了FANET的平均端到端时延。此外,在不同节点规模和网络拥塞条件下,DHRP均表现出优越的适应性和鲁棒性,通过对动态网络环境的实时感知与智能决策机制,有效保障了整体网络性能。

    2025年05期 v.51;No.307 929-939页 [查看摘要][在线阅读][下载 2681K]
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  • 基于强化学习的无人机辅助高效能数据收集方法

    朱佳琳;张鹏浩;李南希;蒋峥;朱剑驰;

    物联网(Internet of Things, IoT)作为6G发展的核心领域之一,在驱动网络架构变革以及支撑核心应用场景中扮演着关键角色,然而,IoT系统存在能量不均衡以及网络生命周期短暂等问题,严重制约了数据收集效率的提升。随着无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)技术的兴起,其高度机动性可以有效构建视距(Line of Sight, LOS)通信链路,进而提升通信速率,这在IoT系统的数据收集方面具有很好的应用价值,可以解决IoT网络因生命周期短暂导致的数据收集效率低下的问题。为此,利用UAV对地面IoT设备进行数据收集,构建空地协同的数据采集传输链路,提出了一种基于深度强化学习(Deep Reinforcement Learning, DRL)的智能数据收集方法,设计了一种预测神经网络,通过在基站(Base Station, BS)侧预测网络数据进一步提高数据收集效率,从而实现降低IoT设备能耗、延长网络寿命的目的。仿真结果表明,所提数据收集算法在设备所需能耗、能量均衡性等方面具有较好的性能优势,优于常见的数据收集算法。同时,所提数据收集网络架构在预测数据占比12.5%时可以延长1.2倍的网络寿命。仿真证明了设计的预测神经网络在均方误差(Mean Squared Error, MSE)以及平均绝对误差(Mean Absolute Error, MAE)指标均优于其他对比网络。

    2025年05期 v.51;No.307 940-950页 [查看摘要][在线阅读][下载 2451K]
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  • 面向用户随机部署的RSMA有源RIS辅助通信系统性能研究

    张亚宾;李素月;徐勇军;

    可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent Surface, RIS)和速率分拆多址接入(Rate Splitting Multiple Access, RSMA)技术是未来无线系统中具有广阔前景的2项新兴通信技术。与无源RIS(Passive RIS,PRIS)相比,有源RIS(Active RIS,ARIS)具有克服“乘性衰落”的优势。针对随机部署下ARIS辅助RSMA系统的中断性能展开研究,在Nakagami-m小尺度衰落模型下,多个用户随机分布在ARIS周围的半圆形区域内。通过对用户到ARIS的距离排序,以最远用户实现最优相移为切入点,采用矩匹配方法为每个RSMA用户计算关于级联信道功率特性的形状和尺度参数,并推导了用户中断性能的闭式表达式。进一步分析了功率分配系数对中断概率(Outage Probability, OP)的影响,并给出了分集阶数和渐近OP的表达式。仿真结果表明,在功率预算为50 dBm和适量RIS元件的条件下,ARIS辅助下非最优相移用户的OP较PRIS辅助系统降低了58%;最优相移用户的功率消耗减少了53 dBm。

    2025年05期 v.51;No.307 951-958页 [查看摘要][在线阅读][下载 2714K]
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  • 弱信号环境下基于改进扩展卡尔曼滤波的高精度定位算法

    任进;周培豫;邹婧雯;章玮婷;

    在当今社会,全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)已成为人们日常出行的重要工具,显著提升了出行效率。但在室内、隧道等弱信号环境中,GNSS因信号强度不足常出现失锁现象,导致定位功能失效,无法提供精准导航服务。为应对这一挑战,提出了一种基于改进扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter, EKF)的高精度定位方案。该方案融合了超宽带(Ultra-Wideband, UWB)无线通信技术最小二乘法、KF和EKF技术,并引入多新息EKF(Multi-Innovation EKF,MIEKF)算法,通过综合利用多时刻观测数据和遗忘因子机制,有效减少了定位误差,提升了定位精度。实验结果表明,该方案的均方根误差可降低至0.179 m,验证了其在弱信号环境下的高精度定位能力,为复杂场景下的精准导航提供了可靠的技术支持。

    2025年05期 v.51;No.307 959-966页 [查看摘要][在线阅读][下载 2652K]
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  • 智能超表面辅助的NOMA系统定位性能优化

    段潇蓉;马军伟;赵敏;张得路;李美玲;

    智能电网中存在大量大功率电气设备及通信传感设备严重阻碍定位系统的信号传输,针对多基站多通信用户干扰的情况下可重构智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface, RIS)辅助的非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access, NOMA)通信系统难以准确定位弱信号的问题,考虑智能电网场景下的多小型基站多用户对定位用户的影响,提出以定位用户的水平误差为评估基准,在保证通信用户的服务质量(Quality of Service, QoS)的前提下,联合基站功率、多基站多用户干扰以及功率分配系数,采用拉格朗日对偶方法以及次梯度法处理多用户多小型基站带来的非凸问题。结果表明,资源分配相同的情况下,所考虑的RIS-NOMA智能电网通感系统相比NOMA通感系统可使系统平均定位误差明显降低。

    2025年05期 v.51;No.307 967-975页 [查看摘要][在线阅读][下载 2004K]
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  • 低功耗物联网研究综述:原理、架构与应用场景

    骆东鑫;李晶;徐勇军;陈莉;唐鹏;赵耘;

    随着物联网技术的蓬勃发展,大量终端设备广泛部署,海量终端设备能量补充难题以及频谱拥挤状况愈发突出。这些问题不仅限制了物联网的进一步发展,还对现有网络基础设施提出了严峻考验。低功耗物联网作为应对这些问题的关键技术,受到了广泛关注。基于此,对低功耗物联网进行了研究。对低功耗物联网进行概述,包括其原理及多种低功耗通信技术;在现有研究成果的基础上,分析了低功耗物联网的主要传输架构;针对物联网中复杂的通信环境,给出了不同传播环境下低功耗物联网的通信架构;讨论了现有低功耗物联网的典型应用场景,展现其在多个领域的潜在价值;对低功耗物联网的未来研究趋势进行展望。

    2025年05期 v.51;No.307 976-988页 [查看摘要][在线阅读][下载 2643K]
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专题:智能通信、存储与信息处理技术前沿

  • 智能通信、存储与信息处理技术前沿导读

    孔令军 ;李莉萍;张川;

    <正>内容导读随着人工智能与信息科学的不断融合发展,智能通信、视觉感知、自监督学习与导航融合等前沿领域正在迎来前所未有的技术跃迁。6G通信技术不仅承载更高速率、更低时延与更大连接密度的目标,还主动拓展至感知、计算与智能协同的多维空间,形成万物智联的新格局。在通信领域,随着频谱向毫米波与太赫兹频段延伸,空间资源利用方式亦由远场平面波走向近场球面波范式。

    2025年05期 v.51;No.307 989-992页 [查看摘要][在线阅读][下载 696K]
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  • 基于伽马变换与小波卷积的皮肤癌精确检测

    白世强;蔡益人;李丽宏;

    皮肤癌和黑素细胞痣的相似性较高,极易被皮肤科医师误诊。为提高早期皮肤癌患者的筛查准确度,基于伽马变换(Gamma Transform, GT)算法和小波变换(Wavelet Transform, WT)算法,分别构建伽马变换模块(Gamma Transform Block, GMTB)与小波卷积模块(Wavelet Convolution Block, WTCB),并在Detection Transformer(DETR)架构基础上创新性地提出用于捕捉皮肤癌细粒度特征的空频变换网络(Space-Frequency Transform Network, SFTNet)。包含SFTNet的皮肤癌筛选系统能够增强样本图像的不同通道,减少模型训练过程中的过拟合效应,进而有效提升疾病检测精度。基于HAM10000数据集的仿真实验结果表明,系统正确率达85.5%,在皮肤癌辅助诊断方面具有重要的临床应用价值。

    2025年05期 v.51;No.307 993-1007页 [查看摘要][在线阅读][下载 4332K]
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  • 基于改进Mask R-CNN的红外图像坝体渗水区域检测研究

    黄佳一;

    渗水病害监测是大坝安全运行及运维的重点。针对传统大坝观测方法偶然误差大、汛期检测频次无法满足要求等缺点,提出以无人机搭载红外测温相机对坝体表面进行渗水检测。通过红外相机采集坝体表面影像,建立渗水病害区域影像集,将Swin Transformer架构整合到基于区域掩码的卷积神经网络(Mask Region-based Convolutional Neural Network, Mask R-CNN)中,提升该掩码区域检测网络的性能,据此提取渗水区域数据,实现坝体表面渗水区域的快速检测。通过对渗水区域数据二值化处理,统计坝体表面渗水区域面积。以某电站下游坝面为试验对象,结果表明,该方法相比传统大坝观测方法,检测周期缩短80%,渗水区域检测准确率达97%,满足大坝日常观测需求,有效实现大坝渗漏水定量分析。

    2025年05期 v.51;No.307 1008-1015页 [查看摘要][在线阅读][下载 2371K]
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  • 基于多任务的图像语义传输方法

    伍忠东;甘炳坤;王鹏波;苟敬聪;丁尚思;

    近年来,基于Transformer的视觉模型,如Swin Transformer,在视觉任务中展现出良好的前景,然而这些方法通常侧重于减少原始数据与重建数据之间的信号失真,而忽略感知质量。针对传统均方误差(Mean Square Error, MSE)损失难以反映图像感知与语义质量的不足,设计了MSE与学习感知图像块相似度(Learned Perceptual Image Patch Similarity, LPIPS)的加权组合损失函数,从而构建基于Swin Transformer的语义通信框架,称为融合感知损失的联合信源信道编码(Swin Transformer with LPIPS-based Joint Source-Channel Coding, STL-JSCC)方法,显著提升了图像重建质量与语义还原能力。在性能评估方面,设计了图像语义偏差值(Images Semantic Deviation, ISD)与语义相似度(Images Semantic Similarity, ISS)2项指标,构建联合感知-语义评估体系,突破传统评价方法局限。实验结果表明,提出的STL-JSCC在各项指标上均优于其他模型,验证了所提方法在提升图像重建质量和语义提取能力上所具有的显著潜力和优势。

    2025年05期 v.51;No.307 1016-1024页 [查看摘要][在线阅读][下载 2735K]
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  • 基于YOLOv8n-Pose关键点特征增强估计算法

    殷贤涛;胡波;李思照;

    现有关键点检测算法在光照变化、人员密集交叉遮挡等情况下,易导致检测精度降低、漏检或关键点检测错位的问题。针对该问题,提出基于YOLOv8n-Pose改进的LBW-YOLOv8n-Pose复杂环境多人人体姿态估计算法。通过在特征提取主干网络的快速空间金字塔池化(Spatial Pyramid Pooling-Fast, SPPF)层引入大核可分离注意力(Large Separable Kernel Attention, LSKA),增强图像特征表达能力和感知能力。在颈部网络引入加权双向特征金字塔网络(Bidirectional Feature Pyramid Network, BiFPN)进行重构,提高多尺度特征融合效果,并采用改进的Wise-IoU损失函数,提升模型收敛速度与复杂场景下的鲁棒性。实验结果表明,改进后模型在MS-COCO2017人体关键点数据集上精确率、召回率、平均精度值分别达到85.7%、76.8%、81.7%,相比原模型均有明显提升,且能更精准、有效地检测复杂情况下多人人体关键点信息。

    2025年05期 v.51;No.307 1025-1035页 [查看摘要][在线阅读][下载 3237K]
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  • 基于同色背景下的黄瓜果实识别方法研究

    曹丽英;刘洋;王喜林;周恒宇;姜冬辉;

    与异色背景相比,同色背景下目标的识别特征较少,更易受到遮挡和复杂背景的干扰导致同色背景下对黄瓜果实的识别检测一直是研究领域的重难点之一。针对该问题,提出了一种基于YOLOv11n的目标检测网络YOLO-ACG。引入自适应动态下采样(Adaptive Dynamic Downsample, ADown)模块,融合可变形卷积和通道注意力机制,实现跨尺度特征自适应采样;构建Ghost_HGNetV2网络结构,其中高分辨率组卷积(High-resolution Group Stem, HGStem)将输入图像的通道数压缩,生成固有的特征映射,实现高效特征提取,Ghost_HGBlock模块采用知识蒸馏技术增强特征表达能力;引入上下文与空间特征校准网络结构(Context and Spatial Feature Calibration Network, CSFCN),该结构包含上下文特征校准(Context Feature Calibration, CFC)和空间特征校准(Spatial Feature Calibration, SFC),通过聚合每个像素相关的上下文信息,利用校准空间特征,确保网络正确理解图像的空间布局,进而更加精确地区分具有相似颜色的黄瓜果实和背景。经实验验证,改进后模型精确率提高4.64个百分点,召回率提高5.07个百分点,F1提高4.89个百分点,mAP值提高4.48个百分点。消融、对比实验表明,YOLO-ACG在同色背景下黄瓜果实识别中明显减少了误检和漏检的问题,且具有更高的检测精度。

    2025年05期 v.51;No.307 1036-1045页 [查看摘要][在线阅读][下载 2417K]
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  • 面向艺术图像分类的频域增强对比学习方法研究

    张嫱;何家成;孔令军;

    针对艺术图像分类任务中存在的样本稀缺、风格多样与纹理复杂等挑战,提出了一种新的自监督学习框架——频域掩码对比(Frequency-Masked Contrast, F-MaCo),以双分支对比学习为基础,通过二维离散小波变换(Discrete Wavelet Transform, DWT)将图像转换到频域,实现动态频域掩码增强。引入感知损失驱动的权重调整机制,有效捕捉艺术图像的多尺度特征和丰富的纹理信息。实验结果表明,F-MaCo在MAMe、Kaokore、Artbench10和ArtDL四个艺术图像数据集上均取得了最优性能,Top-1准确率分别达到73.72%、77.38%、58.38%和68.31%,验证了其在艺术图像表征学习任务中的有效性与鲁棒性。

    2025年05期 v.51;No.307 1046-1055页 [查看摘要][在线阅读][下载 2053K]
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  • 一种基于多子载波的XL-MIMO系统宽带近场信道估计方法

    雷芳;田江;张峻滔;郑少杰;

    针对宽带近场超大规模多输入多输出(Extremely-Large Scale Multiple Input Multiple Output, XL-MIMO)系统场景中波束分裂效应引发的信道估计精度下降问题,提出一种双向融合多子载波增强型双线性模式检测(Bi-Directional Integrated Multi-Subcarrier Augmented Bilinear Pattern Detection, BDI-MSABPD)算法。该算法基于极坐标域稀疏表征框架,通过显式极坐标域分辨率增强与隐式多子载波联合优化的双重机制,解决了波束分裂导致的稀疏支撑集失准和参数估计偏差问题。仿真结果表明,所提算法相较传统双线性模式检测(Bilinear Pattern Detection, BPD)算法,归一化均方误差(Normalized Mean Squared Error, NMSE)平均降低了2 dB。

    2025年05期 v.51;No.307 1056-1066页 [查看摘要][在线阅读][下载 2532K]
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  • 基于差分混沌移位键控调制的极化码译码研究

    何长松;曾灿良;黄常熙;杨丁颖;许跃辉;杜伟庆;

    混沌通信技术因抗多径衰落和保密特性,近年逐渐成为研究热点。其中,差分混沌移位键控(Differential Chaos Shift Keying, DCSK)作为一种非相干数字调制方案,适用于复杂多变的低成本通信场景。然而,随着数据传输可靠性需求的不断提高,传统DCSK系统面临传输速率较低和误码率(Bit Error Ratios, BER)较高的问题。鉴于极化码接近信道容量方面的性能优势,结合混沌调制技术和信道极化原理,研究基于极化编译码算法的DCSK通信系统。实验结果表明,所提方案极大地提升了混沌通信系统的可靠性,同时保持了低复杂度特性。

    2025年05期 v.51;No.307 1067-1072页 [查看摘要][在线阅读][下载 1885K]
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  • 两用户极化码广义空间调制系统的联合译码方法

    王远平;杜伟庆;谢肇鹏;陈平平;

    多输入多输出(Multiple Input Multiple Output, MIMO)技术通过多天线系统显著提升信号传输速率和系统可靠性。为提高频谱效率和抗干扰能力,空间调制技术作为MIMO的扩展被提出并得到广泛应用。广义空间调制(Generalized Spatial Modulation, GSM)进一步结合多种调制方式,提升系统性能。极化码作为高效的纠错码,通过信道极化将物理信道转化为具有不同可靠性的虚拟信道,有效提高MIMO和空间调制系统的性能。提出一种联合多用户的极化码译码方案,旨在优化在上行极化码广义空间调制(Polar Coded-GSM,PC-GSM)系统中的译码过程。该方案结合了极化码的信道极化特性和GSM的优势,通过改进译码算法,提升了多用户系统的可靠性和数据传输速率。仿真结果表明,所提出的联合译码方案能够显著提高系统性能,为极化码与多用户空间调制系统的结合提供新的解决思路。

    2025年05期 v.51;No.307 1073-1079页 [查看摘要][在线阅读][下载 1851K]
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  • Transformer网络辅助的融合卫星与惯性导航技术

    吴思远;左大华;姜明;

    当载体(如无人机、船只和车辆等)在极端环境下运动时,可能会出现可见卫星消失的情况,这会导致全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)信号出现短暂或长时间的丢失(失锁)。在这种情况下,融合导航将被迫切换到纯惯性导航系统(Inertial Navigation System, INS),纯惯性导航运行时间的增加会导致误差不断累积,导航精度快速下降。为解决GNSS信号丢失后INS精度快速下降的问题,提出基于变换器(Transformer)网络辅助的GNSS与INS融合导航技术。当GNSS信号锁定时,Transformer网络利用当前的INS信息和GNSS增量信息(2个相邻时刻GNSS位置信息的变化量)来训练出二者的映射关系;当GNSS信号失锁时,Transformer网络利用之前训练出的映射关系,由当前的INS信息预测GNSS增量信息,并将INS信息和预测的GNSS信息进行融合导航。仿真结果表明,基于Transformer网络辅助的GNSS与INS融合导航技术,在GNSS信号短暂或一定时间内失锁的条件下,仍然可以提供稳定可靠的导航信号。此外,Transformer网络辅助的融合导航方法为其他网络辅助的融合提供了参考。

    2025年05期 v.51;No.307 1080-1086页 [查看摘要][在线阅读][下载 2117K]
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工程实践及应用技术

  • 基于卷积神经网络的指挥控制网络关键节点识别方法

    畅鑫;李艳斌;刘东辉;

    针对当前指挥控制网络关键节点识别方法依赖专家经验知识等问题,基于通信侦察视角,提出基于卷积神经网络的指挥控制节点识别方法。依靠卷积神经网络在特征提取上的强大能力,构建关键节点识别智能范式。利用特征工程,将各节点之间的通联关系信息转化为多维信息矩阵,受有限长单位冲击响应(Finite Impulse Response, FIR)滤波器结构的启发,提出FIRSE(Finite Impulse Response Squeeze and Excitation)神经网络。提出动态峰值检测法改进训练策略,获取最优神经网络参数。实验结果表明,相比基于典型机器学习和深度学习的识别方法,提出的方法具有更高的识别准确性。

    2025年05期 v.51;No.307 1087-1101页 [查看摘要][在线阅读][下载 3961K]
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  • 广域端到端确定性网络架构及应用验证

    刘美慧;陈焱;沈彬;付韬;许方敏;赵成林;

    在工业网络中,越来越多的智能化应用对网络端到端传输的确定性保障能力提出了新的要求。当前确定性技术的研究大多关注自身网络层级的确定性保障,忽略了需要多种确定性技术协同配合的端到端确定性。基于核电行业应用场景,提出了一种灵活以太网(Flexible Ethernet, FlexE)和时间敏感网络(Time-Sensitive Networking, TSN)融合的广域端到端确定性网络架构,从控制面功能与数据面协同调度2个方面对该架构进行了详细阐述。在真实的广域网络环境中,基于双电机协同与工业机器视觉应用场景,对架构进行了性能测试与验证。结果表明,该架构能够满足应用对广域端到端确定性网络的需求,具有良好的应用价值。

    2025年05期 v.51;No.307 1102-1112页 [查看摘要][在线阅读][下载 3318K]
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  • 基于目的地意图学习的重点人员长期轨迹区域预测模型

    相东升;李成;陈浩;陈澄;李波;韩楠;谢添丞;杨春芳;乔少杰;

    重点人员轨迹预测对于预防潜在犯罪行为、优化应急响应及情报分析具有重要作用,公安部门应用该项技术能够维护社会稳定、提高城市管理效率、促进经济发展。现有技术面临动态环境适应、忽视社交影响范围、周围移动对象影响量化等挑战,基于此提出一种新型融合时空查询的基于目的地意图学习的重点人员长期轨迹区域预测模型。针对移动对象轨迹时空特征难以捕获的问题,提出一种基于时空多注意力(Spatio-Temporal Multiple Attention, STMA)机制的重点人员轨迹预测模型,通过时间注意力模块和空间注意力模块分别捕捉时间依赖关系和空间交互关系,提高模型对行为特征变化的敏感性;针对社交影响力难以量化的问题,构建社会力函数模拟行人社交影响力,通过虚拟轮廓构建方法和社会力函数,准确模拟动态行为并提高影响力捕捉效率。实验基于真实世界交通数据集进行,结果表明:与当前先进的轨迹预测算法相比,STMA在长短期预测方面均展现出更高的准确率和可靠性,在长期预测方面,其平均准确率为54.3%,比代表性算法Sophie、行人轨迹图表示的时空卷积网络(Social Spatio Temporal Graph Convolutional Neural Network, S-STGCNN)和条件生成神经系统(Conditional Generative Neural System, CGNS)分别高29.3%、13.4%和36.8%。

    2025年05期 v.51;No.307 1113-1127页 [查看摘要][在线阅读][下载 3194K]
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  • 面向时频双选信道的低复杂度正交时频空通信系统设计

    王毳;吴丹;孙腾;王晋忠;

    在研究正交时频空(Orthogonal Time Frequency and Space, OTFS)调制原理基础上设计了一种基于零后缀(Zero Suffix, ZP)保护的OTFS波形方案。提出了同步、信道估计方法和基于时延-时域最大比合并(Maximum Ratio Combining, MRC)的检测算法并对该算法进行了化简;给出了信道插值和MRC检测器硬件实现方案并对提出的OTFS系统波形进行了现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)硬件实现,验证了所设计OTFS系统关键算法的可行性。测试结果表明,所设计OTFS系统具有良好的抗双选择性衰落性能。

    2025年05期 v.51;No.307 1128-1134页 [查看摘要][在线阅读][下载 2126K]
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