- 欧阳缮;彭冬亮;王爽;郭雨薇;
<正>随着科学技术的快速发展，雷达通信一体化发展程度也逐渐加深，通过一套共用的硬件设备来实现雷达探测与通信传输，相比于传统单一的雷达或者通信设备，更易集成化、小型化和高效利用频谱。通过将雷达与通信进行一体化结合发展，发挥二者的功能和作用。一方面，通过内部结构的优化，实现信息数据的共享，既可以探测目标，又可以完成信息传输任务;另一方面，雷达通信一体化可以提高抗干扰能力、电磁兼容性能、频谱利用效率与信息交互效率。为集中展现雷达通信一体化在通信传输与雷达探测多功能一体化发展中的最新理论研究成果及前沿技术方法，
2022年03期 v.52;No.394 333-335页 [查看摘要][在线阅读][下载 104K] [下载次数：764 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 黄高见;欧阳缮;廖可非;
雷达通信一体化是指利用一个发射平台发射同一频段的调制信号，同时实现雷达与通信功能。从通信角度看，雷达与通信信号融合可以缓解频谱资源紧缺的压力，因为有限的频谱资源已经成为5G、6G通信技术发展中需要面对的关键问题。从雷达角度看，雷达与通信信号波形融合可以减小雷达电子设备体积，降低电磁干扰，提高电路集成度，这正是下一代雷达设计需要解决的难题。此外，雷达与通信信号融合可以解决雷达与通信在应用中对频谱资源的竞争问题，提高频谱资源利用效率及信息交互效率。全面梳理了雷达通信一体化调制技术，提出了在不同的雷达通信一体化应用场景中选择不同的一体化调制技术，并重点介绍了几种不同场景下的雷达通信一体化调制技术，同时，讨论了设计雷达与通信一体化信号需要面对的一些关键问题。
2022年03期 v.52;No.394 336-349页 [查看摘要][在线阅读][下载 717K] [下载次数：1396 ] |[引用频次：16 ] |[阅读次数：1 ] - 张澄安;李保国;王翔;
雷达嵌入式通信(Radar-embedded Communication, REC)是一种在雷达后向散射回波中嵌入通信信号的新型隐蔽通信手段。为了进一步提高REC系统中通信接收机的接收性能，提出了一种基于卷积神经网络(Convolutional Neural Networks, CNN)的REC合作接收机结构——CNN接收机，给出了CNN接收机的设计原理及详细结构，并对CNN接收机的接收性能进行了仿真和分析。结果表明，相较于传统REC合作接收机，CNN接收机具有更优的接收性能，REC系统可以使用功率更低的通信信号来保证相同的通信可靠性，以此来增加抗截获性能。
2022年03期 v.52;No.394 350-357页 [查看摘要][在线阅读][下载 977K] [下载次数：167 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：1 ] - 马启成;卢建斌;
在实际环境中，为满足实战化对海量通信数据传输以及天线向量的正交分离的需求，利用多输入多输出(Multi-Input-Multi-Output, MIMO)技术有效突破单天线下香农定理对信道容量的限制，在Alamouti-STBC编码技术和恒包络S16PSK-LFM雷达通信一体化信号的基础上，研究设计了基于STBC编码的恒包络MIMO-CE-S16PSK-OFDM-LFM雷达通信一体化信号，并对其进行了简要的介绍，提出了MIMO技术下的香农定理。对恒包络MIMO-CE-S16PSK-OFDM-LFM雷达通信一体化信号进行了通信信道容量和误码率以及雷达模糊函数的仿真，发现Alamouti-STBC编码技术和MIMO技术可以有效地大幅度增加信道容量，进而提升通信的传输速度并降低误码率。但是在模糊函数性能上，Alamouti-STBC编码技术会略微降低雷达的分辨率。随着MIMO收发天线数量的增加，通信传输的误码率呈下降趋势，但却不完全是线性的。
2022年03期 v.52;No.394 358-367页 [查看摘要][在线阅读][下载 861K] [下载次数：471 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：2 ] - 杨国辉;王爽;刘立军;吕龙;刘轶群;
随着高分辨率和极化合成孔径雷达(Polarimetric Synthetic Aperture Radar, Pol-SAR)技术的发展，Pol-SAR应用前景越来越广阔，但是Pol-SAR数据中相干斑噪声的存在，严重影响了后续目标分类、目标检测和识别跟踪等应用。针对Pol-SAR相干斑去噪问题，提出了基于Pol-SAR相干斑模型的形状自适应非局部均值滤波算法。该算法对于极化协方差矩阵C的对角线元素和非对角线元素分别进行处理，对对角线元素按照乘性噪声模型处理，计算复相关系数，再对非对角线元素进行处理。实验结果表明，所提算法在极化SAR相干斑抑制上具有良好的效果。
2022年03期 v.52;No.394 368-375页 [查看摘要][在线阅读][下载 1033K] [下载次数：207 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] - 周福珍;唐新丰;石义芳;彭冬亮;郭云飞;
在实际跟踪环境中，杂波测量空间分布特性往往是未知时变的，杂波密度通常被用来描述杂波测量的空间分布特性，是决定多目标自动跟踪性能的核心环境要素。现有的空间稀疏度的杂波密度估计方法(Spatial Clutter Measurement Density Estimator, SCMDE)在多目标自动跟踪场景下的杂波密度估计偏差急剧增大。针对以上问题，提出了一种基于SCMDE改进的杂波自适应估计方法，通过计算以待估点为中心的超球体内测量来源于杂波的概率估计超球体内真实的杂波个数，消除超球体内目标测量带来杂波密度估计偏差，从而提升复杂环境下多目标自动跟踪的航迹管理性能。
2022年03期 v.52;No.394 376-383页 [查看摘要][在线阅读][下载 428K] [下载次数：115 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] - 刘淳熙;王文亮;彭冬亮;陈志坤;吴美婵;
针对极化敏感面阵的极化域-空域联合谱估计，现有的多重信号分类(Multiple Signal Classification, MUSIC)算法需要进行四维谱峰搜索，计算量较大。建立了一种极化参数与空域参数分离的长矢量模型，在此基础上提出了一种基于不等式约束的降维MUSIC算法。利用极化矢量的模值有界性，将联合谱估计问题转化为不等式约束优化问题，在空间域进行谱峰搜索先行估计出信号的波达方向(Direction of Arrival, DOA),进而估计极化相位差和极化幅角。与4D-MUSIC算法相比，所提算法将四维搜索降低至二维，运算量显著降低。计算机仿真实验证明了算法的有效性和高精度性。
2022年03期 v.52;No.394 384-390页 [查看摘要][在线阅读][下载 455K] [下载次数：273 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ]
- 李思照;
<正>内容导读随着计算机和通信等技术的发展与进步，各个行业的数据高速增长，如何高效地处理海量数据以及保证其安全已经成为当今全球研究的热点。当前人们对信息处理技术的研究范围在不断拓展，信息处理的新方法、新理论层出不穷，这其中，人工智能技术的应用可以将不确定和不可靠的信息进行深入加工和处理，将它们转化为更加可靠、确定性更高的信息，使这些信息能够在更多的领域得到应用。与此同时，即使面对一些不精准的信息，也可以通过人工智能技术得到较为确定的结果，使已经获取的信息变得更加有效，从而有效提高信息的利用率。鉴于此，为建立高可靠复杂信息理论、算法和系统的处理方法和技术，
2022年03期 v.52;No.394 391-392页 [查看摘要][在线阅读][下载 71K] [下载次数：161 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：2 ] - 王鹏;武俊鹏;高迪;
针对诸如RSA、椭圆曲线等传统的公钥密码算法所依赖的底层数学模型能够被量子计算机所攻破、在后量子时代现有的公钥密码算法无法对信息进行有效加密等问题，对NIST第二轮Streamlined NTRU Prime算法的密钥产生和封装2个部分进行了研究，提出了一种基于FPGA的硬件实现方式，并在Xilinx Kintex UltraScale FPGA KCU105平台上验证，该设计的最高工作频率为192.901 MHz。从实验结果可知，该方案能够在占用很少资源的前提下实现较高速的密钥产生和封装操作。
2022年03期 v.52;No.394 393-398页 [查看摘要][在线阅读][下载 323K] [下载次数：252 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：1 ] - 刘湘鹏;袁冠辉;陆永辉;颜浪波;
针对工程应用中电容的测量过度依赖仪器设备，难以实现高精度实时测量的问题，提出了一种基于BP神经网络的高精度电容测量方法。利用由DSP,DDS,AGC,ADC和阻容分压等电路构成的数据获取模块采集50个标准电容两端的分压幅值，经过数据清洗与中值滤波去噪预处理后形成71个特征值，以此构建C-U数据集；建立3层隐藏层结构为16×32×16的BP神经网络模型，并进行训练和测试，获取电容预测模型，分析模型性能。测试结果表明，模型预测值与真实值的平均相对误差仅为2.629 1%;预测模型在训练集与测试集上的决定系数R~2均达到了0.99,具有很好的泛化能力。
2022年03期 v.52;No.394 399-406页 [查看摘要][在线阅读][下载 577K] [下载次数：345 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：1 ] - 黄平;闭吕庆;莫燕斌;覃斌毅;林林;万海斌;
针对基于传统机器学习与简单神经网络的病虫害识别方法对于具有小样本、数据不均衡、特征演变(黄龙病不同病害阶段的特征差异较大)、特征不明显和多类别等特点的柑橘病虫害识别效果不理想的问题，设计了一种基于VGG19改进的VGG19-INC模型。该模型以VGG19网络模型为骨干网络并利用迁移学习实现预训练权重参数的共享；模型结构使用1个批标准化卷积层和2个Inception模块替换VGG19的第5卷积层；使用1个全局池化层替换VGG19模型的全连接层，使用一个1×4的Softmax层作为分类输出层。所提模型不仅保留了VGG19对图像特征的有效提取，还利用Inception模块增加了网络的深度与宽度，使模型获得了不同大小的感受野，实现了多尺度特征的融合；全局池化层对全连接层的替换，使参数减少率达到了70.56%,有效地提高了模型的训练速度与平均测试速度，降低参数负载。试验结果表明，VGG19-INC对柑橘(沙田柚)黄龙病、潜叶蛾和线虫病等病虫害识别准确率为98.47%,比VGG19,Resnet50,Inceptionv3,Densenet201模型分别高22.26%,14.47%,5.18%和0.24%;损失值为0.041 5,比其他模型分别低1.108 5,0.217 2,0.398 7,0.065 4,并具有良好的泛化能力。
2022年03期 v.52;No.394 407-416页 [查看摘要][在线阅读][下载 1140K] [下载次数：1056 ] |[引用频次：24 ] |[阅读次数：2 ] - 黄国鹏;马鑫;谭美淋;李治江;
深度学习的应用日益广泛，训练样本是深度学习模型的基础。但是在军事、商业和金融等领域中，往往会出现模型训练时样本数据分散不易集中和隐私保护等问题。因此，数据隐私安全的研究非常重要。以某领域命名实体识别为应用场景，提出了FedPBert模型，采取了横向联邦学习的方式对Bert模型进行了预训练和微调。为了提高模型的精度，采取对客户端网络全参数加密上传服务器的策略。同时，针对在进行联邦学习训练时客户端与服务器进行通信的加密参数过大且通信效率过低的问题，首次设计了一种可以减少加密参数量同时减少通信量的Random Parameter Aggregation(RPA)算法，在取得与全参数加密方法相当性能的同时，能较大程度地减少通信和加密解密带来的算力开销，并通过实验验证了该方法的有效性。
2022年03期 v.52;No.394 417-422页 [查看摘要][在线阅读][下载 259K] [下载次数：474 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：1 ] - 齐勇;张晓华;李鹏鹏;
5G NSA模式下，用户数据可在分组数据汇聚协议(Packet Data Convergence Protocol, PDCP)层分流后进行双链路传输，由于各链路特性不同且动态变化，接收端存在乱序现象，导致重传、接收缓冲区阻塞。针对以上问题，提出了一种适用于双连接架构，可实现PDCP层数据聚合乱序程度最小、系统速率最大的分流方法。建立双连接触发机制，确定分流界限；基于链路传输能力和缓存队列确定分流比例，通过时延补偿控制数据发送顺序。仿真结果表明，该算法较合适分流比例算法吞吐率提升30 Mb/s,重排序丢包率降低35%;较OMS算法吞吐量提高40 Mb/s,重排序丢包率降低50%。
2022年03期 v.52;No.394 423-428页 [查看摘要][在线阅读][下载 435K] [下载次数：179 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ]
- 黎薇萍;陈伟超;梁家乐;
针对天基MIMO脉冲雷达探测体制的发射波形设计问题，考虑到天基雷达的发射波形等相关参数极易被敌方侦察设备侦收到，提出了一种新的抗干扰天基TDM-MIMO雷达波形设计方法。结合雷达系统的信号处理流程，建立了基于复合模糊函数的波形设计参数化模型，以表征雷达探测性能的发射信号集复合模糊函数和表征抗欺骗干扰的正交性来优化设计雷达波形，在保证了雷达探测性能的前提下，兼顾了抗干扰性能。该优化波形同时具有一定范围的多普勒不敏感的特性。天基TDM-MIMO雷达系统各发射阵元依次发射或跳变发射正交波形，所有接收阵元接收回波信号，回波信号经过信号处理流程之后实现了目标的检测。仿真试验验证了优化波形的有效性和可行性，适用于天基TDM-MIMO雷达探测高速空间目标的实际工程应用。
2022年03期 v.52;No.394 429-435页 [查看摘要][在线阅读][下载 470K] [下载次数：252 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：1 ] - 丁元明;赵佳倩;冯建新;
针对太赫兹通信信号容易被截获的问题，提出了一种基于五维超混沌系统的太赫兹调制跳变方法。根据信道的实时变化，采用改进的信噪比估计算法选择调制类，再通过五维超混沌系统产生的跳变图案随机地选择一种具体的调制方式。仿真结果表明，所提算法对信道的实时预测能力更为准确，在一定的计算复杂度下，相比于传统的混沌序列，其系统性能更好，具有更优的抗截获性能。
2022年03期 v.52;No.394 436-441页 [查看摘要][在线阅读][下载 322K] [下载次数：175 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 蒋建峰;张凤岩;张趁香;
5G网络切片作为一种全新的网络技术，能够保障网络服务质量。网络切片技术的性能和安全是当前5G网络的研究热点。通过分析警务系统的业务需求，基于5G独立组网(5G SA)网络物理节点资源和链路资源以及带宽和时延参数计算网络切片的安全隔离评估值；利用优化的粒子群算法(SecPSO)将网络物理链路资源利用率和网络收益作为适值函数迭代求解最优解，同时以切片安全隔离评估值作为约束条件，实现网络切片的映射编排。5G SA现网实测结果表明，算法能够保证网络切片的安全隔离等级达到标准的同时提升5G网络收益成本比，提高链路利用率，使智慧警务5G网络切片满足服务质量区分(5QI)需求。
2022年03期 v.52;No.394 442-449页 [查看摘要][在线阅读][下载 821K] [下载次数：489 ] |[引用频次：13 ] |[阅读次数：1 ] - 张晓明;刘磊;
随着全球卫星导航系统的日益普及和各种电子技术的发展，欺骗干扰逐步成为卫星导航系统的一个重大威胁。针对卫星导航接收终端中的欺骗干扰抑制能力差的问题，提出了一种基于M-估计的抗欺骗扩展卡尔曼滤波算法，解决了小型导航接收终端在欺骗干扰环境下的导航定位问题。在传统卡尔曼滤波算法的基础上，结合稳健统计中的M-估计来调整扩展卡尔曼滤波的状态更新过程，消除了突发欺骗干扰对导航定位的影响，提升了接收机定位解算过程中的欺骗干扰抑制性能。仿真结果表明，算法能够较好地抑制欺骗干扰对导航定位精度的影响。
2022年03期 v.52;No.394 450-455页 [查看摘要][在线阅读][下载 347K] [下载次数：335 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：1 ] - 杨小伟;文清丰;杨雪;杨鹤猛;金熙;王泽跃;
针对在复杂电磁环境下无人机难以被检测的问题，提出了一种基于卷积神经网络的无人机射频信号识别方法。射频前端对目标空域内的无线电信号进行扫描，捕捉与拦截无人机自身发射的射频信号，将无人机射频信号进行预处理，送入构建的卷积神经网络进行分析与识别。实验结果表明，基于卷积神经网络的无人机射频信号识别方法在检测无人机是否存在、识别4种无人机型号、识别10种无人机运行模式上均有较好的检测效果，具有较强的鲁棒性和环境抗干扰能力。
2022年03期 v.52;No.394 456-462页 [查看摘要][在线阅读][下载 632K] [下载次数：691 ] |[引用频次：17 ] |[阅读次数：2 ] - 包云超;周全;孔令军;王茜雯;
目前基于深度学习的表格结构识别有2种主流方法：检测表格框线法和检测表格行与列法。在检测表格框线法中，表格框线所占像素数较少导致了正负样本失衡的问题。虽然检测表格行与列法避免了正负样本失衡的问题，但有的研究将行与列预测分别简化成一列与一行像素的预测，又造成了容错率大的问题。针对该问题，提出了2种信息传输模块：行信息门和列信息门。在模块内，通过特征切片和平铺来对行或列进行软预测，解决了简化行与列预测产生的大容错率问题；通过计算通道注意力进一步提取行或列信息；使用行信息门与列信息门搭建了一个语义分割模型，同时完成表格行分割与列分割。在ICDAR 2013数据集上构建表格的行与列掩模并对模型评估，验证结果表明，与基于检测表格行与列法的分割模型相比，提出的模型有更好的性能，平均查准率、查全率和F1值分别高出0.55%,2.78%和1.48%。
2022年03期 v.52;No.394 463-469页 [查看摘要][在线阅读][下载 584K] [下载次数：170 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：1 ] - 徐兢成;王丽华;
针对交通标志在城市交通中易受恶劣天气、交通拥堵等影响而导致识别率低的问题，提出了一种在Alex模型基础上改进的交通标志识别方法，引入了批量归一化(Batch Normalization, BN)方法取代原有的局部响应归一化(Local Response Normalization, LRN)法，并加入全局平均池化层(Global Average Pooling Layer, GAP)取代原有的全连接层。其中BN法将每一层输出数据归一化为均值为0、标准差为1,使得结构传输更为顺畅；GAP层的引入大大减少了网络参数量。使用GTSRB数据集进行训练并测试，结果表明改进后的网络模型分类精度有了很大的提高，达到了93.2%,具备一定的实用价值。
2022年03期 v.52;No.394 470-475页 [查看摘要][在线阅读][下载 357K] [下载次数：1767 ] |[引用频次：22 ] |[阅读次数：1 ] - 杜鑫昌;高瑜翔;曹远杰;涂雅培;吴美霖;
为了解决现有图像加密算法处理后的密文图像在传存储过程中带宽利用率低、占据较大的存储空间等问题，提出了一种新的基于混沌压缩感知和DNA编码的多图像加密算法，可同时对多幅图像进行压缩加密为一幅密文图像。通过SHA-256安全散列算法产生内部密钥，实行一次一密，极大地提高了算法的安全性。相比于传统加密算法，密文图像空间利用率提高了约87.5%,平均每幅复原图像的峰值信噪比达26.42,复原图像的细节仍清晰可见。密文图像像素改变率(UACI)与统一平均变化程度(NPCR)分别达到33.75%和99.81%,接近于理论值。提出的多图像压缩加密算法具有较好的压缩性和安全性。
2022年03期 v.52;No.394 476-483页 [查看摘要][在线阅读][下载 641K] [下载次数：1174 ] |[引用频次：24 ] |[阅读次数：1 ]