- 任进;姬丽彬;党柳;
为实现卫星信号调制方式的分类，提出的高阶累积量与K最近邻算法(KNN)调制样式识别算法选取对噪声不敏感的5种高阶累积量特征参数用于信号的识别，通过KNN作为分类器对信号分类。实验结果表明，当信噪比(SNR)高于12 dB时，信号的调制方式可以被高效地识别，并且识别率趋近100%,但需要人工设计和提取特征参数。因此，提出了循环神经网络(Recurrent Neural Network, RNN)的卫星调制信号识别算法，以信号的IQ数据作为模型的输入，通过LSTM进行分时特征提取，全连接层进行分类，最终完成识别。在采样长度等于512,SNR大于4 dB时，识别率趋近100%。与KNN相比，LSTM网络的识别性能更为优越，尤其在低SNR的情况下，可以高效识别6种调制方式。
2022年04期 v.52;No.395 529-535页 [查看摘要][在线阅读][下载 436K] [下载次数：920 ] |[引用频次：14 ] |[阅读次数：1 ] - 李成凤;刘胜军;张弘强;沈家豪;武凡;
针对存在通信时延的无人机群集系统分群控制问题，设计了基于蚁群算法的协同分群控制算法。借鉴蚁群算法概率公式，利用个体自身位置信息和存在通信时延的任务信息(期望子群规模和群目标运动信息),设计了子群数量和规模可控、结构和速度调整较小的分群策略；将存在通信时延的群目标运动信息融入协同分群控制律中，实现了子群速度动态可控的分群，并利用Lyapunov稳定性定理和LaSalle不变性原理进行了稳定性分析；通过仿真实验进行了方法的有效性验证。结果表明，在通信时延约束下，所设计算法能够使群集系统实现结构和速度调整较小的可控分群行为。
2022年04期 v.52;No.395 536-543页 [查看摘要][在线阅读][下载 531K] [下载次数：382 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：1 ] - 梁保卫;王利平;涂海洋;郑轶文;
针对无人机机载平台功率资源受限、频谱资源受限等问题，开展了高阶调制技术在无人机宽带数据链中的应用研究。重点研究了调制方式选择、定时同步和载波同步等关键技术，提出了一种适用于高阶调制信号的定时同步、载波同步方案，并利用Matlab搭建高阶调制信号收发模型，对定时同步、载波同步方案进行了仿真，验证了方案的有效性。研究结果对无人机宽带数据链采用高阶调制技术提供了一定的参考。
2022年04期 v.52;No.395 544-549页 [查看摘要][在线阅读][下载 539K] [下载次数：441 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：1 ] - 廖红姣;赖鹏辉;董蕤;王世练;张炜;马艳敏;
针对遥测链路“低仰角”场景，研究多径信道下使用恒模算法(Constant Modulus Algorithm, CMA)进行盲均衡给部分响应成形偏移正交相移键控(SOQPSK-TG)检测带来的性能增益。数字下变频后通过CMA直接确定均衡器抽头系数，不需要载波、定时同步的先验信息，利于实现。仿真分析时，对均衡完成后的信号进行载波、定时同步和检测，分析过程和结果对接收机设计有指导意义。仿真结果表明，在3种典型“低仰角”航空遥测——滑行、起飞和远航场景中，使用CMA盲均衡均能有效缓解多径衰落对同步、检测的影响，与未均衡时相比，在滑行场景有3～3.1 dB的性能增益，在起飞场景有0.9～1 dB的性能增益，在远航场景有10.8～11 dB的性能增益。
2022年04期 v.52;No.395 550-554页 [查看摘要][在线阅读][下载 537K] [下载次数：368 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：1 ] - 刘锃亮;张宇;吕恒毅;
图像融合是图像处理领域中非常重要的分支，可见光图像与红外图像的融合在机器感知、目标检测与追踪、监控、遥感和图像去雾等方面扮演着十分重要的角色。针对目前一些融合算法时效性差、复杂程度高、泛化程度低和融合后图片信息丢失量大等问题，在神经网络FusionGAN的基础上进行了改进。在其中引入了一种多尺度卷积PSConv和一种轻量化注意力模块ECA-Net,前者能够在更细粒度角度进行多尺度特征融合，后者能自适应地选择一维卷积核大小，从而实现性能上的提优。实验采用经典的红外与可见光数据集TNO和NIO数据集，经实验表明，改进后的算法在主观评价与客观评价下，与原算法和其他算法相比有着明显提高。
2022年04期 v.52;No.395 555-561页 [查看摘要][在线阅读][下载 524K] [下载次数：988 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：1 ] - 马腾;杜江;乔理扬;黄天赐;
针对阵列信号处理领域中的超分辨子空间类算法需计算阵列输出的协方差、协方差矩阵的特征分解及进行谱峰搜索得到波达方向(Direction of Arrival, DOA)估计，计算量较大则实际应用可能受限，提出了一种低计算复杂度的新颖的无需谱峰搜索的DOA估计算法。通过Nystr?m方法得到逼近的信号子空间，避免了直接对所有阵列输出计算协方差及对其特征分解从而降低了运算量。通过逼近的信号子空间构建低阶的关于DOA的特征多项式方程，对此低阶多项式方程求根得到DOA估计进一步降低了运算量，且不同于现有的DOA估计求根算法。理论分析和仿真结果表明，所提算法有着良好的估计精度及较低的计算复杂度。
2022年04期 v.52;No.395 562-568页 [查看摘要][在线阅读][下载 528K] [下载次数：182 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：1 ] - 石浩德;侯劲;李红文;谢金轩;移洁;
针对传统核相关滤波器(Kernel Correlation Filter, KCF)目标跟踪算法在复杂应用场景下准确度和成功率降低的问题，提出了一种融合深度特征和尺度自适应的抗遮挡目标跟踪算法。将传统核相关滤波算法中HOG特征替换为深度特征来建立视觉外观模型增强算法对目标特征的表达能力。通过融合DSST算法中的尺度滤波器来实现目标尺度的估计，解决了传统核相关滤波跟踪器无法尺度自适应的问题。针对目标容易在遮挡环境中跟丢的问题，引入了最大历史均值和平均峰值相关能量来判断跟踪目标的可信度，当检测到发生遮挡时，通过自适应抗遮挡搜索机制，有效地改善了目标跟丢的问题。通过在OTB100数据集中验证结果表明，改进后的算法在复杂应用场景下的准确度和成功率与传统算法相比有明显提升。
2022年04期 v.52;No.395 569-577页 [查看摘要][在线阅读][下载 1119K] [下载次数：428 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：1 ] - 孙宽飞;杨文革;滕飞;焦义文;高泽夫;
PCM/FM信号的非相干鉴频解调存在门限效应，将多符号检测技术引入PCM/FM信号的解调中，可以提高约3 dB的解调增益。多符号检测多采用FPGA实现系统功能，存在硬件设计周期较长、硬件平台通用性低和升级难度大等问题，距离软件无线电设计理念有较大的差距。针对传统硬件实现的问题，设计了基于GPU的多符号检测实现方法，根据算法原理和GPU并行方法设计出基于GPU的并行滑动相关实现方法；据此设计了基于GPU的多符号检测算法的并行化方法；设计了基于GPU的Gardner位同步算法。实验结果显示，基于GPU的多符号检测算法满足实时性的要求，解调增益稍优于FPGA系统。
2022年04期 v.52;No.395 578-589页 [查看摘要][在线阅读][下载 1117K] [下载次数：256 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：1 ] - 张琳;易卿武;黄璐;于乃文;
针对传统的识别方法不能满足人类活动识别(Human Activity Recognition, HAR)技术研究需求的现状，提出了一种基于小波变换和卷积神经网络(Convolutional Neural Networks, CNN)相结合的深度学习模型。将多通道传感器的波形数据通过小波变换分解并重组作为输入。利用不同卷积核的CNN高效提取多维特征，使用最大池化层对人体无意识抖动引起的干扰噪声进行滤波操作。经过全连接层输出分类，实现对人体活动状态的准确识别。实验分别从模型收敛速度、损耗和精度三方面评估了模型性能，并在OPPORTUNITY公共数据集上与较先进的识别模型进行了对比。实验结果表明，提出的小波变化卷积网络Wavelet-CNN实现了91.65%的F1分数，具有更高的活动识别能力。
2022年04期 v.52;No.395 590-597页 [查看摘要][在线阅读][下载 524K] [下载次数：467 ] |[引用频次：13 ] |[阅读次数：1 ] - 赵祥伟;卿粼波;杨红;何小海;
针对目前分布式信源信道联合编码(Distributed Joint Source-Channel Coding, DJSCC)资源消耗大、计算复杂度高的问题，利用多个信源之间的相关性，提出了基于系统极化码的多信源DJSCC方案，每一个分布式信源的编码使用硬件实现简单的系统极化码，在实际信道中，从第2个编码器开始只传输校验位，在译码端，译码器根据信源相关性进行联合解码。在此基础上，将打孔技术运用到校验位的传输中。实验仿真结果表明，提出的DJSCC方案在误码性能上优异，并且大幅度降低了功耗和计算复杂度。
2022年04期 v.52;No.395 598-603页 [查看摘要][在线阅读][下载 414K] [下载次数：501 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 曹远杰;高瑜翔;杜鑫昌;涂雅培;吴美霖;
针对YOLOv4-Tiny算法复杂度高、计算量和参数量大以及不易在资源较少嵌入式平台部署等问题，提出了一种软硬件联合优化方案。在算法上采用GhostNet残差结构替换原算法残差部分所构建的主干网络，再对网络通道剪枝以对算法进行压缩，改进后的网络相较于YOLOv4-Tiny压缩了97%。为了提高硬件资源效率，对权值和偏置采用16 bit动态定点数量化；增加总线数据读写突发长度提高带宽；设计高度并行流水化的传统卷积、通道卷积、池化和上采样等算子以提高网络效率。实验表明，改进算法在PYNQ-Z2上获得4.04 GOP/s的性能。相较于YOLOv4-Tiny在ARM Cortex-A9,改进的网络在FPGA上实现35.2倍加速。因此，软硬件结合优化能够更好地加速算法运算。
2022年04期 v.52;No.395 604-611页 [查看摘要][在线阅读][下载 497K] [下载次数：1274 ] |[引用频次：22 ] |[阅读次数：2 ]
- 树玉泉;章林锋;胡志蕊;刘轶龙;贡冀鑫;
北斗三号全球卫星导航系统下行信号中使用了64进制低密度奇偶校验码(Low Density Parity Check, LDPC)作为主要的信道编码形式，64进制LDPC译码复杂度较高，为接收机译码模块的硬件实现带来了挑战。针对这一问题，在传统扩展最小和(EMS)算法的基础上面向接收机硬件实现，提出了一种优化的译码算法。该算法在校验节点的运算中应用了前向后向-检泡(FB-BC)流水线处理方案，并对校验节点-变量节点间的变量传递存储机制进行了优化，降低了译码复杂度和硬件资源开销。针对(200,100)(162,81)(96,48)(88,44)四种编码长度，开发了参数可配置的四合一译码模块，搭建了软硬件测试环境，对北斗三号64进制LDPC的性能进行了仿真评估，提出了满足接收机需求的译码参数组合。验证结果表明，译码模块主要硬件资源占用仅占FPGA(XC7K325T)的5%,在60 MHz时钟、5 bit量化、10次迭代时，译码增益可以达到7 dB,同时吞吐率优于50 ks/s,可满足北斗三号接收机使用需求。
2022年04期 v.52;No.395 657-663页 [查看摘要][在线阅读][下载 379K] [下载次数：247 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 陆建荣;石怀峰;
传统数据终端缺乏丰富的通信接口，通信方式单一、传输协议固定，只能接入单一的通信网络，难以满足车载异构网络中数据交互的需求。为了解决此问题，提出了一种能同时支持多种通信方式(UART,CAN,Ethernet, 4G, WiFi)和多种通信协议(TCP/IP,UDP,HTTP,MQTT)的终端设计方案。设计并实现了以Cortex~(TM)-A7为核心处理器的数据聚合终端，使该终端能正常工作在多种接入方式的车载异构网络中。测试结果表明，所设计终端接口丰富，通用性强，有效解决了传统数据终端接入能力差的问题，在实际应用中运行稳定，各项性能均满足指标要求。
2022年04期 v.52;No.395 664-670页 [查看摘要][在线阅读][下载 1059K] [下载次数：208 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] - 丁峤;刘俊延;刘林云;杨璐铭;
域名系统(Domain Name System, DNS)隧道是一种典型的网络隐蔽通道，攻击者窃取的信息被编码并封装到DNS报文中进行传输。在攻击者具备受控服务器和受控域的前提下，只要被攻击者的网络需要进行域名解析服务，DNS隧道就可以实现，IDS也不会因此触发警报。目前流行的基于载荷和基于流量的检测方法都不够灵活，且误报率高。为了更有效地识别DNS隧道攻击，对DNS报文特征进行分析，提取出5大类共15个特征标记一条完整的DNS会话，选用XGboost分类模型进行分类识别。实验结果表明，实验选用的15个特征可以有效检测DNS隧道流量，对于4种不同隧道软件产生的隧道流量识别率达95%。在此基础上，对所选特征的重要性进行了评估，成功筛选出能够保持分类模型稳定性下的最小特征子集。
2022年04期 v.52;No.395 671-677页 [查看摘要][在线阅读][下载 490K] [下载次数：367 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] - 汤博文;吴晓红;何小海;陈洪刚;熊淑华;
视频压缩使视频帧产生细节信息损失，致使解码视频帧质量下降。针对视频质量提升的需求，考虑不改变原有传输条件的前提下，提出了一种融合视频帧间相关性和深度特征提取的多帧注意力质量增强网络，采用更有效的多层次运动补偿策略，提升运动匹配准确度；采用多维度强化的融合注意力特征提取；利用残差学习与密集连接实现特征深层映射，对各尺寸的压缩伪影进行充分去除，并改善细节损失问题。
2022年04期 v.52;No.395 678-684页 [查看摘要][在线阅读][下载 435K] [下载次数：226 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 窦寅;张梅香;周玲霞;
连续变量量子密钥分发(Continuous Variable Quantum Key Distribution,CVQKD)允许合法的通信双方以绝对安全的方式传输密钥。为了达到理想的安全性，在后处理阶段需采用多维协调。然而多维方案带来系统增益的同时，发送端也需要传输更多的辅助译码参数。针对以上问题，提出了连续变量量子密钥分发的新型传输方案。通过构建虚拟信道模型，分析模型的虚拟噪声参数，成功证明了在传统方案中，辅助译码参数|y|的传输是非必要的，并给出了估算的辅助参数值。仿真结果表明，估算的辅助参数值可以代替|y|。
2022年04期 v.52;No.395 685-691页 [查看摘要][在线阅读][下载 617K] [下载次数：215 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 胡文博;李昊洋;刘海涛;
L-band Digital Aeronautical Communications System 1(L-DACS1)是一种基于正交频分复用传输技术的宽带航空通信系统。依据L-DACS1系统规范，在USRP N210软件无线电平台设计实现了L-DACS1前向链路发射机与接收机，并在实验室环境下开展了前向链路传输试验。所设计的L-DACS1前向链路传输性能与计算机仿真结果一致，验证了前向链路发射机与接收机的正确性，为后续L-DACS1系统测距仪干扰抑制的研究提供了思路。
2022年04期 v.52;No.395 692-698页 [查看摘要][在线阅读][下载 1285K] [下载次数：183 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] - 武文周;李少波;杨乾远;
大气信道和平台振动条件是影响空基平台无线激光通信能力的重要因素，针对空-空、空-地激光通信2种典型应用场景，充分考虑大气湍流影响和飞行平台振动等持续存在的环境影响因素，比较分析了小型无人机、大型飞机和飞艇3种典型飞行平台的链路特性和平台振动特性，对各型平台在不同链路中的通信能力进行了理论仿真研究。仿真结果表明，飞行高度和传输距离对空-空激光链路影响较大，空-地上行链路相比下行链路具有更好的误码率性能，更好的平台振动抑制能力能够有效地提高空基平台传输能力。
2022年04期 v.52;No.395 699-704页 [查看摘要][在线阅读][下载 417K] [下载次数：427 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：2 ] 下载本期数据