综述

• 基于深度学习的运动想象脑机接口研究综述

  陈茂洲;刘化东;

  近年来，随着脑机接口（Brain-Computer Interface,BCI）技术的进一步发展，对特征提取技术的鲁棒性的需求也持续增加。深度学习（Deep Learning,DL）作为多层次的神经网络模型具有从高维数据中进行特征提取并从分层表示中学习的能力，在分类识别任务领域中的表现优于手工选择特征的传统机器学习方法。深度学习模型可以自动学习高维的EEG数据集从而提取有效特征，因此基于深度学习的脑机接口成为该领域新的研究趋势。卷积神经网络（Convolution Neural Network,CNN）、深度信念网络（Deep Belief Network,DBN）和递归神经网络（Recurrent Neural Network,RNN）是深度学习中对脑电信号进行分析的三大主流算法。主要介绍了这三大主流深度学习算法的基本原理。为了探索能更好契合脑电数据特点的分类模型，还探讨了它们在BCI中集成其他方法的实际运用。

  2023年06期 v.56;No.378 673-681页 [查看摘要][在线阅读][下载 1073K]
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信息处理与传输

• 基于阵不变量的水声通信信号被动测距技术研究

  李晋;

  针对浅海环境下水声通信信号被动测距问题，采用模态分解的声场分析方法，对阵不变量在浅海环境下的计算方法进行了理论分析和推导。基于水声通信信号高频、突发的特点，采用射线声传播模型对浅海垂直阵列接收水声通信信号场景进行了建模和仿真，提出了基于阵不变量的水声通信信号被动测距算法，并通过数值仿真和对比分析验证了算法功能和被动测距精度。

  2023年06期 v.56;No.378 682-687页 [查看摘要][在线阅读][下载 1386K]
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• 一种改进的变步长SAMP压缩感知浅海水声信道估计算法

  孟熹亚;刘增力;

  针对稀疏度自适应匹配追踪（Sparsity Adaptive Matching Pursuit,SAMP）算法估计性能过度依赖初始步长的问题，提出了改进的变步长稀疏度自适应匹配追踪（Improved Variable Step-size Sparsity Adaptive Matching Pursuit,IVSSAMP）算法，并将IVSSAMP算法应用于水声正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）系统的压缩感知信道估计框架中。IVSSAMP算法通过残差条件对步长选取进行分类，在不同条件下分别引入微调因子设置残差与测量向量、残差与噪声之间的阈值来调整步长，实现变步长和稀疏度的自适应，同时规避了过度估计情况的发生。实验结果表明，IVSSAMP算法利用步长的灵活选取实现了估计精度与运行速度之间的平衡，降低了初始步长对算法性能的影响，具有较好的稳健性和应用性。

  2023年06期 v.56;No.378 688-695页 [查看摘要][在线阅读][下载 1343K]
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• 多用户间干扰下IRS辅助毫米波波束赋形研究

  柳翠;李俊萌;芮贤义;

  为解决IRS辅助毫米波通信系统中的干扰问题，提出了一种基于最大化系统总传输速率的联合波束赋形方案。该方案采用分数规划和二次型变换等技术，通过交替优化算法进行连续相移的联合波束赋形设计。针对实际硬件实现中的反射相移离散问题，进一步提出了一种离散相移的交替优化算法。仿真结果表明，该算法能够有效提高系统总传输速率，并且离散相移方案的总传输速率与连续相移方案趋近。

  2023年06期 v.56;No.378 696-702页 [查看摘要][在线阅读][下载 1487K]
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• 面向抗干扰通信的智能反射面被动波束赋形设计

  秦思娜;何松涛;辜怡然;李天晨;王萌;

  在激烈对抗的战场环境中，传统抗干扰方案（如跳频、扩频等）面临敌方大功率、宽频段干扰压制时显得难以为继。故提出利用智能反射面为我方发送信号和敌方干扰信号构建可控的反射链路，使经由其反射的信号与直传信号进行同相叠加或反相抵消，从而实现信号增强和干扰抑制，克服传统抗干扰方案的不足。具体而言，是以最大化接收机信干噪比为目标，对基于信号增强和干扰抑制的智能反射面被动波束赋形进行了联合设计。仿真结果表明，所提方案能够有效提升系统在强干扰条件下的接收性能。

  2023年06期 v.56;No.378 703-707页 [查看摘要][在线阅读][下载 1248K]
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• 一种改进的分段式互相关帧同步检测方法

  刘明;

  通过研究载波偏移情形下的分段式互相关帧同步检测方法的特性，提出一种改进的分段式互相关帧同步检测方法。所提方法在增加相对较少的计算量的基础上获得了更优的检测性能，同时有效地降低了现有方法的虚警概率。相比现有方法，在低信噪比大载波偏移情况下，所提方法能够获得约1 dB的性能增益。

  2023年06期 v.56;No.378 708-713页 [查看摘要][在线阅读][下载 1186K]
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• 深层卷积神经网络的自动调制识别方法

  彭钰琳;文红;侯文静;石伟宏;严地宝;

  简述了利用深层卷积神经网络进行自动调制识别（Automatic Modulation Recognition,AMR）的进展，并结合其模型在基准数据集上的实验表明，大多数不依赖于先验知识的特征提取模型容易忽略模型参数量大、计算复杂度高的问题，因此将工作重点集中在保持高精确度的同时轻量化模型。利用多信道深度学习模型，从时间和空间的角度有效提取特征，搭建以卷积神经网络（Convolution Neural Networks,CNN）和门控循环单元（Gating Recurrent Unit,GRU）为特征提取层的深层学习框架，可以在现有高识别度模型的识别效果上有略微提升，具有高效的收敛速度，且减少了40%以上的参数体积，在训练时间和测试时间上更有优势。该方法在RadioML2016.10a数据集0 dB以上信噪比条件下的识别精度保持在90%以上。

  2023年06期 v.56;No.378 714-718页 [查看摘要][在线阅读][下载 1312K]
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网络与系统

• 基于功率分割能量收集的全双工中继网络的能效优化

  潘兴芬;仇润鹤;

  针对全双工放大转发中继网络的能效提高问题，提出了一种基于功率分割能量收集的全双工中继网络的能效优化方法。该全双工中继网络的中继节点采用功率分割方式进行非线性能量收集，在非完美信道下，将非凸的能效问题转化为最小能量消耗问题，进一步转化为优化发射功率和传输时间两个子问题。根据信道容量得到最优传输速率，通过vpasolve函数求出最优传输速率和功率分割因子，再利用香农公式求最优传输时间，最终得到能效的最优解。仿真表明，所提方法的能效比仅优化传输速率和传输时间的能效分别提升约13.07%、8.48%，比单向全双工放大转发的能效提升约28.59%。

  2023年06期 v.56;No.378 719-727页 [查看摘要][在线阅读][下载 1414K]
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• 基于GMAE框架的图变分自编码器的链路预测模型研究

  马怡;吴丽萍;

  链路预测是复杂网络中重要的研究内容，它是在给定网络中利用已有的各种信息来预测尚不存在连边的两个节点发生链接的可能性，在社会网络中的朋友推荐系统有广泛应用。近年来，图神经网络在链路预测任务上取得了很好的效果。但是，由于图卷积层带来了过平滑问题，只能关注到节点的局部性信息。为此，本文针对复杂网络提出了图掩码编码器（Graph Masked AutoEncoders,GMAE）技术，可以关注到更大范围的信息，重建掩码节点的特征，并将重建特征输入到自动编码器，重构网络。通过实验证明，GMAE聚合全局节点信息生成特征的方式在自动编码器的重建下重构的网络更接近原始网络，能够在下游链路预测任务上取得先进性能。

  2023年06期 v.56;No.378 728-735页 [查看摘要][在线阅读][下载 1382K]
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• OLSR路由协议改进研究

  王振雷;李春风;

  优化链路状态路由协议（Optimized Link State Routing,OLSR）是Ad Hoc网络中的一种先验式的链路状态路由协议，在该协议基础上，通过在HELLO消息中加入二跳邻节点信息进行一跳广播，节点能获取所有的二跳邻节点及三跳邻节点，从二跳邻节点中选出中继节点（称之为多点二级中继节点MPL2R）覆盖三级邻节点，再从一跳邻节点中选出中继节点（称之为一级中继节点MPL1R，即原来的MPR）,MPL2R和MPL1R完成了对所有的二跳和三跳邻节点的覆盖。修改TC消息内容，并改进MPR节点选择算法。通过对OLSR路由协议的改进，增加了路由开销，但从全局看，最后计算出的路径更接近全局最优。

  2023年06期 v.56;No.378 736-743页 [查看摘要][在线阅读][下载 1280K]
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• 基于多通道特征融合的上下位关系抽取方法

  靖琦东;翟值楚;周在龙;杨松柏;

  上下位关系抽取是知识图谱构建的关键环节，目前常用的基于模板和分布式的方法存在可移植性差、召回率低等不足。针对这些问题，提出了一种基于多通道特征融合的上下位关系抽取方法，通过预训练词嵌入、双向LSTM和依存句法树结果编码三个通道来构建模型编码器。首先，提出了上下位关系抽取整体框架，包括数据挖掘与标注模块、特征抽取模块、候选句打分模块及结果排序模块。然后，针对特征抽取模块，提出了融合句法依存关系、上下文特征以及预训练特征的自适应编码方法；针对句子打分模块，提出了包含编解码器结构的网络模型。最后，通过对准确率、召回率、查全率进行消融实验，表明所提出的模型具有较好的有效性和更好的可解释性。

  2023年06期 v.56;No.378 744-749页 [查看摘要][在线阅读][下载 1188K]
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• 基于耦合设计的战术通信系统可靠性试验任务剖面构建方法

  张国华;姜永广;邓伟华;熊廷坤;

  战术通信系统的可靠性综合评价常见的方法有数学解析法、仿真计算法和可靠性试验验证法3种。可靠性试验验证法因其基于实际物理实体和作战背景需求、作战任务想定开展，能如实地反映装备的可靠性水平，结论最为可信，已经成为当前我军军用系统装备可靠性鉴定定型或验证的必备手段。针对战术通信系统所具特性的可靠性试验验证方法的任务剖面构建，提出时间剖面、环境剖面、使用剖面、任务剖面四维一体耦合设计的可靠性任务剖面构建方法，并通过应用案例充分验证该任务剖面构建方法的可行性和先进性。

  2023年06期 v.56;No.378 750-758页 [查看摘要][在线阅读][下载 1051K]
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安全与保密

• 密态聚合处理技术的应用与发展

  温由刚;陈萌;易雨辰;梁艺宽;

  云计算、大数据在为用户提供便捷服务的同时，也对用户数据进行统计分析，侵犯了用户隐私。而传统数据加密保护技术又导致数据难以被统计分析，不能为用户提供便捷服务。密态聚合是一类新型密码算法，能够对密文直接进行操作，实现数据可用而不可见。密态聚合技术需要同时考虑密文不落地、抗量子计算攻击、密文可验证等要素，具有较高的技术要求。对密态聚合处理技术的发展与应用展开分析，提出对未来的展望。

  2023年06期 v.56;No.378 759-767页 [查看摘要][在线阅读][下载 970K]
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• 人工噪声辅助MIMO系统下数据信号功率占比的误码率研究

  李闻;宋欢欢;唐杰;文红;郁子阳;刘雍煌;

  针对多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）无线通信系统传输过程中的安全问题，提出了一种基于人工噪声辅助的安全传输方法。首先，建立人工噪声辅助MIMO系统的信道状态矩阵；其次，将信道状态矩阵进行奇异值分解，设计合理的预编码和人工噪声矩阵，从而显著提升MIMO系统的安全性。对于窃听节点的译码采用最大似然检测译码。仿真结果表明，利用MIMO系统信道信息的零空间矩阵，采用人工噪声进行信号加密，有效提高了潜在窃听节点的误码率，当合法信道质量降低时，通过降低分配数据信号功率系数来提高MIMO无线系统的窃听误码率。

  2023年06期 v.56;No.378 768-771页 [查看摘要][在线阅读][下载 1058K]
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• 无线通信物理层安全防护设计与性能分析

  张桂祥;伍鹏宇;姜永广;胡飞;隋天宇;

  目前无线通信系统主要在物理层之上部署安全防护措施，开放的无线信道使通信系统面临着易被攻击、干扰和截获等安全威胁。物理层安全技术是一种解决无线空口安全传输问题的有效途径。首先阐述了物理层安全技术的内涵和发展现状，其次提出了一种物理层安全传输系统模型，最后在该模型上完成了部分关键技术工程验证、通信性能试验、低检测能力测试和安全性评估。试验结果表明，物理层安全技术能够有效提高无线通信系统的安全防护能力。

  2023年06期 v.56;No.378 772-777页 [查看摘要][在线阅读][下载 1262K]
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• 基于神经网络的个人信息自动化抽取方法

  吴杰;邱星煜;易宗权;齐伟钢;

  随着数据存储和数据处理技术的不断进步，个人信息广泛存在于各类文档之中，个人信息保护已成为目前科研界和工业界亟待解决的重要问题，而个人信息抽取是个人信息保护的前提和核心概念之一。针对内容复杂，格式多样，不确定性高的各类复杂文档进行个人信息抽取，本文提出了一种基于神经网络的个人信息自动化抽取的统一方法。该方法整合了流式文档和版式文档的信息抽取能力，同时结合了正则匹配和深度学习神经网络模型来输出个人信息抽取结果。此外，方法中的个人信息抽取模型通过改造输入数据的方式来融合文档的布局信息进行训练，并在训练过程中采取了迭代标注和扩展训练数据的方法，以此提高模型训练的效率和效果。

  2023年06期 v.56;No.378 778-785页 [查看摘要][在线阅读][下载 1074K]
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工程与应用

• 基于GEO卫星的IoT NTN系统设计及实践

  王宏超;屈杰;

  提出了一种基于地球同步轨道（Geostationary Earth Orbit,GEO）卫星的非地面物联网（Internet of Things Non-Terrestrial Networks,IoT NTN）网络系统。该系统结合了NB-IoT技术和5G NTN标准，旨在满足空天地海一体化物联网通信和应急通信的需求。详细描述了系统设计、调度和通信时序等方面，并给出了k-Offset参数的计算方法。借助我国自主研制的天通一号卫星移动通信系统，完成了基于3GPP Rel 17 NTN标准的5G卫星物联网通信系统实践，并在预商用基站上完成通信组网测试，实现了基站和终端之间通过GEO卫星的双向数据通信，且整个系统的通信时延、速率等性能指标符合预期。该研究能够对未来卫星物联网通信系统的设计和应用提供参考。

  2023年06期 v.56;No.378 786-791页 [查看摘要][在线阅读][下载 1094K]
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• 一种超宽带可变符号率FQPSK调制方法

  李梦婷;孙秀斌;张红萍;

  针对传统费赫尔正交移相键控（Feher’s Quadrature Phase Shift Keying,FQPSK）调制算法在硬件实现时，符号速率受系统时钟频率限制，难以实现大容量传输的问题，借鉴直接数字合成（Direct Digital Synthesis,DDS）原理，提出了一种超宽带可变符号率FQPSK调制方法，通过并行查找表实现超宽带FQPSK波形映射，通过频率控制字，实现可变符号率调制，突破了系统时钟频率对符号率的限制。在Vivado环境中的Verilog HDL程序仿真，验证了所提方法的有效性。

  2023年06期 v.56;No.378 792-798页 [查看摘要][在线阅读][下载 1261K]
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• 低成本双频段手持对空电台信道设计

  赵亚东;

  军民联合行动时，双频段手持对空电台需符合现役对空指挥引导话音通信体制，并兼容民航空管便携式对空电台模式。现有装备不能完全满足整合频段、兼容体制、小型化、低成本的装备要求。分析了双频段手持电台的研制需求，完成了低成本的信道设计，并对关键技术进行了具体研究和实现。

  2023年06期 v.56;No.378 799-806页 [查看摘要][在线阅读][下载 1275K]
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其他

• 征稿启事

  <正>为扩大学术交流的渠道,本刊特向从事通信领域科研、教学、技术开发、维护管理等方面的专家、学者、在校师生和相关技术人员征集稿件,热诚欢迎广大作者踊跃投稿。优秀稿件征集(1)本刊对有重要创新价值的优秀论文优先发表,并酌情从优支付稿酬。(2)凡获省、部级及以上的基金资助的论文,请给出基金名称和基金编号,本刊按基金级别支付稿酬。

  2023年06期 v.56;No.378 807页 [查看摘要][在线阅读][下载 656K]
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