中国电子科学研究院学报

人工智能与新体制通信技术

  • 物理层安全中RIS强化的波束成形设计

    李尘镐;吴亮;张在琛;

    针对多输入单输出系统,文中提出了一种可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent Surface, RIS)强化人工噪声干扰的物理层安全方案。以最大化系统的安全容量为目标,联合优化有用信号和人工噪声的波束成形矩阵以及RIS的反射系数矩阵。此外,在优化有用信号波束成形矩阵时,使用查恩斯-库珀变换(Charnes-Cooper Transformation, CCT)和半正定松弛(Semi-Definite Relaxation, SDR)方法求得最优解。在联合优化人工噪声波束成形矩阵和RIS系数矩阵时,联合迫零算法和黎曼流形算法,求得满足方案中迫零约束的最优解。仿真表明,相较于其他方案,所提出方案可以有效增强人工噪声的干扰效果,具有更好的保密性能。

    2025年06期 v.20;No.154 577-584+591页 [查看摘要][在线阅读][下载 551K]
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  • 通感一体化中基于OFDM信号的距离-角度-速度估计算法

    孙迅;顾忆宵;夏斌;曾丹;

    针对通信感知一体化(Integrated Sensing and Communication, ISAC)系统中基于正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)不同星座概率调制的目标距离、速度与角度估计面临的时延-多普勒耦合及波形适配性不明确等问题,文中提出了一种融合二维快速傅里叶变换(2D-FFT)与多重信号分类(Multiple Signal Classification, MUSIC)算法的联合参数估计算法。首先,设计了基于2D-FFT的距离与速度估计算法,通过频域-时域联合变换解耦时延-多普勒耦合项,实现多目标场景下的参数分离;其次,利用MUSIC算法对ISAC信号进行处理,基于子空间正交性提升到达角(Angle of Arrival, AoA)估计精度;最后,通过仿真对比了通信最优的复高斯分布与感知最优的QPSK两种星座分布下的性能。结果表明,所提算法可有效实现目标参数的高精度估计,且在相同信噪比下QPSK星座的估计精度优于复高斯分布。本文研究为OFDM-based ISAC系统的参数估计算法设计与波形选择提供了理论依据与仿真支撑。

    2025年06期 v.20;No.154 585-591页 [查看摘要][在线阅读][下载 288K]
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  • 半监督学习驱动的低空通信MIMO-OFDM符号检测方法

    杨忠明;陈俊良;张先超;

    多输入多输出正交频分复用(Multiple-Input Multiple-Output Orthogonal Frequency Division Multiplexing, MIMO-OFDM)因其高频谱效率和抗多径干扰能力,广泛应用于低空通信。由于低空通信中高速移动和多径反射复杂,导致信道快速时变,深度学习的非线性拟合能力使其能自适应信道变化,提高符号检测精度,降低误码率。然而,实际通信中,标注数据获取成本高,难以依赖大量监督样本进行模型训练。提出低空通信中半监督学习驱动的MIMO-OFDM符号检测方法。首先,利用有限的标注样本进行监督训练,获取具有基本符号检测能力的模型;其次,使用模型对无标注样本进行符号检测,生成概率分布形式的伪标注,并通过置信度阈值筛选高质量伪标注,抑制错误标注的干扰;最后,构建衡量无标注样本在不同扰动下检测结果一致性的损失函数,并与标注样本的交叉熵损失联合优化,实现有限标注样本下的符号检测模型训练。仿真结果表明,在动态Rayleigh与Rician信道下,所提方法能够充分利用无标注数据,提升时变环境下的符号检测精度。

    2025年06期 v.20;No.154 592-600页 [查看摘要][在线阅读][下载 741K]
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  • 基于全链路状态感知的弱网音视频传输方法

    张松轶;魏曦;张治涛;张君岳;陈望;

    随着音视频应用领域和场景的不断丰富,客户对音视频通信质量的要求也越来越高。然而,在一些弱网的环境下,经常会发生音视频卡顿、视频马赛克、花屏的现象。现有抗弱网技术存在带宽估计不准确、传输策略适配性差、传输算法参数调节不合理等不足。为此,文中提出一种基于全链路网络状态感知机制的弱网音视频传输方法,通过三方面进行优化,首先构建基于丢包率变化趋势与综合丢包率的动态带宽评估模型,提升弱网环境下带宽预估准确性;然后设计融合上下行链路状态的传输策略自适应机制,根据丢包率与往返时延动态调整重传、冗余策略;最后,优化NACK、FEC及Jitter Buffer参数,实现全链路状态感知下的传输算法调优。实验结果表明,文中所提方法在弱网环境下的实时音视频通信性能显著优于WebRTC。具体而言,双向丢包率达70%时,该方法仍能满足POLQA评分、卡顿率及平均增加时延的指标要求,保障音视频的流畅通话,从整体抗丢包能力来看,该方法已接近行业先进水平。

    2025年06期 v.20;No.154 601-610+682页 [查看摘要][在线阅读][下载 618K]
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综述

  • 论CUDA-Q的国产化替代路径与战略研究

    张云;任勇;梁镇河;

    量子计算作为引领未来的战略性技术,已成为全球科技竞争的制高点。在当前量子计算的浪潮下,“量子-经典”混合计算范式成为主流,而NVIDIA凭借CUDA-Q平台在这一新兴领域建立了强大的生态优势。文中深入分析了CUDA-Q作为混合量子-经典计算核心平台的关键地位,剖析了在当前国际形势下实现CUDA-Q国产化替代的极端紧迫性。我国在量子硬件、经典超算等领域已积累相当基础,但在系统级软件架构、开发生态等方面仍存在明显短板。文中提出了一套系统的替代路径与政策建议,强调应采取“兼容适配与自主创新并重”的渐进策略,通过国家层面顶层设计、产业协同攻关和生态培育的多措并举,逐步构建自主可控的量子计算软件栈,为保障国家数字主权、抢占量子计算产业制高点提供战略支撑。

    2025年06期 v.20;No.154 611-617页 [查看摘要][在线阅读][下载 232K]
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工程应用

  • 基于强化学习的低轨卫星跳波束资源分配策略研究

    刘柳;杨巧丽;梁豪;李鹏;李瑞;

    跳波束技术是多波束低轨卫星的核心技术之一,能够根据终端的需求,调整多波束天线的空间指向、带宽和发射功率等,从而提升卫星资源的时域利用效率。随着人工智能的发展,智能化应用需求不断增加并呈现显著的不均衡性。传统资源分配算法难以适应这种需求不均衡且分散的情况,为此文中提出了一种基于强化学习的波位智能划分策略,通过将波束的分配及覆盖范围的调整建模为马尔科夫决策过程,以系统满意度、系统总容量和系统延迟为指标设计奖励函数,寻找最优解。最终实现了波束业务需求的相对均衡。在此基础上,建立最小化n阶差分目标函数,计算各波束分配的时隙资源。实验结果表明,相比传统资源分配算法,文中方法在提高系统吞吐量的同时也提高了业务满意度。

    2025年06期 v.20;No.154 618-626页 [查看摘要][在线阅读][下载 677K]
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  • 基于稀疏重构的脉间捷变频米波雷达低仰角目标参数估计方法

    师新月;王峰;夏清雨;

    米波雷达进行远区低仰角目标探测时会受到多径效应的影响,多径与目标在距离维存在混迭,基于波达角的测高方法会产生较大误差。文中提出一种基于捷变频波形的角度-距离-速度三维联合估计方法,适用于米波雷达低仰角多径混迭条件下的角度估计。该方法基于稀疏重构算法将捷变频回波合成宽带信号,实现距离维高分辨,从而实现目标与多径在距离维的有效区分。构建对应于脉冲载频随机变化的高分辨角度-距离-速度三维过完备字典矩阵,并进行分页降维处理,基于MFOCUSS算法估计稀疏解向量,得到目标的角度-距离-速度联合参数估计。仿真结果表明,所提算法能够较好地分辨目标回波的直达波与多径反射,实现低仰角目标的角度估计,从而为高度测量奠定基础。

    2025年06期 v.20;No.154 627-634页 [查看摘要][在线阅读][下载 605K]
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  • 基于卫星互联网的天基计算技术研究

    金博;芦存博;刘大林;

    天基计算驱动卫星互联网系统从“管道传输”向“智能服务”升级,推动卫星互联网算网融合,实现卫星互联网功能拓展,开启了空天智能感知与实时处理的新范式。本文在定义天基计算的概念内涵基础上,从应用实践和技术发展的角度研究分析了国内外现状,在地面成熟的异构计算、容器虚拟化、容器集群编排等技术基础上,按照“自主算力+外部算力”联合的模式构建卫星互联网算力体系,给出了详细的系统设计,包括设计思路、网络架构、系统组成和功能部署,针对卫星互联网的特点,从天基云持续就近服务、非宇航级芯片容错、多星协同高效服务、抗毁天基云管控和载荷机电热一体化集成五个方面识别并描述了关键核心技术,为构建通用化、开放式的天基计算平台提供依据和支撑。

    2025年06期 v.20;No.154 635-646页 [查看摘要][在线阅读][下载 667K]
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  • 基于空域自适应分离的雷达欺骗式干扰分选算法

    秦文芳;刘文洁;沈明威;韩国栋;

    在多源欺骗式干扰信号相互交织、混叠的复杂场景下,单通道侦收无法对各干扰源进行有效分类。为解决这一问题,本文提出基于阵列侦收的多源干扰信号分选方案。首先,利用阵列侦收技术精确估算多个干扰信号的来波方向(Direction-of-Arrival, DOA);随后,通过自适应波束形成(Adaptive Digital Beam Forming, ADBF)技术,有效分离各类干扰源。同时,在干扰测量脉冲描述字中增加各干扰源DOA信息,采用DBSCAN算法实现高精度分类。仿真实验表明,该方案能显著降低信号混叠,分选准确率提升约40%,易于工程实施。

    2025年06期 v.20;No.154 647-653页 [查看摘要][在线阅读][下载 561K]
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  • 复杂环境下陆战场目标行动路径智能动态预测

    齐文杰;舒予;陈俊良;夏亚兵;杨在兴;张东;张先超;

    针对陆战场复杂环境下动态目标行动预测存在的预测轨迹与真实轨迹误差大的问题,本文将战术规则作为先验条件用于轨迹预测模型中。通过构建多级校验的轨迹清洗机制(连续性验证、运动持续性验证、机动合规性验证),得到时空连续且符合战术逻辑的轨迹数据及其特征。设计局部-全局双流预测机制,利用1D神经网络(Convolutional Neural Nework, CNN)建模单目标时空演化特征,2D CNN捕捉多目标交互关系,并结合战术噪声注入增强鲁棒性。进一步提出战场条件化隐式最大似然估计训练框架,通过三元组损失、几何距离损失与几何角度损失构成的复合损失函数,以及协同战术规则等先验约束,生成符合战术逻辑的预测轨迹。实验结果表明,本文提出的模型通过规则约束与隐式学习的协同优化机制,有效提升了轨迹预测性能。

    2025年06期 v.20;No.154 654-660页 [查看摘要][在线阅读][下载 303K]
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  • 基于多级特征融合的未知DGA类检测方法

    董燚;翟江涛;荚东升;曾小龙;

    在域名生成算法(Domain Generation Algorithm, DGA)检测任务中,当测试集出现了训练集不曾有过的类别时,就构成未知DGA类的检测问题。本文针对传统深度神经网络方法对未知DGA类分类效果不佳的问题,提出了一种未知DGA类检测方法。模型结构由域名多级特征融合模块和结合支持向量机(Support Vector Machine, SVM)的未知DGA类检测模块构成。在多级特征融合模块中,二级域名通过多尺度卷积的方法提取特征,顶级域名则是根据独热编码和统计特征相结合的方法来提取特征。将提取的特征向量训练SVM分类器,为每个已知类构建拟合函数,实现样本的已知类或未知类检测,这种方法弥补了传统深度学习只能检测已知DGA类的局限性。在公开数据集的对比实验表明,本文加入SVM未知检测模块后,未知样本检测准确率提升了6.42%~25%,验证了所提方法检测未知DGA类的有效性。

    2025年06期 v.20;No.154 661-672页 [查看摘要][在线阅读][下载 2752K]
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  • 基于60 GHz FMCW MIMO雷达识别部分超出视场的手势

    肖政;潘伟;聂晨晨;任忠芳;王海鹏;

    文中基于调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave, FMCW)雷达,提出了一种只有部分手势在雷达探测范围内的识别方法,旨在解决当手部动作超出雷达探测范围而导致的识别率低等问题。传统雷达手势识别方法通常依赖于完整的手势雷达回波信号,而忽略了在实际应用中可能遇到的边界情况。为解决该问题,文中设计了一种新型神经网络——融合残差注意网络(Fusion Residual Attention Network, FRANet),并结合多视角雷达数据处理,将回波数据通过信号处理,提取出角度时间图(Angle-Time Map, ATM)、范围时间图(Range-Time Map, RTM)、多普勒时间图(Doppler-Time Map, DTM),并将几张图像特征输入该网络进行识别。通过实验验证,该方法在部分手势超出雷达探测范围的情况下仍能保持高识别精度,证明了其在复杂场景中的鲁棒性。该研究为雷达手势识别在实际应用中的拓展提供了新的思路。

    2025年06期 v.20;No.154 673-682页 [查看摘要][在线阅读][下载 996K]
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  • 中国电子科学研究院学报2025年第20卷总目次

    <正>~~

    2025年06期 v.20;No.154 683-686页 [查看摘要][在线阅读][下载 42K]
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