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Lite-FRR:基于分段路由的卫星网络轻量化快速重路由算法研究

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无线电通信技术 2024年第4期50卷 674-680页

作者：丁春旭丁熙浩徐志平丁文慧虞志刚陆洲中国电子科技集团有限公司电子科学研究院北京100041

低地球轨道(Low Earth Orbit, LEO)卫星网络具有低时延和大容量的特性,成为未来卫星通信领域的一个关键发展趋势。由于卫星处于电磁开放空间,易受到电磁干扰和网络攻击等因素影响,导致网络节点或链路出现故障。为应对挑战,确保卫星网络... 详细信息

低地球轨道(Low Earth Orbit, LEO)卫星网络具有低时延和大容量的特性,成为未来卫星通信领域的一个关键发展趋势。由于卫星处于电磁开放空间,易受到电磁干扰和网络攻击等因素影响,导致网络节点或链路出现故障。为应对挑战,确保卫星网络在出现故障时能够保持流量转发的稳定性,在深入分析现有重路由算法在卫星网络应用中的优势与局限性的基础上,创新性提出了一种基于分段路由(Segment Routing, SR)的轻量化快速重路由(Lightweight-Fast Re-Routing, Lite-FRR)算法,通过利用卫星网络的时空信息来计算备份的无环路径,有效降低计算复杂度。考虑卫星星座的空间分布特性,设计了一种隧道传输机制,以实现卫星网络的快速重路由(Fast Re-Routing, FRR)。仿真实验结果表明,在432颗卫星星座场景下,当卫星网络遭遇链路故障,Lite-FRR备份路由计算时间仅为传统拓扑无关无环路备份(Topology Independent-Loop Free Alternate, TI-LFA)算法的1/20,有效减少备份路径的计算时间,确保了流量业务传输的高质量,提升了卫星网络的可靠性,也为未来卫星通信的发展提供了有力支撑。

关键词：低地球轨道卫星网络重路由无环备份路径分段路由

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基于跨度边界感知的嵌套命名实体识别

软件学报 2024年

作者：蔡宇翔骆妲甘洋镭侯睿刘雪怡刘峤石晓军中国电子科技集团公司信息科学研究院电子科技大学计算机科学与工程学院

命名实体识别任务是信息抽取领域中的一个基础任务,旨在定位句子中实体所在位置的边界,并对该实体进行分类.针对现有基于跨度检测的模型存在的嵌套实体边界模糊问题,提出一种基于跨度边界感知的嵌套命名实体识别模型.首先,利用双仿射注... 详细信息

命名实体识别任务是信息抽取领域中的一个基础任务,旨在定位句子中实体所在位置的边界,并对该实体进行分类.针对现有基于跨度检测的模型存在的嵌套实体边界模糊问题,提出一种基于跨度边界感知的嵌套命名实体识别模型.首先,利用双仿射注意力机制,捕获词元间的语义相关性,进而生成跨度语义表示矩阵;其次,通过设计一种二阶对角邻域差分算子,建立跨度语义差分机制,以提取跨度间的语义差异信息.此外,引入一种跨度边界感知机制,利用滑动窗口的局部特征提取能力,强化跨度的边界语义差异,从而准确定位实体跨度位置.为验证模型的有效性,在3个基准数据集上进行测试,包括ACE04、ACE05和Genia数据集.实验结果表明,提出的模型在实体识别准确率的表现优于相关工作.此外,还设计消融实验和案例分析以验证提出的语义差分机制和跨度边界感知机制的有效性,为进一步研究命名实体识别问题提供新的思路和实验证据.

关键词：嵌套命名实体识别跨度分类差分算子双仿射注意力机制跨度语义感知

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基于双模控制的单光子扫描成像技术

中国科学：物理学、力学、天文学 2024年第7期54卷 174-184页

作者：杨旭谭吉锋韩威闫瑞涛刘子龙张宇夏双志王鹏毅中国电子科技集团公司第五十四研究所石家庄050081

单光子扫描成像作为一种前沿技术,在空间目标探测、空中目标预警、空间量子通信、基于金刚石空穴的量子信息处理、光量子计算等领域有着广泛的应用前景.在单光子扫描成像系统设计中,扩展作用距离与提升扫描速度之间存在矛盾.针对该问题... 详细信息

单光子扫描成像作为一种前沿技术,在空间目标探测、空中目标预警、空间量子通信、基于金刚石空穴的量子信息处理、光量子计算等领域有着广泛的应用前景.在单光子扫描成像系统设计中,扩展作用距离与提升扫描速度之间存在矛盾.针对该问题,本文开展了基于双模控制的单光子扫描成像技术的研究,并完成了实验验证.该系统采用了基于转台和快反镜双模控制的扫描方法,通过发射视场、接收视场、扫描轨迹和扫描速度间的精密配合,实现了对单光子扫描成像系统的作用距离和扫描速度的同时提升.相较于传统的单光子扫描成像技术,本方案在相同的作用距离下扫描速度更快,在相同扫描速度下作用距离更远,为各种应用场景下远距离目标的快速扫描需求提供可靠的技术手段,对单光子扫描成像技术的发展具有重要意义.

关键词：单光子探测双模控制三维扫描成像转台快反镜

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适用于点群共存场景的TPMBM跟踪算法

系统工程与电子技术 2024年第7期46卷 2201-2210页

作者：张双武李翠芸赵竞哲衡博文西安电子科技大学电子工程学院陕西西安710071 中国电子科技集团公司第二十七研究所河南郑州450047

针对传统群目标跟踪算法在点群共存场景下跟踪精度低的问题,提出了可以同时对点目标和群目标进行跟踪的轨迹泊松多伯努利混合(trajectory Poisson multi-Bernoulli mixture,TPMBM)滤波算法。该算法对目标的状态空间进行扩展,在标准点目... 详细信息

针对传统群目标跟踪算法在点群共存场景下跟踪精度低的问题,提出了可以同时对点目标和群目标进行跟踪的轨迹泊松多伯努利混合(trajectory Poisson multi-Bernoulli mixture,TPMBM)滤波算法。该算法对目标的状态空间进行扩展,在标准点目标和群目标模型的基础上引入关于目标类别的概率信息,通过TPMBM滤波器的预测和更新过程实现对目标类别的判断和对目标运动状态的估计。仿真结果表明,与现有算法相比,所提算法在点目标和群目标共存时漏检误差明显降低,具有更优的跟踪性能。

关键词：目标跟踪点群共存轨迹泊松多伯努利混合滤波

一种基于ResNet的雷达弱小目标检测方法

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无线电工程 2024年第7期54卷 1652-1659页

作者：邱明劼张鹏汪圣利南京电子技术研究所江苏南京210039 中国电子科技集团公司电子科学研究院北京100041

为了解决恒虚警率(Constant False Alarm Rate,CFAR)检测算法对雷达弱小目标检测困难的问题,研究了基于卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)的目标检测方法。充分利用神经网络在特征提取上的优良性能,提出了一种基于残差网... 详细信息

为了解决恒虚警率(Constant False Alarm Rate,CFAR)检测算法对雷达弱小目标检测困难的问题,研究了基于卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)的目标检测方法。充分利用神经网络在特征提取上的优良性能,提出了一种基于残差网络(Residual Network,ResNet)块的雷达弱小目标检测方法。突破了传统方法仅利用幅度信息进行目标检测的框架,充分挖掘雷达回波数据中目标的相位特征作为神经网络目标分类检测的依据。经实验验证,所提出的方法在目标回波信噪比仅有-7 dB情况下,仍可实现50%以上的发现概率,并且随着信噪比的降低,所提方法的优异性越发明显。

关键词：恒虚警率检测残差网络弱小目标检测

面向反制无人机集群的多目标连续鲁棒跟踪算法

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航空学报 2024年第7期45卷 256-269页

作者：王传云苏阳王琳霖王田王静静高骞沈阳航空航天大学人工智能学院沈阳110136 沈阳航空航天大学计算机学院沈阳110136 北京航空航天大学人工智能研究院北京100191 中国电子科技集团公司电子科学研究院北京100041

无人机(UAV)集群作战正朝着智能化、实战化迅猛发展,将在未来战场上造成巨大威胁,面向反制无人机集群的探测与跟踪研究势在必行。针对在复杂场景及远距离探测条件下无人机集群目标之间相互遮挡、无人机为弱小目标等原因造成的检测精度... 详细信息

无人机(UAV)集群作战正朝着智能化、实战化迅猛发展,将在未来战场上造成巨大威胁,面向反制无人机集群的探测与跟踪研究势在必行。针对在复杂场景及远距离探测条件下无人机集群目标之间相互遮挡、无人机为弱小目标等原因造成的检测精度降低和跟踪精度降低问题,本文提出的无人机集群多目标(UAVS-MOT)连续鲁棒跟踪算法可以有效解决。UAVS-MOT模型基于FairMOT模型的多分支无锚框预测结构,将坐标注意力模块与DLA-34网络相结合,构建了全新的主干特征提取网络以提升特征信息的表达能力。此外,引入全新的ArcFace Loss损失函数进行训练以提高模型的收敛速度,并利用BYTE数据关联方法以降低目标漏检率和提高轨迹的连贯性。实验表明,本文提出的UAVS-MOT多目标跟踪算法在UAVSwarm Dataset上的多目标跟踪准确度(MOTA)和目标识别准确度(IDF1)分别为73.4%与76.1%,相比原有FairMOT算法分别提升5.7%与2.9%,可以解决目标的漏检、误检和跟踪精度低的问题,鲁棒性好。

关键词：多目标跟踪无人机集群 FairMOT 注意力机制反制

大功率脉冲量子级联激光器锥形波导光学与热学仿真设计

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红外与激光工程 2024年第5期53卷 35-45页

作者：张程程张东亮王锐罗明馨林青华郑显通祝连庆王伟平北京信息科技大学光电信息与仪器北京市工程研究中心北京100016 北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院北京100016 中国电子科技集团公司智能科技研究院北京100015

针对脊形波导结构的大功率脉冲量子级联激光器面临的光束质量差和热积累严重的问题,研究了一种新型锥形波导量子级联激光器结构设计方法。通过COMSOL软件仿真优化脉冲功率60 W,重复频率10 kHz输出的锥形量子级联激光器光学和热学特性,... 详细信息

针对脊形波导结构的大功率脉冲量子级联激光器面临的光束质量差和热积累严重的问题,研究了一种新型锥形波导量子级联激光器结构设计方法。通过COMSOL软件仿真优化脉冲功率60 W,重复频率10 kHz输出的锥形量子级联激光器光学和热学特性,分析了不同几何参数对波导光场模式分布、传输特性和最大内部温度的影响以及不同热沉材料、热沉温度和脉冲宽度对核心层内部温度分布的影响。结果表明,在4.6μm的波长下,直波导宽度为5μm,在锥度角为1.9°,直波导/锥形波导长度比为1∶3,可以保证直波导产生TM基模输出,整个端口的透射率、反射率、损耗、光限制因子达到最好效果。在同脊宽条件下,对于3 mm腔长,该锥形波导结构激光器核心区的面积对比条形的脊波导结构大10倍左右,更有利于大功率输出。此外,基于该结构进行了不同脉冲模式下的热学仿真分析,为器件工作模式和封装方式的选择提供有益参考。文中研究相关结论可为后续工艺设计和实验验证提供数据支持。

关键词：量子级联激光器脉冲锥形波导 COMSOL光学仿真热学仿真

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基于CMOS的高响应度太赫兹探测器线阵

红外与毫米波学报 2024年第1期43卷 70-78页

作者：白雪张子宇徐雷钧赵心可范小龙江苏大学电气信息工程学院江苏镇江212013 中国电子科技集团公司第五十五研究所江苏南京210016

本文提出了一种基于CMOS 0.18μm工艺的改进型高响应度太赫兹探测器线阵,各探测像素单元由高增益片上天线、高耦合度差分自混频功率探测电路和集成电压放大器组成。其中,差分探测电路利用源极差分驱动场效应管的交叉耦合电容,将太赫兹... 详细信息

本文提出了一种基于CMOS 0.18μm工艺的改进型高响应度太赫兹探测器线阵,各探测像素单元由高增益片上天线、高耦合度差分自混频功率探测电路和集成电压放大器组成。其中,差分探测电路利用源极差分驱动场效应管的交叉耦合电容,将太赫兹差分信号耦合至场效应管的栅极与源极,增强场效应管沟道内自混频太赫兹信号的强度,实现高响应度。其次,该探测器配备高增益片上环形差分天线与集成电压放大器,可有效放大混频后的信号,进而提高系统信噪比,最终达到增强探测器响应度的目的。探测器1×3线阵系统充分利用CMOS工艺多层结构的特点,将电压放大器布置在天线地平面下方,提高了芯片面积的利用率,有效降低了制作成本,整个系统的面积为0.5 mm^(2)。测试结果表明,当场效应管的栅极偏置为0.42 V时,该探测系统对0.3 THz辐射信号的电压响应度(Rv)最大可达到43.8 kV/W,对应的最小噪声等效功率(NEP)为20.5 pW/Hz^(1/2)。动态测试结果显示该探测器可对不同材质的隔挡物进行区分。

关键词：互补金属氧化物半导体太赫兹探测器宽带天线高响应度

宽带跳频TDMA辐射源网群的定位及网群划分方法

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系统工程与电子技术 2024年第6期46卷 1838-1846页

作者：张曦蒙马育红胡卫东王青平季鹏飞袁乃昌国防科技大学电子科学学院湖南长沙410073 中国电子科技集团公司第十研究所四川成都610036

为了解决现有方法难以对宽带跳频时分多址(frequency hopping-time division multiple access,FH-TDMA)辐射源网群定位的问题,提出一种仅利用波达方向(direction of arrival,DOA)信息的多站定位及网群划分方法。首先通过模拟滤波对各站... 详细信息

为了解决现有方法难以对宽带跳频时分多址(frequency hopping-time division multiple access,FH-TDMA)辐射源网群定位的问题,提出一种仅利用波达方向(direction of arrival,DOA)信息的多站定位及网群划分方法。首先通过模拟滤波对各站接收到的信号进行频段划分,通过基于多相滤波的数字信道化方法把信号输出到多个信道中;然后通过直接定位(direct position determination,DPD)算法计算得出各时隙辐射源的位置;最后先通过不同参数的基于密度的噪声应用空间聚类(density-based spatial clustering of applications with noise,DBSCAN)算法选择出最佳的辐射源定位结果,再根据提出的基于先验信息的改进K-means聚类算法进行网群划分。所提方法实现了采样率和信号处理速率的降低,且无需站间严格的时间同步。结果表明,所提方法有效估计出了辐射源的数量、位置,以及网群划分情况。

关键词：辐射源定位网群划分群目标跳频时分多址

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