加强自主创新 建设一流强所——访中国电子科技集团公司第五十四研究所所长张冬辰

胡锦涛总书记在全国科学技术大会上,向全党全社会发出了增强自主创新能力,努力建设创新型国家的伟大号召,党中央国务院发布了《国家中长期科学和技术发展规划纲要》,对未来15年国家科技发展提出了详细的规划和目标,自主创新已成为各企业发展的热门话题和重要课题。五十四所的有关领导和科技工作者对此有一番认识和举措。本刊将陆续作摘要发表,以引起大家的参与和关注。

朝气蓬勃的电子部第五十四研究所遥控遥测专业部

54所的遥控遥测专业部起步于60年代初期,三十多年来为我国尖端和常规武器试验,航空航天电子装备的发展,以及国民经济建设做出了突出的贡献,获得国家多项奖励。现在遥控遥测专业部已形成了航天测控,无人驾驶飞机测控,数据传输与处理,专用通信网等4大技术分支。目前已发展成为一个有总体、终端、信道、数据通信4个研究室的大型专业部,全专业部共有工程技术人员180余人,其中研究员6人,高级工程师50余人,工程师60余人。

中国大地测量研究进展(2019-2023)

2023年7月11日至2023年7月20日,第28届国际大地测量学和地球物理学联合会(The International Union of Geodesy and Geophysics,IUGG)大会在德国柏林举行。按照IUGG传统,国际大地测量协会中国委员会(CNC-IAG)组织国内十余家单位编写了“中国大地测量国家报告(2019—2023)”,分别总结了2019至2023年4年期间的中国大地测量各分支学科研究进展。本文主要归纳和总结了中国大地测量学科近几年的整体进展,侧重各领域代表性研究进展,主要内容包括基准框架、综合PNT与弹性PNT、重力场与垂直基准、GNSS精密产品、多源传感器组合导航和海洋大地测量6个研究方向。此外,结合国际大地测量及相关交叉学科的发展趋势,对我国大地测量学科未来发展提出了几点建议。

基于分集的非相干多进制正交调制迭代译码研究

为了解决无线通信系统低速率传输面临的瞬时快衰落明显、归一化多普勒很大、接收信号弱等多种难题,提出了基于分集的非相干多进制正交调制迭代译码体制。首先,构建了非相干多进制正交调制迭代译码模型,给出了基于最大值映射的简化解调译码方法;其次,设计了基于分集的非相干多进制正交调制迭代译码系统方案,分析了信道容量极限关键参数,推算出编码码率与信噪比关系,提出了基于分集合并信号概率密度的性能分析方法;最后,采用蒙特卡洛仿真方法,结合高斯信道与瑞利衰落信道进行了系统仿真验证及性能分析。结果表明:在归一化多普勒0.5的瑞利衰落信道仿真环境下,采用16重分集、32阶正交调制、Turbo/低密度奇偶校验码(LDPC)迭代译码,编码码率为2/3、编码信息长度为384的设计方案,可实现信噪比低至3 dB时的稳定通信。所提出的基于分集的非相干多进制正交调制迭代译码方法,实现了低信噪比高可靠传输,可为低速率无线通信系统设计提供参考。

基于分层多智能体的多星联合任务规划架构研究

随着卫星规模、种类的不断增长,现有卫星任务规划技术架构已很难满足多类型卫星联合运用的有效性及可扩展性要求。通过深入分析多星任务筹划、单星任务规划、数传资源规划等环节,建立了基于分层多智能体的多星联合任务规划技术架构,设计了与架构匹配的相关优化算法及智能体功能实现机制,实现了多星联合任务规划能力。仿真实验及分析结果表明,该架构对多类型卫星联合任务规划场景有良好的适用性。

卫星任务管控系统实战化检验分析与研究

随着航天系统运用由业务运行模式向作战使用模式转变,对卫星任务管控系统的产品质量提出了更高的要求。现行的检验试验基于满足产品的技术性能指标,检验条件单一、检验流程固定。为有效预防系统在使用中出现“不好用”“不实用”的现象,深入分析系统的实战化要求,构建了测试过程模型,提出了在上线前对系统进行全链路压测的测试方法。通过多角度想定系统应用场景,选取多样本数据,实现了最大限度地模拟实战环境,检验了系统的作战使用效能,为信息系统的实战化检验提供了一种有效的检验模式和方法。

软件测试方法研究

传统的基于测试用例的测试方法,难以很好地适应敏捷开发、需求多变、开发周期短和文档薄弱等各类情况,而且面对规模日益庞大、业务逻辑和应用环境日益复杂的软件产品,缺陷检测能力弱、测试周期长、文档创建和维护工作量大等问题日益凸显。首先,深入分析了传统方法的工作原理和局限性;然后,介绍了探索性测试方法的概念和原理;最后,指出在方法论层面适当引入探索性对于提升软件测试工作质量的重要性。

LEO卫星系统对GSO卫星系统干扰规避技术研究

近年,低地轨道(Low Earth Orbit,LEO)卫星星座繁荣发展,LEO卫星系统和地球静止轨道(Geosynchronous Orbit,GSO)卫星系统同频共用情况非常普遍,同频段内LEO卫星系统需要规避GSO卫星系统的上下行干扰。LEO卫星系统对GSO卫星系统干扰规避方法和策略包含调整指向、更改频率、降低功率和关闭波束。在对系统干扰规避模式及干扰区域情况进行仿真基础上,结合LEO卫星系统特点,提出经过规避区域时切换信关站或者馈电链路关闭下行波束的方案。用户链路结合相控阵天线特点,信令波束通过上注星载相控阵天线波位表实现干扰规避;业务波束通过上注干扰规避区域对应的地面网格编码实现干扰规避,提出不同链路干扰规避实施方案和实现流程。

多普勒效应下的跳频信号定时同步算法研究

由于收发信双方的相对高速运动会影响接收信号的同步和解调,特别是对符号速率每跳变化的跳频信号影响更大。针对跳频信号在高动态场景下的时钟同步问题,通过分析多普勒钟偏对时钟同步的影响,提出了基于同步信息的时钟频率估计加时钟相位估计定时同步方法,将二者的估计结果进行卡尔曼滤波,估计出钟偏及钟偏变化率,实时跟踪、调整接收机的时钟,达到收发信号时钟同步的目的。与三阶锁相环进行了仿真与对比,仿真结果证明,该方法比传统的锁相环方法跟踪范围大,估计精度高,解调性能更优良;解调性能损失与理论值相比小于0.2 dB。

卫星通信与5G融合下的移动协议栈适配性研究

卫星通信和5G技术的融合在移动通信领域是一个热门的研究方向。因为卫星通信和5G技术在协议栈结构、接口规范2个方面存在差异,所以要实现2种技术的融合首先要解决两者之间适配性问题。为了解决这个问题,文章提出以下3种策略:优化协议栈的结构、规范协议栈的接口以及进行协议栈的适配性测试和检查,可为移动通信行业的探索与实践提供有价值的借鉴,推动卫星通信和5G技术的融合发展。

基于主成分分析和层次分析法的科技创新量化考核算法

企业科技成果作为国家科技创新的重要组成部分,是科技创新的重要体现。如何科学评价新时期企业科技成果创新是一个普遍存在的问题,针对传统层次分析法(Analytical Hierarchy Process,AHP)在确定权重系数方面存在的不足,以国有企业科技创新评价为落脚点,提出一种基于主成分分析法(Principal Component Analysis,PCA)和AHP的科技创新量化考核方法,建立了国有企业科技创新量化考核指标要素信息库,构建新型科研平台科技创新能力考核指标体系。综合考虑了主客观因素,利用PCA得到指标层中各指标的重要度,通过AHP得到判断矩阵,提高判断矩阵的准确性和合理性。实验结果表明,采用基于PCA和AHP的科技创新量化考核算法得到的国有企业科技创新量化考核评估结果更加客观合理,并通过人机交互系统展示考核的分析结果。

低轨卫星激光载荷配置及快速建链方法的研究

为了适应未来低轨卫星轻量化和低成本的发展趋势,满足星间激光快速建链的使用需求,对星间激光配置原则进行了分析,采用转台式激光载荷和固定式激光载荷相结合的载荷配置方式,分别用于异轨道面间和同轨道面内的星间建链,设计了基于在轨恒星标校、信标光辅助建链和光轴一致性的激光载荷快速星间建链方案,并介绍了全流程。结果表明,星间激光载荷建链时间小于30 s,可实现长时间的星间激光稳定跟踪通信。该研究结果有助于推动星间激光通信的发展和大规模在轨应用。

基于深度强化学习的空中无人机基站资源分配与公平性研究

为了提高无人机基站(unmanned aerial vehicle base stations,UAV-BS)为地面多用户服务时的数据速率,提出一种基于决斗深度神经网络(dueling deep Q-network,Dueling-DQN)的深度强化学习(deep reinforcement learning,DRL)算法。采用决斗网络(dueling network,DN)结构以克服动态环境的部分可观测问题,联合优化了UAV-BS的位置和下行链路功率分配,在更符合实际的空地概率信道模型中检验了Dueling-DQN算法的性能。结果表明,相较于对比算法,所提出的Dueling-DQN算法可以提供更高的数据速率和服务公平性,且随着地面用户数量的增大,算法的优势更加明显。Dueling-DQN算法可有效解决复杂非凸性问题,为UAV-BS的资源分配问题提供理论参考。

多项式拟合技术在天线增益测量中的应用研究

文中简述了多项式拟合的基本原理公式,提出利用多项式拟合技术确定天线增益频段特性和大型口径天线不同仰角增益的方法。在比较法增益测量中,标准喇叭的增益常为已知的离散校准值,利用高频、低频和两个中间频点的增益值拟合了标准喇叭增益的解析式,非拟合点的增益计算结果同已知的标准喇叭增益校准值吻合很好,证明了该方法的有效性。最后,简述了多项式拟合技术在S波段8.54 m气象雷达天线增益测量及大型射电望远镜天线不同仰角增益测量中的应用。

一种基于ASLC的数字波束抗干扰改进算法研究

针对阵列雷达系统在自适应抗干扰处理过程中设备复杂度高、期望信号信噪比下降等问题,在自适应旁瓣对消(ASLC)理论基础上,研究了一种改进的数字抗干扰处理算法。该算法分析了辅助天线单元独立设计引起的空间资源占用等问题,通过在天线阵列中灵活选取数字单元形成辅助信号的方式,优化阵列资源的同时增加了主阵列与辅助单元收到的干扰信号相关性,提高了系统的干扰抑制比;根据最小均方误差准则对辅助信号进行预加权处理,削减辅助波束接收的期望信号能量,改善了由于辅助波束接收信号的自相关矩阵中含有期望信号引起的期望信号相消问题。通过系统测试,验证了该技术的有效性,实测结果表明,该算法在简化天线阵列设计的同时,干扰调零深度达到了51.6 dB,而期望信号信噪比仅损失0.65 dB,解决了传统ASLC算法效率下降的难题,具有广泛的工程应用前景。

基于共振隧穿二极管的太赫兹技术研究进展

共振隧穿二极管(Resonant Tunneling Diode, RTD)是一种基于量子隧穿效应的半导体器件,同时具有非线性特性和负阻特性,通过改变偏置电压可以作为太赫兹源和太赫兹探测器,在未来6G技术中通信感知一体化方面具有优势。简要总结了基于RTD实现的器件的工作原理,对基于RTD实现的太赫兹源和太赫兹探测器、太赫兹通信系统以及太赫兹雷达系统等太赫兹技术的研究进展进行介绍,并对当前存在的技术挑战和未来的发展方向进行探讨。基于RTD的太赫兹技术凭借其突出的优势,将成为未来电子器件领域重要的发展方向。

手机直连NGSO卫星业务中扩展L频段频率协调方案研究

在目前非对地静止轨道(NGSO)卫星移动业务用频越来越紧张的趋势下,针对手机直连NGSO卫星业务频率协调工作复杂的问题,首先对手机直连NGSO卫星系统的用频现状及趋势进行分析,其次重点对手机直连NGSO卫星业务在扩展L频段和其他同频空间业务的频率协调方案进行分析和研究。通过分析手机直连NGSO卫星业务在扩展L频段的频率协调态势确定需要与之开展频率协调工作的空间业务,基于和每一项空间业务的频率协调方案进行研究并给出协调方案建议,同时还对具体协调方案中涉及的干扰分析计算进行举例。以上研究均可作为手机直连NGSO卫星业务系统开展同频频率协调相关研究及下一步手机直连NGSO卫星关键技术研究等相关工作的参考。

基于卫导的旋转角度测量和旋转解调技术研究

针对旋转载体接收信号幅度变化和载波相位变化导致卫星导航信号不易同步的问题,提出了基于传统锁相跟踪环路的旋转解调环路系统架构,对旋转角度测量、天线分集以及旋转相位解调等关键技术进行了研究;通过采用基于锁相环的旋转角跟踪环路,实现了旋转角的实时测量;采用了天线分集技术和旋转相位解调技术,补偿了旋转引入的相位变化量和旋转引入的天线相位缠绕量,提高了旋转载体卫星导航的跟踪精度;通过仿真分析,验证了所提旋转角测量技术、天线分集技术及旋转相位解调技术的有效性。