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电子与信息学报
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吴一戎

月刊

1009-5896

jeit@mail.ie.ac.cn

010-58887066

100190

北京市北四环西路19号

电子与信息学报/Journal Journal of Electronics & Information TechnologyCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是电子科学高级综合性学术刊物。主要刊登有关电子与信息科学方面的具有创新性的、高水平的文章。
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    面向数字信号处理领域的近似计算技术应用与研究进展

    王旭陈珂闫成刚王成华...
    1843-1852页
    查看更多>>摘要：在信号处理领域,近似计算技术备受关注.复杂算法和海量数据限制了应用的处理速度且增加了系统硬件消耗.由于信号具有冗余性,精确结果并非必需,满足用户可接受的结果已足够.因此,采用近似计算技术可以有效减少计算量,提高计算效率和系统性能.该文以近似计算技术的不同设计层次为切入,首先介绍了信号处理应用的特点,综述了近年来近似计算技术在算法和电路层面的研究进展,并调研了通信、视频图像以及雷达等信号处理方向的近似计算技术方案.最后,对该领域的发展方向进行了讨论和展望,为推动近似计算技术在信号处理领域的应用提供了思路.

    近似计算新兴计算范式数字信号处理研究进展

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    全球尺度下的海洋鱼类图像智能分类研究进展

    周鹏李昌永步雨馨周芷诺...
    1853-1864页
    查看更多>>摘要：在全球尺度上了解鱼类物种组成、丰度及时空分布等,将有助于其生物多样保护.水下图像采集是获取鱼类物种多样性数据的主要调查手段之一,但图像信息分析工作耗时耗力.2015年以来,海洋鱼类图像数据集更新和深度学习模型算法优化等方面取得了一系列进展,但细粒度分类表现仍显不足,研究成果的生产实践应用相对薄弱.因此,该文首先分析海洋相关行业对鱼类自动化图像分类的需求,然后综合介绍鱼类图像数据集和深度学习算法应用,并分析了所面临的小样本下的细粒度分析等主要挑战及相应解决方法.最后探讨了基于深度学习的海洋鱼类图像自动化分类对相关图像信息处理研究及应用平台对未来在生态环境监测等海洋相关产业领域的重要性及其前景.该文旨在为快速了解基于深度学习的海洋鱼类图像自动化分类的研究背景、进展和未来方向的工作者提供相关信息.

    深度学习海洋鱼类生物多样性小样本图像分类

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    微波波段涡旋波束的多模式集成与动态调控研究进展

    袁乐眙杨德生刘云飞张狂...
    1865-1873页
    查看更多>>摘要：该文回顾并总结了近期关于涡旋波束多模式集成与动态调控的研究成果与进展.首先从无源超表面透镜出发,利用传播相位与几何相位的综合调控作用,在单一超表面平台上实现了分数模涡旋波束的高纯度激发.更进一步,基于无源式超表面的多模式涡旋集成理论及方法,通过在超表面单元结构中加载变容二极管等有源可调谐式器件,实现涡旋波束的动态切换与人工调控.并在此基础上,对基于超表面的涡旋通信系统实现信道建模,并对涡旋通信系统的性能做出了理论分析与评估,为提高现代通信系统信道容量及信息传输速率打下理论基础.

    微波超表面涡旋波束多模式OAM集成可重构调控OAM通信

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    高精度音频Sigma-Delta调制器综述

    孙奥运温培旭邵淮先王桉楠...
    1874-1887页
    查看更多>>摘要：Sigma-Delta(Σ-Δ)模数转换器(ADC)基于过采样和噪声整形技术,可实现高分辨率,具有无源器件匹配性要求低、结构简单等特点.在高精度音频领域,Σ-Δ ADC能够实现高动态范围和良好的功率效率得到了广泛的关注和应用.近年来,依托先进工艺、先进技术进行低功耗高精度的音频ADC的设计已经成为新的研究热点.然而随着工艺技术向低节点的持续发展、电源电压的不断降低,使得Σ-Δ ADC的电路设计更具挑战性.该文对高精度音频Sigma-Delta调制器的离散型设计、连续型设计的研究现状进行综述,为高精度音频Sigma-Delta调制器设计提供理论支撑,并给出研究前景展望.

    Sigma-Delta(Σ-Δ)调制器高精度音频

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    开关电容DC-DC转换器:从变压器模型到电路的演进

    黄沫陈中俊夏添杨在天...
    1888-1895页
    查看更多>>摘要：开关电容(Switched Capacitor,SC)DC-DC转换器在很多领域有着广泛的应用.为应对大电压转换比(Voltage Conversion Ratio,VCR)的情况,前人提出了诸多拓扑结构.常用的拓扑结构包括Dickson,Cockcroft-Walton,Series-Parallel,Ladder,Fibonacci,Divider等等.这些拓扑结构有着各自的性能特点,适用于不同的场景.然而,对于这些不同的拓扑结构是如何产生的,本质的区别是什么,各自的优缺点是什么,并无直观的解释和分析.因此,该文从开关电容DC-DC转换器的等效变压器模型入手,分析了各个拓扑之间的本质区别,并展示了从等效模型到实际电路的演进过程,解释了规则和原因.

    开关电容DC-DC转换器变压器模型演进

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    面向用户移动场景的无人机中继功率分配与轨迹设计

    颜志陆元媛丁聪何代钰...
    1896-1907页
    查看更多>>摘要：在无人机(UAV)中继通信中,中继无人机的通信资源分配与运动规划是需要重点解决的问题.为了提升无人机中继通信系统的通信效率,该文提出一种基于近端策略优化算法的无人机中继功率分配与轨迹设计联合规划方法.该方法将用户移动场景下无人机中继功率分配与轨迹设计联合规划问题建模为马尔可夫决策过程,考虑用户位置信息获取不精确的情形,在满足用户中断概率约束的前提下,以中继通信系统的吞吐量最大为优化目标设置奖励函数,采用一种收敛速度较快的深度强化学习算法——近端策略优化算(PPO)法求解,实现中继无人机飞行轨迹优化和中继发射功率合理有效分配.仿真实验结果表明,针对用户随机移动的无人机中继通信场景,该文所提方法与基于随机策略和传统深度确定性策略梯度(DDPG)的方法相比,系统吞吐量分别提升22%和15%.结果表明,所提方法能够有效地提高系统的通信效率.

    无人机通信用户随机移动无人机轨迹设计功率分配通信效率近端策略优化

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    面向重大活动电磁安全管控的协同电磁压制方法

    石嘉李安童李赞肖什贵...
    1908-1919页
    查看更多>>摘要：该文研究了复杂环境条件下重大活动安保区域的电磁安全协同压制技术问题.首先采用了城市环境电波传播模型,建模分析了城市复杂电磁环境的特征.其次,针对高效电磁压制与有效避免有害干扰问题,利用势博弈方法设计电磁压制设备协同部署算法,基于此,提出了基于遗传算法的压制设备功率优化方法,实现了电磁压制设备协同工作下干扰功率的高效投送.仿真结果表明,所提出的电磁压制设备位置部署算法可获得与理论最优方法(即遍历算法)近似的优异性能,且运算复杂度更低;在保证相同干扰效果下,所提功率优化算法相较于传统干扰功率分配方法的传输功率降低了50%以上,实现了精准协同管控.

    通信干扰电磁管控重大安保活动博弈论遗传算法

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    空地一体化网络服务连续性保障的低功耗通信与控制联合优化方法

    蔡自伟盛敏刘俊宇赵晨曦...
    1920-1930页
    查看更多>>摘要：空地一体化网络(AGIN)充分利用了空中基站(ABSs)灵活部署的特点,为热点地区提供了按需覆盖与高质量服务.然而,空中基站的高动态性使得网络的服务连续性难以保障.而且,空中基站能量受限,提升服务连续性和降低功耗通常又对应不同的飞行动作,因此,低功耗的服务连续性保障尤为困难.针对上述问题,该文基于联邦深度强化学习(FDRL)提出了一种面向低功耗服务连续性保障的通信与控制联合优化方法.所提方法通过联合优化空中基站的移动控制、用户关联和功率分配来保障网络服务的连续性.针对空中基站的高动态性,通过在所提方法中设计了环境状态经验池来利用信道的时空相关性,并在奖励函数中引入速率方差来保障网络服务连续性.考虑到不同飞行动作的功耗差异,所提方法通过优化空中基站的飞行动作来降低网络功耗.仿真结果说明,该文所提算法在满足用户速率需求和速率方差需求的前提下,能够减小网络功耗,并且所提联邦深度强化学习的性能接近中心式强化学习的性能.

    空地一体化网络服务连续性保障低功耗通信与控制联合优化

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    利用离散时间聚合图的无人机编队最短时延路由协议

    李博王改芳杨洪娟茹雪菲...
    1931-1939页
    查看更多>>摘要：针对传统的无人机编队路由算法无法有效利用拓扑变化的可提前预知特性、以发送探测包的方式获取链路的连接情况会导致开销大等问题,该文引入时变图模型,提出了基于离散时间聚合图的无人机编队最短时延路由协议.首先,利用无人机编队网络的先验知识,如节点的运动轨迹以及网络拓扑变化情况,使用离散时间聚合图对网络的链路资源和拓扑进行表征.其次,基于该图模型设计路由决策算法,即在路由探索阶段将链路时延作为链路权重求解网络的源节点到目的节点的最短时延路由.最后,性能仿真结果表明,该路由协议与传统按需距离矢量路由协议相比提高了网络的分组投递率、降低了端到端时延和网络的控制开销.

    无人机自组网无人机编队时变图模型最短时延路由

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    面向全息MIMO 6G通信的电磁信道建模理论与方法

    黄崇文季然魏丽宫铁瑞...
    1940-1950页
    查看更多>>摘要：全息多输入多输出(HMIMO)是6G通信中的新兴技术,相应阵列由固定物理孔径下的密布天线单元组成.全息MIMO是电磁约束下Massive MIMO天线技术的拓展.全息MIMO系统在有效提升无线通信性能方面具有极大的潜力.比如,可用最小的功率损耗实现尽可能大的连续孔径,灵活控制目标方向的电磁波传输等.但是,由于全息MIMO系统包含大量的紧密分布的天线单元,且单元之间的距离小于半波长,因而造成严重的电磁耦合作用.这些耦合使传统的独立同分布的信道假设失效.因此,如何设计一个有效且贴近实际的信道建模成为当前全息MIMO研究中最具挑战性的问题之一.针对该挑战,该文研究了基于电磁场理论的4种信道建模方式,它们都能很好描述全息MIMO系统中的电磁波传输特征.第1种是基于平面格林函数的精确信道建模方式,该方式将自由空间中点对点的格林函数扩展到平面之间积分形式的格林函数,通过积分计算来构造两个全息MIMO平面之间的通信信道,但该方法的复杂度较高.第2,3种方法则分别采用了平面波展开和球面波展开来近似全息MIMO的通信信道,这两种方案的复杂度更低.其中,基于平面波展开的信道建模形式相对简单,更适用于远场,但是会低估单元强耦合时的最大系统容量;基于球面波展开的信道建模能更好捕捉电磁波信道几何特征,但其复杂度较高.最后介绍基于随机格林函数的信道建模方法,主要描述富散射环境或瑞利信道中电磁波的随机特性.

    全息MIMO通信电磁波理论信道建模

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