《电子技术应用》杂志2020年第05期-AET-电子技术应用

2020年第05期

刊出日期：2020-05-06

邮发代号：2-889

上一期

技术专栏-专家论坛

5G测试仪器关键技术研究与产品开发

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.209501

作者：刘祖深1，2

作者单位：1.中国电子科技集团公司第四十一研究所，安徽蚌埠233010； 2.中电科仪器仪表有限公司，山东青岛266000

摘要：随着5G技术研发试验和产品研发试验的推进，作为支撑产业发展的测试仪器也进入到发展快车道，国内厂家已经成功开发出基站、终端、外场与核心网等5G通信测试仪器。介绍了5G通信测试仪器的关键技术突破与最新产品成果，包括高性能5G通信测试平台设计与制造、多标准5G NR物理层测试、5G异构网络空口协议解析、微波毫米波测试校准等关键技术，也介绍了基站测试、终端综测和空口监测等测试仪器性能，这些测试仪器在5G通信产业链各环节发挥了重要作用，为产业的快速发展提供了有力支撑。

关键词：
5G测试

EVM校准

新空口

基站综测仪

终端综测仪

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技术专栏-5G共建共享技术

5G NSA接入网共享技术演进方案研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200307

作者：高谦，贺琳，李福昌，朱雪田，冯毅

作者单位：中国联合网络通信有限公司网络技术研究院，北京100048

摘要：随着5G商用，越来越多的国家都商用了5G网络，但受限于5G SA标准、设备和终端的成熟度，初期的5G网络建设均采用NSA组网方案，后续必然需要考虑向SA网络演进的问题，故对于5G NSA接入网共享方案，也需要考虑NSA接入网共享向SA接入网共享的演进问题。针对NSA向SA演进过程中不同接入网共享演进方案在组网复杂度、运维优化复杂度、用户业务体验等方面进行系统分析，以期为运营商NSA接入网共享的演进方案选择提供参考。

关键词：
5G网络

接入网共享

SA

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基于核心网漫游的共建共享技术方案研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200337

作者：夏旭1，王辉2，徐岱2

作者单位：1.中国电信股份有限公司研究院，北京102209；2.中兴通讯股份有限公司，广东深圳518057

摘要：为了节省5G网络建设和运营成本，众多运营商积极推动5G基础设施共建共享，但技术先进性和部署多样性为5G网络共建共享实施带来了挑战。对5G共建共享技术介绍的同时，重点从独立组网(Stand Alone，SA)和非独立组网(Non-Stand Alone，NSA)两种不同5G组网场景入手，围绕核心网漫游技术方案进行阐述，探讨5G时代的网络共建共享解决途径。

关键词：
5G

NSA

SA

核心网

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5G网络共享技术方案对比研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200308

作者：贺琳，周瑶，朱雪田，李福昌，冯毅

作者单位：中国联合网络通信有限公司网络技术研究院，北京100048

摘要： 5G网络建设投资大、运营成本高，5G产业收入压力巨大，为了实现运营商5G网络的降本增效，同时响应和落实“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展新理念，故5G网络共享作为在保证网络覆盖的同时，降低运营商网络投资的方案备受运营商关注。重点从技术原理、用户体验、网络影响以及潜在风险等方面对现有的5G网络共享技术方案进行探讨，以期为运营商的方案选择提供依据基础。

关键词：
5G网络共享

异网漫游

接入网共享

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综述与评论

基于Ga2O3的场效应器件研究进展

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200009

作者：高灿灿1，马奎1，2，杨发顺1，2

作者单位：1.贵州大学大数据与信息工程学院，贵州贵阳550025； 2.半导体功率器件可靠性教育部工程研究中心，贵州贵阳550025

摘要：氧化镓(Ga2O3)作为第三代宽禁带半导体材料，由于其超宽带隙、高击穿场强以及高巴利加优值等优点，广泛应用于大功率器件等领域，已成为近几年来国内外科研人员研究的热点。主要介绍了Ga2O3材料的特性，总结了基于Ga2O3的场效应晶体管（FET）的研究进展，对Ga2O3功率器件的发展进行了思考归纳。

关键词：
Ga2O3

宽禁带半导体

场效应晶体管

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人工智能

一种面向科技项目文本的相似度度量方法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.191420

作者：赵晓平1，马文1，刘雪萍2，陈达2

作者单位：1. 云南电网有限责任公司信息中心，云南昆明 650011；2. 云南云电同方科技有限公司，云南昆明 650220

摘要：现有的文本相似度度量方法主要采用TF-IDF方法，把文本建模为词频向量，但未考虑文本的结构特征。现将文本的结构特征和TF-IDF方法进行融合，提出了一种面向科技项目文本的相似度度量方法。该方法首先对文本进行预处理，其次根据文本的结构特征提取模块文本，然后使用TF-IDF方法提取每个模块文本的TOP-N关键词，作为模块文本的特征向量表示，最后使用余弦聚类计算文本的相似度。实验结果表明，在电力行业的科技项目文档数据集上，所提方法优于TF-IDF方法。

关键词：
文本相似度

TF-IDF

文本聚类

自然语言处理

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基于深度神经网络的伪装人脸识别

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.191314

作者：张润生1，2，3，贺超1，2，3，况朝青1，2，3

作者单位：1.重庆邮电大学通信与信息工程学院，重庆400065；2.重庆高校市级光通信与网络重点实验室，重庆400065； 3.泛在感知与互联重庆市重点实验室，重庆400065

摘要：伪装人脸识别在刑侦安防领域有着巨大的应用价值。针对现阶段对伪装人脸识别的研究较少、算法鲁棒性不强等缺点，提出了基于深度神经网络的伪装人脸识别算法。改进了SqueezeNet网络模型，并将其与FaceNet网络架构进行结合，用于人脸图像的身份识别。通过在训练数据集中引入伪装人脸图像，让网络学习到伪装的特征。实验结果表明，该算法识别准确率接近90%，相较于其他网络模型，具有更好的识别效果。

关键词：
深度神经网络

伪装人脸识别

SqueezeNet网络模型

FaceNet网络架构

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微电子技术

基于FPGA的自定义CPU架构设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200011

作者：李俊1，任连新2，廖振雄3

作者单位：1.深圳市合信自动化技术有限公司，广东深圳518055； 2.华南理工大学自动化科学与工程学院，广东广州510640；3.深圳市科创思科技有限公司，广东深圳518055

摘要：为满足当前工业应用下越来越多的分布式计算的需求，提出了一种在FPGA芯片中构建自定义指令集的CPU的方式，以此来使FPGA具有类似于单片机的处理指令的能力。并且，这种能力的前提是复用计算单元，因此资源消耗有限，不会随着计算量的增加而增大。在自定义指令集CPU的改进型架构中，使用了并行计算的结构，使得运算速度大幅提升。最后，结合实际应用案例，移植电流环计算中的FOC算法到自定义CPU中运算。并用ModelSim软件进行仿真，测试其计算时间仅需7.48 μs。

关键词：
自定义指令集

CPU架构

FPGA

并行计算结构

FOC

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一种基于Ring-VCO结构的宽频带低抖动锁相环的设计与实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.191337

作者：刘颖1，田泽1，2，吕俊盛1，2，邵刚1，2，胡曙凡1，李嘉1

作者单位：1.航空工业西安航空计算技术研究所，陕西西安710068； 2.集成电路与微系统设计航空科技重点实验室，陕西西安710068

摘要：为了在高速传输系统中实现宽频带和低抖动时钟输出的要求，设计了一种基于Ring-VCO结构的低抖动锁相环，采用与锁相环锁定频率强相关的环路带宽调整方法来降低环路噪声，加速环路锁定，即利用全局参考调节电路中比较器模块将锁定控制电压与参考电压比较来改变各模块电流，根据不同锁定频率调整环路参数，大大缩短了锁定时间，同时利用四级差分环形振荡器和占空比调整电路的差分对称结构，降低了电路噪声。电路采用40 nm CMOS工艺实现，测试结果表明输出频率为1.062 5 GHz~5 GHz，在最高时钟频率5 GHz下眼图质量良好，时钟抖动39.6 ps。

关键词：
锁相环

环形振荡器

宽频

低抖动

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三级流水线RISC-V处理器设计与验证

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200028

作者：折如义1，李炳辉2，姜佩贺2

作者单位：1.河套学院理学院，内蒙古巴彦淖尔015000；2.烟台大学光电信息科学技术学院，山东烟台264005

摘要： RISC-V作为一种开源精简指令集架构，自发布以来便得到了大量关注。设计了一种三级流水线的RISC-V处理器。其中，采用静态预测BTFN技术处理流水线执行中的分支情况，采用前向旁路传播技术解决数据冒险问题，同时，采用资源共享的办法，复用寄存器堆、加法器、选择器等模块，使设计面积得到一定的优化。在VCS和Verdi等EDA工具中，使用RV32I整数运算指令集对处理器进行了仿真测试，结果表明，所设计的处理器功能正确，达到预定目标。

关键词：
RISC-V指令集

流水线

处理器

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测控技术与仪器仪表

便携式电力工井可视化智能探测装置设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.191142

作者：黄震希，黄毅标，何书华，陈祥伟，汪华焰，刘浩林，肖振银

作者单位：国网福州供电公司，福建福州350009

摘要：为了提高电力井下作业安全性，检修电力井下是否含有毒气体及易燃易爆气体尤其重要。设计了便携式电力工井可视化智能探测装置，操作人员在地面可全景拍摄电力工井内的电缆设备，同时检测井下的有害气体含量。设计中采用了高清旋转摄像头实施拍摄，探测设备配置了气体浓度和种类检测识别装置，可以实时进行采集数据进行显示和报警。通过实验验证，该智能探测装置对电力电缆、井下气体浓度监测以及提高电力检修效率具有重要的应用价值。

关键词：
电力工井

电缆检修

便携式

智能探测装置

气体检测

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一种基于误差能量判别的单脉冲雷达测速功能优化方法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.191261

作者：程望东

作者单位：南京电子技术研究所，江苏南京210039

摘要：对单脉冲雷达测速系统的原理进行了描述，并针对回波信号的相位发生跳变致使频谱展宽，出现跟错谱线，导致测速出错的问题，提出了基于鉴频器输出信号能量判别的准则。通过对鉴频器输出信号进行判别，当回波信号的相位发生持续跳变时，鉴频器输出振荡，积分器输出就会超过门限，测速系统重新消模糊；当回波信号的相位稳定后，测速结果可以回到正确的结果上，从而可以修正跳谱线导致的测速误差。

关键词：
单脉冲雷达

测速

IQ信号

模糊

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通信与网络

星载高增益圆极化小型微带天线阵列

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.191121

作者：金宇婷，邢斯瑞，孙伟

作者单位：长光卫星技术有限公司，吉林长春130000

摘要：针对卫星X波段通信系统的需求，设计一种新型星载高增益圆极化小型微带天线阵列。新型微带方形贴片单元采用侧馈的馈电方式，利用切角技术实现圆极化，开槽技术实现小型化，天线阵列采用多层馈电网络实现阻抗匹配，圆形分布实现阵列小型化和辐射性能最优化。通过电磁仿真软件仿真优化天线阵列，结果表明：在中心频点8.2 GHz处回波损耗小于-25 dB，10 dB带宽为2.6%，增益为16.2 dB，半功率波瓣宽度为23.6°，轴比为1.65 dB。经加工测试结果与仿真结果基本一致。该天线对X波段无线通信系统设计有一定指导意义。

关键词：
高增益

圆极化

小型化

微带天线阵列

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认知无线电中的协作频谱感知技术

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.191315

作者：聂慧锋1，徐声海2

作者单位：1.中国船舶重工集团公司第七二三研究所，江苏扬州225001； 2.中国人民解放军海军装备部驻上海地区军事代表局驻扬州地区军事代表室，江苏扬州225001

摘要：频谱资源匮乏是目前通信领域遇到的一个难题，缓解频谱资源短缺的一个有效方法是频谱感知技术，它可以实现频谱的动态利用，提高频谱的利用率。首先介绍了能量检测法、匹配滤波检测法以及循环平稳特性检测法3种单用户谱感知技术，然后研究了协作频谱感知技术的系统结构和感知模型，最后基于能量检测法的协作频谱感知中的“K-N”融合准则进行仿真，结果表明，当K=[N+1/2]时，协作频谱感知的性能达到最优。

关键词：
认知无线电

协作频谱感知

检测概率

虚警概率

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计算机技术与应用

智能交通中的车型识别技术研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.191099

作者：马秀1，谭福奎2，李震1，李良荣1

作者单位：1.贵州大学大数据与信息工程学院，贵州贵阳550025；2.兴义民族师范学院物理与电子科学系，贵州兴义562400

摘要：车型识别技术在智能交通系统中发挥着重要的作用，研究了一种基于快速RCNN的车型识别算法。首先通过目标检测网络进行图像检测，并利用卷积特性进行特征提取，经过RPN算法得到建议区域；然后基于框架区域的快速卷积神经网络对车辆进行精细化检测，并分割目标区域；最后基于Softmax-SVM集成模型实现车型的识别。实验表明，该算法可以降低计算的多重性，并提高准确度、灵敏度、特异度和精密度。

关键词：
快速RCNN

车型识别

Softmax-SVM

识别率

RPN

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基于DSP-FPGA的APF的硬件设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.191059

作者：宋连庆，万卓，韦新磊，权策，马存乐

作者单位：西安工程大学电子信息学院，陕西西安710048

摘要：基于NPC三电平拓扑结构的APF有效提升了开关管的耐压能力，先通过MATLAB仿真得出三电平APF有源滤波器在谐波电流补偿上具有比较良好的补偿特性。针对仿真得出的结论，基于双核DSP28377D与EP3C40Q240C8N的主控样机，在进行保护电路的设计后，在APF有源滤波器的硬件电路上进行采样测试、驱动测试、直流侧充电测试以及带纯阻性电感负载的逆变侧测试。通过硬件电路的测试得知基于DSP-FPGA的APF有源滤波器设计可以满足实验进行的谐波电流补偿的条件。

关键词：
三电平拓扑结构

Matlab

有源滤波器

谐波电流补偿

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基于时差频差的无人机群协同侦察定位算法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.191020

作者：吕洁，杨玫，杜晶

作者单位：海军航空大学航空基础学院，山东烟台264000

摘要：在我国的海洋目标侦察监视中，无人机定位技术具有灵活性好、定位范围大的优势，但在多无人机群协同定位方面，还存在着定位精度不高、动态规划航路的效率较低等问题。为提高无人机群的定位精度，提升远海区域的海上目标侦察和监视能力，研究了基于无源信号的时差频差数据的多无人机协同定位问题，并对算法进行了仿真和对比以及误差分析。最后，对多无人机协同定位侦察进行了展望。

关键词：
无人机

时差

频差

协同定位

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嵌入式技术

1.8 GHz电力无线专网远程通信终端设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200017

作者：王云棣1，王兴涛1，吴庆1，付海旋1，武占侠2，吕玉祥3

作者单位：1.国网信息通信产业集团有限公司，北京102211； 2.深圳市国电科技通信有限公司，广东深圳518000；3.安徽继远软件有限公司，安徽合肥230088

摘要：泛在电力物联网建设是国家电网公司落实“三型两网、世界一流”战略目标的核心任务，其中电力无线专网是其重要的无线接入网络，1.8 GHz频段电力无线专网具有带宽高、承载能力强等特点，可满足电力业务需求，远程通信终端是泛在电力物联网边端设备的必要通信传输装置。针对用电信息采集业务，分别从终端整体架构、硬件、软件开展设计，研制了嵌入式远程通信终端，并开展业务适配性和功能性挂网试点验证，结果表明该远程通信终端能够承载用电信息采集业务。

关键词：
泛在电力物联网

电力无线专网

用电信息采集

远程通信终端

试点验证

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UM-BUS总线网卡的驱动程序设计与实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200143

作者：张霖1，周继芹1，2，张伟功1，3

作者单位：1.首都师范大学信息工程学院，北京100048；2.首都师范大学数学科学学院，北京100048； 3.高可靠嵌入式系统技术北京市工程研究中心，北京100048

摘要：动态可重构高速串行总线(UM-BUS)具有多通道并发冗余的特征以及远程存储访问能力，可为CPS、物联网中底层传感器与执行单元的远程接入提供一种高速可靠的解决方案。设计实现了一种基于UM-BUS总线连接的以太网卡的Linux驱动程序，解决了通过PCIe、UM-BUS两种总线进行设备跨总线访问的难题，实现了UM-BUS总线连接的以太网设备的驱动操作。使用第三方网络通信软件进行文件传输测试，网络通信功能正常稳定，通信速率与标准PCIe网卡基本一致，满足了CPS系统中通过UM-BUS总线上连接的以太网设备与外部系统进行数据通信的需求。

关键词：
UM-BUS

网卡驱动

Linux系统

跨总线驱动

查看(2632)

电源管理

一种磁耦合无线电能传输系统的设计和仿真

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200069

作者：肖亚辉

作者单位：西门子(深圳)磁共振有限公司，广东深圳518000

摘要：在一些旋转应用场合，电能传输大多通过接触式的导电滑环实现, 采用这种方式传输电能普遍存在机械磨损大、使用寿命短、打火等方面的缺点。提出了一种基于磁耦合原理，通过现代电力电子技术中的整流及高频逆变技术，以谐振方式传输电能的装置。详细分析了该系统的电路设计、参数计算以及仿真。结果表明该系统具有结构简单、开关损耗小、噪声低等特点。

关键词：
磁耦合

无线电能传输

谐振电路

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COB-LED厂房灯翅片偏转角对散热性能影响研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.191302

作者：饶刚，杨东恒，王威

作者单位：武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室，湖北武汉430081

摘要：针对圆形LED光源的发热特点，初步设计直线式翅片散热器。利用ANSYS Icepak对其进行热仿真分析，发现散热器中心部位有温度集聚现象。为解决散热器中心的温度聚集，采用极坐标点拟合法建立翅片曲线，将直线式翅片散热器改进为曲线式翅片散热器。建立6种不同偏转角度的曲线式翅片模型并进行热仿真。研究发现当翅片偏转角为40°时晶元芯片温度最低，同时散热器均温效果最好，且散热器质量较轻。制造厂房灯样机并进行温度测试，发现仿真结果与实测结果温度误差小于4%，验证了研究的合理性。