以TCP/IP为体系架构的互联网已经发展为当前信息社会的重要基础设施。但随着网络流量的迅速增长和各种新兴应用的不断出现，现有网络体系结构在各方面的问题日益突出。分析了未来网络的新型应用，并明确了未来网络应用的性能需求会给网络体系结构的研究和设计提供更清晰的方向。对浸入式体验、物联网、触觉互联网和智能交通这几类典型未来网络应用的应用场景进行了分析，总结出未来网络应用对未来网络的能力需求，导出关键的网络性能指标需求。

通过对现有网络协议技术演进历史的分析，试图提出适用于未来数据网络统一协议体系的创新指导原则。通过将网络功能本质划分到网元和网元之间的联系，提出了数据面、控制面、用户面、管理控制类与内生网络安全等协议创新的 5 个领域，并分析了该协议体系在众多异构场景网络中的体现与应用。最后，通过分析确定性网络转发技术中的协议创新过程验证了协议体系创新指导原则的合理性。

5G/B5G技术的出现使移动网络的带宽、时延、连接等关键能力得到了极大的提升。面对移动接入侧能力的飞速发展，现有的集中式互联网云服务架构容易出现瓶颈，无法充分发挥 5G/B5G 的性能优势。网络5.0技术的提出，旨在通过一套完整的创新协议体系及控制管理架构，应对未来典型网络应用对数据网络的需求。基于网络5.0协议体系，提出一种新型的智能云化网络，通过云网深度融合，弥补互联网服务模型与5G/B5G接入能力之间的差距，推动网络持续演进发展。

随着信息技术的发展，以物与物作为通信主体的场景需求不断增加，如工厂自动化控制、自动驾驶等，这类通信对数据传输时延的要求远远超出了传统以太网的可控范围，时间敏感网络应运而生。时间敏感网络是以标准以太网为网络基础，提供确定性信息传输的标准化技术，通过时间感知的调度机制最小化抖动，并为时间敏感应用提供可靠的数据传输保障。通过对时间敏感网络相关国际标准的说明，介绍了其核心特性及机制，并在车载网络、工业互联网、航空电子网络和移动前传网络等应用场景进行了分析和研究。

未来应用的发展对网络能力提出了新的挑战，传输层作为衔接应用层和网络层的媒介，局限于本层提升网络资源利用率已无法满足未来应用的需求。以全息通信为背景，对未来网络传输的特征进行了分析，描述了新传输层面向未来应用需要具备的能力，提出了基于两级调度机制的多路传输层架构，为迎接未来应用对网络带来的挑战提供了灵活、可扩展的传输模型。

首先论述了目前运营商城域网存在的主要问题、智能城域网的引入背景和应用的主要技术，然后结合城域网的规模和技术引入时间介绍了网络部署方案和业务组织方案，并对通信云建设过程中与智能城域网的融合方式进行了分阶段阐述。通过分析，指出智能城域网建设是运营商SDN/NFV网络重构和云网融合过程中的重要环节，对于综合承载现有城域业务，应对未来业务云网边协同都有着重要价值，需要结合建设过程不断积累运营经验。

随着网络安全问题不断频发，传统补丁式外置安全方案已经不能满足业界需求，产业各方更希望从网络架构层实现内生安全，因此提出了去中心化可信网络架构。在研究现有网络底层协议安全的基础上，提出了基于去中心化技术/区块链技术的可信网络的架构方案，能够有效地解决现有网络缺乏内生安全的问题，并在中国下一代互联网（China’s Next Generation Internet，CNGI）进行了验证。此方案从协议层实现了网络安全，避免恶意网络攻击或者因配置失误造成的网络故障。

研究了多播业务在协作非正交多址接入（non-orthogonal multiple access，NOMA）系统中的应用及其性能。在一个单播和多播混合业务的场景中，多播用户组中选择某个信道状态最好的用户作为中继进行解码转发单播用户的信号，并在中继用户支持全双工的模式下，分析和推导了单播用户的中断概率和平均可达速率的闭式表达式。蒙特卡洛仿真结果和理论推导高度一致，表明提出的协作多播应用可以极大改善单播用户的中断性能，且多播用户的容量性能在中继发射功率不是很高的情况下不会受到影响。

极化码作为 3GPP 标准制定中的一种信道编码技术方案，具有良好的纠错性能。为了进一步提高删余极化码的误码率性能，将极化码中基于位反转置换的缩短算法应用到系统极化码，提出一种系统极化码的缩短方法。仿真结果表明，在AWGN信道中，在高码率条件下，建议的系统极化码的缩短方法的误码率性能优于系统极化码的准均匀凿孔方法，也优于极化码的缩短方法。当码率为3/4、误码率为10^-4时，系统极化码的缩短方法比极化码的缩短方法约有0.5 dB的增益，比系统极化码的准均匀凿孔方法约有0.25 dB的增益。

广泛存在的 Wi-Fi 网络带来了移动互联网商业服务的巨大发展，也成为现代社会的基础设施之一。从当前 Wi-Fi 网络的核心技术出发，透过无线信道状态分析的角度，阐述了无线感知技术的基本原理和实现方法，论述了近年来无线感知领域的技术创新，特别是基于信道状态信息的室内人体姿态和环境感知技术进展，最后分析了未来的发展趋势，为之后相关的研究提供了参考。

针对大规模MIMO通信系统中存在的导频污染问题，提出了一种基于用户位置和用户分类的导频分配方案。该方案根据路径损耗和到达角设计目标函数及合理阈值，通过将用户的目标函数与阈值进行比较，把系统中所有用户分为高干扰和低干扰两类，接着为低干扰用户复用导频序列、高干扰用户分配额外正交导频序列来减轻导频污染。仿真结果表明，该方案提高了通信系统性能。

随着物联网和人工智能等技术的发展，人机交互应用也在不断推陈出新。然而，人机交互技术的发展也伴生新的安全问题，人机交互安全攻击事件频发。综述分析了 4 种人机交互技术——HID-USB、指纹识别、语音识别和人脸识别的安全攻防现状及攻防效益，并探讨未来人机交互安全的研究方向，同时给出了一些建议。

简要分析了中国联通在物联网客户运营能力上的挑战与诉求，结合中国联通研究院的大数据分析能力，提出运用能力构建完善标准体系，推动物联网规模应用，实现物联网客户运营大数据化的目标。基于电信行业物联网运营模式的实践经验，描述了如何以大数据能力为基础进行面向运营商的更为精细化的企业客户运营，从技术创新的角度实现客户运营服务的精准化、高效化。以提升客户数据运营的准确性和前瞻性为目的，探索如何利用数据分析能力，构建精准的客户运营支撑体系。最后，讲述了大数据应用于客户运营场景的重要价值和对客户运营未来的展望。

针对传统的LTE（长期演进）无线干扰判断分析方法存在的用户维度数据不足、质差原因关联不足、过于依赖人工分析的问题，提出基于 MDT（最小化路测）技术智能分析 LTE 无线干扰的新方法。首先利用MDT与MR（测量报告）采集用户无线质量数据及经纬度信息，然后创新使用DBSCAN（具有噪声的基于密度的聚类方法）和自适应聚类算法，对采集的无线覆盖指标和经纬度等数据进行聚类分析，最后将聚类后的数据导入自建的无线干扰判断模型，分析得出干扰类型，从而实现LTE无线干扰的智能分析。与传统干扰分析方法相比，所提方法可以避免复杂的路测过程，提高分析的准确度。数据采集聚类和模型分析实验表明，新方法提高了数据采集的效率和位置精确度，在有效减少人工投入时间的同时结果更加准确。

MEC是5G网络的关键技术之一，可以将应用本地化，促进网络和业务的深度融合。为实现“5G+MEC”在垂直行业的应用，采用NFV技术部署了服务化架构的5G核心网，并在郑州格力制造园区部署面向智能制造的MEC，采用独立组网方式实现园区5G覆盖，打造了“计算+连接”的5G MEC网络。通过将“5G+MEC”应用在智能制造行业，实现工业制造的网络化、信息化、智能化，使得生产数据在网络边缘处理而不必上传至核心网，降低了网络时延，实现了智能制造的数据闭环。

传统的网络性能分析以及业务数据分析，都是通过网管KPI 确定的，网络指标出现异常则需要根据优化人员经验进行问题定位。对问题定位的效率取决于技术人员的水平，同时网络业务数据特征的分析粒度也很粗，不能精细化、全面化、多样化地分析用户特征。随着统一DPI系统的引入，展示了用户会话过程中涉及的最细粒度的业务状态以及网络信道质量。为了更加准确地反映小区网络质量和用户真实业务体验，所研究的网元性能及业务数据分析方法采用数据切片和关联的方式，更加精细化地将体现网络质量的控制面信令XDR（X data recording，呼叫数据记录的扩展）数据和用户面业务XDR数据关联在一起分析。实现分应用、分业务拓展的用户感知分析，明确质差用户或场景等情况下XDR的数据特征，从而提升网络优化效率、提高用户感知。

针对目前Hadoop大数据平台实时业务处理能力较差的难点，研究了国际最先进的Kudu列存储作为HDFS块存储的有效补充的理论，阐述了利用Kudu和Spark提供的主键索引和内存加速，有效解决大数据平台无法支持实时入库、增量更新和SQL关联查询等业务痛点的技术实现方法。实验效果证明了方法对提升大数据平台实时业务处理能力的作用。