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2019年 第35卷 第9期 刊出日期：2019-09-20

2019年 第35卷 第9期
刊出日期：2019-09-20

  

专题：数据网络协议架构创新——NewIP

NewIP：开拓未来数据网络的新连接和新能力

郑秀丽, 蒋胜, 王闯

2019, 35(9):  2-11.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2019208

摘要 ( 2219 )   在线阅读 ( 646 )   PDF下载 (1821KB) ( 1957 )   可视化   

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互联网应用深刻地影响着人们的工作与生活，纷至沓来的新应用对数据网络提出了新的挑战。基于未来应用对数据网络提出的需求，剖析了数据网络需要基于IP进行继承式发展，提出了一种新型的网络协议体系——NewIP，并介绍了 5 种关键使能技术，包括确定性 IP、内生安全、面向万网互联的新寻址与控制机制、用户可定义、新传输层等。

大规模确定性网络转发技术

强鹂, 刘冰洋, 于德雷, 王闯

2019, 35(9):  12-19.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2019213

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提出了一种适用于大规模网络部署的3层转发技术——LDN（large-scale deterministic network），在保留传统IP转发技术统计复用的优势基础之上，LDN技术可实现对端到端时延上界及抖动上界的严格保证，为5G uRLLC（ultra-reliable low-latency communication）切片、工业互联网等未来应用场景提供网络服务支持。通过仿真实验对比了在相同网络环境下，传统IP及确定性IP在端到端最差时延及抖动上的差异，证明了LDN技术的有效性。

内生安全网络架构

江伟玉, 刘冰洋, 王闯

2019, 35(9):  20-28.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2019215

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IP 网络通过连接全球大量的网络设备给人类带来了便利，但网络面临持续性的安全和隐私问题令人担忧。由于网络缺乏内生安全的设计，IP地址伪造、隐私泄露、中间人攻击、分布式拒绝服务（DDoS）攻击等顽固安全问题难以根治，传统的补丁式解决方案补不胜补。在研究IP网络面临的各类安全威胁及相关安全技术的基础上，剖析了IP网络固有的安全缺陷，提出了具有内生安全特性的网络架构，包括具有内生安全的隐私ID/Loc、安全验证和审计协议、跨域联合防御机制等，能够为端到端通信保驾护航。

基于微服务架构的下一代IP网络测试体系框架

徐竟祎,赵泽宇,沈敏虎,应奕彬,周伟强

2019, 35(9):  29-37.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2019218

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下一代IP网络是未来新型公共网络，融合有线无线一体化、宽带窄带一体化、传输接入一体化以及有源无源一体化的全新型业务网络，其面临的应用场景也变得复杂化和多样化。然而，每个应用场景的需求及标准各不相同，对标现有的网络技术、协议、标准规则仍有较大差距。为保障新应用场景下各技术、设备等方面的完备性及安全性，满足未来网络技术发展产生的新应用特征，需建立全方位统一的测试体系。提出在基于微服务架构的基础上强调对业务的赋能，综合不同应用场景特征，建立基于下一代IP网络场景的全过程领域驱动模型。以构建多渠道、全方位的微服务测试框架，为网络技术的发展提供支持手段。

面向计算网络融合的下一代网络架构

姚惠娟, 耿亮

2019, 35(9):  38-43.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2019212

摘要 ( 673 )   在线阅读 ( 80 )   PDF下载 (1016KB) ( 718 )   可视化   

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以工业互联网为代表的产业互联网的大发展，促进未来网络从以信息传输为核心的信息基础设施，向以融合感知、传输、存储、计算、处理为一体的智能化信息基础设施发生转变 。从应用、网络技术、计算技术等的发展趋势分析，推导出未来数据网络需要从计算、网络和存储融合重新设计网络架构，以满足未来新业务和新场景的需求。

基于云、网、边融合的边缘计算新方案：算力网络

雷波, 刘增义, 王旭亮, 杨明川, 陈运清

2019, 35(9):  44-51.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2019209

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边缘计算已经成为5G时代重要的创新型业务模式，尤其是其低时延特性，被认为是传统方案所不具备的，因此边缘计算能够提供更多的服务能力且具有更为广泛的应用场景。但边缘计算与处于中心位置的云计算之间的算力协同成为新的技术难题，即需要在边缘计算、云计算以及网络之间实现云网协同、云边协同，甚至边边协同，才能实现资源利用的最优化。在研究边缘计算算力分配和调度需求的基础上，提出了基于云、网、边深度融合的算力网络方案，并针对AI类应用给出了一个典型实施系统，该方案能够有效应对未来业务对计算、存储、网络甚至算法资源的多级部署以及在各级节点之间的灵活调度。

温敏网络的关键能力和架构体系

孙嘉琪, 杨广铭, 党娟娜, 刘文杰

2019, 35(9):  52-57.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2019216

摘要 ( 398 )   在线阅读 ( 28 )   PDF下载 (725KB) ( 279 )   可视化   

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温敏网络给网络安装了高精度的智能传感器，以快速感知网络的质量，挖掘网络的最大能量，能满足业务SLA保障、网络更高可靠和最大通量。温敏网络提出的nTouch、xRecognition和iX关键技术能力，能够很好地应对低时延、高带宽、易流量微突发的未来网络，可作为复杂多变网络的基础能力。

研究与开发

面向多层次、多指标的光网络规划与评估方法

曹晓宏,徐思雅,周桂平,王英杰,于波涛

2019, 35(9):  58-68.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2019206

摘要 ( 271 )   在线阅读 ( 15 )   PDF下载 (896KB) ( 409 )   可视化   

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首先深入分析了影响业务可靠性的关键指标，并建立了面向可靠性和建设成本的网络规划模型，然后设计了自适应免疫算法以求解网络规划方案。进而，建立了面向多层次、多指标的网络规划方案评估模型，并使用神经网络算法获得指标权重，实现对网络规划方案的全面、有效评估。通过仿真可知，提出的面向多层次、多指标的光网络规划与评估方法能够提高光缆资源利用率和站点成环率、降低网络建设成本以及保障网络可靠性，有助于提高运维人员的工作效率和运维水平。

差分混沌移位键控在水声通信中的应用

代红英,陈梦蕾,徐位凯

2019, 35(9):  69-84.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2019217

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水声信道作为目前已知最严酷、最复杂的无线通信信道之一，具有强多途干扰、时—频率双扩展、高噪、带宽窄等特征。水声信道的时变特性，使得估计与跟踪信道很困难，因此，研究无需信道估计与均衡的非相干稳健水声通信调制方法具有重要的意义。首先介绍了基于正交频分复用（OFDM）和扩频调制的水声调制技术的研究进展，然后，分析了差分混沌移位键控在水声信道下的可行性，提出了两种基于OFDM的多载波差分混沌移位键控方案，给出两个方案的调制解调器原理。在时—频双扩展信道和水声信道下，对两个方案进行了性能仿真和分析。性能结果表明所提出的方案在水声信道下具有良好的稳健性。

GreyFan：一种Wi-Fi隐蔽信道攻击框架

马栋捷,金成强,陈园,陈铁明

2019, 35(9):  85-97.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2019179

摘要 ( 351 )   在线阅读 ( 22 )   PDF下载 (917KB) ( 178 )   可视化   

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针对现实网络中诸如侧信道攻击、HID 攻击等传统的物理攻击，物理隔离被认为是一种较为彻底的抵御网络攻击的安全防护手段。2018 年，业界首次提出了一种物理隔离环境下的 Wi-Fi 隐蔽信道方法——Ghost Tunnel，即在Wi-Fi尚未连接的状态下，无线AP可成功将数据传给发起连接请求的计算机。提出了一种基于Ghost Tunnel方法的攻击框架—— GreyFan，利用该攻击框架攻击者可以对未连接Wi-Fi的用户实施无感知攻击，如文件隐蔽传输、任意代码执行等，并分析了相应的防御技术。

基于区块链的结果可追溯的可搜索加密方案

翁昕耀,游林,蓝婷婷

2019, 35(9):  98-106.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2019183

摘要 ( 454 )   在线阅读 ( 56 )   PDF下载 (1088KB) ( 856 )   可视化   

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在可搜索加密方案中，无论是云端服务器还是用户，都可能存在欺骗行为。为了解决这种安全问题，给出公平性安全的定义，提出基于区块链的可搜索加密方案。通过第三方可信机构（trusted authority，TA）验证数据传输过程中数据的一致性，区块链记录完整验证结果以防止篡改，使所涉及的实体达成一致的安全共识，从而实现公平性安全。安全性与复杂性分析表明，该方案是可行的。当该方案与搜索结果可验证的可搜索加密方案相结合时，可优化成基于区块链的搜索结果可验证的可搜索加密方案，其安全性将得到进一步的提高。

非视距环境下基于RSS-TOA的定位算法

卢志刚,李有明,贾向红,常生明,王晓丽

2019, 35(9):  107-113.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2019146

摘要 ( 338 )   在线阅读 ( 23 )   PDF下载 (788KB) ( 182 )   可视化   

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在无线传感器网络定位系统中，尤其是在室内定位中，非视距（NLOS）误差的存在使定位性能急剧下降。为克服非视距传播带来的定位误差，提出了一种针对非视距环境下联合接收信号强度（RSS）和到达时间（TOA）的定位算法。该方法首先通过 RSS和 TOA的测量结果建立关于目标位置的非凸优化问题，然后通过二阶锥松弛理论，将原始的非凸优化问题转换为一种凸优化问题，由此能够快速得到原问题的一个次优解。通过计算机模拟仿真验证，新方法的估计精度更高，性能更好。

综述

区块链在蜂窝移动通信系统中的研究现状及发展趋势

左益平,金石,张胜利

2019, 35(9):  114-123.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2019192

摘要 ( 511 )   在线阅读 ( 37 )   PDF下载 (733KB) ( 870 )   可视化   

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区块链本质上是分布式数据库，无需第三方中介机构即可安全更新状态。将区块链技术引入6G蜂窝移动通信系统中以保障用户的隐私安全，减少资源分配和通信服务成本，支持不同分布式应用，从而实现移动通信和区块链技术的有机结合，被预测为6G蜂窝移动通信的关键技术之一。从区块链结合物联网（IoT）、边缘计算、频谱分配、干扰管理方面展开了详细的介绍，阐述了近年来国际学术界在该方向的最新研究进展，并在此基础上对6G蜂窝移动通信中区块链技术的发展趋势进行了进一步的展望。

运营技术广角

全面实施携号转网对我国移动通信市场影响

胡文玉,窦晓燕

2019, 35(9):  124-134.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2019214

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以我国移动用户为研究对象，采用随机抽样的调查方法，通过电话外呼的调查方式，对我国移动业务携号转网后移动通信市场格局及影响进行研究，运用“马尔可夫概率转移矩阵”对实施携号转网后全国及南北方移动电话市场份额进行了预测，并创新地提出“携号转网流向路径模型”。此外，重点围绕“区域特征、在网时长、ARPU值和携号转网人数”等对3家通信运营商携号转网用户的关注点及转出和转入原因进行深入剖析。结果表明：网龄越长、ARPU值越高，携号转网意愿越强；北方用户携号转网意愿高于南方。本文结论将为通信企业经营决策提供参考。

面向5G的核心网演进

马洪源,肖子玉,卜忠贵,赵远

2019, 35(9):  135-143.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2019159

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5G 致力于“信息随手至，万物触手及”的愿景。5G 网络采用场景化设计，以更加灵活的方式满足多样化的业务需求。基于面向5G的核心网目标架构，从网络设备形态、组网架构、网络和业务能力及网络管理编排等方面分析了网络演进中的问题。遵循“网络架构布局一步到位、网元功能平滑升级演进、容量流量逐步迁移调整”的原则，给出了不同时期5G演进策略建议。

电信运营商物联网发展模式比较分析

刘凯凯,张勋

2019, 35(9):  144-152.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2019144

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近年来，物联网发展如火如荼。对于国内运营商来说，它对目前的转型发展有着十分重要的意义。在此背景上，运营商如何实现在物联网产业“弯道超车”，商业模式至关重要。基于对国内运营商物联网运营现状的梳理，比较国内外物联网行业的发展策略，总结为 3 种不同的发展策略：单一模式、多环节覆盖模式和全产业模式。电信运营商在客户、渠道等方面具有优势，但受限于多方面因素。建议在构建发展模式时，遵循“循序渐进”的原则，充分根据自己的企业定位、结合国家的政策，注重自身在物联网产业链的定位，关注风险。最终实现较好的发展模式，改善电信行业目前“增量不增收”的现状。

5G网络共享共建方案

马涛

2019, 35(9):  153-157.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2019182

摘要 ( 693 )   在线阅读 ( 70 )   PDF下载 (1593KB) ( 596 )   可视化   

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5G是面向未来通信发展需求的移动通信网络，由于工作频率较高，在相同范围内需要建设更多的基站，投资成本巨大。网络共享将是运营商加快5G商用进程及“降本增效（降低成本，增加效益）”的有效途径。通过分析SA/SA、SA/NSA架构下的网络共享方案，探讨了5G网络共享的可能性，对于5G网络共享建设给出了系统化理论依据。

230 MHz电力无线通信技术的优化

赵训威,白杰,丁高泉,相里瑜

2019, 35(9):  158-164.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2019195

摘要 ( 237 )   在线阅读 ( 14 )   PDF下载 (845KB) ( 431 )   可视化   

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针对230 MHz频段电力无线专网连续分配载波的情况，给出了提高频谱效率的优化设计。通过取消载波间的预留保护带，采用连续子载波频域资源映射、自适应FFT与滤波处理，减少了运算量，提高了业务速率。针对230 MHz电力无线专网两种技术制式标准统一的问题，给出了必要性和重用公网成熟终端与系统设备产业链的初步分析。