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2020年 第36卷 第6期 刊出日期：2020-06-20

2020年 第36卷 第6期
刊出日期：2020-06-20

  

视点聚焦

关于低轨卫星通信的分析及我国的发展建议

陈山枝

2020, 36(6):  1-13.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2020181

摘要 ( 2237 )   在线阅读 ( 317 )   PDF下载 (1114KB) ( 3098 )   可视化   

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首先简要回顾5G和低轨卫星通信的发展历程，并从需求、应用、技术等多个维度进行分析判断，指出低轨卫星通信在5G时代的定位是：与5G互补，而不是颠覆5G。进而在分析我国发展低轨卫星通信的应用需求、技术与产业基础等因素的基础上，提出了我国发展低轨卫星通信的建议：“与5G兼容，到6G融合”，分两个发展阶段。第一阶段，当前发展以5G技术为基础进行针对性修改和优化的低轨卫星通信系统，与5G兼容，最大程度复用5G技术，并利用5G规模经济，降低成本，实现差异化竞争优势；第二阶段，到6G时，实现陆地移动通信和高中低轨卫星通信的有机融合。最后提出建议：两个争取和两个合作，即鼓励申请和争取频谱资源和轨道资源，推进国际合作与国内合作，加速产业成熟，实现商用成功。

专题：智能边缘计算

未来车辆雾计算网络

惠宁,伍杰,周一青,刘玲,潘振岗

2020, 36(6):  14-27.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2020175

摘要 ( 495 )   在线阅读 ( 51 )   PDF下载 (1024KB) ( 916 )   可视化   

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面向安全、可靠的车辆行驶需求，车联网对信息传输和处理的实时性要求高、对数据存储和使用的安全性要求高、对网络架构的灵活性和包容性要求高。未来车辆雾计算网络基于雾计算部署于网络边缘的特点，可降低数据的传输和处理时延；基于雾计算黑盒操作的特点，有利于保障数据安全；基于雾计算分布式架构，可实现异构车辆节点的互联互通与资源共享。对未来车辆雾计算网络进行了综述，介绍了车辆雾计算的架构、挑战与关键技术，着重分析移动状态下的通信与计算资源的共享与任务协同处理、车辆雾计算的安全性以及车辆雾计算设施的异构性。最后提出了车辆雾计算网络三级管控架构，推动车联网向网联协同决策与控制发展。

基于MEC的车联网协作组网关键技术

马小婷,赵军辉,孙笑科,贡毅

2020, 36(6):  28-37.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2020173

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为解决车辆高速移动性导致的车联网低时延高可靠性能下降问题，进行基于 MEC（mobile edge computing，移动边缘计算）的车联网协作组网关键技术研究。首先，从车联网中 MEC 的独特性入手，进行低时延、高可靠车联网协作组网研究；然后，根据5G车联网中车辆编队与基于UAV（unmanned aerial vehicle，无人机）辅助的两个典型协作应用场景，进行基于MEC的协作资源管理关键技术研究；最后，探讨基于MEC的车联网资源管理关键技术的研究方向，为后续研究提供参考。

5G边缘计算共享研究与展望

孟令彬,李娟,薛楠,邹勇

2020, 36(6):  38-44.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2020171

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5G三大应用场景对网络的时延、带宽、连接、安全等方面提出了更高的要求，驱动着5G将网络、计算、存储、应用等核心能力下沉至网络边缘，而更靠近终端/用户的 5G 站址具有完备的机房、电力、运维等配套资源，将是5G边缘计算部署的最佳选择。基于点多面广的5G站址资源，结合边缘计算部署的体系架构，深入研究了多运营商 5G 边缘计算共享部署的可行性，提出了机房基础设施共享、IaaS 设施共享、PaaS平台共享3种可行的共建共享方案。通过统筹5G边缘计算发展需求，实现边缘计算的共建共享，可以大幅降低边缘计算的建设成本及运营成本，实现边缘计算的快速规模化发展，打造集约高效、经济适用、智能绿色、安全可靠的边缘计算体系。

基于MEC的车联网技术研究及应用

邱佳慧,周志超,林晓伯,肖羽,蔡超,刘留

2020, 36(6):  45-55.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2020179

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5G 无线通信网络的大规模落地建设，促进 C-V2X 的应用场景向着更加多样化的方向发展。以高清视频、AR/VR为代表的大带宽业务给竖井式网络架构带来极大的传输和处理压力，同时以超高可靠低时延为特征的交通安全类业务对网络性能提出了严苛的要求。转发面功能下沉和MEC（multiple access edge computing）服务本地化处理，可在车联网场景中实现数据的短回路传输，降低了端到端时延，从而满足车联网的业务需求。深入探索MEC与车联网场景的深度融合，详细分析了MEC的网络架构、车联网场景中MEC的部署以及MEC在应用中的关键技术和挑战，并给出MEC与C-V2X（cellular-vehicle to everything）融合的网络规划，最后结合具体的应用案例分析MEC在车联网场景中的应用。

面向智慧医疗的可信边缘计算

彭绍亮,白亮,王力,程敏霞,王树林

2020, 36(6):  56-63.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2020174

摘要 ( 430 )   在线阅读 ( 49 )   PDF下载 (814KB) ( 692 )   可视化   

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随着物联网技术的飞速发展，为了更好地发展现代医学，避免信息“孤岛化”危机，满足边缘设备所产生的海量数据在时效性与计算性能等方面的要求，将边缘计算与智慧医疗结合是时代的新趋势。但是，边缘计算具有一定的开放性，容易存在安全隐患，所以面向智慧医疗的边缘计算体系的安全与隐私保护问题越来越受到人们的重视。通过介绍面向智慧医疗的边缘计算体系及其架构，阐述了边缘计算中智慧医疗所遭遇的安全隐患，并介绍了部分学者针对安全隐患提出的解决方案，最后总结了安全防护框架及探讨该框架下安全与隐私保护的具体方案，为智慧医疗边缘计算的可信研究提供一定的帮助。

基于边缘计算的视频监控系统及应用

潘三明,袁明强

2020, 36(6):  64-69.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2020177

摘要 ( 403 )   在线阅读 ( 66 )   PDF下载 (1136KB) ( 1164 )   可视化   

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随着视频监控应用的普及化和功能应用的多样化，以云计算为核心的集中式数据处理模式越来越难以为继。边缘计算就近对视频数据进行预处理，在带宽、存储、时延等方面表现优异，但仍需要边云协同来提升整体性能。从边云协同的视频监控系统架构出发，提出白盒化的边缘节点设计方案和算法训练、推理思路，最后以森林防火、智慧杆塔为例，阐述边缘计算在视频监控业务上的应用实现和价值。

基于边缘计算的铁路施工项目安全监管数据共享研究

杨亮,朴春慧,刘玉红,冀梅梅

2020, 36(6):  70-78.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2020172

摘要 ( 190 )   在线阅读 ( 16 )   PDF下载 (767KB) ( 316 )   可视化   

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信息化安全监测系统在铁路施工项目中应用广泛，但现有的安全监管模式存在服务器负载高、网络带宽压力大、监测数据不能有效共享、关键监测数据可能被篡改、安全事故责任难以确定等问题。提出了基于边缘计算的铁路施工项目安全监管数据可信共享模式：一方面，构建了施工项目安全监测边缘计算框架，描述了边缘节点数据处理流程；另一方面，建立了基于区块链的数据可信共享框架，设计了安全监管数据共享流程，通过智能合约实现数据可信共享。本文提出的解决方案融合运用边缘计算技术和区块链技术，不仅能够加强行业主管部门对于铁路施工项目的安全监管，还为利益相关方实时共享安全监测数据、提高施工项目安全管理水平提供了新的思路。

研究与开发

一种博弈论辅助的机器学习算法检测用户流失行为

欧阳晔,杨爱东,孟凡语

2020, 36(6):  79-89.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2020164

摘要 ( 390 )   在线阅读 ( 37 )   PDF下载 (1083KB) ( 526 )   可视化   

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中国在2019年11月底正式实施已经试行了9年的携号转网政策。该政策会加强通信市场的流动性和竞争性，使运营商用户流失的问题更加突出。提出、验证并产品化了一种博弈论辅助的机器学习方案，以帮助运营商主动应对携号转网市场的竞争。所提方案为运营商提供了一种机器学习模型，检测用户的携转倾向，并给予差异化待遇。实验结果证明，所提方案能够指引运营商制定有针对性的携号转网策略，准确识别出有携入或者携出倾向的“异常”用户。此外，所提方案已被成功地产品化，极大地提高了运营商的营销效率，增加了用户的满意度，为中国某主要运营商减少了大约50%的用户流失。

低精度ADC大规模MIMO系统的能效联合优化算法

曹海燕,胡文娟,智应娟,许方敏,方昕

2020, 36(6):  90-96.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2020167

摘要 ( 157 )   在线阅读 ( 6 )   PDF下载 (850KB) ( 327 )   可视化   

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针对配置低精度模数转换器（ADC）的大规模多输入多输出（MIMO）系统，提出一种基于交替优化算法的上行链路能效优化算法。即在基于最大比合并（MRC）接收的基础上，建立以能效最大化为目标的优化模型，再根据分数规划的性质，把原始的分式形式最优化问题转换成等价的减式形式，在量化比特数一定的情况下，对发射功率和导频长度进行交替迭代优化。仿真结果表明，所提算法有较好的频谱效率与能量效率。

波束扫描下5G毫米波小区搜索算法

申敏,梁晶,侯嘉智

2020, 36(6):  97-106.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2020157

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5G毫米波的载波频率高，初始接入频偏大，可能导致收发端时频同步不准确及物理小区标识检测错误问题。针对此问题，分析并仿真了5G毫米波在高频偏下基于波束扫描方式发送同步信号的小区搜索方案。提出了一种在基站侧使用DFT码本发送多方向的同步信号块，在终端用全向天线接收多波束信号并使用一系列同步算法完成时间、频率同步及物理小区标识检测的5G毫米波小区搜索过程。仿真结果表明，所提预存整数倍频偏与接收信号互相关的主同步信号检测算法在5G毫米波信道有良好的小区搜索性能。

基于库仑力模型的动态社会网络积极影响力最大化算法

卢敏,陈光鲁,杨晓慧,黄淳岚,乐光学

2020, 36(6):  107-118.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2020162

摘要 ( 209 )   在线阅读 ( 4 )   PDF下载 (1016KB) ( 181 )   可视化   

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影响力最大化问题已经成为社会网络中重要的研究内容，其影响力传播模型和求解算法是关键的核心问题。为了提高预测传播结果的准确度，引入传播过程中激活节点数量动态变化与节点间信任关系对IC模型进行改进，结合社会影响力与库仑力之间的相似性，提出一种基于信任关系的动态社会库仑力（dynamic social Coulomb forces based on trust relationship，DSC-TR）模型，构建一种优化的随机贪心（random greedy， RG-DPIM）算法求解影响最大化问题。仿真实验结果表明，DSC-TR模型的预测准确度明显优于SC-B、IC模型；RG-DPIM算法性能优于G-DPIM、IPA、TDIA算法。

基于卷积神经网络的极化码译码算法

郭锐,冉凡春

2020, 36(6):  119-124.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2020130

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针对现有基于神经网络的极化码译码算法仅能对短码进行译码的问题（码长 N≤64），提出针对极化码长码（N≥512）的卷积神经网络译码算法，利用神经网络epoch和batch参数来调控神经网络的输入，而不是固定从数据样本中抽取一定比例用作训练集和测试集，解决了由码字过长造成的数据爆炸问题。此外，研究了batch和epoch参数对卷积神经网络译码性能的影响及神经网络使用不同激活函数的性能差异。仿真结果表明，与传统SCL（successive cancellation list，串行抵消列表）译码算法比较，卷积神经网络在低信噪比下取得略优于SCL（L=2）的性能，在高信噪比下取得与SCL（L=2）算法相近的性能，并且训练数据集越大，神经网络译码性能越好。

一种基于多视角特征融合的Webshell检测方法

林锋,徐柳婧,陈晓华,戚伟强,陈可,朱添田

2020, 36(6):  125-132.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2020158

摘要 ( 358 )   在线阅读 ( 34 )   PDF下载 (743KB) ( 364 )   可视化   

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Webshell是一种Web端的恶意脚本文件。它通常由攻击者上传至目标服务器来达成其非法的访问控制的目的。现有Webshell检测方法存在诸多不足，如单一的网络流量行为、简易被绕过的签名比对、单一的正则匹配等。针对上述不足之处，基于PHP语言的Webshell，提出了一种基于多视角特征融合的Webshell检测方法，首先，提取包括词法特征、句法特征、抽象特征在内的多种特征；其次，利用费舍尔评分对特征进行重要程度的排序与筛选；最后，通过 SVM 建立能有效区分 Webshell 和正常脚本的模型。在大规模的实验中，模型对Webshell和正常样本的最终分类精度达到了92.1%。

运营技术广角

5G网络安全的欧盟策略与实践

郭丰,嵇叶楠,黄潇怡

2020, 36(6):  133-137.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2020176

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5G 网络有望成为未来经济和社会发展的关键基础设施。当前，5G 全球竞争升温，领先运营商竞相加快5G部署。归纳总结了欧盟国家部署5G网络的工程技术路线，分析了欧盟国家下一阶段部署5G网络的路线设计、影响因素和时间步骤，并对如何开展中欧5G领域合作提出了相关建议。

5G承载网回传带宽估算模型的优化与应用

叶杨,方慧霆,聂丹彤

2020, 36(6):  138-143.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2020135

摘要 ( 170 )   在线阅读 ( 10 )   PDF下载 (721KB) ( 233 )   可视化   

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在5G建设初期，业务需求不明确，技术成熟度有待完善，流量增长方式难以预测，如何根据建设场景的不同对现网承载系统能力进行评估以及合理地选择5G承载网建设方案是现阶段炙手可热的难题。通过对典型配置的5G单基站承载带宽需求评估方法的理论研究，结合4G网络建设的工程经验，以全国抽样调研数据论证理论带宽估算模型与实际流量水平的巨大差距，以此为借鉴，为科学地指引5G承载网初期的规划、建设，提出一种5G承载网回传带宽估算的优化模型，通过分场景举例说明其在新建、扩容、升级3种5G承载网演进路径中均有其应用价值。

基于运营商视角的服务网格技术评测与集成方案

严丽云,杨新章,何震苇,林园致,侯韶新

2020, 36(6):  144-153.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2020154

摘要 ( 245 )   在线阅读 ( 23 )   PDF下载 (710KB) ( 647 )   可视化   

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微服务架构随着企业软件架构的变革而变革，从嵌入式、一体化的微服务架构逐步向非侵入、解耦式的服务网格发展，微服务的各种技术架构也不断涌现，运营商如何选型和集成成为微服务布局的重要环节。根据运营商业务特性，侧重于对服务网格（非侵入式架构）技术的评测和集成范畴。评测中从多个维度对比分析开源、主流的服务网格技术以及云服务提供商的微服务解决方案，得出微服务技术、架构的发展趋势。集成范畴重点介绍了两大领域主流技术-Istio技术与Kubernetes集群的集成实践心得，并创新性地提出了支持复杂场景的异构微服务框架及发展思路。最后结合运营商5G SBA业务差异化需求，进行了运营商服务网格技术的重点研究及优化方向的探讨。

5G大规模天线基站的性能评估与测试

刘晓龙,魏贵明,张翔,任宇鑫,江甲沫

2020, 36(6):  154-165.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2020169

摘要 ( 266 )   在线阅读 ( 19 )   PDF下载 (952KB) ( 789 )   可视化   

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5G 新空口（NR）技术集合三大应用场景，打破了空口传输的限制，为信息科学的突破奠定了坚实的基础。在5G网络的实施部署过程中，基于大规模天线的基站（massive MIMO based base station，MMBS）成了5G关键技术的重要支点。为了确定6 GHz以下频段的MMBS性能，首先介绍了MMBS中的物理层关键技术，给出了MMBS物理层峰值性能和衰落信道环境下性能的主要评估方法，为后续MMBS产品的测试提供了参考指标。在此基础上，分析了当前主流的MMBS性能测试方法，并提出了一套适合当前商业版本的MMBS的性能测试方案。该方案可对基站的5G技术功能和性能进行测试。截至2019年年底，已有多家5G MMBS厂商进行了该项测试。

基于电力大数据的经济景气指数分析

刘玉娇,宋坤煌,王向

2020, 36(6):  166-171.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2020059

摘要 ( 280 )   在线阅读 ( 30 )   PDF下载 (747KB) ( 566 )   可视化   

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景气分析是一种经济周期的统计分析方法，利用月度或者季度数据经济统计序列，分析研判经济发展在周期性波动中所处的阶段，为政府经济政策决策及实施提供参考。用电数据是国民经济的“晴雨表”。基于时空电力数据，采用经典经济景气模型，在电力景气指数计算中，首次引入了X13-ARIMA季节调整算法，构建了基于电力大数据的经济景气指数，客观反映了经济运行状况，辅助预测经济发展的趋势，实现从电力视角观测经济的目标，为政府政策制定提供参考。