电信科学

智简5G无线网络技术初探

黄宇红, 孙奇, 贾民丽, 段然, 陈卓

2021, 37(5): 1-8. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021099

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5G是当前信息通信业发展焦点，正在逐步部署和商用。5G网络将涵盖toC到toB，瞄准万物互联，复杂度和挑战也前所未有。为满足多场景需求，5G网络技术复杂、设计灵活，传统管理运营方式难度大、成本高，同时，行业应用需求差异大且指标要求高，需要云网一体化、网业协同等整体方案。针对上述问题和需求，提出了智简5G无线网络技术，用创新的思维和技术发展无线网络，将5G与人工智能、云计算、大数据、边缘计算等新科技融合创新，持续提升5G技术创新支撑能力、促进DOICT融合发展。对智简5G无线网络技术的整个架构及所涉及的平台和各应用进行了详细介绍。最后提出了构建绿色智简、高效运营、支撑万物互联的5G新网络、新生态的技术展望。

新型举国体制下建设网络强国的思考

宋灵恩

2021, 37(5): 9-13. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021112

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发挥新型举国体制优势，突破关键核心技术，破解“卡脖子”问题，对推动我国加快从网络大国迈向网络强国意义重大。全面总结了网络强国建设在网络建设、技术产业、融合应用和普惠民生方面的发展成效，深刻剖析了新型举国体制对新时代网络强国建设的重要性和必要性，以及发挥新型举国体制需要处理好的3种关系，提出了“十四五”时期，进一步发挥新型举国体制优势，推动网络强国建设的对策建议。

人工智能在5G系统中的应用综述

章坚武, 王路鑫, 孙玲芬, 章谦骅, 单杭冠

2021, 37(5): 14-31. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021109

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随着5G的不断发展，万物互联时代即将来临。海量设备连接、海量业务请求、超高网络负载、复杂动态的网络环境等对5G系统优化提出了巨大的挑战。面对这些技术难点，人工智能（AI）算法表现了其独特的优势。首先对5G系统中基于深度学习的AI算法相比于传统算法的优势进行介绍；随后，针对多接入边缘计算和毫米波大规模多输入多输出（mmWave massive MIMO）系统中的AI算法应用进行详细的阐述，并对比分析了各种方法的优劣；最后，根据已有研究，总结了AI算法在5G实际场景中存在的不足，并对未来研究方向提出了展望。

AI使能的5G节能技术

徐丹, 曾宇, 孟维业, 李力卡

2021, 37(5): 32-41. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021104

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随着 5G 商用的全面开展，5G 无线站点数目急剧增加，5G 核心网需分层部署在区域/省/地市数据中心，以及数据中心规模化发展，导致能耗问题日益凸显。基于全网能耗主要占比，调研5G接入网络、核心网络和数据中心的能源效率评估方法。介绍了AI使能的基站节能技术及试点应用方案、AI应用于 5G 核心网的节能方式、AI 使能的数据中心节能技术和试点应用方案，探讨了节能技术的挑战和未来的研究方向。对整体通信系统节能技术的总结和展望，有助于提高对能源效率和绿色网络发展的认识。

智能运维中KPI异常检测的研究进展

王速, 卢华, 汪硕, 蔡磊, 黄韬

2021, 37(5): 42-51. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021105

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现有的网络监控和故障修复大多依赖规则系统或者人工处理，然而随着网络规模的不断增大和业务的多样化，这种方式难以满足要求。随着机器学习和深度学习等技术的快速发展，智能运维理论也取得了长足进步，利用人工智能技术提升网络运维智能化能力。KPI（key performance indicator）异常检测是智能运维的一项底层核心技术。针对KPI异常检测技术研究展开综述，对KPI数据和KPI异常进行了描述，并从单指标和多指标两个方面详细介绍了KPI异常检测技术的研究现状；分析了KPI检测的部署应用问题，讨论了未来的研究方向。

基于行为画像的物联网业务保障方法

赵龙刚, 刘汉生, 王峰, 狄爽

2021, 37(5): 52-63. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021113

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物联网终端具有客户基数大、生产厂商多、应用场景复杂的特点，在日常维护过程中存在质差标准难以统一、定位定段困难的问题。针对上述现象提出一种基于行为画像的业务保障方法。首先基于关键指标分布特征构造企业质差指纹模型，借鉴统计学习中均值漂移聚类的思想，实现质差指标体系的准确搭建。然后针对调测终端与质差终端难区分、弱覆盖终端难识别等问题，构建了单客户质差行为画像，有效保证了模型的准确性。最后在现网环境进行了试点和分析，为物联网业务保障提供借鉴和参考。

智能语音业务质量评估保障方案

李光宇, 梁燕萍, 余立, 王昆, 陈扬铭, 刘思佳

2021, 37(5): 64-71. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021110

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语音通话是电信网络下的主流业务之一，业界主流的语音业务评估方案通过对比收/发端语音音频，计算得到POLQA MOS评估业务质量。对于电信运营商，在不侵犯用户隐私的前提下感知业务质量，进而进行针对性的业务质量保障是重点工作之一。提出了通过数理统计及神经网络算法，学习网络侧数据包交互信息与终端侧语音业务质量的映射关系，形成高精度评估模型；在此基础上，结合无线网用户及小区级多维数据信息，分析输出业务质差的原因及解决方案，形成高效准确保障业务质量的系统。实际应用效果证明，该系统可通过网络侧数据准实时完成语音业务质量评估，并输出质差解决方案，针对网络中的VoLTE语音业务进行质量保障工作。

基于云边协同的计算机视觉推理机制

唐博恒, 柴鑫刚

2021, 37(5): 72-81. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021107

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深度学习和云计算的普及推动了计算机视觉在各行业中的广泛应用。但集中化的云端推理服务存在带宽资源消耗大、图像数据隐私泄露、时效性难以满足等问题，难以充分满足计算机视觉在行业应用上的多样化应用需求。而通信网络的双吉比特升级将促进视觉算法云边算法深层次协同。对基于云边协同的计算机视觉推理机制开展研究。首先对近年主流的云侧和边缘侧计算机视觉推理模型的优劣势进行了分析和阐述，然后在此基础上对云边协同计算机视觉推理模型框架、部署机制等开展研究，详细讨论模型分布式推理模型分割策略，云边协同网络部署优化策略。最后通过数据协同、网络分区协同、业务功能协同 3 方面对云边协同深度推理未来的发展挑战进行了展望。

基于深度学习的调制识别综述

孙姝君, 彭盛亮, 姚育东, 杨喜

2021, 37(5): 82-90. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021114

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调制识别是通信系统的基础任务之一，在认知无线电、智能通信、无线电监管、电子对抗等领域均有着广泛的应用。近年来，基于深度学习的调制识别技术以其在特征提取和识别性能方面的优势，日益成为研究的焦点。系统地梳理了基于深度学习的调制识别技术，首先介绍了相关基础，随后详细阐述了其系统架构、数据预处理方式、深度神经网络结构、常用数据集以及评价指标，最后分析展望了该技术未来的发展方向。

采用完整局部二进制模式的伪装语音检测

徐剑, 简志华, 于佳祺, 金易帆, 游林, 汪云路

2021, 37(5): 91-99. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021108

摘要 ( 161 )

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针对基于局部二进制模式（LBP）的伪装语音检测算法在检测语音转换的欺骗攻击时效果较差的情况，提出了一种基于完整局部二进制模式（CLBP）的伪装语音检测方法。利用变量Q变换（VQT）生成语音信号的语谱图并应用完整局部二进制模式提取语谱图中的纹理特征向量，再用该纹理特征向量训练真/伪语音分类器，实现伪装语音检测。实验结果表明，所提方法在检测语音转换的欺骗攻击时效果更好，并且当变量Q变换的附加参数γ值为50时，由完整局部二进制模式特征向量训练的基于径向基核函数的支持向量机具有最佳的伪装语音检测性能。

基于幅度和相位联合分区的无线物理层密钥生成方法

李楠楠, 韩瑜, 高宁, 金石

2021, 37(5): 100-112. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021106

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研究基于无线信道物理层特征的密钥生成方法对于提高无线传输的安全性具有重要意义。考虑多径衰落信道下时分双工（time division duplex，TDD）正交频分复用（orthogonal frequency division multiplexing， OFDM）通信系统，利用 OFDM 多载波优势以及信道互易性，联合使用信道频率响应（channel frequency response，CFR）特征的相位与幅度信息，提出了两种应用于无线物理层密钥生成的算法。理论分析和实验仿真表明，提出的算法生成的初始密钥具有更高的一致性和更小的信息协商开销；可以有效增加密钥长度和增强密钥随机性；此外，对于非法用户的窃听以及主动攻击具有较好的防御能力。

一种大规模MIMO系统的联合用户活跃性和信号检测方法

宋晓群, 金明, 贾忠杰

2021, 37(5): 113-123. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021002

摘要 ( 140 )

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上行免调度大规模多输入多输出（mMIMO）系统中，当接收天线相关性增加或活跃设备数增大时，传统的联合用户活跃性和信号检测方法性能急剧下降。另外，传统方法需要知道噪声功率，而实际中往往难以获得准确信息。针对上述问题，提出了一种基于酉变换近似消息传递和期望最大化的联合用户活跃性和信号检测方法。与传统的近似消息传递算法不同，所提的酉变换近似消息传递算法假设噪声功率未知。首先，利用酉变换近似消息传递算法将mMIMO基站侧接收信号进行解耦处理，同时估计噪声功率。然后，利用解耦信号，基于期望最大化算法实现用户活跃性检测。最后，通过计算解耦信号所属星座点的后验概率得到信号检测结果。仿真结果表明，所提方法在联合用户活跃性和信号检测方面优于传统方法。

面向物联网轻量级隐私保护的真值发现机制

何英杰, 李启伟, 孙涵, 郜迪, 董剑峰, 杨书华

2021, 37(5): 124-132. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021100

摘要 ( 138 )

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针对云雾融合物联网系统中感知数据的质量差异和隐私泄露问题，提出一种基于流加密模式的隐私保护真值发现机制。首先，云服务器将洗牌算法和流加密算法相结合，实现匿名更新真值；雾服务器匿名更新权重，防止恶意攻击者与云雾服务器的共谋攻击所造成的设备隐私泄露。其次，雾服务器基于 Softmax 函数计算设备权重，以减小计算真值的误差。最后，理论分析证明该机制能够保护设备隐私。实验结果表明，该机制误差率低，并在时间开销上优于已有方法，是一种适用于规模化物联网高效的真值发现机制。

基于最大信息系数的软件缺陷数目预测特征选择方法

刘国庆, 王兴起, 魏丹, 方景龙, 邵艳利

2021, 37(5): 133-147. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021025

摘要 ( 203 )

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针对传统特征选择方法仅考虑变量间的线性关系而忽略非线性相关性，导致软件缺陷数目预测模型的性能较低的问题，提出了一种基于最大信息系数的特征选择方法。该方法考虑特征与特征以及特征与缺陷数目间的线性及非线性关系，将特征的冗余性分析和相关性分析分离为两个阶段。在冗余特征分析阶段，基于特征间的相关度，采用凝聚层次聚类算法将冗余特征分到同一簇中；在相关性分析阶段，依据特征与软件缺陷数目之间的相关度，对每个特征簇中的特征进行排序，然后从簇中选择排名靠前的特征组成特征子集。实验结果表明，该方法能够选择有效的特征子集，提高软件缺陷数目预测模型的预测性能。

基于区块链的生鲜奶供应链可信追溯系统方案

刘应, 范洪博, 马首群, 高志伟, 刘锦江

2021, 37(5): 148-159. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021103

摘要 ( 372 )

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生鲜奶是我国奶业发展的重要方向，溯源体系对整个生鲜奶行业的发展至关重要。时效性强、问题事后发现、受害者难以追踪、质检体系难以获得信任四大问题是生鲜奶行业区别于其他农产品行业的主要特征，传统农业领域溯源机制甚至基于区块链的农产品溯源机制无法满足生鲜奶行业的溯源要求。设计了一种面向生鲜奶供应链体系的追溯系统方案 RMChain，在满足现有区块链溯源机制的各种优点的同时，针对生鲜奶特点进行专门的优化，在用户溯源产品的同时，也便于问题奶的追踪定位和消费者赔偿，有效改善了生鲜奶行业的溯源现状。针对大文件严重影响区块链性能的问题，设计了基于数据重要性的多方存储模式，测试系统原型核心交易量性能数据表明，系统访问性能明显提升，验证了RMChain的可行性。

大数据安全特征与运营实践

刘志勇, 何忠江, 阮宜龙, 单俊峰, 张超

2021, 37(5): 160-169. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021102

摘要 ( 218 )

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随着数据类型、用户角色和应用需求的不断细化，以及大数据复杂的数据存储和流动场景的出现，大数据安全防护要求越来越高。以大数据安全特征和运营实践为切入点，分析了大数据安全特征和技术发展趋势，体系化地梳理和总结中国电信以“数据和人”为核心的大数据安全深度防御体系建设和运营实践；并对区块链、联邦学习、人工智能、零信任等新技术在数据安全流通、数据安全风险监测、数据访问控制的引入提出了思考和展望。分析了大数据安全特征和技术发展的趋势，梳理了中国电信在大数据安全方面的运营实践，对新形势下筑牢大数据安全提出了思考与建议。

家庭光纤组网技术方案探讨

马智勇

2021, 37(5): 170-176. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021101

摘要 ( 262 )

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针对“家庭内部组网段”的光纤组网介绍了基于ITU-T标准的“G.hn光组网方案”、参考PON接入网技术的“类接入网方案”、基于IEEE标准的“光以太网P2P方案”，从技术特点、标准化、产业链发展情况等方面进行了分析、对比和展望。针对“FTTH入户段”，阐述了网关位置优化、入户光缆延伸成端的价值和实施建议，试验数据显示其可以显著提升家庭网关Wi-Fi网络覆盖范围和无线接入速率体验。

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