电信科学

专题导读

彭木根, 周一青, 孟维晓

2021, 37(6): 1-2. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.20210601-1

摘要 ( 147 )

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面向6G网络的信息时效性度量及研究进展

孙径舟, 王乐涵, 孙宇璇, 周盛, 牛志升

2021, 37(6): 3-13. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021127

摘要 ( 381 )

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在未来的6G网络中，机器型通信将成为网络承载的主要业务，并催生大量垂直行业应用，如网联自动驾驶、工业物联网等，从而使这些应用成为新的经济增长点。此类应用往往涉及状态信息的收集、处理与分发，对网络的时延具有极高的要求。而现有的低时延指标在节点数多、通信资源有限的场景下难以满足此要求。针对这一问题，指出在状态更新系统中应考虑信息时效性而非仅考虑时延。在此基础上，按照利用状态信息内容程度的不同，梳理了相关代表性工作，分别介绍并比较了多种信息时效性度量。最后，讨论了信息时效性的未来研究方向与亟须解决的关键问题。

基于生成对抗网络的MIMO信道估计方法

华郁秀, 李荣鹏, 赵志峰, 吴建军, 张宏纲

2021, 37(6): 14-22. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021135

摘要 ( 556 )

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作为 5G 的一项关键技术，大规模多输入多输出（MIMO）系统通过在基站配备大量天线可以显著提高频谱效率和能效。然而，在大规模MIMO 系统中，精确的信道估计面临严峻挑战。为了在导频序列长度小于发射天线数量以及信道噪声强烈的情况下进行精确的估计信道，提出了一种基于生成对抗网络的大规模MIMO 信道估计方法N2N-GAN。N2N-GAN首先对接收端的导频信号进行去噪，然后使用条件生成对抗网络根据去噪后的导频信号估计信道矩阵。仿真实验证明，与传统的信道估计算法和基于深度学习的算法相比， N2N-GAN 对环境噪声具有更高的鲁棒性，而且可以适应更少导频符号和更多天线数量的场景。

基于CP-free OFDM的上行SCMA收发机设计和性能分析

周立, 刘喜庆

2021, 37(6): 23-32. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021132

摘要 ( 185 )

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典型稀疏码分多址（sparse code multiple access，SCMA）系统采用带循环前缀（cyclic prefix，CP）的OFDM实现抗多径衰落无线传输，其容量受限于CP开销。针对此问题，提出了一种基于时域预编码的稀疏码分多址（time domain precoding-OFDM SCMA，TDP-OFDM SCMA）上行接入方案。给出了发射机、接收机的主要结构并进行不同信道、不同过载率和不同信道估计误差下的系统容量以及误比特率性能仿真，最后对TDP-OFDM SCMA信号的功率效率展开了分析。仿真结果表明：在相同过载率下，TDP-OFDM SCMA系统容量较CP-OFDM SCMA最高可提升25%。

太赫兹无线组网：原理、现状与挑战

周天航, 杨闯, 刘子乐, 彭木根, 于丽

2021, 37(6): 33-44. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021122

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为实现超高速率和巨容量，太赫兹通信成为6G重要技术选项之一。重点介绍了太赫兹通信在室内、室外等典型场景的应用及性能需求，并立足太赫兹无线组网需求，详细介绍了网络拓扑、媒体接入控制（media access control，MAC）层协议和邻居节点发现等关键核心技术的最新研究进展。最后，探讨了太赫兹无线组网面临的挑战，描述了未来可能的研究方向。

紫外光通信散射信道模型分析与发展现状

袁仁智, 王志峰, 彭木根

2021, 37(6): 45-54. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021126

摘要 ( 296 )

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紫外光通信是利用“日盲区”紫外波段（200～280 nm）为信息载体的光通信技术，具有高局域保密性、低辐射背景噪声、可实现非视距通信等特点，在保密通信和车联网等领域具有广泛的应用前景。根据计算效率将紫外光通信散射信道模型分为解析类信道模型和概率类信道模型。重点介绍了解析类信道模型中的单阶、两阶、三阶散射模型，以及概率类信道模型中的蒙特卡洛仿真模型和蒙特卡洛积分模型，并展望了紫外光通信散射信道模型的未来研究方向。

面向B5G和6G的边缘计算与网络切片资源管理

孙茜, 田霖, 周一青, 冯晨, 王园园, 周继华

2021, 37(6): 55-65. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021128

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随着时延敏感的计算密集型任务呈指数级增长，5G以及未来6G的移动蜂窝网络将构建面向边缘计算的网络切片为时延敏感、计算密集型应用提供服务。由于网络切片间共享系统资源，无线与边缘计算资源的高效管理至关重要。对网络切片生命周期中资源管理的需求进行了研究，针对资源需求归纳了网络切片接入控制技术、网络切片资源分配技术、网络切片终端协作激励技术的研究进展，并给出了这 3 方面技术的未来研究方向，实现了面向边缘计算的网络切片的资源高效管理。

软件定义的星地融合智能无线网络

袁硕, 任奕璟, 王则予, 孙耀华, 彭木根

2021, 37(6): 66-77. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021123

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星地融合网络可以提供天空地海立体全场景信息覆盖，满足未来网络全业务差异化通信需求，已经成为6G发展的热点。首先，调研了低轨卫星星座和星地融合组网发展现状，讨论了星地融合组网面临的问题与挑战。针对星地融合网络结构复杂、拓扑高动态、设备及协议异质性强等特点，提出了基于分布式SDN控制器的软件定义星地融合智能无线网络体系架构，以进行高效地星地协同网络管控。最后，介绍了星地柔性可重构协同组网的关键技术，并对未来发展进行了展望。

6G卫星通信接入及移动性管理技术

吴晓文, 凌翔, 朱立东, 焦侦丰, 程剑, 杨博

2021, 37(6): 78-90. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021131

摘要 ( 683 )

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对6G网络中的卫星通信接入和移动性管理技术进行了分析和展望。首先介绍了目前全球有代表性的卫星移动通信系统接入技术体制，以及国际标准化机构对5G NR卫星接入技术的研究现状，然后根据6G卫星通信网络接入所面临的挑战，分别从极简接入和极智接入两个方面探讨潜在的6G卫星通信网络接入技术。此外，还从6G卫星通信的高动态场景下的海量终端切换需求出发，提出了基于云通道技术的海量终端跨星跨波束批量柔性切换的移动性管理方案建议。

6G室内定位技术原理与展望

万潇阳, 孙耀华, 王则予

2021, 37(6): 91-104. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021118

摘要 ( 704 )

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为更好地支撑基于位置的差异化服务，6G移动通信对室内定位精度提出了更高要求。首先从单一定位技术入手，介绍了现有室内定位技术的原理、特点及优劣势。随后，针对单一定位技术的不足，进一步讨论了基于多技术融合的室内定位系统。此外，介绍了基于多网络/多设备的协作定位系统进展，归纳并分析了集中式协作定位系统与分布式协作定位系统的常见架构。最后，指出了6G室内定位技术的发展机遇与挑战。

一种基于合作干扰的主窃信道安全传输方法

徐赛, 韩帅, 孟维晓

2021, 37(6): 105-114. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021121

摘要 ( 155 )

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提出一种基于合作干扰的安全传输方法，用以减少主窃信道之间相关性带来的保密损失，提高通信系统的保密性能。考虑现有的合作干扰方法集中于主窃信道相互独立的情形，因此，当主窃信道相关时，现有的合作干扰方法由于设计的局限性无法获得足够理想的保密性能。鉴于此，提出一种面向相关主窃信道具有针对性的合作干扰方法。基于相关主窃信道的合作干扰模型，对保密中断概率约束下的保密速率最大化问题进行了形式化。通过采用范数边界法和伯恩不等式法将优化问题的概率约束条件转化成近似的确定形式，能够获得波束成形和人工噪声的一组近似解。仿真结果显示，提出的合作干扰方法能够在高相关性的条件下减少通信系统的保密损失。

反向散射辅助的无线供能通信网络的节点间通信

陶杰, 葛海江, 吴旻媛, 邵奇可, 池凯凯

2021, 37(6): 115-124. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021120

摘要 ( 172 )

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目前几乎没有无线供能通信网络节点间的信息传输方案设计，研究了反向散射辅助无线供能通信网络节点间的高传输速率信息传输，节点有储能容量且可工作于反向散射通信和主动通信。提出了由节点反向散射/能量传输阶段和节点主动通信阶段构成的方案，并将总传输速率最大化建模为凸优化问题。然后基于反向散射总时长与节点能量捕获时长阈值的关系，将该问题分解为多个仅需优化两个反向散射时长的子问题，并设计高效的两层黄金分割搜索算法求解子问题，从子问题最优解得到原问题最优解。仿真结果表明，与纯主动通信方案和纯反向散射通信方案相比，所提出的方案能有效地提高传输速率。

基于GRW和FastText模型的电信用户投诉文本分类应用

赵进, 杨小军

2021, 37(6): 125-131. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021125

摘要 ( 328 )

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随着神经网络的广泛应用，将神经网络应用到自然语言处理文本分类问题中，成为一种有效的解决方法。电信运营商客户服务中心通过多种渠道收集用户投诉信息，为了对投诉文本信息进行自动分类并将其落实到具体责任部门，提升用户感知，提出了一种基于GRW模型和FastText模型的文本分类方法。首先通过GRW模型对投诉文本进行特征选择，提取有效特征词；然后构建基于FastText模型的用户投诉文本分类方法；最后在公开数据集和运营商已标注的投诉文本数据集上进行实验。结果表明，基于 GRW 和 FastText模型的文本分类方法比朴素贝叶斯、双向LSTM和Bert模型在准确率、Kappa系数及汉明损失方面的性能有较大提升。

基于时延约束的广域网络拓扑设计和容量规划

徐晓青, 唐宏, 阮科, 武娟, 刘晓军

2021, 37(6): 132-141. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021137

摘要 ( 204 )

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为了优化网络性能和降低建设成本，应用线性规划和启发式贪婪取走算法，基于时延约束对广域网络规划中拓扑设计和容量确定问题进行研究。首先，考虑需求的权重，采用线性规划求解给定路径下的最低时延和最低时延下的最低成本扩容问题。其次，采用贪婪取走算法，以全局归一化时延增量作为取走候选链路标准，从全拓扑网络的候选链路集中得到满足时延约束的新增链路。此外，提出可以结合线性规划和贪婪取走算法实现时延约束下最低成本的新增链路及扩容。结果表明，本文提出的方法可以有效解决针对时延优化的广域网络规划中拓扑设计和容量规划问题。

专栏导读

高鹏, 吕红卫, 肖子玉

2021, 37(6): 142-142. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.20210601-2

摘要 ( 97 )

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面向垂直行业的5G网络规划设计方法论及产品化解决方案

肖子玉, 吕红卫, 赵存, 韩研, 苏坚

2021, 37(6): 143-149. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021136

摘要 ( 296 )

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对5G toB网络建设规划设计方法论进行了探讨。介绍了5G网络建设现状，分析了面向垂直行业多样化、定制化等需求网络规划面临的挑战。提出5G toB场景化规划设计方法论，基于“要素+能力”的网络技术体系，面向未来行业业务布局，聚焦精准识别、按需投放和网络弹性的规划能力，实现按需规划、敏捷建网的目标。同时，在方法论的基础上提出端到端的规划设计平台算法，可实现toC（公众网）和toB（行业专网）协同规划。

5G核心网面向3GPP R16演进关键技术及引入策略

杨旭, 肖子玉, 张明, 邵永平

2021, 37(6): 150-159. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021133

摘要 ( 493 )

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5G核心网已经基于3GPP R15版本标准现网商用部署，首先梳理了5G核心网3GPP标准进展及端到端产业总体进展情况，并面向3GPP R16标准演进梳理总结3GPP R16主要课题研究方向及主要研究内容，然后对于后续商用优先级相对较高的部分重点课题进行关键技术研究及现网引入部署策略分析，最后对后续5G核心网商用演进方向进行整体总结分析并提出初步部署策略建议，为5G SA核心网面向后续商用演进及建设提供参考。

5G融合计费系统架构及关键技术

齐磊, 顾慧琼, 祝好, 陈旭

2021, 37(6): 160-166. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021134

摘要 ( 385 )

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为应对5G网络建设和业务发展需求，基于生态的业务运营成为5G支撑网的重要目标，支撑网络需要规划部署策略。分析了5G支撑网计费系统架构的变化，提出基于微服务的融合计费系统框架，并明确其计费数据服务、计费网关等功能架构。给出消息处理、智能配额、异常容错等关键技术，提出多维度计费支撑能力，明确网络演进策略。结合行业类、企业类等差异化业务场景，研究计费系统框架的应用和解决方案，为融合计费系统的演进提供思路，为响应业务创新和生态运营做好储备。

5G消息系统共建共享建设方案

牛晓丹, 徐忱, 陈静霞, 教湘飞

2021, 37(6): 167-173. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021130

摘要 ( 238 )

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伴随2020年4月8日《5G消息白皮书》的联合发布，中国三大电信运营商达成共识，将在5G时代全面升级短信业务，打造以5G消息为核心的崭新的业务形态。在强调共建5G消息系统的基础上，从网络架构、接口互通、安全风险等技术角度分析了不同共建范围下5G消息系统承载三大运营商消息业务的难易程度，最终推荐共建MaaP平台的建设方案，以较小的实现代价，满足3家运营商的5G消息业务发展诉求。

电信运营商中台能力运营中心建设思路

顾欣, 倪晓熔, 刘昭, 方晓楠, 李岳梦

2021, 37(6): 174-182. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021129

摘要 ( 355 )

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分析了中台能力运营中心在电信运营商中台体系中的定位和架构，以一级中台能力运营中心为切入点，阐述了中台能力运营中心的功能组成以及注册、封装、管控和调用策略等服务能力，探讨了全网服务治理体系的建设以及基于两级中台能力运营中心实现全网能力协同的思路，最后展望了中台能力运营中心的演进路径。对探讨面向未来发展的运营商中台体系建设有一定参考作用。

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