电信科学

非共轴OAM通信系统的波束管理研究

郑凤, 段高明, 池连刚

2021, 37(12): 1-10. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021272

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轨道角动量（orbital angular momentum，OAM）作为一种新的调制自由度，能大幅度提高无线通信的频谱利用率。而基于均匀圆阵列（uniform circular array，UCA）的OAM通信系统要求收发端阵列静止并且完美对准，导致OAM难以实际应用。提出了基于OAM的波束管理，通过收发端波束扫描，确定最佳收发波束匹配，利用匹配波束通信。仿真结果证明该方案能有效解决由收发端阵列非共轴带来的系统性能下降问题。

基于改进Henon映射和超混沌的双重语音加密算法

张秋余, 宋宇杰

2021, 37(12): 11-24. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021271

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针对现有语音混沌加密算法密钥空间小、安全性差、加密效率低且无法实现密钥复杂度与加密效率的权衡等问题，提出了一种改进Henon映射和超混沌的双重语音加密算法。首先，为了使Henon映射具有更大的混沌空间和更高的混沌复杂度，通过扩展控制参数范围将非线性三角函数作为输入参数变量等手段对经典Henon映射进行了改进；其次，利用改进的Henon映射生成伪随机序列，并对语音数据进行单次不重复置乱加密，获得语音数据的初次加密结果；最后，利用Lorenz超混沌系统对初次加密后的语音数据进行Arnold二次置乱加密和异或扩散加密，获得最终的密文语音数据。实验结果表明，与现有方法相比该算法具有更大的密钥空间和更高的加密效率，且对各种密码攻击拥有更好的鲁棒性。

基于MBER的联合预编码与空时编码GFDM功率分配策略

蔡建辉, 李光球, 段彦旭

2021, 37(12): 25-31. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021261

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为改善频率选择性衰落信道上广义频分复用（GFDM）系统的误比特率和频带利用率性能，基于最小误比特率（MBER）准则，提出一种联合预编码和空时编码（STC）的 GFDM 系统及其相应的功率分配策略，可将该功率分配策略的优化目标由MBER转化为最小化其噪声增强因子，并推导了联合预编码与空时编码 GFDM 系统的功率分配、误比特率和频带利用率性能解析表达式。数值计算和仿真结果表明，与预编码STC-GFDM系统相比，基于MBER准则的预编码STC-GFDM系统的误码性能在误比特率为10^-3时改善约0.4 dB，频带利用率性能在信噪比为12 dB时提高约0.24 bit/(s·Hz)。

体域网中一种基于无线信道特征的密钥生成方法研究

黄晶晶

2021, 37(12): 32-41. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021260

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无线体域网是以人体为中心的无线网络，受其有限的资源和计算能力的约束，如何保证无线体域网通信节点间共享密钥是当前面临的一大挑战。提出了一种基于超宽带无线体域网信道特征的密钥生成机制，利用超宽带信道多径相对时延与平均时延的差值量化生成密钥，降低了密钥不匹配率，同时引入辅助节点，提高了密钥生成速率。仿真结果表明，该机制能够在兼顾密钥一致性的前提下，获得较高的密钥生成速率并保证密钥的安全性。

基于北斗三号卫星非差多普勒观测信号的优化测速模型

王泽杰, 王潜心, 商天文

2021, 37(12): 42-50. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021267

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针对运动载体速度估计方法精度不足、模型复杂等问题，提出了一种精度高、模型复杂度低的基于北斗三号卫星非差多普勒观测信号的优化测速模型。该模型利用北斗三号卫星原始数据，使用复杂度低的多普勒测速模型估计载体速度。为提高测速精度和解算效率，首先对原始模型线性化处理，然后依据载体航向与其速度矢量的相关性增加松约束。用北斗三号卫星实测数据验证了该模型的测速精度，评估了该模型的适用性。实验结果表明，载体静止时，优化多普勒测速精度可达cm/s级甚至mm/s级，在与原始多普勒测速的对比中，水平方向测速精度提高60%左右，解算时间缩短24%；载体运动时，增加航向约束的多普勒测速精度与原始多普勒测速相比，北、东方向测速精度可提高14%～21%，解算效率提升大约20%。

5G上行带宽探测与应用研究

徐国斌, 符哲蔚, 刘明, 邓志吉, 王存刚, 钟广海, 李辉, 孟伟, 吴云杰

2021, 37(12): 51-59. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021262

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提出了一种5G上行带宽探测与应用的方案，能够有效解决视频监控数据在5G网络传输过程中遇到的网络波动问题，助力5G视频监控应用的实际落地部署。该方案在终端侧获取5G基站的无线资源调度信息，通过统计传输资源，估算出上行带宽变化趋势，结合流媒体应用的智能编码技术和码流自适应技术，在损失一定视频清晰度的代价下，保证视频不卡顿、画面连续，保障客户的整体感知。该方案可以广泛应用在校园视频监控等5G公共业务多、网络波动大、覆盖范围广的场景。

5G+时代的软件定义安全技术架构研究与实践

全硕, 王旭亮, 朱泽亚

2021, 37(12): 60-71. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021277

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新基建和数字经济激发了云网安全的保障需求，云网融合安全也是未来的重要发展趋势。首先分析了面向5G专网用户提供整体安全服务面临的三大类问题，提出了在5G+时代软件定义安全整体架构。其次基于该架构介绍了相应的原型系统的设计与实现。最后验证了基于云化构架的软件定义安全编排与调度体系有助于精确化地整体解决5G+时代5G专网企业客户的业务安全威胁和隐患，为后续的研究提供了系统性的参考价值。

KubeTelecom：一种面向5G网络切片的多云多容器集群管理与运维引擎

武宇亭, 王旭亮, 全硕

2021, 37(12): 72-83. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021276

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面向运营商多种网络云化应用的多云多容器集群管理与运维引擎，提出并详细介绍了 KubeTelecom的设计架构以及实现方案。从 5G 切片场景的承载需求入手，分析了 KubeTelecom 为上层应用平台提供多容器集群管理与编排能力以及数据驱动的综合运维能力。展望了未来电信云平台通过集成 KubeTelecom模块，可以为多种云原生应用提供统一的资源管理和运维能力，为运营商的多种 DICT 业务生态发展提供坚实的技术支持。

面向6G的新型可编程网络架构研究

王旭亮, 全硕, 刘增义, 章军

2021, 37(12): 84-92. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021266

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从业界对6G网络的多种业务场景入手，深入分析了各种业务场景中对6G网络设备所需要的动态网络能力调整需求。提出了一种具备根据网络状态管理进行闭环自优化特点的可编程网络平台架构。通过该架构设计可以最大化利用与SDN、NFV以及网络AI相关的已有技术体系，同时可以让网络管理者基于网络状态声明的方式进行网络的生命周期管理。该平台设计在未来可以为数字孪生网络以及随愿网络提供一种新的技术实现思路和方法。

灰盒光传输设备的SDN管控技术研究及应用

胡骞, 赵国永, 霍晓莉, 李俊杰, 荆瑞泉, 闫飞, 武晓锋

2021, 37(12): 93-100. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021273

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传统光传输网络正逐渐走向开放与解耦，“烟囱式”的单厂商单域管理模式也在软件定义网络（software defined network，SDN）理念渗透下向多厂商、多域统一管理模式发展，考虑到传输网络的设备差异性和协议复杂性，对传送SDN管控提出了一定的要求。首先，提出了介于黑盒设备与白盒设备之间的灰盒概念；然后，以灰盒化的接入型光传送网络（optical transport network，OTN）设备为例，探讨了接入型OTN的SDN统一管控关键技术，包括开放管控架构、业务模板化、拓扑自动生成、设备自动上线、设备远程升级等；最后，结合实践阐述了接入型OTN统一管控系统的实现和现网应用情况。

SDN协同控制器的智能内生技术研究与实现

张乐, 吴艳芹, 张珂, 毛东峰, 姜松, 胡华伟

2021, 37(12): 101-109. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021275

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面对业务多样化、数据海量化、云网一体化等新需求新挑战，云网运营的思路和方式都在发生着变革，SDN控制器作为新一代云网运营系统的核心能力，与人工智能技术深度融合，研究意图解析、云网智能感知、保障、优化与自动执行的全流程闭环自治能力关键技术与应用实践，形成SDN控制器的智能内生能力。首先，阐明了SDN控制器智能内生研发的背景与意义；其次，说明了智能内生的能力架构及核心能力分布，逐步形成全流程闭环的云网自治；最后，聚焦5G切片、SRv6新业务新技术的场景用例，进一步解析了在智能感知、自主保障、自动优化等方面的重点技术及应用效果。通过关键能力研发、实施验证及技术标准化， SDN控制器智能内生技术逐步成熟，赋能云网智慧运营。

互联网BGP路由可视及安全检测技术架构与实践

叶朝阳, 沈辰, 黄明庆, 张士聪, 刘伊莎

2021, 37(12): 110-120. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021263

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边界网关协议（border gateway protocol，BGP）是支撑互联网50年来快速发展的核心协议，因早期设计考虑不足一直存在路由劫持、路由泄露等路由安全威胁漏洞。随着互联网应用日益深入，BGP 路由安全问题逐渐引起业界重视，边界网络安全防护意义重大。提出了一种BGP路由安全检测架构，通过推理构建全球BGP路由知识库实现互联网全局路由可视性，并基于此实现路由劫持、路由泄露等路由安全事件的准实时检测。通过在杭州交换中心部署实践，证明本系统可构造较完整的互联网全局路由知识库、实现较准确和实时的BGP路由安全事件检测。

基于光电混合交叉技术的电力光传送网络优化

赵阳, 宋伟, 段程煜, 申昉, 张晓宏, 赵继华

2021, 37(12): 121-132. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021264

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对电力光传送网络的现状进行了初步分析，电力光传送网络面临着传送容量的不断提升、拓扑的日渐复杂、业务的灵活调度以及网络智能演进等巨大的挑战。采用光电分层交叉处理的思路，电层专注于小颗粒业务的汇聚收敛和超长距的电再生，光层则提供波长级别的灵活调度，基于无色、无向、无冲突、灵活栅格可配置光业务上下架构的CDC-FROADM技术优化网络架构，提升网络的传送效能，降低能耗和空间占用，赋能网络智能化的演进，同时极大节省网络建设和运维成本。

聚焦场景的10G PON精准部署方案

林银, 覃晓霞, 王国栋, 韦书田

2021, 37(12): 133-143. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021259

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当前千兆用户和千兆应用迅猛发展，各运营商都开始加快千兆光网建设，但在10G PON口升级过程中存在设备造价高及网络建设复杂性高两个难点，通过建立“GPON千兆承载能力测算模型”“千兆投资效益分析模型”和“千兆价值小区识别模型” 3个模型，模拟测算某移动网络演进时最佳的10G PON口部署场景，实现10G PON口精准部署，高效支撑千兆业务发展。3个模型适用于任何地区任意运营商，只需要输入对应PON现状数据及小区现状数据，即可模拟输出相应的10G PON部署场景。

科技创新驱动电力行业高质量发展

张素香, 刘雯静, 赵子岩, 曹津平, 张娜, 滕玮, 吴翔宇

2021, 37(12): 144-152. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021274

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电力行业是关系到国计民生的基础性行业，具有重要战略价值，技术和资本密集型特征明显，且近年来科技成果丰硕，多次获得国家科学技术奖。选取了特高压输电技术、大电网安全与运行技术、新能源技术三大典型领域，阐述了获奖项目展现的强大技术生命力、国际影响力、人才培育力、产业带动力，充分验证了国家科技奖获奖项目对电力行业强大的促进作用，有力推动电力行业协同创新发展，对我国及早实现“碳达峰、碳中和”具有重大意义。

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