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2016年 第32卷 第6期 刊出日期：2016-06-20

2016年 第32卷 第6期
刊出日期：2016-06-20

  

专题：5G

面向5G无线网络的智能干扰管理技术

李建东,刘磊,盛敏,徐超

2016, 32(6):  3-14.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2016167

摘要 ( 581 )   在线阅读 ( 27 )   PDF下载 (3009KB) ( 1031 )   可视化   

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作为5G关键技术之一的超密集组网是满足未来千倍数据流量需求的主要手段。然而，网络密集化部署将导致严重的干扰问题，因此干扰管理是5G超密集网络中的重要研究课题。首先从规避及利用两个方面归纳总结现有的干扰管理算法。其次，为了更好地适应未来5G无线网络智能化、异构化的发展趋势，提出了一种智能的无线网络干扰管理体系，实现了无线网络环境与干扰管理的动态紧耦合。最后，从干扰管理与资源管理的本质联系这一角度出发，介绍了3种联合异构网络资源的新型干扰管理算法，有效实现了网络资源的高效利用和网络容量的提升。

面向5G应用的OQAM-OFDM调制：原理、技术和挑战

李俊,田苑,邱玉,陈达,江涛

2016, 32(6):  15-19.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2016157

摘要 ( 1010 )   在线阅读 ( 72 )   PDF下载 (1802KB) ( 1223 )   可视化   

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OFDM因其本身存在的技术缺陷，已经很难满足未来5G支持更多通信设备连接和多样化通信场景的需求。作为OFDM技术的一种替代方案，OQAM-OFDM技术采用了具有良好频域聚焦特性的原型滤波器，为其在5G中的应用提供了广阔的前景。首先简要介绍OQAM-OFDM系统的基本原理和特性，在此基础上，进一步分析其在5G应用中的优势，最后阐述了OQAM-OFDM应用在5G中的关键技术问题，包括拖尾抑制等。

雾无线接入网：架构、原理和挑战

尹博南,艾元,彭木根

2016, 32(6):  20-27.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2016162

摘要 ( 916 )   在线阅读 ( 49 )   PDF下载 (2264KB) ( 1526 )   可视化   

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为了降低前传（fronthaul）链路开销、避免传统云无线接入网基带单元池中无线信号处理大规模/高实时要求、充分利用边缘网络设备的计算和存储能力，提出了雾无线接入网络（fog computing based radio access network，F-RAN），作为异构云无线接入网络的演进。F-RAN的核心是利用用户和边缘网络设备的计算和存储功能，进行本地业务分发、分布式信号处理和分布式资源管理等。详细介绍了F-RAN的系统架构、关键技术及未来需研究的问题。

基于智能SDN面向5G的异构蜂窝网络架构

周逸凡,赵志峰,张宏纲

2016, 32(6):  28-35.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2016163

摘要 ( 552 )   在线阅读 ( 9 )   PDF下载 (2057KB) ( 1055 )   可视化   

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首次提出了智能SDN（软件定义网络）的概念和架构，解决了以往SDN系统缺乏智能化的问题。通过与蜂窝网的结合，提出了基于智能SDN面向5G 的异构蜂窝网络总体架构，实现对无线接入网和有线核心网的统一管理。基于智能SDN的管理和协调，在无线接入部分提出控制和数据分离、上行和下行分离、无线资源动态适配等技术，提高频谱效率和能量效率；在核心网部分实现高效的内容分发以及快速的网络安全防护策略，增加数据吞吐率以及网络可扩展性。同时，通过无线接入网和核心网之间的资源共享和联合优化，提供网络功能虚拟化和个性化业务定制，实现智能SDN系统与异构蜂窝网络的深度融合。

5G超密集组网网络架构及实现

张建敏,谢伟良,杨峰义

2016, 32(6):  36-43.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2016076

摘要 ( 1976 )   在线阅读 ( 130 )   PDF下载 (2262KB) ( 2018 )   可视化   

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超密集组网通过小基站加密部署提升空间复用的方式，成为解决未来5G网络数据流量1 000倍以及用户体验速率10～100倍提升的有效解决方案。然而，小区密集部署带来的干扰问题以及小基站较小的覆盖范围导致的高速移动用户频繁切换问题，会降低网络容量和用户体验。因此，为了同时考虑未来5G超密集组网“覆盖”和“容量”的问题，提出了以控制承载分离以及簇化集中控制为主要技术特征的5G超密集组网网络架构。除此之外，针对宏—微和微—微的超密集组网部署场景，给出了具体实现方案。更进一步地，针对5G超密集组网网络架构中可能存在的问题与挑战进行了讨论，为后续研究发展提供参考。

面向5G超密集场景下的网络自组织关键技术

刘宜明,李曦,纪红

2016, 32(6):  44-51.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2016168

摘要 ( 451 )   在线阅读 ( 6 )   PDF下载 (1722KB) ( 923 )   可视化   

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超密集部署及多种制式的网络共存使未来5G网络运营维护的复杂度和成本大大增加，网络自组织技术作为有效提升网络管理效率和降低网络运营成本的主要手段，已成为面向5G超密集场景的关键技术之一。主要介绍了网络自配置、自优化、自治愈等网络自组织功能以及面向5G超密集场景下的应用，最后分析了网络自组织技术面临的挑战以及未来研究方向，为后续研究提供参考。

面向5G移动通信系统的智慧城市汇聚及接入网络

吴大鹏,闫俊杰,杨鹏

2016, 32(6):  52-57.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2016160

摘要 ( 377 )   在线阅读 ( 13 )   PDF下载 (1630KB) ( 566 )   可视化   

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智慧城市的发展与建设需要充分依托通信网络，5G移动通信系统将推动智慧城市通信网络产生重大变革。给出了智慧城市3层网络结构，深入分析了汇聚网络中所面临的关键问题，尤其是关系评估、信任管理及可靠性保障3个方面，并对相应的解决方法进行了深入阐述，增强了智慧城市通信网络对各类应用的承载能力。

5G环境下的新业务应用及发展趋势

董振江,董昊,韦薇,杜守富,刘明,吉锋

2016, 32(6):  58-64.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2016181

摘要 ( 1098 )   在线阅读 ( 114 )   PDF下载 (4439KB) ( 3033 )   可视化   

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5G相关技术已经成为国内外移动通信领域的研究热点。对5G环境下的业务应用形态、相关技术及发展趋势进行研究。在媒体类业务、物联网业务、云计算和人工智能技术等几个方面，分别从对移动带宽的需求、当前的业务限制以及5G环境下业务发展和趋势等多个维度进行分析和阐述。

从WRC-19议题看5G与未来移动通信发展趋势

方箭,朱颖,郑娜,李芃芃

2016, 32(6):  65-72.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2016161

摘要 ( 529 )   在线阅读 ( 16 )   PDF下载 (2244KB) ( 891 )   可视化   

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首先，概述了5G全球发展状况，阐述了世界无线电通信大会（WRC）和移动通信发展之间的关系。然后，基于ITU-R发布的 5G愿景建议书中的应用场景，分析了移动互联网和物联网两种重要的5G 场景，并结合WRC-15的大会成果，将WRC-19与5G相关的议题进行梳理，阐述了其产生背景和核心工作内容。最后，总结了相关议题在全球技术和频谱方面的研究现状，给出未来研究趋势。

研究与开发

纯二维5/3小波变换及其在CT图像无损压缩中的应用

徐妮妮,张明明,汪剑鸣

2016, 32(6):  73-82.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2016122

摘要 ( 416 )   在线阅读 ( 19 )   PDF下载 (2058KB) ( 997 )   可视化   

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小波变换在数字图像处理领域有着广泛的应用，其对图像的处理常采用行列分离处理方式，这种方式不能完全吻合人眼视觉特性。针对这一情况，构造了一种与人眼视觉特性更加吻合的纯二维小波变换处理方式。首先，由一维 5/3 小波滤波器组通过 McClellan 变换构造纯二维 5/3 小波滤波器组，并用提升格式实现；然后，用该提升格式与纯二维Lazy 小波滤波器组相嵌套的形式实现图像的纯二维5/3 小波变换。为了便于工程应用，给出了其变换规程。将纯二维5/3小波变换用于CT图像的无损压缩，实验证明：对于512 dpi×512 dpi尺寸的CT图像，纯二维5/3小波变换无损压缩效果高于二维可分离5/3小波变换，每幅图像可平均节省1 989.9 byte。

全双工WLAN的吞吐量性能分析

赵辰,李云洲,许希斌,王京

2016, 32(6):  83-92.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2016172

摘要 ( 337 )   在线阅读 ( 3 )   PDF下载 (2332KB) ( 602 )   可视化   

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WLAN是当前移动互联网接入的重要方式之一，然而随着移动互联网用户数量的增加，WLAN接入性能迅速下降，提高在高密度部署条件下的性能是WLAN技术发展的重要方向。对IEEE 802.11协议中的基本媒体接入方法的分布式协调功能（DCF）进行了分析，建立模型分析基础架构WLAN 的性能，指出在基础架构WLAN中下行吞吐率在站点数量较多情况下的瓶颈及产生瓶颈的原因。采用近年来有突破性进展的全双工技术，设计新的MAC层协议并对其性能进行分析，通过对基础架构中的AP提供全双工支持以及对DCF协议进行简单修改，使基础架构无线局域网性能可以突破瓶颈，在网络负载较高的情况下保证一定的下行吞吐率，并使总吞吐量提高60%以上。

基于组合混沌遗传算法的最小测试用例集生成

申情,蒋云良,沈张果,楼俊钢

2016, 32(6):  93-102.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2016178

摘要 ( 410 )   在线阅读 ( 8 )   PDF下载 (2338KB) ( 802 )   可视化   

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最小测试用例集生成是软件测试的重要研究领域之一。将具有均匀分布特性的Chebyshev和Logistic混沌映射相结合的混沌序列引入遗传算法的选择、交叉和变异操作，并在遗传测试用例选择方法中添加混沌扰动，实现全局最优，以解决遗传算法用于测试用例集约简时局部搜索能力弱、易早熟收敛等问题。在随机生成的测试用例需求对应关系及Siemens测试套件等实例上进行了实验研究，并与现有的经典方法在测试用例集生成规模和算法执行时间上进行了比较，实验结果表明，在保持算法执行时间的基础上，在遗传测试用例方法中引入混沌映射有助于生成规模更小的测试用例集。

基于最小跳数和节点能量的AODV-HE路由选择算法

余翔,彭帜,王诗言,刘利

2016, 32(6):  103-109.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2016123

摘要 ( 387 )   在线阅读 ( 7 )   PDF下载 (1955KB) ( 744 )   可视化   

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按需路由协议AODV中仅以最小跳数作为路由选择依据，导致网络资源分配不均及网络寿命减少。提出了AODV-HE算法，该算法优化路由选择机制，综合最小跳数和节点剩余能量提出一种反向路由判据权值，并根据此权值选择最佳路由。仿真结果表明，该算法能有效提升分组投递率，降低端到端时延，改善网络资源分配问题并有效延长网络寿命。

视觉传感网络中身份特征自适应识别算法改进

李娜,张晓宁,朱芳娥

2016, 32(6):  110-115.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2016171

摘要 ( 211 )   在线阅读 ( 1 )   PDF下载 (1773KB) ( 348 )   可视化   

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在对视觉传感网络中身份特征进行识别时，容易受到人脸表情、光照条件及遮挡等干扰，降低了身份特征识别精度。提出了一种基于改进最小灰度差树的身份特征自适应识别算法。对待识别图像进行灰度处理后，利用最小灰度差数增强待识别图像的质量；定义基于灰度的代价函数，获取待识别人脸图像和指定人脸图像对应的各灰度对的匹配代价，建立最小灰度差树模型，计算两幅图像相似度后，直接采用最近邻匹配算法获取和视觉传感网络注册图库中最小匹配代价对应的图像身份，将其看作待识别身份，实现视觉传感网络中身份特征自适应识别。仿真实验结果表明，所提算法具有很高的身份识别精度。

优化生存时间的无线传感器网数据融合

董齐芬,陈红玉,李国军,王亢,洪榛

2016, 32(6):  116-123.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2016139

摘要 ( 279 )   在线阅读 ( 1 )   PDF下载 (1892KB) ( 293 )   可视化   

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以WSN中的目标跟踪为应用背景，研究基于扩展卡尔曼滤波法的优化生存时间数据融合问题，设计了一种兼顾跟踪准确度和节点能量的算法来实时地调度参与融合处理的节点组。仿真结果表明，当目标的移动速度在一定范围内时，提出的算法能使跟踪结果不偏移目标的运动轨迹。另外，与Random方法和All方法相比，提出的算法大大延长了WSN的生存时间。

基于非下采样ContourIet变换和HiII编码的图像隐写

孙树亮

2016, 32(6):  124-128.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2016170

摘要 ( 274 )   在线阅读 ( 3 )   PDF下载 (1305KB) ( 509 )   可视化   

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在非下采样Contourlet变换（NSCT）和Hill编码的基础上，提出了一种新的隐写方法。首先把载体图像用NSCT进行分解，得到一幅低频和若干幅高频图像。NSCT提供了图像多方向和多尺度的表示。选择一幅高频图像作为载体来嵌入秘密数据。在嵌入之前，用Hill密码对秘密数据进行编码。Hill密码最重要的是如何找到合适的编码矩阵。编码矩阵应满足的条件是可逆，同时要与字母的个数互质。为了改善隐写图像的视觉效果，采用了2^k修正法进一步减小隐写图像和载体图像之间的视觉误差。实验证明，提出的方法具有更好的图像质量，因此更具有优越性。

基于定向天线的多中继DF协作通信系统性能分析

王明伟,张会生,李立欣,何立风

2016, 32(6):  129-135.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2016180

摘要 ( 298 )   在线阅读 ( 2 )   PDF下载 (1995KB) ( 554 )   可视化   

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为提高多中继协作通信系统可靠性，将定向天线和多中继协作通信系统相结合，提出基于定向天线的解码转发最佳中继选择协作策略。首先理论推导出定向发送—定向接收模式下通信系统中断概率闭合表达式，并推导出定向发送—全向接收、全向发送—全向接收模式下的系统中断概率计算式。然后对3种模式下，协作通信系统中断概率和信噪比、中继节点数、天线增益、信道衰落系数以及信道容量之间的关系进行了数值仿真分析。理论分析和仿真结果表明，采用定向天线的协作通信系统可以有效降低协作通信系统中断概率，提高频谱利用率，并且存在最佳中继节点和最优功率分配系数使得中断概率进一步下降。

椭圆曲线加密结合cookie信息的物联网终端安全认证协议

赵洁,张华荣

2016, 32(6):  136-142.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2016116

摘要 ( 347 )   在线阅读 ( 5 )   PDF下载 (1467KB) ( 608 )   可视化   

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针对物联网（IoT）中终端设备接入网络服务器的安全性问题，提出了一种基于椭圆曲线加密（ECC）和cookie信息的物联网终端安全认证协议。协议首先将用户身份信息、服务器私钥、随机数和cookie有效期信息组成一个cookie文件，然后利用椭圆曲线加密体制对其进行加密，并将之存储在智能终端。在认证阶段，通过比对由cookie信息计算的安全参数来实现相互身份认证。性能分析表明，该协议在具有较低计算和通信成本的同时，能够有效抵抗多种攻击，提供了较高的安全性，非常适合应用于物联网中资源有限的终端设备。

基于行为特征学习的互联网流量分类方法

刘珍,王若愚

2016, 32(6):  143-152.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2016152

摘要 ( 469 )   在线阅读 ( 33 )   PDF下载 (3577KB) ( 742 )   可视化   

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基于连接图的互联网流量分类方法能反映主机间的通信行为，具有较高的分类稳定性，但是经验式总结的启发式规则有限，难以获得高分类准确率。研究分析了主机间通信行为模式和BOF方法，从具有相同｛目的IP 地址，目的端口号，传输层协议｝网络流量中，提取主机间连接相关的行为统计特征（HCBF），采用C4.5决策树算法学习基于行为特征的分类规则，其无需人工建立启发式规则。在传统互联网和移动互联网流量数据集上，从基本分类性能和分类稳定性方面，与现有的特征集进行比较分析，实验结果表明，HCBF 特征集合的类间区分能力和稳定性较高。

综述

大数据下图三角计算的研究进展

金宏桥,董一鸿

2016, 32(6):  153-162.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2016169

摘要 ( 411 )   在线阅读 ( 10 )   PDF下载 (1872KB) ( 924 )   可视化   

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图三角数量的计算是计算网络聚集系数和传递性的重要步骤，广泛应用于重要角色识别、垃圾邮件检测、社区发现、生物检测等。在大数据背景下，计算图中三角形算法主要面临时空消耗和计算准确性两大难题。介绍了代表性的大图中计算三角形的算法，主要存在准确计算和近似计算两大类。准确计算算法又分为内存算法、外存算法和分布式算法，时空消耗或I/O消耗很大。近似计算算法中，有辅助算法、非流式算法和流式算法之分。最后对计算三角形算法进行了归纳总结。

运营技术广角

标准必要专利的产生流程及实践中的若干问题

姚玉凤

2016, 32(6):  163-166.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2016166

摘要 ( 490 )   在线阅读 ( 21 )   PDF下载 (1126KB) ( 1766 )   可视化   

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说明及分析了标准必要专利的产生过程，阐述了标准化组织关于标准涉及专利的披露政策及公平合理无歧视的原则，并以实际案例分析了标准必要专利在实践中的若干主要问题，包括FRAND原则下的专利许可费率、FRAND原则下的禁令救济及反垄断法对标准必要专利滥用的规制。

LTE-Advanced网络Uu接口多协议关联方案的研究与实现

李雷,张治中,席兵

2016, 32(6):  167-176.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2016177

摘要 ( 358 )   在线阅读 ( 2 )   PDF下载 (3139KB) ( 546 )   可视化   

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针对LTE-Advanced 网络移动数据业务爆炸性增长、多协议关联分析处理效率低下等问题，在传统信令监测系统的基础上，提出了一种采用大数据技术（存储、处理和分析）和多协议关联分析技术的LTE-Advanced网络Uu接口多协议关联分析系统。首先，对Uu接口的L1、L2、L3数据业务流程进行高效处理和精准分析，然后进一步关联分析用户数据信令流程和用户业务数据流程。最后，将所提系统应用于LTE-Advanced网络Uu接口数据的现网测试中。测试结果表明：设计的多协议关联分析系统达到了预期的效果，对提升用户体验、高效进行大数据分析以及精准营销领域具有推广意义。

应用服务器群服务安全监控机制

鞠洪尧

2016, 32(6):  177-185.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2016173

摘要 ( 294 )   在线阅读 ( 1 )   PDF下载 (1806KB) ( 342 )   可视化   

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应用服务器关键硬件的承载状态及应用软件自身的工作状态是网络应用系统服务安全的重要因素，通过对应用服务器中央处理器、内存、网络流量、应用软件目录、文件等监控技术的研究，将动态综合监控、安全审查、应用软件智能修复技术进行集成，构建了网络应用系统的智能监控体系架构，并阐明了实现原理和方法，解决了网络应用系统软硬件工作状态综合监控问题，实现了应用系统硬件和软件工作状态异常时自动报警、定位和应用软件遭受攻击时自动修复的目标。

分段路由网络研究及其在流量工程中的应用

何晓明,卢泉,邢亮

2016, 32(6):  186-194.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2016179

摘要 ( 624 )   在线阅读 ( 21 )   PDF下载 (1598KB) ( 1322 )   可视化   

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分段路由网络是对IP路由技术的继承和创新，在实现网络虚拟化、快速重路由、网络可编程、负载均衡和流量工程等方面具有独特优势。深入研究了分段路由的实现机制，全面介绍和剖析了IGP和BGP支持分段路由网络的协议扩展，探讨了分段路由在运营商网络中典型应用场景的流量工程实现。随着技术的成熟和标准的完善，分段路由网络将具有广阔的应用前景。

全面深化流量经营部署方案探讨

丁亦志,吕红卫,牛瑛霞,李邵平

2016, 32(6):  195-200.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2016164

摘要 ( 249 )   在线阅读 ( 3 )   PDF下载 (1598KB) ( 466 )   可视化   

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流量经营的概念已经提出好多年，运营商也进行了大量试点，打造流量经营平台，从规模到价值全面深化推广流量经营势在必行。分析了流量经营的典型业务场景，提出了深化流量经营部署方案建议，该方案主要由流量价值增长解决方案、系统架构和实施步骤构成，并给出了方案的关键技术和流程。工程应用与实践结果表明，该方案能够有效刺激运营商流量价值的增长。