电信科学

蜂窝网络中全双工D2D通信功率控制

赵季红,何强,曲桦,栾智荣

2017, 33(3): 1-7. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2017056

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在蜂窝网络中，采用全双工传输的设备直通（D2D）通信可以共享蜂窝通信的信道资源，提升频谱利用率和系统吞吐量。针对单对全双工D2D用户复用单个蜂窝用户的上行信道资源时，用户之间会产生同频干扰的问题，提出了一种低复杂度的功率控制算法。该算法在保证全双工D2D用户和蜂窝用户（CU）的服务质量（QoS）的前提下，最大化全双工D2D链路的吞吐量。仿真结果表明，该算法能够提高全双工D2D链路的吞吐量；全双工D2D链路吞吐量取决于蜂窝用户的QoS要求、相对距离以及自干扰消除数量的限制。

LTE-Advanced时隙接入中动态帧长选择算法

段红光,卢松品,王利飞,王胜,李同会,谭丹

2017, 33(3): 8-13. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2017060

摘要 ( 306 )

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通过分析LTE-Advanced系统中基于时隙接入信道控制协议（SCACP）的随机接入模型，提出一种时隙接入方法中接入帧长的优化算法。利用网络实时接入负载实现时隙接入中动态帧长的选择，使得优化后的接入帧长更适合当前接入负载，保障了较高的接入成功率，消除了不必要的接入时延，还在一定程度上减少了前导重传次数。最后通过仿真验证了所提动态帧长选择算法的有效性和实用性。

基于RSS空间线性相关的WLAN位置指纹定位算法

徐小良,高健,黄河,马哲

2017, 33(3): 14-21. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2017064

摘要 ( 344 )

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针对RSS（接收信号强度）时变性以及不同终端信号接收能力的差异性，导致WLAN位置指纹定位不稳定的问题，基于RSS空间线性相关性提出一种新颖的位置指纹定位算法。在每个参考点分别采集多组RSS样本形成特征矩阵，并构建离线位置指纹数据库。定位时，通过计算实时RSS矩阵与指纹库参考点相关性，得到最相关的k个参考点，利用二次加权质心算法计算用户的最终位置。为了有效降低信号时变性的影响，采样时进行了滤波、排序等处理，构建离线指纹数据库时尽量增加采样次数，但需要对样本进行聚合处理以适应定位相关性计算。实验结果表明，该算法在保证较高定位准确度的同时，针对不同终端有更好的定位稳定性。

极化码在LTE系统中的应用

许进,陈梦竹,朴瑨楠

2017, 33(3): 22-28. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2017066

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为了实现极化码在LTE系统中的应用，提出了两类LTE系统中的极化码编码调制方案：联合极化编码调制（MLC-PCM）方案和比特交织极化编码调制（BIPCM）方案。其中，MLC-PCM方案凸显了通信系统中联合极化设计对系统性能提升的重要作用。此外，由于极化码的编码码长不一定为2的幂次，因此提出了一套简单易行且性能优异的极化码速率适配打孔方案，使得极化码的码长可以任意变化。最后，将极化编码调制方案与LTE系统Turbo码编码调制方案在所有MCS等级上进行了对比，仿真结果显示，在所有MCS等级上，极化编码调制方案都有明显性能增益。

基于毫米波大规模MIMO的混合RZF预编码算法

谢斌,谢舒闽,刘述睿

2017, 33(3): 29-35. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2017062

摘要 ( 562 )

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针对毫米波大规模MIMO系统采用全数字预编码时，系统所需射频链路数量较大而导致实现成本和能耗较高的问题，提出了一种在基站端和用户端分别采用混合预编码和模拟合并的方案。在充分考虑信道特性的基础上，根据收发两端的天线阵列响应矢量分别设计模拟预编码矩阵和模拟合并矩阵，然后根据生成的有效信道矩阵，在基带部分设计低维的数字预编码，从而消除系统中噪声和用户间干扰的影响。仿真结果表明，在有效减少系统所需射频链路数量的基础上，所提混合预编码方案能够接近传统全数字预编码方案的性能。

一种大象流两级识别方法

严军荣,叶景畅,潘鹏

2017, 33(3): 36-43. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2017076

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基于大象流的识别准确度高且开销低，对于解决SDN流量管理过程中控制器单点故障问题具有重要意义。针对现有大象流识别方法识别开销大的问题，提出一种大象流两级识别方法。该方法在第一阶段提出基于TCP发送队列的可疑大象流识别算法，在第二阶段提出基于流持续时间的真实大象流识别算法；第一阶段是在端系统中识别可疑大象流，用于降低第二阶段真实大象流识别过程中SDN控制器所需监测的网络流数量。实验分析表明，在保证大象流识别的高准确度前提下，大象流两级识别方法较基于采样的大象流识别方法可以降低约85%的控制器识别开销。

能量高效超密集网络的最优部署

葛亮,王志旭

2017, 33(3): 44-51. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2017068

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为使能量效率最大化，采用随机几何方法对多小区多用户MIMO蜂窝网络的上行链路进行建模，改进系统功耗模型，得到一个关于基站密度、发送信号功率、基站天线数、小区用户数以及导频复用因子的能量效率最大化问题。求解该问题，可得到最优的网络部署方案以及各最优参数与硬件特性、传播环境之间的关系。仿真与数值计算结果显示，超密集网络部署可以显著提高能量效率，但是随着基站密度的进一步增加，能量效率的提升很快饱和。更有趣的是，能量效率最优化所确定的部署方案恰为大规模MIMO情形。

采用双字典协作稀疏表示的光照及表情顽健人脸识别

龚飞,金炜,朱珂晴,符冉迪,曹燕

2017, 33(3): 52-58. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2017057

摘要 ( 366 )

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提出一种采用小波变换（WT）及双字典协作稀疏表示分类（CSRC）的人脸识别方法——WT-CSRC。WT-CSRC首先利用PCA（主成分分析）将小波分解后的人脸高频细节子图融合成高频细节图像；然后用PCA分别对人脸低频图像和高频细节图像进行特征提取，构造低频和高频特征空间，并用训练样本在两种特征空间上的投影集构造低频字典和高频字典；最后将测试样本在两种字典上进行稀疏表示，并引入互相关系数以增强人脸识别的可靠性，实现了人脸的协作分类。实验结果表明，提出的方法提高了人脸识别率，对光照变化及表情变化具有较强的顽健性，并且具有较高的时间效率。

基于CNN的连续语音说话人声纹识别

吴震东,潘树诚,章坚武

2017, 33(3): 59-66. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2017046

摘要 ( 785 )

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近年来，随着社会生活水平的不断提高，人们对机器智能人声识别的要求越来越高。高斯混合—隐马尔可夫模型（Gaussian of mixture-hidden Markov model, GMM-HMM）是说话人识别研究领域中最重要的模型。由于该模型对大语音数据的建模能力不是很好，对噪声的顽健性也比较差，模型的发展遇到了瓶颈。为了解决该问题，研究者开始关注深度学习技术。引入了CNN深度学习模型研究连续语音说话人识别问题，并提出了CNN连续说话人识别（continuous speaker recognition of convolutional neural network, CSR-CNN）算法。模型提取固定长度、符合语序的语音片段，形成时间线上的有序语谱图，通过CNN提取特征序列，经过奖惩函数对特征序列组合进行连续测量。实验结果表明，CSR-CNN算法在连续—片段说话人识别领域取得了比GMM-HMM更好的识别效果。

一种基于多天线簇的新型LTE室内定位系统

吕亚娟,刘珊,胡荣贻,张文浩

2017, 33(3): 67-75. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2017037

摘要 ( 389 )

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随着移动互联网业务的迅速发展，位置服务需求越来越多样化，定位技术也变得越来越重要。LTE （long term evolution）室内蜂窝网络可以解决GPS（global positioning system）信号无法进入室内的问题，从而提供高精度的位置服务。LTE室内定位需要不同基站之间进行精确同步，这给室内网络部署带来了新的挑战。针对上述问题，提出了一种基于多天线簇的LTE新型无线定位系统，通过上行探测参考信号（sounding reference signal,SRS）获取信号到达时间差（time difference of arrival,TDOA）。该方法不需要簇间同步，可有效降低网络部署难度。其次，针对此系统设计了一种新的TDOA定位算法，可支持灵活的天线簇配置。最后，通过仿真及实验验证了该定位系统及算法的有效性，实验结果表明可实现米级室内定位精度。

基于二分图模型的通信信息网络故障联合定位

崔力民,何清素,王俊生,石欣

2017, 33(3): 76-82. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2017077

摘要 ( 348 )

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国家电网信息通信网络依靠两套运维系统，分别实现对信息网络与通信网络的故障定位与分析，然而通信网络故障往往会引发信息网络故障，如何高效精确地进行通信信息网络故障联合定位是亟需解决的问题。针对信息通信网络的联合故障定位问题，提出了基于二分图模型的故障联合定位算法。首先依据通信网网络节点的关联性对网络分簇，并将每一簇作为一个子域。其次在每个子域内建立基于二分图的故障关联影响模型，最终利用目标排序法并行地对多个子域内网络故障进行分析，从而实现通信信息网络关联故障高效精确的联合定位。实验结果表明，该联合故障定位分析方法的故障诊断率达85%～95%。

面向分布式缓存系统的无线资源管理：动机、挑战与方法

王莉,冯志勇,张平

2017, 33(3): 83-94. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2017069

摘要 ( 493 )

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移动社交网络平台的多元化发展与推广，使得移动用户对数据传输的需求呈爆发式增长趋势，并对匮乏的频谱资源及高负荷基站的管理提出了新挑战。为了解决这些问题，将分布式缓存系统引入无线协作网络中，鼓励移动用户间协作缓存热门内容，以实现用户间低能耗、高可靠、低时延的内容共享，同时为基站和回程链路减负。分析了无线分布式缓存系统中无线资源管理所面临的机遇和挑战，针对频谱高效、能量高效及安全传输等关键问题，围绕图论和匹配理论对无线资源管理方法展开了讨论和总结。此外，讨论和分析了挖掘和利用社交信息有效提升无线资源效率的可行性，同时对社会学和无线网络领域的交叉研究进行了展望。

基于SDN的政企vCPE VPN业务研究

扶奉超,王鹏,谢元宝

2017, 33(3): 95-99. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2017053

摘要 ( 410 )

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SDN已成为当前的研究热点。用SDN技术实现vCPE的主要思想是通用硬件+软件的方式实现CPE，同时用SDN控制器集中管理vCPE，并提供开放的北向可编程接口。采用此方法，不仅可以为政企客户提供丰富的增值业务，还可以加快政企客户业务部署速度，增强业务灵活部署的能力。提出了基于SDN技术的vCPE模型，并研究采用vCPE后，如何根据企业不同的需求实现VPN业务的问题。提出了3种适用于vCPE的VPN技术，即VxLAN VPN、MPLS协议VPN和IPSec VPN，并从多角度比较了3种方法的优劣。此外还提出VxLAN VPN、MPLS VPN和IPSec VPN的融合方案，在保证VPN业务高安全性的同时，分别保持VxLAN VPN低成本的优势和MPLS VPN高传输速率和QoS保障的优势，从而使得政企客户能够根据自身带宽、安全性和时延等需求，选购灵活的随选VPN产品。

基于传送API的POTN设备建模方法研究和实践

荆瑞泉,胡骞,赵国永

2017, 33(3): 100-106. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2017075

摘要 ( 311 )

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如何利用层次化的SDN控制架构实现对分组增强型OTN（POTN）设备的有效控制是当前传送SDN 领域研究的一个重点，其涉及对POTN设备建立合理的信息模型。首先对基于传送API的POTN设备建模方法的现状进行了分析，然后提出了一种针对集中交换型POTN设备的建模方法，并在2016年OIF/ONF联合组织的全球传送SDN（TAPI）互联互通演示中，对所提出的建模方法进行了测试验证。

基于云安全技术的智慧政务云解决方案

章谦骅,章坚武

2017, 33(3): 107-111. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2017063

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国家“十二五”规划提出要“加强信息共享，厉行节约”，政务云以规划为导向，全国各地政府都在整合软/硬件资源，共同构建公共电子政务平台。随着政务云的推广，实施问题也随之而来。政务云建设需要解决政府职能部门间的“信息孤岛”问题，同时考虑云计算技术的各种安全风险。从安全继承性角度，电子政务云业务仍然是政务业务系统，需要高度安全保护；从安全合规性角度，政府各局委办需要根据其重要性进行分等级保护。结合目前的云安全技术，提出了一种电子政务云解决方案，为安全体系规划、安全自动化部署及安全监管提供全面的安全方案。

面向网络大数据的安全分析技术应用

汪来富,金华敏,刘东鑫,王帅

2017, 33(3): 112-118. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2017061

摘要 ( 398 )

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大数据分析技术的蓬勃发展，给安全行业带来了许多新的思路和发展机遇。从电信运营商视角，深入解析了面向Netflow、DPI、DNS等网络大数据资源的大数据安全分析平台的架构、技术实现机制等，并介绍了大数据安全分析产品的相关功能和应用场景。

一种基于保形加密的大数据脱敏系统实现及评估

卞超轶,朱少敏,周涛

2017, 33(3): 119-125. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2017059

摘要 ( 617 )

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数据脱敏，是指对数据中包含的一些涉及机密或隐私的敏感信息进行特殊处理，以达到保护私密及隐私信息不被恶意攻击者非法获取的目的。保形加密是众多数据脱敏技术的一种，但其具有保持原始数据格式不变的重要优势，从而在一定程度上对上层应用透明。随着大数据时代的到来以及Hadoop平台的广泛应用，传统的基于关系型数据库的数据脱敏技术已不能满足实际的生产需要。针对Hadoop大数据平台实现了一种基于保形加密的数据脱敏系统，支持对多种数据存储格式以及纯数字、纯字母或数字—字母混合等多种数据类型敏感数据的加密脱敏处理。然后对3种不同的实现方式进行了探讨，并开展了一系列实验对系统的加密脱敏性能进行详细的评估比较。

基于TEE的移动终端数据安全研究与实现

陈淑珍,杨敏维,何峣

2017, 33(3): 126-133. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2017036

摘要 ( 365 )

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分析对比了移动终端数据安全的3种实现方式，提出了基于TEE 的移动终端数据安全框架，并探讨了典型TEE移动支付方案。在典型方案基础上，创新性地提出了基于TEE的指纹动态调整支付额度的业务方案，最后给出了核心代码实现。

基于大数据的电力信息网络流量异常检测机制

姜红红,张涛,赵新建,钱欣,赵天成,高莉莎

2017, 33(3): 134-141. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2017031

摘要 ( 451 )

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随着智能电网建设的加强，电力信息网络及其承载的业务系统得到迅猛发展，网络业务流量的检测和预警具有重要的安全意义。针对目前电力信息网络缺乏处理流量异常问题的有效技术手段，提出了一种基于大数据的电力信息网络流量异常检测机制，并通过对改进的局部异常因子（M-LOF）和支持向量域数据描述（SVDD）两种常用异常检测算法的对比分析，总结出适合电力信息网络的流量异常检测方法。

电力云资源池基础架构的设计和实施

杨宁,罗华永,李兴,尚枫,陈涛,王国霞

2017, 33(3): 142-147. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2017073

摘要 ( 298 )

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云计算技术的出现对信息化建设起到了巨大的推动作用，成为电力企业信息化的必然选择，但如何使云计算在电力企业安全着陆是一个巨大问题。首先提出了电力云的概念，明确了资源池技术是云计算在企业落地的技术之一。然后结合电力企业自身特点对资源池的基础架构进行研究，提出了电力云资源池的能力设计原则、资源池基础架构设计原则，并针对电力企业的特殊性，阐述了电力云资源池基础架构的实施方案，通过数据中心资源池的基础架构设计可以清楚地了解资源池的关键要素以及这些要素的组装方式，对资源池的规划和部署具有极大的实践意义。

智能光纤监测技术在电力光通信中的应用

王勇峰,娄春娇,刘润宾

2017, 33(3): 148-155. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2017052

摘要 ( 305 )

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智能光纤监测技术（eODN）是光纤通信先进的网络运维技术。首先进行了智能电网光纤网络运维分析，然后从 eODN 基本原理、应用可行性、故障处理建议、市场应用方面分析了 eODN 技术在智能电网光通信中的应用可行性。eODN 可实现电力光纤网络的智能化管理，提升电力光纤通信的可靠性和网络维护的便捷性。

“互联网+”核电调试信息化应用

方友文,张福全,叶亮

2017, 33(3): 156-162. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2017055

摘要 ( 288 )

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早期以流程为中心的核电工程信息化存在种种局限性，如架构陈旧、扩展性差、用户体验不友好、工作流引擎不够强大、数据不标准、接口复杂等。为了解决这些问题，结合公司智能电站项目现有成果，提出分别从“基础平台建设”“标准化建设”“精细化管理”“创新应用”4个方面逐步推动信息化应用建设。依托公司智能电站项目顶层设计方案，分别从架构、应用场景、数据资产等方面阐述详细的建设方案。最后，给出信息化实施路径、运作机制、示范建设专项方面的建议。

基于决策树的企业信息系统故障自动诊断分析方法

金鑫,闫龙川,刘军,张书林

2017, 33(3): 163-167. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2017058

摘要 ( 524 )

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目前，大型企业信息系统规模和复杂度快速增长，但对故障的诊断分析仍主要依赖传统的人工经验，这不仅耗时、耗力，还影响对故障的及时处理。针对这一问题，创新性地提出了基于决策树的企业信息系统故障自动诊断分析方法，根据信息系统运行监控指标告警信息，实现对信息系统故障的自动诊断。利用某大型国有企业的实际生产运行数据，提取典型告警数据特征对该方法进行了验证，并在R语言环境下对决策树模型及其训练方法进行了仿真和对比分析。实验结果证明，该方法可以较为准确地实现故障自动快速诊断，有助于提高信息系统故障诊断分析效率。

基于情感神经网络的风电功率预测

张国玲

2017, 33(3): 168-172. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2017005

摘要 ( 320 )

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风力发电功率预测对于风能并网具有重要意义。采用一种可用于复杂系统和模式建模的新型神经网络——情感神经网络，对风力发电功率进行预测。为防止ENN在训练时陷入局部最优解，提出采用遗传算法对其进行训练。采用预测误差的均方根和标准差衡量预测准确性、稳定性，对ENN性能进行了检验。结果表明，相比于人工神经网络、支持向量机和自滑动回归模型，ENN能够获得更高的预测准确率和预测可靠性。

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