电信科学

中国铁塔大数据应用展望

程火明,施林苏,高珊,金梦,苗陆达

2017, 33(7): 1-8. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2017209

摘要 ( 131 )

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近年来，随着大数据技术的发展，各行各业迎来了新的机遇与挑战。中国铁塔股份有限公司作为通信产业链的重要组成部分，具有独有的数据优势。首先阐述了大数据的产业结构，然后介绍了中国铁塔的数据资产，最后对中国铁塔的大数据应用进行了展望。

基于能量损耗与能源代价均衡的基站休眠机制

韩东升,郑冰,陈智雄

2017, 33(7): 9-18. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2017207

摘要 ( 77 )

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5G系统中的网络密集化使得网络节点数量更加庞大，导致无线通信系统能量损耗急剧增加，加重了运营商的经济负担，增加了 CO₂的排放。基于此，从能量损耗和经济层面两方面着手，综合考虑了备选基站组数量及新能源基站相对位置等因素，建立了在智能电网环境下的综合无线系统能量损耗模型。提出了一种基于能量损耗与能源代价均衡的基站休眠算法，该算法依据能量损耗确定备选基站组并从中选择能源代价最小的一组作为激活基站，从而实现能量损耗与能源代价的折中。仿真结果表明，所提算法以提高少量能源损耗为代价，显著降低了系统的能源代价。

信道老化时高速移动大规模MIMO上行系统的性能分析

杨丽花,梁彦

2017, 33(7): 19-27. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2017179

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针对高速移动场景下大规模多输入多输出（MIMO）上行通信系统，推导了时变莱斯衰落信道中信道老化时大规模MIMO上行通信系统的可达和速率表达式，并且分析了信道老化对系统功率缩放准则的影响。理论分析与仿真结果表明，在时变莱斯信道中，每个用户的发送功率按照1/M进行缩放，信道老化仅会引起系统可达和速率的降低，而莱斯因子对系统可达和速率及功率缩放准则均有影响，且信道老化对系统可达和速率的影响较莱斯因子的影响可以忽略不计。

大规模MIMO系统中的动态导频分配方案

方昕,李兴兴,曹海燕,潘鹏,刘云驹

2017, 33(7): 28-38. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2017185

摘要 ( 82 )

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针对多小区大规模多输入多输出（MIMO）系统中存在的导频污染问题，通过分析MMSE信道估计产生的误差，提出了一种动态导频分配方案。该方案将目标小区与相邻小区相邻的边缘区域内的用户进行动态导频分配，剩余区域内的用户进行随机导频分配来提升系统下行链路的平均可达和速率。仿真结果表明，该方法不仅能显著地提升信道估计的性能，而且还能有效地提高整个系统下行链路的可达和速率。

大规模MIMO系统低复杂度混合迭代信号检测

赵书锋,申滨,杨芙蓉

2017, 33(7): 39-46. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2017186

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在大规模MIMO系统上行链路信号检测算法中，最小均方误差（MMSE）算法能获得接近最优的线性检测性能。但是，传统的MMSE检测算法涉及高维矩阵求逆运算，由于复杂度过高而使其在实际应用中难以快速有效地实现。基于最速下降（steepest descent，SD）算法和高斯—赛德尔（Gauss-Seidel，GS）迭代的方法提出了一种低复杂度的混合迭代算法，利用SD算法为复杂度相对较低的GS迭代算法提供有效的搜索方向，以加快算法收敛的速度。同时，给出了一种用于信道译码的比特似然比（LLR）近似计算方法。仿真结果表明，通过几次迭代，给出的算法能够快速收敛并接近MMSE检测性能，并将算法复杂度降低一个数量级，保持在O(K ²)。

毫米波MIMO系统中基于正交码本的模数混合预编码算法

赵伟艇,夏栋梁

2017, 33(7): 47-52. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2017216

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由于毫米波混频器件的高成本和高功耗，传统MIMO系统的数字预编码技术面临硬件复杂度过高的缺点，因而模数混合预编码吸引了学术界和工业界的广泛关注。基于此，提出了一种基于正交码本的模数混合预编码算法，该算法利用模拟波束成形码本的正交性，并行地设计各个射频链路的波束成形向量，显著降低了传统混合预编码设计中正交匹配追踪算法的计算复杂度，从而降低了硬件实现的复杂度。

基于深度学习的实时DDoS攻击检测

李传煌,孙正君,袁小雍,李晓林,龚梁,王伟明

2017, 33(7): 53-65. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2017191

摘要 ( 430 )

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分布式拒绝服务（DDoS）攻击是一种分布式、协作式的大规模网络攻击方式，提出了一种基于深度学习的 DDoS 攻击检测方法，该方法包含特征处理和模型检测两个阶段：特征处理阶段对输入的数据分组进行特征提取、格式转换和维度重构；模型检测阶段将处理后的特征输入深度学习网络模型进行检测，判断输入的数据分组是否为DDoS攻击分组。通过ISCX2012数据集训练模型，并通过实时的DDoS攻击对模型进行验证。结果表明，基于深度学习的 DDoS 攻击检测方法具有高检测精度、对软硬件设备依赖小、深度学习网络模型易于更新等优点。

基于随机森林回归分析的PM2.5浓度预测模型

杜续,冯景瑜,吕少卿,石薇

2017, 33(7): 66-75. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2017211

摘要 ( 295 )

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针对神经网络算法在当前PM2.5浓度预测领域存在的易过拟合、网络结构复杂、学习效率低等问题，引入RFR（random forest regression，随机森林回归）算法，分析气象条件、大气污染物浓度和季节所包含的22项特征因素，通过调整参数的最优组合，设计出一种新的PM2.5浓度预测模型——RFRP模型。同时，收集了西安市2013—2016年的历史气象数据，进行模型的有效性实验分析。实验结果表明，RFRP模型不仅能有效预测PM2.5浓度，还能在不影响预测精度的同时，较好地提升模型的运行效率，其平均运行时间为0.281 s，约为BP-NN（back propagation neural network，BP神经网络）预测模型的5.88%。

一种超额认购虚拟数据中心的嵌入算法

鹿楚坤,闫芳芳,李东

2017, 33(7): 76-87. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2017104

摘要 ( 173 )

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多租户数据中心环境下，保证云应用性能的一个重要因素是为租户应用提供可保证的通信带宽，这可以通过为每个租户提供一个独占的虚拟数据中心（VDC）来实现。研究了在物理数据中心网络中超额认购数据中心的嵌入问题。相对于一般虚拟数据中心，超额认购虚拟数据中虚拟机之间的流量模式更加复杂，因此首先利用线性规划方程阐述了流量模型及嵌入问题。对于虚拟机嵌入问题，提出了一种具有较低时间复杂度的启发式算法——分组扰动算法。最后，通过仿真实验将分组扰动算法和先前工作中提出的算法以及著名的first-fit进行了比较，实验表明所提算法在降低算法复杂度的同时提高了嵌入成功率。

LTE-Advanced系统中的自适应调制技术

段红光,胡利,田枚

2017, 33(7): 88-93. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2017120

摘要 ( 103 )

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自适应调制技术是 LTE-Advanced 系统自适应调制编码（AMC）技术的一项重要研究内容。根据均方误差函数的下凸性，在不同信道模型下，通过迭代算法校正得到新型MCS等级（包含256QAM高阶调制）的通用β值，并与传统MCS等级进行性能对比。仿真结果显示，新型MCS等级在高信噪比时提供的系统吞吐量更高，且优化后的β值使CQI估计更准确。

基于Rao检验的信号统计分辨界分析

孙闽红,刘艳芳,钟华,包建荣

2017, 33(7): 93-102. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2017113

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针对基于广义似然比检验（GLRT）的信号统计分辨界（SRL）分析存在计算较复杂、难以得到检测统计量解析表达式等问题，提出了一种基于Rao检测的SRL分析方法。分析了噪声方差已知和未知两种情形下的信号一维方位角SRL以及噪声方差已知时的信号二维方位角及俯仰角SRL，推导得到了Rao检测统计量以及对应 SRL 所需的最小信噪比（SNR），分析了检测性能、计算复杂度，并与 GLRT 方法进行了对比。仿真实验验证了Rao检测方法的有效性。

基于语音静音段特征的手机来源识别方法

裴安山,王让定,严迪群

2017, 33(7): 103-111. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2017123

摘要 ( 264 )

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手机来源识别已成为多媒体取证领域重要的热点问题。提出了一种基于语音静音段特征的手机来源识别方法，该方法先通过使用自适应端点检测算法得到语音的静音段；然后将静音段的梅尔频谱系数（MFC）的均值作为分类特征；最后结合 WEKA 平台的CfsSubsetEval评价函数按照最佳优先（BestFirst）搜索进行特征选择，并采用支持向量机（SVM）对手机来源进行识别。实验部分对23款主流型号的手机进行了分类，结果表明所提特征具有较好的分类性能，在TIMIT数据库和自建的CKC-SD数据库上，平均识别准确率分别为99.23%和99.00%。另外，与语音段MFC特征和梅尔倒谱系数（MFCC）特征进行了对比，实验结果证明所提特征具有更加优越的性能。

一种识别骚扰电话的组合算法研究

王彦青,王瀚辰

2017, 33(7): 112-119. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2017127

摘要 ( 117 )

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当前骚扰电话层出不穷，严重影响了人们的日常生活。为了有效防范此类电话带来的不良社会影响，采用了数据挖掘的分析手段，深入研究了骚扰电话呼叫特点，提出了一种基于用户反馈的分时段分析骚扰电话识别方法；并对用户标识的疑似骚扰号码引入随机森林算法，极大提高骚扰源识别率，结合布控拦截机制，整体实现对骚扰电话全方位的管控。通过实际数据验证，效果明显。

一种新型低噪声并联C+L波段掺铒光纤放大器

张航东,詹黎

2017, 33(7): 120-123. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2017133

摘要 ( 106 )

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提出并论证了一种新的低噪声系数C+L波段掺铒光纤放大器的结构。在该结构中，利用一个前置放大器以减少噪声系数，并利用一个带有光纤布拉格光栅的双通结构以增加 L波段增益，同时减少噪声系数。实验结果表明，新宽带放大器的噪声系数减小了约2 dB，并且在1 525～1 605 nm波长范围内，增益提高到了25 dB以上。

基于室内场景的多天线技术应用

李崇鞅,胡国安,范波勇,朱永平

2017, 33(7): 124-129. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2017181

摘要 ( 67 )

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多天线技术是无线接入网宽带化、高速化的关键技术，在4G移动通信系统中有着广阔的应用前景。室内覆盖是移动通信的主要业务，运用MIMO技术有效解决室内无线通信系统具有重要意义。围绕无线MIMO技术在室内覆盖中的运用这一主题，对MIMO信道容量、室内信道建模、室内覆盖系统等方面进行了深入的研究。

共面耦合馈电小型化E-E形及半E-E形宽带微带天线

杨放,卫铭斐,周军妮,王纯,王民

2017, 33(7): 130-135. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2017198

摘要 ( 125 )

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提出并设计了一种可应用于多频段无线通信的小型化宽带微带贴片天线。天线采用共面容性耦合的馈电方式补偿探针的分布电感，应用FR4高频介质板与空气层组成的层叠介质、E-E形和半E-E形辐射贴片缩减天线的尺寸。结果表明，E-E形微带天线和半E-E形微带天线的阻抗带宽分别为1.85～2.57 GHz（相对带宽32.6%）和1.85～2.50 GHz（相对带宽29.9%）。和普通E形微带天线相比，E-E形和半E-E形微带天线的贴片面积缩小了47%和61%。

NFV可靠性探讨

杨旭,肖子玉,邵永平,宋小明

2017, 33(7): 136-143. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2017086

摘要 ( 88 )

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由NFV引入带来的硬件可靠性下降，引出电信网引入NFV的可靠性问题。通过对NFV可靠性和可用性进行分析，提出NFV架构下网元的典型故障场景、故障检测机制和流程以及NFV独有的跨层检测机制和部署建议。最后提出NFV可靠性要求及设计建议。

基于Monte-Carlo仿真的4G网络感知规划方法

黄小光,董俊华,王丰,汪伟

2017, 33(7): 144-150. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2017081

摘要 ( 42 )

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借鉴国内机构对用户感知研究成果，建立业务感知空口速率保障门限标准；对Monte-Carlo仿真技术进行研究，提炼得出感知仿真规划中用户分布模型及业务模型的设计方法，在此基础上给出具体的仿真规划分析思路。以某区域实际规划为案例，通过对比规划前后的业务感知速率及业务接通成功率发现，基于仿真进行感知规划的方法应用可行、效果良好，具有很好的推广价值。

业务优先级感知的网络流量调度机制

吕华辉,林志达,黄宏聪

2017, 33(7): 151-158. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2017224

摘要 ( 79 )

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针对网络中业务数据流过大、分布不均匀所造成的网络拥塞，提出一种优先级感知的动态网络流量调度机制。利用令牌桶算法，根据业务优先级的不同为不同业务分配不同速率的令牌，以实现业务优先级的划分；综合考虑业务的优先级及用户节点剩余缓存空间，对不同的业务采取不同的处理方式；同时，以流量到达因素、服务因素及节点缓存为指标定义了一种网络流量调度机制性能指标——分组丢失率。数值结果表明，所提机制可以对网络中业务优先级进行合理的划分，从而有效利用网络资源，预防网络拥塞，提升网络性能，为用户提供更加稳定可靠的网络服务。

移动视频业务质量分析系统的设计与实现

赵纲

2017, 33(7): 159-166. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2017177

摘要 ( 81 )

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移动视频业务客户感知不仅取决于网络质量，更取决于“端管云台”各环节，亟需从基于网络本身的质量管理向注重客户感知的端到端横向一体化质量保障机制转变。为解决这些问题，介绍一个移动视频业务质量分析系统的设计及其实现。系统以移动视频业务各环节的信令消息为分析数据源；从业务、流向、地域、网元、小区、终端6个维度建立分析模型；呈现视频业务的关键KQI值及变化趋势，常态化开展性能指标监控；从用户视角发现问题，对精细化业务、区域等角度的性能劣化指标进行趋势分析、质差分析、定界分析；对发现的问题进行自动或人工派单处理，建立完备的问题闭环管理机制。该系统能够显著提升移动视频质量管理工作水平，并显著降低工作成本。对系统的架构、主要功能部件的实现进行了详细的介绍，对系统的应用进行了举例说明。

国家电网IMS承载网网络架构设计方案及带宽测算方法

曲振华

2017, 33(7): 167-175. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2017219

摘要 ( 105 )

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深入研究和对比分析了国家电网IMS承载网的网络架构设计方案，包括骨干侧网络架构设计方案和过渡期网络架构设计方案，并依据网络架构、媒体流和信令流走向提出了IMS交换网对数据通信网骨干侧、接入侧的带宽需求和测算方法，对国家电网建设IMS承载网具有指导意义。

电网云测试服务平台的设计与应用

常晓荣,张春光,王思宁,张俊伟,吴佳梅

2017, 33(7): 176-182. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2017223

摘要 ( 50 )

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随着大数据、云计算等技术的快速发展以及在国内外企业的成功实践，如何引入云计算技术，对传统测试模式进行创新，实现传统软件测试模式向云测试模式的转换，成为企业对于软件质量保证的关键。针对云平台具备处理能力强、存储容量大、安全可靠、适度分散的能力，电网云测试服务平台将满足先进性、实用性、安全性等特点，采用“测试即服务”的应用模式，为企业提供内外部云测试服务。列举了移动测试在云平台上的应用，验证了电网云测试服务平台的可用性，并对平台的优势进行了简要分析。

空间谱估计无线电测向系统

陈旭彬,任培明,戴慧玲

2017, 33(7): 183-188. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2017225

摘要 ( 49 )

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空间谱估计测向方法以其超分辨力、高灵敏度和高准确度的测向性能被广泛应用，并在无线电管理领域扮演主要角色。在对空间谱估计测向理论研究的基础上，给出了具体算法，并对算法进行了仿真，最后通过对比测试论证了空间谱估计测向系统的实用性和优越性。

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