电信科学

5G将全面使能工业互联网

张云勇

2019, 35(1): 1-8. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2019018

摘要 ( 228 )

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随着工业和信息化部对外公布向中国电信、中国移动、中国联通发放第五代（5G）移动通信系统中低频段试验频率使用许可，我国5G商用推进大幕正式拉开。介绍了5G全球部署、商用情况和5G面向产业发展的网络特性，指出5G将不断夯实万物互联基础，全面使能工业互联网，加速推动多产业互联网化融合。

基于字节码图像和深度学习的Android恶意应用检测

陈铁明, 项彬彬, 吕明琪, 陈波, 江颉

2019, 35(1): 9-17. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2019022

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提出一种将字节码转换成彩色图像后，再采用深度学习模型的新型 Android 恶意应用检测方法。首先将Android应用的字节码文件映射为三通道的RGB彩色图像，同时计算局部信息熵值，并将其作为Alpha通道，与 RGB 图像融合为带透明度的 RGBA 彩色图像，最后利用卷积神经网络方法对图像进行分类，实现一个 Android 恶意应用检测原型系统。通过对8种恶意代码家族进行分类实验验证，并与灰度图等其他同类可视化成像方法进行对比，发现该方法具有检测速度快、精确度高等优点。

能量采集小基站中基于斯坦科尔伯格博弈的内容缓存算法

王学婷,朱琦,胡晗

2019, 35(1): 18-29. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2019024

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为了提升用户对下载文献的满意度，提出了能量采集小基站中基于缓存的资源分配算法。算法建立了联合用户接入和小基站缓存内容更新的斯坦科尔伯格博弈，首先提出了基于联盟博弈的用户接入选择算法，算法以用户满意度为效用函数允许用户在各联盟（小基站）之间转移，当转移后的效用能满足转移准则时，用户转移被接受，算法允许多个用户接入同一基站，用户采用NOMA技术共享小基站信道；随后建立小基站缓存更新算法，小基站调整自身的缓存内容以最大化收益。随后两层算法多次迭代，最终获得均衡解。仿真结果证明本算法在用户满意度和能效上都比基于就近接入原则的算法有着更为出色的表现。

基于Q3D的宽带电力线通信信道建模

曹旺斌,梁晓林

2019, 35(1): 30-36. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2019021

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提出了一种基于 Q3D 的宽带电力线信道建模方法。首先利用 Q3D 软件提取电力线信道的单位长度参数RLGC，然后根据提取的RLGC参数计算电力线信道的ABCD传输矩阵，最后根据ABCD矩阵求出电力线通信信道传输函数和输入阻抗的幅频响应和相频响应。利用所提方法，建立基于3 mm×4 mm三芯对称电缆的宽带电力线通信信道模型，并在30 kHz~100 MHz频带范围内与实测数据进行对比。结果表明，仿真结果能够很好地符合测量结果，本文所提方法能够快速、准确地建立电力线宽带信道模型，对于电力线通信信道特性的研究以及工程实践具有重要意义。

传感器网络分布式顽健RLS估计算法

康凯凯,刘兆霆,姚英彪

2019, 35(1): 37-43. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2019002

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针对在传感器网络的参数估计中，测量环境可能存在冲击噪声或脉冲干扰，导致测量值中包含大大偏离实际范围的离群值，从而无法获得有效的参数估计问题，提出了一种基于节点协作、具有顽健性的分布式RLS估计算法，该算法利用在一段时间内，节点受到干扰或攻击通常具有偶发性（即稀疏性）的特点，在代价函数中引入?₁范数，对测量数据中可能存在的离群值进行识别和剔除，同时利用网络各节点之间的相互协作，进一步提高参数估计的性能。通过计算机仿真实验，验证了该算法具有良好的估计性能。

一种水声协作通信网络顽健功率分配算法

李鑫滨,张玲梅,韩松,黄志鹏,刘志新

2019, 35(1): 44-53. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2019008

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针对水声协作通信网络中节点生存时间短、信道状态信息不确定、通信服务质量差等问题，提出一种考虑剩余能量的顽健功率分配算法。首先，在目标函数中考虑了节点的剩余能量，使节点的发射功率与剩余能量成正比关系变化，从而平衡节点能耗，延长生存时间。其次，将不确定性引入目标函数，提高了对抗水下环境不确定性的能力。同时，还考虑了最小的通信容量需求，确保通信服务质量。仿真结果证明了提出的算法延长了生存时间，优化了系统性能。

一种基于力学模型的电力通信网脆弱性评估方法

王耀升,张英敏,王畅

2019, 35(1): 54-61. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2019023

摘要 ( 56 )

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为了合理评价电力通信网链路的脆弱性，提出一种基于力学模型的电力通信网脆弱性评估方法，将业务在链路上来往所占用的带宽容量与节点间业务相互来往的数目统称为节点间的相关性，并将链路业务间的往来相关程度视为一种关联的广义业务力。在业务统计过程中采用均分时隙的最大似然估计，以泊松（Poisson）过程为统计背景进行对业务的参数估计。将链路间的业务数目以及占用带宽变化视为广义业务力做功，通过引力公式得到节点间的链路逻辑距离，并以逻辑距离变化区间来度量通信网络的脆弱性。最后，利用MATLAB建立模型进行仿真计算，验证了该方法能够实时、准确地分析以及评价电力通信网业务链路的脆弱性。

基于到达时间的无线传感器网络协作定位算法

卢倩倩,李有明,常生明,李娜娜

2019, 35(1): 62-66. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2019004

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提出了一种基于到达时间的无线传感器网络协作定位方法。首先，建立关于目标位置的优化问题，其次通过运用混合半正定和二阶锥松弛理论，将原非凸优化问题转换为一种凸的优化问题，由此快速得到原问题的一个次优解。计算机模拟结果显示，新算法估计均方根误差更接近克拉美?罗界。

高检测概率协方差矩阵机会协作频谱感知

刘顺兰,王静,包建荣

2019, 35(1): 67-73. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2019001

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针对现有频谱感知算法检测概率较低导致的感知性能较差的问题，提出了协方差矩阵机会协作（covariance matrix opportunity cooperation,CMOC）频谱感知算法。该算法在传统协方差矩阵感知基础上，通过奇偶时隙划分实现机会协作，且根据错误虚警概率和门限间的关系，推导出检测概率的解析解，可较精确地实现频谱感知检测。仿真结果验证了所提算法可明显提高频谱感知的检测概率。在瑞利衰落信道的信噪比为?10 dB时，相对于现有无中继协作的能量检测频谱感知算法和无中继协作的协方差频谱感知算法，检测概率分别提高0.19和0.13。而且，该算法还具有较高能效且复杂度适中，非常适合新一代无线通信频谱认知应用。

基于卡尔曼预测与压缩感知的WSN中高能效数据收集方法

周颖,杨丽花,杨龙祥,倪梦

2019, 35(1): 74-80. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2019017

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提出了一种联合双重卡尔曼滤波与混合压缩感知的数据收集方案。在簇内传输时，簇内成员节点利用卡尔曼滤波预测选择性地向簇头发送数据，以减少数据传输量；同时，簇间传输时，在多跳传输的过程中利用混合压缩感知技术进行数据压缩，提高系统的能效。仿真结果表明，与现有方案相比，新算法能够在保证汇聚节点重构精度的前提下，显著地降低数据收集的能耗。

一种基于贪心算法的SVM扰动攻击方法

钱亚冠,关晓惠,吴淑慧,云本胜,任东晓

2019, 35(1): 81-89. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2019014

摘要 ( 80 )

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随着对机器学习安全问题的关注度不断提高，提出一种针对SVM（support vector machine，支持向量机）的攻击样本生成方法。这种攻击发生在测试阶段，通过篡改实例数据，达到欺骗SVM分类模型的目的，具有很大的隐蔽性。采用贪心策略在核空间中搜索显著性特征子集；然后将核空间中的扰动映射回输入空间，获得攻击样本。该方法通过不超过7%的小扰动量使测试样本错误地分类。对2个数据集进行实验，攻击均能取得成功。在人造数据集中，2%的扰动量下可使SVM分类器的错误率在50%以上；在MNIST数据集中，5%的扰动量可使SVM分类器错误率接近100%。

通道不对称时延对继电保护可靠性影响的量化分析

高会生,沈青

2019, 35(1): 90-96. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2019016

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数字通道的不对称时延对线路电流差动保护具有不利的影响，其影响机理复杂、后果严重，有必要采用有效的方法对其进行分析，以提高继电保护的可靠性。首先，分析了线路电流差动的工作原理和动作判据；然后，针对不对称时延对继电保护可靠性的影响，确定了不同故障条件下的量化分析方法；最后，通过实例验证了该方法的可行性和正确性。研究结果表明，不对称时延对继电保护可靠性的影响与故障条件有显著相关性，这一结论对继电保护可靠性评估和通道优化具有工程参考价值。

无线接入网络中网络功能虚拟化研究综述

贾海宇,陈佳,王铭鑫

2019, 35(1): 97-112. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2019019

摘要 ( 97 )

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网络功能虚拟化（NFV）技术是近年兴起的网络技术，通过将具有特定网络功能的软件搭载在通用硬件服务器上，实现软件与硬件解耦。将网络功能虚拟化技术应用到无线接入网络中，将其部分网络功能虚拟化，可以有效地降低网络运营成本和硬件设备制造成本，提高网络部署的灵活性，满足移动用户的质量体验（QoE）需求。为了深入了解NFV在无线接入网络中的发展现状与趋势，从3个角度对现有研究进行综述，包括无线接入网络中网络功能虚拟化的相关标准研究现状、无线网络功能虚拟化技术的体系架构以及无线接入网络中网络虚拟化资源分配的问题，并提出了网络功能虚拟化在无线网络中应用存在的挑战。

基于准恒包络正交频分复用的临近空间通信抗衰落技术

陆阳,张东磊,王婷婷

2019, 35(1): 113-120. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2019003

摘要 ( 51 )

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针对临近空间高空平台功率受限、频谱资源紧张以及在非视距、低仰角环境下通信受多径衰落影响的问题，提出了一种基于准恒包络正交频分复用的临近空间通信抗衰落技术。在发射端，将两路正交频分复用信号分别调制在两路恒包络信号的相位上，并通过移相将两路信号合并为一路；在接收端，通过泰勒级数展开技术将两路信号分开并解调。分析与仿真结果表明，准恒包络正交频分复用具有与正交频分复用相同的频谱效率，通过合理选择调制指数，能够有效对抗多径衰落，且信号峰均功率比低于3 dB，实现了高谱效、高能效的目标。

基于低频通信系统的预编码性能分析与应用评估

吴迪,孙宜军,马哲锐,马涛

2019, 35(1): 121-128. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2019012

摘要 ( 31 )

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在通信系统中，受限于信道相关性的影响，一般情况下，天线系统工作频段越低，其天线阵元间距越大，而较大的阵元间距不利于通信设备物理尺寸的降低。分析了一种阵元间距为λ/4的天线系统，其相对于常规阵元间距为λ/2的天线系统，可以实现更小的物理尺寸。选取了3种天线系统进行性能对比：8天线λ/4系统、与其尺寸相当的4天线λ/2系统以及具有相同阵元数的8天线λ/2系统，并从波束成形效果、干扰抑制能力及信道容量3个角度进行分析。仿真结果表明，λ/4天线系统在实现较小物理尺寸的同时可获得较为理想的传输性能。

省域广电“智慧城市”顶层设计

陈益,林宝成,魏贤虎,杨龙祥,彭凤强

2019, 35(1): 129-137. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2019020

摘要 ( 89 )

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以目前广电“智慧城市”建设过程中的普遍问题为切入点，研究了“自顶而下”进行省域广电“智慧城市”体系化设计的方式。提出了广电“智慧城市”发展的一般思路，在此基础上尝试建立包括业务体系、技术体系和分级部署等模式在内的省域广电“智慧城市”整体发展框架，为以省为单位进行广电“智慧城市”建设与发展提供了一种规划参考。

毫米波5G网络中D2D通信的资源分配方案

易冰,陈永丽,赵瑞雪

2019, 35(1): 138-146. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2019013

摘要 ( 152 )

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由于将终端直通（device-to-device,D2D）技术与 mmWave 技术结合可以满足大容量的需求，考虑在户外毫米波场景下对D2D用户进行资源分配，其优化目标是最大化系统总的吞吐量。首先，通过线性相关方法选择出每个 D2D 用户的准入集合；然后，对 D2D 用户进行功率控制，选择其最佳的发射功率；最后，提出一种基于二部图的多阶段匹配算法为D2D用户分配资源，并利用多次KM算法求出分配结果。仿真结果表明，所提算法性能优于对比算法，有效提高了系统吞吐量和频谱利用率。

多等价路径场景下VoWi-Fi注册成功率提升的研究

程德怿,乔健

2019, 35(1): 147-153. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2019011

摘要 ( 57 )

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3GPP的VoWi-Fi S2b规范要求客户端用IPSec隧道通过城域网注册到局端的ePDG，其在大网多等价路径环境中面临某条路径转发故障时，无法主动规避，进而导致业务无法注册使用。对故障原因进行分析并提出了解决方案：通过在IKE_AUTH阶段改变客户端源端口实现路径更换，能显著改善VoWi-Fi注册成功率，并通过实验进行了验证。其次通过在城域网边缘和 ePDG 端之间的双向网络路径全遍历检测，能快速定位并消除故障。

面向量子密钥应用的电力业务重要度评价方法

李国春,张素香,邓伟,于卓智,张叶峰,朱玉坤

2019, 35(1): 154-160. doi:10.11959/j.issn.1000?0801.2019015

摘要 ( 39 )

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随着电网规模的壮大和系统复杂性的增加，电网对电力通信网业务传输的安全性提出更严格的要求。电力系统二次防护体系中，传统加密装置使用对称加密算法对通信数据进行加、解密处理。量子密钥拥有极高的安全性，将量子密钥运用于电力通信网加密装置能够极大地提高业务传输的安全性。现有量子密钥分发设备产生的密钥资源有限，难以保证全部电力业务数据一次一密的加密传输。因此，需要通过建立合适的业务重要度评价方法，优先保证重要业务的保密传输。提出一种量子通信背景下，基于各个业务的传输性能指标建立相对重要度矩阵的方法，获得电力通信网业务重要度，以开展后续的量子密钥应用策略研究。

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