电信科学

无速率编码中度分布的研究和发展

乔越, 伏玉笋, 原牧云, 唐金辉

2022, 38(10): 1-19. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022268

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无速率编码作为一种纠删码，在减少反馈重传的同时也具有码率灵活、编译码简单的特性，在许多领域都有广阔的应用前景。度分布作为无速率编码设计的基础，对无速率编码的性能有至关重要的影响。随着无速率编码的广泛应用，度分布的设计也需要随着场景和需求的变化进行优化。首先论述了无速率编码的发展与应用，从几种经典的无速率编码和度分布开始，详细地从应用场景、优化目标以及现有优化方法 3 个角度，对目前无速率编码中度分布的研究和发展进行了总结与分析。最后，对无速率编码和度分布的发展应用趋势进行了分析与展望。

面向新一代移动通信的智能超表面技术综述

高子路, 孙韶辉, 李丽

2022, 38(10): 20-35. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022278

摘要 ( 1174 )

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智能超表面（reconfigurable intelligent surface，RIS）技术是6G的潜在关键技术之一，具有低成本、低功耗和易部署等特点。通过智能地调控空间中的电磁波，RIS 可以辅助构建智能可控的无线电磁环境，从而为移动通信的发展提供一种新范式。首先，对 RIS 的基础原理、主要技术优势和应用场景进行了分析。其次，对RIS应用于通信传输中的信道估计、波束成形等关键技术进行了探讨，并给出了相关研究建议。最后，从硬件实现、算法设计和网络部署3个方面分析了目前RIS技术在实际应用中面临的主要挑战。

面向6G的新型多址与波形技术

李华, 郝诗雅, 巩彩红, 李倩倩, 戴晓明

2022, 38(10): 36-45. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022271

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随着互联网终端海量接入，传统正交多址接入（orthogonal multiple access，OMA）技术接入效率低， 5G NR 系统面临拥塞及高时延问题，并且在高速场景下，基于正交频分复用（orthogonal frequency-division multiplexing，OFDM）的系统由于多普勒效应性能严重恶化。为满足6G在高速移动场景下低时延、高可靠、海量接入需求，首先，结合正交时频空间（orthogonal time frequency space，OTFS）和图样分割多址接入（pattern division multiple access，PDMA）技术，提出了一种OTFS-PDMA联合方案；然后，推导PDMA传输码字在时延-多普勒（delay-Doppler，DD）域采用不同分配方式的系统输入-输出关系；最后，提出了一种基于期望传播算法（expectation propagation algorithm，EPA）的低复杂度接收机。仿真结果表明，OTFS-PDMA较传统的OTFS-OMA技术能够显著提升误码率性能；对于规则码本，不同码字分配方案性能相似，而对于非规则码本，发送信号采用集中式扩频优于离散式扩频，且对于离散式扩频，PDMA 扩频信号沿多普勒轴分配，系统可取得较好性能；此外EPA接收机性能优于其他传统接收机。

可重构全息超表面辅助卫星通信关键技术

胡馨元, 邓若琪, 邸博雅, 张泓亮, 宋令阳

2022, 38(10): 46-56. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022273

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超密集低地球轨道卫星通信网络能弥补传统地面网络频谱资源稀缺、覆盖范围有限的不足，有潜力提供全球大规模接入的高速率服务。由于卫星的高速移动性，卫星通信对天线性能，如波束控制能力和天线增益等，也提出了更为严苛的要求。因此，对一种新型的超材料天线——可重构全息超表面（reconfigurable holographic surface，RHS）辅助卫星通信展开了研究。RHS采用全息原理对超材料单元进行电控，从而实现波束成形。基于 RHS 的硬件结构和全息工作原理，提出了一种 RHS 辅助多卫星通信方案，该方案同时考虑卫星跟踪和数据传输。同时，设计了全息波束成形优化算法以最大化和速率。仿真结果验证了所提方案的有效性并表明了相较于传统相控阵天线，RHS提供了一种成本效益更高的卫星通信支持方式。

面向mMIMO系统的模式分割随机接入方案

戴晓明, 庞立卓, 常争, 张馨月, 邢怡然, 王曦元

2022, 38(10): 57-66. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022277

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为提升海量机器类通信（massive machine-type communication，mMTC）设备的随机接入（random access， RA）性能，提出一种面向大规模多输入多输出（massive multiple-input multiple-output，mMIMO）系统的模式分割随机接入（pattern division random access，PDRA）方案。该方案将导频竞争空间扩展到模式域，通过叠加同一ZC（Zadoff-Chu）根序列的L个不同循环移位序列，设计基于“图样叠加”的模式域导频，在不增加物理资源的前提下扩大导频集合。仿真结果表明，在不影响信道估计和数据检测性能的前提下，与传统 RA方案相比，PDRA方案能够显著降低导频碰撞概率，提高接入成功率。

复杂场景下多尺度船舶实时检测方法

周薇娜, 刘露

2022, 38(10): 67-78. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022258

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船舶检测在军事侦察、海上目标跟踪、海上交通管制等任务中发挥着重要作用。然而，受船舶外形尺度多变和复杂海面背景的影响，在复杂海面上检测多尺度船舶仍然是一个挑战。针对此难题，提出了一种基于多层信息交互融合和注意力机制的 YOLOv4 改进方法。该方法主要通过多层信息交互融合（multi-layer information interactive fusion，MLIF）模块和多注意感受野（multi-attention receptive field，MARF）模块构建一个双向细粒度特征金字塔。其中，MLIF模块用于融合不同尺度的特征，不仅能将深层的高级语义特征串联在一起，而且将较浅层的丰富特征进行重塑；MARF由感受野模块（receptive field block，RFB）与注意力机制模块组成，能有效地强调重要特征并抑制冗余特征。此外，为了进一步评估提出方法的性能，在新加坡海事数据集（Singapore maritime dataset，SMD）上进行了实验。实验结果表明，所提方法能有效地解决复杂海洋环境下多尺度船舶检测的难题，且同时满足了实时需求。

基于SSCANL译码器的联合迭代检测译码算法

刘重阳, 郭锐

2022, 38(10): 79-88. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022086

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为了提升基于极化码的稀疏码多址接入（sparse code multiple access，SCMA）系统接收机性能，提出了基于简化软消除列表（simplify soft cancellation list，SSCANL）译码器的循环冗余校验（cyclic redundancy check，CRC）辅助联合迭代检测译码接收机方案。该方案中极化码译码器使用SSCANL译码算法，采用译码节点删除技术对软消除列表（soft cancellation list，SCANL）算法所需要的L次软消除译码（soft cancellation， SCAN）进行简化，通过近似删除冻结位节点，简化节点间软信息更新计算过程，从而降低译码算法的计算复杂度。仿真结果表明，SSCANL算法可获得与SCANL算法一致的性能，其计算复杂度与SCANL算法相比有所降低，码率越低，算法复杂度降低效果越好；且基于SSCANL译码器的CRC 辅助联合迭代检测译码接收机方案相较基于SCAN译码器的联合迭代检测译码（joint iterative detection and decoding based on SCAN decoder， JIDD-SCAN）方案、基于SCAN译码器的CRC辅助联合迭代检测译码（CRC aided joint iterative detection and decoding based on SCAN decoder，C-JIDD-SCAN）方案，在误码率为10^-4时，性能分别提升了约0.65 dB、0.59 dB。

基于艾宾浩斯遗忘曲线和注意力机制的推荐算法

金楠, 王瑞琴, 陆悦聪

2022, 38(10): 89-97. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022266

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传统基于注意力机制的推荐算法只利用位置嵌入对用户行为序列进行建模，忽略了具体的时间戳信息，导致推荐性能不佳和模型训练过拟合等问题。提出基于时间注意力的多任务矩阵分解推荐模型，利用注意力机制提取邻域信息对用户和物品进行嵌入编码，借助艾宾浩斯遗忘曲线描述用户兴趣随时间的变化特性，在模型训练过程中引入经验回放的强化学习策略模拟人类的记忆复习过程。真实数据集上的实验结果表明，该模型比现有推荐模型具有更好的推荐性能。

基于改进深度残差网络算法的智能干扰识别

马键, 张广晋, 张磊, 戴经纬

2022, 38(10): 98-106. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022233

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现网运维人力成本高、效率低，如何快速精准识别网络干扰类型、提高运维人员工作效率，成为亟待解决的问题。提出一种基于改进深度残差网络（ResNet）的智能干扰识别方法，通过对接运营商北向网管的通信干扰数据接口，对干扰数据进行采集和预处理，并结合现网专家经验对历史干扰数据类型进行标注和校正，形成离线干扰数据集。再将干扰频域信息进行图像化生成干扰频谱波形图，并针对不同干扰类型进行图像处理和数据处理。之后根据业务特点对传统ResNet算法进行改进，通过提取单一干扰类型特征，确定各特征在复合干扰类型中的权重，达到对任意干扰类型识别的目的。最后通过导入已训练好的模型对干扰数据进行在线识别，有效提高干扰识别的准确率和效率。

意图驱动的云网融合按需编排

张露露, 杨春刚, 王栋, 欧阳颖, 李彤, 郭俊杰, 董茹

2022, 38(10): 107-119. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022272

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随着云计算与互联网技术的飞速发展，用户业务需求呈现多样化的发展趋势，云网融合成为当前信息通信产业发展的重要选择。目前，云网融合仅实现了简单的云网互联，无法解决多样化业务需求与海量异构资源供应的重重问题。因此，推动云网融合仍需加强云业务的按需交付能力。意图驱动网络作为一种新的网络范式，成为解决这一难题的可行选择。梳理了云网融合的研究现状，总结了意图驱动云网融合业务按需编排研究的必要性；提出了意图驱动的云网融合架构，并对其关键技术进行了分析，在此基础上提出了云业务按需编排模型；最后，在混合云互联和工业互联网场景下，分析了意图驱动的云业务按需编排模型，对未来进行了展望。

基于SDN的战术通信网络架构研究

刘台, 朱超, 程意, 王一鸣

2022, 38(10): 120-130. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022236

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战术通信网络具有高动态、弱连接、低带宽和多链路备份等特性，软件定义网络（software defined network，SDN）技术通过传统网络控制设备软硬件解耦，将核心控制功能软件化，通过集中控制策略获取全局视图，从而实现资源的灵活调度与信道资源的高效利用，推动战术通信网络朝着更加智能化的弹性适变网络发展。首先介绍了SDN的发展现状及优势，分析了传统架构战术通信网络的若干问题，并对SDN技术在外军战术通信领域的应用情况进行了分析，提出了SDN在军事通信领域应用的可行性思路，对应用场景进行了构想，最后对SDN在军事通信领域的应用可行性进行了总结。

基于数据挖掘和地理可视化的4G/5G语音质量优化研究

胡坚, 孙磊, 尹以雁, 杨晓康, 白金贵, 张叶江

2022, 38(10): 131-139. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022243

摘要 ( 298 )

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传统语音质量优化依赖于现场测试、案例积累和专家经验，以人工试验的方式分析问题，成本高昂且效率低下。通过应用数据挖掘、决策树机器学习算法以及地理可视化等多种技术，开发了基于大数据分析的语音体验优化可视化平台，可有效识别语音大数据中的规律，实现用户语音体验指标与无线网络性能指标关联分析、劣化门限智能识别以及质差区域画像分析等功能，有利于降低网络工程师技能门槛、提升网络优化工作效率、节省网络运维成本，为行业提供精准有效的语音体验提升解决方案。

5G双工演进技术研究

柯颋, 宋兴华, 王飞, 郭志恒, 杨拓, 郭春霞, 韩成成, 刘云峰, 李振宇

2022, 38(10): 140-152. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022050

摘要 ( 566 )

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5G新型双工演进技术将在TDD频谱上引入基站侧子带不重叠全双工制式，以迎合万物智联和工业互联网对低时延和大上行吞吐量同时提出的更高要求，同时还需要进一步研究并解决基站间交叉时隙干扰问题，使能公网和专网采用不同的TDD上下行时隙配比的组网方式。为满足5G新型双工演进技术的未来部署需求，对TDD宏微异时隙组网和子带不重叠全双工制式的潜在部署场景和相关干扰特征进行了分析和研究，提出潜在可行的干扰抑制方案，并通过链路预算、仿真评估和样机验证等形式论证了技术可行性。

2G/3G转网视角下电信运营商物联网发展策略分析

刘小忠, 方军予, 蒋永彬

2022, 38(10): 153-162. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022255

摘要 ( 181 )

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在2G/3G减频退网背景下，窄带物联网（narrow band Internet of things，NB-IoT）和LTE UE-Category 1 （即用户设备能够支持的4G LTE网络传输速率的等级，简称LTE Cat.1）承接其业务发展已是大势所趋。在回顾分析2G/3G物联网业务的发展现状及趋势，重点梳理国内三大运营商在终端、网络以及应用层面的物联网业务发展策略的基础之上，总结概括了电信运营商在NB-IoT和LTE Cat.1业务领域现有的流量主导型、平台支撑型和应用赋能型3种商业模式。最后，从商机拓展、产品营销和团队服务3个方面展望了未来商业模式的升级之路。

OTN控制器北向统一接口模型研究与实践

谭艳霞, 郑滟雷, 王光全, 张贺

2022, 38(10): 163-172. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022270

摘要 ( 264 )

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在软件定义光传送网络（software defined optical transport network，SDOTN）体系架构中，要求厂商控制器系统通过北向接口接入光传送网络（optical transport network，OTN）业务协同器系统。但是目前没有统一的北向接口标准，这给SDOTN跨域跨厂商端到端业务自动开通带来了比较多的问题。阐述了OTN控制器北向开放接口标准现状及问题，从网络模型角度对当前主流的电话应用编程接口（telephone application programming interface，TAPI）和流量工程网络抽象与控制（abstraction and control of traffic engineering network， ACTN）北向接口标准进行了比较和分析。最后，介绍了中国联通在 ACTN 统一接口模型标准化和管控系统建设两个方面的研究实践，并对后续研发方向进行了展望。

5G“云网边端”一体化纵深安全防护体系研究及应用

张国新

2022, 38(10): 173-179. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022276

摘要 ( 565 )

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创新地提出了一种5G“云网边端”一体化纵深安全防护实现方案，探索了5G定制网的网络安全防护体系，介绍了体系的基本架构、特性、实现方案和应用效果。在实现方案中重点介绍了两个要点：通过部署5G“云网边端”4个方面的安全系统，形成多层次、多维度的安全防护能力；建立适配体系的运营流程，包含一键加固、安全防御、态势感知和一键应急4个部分。最后给出了5G“云网边端”一体化纵深安全防护体系的实际应用效果。

5G架构演进Option4技术分析及部署建议

高松涛, 马向辰, 于一鸣, 潘都

2022, 38(10): 180-186. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022148

摘要 ( 216 )

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5G Option4架构通过以5G为锚点的4G/5G双连接（NR E-UTRAN dual connectivity，NE-DC）在5G独立组网（standalone，SA）基础上聚合4G链路能力，提升5G网络性能，同时可兼顾现有4G用户体验，是受运营商关注的潜在5G架构演进方向。介绍了Option4技术原理，多维度详细分析了Option4关键性能，探讨了Option4对运维复杂度的影响，提出了5G Option4架构部署建议。

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