电信科学

一种提高小区边缘用户性能的多用户子载波功率分配策略

章坚武,李方,许方敏

2015, 31(5): 95-100. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2015112

摘要 ( 250 )

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在OFDMA系统中，小区边缘用户由于受到来自相邻小区的同频干扰，通信质量严重下降。有效地抑制小区间干扰，极大地提升无线网络性能尤其是小区边缘用户性能是5G移动通信系统的目标之一。基于速率自适应（RA）准则提出了一种提高小区边缘用户性能的子载波和功率的联合资源分配算法，该算法分为子载波分配和混合功率分配两步，在提高小区边缘用户性能的同时，最大化链路吞吐量。仿真结果表明，小区边缘用户吞吐量增益为25%以上，混合功率分配下的系统吞吐量逼近全部用户使用注水法时的系统吞吐量，并且降低了运算复杂度。

第五代移动互联网

林金桐,许晓东

2015, 31(5): 1-8. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2015136

摘要 ( 702 )

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回顾了光纤通信、互联网、移动通信、物联网的发展过程，分析了不同时期上述系统及网络发展的特点、典型系统性能以及关键技术。在此基础上探讨了第五代移动互联网的发展背景、特征、关键技术指标以及可用的候选技术，重点对支撑第五代移动互联网未来发展的部分关键技术进行了具体分析，并对上述关键技术的未来研究重点进行了展望。最后介绍了有关第五代移动互联网的标准制定情况。

在线SDN控制器性能监控器设计与研究

黄序富,刘川,林亦雷,金耀辉,罗萱

2015, 31(5): 143-149. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2015090

摘要 ( 226 )

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随着网络规模和网络数据流量的变大，软件定义网络控制器性能问题可能成为网络瓶颈，为了在动态负载情况下仍然可以获取控制器准确的性能状态，设计了一个在线的性能监控器框架，并定义了控制器时延性能衡量指标Lpdex。在一款广泛使用的FloodLight控制器中实现了性能监控器的简单原型，经过实验评估，验证了控制器性能监控器的可行性和Lpdex可在线准确地反映控制器在不同负载情况下时延性能的变化。

基于拍卖博弈的可重构服务承载网动态构建算法

梁宁宁,兰巨龙,程国振,杨琴

2015, 31(5): 82-87. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2015106

摘要 ( 237 )

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针对不同业务对有限的底层网络共享时产生竞争的问题，提出了一种基于拍卖博弈的构建模型，以业务为参与者，业务资源需求为策略空间。基于该模型，设计了基于拍卖博弈的服务承载网动态构建算法，以最大化服务承载网整体构建收益。仿真实验表明，该算法在服务承载网构建整体收益、构建成功率和网络资源占用率等方面，较其他算法具有明显优势。

面向应用感知的网管系统自保障技术

王飞

2015, 31(5): 129-137. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2015108

摘要 ( 306 )

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随着移动通信运营业务的发展，对网管支撑系统集中化和网络监管的要求不断提高。目前，快速有效的监控手段日益缺乏，急需构建面向应用感知的网管自保障系统，在影响用户应用感知之前发现网管支撑系统平台问题并督促处理，从而提升支撑系统自保障管理能力。因此，结合当前移动4G快速发展情况，构建以客户体验及系统运行为视角的网管自监控平台，以进一步提高IT系统应急突发响应能力，实现对网管服务水平的持续提升。

卷积码在60 GHz芯片间无线互连系统中的性能分析

李学华,申思雨,王亚飞

2015, 31(5): 101-106. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2015111

摘要 ( 318 )

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针对60 GHz芯片间无线互连系统中信号幅度衰落及多径时延，导致信道产生突发性错误引起误码率增大的问题，从编码增益和译码能耗角度研究了该系统中卷积码的性能。根据60 GHz芯片间无线互连系统特点，分析了适用于此场景的CM7.2信道特性以及编码系统接收信噪比。结合信道编码理论，推导了卷积码的临界距离，得到了编码系统的能效衡量标准。在此理论研究的基础上，通过MATLAB对卷积码进行了蒙特卡洛数值仿真，得到了编码增益，进而分析了最大通信距离。通过QuartusⅡ对卷积码进行了电路能耗仿真，得到了编译码能耗，进而分析了临界距离。综合考虑卷积码的编码增益、译码能耗及有效通信距离，提出了可优先采用的编码方案。为60 GHz芯片间无线互连系统以及其他60 GHz近距离无线通信系统提供了纠错编码方面的技术参考。

一种基于融合规则的自适应分簇协作频谱感知算法

邱恭安,封森

2015, 31(5): 88-94. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2015119

摘要 ( 280 )

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为适应无线信道的动态性，提出了一种基于融合规则的自适应分簇协作频谱感知算法。首先，根据融合中心应用的融合规则推导分簇协作时能满足系统检测性能的信道门限值。然后，由簇首检测当前信道状态，当信道条件好于分簇门限值时，仅簇首进行本地检测，并上传检测结果至数据融合中心，实现分簇协作；否则，由本簇节点进行全节点协作检测，并分别上传检测结果至数据融合中心，或选择退出协作检测，仅接收融合中心的判决信息。最终，由数据融合中心进行融合计算，并做出系统全局判决。仿真结果显示，采用OR融合方法时，所提算法能极大地提高控制信道资源效率；采用AND融合方法时，算法能将系统有效工作区间扩大30%左右，且能选择信道状态好的簇进行协作频谱检测。

面向5G的多网融合研究

刘云璐,杨光,杨宁,陈卓,胡南,李男,谢芳,金巴,刘光毅

2015, 31(5): 57-61. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2015114

摘要 ( 507 )

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多网络长期共存是各电信运营商面临的普遍现象，鉴于目前各网络独立运营引入的多网间互操作复杂、联合运营效率不高的问题，如何实现高效的多网融合以提高网络运营效率和用户体验成为移动通信研究中的一个重要课题，并具有广泛的应用前景。面向5G，其研究与网络架构的设计是相辅相成的，在对多网融合现状及问题进行分析的基础上，讨论了多网融合涉及的关键技术需求，并给出面向5G的逻辑架构示例，分析了相关的设计原理，同时进一步给出了用户/核心网透明的多网统一接入和无缝的移动性管理解决方案，缩短了网络间互操作路径，降低了互操作复杂度，提高了网络运营效率和用户体验。

云数据中心集群间网络性能优化的探讨

蒋多元,陈海雄

2015, 31(5): 138-142. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2015116

摘要 ( 298 )

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现代的大规模云计算任务往往需要多个集群协作完成，因此，规划连接集群的网络、保证网络的性能具有重要意义。通过介绍一次集群间网络的性能问题及其解决过程的真实案例，对数据中心集群间网络性能优化进行了探讨。这个案例来源于一个用于大规模实时数据处理的数据中心，在一次大规模并发任务中发现，在带宽并未完全使用的情况下发生了严重的分组丢失现象。基于对拓扑结构的分析，对性能瓶颈进行了定位。通过搭建测试环境并进行实际测试，对性能瓶颈的来源进行了发掘，发现是某交换机在链路未满负荷时由于处理能力和缓存不足造成的。最后，基于模型，分析了各个要素对于性能的影响，并基于分析结果设计了基于增加帧长度的解决方案。

5G蜂窝网络架构分析

杨峰义,张建敏,谢伟良,王敏,王海宁

2015, 31(5): 46-56. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2015117

摘要 ( 1012 )

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为了满足未来移动业务快速发展的需求，除了更宽的频谱带宽、更先进的无线接入技术外，5G网络还需要新型的无线网络架构。根据5G网络主要性能要求，详细分析并总结了未来5G蜂窝网络架构的主要技术特征。基于上述讨论，提出了一种基于软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）技术的新型5G蜂窝网络架构，并针对5G蜂窝网络架构可能存在的问题与挑战进行讨论，为后续研究发展提供参考。

大规模MIMO系统传输关键技术研究进展

阳析,金石

2015, 31(5): 22-29. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2015118

摘要 ( 639 )

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随着物联网的兴起和移动互联网业务种类的日渐丰富，人们对蜂窝移动通信数据传输速率以及服务质量提出了更高的要求。由于能够充分挖掘空间维的自由度，在提高频谱效率的同时获得较好的功率利用率，大规模MIMO系统引起了国内外的广泛关注。大规模MIMO系统配置的大规模天线阵列在带来性能增益的同时也带来了前所未有的挑战，如大规模天线阵列系统下传输方案的设计、急剧增加的系统硬件复杂度和计算复杂度等。首先对大规模MIMO系统下的几种传输方案，如联合空分复用（JSDM）传输方案和大规模多波束空分多址（MB-SDMA）传输方案进行了概述，简略描述了不同传输方案的原理和传输过程，进一步简要介绍了目前正在构建的大规模MIMO原型验证系统Argos和LuMaMi，并展示了不同原型验证系统的整体架构与组件。

全球5G研究动态和标准进展

陈晓贝,魏克军

2015, 31(5): 10-13. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2015120

摘要 ( 664 )

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总结了国际5G总体进展及趋势，包括国际电信联盟（ITU）在未来用户、业务趋势、5G关键能力需求等方面的核心研究成果和制定的5G工作计划，3GPP的5G工作计划以及欧盟METIS科技项目的主要研究内容及成果；并介绍了NGMN 的5G 研究动态；最后，介绍了我国IMT-2020 推进组在5G 愿景、技术场景、关键能力、总体概念和核心技术等方面的研究成果。

无线中继技术在TD-LTE网络中的应用分析

董江波,刘玮,韩云波,孙浩,陈燕雷,李楠

2015, 31(5): 67-70. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2015121

摘要 ( 344 )

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无线中继（relay）能够解决由于传输无法铺设、宏基站站址物业难以协调、高楼遮挡等导致的覆盖存在盲区的问题。应用实际外场测试与网络仿真两种手段，综合评估室外覆盖、室内盲区场景下中继的覆盖性能。通过分析中继与楼宇之间的距离、中继部署位置高度与室内深度覆盖效果之间的关系，给出中继用于解决深度覆盖盲区时的部署建议。

异构云无线接入网络：原理、架构、技术和挑战

彭木根,艾元

2015, 31(5): 41-45. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2015122

摘要 ( 988 )

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为了缓解密集异构无线网络节点间严重的干扰，提高节点间分布式协作处理增益，同时解决云无线接入网络控制信息传输复杂、无法和已有移动通信网络融合等问题，提出了异构云无线接入网络（H-CRAN）作为5G移动通信系统的接入网解决方案。所提H-CRAN的核心是将云无线接入网络与密集异构无线网络融合，将控制平面功能从云无线接入网络中抽离，通过已存的异构大功率节点实现控制平面功能和全网的无线覆盖，利用无线射频单元实现热点区域海量业务的大容量传输。介绍了H-CRAN的系统架构、关键技术组织和研究技术挑战等。

TD-LTE基站射频一致性测试研究和应用

桂丽,夏骆辉

2015, 31(5): 107-113. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2015123

摘要 ( 473 )

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目前LTE技术已成为整个移动通信网络演进的关键。TD-LTE基站作为3GPP无线接入网中唯一的网元，其射频性能直接影响到整个网络的覆盖、容量以及服务质量。首先对TD-LTE基站系统结构以及射频测试相关标准进行介绍；然后在研究TD-LTE基站射频一致性测试的基础上，深入分析了测试项的物理意义以及对实际网络部署的影响；最后提出基站射频一致性测试可行性方案，并对部分基站射频测试项实际测量结果进行评估。

LTE网络4扇区部署性能分析和优化建议

马晨

2015, 31(5): 62-66. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2015124

摘要 ( 410 )

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在移动通信站址资源日益稀缺的背景下，LTE网络4扇区部署是一种提高站址利用率、单站覆盖范围的方案。在介绍了LTE网络4扇区部署的基本概念和主要干扰问题的基础上，分别通过理论分析和验证测试论述了4扇区部署对网络质量的影响；并对解决4扇区干扰问题的两种优化技术手段——SFN合并优化技术和RF优化技术分别进行了简要介绍；而后借助现网站点的仿真结果对比了两者的优化增益；最后提出了4扇区建设和优化建议。

基于PON接入与中间件技术的智能社区系统设计

赵铁军,林克,修德利,林玮平

2015, 31(5): 114-120. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2015126

摘要 ( 395 )

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针对智慧城市与社区生活的实际需求，全面构建智能社区系统架构、设计智能业务平台、开发智能业务应用中间件套件、研发PON接入光纤宽带网络社区组网方案以及开发智能社区综合业务应用，为各种智能社区业务应用接入及部署提供快捷便利的方法，逐步建立一个沟通社区内部住户与住户、住户与社区管理服务中心、住户与外部社会的多媒体综合信息交互中心，推动一个安全、舒适、便捷、节能高效的生活环境的实现，推动以社区管理智能和家居智能为主的、可持续发展的现代化智能社区的实现。

SDN技术在电力企业数据中心应用的探索与研究

邢宁哲,吴舜,万莹,周亚东,胡成臣,赵泓博,刘伟昌

2015, 31(5): 158-164. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2015128

摘要 ( 418 )

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随着电力企业数据中心网络规模的不断增大和网络管理难度的不断提高，如何更有效地管理电力企业数据中心网络成为一项急迫的研究问题。面对这一问题，首先介绍了软件定义网络（software defined networking，SDN）这一创新的网络架构技术，并着重对现有SDN在数据中心的部署方案进行了综述分析，最后以电力企业数据中心的云服务为实际案例，提出了SDN在电力企业数据中心尤其是桌面云池体系中的部署方案，并对其具体实施方式进行了探索及可行性分析。

虚拟实时服务：构架、算法及演进路径

陈巍

2015, 31(5): 71-81. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2015129

摘要 ( 386 )

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提出了一种基于虚拟实时服务的协议构架，可有效发掘用户提出通信请求之前的“负时间轴”上的空闲时频资源或可再生能源，将用户可能感兴趣的内容以多播的方式预先推送到终端的存储器中，从而以非实时的通信提供虚拟实时服务，在确保服务质量的前提下大幅度提升频谱和能量效率。对终端缓存内容的选择算法进行了标准化，从而允许基站在本地预测用户已缓存的内容，并判断当前是否应发起推送和推送哪条内容；提出了虚拟实时服务涉及的若干关键算法，也给出了虚拟实时服务的演进途径及主要开放问题，旨在为相关新兴产业的技术发展提供参考。

5G大规模紧耦合阵列天线研究

高峰,和凯,宋智源,朱文涛,王丽芳,高鹏

2015, 31(5): 30-35. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2015130

摘要 ( 717 )

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介绍了5G移动通信技术的概念、背景、发展历程以及大规模阵列天线对于5G 移动通信系统的重要性；详细阐述了二维、三维阵列天线的基本原理和相关理论；在此基础上，重点介绍了紧耦合阵列天线，其具有体积小、带宽大等技术优势，是5G 大规模阵列天线研究的重要方向；详细阐述了紧耦合阵列天线的构成、设计方法和设计步骤，设计出了一种高性能5×5的紧耦合阵列天线。

应对告警风暴告警的系统优化策略

甘雯,文锋,宫大鹏,徐钽,黄甫光,张健,苏雷

2015, 31(5): 121-128. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2015132

摘要 ( 351 )

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长期以来，随着网络规模的扩大，告警风暴一直是电信网络管理工作的重点与难点。通过对现有告警堆积日常处理经验的研究，包括融合对硬件架构调整、软件调整、中间件配置优化等方法，得到一套解决告警风暴的处理思路，为电信运营商解决此类问题提供借鉴经验。

配用电无线通信专网在复杂地理环境下的应用研究

郭志华,薛晓慧,厉娜,万江飞,陈平,林喜,景钦锋

2015, 31(5): 165-172. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2015134

摘要 ( 334 )

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针对我国广大山区、丘陵等复杂地区的配用电无线通信专网建设与应用进行了研究。探索了在此类地区建设电力无线通信专网的必要性和紧迫性，以及无线通信专网的功能性能需求和经济性要求。结合配用电业务需求对主流无线通信技术体制进行分析对比，推荐适合该类地区应用的LTE230电力无线通信专网系统。提出LTE230的建设思路和应用模式，促进该类地区智能电网建设。

基于软件定义的以用户为中心的5G无线网络架构

曲桦,栾智荣,赵季红,徐西光,张涛

2015, 31(5): 36-40. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2015051

摘要 ( 444 )

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5G无线接入网络是一种复杂的异构网络，各个协议之间的封闭性限制了网络性能。为了统一管理异构网络，向用户提供个性化的服务，提出了一种基于软件定义的以用户为中心的新型网络架构。该架构通过软件定义的形式统一管理所有无线网络，打破了传统蜂窝小区的概念，针对每个用户生成以用户为中心的小区，小区内的所有基站都能为该用户提供服务。这种新的网络架构能够为用户提供个性化的网络服务，提升用户的峰值速率和边缘用户性能。

面向5G的非正交多址接入技术

毕奇,梁林,杨姗,陈鹏

2015, 31(5): 14-21. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2015137

摘要 ( 1159 )

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为了满足未来5G在频谱效率和连接数等方面的需求，非正交多址接入技术日益受到产业界的重视。从多用户信息论的角度，首先，探讨非正交多址接入与正交多址的理论性能比较及其逼近多用户信道容量界的有效途径；其次，对功率域、星座域、码域3种非正交多址方案的设计原理、信号处理和性能增益进行了深入分析；最后，从网络运营的角度剖析了非正交多址接入技术的应用场景、对系统设计带来的影响和网络后向兼容性等问题。

面向物联网与三维可视化的智能变电站运行辅助管理系统研究与设计

庞思睿,许鸿飞,杜剑雯,李雪梅

2015, 31(5): 173-176. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2015138

摘要 ( 354 )

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随着物联网与三维可视化技术的飞速发展，基于物联网与三维可视化的变电站智能辅助管理控制系统成为了当前研究的热点。简要介绍了智能变电站总体网络架构，并阐述了变电站智能运行辅助管理系统设计与功能，为智能变电站的运行管理提供了参考。

电力CDN业务需求分析及网络体系架构研究

王一蓉,王思宁,邹颖,于波涛

2015, 31(5): 150-757. doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2015139

摘要 ( 465 )

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“十二五”期间，国家电网公司信息系统应用不断深化，一级部署的大型管理信息系统数目不断增加，覆盖范围广，用户数量庞大，软硬件资源池、云计算等新技术对电力数据网提出了新的挑战。CDN是一个由分布在不同区域的节点服务器群组成的虚拟网络。CDN将信息资源推向网络边缘，使得客户快速访问到所需的内容。对电力信息业务的加速需求、电力CDN承载要求、关键技术进行了深入剖析。结合电力信息系统架构及电力数据网络，提出二级网络架构三层存储架构的电力CDN体系，深入分析CDN安全防护要求，最后设计开发了电力CDN管控平台和电力CDN实验床。

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