智能干扰管理技术在5G网络中的探索与应用刘富泉

智能干扰管理技术在5G网络中的探索与应用刘富泉

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摘要:5G作为近年来移动通信技术全面升级的重要产物,其所包含的超密集组网是实现超高流量的有效途径。超密集组网作为5G关键技术之一,是满足现有社会发展中对网络需求的重要方式之一。但目前5G网络在发展过程中由于过于密集化的布设可能会产生较为严重的干扰现象,因此,5G超密集网络中的干扰管理是目前重要的研究方向。本文从各种干扰因子的处理思路为出发点,通过对5G无线网络下智能干扰管理技术进行分析和研究,以供参考。

关键词:5G;智能干扰管理技术;基本思路;应用

伴随着无线通讯技术快速发展与智能化移动终端通信设备的全面普及,移动业务逐渐展现出多元化色彩,数据流量呈现几何级的增长趋势。面对未来无线网络超高流量和超大连接等产生的艰巨挑战,我国通信领域致力于5G无线网络开发、研究和标准化现实工作。5G无线网络是未来无线网络的发展趋势,它具有超密集组网,所以信号品质更好,同时可以提高播放质量,解决网络不顺畅的问题,让手机更省电。但是因为5G无线网络的组网比较密集,所以很容易受到来自很多方面干扰因素。本文将重点探讨5G网络的智能干扰技术。

1处理干扰因子的基本思路

1.1干扰随机化处理

所谓干扰的随机化是5G无线网络指网络干扰的产生是随机的,在接收端可能会受到很多的噪声及干扰信号,对其干扰信号进行调频、交织和加扰是缓解随机化干扰的常用和有效的方法。调频主要是针对小区调频方式有所差异的情况,通过调频后,减少干扰的发生。交织是指针对小区信号交织存在的问题,完成相应的信道交织。而加扰是指针对小区的信号问题采取随机加码,从而有效对其进行干扰。

1.2增强各个小区之间的干扰协调处理能力

想要将小区以及微蜂窝这两种小区网络之间里的层间干扰有效的降低到我们想要的效果,那么对于提高边缘用户的性能就是十分有必要的。而且,在3GPP与LTE-Advanced的R10这个版本里已经针对各个小区之间的干扰,提出了如何有效增强小区干扰协调的技术,其中主要有三种解决方案:①频域eICIC;②以功率控制为基础的eICIC;③时域eICIC。与第三种相比较,第一和第二两种都存在一定的不足,比如说,第一种频域eICIC有可能造成频域的资源浪费现象;以功率控制为基础的eICIC是以QoS约束来作为前提条件。可是,时域eICIC是一个以子帧为基础,以时间域为基础进而对网络进行干扰协调,对于控制干扰小区里的干扰信号具有十分重要的作用。

1.3采用多点协调的传输技术

在5G无线网络干扰下,我们又研究出了一种能够在多点之间相互协调实现多点传输的技术,换句话也叫:协调调度/波束成形(CoMPCS/CB),这项技术主要借助于协调的调度,又或者以波束成形作为技术基础,这样可以将一些处于小区边缘的用户的干扰有效的抑制。对于各大协作小区来说,能够实现共享不同小区的信号状态,虽然不同的小区之间能够共享信号状态,但是不同的小区之间却不能够共享用户的数据,这样一来,在一定的程度上,保护了用户的数据,所以多点协调传输技术能够合理实现多小区共享信号状态,但是又保护了用户的数据不被侵犯,能够使保护小区的性能达到最优化。而且,最重要的是,还能够有效降低相邻小区出现的干扰问题。

2智能干扰管理技术在5G无线网络中的应用

2.1智能干扰管理体系的构建

“万物互联”是5G无线网络的愿景,通过5G网络,在构建多样化场景的条件下,能够使人们的业务需求更加丰富,并涉及于交通、医疗、工业、农业等各个领域。总体而言,对于5G网络来说,其高动态性、高智能型以及高异构性的特点非常显著。所以,对于干扰管理,有必要和网络特征相匹配,以网络环境的反馈采取动态调整措施,以此使干扰管理和网络环境的互动得到有效实现,进一步使网络性能得到有效提高。如下图1所示,为干扰管理环图示。

图1:干扰管理图

在网络环境中,干扰环境是基础部分,干扰管理方法的设计便取决于干扰环境。而对于干扰信号来说,能够经感知或者协作获取,经干扰信号处理获取干扰模型,不同层次的干扰模型使得相对应的管理策略得到有效实现。与此同时,在干扰管理机制的作用下,能够使干扰环境产生一定程度的改变,进一步使网络容量受到影响,并重新作用在干扰管理策略的设计上。在上述功能得到有效实现的基础上,基于现实网络中融入智能动态的干扰管理架构,便能够使网络干扰管理得到有效实现。

2.2新型智能干扰管理策略的应用

2.2.1干扰迁移

就干扰迁移技术而言,其是以异构网络为基础所开展的技术,微蜂窝基站布设本身具有随机性的特点,这也就使得其在覆盖及分布方面难以加以预测,这种无法预测现象的发生就造成了微蜂窝基站难以均匀分布问题的出现,换而言之,以区域方面来看,存在部分区域无微蜂窝小区,但一些区域之中微蜂窝小区出现了交叠覆盖现象。而就总体而言,这种微蜂窝小区随机不均匀分布现象的发生,会造成在网络之中,呈现出不同的区域之间干扰分布的不均。面对此种干扰现象,应依据实际情况,注重对干扰迁移技术的运用,此时可通过对移动热点方面的利用,来开展轻干扰区及重干扰区的构建,若为多模用户设备,则可在移动热点接入时对WIFI接口加以利用,然后通过对蜂窝网络接口的使用,来有效实现Internet的回程,在这一环节的开展之中,其中的移动热点便可被称作蜂窝用户。在此过程开展的同时,移动热点还能够在蜂窝网络接口及WIFI接口加以利用的基础上,于蜂窝网络与WIFI链路二者之间工作频段未曾交叠的情况之下,实现有效的智能干扰管理,进而促使蜂窝网络传输的干扰得到有效的降低。因此,在5G无线网络之中,对干扰迁移技术加以运用,于整个智能干扰管理而言都具有极为重要的意义。图2为干扰迁移图示。

图2:干扰迁移示意图

2.2.2干扰协调

随着目前5G网络的发展,传统的中心式资源分配机制已不再适应当前的网络环境,主要是由于微蜂窝位置的布设具有较大的随机性,导致对其的位置与数量等实际信息不能进行准确的推测,而采用联合信道与功率资源的分配,可达到提升网络容量的效果在具体的实施过程中,每个微蜂窝基站进行数据传输过程中,对于子信道的选择,必须选择干扰小的。在选择子信道时,为了保证微蜂窝基站的传输的有效性,还应加强对其他微蜂窝基站的充分考虑。

2.2.3联合干扰管理

无论是异构网络中的宏蜂窝基站,还是微蜂窝基站,在许多方面都存在一定的异构性,包括天线配置以及服务用户数等等,这一性质决定了层内干扰与层间干扰存在的差异。联合干扰管理技术主要包括两个方面,一方面为干扰对齐,另一方面为干扰避免。由于在实际网络基站中受相关条件的制约,导致在整个网络中无法实现完美的干扰对齐。对于网络中的干扰,只采用对齐干扰,是无法完全消除的,对此应加强两种的资源应用,即网络时域资源和信号空间资源,与此同时还应有效结合微蜂窝调度机制,进而实现有效的干扰管理。

3结语

5G无线网络是无线网络的发展趋势,超密集组网的应用虽然能够满足高标准的数据流量需求,但是也会受到严重的干扰。为了保证5G的超密集组网能够得到有效控制,必须要做好技术部署,为对5G超密集无线网络进行有效的控制,则应建立起智能干扰管理系统,并强化干扰迁移技术、以干扰对齐与干扰避免为基础的联合干扰管理技术,及联合子信道选择与功率控制的分布式干扰协调技术的应用,促进对5G无线网络的良好发展。

参考文献:

[1]周达.基于5G无线网络的智能干扰技术探究[J].中国新通信,2017,19(21):18.

[2]叶文彬.5G无线网络下的智能干扰管理技术研究[J].中国新通信,2017,19(08):96-97.

[3]李建东,刘磊,盛敏,徐超.面向5G无线网络的智能干扰管理技术[J].电信科学,2016,32(06):3-14.

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