5G無線網(wǎng)絡(luò)下的智能干擾管理技術(shù)研究

葉文彬

【摘要】 超密集組網(wǎng)是一種5G關(guān)鍵技術(shù)，該技術(shù)可以使未來千倍數(shù)據(jù)流量需求得到有效滿足。但是，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)密集化部署來說，會(huì)受到較為嚴(yán)重的干擾，為了使5G超密集網(wǎng)絡(luò)得到有效控制，便有必要注重干擾管理策略的應(yīng)用。本次在分析相關(guān)干擾因子基本處理思路的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)5G無線網(wǎng)絡(luò)下的智能干擾管理技術(shù)進(jìn)行分析，希望以此為5G無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用發(fā)展提供具有價(jià)值的參考建議。

【關(guān)鍵詞】 5G無線網(wǎng)絡(luò) 智能干擾 管理技術(shù)

進(jìn)入21世紀(jì)以來，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)健發(fā)展的背景下，我國(guó)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了快速的發(fā)展。從現(xiàn)狀來看，4G網(wǎng)絡(luò)得到普及，基于未來發(fā)展趨勢(shì)來看5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的勢(shì)頭正在前進(jìn)。從5G無線網(wǎng)絡(luò)的基本概念來看，將屬于一個(gè)高度融合以及高度智能的無線網(wǎng)絡(luò)。結(jié)合現(xiàn)狀研究，一致認(rèn)為要想使5G網(wǎng)絡(luò)得到有效發(fā)展，需注重?zé)o線技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的革新[1]。但是，由于受到多項(xiàng)干擾因子的影響，使得5G無線網(wǎng)絡(luò)下的智能干擾管理存在缺失點(diǎn)。因此，從5G無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展角度考慮，本文針對(duì)“5G無線網(wǎng)絡(luò)下的智能干擾管理技術(shù)”進(jìn)行研究具備一定的價(jià)值意義。

一、干擾因子處理基本思路分析

基于5G無線網(wǎng)絡(luò)下的智能干擾管理技術(shù)是解決5G無線網(wǎng)絡(luò)干擾因子制定的一種有效技術(shù)方法，從現(xiàn)實(shí)角度來看，影響5G無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展的影響因子角度。比如：超密集組網(wǎng)在對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)基站布設(shè)密度進(jìn)行增加的條件下，能夠使獲取頻率復(fù)用效率得到很大程度的提高。然而，對(duì)于微蜂窩和微微蜂窩來說，存在更為密集的部署，并且還存在小區(qū)覆蓋范圍的重疊，這樣便會(huì)造成更加嚴(yán)重的干擾。從5G無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展來看，干擾被作為一類消極的影響因素，下面對(duì)干擾因子的基本處理思路進(jìn)行分析。

1.1干擾隨機(jī)化處理思路

對(duì)于干擾隨機(jī)化來說，其主要目標(biāo)是基于接收端獲取接近百噪聲的干擾信號(hào)，也就是隨機(jī)化的干擾信號(hào)，進(jìn)一步得到能夠?qū)Ω蓴_產(chǎn)生抑制作用的處理增抑。例如：調(diào)頻、交織以及加擾便是較為常見的干擾隨機(jī)化方法。其中，調(diào)頻主要是針對(duì)每一個(gè)小區(qū)使用有差異的調(diào)頻方式，進(jìn)而獲取干擾白化的效果[2]。對(duì)于交織來說，指的是基于信道編碼后，針對(duì)各小區(qū)信號(hào)應(yīng)用有所差異的交織圖案，然后完成相應(yīng)的信道交織，進(jìn)一步使干擾的隨機(jī)化得到有效實(shí)現(xiàn)。此外，對(duì)于加擾來說，指的是基于信道編碼及信道交織完成之后，針對(duì)不同的小區(qū)的信號(hào)采取有所差異的偽隨機(jī)碼實(shí)施加擾措施，從而使干擾的作用得到有效增強(qiáng)。

1.2增強(qiáng)型小區(qū)之間的干擾協(xié)調(diào)處理思路

對(duì)于宏小區(qū)和微蜂窩兩者之間的層間干擾要想得到有效降低，便有必要對(duì)邊緣用戶的性能加以提升。針對(duì)小區(qū)之間的干擾協(xié)調(diào)技術(shù)，3GPP于LTE-Advanced的R10版本當(dāng)中給出了增強(qiáng)型小區(qū)干擾協(xié)調(diào)技術(shù)，主要的解決方案有三種：其一，頻域eICIC；其二，基于功率控制的eICIC；其三，時(shí)域eICIC[3]。前兩種相較于第三種存在不足，比如頻域eICIC容易使頻域資源浪費(fèi)；基于功率控制的eICIC需將QoS約束作為條件。但是，對(duì)于時(shí)域eICIC來說，是基于一個(gè)子幀上基于時(shí)間域?qū)崿F(xiàn)干擾協(xié)調(diào)，能夠使源自于干擾小區(qū)的干擾得到有效控制。

1.3多點(diǎn)協(xié)調(diào)傳輸技術(shù)

針對(duì)5G無線網(wǎng)絡(luò)下的干擾項(xiàng)，提出了一種多點(diǎn)協(xié)調(diào)傳輸技術(shù)，即：協(xié)調(diào)調(diào)度/波束成形（CoMPCS/CB），對(duì)于該項(xiàng)技術(shù)來說，主要在協(xié)調(diào)調(diào)度的作用下，或在波束成形的基礎(chǔ)上，使得小區(qū)邊緣用戶的干擾受到有效抑制。對(duì)于各大協(xié)作小區(qū)來說，可對(duì)不同小區(qū)間的信道狀態(tài)進(jìn)行共享，但是不可共享用戶的數(shù)據(jù)，這使得用戶的數(shù)據(jù)得到有效保護(hù)。總體而言，在充分采取此信道狀態(tài)信息的基礎(chǔ)上，采取合理的調(diào)度算法選擇，能夠確保小區(qū)性能達(dá)到最優(yōu)化，而且還能夠使相鄰小區(qū)出現(xiàn)的干擾最小化，進(jìn)一步對(duì)信號(hào)波束進(jìn)行協(xié)調(diào)發(fā)送的條件下，能夠使網(wǎng)絡(luò)性能達(dá)到最優(yōu)化狀態(tài)。

二、5G無線網(wǎng)絡(luò)下的智能干擾管理技術(shù)分析

為了促進(jìn)5G無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，需認(rèn)清一些干擾因子，進(jìn)一步明確智能干擾管理體系以及相應(yīng)的管理技術(shù)。下面，將管理體系構(gòu)建及管理技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析。

2.1智能干擾管理體系的構(gòu)建

“萬物互聯(lián)”是5G無線網(wǎng)絡(luò)的愿景，通過5G網(wǎng)絡(luò)，在構(gòu)建多樣化場(chǎng)景的條件下，能夠使人們的業(yè)務(wù)需求更加豐富，并涉及于交通、醫(yī)療、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域[4]。總體而言，對(duì)于5G網(wǎng)絡(luò)來說，其高動(dòng)態(tài)性、高智能型以及高異構(gòu)性的特點(diǎn)非常顯著。所以，對(duì)于干擾管理，有必要和網(wǎng)絡(luò)特征相匹配，以網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的反饋采取動(dòng)態(tài)調(diào)整措施，以此使干擾管理和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的互動(dòng)得到有效實(shí)現(xiàn)，進(jìn)一步使網(wǎng)絡(luò)性能得到有效提高。如下圖1所示，為干擾管理環(huán)圖示。

在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，干擾環(huán)境是基礎(chǔ)部分，干擾管理方法的設(shè)計(jì)便取決于干擾環(huán)境。而對(duì)于干擾信號(hào)來說，能夠經(jīng)感知或者協(xié)作獲取，經(jīng)干擾信號(hào)處理獲取干擾模型，不同層次的干擾模型使得相對(duì)應(yīng)的管理策略得到有效實(shí)現(xiàn)。與此同時(shí)，在干擾管理機(jī)制的作用下，能夠使干擾環(huán)境產(chǎn)生一定程度的改變，進(jìn)一步使網(wǎng)絡(luò)容量受到影響，并重新作用在干擾管理策略的設(shè)計(jì)上。

在上述功能得到有效實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，基于現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)中融入智能動(dòng)態(tài)的干擾管理架構(gòu)，便能夠使網(wǎng)絡(luò)干擾管理得到有效實(shí)現(xiàn)。

2.2干擾遷移技術(shù)的應(yīng)用

干擾遷移技術(shù)。基于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，對(duì)于微蜂窩基站布設(shè)來說，存在隨機(jī)性的特點(diǎn)，在分布和覆蓋等方面的狀況難以預(yù)測(cè)，這樣便可能致使微蜂窩基站在分布上呈現(xiàn)不均勻的情況，也就是說基于某些區(qū)域有交疊覆蓋的若干個(gè)微蜂窩小區(qū)同時(shí)存在，但是另外部分區(qū)域卻無微蜂窩小區(qū)存在。當(dāng)微蜂窩小區(qū)疏密不統(tǒng)一，形成隨機(jī)分布的情況下，便會(huì)致使網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的不同區(qū)域的干擾分布呈現(xiàn)不均的情況。對(duì)此，便有必要注重干擾遷移技術(shù)的應(yīng)用，可利用移動(dòng)熱點(diǎn)，構(gòu)建重干擾區(qū)和輕干擾區(qū)，多模用戶設(shè)備可以經(jīng)WIFI接口將移動(dòng)熱點(diǎn)接入，然后經(jīng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)接口使Internet回程得到有效實(shí)現(xiàn)，基于此環(huán)節(jié)移動(dòng)熱點(diǎn)便稱之為蜂窩用戶。與此同時(shí)，移動(dòng)熱點(diǎn)還能夠在利用WIFI接口以及蜂窩網(wǎng)絡(luò)接口的基礎(chǔ)上，在WIFI鏈路工作頻段和蜂窩網(wǎng)絡(luò)工作頻段沒有交疊情況下，使得蜂窩網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)母蓴_降低。總之，需注重干擾遷移技術(shù)在其中的應(yīng)用，從而使5G無線網(wǎng)絡(luò)下的智能干擾管理得到有效增強(qiáng)。

三、結(jié)語

5G無線網(wǎng)是未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢(shì)，但是網(wǎng)絡(luò)密集化部署會(huì)受到比較嚴(yán)重的干擾，為了使5G超密集網(wǎng)絡(luò)獲得有效控制，則有必要采取相應(yīng)的技術(shù)部署，積極構(gòu)建智能干擾管理體系，并注重干擾遷移技術(shù)和分布式干擾協(xié)調(diào)技術(shù)的應(yīng)用。相信在合理、科學(xué)地應(yīng)用這些技術(shù)的基礎(chǔ)上，能夠使5G無線網(wǎng)絡(luò)的智能干擾管理得到有效增強(qiáng)，進(jìn)一步為5G無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]趙國(guó)鋒，陳婧，韓遠(yuǎn)兵，徐川.5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)綜述[J].重慶郵電大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015，04：441-452.

[2]王瓊，喬寬，楊中豪.蜂窩結(jié)構(gòu)與5G無線通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)[J].廣東通信技術(shù)，2016，03：28-31+46.

[3]董江波，劉瑋，任冶冰，劉娜.5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點(diǎn)分析及無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃思考[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2017，01：38-41.

[4]董江波，劉瑋，任冶冰，劉娜.5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點(diǎn)分析及無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃思考[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2017，01：38-41.