面向5G無線網(wǎng)絡(luò)的智能干擾管理技術(shù)

覃茹婷

【摘? 要】目前社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，在人們正常的生活與學習中當今的4G已經(jīng)滿足不了現(xiàn)階段人們的需求，因此5G技術(shù)正在疾步而來。而作為5G技術(shù)的關(guān)鍵就是超密集組網(wǎng)，這也是能夠滿足未來千倍流量數(shù)據(jù)需求的根本途徑與手段。但在實際應(yīng)用過程中網(wǎng)絡(luò)密集化部分常常受到嚴重的干擾，基于此本文詳細的對5G無線網(wǎng)絡(luò)中的智能抗干擾技術(shù)做出了詳細的描述與研究。

【關(guān)鍵詞】干擾管理;資源管理;異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò);

引言

在目前無線通信技術(shù)有著飛速的發(fā)展并且對于智能終端設(shè)備的普及程度越來越大，因此相關(guān)移動業(yè)務(wù)呈現(xiàn)出越來越多的種類服務(wù)，并且隨著數(shù)據(jù)爆炸式的增長與發(fā)展態(tài)勢。加上人們?nèi)缃駥o線網(wǎng)絡(luò)的要求越來越高，在發(fā)展過程中對未來無線網(wǎng)絡(luò)的超高連接密度以及超高流量密度等問題均帶來了難得的機遇和嚴峻的挑戰(zhàn)，在產(chǎn)業(yè)界以及通信學術(shù)界正在向此方面積極致力于研究與發(fā)展5G無線網(wǎng)絡(luò)。為了能夠滿足如今人們的各種需求以及實現(xiàn)萬物互聯(lián)的最終愿景，5G無線網(wǎng)絡(luò)正在向著一種高度融合智能的無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。但從目前的研究與發(fā)展現(xiàn)狀觀察，想要更好的推動5G的發(fā)展與研究革命性技術(shù)最為主要的途徑就是要突破網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及無線技術(shù)這兩個方面。并且在5G實際推廣應(yīng)用過程中，往往會因為各種網(wǎng)絡(luò)干擾從而延緩5G的研發(fā)與推廣進度，在這種情況下如果沒有一種合適高性能的抗干擾管理技術(shù)，那么必然就在極大程度上成為制約5G發(fā)展的關(guān)鍵所在，因此可見智能干擾管理技術(shù)是目前快速提升5G無線網(wǎng)絡(luò)性能的關(guān)鍵技術(shù)所在。

1、對干擾管理的研究現(xiàn)狀分析

對于整個無線通信網(wǎng)絡(luò)來說，當相同資源域或者是通信鏈路共享的時候就會互相產(chǎn)生干擾，并且由于干擾的存在將會對整個網(wǎng)絡(luò)資源以及網(wǎng)絡(luò)性能造成非常嚴重的影響。由此可見對干擾管理技術(shù)的發(fā)展就顯得十分重要與必要。在實際的發(fā)展過程中，可以將干擾分成兩種因素即：不利因素以及可用因素。通過對干擾進行不同類別的劃分就能夠通過規(guī)避以及利用干擾這兩個方向來對干擾進行實時的管理工作。

在大多數(shù)的情況下，對于干擾管理的方法，都是將干擾作為不利因素而進行管理與優(yōu)化的。因此對于以上方法中，可以是通過對資源的充分分配調(diào)度來完成避免干擾的產(chǎn)生。

1.1干擾中存在的不利因素

1.1.1干擾的隨機化

對于干擾的隨機化來說，實際就是在接收終端接收到一系列白噪聲的干擾信號，從而對獲得信號的過程中造成一定的干擾。針對這種情況一般采用的干擾隨機化方法為：跳幀，就是通過對每個小區(qū)使用不同的跳幀頻率模式，從而對干擾獲得白化的效果;交織，就是通過在信道編碼之后然后對每個小區(qū)的信號使用不同的交織圖案進行信道的交織工作，從而對避免隨機干擾話的作用與產(chǎn)生;加擾的方式就是在信息交織以及信息編碼之后，對各個小區(qū)的信號采用不同的偽隨機碼，通過偽隨機碼的作用從而對干擾白化起到一定的作用與目的。

1.1.2增強各個小區(qū)之間的干擾協(xié)調(diào)

在這方面的主要工作思想就是在能夠保證用QoS的約束條件下，對發(fā)射功率盡量的避免干擾。在這個過程中可以是通過使用干擾消除技術(shù)也可以是干擾對齊這兩種方式進行。干擾消除就通過接受信噪比或者是對接受信號的強度來進行確定實際檢測順序的。通過使用SIC接收機，從而能夠在設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單、計算復(fù)雜度低并且具有良好的頑健性以及適用性的效果上對信號進行逐次檢測與消除工作。但在實際的應(yīng)用過程中，因為干擾信號在檢測的過程中會存在著一定的偏差，從而并不能完全準確的估計出干擾信號因此對于后續(xù)檢測與消除工作也會存在一定的誤差傳播。干擾對齊技術(shù)其本質(zhì)上其實就是將來自不同干擾源的干擾信號在接收端進行對齊壓縮處理最終實現(xiàn)將信號維度降低的作用，從而實現(xiàn)減少干擾信號所占用的實際維度。

1.2被視為可用資源的干擾

1.2.1網(wǎng)絡(luò)編碼

網(wǎng)絡(luò)編碼是一種基于重新認識干擾的基礎(chǔ)上而研究發(fā)展而來的一項技術(shù)，主是要應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)編碼或者是無線網(wǎng)絡(luò)鏈路層，在此技術(shù)上充分的利用了無線信道的廣播特性，并對多個單播流并存的吞吐量進行了一定的改善作用。通過對網(wǎng)絡(luò)編碼的模擬，從而通過對無線干擾的應(yīng)用，最終實現(xiàn)了改善網(wǎng)絡(luò)性能以及提高傳輸速率。

1.2.2干擾遷移

對于干擾遷移技術(shù)主要的工作原理就是對異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的非均勻負載進行充分的利用，從而提出了干擾遷移的技術(shù)理念。通過將引入移動熱點來對數(shù)據(jù)進行分流工作，從而能夠在很大程度上降低干擾并將干擾引導(dǎo)至低負載小區(qū)內(nèi)部，最終實現(xiàn)有效的降低重負載小區(qū)的一系列相關(guān)干擾，從而也會對系統(tǒng)能量效率有極大的提高。

2、智能干擾管理的體系與方法

5G網(wǎng)絡(luò)為了更好的實現(xiàn)人們的要求與期待，并且應(yīng)用在更多種多樣化的場景中，隨著5G技術(shù)的推進以及發(fā)展在更多的場景以及豐富的業(yè)務(wù)中滲透到物聯(lián)網(wǎng)以及各個行業(yè)的實際領(lǐng)域當中。由此可見，具備高異結(jié)構(gòu)、高智能性以及高動態(tài)性能是5G的主要特點。基于此對干擾管理也應(yīng)當與網(wǎng)絡(luò)的特性有高度的匹配，并且還需要對網(wǎng)絡(luò)實際環(huán)境的反饋做出及時的動態(tài)調(diào)整，最終實現(xiàn)對智能干擾管理以及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境之間的互動，從而能夠更好的提升整個網(wǎng)絡(luò)性能。

干擾環(huán)境是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的重要組成部分之一，因此決定于整個干擾管理方法的設(shè)計與實施。干擾信息能夠通過感知或者是協(xié)作進行獲得干擾信息，然后在對干擾信息進行一系列想關(guān)的處理工作中最終得到干擾模型。而干擾模型的建立又會直接決定相應(yīng)的管理策略以及導(dǎo)致干擾環(huán)境的變化，從而對整個網(wǎng)絡(luò)容量造成影響。根據(jù)以上特點，在實際的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用種對智能動態(tài)的干擾管理構(gòu)架就顯得十分必要。

智能化無線網(wǎng)絡(luò)干擾管理體系主要是由：干擾管理決策、干擾感知、執(zhí)行模塊這三部分組成。干擾感知模塊的主要工作就是負責對無線網(wǎng)絡(luò)中的干擾環(huán)境進行實時的感知工作，通過獲得對干擾在空間上的分布以及干擾結(jié)構(gòu)的特征，從而映射出一系列干擾狀態(tài)的特征;干擾管理決策模塊其實就是一個負責干擾管理方式融合策略的構(gòu)成，并將這些干擾方式策略存儲在干擾管理方式庫中。一旦感知模塊傳來信息，則會自動根據(jù)某些智能化算法針對具體感知產(chǎn)生一系列相關(guān)的干擾管理策略，同時還會對使用策略之后的網(wǎng)絡(luò)性能進行檢測。執(zhí)行模塊對干擾管理策略展開實際的執(zhí)行工作，就是根據(jù)決策在網(wǎng)絡(luò)或者終端進行一系列相關(guān)資源配置以及信號處理等工作。除此之外，干擾決策還能夠根據(jù)實時網(wǎng)絡(luò)性能對網(wǎng)絡(luò)性能之間的差異做出分析與預(yù)測網(wǎng)絡(luò)干擾的狀態(tài)。

結(jié)束語

在5G的實際發(fā)展過程中，干擾問題成為制約發(fā)展限制無線通信網(wǎng)絡(luò)性能的重要因素之一，因此在發(fā)展過程中需要對干擾管理進行進一步的優(yōu)化設(shè)計與調(diào)度協(xié)調(diào)機制從而才能夠?qū)崿F(xiàn)避免干擾的影響或者是將干擾作為一種可在利用的部分資源，因此在對于干擾管理技術(shù)的發(fā)展主要是從這兩面實際進行的。而利用智能化干擾管理技術(shù)，不僅能夠在干擾管理決策、干擾感知、執(zhí)行模塊三方面對干擾體系進行管理研究與發(fā)展，并且還能夠充分的考慮到5G網(wǎng)絡(luò)智能、異構(gòu)以及動態(tài)等相關(guān)特性。并且智能干擾管理體系，能夠詳細的闡述了資源管理以和干擾管理之間存在的種種內(nèi)在聯(lián)系，最終通過聯(lián)合設(shè)計干擾資源管控算法，最終在整個5G的發(fā)展過程中解決干擾的問題，并且提升了網(wǎng)絡(luò)容量。

參考文獻：

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（作者單位：中國移動通信集團廣西有限公司）