探究5G無線網(wǎng)絡下的智能干擾管理技術

大唐移動通信設備有限公司 張 然

本文從當干擾為有利因素與當干擾為不利因素兩個方面，對干擾管理的發(fā)展進行了分析，并從智能干擾管理體系的構(gòu)建、聯(lián)合異構(gòu)網(wǎng)絡資源的新型干擾管理策略等方面，對5G無線網(wǎng)絡下的智能干擾管理技術及相應的干擾管理方法進行了分析，以期為促進在5G無線網(wǎng)絡環(huán)境之下，智能干擾管理技術的更好開展提供參考。

一、引言

隨著近年來我國經(jīng)濟及科技領域的飛速發(fā)展，使得我國的無線網(wǎng)絡技術得到了飛速的發(fā)展，不僅僅使4G網(wǎng)絡基本得到了普及應用，同時5G網(wǎng)絡也呈現(xiàn)出飛速上升的發(fā)展趨勢，但就無線網(wǎng)絡的整體發(fā)展而言，其仍然受到諸多干擾因素的影響，應充分運用智能干擾管理，促進5G無線網(wǎng)絡的良好發(fā)展。

二、干擾管理的發(fā)展

（一）當干擾為有利因素

第一點，多點協(xié)同傳輸技術——聯(lián)合處理/傳輸（JP/JT），這一技術與協(xié)調(diào)調(diào)度/波束成形（CoMPCS/CB）有所不同，本技術主要是幫助小區(qū)對所要窗函數(shù)的數(shù)據(jù)信息加以共享，從而使多個互助小區(qū)能夠同時的向用戶進行數(shù)據(jù)的傳輸，并能夠?qū)⒉煌^(qū)之間的干擾加以轉(zhuǎn)變，使之成為有用的信號，以此來提升接受信號的質(zhì)量，從而能夠促進系統(tǒng)性能的有效提升。

第二點，干擾遷移這一技術主要是對移動熱點加以引入，并以此來對數(shù)據(jù)加以分流，從而將較為嚴重的干擾向低負載小區(qū)之中引入，以此來實現(xiàn)對重負載 小區(qū)干擾方面的有效降低，最終實現(xiàn)了對系統(tǒng)能量效率的提升。

第三點，網(wǎng)絡編碼，這一技術是在對干擾重新認識的基礎之上所發(fā)展起來的一種極為重要的技術，其主要是在無線網(wǎng)絡的鏈路層加以應用，并對無線信道所具有的廣播特性進行了充分的利用，能夠?qū)Χ鄠€單播流并存的吞吐量性能加以改善。且模擬網(wǎng)絡編碼，通過對無線干擾的巧妙運用，有效對傳輸速率進行了提升，進而進一步對網(wǎng)絡性能加以改善。

（二）當干擾為不利因素

第一點，干擾隨機化，其主要的目的是對白噪聲的干擾信號加以接收，其也就是隨機化的干擾信號，以此來從中獲得對干擾加以抑制的解決增益。

第二點，干擾消除，這一技術開展的主要目的便是對干擾信號開展譯碼，重構(gòu)而后刪除的一系列操作，其最初是應用于CDMA系統(tǒng)之中的多用戶檢測技術之內(nèi)。此外，其依照譯碼干擾信號方式上的不同，又可分為串行和并行干擾消除。

第三點，干擾對齊，其主要是將干擾源不同的干擾信息，在接收端之中進行對齊壓縮，直到其達到較小的信號維度，從而實現(xiàn)對分干擾信號占用維度方面的有效減小。

第四點，增強型小區(qū)干擾協(xié)調(diào)，這一技術主要是對微蜂窩與宏小區(qū)之間所存在的層間干擾進行有效的降低，進而能夠?qū)崿F(xiàn)對邊緣用戶性能的有效提升。

第五點，多點協(xié)同傳輸技術——協(xié)調(diào)調(diào)度/波束成形（CoMPCS/CB），這一技術主要是通過協(xié)調(diào)調(diào)度/波束成形，實現(xiàn)對小區(qū)邊緣用戶干擾方面的有效抑制，從而提升網(wǎng)絡性能。

三、5G無線網(wǎng)絡下的智能干擾管理技術及方法分析

在當前的網(wǎng)絡發(fā)展之中，為促進5G無線網(wǎng)絡能夠得到良好的發(fā)展與應用，則必須對其中的干擾因子進行充分的了解，并對智能干擾管理技術及與之相對應的管理體系和管理方法加以明確。因此，需對智能干擾管理體系的構(gòu)建及相應管理技術在5G無線網(wǎng)絡之中的應用進行分析，其主要表現(xiàn)在以下幾方面。

（一）智能干擾管理體系的構(gòu)建

就當前的網(wǎng)絡整體發(fā)展而言，其最為重要的目標便是實現(xiàn)萬物互聯(lián)這一網(wǎng)絡發(fā)展與應用的美好愿望，在這樣的發(fā)展背景之下，5G無線網(wǎng)絡將會應用于更加多種多樣的場景之中，并通過自身所具有的高智能性、高動態(tài)性、高異構(gòu)性等方面的特性，能夠?qū)θ藗冇迂S富的業(yè)務需求加以滿足，并能夠在各個行業(yè)領域及物聯(lián)網(wǎng)之中得到良好的滲透，實現(xiàn)與交通工具、工業(yè)設施、醫(yī)療儀器等方面進行深度的融合，促使各個行業(yè)得到良好的發(fā)展。由此可見，5G無線網(wǎng)絡將會在不斷的發(fā)展與應用之后總將自身的特征性優(yōu)勢充分的發(fā)揮，此時干擾管理若想得到有效的開展，則必須對5G無線網(wǎng)絡本身所具有的特征加以匹配，并依據(jù)實際網(wǎng)絡環(huán)境的反饋，來對干擾管理進行動態(tài)化的調(diào)整，以此來促使干擾管理的開展能夠與網(wǎng)絡環(huán)境之間形成良好的互動，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對網(wǎng)絡性能的整體提升。

就5G無線網(wǎng)絡下的智能干擾管理體系整體而言，干擾環(huán)境是網(wǎng)絡環(huán)境之中的一個基礎的組成部分，這就使得干擾管理的方法都需以干擾環(huán)境為依據(jù)來開展，而網(wǎng)絡干擾信號的獲得則是通過感知協(xié)作的方式，而后在通過估計預測等處理方法來對干擾信號加以處理，便可得到相應的干擾模型，而各個層次之間的干擾模型，則會在一定程度上決定干擾管理策略。此外，干擾環(huán)境會在干擾機制的影響之下發(fā)生相應的改變，進而會對網(wǎng)絡的容量產(chǎn)生影響，這也會在一定程度上影響到干擾管理的設計。

（二）聯(lián)合異構(gòu)網(wǎng)絡資源的新型干擾管理技術的應用

1.干擾遷移技術

就干擾遷移技術而言，其是以異構(gòu)網(wǎng)絡為基礎所開展的技術，微蜂窩基站布設本身具有隨機性的特點，這也就使得其在覆蓋及分布方面難以加以預測，這種無法預測現(xiàn)象的發(fā)生就造成了微蜂窩基站難以均勻分布問題的出現(xiàn)，換而言之，以區(qū)域方面來看，存在部分區(qū)域無微蜂窩小區(qū)，但一些區(qū)域之中微蜂窩小區(qū)出現(xiàn)了交疊覆蓋現(xiàn)象。而就總體而言，這種微蜂窩小區(qū)隨機不均勻分布現(xiàn)象的發(fā)生，會造成在網(wǎng)絡之中，呈現(xiàn)出不同的區(qū)域之間干擾分布的不均。面對此種干擾現(xiàn)象，應依據(jù)實際情況，注重對干擾遷移技術的運用，此時可通過對移動熱點方面的利用，來開展輕干擾區(qū)及重干擾區(qū)的構(gòu)建，若為多模用戶設備，則可在移動熱點接入時對WIFI接口加以利用，然后通過對蜂窩網(wǎng)絡接口的使用，來有效實現(xiàn)Internet的回程，在這一環(huán)節(jié)的開展之中，其中的移動熱點便可被稱作蜂窩用戶。在此過程開展的同時，移動熱點還能夠在蜂窩網(wǎng)絡接口及WIFI接口加以利用的基礎上，于蜂窩網(wǎng)絡與WIFI鏈路二者之間工作頻段未曾交疊的情況之下，實現(xiàn)有效的智能干擾管理，進而促使蜂窩網(wǎng)絡傳輸?shù)母蓴_得到有效的降低。因此，在5G無線網(wǎng)絡之中，對干擾遷移技術加以運用，于整個智能干擾管理而言都具有極為重要的意義。

2.聯(lián)合子信道選擇與功率控制的分布式干擾協(xié)調(diào)技術

在異構(gòu)網(wǎng)絡之中，因微蜂窩在設置與布局具有一定的隨機性，由此導致微蜂窩在布設方面的位置與數(shù)量都具有無法提前預測的特性，在此種情況之下，原本的中心式的資源分配機制便不再適用。此時，聯(lián)合子信道選擇與功率資源的分配，則可于微蜂窩與宏小區(qū)之中使用正交信道布設的異構(gòu)網(wǎng)絡場景內(nèi)開展干擾協(xié)調(diào)，以此來實現(xiàn)對網(wǎng)絡容量加以提升的效果。對此進行簡單的分析便可以發(fā)現(xiàn)，未對系統(tǒng)的容量進行提升，每一個微蜂窩基站都需選擇在干擾方面較小的一組子信道，來開展數(shù)據(jù)的傳輸操作，這就使得在進行子信道的選擇時，每一個微蜂窩基站都需要對其他微蜂窩基站的傳輸情況加以考量，且與此同時，任何微蜂窩基站在選擇子信道時的結(jié)果，還會對其他微蜂窩基站的決策產(chǎn)生重要的影響，也就是說在傳輸策略方面，不同微蜂窩基站相互耦合。此時，為對相互耦合狀態(tài)之下的微蜂窩基站的子信道分配方面的問題加以解決，則可從博弈論的角度來看，可在子信道選擇問題上，通過非合作速率最大化博弈模型來對此問題進行建模。以此在對微蜂窩個體理性進行兼顧的同時，能夠?qū)ξ⒎涓C網(wǎng)絡的整體容量加以提升。

3.以干擾對齊與干擾避免為基礎的聯(lián)合干擾管理技術

在異構(gòu)網(wǎng)絡之中，宏蜂窩基站與微蜂窩基站在服務用戶的數(shù)量、天線的配置、傳輸功率等方面都存在一定的差異性，由此低的在異構(gòu)網(wǎng)絡之中，層間與層內(nèi)干擾之間的特性各不相同。此外，在實際網(wǎng)絡中基站，特別是對于用戶側(cè)配置的天線數(shù)量而言，其并不是無限的，且其被干擾對齊可行性條件所約束，使得在網(wǎng)絡之中實現(xiàn)一個完美的干擾對齊是極為困難的。因此，在網(wǎng)絡之中具有較高挑戰(zhàn)性的便是在設計出干擾對齊算法的同時，能夠?qū)崿F(xiàn)對層間或?qū)觾?nèi)的干擾進行有效的消除。

四、結(jié)論

總而言之，隨著科技的不斷發(fā)展，5G無線網(wǎng)絡是信息發(fā)展進程之中的必然，但這在為人們提供便利的同時，密集化的網(wǎng)絡部署必然也會受到相應的干擾，此時為對5G超密集無線網(wǎng)絡進行有效的控制，則應建立起智能干擾管理系統(tǒng)，并強化干擾遷移技術、以干擾對齊與干擾避免為基礎的聯(lián)合干擾管理技術，及聯(lián)合子信道選擇與功率控制的分布式干擾協(xié)調(diào)技術的應用，促進對5G無線網(wǎng)絡的良好發(fā)展。