基于MLMS算法的5G異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)抗干擾傳輸方法概述

徐惠剛

摘 要 傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)抗干擾傳輸方法在使用時需要先確定干擾類型，降低了網(wǎng)絡(luò)傳輸速率而且容易被破解，難以保證抗干擾傳輸效果。針對以上問題，研究了基于MLMS（Modified Least Mean Square）算法的5G異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)抗干擾傳輸方法。利用MLMS算法分割傳輸數(shù)據(jù)包，確定最優(yōu)數(shù)據(jù)包傳輸長度。選擇網(wǎng)絡(luò)傳輸載波后，利用干擾對齊技術(shù)實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)中多小區(qū)的干擾抑制傳輸。通過與傳統(tǒng)抗干擾傳輸方法的對比實驗，證明了利用MLMS算法的抗干擾傳輸方法能夠有效降低網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膩G包率及誤碼率。

關(guān)鍵詞 MLMS算法;5G異構(gòu)網(wǎng)絡(luò);抗干擾傳輸;數(shù)據(jù)包

15G異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)抗干擾傳輸方法設(shè)計

1.1 利用MLMS算法分割傳輸數(shù)據(jù)包

當5G異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中存在干擾時，為減小數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`碼率，通常采用減小數(shù)據(jù)包長度的形式，而減小數(shù)據(jù)包長度，會增加5G異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的吞吐量，影響網(wǎng)絡(luò)的生命周期[1]。因此，本文在傳統(tǒng)的LMS算法的基礎(chǔ)上，引入時延參量，從而實現(xiàn)對5G異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)包的自適應(yīng)分割。

5G異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的吞吐速率與數(shù)據(jù)包長度之間滿足以下關(guān)系式[2]：

（1）

公式（1）中，為網(wǎng)絡(luò)傳輸一個數(shù)據(jù)包需要花費的時間;為數(shù)據(jù)包傳輸?shù)臅r間開銷;為數(shù)據(jù)包中除包頭外的數(shù)據(jù)傳輸時間;為數(shù)據(jù)包中包頭的傳輸時間;為最佳數(shù)據(jù)包長度;為5G異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的吞吐速率;為5G異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的正常數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖畲笳`碼率;為數(shù)據(jù)包中數(shù)據(jù)傳輸速率。使用MLMS算法求取合適的值，引入時延變量，利用當前時刻的梯度估計代替前一時刻的梯度估計。公式（2）可以計算數(shù)據(jù)包長度序列[3]：

（2）

公式（2）中，為5G異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包成功傳輸?shù)母怕实墓烙嬛?為收斂參數(shù);和為固定數(shù)值。設(shè)定初始值，可以獲得上式中的所有可能取值。由于為一收斂數(shù)列，在MLMS算法的迭代下，可以得到數(shù)列的收斂值，對應(yīng)的收斂值即為數(shù)據(jù)包分割長度。數(shù)據(jù)包分割后，選擇5G異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)傳輸載波，實現(xiàn)5G異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)信號抗干擾傳輸。

1.2 實現(xiàn)5G異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)信號抗干擾傳輸

假設(shè)5G異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中包含Q個小區(qū)和K個用戶，每個5G用戶和基站都配有等量的收發(fā)天線。建立二進制矩陣用來描述小區(qū)中成員傳輸數(shù)據(jù)的載波狀態(tài)。當二進制矩陣中元素的取值為1時，表示對應(yīng)成員的載波分配給對應(yīng)小區(qū)。根據(jù)小區(qū)5G基站的發(fā)射功率、小區(qū)對應(yīng)的信道噪聲功率，可以計算小區(qū)信道的信噪比，從而得到5G網(wǎng)絡(luò)的最大載波傳輸速率。利用貪婪算法找出并關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)載波頻段上最差的小區(qū)，以網(wǎng)絡(luò)擬合速率最大為算法求解準則，對5G網(wǎng)絡(luò)的每個載波頻段進行最優(yōu)化處理[4]。

2實驗研究

上文研究了基于MLMS算法的5G異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)抗干擾傳輸方法，本節(jié)將通過對比實驗來驗證抗干擾傳輸算法的可靠性，對比方法為基于泛在物聯(lián)網(wǎng)的多終端電力通信網(wǎng)抗干擾方法的研究（文獻[1]）。

2.1 實驗內(nèi)容

在專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)通信傳輸監(jiān)測軟件下完成本次實驗驗證，為避免其他因素影響實驗結(jié)果的真實性，不同方法測試的實驗過程中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包、網(wǎng)絡(luò)受到的信號干擾強度完全相同。處理并分析實驗數(shù)據(jù)，得出最終的實驗結(jié)論。

2.2 實驗結(jié)果

在應(yīng)用兩種抗干擾傳輸方法的情況下，5G異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸丟包率和誤碼率記錄結(jié)果如表1所示，對比分析表格中的數(shù)據(jù)，得出相應(yīng)結(jié)論。

分析表1可知，應(yīng)用本文方法的實驗網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的丟包率和誤碼率均低于5%，遠遠低于應(yīng)用傳統(tǒng)方法的實驗網(wǎng)絡(luò)。應(yīng)用文獻[1]方法的實驗網(wǎng)絡(luò)丟包率符合5G通信技術(shù)的要求，但是誤碼率已經(jīng)遠超5G通信傳輸技術(shù)的標準。而應(yīng)用本文方法的實驗網(wǎng)絡(luò)丟包率和誤碼率符合當前的通信技術(shù)要求。以上數(shù)據(jù)表明文獻[1]方法在應(yīng)用于5G異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)時，不具有較好的抗干擾能力，相反，本文方法能夠?qū)崿F(xiàn)較好的抗干擾傳輸效果，具有實際應(yīng)用價值。

3結(jié)束語

5G技術(shù)是未來通信的主流，提高5G網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量是推廣5G技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)。本文研究了基于MLMS算法的5G異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)抗干擾傳輸方法，并且通過與對比方法的對比實驗驗證了應(yīng)用本文研究方法能夠獲得更佳的抗干擾效果。

參考文獻

[1] 張建粉，錢宇，湯三.基于泛在物聯(lián)網(wǎng)的多終端電力通信網(wǎng)抗干擾方法的研究[J].機械與電子，2020，38（4）：16-19，23.

[2] 趙磊，王兵兵，阮朗，等.一種基于帶寬重構(gòu)的信道選擇抗干擾方法研究[J].通信技術(shù)，2019，52（10）：2341-2347.

[3] 曹素珍，郎曉麗，劉祥震，等.5G網(wǎng)絡(luò)下新的異構(gòu)簽密方案[J].信息網(wǎng)絡(luò)安全，2018（11）：33-39.

[4] 孫見鵬，劉宏，劉瀅浩，等.易于硬件實現(xiàn)濾除ECG信號運動干擾的變步長LMS算法[J].傳感器與微系統(tǒng)，2018，37（5）：120-122，127.