CN108847906B - 基于最佳协作搜寻算法的毫米波回程网络干扰管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于最佳协作搜寻算法的毫米波回程网络干扰管理方法。主要解决现有技术中工作在相同子带宽下不同链路相互干扰的问题。其实现方案是，对工作在相同子带宽下的所有链路进行检测，当发现受干扰链路时，对其所受干扰进行遍历，并对找到产生强干扰的干扰源链路，测定干扰源链路的信噪比，优先选择信噪比低于设定门限值的干扰源链路进行协作通信；若不存在信噪比低于门限值的干扰源链路，则再选择信噪比高于门限值的干扰源链路进行协作通信；若未找到强干扰源，则将受干扰链路的传输功率降低，直至消除所有受干扰链路后，停止干扰链路检测，完成对干扰的管理。本发明大幅度提高了网络吞吐量，降低了中断概率，可用于对无线回程网络中的干扰处理。

Description

基于最佳协作搜寻算法的毫米波回程网络干扰管理方法

技术领域

本发明属于通信技术领域，特别涉及一种对干扰的管理方法，可用于无线回程网络中的干扰处理。

背景技术

随着通信系统中设备数量与数据流量的提升，频谱资源愈发紧张，这严重阻碍了移动通信的进一步发展。到目前为止，微波范围内的频谱带几乎被完全占用，尤其在用频高峰时段，数据传输更为拥堵。尽管通过现代化监管和分配，可以提升频谱利用率，但是为了满足未来无线通信需求，需要拓展可用频谱资源。因此，毫米波通信更适用于未来流量剧增的移动通信系统。

毫米波无线回程网络具有高容量，高能效，低传输延迟和低成本等优点，因此可以成为未来无线通信系统的候选者。有部分国家和地区已经开始了对毫米波的利用。例如美国联邦通信委员会在2016年已经授权分配10.85GHz的毫米波用于5G的改进。目前也有许多不同的回程技术可供选择，E-band就是其中之一，该频段频谱资源丰富，大气衰减相对较低，且在部分国家已拥有频谱许可证，在全球广泛部署的E-band点对点视距微波无线通信系统，又称为毫米波无线通信系统，在还未获许可的57-64GHz频段、已获得许可证的71-86GHz频段和92-95GHz频段上工作。因此，毫米波无线回程网络非常适合在人口稠密的城市环境和郊区工业区环境中使用。基于这个重要优势，预测在未来几年内，毫米波无线回程网络的市场将会发生突飞猛进的发展，

现阶段，毫米波无线回程网络的研究已经有一定的进展，在文献中，关于毫米波通信的研究主要集中在信道建模方面，还有在覆盖率和速率概率方面，对传统蜂窝网络的室内外环境的适用性分析。在对由有线光纤和毫米波无线组成的无线波回程网络的研究中，有学者研究了异构回程网络中的资源分配问题。还有部分学者研究了异构回程网络在数据包延迟方面的性能，并证明了新型无线回程网络技术优于传统有线技术。最近，又有学者研究了具有设备与设备传输能力的混合异构网络中无线电接入、毫米波以及光纤的联合调度。由于工作在同一子带宽下的不同回程链路中存在相互干扰，这使得毫米波回程网络的性能大大降低。但是在现阶段的研究中，尚未有学者对这种干扰的管理方法进行研究。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于最佳协作搜寻算法的毫米波回程网络干扰管理方法，以提升无线毫米波回程网络的吞吐量，降低中断概率，降低控制信道的负载，进而提高无线毫米波回程网络的传输性能。

为实现上述目的，本发明的技术方案包括如下：

(1)对工作在相同子带宽下的链路进行逐一检测，并将每一条链路的检测结果与设定的门限值进行比较：

如果检测到宏基站A与微基站a的回程链路A→a的信噪比低于设定的门限值，则将该回程链路A→a判定为受强干扰链路，执行(2)；反之，则判定该回程链路A→a为非受强干扰链路，执行(3)；

(2)对该链路所受的干扰类型进行分类处理：

2a)对回程链路A→a所受到的干扰进行遍历，若该链路受到的强干扰由另一干扰源宏基站B造成，并形成干扰源宏基站B到微基站a的强干扰链路B→a，且干扰源宏基站B到原配微基站b的回程链路B→b的信噪比

低于设定的门限值μ_t，则微基站a向宏基站A通过反馈信道发送干扰管理请求指令0或1，宏基站A与干扰源宏基站B建立协作通信，同时向微基站a发送信息，否则，执行2b)；

2b)再次对回程链路A→a所受到的干扰进行遍历，若链路A→a受到的强干扰由另一干扰源宏基站C造成，并形成干扰源宏基站C到微基站a的强干扰链路C→a，且干扰源宏基站C到原配微基站c的回程链路C→c信噪比

高于设定的门限值μ_t，则微基站a向宏基站A通过反馈信道发送干扰管理请求指令0或1，宏基站A和干扰源宏基站C建立协作通信，同时向微基站a发送信息，否则，执行2c)；

2c)再次对回程链路A→a所受到的干扰进行遍历，若对链路A→a产生干扰的链路均为非强干扰链路，则在保证所需求最低通信质量的前提下，微基站a向宏基站A通过反馈信道发送干扰管理请求指令0或1，降低宏基站A到微基站a的传输功率；

(3)继续对剩余链路进行检测，若被检测链路中仍存在受强干扰链路，则返回(2)；若所有链路检测完成后，不存在受强干扰链路，则完成对毫米波回程网络的干扰管理。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1.本发明通过受干扰链路和干扰源宏基站的协作传输，大幅度提升网络吞吐量。

2.本发明通过降低受干扰链路的传输功率，有效地降低了网络的中断概率。

3.由于本发明具有操作决策不反回的特点，是一个单向决策过程，并且在反馈信道中只传信令信息1或0，与传统信令传输方式相比，降低了控制信道的负载。

附图说明

图1为本发明的实现流程图；

图2为用本发明对毫米波回程网络干扰管理的中断概率仿真图。

具体实施方式：

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图对本发明进一步详细说明。

本发明的使用场景是一个回程网络，该网络中包括宏基站A到微基站a的回程链路A→a；干扰源宏基站B到原配微基站b的回程链路B→b和干扰源宏基站C到原配微基站c的回程链路C→c。设信噪比门限值为μ_t，若某回程链路的信噪比低于该门限值，则该链路被判定为通信受限链路，需要执行干扰管理来提高通信质量。用γ表示干扰源宏基站发送信号时产生的干扰，例如

表示干扰源宏基站B在发送信号时对微基站a产生的干扰，当γ值为1时表示干扰较大，当该值为0时表示干扰较小。

参照图1，本发明在上述场景下的实现步骤如下：

步骤1，干扰链路检测：

1.1)将可用子带宽按照需求分配给所有回程链路；

1.2)对工作在相同子带宽下的链路进行逐一检测，获得每条链路的信噪比；

1.3)根据系统要求最低信息传输速率C，利用公式μ_t＝2^C-1，设定信噪比门限值μ_t；

1.4)将每条链路所测得的信噪比与设定信噪比门限值μ_t进行比较：

若宏基站A与微基站a的回程链路A→a的信噪比低于设定的门限值μ_t，则将该回程链路A→a判定为受强干扰链路，执行步骤2；

若宏基站A与微基站a的回程链路A→a的信噪比高于设定的门限值μ_t，则将该回程链路A→a判定为受强干扰链路，执行步骤3。

步骤2，对该链路所受的干扰类型进行分类处理：

针对回程链路A→a受到的干扰，进行如下处理：

2.1)对回程链路A→a所受到的所有干扰进行遍历，并测定所有干扰链路的干扰强度γ，当γ值为1时表示干扰较大，当γ值为0时表示干扰较小；将干扰强度为

的链路判定为强干扰链路，即干扰源宏基站B到微基站a的强干扰链路为B→a；测定干扰源宏基站B与原配微基站b的回程链路B→b的信噪比，优先考虑该干扰源链路信噪比小于门限值μ_t时的情况，并令微基站a向宏基站A发送干扰管理请求指令0或1，将宏基站A与干扰源宏基站B建立协作通信，同时向微基站a发送信息；若回程链路A→a所受到的干扰不存在干扰源链路信噪比小于门限值μ_t的情况，则执行2.2)；

2.2)选择干扰源链路信噪比大于门限值μ_t的链路进行协作，即微基站a向宏基站A发送干扰管理请求指令0或1，建立宏基站A与干扰源宏基站C的协作通信，同时向微基站a发送信息；

若回程链路A→a所受到的干扰不存在由强干扰链路造成干扰的上述两种情况，则执行2.3)；

2.3)对回程链路A→a所受到的所有干扰进行遍历，并测定所有干扰链路的干扰强度γ，若未发现对该回程链路产生强干扰的干扰源链路，即所有干扰链路的干扰强度均满足γ_a＝0，则微基站a向宏基站A发送干扰管理请求指令0或1，令宏基站A降低对微基站a的传输功率，同时保证其最低通信需求。

步骤3，剩余链路检测。

对受干扰链路经过步骤2处理后，继续对已处理的受干扰链路和未经过检测的链路进行检测，判断是否存在受强干扰链路：

若被检测链路中仍存在受强干扰链路，则返回步骤2；

若所有链路检测完成后，不存在受强干扰链路，则完成对毫米波回程网络的干扰管理。

本发明的效果可以通过仿真进一步说明：

1.仿真条件：设毫米波回程网络中，包括9个宏基站和27个微基站。每两个宏基站间隔1公里。通信频段为W频段，可用总带宽为1GHz，每个宏基站的最大发送功率为46dBm，噪声功率为-174dBm/Hz。

2.仿真内容：对毫米波回程网络中采用本发明干扰管理方法和无干扰管理方法的中断概率进行仿真比较，结果如图2。图2中，纵坐标为“中断概率”，表示回程链路通信仿真10000次中平均未发生中断的概率；横坐标为“最低需求速率”。

由图2仿真结果可知，在同一最低需求速率的情况下，采用本发明的毫米波回程网络的中断概率明显低于不采用干扰管理方法的中断概率；特别指出，在最低需求速率为1Gbps条件下，采用本发明的毫米波回程网络，其中断概率低于20％。

Claims (3)

1.一种基于最佳协作搜寻算法的毫米波回程网络干扰管理方法，其特征在于，包括：

(1)对工作在相同子带宽下的链路进行逐一检测，并将每一条链路的检测结果与设定的门限值进行比较：

如果检测到宏基站A与微基站a的回程链路A→a的信噪比低于设定的门限值，则将该回程链路A→a判定为受强干扰链路，执行(2)；反之，则判定该回程链路A→a为非受强干扰链路，执行(3)；

(2)对该链路所受的干扰类型进行分类处理：

2a)对回程链路A→a所受到的干扰进行遍历，若该链路受到的强干扰由另一干扰源宏基站B造成，并形成干扰源宏基站B到微基站a的强干扰链路B→a，且干扰源宏基站B到原配微基站b的回程链路B→b的信噪比

低于设定的门限值μ_t，则微基站a向宏基站A通过反馈信道发送干扰管理请求指令0或1，宏基站A与干扰源宏基站B建立协作通信，同时向微基站a发送信息，否则，执行2b)；

2b)再次对回程链路A→a所受到的干扰进行遍历，若链路A→a受到的强干扰由另一干扰源宏基站C造成，并形成干扰源宏基站C到微基站a的强干扰链路C→a，且干扰源宏基站C到原配微基站c的回程链路C→c信噪比

高于设定的门限值μ_t，则微基站a向宏基站A通过反馈信道发送干扰管理请求指令0或1，宏基站A和干扰源宏基站C建立协作通信，同时向微基站a发送信息，否则，执行2c)；

2c)再次对回程链路A→a所受到的干扰进行遍历，若对链路A→a产生干扰的链路均为非强干扰链路，则在保证所需求最低通信质量的前提下，微基站a向宏基站A通过反馈信道发送干扰管理请求指令0或1，降低宏基站A到微基站a的传输功率；

(3)继续对剩余链路进行检测，若被检测链路中仍存在受强干扰链路，则返回(2)；若所有链路检测完成后，不存在受强干扰链路，则完成对毫米波回程网络的干扰管理。

2.根据权利要求1所述的方法，其中信噪比门限值μ_t，是根据系统要求最低信息传输速率C得到 的，即μ_t＝2^C-1。

3.根据权利要求1所述的方法，其中强干扰链路，是指干扰源宏基站对受干扰微基站造成干扰时，二者形成的链路，其干扰强度值为γ，当γ值为1时表示干扰较大，即强干扰，当γ值为0时表示干扰较小，即非强干扰。

Images