[發(fā)明專利]一種基于氣象信息的集中式遠(yuǎn)程干擾抑制系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110426304.4
• 申請(qǐng)日: 2021-04-20
• 公開（公告）號(hào): CN113141623A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王玉震;徐碧蓮;周婷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 王玉震
• 主分類號(hào): H04W24/06
• 分類號(hào): H04W24/06;H04W24/04;G01W1/00
• 代理公司: 濟(jì)南知來知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37276
• 代理人: 崔靜

本發(fā)明公開了一種基于氣象信息的集中式遠(yuǎn)程干擾抑制系統(tǒng)，涉及移動(dòng)通信領(lǐng)域。系統(tǒng)包括環(huán)境信息獲取與利用端、發(fā)送端和接收端。當(dāng)發(fā)生遠(yuǎn)程干擾時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)干擾特征識(shí)別遠(yuǎn)程干擾是否發(fā)生；如果發(fā)生遠(yuǎn)程干擾，干擾基站與受擾基站將上傳網(wǎng)絡(luò)測(cè)量數(shù)據(jù)，同時(shí)獲取相應(yīng)氣象數(shù)據(jù)；利用氣象參數(shù)和天線參數(shù)模擬電磁波傳播分布，來確定具體的調(diào)整參數(shù)，從而提供時(shí)域、空域和頻域的抑制方案。本方案從交叉學(xué)科的角度出發(fā)，基于折射率估計(jì)和拋物方程模型的仿真方法，利用氣象數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)遠(yuǎn)程干擾進(jìn)行了驗(yàn)證分析。能夠更準(zhǔn)確刻畫遠(yuǎn)程干擾傳播規(guī)律，為環(huán)境信息輔助的抑制方案設(shè)計(jì)提供重要的參考依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及移動(dòng)通信領(lǐng)域，具體涉及一種基于氣象信息的集中式遠(yuǎn)程干擾抑制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

大氣波導(dǎo)是一種異常的天氣氣象。當(dāng)?shù)讓哟髿獾哪扯胃叨葍?nèi)存在逆溫現(xiàn)象或折射率隨高度急劇減小的情況時(shí)，就會(huì)使電磁波超折射傳播，大部分電磁波會(huì)被限制在該夾層區(qū)域內(nèi)傳播。如圖1所示，這種現(xiàn)象使得波導(dǎo)層內(nèi)的電磁波信號(hào)只經(jīng)歷很小的衰減，從而比正常氣象條件下傳播的更遠(yuǎn)，通常能達(dá)兩百至三百公里。

4G蜂窩網(wǎng)絡(luò)時(shí)分雙工中，基站與終端的上下行信號(hào)使用相同的頻段，擁有較高的頻譜利用率。為了避免鄰近小區(qū)的下行信號(hào)對(duì)本地用戶的上行信號(hào)產(chǎn)生同頻干擾，在上下行子幀轉(zhuǎn)換時(shí)會(huì)預(yù)留一段保護(hù)間隔，傳統(tǒng)的子幀配置保護(hù)距離只有數(shù)十公里。

在大氣波導(dǎo)的條件下，來自于遠(yuǎn)端基站的下行信號(hào)在波導(dǎo)層中傳輸，超出保護(hù)距離，到達(dá)近端小區(qū)后干擾本地用戶的上行信號(hào)接收，這種超遠(yuǎn)距同頻干擾稱為超遠(yuǎn)距干擾。針對(duì)這個(gè)干擾，需要識(shí)別，基站需要做出天線調(diào)整。怎么利用環(huán)境因素和電磁波方程得出最好的方案調(diào)整，輔助信息就是引入了環(huán)境氣象，大氣波導(dǎo)本來就是一種復(fù)雜的氣象現(xiàn)象。

超遠(yuǎn)距干擾產(chǎn)生機(jī)理復(fù)雜，干擾面積大而且持續(xù)時(shí)間長，發(fā)生時(shí)大大降低上行信道的信噪比，嚴(yán)重降低TDD系統(tǒng)的性能，甚至癱瘓，同時(shí)它難以用傳統(tǒng)的信道建模方法分析預(yù)測(cè)，給運(yùn)營商的干擾管理帶來巨大困擾。如何實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程干擾的時(shí)空頻特性分析和準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，是業(yè)界亟待解決的難點(diǎn)。

為解決超遠(yuǎn)距干擾識(shí)別問題，目前3GPP TR 38.866提供以參考信號(hào)和特征序列編碼為主的識(shí)別方案，但未給出明確的規(guī)避方案。運(yùn)營商在實(shí)際應(yīng)用中，大多采用調(diào)整子幀配置方案的方式，小范圍內(nèi)取得了較好的效果。現(xiàn)有工作大部分是從蜂窩網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化角度研究應(yīng)對(duì)遠(yuǎn)程干擾的措施，但氣象和通信學(xué)科交叉的解決方案比較少。在大范圍跨運(yùn)營商和跨國遠(yuǎn)程干擾的場(chǎng)景下，充分考慮氣象因素，用無線電氣象學(xué)和電磁傳播建模方法去驗(yàn)證分析，將具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

2019年通信標(biāo)準(zhǔn)團(tuán)體3GPP提出的工作流程，該技術(shù)方案過于理想，沒有充分利用環(huán)境氣象輔助信息。

第0步：發(fā)生大氣波導(dǎo)現(xiàn)象，出現(xiàn)超遠(yuǎn)距干擾

第1步：受擾基站底噪抬升，識(shí)別為超遠(yuǎn)距干擾。干擾源基站開始偵聽是否收到特征參考信號(hào)

第2步：在接收到RS后，攻擊者將檢測(cè)到的RS報(bào)告給OAM

第3步：OAM向攻擊者發(fā)送遠(yuǎn)程干擾抑制方案

第4步：攻擊者應(yīng)用遠(yuǎn)程干擾緩解方案

第5步：OAM停止RS監(jiān)視并恢復(fù)原始配置。在侵略者一側(cè)，在受害者一側(cè)停止RS傳輸。

值得注意的是3GPP TR 38.866定義了集中式的協(xié)調(diào)框架。即利用特殊子幀中的下行導(dǎo)頻時(shí)隙DwPTS發(fā)送特征序列及其參考信號(hào)(reference signals,RS)，當(dāng)基站在上行導(dǎo)頻時(shí)隙UpPTS和上行子幀上檢測(cè)到特征序列，就可以準(zhǔn)確判斷發(fā)生了大氣波導(dǎo)干擾。近端通過延遲上行發(fā)射或通過操作管理維護(hù)(operational administrative and maintenance,OAM)系統(tǒng)來間接降低遠(yuǎn)端的發(fā)射功率或提前結(jié)束上行發(fā)射來克服大氣波導(dǎo)干擾。”