47-5G中大氣波導(dǎo)干擾

本文有兩個縮寫名詞，先熟悉下：在某些天氣條件下，地球大氣中較高高度的低密度會導(dǎo)致折射率降低，使信號向地球反射。在這種情況下，信號可以在高折射率層（即大氣波導(dǎo)）中傳播，因為反射和折射是在具有低折射率材料的邊界處遇到的。在這種被稱為大氣管道的傳播模型中，無線電信號的衰減較小，并且傳播的距離遠大于正常的輻射范圍。這一現(xiàn)象通常發(fā)生在內(nèi)陸地區(qū)波導(dǎo)現(xiàn)象通常影響的頻率范圍在0.3ghz-30ghz之間。在上下行鏈路傳輸方向相同的TDD網(wǎng)絡(luò)中，使用間隙（Gap來避免交叉鏈路干擾。然而，當大氣波導(dǎo)現(xiàn)象發(fā)生時，無線電信號可以傳播較長的距離，傳播延遲超過了間隙（Gap。在這種情況下，如下圖所示，攻擊者基站的下行鏈路信號可以傳播很長的距離并且干擾遠離攻擊者的受害者基站的上行鏈路信號。這種干擾在這里被稱為“遠程干擾”（RemoteInterferenc^。攻擊者（Aggressor）對受害者（Victim）的距離越遠，受害者的上行鏈路符號將受到的影響越大。AggressorPTOfkiSEionOdiy-Ssymbol和64krnjPT卻轉(zhuǎn)猷Oeky5(107kmjVictim!Interference圖1:TDD-LTE遠端干擾在TDD-LTE網(wǎng)絡(luò)中，特殊子幀中的GP只有3個OFDMff號，最大保護距離是64KM超過這個距離，遠端基站的下行就會落到本地基站的上行中，所以會導(dǎo)致遠端干擾。當發(fā)送大氣波導(dǎo)現(xiàn)象時，受干擾基站的熱噪聲干擾呈“傾斜”現(xiàn)象，如下圖：dd圖2:TDD-LTE受擾基站的IOT表現(xiàn)從上圖可知，越靠近Gap的上行符號，干擾越強。這背后的原因是，遠程干擾是由來自不同距離的多個遠程基站的累積信號引起的。具體地說，如圖3所示，侵略者1是與受害者最近的侵略者，它只會在受害者的間隙（Gap之后對第一個上行鏈路符號造成干擾。而對于遠離受害者的攻擊者4，其下行鏈路信號將傳播更長的距離并影響受害者的更多上行鏈路符號。1）如圖3所示，受害者的第一上行鏈路符號受到攻擊者1~4的干擾，而第五上行鏈路符號僅受到攻擊者4的干擾。因此，與遠離間隙的上行鏈路符號相比，那些靠近間隙的符號受到更多侵略者造成的累積干擾，從而在時域上產(chǎn)生傾斜的12I□rIncrPBieEBLKJI123i-3-TincreawSy占課吃3JJ2）由于侵略者1離受害者較近，因此侵略者1的下行鏈路信號將以比侵略者2?4更高的功率到達受害者。因此，在靠近間隙的上行鏈路符號處的干擾應(yīng)高于在遠離間隙的上行圖3:TDD-LTE受擾基站的IOT形成示意圖那么遠程干擾（大氣波導(dǎo)）一般影響的距離是多少呢？根據(jù)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場試驗結(jié)果，得到了內(nèi)陸地區(qū)遠程干擾可能影響距離的概率密度函數(shù)（PDF，如圖4所示?？梢?，受害者與侵略者之間的距離在64公里至400公里之間，其中很大一部分樣本在150公里以內(nèi)。SDDD&訂JSDDD&訂JD]|[[DJ*U1U1RefereneePoin2Referene圖4:TDD-LTE遠程干擾距離PDF圖那么，在5G網(wǎng)絡(luò)中會受大氣波導(dǎo)多大的影響呢？CommonunderstandingamongthewholenetworkFrameStructureConfigurationforgNB1DL-ULswitchingperiod/r1stRefereneePoint2°_______.((maximumDLtransmissionboundary)(maximumULtransmissionboundary)slot—4X|XUu]rU[u|u]u]u|u[u[u|u圖5:上下行傳輸周期內(nèi)上下行傳輸邊界[]|[XXXFrameStructureConfigurationforgNB2NR現(xiàn)網(wǎng)是下行發(fā)送邊界全網(wǎng)統(tǒng)一(第一參考點)，上行接收邊界也是全網(wǎng)統(tǒng)一的(圖中第二參考點)。gNB不期望在DL傳輸邊界之前接收RS也不期望在UL接收邊界之后發(fā)送RS所以，在RIM被分為兩類，分別是靜態(tài)RIM(staticRIM)和自適應(yīng)RM(adaptiveRIM)靜態(tài)RIM依賴在分布式RIM中，攻擊者和受害者在沒有集中節(jié)點參與的情況下交換信息/協(xié)調(diào)，在現(xiàn)有的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)中，大氣波導(dǎo)現(xiàn)象在一定時間內(nèi)發(fā)生。圖擾管理(RIM)用于處理遠程干擾。6所示的遠程干程干擾緩解方案的觸發(fā)和停止應(yīng)用都依賴于OAM勺人工干預(yù)。在此框架下，RIM的啟動和停止以及相應(yīng)的遠程干擾抑制方案不能及時發(fā)生，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能和效率為了盡可能減少或消除RIM過程中的人工干預(yù)，提高RIM的有效性和效率，如SI目標所述，應(yīng)在NR-RIM框架中研究gNB啟動和終止參考信號傳輸/檢測的機制。該相應(yīng)參考信號的功能和要求，以便對參考信號進行相應(yīng)的分析和設(shè)計。NR-RIM的潛在框架和工作流程Framework-0的工作流第0步：出現(xiàn)大氣波導(dǎo)現(xiàn)象，出現(xiàn)遠距離干擾受害者經(jīng)歷了IOT增加和啟動RS傳輸?shù)取皟A斜”攻擊者開始監(jiān)視OAM配置的RS框架1的工作流程如下：受害者體驗“傾斜”，如IOT增加和啟動RS傳輸/監(jiān)控此標記為RS-1的RS用于幫助攻擊者識別它們正在對受害者造成遠程干擾，并檢測/推斷受害者有多少UL資源受到攻擊者的影響。攻擊者開始監(jiān)控OAM配置的RS或者當它遇到“傾斜”IOT增加的遠程干擾時。第2步：在接收到RS-1后，攻擊者啟動遠程干擾緩解解決方案，例如使一些號靜音，并發(fā)送RS來通知受害者大氣這個標記為RS-2的RS用來幫助受害者判斷大氣波導(dǎo)現(xiàn)象是否仍然存在。這并不排除在進一步研究之前將RS-2用于其他目的的可能性?？蚣芄ぷ髁鞒?2.1受害者經(jīng)歷了物聯(lián)網(wǎng)增加和啟動RS傳輸?shù)取皟A斜”一組gNB可能使用相同的RS,該RS可以攜帶SETID。攻擊者開始監(jiān)控OAM配置的RS,或者當它遇到“傾斜”IOT增加的遠程干擾時。Framework-2.2的工作流程如下：受害者經(jīng)歷了物聯(lián)網(wǎng)增加和啟動RS傳輸?shù)取皟A斜”一組gNB可能使用相同的RS,該RS可以攜帶SETID。攻擊者開始監(jiān)控OAM配置的RS,或者當它遇到“傾斜”IOT增加的遠程干擾時。要實現(xiàn)RIM,就需對潛在的RS進行設(shè)計011/能夠提供