47-5G中大氣波導(dǎo)干擾

本文有兩個(gè)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(huì)導(dǎo)致折射率降低，使信號(hào)向地球反射。在這種情況下，信號(hào)可以在高折射率層（即大氣波導(dǎo)）中傳播，因?yàn)榉瓷浜驼凵涫窃诰哂械驼凵渎什牧系倪吔缣幱龅降?。在這種被稱為大氣管道的傳播模型中，無線電信號(hào)的衰減較小，并且傳播的距離遠(yuǎn)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(dāng)大氣波導(dǎo)現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，無線電信號(hào)可以傳播較長(zhǎng)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(hào)可以傳播很長(zhǎng)的距離并且干擾遠(yuǎn)離攻擊者的受害者基站的上行鏈路信號(hào)。這種干擾在這里被稱為“遠(yuǎn)程干擾”（RemoteInterferenc^。攻擊者（Aggressor）對(duì)受害者（Victim）的距離越遠(yuǎn)，受害者的上行鏈路符號(hào)將受到的影響越大。AggressorPTOfkiSEionOdiy-Ssymbol和64krnjPT卻轉(zhuǎn)猷Oeky5(107kmjVictim!Interference圖1:TDD-LTE遠(yuǎn)端干擾在TDD-LTE網(wǎng)絡(luò)中，特殊子幀中的GP只有3個(gè)OFDMff號(hào)，最大保護(hù)距離是64KM超過這個(gè)距離，遠(yuǎn)端基站的下行就會(huì)落到本地基站的上行中，所以會(huì)導(dǎo)致遠(yuǎn)端干擾。當(dāng)發(fā)送大氣波導(dǎo)現(xiàn)象時(shí)，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(hào)，干擾越強(qiáng)。這背后的原因是，遠(yuǎn)程干擾是由來自不同距離的多個(gè)遠(yuǎn)程基站的累積信號(hào)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(huì)在受害者的間隙（Gap之后對(duì)第一個(gè)上行鏈路符號(hào)造成干擾。而對(duì)于遠(yuǎn)離受害者的攻擊者4，其下行鏈路信號(hào)將傳播更長(zhǎng)的距離并影響受害者的更多上行鏈路符號(hào)。1）如圖3所示，受害者的第一上行鏈路符號(hào)受到攻擊者1~4的干擾，而第五上行鏈路符號(hào)僅受到攻擊者4的干擾。因此，與遠(yuǎn)離間隙的上行鏈路符號(hào)相比，那些靠近間隙的符號(hào)受到更多侵略者造成的累積干擾，從而在時(shí)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(hào)將以比侵略者2?4更高的功率到達(dá)受害者。因此，在靠近間隙的上行鏈路符號(hào)處的干擾應(yīng)高于在遠(yuǎn)離間隙的上行圖3:TDD-LTE受擾基站的IOT形成示意圖那么遠(yuǎn)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(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果，得到了內(nèi)陸地區(qū)遠(yuǎn)程干擾可能影響距離的概率密度函數(shù)（PDF，如圖4所示?？梢姡芎φ吲c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(yuǎn)程干擾距離PDF圖那么，在5G網(wǎng)絡(luò)中會(huì)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(diǎn))，上行接收邊界也是全網(wǎng)統(tǒng)一的(圖中第二參考點(diǎn))。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(diǎn)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(shí)間內(nèi)發(fā)生。圖擾管理(RIM)用于處理遠(yuǎn)程干擾。6所示的遠(yuǎn)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(dòng)和停止以及相應(yīng)的遠(yuǎn)程干擾抑制方案不能及時(shí)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(biāo)所述，應(yīng)在NR-RIM框架中研究gNB啟動(dòng)和終止參考信號(hào)傳輸/檢測(cè)的機(jī)制。該相應(yīng)參考信號(hào)的功能和要求，以便對(duì)參考信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的分析和設(shè)計(jì)。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(yuǎn)距離干擾受害者經(jīng)歷了IOT增加和啟動(dòng)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(yàn)“傾斜”，如IOT增加和啟動(dòng)RS傳輸/監(jiān)控此標(biāo)記為RS-1的RS用于幫助攻擊者識(shí)別它們正在對(duì)受害者造成遠(yuǎn)程干擾，并檢測(cè)/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(dāng)它遇到“傾斜”IOT增加的遠(yuǎn)程干擾時(shí)。第2步：在接收到RS-1后，攻擊者啟動(dòng)遠(yuǎn)程干擾緩解解決方案，例如使一些號(hào)靜音，并發(fā)送RS來通知受害者大氣這個(gè)標(biāo)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(jìn)一步研究之前將RS-2用于其他目的的可能性。框架工作流程-2.1受害者經(jīng)歷了物聯(lián)網(wǎng)增加和啟動(dòng)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(dāng)它遇到“傾斜”IOT增加的遠(yuǎn)程干擾時(shí)。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(dòng)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(dāng)它遇到“傾斜”IOT增加的遠(yuǎn)程干擾時(shí)。要實(shí)現(xiàn)RIM,就需對(duì)潛在的RS進(jìn)行設(shè)計(jì)011/能夠提供