[发明专利]一种基于气象信息的集中式远程干扰抑制系统

说明书

本发明公开了一种基于气象信息的集中式远程干扰抑制系统，涉及移动通信领域。系统包括环境信息获取与利用端、发送端和接收端。当发生远程干扰时，系统根据干扰特征识别远程干扰是否发生；如果发生远程干扰，干扰基站与受扰基站将上传网络测量数据，同时获取相应气象数据；利用气象参数和天线参数模拟电磁波传播分布，来确定具体的调整参数，从而提供时域、空域和频域的抑制方案。本方案从交叉学科的角度出发，基于折射率估计和抛物方程模型的仿真方法，利用气象数据和网络测数据对远程干扰进行了验证分析。能够更准确刻画远程干扰传播规律，为环境信息辅助的抑制方案设计提供重要的参考依据。

技术领域

本发明涉及移动通信领域，具体涉及一种基于气象信息的集中式远程干扰抑制系统。

背景技术

大气波导是一种异常的天气气象。当底层大气的某段高度内存在逆温现象或折射率随高度急剧减小的情况时，就会使电磁波超折射传播，大部分电磁波会被限制在该夹层区域内传播。如图1所示，这种现象使得波导层内的电磁波信号只经历很小的衰减，从而比正常气象条件下传播的更远，通常能达两百至三百公里。

4G蜂窝网络时分双工中，基站与终端的上下行信号使用相同的频段，拥有较高的频谱利用率。为了避免邻近小区的下行信号对本地用户的上行信号产生同频干扰，在上下行子帧转换时会预留一段保护间隔，传统的子帧配置保护距离只有数十公里。

在大气波导的条件下，来自于远端基站的下行信号在波导层中传输，超出保护距离，到达近端小区后干扰本地用户的上行信号接收，这种超远距同频干扰称为超远距干扰。针对这个干扰，需要识别，基站需要做出天线调整。怎么利用环境因素和电磁波方程得出最好的方案调整，辅助信息就是引入了环境气象，大气波导本来就是一种复杂的气象现象。

超远距干扰产生机理复杂，干扰面积大而且持续时间长，发生时大大降低上行信道的信噪比，严重降低TDD系统的性能，甚至瘫痪，同时它难以用传统的信道建模方法分析预测，给运营商的干扰管理带来巨大困扰。如何实现远程干扰的时空频特性分析和准确预测，是业界亟待解决的难点。

为解决超远距干扰识别问题，目前3GPP TR 38.866提供以参考信号和特征序列编码为主的识别方案，但未给出明确的规避方案。运营商在实际应用中，大多采用调整子帧配置方案的方式，小范围内取得了较好的效果。现有工作大部分是从蜂窝网络优化角度研究应对远程干扰的措施，但气象和通信学科交叉的解决方案比较少。在大范围跨运营商和跨国远程干扰的场景下，充分考虑气象因素，用无线电气象学和电磁传播建模方法去验证分析，将具有重要的实际应用价值。

2019年通信标准团体3GPP提出的工作流程，该技术方案过于理想，没有充分利用环境气象辅助信息。

第0步：发生大气波导现象，出现超远距干扰

第1步：受扰基站底噪抬升，识别为超远距干扰。干扰源基站开始侦听是否收到特征参考信号

第2步：在接收到RS后，攻击者将检测到的RS报告给OAM

第3步：OAM向攻击者发送远程干扰抑制方案

第4步：攻击者应用远程干扰缓解方案

第5步：OAM停止RS监视并恢复原始配置。在侵略者一侧，在受害者一侧停止RS传输。

值得注意的是3GPP TR 38.866定义了集中式的协调框架。即利用特殊子帧中的下行导频时隙DwPTS发送特征序列及其参考信号(reference signals,RS)，当基站在上行导频时隙UpPTS和上行子帧上检测到特征序列，就可以准确判断发生了大气波导干扰。近端通过延迟上行发射或通过操作管理维护(operational administrative and maintenance,OAM)系统来间接降低远端的发射功率或提前结束上行发射来克服大气波导干扰。”