大气波导干扰的抑制方法及装置

摘要

本申请提供一种大气波导干扰的抑制方法及装置，涉及通信技术领域，用于降低施扰基站下行无线信号对受扰基站上行无线信号的干扰强度。该方法包括：计算机设备根据施扰基站群的第一约束条件，以及施扰基站群中每一个施扰基站的第二约束条件和第三约束条件，构建功率分析模型，并根据功率分析模型，确定施扰基站群中每一个施扰基站的发射功率。本申请实施例应用于抑制大气波导干扰的过程中。

说明书

技术领域

本申请涉及通信领域，尤其涉及一种大气波导干扰的抑制方法及装置。

背景技术

在一定的气象条件下，在大气边界层尤其近地层中传播的电磁波受大气折射的影响，其传播轨迹弯向地面，当曲率超过地球表面曲率时，电磁波会部分地被陷在一定厚度的大气薄层内，就像电磁波在金属波导管中传播一样，这种现象称为电磁波的大气波导传播。由于大气波导的存在，在TDD无线通信系统中，下行无线信号的传播距离变远。若施扰基站的下行时隙传播距离超过TDD系统上/下行保护时隙的保护距离，则受扰基站可能在受扰基站的上行接收时隙接收到施扰基站的下行无线信号，从而产生TDD系统的远距离同频干扰，即“远程干扰”。

远程干扰会导致与客户感知相关的无线接通率下降、网络无线掉线率上升、切换成功率下降，严重影响了本地区域的网络质量和客户感知。但是远程干扰是由天气情况造成的，且天气情况无法控制，因此远程干扰无法从根本上消除。因此，如何有效降低施扰基站的下行无线信号对受扰基站的上行无线信号的干扰强度，成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本申请提供一种大气波导干扰的抑制方法及装置，用于解决如何降低施扰基站的下行无线信号对受扰基站的上行无线信号的干扰强度的问题。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，本申请提供一种大气波导干扰的抑制方法，该方法包括：

根据施扰基站群的第一约束条件，以及施扰基站群中每一个施扰基站的第二约束条件和第三约束条件，构建功率分析模型；其中，施扰基站群包括N个施扰基站，N为正整数；其中，施扰基站群的第一约束条件用于保证N个施扰基站对受扰基站的干扰小于等于阈值；第i个施扰基站的第二约束条件用于保证第i个施扰基站向接入第i个施扰基站的终端发送的信号满足预设服务质量，i为小于等于N的正整数；第i个施扰基站的第三约束条件用于保证第i个施扰基站的发射功率小于等于最大发射功率；功率分析模型用于确定施扰基站群中每一个施扰基站的发射功率；根据功率分析模型，确定施扰基站群中每一个施扰基站的发射功率。

基于上述技术方案，第一约束条件保证施扰基站群中N个施扰基站对受扰基站的干扰小于等于阈值，可以减小施扰基站产生的干扰对受扰基站所造成的影响。第二约束条件保证施扰基站向接入该施扰基站的终端发送的信号满足预设服务质量，避免由于限制施扰基站的发射功率，导致施扰基站覆盖范围缩小，造成施扰基站不能满足自身传输需求的问题。第三约束条件，保证施扰基站的发射功率小于等于最大发射功率，限制了施扰基站的发射功率。因此，本申请技术方案计算机设备根据功率分析模型确定的施扰基站的发射功率，在保证施扰基站能够满足自身传输需求，以及保证功率的可用性的前提下，可以降低施扰基站下行无线信号对受扰基站上行无线信号的干扰强度。

一种可能的设计中，根据N个施扰基站中每一个施扰基站与受扰基站之间的信道增益、N个施扰基站中每一个施扰基站与受扰基站之间的信道增益扰动值、N个施扰基站中每一个施扰基站的发射功率、以及最大发射功率，确定第一约束条件；第一约束条件通过以下公式表示：

一种可能的设计中，根据接入第i个施扰基站的终端接收的干扰功率和背景噪声、第i个施扰基站的发射功率、第i个施扰基站与接入第i个施扰基站的终端之间的信道增益、第i个施扰基站与接入第i个施扰基站的终端之间的信道增益扰动值、以及接入第i个施扰基站的终端的最小信干噪比，确定第二约束条件；第二约束条件通过以下公式表示：

一种可能的设计中，根据第i个施扰基站的发射功率和最大发射功率，确定第三约束条件；第三约束条件通过以下公式表示：p

一种可能的设计中，功率分析模型为

其中，μ

第二方面，本申请提供大气波导干扰的抑制装置，该装置包括：

构建模块，用于根据施扰基站群的第一约束条件，以及施扰基站群中每一个施扰基站的第二约束条件和第三约束条件，构建功率分析模型；其中，施扰基站群包括N个施扰基站，N为正整数；其中，施扰基站群的第一约束条件用于保证N个施扰基站对受扰基站的干扰小于等于阈值；第i个施扰基站的第二约束条件用于保证第i个施扰基站向接入第i个施扰基站的终端发送的信号满足预设服务质量，i为小于等于N的正整数；第i个施扰基站的第三约束条件用于保证第i个施扰基站的发射功率小于等于最大发射功率；功率分析模型用于确定施扰基站群中每一个施扰基站的发射功率。分析模块，用于根据功率分析模型，确定施扰基站群中每一个施扰基站的发射功率。

一种可能的设计中，该装置还包括处理模块。处理模块，用于根据N个施扰基站中每一个施扰基站与受扰基站之间的信道增益、N个施扰基站中每一个施扰基站与受扰基站之间的信道增益扰动值、N个施扰基站中每一个施扰基站的发射功率、以及最大发射功率，确定第一约束条件。第一约束条件通过以下公式表示：

一种可能的设计中，处理模块，还用于根据接入第i个施扰基站的终端接收的干扰功率和背景噪声、第i个施扰基站的发射功率、第i个施扰基站与接入第i个施扰基站的终端之间的信道增益、第i个施扰基站与接入第i个施扰基站的终端之间的信道增益扰动值、以及接入第i个施扰基站的终端的最小信干噪比，确定第二约束条件。第二约束条件通过以下公式表示：

一种可能的设计中，处理模块，还用于根据第i个施扰基站的发射功率和最大发射功率，确定第三约束条件。第三约束条件通过以下公式表示：p

一种可能的设计中，功率分析模型为

其中，μ

第三方面，本申请提供了一种大气波导干扰的抑制装置，该装置包括：处理器和通信接口；通信接口和处理器耦合，处理器用于运行计算机程序或指令，以实现如第一方面和第一方面的任一种可能的实现方式中所描述的大气波导干扰的抑制方法。

第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面和第一方面的任一种可能的实现方式中所描述的大气波导干扰的抑制方法。

第五方面，本申请提供一种包含指令的计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面和第一方面的任一种可能的实现方式中所描述的大气波导干扰的抑制方法。

第六方面，本申请提供一种芯片，芯片包括处理器和通信接口，通信接口和处理器耦合，处理器用于运行计算机程序或指令，以实现如第一方面和第一方面的任一种可能的实现方式中所描述的大气波导干扰的抑制方法。

其中，第二方面至第六方面中任一种设计方式所带来的技术效果可以参见上述第一方面中不同设计方式所带来的技术效果，此处不再赘述。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种通信系统的架构图；

图2为本申请实施例提供的一种大气波导干扰的抑制方法的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的一种功率分析模型的确定方法的流程示意图；

图4为本申请实施例提供的一种大气波导干扰的抑制装置的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或者”的关系。例如，A/B可以理解为A或者B。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”是用于区别不同的对象，而不是用于描述对象的特定顺序。

此外，本申请的描述中所提到的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或模块，而是可选地还包括其他没有列出的步骤或模块，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。

另外，在本申请实施例中，“示例性的”、或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”、或者“例如”等词旨在以具体方式呈现概念。

为了便于理解本申请的技术方案，在对本申请实施例的大气波导干扰的抑制方法进行详细介绍之前，先对本申请实施例的通信系统进行介绍。

如图1所示，为本申请实施例提供的一种通信系统的架构示意图，该实施环境包括：施扰基站群、受扰基站20、终端30、终端40。该施扰基站群包括多个施扰基站，例如施扰基站10、施扰基站11、施扰基站12。

其中，施扰基站10向接入施扰基站10的终端30发送下行无线信号。由于大气波导的存在，使得施扰基站10将该下行无线信号发送至受扰基站20。

接入受扰基站20的终端40向受扰基站20发送上行无线信号。受扰基站20在接收终端40发送的上行无线信号时，又接收到施扰基站10发送的下行无线信号。因此，施扰基站10的下行无线信号对受扰基站20的上行无线信号造成干扰，也就是大气波导干扰。

其中，终端30和终端40可以为：用户设备(user equipment，UE)、接入终端、终端单元、终端站、移动站、移动台、远方站、远程终端、移动设备、无线通信设备、车辆用户设备、终端代理或终端装置等。可选的，终端可以为各种具有通信功能的手持设备、车载设备、可穿戴设备、计算机，本申请实施例对此不作任何限定。例如，手持设备可以是智能手机。车载设备可以是车载导航系统。可穿戴设备可以是智能手环。计算机可以是个人数字助理(personal digital assistant，PDA)电脑、平板型电脑以及膝上型电脑(laptopcomputer)。

需要说明的是，计算机设备、服务器、网关、基站、核心网网元等均可作为本申请技术方案的执行主体。下面以计算机设备为例，对本申请实施例所提供的技术方案进行介绍。

如图2所示，为本申请实施例提供的一种大气波导干扰的抑制方法，该方法包括以下步骤：

S101、计算机设备根据施扰基站群的第一约束条件，以及施扰基站群中每一个施扰基站的第二约束条件和第三约束条件，构建功率分析模型。

其中，施扰基站群包括N个施扰基站，N为正整数。

在本申请实施例中，施扰基站群的第一约束条件用于保证N个施扰基站对受扰基站的干扰小于等于阈值。该阈值为受扰基站所能承受的最大干扰值。

需要说明的是，网络管理人员可以根据受扰基站的设备处理能力、背景噪声等因素，对该阈值进行设定。通过设定阈值，可以保证施扰基站的发射功率小于等于受扰基站所能承受的最大干扰，减小施扰基站对受扰基站所造成的影响(例如无线接通率上升、网络无线掉线率下降)。

第i个施扰基站的第二约束条件用于保证第i个施扰基站向终端发送的信号满足预设服务质量，终端为接入第i个施扰基站的终端，i为小于等于N的正整数。其中，服务质量包括：传输速率、通信时延、信号强度。

可以理解的是，计算机设备根据第二约束条件，保证施扰基站向接入该施扰基站终端发送的信号满足预设服务质量，避免由于限制施扰基站的发射功率，导致施扰基站覆盖范围缩小，造成施扰基站不能满足自身传输需求的问题，影响区域内用户正常使用终端(例如终端无法接收到信号、终端下载文件速率降低)。

第i个施扰基站的第三约束条件用于保证第i个施扰基站的发射功率小于等于最大发射功率。

可以理解的是，由于第三约束条件的存在，使得计算机设备确定的施扰基站的发射功率可以在实际应用中使用。

在本申请实施例中，功率分析模型用于确定施扰基站群中每一个施扰基站的发射功率。

S102、计算机设备根据功率分析模型，确定施扰基站群中每一个施扰基站的发射功率。

基于图2所示的技术方案，计算机设备根据第一约束条件，保证施扰基站群中N个施扰基站对受扰基站的干扰小于等于阈值，可以减小施扰基站产生的干扰对受扰基站所造成的影响。计算机设备根据第二约束条件，保证施扰基站向接入该施扰基站的终端发送的信号满足预设服务质量，避免由于限制施扰基站发射功率，导致施扰基站覆盖范围缩小，造成施扰基站不能满足自身传输需求的问题。计算机设备根据第三约束条件，保证施扰基站的发射功率小于等于最大发射功率，限制了施扰基站的发射功率。因此，本申请技术方案计算机设备根据功率分析模型确定的施扰基站的发射功率，在保证施扰基站能够满足自身传输需求，以及保证功率的可用性的前提下，可以降低施扰基站下行无线信号对受扰基站上行无线信号的干扰强度。

下面对计算机设备确定功率分析模型的过程，进行具体介绍。如图3所示，为本申请实施例提供的一种功率分析模型的确定方法，该方法包括以下步骤：

S201、计算机设备根据N个施扰基站中每一个施扰基站与受扰基站之间的信道增益、N个施扰基站中每一个施扰基站与受扰基站之间的信道增益扰动值、N个施扰基站中每一个施扰基站的发射功率、以及最大发射功率，确定第一约束条件。

其中，第一约束条件通过公式一表示：

其中，h

需要说明的是，信道状态信息(Channel State Information，CSI)、以及发送端与接收端的天线增益，均会影响信道增益。另外，由于信道增益还会受到外界因素影响(例如天气情况、地形地貌、建筑等)，因此需要确定信道增益扰动值，从而对信道参数加入不确定性规划。

可以理解的是，在施扰基站群中N个基站对受扰基站的干扰小于等于受扰基站所能承受的最大干扰值时，才可以减小施扰基站对受扰基站所造成的影响。

在本申请实施例中，η不确定为最坏(Worst-case)情况下的信道增益扰动值。

S202、计算机设备根据终端接收的干扰功率和背景噪声、第i个施扰基站的发射功率、第i个施扰基站与终端之间的信道增益、第i个施扰基站与接入终端之间的信道增益扰动值、以及终端的最小信干噪比，确定第二约束条件。

一种可能的设计中，第二约束条件通过公式二表示：

其中，

需要说明的是，在终端的信干噪比大于等于最小信干噪比时，施扰基站向终端发送的信号才可以满足预设服务质量。

其中，终端的信干噪比通过公式三确定：

其中，I

在本申请实施例中，ε不确定为最坏情况下的信道增益扰动值。

因此，结合公式二和公式三，第二约束条件可以通过公式四表示：

S203、计算机设备根据第i个施扰基站的发射功率和最大发射功率，确定第三约束条件。

其中，第三约束条件通过公式五表示：

p

其中，p

S204、计算机设备对第一约束条件、第二约束条件、以及第三约束条件进行处理，确定功率分析模型。

其中，功率分析模型为

一种可能的实现方式，计算机设备根据Lagrange对偶算法对第一约束条件、第二约束条件、以及第三约束条件进行处理，得到目标函数。计算机设备根据目标函数，确定功率分析模型。

目标函数通过公式六表示：

可选的，计算机设备依据次梯度更新算法，设计次梯度更新策略步长和时间间隔，更新拉格朗日乘子。之后，计算机设备根据KKT条件，确定施扰基站群中每一个基站的发射功率。

基于图3所示的技术方案，计算机设备根据第一约束条件，保证施扰基站群中N个施扰基站对受扰基站的干扰小于等于阈值，可以减小施扰基站产生的干扰对受扰基站所造成的影响。计算机设备根据第二约束条件，保证施扰基站向接入该施扰基站的终端发送的信号满足预设服务质量，避免由于限制施扰基站发射功率，导致施扰基站覆盖范围缩小，造成施扰基站不能满足自身传输需求的问题。计算机设备根据第三约束条件，保证施扰基站的发射功率小于等于最大发射功率，限制了施扰基站的发射功率。因此，本申请技术方案计算机设备根据功率分析模型确定的施扰基站的发射功率，在保证施扰基站能够满足自身传输需求，以及保证功率的可用性的前提下，可以降低施扰基站下行无线信号对受扰基站上行无线信号的干扰强度。

上述主要从计算机设备的角度对本申请实施例提供的方案进行了介绍。可以理解的是，计算机设备为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本申请所公开的实施例描述的各示例的密码管理装置及算法步骤，本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

本申请实施例可以根据上述方法示例对计算机设备进行功能模块或者功能单元的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块或者功能单元，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块或者功能单元的形式实现。其中，本申请实施例中对模块或者单元的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

如图4所示，本发明实施例提供了一种大气波导干扰的抑制装置，包括：

构建模块101，用于根据施扰基站群的第一约束条件，以及施扰基站群中每一个施扰基站的第二约束条件和第三约束条件，构建功率分析模型；其中，施扰基站群包括N个施扰基站，N为正整数；其中，施扰基站群的第一约束条件用于保证N个施扰基站对受扰基站的干扰小于等于阈值；第i个施扰基站的第二约束条件用于保证第i个施扰基站向接入第i个施扰基站的终端发送的信号满足预设服务质量，i为小于等于N的正整数；第i个施扰基站的第三约束条件用于保证第i个施扰基站的发射功率小于等于最大发射功率；功率分析模型用于确定施扰基站群中每一个施扰基站的发射功率。

分析模块102，用于根据功率分析模型，确定施扰基站群中每一个施扰基站的发射功率。

可选的，该装置还包括处理模块103。处理模块103，用于根据N个施扰基站中每一个施扰基站与受扰基站之间的信道增益、N个施扰基站中每一个施扰基站与受扰基站之间的信道增益扰动值、N个施扰基站中每一个施扰基站的发射功率、以及最大发射功率，确定第一约束条件。第一约束条件通过以下公式表示：

可选的，处理模块103，还用于根据接入第i个施扰基站的终端接收的干扰功率和背景噪声、第i个施扰基站的发射功率、第i个施扰基站与接入第i个施扰基站的终端之间的信道增益、第i个施扰基站与接入第i个施扰基站的终端之间的信道增益扰动值、以及终端的最小信干噪比，确定第二约束条件。第二约束条件通过以下公式表示：

其中，I

可选的，处理模块103，还用于根据第i个施扰基站的发射功率和最大发射功率，确定第三约束条件。第三约束条件通过以下公式表示：p

可选的，功率分析模型为

其中，μ

图5示出了上述实施例中所涉及的计算机设备的又一种可能的结构。该计算机设备包括：处理器201和通信接口202。处理器201用于对装置的动作进行控制管理，例如，执行上述方法实施例中所示的方法流程中的各个步骤，和/或用于执行本文所描述的技术的其它过程。通信接口202用于支持该计算机设备与其他网络实体的通信。计算机设备还可以包括存储器203和总线204，存储器203用于存储装置的程序代码和数据。

其中，上述处理器201可以实现或执行结合本发明公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，单元和电路。该处理器可以是中央处理器，通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路，现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本发明公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，单元和电路。处理器也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等。

存储器203可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器；该存储器也可以包括非易失性存储器，例如只读存储器，快闪存储器，硬盘或固态硬盘；该存储器还可以包括上述种类的存储器的组合。

总线204可以是扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。总线204可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本申请实施例提供一种包含指令的计算机程序产品，当该计算机程序产品在计算机上运行时，使得该计算机执行上述方法实施例中的大气波导干扰的抑制方法。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当该指令在计算机上运行时，使得该计算机执行上述方法实施例所示的方法流程中的大气波导干扰的抑制方法。

其中，计算机可读存储介质，例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可擦式可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、寄存器、硬盘、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合、或者本领域熟知的任何其它形式的计算机可读存储介质。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于特定用途集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)中。在本申请实施例中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

由于本发明的实施例中的计算机设备、计算机可读存储介质、计算机程序产品可以应用于上述方法，因此，其所能获得的技术效果也可参考上述方法实施例，本发明实施例在此不再赘述。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。