25、从 5G 视角看使用认知毫微微蜂窝进行干扰缓解

从 5G 视角看使用认知毫微微蜂窝进行干扰缓解

1. 引言

认知无线电的概念在 1999 年被提出，它基于软件定义无线电（SDR）发展而来，是一种创新的蜂窝通信系统。认知无线电熟悉周围环境，能从环境中学习，并适应输入刺激的统计偏差，具有两个基本概念：实现无处不在的完美通信和充分利用无线电资源。它具备观察、规划、决策、学习和行动的能力。

认知毫微微蜂窝（CFC）将认知原理融入两层异构网络（HetNet），能实现毫微微蜂窝的经济高效部署。它提供网络感知、频谱共享和主动的无线电资源管理。网络感知使无线电接入网络（RAN）和用户设备都能了解网络的诸多方面，如拓扑、流量行为、特征和约束、网络负载、基站（BS）和用户（UE）的位置以及可用的无线电资源。

频谱感知机制通常使用能量检测技术来检测可用的频谱块。分配给远离基站的小区边缘用户设备（UE）的频率信道可由毫微微蜂窝复用。为避免宏基站（MBS）和毫微微蜂窝之间的跨层干扰，资源块（RBs）可正交使用。干扰可能会降低用户的信号干扰噪声比（SINR）、吞吐量和整个网络的频谱效率。CFC 能感知可用频谱，动态地将空闲信道分配给用户，最大化网络效用。其目标有两个：荣誉和成本。荣誉是某些 UE 在选择特定信道时获得的收益奖励，成本则是 HetNet 中的信道间和信道内干扰。

5G 技术具有诸多优势，如 10 Gbps 的峰值数据速率、1 ms 的低延迟、比 4G 多 100 倍的连接设备、高可用性、低功耗设备更长的电池寿命以及 90%的能耗降低，因此具有很高的能源效率。为支持这些特性，需要在宏蜂窝覆盖下部署小蜂窝（如微微蜂窝、微蜂窝和毫微微蜂窝，即家庭 eNodeB（HeNB）），这使得网络架构变得异构且超密集。5G 网络具备认知和