干擾對(duì)齊技術(shù)解決無(wú)線頻譜資源缺乏問(wèn)題

隨著無(wú)線通信的快速發(fā)展，越來(lái)越多的人能夠便捷高效地接入通信網(wǎng)絡(luò)，但同時(shí)也帶來(lái)了無(wú)線頻譜資源缺乏的現(xiàn)實(shí)和難題。學(xué)術(shù)界針對(duì)頻譜資源缺乏的問(wèn)題進(jìn)行了深入研究，而一種叫做干擾對(duì)齊的技術(shù)有望徹底解決無(wú)線資源缺乏的瓶頸。

當(dāng)多個(gè)用戶進(jìn)行無(wú)線通信時(shí)，相互之間會(huì)存在干擾，而干擾會(huì)影響信號(hào)接收質(zhì)量，減小接收機(jī)的信道容量?，F(xiàn)有的處理干擾的技術(shù)，如頻分復(fù)用(FDMA),時(shí)分復(fù)用(TDMA),和碼分復(fù)用(CDMA)主要是通過(guò)信號(hào)的正交化來(lái)消除干擾信號(hào)對(duì)期望信號(hào)的影響。其實(shí)，當(dāng)多用戶共享頻譜資源時(shí)，這種處理方法只能做到將頻譜資源在K個(gè)用戶之間進(jìn)行分配。例如，當(dāng)相互影響的用戶數(shù)為K時(shí)，每個(gè)用戶所能獲得的頻譜資源為單個(gè)用戶時(shí)的1/K。因此，當(dāng)用戶數(shù)量很大時(shí)，每個(gè)用戶所能獲得的頻譜資源仍然非常有限。

干擾對(duì)齊技術(shù)的提出就是為了解決這一問(wèn)題，它將信號(hào)空間劃分為期望信號(hào)空間和干擾信號(hào)空間兩個(gè)部分，通過(guò)預(yù)編碼技術(shù)使干擾在接收端重疊，從而壓縮干擾所占的信號(hào)容量，消除干擾對(duì)期望信號(hào)的影響，達(dá)到提高信道容量的目的。

目前加州大學(xué)歐文分校的Jafar助理教授已經(jīng)從理論上證明，通過(guò)干擾對(duì)齊，在K個(gè)用戶的無(wú)線通信信道中，每個(gè)用戶最多能獲得相當(dāng)于只有一個(gè)用戶時(shí)，總頻譜資源的1/2,K個(gè)用戶能夠獲得的頻譜資源為只有一個(gè)用戶時(shí)的k/2倍。得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的Health教授對(duì)干擾對(duì)齊進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，干擾對(duì)齊能夠極大提高系統(tǒng)的頻譜利用率。

當(dāng)然，干擾對(duì)齊技術(shù)還處于研究階段，還有很多問(wèn)題沒(méi)有解決。首先是干擾對(duì)齊所要求的全局信道狀態(tài)信息在實(shí)際中很難達(dá)到；其次隨著用戶數(shù)量的增加，干擾對(duì)齊的約束條件會(huì)急劇增加而導(dǎo)致難以實(shí)現(xiàn)，這也是當(dāng)前干擾對(duì)齊領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。相信隨著研究的進(jìn)一步深入，這些問(wèn)題最終都會(huì)被解決，干擾對(duì)齊技術(shù)會(huì)成為解決頻譜資源缺乏問(wèn)題的有效武器。