干擾對齊技術(shù)解決無線頻譜資源缺乏問題

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

當(dāng)多個用戶進(jìn)行無線通信時，相互之間會存在干擾，而干擾會影響信號接收質(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),時分復(fù)用(TDMA),和碼分復(fù)用(CDMA)主要是通過信號的正交化來消除干擾信號對期望信號的影響。其實(shí)，當(dāng)多用戶共享頻譜資源時，這種處理方法只能做到將頻譜資源在K個用戶之間進(jìn)行分配。例如，當(dāng)相互影響的用戶數(shù)為K時，每個用戶所能獲得的頻譜資源為單個用戶時的1/K。因此，當(dāng)用戶數(shù)量很大時，每個用戶所能獲得的頻譜資源仍然非常有限。

干擾對齊技術(shù)的提出就是為了解決這一問題，它將信號空間劃分為期望信號空間和干擾信號空間兩個部分，通過預(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容量，消除干擾對期望信號的影響，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，通過干擾對齊，在K個用戶的無線通信信道中，每個用戶最多能獲得相當(dāng)于只有一個用戶時，總頻譜資源的1/2,K個用戶能夠獲得的頻譜資源為只有一個用戶時的k/2倍。得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的Health教授對干擾對齊進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，干擾對齊能夠極大提高系統(tǒng)的頻譜利用率。

當(dāng)然，干擾對齊技術(shù)還處于研究階段，還有很多問題沒有解決。首先是干擾對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，干擾對齊的約束條件會急劇增加而導(dǎo)致難以實(shí)現(xiàn)，這也是當(dāng)前干擾對齊領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。相信隨著研究的進(jìn)一步深入，這些問題最終都會被解決，干擾對齊技術(shù)會成為解決頻譜資源缺乏問題的有效武器。