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干扰对齐技术解决无线频谱资源缺乏问题

时间:01-03 来源:互联网 点击:

随着无线通信的快速发展,越来越多的人能够便捷高效地接入通信网络,但同时也带来了无线频谱资源缺乏的现实和难题。学术界针对频谱资源缺乏的问题进行了深入研究,而一种叫做干扰对齐的技术有望彻底解决无线资源缺乏的瓶颈。

当多个用户进行无线通信时,相互之间会存在干扰,而干扰会影响信号接收质量,减小接收机的信道容量。现有的处理干扰的技术,如频分复用(FDMA),时分复用(TDMA),和码分复用(CDMA)主要是通过信号的正交化来消除干扰信号对期望信号的影响。其实,当多用户共享频谱资源时,这种处理方法只能做到将频谱资源在K个用户之间进行分配。例如,当相互影响的用户数为K时,每个用户所能获得的频谱资源为单个用户时的1/K。因此,当用户数量很大时,每个用户所能获得的频谱资源仍然非常有限。

干扰对齐技术的提出就是为了解决这一问题,它将信号空间划分为期望信号空间和干扰信号空间两个部分,通过预编码技术使干扰在接收端重叠,从而压缩干扰所占的信号容量,消除干扰对期望信号的影响,达到提高信道容量的目的。

目前加州大学欧文分校的Jafar助理教授已经从理论上证明,通过干扰对齐,在K个用户的无线通信信道中,每个用户最多能获得相当于只有一个用户时,总频谱资源的1/2,K个用户能够获得的频谱资源为只有一个用户时的k/2倍。得克萨斯大学奥斯汀分校的Health教授对干扰对齐进行了实验验证,实验结果表明,干扰对齐能够极大提高系统的频谱利用率。

当然,干扰对齐技术还处于研究阶段,还有很多问题没有解决。首先是干扰对齐所要求的全局信道状态信息在实际中很难达到;其次随着用户数量的增加,干扰对齐的约束条件会急剧增加而导致难以实现,这也是当前干扰对齐领域研究的热点。相信随着研究的进一步深入,这些问题最终都会被解决,干扰对齐技术会成为解决频谱资源缺乏问题的有效武器。

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