多用戶通信中干擾對齊問題探討

【摘 要】信息化高速發(fā)展的今天，人們對信息的需求量與日俱增，無線通信增加了人們生活的便捷性，加快了人們的生活生產(chǎn)效率，但在我國多用戶無線通信系統(tǒng)面臨諸多的挑戰(zhàn)。

【關(guān)鍵詞】多用戶通信；干擾對抗；提升；技術(shù)

多用戶干擾是我國多用戶無線通信系統(tǒng)面臨的最嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)之一。在多用戶通信系統(tǒng)中，大量的用戶同時競爭有限的資源，傳統(tǒng)的通信資源分配方式無法滿足多用戶的需求，干擾對齊技術(shù)運用而生，它通過將信號空間進(jìn)行劃分，通過相應(yīng)的預(yù)編碼技術(shù)干擾在接收端重疊，壓縮信號占用的容量，減少干擾對期望信號的影響，最終達(dá)到提高信道容量的目的。

一、多用戶通信中應(yīng)用干擾對齊技術(shù)的必要性

在我國，多用戶無線通信系統(tǒng)快速發(fā)展，用戶對無線通信的需求量也是越來越大，最終造成了我國多用戶無線通信中多用戶干擾的問題。在現(xiàn)階段我國的處理干擾的技術(shù)中，通常采用頻分復(fù)用（FDMA）、碼分復(fù)用（CDMA）和時分復(fù)用（TDMA）技術(shù)，它們通過利用信號的正交化來降低干擾信號對期望信號的影響，這種方法在流行了相當(dāng)長的一段時間，但現(xiàn)在，人們對無線通信要求大幅度提高，這種處理模式已經(jīng)不能滿足人們的需要，這些傳統(tǒng)的信息處理技術(shù)只能簡單的通過劃分原本的信息量，將信息均勻分給所需用戶，用戶量越大，每個用戶分得的信息量就越小。這是傳統(tǒng)技術(shù)最大的缺點。美國加州歐文分校在理論上證明了干擾對齊技術(shù)能有效解決在多用戶通信系統(tǒng)中用戶資源分配不足的情況。當(dāng)大量用戶在無線通信信道中獲取資源時，每個用戶所能獲取的資源時有限的，通過干擾對齊技術(shù)，每個用戶能減少預(yù)定信息的原本空間占有量，加大了原本信息的總?cè)萘?，加快資源信息的流通，保證每個用戶能獲得比以往更多的數(shù)據(jù)。

二、干擾對齊技術(shù)的現(xiàn)狀

現(xiàn)階段的干擾對齊技術(shù)主要有：漸近對齊、網(wǎng)格對齊、盲對齊、非對稱復(fù)信號對齊、各態(tài)歷經(jīng)對齊這五種方式，這五種方式能應(yīng)用的范圍也很廣，包括無線干擾網(wǎng)絡(luò)，多跳網(wǎng)絡(luò)、分布式數(shù)據(jù)儲存網(wǎng)絡(luò)、蜂窩網(wǎng)、保密通信網(wǎng)絡(luò)等。干擾對齊方案可以通過多種領(lǐng)域來實現(xiàn)，而且在相應(yīng)的軟件無線電平臺的試驗中，也證實了干擾對齊可以有效的幫助提升系統(tǒng)容量，保證多用戶通信系統(tǒng)平穩(wěn)運行。在干擾對齊技術(shù)中，將通信網(wǎng)絡(luò)中的其他接收機把干擾信號壓縮在自己接收空間的子空間中的問題，是干擾對齊技術(shù)的重點問題。對于不同接收機來說，信息在信道的參數(shù)是不一樣的，同時每個接收機的接受信號空間都是不同的，這就增加了干擾對齊技術(shù)的工作難度。比如說，當(dāng)干擾信道的用戶數(shù)超過兩個的時候，干擾對齊系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)相對來說會慢一點，首先，用戶量的增加會增加干擾信息道的運轉(zhuǎn)難度，同時，當(dāng)每一個用戶節(jié)點的信道在時間上和頻率上保持不變時，也會增加實現(xiàn)干擾對齊的難度。

在干擾系統(tǒng)的建設(shè)中，要重視傳播延遲的干擾對齊方案。以在信息道中，信息的基本傳輸為例，假設(shè)用戶在接收端上接到信號延遲為一個單位時間，其他用戶為兩個單位時間，從用戶的接收機所接受的時隙上看，用戶需要的信號都會在偶數(shù)的時隙中達(dá)到，相比而言，其他用戶接收到信號的時間就是奇數(shù)時隙，干擾對齊可以利用不同用戶之間的時間差異，完成干擾對齊工作，保證每個用戶都能平穩(wěn)高效的接收到數(shù)據(jù)。

三、加大多用戶系統(tǒng)中干擾對齊技術(shù)推廣的措施

（一）注意相關(guān)人才的培養(yǎng)。人才是發(fā)展的基礎(chǔ)，干擾對其技術(shù)的發(fā)展更離不開人才的支持。與其他技術(shù)相比，干擾對齊技術(shù)的科技涵量更高，在相關(guān)技術(shù)的編撰過程中，需要大量相關(guān)知識的幫忙，其中，在一些必要的程序運算、公式編排中，對相關(guān)人員的專業(yè)水平提出了很高的要求。更新接收矩陣是干擾對齊技術(shù)中重要的一項，在接收矩陣的更新工作中，會涉及大量的相關(guān)知識：每個接收端的j接收信干燥比公式、迭代更新的矩陣公式等大量專業(yè)知識，忽視相關(guān)人才的培養(yǎng)，會阻礙我國干擾對齊系統(tǒng)的更新工作。

（二）重視傳播延遲的干擾對齊方案。在干擾對齊系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)中，干擾對齊系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)依據(jù)就是不同客戶接收器之間的差別。傳播延遲的干擾對齊方案的基礎(chǔ)點就是不同用戶接收器在接收數(shù)據(jù)過程中存在差異，干擾對齊能通過分析不同接收器的不同單位時間，來對不同數(shù)據(jù)進(jìn)行干擾劃分，保證用戶能接受到各自所需的信息。信息在信息道的運轉(zhuǎn)中需要自己的單位時間，不同信息接收器接收到的信息的時間也是不同的，這些不同的單位時間差，就是干擾對齊系統(tǒng)進(jìn)行干擾的基礎(chǔ)，這是在干擾對齊系統(tǒng)中，最簡單、最有效率的運轉(zhuǎn)方式之一，因此，要加大傳播延遲干擾對齊方案的研究，降低干擾對齊系統(tǒng)的研制成本。

（三）加強信道建設(shè)。干擾對齊系統(tǒng)對信道也有要求。干擾對齊系統(tǒng)要求全局信道狀態(tài)信息是很難實現(xiàn)的，所謂的全局信道狀態(tài)信息是要求信道保持最大的工作狀態(tài)，這種工作狀態(tài)，影響信道工作效率的方面有很多，比如說，信息的發(fā)出速度、編碼符號的長度、信道的可辨狀態(tài)數(shù)等，但最根本的，還是信道本身的建設(shè)。信道是信息傳輸?shù)妮d體，信道想要保持最大的工作狀態(tài)，就必須要有高質(zhì)量的信道作為保證。因此，必須要加強信道建設(shè)，保證干擾對齊系統(tǒng)最大的工作狀態(tài)，提高干擾對齊系統(tǒng)的工作效率。

（四）加強信道估計誤差工作建設(shè)。信道運行的基本狀態(tài)，需要對反饋回來的方式進(jìn)行計算，信道估計誤差的來源是接收估計值之后的量化誤差和反饋信道的不確定性帶來的誤差，而且這些誤差是不可避免的。同時干擾對齊技術(shù)對全局信道信息具有依賴性，因此，加強信道估計誤差工作建設(shè)勢在必行。信道估計誤差的重點在于對信息數(shù)據(jù)的采集和整理，通過整理數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、計算數(shù)據(jù)的方式得出最終結(jié)果，得到結(jié)果后要進(jìn)行仔細(xì)的審查比對，確保故算計結(jié)果的合理性。

結(jié)束語：干擾對齊系統(tǒng)是解決目前我國多用戶無線通信系統(tǒng)問題的有效途徑，本文淺析了多用戶通信中的干擾對齊問題，希望可以為今后干擾對齊系統(tǒng)的發(fā)展提供幫助，也希望干擾對齊系統(tǒng)能在我國快速發(fā)展，解決人們信息資源的分享的難題。

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