干擾對齊是一種有效的干擾管理機制，通過預編碼技術使干擾在接收端重疊在一起，以徹底消除干擾對期望信號的影響與忽略干擾、解碼/消除干擾以及正交接入（避免干擾）等現有處理干擾的方法不同，IA通過壓縮干擾所占的信號維度，使系統獲得最大自由度。
基本介紹
- 中文名：干擾對齊
- 外文名：Interference Alignment IA
- 方法：直接法和疊代法
- 現狀：處於研究階段
干擾對齊,技術現狀,信道邊信息,信道狀態信息,預編碼,
干擾對齊
由於可以徹底消除干擾，能夠顯著提高系統容量，IA技術受到了廣泛的關注獲得預編碼矩陣的方法有兩種：直接法和疊代法，直接法需要理想的全局CSI，而疊代法則需要在收發雙方反覆交替疊代。
技術現狀
當多個用戶進行無線通信時，相互之間會存在干擾，而干擾會影響信號接收質量，減小接收機的信道容量。現有的處理干擾的技術，如頻分復用(FDMA),時分復用(TDMA),和碼分復用(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，當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個用戶之間進行分配。例如，當相互影響的用戶數為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，當用戶數量很大時，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，通過預編碼技術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，達到提高信道容量的目的。
加州大學歐文分校的Jafar助理教授已經從理論上證明，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於只有一個用戶時，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。德克薩斯大學奧斯汀分校的Robert W. Heath教授對干擾對齊進行了實驗驗證，實驗結果表明，干擾對齊能夠極大提高系統的頻譜利用率。
當然，干擾對齊技術還處於研究階段，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信息在實際中很難達到；其次隨著用戶數量的增加，干擾對齊的約束條件會急劇增加而導致難以實現，這也是當前干擾對齊領域研究的熱點。
干擾對齊技術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，通過預編碼技術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，達到提高信道容量的目的。
加州大學歐文分校的Jafar助理教授已經從理論上證明，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於只有一個用戶時，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。德克薩斯大學奧斯汀分校的Robert W. Heath教授對干擾對齊進行了實驗驗證，實驗結果表明，干擾對齊能夠極大提高系統的頻譜利用率。
當然，干擾對齊技術還處於研究階段，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信息在實際中很難達到；其次隨著用戶數量的增加，干擾對齊的約束條件會急劇增加而導致難以實現，這也是當前干擾對齊領域研究的熱點。
信道邊信息
信道邊信息是一個很廣泛的概念，它包括信道的瞬時狀態信息，也包括信道的一些統計參數。嚴格意義上來說，我們講的信道狀態信息（CSI)只是信道邊信息的一個子部分。舉一個瑞利衰落的例子，接收機把這個瑞利衰落的因子（sigma)反饋到發射端，那么這個因子就是信道的邊信息。我再舉個例子，rice衰落中有個參數 k(直射路徑能量與非視距能量之比），如果接收機把這個因子反饋到發射端，那么這個參數也叫做信道的邊信息。我們通常說的信道狀態信息也屬於信道邊信息。一個狹義，一個廣義。
信道狀態信息
信道狀態信息（CSI）是一種籠統的概念，它包括信道矩陣。只要是反應Channel的都叫信道狀態信息。信道矩陣只是MIMO系統中的一種信道狀態信息。其他的比如Channel profile，多徑時延，都卜勒頻偏，MIMO信道的秩，波束形成向量，等等，都屬於信道狀態信息。當前的信道矩陣H只能算是一種信道狀態信息，但是是最常用的。
預編碼
①預編碼技術就是在已知信道狀態信息的情況下，通過在傳送端對傳送的信號做一個預先的處理，以方便接收機進行信號檢測。
②預測編碼是根據離散信號之間存在著一定關聯性的特點，利用前面一個或多個信號預測下一個信號進行，然後對實際值和預測值的差（預測誤差）進行編碼。如果預測比較準確，誤差就會很小。在同等精度要求的條件下，就可以用比較少的比特進行編碼，達到壓縮數據的目的。預測編碼中典型的壓縮方法有脈衝編碼調製（PCM，Pulse Code Modulation）、差分脈衝編碼調製（DPCM，Differential Pulse Code Modulation）、自適應差分脈衝編碼調製（ADPCM，Adaptive Differential Pulse Code Modulation）等，它們較適合於聲音、圖像數據的壓縮，因為這些數據由採樣得到，相鄰樣值之間的差相差不會很大，可以用較少位來表示。
③首先，如樓上說的，預編碼用於閉環系統中，以下行為例，要實現下行預編碼，需要上行相關的反饋信息。
至於定義，主要就是傳送端利用反饋得到的信息，對信道矩陣做一定的處理，使收端得到更高的信噪比。如下式：
r = HWx+n
r為接收信號，H為信道，n為噪聲，這裡的矩陣W就是對信道H進行預編碼處理。而W的獲取，是通過信號接收端反饋的信息去得到的。
至於定義，主要就是傳送端利用反饋得到的信息，對信道矩陣做一定的處理，使收端得到更高的信噪比。如下式：
r = HWx+n
r為接收信號，H為信道，n為噪聲，這裡的矩陣W就是對信道H進行預編碼處理。而W的獲取，是通過信號接收端反饋的信息去得到的。
④預編碼： 預編碼分兩種，一種線性的，一種是非線性的。 線性的可以有迫零預編碼，迫零預編碼又與發射波束成型緊密聯繫，非線性的是髒編碼，髒編碼能夠實現下行鏈路的最大容量，但是比較複雜很難用於實踐。
