高移動無線通信的干擾應(yīng)對探討

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【摘要】無線通信可謂通信界突破性的進展，不僅把世界連成一個整體，讓五湖四海用一種無形的東西連接起來，而且以自身的發(fā)展推動著信息產(chǎn)業(yè)不斷前進。但是，高移動網(wǎng)絡(luò)通信也面臨著很多技術(shù)和突發(fā)問題，會受到許多干擾，本文針對高移動通信所面臨的種種現(xiàn)實問題，從避讓、抑制和協(xié)調(diào)三個層次入手，建立有效的干擾模型，來應(yīng)對干擾，避免問題。

【關(guān)鍵詞】高移動無線通信；通信干擾；避讓；協(xié)調(diào)；抑制

1高移動無線通信的發(fā)展

無線通信的發(fā)展速度是驚人的。剛開始的時候，是點對點的形式，而且也不能移動，寬度也是非常有限，后來，慢慢開始具有一定的規(guī)模，也增加了移動的功能，寬度也是成倍的增長。隨著無線通信的更新?lián)Q代，它的地位和作用也是與日俱增[1]。除了最基本的通信聯(lián)系，在航空航天技術(shù)、國防、交通運輸方面也有至關(guān)重要的作用?？傊?，對提高人民的生活水平，拉動GDP增長上起到了無可替代的作用。然而，目前，無線通信的發(fā)展也面臨許多前所未有的挑戰(zhàn)。就自身而言，在技術(shù)和發(fā)展方面遇到很多瓶頸，如資源壓力，資源不僅越來越緊張而且質(zhì)量也越來越差了；還有快速增長的用戶數(shù)和業(yè)務(wù)類型，使無線通信的性能和容量受到抑制；以及網(wǎng)絡(luò)拓撲更加復(fù)雜、規(guī)模不斷擴大等等問題。除此之外，在市場方面壓力也是與日俱增，多媒體寬帶業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展，帶來的市場壓力和競爭問題。現(xiàn)如今，隨著高鐵、高速公路、磁懸浮列車等一些交通工具的不斷發(fā)展，對高移動通信提出了更高的要求。①在長途的交通過程中，人身和財產(chǎn)安全是最基本的，列車上需要配備相應(yīng)的無線通信設(shè)施來實時監(jiān)控，實時了解車上每一個角落的問題，以確保列車上的正常秩序，防止和減少意外事故的發(fā)生，即使有什么突發(fā)狀況，也能盡快發(fā)現(xiàn)和處理[2]。②在漫長的旅途中，是枯燥乏味的，這時候就需要一定的娛樂設(shè)備來緩解無聊的氣氛，在列車上配備相應(yīng)的音頻和視頻設(shè)備是必要的，這對無線通信也是一種技術(shù)挑戰(zhàn)。此外?，F(xiàn)有的通信技術(shù)確實還有很多問題無法滿足用戶需求，在列車或者其他高速運動的交通工具上，手機或者很多視頻設(shè)備的信號都是極弱的，有時候甚至沒有信號，這樣一來，可能會錯過很多重要信息，耽誤很多事情，造成巨大的經(jīng)濟損失或者無法彌補的遺憾。③手機的用電速度也會加快，并且手機會比平時燙很多。這許許多多的問題，都在告訴我們一個問題，目前，我國的高移動無線通信真的不如人意，無法滿足用戶的基本需求，有待改進。我們不難發(fā)現(xiàn)，高移動速度嚴(yán)重影響通信的質(zhì)量，主要是擾亂了物理層，影響信息和網(wǎng)絡(luò)的獲取，這樣很多問題混在一起就更加難以解決。所以，我們真正需要思考的是，如何在高速運動的情況下，保證傳輸?shù)捻槙承?，使通信質(zhì)量不受影響并且能盡可能的增加信息的傳輸量，同時，也能節(jié)省用電量。

2高移動無線通信面臨的問題

現(xiàn)有的無線通信對移動速度有一定的局限性，只能適應(yīng)一定的速度，如果速度太快，通信質(zhì)量就會受到嚴(yán)重影響。比如，在動車和高速運行的火車上，我們能很明顯的感覺到手機信號特別差，有時候甚至沒有，這對我們的生活造成很多困擾[3]。同時，移動通信的干擾因素也越來越多，并且變化也越來越復(fù)雜。這些問題都需要運用技術(shù)手段來解決，為此，需要在移動環(huán)境下，建立動態(tài)的干擾模型，提升性能。

3干擾特征

網(wǎng)絡(luò)信息論存在著很多重大且公開的問題，主要包括計算多用戶、高斯干擾信道的容量區(qū)域?，F(xiàn)如今，我們解決此類問題還僅僅局限于僅解決強兩種普通情況下的強干擾和弱干擾問題容量問題。但是在快速多變、復(fù)雜干擾環(huán)境下的無線寬帶通信下，讓無線電干擾形態(tài)趨于多元化和復(fù)雜化。不同的區(qū)域之間依然存在著許多的問題，需要我們?nèi)ソ鉀Q，從而消除多用戶、多小區(qū)和多網(wǎng)絡(luò)之間存在干擾的問題；還有會引入新的干擾被信號中繼和鄰近協(xié)作所帶出；不斷發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)，使人們的生活越來越豐富，與此同時，人們在網(wǎng)絡(luò)上的行為更加的多樣化和復(fù)雜化，我們在對無線無線頻譜的運用方面，更加的不固定，這個就導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)干擾表現(xiàn)出動態(tài)性的的特點；我們的生活越來越講究效率，尤其是在交通運輸方面，對速度提出了更高的要求，來適應(yīng)不斷發(fā)展的社會，當(dāng)然高速的移動對通信提出了更高的要求。在速度增加的情況下，使得無線寬帶信道不斷的加寬，這個就導(dǎo)致了干擾變得更加的不確定，更加難以解除。我們在高速行駛使用網(wǎng)絡(luò)的過程中，大量的載波間干擾由多普勒頻移產(chǎn)生，就會使得我們在使用網(wǎng)絡(luò)的時候信號會變得頻繁的切換，這樣就會導(dǎo)致許多的小區(qū)間干擾的產(chǎn)生，在相對運動的人與人之間就產(chǎn)生了很多的不對稱干擾。這樣就影響了我們的正常的生活，使生活變得不方便。因而，不管我們身處世界的哪一個角落，在用網(wǎng)絡(luò)從事什么樣的工作，都必須要保證網(wǎng)絡(luò)能夠滿足我們的要求。所以我們要建立不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和用戶行為模式，來模擬有效的干擾行為，分析這些干擾產(chǎn)生的原因和解決這些干擾的途徑[4]。尤其是在信息的容量方面更需要做深入的研究。對系統(tǒng)性能影響最大的就是網(wǎng)絡(luò)的自由度，這需要我們更加深入的探討更為重要的探討，還有就是必須要研究出新的方法和理論來消除干擾。

4抑制和協(xié)調(diào)

4.1出現(xiàn)的問題

從80年代到現(xiàn)在，科技在不斷的發(fā)展，尤其是在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面，我們應(yīng)對通信干擾有了突破性的進展，產(chǎn)生了很多先進的關(guān)鍵技術(shù)和理論方法。主要包括：干擾協(xié)調(diào)策略的設(shè)計指導(dǎo)準(zhǔn)則、現(xiàn)有抗干擾技術(shù)的有效性評估方法、高速移動場景下新型抗干擾方法、混疊信號可分離機理?，F(xiàn)有干擾技術(shù)存在很多漏洞，主要是因為系統(tǒng)構(gòu)架、頻譜管理以及分配策略所導(dǎo)致。很多問題和干擾的方法，都是以犧牲某種資源為代價的[5]。因此，我們需要把理論和機制分離，優(yōu)化協(xié)調(diào)策略設(shè)計準(zhǔn)則，從而在此基礎(chǔ)上，提出新的好方法和好理論。

4.2基本方法

目前，通信干擾的方法有三類，第一類是允許人們共享自由度，把干擾當(dāng)作噪聲，第二類是正交。最后一類是在允許用戶在共享自由度的情況下，利用干擾結(jié)構(gòu)、在發(fā)送端和接收端對信號與干擾進行聯(lián)合處理。

4.3研究內(nèi)容

科學(xué)技術(shù)在不斷的發(fā)展，尤其是在信息技術(shù)方面，使未來移動通信的發(fā)展有了更多的機遇，但同時也提出了更高的要求。不管是在網(wǎng)絡(luò)的信息的傳輸速度網(wǎng)絡(luò)覆蓋方面。移動性能都需要大幅提高，同時必須能容納更多的用戶。目前應(yīng)對干擾的方法可以分為干擾信號分離、干擾避讓、協(xié)調(diào)和利用等。包括有效的多址接入方式，基于確定統(tǒng)計特性的干擾分離方法，基于多用戶分集的機會式調(diào)度算法，以及基于干擾對齊、預(yù)編碼、協(xié)作通信等的干擾協(xié)調(diào)和基于網(wǎng)絡(luò)編碼的干擾利用技術(shù)。由于無線通信系統(tǒng)的不斷發(fā)展，產(chǎn)生了各種各樣的挑戰(zhàn)[6]。比如，現(xiàn)有抗干擾理論面臨著高頻譜效率與多用戶容量不斷增加的需求，與此同時還要應(yīng)對各種無線應(yīng)用需求的多樣化以及快速多變的復(fù)雜環(huán)境等。需要發(fā)展新的抗干擾理論，包括：如何利用信號不同的特征區(qū)分不同用戶，尋找混疊信號的可分離機理與分離方法；怎樣設(shè)計高頻譜效率、高用戶容量以及低復(fù)雜度的新型多址接入方法；如何根據(jù)不同干擾環(huán)境的本質(zhì)特征，以更合理地方式提煉干擾網(wǎng)絡(luò)模型，并發(fā)展相應(yīng)的“干擾避讓”、“干擾協(xié)調(diào)”和“干擾利用”等一系列抗干擾理論和方法，來地適應(yīng)復(fù)雜多變的無線干擾環(huán)境。應(yīng)對高速移動快變的復(fù)雜場景，需研究很多應(yīng)對的方法，比如說，新型多址接入理論、混疊信號的可分離機理與分離方法。從干擾分離、干擾避讓、干擾協(xié)調(diào)與干擾利用展開抗干擾理論與策略的研究。

5結(jié)論

整篇文章闡述了高移動通信的發(fā)展歷程，重點分析了目前移動通信在高移動領(lǐng)域所出現(xiàn)的種種問題以及產(chǎn)生這些問題的原因，高速移動的人們的通信場景與普通的場景更加的復(fù)雜化和多樣化，那么我們需要怎么樣來解決這些難題呢？我們可以在物理的層面討論高移動通信干擾理論和方法，尤其是必須要深入的來從干擾的避讓方面來入手，對此，我們可以對怎樣抑制和協(xié)調(diào)來進行了深入的闡釋。我們必須研究在高速移動的場景下，從干擾的分離入手，提出了需要研究的問題，不僅讓大家對高移動通信有了一定的了解，更為相關(guān)領(lǐng)域的研究人員提供充足的參考，為以后高移動通信方面的研究提供了豐富的理論和實際資料。通過上面的論述可以知道，高移動通信干擾處理的主要方法是物理層干擾，和系統(tǒng)構(gòu)架的優(yōu)化比起來更為基本，同時也讓人們獲得更大的系統(tǒng)增益。

參考文獻

[1]劉婷婷，張欣，路廣輝，等.移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化發(fā)展趨勢及應(yīng)對思考[J].電腦迷，2016（2）：137~139.

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[3]張喜寧.移動通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展及其網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計應(yīng)對思考[J].數(shù)字通信世界，2017（3）：9~11.

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作者:曾海彬 單位:四川郵電職業(yè)技術(shù)學(xué)院