多址干扰及其抑制措施

在现实社会中，身份证号可以唯一确定每一个公民的身份。在无线通信系统中，由于多用户共享开放的无线空间资源，为了唯一标识并区分不同的用户，就需要用不同的特征码，这种技术称为多址技术。

常用的多址技术有三种，即TDMA技术（各用户使用不同的时隙）、FDMA技术（各用户使用不同的频段）和CDMA技术（各用户使用不同的编码）。其中，CDMA技术因其卓越的技术优势而得到广泛应用，但是，CDMA系统中存在的多址干扰成为限制系统容量和性能的最主要的因素，旨在抑制CDMA系统中多址干扰（Multi-Access Inference，MAI）的多用户检测（Multiple User Detection，MUD）技术也就成为CDMA系统的关键技术之一。

举例

两对用户在一间房子里同时交谈，其中一对用户使用中文，另一对使用英文，但由于中文和英文的某些词发音相近，容易混淆，例如，中文“奥林匹克”和英文“Olympic”很类似，因此中文用户的通话会对英文用户产生干扰。类似于通信中的多址干扰。

直接序列码分多址（DS-CDMA）是移动通信系统中使用最多的一种CDMA技术。在DS-CDMA通信中，发射端为每个用户分配不同的扩频码，接收端收到的信号就是所有用户扩频信号在时间和频率上的叠加。传统的DS-CDMA系统是通过接收信号和用户的扩频波形做相关运算进行解调，从而得到目标用户发送的信号。

然而，在实际的DS-CDMA通信系统中，多径衰落使理想的用户间同步难以实现，各用户的扩频码之间难以保持完全正交。因此，各用户信号之间必然存在一定的相关性，这就是多址干扰存在的根源。由个别用户产生的多址干扰固然很小，可是随着用户数的增加或信号功率的增大，多址干扰就成为DS-CDMA通信系统的一个主要干扰。传统的检测技术只对每个用户的信号分别进行相关解调，因而抗多址干扰能力较差；在CDMA移动通信系统中，由于同一小区的移动台使用同一频率同时向基站发射信号，按理来说，若用来区分用户的扩频码完全正交，相互之间不会存在干扰，但是，一方面，若采用完全正交的码组，其码字数量非常有限，不能满足用户数的要求；另一方面，由于上行链路的各用户之间是异步发射，也就是说，不同用户的信号之间不是完全同步的，这样，原本设计正交的码字之间，也会由于用户之间的异步时延变得不再正交。

抑制多址干扰的措施包括：

（1）设计具有良好相关性能的扩频编码(www.xing528.com)

理想情况下，当所有码字相互正交，互相关系数一定是零，这样就不存在多址干扰。但是，实际信道不会完全同步，所以要在所有可能的时延下设计一种正交码是无论如何都做不到的。只能设计近似正交的扩频码来减小MAI。正因为如此，在选择扩频码时，要充分考虑到同步正交和异步正交，当然，即使不正交，两扩频码之间的相关值也是非常小的，但当同时通信的用户数较多时，叠加后的多址干扰就会成为最主要的干扰。

（2）功率控制

功率控制保证了所有用户在到达接收机时拥有近似相同的功率（幅值）。这样，在满足基站接收要求的条件下，尽可能减小多址干扰的相关值。

（3）定向天线

天线定位在某一固定角度上进行发射或接收，在接收到有用信号和部分MAI碎片的同时，其他角度上的干扰就被削弱了。

（4）多用户检测

利用空间传输中造成干扰的用户信息进行抗干扰，下一节重点介绍多用户检测理论。