斯黄人民的博客

连续干扰消除（SIC）是无线通信中提升多用户系统性能的关键技术，广泛用于NOMA和CDMA。本文探讨了SIC的要求：接收功率需按降序排列，每用户解码需满足信号干扰加噪声比阈值。成功实施需精确信道估计、调制编码知识及功率控制。实际中，错误传播和动态信道可能影响性能。SIC通过逐一解码取消最强信号提高频谱效率，但计算复杂性和公平性是挑战。本文分析其优势与局限，为5G及未来网络应用提供参考。

本文详细探讨了从1G到6G移动通信系统采用的多址接入技术的演进。1G使用FDMA分割频率，2G结合TDMA和FDMA实现时频复用，3G引入CDMA通过扩频提高效率，4G采用OFDMA动态分配正交子载波，5G融合OFDMA与NOMA支持大规模连接，6G则预期采用RSMA和AI驱动的智能多址技术以实现超高吞吐量。每代技术的原理、公式（如信道容量、SINR计算）和优缺点均有阐述。6G部分深入分析了RSMA的功率分配与速率优化，展望其在太赫兹频段和感知一体化的应用，目标是Tbps速率和亚毫秒时延。

可重构智能表面（RIS）是无线通信新兴技术，通过控制无线电波反射优化信号覆盖与效率。RIS由多个可控元素组成，调整信号相位与幅度，适用于扩展覆盖、提升容量及增强安全性，尤其在6G高频段（如毫米波）中潜力大。其基于超材料或反射阵工作，研究显示5.8 GHz原型可增益26-27 dB。但硬件设计、频道估计及标准化仍是挑战。未来需研发新材料与算法，推动其应用。RIS前景广阔。

发送端信道状态信息（CSIT）是无线通信优化的核心，通过反馈或TDD信道互易性获取，使发送端适配信道条件。本文探讨CSIT的定义、模型与应用。它支持MIMO中的波束成形和空间复用，提升数据速率与可靠性；在OFDM中优化功率分配，提高频谱效率；并增强能效。快速变化的信道、反馈开销及安全问题带来挑战。最新研究聚焦鲁棒设计和机器学习预测，减少反馈需求。CSIT在5G及未来网络中作用显著，前景广阔。

空分多址（SDMA）是一种利用空间资源复用的多址接入技术，通过智能天线阵列和波束赋形，实现多个用户在相同时间和频率资源上的独立通信。其核心在于构建空间信道，提高系统容量和频谱利用率。SDMA 结合大规模 MIMO，可通过零强制（ZF）、最小均方误差（MMSE）等算法优化波束指向，减少多用户干扰。其优点包括频谱复用增益、提升系统容量及降低干扰，但面临信道估计复杂、硬件成本高等挑战。未来，SDMA 将结合 AI 和智能反射面（RIS）优化波束管理，在 6G 网络中进一步提升通信性能。

加权和速率最大化（WSR）是无线通信中的关键优化问题，旨在在满足功率、QoS 等约束的前提下，最大化多用户系统的加权速率总和。该问题广泛应用于 5G/6G 网络、MIMO 系统和认知无线电等场景。由于其通常是非凸优化问题，求解方法包括凸优化、交替优化、乘子法及深度强化学习等。典型约束包括总功率限制、个体功率约束和最小速率需求。WSR 优化对提升频谱利用率、提高系统吞吐量具有重要意义，是未来智能无线网络研究的核心方向之一。

波束成形（Beamforming）是一种智能天线技术，通过调整天线阵列的相位和幅度，使信号在特定方向上增强，同时抑制干扰，提高通信性能。根据实现方式，可分为固定波束成形和自适应波束成形；按计算方式，则包括模拟、数字和混合波束成形。该技术在 5G/6G、毫米波通信、MIMO、车联网、卫星通信 等领域广泛应用。其关键技术包括 相控阵、预编码、波束扫描和波束跟踪。未来，结合 AI、超大规模 MIMO（XL-MIMO）和太赫兹通信，波束成形将在无线通信、智能交通、环境感知等领域发挥核心作用。

速率分裂多址（RSMA）是一种先进的非正交多址技术，通过速率分裂和成功干扰消除（SIC）优化频谱利用率和干扰管理。RSMA 将用户信息分割为公共流和专有流，利用超位置编码传输，并在接收端采用 SIC 解码，以减少干扰并提升吞吐量。相较 OMA 和 NOMA，RSMA 更具灵活性和鲁棒性，适用于高负载、强干扰环境。其关键技术包括速率分裂编码、超位置编码和资源分配优化，广泛应用于 6G、车联网、卫星通信和物联网。未来，RSMA 结合机器学习和 MIMO，将在无线通信系统中发挥重要作用。