无线通信中的干扰研究：从物理层视角的综合调查
作者及机构
本文由Istanbul Medipol University电气与电子工程系的Armed Tusha和Hüseyin Arswan（IEEE Fellow）共同撰写，发表于*IEEE Communications Surveys & Tutorials*期刊，具体出版信息为DOI 10.1109/COMST.2024.3487068。
研究背景与目的
无线通信技术正朝着“万物互联”的方向发展，但干扰（interference）始终是制约其性能的关键瓶颈。干扰源于物理层（PHY layer）信号架构、无线信道特性及收发器设计，传统技术中表现为符号间干扰（ISI，Inter-Symbol Interference）、载波间干扰（ICI，Inter-Carrier Interference）和同信道干扰（CCI，Co-Channel Interference）。随着5G及后5G（B5G）技术的演进，新型干扰如 numerology间干扰（INI）、波形间干扰（IWI）、多天线干扰（IAI）等不断涌现，亟需系统性研究。本文旨在填补这一空白，提出一种全面、可扩展的干扰分类框架，并梳理物理层干扰管理技术。
主要内容与观点
1. 干扰的分类框架
- 作者将干扰源分为两类：用户自身干扰（SUI，Self-User Interference）和其他用户干扰（OUI，Other-User Interference）。
- 进一步根据干扰意图细分为四类：
- 无意SUI（u-SUI）：由无线信道的时间/频率选择性（如多径效应、多普勒频移）或硬件缺陷（如相位噪声、IQ不平衡）引发。
- 有意SUI（i-SUI）：源于波形设计（如OFDM的频谱泄漏）或资源复用（如全双工通信的自干扰）。
- 无意OUI（u-OUI）：由异步传输、大尺度衰落或同信道信号共存导致。
- 有意OUI（i-OUI）：因非正交多址（NOMA）或免授权接入（Grant-Free Access）等技术的资源复用引入。
支持证据：
- 表IV和表V详细对比了各类干扰的潜在来源（如时间分散导致u-SUI中的ISI，多 numerology设计引发i-OUI中的INI）。
- 图5通过信道冲激响应模型，阐释了多径效应如何造成频率选择性衰落。
支持理论：
- 公式（1）-（6）量化了硬件缺陷（如相位噪声）和全双工通信对干扰的数学模型。
- 图7对比了非重叠、部分重叠及非正交波形设计的干扰免疫能力。
论文价值与意义
1. 学术价值：首次提出物理层干扰的通用分类框架，涵盖传统及新兴干扰类型，为后续研究提供系统性参考。
2. 应用价值：针对5G-B5G的高密度网络、低时延场景（如车联网、远程医疗），梳理了干扰管理技术的适用性及改进方向。
3. 方法论创新：结合数学模型（如公式（3）的IQ失衡分析）和新兴技术（RIS、OTFS），提出多维度干扰抑制策略。
亮点总结
- 全面性：覆盖从1G到B5G的干扰演化史（图1），并定义8种干扰类型（表I）。
- 前瞻性：探讨了RIS、UAV等工具在干扰管理中的潜力（第V节）。
- 批判性：指出现有技术的不足（如FBMC的复杂度与NOMA的公平性），为未来研究指明缺口。
其他有价值内容
- 第VI节专门讨论非正交与重叠多址（NOORMA）的干扰管理，强调其在频谱效率与可靠性间的权衡。
- 第VII节提出机器学习在干扰建模中的潜在作用，如深度学习（DL）用于动态干扰对齐。
（注：全文术语首次出现时保留英文原词，如“numerology”“OTFS”等，确保专业性。）