Panoramica della tecnologia anti-interferenza della comunicazione

Comunicazione anti-interferenza si riferisceall'adozione di varie misure elettroniche anti-interferenza per mantenere una comunicazione fluida in ambienti di interferenza elettromagnetica densi, complessi e vari e in ambienti di interferenza di comunicazione mirati. La comunicazione anti-interferenza ha le seguenti caratteristiche distinte: passività; Progressività; Flessibilità; Sistemico.

Principi della tecnologia anti-interferenza

1ï¼Tecnologia di salto di frequenza

La tecnologia di salto di frequenza è una tecnologia anti-interferenza ampiamente utilizzata nella comunicazione wireless, che è ampiamente utilizzata nei sistemi di comunicazione wireless. Il principio della tecnologia frequency hopping è che la banda di frequenza di lavoro di un sistema di comunicazione può rimbalzare avanti e indietro in base a una velocità e uno schema specifici. Può garantire che la frequenza portante raggiunga l'obiettivo del salto continuo quando si utilizzano più sequenze di codici di selezione della codifica dello spostamento di frequenza e, infine, raggiungere lo scopo di espandere lo spettro.

Le caratteristiche di questa tecnologia anti-interferenza sono le seguenti: maggiore è la velocità di hopping, maggiore è l'ampiezza di hopping e maggiore è la capacità anti-interferenza della comunicazione wireless. Questa tecnologia anti-interferenza può proteggere e isolare una determinata banda di frequenza, assicurando che non sia influenzata da vari fattori esterni. Come mostrato nella figura seguente, un certo sistema di comunicazione opera in una banda di frequenza che rimbalza avanti e indietro tra la banda di frequenza A e la banda di frequenza B, evitando l'area di interferenza rossa coperta dal rumore:

2ï¼Tecnologia a spettro esteso

Tra le molte tecnologie anti-jamming a spettro esteso, la tecnologia a spettro esteso a sequenza diretta è la più utilizzata, specialmente nel campo militare delle comunicazioni wireless e delle comunicazioni wireless civili nell'ambiente rumoroso. Presenta i vantaggi applicativi di una forte capacità anti-jamming, basso tasso di intercettazione e buone prestazioni di occultamento, che possono garantire la qualità dei segnali di comunicazione wireless.

Lo spettro di diffusione a sequenza diretta (DSSS) è il sistema attualmente più utilizzato. All'estremità di invio, il sistema di spettro di diffusione diretto estende la sequenza di invio utilizzando una sequenza pseudo casuale a un'ampia banda di frequenza, e all'estremità di ricezione, la stessa sequenza di spettro di diffusione viene utilizzata per il despreading, ripristinando le informazioni originali. A causa della non correlazione tra informazioni sull'interferenza e sequenze pseudo casuali, lo spettro esteso può sopprimere efficacemente l'interferenza a banda stretta e migliorare il rapporto segnale/rumore in uscita. Ad esempio, un sistema DSSS genera una sequenza binaria casuale di 50 bit da inviare ed esegue la codifica a spettro esteso, come mostrato nella figura seguente:

3ï¼Tecnologia di salto temporale

Il time hopping è anche una sorta di tecnologia a spettro esteso. Time Hopping Spread Spectrum Communication Systems (TH-SS) è l'abbreviazione di Time Hopping Spread Spectrum Communication System, utilizzato principalmente nelle comunicazioni TDMA (Time-Division Multiple Access). Analogamente ai sistemi a salto di frequenza, il salto temporale fa sì che il segnale trasmesso salti in modo discreto sull'asse del tempo. Per prima cosa dividiamo la sequenza temporale in molte fasce orarie, che sono comunemente denominate fasce orarie nella comunicazione a spettro esteso a salto temporale, e diverse fasce orarie formano un intervallo temporale a salto temporale. L'intervallo di tempo in cui trasmettere i segnali all'interno di un frame è controllato dalla sequenza del codice dello spettro di diffusione. Pertanto, il time hopping può essere inteso come una digitazione time shift su più slot utilizzando sequenze di codici pseudo casuali per la selezione. A causa dell'uso di intervalli di tempo molto più ristretti per trasmettere i segnali, lo spettro del segnale è relativamente ampliato.

4ï¼Tecnologia multi-antenna

Utilizzando completamente le caratteristiche "spaziali" dei canali senza fili, è possibile utilizzare più antenne disposte in corrispondenza di trasmettitori e/o ricevitori in sistemi di comunicazione senza fili per migliorare sostanzialmente le prestazioni del sistema. Questi sistemi, ora ampiamente noti come "Multiple Input Multiple Output" (MIMO), comportano l'installazione di due o più antenne sul trasmettitore e sul ricevitore. Nella terminologia MIMO, "input" e "output" sono relativi ai canali wireless. In questi sistemi, più trasmettitori simultaneamente "immettono" i loro segnali nel canale wireless, e quindi contemporaneamente "emettono" questi segnali dal canale wireless a più ricevitori. Questo metodo "invia lo stesso contenuto attraverso diverse antenne" nel dominio spaziale, consentendo al sistema di comunicazione di ottenere guadagni in termini di prestazioni e capacità anti-interferenza, note come "diversità di trasmissione".

â SISOï¼ Ingresso singolo Uscita singola

â¡SIMOï¼ Uscita multipla a ingresso singolo

â¢MISOï¼ Ingresso multiplo Uscita singola

â£MIMOï¼Ingresso multiplo Uscita multipla

5) Tecnologia dell'antenna intelligente

Con lo sviluppo della tecnologia MIMO, MIMO è diventato un "Massive MIMO", noto anche come "Massive MIMO". Il MIMO tradizionale di solito ha 2 antenne, 4 antenne e 8 antenne e il numero di antenne in un Massive MIMO può superare le 100. Il sistema Massive MIMO può controllare la fase e l'ampiezza del segnale trasmesso (o ricevuto) da ciascuna unità di antenna. Regolando più unità di antenna, è possibile generare un raggio direzionale, ovvero la formazione del raggio. La tecnologia di formazione del raggio combina i vantaggi della classificazione spaziale e del multiplexing della tecnologia MIMO, migliorando efficacemente le prestazioni del sistema e la capacità anti-interferenza.

L'interferenza della comunicazione e l'anti-interferenza sono temi eterni nel campo della comunicazione. Con le caratteristiche altamente complesse, dinamiche e contraddittorie dell'ambiente elettromagnetico che diventano sempre più importanti. L'interferenza del segnale è un problema fondamentale che limita lo sviluppo della tecnologia di comunicazione wireless. Durante il periodo di miglioramento della capacità anti-interferenza della comunicazione wireless, oltre all'applicazione delle tecnologie anti-interferenza convenzionali come la tecnologia a spettro esteso, è anche necessario prestare attenzione all'applicazione effettiva delle tecnologie anti-interferenza emergenti come la tecnologia di rete intelligente. Inoltre, l'applicazione completa di queste tecnologie anti-interferenza può garantire meglio le prestazioni anti-interferenza della comunicazione wireless.