Tecnologia anti-jamming nella comunicazione mobile

Riassumere

L'interferenza è la gemella della comunicazione mobile. Sin dalla nascita della comunicazione mobile, le persone hanno combattuto con le interferenze. La comunicazione mobile civile ha attraversato quattro generazioni, vari metodi per affrontare le interferenze hanno i loro punti di forza, cogliamo l'occasione per fare un inventario generale.

Diamo prima un'occhiata al concetto di tolleranza all'interferenza: quando il sistema è ancora in funzione, il massimo rapporto di interferenza (il rapporto tra interferenza e segnali utili) consentito dal ricevitore, che riflette la tolleranza del sistema all'interferenza nell'ambiente di interferenza.

Le condizioni per il normale funzionamento del sistema di comunicazione sono:

Pertanto, dalla direzione generale, possiamo migliorare la capacità anti-interferenza del sistema dai due aspetti della riduzione del rapporto di interferenza in ingresso e del miglioramento della tolleranza alle interferenze del sistema, e anche diverse generazioni di comunicazioni mobili lo stanno facendo.

Riduce il rapporto di interferenza in ingresso

L'equazione dell'interferenza di comunicazione espressa in termini di rapporto di interferenza è la seguente:

Pertanto, il modo per ridurre il rapporto di interferenza in ingresso può essere suddiviso in tre parti: ridurre il segnale di interferenza, migliorare il segnale utile e aumentare la perdita di coincidenza nel dominio tempo-frequenza tra il segnale utile e l'interferenza.

1. Ridurre i segnali di interferenza

Per la comunicazione mobile, l'interferenza è suddivisa in interferenza di rete e interferenza esterna, al di fuori dell'interferenza di rete oltre alla sorgente del segnale di interferenza dell'indagine di scansione della frequenza, non possiamo cambiare arbitrariamente PTj, GTj, Lj, GRj.

Per quanto riguarda il controllo delle interferenze nella rete, vari sistemi di comunicazione mobile standard utilizzano sostanzialmente gli stessi mezzi, esistono i seguenti mezzi:

1.Ridurre GTj/ GRj: utilizzare antenne direzionali per settorizzare la cella e allineare i lobi laterali all'area che non si desidera coprire, il che equivale a ridurre il guadagno nella direzione dell'interferenza/interferenza; I sistemi TDSCDMA e TDD-LTE utilizzano anche antenne intelligenti (beamforming) per ottenere risultati migliori.

2.Ridurre PTj: utilizzare il controllo della potenza e la trasmissione discontinua DTX.

Il controllo dell'alimentazione è uno dei mezzi più importanti per controllare le interferenze nella rete. Per il sistema GSM, il comando di controllo dell'alimentazione viene emesso tramite SACCH e il periodo di controllo è di 3 rapporti di misurazione, circa 1,5 secondi. Il controllo dell'alimentazione 3G e 4G è simile, suddiviso in controllo dell'alimentazione ad anello aperto e controllo dell'alimentazione ad anello chiuso di due tipi, in poche parole, il controllo dell'alimentazione ad anello aperto non è un controllo dell'alimentazione di feedback, generalmente utilizzato nella fase di accesso iniziale e il controllo dell'alimentazione ad anello chiuso in base al tipo di valore di feedback e unità di feedback, è diviso in anello interno e anello esterno. La velocità di controllo della potenza di diversi sistemi è diversa, la velocità di controllo della potenza di WCDMA è 1500 HZ, la velocità di controllo della potenza di CDMA2000 è 800 HZ e la velocità di controllo della potenza di LTE è 200 HZ.

Va notato che a causa dell'esistenza dell'effetto vicino e lontano, l'uplink è più suscettibile alle interferenze, quindi il controllo della potenza nella comunicazione mobile si riferisce principalmente al controllo della potenza dell'uplink.

2. Aumenta i segnali utili

Esistono diversi modi per migliorare i segnali utili:

1) Aumentare la potenza di trasmissione PT

La potenza di trasmissione è limitata dall'apparecchiatura hardware e, per le comunicazioni mobili, ogni utente non è solo la propria fonte di segnale, ma anche altri utenti della fonte di interferenza, quindi è sufficiente aumentare la potenza di trasmissione per migliorare l'effetto di comunicazione della propria parte allo stesso tempo, aumenterà l'interferenza di altri utenti nella rete, il punto di vista generale non è necessariamente buono. Pertanto, i mezzi di controllo della potenza vengono utilizzati nella comunicazione mobile per regolare la potenza per garantire che la potenza di ciascun utente sia appena sufficiente.

2) La ricezione Diversity migliora la potenza di ricezione Psi

La cosiddetta ricezione in diversità si riferisce al metodo mediante il quale l'estremità ricevente unisce un numero di segnali caratteristici di dissolvenza indipendenti (portanti le stesse informazioni) da essa ricevuti per ridurre la fluttuazione del livello del segnale. Comprende due parti: la ricezione e l'unione dell'elaborazione.

Esistono tre modalità di ricezione comuni: diversità spaziale, diversità di polarizzazione e diversità temporale.

Diversità spaziale: l'uso di antenne di ricezione pagate in eccesso spazialmente relativamente indipendenti per ricevere segnali e quindi unire, al fine di garantire l'irrilevanza del segnale ricevuto, che richiede che la distanza tra le antenne sia sufficientemente grande, lo scopo è garantire che le caratteristiche di dissolvenza del segnale multipath ricevuto siano diverse, la distanza tra le antenne riceventi sia almeno superiore a 10 lunghezze d'onda. È uno dei metodi di diversità più comunemente usati.

Diversità di polarizzazione: per ricevere i segnali e quindi combinarli vengono utilizzate antenne di ricezione che pagano più del dovuto con diverse modalità di polarizzazione. L'antenna comune nella comunicazione mobile è l'antenna di polarizzazione a 45 gradi.

Diversità temporale: la diversità temporale è rappresentata dalla tecnologia di ricezione Rake. La tecnologia di ricezione RAKE è una tecnologia importante nel sistema di comunicazione mobile CDMA, che può distinguere nel tempo i sottili segnali multipath e apportare la regolazione ponderata di questi segnali multipath risolti per renderli composti in segnali potenziati.

Esistono tre tipi di fusione: fusione con rapporto massimo, fusione selettiva e fusione con pari guadagno. Lo schema più comunemente utilizzato è la fusione del rapporto massimo, che è semplice e facile da implementare mediante l'elaborazione lineare del segnale ricevuto all'estremità ricevente. All'estremità ricevente vengono formati più rami di diversità e, dopo la regolazione di fase, vengono aggiunti in fase in base al coefficiente di guadagno appropriato e quindi inviati al rivelatore per il rilevamento. Il guadagno generato dalla fusione è proporzionale al numero di rami di diversità N.

Oltre ad alcune antenne a polarizzazione singola rimaste dalla prima costruzione ingegneristica, tutte le comunicazioni mobili standard utilizzano la diversità di polarizzazione e la diversità spaziale, mentre la ricezione Rake viene utilizzata solo per i sistemi CDMA.

3. Aumentare Lf/Lp/Lt

I principi di questi tre metodi sono:

Lf: l'interferenza e i segnali utili sono sfalsati rispetto al dominio della frequenza, poiché la banda di frequenza della comunicazione mobile civile non può essere determinata in modo indipendente, quindi l'uso di questo metodo anti-interferenza è limitato.

Lp: è isolato dall'interferenza nella direzione di polarizzazione, ma poiché la direzione di polarizzazione delle onde radio cambia frequentemente nel processo di propagazione della comunicazione mobile, è impossibile ridurre l'interferenza aumentando Lp.

Lt: isolamento delle interferenze nel dominio del tempo, generalmente utilizzato in campo militare, come la tecnologia di trasmissione a raffica, i dati vengono compressi in una trasmissione a impulsi a raffica, in modo che il nemico non possa interferire.

Inoltre, in un certo senso, la tecnologia di accesso multiplo di ciascun sistema è anche tale tecnologia anti-interferenza, come l'accesso multiplo a divisione di tempo del GSM, che in realtà serve a isolare il segnale di ciascun utente dal tempo per evitare interferenze reciproche.