Tecnologia anti-jamming na comunicação móvel

Resumir

A interferência é gêmea da comunicação móvel. Desde o nascimento da comunicação móvel, as pessoas lutam contra a interferência. A comunicação móvel civil já passou por quatro gerações, vários métodos para lidar com a interferência têm seus próprios pontos fortes, aproveitamos esta oportunidade para fazer um inventário geral.

Vamos primeiro olhar para o conceito de tolerância à interferência: quando o sistema ainda está funcionando, a taxa de interferência máxima (a taxa de interferência para sinais úteis) permitida pelo receptor, que reflete a tolerância do sistema à interferência no ambiente de interferência.

As condições para o funcionamento normal do sistema de comunicação são:

Portanto, a partir da direção geral, podemos melhorar a capacidade anti-interferência do sistema a partir dos dois aspectos de reduzir a taxa de interferência de entrada e melhorar a tolerância à interferência do sistema, e várias gerações de comunicações móveis também estão fazendo isso.

Reduz a taxa de interferência de entrada

A equação de interferência de comunicação expressa em termos de taxa de interferência é a seguinte:

Portanto, a maneira de reduzir a taxa de interferência de entrada pode ser dividida em três partes: reduzir o sinal de interferência, melhorar o sinal útil e aumentar a perda de coincidência no domínio da frequência de tempo entre o sinal útil e a interferência.

1. Reduza os sinais de interferência

Para comunicação móvel, a interferência é dividida em interferência de rede e interferência externa, fora da interferência de rede, além da fonte de sinal de interferência de investigação de varredura de frequência, não podemos alterar arbitrariamente PTj, GTj, Lj, GRj.

Quanto ao controle de interferência na rede, vários sistemas de comunicação móvel padrão adotam basicamente os mesmos meios, existem os seguintes meios:

1.Reduzir GTj/ GRj: Utilizar antenas direcionais para setorizar a célula e alinhar os lóbulos laterais à área não desejada a ser coberta, o que equivale a reduzir o ganho na direção interferida/interferida; Os sistemas TDSCDMA e TDD-LTE também utilizam antenas inteligentes (beamforming) para melhores resultados.

2.Reduzir PTj: Use controle de potência e transmissão descontínua DTX.

O controle de energia é um dos meios mais importantes para controlar a interferência na rede. Para o sistema GSM, o comando de controle de energia é emitido através do SACCH e o período de controle é de 3 relatórios de medição, cerca de 1,5 segundos. O controle de potência 3G e 4G é semelhante, dividido em controle de potência de malha aberta e dois tipos de controle de potência de malha fechada, simplesmente, controle de potência de malha aberta não é controle de potência de feedback, geralmente usado no estágio de acesso inicial, e controle de potência de malha fechada de acordo com o tipo de valor de feedback e unidade de feedback, é dividido em anel interno e anel externo. A velocidade de controle de energia de diferentes sistemas é diferente, a velocidade de controle de energia do WCDMA é de 1500 HZ, a velocidade de controle de energia do CDMA2000 é de 800 HZ e a velocidade de controle de energia do LTE é de 200 HZ.

Deve-se notar que, devido à existência do efeito próximo e distante, o uplink é mais suscetível a interferências, portanto, o controle de potência na comunicação móvel refere-se principalmente ao controle de potência do uplink.

2. Aumente os sinais úteis

Existem várias maneiras de melhorar os sinais úteis:

1) Aumente os PTs de potência de transmissão

A potência de transmissão é limitada pelo equipamento de hardware e, para comunicações móveis, cada usuário não é apenas sua própria fonte de sinal, mas também outros usuários da fonte de interferência; portanto, simplesmente aumente a potência de transmissão para melhorar o efeito de comunicação de seu próprio lado ao mesmo tempo, aumentará a interferência de outros usuários na rede; Portanto, os meios de controle de energia são usados ​​na comunicação móvel para ajustar a energia para garantir que a energia de cada usuário seja suficiente.

2) A recepção de diversidade melhora a potência de recepção Psi

A chamada recepção de diversidade refere-se ao método pelo qual a extremidade receptora mescla um número de sinais característicos de desvanecimento independentes (transportando a mesma informação) recebidos por ele para reduzir a flutuação do nível do sinal. Ele inclui duas partes: recebimento e processamento de fusão.

Existem três modos de recepção comuns: diversidade espacial, diversidade de polarização e diversidade de tempo.

Diversidade espacial: O uso de antenas receptoras overpay espacialmente relativamente independentes para receber sinais e, em seguida, mesclar, a fim de garantir a irrelevância do sinal recebido, o que requer que a distância entre as antenas seja grande o suficiente, o objetivo de fazer isso é garantir que as características de desvanecimento do sinal multicaminho recebido sejam diferentes, a distância entre as antenas receptoras é de pelo menos mais de 10 comprimentos de onda. É um dos métodos de diversidade mais comumente usados.

Diversidade de polarização: Antenas de recepção pagas em excesso com diferentes modos de polarização são usadas para receber sinais e depois combiná-los. A antena comum na comunicação móvel é a antena de polarização de 45 graus.

Diversidade de tempo: A diversidade de tempo é representada pela tecnologia de recepção Rake. A tecnologia de recepção RAKE é uma tecnologia importante no sistema de comunicação móvel CDMA, que pode distinguir os sinais multipercurso sutis no tempo e fazer o ajuste ponderado desses sinais multipercurso resolvidos para torná-los compostos em sinais aprimorados.

Existem três tipos de fusão: fusão de razão máxima, fusão seletiva e fusão de ganho igual. O esquema mais comumente usado é a fusão de taxa máxima, que é simples e fácil de implementar pelo processamento linear do sinal recebido na extremidade receptora. Múltiplas ramificações de diversidade são formadas na extremidade receptora e, após o ajuste de fase, são adicionadas em fase de acordo com o coeficiente de ganho apropriado e, em seguida, enviadas ao detector para detecção. O ganho gerado pela fusão é proporcional ao número de ramos de diversidade N.

Além de algumas antenas monopolarizadas remanescentes da construção inicial de engenharia, todas as comunicações móveis padrão usam diversidade de polarização e diversidade espacial, enquanto a recepção Rake é usada apenas para sistemas CDMA.

3. Aumentar Lf/Lp/Lt

Os princípios desses três métodos são:

Lf: A interferência e os sinais úteis são escalonados do domínio da frequência, porque a banda de frequência da comunicação móvel civil não pode ser determinada independentemente, portanto, o uso deste método anti-interferência é limitado.

Lp: É isolado da interferência na direção de polarização, mas como a direção de polarização das ondas de rádio muda frequentemente no processo de propagação da comunicação móvel, é impossível reduzir a interferência aumentando o Lp.

Lt: Isolamento de interferência no domínio do tempo, geralmente usado em militares, como a tecnologia de transmissão em rajada, os dados são compactados em uma transmissão de pulso em rajada, para que o inimigo não possa interferir.

Além disso, em certo sentido, a tecnologia de acesso múltiplo de cada sistema também é uma tecnologia anti-interferência, como o acesso múltiplo por divisão de tempo do GSM, que na verdade isola o sinal de cada usuário do tempo para evitar interferência mútua.