Anti-jamming technologie in mobiele communicatie

Samenvatten

Interferentie is de tweelingbroer van mobiele communicatie. Sinds de geboorte van mobiele communicatie hebben mensen gevochten tegen interferentie. Civiele mobiele communicatie is al vier generaties oud, verschillende methoden om met interferentie om te gaan hebben hun eigen sterke punten, we maken van de gelegenheid gebruik om een ​​algemene inventaris op te maken.

Laten we eerst eens kijken naar het concept van interferentietolerantie: wanneer het systeem nog werkt, de maximale interferentieverhouding (de verhouding tussen interferentie en bruikbare signalen) toegestaan ​​door de ontvanger, die de tolerantie van het systeem voor interferentie in de interferentieomgeving weerspiegelt.

De voorwaarden voor de normale werking van het communicatiesysteem zijn:

Daarom kunnen we vanuit de algemene richting het anti-interferentievermogen van het systeem verbeteren door de twee aspecten van het verminderen van de ingangsinterferentieverhouding en het verbeteren van de systeeminterferentietolerantie, en verschillende generaties mobiele communicatie doen dit ook.

Vermindert de ingangsinterferentieverhouding

De communicatie-interferentievergelijking uitgedrukt in termen van interferentieverhouding is als volgt:

Daarom kan de manier om de ingangsinterferentieverhouding te verminderen in drie delen worden verdeeld: het verminderen van het interferentiesignaal, het verbeteren van het nuttige signaal en het vergroten van het tijd-frequentiedomein-coïncidentieverlies tussen het nuttige signaal en de interferentie.

1. Verminder stoorsignalen

Voor mobiele communicatie is interferentie onderverdeeld in netwerkinterferentie en externe interferentie, buiten de netwerkinterferentie naast de frequentie-sweep-interferentiesignaalbron, kunnen we PTj, GTj, Lj, GRj niet willekeurig wijzigen.

Wat betreft de beheersing van interferentie in het netwerk, gebruiken verschillende standaard mobiele communicatiesystemen in principe dezelfde middelen, er zijn de volgende middelen:

1. Verminder GTj/ GRj: gebruik directionele antennes om de cel in sectoren te verdelen en de zijlobben uit te lijnen met het gebied dat niet bestreken moet worden, wat gelijk staat aan het verminderen van de versterking in de richting van interferentie/interferentie; TDSCDMA- en TDD-LTE-systemen gebruiken ook slimme antennes (beamforming) voor betere resultaten.

2. Verminder PTj: gebruik vermogensregeling en DTX discontinue verzending.

Vermogensregeling is een van de belangrijkste middelen om interferentie in het netwerk te beheersen. Voor het GSM-systeem wordt de opdracht voor vermogensregeling afgegeven via SACCH en is de controleperiode 3 meetrapporten, ongeveer 1,5 seconden. 3G- en 4G-vermogensregeling is vergelijkbaar, verdeeld in open-lus vermogensregeling en gesloten-lus vermogensregeling twee soorten, simpel gezegd, open-lus vermogensregeling is geen feedback-vermogensregeling, over het algemeen gebruikt in de initiële toegangsfase, en gesloten-lus vermogensregeling volgens het type feedbackwaarde en feedback-eenheid, is verdeeld in binnenring en buitenring. De vermogensregelingssnelheid van verschillende systemen is verschillend, de vermogensregelingssnelheid van WCDMA is 1500 Hz, de vermogensregelingssnelheid van CDMA2000 is 800 Hz en de vermogensregelingssnelheid van LTE is 200 Hz.

Opgemerkt moet worden dat vanwege het nabije en verre effect de uplink gevoeliger is voor interferentie, dus de vermogensregeling in mobiele communicatie verwijst voornamelijk naar de uplink-vermogensregeling.

2. Boost nuttige signalen

Er zijn verschillende manieren om bruikbare signalen te verbeteren:

1) Verhoog het zendvermogen PT's

Het zendvermogen wordt beperkt door de hardwareapparatuur en voor mobiele communicatie is elke gebruiker niet alleen zijn eigen signaalbron, maar ook andere gebruikers van de interferentiebron. Daarom wordt het middel voor vermogensregeling gebruikt in mobiele communicatie om het vermogen aan te passen om ervoor te zorgen dat het vermogen van elke gebruiker net voldoende is.

2) Diversiteitsontvangst verbetert het ontvangstvermogen Psi

De zogenaamde diversiteitsontvangst verwijst naar de methode waarbij de ontvangende kant een aantal onafhankelijke (met dezelfde informatie) ontvangende vervagende karakteristieke signalen samenvoegt om de fluctuatie van het signaalniveau te verminderen. Het omvat twee delen: ontvangen en samenvoegen verwerken.

Er zijn drie algemene ontvangstmodi: ruimtelijke diversiteit, polarisatiediversiteit en tijddiversiteit.

Ruimtelijke diversiteit: het gebruik van ruimtelijk relatief onafhankelijke ontvangende antennes om signalen te ontvangen en vervolgens samen te voegen, om de irrelevantie van het ontvangen signaal te waarborgen, wat vereist dat de afstand tussen de antennes groot genoeg is, het doel hiervan is ervoor te zorgen dat de ontvangen multipath-signaalvervagingskenmerken verschillen, de afstand tussen de ontvangende antennes is ten minste meer dan 10 golflengten. Is een van de meest gebruikte diversiteitsmethoden.

Polarisatiediversiteit: te veel betalende ontvangstantennes met verschillende polarisatiemodi worden gebruikt om signalen te ontvangen en vervolgens te combineren. De gebruikelijke antenne in mobiele communicatie is de 45 graden polarisatieantenne.

Tijddiversiteit: Tijddiversiteit wordt vertegenwoordigd door Rake-ontvangsttechnologie. RAKE-ontvangsttechnologie is een belangrijke technologie in het CDMA mobiele communicatiesysteem, dat de subtiele multipath-signalen in de tijd kan onderscheiden en de gewogen aanpassing van deze opgeloste multipath-signalen kan maken om ze te laten samensmelten tot verbeterde signalen.

Er zijn drie soorten fusies: fusie met maximale ratio, selectieve fusie en fusie met gelijke winst. Het meest gebruikte schema is het samenvoegen van maximale verhoudingen, wat eenvoudig en gemakkelijk te implementeren is door lineaire verwerking van het ontvangen signaal aan de ontvangende kant. Aan de ontvangende kant worden meerdere diversiteitstakken gevormd en na faseaanpassing worden ze in fase toegevoegd volgens de juiste versterkingscoëfficiënt en vervolgens naar de detector gestuurd voor detectie. De winst die wordt gegenereerd door samenvoeging is evenredig met het aantal diversiteitstakken N.

Naast een paar enkelvoudig gepolariseerde antennes die zijn overgebleven van de vroege technische constructie, gebruikt alle standaard mobiele communicatie polarisatiediversiteit en ruimtelijke diversiteit, terwijl Rake-ontvangst alleen wordt gebruikt voor CDMA-systemen.

3. Verhoog Lf/Lp/Lt

De principes van deze drie methoden zijn:

Lf: De stoor- en nuttige signalen worden gespreid uit het frequentiedomein, omdat de frequentieband van civiele mobiele communicatie niet onafhankelijk kan worden bepaald, dus het gebruik van deze anti-interferentiemethode is beperkt.

Lp: Het is geïsoleerd van interferentie in de polarisatierichting, maar omdat de polarisatierichting van radiogolven vaak verandert tijdens het voortplantingsproces van mobiele communicatie, is het onmogelijk om interferentie te verminderen door Lp te verhogen.

Lt: Isolatie van interferentie in het tijdsdomein, over het algemeen gebruikt in het leger, zoals burst-transmissietechnologie, de gegevens worden gecomprimeerd in een burst-pulstransmissie, zodat de vijand niet kan interfereren.

Bovendien is de technologie voor meervoudige toegang van elk systeem in zekere zin ook een dergelijke anti-interferentietechnologie, zoals de meervoudige toegang met tijdverdeling van GSM, die eigenlijk bedoeld is om het signaal van elke gebruiker van de tijd te isoleren om wederzijdse interferentie te voorkomen.