Anti-Jamming-Technologie in der mobilen Kommunikation

Zusammenfassen

Interferenz ist der Zwilling der mobilen Kommunikation. Seit der Geburt der mobilen Kommunikation kämpfen die Menschen mit Störungen. Die zivile Mobilkommunikation existiert schon seit vier Generationen, verschiedene Methoden zur Bewältigung von Störungen haben ihre eigenen Stärken, wir nutzen diese Gelegenheit für eine allgemeine Bestandsaufnahme.

Schauen wir uns zunächst das Konzept der Interferenztoleranz an: Wenn das System noch funktioniert, das vom Empfänger maximal zugelassene Interferenzverhältnis (das Verhältnis von Interferenz zu Nutzsignalen), das die Toleranz des Systems gegenüber Interferenzen in der Interferenzumgebung widerspiegelt.

Die Bedingungen für den normalen Betrieb des Kommunikationssystems sind:

Aus allgemeiner Sicht können wir daher die Anti-Interferenz-Fähigkeit des Systems unter den beiden Aspekten Reduzierung des Eingangsinterferenzverhältnisses und Verbesserung der Systeminterferenztoleranz verbessern, und mehrere Generationen der Mobilkommunikation tun dies auch.

Reduziert das Eingangsinterferenzverhältnis

Die Kommunikationsinterferenzgleichung, ausgedrückt als Interferenzverhältnis, lautet wie folgt:

Daher kann der Weg zur Reduzierung des Eingangsinterferenzverhältnisses in drei Teile unterteilt werden: Reduzierung des Interferenzsignals, Verbesserung des Nutzsignals und Erhöhung des Zeit-Frequenz-Koinzidenzverlusts zwischen dem Nutzsignal und der Interferenz.

1. Störsignale reduzieren

Für die mobile Kommunikation werden Störungen in Netzwerkstörungen und Außenstörungen unterteilt. Außerhalb der Netzstörungen können wir neben der Frequenz-Sweep-Untersuchung auch die Störsignalquelle untersuchen und PTj, GTj, Lj, GRj nicht willkürlich ändern.

Was die Kontrolle von Interferenzen im Netzwerk angeht, verwenden verschiedene Standard-Mobilkommunikationssysteme im Wesentlichen die gleichen Mittel, es gibt die folgenden Mittel:

1.GTj/GRj reduzieren: Verwenden Sie Richtantennen, um die Zelle zu sektorieren und die Nebenkeulen auf den Bereich auszurichten, der nicht abgedeckt werden soll, was einer Reduzierung des Gewinns in der gestörten/gestörten Richtung entspricht; TDSCDMA- und TDD-LTE-Systeme nutzen für bessere Ergebnisse auch intelligente Antennen (Beamforming).

2. PTj reduzieren: Leistungssteuerung und diskontinuierliche DTX-Übertragung verwenden.

Die Leistungsregelung ist eines der wichtigsten Mittel zur Kontrolle von Störungen im Netzwerk. Bei GSM-Systemen wird der Leistungssteuerungsbefehl über SACCH ausgegeben, und die Steuerungsperiode beträgt 3 Messberichte, etwa 1,5 Sekunden. Die 3G- und 4G-Leistungssteuerung ist ähnlich und unterteilt sich in zwei Arten von Leistungssteuerung mit offenem Regelkreis und Leistungsregelung mit geschlossenem Regelkreis. Einfach ausgedrückt ist die Leistungsregelung mit offenem Regelkreis keine Rückkopplungs-Leistungsregelung und wird im Allgemeinen in der Anfangsphase des Zugriffs verwendet. Die Leistungssteuerungsgeschwindigkeit verschiedener Systeme ist unterschiedlich, die Leistungssteuerungsgeschwindigkeit von WCDMA beträgt 1500 Hz, die Leistungssteuerungsgeschwindigkeit von CDMA2000 beträgt 800 Hz und die Leistungssteuerungsgeschwindigkeit von LTE beträgt 200 Hz.

Es ist zu beachten, dass der Uplink aufgrund des Nah- und Ferneffekts anfälliger für Störungen ist, sodass sich die Leistungssteuerung in der Mobilkommunikation hauptsächlich auf die Uplink-Leistungssteuerung bezieht.

2. Verstärken Sie nützliche Signale

Es gibt mehrere Möglichkeiten, nützliche Signale zu verbessern:

1) Erhöhen Sie die Sendeleistung der PTs

Die Sendeleistung ist durch die Hardwareausrüstung begrenzt, und bei der mobilen Kommunikation ist jeder Benutzer nicht nur seine eigene Signalquelle, sondern auch eine Störquelle für andere Benutzer. Wenn Sie also einfach die Sendeleistung erhöhen, verbessern Sie gleichzeitig den Kommunikationseffekt auf Ihrer eigenen Seite und erhöhen gleichzeitig die Interferenzen anderer Benutzer im Netzwerk. Das Gesamtbild ist nicht unbedingt gut. Daher werden in der mobilen Kommunikation Mittel zur Leistungssteuerung verwendet, um die Leistung so anzupassen, dass die Leistung jedes Benutzers gerade ausreicht.

2) Diversity-Empfang verbessert die Empfangsleistung Psi

Der sogenannte Diversity-Empfang bezieht sich auf die Methode, bei der der Empfänger eine Reihe unabhängiger (die gleichen Informationen tragender) von ihm empfangener Schwundcharakteristiksignale zusammenführt, um die Signalpegelschwankungen zu reduzieren. Es umfasst zwei Teile: Empfangs- und Zusammenführungsverarbeitung.

Es gibt drei gängige Empfangsmodi: räumliche Diversität, Polarisationsdiversität und Zeitdiversität.

Räumliche Diversität: Die Verwendung von räumlich relativ unabhängigen, überzahlten Empfangsantennen zum Empfangen von Signalen und deren anschließende Zusammenführung, um die Irrelevanz des empfangenen Signals sicherzustellen, erfordert, dass der Abstand zwischen den Antennen groß genug ist. Der Zweck dieser Vorgehensweise besteht darin, sicherzustellen, dass die Schwundeigenschaften des empfangenen Mehrwegesignals unterschiedlich sind und der Abstand zwischen den Empfangsantennen mindestens mehr als 10 Wellenlängen beträgt. Ist eine der am häufigsten verwendeten Diversity-Methoden.

Polarisationsdiversität: Um Signale zu empfangen und anschließend zu kombinieren, werden überzählige Empfangsantennen mit unterschiedlichen Polarisationsmodi verwendet. Die gängige Antenne in der Mobilkommunikation ist die 45-Grad-Polarisationsantenne.

Zeitvielfalt: Zeitvielfalt wird durch die Rake-Empfangstechnologie repräsentiert. Die RAKE-Empfangstechnologie ist eine wichtige Technologie im CDMA-Mobilkommunikationssystem, die die subtilen Mehrwegesignale zeitlich unterscheiden und eine gewichtete Anpassung dieser aufgelösten Mehrwegesignale vornehmen kann, um sie zu verbesserten Signalen zu verbinden.

Es gibt drei Arten von Fusionen: Maximum-Ratio-Fusion, selektive Fusion und Equal-Gain-Fusion. Das am häufigsten verwendete Schema ist das Maximum-Ratio-Merging, das durch lineare Verarbeitung des empfangenen Signals auf der Empfangsseite einfach und leicht zu implementieren ist. Am Empfangsende werden mehrere Diversity-Zweige gebildet, die nach der Phasenanpassung entsprechend dem entsprechenden Verstärkungskoeffizienten phasengleich addiert und dann zur Erkennung an den Detektor gesendet werden. Der durch die Zusammenführung erzeugte Gewinn ist proportional zur Anzahl der Diversity-Zweige N.

Zusätzlich zu einigen einfach polarisierten Antennen, die aus frühen technischen Bauten übrig geblieben sind, nutzen alle Standard-Mobilfunkkommunikationen Polarisationsdiversität und räumliche Diversität, während Rake-Empfang nur für CDMA-Systeme verwendet wird.

3. Erhöhen Sie Lf/Lp/Lt

Die Prinzipien dieser drei Methoden sind:

Lf: Die Stör- und Nutzsignale sind aus dem Frequenzbereich gestaffelt, da das Frequenzband des zivilen Mobilfunks nicht unabhängig bestimmt werden kann, so dass der Einsatz dieser Entstörungsmethode begrenzt ist.

Lp: Es ist von Störungen in der Polarisationsrichtung isoliert, aber da sich die Polarisationsrichtung von Funkwellen im Ausbreitungsprozess der Mobilkommunikation häufig ändert, ist es unmöglich, Störungen durch Erhöhen von Lp zu reduzieren.

Lt: Isolierung von Störungen im Zeitbereich, allgemein im Militärbereich eingesetzt, z. B. Burst-Übertragungstechnik, bei der die Daten bei einer Burst-Pulsübertragung komprimiert werden, so dass der Feind nicht eingreifen kann.

Darüber hinaus ist die Mehrfachzugriffstechnologie jedes Systems in gewissem Sinne auch eine solche Anti-Interferenz-Technologie, wie beispielsweise der Zeitmultiplex-Mehrfachzugriff von GSM, bei dem es tatsächlich darum geht, das Signal jedes Benutzers zeitlich zu isolieren, um gegenseitige Störungen zu vermeiden.