Pregled komunikacijske tehnologije proti motnjam

Komunikacija proti motnjam se nanašak sprejetju različnih elektronskih ukrepov proti motnjam za vzdrževanje nemotene komunikacije v gostih, zapletenih in raznolikih okoljih elektromagnetnih motenj in ciljnih komunikacijskih motenj. Komunikacija proti motnjam ima naslednje posebne značilnosti: pasivnost; Progresivnost; Prilagodljivost; Sistemski.

Načela tehnologije proti motnjam

1ï¼Tehnologija frekvenčnega skoka

Tehnologija frekvenčnega skoka je široko uporabljena tehnologija proti motnjam v brezžični komunikaciji, ki se pogosto uporablja v brezžičnih komunikacijskih sistemih. Načelo tehnologije frekvenčnega skoka je, da se delovni frekvenčni pas komunikacijskega sistema lahko odbija naprej in nazaj glede na določeno hitrost in vzorec. Lahko zagotovi, da nosilna frekvenca doseže cilj neprekinjenega skakanja pri uporabi zaporedij izbirne kode s premikom frekvence in na koncu doseže namen razširitve spektra.

Značilnosti te tehnologije proti motnjam so naslednje: višja kot je hitrost skoka, večja je širina skoka in večja je sposobnost brezžične komunikacije proti motnjam. Ta tehnologija proti motnjam lahko zaščiti in izolira določen frekvenčni pas ter zagotovi, da nanj ne vplivajo različni zunanji dejavniki. Kot je prikazano na spodnji sliki, določen komunikacijski sistem deluje v frekvenčnem pasu, ki se odbija naprej in nazaj med frekvenčnim pasom A in frekvenčnim pasom B, pri čemer se izogiba rdečemu območju motenj, ki ga pokriva hrup:

2ï¼Tehnologija razpršenega spektra

Med številnimi tehnologijami za preprečevanje motenj razširjenega spektra je tehnologija neposrednega zaporedja razširjenega spektra najbolj razširjena, zlasti na vojaškem področju brezžičnih komunikacij in civilnih brezžičnih komunikacij v hrupnem okolju. Ima prednosti uporabe močne zmožnosti za preprečevanje motenj, nizke stopnje prestrezanja in dobre zmogljivosti prikrivanja, kar lahko zagotovi kakovost brezžičnih komunikacijskih signalov.

Sistem z razpršenim spektrom neposrednega zaporedja (DSSS) je trenutno najbolj razširjen sistem. Na oddajnem koncu sistem z neposrednim razpršenim spektrom razširi oddajno zaporedje z uporabo psevdonaključnega zaporedja na širok frekvenčni pas, na prejemnem koncu pa se isto zaporedje razpršenega spektra uporabi za zmanjševanje in obnavljanje izvirnih informacij. Zaradi nepovezanosti med informacijami o motnjah in psevdo naključnimi sekvencami lahko razprti spekter učinkovito zatre ozkopasovne motnje in izboljša razmerje med izhodnim signalom in šumom. Na primer, sistem DSSS ustvari 50-bitno naključno binarno bitno zaporedje, ki ga je treba poslati, in izvede kodiranje z razširjenim spektrom, kot je prikazano na naslednji sliki:

3ï¼Tehnologija časovnega skakanja

Časovno skakanje je tudi nekakšna tehnologija razširjenega spektra. Komunikacijski sistemi s časovnim skokom razpršenega spektra (TH-SS) je okrajšava komunikacijskega sistema s časovnim skokom razpršenega spektra, ki se večinoma uporablja v komunikaciji s časovno razdeljenim večkratnim dostopom (TDMA). Podobno kot sistemi s frekvenčnimi skoki, časovni skoki povzročijo diskretne skoke oddanega signala na časovni osi. Časovnico najprej razdelimo na številne časovne reže, ki se običajno imenujejo časovne reže v komunikaciji z razširjenim spektrom s časovnimi skoki, več časovnih reže pa tvori časovni okvir s časovnimi skoki. Katero časovno režo za prenos signalov znotraj okvira nadzira kodno zaporedje razširjenega spektra. Zato lahko časovno skakanje razumemo kot časovno zamikovno tipkanje z več režami z uporabo psevdonaključnih zaporedij kod za izbiro. Zaradi uporabe veliko ožjih časovnih rež za prenos signalov je spekter signala razmeroma razširjen.

4ï¼Tehnologija z več antenami

S popolnim izkoriščanjem "prostorskih" značilnosti brezžičnih kanalov je mogoče uporabiti več anten, razporejenih na oddajnikih in/ali sprejemnikih v brezžičnih komunikacijskih sistemih, za bistveno izboljšanje delovanja sistema. Ti sistemi, zdaj splošno znani kot "Multiple Input Multiple Output" (MIMO), vključujejo nastavitev dveh ali več anten na oddajniku in sprejemniku. V terminologiji MIMO se "vhod" in "izhod" nanašata na brezžične kanale. V teh sistemih več oddajnikov hkrati "vnese" svoje signale v brezžični kanal in nato hkrati "odda" te signale iz brezžičnega kanala v več sprejemnikov. Ta metoda "pošilja isto vsebino skozi različne antene" v prostorski domeni, kar komunikacijskemu sistemu omogoča izboljšanje zmogljivosti in zmogljivost proti motnjam, znano kot "raznovrstnost prenosa".

â SISOï¼ En vhod in en izhod

â¡SIMOï¼ En vhod Več izhodov

â¢MISOï¼ Več vhodov En izhod

â£MIMOï¼Več vhodov Več izhodov

5) Tehnologija pametne antene

Z razvojem tehnologije MIMO je MIMO postal 'Massive MIMO', znan tudi kot 'Massive MIMO'. Tradicionalni MIMO ima običajno 2 anteni, 4 antene in 8 anten, število anten v masivnem MIMO pa lahko preseže 100. Sistem masivnega MIMO lahko nadzoruje fazo in amplitudo signala, ki ga prenaša (ali sprejema) vsaka antenska enota. S prilagajanjem več antenskih enot je mogoče ustvariti usmerjen žarek, to je oblikovanje žarka. Tehnologija oblikovanja snopa združuje prednosti prostorske klasifikacije in multipleksiranja tehnologije MIMO, s čimer učinkovito izboljšuje delovanje sistema in sposobnost preprečevanja motenj.

Komunikacijske motnje in protimotenje sta večni temi na področju komuniciranja. Z zelo zapletenimi, dinamičnimi in kontradiktornimi značilnostmi elektromagnetnega okolja, ki postajajo vse bolj vidne. Motnje signala so ključna težava, ki omejuje razvoj brezžične komunikacijske tehnologije. V obdobju izboljšanja zmožnosti proti motnjam brezžične komunikacije je treba poleg uporabe običajnih tehnologij proti motnjam, kot je tehnologija razširjenega spektra, posvetiti pozornost tudi učinkoviti uporabi nastajajočih tehnologij proti motnjam, kot je tehnologija inteligentnega omrežja. Poleg tega lahko celovita uporaba teh tehnologij proti motnjam bolje zagotovi učinkovitost brezžične komunikacije proti motnjam.