Technológia proti rušeniu v mobilnej komunikácii

Zhrnúť

Rušenie je dvojča mobilnej komunikácie. Od zrodu mobilnej komunikácie ľudia bojujú s rušením. Civilná mobilná komunikácia prešla štyrmi generáciami, rôzne metódy riešenia rušenia majú svoje silné stránky, využívame túto príležitosť na všeobecnú inventúru.

Najprv sa pozrime na koncept tolerancie rušenia: keď systém stále funguje, maximálny pomer rušenia (pomer rušenia k užitočným signálom) povolený prijímačom, ktorý odráža toleranciu systému voči rušeniu v prostredí rušenia.

Podmienky normálnej prevádzky komunikačného systému sú:

Preto môžeme vo všeobecnosti zlepšiť schopnosť systému proti rušeniu z dvoch aspektov zníženia pomeru vstupného rušenia a zlepšenia tolerancie rušenia systému a robí to aj niekoľko generácií mobilných komunikácií.

Znižuje vstupný rušivý pomer

Rovnica komunikačného rušenia vyjadrená pomerom rušenia je nasledovná:

Spôsob zníženia vstupného rušivého pomeru možno preto rozdeliť do troch častí: zníženie rušivého signálu, zlepšenie užitočného signálu a zvýšenie straty časovo-frekvenčnej domény medzi užitočným signálom a rušením.

1. Znížte rušivé signály

Pre mobilnú komunikáciu sa rušenie delí na sieťové rušenie a vonkajšie rušenie, mimo sieťového rušenia okrem frekvenčného rozmietania vyšetrovacieho zdroja signálu rušenia nemôžeme ľubovoľne meniť PTj, GTj, Lj, GRj.

Pokiaľ ide o kontrolu rušenia v sieti, rôzne štandardné mobilné komunikačné systémy využívajú v podstate rovnaké prostriedky, existujú tieto prostriedky:

1.Znížte GTj/GRj: Použite smerové antény na sektorovanie bunky a zarovnajte postranné laloky na oblasť, ktorú nechcete pokryť, čo je ekvivalentné zníženiu zisku v smere rušenia/rušenia; Systémy TDSCDMA a TDD-LTE využívajú na dosiahnutie lepších výsledkov aj inteligentné antény (beamforming).

2.Znížte PTj: Použite riadenie výkonu a prerušovaný prenos DTX.

Riadenie výkonu je jedným z najdôležitejších prostriedkov na kontrolu rušenia v sieti. V prípade systému GSM sa príkaz na riadenie napájania vydáva cez SACCH a doba kontroly je 3 správy o meraní, približne 1,5 sekundy. Riadenie výkonu 3G a 4G je podobné, rozdelené na dva druhy riadenia výkonu s otvorenou slučkou a riadenie výkonu s uzavretou slučkou, jednoducho povedané, riadenie výkonu s otvorenou slučkou nie je riadenie výkonu so spätnou väzbou, všeobecne používané v počiatočnom štádiu prístupu, a riadenie výkonu v uzavretej slučke podľa typu hodnoty spätnej väzby a jednotky spätnej väzby, je rozdelené na vnútorný krúžok a vonkajší krúžok. Rýchlosť riadenia výkonu rôznych systémov je odlišná, rýchlosť riadenia výkonu WCDMA je 1500 Hz, rýchlosť riadenia výkonu CDMA2000 je 800 Hz a rýchlosť riadenia výkonu LTE je 200 Hz.

Treba poznamenať, že kvôli existencii blízkeho a vzdialeného efektu je uplink náchylnejší na rušenie, takže riadenie výkonu v mobilnej komunikácii sa týka hlavne riadenia výkonu uplinku.

2. Zosilnite užitočné signály

Existuje niekoľko spôsobov, ako zlepšiť užitočné signály:

1) Zvýšte vysielací výkon PTs

Vysielací výkon je limitovaný hardvérovým vybavením a pre mobilnú komunikáciu je každý užívateľ nielen svojim vlastným zdrojom signálu, ale aj ostatným užívateľom zdroja rušenia, takže jednoducho zvýšiť vysielací výkon pri zlepšovaní komunikačného efektu svojej vlastnej strany súčasne, zvýši rušenie ostatných užívateľov v sieti, celkový pohľad nie je nevyhnutne dobrý. Preto sa v mobilnej komunikácii používajú prostriedky na reguláciu výkonu, aby sa výkon prispôsobil tak, aby výkon každého užívateľa bol práve dostatočný.

2) Rozmanitosť príjmu zlepšuje prijímaciu silu Psi

Takzvaný diverzitný príjem sa týka spôsobu, ktorým prijímací koniec zlučuje množstvo nezávislých (nesúcich rovnakú informáciu) prijímaných signálov slabnúcej charakteristiky, aby sa znížilo kolísanie úrovne signálu. Zahŕňa dve časti: spracovanie prijímania a zlučovania.

Existujú tri bežné režimy príjmu: priestorová diverzita, polarizačná diverzita a časová diverzita.

Priestorová diverzita: Použitie priestorovo relatívne nezávislých preplácaných prijímacích antén na príjem signálov a ich následné zlúčenie, aby sa zabezpečila irelevantnosť prijímaného signálu, čo si vyžaduje, aby vzdialenosť medzi anténami bola dostatočne veľká, účelom je zabezpečiť, aby charakteristiky zoslabovania prijímaného viaccestného signálu boli odlišné, vzdialenosť medzi prijímacími anténami bola aspoň viac ako 10 vlnových dĺžok. Je jednou z najčastejšie používaných metód diverzity.

Polarizačná diverzita: Na príjem signálov a ich následné kombinovanie sa používajú preplácané prijímacie antény s rôznymi režimami polarizácie. Spoločnou anténou v mobilnej komunikácii je 45-stupňová polarizačná anténa.

Časová rozmanitosť: Časovú rozmanitosť predstavuje technológia prijímania Rake. Prijímacia technológia RAKE je dôležitou technológiou v systéme mobilnej komunikácie CDMA, ktorá dokáže rozlíšiť jemné viaccestné signály v čase a vykonať váženú úpravu týchto rozlíšených viaccestných signálov, aby sa zlúčili do vylepšených signálov.

Existujú tri typy fúzií: fúzia s maximálnym pomerom, selektívna fúzia a fúzia s rovnakým ziskom. Najčastejšie používanou schémou je zlučovanie maximálneho pomeru, ktoré je jednoduché a ľahko realizovateľné lineárnym spracovaním prijatého signálu na prijímacom konci. Na prijímacom konci sa vytvoria viaceré vetvy diverzity a po úprave fázy sa pridajú vo fáze podľa príslušného koeficientu zosilnenia a potom sa odošlú do detektora na detekciu. Zisk generovaný zlúčením je úmerný počtu vetiev diverzity N.

Okrem niekoľkých jednopolarizovaných antén, ktoré zostali z ranej inžinierskej konštrukcie, všetky štandardné mobilné komunikácie využívajú polarizačnú diverzitu a priestorovú diverzitu, zatiaľ čo Rake príjem sa používa iba pre CDMA systémy.

3. Zvýšte Lf/Lp/Lt

Princípy týchto troch metód sú:

Lf: Rušenie a užitočné signály sú z frekvenčnej oblasti odstupňované, pretože frekvenčné pásmo civilnej mobilnej komunikácie nemožno určiť nezávisle, takže použitie tejto metódy proti rušeniu je obmedzené.

Lp: Je izolovaný od rušenia v smere polarizácie, ale pretože smer polarizácie rádiových vĺn sa často mení v procese šírenia mobilnej komunikácie, nie je možné znížiť rušenie zvýšením Lp.

Lt: Izolácia rušenia v časovej oblasti, všeobecne používaná v armáde, ako napríklad technológia burstového prenosu, údaje sú komprimované v pulznom prenose, takže nepriateľ nemôže zasahovať.

Okrem toho je v určitom zmysle technológia viacnásobného prístupu každého systému tiež takou technológiou proti rušeniu, ako je napríklad viacnásobný prístup s časovým delením GSM, ktorý má v skutočnosti izolovať signál každého používateľa, aby sa zabránilo vzájomnému rušeniu.