Обзор технологии защиты от помех связи

Защита от помех связи относится кк принятию различных электронных мер защиты от помех для поддержания бесперебойной связи в условиях плотных, сложных и разнообразных электромагнитных помех и целенаправленных помех связи. Противопомеховая связь имеет следующие отличительные характеристики: пассивность; Прогрессивность; Гибкость; Системный.

Принципы защиты от помех

1ï¼Технология скачкообразной перестройки частоты

Технология скачкообразной перестройки частоты является широко используемой технологией защиты от помех в беспроводной связи, которая широко используется в системах беспроводной связи. Принцип технологии скачкообразной перестройки частоты заключается в том, что рабочая полоса частот системы связи может перескакивать вперед и назад в зависимости от определенной скорости и схемы. Это может обеспечить непрерывную скачкообразную перестройку несущей частоты при использовании нескольких кодовых последовательностей выбора частотной манипуляции и, в конечном итоге, достичь цели расширения спектра.

Характеристики этой антиинтерференционной технологии следующие: чем выше скорость скачкообразного изменения, тем шире ширина скачкообразного изменения и тем выше помехоустойчивость беспроводной связи. Эта технология защиты от помех может защитить и изолировать определенную полосу частот, гарантируя, что на нее не повлияют различные внешние факторы. Как показано на рисунке ниже, определенная система связи работает в полосе частот, которая скачет назад и вперед между полосой частот A и полосой частот B, избегая красной области помех, покрытой шумом:

2ï¼Технология расширения спектра

Среди многих технологий защиты от помех с расширенным спектром технология с расширенным спектром прямой последовательности является наиболее широко используемой, особенно в военной области беспроводной связи и гражданской беспроводной связи в шумовой среде. Он обладает такими преимуществами применения, как мощная защита от помех, низкая скорость перехвата и хорошие характеристики маскировки, которые могут обеспечить качество сигналов беспроводной связи.

Система расширения спектра с прямой последовательностью (DSSS) в настоящее время является наиболее широко используемой системой. На передающем конце система с прямым расширением спектра расширяет передающую последовательность с помощью псевдослучайной последовательности до широкой полосы частот, а на приемном конце та же самая последовательность с расширенным спектром используется для сжатия, восстановления исходной информации. Из-за отсутствия корреляции между информацией о помехах и псевдослучайными последовательностями расширенный спектр может эффективно подавлять узкополосные помехи и улучшать отношение выходного сигнала к шуму. Например, система DSSS генерирует 50-битную случайную двоичную последовательность битов для отправки и выполняет кодирование с расширенным спектром, как показано на следующем рисунке:

3ï¼Технология скачкообразного изменения времени

Скачкообразная перестройка времени также является своего рода технологией расширения спектра. Системы связи с расширенным спектром со скачкообразной перестройкой времени (TH-SS) — это аббревиатура системы связи с расширенным спектром со скачкообразной перестройкой времени, которая в основном используется в связи с множественным доступом с временным разделением каналов (TDMA). Подобно системам со скачкообразной перестройкой частоты, скачкообразная перестройка по времени приводит к дискретному скачку передаваемого сигнала по временной оси. Сначала мы разделяем временную шкалу на множество временных интервалов, которые обычно называются временными интервалами в связи с расширенным спектром со скачкообразной перестройкой времени, и несколько временных интервалов образуют временной кадр со скачкообразной перестройкой времени. Какой временной интервал для передачи сигналов внутри кадра контролируется кодовой последовательностью с расширенным спектром. Следовательно, временная скачкообразная перестройка может пониматься как многослотовая временная манипуляция с использованием псевдослучайных кодовых последовательностей для выбора. Из-за использования гораздо более узких временных интервалов для передачи сигналов спектр сигнала относительно расширяется.

4ï¼Многоантенная технология

Благодаря полному использованию «пространственных» характеристик беспроводных каналов множество антенн, расположенных на передатчиках и/или приемниках в системах беспроводной связи, можно использовать для существенного улучшения характеристик системы. Эти системы, теперь широко известные как «Multiple Input Multiple Output» (MIMO), предполагают установку двух или более антенн на передатчике и приемнике. В терминологии MIMO «вход» и «выход» относятся к беспроводным каналам. В этих системах несколько передатчиков одновременно «вводят» свои сигналы в беспроводной канал, а затем одновременно «выводят» эти сигналы из беспроводного канала на несколько приемников. Этот метод «отправляет один и тот же контент через разные антенны» в пространственной области, позволяя системе связи получить прирост производительности и возможности защиты от помех, известные как «разнесение передачи».

▪ SISOï¼ Один вход Один выход

②SIMOï¼ Один вход Несколько выходов

¢MISOï¼ Несколько входов Один выход

• MIMOï¼ Множественный вход Множественный выход

5) Технология смарт-антенны

С развитием технологии MIMO MIMO превратилась в «Massive MIMO», также известную как «Massive MIMO». Традиционный MIMO обычно имеет 2 антенны, 4 антенны и 8 антенн, а количество антенн в Massive MIMO может превышать 100. Система Massive MIMO может управлять фазой и амплитудой сигнала, передаваемого (или принимаемого) каждым антенным блоком. Регулируя несколько антенных блоков, можно создать направленный луч, то есть формирование луча. Технология формирования луча сочетает в себе преимущества пространственной классификации и мультиплексирования технологии MIMO, эффективно повышая производительность системы и ее помехоустойчивость.

Коммуникационные помехи и анти-помехи - вечные темы в области связи. В связи с тем, что очень сложные, динамичные и враждебные характеристики электромагнитной среды становятся все более заметными. Помехи сигналам являются основной проблемой, которая ограничивает развитие технологий беспроводной связи. В период улучшения противопомеховой способности беспроводной связи, в дополнение к применению обычных технологий защиты от помех, таких как технология расширенного спектра, также необходимо обратить внимание на эффективное применение новых технологий защиты от помех, таких как интеллектуальные сетевые технологии. Кроме того, комплексное применение этих технологий защиты от помех может лучше обеспечить защиту от помех при беспроводной связи.