Технология защиты от помех в мобильной связи

Подведем итог

Помехи — близнец мобильной связи. С момента рождения мобильной связи люди боролись с помехами. Гражданская мобильная связь прошла через четыре поколения, различные методы борьбы с помехами имеют свои сильные стороны, мы пользуемся этой возможностью, чтобы провести общую инвентаризацию.

Давайте сначала рассмотрим понятие устойчивости к помехам: когда система еще работает, максимальный коэффициент помех (отношение помех к полезным сигналам), допускаемый приемником, который отражает устойчивость системы к помехам в помеховой среде.

Условиями нормальной работы системы связи являются:

Таким образом, в общем направлении мы можем улучшить помехоустойчивость системы за счет двух аспектов снижения коэффициента входных помех и повышения устойчивости системы к помехам, и несколько поколений мобильной связи также делают это.

Снижает коэффициент помех на входе

Уравнение помех связи, выраженное через отношение помех, выглядит следующим образом:

Таким образом, способ уменьшения коэффициента входных помех можно разделить на три части: уменьшение сигнала помех, улучшение полезного сигнала и увеличение потери совпадения частотно-временной области между полезным сигналом и помехой.

1. Уменьшите помехи

Для мобильной связи помехи делятся на сетевые помехи и внешние помехи, вне сетевых помех в дополнение к источнику сигнала помех исследования частоты, мы не можем произвольно изменять PTj, GTj, Lj, GRj.

Что касается борьбы с помехами в сети, то в различных стандартных системах мобильной связи используются в основном одни и те же средства, есть следующие средства:

1. Уменьшить GTj/GRj: использовать направленные антенны для секторизации соты и выравнивания боковых лепестков по области, которую нежелательно покрывать, что эквивалентно уменьшению усиления в направлении помехи/помехи; Системы TDSCDMA и TDD-LTE также используют интеллектуальные антенны (формирование луча) для достижения лучших результатов.

2. Уменьшите PTj: используйте управление мощностью и прерывистую передачу DTX.

Контроль мощности является одним из наиболее важных средств контроля помех в сети. Для системы GSM команда управления мощностью выдается через SACCH, а период управления составляет 3 отчета об измерениях, около 1,5 секунды. Управление мощностью 3G и 4G аналогично, делится на управление мощностью без обратной связи и управление мощностью с обратной связью двух видов, проще говоря, управление мощностью без обратной связи - это управление мощностью без обратной связи, обычно используемое на начальном этапе доступа, и управление мощностью с обратной связью в соответствии с типом значения обратной связи и блока обратной связи, делится на внутреннее кольцо и внешнее кольцо. Скорость управления мощностью различных систем различна, скорость управления мощностью WCDMA составляет 1500 Гц, скорость управления мощностью CDMA2000 составляет 800 Гц, а скорость управления мощностью LTE составляет 200 Гц.

Следует отметить, что из-за наличия эффекта ближнего и дальнего действия восходящая линия связи более чувствительна к помехам, поэтому управление мощностью в мобильной связи в основном относится к управлению мощностью восходящей линии связи.

2. Повышайте полезные сигналы

Есть несколько способов улучшить полезные сигналы:

1) Увеличить мощность передачи ПТ

Мощность передачи ограничена аппаратным оборудованием, а для мобильной связи каждый пользователь является не только своим собственным источником сигнала, но и другими пользователями источника помех, поэтому просто увеличьте мощность передачи для улучшения коммуникационного эффекта своей собственной стороны в то же время, увеличит помехи других пользователей в сети, общая точка зрения не обязательно хорошая. Следовательно, средства управления мощностью используются в мобильной связи для регулировки мощности, чтобы гарантировать, что мощности каждого пользователя как раз достаточно.

2) Разнесенный прием улучшает приемную мощность Psi

Так называемый прием с разнесением относится к методу, с помощью которого принимающая сторона объединяет ряд независимых (несущих одинаковую информацию) сигналов с характерными замираниями, принятых ею, для уменьшения флуктуации уровня сигнала. Он включает в себя две части: приемную и объединяющую обработку.

Существует три общих режима приема: пространственное разнесение, поляризационное разнесение и временное разнесение.

Пространственное разнесение: использование пространственно относительно независимых приемных антенн с переплатой для приема сигналов, а затем их слияния, чтобы обеспечить нерелевантность принимаемого сигнала, что требует, чтобы расстояние между антеннами было достаточно большим, цель этого состоит в том, чтобы гарантировать, что характеристики замирания принимаемого многолучевого сигнала различны, расстояние между приемными антеннами составляет не менее 10 длин волн. Является одним из наиболее часто используемых методов разнообразия.

Поляризационное разнесение: для приема сигналов и последующего их объединения используются переплачивающие приемные антенны с разными режимами поляризации. Обычной антенной в мобильной связи является антенна с 45-градусной поляризацией.

Временное разнесение: Временное разнесение представлено технологией приема Rake. Технология приема RAKE является важной технологией в системе мобильной связи CDMA, которая может различать малозаметные многолучевые сигналы во времени и выполнять взвешенную корректировку этих разрешенных многолучевых сигналов, чтобы объединить их в улучшенные сигналы.

Существует три типа слияния: слияние с максимальным соотношением, выборочное слияние и слияние с равным выигрышем. Наиболее часто используемая схема представляет собой слияние с максимальным отношением, которое просто и легко реализовать путем линейной обработки принятого сигнала на приемном конце. На приемном конце формируются несколько ветвей разнесения, и после регулировки фазы они складываются по фазе в соответствии с соответствующим коэффициентом усиления, а затем отправляются на детектор для обнаружения. Выигрыш от слияния пропорционален количеству ветвей разнесения N.

В дополнение к нескольким однополяризованным антеннам, оставшимся от раннего инженерного строительства, все стандартные мобильные коммуникации используют разнесение по поляризации и пространственное разнесение, в то время как прием Rake используется только для систем CDMA.

3. Увеличьте Lf/Lp/Lt

Принципы этих трех методов таковы:

Lf: Помехи и полезные сигналы смещены от частотной области, потому что полосу частот гражданской мобильной связи нельзя определить самостоятельно, поэтому использование этого метода защиты от помех ограничено.

Lp: Он изолирован от помех в направлении поляризации, но поскольку направление поляризации радиоволн часто меняется в процессе распространения мобильной связи, невозможно уменьшить помехи за счет увеличения Lp.

Lt: изоляция помех во временной области, обычно используемая в вооруженных силах, таких как технология пакетной передачи, данные сжимаются при передаче пакетного импульса, так что противник не может вмешиваться.

Кроме того, в некотором смысле технология множественного доступа каждой системы также является такой технологией защиты от помех, как множественный доступ с временным разделением GSM, которая фактически изолирует сигнал каждого пользователя от времени, чтобы избежать взаимных помех.