Tecnología antiinterferencias en comunicaciones móviles

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La interferencia es el gemelo de la comunicación móvil. Desde el nacimiento de la comunicación móvil, la gente ha estado luchando contra las interferencias. La comunicación móvil civil ha pasado por cuatro generaciones, varios métodos para lidiar con la interferencia tienen sus propias fortalezas, aprovechamos esta oportunidad para hacer un inventario general.

Veamos primero el concepto de tolerancia a la interferencia: cuando el sistema todavía está funcionando, la relación de interferencia máxima (la relación entre interferencia y señales útiles) permitida por el receptor, que refleja la tolerancia del sistema a la interferencia en el entorno de interferencia.

Las condiciones para el funcionamiento normal del sistema de comunicación son:

Por lo tanto, desde la dirección general, podemos mejorar la capacidad anti-interferencia del sistema desde los dos aspectos de reducir la tasa de interferencia de entrada y mejorar la tolerancia a la interferencia del sistema, y ​​varias generaciones de comunicaciones móviles también lo están haciendo.

Reduce la relación de interferencia de entrada

La ecuación de interferencia de comunicación expresada en términos de relación de interferencia es la siguiente:

Por lo tanto, la forma de reducir la relación de interferencia de entrada se puede dividir en tres partes: reducir la señal de interferencia, mejorar la señal útil y aumentar la pérdida de coincidencia en el dominio de tiempo-frecuencia entre la señal útil y la interferencia.

1. Reducir las señales de interferencia

Para la comunicación móvil, la interferencia se divide en interferencia de red e interferencia externa, fuera de la interferencia de red además de la fuente de señal de interferencia de investigación de barrido de frecuencia, no podemos cambiar arbitrariamente PTj, GTj, Lj, GRj.

En cuanto al control de la interferencia en la red, varios sistemas de comunicación móvil estándar toman básicamente los mismos medios, existen los siguientes medios:

1. Reducir GTj/ GRj: Usar antenas direccionales para sectorizar la celda y alinear los lóbulos laterales al área que no se desea cubrir, lo que equivale a reducir la ganancia en la dirección interferida/interferida; Los sistemas TDSCDMA y TDD-LTE también utilizan antenas inteligentes (formación de haces) para obtener mejores resultados.

2. Reduzca PTj: use control de potencia y transmisión discontinua DTX.

El control de potencia es uno de los medios más importantes para controlar la interferencia en la red. Para el sistema GSM, el comando de control de potencia se emite a través de SACCH y el período de control es de 3 informes de medición, aproximadamente 1,5 segundos. El control de potencia 3G y 4G es similar, se divide en dos tipos de control de potencia de bucle abierto y control de potencia de bucle cerrado, en pocas palabras, el control de potencia de bucle abierto no es un control de potencia de retroalimentación, generalmente se usa en la etapa de acceso inicial, y el control de potencia de bucle cerrado según el tipo de valor de retroalimentación y la unidad de retroalimentación, se divide en anillo interno y anillo externo. La velocidad de control de potencia de diferentes sistemas es diferente, la velocidad de control de potencia de WCDMA es de 1500 HZ, la velocidad de control de potencia de CDMA2000 es de 800 HZ y la velocidad de control de potencia de LTE es de 200 HZ.

Cabe señalar que debido a la existencia del efecto cercano y lejano, el enlace ascendente es más susceptible a la interferencia, por lo que el control de potencia en la comunicación móvil se refiere principalmente al control de potencia del enlace ascendente.

2. Potencia las señales útiles

Hay varias formas de mejorar las señales útiles:

1) Aumentar los PT de potencia de transmisión

La potencia de transmisión está limitada por el equipo de hardware, y para las comunicaciones móviles, cada usuario no solo es su propia fuente de señal, sino también otros usuarios de la fuente de interferencia, por lo que simplemente aumentar la potencia de transmisión para mejorar el efecto de comunicación de su propio lado al mismo tiempo, aumentará la interferencia de otros usuarios en la red, el punto de vista general no es necesariamente bueno. Por lo tanto, los medios de control de potencia se utilizan en la comunicación móvil para ajustar la potencia y garantizar que la potencia de cada usuario sea suficiente.

2) La recepción de diversidad mejora la potencia de recepción Psi

La denominada recepción de diversidad se refiere al método mediante el cual el extremo receptor fusiona una serie de señales características de desvanecimiento independientes (que transportan la misma información) recibidas por él para reducir la fluctuación del nivel de la señal. Incluye dos partes: procesamiento de recepción y fusión.

Hay tres modos de recepción comunes: diversidad espacial, diversidad de polarización y diversidad de tiempo.

Diversidad espacial: el uso de antenas receptoras de sobrepago espacialmente relativamente independientes para recibir señales y luego fusionarse, a fin de garantizar la irrelevancia de la señal recibida, lo que requiere que la distancia entre las antenas sea lo suficientemente grande, el propósito de hacerlo es garantizar que las características de desvanecimiento de la señal multitrayecto recibida sean diferentes, la distancia entre las antenas receptoras es de al menos más de 10 longitudes de onda. Es uno de los métodos de diversidad más utilizados.

Diversidad de polarización: se utilizan antenas receptoras de pago excesivo con diferentes modos de polarización para recibir señales y luego combinarlas. La antena común en la comunicación móvil es la antena de polarización de 45 grados.

Diversidad de tiempo: la diversidad de tiempo está representada por la tecnología de recepción Rake. La tecnología de recepción RAKE es una tecnología importante en el sistema de comunicación móvil CDMA, que puede distinguir las señales sutiles de trayectos múltiples a tiempo y hacer el ajuste ponderado de estas señales de trayectos múltiples resueltas para convertirlas en señales mejoradas.

Hay tres tipos de fusión: fusión de proporción máxima, fusión selectiva y fusión de igual ganancia. El esquema más utilizado es la fusión de relación máxima, que es simple y fácil de implementar mediante el procesamiento lineal de la señal recibida en el extremo receptor. Las ramas de diversidad múltiple se forman en el extremo receptor y, después del ajuste de fase, se agregan en fase de acuerdo con el coeficiente de ganancia apropiado y luego se envían al detector para su detección. La ganancia generada por la fusión es proporcional al número de ramas de diversidad N.

Además de algunas antenas de polarización simple sobrantes de la construcción de ingeniería temprana, todas las comunicaciones móviles estándar usan diversidad de polarización y diversidad espacial, mientras que la recepción Rake solo se usa para sistemas CDMA.

3. Aumentar Lf/Lp/Lt

Los principios de estos tres métodos son:

Lf: La interferencia y las señales útiles se escalonan del dominio de la frecuencia, porque la banda de frecuencia de la comunicación móvil civil no se puede determinar de forma independiente, por lo que el uso de este método antiinterferencias es limitado.

Lp: está aislado de la interferencia en la dirección de polarización, pero debido a que la dirección de polarización de las ondas de radio cambia con frecuencia en el proceso de propagación de la comunicación móvil, es imposible reducir la interferencia aumentando Lp.

Lt: Aislamiento de la interferencia en el dominio del tiempo, generalmente utilizado en el ejército, como la tecnología de transmisión en ráfaga, los datos se comprimen en una transmisión de pulso en ráfaga, de modo que el enemigo no pueda interferir.

Además, en cierto sentido, la tecnología de acceso múltiple de cada sistema también es una tecnología antiinterferencia, como el acceso múltiple por división de tiempo de GSM, que en realidad consiste en aislar la señal de cada usuario del tiempo para evitar la interferencia mutua.