مروری بر فناوری ضد تداخل ارتباطی

ضد تداخل ارتباطی اشاره دارداتخاذ تدابیر مختلف ضد تداخل الکترونیکی برای حفظ ارتباط روان در تداخل الکترومغناطیسی متراکم، پیچیده و متنوع و محیط های تداخل ارتباطی هدفمند. ضد تداخل ارتباطی دارای ویژگی های متمایز زیر است: انفعال. پیشروی؛ انعطاف پذیری؛ سیستمیک.

اصول فناوری ضد تداخل

فناوری جهش فرکانس 1ï¼

فناوری پرش فرکانس یک فناوری ضد تداخل پرکاربرد در ارتباطات بی سیم است که به طور گسترده در سیستم های ارتباطی بی سیم استفاده می شود. اصل فناوری پرش فرکانس این است که باند فرکانس کاری یک سیستم ارتباطی می تواند بر اساس سرعت و الگوی خاصی به جلو و عقب بازگردد. این می تواند فرکانس حامل را برای دستیابی به هدف پرش مداوم هنگام استفاده از توالی کدهای انتخاب کلیدی تغییر فرکانس چندگانه تضمین کند و در نهایت به هدف گسترش طیف دست یابد.

ویژگی های این فناوری ضد تداخل به شرح زیر است: هر چه سرعت پرش بیشتر باشد، عرض پرش بیشتر و توانایی ضد تداخل ارتباط بی سیم بالاتر است. این فناوری ضد تداخل می تواند از یک باند فرکانسی خاص محافظت و ایزوله کند و اطمینان حاصل کند که تحت تأثیر عوامل خارجی مختلف قرار نمی گیرد. همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، یک سیستم ارتباطی خاص در یک باند فرکانسی کار می کند که بین باند فرکانس A و باند فرکانسی B به جلو و عقب باز می گردد و از ناحیه تداخل قرمز پوشیده شده توسط نویز جلوگیری می کند:

2ï¼فناوری طیف گسترده

در میان بسیاری از فناوری‌های ضد پارازیت طیف گسترده، فناوری طیف گسترده توالی مستقیم بیشترین استفاده را دارد، به ویژه در زمینه نظامی ارتباطات بی‌سیم و ارتباطات بی‌سیم غیرنظامی در محیط نویز. دارای مزایای کاربرد قابلیت ضد پارگی قوی، نرخ رهگیری کم و عملکرد پنهان خوب است که می تواند کیفیت سیگنال های ارتباطی بی سیم را تضمین کند.

طیف گسترده توالی مستقیم (DSSS) پرکاربردترین سیستم در حال حاضر است. در انتهای ارسال، سیستم طیف گسترده مستقیم، دنباله ارسال را با استفاده از یک دنباله تصادفی شبه به یک باند فرکانسی گسترده گسترش می‌دهد و در انتهای گیرنده، از همان توالی طیف گسترده برای بازیابی اطلاعات اصلی استفاده می‌شود. با توجه به عدم همبستگی بین اطلاعات تداخل و توالی های شبه تصادفی، طیف گسترده می تواند به طور موثر تداخل باند باریک را سرکوب کند و نسبت سیگنال خروجی به نویز را بهبود بخشد. به عنوان مثال، یک سیستم DSSS یک دنباله بیت باینری تصادفی 50 بیتی را برای ارسال ایجاد می کند و رمزگذاری طیف گسترده را انجام می دهد، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است:

3ï¼فناوری پرش زمان

پرش زمان نیز نوعی فناوری طیف گسترده است. Time Hopping Spread Spectrum Communication Systems (TH-SS) مخفف سیستم ارتباطی طیف گسترده پرش زمان است که عمدتاً در ارتباطات دسترسی چندگانه تقسیم زمانی (TDMA) استفاده می شود. مشابه سیستم های جهش فرکانس، پرش زمان باعث می شود سیگنال ارسالی به طور مجزا بر روی محور زمان بپرد. ابتدا تایم لاین را به چند بازه زمانی تقسیم می کنیم که معمولاً در ارتباطات طیف گسترده زمانی به آن شکاف های زمانی گفته می شود و چندین شکاف زمانی یک چارچوب زمانی پرش را تشکیل می دهند. اینکه کدام شکاف زمانی برای انتقال سیگنال ها در یک فریم توسط توالی کد طیف گسترده کنترل می شود. بنابراین، جهش زمان را می توان به عنوان کلید زدن شیفت زمان چند شکافی با استفاده از توالی کد تصادفی شبه برای انتخاب درک کرد. به دلیل استفاده از شکاف های زمانی بسیار باریک تر برای انتقال سیگنال ها، طیف سیگنال نسبتاً گسترده شده است.

4ï¼ تکنولوژی چند آنتن

با استفاده کامل از ویژگی‌های فضایی کانال‌های بی‌سیم، آنتن‌های متعددی که در فرستنده‌ها و/یا گیرنده‌ها در سیستم‌های ارتباطی بی‌سیم مرتب شده‌اند، می‌توانند برای بهبود قابل ملاحظه عملکرد سیستم استفاده شوند. این سیستم ها که امروزه به طور گسترده با نام "Multiple Input Multiple Output" (MIMO) شناخته می شوند، شامل نصب دو یا چند آنتن در فرستنده و گیرنده می شوند. در اصطلاح MIMO، "ورودی" و "خروجی" نسبت به کانال های بی سیم هستند. در این سیستم ها، چندین فرستنده به طور همزمان سیگنال های خود را به کانال بی سیم "ورودی" می کنند و سپس به طور همزمان این سیگنال ها را از کانال بی سیم به گیرنده های متعدد "خروجی" می کنند. این روش «محتوای یکسانی را از طریق آنتن‌های مختلف ارسال می‌کند» در حوزه فضایی، سیستم ارتباطی را قادر می‌سازد تا دستاوردهای عملکردی و قابلیت‌های ضد تداخل را به دست آورد که به «تنوع انتقال» معروف است.

â SISOï¼ ورودی تک خروجی

â¡SIMOï¼ ورودی چندگانه تک خروجی

â¢MISOï¼ چند ورودی تک خروجی

£ MIMOï¼ خروجی چند ورودی چندگانه

5) فناوری آنتن هوشمند

با توسعه فناوری MIMO، MIMO به یک "MIMO عظیم" تبدیل شده است که به عنوان "MIMO عظیم" نیز شناخته می شود. MIMO سنتی معمولاً دارای 2 آنتن، 4 آنتن و 8 آنتن است و تعداد آنتن‌ها در یک MIMO Massive می‌تواند از 100 بیشتر باشد. سیستم Massive MIMO می‌تواند فاز و دامنه سیگنال ارسالی (یا دریافتی) توسط هر واحد آنتن را کنترل کند. با تنظیم چندین واحد آنتن، می توان یک پرتو جهت دار تولید کرد، یعنی تشکیل پرتو. فناوری شکل‌دهی پرتو، مزایای طبقه‌بندی فضایی و چندگانه‌سازی فناوری MIMO را ترکیب می‌کند و به طور موثر عملکرد سیستم و توانایی ضد تداخل را بهبود می‌بخشد.

تداخل ارتباطی و ضد تداخل از موضوعات ابدی در حوزه ارتباطات هستند. با برجسته شدن ویژگی های بسیار پیچیده، پویا و متضاد محیط الکترومغناطیسی. تداخل سیگنال یک مسئله اصلی است که توسعه فناوری ارتباطات بی سیم را محدود می کند. در طول دوره بهبود توانایی ضد تداخل ارتباطات بی سیم، علاوه بر بکارگیری فناوری های متداول ضد تداخل مانند فناوری طیف گسترده، باید به کاربرد موثر فناوری های نوظهور ضد تداخل مانند فناوری شبکه هوشمند نیز توجه کرد. علاوه بر این، کاربرد جامع این فناوری های ضد تداخل می تواند عملکرد ضد تداخل ارتباطات بی سیم را بهتر تضمین کند.