이동통신에서의 전파방해 방지 기술

요약하다

간섭은 모바일 통신의 쌍둥이입니다. 이동통신이 탄생한 이래로 사람들은 간섭과 싸워왔습니다. 민간 이동 통신은 4세대를 거쳐 왔으며 간섭을 처리하는 다양한 방법에는 고유한 강점이 있으므로 이 기회를 통해 일반적인 인벤토리를 수행합니다.

먼저 간섭 허용 오차의 개념을 살펴보겠습니다. 시스템이 여전히 작동 중일 때 수신기에서 허용하는 최대 간섭 비율(유용한 신호에 대한 간섭 비율)은 간섭 환경에서 간섭에 대한 시스템의 허용 오차를 반영합니다.

통신 시스템의 정상 작동을 위한 조건은 다음과 같습니다.

따라서 일반적인 방향에서는 입력 간섭 비율을 낮추고 시스템 간섭 내성을 향상시키는 두 가지 측면에서 시스템의 간섭 방지 능력을 향상시킬 수 있으며 여러 세대의 이동 통신도 그렇게 하고 있습니다.

입력 간섭 비율 감소

간섭 비율로 표현되는 통신 간섭 방정식은 다음과 같습니다.

따라서 입력 간섭 비율을 줄이는 방법은 간섭 신호 감소, 유용한 신호 개선, 유용한 신호와 간섭 사이의 시간-주파수 도메인 일치 손실 증가의 세 부분으로 나눌 수 있습니다.

1. 간섭 신호 감소

이동 통신의 경우 간섭은 네트워크 간섭과 외부 간섭으로 나뉘며 주파수 스위프 조사 간섭 신호 소스 외에 네트워크 외부 간섭은 PTj, GTj, Lj, GRj를 임의로 변경할 수 없습니다.

네트워크의 간섭 제어에 관해서는 다양한 표준 이동 통신 시스템이 기본적으로 동일한 수단을 사용하며 다음과 같은 수단이 있습니다.

1. GTj/GRj 감소: 지향성 안테나를 사용하여 셀을 섹터화하고 포함하지 않으려는 영역에 사이드 로브를 정렬합니다. 이는 간섭/간섭 방향에서 이득을 줄이는 것과 같습니다. TDSCDMA 및 TDD-LTE 시스템은 또한 더 나은 결과를 위해 스마트 안테나(빔포밍)를 사용합니다.

2.PTj 감소: 전력 제어 및 DTX 불연속 전송을 사용합니다.

전력 제어는 네트워크에서 간섭을 제어하는 ​​가장 중요한 수단 중 하나입니다. GSM 시스템의 경우 SACCH를 통해 전력 제어 명령이 내려지며 제어 주기는 3개의 측정 보고, 약 1.5초입니다. 3G 및 4G 전력 제어는 비슷하며 개방 루프 전력 제어와 폐쇄 루프 전력 제어 두 가지로 나뉩니다. 간단히 말해서 개방 루프 전력 제어는 일반적으로 초기 액세스 단계에서 사용되는 피드백 전력 제어가 아니며 피드백 값 및 피드백 단위의 유형에 따라 폐쇄 루프 전력 제어는 내부 링과 외부 링으로 나뉩니다. 서로 다른 시스템의 전력 제어 속도는 서로 다르며 WCDMA의 전력 제어 속도는 1500HZ, CDMA2000의 전력 제어 속도는 800HZ, LTE의 전력 제어 속도는 200HZ입니다.

근거리 및 원거리 효과의 존재로 인해 업링크는 간섭에 더 취약하므로 이동 통신의 전력 제어는 주로 업링크 전력 제어를 의미합니다.

2. 유용한 신호 증폭

유용한 신호를 개선하는 방법에는 여러 가지가 있습니다.

1) 전송 전력 PT 증가

전송 전력은 하드웨어 장비에 의해 제한되며 이동 통신의 경우 각 사용자는 자신의 신호 소스일 뿐만 아니라 간섭 소스의 다른 사용자이기도 합니다. 따라서 전력 제어 수단은 이동 통신에서 각 사용자의 전력이 충분하도록 전력을 조정하는 데 사용됩니다.

2) 다양성 수신은 수신 전력 Psi를 향상시킨다.

소위 다이버시티 수신은 신호 레벨 변동을 줄이기 위해 수신된 여러 개의 독립적인(동일한 정보를 전달하는) 페이딩 특성 신호를 병합하는 방법을 말합니다. 여기에는 수신 및 병합 처리의 두 부분이 포함됩니다.

일반적인 수신 모드에는 공간 다이버시티, 편파 다이버시티 및 시간 다이버시티의 세 가지가 있습니다.

공간 다이버시티: 신호를 수신하기 위해 공간적으로 상대적으로 독립적인 오버페이 수신 안테나를 사용하고 안테나 사이의 거리가 충분히 커야 하는 수신 신호의 무관성을 보장하기 위해 병합합니다. 이렇게 하는 목적은 수신된 다중 경로 신호 페이딩 특성이 다르고 수신 안테나 사이의 거리가 적어도 10파장 이상인지 확인하는 것입니다. 가장 일반적으로 사용되는 다양성 방법 중 하나입니다.

편파 다이버시티: 편파 모드가 다른 과도한 수신 안테나를 사용하여 신호를 수신한 다음 결합합니다. 이동통신에서 흔히 사용되는 안테나는 45도 편파 안테나이다.

시간 다양성: 시간 다양성은 Rake 수신 기술로 표현됩니다. RAKE 수신 기술은 CDMA 이동 통신 시스템에서 중요한 기술로, 미묘한 다중경로 신호를 시간에 따라 구분하고 이러한 분해된 다중경로 신호를 가중치 조정하여 향상된 신호로 합성할 수 있습니다.

합병에는 최대 비율 합병, 선택적 합병 및 등가 합병의 세 가지 유형이 있습니다. 가장 일반적으로 사용되는 방식은 최대 비율 병합(maximum ratio merging)으로, 수신단에서 수신 신호를 선형 처리하여 간단하고 쉽게 구현할 수 있습니다. 수신단에 다중 다이버시티 분기가 형성되고 위상 조정 후 적절한 이득 계수에 따라 위상이 추가된 다음 감지를 위해 감지기로 전송됩니다. 병합에 의해 생성된 이득은 다양성 분기 N의 수에 비례합니다.

초기 엔지니어링 건설에서 남겨진 몇 개의 단일 편파 안테나 외에도 모든 표준 이동 통신은 편파 다이버시티와 공간 다이버시티를 사용하는 반면 Rake 수신은 CDMA 시스템에만 사용됩니다.

3. Lf/Lp/Lt 증가

이 세 가지 방법의 원칙은 다음과 같습니다.

Lf: 민간 이동 통신의 주파수 대역을 독립적으로 결정할 수 없기 때문에 간섭 및 유용한 신호가 주파수 영역에서 엇갈려 있으므로 이 간섭 방지 방법의 사용이 제한됩니다.

Lp: 편파 방향의 간섭으로부터 격리되어 있지만 이동통신의 전파 과정에서 전파의 편파 방향이 자주 바뀌기 때문에 Lp를 높여 간섭을 줄이는 것은 불가능하다.

Lt: 버스트 전송 기술과 같이 일반적으로 군사에서 사용되는 시간 영역에서 간섭의 격리, 데이터는 버스트 펄스 전송으로 압축되므로 적이 간섭할 수 없습니다.

또한 어떤 의미에서 각 시스템의 다중 액세스 기술은 GSM의 시분할 다중 액세스와 같은 간섭 방지 기술이기도 합니다. 이는 실제로 상호 간섭을 피하기 위해 각 사용자의 신호를 시간으로부터 격리하는 것입니다.