نظرة عامة على تكنولوجيا الاتصالات المضادة للتدخل

يشير الاتصال المضادة للتدخللاعتماد تدابير إلكترونية مختلفة لمكافحة التداخل للحفاظ على اتصال سلس في التداخل الكهرومغناطيسي الكثيف والمعقد والمتنوع وبيئات تداخل الاتصالات المستهدفة. مضاد للتداخل في الاتصالات له الخصائص المميزة التالية: السلبية ؛ تقدمية المرونة؛ النظامية.

مبادئ تكنولوجيا مكافحة التداخل

1ï¼ تقنية قفز التردد

تعد تقنية قفز التردد إحدى التقنيات المستخدمة على نطاق واسع لمنع التداخل في الاتصالات اللاسلكية ، والتي تستخدم على نطاق واسع في أنظمة الاتصالات اللاسلكية. مبدأ تقنية قفز التردد هو أن نطاق التردد العامل لنظام الاتصالات يمكن أن يرتد ذهابًا وإيابًا بناءً على سرعة ونمط معينين. يمكن أن يضمن تردد الموجة الحاملة لتحقيق هدف التنقل المستمر عند استخدام تتابعات شفرة اختيار مفتاح تحويل التردد المتعدد ، وتحقيق الغرض في النهاية من توسيع الطيف.

خصائص هذه التقنية المضادة للتداخل هي كما يلي: كلما زادت سرعة القفز ، اتسع عرض القفز ، وزادت قدرة الاتصال اللاسلكي على منع التداخل. يمكن لتقنية منع التداخل حماية وعزل نطاق تردد معين ، مما يضمن عدم تأثره بالعوامل الخارجية المختلفة. كما هو موضح في الشكل أدناه ، يعمل نظام اتصال معين في نطاق تردد يرتد ذهابًا وإيابًا بين نطاق التردد A ونطاق التردد B ، مع تجنب منطقة التداخل الحمراء التي تغطيها الضوضاء:

2ï¼ تقنية انتشار الطيف

من بين العديد من تقنيات الطيف المنتشر لمكافحة التشويش ، تعد تقنية الطيف الموزع للتسلسل المباشر هي الأكثر استخدامًا ، خاصة في المجال العسكري للاتصالات اللاسلكية والاتصالات اللاسلكية المدنية في بيئة الضوضاء. يتمتع بمزايا التطبيق المتمثلة في القدرة القوية على مكافحة التشويش ، ومعدل اعتراض منخفض ، وأداء إخفاء جيد ، مما يضمن جودة إشارات الاتصال اللاسلكي.

طيف الانتشار بالتتابع المباشر (DSSS) هو النظام الأكثر استخدامًا في الوقت الحاضر. في نهاية الإرسال ، يقوم نظام تمديد الطيف المباشر بتمديد تسلسل الإرسال باستخدام تسلسل عشوائي زائف إلى نطاق تردد واسع ، وفي الطرف المستقبِل ، يتم استخدام نفس تتابع طيف الانتشار لنشر واستعادة المعلومات الأصلية. نظرًا لعدم الارتباط بين معلومات التداخل والتسلسلات العشوائية الزائفة ، يمكن للطيف المنتشر أن يقمع بشكل فعال تداخل النطاق الضيق ويحسن نسبة الخرج إشارة إلى ضوضاء. على سبيل المثال ، يقوم نظام DSSS بإنشاء تسلسل بتات ثنائي عشوائي 50 بت ليتم إرساله ويقوم بتنفيذ تشفير الطيف المنتشر ، كما هو موضح في الشكل التالي:

3ï¼ تقنية التنقل عبر الزمن

التنقل عبر الوقت هو أيضًا نوع من تقنية انتشار الطيف. أنظمة اتصالات الطيف المنتشر (TH-SS) هي اختصار لقفز الوقت عبر نظام اتصالات طيف الانتشار المنتشر ، والذي يستخدم بشكل أساسي في اتصالات النفاذ المتعدد بتقسيم الوقت (TDMA). على غرار أنظمة قفز التردد ، يتسبب التنقل عبر الوقت في تقفز الإشارة المرسلة بشكل منفصل على محور الوقت. نقسم أولاً الجدول الزمني إلى العديد من الفترات الزمنية ، والتي يشار إليها عادةً بالفواصل الزمنية في اتصالات الطيف المنتشر عبر التنقل بين الوقت ، وتشكل العديد من الفترات الزمنية إطارًا زمنيًا للتنقل بين الوقت. يتحكم تسلسل شفرة تمديد الطيف في الفاصل الزمني لإرسال الإشارات داخل إطار ما. لذلك ، يمكن فهم قفزات الوقت على أنها قفل بزحزحة زمني متعدد الفواصل باستخدام تتابعات شفرات عشوائية زائفة للاختيار. نظرًا لاستخدام فترات زمنية أضيق بكثير لإرسال الإشارات ، فإن طيف الإشارة يتسع نسبيًا.

4ï¼ تكنولوجيا متعدد الهوائيات

من خلال الاستفادة الكاملة من الخصائص "المكانية" للقنوات اللاسلكية ، يمكن استخدام هوائيات متعددة مرتبة في أجهزة الإرسال و / أو المستقبلات في أنظمة الاتصالات اللاسلكية لتحسين أداء النظام بشكل كبير. هذه الأنظمة ، المعروفة الآن باسم "خرج متعدد المدخلات" (MIMO) ، تتضمن إعداد هوائيين أو أكثر في جهاز الإرسال والاستقبال. في مصطلحات MIMO ، يرتبط "الإدخال" و "الإخراج" بالقنوات اللاسلكية. في هذه الأنظمة ، تقوم أجهزة إرسال متعددة "بإدخال" إشاراتها في نفس الوقت في القناة اللاسلكية ، ثم "إخراج" هذه الإشارات في نفس الوقت من القناة اللاسلكية إلى أجهزة استقبال متعددة. هذه الطريقة "ترسل نفس المحتوى من خلال هوائيات مختلفة" في المجال المكاني ، مما يمكّن نظام الاتصالات من اكتساب مكاسب في الأداء وقدرات مقاومة التداخل ، المعروفة باسم "تنوع الإرسال".

â SISOï¼ إخراج فردي الإدخال

â ¡SIMOï¼ مدخلات متعددة الإخراج

â ¢ MISOï¼ متعددة المدخلات إخراج واحد

â € MIMOï¼ متعددة المدخلات متعددة الإخراج

5) تقنية الهوائي الذكي

مع تطور تقنية MIMO ، أصبحت MIMO "Massive MIMO" ، والمعروفة أيضًا باسم "Massive MIMO". عادةً ما تحتوي MIMO التقليدية على هوائيين و 4 هوائيات و 8 هوائيات ، ويمكن أن يتجاوز عدد الهوائيات في MIMO الهائل 100. يمكن لنظام MIMO الضخم التحكم في طور وسعة الإشارة المرسلة (أو المستقبلة) بواسطة كل وحدة هوائي. من خلال ضبط وحدات الهوائي المتعددة ، يمكن إنشاء حزمة اتجاهية ، أي تشكيل الحزمة. تجمع تقنية تشكيل الشعاع بين مزايا التصنيف المكاني وتعدد الإرسال لتقنية MIMO ، مما يحسن بشكل فعال أداء النظام والقدرة على مقاومة التداخل.

يعد تدخل الاتصالات ومكافحة التداخل من الموضوعات الأبدية في مجال الاتصالات. مع الخصائص المعقدة والديناميكية والعدائية للبيئة الكهرومغناطيسية أصبحت بارزة بشكل متزايد. يعد تداخل الإشارة مشكلة أساسية تقيد تطوير تقنية الاتصالات اللاسلكية. خلال فترة تحسين القدرة على منع التداخل للاتصالات اللاسلكية ، بالإضافة إلى تطبيق التقنيات التقليدية المضادة للتداخل مثل تقنية انتشار الطيف ، من الضروري أيضًا الانتباه إلى التطبيق الفعال لتقنيات مكافحة التداخل الناشئة مثل تقنية الشبكات الذكية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للتطبيق الشامل لهذه التقنيات المضادة للتداخل أن يضمن بشكل أفضل أداء مكافحة التداخل للاتصالات اللاسلكية.