Tổng quan về công nghệ chống nhiễu truyền thông

Giao tiếp chống nhiễu đề cập đếnđến việc áp dụng các biện pháp chống nhiễu điện tử khác nhau để duy trì liên lạc thông suốt trong môi trường nhiễu điện từ dày đặc, phức tạp và đa dạng và nhiễu liên lạc có mục tiêu. Truyền thông chống nhiễu có các đặc điểm khác biệt sau: thụ động; Tính cầu tiến; Uyển chuyển; có hệ thống.

Nguyên tắc của công nghệ chống nhiễu

1ï¼Công nghệ nhảy tần

Công nghệ nhảy tần là một công nghệ chống nhiễu được sử dụng rộng rãi trong truyền thông không dây, được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống truyền thông không dây. Nguyên tắc của công nghệ nhảy tần là dải tần làm việc của một hệ thống thông tin liên lạc có thể bật qua lại dựa trên một tốc độ và mẫu cụ thể. Nó có thể đảm bảo tần số sóng mang đạt được mục tiêu nhảy liên tục khi sử dụng nhiều chuỗi mã lựa chọn khóa dịch chuyển tần số và cuối cùng đạt được mục đích mở rộng phổ tần.

Các đặc điểm của công nghệ chống nhiễu này như sau: tốc độ nhảy càng cao, độ rộng nhảy càng rộng và khả năng chống nhiễu của giao tiếp không dây càng cao. Công nghệ chống nhiễu này có thể bảo vệ và cách ly một dải tần nhất định, đảm bảo không bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố bên ngoài. Như thể hiện trong hình dưới đây, một hệ thống thông tin liên lạc nhất định hoạt động trong dải tần số phản xạ qua lại giữa dải tần A và dải tần B, tránh vùng nhiễu màu đỏ bao phủ bởi nhiễu:

2ï¼Công nghệ trải phổ

Trong số nhiều công nghệ chống nhiễu trải phổ, công nghệ trải phổ chuỗi trực tiếp được sử dụng rộng rãi nhất, đặc biệt là trong lĩnh vực liên lạc không dây quân sự và liên lạc không dây dân sự trong môi trường nhiễu. Nó có ưu điểm ứng dụng là khả năng chống nhiễu mạnh, tỷ lệ đánh chặn thấp và hiệu suất che giấu tốt, có thể đảm bảo chất lượng của tín hiệu liên lạc không dây.

Trải phổ chuỗi trực tiếp (DSSS) là hệ thống được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay. Ở đầu gửi, hệ thống trải phổ trực tiếp mở rộng chuỗi gửi bằng cách sử dụng chuỗi giả ngẫu nhiên sang dải tần số rộng và ở đầu nhận, chuỗi trải phổ tương tự được sử dụng để giải trải phổ, khôi phục thông tin ban đầu. Do không có sự tương quan giữa thông tin nhiễu và chuỗi giả ngẫu nhiên, trải phổ có thể triệt tiêu nhiễu băng hẹp một cách hiệu quả và cải thiện tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm đầu ra. Ví dụ: hệ thống DSSS tạo chuỗi bit nhị phân ngẫu nhiên 50 bit để gửi và thực hiện mã hóa trải phổ, như thể hiện trong hình sau:

3ï¼Công nghệ nhảy thời gian

Nhảy thời gian cũng là một loại công nghệ trải phổ. Hệ thống truyền thông trải phổ nhảy thời gian (TH-SS) là tên viết tắt của hệ thống truyền thông trải phổ nhảy thời gian, chủ yếu được sử dụng trong truyền thông đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA). Tương tự như các hệ thống nhảy tần, nhảy thời gian làm cho tín hiệu truyền đi nhảy một cách riêng biệt trên trục thời gian. Trước tiên, chúng tôi chia dòng thời gian thành nhiều khe thời gian, thường được gọi là các khe thời gian trong truyền thông trải phổ nhảy thời gian và một số khe thời gian tạo thành một khung thời gian nhảy thời gian. Khe thời gian nào để truyền tín hiệu trong một khung được điều khiển bởi chuỗi mã trải phổ. Do đó, nhảy thời gian có thể được hiểu là khóa dịch chuyển thời gian đa khe sử dụng các chuỗi mã giả ngẫu nhiên để lựa chọn. Do việc sử dụng các khe thời gian hẹp hơn nhiều để truyền tín hiệu nên phổ của tín hiệu được mở rộng tương đối.

4ï¼Công nghệ đa ăng-ten

Bằng cách sử dụng đầy đủ các đặc tính "không gian" của các kênh không dây, có thể sử dụng nhiều ăng-ten được bố trí tại các bộ phát và/hoặc bộ thu trong các hệ thống truyền thông không dây để cải thiện đáng kể hiệu suất của hệ thống. Các hệ thống này, hiện được biết đến rộng rãi với tên gọi "Multiple Input Multiple Output" (MIMO), liên quan đến việc thiết lập hai hoặc nhiều ăng-ten tại máy phát và máy thu. Trong thuật ngữ MIMO, "đầu vào" và "đầu ra" có liên quan đến các kênh không dây. Trong các hệ thống này, nhiều bộ phát đồng thời "nhập" tín hiệu của chúng vào kênh không dây, sau đó đồng thời "xuất" các tín hiệu này từ kênh không dây sang nhiều bộ thu. Phương pháp này "gửi cùng một nội dung thông qua các ăng-ten khác nhau" trong miền không gian, cho phép hệ thống liên lạc đạt được hiệu suất và khả năng chống nhiễu, được gọi là "đa dạng truyền dẫn".

â SISOï¼ Đầu vào đơn Đầu ra đơn

â¡SIMOï¼ Một đầu vào Nhiều đầu ra

â¢MISOï¼ Nhiều đầu vào Một đầu ra

â£MIMOï¼Nhiều đầu vào Nhiều đầu ra

5) Công nghệ anten thông minh

Với sự phát triển của công nghệ MIMO, MIMO đã trở thành 'Massive MIMO', còn được gọi là 'MIMO khổng lồ'. MIMO truyền thống thường có 2 ăng-ten, 4 ăng-ten và 8 ăng-ten và số lượng ăng-ten trong Massive MIMO có thể vượt quá 100. Hệ thống Massive MIMO có thể kiểm soát pha và biên độ của tín hiệu được truyền (hoặc nhận) bởi mỗi đơn vị ăng-ten. Bằng cách điều chỉnh nhiều đơn vị ăng-ten, có thể tạo ra chùm tia định hướng, tức là Tạo chùm tia. Công nghệ tạo chùm kết hợp các ưu điểm của phân loại không gian và ghép kênh của công nghệ MIMO, cải thiện hiệu quả hiệu suất hệ thống và khả năng chống nhiễu.

Giao tiếp nhiễu và chống nhiễu là chủ đề muôn thuở trong lĩnh vực truyền thông. Với các đặc điểm rất phức tạp, năng động và bất lợi của môi trường điện từ ngày càng trở nên nổi bật. Nhiễu tín hiệu là một vấn đề cốt lõi hạn chế sự phát triển của công nghệ truyền thông không dây. Trong giai đoạn cải thiện khả năng chống nhiễu của truyền thông không dây, ngoài việc áp dụng các công nghệ chống nhiễu thông thường như công nghệ trải phổ, cũng cần chú ý đến việc áp dụng hiệu quả các công nghệ chống nhiễu mới nổi như công nghệ mạng thông minh. Ngoài ra, việc áp dụng toàn diện các công nghệ chống nhiễu này có thể đảm bảo tốt hơn hiệu suất chống nhiễu của giao tiếp không dây.