通信耐干渉技術の概要

通信干渉防止とは高密度、複雑、多様な電磁干渉や対象となる通信干渉環境においてスムーズな通信を維持するために、さまざまな電子干渉防止手段を採用する必要があります。通信の干渉防止には、次のような明確な特徴があります。進歩性。柔軟性。全身性。

干渉防止技術の原理

1 周波数ホッピング技術

周波数ホッピング技術は、無線通信で広く使用されている干渉防止技術であり、無線通信システムで広く使用されています。周波数ホッピング技術の原理は、通信システムの使用周波数帯域が特定の速度とパターンに基づいて行き来できることです。複数の周波数シフトキーイング選択コードシーケンスを使用する場合、搬送波周波数を確保して連続ホッピングの目標を達成し、最終的にスペクトルを拡大するという目的を達成できます。

この耐干渉技術の特徴は、ホッピング速度が速いほど、ホッピング幅が広くなり、無線通信の耐干渉能力が高くなるという点です。この干渉防止技術は、特定の周波数帯域を保護および隔離し、さまざまな外部要因の影響を受けないようにすることができます。次の図に示すように、特定の通信システムは、周波数帯域 A と周波数帯域 B の間で往復する周波数帯域で動作し、ノイズで覆われた赤い干渉領域を回避します。

2 スペクトラム拡散技術

多くのスペクトラム拡散アンチジャミング技術の中で、直接シーケンススペクトラム拡散技術は、特に軍事分野の無線通信やノイズ環境での民間無線通信で最も広く使用されています。強力な耐妨害能力、低い傍受率、優れた隠蔽性能という応用上の利点があり、無線通信信号の品質を保証できます。

直接拡散スペクトラム (DSSS) は、現在最も広く使用されているシステムです。直接スペクトル拡散システムは、送信側で擬似ランダム系列を使用して送信系列を広い周波数帯域に拡張し、受信側では同じスペクトル拡散系列を逆拡散に使用して元の情報を復元します。干渉情報と擬似ランダムシーケンスの間に相関がないため、スペクトル拡散は狭帯域干渉を効果的に抑制し、出力信号対雑音比を向上させることができます。たとえば、DSSS システムは、次の図に示すように、送信される 50 ビットのランダムなバイナリ ビット シーケンスを生成し、スペクトル拡散符号化を実行します。

3 タイムホッピング技術

タイムホッピングもスペクトル拡散技術の一種です。タイムホッピングスペクトラム拡散通信システム（TH-SS）は、タイムホッピングスペクトラム拡散通信システムの略称で、主に時分割多元接続（TDMA）通信で使用されます。周波数ホッピング システムと同様に、時間ホッピングでは、送信信号が時間軸上で離散的にジャンプします。まず、タイムラインを多くのタイム スロット (タイム ホッピング スペクトラム拡散通信ではタイム スロットと呼ばれます) に分割し、いくつかのタイム スロットがタイム ホッピング タイム フレームを形成します。フレーム内のどのタイムスロットに信号を送信するかは、スペクトル拡散符号シーケンスによって制御されます。したがって、タイムホッピングは、選択に擬似ランダムコードシーケンスを使用するマルチスロットタイムシフトキーイングとして理解できます。信号を送信するために非常に狭いタイムスロットを使用するため、信号のスペクトルは比較的広くなります。

4 マルチアンテナ技術

無線チャネルの「空間」特性を十分に利用することにより、無線通信システムの送信機および/または受信機に配置された複数のアンテナを使用して、システムのパフォーマンスを大幅に向上させることができます。これらのシステムは現在「多入力多出力」(MIMO) として広く知られており、送信機と受信機に 2 つ以上のアンテナをセットアップする必要があります。 MIMO 用語では、「入力」と「出力」はワイヤレス チャネルに関連しています。これらのシステムでは、複数の送信機が同時に無線チャネルに信号を「入力」し、無線チャネルから複数の受信機にこれらの信号を同時に「出力」します。この方法は、空間領域で「異なるアンテナを介して同じコンテンツを送信」し​​、通信システムが「送信ダイバーシティ」として知られるパフォーマンスの向上と耐干渉機能を獲得できるようにします。

- SISO - 単一入力、単一出力

SIMO 単一入力複数出力

-MISO - 複数の入力、単一の出力

-MIMO - 複数入力、複数出力

5) スマートアンテナ技術

MIMO技術の発展により、MIMOは「Massive MIMO」としても知られる「Massive MIMO」になりました。従来の MIMO には通常、2 つのアンテナ、4 つのアンテナ、および 8 つのアンテナがあり、Massive MIMO のアンテナの数は 100 を超える場合があります。Massive MIMO システムは、各アンテナ ユニットによって送信 (または受信) される信号の位相と振幅を制御できます。複数のアンテナユニットを調整することにより、指向性ビームを生成することができます、つまりビームフォーミング。ビーム フォーミング テクノロジーは、空間分類と MIMO テクノロジーの多重化の利点を組み合わせ、システム パフォーマンスと耐干渉能力を効果的に向上させます。

通信干渉と干渉対策は通信分野における永遠のテーマです。電磁環境の非常に複雑で動的かつ敵対的な特性がますます顕著になってきています。信号干渉は、無線通信技術の開発を制限する中心的な問題です。無線通信の耐干渉性能を向上させる期間においては、スペクトラム拡散技術などの従来の耐干渉技術の適用に加え、インテリジェントネットワーキング技術などの新たな耐干渉技術の効果的な適用にも留意する必要がある。さらに、これらの干渉防止技術を包括的に適用することで、無線通信の干渉防止性能をより確実に確保できます。