頻率間抗干擾分析

陳曉霞　陳曉磊

【摘要】 目前網(wǎng)絡(luò)自由化組織，各種網(wǎng)絡(luò)相互協(xié)助進(jìn)行信息傳輸，授權(quán)、非授權(quán)及不同網(wǎng)絡(luò)之間使用頻率并沒(méi)有固定下來(lái)，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)間傳輸信息時(shí)頻率相互重疊，導(dǎo)致在這些重疊頻率間傳輸?shù)男畔⑹艿絿?yán)重干擾，接收方無(wú)法接收以及無(wú)法正常解碼獲得相應(yīng)的信息。

【關(guān)鍵詞】 重疊 疊加 頻率 干擾

一、引言

由于網(wǎng)絡(luò)自由化，導(dǎo)致頻帶自由化使用。非授權(quán)的自組網(wǎng)經(jīng)常在使用已授權(quán)的頻帶網(wǎng)絡(luò)的頻率資源，導(dǎo)致目前不同網(wǎng)絡(luò)頻率串用、重疊、完全覆蓋情況嚴(yán)重。如圖1表明的是分別有3個(gè)信道占用不同的頻譜范圍在傳輸信息，3個(gè)信道可能來(lái)自同一網(wǎng)絡(luò)也可能來(lái)自不同網(wǎng)絡(luò)。它們之間不管時(shí)間還是頻率上都不會(huì)互相干擾，這種情況是在頻率等資源較為充裕的時(shí)候的理想情況，而事實(shí)上，頻率資源是固定的，而網(wǎng)絡(luò)和使用網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備在不斷的增加，使得目前的頻率資源被不斷的掠奪使用，在非授權(quán)網(wǎng)絡(luò)可能在侵占已授權(quán)網(wǎng)絡(luò)的頻率資源，如圖2表明的是#2網(wǎng)絡(luò)侵占了第2和第3信道的部分頻譜區(qū)域，如圖3表明的是#3網(wǎng)絡(luò)侵占了第3信道的部分下限頻譜區(qū)域。而不同的侵占的情況可使用對(duì)應(yīng)的抗干擾手段，可得到事半功倍的效果。

二、時(shí)間協(xié)調(diào)

在頻譜資源被完全侵占，無(wú)法協(xié)調(diào)的情況下，則需要從時(shí)間資源上著手去突破資源的合理協(xié)商。不同的網(wǎng)絡(luò)在通信的情況下，可對(duì)頻譜有重疊的信道使用時(shí)間進(jìn)行協(xié)商。如圖2中，#1網(wǎng)絡(luò)中的第2和第3信道的部分頻譜區(qū)域與#2網(wǎng)絡(luò)的信道相重疊，如此情況下，#1網(wǎng)絡(luò)可與#2網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行時(shí)間上的協(xié)商得到不影響相互傳輸信息的協(xié)商時(shí)隙。該協(xié)商時(shí)隙可為交替時(shí)隙如圖4所示，在前一時(shí)隙由#1網(wǎng)絡(luò)的頻譜使用，后一時(shí)隙由#2網(wǎng)絡(luò)的頻譜以及不重疊的#1網(wǎng)絡(luò)的頻譜同時(shí)使用等。如此保證了重疊頻譜的時(shí)間上的隔離，達(dá)到從在當(dāng)前時(shí)隙的頻譜不重疊。

三、頻譜搬移

在時(shí)間無(wú)法協(xié)調(diào)的情況下，那么只能在頻譜資源上著手進(jìn)行協(xié)商，得到協(xié)商需要搬動(dòng)的頻譜以及搬移的頻譜值，成為頻偏。經(jīng)重疊網(wǎng)絡(luò)協(xié)商后得到需要搬移的頻偏之后，基于各自網(wǎng)絡(luò)頻譜空閑情況，以及頻譜搬移的可行性，進(jìn)行頻譜搬移。

方法一：現(xiàn)舉例如圖2中，#1網(wǎng)絡(luò)中的信道2和信道3與網(wǎng)絡(luò)2中的頻譜重疊，重疊區(qū)域在21-22，23-24頻譜區(qū)域，在該情況下，由于#1網(wǎng)絡(luò)的信道2的下限頻譜區(qū)和信道3的上限頻譜區(qū)均有仍可進(jìn)行分配的頻譜，因此，將信道2的頻譜往下搬移21-22的頻偏，信道3的頻譜往上搬移23-24的頻偏。雖然也可通過(guò)搬移#2網(wǎng)絡(luò)，但由于此處#2網(wǎng)絡(luò)信道需要搬移的頻譜跨度較大，不利于通信的連續(xù)性，可能會(huì)引起掉線等不良結(jié)果。

方法二、：在多載波的正交頻分復(fù)用OFDM網(wǎng)絡(luò)中，圖3中，#1網(wǎng)絡(luò)中的信道3與#3網(wǎng)絡(luò)中的頻譜重疊。由于各網(wǎng)絡(luò)并沒(méi)有校準(zhǔn)，即在重疊頻譜中的不同網(wǎng)絡(luò)的子載波相互并沒(méi)有正交，導(dǎo)致，該區(qū)域如果發(fā)送數(shù)據(jù)，則會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重干擾。因此，第二種頻譜搬移方法即為搬移頻譜使得重疊頻譜區(qū)域各網(wǎng)絡(luò)的子載波相互正交。如圖5中，△f為兩重疊網(wǎng)絡(luò)中子載波之頻偏，將#1網(wǎng)絡(luò)的3信道向下進(jìn)行搬移△f，或者#3網(wǎng)絡(luò)信道向上進(jìn)行搬移△f，使得子載波間正交。由此可知，利用搬移一定的頻偏量，網(wǎng)絡(luò)依照該頻偏進(jìn)行頻率搬移，使得不同網(wǎng)絡(luò)之間頻率不重疊或重疊但不相互干擾。

四、消除重疊頻譜干擾方法的分析

針對(duì)上述方法可知，在不同網(wǎng)絡(luò)使用的頻譜出現(xiàn)重疊情況時(shí)，在時(shí)間上可協(xié)調(diào)時(shí)，可對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)重疊的頻譜進(jìn)行時(shí)間交替使用，即對(duì)重疊頻譜進(jìn)行時(shí)間上隔離。對(duì)于頻率上充裕時(shí)，可對(duì)有重疊的頻譜進(jìn)行頻譜搬移，一種方法是將重疊的頻譜相互遠(yuǎn)離使得原先重疊的頻譜變得不重疊；另一種方法適用多載波OFDM網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)可將不同網(wǎng)絡(luò)重疊的頻譜進(jìn)行一定搬移，達(dá)到重疊區(qū)域中不同網(wǎng)絡(luò)的子載波相互正交。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 賈玉晶， OFDM系統(tǒng)抗干擾技術(shù)研究，哈爾濱工程大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文，2008.

[2] Keller T， et al. Multicarrier Transmission：A Convenient Framework for Time Frequency Processiong in Wireless Communications [J].Proceedings of the IEEE.2004，88（5）：61-62.