任何通信系統(tǒng)如果在一定的頻段上都會面臨臨頻干擾的問題,UWB定位系統(tǒng)也一樣,但是UWB本身就具有很強(qiáng)的抗干擾性能,所以UWB和其他通信的干擾研究也不是不存在:
由于UWB脈沖持續(xù)時間非常短,其頻譜非常的寬,可能寬達(dá)數(shù)GHZ,理論上現(xiàn)網(wǎng)中存所有通信系統(tǒng)都會對UWB系統(tǒng)產(chǎn)生無線電干擾。
雖然FCC已對UWB的發(fā)射功率譜密度作出了嚴(yán)格的限制,但UWB系統(tǒng)對其他無線通信系統(tǒng)仍然存在潛在的威脅,同時UWB系統(tǒng)也將受到來自其他無線通信系統(tǒng)的干擾。
總體來說,與UWB相互干擾的無線系統(tǒng)主要是現(xiàn)存的地面通信系統(tǒng),如固定點(diǎn)對點(diǎn)系統(tǒng)、蜂窩通信和廣播通信;GPS、北斗衛(wèi)星通信、無線電導(dǎo)航或探測系統(tǒng)、工作在ISM、UII波段的系統(tǒng),如802.11a、802.11b、 Bluetooth等以及其他業(yè)余無線電。
作為有很強(qiáng)的抗干擾性能,UWB干擾的應(yīng)對措施包括:
其他系統(tǒng)的干擾已經(jīng)制約了UWB定位技術(shù)的發(fā)展,近年來人們從時域、功率、頻域、空間和編碼等方面試圖解決UWB定位系統(tǒng)與其他通信系統(tǒng)的相互干擾問題。具體而言,可以通過優(yōu)化脈沖波形設(shè)計(jì)、編碼與自適應(yīng)信號處理、功率控制、時分復(fù)用和DAA等方式來考慮UWB與其他系統(tǒng)的共存方式。
1、脈沖波形設(shè)計(jì)
簡單地采用高斯脈沖、 Rayleigh脈沖及它們的高次階脈沖,其能量主要集中在某段頻譜上,不能充分挖掘UWB的潛力。新的脈沖波形設(shè)計(jì)既要符合FCC的功率限制并盡可能逼進(jìn)FCC規(guī)定的功率最大限,同時也要考慮到與其他系統(tǒng)的共存問題。很多解決思路都與軟件無線電設(shè)計(jì)方案接近,即在時域上設(shè)計(jì)一組脈沖波形,每個脈沖波形能高效率地匹配上目標(biāo)功率譜形狀的一部分,再通過組合脈沖合成不同的功率譜形狀,即使將來FCC更改了譜形,也很容易修改設(shè)計(jì),同時也提供了動態(tài)回避窄帶干擾的可能。
2、平滑F(xiàn)SD設(shè)計(jì)
UWB信號的帶寬是由單脈沖的波形和寬度決定的,然而在連續(xù)發(fā)射信號時,如前所述UWB信號反映在頻域上有很強(qiáng)的離散譜,當(dāng)脈沖重復(fù)頻率(PRF)很高,并且沒有采用抖動技術(shù)的時候,會對窄帶接收機(jī)產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。通過擴(kuò)頻技術(shù)可以適當(dāng)?shù)亟鉀Q尖銳離散譜問題。無論TH-SS或DS-Ss,優(yōu)良的碼序列可以使脈沖位置更加趨于隨機(jī)化,削弱UWB信號功率譜中的離散分量,從而降低對窄帶系統(tǒng)的干擾。除了擴(kuò)頻,對于以固定的PRF發(fā)射而產(chǎn)生嚴(yán)重離散譜的脈沖,可以通過改變PRF來平滑PSD。
3、陷阱設(shè)計(jì)
通過脈沖波形設(shè)計(jì)來回避對其他無線系統(tǒng)的干擾,這種方案最終實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度很高。另種常用的思路是采用陷波設(shè)計(jì),但是該方案也會給系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)造成額外的開銷,更為直接的方法是在超寬帶天線上實(shí)現(xiàn)帶陷功能。
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