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),如固定點對點系統(tǒng)、蜂窩通信和廣播通信;GPS、北斗衛(wèi)星通信、無線電導航或探測系統(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。
作為有很強的抗干擾性能,UWB干擾的應對措施包括:
其他系統(tǒng)的干擾已經(jīng)制約了UWB定位技術的發(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)化脈沖波形設計、編碼與自適應信號處理、功率控制、時分復用和DAA等方式來考慮UWB與其他系統(tǒng)的共存方式。
1、脈沖波形設計
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。新的脈沖波形設計既要符合FCC的功率限制并盡可能逼進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計方案接近,即在時域上設計一組脈沖波形,每個脈沖波形能高效率地匹配上目標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,也很容易修改設計,同時也提供了動態(tài)回避窄帶干擾的可能。
2、平滑F(xiàn)SD設計
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的離散譜,當脈沖重復頻率(PRF)很高,并且沒有采用抖動技術的時候,會對窄帶接收機產(chǎn)生嚴重干擾。通過擴頻技術可以適當?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。除了擴頻,對于以固定的PRF發(fā)射而產(chǎn)生嚴重離散譜的脈沖,可以通過改變PRF來平滑PSD。
3、陷阱設計
通過脈沖波形設計來回避對其他無線系統(tǒng)的干擾,這種方案最終實現(xiàn)的復雜度很高。另種常用的思路是采用陷波設計,但是該方案也會給系統(tǒng)實現(xiàn)造成額外的開銷,更為直接的方法是在超寬帶天線上實現(xiàn)帶陷功能。
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