任何通信系统如果在一定的频段上都会面临临频干扰的问题,UWB定位系统也一样,但是UWB本身就具有很强的抗干扰性能,所以UWB和其他通信的干扰研究也不是不存在:
由于UWB脉冲持续时间非常短,其频谱非常的宽,可能宽达数GHZ,理论上现网中存所有通信系统都会对UWB系统产生无线电干扰。
虽然FCC已对UWB的发射功率谱密度作出了严格的限制,但UWB系统对其他无线通信系统仍然存在潜在的威胁,同时UWB系统也将受到来自其他无线通信系统的干扰。
总体来说,与UWB相互干扰的无线系统主要是现存的地面通信系统,如固定点对点系统、蜂窝通信和广播通信;GPS、北斗卫星通信、无线电导航或探测系统、工作在ISM、UII波段的系统,如802.11a、802.11b、 Bluetooth等以及其他业余无线电。
作为有很强的抗干扰性能,UWB干扰的应对措施包括:
其他系统的干扰已经制约了UWB定位技术的发展,近年来人们从时域、功率、频域、空间和编码等方面试图解决UWB定位系统与其他通信系统的相互干扰问题。具体而言,可以通过优化脉冲波形设计、编码与自适应信号处理、功率控制、时分复用和DAA等方式来考虑UWB与其他系统的共存方式。
1、脉冲波形设计
简单地采用高斯脉冲、 Rayleigh脉冲及它们的高次阶脉冲,其能量主要集中在某段频谱上,不能充分挖掘UWB的潜力。新的脉冲波形设计既要符合FCC的功率限制并尽可能逼进FCC规定的功率最大限,同时也要考虑到与其他系统的共存问题。很多解决思路都与软件无线电设计方案接近,即在时域上设计一组脉冲波形,每个脉冲波形能高效率地匹配上目标功率谱形状的一部分,再通过组合脉冲合成不同的功率谱形状,即使将来FCC更改了谱形,也很容易修改设计,同时也提供了动态回避窄带干扰的可能。
2、平滑FSD设计
UWB信号的带宽是由单脉冲的波形和宽度决定的,然而在连续发射信号时,如前所述UWB信号反映在频域上有很强的离散谱,当脉冲重复频率(PRF)很高,并且没有采用抖动技术的时候,会对窄带接收机产生严重干扰。通过扩频技术可以适当地解决尖锐离散谱问题。无论TH-SS或DS-Ss,优良的码序列可以使脉冲位置更加趋于随机化,削弱UWB信号功率谱中的离散分量,从而降低对窄带系统的干扰。除了扩频,对于以固定的PRF发射而产生严重离散谱的脉冲,可以通过改变PRF来平滑PSD。
3、陷阱设计
通过脉冲波形设计来回避对其他无线系统的干扰,这种方案最终实现的复杂度很高。另种常用的思路是采用陷波设计,但是该方案也会给系统实现造成额外的开销,更为直接的方法是在超宽带天线上实现带陷功能。
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