物联网,5G。自主车辆。这些新兴技术有两个共同点:1)它们都依赖于射频通信;2)它们都承诺将数以百万计的设备引入射频频谱。
全球联网设备的预期增长。从图片物联网的分析
射频频谱拥塞是一个严重的问题,例如,当它干扰军事人员和急救人员的通信时。因此,这一问题已成为射频设计和开发中的一个至关重要的问题。
射频频谱拥塞及其影响
射频频谱是世界上所有无线设备共享的有限资源。频谱的过度共享可能会导致信号之间的无意干扰,使接收器很难或不可能识别出正确的信号。
意外干扰的发生主要是因为产生射频信号是一个不完美的过程.
产生特定频率的信号通常会在相邻频率中产生一些意想不到的功率,也称为谐波。在这种情况下,更强的信号可以掩盖较弱的信号。在另一种常见情况下,同一频率的两个信号在彼此附近广播时,会以类似的方式产生干扰。
频域谐波的例子。图片由Nutaq
虽然工程师们已经想出了让用户同时共享频谱的方法,但干扰并非完全不可避免。在人口密集的环境中,大多数人都经历过不可靠的通信,比如在城市安全的环境中,频谱拥塞的持续影响。
处理拥塞的方法
工程师们已经开发了许多技术来帮助避免干扰,无论是无意的,还是在军事应用中有意的(即干扰器)。
基本抗干扰技术主要依赖于回避方法.目标是减少用户在空间、时间和频率上的重叠概率。
在CDMA系统中使用的技术的一个例子是跳频扩频。在这种技术中,传输的信号不是一个单一的频率,而是在频率上周期性地移动。通过在短时间内占用多个不同的频率,降低了信号重叠和干扰的可能性。
FHSS的例子。截图由基本知识的
这些技术的挑战通常是需要硬件来支持它们的操作范围。
模拟设备的新型射频收发器
模拟设备一直在寻求解决硬件方面的射频拥塞挑战。就在本周,ADI宣布这是一系列RF收发器中的第一个产品,旨在对抗干扰并提供高动态范围.
ADRV900是专门为关键任务通信应用而设计的,如第一反应无线电和卫星通信,其中尺寸、重量和功率是关键设计考虑因素。
ADRV900的功能框图。图片由模拟设备
该收发器提供了30 MHz至6 GHz的工作范围,并可支持从12 KHz至40 MHz的窄带和宽带应用。从用户指南ADRV900集成了数字信号无线电校正算法、AGC、DPD、跳频和信道滤波。
这种多功能性和嵌入式功能使收发器能够采用各种抗干扰算法,并在严重拥挤的网络中可靠地解码信号。
适应关键任务的沟通
虽然无线连接设备的数量持续增长,但任务关键型应用,如第一响应无线电和卫星通信,将特别需要解决网络拥塞的解决方案。类似模拟设备的发展在确保可靠通信方面将变得越来越重要。