GPS應(yīng)用中的RF信號(hào)檢測(cè)技巧(三)

隨著無線系統(tǒng)中的復(fù)雜數(shù)字調(diào)制信號(hào)越來越多，對(duì)GPS等射頻信號(hào)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)識(shí)別和分析越來越具挑戰(zhàn)性，特別是在市區(qū)環(huán)境中。但是，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)識(shí)別和分析對(duì)提高GPS應(yīng)用設(shè)計(jì)而言又非常重要。如何利用先進(jìn)的測(cè)試設(shè)備和方案解決這一問題呢？

帶有信號(hào)強(qiáng)度計(jì)的靈敏型頻譜分析儀是信號(hào)搜索需要的首款工具之一。該強(qiáng)度計(jì)可產(chǎn)生一種能被揚(yáng)聲器或耳機(jī)聽到的音調(diào)，并且音調(diào)隨信號(hào)強(qiáng)度變化而改變。使用這樣的儀器是一種經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證的方法，能讓操作人員在注視環(huán)境而不是頻譜分析儀顯示屏的情況下搜索信號(hào)。這種工具還能讓操作人員用音調(diào)關(guān)聯(lián)天線的指向。他們可以輕松地一邊開車或行走一邊聽音調(diào)，目的是尋找更高的音調(diào)。遺憾的是，一些信號(hào)很難發(fā)現(xiàn)。低信號(hào)強(qiáng)度、多徑效應(yīng)及其它信號(hào)失真等條件要求使用更先進(jìn)的技術(shù)。在這種情況下，映射信號(hào)將非常有用，有助于對(duì)付復(fù)雜的情形。

第一種映射涉及在操作人員當(dāng)前全球定位系統(tǒng)(GPS)獲得的位置處的地圖上記錄蹤跡或測(cè)量。在信號(hào)記錄的同時(shí)，操作人員可以用紅色繪制一個(gè)向量，用于表明信號(hào)的方位(圖6)。這種方法能很快地化解由于反射或障礙帶來的復(fù)雜性。在數(shù)據(jù)采集完成后，操作人員當(dāng)場(chǎng)就可以查看蹤跡并分析數(shù)據(jù)，無需返回到車輛、辦公室或?qū)嶒?yàn)室。另外一種形式的映射是使用GPS驅(qū)動(dòng)的頻譜分析儀在操作人員移動(dòng)時(shí)自動(dòng)映射和記錄信號(hào)。在這種情況下，可以從圖標(biāo)顏色看出何時(shí)信號(hào)接近操作人員設(shè)定的極限值。這種方法能在遇到復(fù)雜的射頻問題時(shí)很快找到信號(hào)。

第三種形式的信號(hào)映射在GPS無法工作的室內(nèi)非常有用。在這種模式下，操作人員可以邊走邊在建筑底層規(guī)劃上自動(dòng)記錄信號(hào)。這種方法借鑒了驅(qū)動(dòng)器測(cè)試儀的技術(shù)，但需要獲知行走過程的起點(diǎn)和終點(diǎn)，然后在起點(diǎn)和終點(diǎn)之間自動(dòng)進(jìn)行測(cè)量。所有這些映射技術(shù)都能用來在現(xiàn)場(chǎng)收集、分析和歸檔數(shù)據(jù)。

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當(dāng)然，并不是每個(gè)信號(hào)都能在現(xiàn)場(chǎng)識(shí)別。新信號(hào)、修改過的信號(hào)、來自損壞設(shè)備的信號(hào)以及有時(shí)未知或異常信號(hào)存在于世界的各個(gè)角落。由于修改自標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)很有可能成為信號(hào)搜索中的懷疑對(duì)象，因此在實(shí)驗(yàn)室中捕獲信號(hào)樣本供進(jìn)一步分析是很有必要的。在有足夠的捕捉存儲(chǔ)器條件下，頻譜分析儀可以捕捉一幀或多幀最先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)。如果采用正確的格式捕捉，那么數(shù)據(jù)可以通過一些工具進(jìn)行離線分析，比如個(gè)人電腦(PC)版的實(shí)時(shí)頻譜分析儀這樣的軟件工具(圖7)，或The Mathworks公司的Matlab軟件這樣的分析型工具。