GPS應用中的RF信號檢測技巧(三)

隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)系統中的復雜數字調制信號越來(lái)越多，對GPS等射頻信號進(jìn)行現場(chǎng)識別和分析越來(lái)越具挑戰性，特別是在市區環(huán)境中。但是，現場(chǎng)信號識別和分析對提高GPS應用設計而言又非常重要。如何利用先進(jìn)的測試設備和方案解決這一問(wèn)題呢？

帶有信號強度計的靈敏型頻譜分析儀是信號搜索需要的首款工具之一。該強度計可產(chǎn)生一種能被揚聲器或耳機聽(tīng)到的音調，并且音調隨信號強度變化而改變。使用這樣的儀器是一種經(jīng)現場(chǎng)驗證的方法，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。這種工具還能讓操作人員用音調關(guān)聯(lián)天線(xiàn)的指向。他們可以輕松地一邊開(kāi)車(chē)或行走一邊聽(tīng)音調，目的是尋找更高的音調。遺憾的是，一些信號很難發(fā)現。低信號強度、多徑效應及其它信號失真等條件要求使用更先進(jìn)的技術(shù)。在這種情況下，映射信號將非常有用，有助于對付復雜的情形。

第一種映射涉及在操作人員當前全球定位系統(GPS)獲得的位置處的地圖上記錄蹤跡或測量。在信號記錄的同時(shí)，操作人員可以用紅色繪制一個(gè)向量，用于表明信號的方位(圖6)。這種方法能很快地化解由于反射或障礙帶來(lái)的復雜性。在數據采集完成后，操作人員當場(chǎng)就可以查看蹤跡并分析數據，無(wú)需返回到車(chē)輛、辦公室或實(shí)驗室。另外一種形式的映射是使用GPS驅動(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。在這種情況下，可以從圖標顏色看出何時(shí)信號接近操作人員設定的極限值。這種方法能在遇到復雜的射頻問(wèn)題時(shí)很快找到信號。

第三種形式的信號映射在GPS無(wú)法工作的室內非常有用。在這種模式下，操作人員可以邊走邊在建筑底層規劃上自動(dòng)記錄信號。這種方法借鑒了驅動(dòng)器測試儀的技術(shù)，但需要獲知行走過(guò)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)行測量。所有這些映射技術(shù)都能用來(lái)在現場(chǎng)收集、分析和歸檔數據。

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當然，并不是每個(gè)信號都能在現場(chǎng)識別。新信號、修改過(guò)的信號、來(lái)自損壞設備的信號以及有時(shí)未知或異常信號存在于世界的各個(gè)角落。由于修改自標準的信號很有可能成為信號搜索中的懷疑對象，因此在實(shí)驗室中捕獲信號樣本供進(jìn)一步分析是很有必要的。在有足夠的捕捉存儲器條件下，頻譜分析儀可以捕捉一幀或多幀最先進(jìn)的數字信號。如果采用正確的格式捕捉，那么數據可以通過(guò)一些工具進(jìn)行離線(xiàn)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。