迎戰(zhàn)物聯(lián)網(wǎng)干擾無處不在的時代

 “IoT”是物聯(lián)網(wǎng)?不...它應該是代表“干擾物(Interference of Things)”!

首先，“IoT”指的應該是“干擾物(Interference of Things)”，其他你聽到的解釋都只是營銷術(shù)語。

雖然采用有線通訊的連網(wǎng)裝置相對較少，但這類裝置──從農(nóng)業(yè)、醫(yī)療應用到烤吐司機、寵物用品──大部分都是透過藍牙、Wi-Fi或是蜂巢式通訊來鏈接;其中有部份會被設計為將EMI發(fā)射限制于適當頻道，并拒絕頻外功率，但很多并不會。

以上的問題在美國時間8月9日于華盛頓特區(qū)(Washington D.C.)舉行的年度IEEE EMC+SIPI Symposium大會的“物聯(lián)網(wǎng)設計電磁兼容性”(EMC for IoT)場次，被進一步突顯。

在這場長達4小時的研討會中，與會者了解到很多連網(wǎng)裝置設計在承受外部EMI方面做得不夠，可能是成本、功率以及尺寸等因素帶來的壓力，讓某些廠商銷售的產(chǎn)品只能剛好達到最低程度要求，而問題就會來自那些連網(wǎng)裝置的意圖發(fā)射器(intentional radiators)。

在某些情況下，“不良”發(fā)射器會發(fā)射過多的頻外能量;相反的，有些接收器排除頻外能量的過濾能力有限或是缺乏這種能力。

歐盟的無線電設備指令(European Radio Equipment directive)規(guī)定：“因無線電通訊或是無線電定位目的，有意圖發(fā)射或接受無線電波的設備，對無線電頻譜有系統(tǒng)性的使用;為了確保對無線電頻譜的有效利用，以避免有害的干擾，所有這類設備都屬于本指令的適用范圍。”

注意以上提到的“避免有害干擾“;很多產(chǎn)品會在認證實驗室接受EMI耐受度測試，確保能符合歐盟指令以及其他適用標準。其他連網(wǎng)裝置也會進行自我認證，其中有些產(chǎn)品可能因為來自發(fā)射器的過量鄰近頻道功率過量，或是采用不合格收發(fā)器，而無法通過合格測試。

此CDMA訊號的部份功率溢至相鄰頻道

下圖的CDMA訊號之相鄰頻道功率低于噪聲基底，除了兩個低水平峰值。

干凈的CDMA訊號很適合其5MHz頻道

注意，Wi-Fi是使用未授權(quán)2.4GHz頻段，涵蓋2500~2690MHz;航空無線電導航以及無線電定位頻段是從2700MHz開始，兩者之間只有100MHz的頻段差距，有些廉價無線裝置的功率就可能會溢過該間隙。

在研討會上，來自荷蘭特文特大學(University of Twente Enschede and Thales Netherlands)的博士Frank Leferink在題為“無線系統(tǒng)(意圖性) EMI缺陷”的演說中指出，確保裝置與系統(tǒng)不會相互干擾的代價，是功耗、尺寸以及成本;“工程師想要拿掉濾波器，”他表示：“有些軟件定義無線電(SDR)設計者完全不用濾波器，認為只要靠軟件就能消除EMI問題。”

“超外差(superheterodyne)接收器的效果最好，”Leferink接著指出：“不過這種組件成本很高而且耗電，因此許多裝置會使用較便宜、耗電較低的外差(heterodyne)接收器。”

不過因為外差接收器比較敏感，它們比起超外差接收器，對于來自電子干擾器(Jammers)的干擾耐受程度可能較差。對此Leferink指出，除了軍方，使用電子干擾器是不合法的，但還是可以在深圳花500美元買到;可能會有歹徒會用電子干擾器破壞家用或汽車保全系統(tǒng)，入侵住宅竊盜或是偷走車輛。

在另一場技術(shù)研討上，美國國家標準技術(shù)研究所(NIST)的Bill Young提出了一個問題，即配備4G/LTE通訊的設備，會溢出功率至鄰近GPS頻段，干擾GPS接收器“固定“在衛(wèi)星上的功能;他的演說題為“頻譜共享量測學：量測鄰近頻段LTE波形對GPS收發(fā)器沖擊”，分享了一種自動化測試量測方法，讓NIST工程師能為主管機關(guān)收集足夠數(shù)據(jù)，以決策該如何處理此議題。

隨著連網(wǎng)裝置越來越普及，顯然來自這些裝置的干擾，以及它們無法抵抗的干擾，會讓所有的EMI工程師在未來很久都不可能丟掉飯碗!