迎战物联网干扰无处不在的时代

 “IoT”是物联网?不...它应该是代表“干扰物(Interference of Things)”!

首先，“IoT”指的应该是“干扰物(Interference of Things)”，其他你听到的解释都只是营销术语。

虽然采用有线通讯的连网装置相对较少，但这类装置──从农业、医疗应用到烤吐司机、宠物用品──大部分都是透过蓝牙、Wi-Fi或是蜂巢式通讯来链接;其中有部份会被设计为将EMI发射限制于适当频道，并拒绝频外功率，但很多并不会。

以上的问题在美国时间8月9日于华盛顿特区(Washington D.C.)举行的年度IEEE EMC+SIPI Symposium大会的“物联网设计电磁兼容性”(EMC for IoT)场次，被进一步突显。

在这场长达4小时的研讨会中，与会者了解到很多连网装置设计在承受外部EMI方面做得不够，可能是成本、功率以及尺寸等因素带来的压力，让某些厂商销售的产品只能刚好达到最低程度要求，而问题就会来自那些连网装置的意图发射器(intentional radiators)。

在某些情况下，“不良”发射器会发射过多的频外能量;相反的，有些接收器排除频外能量的过滤能力有限或是缺乏这种能力。

欧盟的无线电设备指令(European Radio Equipment directive)规定：“因无线电通讯或是无线电定位目的，有意图发射或接受无线电波的设备，对无线电频谱有系统性的使用;为了确保对无线电频谱的有效利用，以避免有害的干扰，所有这类设备都属于本指令的适用范围。”

注意以上提到的“避免有害干扰“;很多产品会在认证实验室接受EMI耐受度测试，确保能符合欧盟指令以及其他适用标准。其他连网装置也会进行自我认证，其中有些产品可能因为来自发射器的过量邻近频道功率过量，或是采用不合格收发器，而无法通过合格测试。

此CDMA讯号的部份功率溢至相邻频道

下图的CDMA讯号之相邻频道功率低于噪声基底，除了两个低水平峰值。

干净的CDMA讯号很适合其5MHz频道

注意，Wi-Fi是使用未授权2.4GHz频段，涵盖2500~2690MHz;航空无线电导航以及无线电定位频段是从2700MHz开始，两者之间只有100MHz的频段差距，有些廉价无线装置的功率就可能会溢过该间隙。

在研讨会上，来自荷兰特文特大学(University of Twente Enschede and Thales Netherlands)的博士Frank Leferink在题为“无线系统(意图性) EMI缺陷”的演说中指出，确保装置与系统不会相互干扰的代价，是功耗、尺寸以及成本;“工程师想要拿掉滤波器，”他表示：“有些软件定义无线电(SDR)设计者完全不用滤波器，认为只要靠软件就能消除EMI问题。”

“超外差(superheterodyne)接收器的效果最好，”Leferink接着指出：“不过这种组件成本很高而且耗电，因此许多装置会使用较便宜、耗电较低的外差(heterodyne)接收器。”

不过因为外差接收器比较敏感，它们比起超外差接收器，对于来自电子干扰器(Jammers)的干扰耐受程度可能较差。对此Leferink指出，除了军方，使用电子干扰器是不合法的，但还是可以在深圳花500美元买到;可能会有歹徒会用电子干扰器破坏家用或汽车保全系统，入侵住宅窃盗或是偷走车辆。

在另一场技术研讨上，美国国家标准技术研究所(NIST)的Bill Young提出了一个问题，即配备4G/LTE通讯的设备，会溢出功率至邻近GPS频段，干扰GPS接收器“固定“在卫星上的功能;他的演说题为“频谱共享量测学：量测邻近频段LTE波形对GPS收发器冲击”，分享了一种自动化测试量测方法，让NIST工程师能为主管机关收集足够数据，以决策该如何处理此议题。

随着连网装置越来越普及，显然来自这些装置的干扰，以及它们无法抵抗的干扰，会让所有的EMI工程师在未来很久都不可能丢掉饭碗!