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真实环境中的GNSS/GPS干扰和欺骗测试 技术进步也会同步伴随这更多危险因素出现，而在科技领域更是如此。GNSS/GPS信号的抗干扰能力相对较差，容易受到两种形式的干扰：信号干扰和信号欺骗。 GNSS/ GPS 干扰和欺骗是什么？ 技术进步也会同步伴随这更多危险因素出现，而在科技领域更是如此。GNSS/GPS信号的抗干扰能力相对较差，容易受到两种形式的干扰：信号干扰和信号欺骗。 GNSS/GPS干扰是由外部干扰源发起的频率干扰，以造成接收机失去位置信息。 第二种威胁形式是信号欺骗，这是指伪造的GNSS/GPS信号干扰接收机，也就是显示与实际情况不符的位置和时间信息，以此欺骗用户。 GNSS/GPS干扰和实地测试 随着GNSS/GPS信号干扰和欺骗的信息层出不穷，人们对这些威胁的认知度在不断提升。在这样的现状下，我们要加倍努力实施抗干扰和反欺骗解决方案。 十余年来，专家一直在受控环境（实验室）中评估GNSS/GPS的抗干扰和反欺骗功能。但这些测试存在局限性，无法全面分析和覆盖接收机遭受干扰或欺骗时的行为。为此，有必要通过实地测试验证来补充实验室测试。 户外 测试的作用： ● 支持识别真实用户环境中典型干扰和欺骗信号的特征。 ● 支持验证接收机的抗干扰和反欺骗能力。 ● 支持了解在动态条件下，接收机遭受干扰和欺骗时的表现。 这几点意义非凡，有助于了解接收机抗干扰能力的不足，继而做出改善。 GNSS频段受官方保护，在该频段上通播射频需要取得特别授权，否则就属于违法行为，这造成工程师很难前往实地执行测试。此次测试是挪威当局第二次组织像Jammertest 2022 1这样的实地测试。 测试 挪威北岸是Jammertest 2022的场地。在挪威当局的协助下，一支专家小组启动了在正常大气条件下评估GNSS/GPS干扰和欺骗的工作。 在为期一周多的时间里，一百多位专家在干扰和欺骗测试中评估了设备性能。测试中涉及到不同的道路和天气条件，总共三个主要位置区为部分频段的干扰和欺骗提供测试环境：一个高效干扰机测试区，两个低效干扰机测试区。 此次测试活动使用的大多数GNSS/GPS信号干扰机均为挪威通信管理局或警方罚没的设备。还有一部分干扰机是在网上购得的，但并不是供公众使用的设备。 测试分为两个大类：干扰情景和欺骗情景。 ● 干扰测试进一步分为两组；可发射 CW 和PRN（BPSK调制）干扰信号的高效干扰机；以及低效干扰机（宽带扫频式）。 ● 对于欺骗测试，专家认为可分为两类：基本攻击和高级攻击。基本攻击涉及评估特定的位置和时间，以欺骗L1C/A卫星信号。高级攻击涉及在不同的时间范围（时间梯度、频率梯度或假闰秒）下同步的露天GPS L1欺骗信号。下表展示了该试验周中用到的各种类型的测试和规范。 i 专家将所有测试重复两次，首先使用CW，然后使用PRN (BPSK) ii 驾驶地点是Bleik附近区域 iii 测试在Grunnvatn进行（利用未在第1部分中使用的干扰机） iv 驾驶地点是Grunnvatn附近区域 v 可开车到任意位置 结果 根据上述条件在安岛附近行车，并克服各种障碍（例如，在记录活动时同步信号），这让专家可以更好地了解接收机在遭受干扰和欺骗期间的行为。通过此试验周的活动推断出的主要观察结果包括： 1)由于信号处理技术，接收机表现稳健，位置与时间信息的可用性提高。 2)对位置和时间信息可用性助益最大的因素是处理多个频段和 传感器 数据的能力，具体如下： a.在使用传感器数据(DR)的单频接收机失去GNSS定位/信号时，仍可通过DR提供位置和时间信息。 b.在多频接收器失去来自干扰频段的信号时，仍可提供GNSS定位/信号。 下图说明了高效GNSS信号干扰机(20W)对L1频段施加长时间干扰的情景。图中显示了用于估算位置、速度和时间解的每个频段的信号数量。 信号数量的减少与接收到的干扰功率相对应，主要决定因素是与干扰机的距离。在干扰源附近完全检测不到L1频段的信号。因严重干扰（20W发射功率），L2频段受到极大的影响。但即便在这种情景下，接收机也能检测到至少四个信号，提供准确的位置、速度和时间解。 3)在大多数情况下，即使在高影响干扰中，干扰也不会造成位置和时间信息准确性显著下降，基本干扰产生的影响更是微乎其微。 下图展示了在本次测试活动中，车辆为获取信息而采用的行驶路线之一：在露天环境中穿过Bleik村。在此情景中，车辆首先靠近干扰机，然后再远离该设备。 图1.Bleik周边动态高效干扰机情景的测试结果 在整个测试阶段中，ZED-F9P接收机输出结果始终保持足够的精确度。原因是在干扰机造成L1 GNSS/GPS信号丢失时，接收机会使用L2信号进行导航。 总结 此次试验中使用的规范和时间范围让参与者能确定接收机在真实条件下遭受干扰和欺骗时的行为。这次试验活动让技术开发者得出了详实的结论。 对于u-blox来说，这是一次评估当前GNSS接收机在真实环境中的抗干扰能力的绝佳机会。我们也借此获得了有助改善未来设备安全性的宝贵见解，对于我们一直高度关注的安全主题极有价值。 本文作者 | Philipp Richter，u-blox高级系统架构师

干扰无处不在 无线通信的使用率在过去10年中增长了100倍，但可用的免许可频段的数量却没有做到同步增长，这意味着任何使用免许可频段的人都需要与所在地区其他人共享该频谱。虹科虚拟光纤无线系统设计为在高干扰水平下仍能提供稳定的性能和绝对的可靠性。 大多数免许可的无线网络都需要部署在室内，因此，大多数无线技术（WiFi、蓝牙等）都经过了设计和优化，使之可以在室内条件下工作。当无线技术在室内使用时，周围的墙壁会过滤掉外界的大部分无线电信号，从而将干扰的影响降至最低。因此，这些系统所基于的芯片组并不是设计为在高干扰水平下工作的，所采用的协议为载波侦听多址（CSMA）。 在室内，这类系统通常工作得很好。然而，室外无线网络是不同的，无线网络一端的干扰量可能与另一端的干扰量不一样，而且由于没有墙壁来过滤来自其他网络的信号，室外的干扰水平要高得多。设计室外使用的无线协议需要开发与CSMA中使用的完全不同的技术，虹科虚拟光纤无线系统设计有许多独特的、获得专利的协议，使其能够在室外存在干扰的情况下保持可靠运行。 优势 避免干扰 传输同步图 ：虹科虚拟光纤不使用CSMA，而是根据基站创建的同步地图进行传输； 高功率发射机 ：线性大功率发射机在所有速度下都能保持高功率，它比使用CSMA的其他系统更具有优先权。 窄带滤波器 ：在接收机端，高质量的无线电滤波器将接收到的信号限制在特定的工作信道。 窄波束和切换天线 ：窄波束天线和切换天线阵列在隔离干扰方面非常有效。 干扰校正 当无线电干扰特定的通信信道时，虚拟光纤可以 纠正这种干扰 。 自动本底噪声调整 ：每个无线电自动调高其本底噪声，以忽略低于特定功率水平的接收信号，这意味着任何超出通信频带的无线电噪声都不会造成干扰。 空时块编码（STBC） ：STBC用于在不同的空间和时间传输每个数据包的双冗余块，以便从冗余块中重建受损数据包。 混合ARQ ：在数据包完全丢失的情况下，混合ARQ（HARQ）协议以一种非常稳健的方法重新传输数据包，这种方法可以瞬间将接收灵敏度提高四倍。 大数据包数据缓存 ：由于大数据包的重新传输非常耗时，虹科无线电平台会在内存中临时存储（缓存）大数据包，以便快速重新传输。 没有任何其他无线系统具有如此多的协议来处理干扰，它们无法专门用于任务关键型室外无线电。虽然其他无线系统提供避免干扰的有限解决方案，但虹科虚拟光纤可以避免和纠正干扰的系统，提供稳定、可靠的通信。 软件无线电：专为室外无线通信而构建 专为避免和纠正干扰而设计的无线系统

​ 转载---融创技术社区 融创芯城 2018-11-17 10:48 电子设备的灵敏度越来越高，这要求设备的抗干扰能力也越来越强，因此PCB设计也变得更加困难，如何提高PCB的抗干扰能力成为众多工程师们关注的重点问题之一。 ​ (1) 能用低速芯片就不用高速的，高速芯片用在关键地方。 (2) 可用串一个电阻的办法，降低控制电路上下沿跳变速率。 (3) 尽量为继电器等提供某种形式的阻尼。 (4) 使用满足系统要求的最低频率时钟。 (5) 时钟产生器尽量靠近到用该时钟的器件。石英晶体振荡器外壳要接地 (6) 用地线将时钟区圈起来，时钟线尽量短。 (7) I/O驱动电路尽量靠近印刷板边，让其尽快离开印刷板。对进入印制板的信号要加滤波，从高噪声区来的信号也要加滤波，同时用串终端电阻的办法，减小信号反射。 (8) MCD无用端要接高，或接地，或定义成输出端，集成电路上该接电源地的端都要接，不要悬空。 (9) 闲置不用的门电路输入端不要悬空，闲置不用的运放正输入端接地，负输入端接输出端。 (10) 印制板尽量使用45折线而不用90折线布线以减小高频信号对外的发射与耦合。 (11) 印制板按频率和电流开关特性分区，噪声元件与非噪声元件要距离再远一些。 (12) 单面板和双面板用单点接电源和单点接地、电源线、地线尽量粗，经济是能承受的话用多层板以减小电源，地的容生电感。 (13) 时钟、总线、片选信号要远离I/O线和接插件。 (14) 模拟电压输入线、参考电压端要尽量远离数字电路信号线，特别是时钟。 (15) 对A/D类器件，数字部分与模拟部分宁可统一下也不要交叉。 (16) 时钟线垂直于I/O线比平行I/O线干扰小，时钟元件引脚远离I/O电缆。 (17) 元件引脚尽量短，去耦电容引脚尽量短。 (18) 关键的线要尽量粗，并在两边加上保护地。高速线要短要直。 (19) 对噪声敏感的线不要与大电流，高速开关线平行。 (20) 石英晶体下面以及对噪声敏感的器件下面不要走线。 (21) 弱信号电路，低频电路周围不要形成电流环路。 (22) 任何信号都不要形成环路，如不可避免，让环路区尽量小。 (23) 每个集成电路一个去耦电容。每个电解电容边上都要加一个小的高频旁路电容。 (24) 用大容量的钽电容或聚酷电容而不用电解电容作电路充放电储能电容。使用管状电容时，外壳要接地 为了避免高频信号通过印制导线时产生的电磁辐射，在印制电路板布线时，还应注意以下几点： (25)尽量减少印制导线的不连续性，例如导线宽度不要突变，导线的拐角应大于90度禁止环状走线等。 (26)时钟信号引线最容易产生电磁辐射干扰，走线时应与地线回路相靠近，驱动器应紧挨着连接器。 (27)总线驱动器应紧挨其欲驱动的总线。对于那些离开印制电路板的引线，驱动器应紧紧挨着连接器。 (28)数据总线的布线应每两根信号线之间夹一根信号地线。最好是紧紧挨着最不重要的地址引线放置地回路，因为后者常载有高频电流。 (29)将数字电路与模拟电路分开。电路板上既有高速逻辑电路，又有线性电路，应使它们尽量分开，而两者的地线不要相混，分别与电源端地线相连。要尽量加大线性电路的接地面积。 (30)尽量加粗接地线，若接地线很细，接地电位则随电流的变化而变化，致使电子设备的定时信号电平不稳，抗噪声性能变坏。因此应将接地线尽量加粗。如有可能，接地线的宽度应大于3mm。 ---end--- ​

每次收到表扬都会很高兴，特别是收到面包板的表扬，毕竟是真金白银的——2元表扬。哈哈哈哈哈，开玩笑，真心高兴，鼓励我继续。 来到新单位有一段时间了，基本上还是审图，然后写写程序。好久没画电路图了，好真有点手痒痒。最近有个项目，原来几版都没出现的问题，在我来之后出现了，自然也就落在我的头上，也是难得的表现机会。 说起来也很奇怪，一个BUCK电路的问题，降压电路不成功。虽然我不是专做电源的，但是各类电源也做过不少。虽然没有丰富的拓扑理论知识，但是一般的DCDC也不至于搞不定。但是这个BUCK电路的问题一开始还真让我头疼一阵子。 电路原理图如下，再次重复，单位资料保密，无法截图，只能自己做个示意图，介意请绕道。 同样的参数，在前一版就没有任何问题，输出完全正常；但是在这一版，输出很小，根本不是正常输出； 通过不断换电容，电阻，IC都没法改变不好使的情况； 降低输入电压有效，但是恢复到正常输入电压还是不行，不稳定，无法带负载； 总结应该是没有锁住反馈，收到干扰导致BUCK芯片没法正常工作，那干扰从哪来呢？ 我断开所有负载也没有好转，我加上假负载也是一样。后来静下心看看PCB吧，虽然画PCB的同事水平很高，不应该怀疑，但是实在没办法，时间不等人了。 经过不断相面，也没发现什么，GND是内层，很完整。线也是该粗的粗，该细的细。唯一让我感觉有点怀疑的就是图中红色和蓝色两根线，为了减小走线长度的关系，走线变现成下图的情况。 问题就是两根线一个是蓝色的反馈线和红色的BUCK供电线，两根线都在BUCK的续流二极管和电感以及IC下面，这都是PWM的高频振荡的正下方，收到的干扰也是最大的。 找到可能的原因，动手割线、飞线、重新焊接，在IC的输入端增加10nF的小电容，防止自激，效果如下图。 测量输出，完美。调整输入，测量输出也没有任何问题。这样总算是完成任务。 想想这过程，本来PCB的走线是为了缩短走线距离，走线在高频振荡的器件下面，虽然有内层GND做隔离，但是还是不稳定。更改走线，绕个远就好很多，当然最关键的还是输入端的去耦小电容，这几个都是缺一不可的，因为只要去耦小电容，走线不合理也是没用的，特别是DCDC，虽然现在的DCDC芯片抗干扰已经很强了，但是也需要走线合理才好。 电路有时候就像人生，有绕远也不一定是坏事，多走走，多想想，可能会做出更好的选择。

作者：百佳泰测试实验室/ Chris Wu 汽车的电子设备中，除了车载电脑(ECU)攸关全车的运行外，另一个开发重点即为汽车的防盗系统设计，在汽车防盗系统的设计领域中，传统靠芯片钥匙的设计方式目前已渐渐被射频识别（RFID, Radio Frequency Identification） 整合的Keyless免钥匙技术所取代，达到更全面的车辆防盗效果。 Keyless 免钥匙系统是在RFID射频识别系统技术基础上所延伸应用，基本的运作机制必须整合遥控钥匙与原本的车辆无线遥控器。可带来的方便性像是当钥匙靠近车门时无须将钥匙插入，直接拉手把或按按钮就可以自动解锁开启车门。 目前全球多家汽车电子厂商均拥有自家的Keyless免钥匙技术，例如Siemens、Valeo、TokaiRika、Bosch、Delphi等，技术底层与关注的整合应用大致类似，当用车人持有内含感应芯片之remote key 靠近车子，大约一公尺，车门即可感应卡片并运行机制。 在进行远程遥控车门启闭时，Keyless免钥匙系统还必须能透过车门遥控传递安全认证码，以确认合法使用钥匙遥控车门，由于采用RFID的芯片密码认证，自然可以避免认证数据遭无线侧录、复制，避免被盗车的风险。 浅谈Keyless智能钥匙比较需要注意事项: 1. 尽量不要跟电子装置放在一起，如手机、蓝牙喇叭或其他移动设备等，因为使用低强度的无线电波，在有磁场干扰时Keyless智能钥匙可能无法运作正常。 而如果汽车遥控器靠近手机信号辐射的位置，则RF的干扰在物理上会影响遥控的灵敏度，这会缩短车子对遥控器的接收距离甚至会导致无法感应的状况。 2. 避免接触金属物品，因与金属物品接触可能对信号产生干扰导致功能异常。 面对各种外在因素所造成的干扰，却没有一套固定的标准去预防或解决相关难题，这使得产品要做到优化设计更为难上加难，尤其是现在几乎人手一支手机的使用习惯，虽然干扰源很小却影响很大。 汽车使用的RFID频段： 对于北美制造的汽车，大多数遥控器的工作 频率 为315 MHz，对于欧洲，日本和亚洲的汽车，其工作 频率 为 433.92MHz 。 而频率应用到实际解锁情境，当车主按下车门手把上的按钮时，会发送13.56KHz 的低功率信号至遥控器，此时遥控器会经由 RF chip发送315MHz频率信号给汽车，一旦通过相互身份验证，车主便可以直接按下手把按钮解锁并打开车门，无须使用遥控器解锁。 能够产生信号干扰的无线射频信号干扰源不胜枚举。目前智能手机上，能够发送的无线信号有三种: 1. Wi-Fi 2.4G (2.412GHz~2.484GHz) 2. 蓝牙 (2.402GHz~2.480GHz) 3. NFC (13.56 MHz) Keyless免钥匙系统感应天线位置： 一般配备 Keyless免钥匙系统的汽车配置的内置天线如下(依实际车款会有不同配置)。 1. 中央控制台(Centre console) 2. 左前门把手(Door handle, left front) 3. 右前门把手(Door handle, right front) 上图中的红色环表示系统天线所覆盖的范围。 下图中的黑色按钮为车门手把解锁按钮，将把手按钮按下时系统即会透过把手天线与钥匙通信。 Key Fob 天线 遥控器天线有许多不同的样式，有早期的螺旋弹簧天线，后来普遍使用电路版印刷天线，RFID天线以及目前Key Fob所使用的线圈天线，其信号接收发送性能以及抗干扰能力也不尽相同。 汽车遥控器与手机干扰测试实例(Keyless Interference Test ) 百佳泰依下列各种信号验证对无线感应车钥Key Fob产生干扰结果： 1. Wi-Fi 2.4G Signal 2. 蓝牙 3. NFC 无线感应车钥(品牌由左由右分别为Luxgen,Mazda, Skoda)： 车外接收距离干扰测试(接收距离单位: 公分)： (Unit: cm) 从测试结果可以看出，不同的手机本身(Original)对于信号的干扰已可造成一定的影响，甚至搭配在特定车款的遥控器上时，其接收距离甚至只剩下不到原本的一半。 而在三种干扰的信号中，Wi-Fi信号干扰的情况较其他两种来的明显，因此在非必要情况下可以关闭手机的Wi-Fi功能以减少对遥控器感应的影响。 而汽车遥控器的天线设计与本身造型也有着相对应的关系，从测试结果可以看出，越是扁平造型的遥控器，越是容易被手机干扰或阻挡信号，反之越为立体的遥控器，其被干扰的情况则越轻微。 大部分的时候智能手机和Key Fob会一同放在至口袋或是公事包中，而当我们靠近并想要将车子解除锁定，此时按下车门手把上的按钮后却经常发现无法将车子顺利解锁，原因是汽车的 Keyless免钥匙系统容易受到RF信号的干扰，以及手机本身的金属屏蔽，特别是两者紧邻的状态，因此Keyless免钥匙系统是否有足够的能力来克服其他设备所造成的干扰为一重要课题。 而为了提升车辆的防盗保护、安全性和便利性的功能，超宽带(Ultra-Wide-Band) 技术也逐渐开始导入，将来使用内建UWB技术的手机即可以取代传统的汽车钥匙，提供更多样化的应用。 免钥匙与数字钥匙系统全方位天线检验测试服务 也许有人会问：在比手机更大的车子上整合多支天线还有什么困难，首先，针对车用天线进行安全、温度与振动等标准测试的要求更严格。其次，当今的车子不再是简单地用铁打造，这表示在决定天线安装的位置时有了更多的选择。因此天线模块必须考虑到是否适合安装在车门把手、后视镜、行李厢或保险杆，甚至是仪表板内。 不同的品牌与车款其天线接收器与控制模块依照负责的功能各有不同的设置，但是主要的用户接口都会在所对应的位置。下图针对汽车感应天线设置做了明确的说明。 依所需功能车上所布置的感应天线主要在下列位置: 1. 车侧两边的车门把手，用以感应使用者在车外时，是否开启或解除锁定。 2. 车内前后用以感应钥匙是否在车内以决定车辆可被启动。 3. 车子后方的行李箱天线用以感应车厢是否可被开启。 车上的接收天线依各家车厂设计会有不同的位置以及数量，越精密的感应则需要更多的天线设计，目前甚至可到九组之多，因此对于汽车天线的全方位性能检测则为相对重要，可依据相对位置检测感应信号强度(RSSI)，感应距离是否符合要求。 以下例子为无线钥匙在实际应用上的测试，针对天线装置的总全向灵敏度TIS(TotalIsotropic Sensitivity)以及总辐射功率TRP(Total Radiated Power)进行检验，发现车身的收发确实有感应死角。 如图所示，经过TIS和TRP测试分析后，明显发现该车辆在特定角度无法感应。 百佳泰整合性验证打造最佳用户体验 汽车天线性能表现会受到许多因素影响，例如噪音、频率干扰，安装位置及车体设计，厂商除了从源头管控产品质量，确定使用的RF技术符合相关标准规范与法规限制外，更重要的是进行全面性检测，以便及早发现问题并找出对策。 如何以具竞争力的成本让多支天线能有效率地在小空间中运作，这正是目前汽车制造商团队所面临的最大挑战。因此，每一家制造商都需要具有差异化的解决方案。 而除了实体钥匙之外，车厂也准备开始导入数字钥匙，驾驶人只要将数字钥匙下载到智能手机上，只要加载这个系统后，就能远程解锁或锁上汽车，甚至启动引擎，这将大幅强化智能手机与车辆之间的连接，而系统能利用 NFC 的距离限制，以及直接链接到装置上的安全组件，确保汽车与智能手机之间拥有最高安全等级。 百佳泰测试实验室除了能够为您测试RF产品的性能表现，同时提供更进一步的除错服务，对于愈来愈多样化的车用产品也提供了以下测试做为质量的保证 · 天线性能测试 (Antenna Performance) · 无线智能钥匙质量测试 (TRS & TIS) · 车用免钥匙与数字钥匙系统验证测试 (RF performance & Security) · 车内显示器质量性能测试 (Display Performance)。 · 车内储存装置质量性能测试 (SSD Stability)。 · Wi-Fi 性能测试 (Max Throughput)。 · 导航系统质量测试 (Positioning performance)。 · 车用信息娱乐系统（IVI system Quality） · 语音助理 (Speech recognition)