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邻信道干扰(ACI)的来源以及射频设计实践

时间:09-19 来源:互联网 点击:

虑两个要点。如下所示:

●低噪声放大器(LNA)与IP3的输入信号饱和度;

●在系统的信号基带处理器中模数转换器(A/D)的当前信号级别。

在802.11系统中,大多数LNA的输入信号级别在-20到-30dBm之间达到饱和。如果出现了超过此级别的强输入信号,LNA将停止提供增益,并且实际上将抑制信号的非线性失真。精心设计的LNA能够以高达-10至-15dBm的输入级别进行操作。当输入信号超过-10至-15dBm时,一些系统能够绕过LNA。从而使输入信号可高达+4dBm,但是折衷的结果是造成较低的接收机灵敏度。

在LNA的RF处理链路的另一端将输入系统的A/D转换器。这些转换器具有有限的动态范围。因此,无法过滤出ACI,从而造成数字噪声层在接收的信号中占据主导地位。假设WLAN射频设计为至少具有20dB的数字过滤,那么ACI噪声与802.11信号在A/D上的信号功率应该是相同的(相等功率点)。

表1显示了2.4GHz频带中干扰源的示例。此表中有效的干扰数字(第5列)解释了LNA的饱和点之所以如此重要的原因。

表1中的大多数干扰源均为窄带设备,如:无绳电话或蓝牙产品等。在很多情况下,该类产品可以在一米之内或WLAN客户端设备中进行操作。即使有传播损失,这些干扰源仍然可以为位于802.11接收机链路一端的LNA提供高达0dBm。

802.11接收机架构

图4将超外差接收机架构与DC接收机架构之间的差别进行了对比。此示例假设源自无绳电话的相邻窄带强干扰为-15dBm,并且接收的WLAN信号级别的目标是-80dBm。也就是说在干扰与WLAN信号之间的接收功率相差将近65dBm。这种情况很容易发生,如某用户可能一边在与本地WLAN相连的便携电脑上进行工作,一边用无绳电话聊天。


图4显示了超外差接收机架构的过滤设计可以将ACI降低至可接受的级别。在至少具有20dB数字相邻信道过滤的条件下,超外差接收机在不增加分组误差率的情况下每秒能够接收11兆位(Mbps)CCK或22MbpsPBCC802.11Wi-Fi信号。

如果采用DC架构,去除了中频(IF)上的声表面波(SAW)滤波器,从而导致接收机链路中A/D转换器上的干扰信号是40dB,高于可接受的程度。采用A/D上的过采样与回递抽取过滤(recursivedecimationfiltering),仍然可以恢复802.11信号。例如,GSM接收机使用DC架构,并且通过在大约26MHz上过采样大约300KHz的带宽GSM信号提供大约80dB的ACR。不幸的是,由于技术的局限性与电池供电产品的低功耗要求,过采样所采用的信号几乎百分之百都是像GSM信号这样的窄带信号,不可能是像802.11信号那样的宽带信号。

下面的图5显示了在A/D转换器上强ACI的效果。高级别的ACI导致产生在802.11信道的SIR中占据主导地位的噪声层,从而由于造成要处理大气噪声与量化而削弱了WLAN信号的强度。

对于已经实施OFDM调制方案的WLAN来说,从一个频率接收器到另一个频率接收器的往返传输过程中,接收机链路中的快速傅里叶变换(FFT)已经有所损耗。从而导致带外抑制层平均大约为25dB。图6解释了每个FFT接收器的SinX/X响应。

接收机

虽然已经超出了本白皮书探讨的范围,但是值得一提的是802.11接收机链路中的ACR过滤可以降低功耗,因为基带处理器中A/D的采样速率会有所下降。为了满足防混淆的要求,将加重其他模拟过滤的负担,而不是以更高的速率进行采样。在5GHz频带所谓的全频段射频中,这种防混淆的问题尤为关键,因为这些射频的前端是将近1GHz频宽的信号。这就意味着为接收机链路中的A/D转换器提供数百兆赫的频谱。包含在此信号中的可以是高功率脉冲雷达信号,该信号将在接收机链路中占据主导地位。

到目前为止,汇聚已经成为电子领域的主要趋势。在手机与PDA市场中,这意味着汇聚的手持终端、智能电话、无线PDA以及多媒体设备,其中包括三种无线技术:蜂窝技术、802.11Wi-FiWLAN与蓝牙。很多专家预测,具有成本优势的汇聚设备在2004年就将问世。这种新型的移动手持终端将侧重MP3音乐、视频流等多媒体应用。为了提供引人注目的用户体验,这些新型设备必须能够充分利用由新一代蜂窝协议与基础设施提供的更高数据速率以及高速WLAN连接。无线蓝牙耳机及其他类型的外设将为这些设备的便捷性与易用性增色不少。

蓝牙与WLAN共存的问题

图7解释了在WLAN热点中如何使用这类设备。在这种情形中,用户可以通过WLAN在IP语音(VoIP)连接上进行通信或可以通过设备的802.11调制解调器下载MP3或视频流。此外,汇聚的设备还可以与蓝牙耳机相连,以便进行专用监听。

图7中描绘的这种使用情况不久就会出现于市场,但是用户需要共存的解决方案才能充分利用此应用中的所有无线技术。由于汇聚蜂窝电话/PDA设备中的蓝牙与W

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