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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:

LAN调制解调器是在同一无许可限制的频带中运行的,因此它们会彼此相互干扰。此外,该区域中的其他802.11客户端设备也将竞相访问作为汇聚蜂窝电话/PDA的同一WLAN接入点。

在当前蓝牙标准1。0版本中指定的唯一共存解决方案需要蓝牙与WLAN共享系统的媒体接入控制器(MAC)功能,以便在WLAN或蓝牙的传输过程中,其他技术将保持空闲。在预定义的一段时间内独占MAC之后,蓝牙或WLAN将由其他技术对MAC进行控制。

在WLAN上的流量较小,并且存在最少QoS激活的环境中,这种MAC时间共享的安排方式既可以避免WLAN与蓝牙之间出现共存干扰问题,同时也能够提供可接受的性能。在这种环境中,WLAN接入点可以实施主动的自动请求协议,以重新传输丢失或延迟的包。不幸的是,随着高级节能技术的部署及QoS服务的需求猛增,将迅速降低WLAN接入点(AP)单元中的性能。

例如,WLAN与蓝牙共存的形势越来越严峻,导致802.11AP无法感测相关的客户端是否正在遭受来自蓝牙设备或无绳电话的非WLAN干扰。采用排队算法或调度例程对需要QoS功能的应用对AP进行编程并不会缓解带内干扰的问题,因为AP并不能意识到干扰是否存在,因此根本无法围绕干扰进行调度。

 即使AP具备802.11的自动响应队列(ARQ)功能,链路的容错能力也只能够达到5%。随着接近并超过这一个百分点,必须增加AP上的包队列大小,以便它们能够存储与重新汇编零星达到的包。通常需要QoS功能的多媒体应用(如高质量音频或MPEG2视频)很快就背离了802.11标准对QoS的定义。作为一个备选方案,将从需要QoS的链路中删除ARQ,在这种情况下,语音性能会稍有改进,具有低于2%的可接受包误差率,但是任何种类的媒体流的性能都是不可接受的。

切记在传输模式中,WLAN客户端只使用802.11WLAN很小一部分带宽。根据典型的经验法则,80%客户端的活动WLAN时间用来进行接收,而只有20%的时间用来进行传输。在进行传输时,客户端通常向AP发送简短的确认包。此法则的例外情况是从客户端进行文件传输,但是在这些文件在传输过程中始终要被划分为不超过1,500字节的包,并且以可用比特速率(ABR)进行传输。

通过对图7中列举的汇聚WLAN/蓝牙PDA示例应用此信息与802.11操作的其他特点,得出的结论是在适度加载WLANAP的环境中需要同时进行WLAN与蓝牙操作。对此状态的具体分析如下。

在图7中列举的与无线PDA相连的蓝牙耳机最多具有700Kbps的链接带宽,并不带有协议开销。如果PDA的用户从Internet上的服务器播放MP3音频流文件,那么此应用将需要大约128Kbps的蓝牙带宽,而总蓝牙带宽为700Kbps。蓝牙信号在空中传输的时间占18%。与此相比,相同的应用只使用128Kbps的PDAWLAN带宽,而总带宽为11Mbps。此外,802.11操作将涉及确认的传输(ACK),同时接收MP3流。这些ACK的数量相当于WLAN带宽的1/16。也就是说,客户端执行802.11传输只需花费不到0。1%的时间。

如果WLAN与蓝牙传输阻塞或彼此干扰,那么蓝牙将对WLAN传输造成18%的时间干扰,因为蓝牙需要在空中传输也需相同长度的时间。反过来,WLAN传输将对蓝牙传输造成不到1%的时间干扰。从而导致的结果是:加载适当数量的AP时,必须进行蓝牙传输,同时接收WLAN信号,简言之,必须同时运行PDA的蓝牙与WLAN功能。

但是问题随之而来:在采用WLAN与蓝牙技术的汇聚设备中,WLAN是否能够从AP不断接收下载内容,而不必考虑该设备蓝牙子系统的操作模式?经过对蓝牙实施制定仔细的设计、规划与部署决策,答案是肯定的。首先,设计人员必须利用蓝牙1。2的功率控制(第3类设备)功能,以及蓝牙的自适应跳频(AFH)。下面的图8展示了AFH如何避免与WLAN操作发生直接的带内干扰。

如果系统要部署功率控制技术,那么将按比例降低接收机链路中LNA上的蓝牙功率,以便使边带能量级别落在2.4GHz频带内,而不必考虑ACR过滤。预计蓝牙信号将达到-40到-50dBm的传播损失。从而使蓝牙传输的功率在-25dBm至-15dBm范围内,以便保持链路中的低误差率。图9解释了功率控制技术如何降低蓝牙信道中的频谱发送。

检查具有蓝牙与802.11,以及其他一些操作特点的手持终端设备进一步说明了共存的问题。在此示例中,假设手持终端设备具有一个0dBm蓝牙发送器与一个802.11接收机,具有以下性能之一:

1)功率控制技术可以提供在蓝牙与WLAN之间20dB的隔离。

2)在蓝牙与802.11之间存在0dB的隔离,但是系统能够在RF接收机链路中断开LNA。系统并不具有功率控制功能。

为了简便起见,在此讨论的内容将局限在采用超外差架构的接收机设计。图10展示了接收机可以运行的情形之一。在上述的第一种情况

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