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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:

中,设备的蓝牙与WLAN之间存在20dB的隔离,那么接收机必须具有至少15dB的数字过滤。在第二种情况中,蓝牙与WLAN之间不存在隔离,因此必须具有30dB的过滤和数字增益。针对第二种情况,还可以选择将接收机限制在大约大于-60dBm的802.11信号上,其中对专门的过滤没有任何要求。


此示例显示了超外差接收机可通过采用功率控制技术获得20dB的隔离,从而实现连续的802.11与排序的蓝牙(collatedBluetooth)操作。如果在系统的蓝牙与802.11之间添加MAC级别的时间协调,那么WLAN传输干扰对蓝牙发送器所造成的影响将会降至最低。从而实际上可以在WLAN单元上存在任何流量负载或覆盖要求的情况下,几乎无缝同步操作蓝牙以及WLAN。

带内干扰与链路预算

本部分讨论了带内干扰及其对限制WLAN的RF链路的影响。为了说明该问题,我们简单介绍由两个802.11接入点引起的干扰,但该分析同样适用于由蓝牙、无绳电话或微波炉引起的带内干扰。

802.11AP的信号传播损耗取决于环境,但一般而言,信号损耗是AP到用户之间距离的函数。在理想的视距条件下,信号损耗与距离的平方(R2)成正比。一般在实际环境中,信号损耗可表示成距离的立方(R3)。在不利的条件下,信号损耗通常等于距离的四次方(R4)。

此外,特殊802.11AP的范围也是几个其它因子的函数,包括AP的传送功率(通常为20dBm)、天线增益以及用于某调制的接收机的灵敏度。在本例中,假设天线为一般的全向天线,其增益为0dB。更复杂的调制方案需要更高的信噪比(SNR),以便能够以某个位误差率(BER)接收802.11信号。要获得更高的SNR,接收机必须具有更高的灵敏度与/或发射信号的范围必须成比例缩小。

表2显示了802.11g与802.11b的不同调制方案如何影响SNR、接收机灵敏度及信号范围。请注意,采用CCK调制的802.11b与采用PBCC调制的802.11b具有相同的SNR。

从该表可以看出,如果在实际设置中,信号传播损耗一般为R3,则采用CCK调制的11-MbpsAP或采用PBCC调制的22-MbpsAP的相应范围大约为400英尺。假设一般郊区范围大约为200英尺,随着802.11的部署越来越密集,相邻小区AP的户与户之间的干扰发生的机率也越大。单个居住单元的最不利情形为并排房屋中的两个AP可能仅间隔10英尺的空间及两堵墙。在复杂的公寓式结构中,两个或多个AP的间隔可能仅为一堵墙或一层地板,因而使得带内干扰面临更严峻的挑战。一般公寓的宽度不大于100英尺,仅为郊区房屋宽度的一半。

值得一提的是,通过具有22-MbpsAP的802.11电池(采用TI开发的PBCC调制方案)的平均数据吞吐量非常合理。表3显示了在不同级别的信号传播损耗下,不同调制的平均数据吞吐速率。假设在大多数现有设置的情况下,信号损耗通常为R3。最重要的是,从表3中可以看出,在整个电池上,PBCC的平均数据速率几乎比CCK调制高出了一倍。PBCC与CCK具有相同的灵敏度,因此也具有相同的范围。此外,从这些平均数据速率图形中可以看出,当一个电池中采用多种调制方案时,可以使吞吐量稍微提高5%至10%。借助多个调制方案,可以为客户提供最佳的数据速率及范围。PBCC调制的802.11b具有相同的SNR。

带内信号与干扰分析

图11说明了两个相邻的AP怎样才会产生相互干扰的问题。当两个RF信号源(如两个AP)放得很近时,热噪声与路径损失就成为第二大要考虑的因素,因为带内干扰将对AP的有效范围及数据速率产生主要影响。如图所示,带内RF干扰会使AP在其覆盖区域的大部分范围内失效。

表4对图11中所示的两个AP的带内干扰问题进行了定量分析。这一分析假设未实施任何技术(如电源控制)来缓解某些问题。表4中的数据来源于两个802.11AP的一般城区部署。这两个AP的发射功率均为20dBm,它们相隔的距离为25米(大约75英尺),并且它们的信号传播损耗为R3。根据每个AP到这两者中点的距离来分析SIR。表4显示了不同距离的SIR以及各SIR级所支持的数据速率。

这一分析指出了带内干扰的致命影响。例如,采用PBCC调制的AP通常有效范围为135米以上,但带内干扰会使其有效范围缩小到仅为7。5米。而且,采用54MbpsOFDM调制的802.11gAP应具有近40米的有效范围,但由于带内干扰的影响,其覆盖范围仅限于2。5米。

如今,由于802.11WLAN应用相对较少,而大多数应用均要求较小的WLAN带宽,而且可快速纠正发射过程中出现的错误,因此很少会注意到从一个AP到另一个AP的带内RF干扰。但是,随着WLAN技术变得越来越普及,要求QoS能力的较高带宽应用越来越多,使得带内干扰也随之增加。实际上,由802.11技术引起的带内干扰在高密度办公室以及诸如市区住宅、住户共有公寓及公寓等住

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