基于相鄰信道抑制/干擾對(duì)802.11 WLAN的影響分析

    即使AP具備802.11的自動(dòng)響應(yīng)隊(duì)列(ARQ)功能，鏈路的容錯(cuò)能力也只能夠達(dá)到5%。隨著接近并超過這一個(gè)百分點(diǎn)，必須增加AP上的包隊(duì)列大小，以便它們能夠存儲(chǔ)與重新匯編零星達(dá)到的包。通常需要QoS功能的多媒體應(yīng)用(如高質(zhì)量音頻或MPEG2視頻)很快就背離了802.11標(biāo)準(zhǔn)對(duì)QoS的定義。作為一個(gè)備選方案，將從需要QoS的鏈路中刪除ARQ，在這種情況下，語音性能會(huì)稍有改進(jìn)，具有低于2%的可接受包誤差率，但是任何種類的媒體流的性能都是不可接受的。

    切記在傳輸模式中，WLAN客戶端只使用802.11WLAN很小一部分帶寬。根據(jù)典型的經(jīng)驗(yàn)法則，80%客戶端的活動(dòng)WLAN時(shí)間用來進(jìn)行接收，而只有20%的時(shí)間用來進(jìn)行傳輸。在進(jìn)行傳輸時(shí)，客戶端通常向AP發(fā)送簡(jiǎn)短的確認(rèn)包。此法則的例外情況是從客戶端進(jìn)行文件傳輸，但是在這些文件在傳輸過程中始終要被劃分為不超過1，500字節(jié)的包，并且以"可用比特速率"(ABR)進(jìn)行傳輸。

    通過對(duì)圖7中列舉的匯聚WLAN/藍(lán)牙PDA示例應(yīng)用此信息與802.11操作的其他特點(diǎn)，得出的結(jié)論是在適度加載WLANAP的環(huán)境中需要同時(shí)進(jìn)行WLAN與藍(lán)牙操作。對(duì)此狀態(tài)的具體分析如下。

    在圖7中列舉的與無線PDA相連的藍(lán)牙耳機(jī)最多具有700Kbps的鏈接帶寬，并不帶有協(xié)議開銷。如果PDA的用戶從Internet上的服務(wù)器播放MP3音頻流文件，那么此應(yīng)用將需要大約128Kbps的藍(lán)牙帶寬，而總藍(lán)牙帶寬為700Kbps。藍(lán)牙信號(hào)在空中傳輸?shù)臅r(shí)間占18%。與此相比，相同的應(yīng)用只使用128Kbps的PDAWLAN帶寬，而總帶寬為11Mbps。此外，802.11操作將涉及確認(rèn)的傳輸(ACK)，同時(shí)接收MP3流。這些ACK的數(shù)量相當(dāng)于WLAN帶寬的1/16。也就是說，客戶端執(zhí)行802.11傳輸只需花費(fèi)不到0。1%的時(shí)間。

    如果WLAN與藍(lán)牙傳輸阻塞或彼此干擾，那么藍(lán)牙將對(duì)WLAN傳輸造成18%的時(shí)間干擾，因?yàn)樗{(lán)牙需要在空中傳輸也需相同長(zhǎng)度的時(shí)間。反過來，WLAN傳輸將對(duì)藍(lán)牙傳輸造成不到1%的時(shí)間干擾。從而導(dǎo)致的結(jié)果是：加載適當(dāng)數(shù)量的AP時(shí)，必須進(jìn)行藍(lán)牙傳輸，同時(shí)接收WLAN信號(hào)，簡(jiǎn)言之，必須同時(shí)運(yùn)行PDA的藍(lán)牙與WLAN功能。

    但是問題隨之而來：在采用WLAN與藍(lán)牙技術(shù)的匯聚設(shè)備中，WLAN是否能夠從AP不斷接收下載內(nèi)容，而不必考慮該設(shè)備藍(lán)牙子系統(tǒng)的操作模式?經(jīng)過對(duì)藍(lán)牙實(shí)施制定仔細(xì)的設(shè)計(jì)、規(guī)劃與部署決策，答案是肯定的。首先，設(shè)計(jì)人員必須利用藍(lán)牙1。2的功率控制(第3類設(shè)備)功能，以及藍(lán)牙的自適應(yīng)跳頻(AFH)。下面的圖8展示了AFH如何避免與WLAN操作發(fā)生直接的帶內(nèi)干擾。

    如果系統(tǒng)要部署功率控制技術(shù)，那么將按比例降低接收機(jī)鏈路中LNA上的藍(lán)牙功率，以便使邊帶能量級(jí)別落在2.4GHz頻帶內(nèi)，而不必考慮ACR過濾。預(yù)計(jì)藍(lán)牙信號(hào)將達(dá)到-40到-50dBm的傳播損失。從而使藍(lán)牙傳輸?shù)墓β试?25dBm至-15dBm范圍內(nèi)，以便保持鏈路中的低誤差率。圖9解釋了功率控制技術(shù)如何降低藍(lán)牙信道中的頻譜發(fā)送。

    檢查具有藍(lán)牙與802.11，以及其他一些操作特點(diǎn)的手持終端設(shè)備進(jìn)一步說明了共存的問題。在此示例中，假設(shè)手持終端設(shè)備具有一個(gè)0dBm藍(lán)牙發(fā)送器與一個(gè)802.11接收機(jī)，具有以下性能之一：

    1)功率控制技術(shù)可以提供在藍(lán)牙與WLAN之間20dB的隔離。

    2)在藍(lán)牙與802.11之間存在0dB的隔離，但是系統(tǒng)能夠在RF接收機(jī)鏈路中斷開LNA。系統(tǒng)并不具有功率控制功能。

    為了簡(jiǎn)便起見，在此討論的內(nèi)容將局限在采用超外差架構(gòu)的接收機(jī)設(shè)計(jì)。圖10展示了接收機(jī)可以運(yùn)行的情形之一。在上述的第一種情況中，設(shè)備的藍(lán)牙與WLAN之間存在20dB的隔離，那么接收機(jī)必須具有至少15dB的數(shù)字過濾。在第二種情況中，藍(lán)牙與WLAN之間不存在隔離，因此必須具有30dB的過濾和數(shù)字增益。針對(duì)第二種情況，還可以選擇將接收機(jī)限制在大約大于-60dBm的802.11信號(hào)上，其中對(duì)專門的過濾沒有任何要求。

    此示例顯示了超外差接收機(jī)可通過采用功率控制技術(shù)獲得20dB的隔離，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)的802.11與排序的藍(lán)牙(collatedBluetooth)操作。如果在系統(tǒng)的藍(lán)牙與802.11之間添加MAC級(jí)別的時(shí)間協(xié)調(diào)，那么WLAN傳輸干擾對(duì)藍(lán)牙發(fā)送器所造成的影響將會(huì)降至最低。從而實(shí)際上可以在WLAN單元上存在任何流量負(fù)載或覆蓋要求的情況下，幾乎無縫同步操作藍(lán)牙以及WLAN。

    帶內(nèi)干擾與鏈路預(yù)算

    本部分討論了帶內(nèi)干擾及其對(duì)限制WLAN的RF鏈路的影響。為了說明該問題，我們簡(jiǎn)單介紹由兩個(gè)802.11接入點(diǎn)引起的干擾，但該分析同樣適用于由藍(lán)牙、無繩電話或微波爐引起的帶內(nèi)干擾。

    802.11AP的信號(hào)傳播損耗取決于環(huán)境，但一般而言，信號(hào)損耗是AP到用戶之間距離的函數(shù)。在理想的視距條件下，信號(hào)損耗與距離的平方(R2)成正比。一般在實(shí)際環(huán)境中，信號(hào)損耗可表示成距離的立方(R3)。在不利的條件下，信號(hào)損耗通常等于距離的四次方(R4)。

    此外，特殊802.11AP的范圍也是幾個(gè)其它因子的函數(shù)，包括AP的傳送功率(通常為20dBm)、天線增益以及用于某調(diào)制的接收機(jī)的靈敏度。在本例中，假設(shè)天線為一般的全向天線，其增益為0dB。更復(fù)雜的調(diào)制方案需要更高的信噪比(SNR)，以便能夠以某個(gè)位誤差率(BER)接收802.11信號(hào)。要獲得更高的SNR，接收機(jī)必須具有更高的靈敏度與/或發(fā)射信號(hào)的范圍必須成比例縮小。

    表2顯示了802.11g與802.11b的不同調(diào)制方案如何影響SNR、接收機(jī)靈敏度及信號(hào)范圍。請(qǐng)注意，采用CCK調(diào)制的802.11b與采用PBCC調(diào)制的802.11b具有相同的SNR。