邻信道干扰(ACI)的来源以及射频设计实践

　　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所将变得越来越严重。

　　电源控制对带内干扰的影响

　　过去，需要在移动设备中使用先进的电源控制技术来降低功耗并延长电池使用寿命。现在，电源控制的另一个优势脱颖而出。在采用802.11的系统或设备中，电源控制可以降低带内干扰。例如，假设开环电源控制的精度为1dB，在同一个RF信道上，相互距离较近的两个AP之间的平均干扰可降低6dB。在较小的802.11电池中，电源控制可更进一步降低干扰。

　　表5显示了电源控制技术对不同距离AP的SIR以及各SIR级支持的相应调制功能的影响。

　　即使信号仍受带内干扰的限制，电源控制技术也能将带内干扰平均降低6dB，从而可将AP的范围提高25%。在实际应用中，随着部署的WLAN越来越多，高宽带QoS应用变得越来越规范，可能会采用包括电源控制、自动选频以及多频带(2.4GHz与5.xGHz)在内的几种战略措施来增加RF信道选项。

　　预期的干扰问题

　　在未来几年内，随着无线局域网在居民及办公环境中变得越来越普遍，设备制造商在进行接收机设计时必须谨慎考虑两个潜在的问题。这两个问题是：

　　1)RF源因信道靠近无许可限制的802.11频带产生的非WLAN干扰。这可能来自蓝牙设备、无绳电话或微波。

　　2)由一个802.11AP或客户机到另一个802.11AP或客户机引起的带内干扰。随着WLAN技术的广泛应用及其越来越密集，该问题必然会更加严重。

　　通过遵循考虑周到的设计实践，可以采用适当的邻信道抑制(ACR)功能来开发802.11接收机，以克服WLAN部署中遇到的大量邻信道干扰(ACI)问题。此外，还可在WLAN接收机及发送器的设计中采用电源控制及其它战略，以便在出现带内RF干扰时大大提高AP与客户机的数据吞吐量及范围性能。

　　总之，那些可提供令人满意、引人注目的用户体验的802.11WLAN设备供应商将在市场中取得成功。注重在WLAN设备中实施WLAN芯片组的设计质量，将对确保用户满意度起着重要的作用。