無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)室內信號干擾因素分析
如果2 種無(wú)線(xiàn)模塊在同一系統或同一地點(diǎn)時(shí),如:藍牙無(wú)線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)共存時(shí),干擾信號較強,甚至會(huì )出現丟失連接的情況。
藍牙無(wú)線(xiàn)(bluetooth )采用跳頻擴頻(frequencyhoppingspread spectrum),發(fā)射功率為1 mW,數據傳輸速率為1 Mb/s,傳輸距離為10 m。藍牙無(wú)線(xiàn)和2.4 GHz 的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)工作于同一個(gè)ISM(industrialscientific medical)頻段,存在兩者相互干擾的問(wèn)題。
無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)采用的是直接序列擴頻(d i r e c tsequence spread spectrum)技術(shù)。IEEE802.11b標準在2.4 GHz 以上的83.5 MHz 帶寬中規定了可用信道,每信道帶寬5 MHz,通常只用3 個(gè)互不重疊的信道。無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)數據傳輸速率可達11 Mb/s 以上,一般室內可傳輸距離為100 m[4]。
當無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)工作在11 Mb/s 的速率以下時(shí),一個(gè)數據包需要約1 ms 時(shí)間在空中傳播,采用單時(shí)隙的藍牙連接每個(gè)數據包占625 s。所以在一次無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)數據傳輸期間,若有2 個(gè)藍牙數據包傳遞,其中任何1個(gè)落在無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)占據的20MHz信道范圍之內,就會(huì )導致無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)信號傳輸失敗。
對藍牙無(wú)線(xiàn)與802.11bWLAN 的相互干擾進(jìn)行實(shí)際測量[5],發(fā)現相互干擾與距離有關(guān)。在同一個(gè)系統內兩者近距離(小于2 m)工作時(shí),相互干擾較嚴重,分組錯誤率(packet error rate)達99%,系統吞吐量幾乎為0。當兩者的距離超過(guò)3 m時(shí),干擾明顯減少,分組錯誤率及系統吞吐量基本維持正常水平。
藍牙無(wú)線(xiàn)的典型應用是采用藍牙鼠標、鍵盤(pán),在這種場(chǎng)合下用無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的個(gè)人電腦,二者存在相互干擾問(wèn)題。為了避免藍牙傳輸干擾,可以根據現場(chǎng)情況動(dòng)態(tài)選擇信道,也可以通過(guò)改變無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)每一分組長(cháng)度,減少數據包傳輸期間受干擾,減少數據重傳的概率,提高干擾存在時(shí)的吞吐量。
1.4 同頻干擾
周?chē)h(huán)境對無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)也會(huì )產(chǎn)生窄帶干擾和全波段干擾。窄帶信號在不同輸出功率、不同頻譜的頻率寬度等情形下,可能會(huì )間歇地打斷發(fā)射的信號。
要避免窄帶信號干擾,必須要找到原始干擾源,并移除這些干擾源,正確配置無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)設備的信道,有效地處理窄帶干擾。全波段干擾是指在任何情況下,干擾覆蓋整個(gè)使用的頻率范圍,如:老式微波爐等設備的使用。處理這種干擾較好的方法是,改變發(fā)射頻率,如:將局域網(wǎng)發(fā)射頻率從2.4 GHz 改為5.8 GHz,或采用擴頻技術(shù),或移除產(chǎn)生全波段干擾的設備,這樣處理后能提供無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)較好的吞吐率和延遲特性。此外,當無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)設備發(fā)射信號時(shí),還可能受到室內正在使用的同類(lèi)設備鄰近信道或相同信道的干擾,以及相鄰小區間相鄰頻道的干擾。實(shí)踐表明,使用非干擾頻段時(shí)2 個(gè)AP 信號的吞吐量是使用有干擾頻段吞吐量的2 倍。
2 抗干擾措施
系統增益G,信號所占用的頻帶寬度W 和信息本身實(shí)際所需的最小帶寬Bmin 的關(guān)系是:
信息容量的香農(Shannon)公式為:
式中:C 為信道容量;PS PN 為信噪比。
式(9)表明,在給定信道容量C 即傳輸速率不變的條件下,頻帶寬度W 和信噪比PS PN 可以互換,即可通過(guò)增加頻帶寬度的方法,在較低的信噪比情況下傳輸信息,這表明寬帶系統有較好的抗干擾性。
用信息帶寬的100 倍,甚至1 000 倍以上的寬帶信號來(lái)傳輸信息,能提高抗干擾能力。接收機采用頻碼序列進(jìn)行相關(guān)檢測,空中即使有同類(lèi)信號進(jìn)行干擾,如果不能檢測出有用信號的碼序列,干擾也不明顯。
3 結語(yǔ)
除了要考慮以上幾個(gè)方面的干擾因素外,還要針對覆蓋設計、頻率規劃、容量規劃、系統優(yōu)化等問(wèn)題進(jìn)行深入的調研和勘查,在此基礎上進(jìn)行正確的選擇和施工。
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