图3给出了无UWB系统信号的情况下,WLAN系统接收信号的信噪比与WLAN接收机最大接收范围之间的变化规律。根据IEEE的规定,WLAN系统信噪比低于5dBm将视为不可接收,由此可以得到WLAN接收机最大接收范围,表示为Range。从图3中可以看出,当WLAN接收机最大的接收范围从0.1m增加到60m时,WLAN系统接收到的信噪比从60 dBm下降到2.7706 dBm。可见,随着接收范围的增大,接收到的信噪比不断减小,系统的性能下降。根据IEEE802.11a标准所示,WLAN系统的最小信噪比为5 dBm。到接收到的信号信噪比低于5 dBm时,WLAN接收机将不能正常工作。根据图3所示的数据,WLAN系统的最大接收范围是52.8802 m。
3.3UWB信号干扰下,WLAN系统性能仿真
下面是存在UWB系统干扰时,WLAN系统的性能参数的仿真。仿真结果如图4所示。
图4 kagg取0.04,0.2,0.5三个不同值时,信噪比与距离的关系
图4给出了集合因子kagg取值分别为0.04,0.2,0.5时,WLAN系统接收信号的信噪比随WLAN接收机的接收范围的变化规律。从图中可以看出,随着接收范围的增大,接收到的信噪比不断减小,系统的性能下降。当存在UWB通信系统干扰时,其对WLAN系统接收到的信号信噪比的影响有时到了十分严重的地步。例如,当kagg=0.5,Rmin分取1m,2m时,当接收范围为30m时,有UWB通信系统干扰的WLAN系统接收信噪比比不存在UWB通信系统干扰时减少了5 dBm,4 dBm,下降比例为33%,27%。这个影响是WLAN系统不能接受的。但是,当最小距离取5 m,10 m时,当接收范围为30 m时,有UWB通信系统干扰的WLAN系统接收信噪比比不存在UWB通信系统干扰时只减少了2 dBm,0.5 dBm,下降比例为13%,3%,这个影响是可以被WLAN系统接受的。
由上述的仿真结果及分析可以看出:
(1)无UWB信号的情况下,当范围超过52m左右时,WLAN系统将不能正常工作。
(2)当存在UWB通信系统干扰时,WLAN系统性能将受到不同程度的影响。
(3)当存在较近距离的UWB通信系统干扰时,其对WLAN系统接收到的信号信噪比的影响有时到了十分严重的地步。
(4)随着集合因子的增大,WLAN系统性能衰减剧烈,集合因子较大时,WLAN系统受到来自UWB的干扰将使二者的兼容性难以实现。
4、结束语
UWB是一种高速而又低功耗的数据通信方式,具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、有低截获能力、系统复杂度低、能提供数厘米的定位精度等优点,有着很好的应用前景。但是由于UWB系统在频域上范围极宽,容易对其他系统造成干扰。要想使UWB技术得到广泛的应用,实现UWB通信系统与其他现有通信系统的兼容是十分重要的,尤其是与WLAN这样的具有市场潜力的已广泛应用的成熟技术。
本文在一个UWB和WLAN通信系统间的兼容性模型的基础上,对WLAN通信系统的性能参数给出仿真和分析,为下一步系统电磁兼容设计打好基础。
参考文献
1JohnG.Proakis[美],《数字通信(第三版)》,电子工业出版社,1988.
2RayHorak[美].《通讯系统与网络》.中国水利水电出版社,2003.
3赵静.超宽带脉冲信号对窄带通信系统的干扰分析,系统仿真学报,Vol.16No.12Dec.2004.