WLAN与GSM室内覆盖合路原理和干扰分析( 二 )


(2)WLAN功率放大器
由于合路以后WLAN系统信号直接馈入GSM室内信号分布系统,因此由多系统共用天线对用户区进行覆盖,但是,由于AP发射功率有限,在天馈系统中经过层层分支后,信号到达末端时功率不足会成为制约双网合路应用的一个因素 。为了使单个AP的信号覆盖更大区域,工程中需要采用WLAN功率放大器,将AP信号放大 。WLAN功率放大器的原理图如图3所示:
图3; WLAN功率放大器原理框图

;图中:下行信号通过功放模块(PA)和收发转换开关(T/RSW)到达天线;上行信号通过天线接收以后,经过收发转换开关(T/RSW)进行低噪声放大器(LNA)放大到达AP 。一般设计时在收发转换开关(T/RSW)和天线之间增加带通滤波器(BPF),可以滤除部分由于有源器件自身导致的带外信号或噪声 。
3、合路接入点技术
3.1简单直接合路接入
图4是最简单的合路方式,AP设备通过本身的射频输出直接注入天馈系统,按照国家无委对2.4G频段设备的功率限制要求,AP最大输出一般为100mW(20dBm),由于功率有限,因此简单直接合路方式只适用于天馈系统比较简单的方案,或者在天馈的支路末梢进行合路 。
图4; 简单直接合路接入
3.2增加功放合路接入
为保证天馈系统有足够的2.4G频段信号功率注入,可通过WLAN功放增强AP的信号输出 。目前市场可提供的2.4G功放产品有500mW、1W、2W、4W和5W等规格,另外厂家可根据市场的需要定制更高规格的设备 。
3.3非凡信号合路接入
在天馈系统中碰到GSM或3G功率放大器存在的情况下,首先需要将原来含有GSM、ISM和3G三路信号的射频进行分路,并对分路之后的WLAN信号进行独立放大,再通过合路器重新合路 。在这里可以采用将合路器倒置使用的方法,进行信号分路,如图5所示:
图5; 增加功放合路接入(1)
为建少AP数量,降低设备投资,净化信道环境,减少信道干扰,并扩大单个AP的信号覆盖范围,可采用跨支路进行多重合路的技术,如图6所示 。采用该合路方式,避免了主干合路技术造成的不利因素影响,可作为主干合路的替代方式之一 。
图6; 非凡信号合路接入(2)
WLAN应用还需考虑用户容量的问题,如商务活动密集的场所,需要使用多个AP进行信号覆盖 。一般以30用户作为推算单个AP用户容量的经验值 。如采用两个AP合路,可提供的用户容量是60 。由于IEEE802.11b标准原理限定了同一区域只能有三路信道(1、6、11信道)共同覆盖,因此,不存在大于3个AP合路的方式 。假如要进一步扩大用户容量,可采用支持802.11g标准的设备,该标准下单个AP最佳最大并发用户接入数是75 。
4、WLAN与GSM共用天馈信号影响分析
4.1扩频干扰简析
通常,扩频系统具有较强的抗干扰能力,而且抗干扰能力随着带宽的增加而加强,随着传输速率的增高而减弱 。任何其他系统的离散型干扰对扩频系统而言都可化作噪声的增加从而转化成系统容量的下降(百分比)或覆盖区减小(百分比) 。
当一个窄带干扰信号进入扩频系统的信息频段时,由于其相关特性,系统将扩展窄带信号的功率谱使其降低到1/GP,而接收机将扩频编码信号扩展为GP倍 。
扩频增益GP为:GP=10lg(射频带宽/信息速率);
对于WLAN系统而言,GP最大时为:GP=10lg(22/1)=13.4;
GP最小时为:GP=10lg(22/11)=3 。
也就是说,当到达该扩频系统接收端的窄带离散型干扰的幅度接近扩频信号的2GP倍时,才会对其造成干扰 。这意味着,WLAN系统只能承受高于有用信号3dB的干扰,否则,系统只能降低数据传输速率以增加抗干扰性 。

推荐阅读