超寬帶(UWB)技術(shù)是未來短距離無線通信的關(guān)鍵技術(shù)之一，它在現(xiàn)代無線通信技術(shù)中備受關(guān)注。與傳統(tǒng)通信技術(shù)相比，UWB通信技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗多徑干擾能力強(qiáng)、信號(hào)功率低等顯著優(yōu)點(diǎn)。常見的一種UWB信號(hào)是由納秒級(jí)的極窄尖脈沖產(chǎn)生的，它的信號(hào)功率被擴(kuò)頻在0到數(shù)GHz頻帶范圍內(nèi)。FCC規(guī)定UWB使用的頻段為3.1～10.6GHz,而許多其他無線通信系統(tǒng)(WLAN、WiMAX等)也使用這個(gè)頻段中的某段頻率，所以UWB系統(tǒng)必須與其他無線通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兼容。
　　802.11a WLAN有著廣泛的應(yīng)用前景，而且它的工作頻率是UWB工作頻段的一部分，因此研究二者的兼容問題具有重要意義。本文主要研究UWB設(shè)備與基于IEEE 802.11a標(biāo)準(zhǔn)的WLAN設(shè)備之間的兼容問題。
1 理論基礎(chǔ)
1.1 UWB
　　本文使用的UWB脈沖是高斯單脈沖，如下式：

1.2 802.11a
　　802.11a工作在5GHz頻段，使用OFDM技術(shù)，其頻譜為5.15～5.25、5.25～5.35和5.725～5.825GHz三個(gè)100MHz頻段，最大ERP(有效發(fā)射功率" title="發(fā)射功率">發(fā)射功率)分別為2.5mW、12.5mW和50mW。三個(gè)100MHz的頻段每個(gè)都被分成五個(gè)20MHz的信道。
1.3 信道模型
1.3.1 UWB信道模型
　　在室內(nèi)環(huán)境下，UWB的LOS和NLOS路徑損耗模型如下：
　　PL(d)=PL₀+10γlg(d)+S　　　　　　　　(4)
　　PL₀和γ是常數(shù)，在LOS路徑下兩者的經(jīng)驗(yàn)值分別為47dB和1.7，在NLOS路徑下分別為51dB和3.5。S是陰影衰落，是一個(gè)零均值高斯隨機(jī)變量，在仿真中假設(shè)S的標(biāo)準(zhǔn)差在LOS路徑下為2.8dB，在NLOS路徑下為3.8dB。本文沒有考慮多徑衰落，假定RAKE接收機(jī)是理想的，能接收到所有路徑上的功率。
1.3.2 802.11a信道模型
　　對(duì)于802.11a信道模型可以做如下假設(shè)：
　　(a)因?yàn)?02.11a的帶寬很窄，所以可以假定傳輸模型為平坦衰落信道模型；
　　(b)假定LOS路徑是萊斯信道，NLOS路徑是瑞利信道；
　　(c)因?yàn)榭臻g傳播信號(hào)的路徑損耗與帶寬無關(guān)，所以可以假定802.11a信號(hào)的路徑損耗模型也如(4)式所示。

2 仿真模型及仿真結(jié)果
　　本文主要研究受干擾接收機(jī)與發(fā)射機(jī)在LOS路徑和NLOS路徑兩種情況下的相互干擾情況。在研究的物理模型中假設(shè)受干擾接收機(jī)位于干擾源" title="干擾源">干擾源的視距范圍內(nèi)，如圖1所示。UWB發(fā)射機(jī)到接收機(jī)的距離記為d_UWB,802.11a發(fā)射機(jī)到接收機(jī)的距離記為d_802.11a，發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的距離記為T-R距離，干擾源與接收機(jī)的距離記為I-R距離，UWB系統(tǒng)和802.11a系統(tǒng)的發(fā)射功率分別記為P_UWB和P_802.11a，接收功率可分別表示為：
　　P_R,UWB(d_UWB)=P_UWB-PL(d_UWB)
　　P_R,802.11a(d_802.11a)=P_802.1a-PL(d_802.1a)　　　　　　(5)
　　其中PL是傳播路徑損耗，參考(4)式。
2.1 仿真參數(shù)
　　表1和表2是仿真中可能用到的參數(shù)。

2.2 UWB對(duì)802.11a的干擾
　　假定數(shù)據(jù)序列{d_j}和跳時(shí)序列{z_j,l}是獨(dú)立的隨機(jī)過程，并以等概率取值{-1,1}。發(fā)射的UWB信號(hào)總功率記為P_UWB(f₁,f₂)，則UWB信號(hào)對(duì)802.11a系統(tǒng)的干擾功率可表示為：
　　I_UWB=P_UWB(f₁,f₂)-PL(d_UWB)　　　　　　　　　　　　(6)
　　f₁和f₂分別為802.11a接收機(jī)頻率的下限和上限?？偟母蓴_功率是噪聲功率N_802.11a與接收到的UWB干擾功率I_UWB的總和。
　　根據(jù)(5)式可以計(jì)算出802.11a接收機(jī)的接收功率，這樣802.11a系統(tǒng)在UWB干擾情況下的SIR可以表示為：
　　
　　圖2給出了NLOS環(huán)境下802.11a系統(tǒng)的SIR_802.11a與d_802.11a的關(guān)系。d_UWB分別等于1m、5m、10m和∞(d_UWB=∞為無干擾的情況)。由圖可知，對(duì)于所有的T-R距離，d_UWB=1m時(shí)SIR_802.11a都下降了21dB(與d_UWB=∞相比)。而當(dāng)d_UWB=5m和10m時(shí)SIR_802.11a分別下降了10dB和5dB。由此可見，在I-R距離很小時(shí)，UWB干擾影響了802.11a系統(tǒng)的性能。最嚴(yán)重時(shí)(d_UWB=1m，d_802.11a=14m)SIR_802.11a大約為－10dB，此時(shí)802.11a系統(tǒng)將產(chǎn)生擁塞。

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　　表3給出了LOS環(huán)境下的SIR_802.11a值。可以看出，當(dāng)d_802.11a大于10m時(shí)，工作在LOS環(huán)境下的802.11a系統(tǒng)的SIR_802.11a大于42dB。LOS環(huán)境下SIR_802.11a的最小值為21dB(T-R距離等于10m)，這個(gè)值足夠維持802.11a可靠的通信。所以在LOS環(huán)境中，802.11a系統(tǒng)在UWB的干擾下也能正常工作。
2.3 802.11a對(duì)UWB的干擾
　　802.11a對(duì)UWB干擾的研究方法與前面的方法類似。其中:
　　
　　由表4可以看出：LOS環(huán)境下，當(dāng)I-R距離很小時(shí)，802.11a會(huì)比較嚴(yán)重地影響UWB系統(tǒng)的性能。

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