超宽带(UWB)技术是未来短距离无线通信的关键技术之一，它在现代无线通信技术中备受关注。与传统通信技术相比，UWB通信技术具有结构简单、抗多径干扰能力强、信号功率低等显著优点。常见的一种UWB信号是由纳秒级的极窄尖脉冲产生的，它的信号功率被扩频在0到数GHz频带范围内。FCC规定UWB使用的频段为3．1~10．6GHz，而许多其他无线
通信系统(WLAN、WiMAX等)也使用这个频段中的某段频率，所以UWB系统必须与其他无线通信系统实现兼容。
802．11a WLAN有着广泛的应用前景，而且它的工作频率是UWB工作频段的一部分，因此研究二者的兼容问题具有重要意义。本文主要研究UWB设备与基于IEEE 802 11a标准的WLAN设备之间的兼容问题。
1 理论基础
1．1 UWB
本文使用的UWB脉冲是高斯单脉冲，如下式：
Ns是每个数据比特调制的连续脉冲数，Tr是脉冲循环周期，Tb=NsTr是比特周期，{Zj，l}是跳时(TH)序列，Tc是伪随机时移。数据序列{dj}和跳时序列{Zj，l}都是由集合{-l，11构成的。
1．2 802．11a
802．11a工作在5GHz频段，使用OFDM技术，其频谱为5．15～5．25、5．25~5．35和5．725～5．825GHz三个100MHz频段，ERP(有效发射功率)分别为2．5mW、12 5mW和50mW。三个100MHz的频段每个都被分成五个20MHz的信道。
1．3 信道模型
1．3．1 UWB信道模型
在室内环境下，UWB的LOS和NLOS路径损耗模型如下：
PLo和γ是常数，在LOS路径下两者的经验值分别为47dB和1．7，在NLOS路径下分别为51dB和3．5。S是阴影衰落，是一个零均值高斯随机变量，在仿真中假设S的标准差在LOS路径下为2．8dB，在NLOS路径下为3．8dB。本文没有考虑多径衰落，假定RAKE
接收机是理想的，能接收到所有路径上的功率。
1.3.2 802.11a信道模型
对于802．11a信道模型可以做如下假设：
(a)因为802．11a的带宽很窄，所以可以假定传输模型为平坦衰落信道模型；
(b)假定LOS路径是莱斯信道，NLOS路径是瑞利信道；
(c)因为空间传播信号的路径损耗与带宽无关，所以可以假定802．11a信号的路径损耗模型也如(4)式所示。
2 仿真模型及仿真结果
本文主要研究受干扰接收机与
发射机在LOS路径和NLOS路径两种情况下的相互干扰情况。在研究的物理模型中假设受干扰接收机位于干扰源的视距范围内，如图l所示。UWB发射机到接收机的距离记为dUWB，802．11a发射机到接收机的距离记为d802.11a，发射机与接收机之间的距离记为T-R距离，干扰源与接收机的距离记为I-R距离，UWB系统和802．11a系统的发射功率
分别记为RUWR和P802.11a，接收功率可分别表示为：
其中PL是传播路径损耗，参考(4)式。
2．1 仿真参数
表l和表2是仿真中可能用到的参数。
2．2 UWB对802．11a的干扰
假定数据序列{dj}和跳时序列{zj,l}是独立的随机过程，并以等概率取值{-1，1}。发射的UWB信号总功率记为PUWB(f1,f2)，则UWB信号对802．11a系统的干扰功率可表示为：
f1和f2分别为802．11a接收机频率的下限和上限。总的干抗功率是噪声功率N802.11a与接收到的UWB干扰功率IUWB的总和。
根据(5)式可以计算出802．11a接收机的接收功率，这样802．11a系统在UWB干扰情况下的S
IR可以表示为：
其中
分别是干扰功率和噪声功率的线性值。
图2给出了NLOS环境下802．11a系统的SIR802.11a与d802.11a的关系。dUWB分别等于lm、5m、10m和∞(dUWB=∞为无干扰的情况)。由图可知，对于所有的T-R距离，dUWB=lm时SIR802.11a都下降了21dB(与dUWB=∞相比)。而当dUWB=5m和lOm时SIR802.11a分别下降了lOdB和5dB。由此可见，在I-R距离很小时，UWB干扰影响了802．11a系统的性能。严重时(dUWB=lm,d802.11a=14m)SIR802.11a大约为-10dB，此时802．11a系统将产生拥塞。
表3给出了LOS环境下的SIR802.11a值。可以看出。当d802.11a大于lOm时，工作在L0S环境下的802．11a系统的SIR802.11a大于42dB。LOS环境下SIR802.11a的值为21dB(T-R距离等于10m)。这个值足够维持802．1la可靠的通信。所以在L0S环境中，802．11a系统在UWB的干扰下也能正常工作。
2．3 802．11a对UWB的千扰
802．11a对UWB干扰的研究方法与前面的方法类似。其中：
分别为干扰功率和噪声功率的线性值。
由表4可以看出：LOS环境下，当I-R距离很小时，802．11a会比较严重地影响uwB系统的性能。
NLOS环境下的仿真结果如图3。很明显，当802．11a发射机与UWB接收机距离很近时将会导致SIRUWB严重衰减。由此推断：UWB系统容易受到802．11a系统的影响。
根据上面的研究可以得出如下结论：(1)UWB信号对工作在LOS环境下的802．11a系统的性能影响不大，802．1la系统可以维持正常的通信；对工作在NLOS环境下的802．11a系统的性能有很大影响。(2)802．11a系统干扰在两种环境中都比较严重地影响了UWB接收机的性能。
解决相互干扰的问题有许多方法，如接收机设计、脉冲整形、
天线技术等，这些方法还有待进一步研究。
