Dieser Blog-Post ist der zweite Teil der Wi-Fi-Front-End-Design-Puzzle-Serie (zwei Teile). Der erste Teil diskutiert verwandte thermische Probleme.
Wi-Fi-Signal Störungen auftreten, die Verbraucher viele Möglichkeiten, dieses Problem haben, wie zum Beispiel der Position eines mobilen Routers zu lösen, das Wi-Fi-Netzwerk verbindet, starten Sie das Modem, nicht in der Lage, etwas zu tun, wenn Sie auch Ihren Dienstanbieter kontaktieren können. Doch als RF Ingenieure, wie können Sie Wi-Fi-Zugangspunkte entwerfen, um die gravierendsten Störungsprobleme an der Quelle zu lösen?
Dieser Blog ist von folgenden Faktoren Wi-Fi Interferenzen konzentrieren: • Die Notwendigkeit, mehrere drahtlose Standards zu unterstützen • • Art der Störung variiert mit dem Rand der wichtigen Rolle • Hochleistungskante mit der Bedeutung der Koexistenz Filter
Ein Zugangspunkt, mehrere Standards für drahtlose Technologie
• mittlere Reichweite und Nahbereichs-Standards wie Bluetooth, Zigbee und höhere Z-Wave • Leistung nah und fern Standards wie Wi-: Wenn Wi-Fi-Zugangspunkte zu entwickeln, müssen Entwickler eine Vielzahl von Wireless-Technologie-Standards berücksichtigen Fi, 3G / 4G LTE und 5G Viele dieser Standards können sich gegenseitig stören und zu Problemen bei der Verbindung des Benutzers führen.
Darüber hinaus auch nicht lizenzierte Spektrum Störungen verursachen kann. Als drahtlose Datenkommunikation, um die Kapazität der Spaltung, die wichtige Rolle von lizenzierten und nicht lizenzierten Netzwerke Netzwerke wachsen. Darüber hinaus ist die neue Internet der Dinge (IoT) Sektor ist auch nicht viel Gebrauch zu erweitern Lizenziertes Spektrum.
Wie diese lizenzierte Band, nicht lizenzierte Frequenzband und mehrere Protokolle harmonische Koexistenz zu gewährleisten, wird nicht miteinander interferieren? Das ist die Frage, die wir berücksichtigen müssen.
Verschiedene Arten von Störungen: Störungen vom Gerät bis zur Interferenz von LTE und Bluetooth
Interferenzen können zwischen dem Gerät und dem Gerät auftreten, beispielsweise können sich die Signale des Mobilfunkanbieters gegenseitig stören und die beiden Funkstandards können sich gegenseitig stören Bluetooth, LTE und Wi-Fi sind in diesen drei Technologien weit verbreitet, also Bluetooth und LTE für Wi. -Fi-Interferenz ist auch die häufigste. Lassen Sie uns diese Störungen im Detail untersuchen:
Störungen in der Ausrüstung
Mehrere Antennenarchitekturen des Systems können sich gegenseitig stören, wodurch der Kopplungseffekt zwischen den Opferantennen geschwächt wird (Antennenisolation) .Die Sende- (Tx) -Signale anderer Antennen werden die Rauschleistung des Opferempfängersund das Signalrauschen erhöhen Das negative Verhältnis hat einen negativen Effekt, die Empfindlichkeit des Empfängers (Rx) sinkt, was den Konstrukteur dazu bringt, "Desensibilisierung" zu sagen.
Desensibilisierung, das heißt, der Empfänger wird durch externe Rauschquellen beeinflusst, die Empfindlichkeit wird reduziert.Dieses Phänomen kann zu Verlust oder Unterbrechung der drahtlosen Verbindung führen.Dieses Problem ist nicht modern, frühes Funkgerät hat dieses Problem häufigerfasst - nachdem andere Komponenten beginnen, Die Empfindlichkeit des Empfängers wird beeinträchtigt.Wenn die drahtlose Technologie in Smartphones, Wi-Fi-Routern, Bluetooth-Lautsprechernund anderen Geräten weit verbreitet ist, wird sie jedoch, wenndiesem Problem nicht angemessen begegnet wird, eine größere negative Auswirkungaufweisen.
Die "Desensibilisierung" tritt hauptsächlich in den folgenden drei Fällen auf: • Zwei Funksysteme belegen benachbarte Frequenzen und es tritt ein Trägerleck auf • Die Oberwellen eines Senders fallen in den Trägerfrequenzbereich des anderen Systems • Die beiden Funksysteme teilen sich Der gleiche Frequenzbereich.
LTE und Wi-Fi
In der Abbildung unten liegen die drei LTE-Bänder in Band 40, Band 7 und Band 41 sehr nah an den Kanälen im Wi-Fi-Band, das 2,4 Ghz Wi-Fi-Funkband wird höchstwahrscheinlich an beiden Enden in den benachbarten Bandträger eindringen. Unzureichend entworfener zellulärer Kanal 1 und Wi-Fi-Kanal 11 können sich gegenseitig mit der Sende- und Empfangskapazität stören.
Bluetooth und WLAN
Bluetooth und Wi-Fi übertragen Signale auf unterschiedliche Weise mit unterschiedlichen Protokollen, der Betriebsfrequenzbereich ist jedoch derselbe (wie in der Abbildung unten dargestellt.) Wenn Wi-Fi im 2,4-GHz-Band arbeitet, wirken sich Wi-Fi und Bluetooth auf die Übertragung der anderen Partei aus. Signale Da Bluetooth- und Wi-Fi-Funkgeräte häufig im selben physischen Bereich arbeiten, beispielsweise im selben Zugangspunkt, stören sich die beiden Standards gegenseitig und können die Leistung und Zuverlässigkeit beider drahtlosen Schnittstellen beeinträchtigen.
Die wichtige Rolle der Wi-Fi-Koexistenz in den Vordergrund stellen
Die US-Regierung hat verschiedene Maßnahmen ergriffen, um Verbrauchern bei der Lösung damit verbundener Probleme zu helfen: Eine davon ist die Einführung von Vorschriften zur Regulierung der Strahlung und des Spektrums verschiedener elektronischer Geräte und die Anforderung, dass Verbraucherprodukte Konformitätstests unterzogen werden.
Die Federal Communications Commission (FCC) der Vereinigten Staaten verlangt, dass die meisten HF-Geräte getestet werden, um nachzuweisen, dass das Produkt die FCC-Anforderungen erfüllt, und dass die Ausrüstung steile Röcke im unteren und höheren Wi-Fi-Frequenzbereich aufweisen muss Banding-Anforderungen, um die Koexistenz benachbarter Spektren sicherzustellen.
WLAN-Zugangspunkte können die FCC-Anforderungen auf zwei Arten erfüllen: 1. Verringern Sie die Leistung der WLAN-Kanäle 1 und 11. Beide sind am Rande des Wi-Fi-Spektrums 2. Die Verwendung von Bandkanten ist sehr steil Filter.
Design-Tipps zur Lösung von Interferenzproblemen: Verwenden von hochwertigen BAW-Filtern
Wir verwenden Hochleistungs-Koexistenz-Bandkantenfilter, Wi-Fi-Sender können in der Nähe der oberen und unteren FCC-Flanken arbeiten.
Hochwertige akustische Volumenbandpassfilter wurden von vielen Kunden erfolgreich eingesetzt und weisen folgende Vorteile auf: • Röcke sind extrem steil und können geringe Verluste im Wi-Fi-Band, im Bandrand und benachbarten LTE / TD-LTE-Bändern erzielen Erzielen einer hohen Unterdrückungsleistung • Die erheblich geringere Größe hilft Entwicklern dabei, noch kleinere, attraktivere Endgeräte für Endanwender zu Hause oder im Büro zu erstellen. • Wi-Fi und LTE-Signale können nebeneinander auf demselben Gerät oder benachbarten Geräten verwendet werden Möglichkeit zur Verwendung in leistungsstarken High-Power-Access-Points und kleinen Basisstationen
Diese Filter lösen Temperaturprobleme, die bei Multi-User-Multiple-Input- / Multi-Output-Systemen (MU-MIMO) auftreten, ohne die harmonische Compliance und Abstrahlungsleistung zu beeinträchtigen, wenn Sie das gesamte zugewiesene Spektrum vollständig abdecken möchten.
Warum aber schneidet der hochwertige BAW-Filter in Bezug auf die FCC-spezifizierte Streifenbildung so gut ab?
1, Im Vergleich zu SAW-Technologie im Wi-Fi-Frequenzbereich haben BAW-Geräte niedrigere Einfügedämpfung, steilere Bandkanten und stabilere Temperaturen
Nach dem Zugriff auf ein Netzwerk mit höherer Bandbreite wie Wi-Fi erhöht sich die Einfügungsdämpfung von akustischen Oberflächenwellenbauelementen (SAW) aufgrund von in den Substratkörper eingestrahlter akustischer Energie.In der folgenden Figur können wir sehen, dass mit zunehmender Frequenz (rechts) Die hochwertige BAW hat einen geringeren Verlust an Körperstrahlung und stellt daher die beste Wahl für das Multiplexer-Filterdesign dar. Darüber hinaus kann BAW auch eine steile Bandkante garantieren, die von der FCC benötigt wird, und SAW kann einen solchen hohen Frequenzbereich nicht erreichen. Diese Leistungsanforderung.
BAW hat auch eine bessere Temperaturstabilität als andere Technologien, was Vorteile bei der FCC-Zertifizierungsprüfung bietet.Die meisten Wi-Fi-Designs basieren auf Raumtemperatur (20-25 ° C), aber die tatsächliche Betriebstemperatur des Systems kann 60-80 erreichen Bei steigender Temperatur erhöht sich die Einfügedämpfung.Wenn dies nicht im Voraus berücksichtigt wird, können Probleme bei der Produktzertifizierung auftreten.Mit der BAW-Technologie kann die Einfügungsdämpfung verringert und die Erfolgsquote von Zertifizierungstests verbessert werden.
Die weiteren Vorteile von BAW over SAW finden Sie in unserem kostenlosen eBook "RF-Filtertechnologien für Dummies®" (Vol. 1).
2, BAW-Filter kann Engineering-Designern helfen, nahtlosen Übergang von Interferenzband zu realisieren
Nachfolgend, nachdem einen Filter mit überlegener Kantenantwort vor der Verwendung verwendet wird. Designer kann diese Technologie verwenden, um die Grenzen HF-Ausgangsleistung des vorderen Endes zu drücken, obwohl sie nicht in Verletzung der FCC-Bestimmungen für die spektrale Leistungsdichte. Ohne die Verwendung von Filtertechniken unter einigen nicht das Frequenzspektrum verwendet werden können, Betreiber und Hersteller verwenden nach BAW-Filtertechnologie Bandkante volle Nutzung des Spektrums machen, um dadurch die Datenübertragungsgeschwindigkeit zu erhöhen, um die Bandbreite zu erhöhen.
3, hochwertige BAW Kantenfilter kann Kanal 1 und Kanal 11 zwei oder drei Mal erweitern
Wi-Fi Designers Kanalleistung angeordnet sind, müssen in der Regel die Mindestleistung in Übereinstimmung mit den Kanten regulatorischen Anforderungen Leistung der gesamten Vorrichtung alle Kanäle. Zum Beispiel kann der Kanal 1 Leistung in Übereinstimmung mit den Vorschriften von 15 dBm, obwohl der Kanal 6 erreichen kann 23 dBm die Gesamtleistung, der Designer oder das Steuerschema wird 15 dBm eingestellt. Wenn Designer Kantenfilter verwendet wird, stark das Gesamtleistungssteuerschema verbessern, damit die erforderliche HF-Verbindung reduziert wird.
Zusätzlich Leistungsbandkante der BAW-Filter erreichen kann 28 dBm, so dass die System Leistungssteigerung um mehr als 15%, Co-Kanal-Interferenz in Multi-User-MIMO 5G übertragen wird reduziert. CPE Entwickler ohne Bandkantenfilterung zu verwenden, Wi -FI Frequenzkanal 1 und Kanal 11 wäre es schwierig, mit dem FCC-Vorschriften zu erfüllen, nach der hochwertigen BAW Filterbandkante, CPE Designer für alle Kanäle (1-11) sind auf einem hohen Leistungspegel gehalten.
Um die Rolle der spezifischen Bandkantenfilter zu verstehen, betrachten wir den Unterschied in der Benutzererfahrung mit der Verwendung von Vorder- und Hinterkante des Filters: • Vor-Filter: Angenommen, es gibt Leute, Wi-Fi und Mobiltelefone in dem Raum mit, wo Sie sind, Sie sind Channel 5 von Wi-Fi-Live-Fußballspiele zu sehen, gibt es keinen Puffer ist und keine Unterbrechung kann diese Zeit sein, den Raum betritt ein Handy-Benutzer, beginnt Ihr Wi-Fi in den Raum Kanal 5 CPE-Gerät nach der Einstellung nehmen, werden Sie übertragen in dem Kanal 1, Kanal 5, um den Raum freizugeben. Wenn die Wi-Fi-Geräte ohne Kantenfilter werden (beispielsweise der linke Block in Fig.), die Signalstärke und Qualität der Wi-Fi Air sinken, wodurch das Programm erscheinen Was der Puffer, da die CPE Ausrüstung ist mit FCC-Vorschriften zu erfüllen, ist es notwendig, die Leistung des Kanals 1 zu reduzieren, Interferenz mit benachbarten Zellen zu vermeiden, nachdem das Filterband verwenden •:?. Wenn die CPE-Vorrichtung eine Bandkantenfilter (beispielsweise der rechte Block Form wie in Abbildung) gezeigt, Kanal 1 und Kanal 11 nicht beeinträchtigt werden, noch die Notwendigkeit, Energie zu reduzieren, können Sie ein Fußballspiel glatt lebt beobachten weiter.
Erfahren Sie mehr: Wie Qorvos Wi-Fi-Lösung helfen kann, Signalstörungen zu lösen
Wir haben eine Ära des Internet eingegeben, immer mehr Geräte und Wireless-Standard, Koexistenz und Interferenzprobleme zwangsläufig bestehen bleiben. BAW-Filter mit hohen Qualität über Wi-Fi ist so konzipiert, um die Leistung von Wi-Fi-Zugangspunkten zu verbessern Um jedes vorhandene Spektrum voll auszunutzen.
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Über den Autor
Wayne mehr als 18 Jahre von RF-Erfahrung, können wir die Kunden auf der ganzen Welt helfen, Design-Herausforderungen aufgrund Wi-Fi-Anwendungen immer komplexer gebildet zu lösen.