Это сообщение в блоге - это вторая часть серии головоломок в стиле Wi-Fi (две части). В первой части обсуждаются связанные с этим термические проблемы.
Главная Wi-Fi сигнал помеха происходит, потребители имеют много способов решения этой проблемы, такие как расположение мобильного маршрутизатора, подключите к сети Wi-Fi, перезагрузить модем, не в силах сделать что-либо, когда вы можете также обратиться к поставщику услуг. Тем не менее, как РФ Инженеры, как вы можете проектировать точки доступа Wi-Fi для решения наиболее серьезных проблем с помехами в источнике?
Этот блог будет сосредоточена на следующих факторах Wi-Fi помех: • Необходимость поддержки нескольких стандартов беспроводной связи • • тип помех зависит от края важной роли • края Высокопроизводительный с важностью сосуществовании фильтра
Одна точка доступа, несколько стандартов беспроводной технологии
При разработке точек доступа Wi-Fi, дизайнеры должны рассмотреть различные стандарты беспроводной связи технологии: • средней дальности и ближнего действия стандарты, такие как Bluetooth, ZigBee и выше Z-Wave • мощности ближнего и дальнего стандартов, таких как Wi- Fi, 3G / 4G LTE и 5G. Многие из этих стандартов могут мешать друг другу, вызывая проблемы с подключением пользователя.
Кроме того, нелицензионного спектра может также вызвать помехи. Как беспроводной передачи данных в целях расширения возможностей раскола, важную роль лицензированных и нелицензированных сетей сетей растет. Кроме того, новый Интернет вещей (IoT) сектор также не много использования Лицензионный спектр.
Как обеспечить, чтобы лицензионный частотный диапазон, нелицензированная полоса частот и несколько протоколов сосуществовали без взаимных помех? Это проблема, которую мы должны рассмотреть.
Различные типы помех: помехи от устройства до помех LTE и Bluetooth
Между устройством и устройством могут возникать помехи.Например, сигналы беспроводной несущей могут мешать друг другу, а два беспроводных стандарта могут также мешать друг другу. Bluetooth, LTE и Wi-Fi широко используются в этих трех технологиях, поэтому Bluetooth и LTE для Wi Интерференция FI также является наиболее распространенной. Давайте подробно рассмотрим эти помехи:
Вмешательство в оборудование
Несколько антенных архитектур системы могут мешать друг другу, тем самым ослабляя эффект связи между антеннами-жертвами (изоляция антенны). Сигналы передачи (Tx) других антенн будут увеличивать мощность шума приемника-жертвы, а шум сигнала Отрицательное отношение имеет отрицательный эффект. Чувствительность приемника (Rx) уменьшается, что заставляет инженер-проектировщик сказать «десенсибилизация».
Десенсибилизация, то есть на приемник влияет внешний источник шума, чувствительность снижается, что может привести к потере или прерыванию беспроводного соединения. Эта проблема не является современной, ранняя радиотехника часто сталкивалась с этой проблемой - после запуска других компонентов, Чувствительность приемника будет затронута. Однако, поскольку беспроводная технология широко используется в смартфонах, маршрутизаторах Wi-Fi, громкоговорителях Bluetooth и других устройствах, если эта проблема не будет должным образом обработана, это будет иметь большее негативное влияние.
«Десенсибилизация» в основном происходит в следующих трех случаях: • Две радиосистемы занимают смежные частоты и возникают утечки несущей. • Гармоники одного передатчика попадают в диапазон несущей частоты другой системы. • Два общих радиосистемы Тот же диапазон частот.
LTE и Wi-Fi
На приведенном ниже рисунке три полосы LTE в Band 40, Band 7 и Band 41 очень близки к каналам в диапазоне Wi-Fi. Радиочастотный диапазон 2,4 ГГц Wi-Fi, скорее всего, протекает в соседнюю несущую полосу с обоих концов. Неадекватно спроектированный сотовый канал 1 и канал 11 Wi-Fi могут помешать передаче и приему друг друга.
Bluetooth и Wi-Fi
Bluetooth и Wi-Fi передают сигналы по-разному, используя разные протоколы, но рабочий диапазон частот тот же (как показано ниже). Поэтому, если Wi-Fi работает в диапазоне 2,4 ГГц, Wi-Fi и Bluetooth будут влиять на передачу другой стороны. Поскольку радиочастоты Bluetooth и Wi-Fi часто работают в одной физической области, например, в одной и той же точке доступа, эти два стандарта мешают друг другу и могут влиять на производительность и надежность обоих беспроводных интерфейсов.
Приведение к важной роли сосуществования Wi-Fi
Правительство США приняло различные меры, чтобы помочь потребителям решить связанные с ними проблемы. Одним из них является введение правил регулирования радиации и спектра различных электронных устройств и требование того, чтобы потребительские продукты подвергались тестированию на соответствие.
Федеральная комиссия США по связи (FCC) требует, чтобы большинство радиочастотного оборудования тестировались, чтобы продемонстрировать, что продукт соответствует требованиям FCC. Они указывают, что оборудование должно иметь крутые юбки в более низком и более высоком частотном диапазоне Wi-Fi, чтобы реализовать строгую Требования к лентообразованию для обеспечения сосуществования соседнего спектра.
Точки доступа Wi-Fi могут удовлетворять требованиям FCC двумя способами: 1. Уменьшить уровни мощности Wi-Fi-каналов 1 и 11, поскольку оба находятся на грани спектра Wi-Fi. 2. Использование ребер полосы очень круто фильтр.
Советы по дизайну для решения проблем с помехами: использование высококачественных фильтров BAW
Мы используем высокопроизводительные пограничные фильтры диапазона сосуществования, передатчики Wi-Fi могут работать вблизи краев FCC с высокой и низкой полосой.
Высококачественные объемные акустические полосовые фильтры были успешно приняты многими клиентами и демонстрируют следующие преимущества: • Юбки чрезвычайно крутые и могут обеспечить низкие потери в полосе Wi-Fi на краях полосы и прилегающих диапазонах LTE / TD-LTE Достижение высокой эффективности подавления • Значительно уменьшенный размер помогает разработчикам создавать еще более привлекательные домашние или офисные конечные устройства. • Сигналы Wi-Fi и LTE могут сосуществовать на одном устройстве или соседних устройствах. • Уникальная регулировка мощности Возможность использования в высокопроизводительных точках доступа высокой мощности и небольших базовых станциях
Эти фильтры могут решить проблемы температуры, возникающие в многопользовательских системах с несколькими входами / выходами (MU-MIMO), не влияя на гармоническое соответствие и эффективность излучения. Это важно, если вы хотите полностью охватить весь выделенный спектр.
Однако почему качественный фильтр BAW работает так хорошо с точки зрения FCC-диапазона?
1, по сравнению с технологией SAW в частотном диапазоне Wi Fi, устройства BAW имеют более низкие вносимые потери, более крутые края кромок и более стабильные температуры
После доступа к сети с более высокой пропускной способностью, такой как Wi-Fi, вносимые потери устройств поверхностной акустической волны (SAW) будут увеличиваться из-за излучения звуковой энергии в тело подложки. На следующем рисунке мы видим, что по мере увеличения частоты (вправо Высококачественный BAW имеет более низкую потерю радиации тела и, следовательно, лучший выбор для конструкции фильтра мультиплексора. Кроме того, BAW также может гарантировать крутой диапазон края, требуемый FCC, и SAW не может достичь такого высокочастотного диапазона. Это требование к производительности.
BAW также обладает лучшей температурной стабильностью, чем другие технологии, что имеет преимущества в сертификационных испытаниях FCC. Большинство конструкций Wi-Fi основаны на комнатной температуре (20-25 ° C), но фактическая рабочая температура системы может достигать 60-80 ° C. По мере увеличения температуры вносимые потери увеличиваются. Если это не учитывается заранее, могут возникнуть проблемы во время сертификации продукта. Использование технологии BAW может снизить потери при вставке и улучшить скорость прохождения сертификационных испытаний.
Больше преимуществ BAW над SAW можно найти в нашей бесплатной электронной книге «Технологии фильтров RF для чайников» (том 1).
2, фильтр BAW может помочь инженерам-разработчикам реализовать плавный переход полосы помех
На рисунке ниже, после использования фильтра, ответ на край полосы лучше, чем до использования. Разработчик может использовать эту технологию, чтобы нарушить предел выходной мощности фронтального выхода RF без нарушения правил FCC по спектральной плотности мощности. Без использования технологии фильтрации В будущем некоторые спектры могут быть недоступны. Операторы и производители могут в полной мере использовать эти спектры после использования технологии фильтров BAW с краем диапазона, чтобы увеличить скорость передачи данных и увеличить пропускную способность.
3, высококачественный краевой фильтр BAW может развернуть канал 1 и канал 11 два или три раза
При настройке мощности канала разработчики Wi-Fi обычно должны устанавливать минимальную мощность, соответствующую требованиям к предельному наблюдению полосы, для мощности всех каналов всего устройства. Например, канал 1 соответствует нормативным требованиям с мощностью 15 дБм, хотя канал 6 может достигать 23 дБм Дизайнер по-прежнему будет устанавливать общую мощность схемы управления на 15 дБм. Конструкторы, использующие фильтрацию краевого края, могут значительно увеличить общую мощность схемы управления, тем самым уменьшая требуемую радиочастотную связь.
Кроме того, краевой фильтр диапазона BAW может достигать мощности передачи 28 дБм, что приводит к увеличению производительности системы более чем на 15%. Кроме того, будет уменьшена взаимная помеха многопользовательского MIMO 5G. Если разработчик CPE не использует фильтрацию краевых границ, Wi Канал 1 и канал 11 в полосе -Fi трудно соблюдать правила FCC, а высококачественный ленточный фильтр диапазона BAW дизайнеры CPE могут поддерживать мощность всех каналов (от 1 до 11) на высоком уровне.
Чтобы подробно разобраться в роли краевого фильтра, мы рассмотрим различия в пользовательском опыте до и после использования пограничного фильтра полосы: • Перед использованием фильтра: предположим, что у вас несколько человек в вашей комнате с помощью Wi-Fi и мобильных телефонов. Используйте канал 5 Wi-Fi, чтобы смотреть живые футбольные матчи без буферизации или прерывания. В это время комната вводит пользователя мобильного телефона и начинает занимать ваше пространство Wi-Fi на канале 5. Устройство CPE будет передано после настройки. Перейдите на канал 1, чтобы освободить пространство канала 5. Если устройство Wi-Fi не имеет фильтра края полосы (как показано на блок-диаграмме слева), уровень сигнала Wi-Fi и качество прямого вещания упадут, что вызовет появление программы Буферизация. В чем причина? Поскольку устройство CPE должно уменьшить мощность канала 1, чтобы соответствовать требованиям FCC, чтобы не мешать соседнему сотовому диапазону. • После использования фильтра: если устройство CPE имеет пограничный фильтр полосы (например, правый блок Как показано на рисунке), канал 1 и канал 11 не будут затронуты, и нет необходимости уменьшать мощность. Вы можете продолжать смотреть живые футбольные матчи.
Узнайте больше: как решение Wi-Fi Qorvo может помочь в разрешении сигналов
Мы вступили в эпоху взаимосвязи. При наличии все большего числа устройств и беспроводных стандартов проблема сосуществования и вмешательства неизбежно будет сохраняться. Дизайн Wi-Fi с высококачественными фильтрами BAW может повысить производительность точек доступа Wi-Fi. Полностью использовать каждый существующий спектр.
Хотите, чтобы эксперты Qorvo говорили о других темах? Пожалуйста, присылайте свои предложения в блог-группу Qorvo по электронной почте. Мы можем обсудить их в следующих сообщениях.
Об авторе
Уэйн имеет более чем 18-летний опыт работы в отрасли РФ и может помочь заказчикам по всему миру решить проблемы дизайна, создаваемые растущей сложностью приложений Wi-Fi.