Wi-Fi 6噪声抑制解决方案

Murata村田中文技术社区 2021-03-30 00:00

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Wi-Fi 6（原称：IEEE 802.11.ax）即第六代无线网络技术，是Wi-Fi标准的名称。是Wi-Fi联盟创建于IEEE 802.11标准的无线局域网技术。Wi-Fi 6主要使用了OFDMA、MU-MIMO等技术，MU-MIMO（多用户多入多出）技术允许路由器同时与多个设备通信，而不是依次进行通信。MU-MIMO允许路由器一次与四个设备通信，Wi-Fi 6将允许与多达8个设备通信，最高速率可达9.6Gbps。

Wi-Fi® 6即便在拥挤的环境中也可使用，因此，需求日益增长。电气和电子工程师协会 (IEEE) 为Wi-Fi 6设立了标准的IEEE 802.11ax。预计它将用于极端拥挤地点（例如车站和机场）的公共Wi-Fi 。得益于调制 (1024QAM) 和可有效地将数据包分配给多个用户的正交频分多址接入 (OFDMA) 技术，Wi-Fi 6提高了最大传输速度。然而，调制 (1024QAM) 对噪声的影响很小，与传统标准相比，噪声抑制措施的重要性可能会增加。

Wi-Fi时间线

更改Wi-Fi标准

检查EVM允许值

Wi-Fi 6的噪声问题可能是传输和接收特性恶化造成的。

EVM是指示传输特性的参数。它的设计使EVM在标准方面保持在-35dB以下。人们认为，环境噪声会导致EVM值降低。Murata使用Wi-Fi 6模块进行了EVM允许值示意图（下图）中所示的测量，查看1024QAM通信中可接受的EVM衰减程度。

EVM允许值图

查看EVM允许值的结果

下图（下方图1）是PER对比EVM的测量结果。Murata发现，如果符合通信质量的标准时1024QAM低于10%（误包率），则EVM必须低于-29dBm。

第二个示意图（下方图2）显示了目前EVM和传输波形之间S/N比的关系。Murata发现，如果1024QAM的S/N比恶化5dB，即使设计符合EVM -35dBm（合格值），通信也很困难。

实施噪声抑制措施的必要性有所增加，因为与64QAM的要求裕度为12dB相比，该情况更为恶劣。考虑的噪声可能包括蓝牙®模块信号、高速I/F信号和直流-直流转换器噪声。

图1

图2

预期的噪声问题和措施 - 1

5GHz频段噪声进入

Wi-Fi 6兼容2.4GHz和5GHz频段，但当0.1GHz至1GHz范围内的噪声（直流-直流转换器开关噪声等）施加到2.4GHz频段前端时，就会出现干扰5GHz频段的三阶互调失真（下方图3）。

如果通过电源线路等传输到5GHz频段前端，则会发生通信干扰。

使用基座装置时，原因可能是与使用2.4GHz频带Wi-Fi的设备通信。对于无线装置，原因可能是与蓝牙同时使用。

图3：三阶互调失真对5GHz频段的干扰示例

应用支持5GHz频段的噪声滤波器的措施

应用支持5GHz频段的噪声滤波器，防止噪声进入5GHz频段。Murata BLF03VK是一款噪声滤波器，设计用于有效消除5GHz频段的噪声。

将BLF03VK系列插入电源线路（下方图4）可防止三阶互调失真进入5GHz频段前端。

图4

预期的噪声问题和措施 - 2

干扰高速接口Wi-Fi的噪声

配备高速接口也会导致接收灵敏度下降。

随着Wi-Fi通信速度的加快，内部数据传输接口的速度也将加快，干扰Wi-Fi信号的频率也将得到处理。因此，PCI Express信号辐射，2.4GHz频段Wi-Fi接收灵敏度降低。

另外，由于USB Type-C连接器广受欢迎，支持USB 3.1的工作取得了进展，由于USB 3.1的信号频率接近2.4GHz频段，因此一些示例导致Wi-Fi接收灵敏度下降。

示例：PCI EXPRESS信号影响Wi-Fi灵敏度

将噪声滤波器插入不影响信号波形的接口信号线上

在接口信号线路上插入噪声滤波器，消除干扰高速接口Wi-Fi的噪声。然而，由于这些接口使用高速信号，因此用户需要选择不影响信号波形的接口。

原则上，共模扼流线圈/共模噪声滤波器 (CMCC) 不影响差分信号。但由于实际产品在某种程度上存在差模阻抗，因此用户需要选择适用的部件。

示例：来自高速接口的辐射噪声

结论

•Wi-Fi 6采用的1024QAM调制方法很容易受到噪声的影响。
•由于Wi-Fi 6是具有2.4GHz和5GHz频段的双频段结构，加上2.4GHz频段发生的三阶互调失真，因此导致5GHz频段的接收灵敏度下降。采取的措施是将BLF03VK系列插入电源线路。
•如果安装高速接口，则Wi-Fi灵敏度会降低。采取的措施是使用共模扼流线圈/共模噪声滤波器，其支持高速接口信号线上的高速信号。

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