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5G通信环境中,解决Wi-Fi电波干扰,做到“对症下药”是关键!

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在5G通信中,除了目前利用的“高速、大容量”之外,“低延迟、高可靠性”以及“多数同时连接”的功能也备受期待,预计用例范围将进一步扩大。

Band n77至n79的Sub-6新频带对实现这些功能是非常重要的频段,但在某些特定的条件下,已确认会发生传输速度问题。

本文对这些问题及相关对策进行介绍。

5G通信的使用

5G通信应用中,Sub-6 3.3至5.0GHz(n77至n79)是实现5G功能的重要频段(下图)。

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5GHz Wi-Fi对5G n79频段的干扰问题

在移动路由器和CPE等设备中,在通过5G band n79与基站之间进行通信时,如果在Wi-Fi 5GHz频段与UE之间进行通信,则5G通信速度就会降低

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进行Wi-Fi 5G通信时,在与router or CPE等之间进行的5G n79频段通信错误增加。

噪声干扰路径

Wi-Fi 5GHz信号进入设备内部的5G RF电路时,会出现干扰问题。

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进入的路径包括放大器的电源线和RF-IC的LO信号线(或生成LO信号的电源线)。

噪声干扰对策的要点

作为干扰对策,在5G LNA或RF-IC中插入抑制噪声进入的滤波器是一种有效的方法(下图)。

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在LNA方面的对策

在LNA的电源线(Vcc)中应当插入电源线用铁氧体磁珠。

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为了有效抑制Wi-Fi 5GHz频段的信号,插入专门在5Hz频段去除噪声的BLF03VK系列铁氧体磁珠是一种有效的方法(上图)。

村田推荐

BLF03VK系列铁氧体磁珠,专门在5Hz频段去除噪声

在RFIC方面的对策

这些是在RF-IC方面的对策。从外部供给LO信号时,必须去除混在LO信号中的Wi-Fi 5GHz频段信号。需要衰减5GHz以上信号的LC低通滤波器。

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如果LO信号是在RF-IC内部生成的,那么电源就是噪声进入的路径。就像LNA方面的情况一样,在电源线中插入5GHz频段专用铁氧体磁珠是一种有效的方法。

干扰对策的总结

5G通信中的错误率增加是由同时使用Wi-Fi的5GHz电波造成的。在设备内部,Wi-Fi的5GHz信号通过LNA的电源线和RFIC的信号线进入5G通信电路的RF电路。

在5G通信电路的LNA和RFIC入口路径中插入噪声滤波器效果较好。

确认导致问题的噪声

5G通信的块错误率是在以下配置中测量的(如下图)。通过将通信测试仪作为5G基站和Wi-Fi末端终端工作,创造了一个DUT同时进行5G通信和Wi-Fi 5GHz通信的状况。

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测量结果如下:

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Wi-Fi 5GHz动作时,5G n79的BELR发生了恶化。无论使用Wi-Fi还是5G信道,都会发生问题。

Wi-Fi动作时的噪声观测

我们对Wi-Fi 5GHz频带动作时产生的噪声进行了观测。从Wi-Fi模块或天线发出的噪声与终端内的5G RF电路结合时,可以确认此时的频谱。

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测量结果:Wi-Fi 5GHz频段信号以外的噪声未被观察到。因此可知其未结合到天线。也就是说,Wi-Fi 5GHz信号是从电源线等的内部进入的。

确认噪声源

我们确认了降低BLER的是否是来自外部的5GHz Wi-Fi信号。

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测量结果:即使在附近放置Wi-Fi设备,BLER也没有增加。

即使Wi-Fi信号在设备附近放射,5G的BLER也不增加。→ 由此确认了噪声问题不是从外部进入的噪声,而是设备内部的噪声干扰。

总结

5GHz频段的Wi-Fi动作时,5G band n79错误率增加:

·  此问题在2.4GHz band的Wi-Fi上不发生。
·  5GHz的Wi-Fi动作时,没有产生Wi-Fi信号以外的噪声。
·  附近的智能手机发出的Wi-Fi 5GHz频段信号没有导致5G n79的BLER增加。

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以上说明,5G n79的BLER增加是由于本身的问题造成的,可以认为从设备内部的Wi-Fi电路泄露的Wi-Fi 5GHz信号是问题的原因。通过使用专门用于5GHz噪声的BLF03VK系列噪声滤波器,可以解决噪声问题。

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