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【幹貨】5GHz頻段的噪聲問題及降噪對策

發布時間：2020-05-19 責任編輯：lina

【導讀】近年來，以智能手機為代表的數碼設備開始配備無線局域網。部分地區引進了將5GHz頻段用於LTE通信的技術（LAA/LTE-U），數據通信實現高速化，預計5GHz頻段的無線通信將越來越普及。

前言

近年來，以智能手機為代表的數碼設備開始配備無線局域網。部分地區引進了將5GHz頻段用於LTE通信的技術（LAA/LTE-U），數據通信實現高速化，預計5GHz頻段的無線通信將越來越普及。

無線局域網中2.4GHz頻段仍是主流，該頻段經常發生通信故障，從而影響其可用性，想必很多人對此都有同感。

那麼，使用5GHz頻段的無線局域網，是不發生通信故障，還是不易引起故障？

下麵介紹使用5GHz頻段進行通信時出現的噪聲問題及其解決案例。

引人注目的5GHz頻段無線通信

下麵介紹2個案例，分別為通過有線接口在室內進行高速數據通信時出現的噪聲問題，以及在多種無線通信環境下出現的問題。

室內各種電子設備所對應的驅動頻率增高，在高頻段容易產生噪聲。有時會同時使用無線局域網的5GHz頻段和LTE的5GHz頻段，對此將在後文說明。

此時，可能存在以下問題：

1.設備之間處於連接狀態時，不易連接無線局域網

2. 使用多種通信方式時，下載速度慢

下麵介紹具體的噪聲案例。

進行多種無線通信時產生噪聲的問題

LAA、LTE-U的介紹

首先介紹進行多種無線通信的情況。

正如開頭所述，作為5GHz頻段的無線通信，Wi-Fi已廣為人知，智能手機中使用的LTE方式也確定使用5GHz頻段。

海外的部分區域和終端上已開始采用，數據通信速度將進一步提高。

使用5GHz頻段的LTE被稱為LAA或LTE-U技術，通過與已有LTE進行載波聚合，可實現大容量通信。此時，設想會同時使用Wi-Fi，因此LTE、LAA及Wi-Fi等3種方式的電路處於工作狀態。

此時，是否可以正常進行無線通信？

LAA通信案例

參數

進行多種通信時的接收靈敏度

這些圖表示在Wi-Fi通信狀態下進行LAA通信時的LAA接收靈敏度測量結果。

發現在開啟Wi-Fi通信後，接收靈敏度有所下降。

進行多種通信時的接收靈敏度

接收靈敏度較差時，如果基站或接入點發出的電波強度較小，不僅無法正常通信，還將導致數據速率變慢，從而可能使用戶體驗不佳。

這是因為Wi-Fi和LAA使用同一頻率進行通信而發生的現象，5GHz頻段的電波之間發生幹擾或無線電路工作時產生的噪聲也將產生影響。

以往，同一頻率的無線電路不會同時運行，因此不存在上述問題，但今後需要采取相應對策。

信號接收靈敏度下降的原因

通過係統仿真進行分析，以查明接收靈敏度下降的原因。係統仿真中各個模塊的運行狀態更理想，可以獲得無噪聲環境下的通信特性。

LAA通信案例

分析表明，與真實終端中接收靈敏度下降的情況不同，係統仿真未見變化，僅憑LAA與Wi-Fi同時通信的條件，不會導致接收靈敏度下降。

因此，懷疑各電路運行時產生的噪聲是症結所在，為此對真實終端內部的噪聲進行了調查。

LTE、LAA、WiFi通信時的噪聲

電源線傳導噪聲測量結果

上圖為LTE、LAA、Wi-Fi的電路模塊簡圖。測量按圖中右側條件進行通信時的電源線噪聲。結果顯示，Wi-Fi模塊電源線的譜級最高，在RFIC的電源線中也觀察到了相同頻譜。它與Wi-Fi通信信號的帶寬一致，可以判斷Wi-Fi引起的噪聲通過電源線進行傳導，並進入各電路模塊中。

即，噪聲產生及傳導的路徑如下。

【噪聲產生及傳導的路徑】

在各RF電路電源線中發現的噪聲帶寬為80MHz。

Wi-Fi信號以80MHz的帶寬，LTE、LAA以20MHz的帶寬進行通信。

根據上述內容，噪聲從Wi-Fi模塊傳導至電源線。

噪聲進入各RF電路中，降低接收LNA的信噪比。

最終導致接收靈敏度下降。

應對措施和改善效果

了解噪聲產生和傳導的路徑後，插入噪聲濾波器以抑製噪聲的傳導。插入位置在各種RF電路的電源輸入單元。

濾波器插入位置

應對措施

使用適合去除5GHz頻段噪聲的本公司BLF03VK係列產品。

改善效果

可以確認在抑製傳導噪聲的同時，改善了接收靈敏度。

在zai使shi用yong多duo種zhong頻pin率lv重zhong疊die無wu線xian方fang式shi的de環huan境jing下xia，噪zao聲sheng可ke能neng從cong一yi條tiao通tong信xin電dian路lu傳chuan導dao至zhi另ling一yi條tiao電dian路lu而er產chan生sheng不bu良liang影ying響xiang，因yin此ci為wei電dian源yuan線xian配pei置zhi降jiang噪zao濾lv波bo器qi，可ke有you效xiao去qu除chu特te定ding頻pin段duan。

進行高速差動數據通信時產生噪聲的問題

進行HDMI通信時的問題

下麵介紹在家庭環境下進行HDMI通信時的問題。

HDMI是將BD錄像機或STB連接到電視的視頻接口，使用範圍廣泛。此外，可將電視用作PC的Stick PC也使用該接口。最新標準公布HDMI的版本為2.1，但多數用戶使用2.0或1.4版。