使用BAW过滤器解决拥挤的Wi-Fi环境中的干扰（第2部分）
文章作者:Wayne Polonio, Qorvo
这是关于Wi-Fi前端设计挑战的2部分系列的第二篇博文。万博投注网址第1部分介绍了热因素。
消费者可以尝试许多策略来解决家中Wi-Fi的干扰问题——移动路由器、重新连接设备到Wi-Fi网络、中断调制解调器的电源……以及在没有任何功能时打电话给服务提供商，而他们不知道还可以尝试什么。但作为射频工程师，你如何设计一个Wi-Fi接入点，从一开始就解决最大的干扰问题?
这篇博客探讨了影响Wi-Fi干扰的以下因素:
一个接入点，许多标准
在开发Wi-Fi接入点时，设计师必须考虑许多无线技术标准:
这些标准中的许多可以相互干扰，导致用户的连接问题。
还有一些未经许可的频谱需要处理。随着受限的无线通信释放数据以不断扩大容量，有执照和无执照网络正成为越来越重要的因素。此外，新的物联网(IoT)领域大量利用了这种未经许可的频谱。
挑战是保持所有这些授权和未授权的频带和多个协议协同工作而不受干扰。
不同类型的干扰:从设备内到LTE和蓝牙
干扰可能发生在设备内部或设备之间，包括无线载波信号之间或无线标准之间。最常见的干扰场景是蓝牙和LTE与Wi-Fi，因为这些技术太普遍了。让我们更详细地看看其中一些。
设备内存：对于设备内共存，系统的多个天线体系结构可以相互干扰。因此，受影响的天线之间的耦合(天线隔离)受到损害。外部发射(Tx)信号增加了受影响的接收机的噪声功率，这对信噪比有负面影响。接收(Rx)的灵敏度降低，这导致工程师们所说的“脱敏”。
脱敏由于外部噪声源导致接收器的灵敏度的劣化，导致掉落或中断的无线连接。这不是一个新的问题 - 当其他组件变得活跃时，早期收音机遇到接收器敏感性 - 但现在对当今的无线技术，包括智能手机，Wi-Fi路由器，蓝牙扬声器和其他设备特别麻烦。
主要的“desense”情景是：
两个无线电系统占用边界频率，发生载体泄漏。
一个变送器的谐波落在另一个系统使用的载波频率上。
两个无线电系统共享相同的频率。
LTE和Wi-Fi：如下图所示，几个LTE带 - 带40,7和41 - 非常接近Wi-Fi频带通道。2.4 GHz带的高端和低端都非常可能泄漏到相邻的Wi-Fi无线电频段。没有适当的系统设计，蜂窝和Wi-Fi通道1和11可以干扰彼此的传输和接收能力。
蓝牙和无线网络:蓝牙和Wi-Fi使用不同的协议进行不同的传输方式，但工作在相同的频率范围内，如下图所示。因此，当Wi-Fi工作在2.4 GHz频段时，Wi-Fi和蓝牙传输可能相互干扰。由于蓝牙和Wi-Fi无线电通常在同一物理区域(如接入点内部)运行，这两个标准之间的干扰可能会影响两个无线接口的性能和可靠性。
为什么带边对Wi-Fi共存很重要
联邦政府试图帮助消费者的一种方式是，规范许多电子设备的排放和频谱，并要求消费品进行符合性测试。
在美国，联邦通信委员会(FCC.)要求大多数射频设备都经过测试证明对FCC规则的遵守情况。它们通过要求下层和上Wi-Fi频率上的陡裙来执行严格的带边，以帮助与相邻频谱共存。
Wi-Fi接入点有两种方式来满足FCC的要求:
退出Wi-Fi通道1和11上的电源电平，因为它们处于Wi-Fi频谱的边缘。
使用带有非常陡峭的带边的过滤器。
克服干扰挑战的设计提示：使用高Q Baw滤波器
我们的方法是使用高性能共存和BandEdge过滤器，允许Wi-Fi发射器靠近上部FCC带边缘操作。
客户已经成功地使用了高q体积声波(BAW)带通滤波器，它有许多优点:
非常陡峭的裙子那
同时在Wi-Fi频段和高拒绝中表现出低损耗
带边缘和相邻LTE / TD-LTE带
大规模削减,哪些有助于设计师为家庭和办公环境创造更小、更有吸引力的终端用户设备
解决Wi-Fi和LTE信号共存在同一设备内或彼此附近
独特的功率处理能力，允许实现到高性能，高功率接入点和小蜂窝基站
这些滤波器解决了多用户多输入/多输出(MU-MIMO)系统严苛的热挑战，同时不影响谐波遵从性和排放性能。这对于实现整个分配频谱的可靠覆盖至关重要。
但是为什么高q BAW滤波器对FCC带边有如此大的影响呢?
＃1：BAW器件具有较低的插入损耗，陡峭带边缘和更好的温度稳定性，而不是在Wi-Fi频率下的技术
当你进入更高的带宽，如Wi-Fi，表面声波(SAW)设备可能遭受更高的插入损耗比BAW，因为声能辐射到基板的大部分。如下图所示，当您在频率上向上移动(向右)时，您可以看到由于这种体辐射损耗效应，高q BAW是滤波器设计的一个很好的选择。万博投注网址此外，BAW保持了FCC带边缘所要求的陡裙边;声表面波不能满足这些较高频率下的性能要求。
与其他技术相比，BAW具有更好的温度稳定性，这使其在FCC认证测试中具有优势。大多数wi - fi万博投注网址设计都是在室温(20-25°C)的长凳上创建的，但该系统在其应用环境中实际可以在60-80°C左右运行。插入损耗随着温度的升高而增加，如果没有对此进行估计，可能会导致产品认证过程中出现问题。使用BAW可以减少插入损耗的变化，并使认证测试结果更加可预测。
＃2：BAW过滤可以帮助工程师在干扰乐队之间提供无缝过渡
如下图所示，使用滤波器比不使用滤波器的带宽响应更好，它允许设计者在满足FCC要求的同时推动射频前端输出功率的极限功率谱密度。这意味着带宽BAW过滤允许运营商和制造商通过使用可能在没有过滤的情况下丢失的频谱来提供高速数据和更大的带宽。
#3:高q BAW带滤波器可以将通道1和11的范围扩大2 - 3倍
Wi-Fi设计师通常必须将整个单元的功率设置为所有频道的最低带宽兼容功率。因此，如果信道1的顺应信道为15 dBm，而信道6可以达到23 dBm，则设计者将整个功率控制方案定为15 dBm。使用带边滤波可以让设计人员将功率方案设置为更高的功率，从而使使用更少的射频链来实现他们的目标成为可能。
BAW BANDEDGE过滤器还可以表现出电源处理功能，用于传输最多28 dBm。这可以通过大于15％提高系统性能，并使5G多MIMO具有较少的共信道干扰。
CPE developers who don’t use bandedge filtering have difficulty meeting FCC requirements on Wi-Fi band channels 1 and 11. In contrast, when high-Q BAW bandedge filters are used, it allows the CPE designer to keep the power level the same throughout all the channels (1 – 11).
要绘制图片，这是用户体验的差异，没有Bandedge过滤器：
没有Bandedge过滤器：让我们假设你在一个房子里，有几个人在使用Wi-Fi和手机。你在Wi-Fi上使用5频道，播放一场足球比赛，没有任何缓冲或中断。但是新的手机用户进入房间，开始占据你的5频道Wi-Fi空间。CPE单位
调整和弹跳你到频道1，以释放更多的空间在频道5。如果Wi-Fi单元没有带边滤波器(如左图所示)，你的Wi-Fi强度和流衰减到发生缓冲的程度。为什么?因为要满足FCC要求，CPE单元必须在信道1中切断电源，这样它就不会干扰相邻的蜂窝频段。
使用BandEdge过滤器：但是，如果CPE单元已设计有BandEdge过滤器（如右侧的框图中所示），则通道1和11不会受到影响，并且功率电平不需要退避。您可以在没有任何缓冲的情况下观看您的流式足球比赛。
在一个拥有越来越多设备和无线标准的互联世界里，共存和干扰问题不会消失。为了利用每一个可用的频谱，Wi-Fi设计高q BAW滤波器可以提高Wi-Fi接入点的性能。万博投注网址