本博客文章是 Wi-Fi 前端設計難題系列（兩部分）的第二部分，第一部分探討了相關的熱量問題。.

設計 Wi-Fi 接入點時，很多方法均可解決干擾問題，但是高品質帶緣濾波器這種方法可以充分利用現有的每一段頻譜。

本博客文章是 Wi-Fi 前端設計難題系列（兩部分）的第二部分，第一部分探討了相關的熱量問題。

家中 Wi-Fi 出現信號干擾，消費者有很多辦法可以解決這個問題，例如移動路由器的位置，重新連接 Wi-Fi 網絡，重啟調制解調器，一籌莫展的時候還可以聯系服務供應商。可是，作為一名 RF 工程師，你可以怎樣設計 Wi-Fi 接入點，從而在源頭解決最嚴重的干擾問題呢？

本篇博文將重點探討影響 Wi-Fi 干擾的以下幾個因素：

需要同時支持多種無線標準

干擾類型各不相同

帶緣的重要作用r

高性能帶緣共存濾波器的重要意義

一個接入點，多種無線技術標準

開發 Wi-Fi 接入點時，設計人員必須考慮多種無線技術標準：

中距和短距標準，例如Bluetooth、Zigbee和Z-Wave

功率較高的近距和遠距標準，例如Wi-Fi、3G/4G LTE和5G

其中很多標準有可能會互相干擾，導致用戶的連接出現問題。

另外，未許可頻譜也會造成干擾。由于無線通信為了分流數據擴大容量，許可網絡和未許可網絡的重要作用都在與日俱增。除此之外，全新的物聯網(IoT)領域也在大量利用未許可頻譜。

如何確保許可頻帶、未許可頻帶以及多種協議和睦共存，不會互相干擾？這是我們需要考慮的問題。

干擾類型各不相同：從設備內部干擾到 LTE 和藍牙的干擾

設備內部和設備之間都可能出現干擾，例如無線載波的信號可以互相干擾，兩種無線標準也可以互相干擾。藍牙、LTE 和 Wi-Fi 這三種技術應用非常廣泛，所以藍牙和 LTE 對 Wi-Fi 的干擾也最為常見。我們來詳細探討一下這幾類干擾：

設備內部干擾：系統的多個天線架構有可能互相產生干擾，從而削弱受擾天線之間的耦合效果（天線隔離度）。其他天線的傳輸 (Tx) 信號會增大受擾接收器的噪聲功率，對信噪比產生負面影響。接收器 (Rx) 敏感度降低，從而造成工程設計人員所說的“減敏”。

減敏，即接收器受到外部噪源影響，靈敏度降低。這種現象可以導致無線連接丟失或中斷。這種問題并非現代才出現，早期無線電設備也時常遇到這個問題——其他組件啟動之后，接收器的敏感度便會受到影響。然而，由于目前無線技術已廣泛應用于智能手機、Wi-Fi 路由器、藍牙揚聲器等設備，這種問題如果不能妥善處理，便會產生更大的負面影響。

“減敏”主要出現在以下三種情況：

兩個無線電系統占用相鄰頻率，并且發生載波泄漏。

一個發射器的諧波落入另一個系統的載波頻率范圍。

兩個無線電系統共用同一頻率范圍。

LTE和Wi-Fi：下圖中，頻段 40、頻段 7 和頻段 41 這三個 LTE 頻段非常接近 Wi-Fi 頻段的信道。2.4 Ghz Wi-Fi 無線電頻段高低兩端都非常有可能泄入相鄰頻段的載波。如果系統設計不當，蜂窩信道 1 和 Wi-Fi 信道 11 便可能互相干擾彼此的收發容量。

藍牙和Wi-Fi：藍牙和 Wi-Fi 發射信號的方式不同，采用不同的協議，但是工作頻率范圍相同（如下圖所示）。因此，如果 Wi-Fi 在 2.4Ghz 頻段工作，Wi-Fi 和藍牙便會影響對方發射信號。由于藍牙和 Wi-Fi 的無線電設備時常在同一實體區域工作，例如位于同一接入點內，兩種標準互相干擾，有可能影響雙方無線接口的性能和可靠性。

帶緣在 Wi-Fi 共存方面的重要作用

美國政府已經采取多種方法幫助消費者解決相關問題，其中一種方法是出臺法規，規范多種電子設備的輻射和頻譜，要求消費類產品必須經過合規檢測。

美國聯邦通信委員會 (FCC) 要求多數RF設備均須經過檢測，證明產品符合 FCC 的要求。他們規定設備在較低和較高的 Wi-Fi 頻率范圍內應具有陡峭的裙邊，以此實施嚴格的帶緣要求，從而保障相鄰頻譜共存。

Wi-Fi 接入點可以通過兩種方式達到 FCC 的要求：

Wi-Fi 接入點可以通過兩種方式達到 FCC 的要求：

采用帶緣非常陡峭的濾波器。

解決干擾問題的設計技巧：采用高品質的 BAW 濾波器

我們采用高性能共存帶緣濾波器，Wi-Fi 發射器可以在接近 FCC 高低帶緣的范圍工作。

高品質體聲波帶通濾波器已經成功為眾多客戶所采用，展現了以下諸多長處：

裙邊極陡，可在Wi-Fi 頻段實現低損耗，在帶緣和相鄰 LTE / TD-LTE 頻段實現高抑制性能

尺寸大幅縮小，有助于設計人員打造更加小巧、更有吸引力的家用或辦公室用終端用戶器件

可實現同一器件或臨近器件Wi-Fi和LTE信號共存

獨特的功率處理能力，可在高性能高功率接入點和小基站中使用

這些濾波器能夠解決多用戶多輸入/多輸出 (MU-MIMO) 系統遇到的溫度難題，同時不會影響諧波合規和輻射性能。如果希望充分覆蓋整個分配頻譜，這一點至關重要。

可是，高品質 BAW 濾波器在 FCC 規定帶緣方面的表現為何如此出色？

#1: 相對于在 Wi?Fi 頻率范圍內的 SAW 技術而言，BAW 器件插入損耗更低，帶緣更陡，溫度更加穩定

接入 Wi-Fi 等帶寬更大的網絡之后，由于聲能輻射進入基板體，表面聲波 (SAW) 器件的插入損耗將會提高。在下圖中，我們可以看到隨著頻率的升高（右移），高品質 BAW 的體輻射損耗更小，因此是多路復用器濾波器設計的最佳選擇。此外，BAW 還能保證 FCC 要求的陡峭帶緣，SAW 在此類高頻范圍無法達到這一性能要求。

BAW 也比其他技術具有更好的溫度穩定性，這在 FCC 認證測試中具有優勢。多數 Wi-Fi 設計均以室溫為基準 (20-25℃)，但系統實際的運行溫度可能達到 60-80℃。溫度升高，插入損耗便會增加，如果事先未考慮到這一點，產品認證期間便可能出現問題。采用 BAW 技術可以減少插入損耗，提高認證測試的通過率。

BAW 相對于 SAW 的更多優勢請見我們免費的電子書《RF Filter Technologies ForDummies?》（卷一）。

#2: BAW 濾波可以幫助工程設計人員實現干擾頻段無縫過渡

下圖中，使用濾波器之后，帶緣響應優于使用之前。設計人員利用這種技術可以突破 RF 前端輸出功率的極限，同時不會違反 FCC 對于功率頻譜密度的規定。沒有采用濾波技術的情況下，一些頻譜可能無法使用，運營商和制造商利用帶緣 BAW 濾波技術之后，即可充分利用這些頻譜，從而提高數據傳輸速度，加大帶寬。

#3: 高品質 BAW 帶緣濾波器可以將信道 1 和信道 11 的范圍擴大兩到三倍。

Wi-Fi 設計人員設置信道功率時，通常必須把符合帶緣監管要求的最低功率設為整個設備所有信道的功率。例如，信道 1 符合監管要求的功率為 15dBm，雖然信道 6 可以達到 23dBm，設計人員還是會將控制方案的整體功率設為 15dBm。設計人員如果使用帶緣濾波，可以大幅提高控制方案的整體功率，從而減少所需的 RF 鏈路。

除此之外，BAW 帶緣濾波器的發射功率可以達到 28dBm，使得系統性能增強幅度超過 15%，5G 多用戶 MIMO 的同信道干擾也會減少。

CPE 開發人員如果不采用帶緣濾波，Wi-Fi 頻段的信道 1 和信道 11 便難以遵守 FCC 的規定；而采用高品質 BAW 帶緣濾波器之后，CPE 設計人員即可將所有信道（1 到 11）的功率均保持在較高水平。

為了具體地了解帶緣濾波器的作用，我們看一下用戶體驗在采用帶緣濾波器前后的差異：

采用濾波器之前：假設你所在的房間內有多人使用 Wi-Fi 和手機，你正在使用信道 5 的 Wi-Fi 觀看足球比賽直播，沒有緩沖也沒有中斷。可這時，房間進入一個手機用戶，開始占用你的 Wi-Fi 在信道 5 的空間。CPE 設備經過調整之后，將你轉移至信道 1，以便釋放信道 5 的空間。如果 Wi-Fi 設備沒有帶緣濾波器（如左側的塊狀圖所示），Wi-Fi 的信號強度和直播質量將會出現下降，導致程序出現緩沖。這是什么原因？因為 CPE 設備為了遵守 FCC 的規定，必須降低信道 1 的功率，以免干擾相鄰的蜂窩頻段。

采用濾波器之后：如果 CPE 設備具備帶緣濾波器（如右側塊狀圖所示），信道 1 和信道 11 便不會受到影響，也不需要降低功率，你可以繼續流暢觀看足球比賽直播。

深入了解：Qorvo 的 Wi-Fi 解決方案能夠協助解決信號干擾的原理

我們已經進入了一個互聯的時代，設備和無線標準越來越多，共存和干擾的問題必然也將持續存在。采用高品質 BAW 濾波器的 Wi-Fi 設計可以增強 Wi-Fi 接入點的性能，從而充分利用現有的每一段頻譜。

欲了解更多相關信息，請觀看這段由Mouser Electronics和 Qorvo 提供的圖示演講視頻(37:56)，了解 Qorvo 技術如何幫助您的 Wi-Fi 產品克服這些共存難題和帶緣難題。

有沒有看過 Wi-Fi 連接性系列的第一部分？了解一下 Wi-Fi 接入點克服溫度難題的幾大技巧。

審核編輯黃昊宇