WiFi基礎(chǔ)知識(shí)
WiFi簡(jiǎn)介
WiFi是WLAN（Wireless Local Area Networks）無線局域網(wǎng)的一種技術(shù)，英文全稱“Wireless-Fidelity ”(無線保真) 。WiFi是通過電磁波的形式傳播，可將電子筆記本、手機(jī)、ipad等移動(dòng)設(shè)備連接傳輸。
WiFi常用的頻段為2.4GHz和5GHz，從WiFi6E開始新增了6GHz頻段。
① 2.4GHz頻段范圍：2400-2483.5MHz
② 5GHz頻段范圍：5150-5850MHz
③ 6GHz頻段范圍：5925-7125MHz
WiFi協(xié)議
WiFi協(xié)議是IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)，是由IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)協(xié)會(huì)定義的無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。802.11協(xié)議，經(jīng)歷了11a / 11b / 11g / 11n / 11ac / 11ax，到現(xiàn)在最新的11be，即WiFi7。
WiFi關(guān)鍵技術(shù)
以WiFi6為例，關(guān)鍵技術(shù)包含了OFDMA頻分復(fù)用技術(shù)、DL/UL MU-MIMO 技術(shù)、更高階調(diào)制技術(shù) (1024-QAM)、空間復(fù)用技術(shù)（SR），正是這些技術(shù)使WiFi的吞吐速率得到飛速提升。
OFDMA 頻分復(fù)用技術(shù)通過將子載波分配給不同用戶并在 OFDM 系統(tǒng)中添加多址的方法來實(shí)現(xiàn)多用戶復(fù)用信道資源。
MU-MIMO 在 802.11ac 就已經(jīng)引入，但只支持 DL 4x4 MU-MIMO(下行)。在 802.11ax 中進(jìn)一步增加了 MU-MIMO 數(shù)量，可支持 DL 8x8 MU-MIMO，借助 DL OFDMA 技術(shù)(下行)，可同時(shí)進(jìn)行 MU-MIMO 傳輸和分配不同 RU 進(jìn)行多用戶多址傳輸，既增加了 系統(tǒng)并發(fā)接入量，又均衡了吞吐量。
802.11ac 采用的 256-QAM 正交幅度調(diào)制，每個(gè)符號(hào)傳輸 8bit 數(shù)據(jù)(2^8=256)，802.11ax 將采用 1024-QAM 正交幅度調(diào)制，每個(gè)符號(hào)位 傳輸 10bit 數(shù)據(jù)(2^10=1024)，從 8 到 10 的提升是 25%，也就是相對(duì)于 802.11ac 來說， 802.11ax 的單條空間流數(shù)據(jù)吞吐量又提高了 25%。
空分復(fù)用技術(shù)是指WiFi6新增一種同頻傳輸識(shí)別機(jī)制，叫BSS Coloring著色機(jī)制，在PHY報(bào)文頭中添加BSS color字段對(duì)來自不同BSS的數(shù)據(jù)進(jìn)行“染色”，為每個(gè)通道分配一種顏色，接收端可以及早識(shí)別同頻傳輸干擾信號(hào)并停止接收，避免浪費(fèi)收發(fā)機(jī)時(shí)間。
1)如果顏色相同，則認(rèn)為是同一BSS內(nèi)的干擾信號(hào)，發(fā)送將推遲；
2)如果顏色不同，則認(rèn)為兩者之間無干擾，兩個(gè)Wi-Fi設(shè)備可同信道同頻并行傳輸。
以這種方式，當(dāng)AP距離較遠(yuǎn)時(shí)相同信道也能同時(shí)工作，達(dá)到提高頻譜資源利用率的目的。
WiFi與蜂窩間的干擾
Side-lobe 旁瓣干擾
旁瓣干擾指的是發(fā)射信號(hào)泄漏到鄰近頻段或者信道外的功率造成的干擾。
如下圖，調(diào)制波形主頻兩邊鄰信道仍存在較大的功率，是無法完全抑制的。
射頻ACLR/ACPR指標(biāo)的要求，就是要求鄰信道功率不應(yīng)超過一定限值。
當(dāng)信道頻率十分接近時(shí)，對(duì)相互間的靈敏度還是有影響的。比如2.4GHzWiFi和LTE B7/38/40/41等頻段的頻率就比較接近，可能存在旁瓣干擾。
Harmonic 諧波干擾
諧波干擾，是指某TX信號(hào)主頻的n倍頻點(diǎn)剛好落在Victim接收頻率上，也稱倍頻干擾。
例如，B5的824MHz頻點(diǎn)，三次諧波剛好落在WiFi帶內(nèi)信道2472MHz。通常情況下，諧波次數(shù)越大，信號(hào)強(qiáng)度越弱，因此LTE LB頻段大部分情況是不影響WiFi正常工作的。
Intermodulation 互調(diào)干擾
互調(diào)干擾，也稱IMD干擾，是指射頻路徑中兩個(gè)或多個(gè)TX信號(hào)因天線，饋線，合路器，功分器，濾波器等射頻器件上，產(chǎn)生許多諧波和組合頻率分量mf1±nf2，這些信號(hào)的頻率如果和有用信號(hào)RX頻率相近，從而對(duì)通信系統(tǒng)構(gòu)成干擾的現(xiàn)象。
例如，通信系統(tǒng)中有一個(gè)WiFi TX信號(hào)f1 = 2472MHz，同時(shí)存在LTE B7 TX信號(hào)f2 = 2532MHz,那么就可能會(huì)產(chǎn)生信號(hào)分量2*f2-f1 = 2652MHz，剛好落在B7的RX頻點(diǎn)上，從而引起B(yǎng)7靈敏度 de-sense問題。
WiFi與蜂窩共存方案
一般來說，WiFi與蜂窩共存方案是只在WiFi和蜂窩使用同平臺(tái)芯片才生效的。這里基于MTK定制化方案基礎(chǔ)上介紹WiFi IDC共存方案。
1.硬件優(yōu)化方案
a) Antenna isolation, 即從天線隔離度方面分析，保證隔離度滿足平臺(tái)要求。
b) RF filter，按參考設(shè)計(jì)加濾波器。
2.軟件優(yōu)化方案
a) WiFi切換到安全信道。
b) 降低TX功率的方式去優(yōu)化。
c) 通過TDM時(shí)分復(fù)用方式優(yōu)化。
IDC方案設(shè)計(jì)框架：
硬件優(yōu)化方案
a) Antenna isolation: 主要從芯片封裝引腳間、PCB板端隔離度，天線間擺放距離等方面分析。
MTK平臺(tái)建議天線隔離度要求如下，如果沒達(dá)到可能會(huì)影響雙方性能：
Wi-Fi 5G VS.N78/79 >= 20 dB
Wi-Fi 2G VS.B7/41/40 >= 15 dB
隔離度的定義：PO與P1的隔離度為(LO - L1) dB，若PO的TX功率電平為LOdBm，到達(dá)P1點(diǎn)的RX信號(hào)強(qiáng)度為L1dBm。
例如:PO的TX功率電平為16dBm, P1的RX信號(hào)強(qiáng)度為-35dBm。isolation = 16 -(-35)= 51 dB
b) RF Filter:從天線端加BPF濾波器主要可以抑制WiFi主頻以外的諧波或雜散信號(hào)發(fā)射；當(dāng)接收時(shí)能抑制外界雜散信號(hào)，更好地提取有用信號(hào)。
軟件優(yōu)化方案
通常會(huì)先切換WiFi信道去規(guī)避干擾，如果所有WiFi信道都干擾很嚴(yán)重，則將采用TDM等其他優(yōu)化措施。
降低功率方案為 LTE 功率限制和 WiFi功率限制。該方案的缺點(diǎn)是需要犧牲業(yè)務(wù)的覆蓋性能。功率回退值可以在 LTE與 Wi-Fi 兩側(cè)分別設(shè)置。LTE主頻功率一般降低6dB左右能改善部分de-sense；WiFi則需要降8dB左右起到改善作用。
制定De-sense表格，根據(jù)實(shí)際干擾情況采取降低功率措施或是其他優(yōu)化措施。如下是LTE干擾WiFi降功率場(chǎng)景：
制定De-sense表格，如下是WiFi干擾LTE時(shí)降功率場(chǎng)景：
在時(shí)分復(fù)用方案中，將時(shí)域資源劃分為MD時(shí)隙和CONSYS時(shí)隙。在當(dāng)前的設(shè)計(jì)中，在MD時(shí)隙期間CONSYS必須掛起所有RX/TX活動(dòng)；在CONSYS時(shí)隙期間，MD無法發(fā)送任何上行物理信道，但MD仍然可以接收參考信號(hào)和下行物理信道，由于UE無法發(fā)送ACK/NACK, eNB認(rèn)為PDSCH接收失敗。
IDC方案執(zhí)行流程：
電 話：+86 755 8624 2231
郵 箱：reecam@reecam.net
地 址：深圳市南山區(qū)西麗街道打石一路國際創(chuàng)新谷1棟B座1502
公交：地鐵5號(hào)線留仙洞C出口→37/M176/M429路，中興人才公寓東站下對(duì)面
