Bên cạnh tốc độ cao và dung lượng lớn đang được sử dụng hiện nay, người ta kỳ vọng 5G sẽ có thêm các chức năng như độ trễ thấp, độ bền vững cao và khả năng kết nối nhiều thiết bị cùng lúc, do đó việc sử dụng sẽ được mở rộng nhiều hơn nữa. Dải tần phụ 6 GHz từ n77 đến n79 là dải tần cực kỳ quan trọng để hiện thực hóa các chức năng này. Tuy nhiên, tốc độ kết nối sẽ bị giảm dưới một số trường hợp. Bài viết này giới thiệu về những vấn đề đó và các biện pháp khắc phục.

Ứng dụng kết nối 5G

Băng tần sub-6 3,3 đến 5,0 GHz (n77 đến n79) là băng tần quan trọng để hiện thực hóa các chức năng 5G.

Vấn đề nhiễu trong băng tần 5G n79 với Wi-Fi 5GHz

Tốc độ kết nối 5G bị giảm khi thiết bị như bộ định tuyến di động và CPE thực hiện kết nối với trạm gốc ở băng tần 5G n79 đồng thời với Wi-Fi ở băng tần 5GHz.

Khi thực hiện kết nối Wi-Fi 5G, lỗi kết nối trong băng tần 5G n79 với bộ định tuyến, CPE hoặc các thiết bị khác sẽ tăng lên.

Vấn đề nhiễu sóng
Sự cố nhiễu sóng xảy ra khi tín hiệu Wi-Fi 5GHz xâm nhập vào mạch RF 5G bên trong thiết bị. Các phần xâm nhập bao gồm các đường nguồn khuếch đại và các đường tín hiệu RF-IC LO (hoặc các đường nguồn để tạo tín hiệu LO).

Các giải pháp chống nhiễu
Việc chèn bộ lọc ngăn chặn sự xâm nhập của tiếng ồn vào 5G LNA hoặc RF-IC là một biện pháp chống nhiễu hiệu quả.

Các giải pháp LNA (Low Noise Amplifier)
Cần phải chèn linh kiện chống nhiễu ferrite bead vào đường dây điện LNA (Vcc). Dòng ferrite bead BLF03VK của Murata chuyên loại bỏ nhiễu ở băng tần 5Hz có hiệu quả cải thiện trong việc chống nhiễu của sóng Wi-Fi 5GHz.

Các giải pháp về phía RFIC

Điều này cho thấy các giải pháp về phía RF-IC. Khi cấp tín hiệu LO (bộ dao động cục bộ) từ bên ngoài vào, cần loại bỏ các tín hiệu Wi-Fi băng tần 5GHz trộn lẫn với các tín hiệu LO đó. Cần phải có LC Filter suy giảm ở tần số 5GHz trở lên.

Nếu tín hiệu LO được tạo ra bên trong RF-IC thì nguồn điện đó sẽ trở thành đường xâm nhập nhiễu. Việc chèn một linh kiện ferrite bead chuyên dùng cho băng tần 5GHz vào đường dây điện có hiệu quả tương tự như trường hợp của LNA.

*(LO) là bộ dao động điện tử được sử dụng với bộ trộn để thay đổi tần số của tín hiệu*

Tổng hợp các biện pháp chống ồn

Tỷ lệ lỗi kết nối 5G tăng lên khi sử dụng đồng thời sóng vô tuyến Wi-Fi 5GHz. Tín hiệu Wi-Fi 5GHz xâm nhập vào mạch RF của mạch kết nối 5G thông qua đường dây nguồn LNA hoặc đường tín hiệu RFIC bên trong các thiết bị. Hiệu quả chống nhiễu sẽ được cải thiện rõ rệt khi chèn linh kiện lọc nhiễu vào đường truyền của LNA & RFIC trong mạch kết nối 5G.

Xác nhận tiếng ồn lỗi

Chúng tôi đã đo tỷ lệ lỗi chặn liên lạc 5G bằng cấu hình sau. Bằng cách tạo ra một tình huống trong đó DUT thực hiện đồng thời liên lạc Wi-Fi 5GHz với liên lạc 5G bằng cách vận hành bộ kiểm tra liên lạc dưới dạng trạm gốc 5G và thiết bị đầu cuối Wi-Fi.

Kết quả đo

Khi Wi-Fi 5GHz hoạt động, 5G n79 BLER trở nên kém hơn. Sự cố xảy ra ở Wi-Fi hoặc 5G.

Quan sát tiếng ồn khi Wi-Fi hoạt động

Chúng tôi quan sát thấy tiếng ồn xảy ra khi băng tần Wi-Fi 5GHz hoạt động. Khi tiếng ồn phát ra từ mô-đun Wi-Fi hoặc ăng-ten kết hợp với mạch RF 5G trong thiết bị đầu cuối, chúng tôi có thể xác nhận quang phổ của nó.

Kết quả đo

Không thấy nhiễu ngoài tín hiệu ở băng tần Wi-Fi 5GHz. Theo đó, chúng tôi hiểu rằng nó không được ghép nối với ăng-ten. Nói cách khác, chúng tôi biết rằng tín hiệu Wi-Fi 5GHz đang xâm nhập từ bên trong đường dây điện hoặc các bộ phận tương tự.

Xác nhận nguồn tiếng ồn

Chúng tôi đã xác nhận liệu có phải tín hiệu Wi-Fi 5GHz từ bên ngoài đang làm giảm BLER hay không.

Kết quả đo

BLER (mức độ nhiễu) không tăng ngay cả khi đặt các thiết bị Wi-Fi gần đó.

5G BLER không tăng ngay cả khi tín hiệu Wi-Fi được phát ra gần thiết bị.

→ Chúng tôi có thể khẳng định vấn đề tiếng ồn là do nhiễu bên trong thiết bị chứ không phải do tiếng ồn từ bên ngoài xâm nhập vào. 

TỔNG KẾT

[Vấn đề tăng tỷ lệ lỗi 5G]

Tỷ lệ lỗi băng tần 5G n79 tăng lên khi Wi-Fi ở băng tần 5GHz hoạt động.

Không có vấn đề gì xảy ra với Wi-Fi ở băng tần 2.4GHz.

Nhiễu khác ngoài tín hiệu Wi-Fi không xảy ra khi Wi-Fi ở tần số 5GHz hoạt động.

Không có sự gia tăng nào về tín hiệu Wi-Fi băng tần 5GHz của 5G n79 BLER do các điện thoại thông minh ở gần phát ra.

Từ những điều trên, chúng tôi biết được rằng sự gia tăng 5G n79 BLER là do tình trạng tự xâm nhập. Chúng ta có thể thấy nguyên nhân là do tín hiệu Wi-Fi 5GHz bị rò rỉ từ mạch Wi-Fi bên trong thiết bị. Có thể giải quyết vấn đề nhiễu bằng cách sử dụng dòng EMI của Murata BLF03VK chuyên lọc nhiễu 5GHz.