EMI除去フィルタ(EMC・ノイズ対策)Wi-Fi 6におけるノイズ対策-1

目次

1Wi-Fi 6の登場

Wi-Fiの新しい規格IEEE802.11axが制定され、『Wi-Fi 6』 と名付けられました。
変調多値化(1024QAM)による最大伝送速度の向上や、複数ユーザーへの効果的なパケット割り振り技術(OFDMA)により混雑環境に強いという特徴があり、駅や空港など過度に混み合う場所での公共Wi-Fiなどへ応用が期待されています。
ただし、変調多値化(1024QAM)はノイズに弱くなるという側面があるため、従来規格よりもノイズ対策の重要性が増す可能性があります。

Wi-Fi 規格の移り変わり

Wi-Fi 規格の移り変わり

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Wi-Fi 規格名 最大通信速度 周波数 新呼称
IEEE 802.11a 54Mbps 5GHz 帯 - 1999
IEEE 802.11b 11Mbps 2.4GHz 帯 - 1999
IEEE 802.11g 54Mbps 2.4GHz 帯 - 2005
IEEE 802.11n 600Mbps 2.4GHz 帯
5GHz 帯
Wi-Fi 4 2010
IEEE 802.11ac 6.9Gbps 5GHz 帯 Wi-Fi 5 2015
IEEE 802.11ax 9.6Gbps 2.4GHz 帯
5GHz 帯
Wi-Fi 6 2020

2EVM許容値の確認

Wi-Fi 6で考えられるノイズ問題は送信特性・受信特性の悪化です。
送信特性を表すパラメータとしてEVMというパラメータがあり、規格上EVMが-35dB以下になるよう設計されますが、周囲のノイズの影響により、実際は設計値よりも悪化していることが考えられます。Wi-Fi 6のモジュールを用いて下図の測定を行い、1024QAMの通信でEVMの悪化がどれだけ許容されるのか確認しました。

EVM許容値の確認

■測定条件

出力
-20dBm(At SG Port)
周波数
5210MHz
帯域幅
80MHz
データレート
11ax MCS7/9/11
S/N比
50~18dB

3EVM許容値の確認結果

下図は「PER vs EVM」の測定結果です。
通信品位を満たす基準をPER(packet error rate)10%以下とした場合、1024QAMの場合はEVMが-29dbm以下である必要があることがわかりました。

EVM許容値の確認結果 PER vs EVM

このときの、EVMと送信波形のS/N比の関係を下図に示します。
1024QAMは規格に準ずるEVM-35dBm満たす設計をしていても、そこからS/N日が5dB劣化すると通信が困難になることがわかりました。
64QAMのときは必要なマージンが12dBであったのに対して厳しい状況になっており、ノイズ対策を行う重要性が増しています。

EVM許容値の確認結果 Tx S/N比 vs EVM

問題となるノイズとしては、Bluetooth®モジュールの信号や、高速I/Fの信号、DC-DCコンバータのノイズなどが考えられます。