LTE供电设备的噪声抑制技术 技术, 通信, 无线

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前言

近年来，伴随着网络游戏、流媒体内容等无线通信服务的多样化，对于高速化数据传输、缩短等待时间的相关要求有所提高。此外，许多用户为了能够同时进行高效下载，正在追求无线电信号带宽频率效率的提高。

但是，至今为止的无线通信方式（2G、3G）并不能完全达到这一要求，为了同时解决「高速化数据传输」、「缩短等待时间」、「有效频率」这些问题，LTE作为无线通信方式被提案，并且开始被世界各国所使用。

另一方面，由于配备了无线通信终端，终端噪音使得它自身的通信性能劣化，会发生系统内的EMC问题（即自中毒问题），为了使LTE的性能发挥极致，必须解决掉这一问题。

这里，我们将通过噪声对策的事例，介绍对LTE通信规范产生影响的噪音对策以及必要的EMC对策元器件的选择方法。

调查和解决「对LTE性能产生影响的噪声」上的注意点

首先，通过和一般性的无线通信方式相比，解说噪声调查和解决对策上必要的注意点。

注意点主要有以下两项。

在宽频率范围下的噪声对策的必要性

第一个主意点，在开发针对不同国家的运营商的终端时，带宽广的噪声对策是很必要的。LTE一方面采用了像Band13或Band17这种700MHz的带宽，同时还采用了像Band7这种2.6GHz的带宽。今后预计还将采用各种频带，在开发全世界通用的LTE终端时，宽频带中使用的噪声对策是很必要的。




MIMO (Multiple-Input and Multiple-Output) 中噪声对策的必要性

第二个注意点是采用使用多个天线的被称之为MIMO的天线方式。至今为止的无线通信方式是利用一根天线来接收信号，这仅有的一根天线也能通过实现噪声对策来抑制通信规范的劣化。但是，MIMO利用了两根以上的天线，接收多重信号、针对相关的所有天线实现了噪声对策是非常必要的。




LTE安装终端中噪声对策的介绍

接下来介绍实际的噪声调查和解决事例。本事例中采用的智能手机安装的LTE为Band13(700MHz带宽)。

噪声调查方法和结果

测量方法如图3所示。切断天线里面的线，和天线边上同轴电缆连接。另外，这根同轴电缆通过信号放大器和频谱分析仪连接，就可以测定天线的耦合噪声。（以下称这种噪声为「天线接收噪声」）




测定结果如图4所示，主天线和子天线共同将广带宽的噪声耦合在一起。所以，此噪声使得接收信号的S/N劣化，从而对通信规格产生了影响。

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接下来，针对上述噪声源调查时，如图5所示可得知LCD画面和主电路板之间连接起来的软电缆的数据线的噪声会变大。另外， 以检查这种传输噪声和电线接收噪声是否相同，在调查噪声时间变动时要确保和图5所示的噪声具有相同周期。通过以上的结果，可推测LCD的数据线是对通信规范产生影响的噪声源。




噪声对策方法

在了解了噪声源后接下来将实施噪声对策。对策指的是在LCD数据线中插入图6（b）所示LC复合型噪声滤波器(NFA18SL227V1A45)。这里选择的要点是能将对信号波形产生的影响控制在最小的范围内，能最大程度除去噪声。此外，如果要将其他的频带也考虑在内的话，有必要选择针对广带宽噪声除去效果的产品。




噪声对策效果

接下来将确认噪声滤波器的效果。在确认了主天线、子天线共同作为天线接收信号确认了噪声后，如图7所示由于使用了噪声滤波器将噪声降低到了接近地面的程度。此外，图7（b）所示，周围的磁场强度也由于噪声滤波器的原因大大的降低。也就是说，如图7所示，可确定波形质量也没有问题。







最后，比较噪声对策前后，LTE的通信规范有了多大程度的提高。图8是OTA(Over the air)评价的吞吐量(a)以及最小接收信号感度（b）的评价结果。评价体系是以调查MIMO的通信规范使用了李巴布室配置的评价体系来测定的。测定的结果显示，最小接收信号感度以及吞吐量同时有了大幅度的改善。




综上所述，在适当的场合插入适当数量的EMC对策零器件，可以减少噪声效果，也可以改善通信规范

结语

通过本对策事例可以看出想要提高通信规范噪声对策是不可或缺的。另外，此噪声对策方法的重点在于在适当的场合使用EMC对策零部件是很重要的。在其他的Band中由于本次使用的EMC对策元器件的种类中选择了在广带宽中也能起到噪声除去效果的滤波器从而起到了降低噪声的效果，因此通信规范才会提高。

今后，我们将通过对噪声对策继续研究来为村田EMC对策元器件有效地被使用提出解决方案。

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