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系統識別號 U0002-1912201316470300
中文論文名稱 通用序列匯流排3.0高頻輻射對無線區域網路干擾之研究
英文論文名稱 Analysis and Verification for USB3.0 Platform Noise and Transmission distance
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 電機工程學系碩士在職專班
系所名稱(英) Department of Electrical Engineering
學年度 102
學期 1
出版年 103
研究生中文姓名 林暐峰
研究生英文姓名 Wei-Feng Lin
學號 700440307
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2013-12-05
論文頁數 61頁
口試委員 指導教授-施鴻源
委員-江正雄
委員-黃瑞彬
中文關鍵字 通用序列匯流  無線網路  載台雜訊  資料流通率 
英文關鍵字 Universal Serial Bus  WLAN  Platform Noise  Throughput 
學科別分類 學科別應用科學電機及電子
中文摘要 在現今消費性的電子資訊產品裡,電子零件的速度與效能不斷往上提昇,電腦更講究行動化、小型化、輕薄化的要求,而許多意圖發射源之產品擺放在相對小的空間導致相互干擾,尤其內建天線更容易受到本身系統內之雜訊影響,進而影響無線通訊之性能。
本篇研究主要是在發現通用序列匯流排3.0(Universal Serial Bus 3.0)端子,在與相同的USB3.0行動儲存產品做接合時會產生高頻雜訊,由傳導耦合或是輻射散出將雜訊耦合至鄰近無線通訊頻帶上,進而影響無線通訊性能之資料傳輸率。
因此,我們建構了一套診斷方法與分析流程,用以解決通用序列匯流排3.0再連接時所產生的雜訊。針對WLAN的通訊干擾問題,我們首先以產品內建既有的天線量測系統的載台雜訊 (Platform Noise)後,再藉由電、磁場之兩種量測方式來確認干擾源與干擾路徑,最後再藉由改變天線位置,提高50%的WLAN的資料流通率(Throughput)。
英文摘要 In today’s consumer electronic products, the speed and performance of electronic components are continuously to be enhanced and the demand for computer’s mobility, portability and lightweight is increased; however, many emission source products are placed in relatively small space that causes mutual interference, especially the built-in antennas, which is even more easily impacted by the internal system’s noise and hence the performance of wireless communication is affected.

This study mainly focus on the high frequency noise generated by connection between the terminal of Universal Serial Bus 3.0 and USB3.0 mobile storage products, which couples the noise to nearby wireless frequency band via conduction coupling or radiation emission, and affects the data transmission rate of wireless communication.

Therefore, we constructed a set of diagnostic methods and analysis flows to deal with the noise generated during the reconnection of Universal Serial Bus 3.0. As for the issue of WLAN communication interference, we first use the built-in antennas the test the Platform Noise, then we verify the source of interference and interference path by electric and magnetic field measurement. At last, we increase the WLAN data Throughput by 50%by changing the position of the antenna.
論文目次 中文摘要 I
英文摘要 II
內文目錄 III
圖表目錄 VI

第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 文獻回顧 2
1.3 研究動機 4
1.4 章節總結 5

第二章 無線通訊之載台雜訊問題與分析 7
2.1前言 7
2.2 通訊匯流排之雜訊分析 32
2.2.1總輻射功率 32
2.2.2整體全向靈敏度 35
2.3無線通訊之載台雜訊規範 11
2.4載台雜訊量測系統與要求 13
2.5本章總結 17

第三章 無線資料流通率之量測方式 21
3.1資料流通率之定義 21
3.2資料流通率架設與量測方式 22
3.3資料流通率分析軟體 24
3.4本章總結 26

第四章 資料流通率上的雜訊干擾辨識與實際影響 28
4.1 介紹 28
4.2 通訊匯流排設計 28
4.3 通訊匯流排連結器結構設計 34
4.4通用序列匯流排傳輸類型與訊號完整度 36
4.5通用序列匯流排的雜訊分析 46
4.5.1高頻雜訊磁場電場比較 47
4.5.2高頻雜訊近場電場比較 48
4.6通用序列匯流排載台雜訊隔離度分析 49
4.6.1載台雜訊干擾之傳輸距離變化 50
4.6.2載台雜訊干擾之資料流通率變化 54
4.7 本章總結 57
第五章 結論 58

參考文獻 59

圖目錄

圖1.1通用序列匯流排標準界面 2
圖1.2載台雜訊進入天線之示意圖 3
圖1.3 Intel晶片組納入USB3.0之架構 5
圖2.1四大種類的載台雜訊元件 9
圖2.2 IEEE 802網路架構 10
圖2.3 Wi-Fi OTA測試系統 12
圖2.4平台雜訊之估算示意圖 16
圖2.5載台雜訊量測設備架設 17
圖2.6載台雜訊量測設備架設 18
圖3.1資料流通量傳輸方式 22
圖3.2實際資料流通率量測架設 22
圖3.3資料流通率系統之方塊圖 23
圖3.4測試場地示意圖 24
圖3.5 Chariot的基本組成 25
圖3.6 Chariot的操作軟體介面 26
圖4.1系統的架構圖 29
圖4.2 USB匯流排設計結構 31
圖4.3 USB3.0匯流排架構 32
圖4.4電磁波自動掃描儀 33
圖4.5 USB3.0晶片組上的雜訊源圖 33
圖4.6 USB3.0標準連接器設計 35
圖4.7控制傳輸 37
圖4.8中斷型傳輸 38
圖4.9同步傳輸 39
圖4.10 Agilent Infiniium 54800示波器 40
圖4.11透過疊加許多隨機取樣產生的眼圖模型 41
圖4.12眼圖模型的合格規範 41
圖4.13 USB3.0高速上傳疊加隨機取樣產生的眼圖模型 42
圖4.14 USB3.0高速上傳眼圖模型的合格規範 43
圖4.15 USB3.0高速下載疊加隨機取樣產生的眼圖模型 43
圖4.16 USB3.0高速下載眼圖模型的合格規範 44
圖4.17 USB3.0低速上傳疊加隨機取樣產生的眼圖模型 44
圖4.18 USB3.0低速上傳眼圖模型的合格規範 45
圖4.19 USB3.0低速下載疊加隨機取樣產生的眼圖模型 45
圖4.20 USB3.0低速下載眼圖模型的合格規範 46
圖4.21磁場量測設備及方式 47
圖4.22不同的USB3.0儲存裝置磁場強度 48
圖4.23近場電場量測設備及方式 49
圖4.24 USB3.0隨身碟的記憶體在頻譜分析儀上電場強度 49
圖4.25一對多USB3.0連接器 51
圖4.26測試系統的架設 51
圖4.27 USB3.0與無線滑鼠接收器相鄰一公分以內 52
圖4.28 USB3.0與無線滑鼠接收器相鄰五公分 52
圖4.29 USB3.0與無線滑鼠接收器相鄰十公分 53
圖4.30 USB3.0與無線滑鼠接收器相鄰十五公分 53
圖4.31資料流通率量測示意圖 54
圖4.32測試系統示意圖 55
圖4.33天線與干擾源相鄰一公分內測試系統示意圖 55
圖4.34天線與干擾源相鄰五公分測試系統示意圖 56
圖4.35天線與干擾源相鄰十公分測試系統示意圖 56
圖4.36天線與干擾源相鄰十五公分測試系統示意圖 57

表目錄

表2.1 IEEE 802.11技術與比較 11
表2.2通訊平台的載台雜訊位準要求 19
表4.1各USB版本的頻寬比較 30
表4.2 USB2.0標準設計與訊號 34

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Publication Year: 2008 , Page(s): 1 – 4
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