對比藍牙和Wi-Fi 共存在智能手機上的解決方案

　1 引言

　　設(shè)計同時包含Wi-Fi和藍牙功能的消費類電子產(chǎn)品會遇到很多問題，特別是在要求同時工作模式的情況下。藍牙和802.11b/gWLAN系統(tǒng)工作在2.4GHz頻段，這兩種技術(shù)都用到了可用頻譜的重要部分（見圖1）。

　　當WLAN設(shè)備和藍牙設(shè)備靠得很近并試圖同時收發(fā)無線信號時就會發(fā)生干擾。這兩種技術(shù)采用不同的方法進行信號傳送：載波偵聽多路訪問（CSMA）和跳頻擴頻。前者用于802.11b/g收發(fā)器，它在發(fā)送信號前會偵聽空閑信道。所發(fā)送的信號帶寬大約20MHz，將占用間距為25MHz、最多3個非重疊信道中的一個進行傳輸。

　　而藍牙則采用跳頻擴頻技術(shù)在79個帶寬為1MHz的信道間以每秒1,600跳的速率跳躍選頻，在每個跳頻點發(fā)送較短的時分復(fù)用數(shù)據(jù)包。當一個設(shè)備發(fā)起連接并成為該子網(wǎng)的主設(shè)備時，藍牙連接就成功建立了。如果知道目標地址，設(shè)備就直接發(fā)送頁面消息。如果目標地址未知，會先發(fā)送一個查詢消息，跟著再發(fā)頁面消息。一旦兩個設(shè)備同步上以后，這兩個具備藍牙功能的設(shè)備就處于連接狀態(tài)，并且每個設(shè)備會設(shè)定一個唯一的MAC）地址。通過簡單的計算可以證實，藍牙發(fā)射器輸出的信號與802.11b/g信號在大約25%的時間內(nèi)會有沖突。

　　這種共同信道干擾效應(yīng)與信號的相對強度與數(shù)據(jù)包的發(fā)送長度和占空比密切相關(guān)。針對這種干擾現(xiàn)象所做的各種分析和仿真試驗表明，干擾會嚴重影響其中一種或兩種信號。相關(guān)標準提供了不同信號設(shè)計方法——802.11b使用的直接序列擴展頻譜（DSSS）、802.11g使用的正交頻分復(fù)用（OFDM）及藍牙使用的跳頻所導(dǎo)致的干擾反彈程度。這些標準還使用基于數(shù)據(jù)包重傳和數(shù)據(jù)速率降低的協(xié)議。然而，這些對策會極大地降低數(shù)據(jù)吞吐量，從而嚴重影響一些設(shè)備的性能。例如藍牙音頻傳送或WLAN上的VoIP，數(shù)據(jù)包差錯率只要超過幾個百分點就會導(dǎo)致無法忍受的音頻時延甚至通話中斷。下面提出了解決共存干擾的的兩種方法——AFH（自適應(yīng)跳頻）和AFH與三線共存（時分復(fù)用）結(jié)合使用的技術(shù)。