對比藍牙和Wi-Fi 共存在智能手機上的解決方案

　1 引言

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

　　當WLAN設備和藍牙設備靠得很近并試圖同時收發無線信號時就會發生干擾。這兩種技術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收發器，它在發送信號前會偵聽空閑信道。所發送的信號帶寬大約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，在每個跳頻點發送較短的時分復用數據包。當一個設備發起連接并成為該子網的主設備時，藍牙連接就成功建立了。如果知道目標地址，設備就直接發送頁面消息。如果目標地址未知，會先發送一個查詢消息，跟著再發頁面消息。一旦兩個設備同步上以后，這兩個具備藍牙功能的設備就處于連接狀態，并且每個設備會設定一個唯一的MAC）地址。通過簡單的計算可以證實，藍牙發射器輸出的信號與802.11b/g信號在大約25%的時間內會有沖突。

　　這種共同信道干擾效應與信號的相對強度與數據包的發送長度和占空比密切相關。針對這種干擾現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。相關標準提供了不同信號設計方法——802.11b使用的直接序列擴展頻譜（DSSS）、802.11g使用的正交頻分復用（OFDM）及藍牙使用的跳頻所導致的干擾反彈程度。這些標準還使用基于數據包重傳和數據速率降低的協議。然而，這些對策會極大地降低數據吞吐量，從而嚴重影響一些設備的性能。例如藍牙音頻傳送或WLAN上的VoIP，數據包差錯率只要超過幾個百分點就會導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（自適應跳頻）和AFH與三線共存（時分復用）結合使用的技術。