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(shí)包含Wi-Fi和藍牙功能的消費類(lèi)電子產(chǎn)品會(huì )遇到很多問(wèn)題，特別是在要求同時(shí)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(shù)都用到了可用頻譜的重要部分（見(jiàn)圖1）。

　　當WLAN設備和藍牙設備靠得很近并試圖同時(shí)收發(fā)無(wú)線(xiàn)信號時(shí)就會(huì )發(fā)生干擾。這兩種技術(shù)采用不同的方法進(jìn)行信號傳送：載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)（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(huì )偵聽(tīng)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(gè)非重疊信道中的一個(gè)進(jìn)行傳輸。

　　而藍牙則采用跳頻擴頻技術(shù)在79個(gè)帶寬為1MHz的信道間以每秒1,600跳的速率跳躍選頻，在每個(gè)跳頻點(diǎn)發(fā)送較短的時(shí)分復用數據包。當一個(gè)設備發(fā)起連接并成為該子網(wǎng)的主設備時(shí)，藍牙連接就成功建立了。如果知道目標地址，設備就直接發(fā)送頁(yè)面消息。如果目標地址未知，會(huì )先發(fā)送一個(gè)查詢(xún)消息，跟著(zhù)再發(fā)頁(yè)面消息。一旦兩個(gè)設備同步上以后，這兩個(gè)具備藍牙功能的設備就處于連接狀態(tài)，并且每個(gè)設備會(huì )設定一個(gè)唯一的MAC）地址。通過(guò)簡(jiǎn)單的計算可以證實(shí)，藍牙發(fā)射器輸出的信號與802.11b/g信號在大約25%的時(shí)間內會(huì )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(fā)送長(cháng)度和占空比密切相關(guān)。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(huì )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(xié)議。然而，這些對策會(huì )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(guò)幾個(gè)百分點(diǎn)就會(huì )導致無(wú)法忍受的音頻時(shí)延甚至通話(huà)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(xiàn)共存（時(shí)分復用）結合使用的技術(shù)。