對(duì)比藍(lán)牙和Wi-Fi 共存在智能手機(jī)上的解決方案

　1 引言

　　設(shè)計(jì)同時(shí)包含Wi-Fi和藍(lán)牙功能的消費(fèi)類電子產(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(lán)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(jiàn)圖1）。

　　當(dāng)WLAN設(shè)備和藍(lán)牙設(shè)備靠得很近并試圖同時(shí)收發(fā)無(wú)線信號(hào)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(hào)傳送：載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)（CSMA）和跳頻擴(kuò)頻。前者用于802.11b/g收發(fā)器，它在發(fā)送信號(hào)前會(huì)偵聽(tīng)空閑信道。所發(fā)送的信號(hào)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(lán)牙則采用跳頻擴(kuò)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(fù)用數(shù)據(jù)包。當(dāng)一個(gè)設(shè)備發(fā)起連接并成為該子網(wǎng)的主設(shè)備時(shí)，藍(lán)牙連接就成功建立了。如果知道目標(biāo)地址，設(shè)備就直接發(fā)送頁(yè)面消息。如果目標(biāo)地址未知，會(huì)先發(fā)送一個(gè)查詢消息，跟著再發(fā)頁(yè)面消息。一旦兩個(gè)設(shè)備同步上以后，這兩個(gè)具備藍(lán)牙功能的設(shè)備就處于連接狀態(tài)，并且每個(gè)設(shè)備會(huì)設(shè)定一個(gè)唯一的MAC）地址。通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算可以證實(shí)，藍(lán)牙發(fā)射器輸出的信號(hào)與802.11b/g信號(hào)在大約25%的時(shí)間內(nèi)會(huì)有沖突。

　　這種共同信道干擾效應(yīng)與信號(hào)的相對(duì)強(qiáng)度與數(shù)據(jù)包的發(fā)送長(zhǎng)度和占空比密切相關(guān)。針對(duì)這種干擾現(xiàn)象所做的各種分析和仿真試驗(yàn)表明，干擾會(huì)嚴(yán)重影響其中一種或兩種信號(hào)。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)提供了不同信號(hào)設(shè)計(jì)方法——802.11b使用的直接序列擴(kuò)展頻譜（DSSS）、802.11g使用的正交頻分復(fù)用（OFDM）及藍(lán)牙使用的跳頻所導(dǎo)致的干擾反彈程度。這些標(biāo)準(zhǔn)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(duì)策會(huì)極大地降低數(shù)據(jù)吞吐量，從而嚴(yán)重影響一些設(shè)備的性能。例如藍(lán)牙音頻傳送或WLAN上的VoIP，數(shù)據(jù)包差錯(cuò)率只要超過(guò)幾個(gè)百分點(diǎn)就會(huì)導(dǎo)致無(wú)法忍受的音頻時(shí)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(shí)分復(fù)用）結(jié)合使用的技術(shù)。