- 易迪拓培训,专注于微波、射频、天线设计工程师的培养
如何确保蓝牙与Wi-Fi的共存
作为笔记本电脑、PDA、个人多媒体播放器和手机等所必需的无线技术,蓝牙和Wi-Fi技术已经在这些设备中实现了自然整合。
无线VoIP电话和多模手机等设备甚至需要蓝牙和Wi-Fi同时运行,这为芯片设计人员提出了更高要求。因此,这两种技术的共存问题,已经不能再通过有限的使用模式或者仅仅在无线电之间保持一定距离就能解决了。
如果在开发过程中没有足够谨慎,就将蓝牙和Wi-Fi嵌入到同一个设备中,其结果可能会导致产生干扰从而影响用户体验。
蓝牙和Wi-Fi都采用未经许可的2.4GHz ISM(工业科学和医疗)频段。尽管二者所用频谱不同,但如果Wi-Fi接收器在接收Wi-Fi信号时感应到蓝牙信号,那么仍会产生干扰。
蓝牙接收器也会发生同样的情况。除了与其它无线标准的共存问题,微波炉等在工作时会辐射出RF能量的家电也可能中断蓝牙通信连接,但由于成本和工程方面的限制,这种干扰只能在一定程度内得到抑制。
尽管会受到周围环境的RF干扰,但蓝牙和Wi-Fi技术还是在消费者中越来越受欢迎,尤其是过去6年中,蓝牙产品和无线LAN网络已出现在许多家庭中。由于这两种技术在物理特性上的接近,共存成了一个需要首先考虑的问题,而目前研发人员已开发出用于防范干扰的若干详尽措施。
为限制ISM频段内任何单一区段的发射功率,蓝牙和Wi-Fi都强制要求在数据传输时采用扩展频谱技术。蓝牙采用跳频扩频(FHSS)技术在相对较窄的1MHz带宽内发射数据包。
窄带信号的频率以1600跳/秒的速率在可用的79条信道内跳变。通过在该频谱内跳频,信号功率被分布在整个频段。
发生常规干扰时,蓝牙和Wi-Fi信号交叠可能导致接收数据包的过程中断,从而导致包错误。距离很近的天线可在第二个系统工作时导致前端交叠干扰。但是,这个干扰需要一个更强的干扰信号,因此相比于普通干扰而言要更少见一些。
随着蓝牙规范的发展,能让蓝牙与Wi-Fi及其它潜在干扰源共存的技术也纷纷出现。下文将介绍下面几种已经付诸实施的技术。
自适应跳频技术(AFH)
自适应跳频(AFH)技术是在由Bluetooth SIG开发的v1.2蓝牙规范中引入的,为蓝牙射频提供了有效抵消常规干扰的途径。AFH可识别出“坏”信道,在这些信道处地方会出现其它设备干扰蓝牙信号或蓝牙信号干扰其它设备的情形。
支持AFH的蓝牙设备会与其它处于其微微网内的设备进行通信,共享可鉴别出的坏信道的详细信息。设备会切换到可用的“好”信道,从而远离干扰源,这样对所用的带宽就不会产生影响。为使AFH发挥作用,对坏信道的鉴别必须准确而且常规干扰必须是唯一的干扰形式。图1展示了AFH的工作原理。
图1:自适应跳频(AFH)技术的正确运行。
CSR公司的BlueCore蓝牙芯片的初始设置允许在4秒左右的时间内对来自新干扰源的干扰采取自适应措施。
信道跳转(Channel skipping)为符合蓝牙v1.1规范的设备提供了AFH功能,尽管这样做需要牺牲一定的蓝牙带宽来将Wi-Fi信号的中断最小化。只要开启AFH功能,在连接用户时,立体声音频流和单声道耳机等对时间性要求很严格的媒体应用基本上不受影响。