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如何确保Bluetooth+WiFi的服务质量

来源:电子系统设计?? 2007年07月23日 ?? 收藏0

?????? 蓝牙和802.11 b/g WiFi都是重要的无线技术,常被应用于笔记本电脑、PDA、个人多媒体播放器(PMP)以及手机等设备中。某些无线VoIP电话和多标准手机等设备甚至同时具备蓝牙和WiFi功能,因此对芯片设计有了极高的要求。所以,仅通过有限的使用模块或保持无线接收器之间的距离,已无法实现这两种技术的共存。在开发过程中如果考虑不够周全,将蓝牙和WiFi技术同时嵌入一台设备中,将产生干扰问题,对用户体验造成影响。

?????? 蓝牙和WiFi运行于未经批准的2.4GHz工业、科学和医学(ISM)频带,以数据包的形式传输数据。尽管蓝牙和WiFi采用不同的频谱,如果WiFi接收器在接收WiFi信号时检测到蓝牙信号,则仍然会产生干扰。蓝牙接收器也会遇到同样的情况。除了与其它无线标准共存产生的挑战之外,蓝牙通讯链路还可能被微波炉等其它家用电器设备干扰。这些设备在运行的同时辐射出射频能量,而由于成本和工程技术方面的限制,这种辐射只能被控制在一定的水平。

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;????? 尽管受到环境射频的干扰,蓝牙和WiFi仍然受到越来越多消费者的欢迎,特别是在过去六年中,蓝牙产品和无线LAN网络进入了更多的家庭。因为这两种技术非常类似,所以共存是一个首先需要考虑的问题。实际上,已经采用许多方法以解决相互间的干扰问题。

?????? 为了减低某个ISM频带区域内传输的功率总量,蓝牙和Wi-Fi不得不采用各种数据传输扩频技术。蓝牙采用跳频扩频技术(FHSS),在相对较窄的1MHz带宽范围内传输数据包。这样,在该带宽提供的79个信道范围内,窄带信号的频率变为每秒1,600跳。通过围绕频谱频繁跳动,使信号功率扩充到整个频带。

?????? 当一般性干扰发生时,所传输数据包的接收可能中断,因为蓝牙和802.11 b/g信号发生重叠,造成数据包错误。附近的天线可能对第二个系统的运行造成前端过载干扰。但是,这种干扰要求具备较强的干扰信号,所以较一般性干扰来说,这是一种不常见的干扰。

?????? 随着蓝牙技术规范的发展,新的技术已被采纳,使蓝牙能够与WiFi及其它潜在干扰源轻松共存。为此而采取的各种办法详述如下。

?????? 适应性跳频技术(AFH)

?????? 适应性跳频技术(AFH)由蓝牙技术联盟所开发的蓝牙技术规范v1.2版推出,它为蓝牙应对一般性干扰提供了一种有效的途径。AFH可以识别“坏”信道。在这些信道上,可能有其它无线设备干扰蓝牙信号,或是蓝牙信号干扰了其它设备。具备AFH功能的蓝牙设备与蓝牙微型网(Piconet)内的其它设备进行通讯,共享有关坏信道的详细信息。这样,这些设备就可以转换到可用的“好”信道,远离干扰区,因此不影响带宽的使用。使用AFH技术时,坏信道的分类必须准确,并且“一般性”干扰应是唯一的干扰形式。CSR公司的BlueCore蓝牙芯片的默认设置通常能在大约四秒钟的时间内适应新的干扰源。

?????? 信道跳转使v1.1设备获得了AFH技术的优点,但不得不牺牲蓝牙带宽以尽量减少对Wi-Fi信号的影响。然而,AFH功能打开时用户却常常觉察不到,因为立体声音频流和单声道音频耳机等时间敏感型的媒体应用并没有受到影响。

?????? 时分多路复用(TDM)

?????? 时分多路复用(TDM)是一种应对前端过载型干扰的手段,AFH技术无法应对这种干扰。TDM最初用于保护802.11b/g传输不受蓝牙干扰。其工作原理是:当ISM频带内运行802.11b/g无线电时,除了那些高优先级的蓝牙传输除外,所有蓝牙传输都要关闭。与信道跳转一样,这种方法牺牲了部分蓝牙带宽,所牺牲的带宽与802.11b/g工作周期成比例。因此,如果802.11b/g闲置,则链路维护通讯可能造成带宽下降2~3%,用户不可能察觉到这个细微的变化。

?????? 要增强TDM的效果,就需要具备有关802.11b/g无线电活动的准确信息。为此,专门于无线技术领域的CSR公司定义了W


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