藍牙和802.11b/g/n都可能工作在2.4GISM,可能互相干擾。干擾的典型應用之一是VOIP,用手機的WLAN打VOIP電話(huà),用藍牙耳機來(lái)通話(huà)?;ハ喔蓴_的后果是用戶(hù)能感覺(jué)到通話(huà)質(zhì)量的下降。
設計上有些方法能夠減少相互干擾,盡量維持藍牙和wifi的throughput,使得用戶(hù)的使用體驗不受影響。方法主要是AFH和分時(shí)。
是否存在相互干擾和相互干擾是否嚴重受以下條件影響:
1.共用天線(xiàn)還是單獨用自己天線(xiàn)
2.干擾是噪音還是阻塞
3.藍牙通信頻率是否落在wifi帶內
4.藍牙和wifi是接收還是發(fā)射
5.藍牙和wifi的具體應用的通信特點(diǎn)
共用天線(xiàn)還是單獨用自己天線(xiàn)
如果藍牙和wifi使用單獨的天線(xiàn),藍牙天線(xiàn)和wifi天線(xiàn)之間的隔離大小會(huì )影響干擾的程度。如果認為有一定的隔離度,藍牙和wifi是可以同時(shí)發(fā)射或者接收的。
如果藍牙和wifi共用天線(xiàn),藍牙和wifi不可以同時(shí)工作。(如果不考慮相互干擾,可以同時(shí)接收。)
干擾是噪音還是阻塞
干擾分為兩種。一種是噪音,主要發(fā)生在頻率沖突時(shí);另一種是大信號阻塞,和頻率是否沖突沒(méi)有關(guān)系,和具體射頻設計及天線(xiàn)間隔離有關(guān)系。
藍牙通信頻率是否落在wifi帶內
如果藍牙通信頻率落在wifi頻帶內,噪音干擾和阻塞干擾都會(huì )有。如果藍牙通信頻率落在wifi頻帶外,只有阻塞干擾。
AFH是針對噪音干擾最好的方法,藍牙和wifi的性能都能維持100%。唯一問(wèn)題是無(wú)法解決阻塞干擾。
藍牙和wifi是接收還是發(fā)射
假設藍牙和wifi使用自己?jiǎn)为毜奶炀€(xiàn),藍牙和wifi是能夠同時(shí)發(fā)射和同時(shí)接收的。如果一個(gè)發(fā)射,一個(gè)接收,在頻率沖突時(shí)會(huì )有相互干擾。另外,同時(shí)發(fā)射可能會(huì )對另一側設備帶來(lái)干擾。
藍牙和wifi的具體應用的通信特點(diǎn)
共存時(shí)相互干擾是否嚴重還和具體應用時(shí)通信特點(diǎn)有關(guān)。比如數據量是否大,是否是數據流,是否是timecritical的。所以有的設計是host可以根據不同應用配置不同的優(yōu)先級,以達到最好的tradeoff。
主要設計方法簡(jiǎn)單介紹:
AFH
AFH是解決噪音干擾的最好方法。通過(guò)在跳頻頻率中避開(kāi)wifi的頻帶,既可以避免頻率沖突帶來(lái)的干擾,也絲毫不損失藍牙和wifi的性能。另外,AFH不只針對wifi干擾,道理上其它干擾源也可以避開(kāi)。
AFH功能包括兩個(gè)方面,一是channel的好壞區分;二是使用新的channellist跳頻。
Channel的好壞區分有三種來(lái)源,一是自己通過(guò)scanRSSI或者檢查PER等方式自己區分channel;二是通過(guò)另側設備的區分信息,如master取slave的區分結果,或slave依照master的區分結果;三是依靠host通過(guò)HCI命令set_AFH_host_channel_classification傳下來(lái)。
藍牙和wifi共存設計中,host通過(guò)HCI命令告訴藍牙哪些channel不可用是很有效的。如果藍牙自己區分,應該既自己檢查channel,也需要讀另側設備的區分信息,因為兩者如果距離稍遠,可能看見(jiàn)的badchannel是不同的。
分時(shí)(TDM,PTA)
分時(shí)是利用藍牙和wifi間的握手信號,使藍牙和wifi分時(shí)在2.4G工作,這樣可以避免噪音干擾和阻塞干擾。問(wèn)題是會(huì )降低藍牙和wifi的throughput。所以這個(gè)機制應該只在A(yíng)FH不能提供良好效果時(shí)使用。
802.15.2中有規定仲裁方式和信號(PTA,packettrafficarbitration)的框架,很多藍牙芯片廠(chǎng)商也有自己專(zhuān)有的握手信號定義。道理上來(lái)講我們的設計還需要了解主流wifi芯片的握手信號定義。
這些握手信號都差不多。簡(jiǎn)單說(shuō)明如下:
2-wire
Wifi給藍牙信號wl_active,表示wifi有通信,如果這個(gè)信號asserted,藍牙應該只接收/發(fā)射highpriority的包,其它包delay。
藍牙給wifi信號bt_priority,表示藍牙要發(fā)highpriority的包,wifi必須停止當前通信。
可以看出,這兩根信號分別是保護wifi和藍牙通信的。所以assert的多與少會(huì )影響2.4G帶寬在兩者間的分配。
從藍牙芯片設計的角度,藍牙芯片必須支持對于包優(yōu)先級的區分和delay包的處理。一般來(lái)說(shuō),定時(shí)同步,inquiry,page,SCO等是高優(yōu)先級,傳送數據的包則是普通優(yōu)先級。如果處理得細致和靈活,很多參數是需要可以配置和可調的,因為可能需要host根據具體應用來(lái)配置。
如果藍牙芯片知道wifi的頻帶,bt_priority也可以只在頻率沖突時(shí)拉起。
3-wire
三線(xiàn)方案和兩線(xiàn)方案相似。多加一根藍牙輸出的bt_active,這樣和bt_priority一起可以表示兩種優(yōu)先級的藍牙通信。
4-wire
四線(xiàn)方案和三線(xiàn)方案相似,再多加一根藍牙輸出的bt_freq,指示藍牙通信是否和wifi頻帶沖突。
PTA
802.15.2中沒(méi)有規定PTA具體的硬件接口和仲裁判定,是依賴(lài)實(shí)現的。也有類(lèi)似上述的2/3/4線(xiàn)方案。但PTA的基本思想是藍牙和wifi提交申請給PTAcontroller,(一般PTAcontroller集成在wifi中),由PTAcontroller來(lái)許可。所以PTA中的相關(guān)信號都是指將要的操作,不同于上面的是指已經(jīng)發(fā)生的操作。
WCS
WCS是intel的wirelesscoexistencesystem縮寫(xiě),是intelwifi的握手定義,兩根線(xiàn),ch_data和ch_clk/bt_priority,完成握手和頻帶信號傳遞功能。具體時(shí)序定義沒(méi)有看到,要簽intel的NDA才有,估計筆記本上用得較多。
只要把握分時(shí)和優(yōu)先級的tradeoff原則,握手接口和分時(shí)機制還可以有很多變化和配置,以求對用戶(hù)最好的使用體驗。