藍(lán)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(yīng)用之一是VOIP,用手機(jī)的WLAN打VOIP電話,用藍(lán)牙耳機(jī)來(lái)通話?;ハ喔蓴_的后果是用戶能感覺到通話質(zhì)量的下降。
設(shè)計(jì)上有些方法能夠減少相互干擾,盡量維持藍(lán)牙和wifi的throughput,使得用戶的使用體驗(yàn)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(yán)重受以下條件影響:
1.共用天線還是單獨(dú)用自己天線
2.干擾是噪音還是阻塞
3.藍(lán)牙通信頻率是否落在wifi帶內(nèi)
4.藍(lán)牙和wifi是接收還是發(fā)射
5.藍(lán)牙和wifi的具體應(yīng)用的通信特點(diǎn)
共用天線還是單獨(dú)用自己天線
如果藍(lán)牙和wifi使用單獨(dú)的天線,藍(lán)牙天線和wifi天線之間的隔離大小會(huì)影響干擾的程度。如果認(rèn)為有一定的隔離度,藍(lán)牙和wifi是可以同時(shí)發(fā)射或者接收的。
如果藍(lán)牙和wifi共用天線,藍(lán)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(hào)阻塞,和頻率是否沖突沒有關(guān)系,和具體射頻設(shè)計(jì)及天線間隔離有關(guān)系。
藍(lán)牙通信頻率是否落在wifi帶內(nèi)
如果藍(lán)牙通信頻率落在wifi頻帶內(nèi),噪音干擾和阻塞干擾都會(huì)有。如果藍(lán)牙通信頻率落在wifi頻帶外,只有阻塞干擾。
AFH是針對(duì)噪音干擾最好的方法,藍(lán)牙和wifi的性能都能維持100%。唯一問題是無(wú)法解決阻塞干擾。
藍(lán)牙和wifi是接收還是發(fā)射
假設(shè)藍(lán)牙和wifi使用自己?jiǎn)为?dú)的天線,藍(lán)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(duì)另一側(cè)設(shè)備帶來(lái)干擾。
藍(lán)牙和wifi的具體應(yīng)用的通信特點(diǎn)
共存時(shí)相互干擾是否嚴(yán)重還和具體應(yīng)用時(shí)通信特點(diǎn)有關(guān)。比如數(shù)據(jù)量是否大,是否是數(shù)據(jù)流,是否是timecritical的。所以有的設(shè)計(jì)是host可以根據(jù)不同應(yīng)用配置不同的優(yōu)先級(jí),以達(dá)到最好的tradeoff。
主要設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)單介紹:
AFH
AFH是解決噪音干擾的最好方法。通過在跳頻頻率中避開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(lán)牙和wifi的性能。另外,AFH不只針對(duì)wifi干擾,道理上其它干擾源也可以避開。
AFH功能包括兩個(gè)方面,一是channel的好壞區(qū)分;二是使用新的channellist跳頻。
Channel的好壞區(qū)分有三種來(lái)源,一是自己通過scanRSSI或者檢查PER等方式自己區(qū)分channel;二是通過另側(cè)設(shè)備的區(qū)分信息,如master取slave的區(qū)分結(jié)果,或slave依照master的區(qū)分結(jié)果;三是依靠host通過HCI命令set_AFH_host_channel_classification傳下來(lái)。
藍(lán)牙和wifi共存設(shè)計(jì)中,host通過HCI命令告訴藍(lán)牙哪些channel不可用是很有效的。如果藍(lán)牙自己區(qū)分,應(yīng)該既自己檢查channel,也需要讀另側(cè)設(shè)備的區(qū)分信息,因?yàn)閮烧呷绻嚯x稍遠(yuǎn),可能看見的badchannel是不同的。
分時(shí)(TDM,PTA)
分時(shí)是利用藍(lán)牙和wifi間的握手信號(hào),使藍(lán)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。問題是會(huì)降低藍(lán)牙和wifi的throughput。所以這個(gè)機(jī)制應(yīng)該只在AFH不能提供良好效果時(shí)使用。
802.15.2中有規(guī)定仲裁方式和信號(hào)(PTA,packettrafficarbitration)的框架,很多藍(lán)牙芯片廠商也有自己專有的握手信號(hào)定義。道理上來(lái)講我們的設(shè)計(jì)還需要了解主流wifi芯片的握手信號(hào)定義。
這些握手信號(hào)都差不多。簡(jiǎn)單說(shuō)明如下:
2-wire
Wifi給藍(lán)牙信號(hào)wl_active,表示wifi有通信,如果這個(gè)信號(hào)asserted,藍(lán)牙應(yīng)該只接收/發(fā)射highpriority的包,其它包delay。
藍(lán)牙給wifi信號(hào)bt_priority,表示藍(lán)牙要發(fā)highpriority的包,wifi必須停止當(dāng)前通信。
可以看出,這兩根信號(hào)分別是保護(hù)wifi和藍(lán)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(lán)牙芯片設(shè)計(jì)的角度,藍(lán)牙芯片必須支持對(duì)于包優(yōu)先級(jí)的區(qū)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(jí),傳送數(shù)據(jù)的包則是普通優(yōu)先級(jí)。如果處理得細(xì)致和靈活,很多參數(shù)是需要可以配置和可調(diào)的,因?yàn)榭赡苄枰猦ost根據(jù)具體應(yīng)用來(lái)配置。
如果藍(lán)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
三線方案和兩線方案相似。多加一根藍(lán)牙輸出的bt_active,這樣和bt_priority一起可以表示兩種優(yōu)先級(jí)的藍(lán)牙通信。
4-wire
四線方案和三線方案相似,再多加一根藍(lán)牙輸出的bt_freq,指示藍(lán)牙通信是否和wifi頻帶沖突。
PTA
802.15.2中沒有規(guī)定PTA具體的硬件接口和仲裁判定,是依賴實(shí)現(xiàn)的。也有類似上述的2/3/4線方案。但PTA的基本思想是藍(lán)牙和wifi提交申請(qǐng)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(hào)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,是intelwifi的握手定義,兩根線,ch_data和ch_clk/bt_priority,完成握手和頻帶信號(hào)傳遞功能。具體時(shí)序定義沒有看到,要簽intel的NDA才有,估計(jì)筆記本上用得較多。
只要把握分時(shí)和優(yōu)先級(jí)的tradeoff原則,握手接口和分時(shí)機(jī)制還可以有很多變化和配置,以求對(duì)用戶最好的使用體驗(yàn)。