蓝牙和Wi-Fi共存的基础知识

为了蓝牙和Wi-Fi的共存，蓝牙和Wi-Fi设备都需要能够可靠地传输和接收。这要求来自蓝牙和 Wi-Fi 设备的传输数据不会发生冲突（即，预期的接收器不会同时从多个相同频率的发射器接收数据），而不会显着影响数据速率。例如，以 2406 MHz 传输的蓝牙设备和以通道 1 传输的 Wi-Fi 设备将发生冲突。在这种情况下，要让两个设备在同一区域内工作，当蓝牙设备在 2406 MHz 信道上传输时，Wi-Fi 设备不得使用 Channel 1。同样，蓝牙设备不得使用与 Wi-Fi 重叠的信道。 Fi 通道 1，当 Wi-Fi 在该通道上传输时。

当设备并置时，需要另一个条件：一个设备的发射器不能使另一个设备的接收器饱和。在高层次上，蓝牙和 Wi-Fi 共存有两种可用的共存方案：非协作共存和协作共存。

非协作共存

顾名思义，在非协作共存中，可能发生碰撞的两个设备不会相互协作以实现平稳运行。自适应跳频 （AFH） 通常属于此类。

对于成功的蓝牙通信，蓝牙设备在给定时间点使用的通道不得被其他蓝牙或以相同频率运行的无线设备使用。作为 1.2 版的一部分，蓝牙 SIG 将自适应跳频添加到蓝牙规范中。这个想法是为了改善蓝牙设备彼此之间以及与其他无线技术（如 Wi-Fi）的共存。如第 2 部分所述，蓝牙使用跳频扩频来扩展窄带信号。自适应跳频允许设备跳到预期提供较少干扰的信道。

图 1 显示了没有自适应跳频的无线电活动。假设 Wi-Fi 设备正在使用通道 1 进行传输，而蓝牙设备正在使用所有可能的通道。与 Wi-Fi 通道 1 重叠的通道可能会发生冲突。

【图1 | Wi-Fi和蓝牙数据包冲突］

为避免冲突，蓝牙设备会扫描有干扰的通道并将其标记为不可用。因此，当 Wi-Fi 使用通道 1 时，在此频率范围内的蓝牙通道将持续受到干扰，并且它们将被标记为不可用。AFH 不仅提高了蓝牙通信的可靠性，还允许 Wi-Fi 设备进行通信，而不会对 Wi-Fi 带宽产生重大影响。否则，由于基于 CSMA 的实施，Wi-Fi 设备的性能将受到严重影响。相比之下，图 2 显示了实现 AFH 时的潜在无线电利用率。

【图2 | AFH 的无线电利用率］

蓝牙设备可以使用由它自己进行的信道质量评估得出的信道映射来实现 AFH。可以使用接收信号强度指示器 （RSSI） 或数据包错误率 （PER） 来实施质量评估。微微网中的蓝牙主设备也可以从蓝牙从设备接收信道质量数据。如果蓝牙设备与 Wi-Fi 设备配置在同一硬件上，主机也可以向蓝牙设备提供信道信息，以实现可靠的信道映射。然而，Wi-Fi 和蓝牙的搭配有其自身的挑战，如前所述，需要协同共存的方法。

协同共存

通过协作共存，Wi-Fi 和蓝牙设备可以实时相互通信，以实现无线电的时域复用 （TDM）。IEEE 802.15.2 定义了一个三线共存接口来实现协同共存。802.15.2 的变体由芯片供应商实施，以进一步提高并置的 Wi-Fi 和蓝牙设备的性能。

在我们继续实现共存接口之前，让我们看一下最重要的概念——原子序列。原子序列可以描述为在两个无线节点之间建立合理的通信信道所需的最小不间断传输。例如，允许蓝牙从设备在主设备发送数据包（TX）后立即进行传输。这个 TX/RX 对被认为是蓝牙上下文中的原子序列，并且不能在没有冲突的情况下被中断。在 Wi-Fi 的情况下，原子序列的一个示例是请求发送 （RTS） 和清除发送 （CTS）。另一种是由一个设备进行数据传输，然后是来自预期设备的确认 （ACK）。］ 换句话说，

所有无线技术本质上都构建了在使用信道时保护原子序列的方法。问题是，当主机因为某些其他无线技术而决定中断序列时会发生什么？尽管每种无线技术都保护其原子序列，但它们不知道其他技术中的原子序列。如果一种并置的无线技术在原子序列期间中断另一种无线技术，则可能导致传输失败，从而导致性能下降。为了解决这个问题，协作共存接口必须确保原子序列不受影响。

审核编辑：郭婷