藍(lán)牙與WLAN共存的問題

　　圖7解釋了在WLAN熱點(diǎn)中如何使用這類設(shè)備。在這種情形中，用戶可以通過WLAN在IP語音（VoIP）連接上進(jìn)行通信或可以通過設(shè)備的802.11調(diào)制解調(diào)器下載MP3或視頻流。此外，匯聚的設(shè)備還可以與藍(lán)牙耳機(jī)相連，以便進(jìn)行專用監(jiān)聽。

　　圖7中描繪的這種使用情況不久就會出現(xiàn)于市場，但是用戶需要共存的解決方案才能充分利用此應(yīng)用中的所有無線技術(shù)。由于匯聚蜂窩電話/PDA設(shè)備中的藍(lán)牙與WLAN調(diào)制解調(diào)器是在同一無許可限制的頻帶中運(yùn)行的，因此它們會彼此相互干擾。此外，該區(qū)域中的其他802.11客戶端設(shè)備也將競相訪問作為匯聚蜂窩電話/PDA的同一WLAN接入點(diǎn)。

　　在當(dāng)前藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)1。0版本中指定的唯一共存解決方案需要藍(lán)牙與WLAN共享系統(tǒng)的媒體接入控制器（MAC）功能，以便在WLAN或藍(lán)牙的傳輸過程中，其他技術(shù)將保持空閑。在預(yù)定義的一段時間內(nèi)獨(dú)占MAC之后，藍(lán)牙或WLAN將由其他技術(shù)對MAC進(jìn)行控制。

　　在WLAN上的流量較小，并且存在最少Q(mào)oS激活的環(huán)境中，這種MAC時間共享的安排方式既可以避免WLAN與藍(lán)牙之間出現(xiàn)共存干擾問題，同時也能夠提供可接受的性能。在這種環(huán)境中，WLAN接入點(diǎn)可以實(shí)施主動的自動請求協(xié)議，以重新傳輸丟失或延遲的包。不幸的是，隨著高級節(jié)能技術(shù)的部署及QoS服務(wù)的需求猛增，將迅速降低WLAN接入點(diǎn)（AP）單元中的性能。

　　例如，WLAN與藍(lán)牙共存的形勢越來越嚴(yán)峻，導(dǎo)致802.11AP無法感測相關(guān)的客戶端是否正在遭受來自藍(lán)牙設(shè)備或無繩電話的非WLAN干擾。采用排隊(duì)算法或調(diào)度例程對需要QoS功能的應(yīng)用對AP進(jìn)行編程并不會緩解帶內(nèi)干擾的問題，因?yàn)锳P并不能意識到干擾是否存在，因此根本無法圍繞干擾進(jìn)行調(diào)度。

　　即使AP具備802.11的自動響應(yīng)隊(duì)列（ARQ）功能，鏈路的容錯能力也只能夠達(dá)到5%。隨著接近并超過這一個百分點(diǎn)，必須增加AP上的包隊(duì)列大小，以便它們能夠存儲與重新匯編零星達(dá)到的包。通常需要QoS功能的多媒體應(yīng)用（如高質(zhì)量音頻或MPEG2視頻）很快就背離了802.11標(biāo)準(zhǔn)對QoS的定義。作為一個備選方案，將從需要QoS的鏈路中刪除ARQ，在這種情況下，語音性能會稍有改進(jìn)，具有低于2%的可接受包誤差率，但是任何種類的媒體流的性能都是不可接受的。

　　切記在傳輸模式中，WLAN客戶端只使用802.11WLAN很小一部分帶寬。根據(jù)典型的經(jīng)驗(yàn)法則，80%客戶端的活動WLAN時間用來進(jìn)行接收，而只有20%的時間用來進(jìn)行傳輸。在進(jìn)行傳輸時，客戶端通常向AP發(fā)送簡短的確認(rèn)包。此法則的例外情況是從客戶端進(jìn)行文件傳輸，但是在這些文件在傳輸過程中始終要被劃分為不超過1，500字節(jié)的包，并且以“可用比特速率”（ABR）進(jìn)行傳輸。

　　通過對圖7中列舉的匯聚WLAN/藍(lán)牙PDA示例應(yīng)用此信息與802.11操作的其他特點(diǎn)，得出的結(jié)論是在適度加載WLANAP的環(huán)境中需要同時進(jìn)行WLAN與藍(lán)牙操作。對此狀態(tài)的具體分析如下。

　　在圖7中列舉的與無線PDA相連的藍(lán)牙耳機(jī)最多具有700Kbps的鏈接帶寬，并不帶有協(xié)議開銷。如果PDA的用戶從Internet上的服務(wù)器播放MP3音頻流文件，那么此應(yīng)用將需要大約128Kbps的藍(lán)牙帶寬，而總藍(lán)牙帶寬為700Kbps。藍(lán)牙信號在空中傳輸?shù)臅r間占18%。與此相比，相同的應(yīng)用只使用128Kbps的PDAWLAN帶寬，而總帶寬為11Mbps。此外，802.11操作將涉及確認(rèn)的傳輸（ACK），同時接收MP3流。這些ACK的數(shù)量相當(dāng)于WLAN帶寬的1/16。也就是說，客戶端執(zhí)行802.11傳輸只需花費(fèi)不到0。1%的時間。

　　如果WLAN與藍(lán)牙傳輸阻塞或彼此干擾，那么藍(lán)牙將對WLAN傳輸造成18%的時間干擾，因?yàn)樗{(lán)牙需要在空中傳輸也需相同長度的時間。反過來，WLAN傳輸將對藍(lán)牙傳輸造成不到1%的時間干擾。從而導(dǎo)致的結(jié)果是：加載適當(dāng)數(shù)量的AP時，必須進(jìn)行藍(lán)牙傳輸，同時接收WLAN信號，簡言之，必須同時運(yùn)行PDA的藍(lán)牙與WLAN功能。

　　但是問題隨之而來：在采用WLAN與藍(lán)牙技術(shù)的匯聚設(shè)備中，WLAN是否能夠從AP不斷接收下載內(nèi)容，而不必考慮該設(shè)備藍(lán)牙子系統(tǒng)的操作模式？經(jīng)過對藍(lán)牙實(shí)施制定仔細(xì)的設(shè)計、規(guī)劃與部署決策，答案是肯定的。首先，設(shè)計人員必須利用藍(lán)牙1。2的功率控制（第3類設(shè)備）功能，以及藍(lán)牙的自適應(yīng)跳頻（AFH）。下面的圖8展示了AFH如何避免與WLAN操作發(fā)生直接的帶內(nèi)干擾。

　　如果系統(tǒng)要部署功率控制技術(shù)，那么將按比例降低接收機(jī)鏈路中LNA上的藍(lán)牙功率，以便使邊帶能量級別落在2.4GHz頻帶內(nèi)，而不必考慮ACR過濾。預(yù)計藍(lán)牙信號將達(dá)到-40到-50dBm的傳播損失。從而使藍(lán)牙傳輸?shù)墓β试?25dBm至-15dBm范圍內(nèi)，以便保持鏈路中的低誤差率。圖9解釋了功率控制技術(shù)如何降低藍(lán)牙信道中的頻譜發(fā)送。

　　檢查具有藍(lán)牙與802.11，以及其他一些操作特點(diǎn)的手持終端設(shè)備進(jìn)一步說明了共存的問題。在此示例中，假設(shè)手持終端設(shè)備具有一個0dBm藍(lán)牙發(fā)送器與一個802.11接收機(jī)，具有以下性能之一：

　　1）功率控制技術(shù)可以提供在藍(lán)牙與WLAN之間20dB的隔離。

　　2）在藍(lán)牙與802.11之間存在0dB的隔離，但是系統(tǒng)能夠在RF接收機(jī)鏈路中斷開LNA。系統(tǒng)并不具有功率控制功能。

　　為了簡便起見，在此討論的內(nèi)容將局限在采用超外差架構(gòu)的接收機(jī)設(shè)計。圖10展示了接收機(jī)可以運(yùn)行的情形之一。在上述的第一種情況中，設(shè)備的藍(lán)牙與WLAN之間存在20dB的隔離，那么接收機(jī)必須具有至少15dB的數(shù)字過濾。在第二種情況中，藍(lán)牙與WLAN之間不存在隔離，因此必須具有30dB的過濾和數(shù)字增益。針對第二種情況，還可以選擇將接收機(jī)限制在大約大于-60dBm的802.11信號上，其中對專門的過濾沒有任何要求。

　　此示例顯示了超外差接收機(jī)可通過采用功率控制技術(shù)獲得20dB的隔離，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)的802.11與排序的藍(lán)牙（collatedBluetooth）操作。如果在系統(tǒng)的藍(lán)牙與802.11之間添加MAC級別的時間協(xié)調(diào)，那么WLAN傳輸干擾對藍(lán)牙發(fā)送器所造成的影響將會降至最低。從而實(shí)際上可以在WLAN單元上存在任何流量負(fù)載或覆蓋要求的情況下，幾乎無縫同步操作藍(lán)牙以及WLAN。