手機(jī)中WiMax、藍(lán)牙和WiFi共存問題探討

1、中WiMax、藍(lán)牙和Wi-Fi共存問題討論關(guān)鍵詞：iax,形式,誤包率,i-fi,循環(huán)冗余校驗(yàn),帶通濾波器,藍(lán)牙,消息映射,接收電路,同步協(xié)議,調(diào)度器從單功能蜂窩 到具有豐富連接功能的各種多模多媒體設(shè)備，挪動(dòng) 的開展非常迅速。這種開展趨勢同時(shí)有益于用戶、運(yùn)營商、網(wǎng)絡(luò)效勞提供商和應(yīng)用開發(fā)人員，但對e商來說卻意味著難度越來越高，因?yàn)椴煌臒o線協(xié)議之間存在著難以處理的干擾問題。比方：1.藍(lán)牙：這是中端/高端中的標(biāo)配功能，可以提供耳機(jī)、筆記本(無線pde和/或同步功能)以及打印機(jī)等外設(shè)的短間隔 連接。2.i-fi：可以讓用戶接入互聯(lián)網(wǎng)，打vip 。3.iax：很快會將與i-fi一樣的功能擴(kuò)展到更遠(yuǎn)的間

2、隔 ，并且性能更加穩(wěn)定。制造商幾年前就認(rèn)識到，藍(lán)牙和i-fi(2.4ghz頻帶)的頻率非常接近，而且它們的天線靠在一起，再加上兩種協(xié)議完全不協(xié)調(diào)的事實(shí)，最終將導(dǎo)致發(fā)生故障的嚴(yán)重性能挑戰(zhàn)。藍(lán)牙和i-fi芯片組供應(yīng)商在產(chǎn)品中增加了共存接口，實(shí)現(xiàn)了在共享無線頻率媒介上的仲裁，以防止沖突和信號劣化，從而有效解決了這一難題。隨著挪動(dòng)iax(ieee802.16e)的推出，e又面臨新的干擾挑戰(zhàn)，這是因?yàn)樾碌膇ax協(xié)議工作在多個(gè)頻帶(在iax術(shù)語中定義為“形式)，而最常用的是2.3-2.4ghz和2.5-2.7ghz。這種頻率區(qū)間雖然比藍(lán)牙和i-fi之間的大，但仍缺乏以防止共存問題的發(fā)生。一個(gè)典型的使用場合

3、是，用戶一邊利用藍(lán)牙耳機(jī)進(jìn)展蜂窩通話，一邊通過 的iax無線鏈路下載電子郵件或閱讀互聯(lián)網(wǎng)，這時(shí)確保無線接口共存的完美機(jī)制就很有必要。假設(shè)沒有這種機(jī)制，話音質(zhì)量和數(shù)據(jù)包吞吐量下降將導(dǎo)致用戶體驗(yàn)低劣。由于有越來越多的最終用戶使用藍(lán)牙和i-fi配件(如藍(lán)牙耳機(jī)，i-fi路由器)，因此最正確解決方案必須能與已經(jīng)投入使用的設(shè)備一起工作，而不是去修改現(xiàn)有設(shè)備。iax和藍(lán)牙干擾上述情景將用來分析從iax發(fā)射到藍(lán)牙無線鏈路的干擾形式，并確定其影響。圖1所示是一個(gè)由藍(lán)牙耳機(jī)和帶iax功能的挪動(dòng) 組成的系統(tǒng)。藍(lán)牙耳機(jī)的發(fā)射功率是0db。在耳機(jī)天線處收到的信號電平是-40db。藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)要求接收器可以處理最高為-27

4、db的干擾信號。本例中的iax發(fā)射器工作在2.5-2.7ghz頻帶。iax功放(pa)的輸出功率可能高達(dá)+25db。iax和藍(lán)牙發(fā)射天線彼此靠得很近，用戶的手或擺放的外表通常會在它們之間造成10db的途徑損耗。這樣一來，在藍(lán)牙帶通濾波器(bpf)輸入端產(chǎn)生的信號電平為+15db。bpf必須可以通過高達(dá)2.48ghz的頻率(最高的藍(lán)牙跳頻)，因此無法抑制超過3db的無用iax信號，故至少有+12db的干擾信號被傳遞到藍(lán)牙低噪放大器(lna)。圖1：由藍(lán)牙耳機(jī)和帶iax功能的構(gòu)成的通信系統(tǒng)。假定藍(lán)牙抑制才能為-27db，那么很明顯無法有效抑制掉iax信號，這樣就會發(fā)生阻塞。另外，藍(lán)牙lna輸入端如

5、此強(qiáng)的信號可能會超過lna的最大額定輸入功率，最終導(dǎo)致嚴(yán)重的可靠性問題。為了便于討論，本文規(guī)定“本端代表使用的一方，“遠(yuǎn)端代表正在通話的另一方。只要的藍(lán)牙接收電路被iax發(fā)射信號阻塞，遠(yuǎn)端就會聽到“喀喇聲。iax阻塞對本端的影響程度稍低些，因?yàn)閺牡蕉鷻C(jī)存在較高的途徑損耗，但對本端端點(diǎn)的干擾也不能被完全忽略。這種“喀喇聲發(fā)生的概率異常的高。假設(shè)在以下場合(后文有解釋)，中的藍(lán)牙接收器最多有1/6的時(shí)間在用。根據(jù)iax的使用情況，隨著流量的增加，在較高頻率處，藍(lán)牙接收器將會被阻塞。如上所述，藍(lán)牙發(fā)射對iax接收有負(fù)面影響，但不是很嚴(yán)重。解決共存挑戰(zhàn)根據(jù)上文的分析，顯然無法消除或者減輕無線或物理層(

6、phy)的干擾，因?yàn)檫@種干擾是系統(tǒng)與生俱來的。因此，解決方案必須通過更高的層即介質(zhì)訪問控制(a)層來實(shí)現(xiàn)。在a層，可以實(shí)現(xiàn)不同協(xié)議之間的同步，并保證共享頻譜上的帶寬可以以時(shí)分復(fù)用、非并性和公平的方式得到分配。這種解決方案可以消除任何潛在的沖突，同時(shí)仍能保持固有的鏈路性能屬性。關(guān)鍵詞：iax,形式,誤包率,i-fi,循環(huán)冗余校驗(yàn),帶通濾波器,藍(lán)牙,消息映射,接收電路,同步協(xié)議,調(diào)度器從單功能蜂窩 到具有豐富連接功能的各種多模多媒體設(shè)備，挪動(dòng) 的開展非常迅速。這種開展趨勢同時(shí)有益于用戶、運(yùn)營商、網(wǎng)絡(luò)效勞提供商和應(yīng)用開發(fā)人員，但對e商來說卻意味著難度越來越高，因?yàn)椴煌臒o線協(xié)議之間存在著難以處理的干

7、擾問題。比方：1.藍(lán)牙：這是中端/高端中的標(biāo)配功能，可以提供耳機(jī)、筆記本(無線pde和/或同步功能)以及打印機(jī)等外設(shè)的短間隔 連接。2.i-fi：可以讓用戶接入互聯(lián)網(wǎng)，打vip 。3.iax：很快會將與i-fi一樣的功能擴(kuò)展到更遠(yuǎn)的間隔 ，并且性能更加穩(wěn)定。制造商幾年前就認(rèn)識到，藍(lán)牙和i-fi(2.4ghz頻帶)的頻率非常接近，而且它們的天線靠在一起，再加上兩種協(xié)議完全不協(xié)調(diào)的事實(shí)，最終將導(dǎo)致發(fā)生故障的嚴(yán)重性能挑戰(zhàn)。藍(lán)牙和i-fi芯片組供應(yīng)商在產(chǎn)品中增加了共存接口，實(shí)現(xiàn)了在共享無線頻率媒介上的仲裁，以防止沖突和信號劣化，從而有效解決了這一難題。隨著挪動(dòng)iax(ieee802.16e)的推出，e

8、又面臨新的干擾挑戰(zhàn)，這是因?yàn)樾碌膇ax協(xié)議工作在多個(gè)頻帶(在iax術(shù)語中定義為“形式)，而最常用的是2.3-2.4ghz和2.5-2.7ghz。這種頻率區(qū)間雖然比藍(lán)牙和i-fi之間的大，但仍缺乏以防止共存問題的發(fā)生。一個(gè)典型的使用場合是，用戶一邊利用藍(lán)牙耳機(jī)進(jìn)展蜂窩通話，一邊通過 的iax無線鏈路下載電子郵件或閱讀互聯(lián)網(wǎng)，這時(shí)確保無線接口共存的完美機(jī)制就很有必要。假設(shè)沒有這種機(jī)制，話音質(zhì)量和數(shù)據(jù)包吞吐量下降將導(dǎo)致用戶體驗(yàn)低劣。由于有越來越多的最終用戶使用藍(lán)牙和i-fi配件(如藍(lán)牙耳機(jī)，i-fi路由器)，因此最正確解決方案必須能與已經(jīng)投入使用的設(shè)備一起工作，而不是去修改現(xiàn)有設(shè)備。iax和藍(lán)牙干擾

9、上述情景將用來分析從iax發(fā)射到藍(lán)牙無線鏈路的干擾形式，并確定其影響。圖1所示是一個(gè)由藍(lán)牙耳機(jī)和帶iax功能的挪動(dòng) 組成的系統(tǒng)。藍(lán)牙耳機(jī)的發(fā)射功率是0db。在耳機(jī)天線處收到的信號電平是-40db。藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)要求接收器可以處理最高為-27db的干擾信號。本例中的iax發(fā)射器工作在2.5-2.7ghz頻帶。iax功放(pa)的輸出功率可能高達(dá)+25db。iax和藍(lán)牙發(fā)射天線彼此靠得很近，用戶的手或擺放的外表通常會在它們之間造成10db的途徑損耗。這樣一來，在藍(lán)牙帶通濾波器(bpf)輸入端產(chǎn)生的信號電平為+15db。bpf必須可以通過高達(dá)2.48ghz的頻率(最高的藍(lán)牙跳頻)，因此無法抑制超過3db的

10、無用iax信號，故至少有+12db的干擾信號被傳遞到藍(lán)牙低噪放大器(lna)。圖1：由藍(lán)牙耳機(jī)和帶iax功能的構(gòu)成的通信系統(tǒng)。假定藍(lán)牙抑制才能為-27db，那么很明顯無法有效抑制掉iax信號，這樣就會發(fā)生阻塞。另外，藍(lán)牙lna輸入端如此強(qiáng)的信號可能會超過lna的最大額定輸入功率，最終導(dǎo)致嚴(yán)重的可靠性問題。為了便于討論，本文規(guī)定“本端代表使用的一方，“遠(yuǎn)端代表正在通話的另一方。只要的藍(lán)牙接收電路被iax發(fā)射信號阻塞，遠(yuǎn)端就會聽到“喀喇聲。iax阻塞對本端的影響程度稍低些，因?yàn)閺牡蕉鷻C(jī)存在較高的途徑損耗，但對本端端點(diǎn)的干擾也不能被完全忽略。這種“喀喇聲發(fā)生的概率異常的高。假設(shè)在以下場合(后文有解釋

11、)，中的藍(lán)牙接收器最多有1/6的時(shí)間在用。根據(jù)iax的使用情況，隨著流量的增加，在較高頻率處，藍(lán)牙接收器將會被阻塞。如上所述，藍(lán)牙發(fā)射對iax接收有負(fù)面影響，但不是很嚴(yán)重。解決共存挑戰(zhàn)根據(jù)上文的分析，顯然無法消除或者減輕無線或物理層(phy)的干擾，因?yàn)檫@種干擾是系統(tǒng)與生俱來的。因此，解決方案必須通過更高的層即介質(zhì)訪問控制(a)層來實(shí)現(xiàn)。在a層，可以實(shí)現(xiàn)不同協(xié)議之間的同步，并保證共享頻譜上的帶寬可以以時(shí)分復(fù)用、非并性和公平的方式得到分配。這種解決方案可以消除任何潛在的沖突，同時(shí)仍能保持固有的鏈路性能屬性。把i-fi增參加共存機(jī)制相比照擬簡單。i-fi與以太網(wǎng)非常相似，也是一種載波偵聽多址訪問/

12、沖突檢測(sa/d)協(xié)議，它采用的不是時(shí)間分配機(jī)制，而是沖突檢測和隨機(jī)后退方法。因此也就不可能將異步協(xié)議同步到推薦的共存機(jī)制。不過這個(gè)問題可以通過使用i-fi中稱為非排程自動(dòng)省電(u-apsd)的形式加以解決。這種形式一般用于把i-fi站的功耗降至最低，在該形式下可以進(jìn)入睡眠形式，讓接入點(diǎn)緩存所有發(fā)送往的信息，直到預(yù)定義的緩沖器溢出。當(dāng)退出睡眠形式時(shí)，它向接入點(diǎn)發(fā)送一個(gè)觸發(fā)幀，接入點(diǎn)隨后將所有緩存的數(shù)據(jù)發(fā)送給，從而有效地保持了常規(guī)sa/d操作的類似性能。這種形式在推薦共存機(jī)制中的使用方法是強(qiáng)迫i-fi形式在間隔b1-b2、b7-b14、b19-b20以及b23-b24期間進(jìn)入u-apsd睡眠形式，并在其它時(shí)間內(nèi)(10/24或42%)保持激活狀態(tài)。這樣對i-fi吞吐量造成的影響是很小的，可忽略不計(jì)。其它時(shí)隙(標(biāo)記為“p)代表了對某個(gè)無線鏈路來說可能可用也可能不可用的發(fā)射和接收時(shí)機(jī)，這些時(shí)隙可以用任何傳統(tǒng)的優(yōu)先級算法進(jìn)展分配。前述共存方案的優(yōu)點(diǎn)是：1.只有少許吞吐量的損失就消除了共存問題。2.可以用于任何商用iax基站、支持u-apsd的i-fi接入點(diǎn)