一、藍(lán)牙技術(shù)概述

　　藍(lán)牙作為當(dāng)前市面上智能設(shè)備產(chǎn)品必不可少的一個(gè)模塊，由于其能夠支持大容量的近距離無(wú)線通信，市面上藍(lán)牙的應(yīng)用場(chǎng)景也日益增加。藍(lán)牙的傳輸距離是10米左右，通過(guò)增加發(fā)射功率可達(dá)到100米。藍(lán)牙技術(shù)在全球通用的頻段為2.4GHz，由于其頻帶范圍具有較強(qiáng)的公開性，使得其在使用過(guò)程中不可避免的要受到外部的干擾，影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和安全性，不利于藍(lán)牙技術(shù)的廣泛應(yīng)用。因此，研究藍(lán)牙技術(shù)的抗干擾性能并提出改進(jìn)對(duì)策，對(duì)藍(lán)牙產(chǎn)品未來(lái)的優(yōu)化方向具有重要的指導(dǎo)意義。

　　二、生活中的藍(lán)牙通信干擾

　　各位在使用藍(lán)牙耳機(jī)時(shí)，不知道是否遇到過(guò)以下情況：

　　(1)手機(jī)無(wú)法連接耳機(jī)或無(wú)法保持連接狀態(tài)。

　　(2)連接速度較慢。

　　(3)耳機(jī)聲音斷斷續(xù)續(xù)，或者有嗡嗡的噪音聲。

　　出現(xiàn)以上任一情況，說(shuō)明你的藍(lán)牙耳機(jī)可能受到了外界的干擾。

　　隨著無(wú)線技術(shù)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的無(wú)線設(shè)備出現(xiàn)在我們的生活中。在我們的身邊能接觸到的無(wú)線設(shè)備就有非常多，例如路由器、手機(jī)、車載設(shè)備、耳機(jī)、手環(huán)、打印機(jī)等。如此繁多的電子設(shè)備會(huì)導(dǎo)致信號(hào)傳輸環(huán)境復(fù)雜，對(duì)于藍(lán)牙傳輸?shù)姆€(wěn)定性以及可靠性都是不小的挑戰(zhàn)。尤其在一些如機(jī)場(chǎng)、火車站、商場(chǎng)等人流密集的場(chǎng)景，環(huán)境中不僅充斥著功率強(qiáng)勁的Wi-Fi信號(hào)，同時(shí)還有不少的藍(lán)牙設(shè)備，相互之間可能產(chǎn)生強(qiáng)烈干擾，導(dǎo)致藍(lán)牙斷流的情況發(fā)生。

　　三、藍(lán)牙抗干擾問(wèn)題分析

　　藍(lán)牙系統(tǒng)在2.4GHz工作頻段的電磁干擾問(wèn)題主要有以下兩點(diǎn)：第一，源于藍(lán)牙系統(tǒng)內(nèi)部的電磁干擾。在設(shè)計(jì)藍(lán)牙內(nèi)部電路和接口的過(guò)程中，如果存在設(shè)計(jì)不合理的現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致藍(lán)牙系統(tǒng)內(nèi)部的高頻電磁向外輻射，降低了藍(lán)牙系統(tǒng)內(nèi)部電路工作的穩(wěn)定性，不利于提升藍(lán)牙系統(tǒng)的傳輸速度。第二，來(lái)自現(xiàn)有業(yè)務(wù)的電磁干擾。藍(lán)牙設(shè)備間的通信依靠跳頻和直接序列擴(kuò)譜實(shí)現(xiàn)，其發(fā)射功率在國(guó)家允許的范圍內(nèi)，但受天線形式、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和增益指標(biāo)的影響，不同藍(lán)牙設(shè)備的發(fā)射功率和調(diào)制方式會(huì)有顯著的差異。加上2.4GHz頻段具有較強(qiáng)的開放性，頻段的使用情況較為復(fù)雜，進(jìn)一步引入了電磁干擾的來(lái)源。

　　作為在射頻和微波頻譜中廣泛存在的系統(tǒng)，藍(lán)牙系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)已具有一定的抗干擾的能力。藍(lán)牙采用了多種技術(shù)來(lái)降低受到干擾概率并降低錯(cuò)包率：

　　（1）藍(lán)牙幀長(zhǎng)度短且快。藍(lán)牙數(shù)據(jù)包通常只有一半大小，速度快四倍。擁有小而快的數(shù)據(jù)包可以更有效地使用頻譜并顯著降低沖突的可能性。

　?。?）藍(lán)牙自適應(yīng)跳頻技術(shù)（AFH）。通過(guò)采樣RSSI檢測(cè)方法或PER檢測(cè)方法對(duì)藍(lán)牙信道進(jìn)行評(píng)估，將信道分為好信道，壞信道和未知信道。自適應(yīng)跳頻從中挑選20個(gè)信道進(jìn)行跳頻，可以有效避開干擾。

　　盡管藍(lán)牙系統(tǒng)有上述兩項(xiàng)技術(shù)，但仍然不可避免的受到干擾。當(dāng)藍(lán)牙系統(tǒng)的運(yùn)作不再如預(yù)期時(shí)，干擾就成為一個(gè)難題了。即使管理機(jī)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)組織對(duì)每個(gè)頻帶的無(wú)線操作和協(xié)議進(jìn)行了定義，有意和無(wú)意輻射體都會(huì)對(duì)系統(tǒng)性能造成不利影響。

　　無(wú)意輻射體包括：

　　?電氣設(shè)備

　　?外部電源

　　?數(shù)字鐘表

　　?紅外遙控器

　　?微波爐

　　?熒光燈和等離子燈

　　?功率線路

　　根據(jù)47 CFR 15.3，無(wú)意輻射體是任何以至少9 kHz的頻率工作，從而產(chǎn)生RF波，但不是專門設(shè)計(jì)用于作為RF源的電氣或電子設(shè)備。無(wú)意輻射體可產(chǎn)生寬帶噪聲或可能對(duì)周圍環(huán)境的無(wú)線電信號(hào)傳播進(jìn)行調(diào)制。

　　有意輻射體包括：

　　?廣播無(wú)線電

　　?衛(wèi)星

　　?雷達(dá)

　　?移動(dòng)無(wú)線電

　　?無(wú)繩電話

　　有意輻射體覆蓋支持無(wú)線電的電子設(shè)備，包括大多數(shù)Wi-Fi，3G，4G，5G，藍(lán)牙，LTE、有源RFID設(shè)備、支持GPS的設(shè)備等。

　　四、WTS-9000抗干擾測(cè)試系統(tǒng)

　　中承科技獨(dú)立設(shè)計(jì)的抗干擾測(cè)試系統(tǒng)，采用自主研發(fā)的具備完整802.11/15系列協(xié)議棧，能夠支持Wi-Fi,藍(lán)牙協(xié)議棧級(jí)別的定制化開發(fā)。

　　在輻射近場(chǎng)，表征移動(dòng)終端整機(jī)效能的指標(biāo)如TRP、TIS，和天線方向圖的峰值緊密相關(guān)，通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)南潴w設(shè)計(jì)和測(cè)量天線優(yōu)化，被測(cè)件的峰值大小及方向性等均能做準(zhǔn)確測(cè)量，其測(cè)量系統(tǒng)總誤差與輻射遠(yuǎn)場(chǎng)極為相似。支持引入Wi-Fi/BT作為干擾源，通過(guò)儀表設(shè)備能夠精準(zhǔn)控制不同干擾源的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)，不僅能模擬一些同頻、鄰頻等一些典型的干擾測(cè)試場(chǎng)景，同時(shí)可以快速檢測(cè)產(chǎn)品在有無(wú)干擾環(huán)境下各項(xiàng)性能指標(biāo)的差異并通過(guò)數(shù)據(jù)指標(biāo)更直觀地將問(wèn)題原因呈現(xiàn)出來(lái)。

　　4-1 WTS-9000抗干擾測(cè)試系統(tǒng)