一、藍牙技術概述

　　藍牙作為當前市面上智能設備產品必不可少的一個模塊，由于其能夠支持大容量的近距離無線通信，市面上藍牙的應用場景也日益增加。藍牙的傳輸距離是10米左右，通過增加發(fā)射功率可達到100米。藍牙技術在全球通用的頻段為2.4GHz，由于其頻帶范圍具有較強的公開性，使得其在使用過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，不利于藍牙技術的廣泛應用。因此，研究藍牙技術的抗干擾性能并提出改進對策，對藍牙產品未來的優(yōu)化方向具有重要的指導意義。

　　二、生活中的藍牙通信干擾

　　各位在使用藍牙耳機時，不知道是否遇到過以下情況：

　　(1)手機無法連接耳機或無法保持連接狀態(tài)。

　　(2)連接速度較慢。

　　(3)耳機聲音斷斷續(xù)續(xù)，或者有嗡嗡的噪音聲。

　　出現(xiàn)以上任一情況，說明你的藍牙耳機可能受到了外界的干擾。

　　隨著無線技術的不斷發(fā)展，越來越多的無線設備出現(xiàn)在我們的生活中。在我們的身邊能接觸到的無線設備就有非常多，例如路由器、手機、車載設備、耳機、手環(huán)、打印機等。如此繁多的電子設備會導致信號傳輸環(huán)境復雜，對于藍牙傳輸?shù)姆€(wěn)定性以及可靠性都是不小的挑戰(zhàn)。尤其在一些如機場、火車站、商場等人流密集的場景，環(huán)境中不僅充斥著功率強勁的Wi-Fi信號，同時還有不少的藍牙設備，相互之間可能產生強烈干擾，導致藍牙斷流的情況發(fā)生。

　　三、藍牙抗干擾問題分析

　　藍牙系統(tǒng)在2.4GHz工作頻段的電磁干擾問題主要有以下兩點：第一，源于藍牙系統(tǒng)內部的電磁干擾。在設計藍牙內部電路和接口的過程中，如果存在設計不合理的現(xiàn)象，會導致藍牙系統(tǒng)內部的高頻電磁向外輻射，降低了藍牙系統(tǒng)內部電路工作的穩(wěn)定性，不利于提升藍牙系統(tǒng)的傳輸速度。第二，來自現(xiàn)有業(yè)務的電磁干擾。藍牙設備間的通信依靠跳頻和直接序列擴譜實現(xiàn)，其發(fā)射功率在國家允許的范圍內，但受天線形式、系統(tǒng)結構和增益指標的影響，不同藍牙設備的發(fā)射功率和調制方式會有顯著的差異。加上2.4GHz頻段具有較強的開放性，頻段的使用情況較為復雜，進一步引入了電磁干擾的來源。

　　作為在射頻和微波頻譜中廣泛存在的系統(tǒng)，藍牙系統(tǒng)在設計時已具有一定的抗干擾的能力。藍牙采用了多種技術來降低受到干擾概率并降低錯包率：

　?。?）藍牙幀長度短且快。藍牙數(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。

　?。?）藍牙自適應跳頻技術（AFH）。通過采樣RSSI檢測方法或PER檢測方法對藍牙信道進行評估，將信道分為好信道，壞信道和未知信道。自適應跳頻從中挑選20個信道進行跳頻，可以有效避開干擾。

　　盡管藍牙系統(tǒng)有上述兩項技術，但仍然不可避免的受到干擾。當藍牙系統(tǒng)的運作不再如預期時，干擾就成為一個難題了。即使管理機構和標準組織對每個頻帶的無線操作和協(xié)議進行了定義，有意和無意輻射體都會對系統(tǒng)性能造成不利影響。

　　無意輻射體包括：

　　?電氣設備

　　?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，無意輻射體是任何以至少9 kHz的頻率工作，從而產生RF波，但不是專門設計用于作為RF源的電氣或電子設備。無意輻射體可產生寬帶噪聲或可能對周圍環(huán)境的無線電信號傳播進行調制。

　　有意輻射體包括：

　　?廣播無線電

　　?衛(wèi)星

　　?雷達

　　?移動無線電

　　?無繩電話

　　有意輻射體覆蓋支持無線電的電子設備，包括大多數(shù)Wi-Fi，3G，4G，5G，藍牙，LTE、有源RFID設備、支持GPS的設備等。

　　四、WTS-9000抗干擾測試系統(tǒng)

　　中承科技獨立設計的抗干擾測試系統(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,藍牙協(xié)議棧級別的定制化開發(fā)。

　　在輻射近場，表征移動終端整機效能的指標如TRP、TIS，和天線方向圖的峰值緊密相關，通過嚴謹?shù)南潴w設計和測量天線優(yōu)化，被測件的峰值大小及方向性等均能做準確測量，其測量系統(tǒng)總誤差與輻射遠場極為相似。支持引入Wi-Fi/BT作為干擾源，通過儀表設備能夠精準控制不同干擾源的各項參數(shù)指標，不僅能模擬一些同頻、鄰頻等一些典型的干擾測試場景，同時可以快速檢測產品在有無干擾環(huán)境下各項性能指標的差異并通過數(shù)據(jù)指標更直觀地將問題原因呈現(xiàn)出來。

　　4-1 WTS-9000抗干擾測試系統(tǒng)