为什么WiFi和Bluetooth都在2.4GHz频段下使用，但没有干扰？

Tom Chen

作为一个小白，想问一下为什么

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莎啦啦

最近工信部发了个通知，针对蓝牙Wi-Fi频段干扰，正好让我们一窥干扰问题是怎么解决的。

继续看这个文件，

第四条这里提到了两种频率共存避免干扰所需的技术：发射功率控制、动态频率选择。不过这是针对5.1GHz波段的。对于题主所问2.4GHz设备，我们要看附件2。

附件2是一个充满术语，公式，表格的技术文档。所以我们忽略细节，只看标题。其中第一、二、四节是和2.4GHz设备有关的：

第一节，发射前搜寻。里面分三个小部分，分别是跳频技术、基于帧结构非跳频技术、基于负载非跳频技术。

第二节，监测和避让。里面分两个小部分，分别是跳频技术和非跳频技术。

第四节：限制等效占用率。

综上所述，在这里使用的技术有

• 发射功率控制
• 动态频率选择
• 发射前搜寻
• 检测与避让
• 限制占用率
  

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看完了通知，现在来看看实际空中信号的样子。我先从网上搜索得到的一张蓝牙信号和Wi-Fi信号的频谱图：

信号相当干净。上方叫“频谱图”，横轴是频率，纵轴是信号强度。下面的彩图叫“频谱瀑布图”，横轴和上面的频谱一样是频率，而信号强度用颜色表示，越亮信号越强。纵轴是时间，工作时彩图不断地向下平移，最新的情况在最上面，像瀑布一样。

频谱图上那些【蓝色的牙】就是蓝牙的跳频信号。右侧那个【巨大的波】是Wi-Fi。注意瀑布图，这些信号随时间不断跳动，尤其Wi-Fi信号只有两次突发传输。

我又把我手边的频谱仪调到2.4GHz波段，随便截了两张图，这就是此时此刻我桌子上的真实信号：

这张图覆盖了2459～2479MHz共20MHz的带宽，左半部分是就是传说中的Wi-Fi第11频道，中心频率2462 MHz。11频道右侧12频道，中心频率2467，有部分频谱和11频道重合。再右侧中心频率2472的13频道明显要空闲一些。

可以看到宽带的Wi-Fi信号，是猝发传输的。使用相同频道的不同Wi-Fi分时使用信道。图中还能看到普通的20MHz带宽Wi-Fi和霸气的40MHz带宽高速Wi-Fi。

右面有几条蓝牙传输，蓝牙的带宽是1MHz，和Wi-Fi相比窄了很多。这些蓝牙躲开了繁忙的11、12频道，躲在频率较高的右侧。但也免不了偶尔被40MHz的高速Wi-Fi骚扰一下。

这张图显示了繁忙的Wi-Fi 6频道和较为空闲的Wi-Fi 4频道。注意2426MHz那个信号比较强的蓝牙，在4频道空闲的间隙里传输。

为了大家的赞，特地买了低噪放，改进设备更新一张图：这次蓝牙信号看得更清晰，能清楚地看到蓝牙信号在WIFI的时间间隙、频率空隙中传输。

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下面是我的BB时间：

现在的Wi-Fi和蓝牙基本都使用了上述手段中的一种或多种，可以在物理层减少干扰。除此之外，应用纠错编码、出错重发等手段，进一步提高干扰环境下的通信性能。

实际使用中，如果发射信号的无线网卡距离蓝牙鼠标的接收机太近（几厘米这种），强大的WIFI信号可能会阻塞掉蓝牙接收机，导致蓝牙键鼠失灵，这是最容易感受到的有害干扰。总之通过各种手段把干扰控制在可以接受的范围内，就可以做到频率共存共同使用。

最后不忘作为业余无线电爱好者，根据划分和IARU的建议，2.4GHz有50MHz共用频谱用于业余卫星，而5.8GHz上共用问题要严重一些，全部频率都在业余划分之内。理论上频谱使用权是 有执照的WiFi等应用 = 其他主要业务 > 业余电台 >≈ 无需执照的应用。工作在这里的业余电台也应该通过频率选择，开发新的业余无线电技术等手段，共享频谱资源。

不同用户共享频率，充分利用无线电频谱资源是我们的目标，是技术进步的方向。

mituone

当两个设备发出的信号发生重叠，并导致接收端接收到的信号无法解析时，就会出现所谓的干扰。如果这个干扰一直持续，则会影响通信。在ISM 2.4G频段上，
Bluetooth BR/EDR有79个Channel，频宽为1MHz，Channel k的中心频点 f=2402+k MHz, k=0,…,78。
Bluetooth LE有40个Channel，频宽为2MHz，Channel k的中心频点 f=2402+k*2 MHz, k=0,…,39。
Wi-Fi有14个Channel，频宽为20MHz或40MHz，Channel k的中心频点 f=2412+(k-1)*5 MHz, k=1,…,14。
从上面可以看到，Wi-Fi和Bluetooth的工作频段是重合的。一个20MHz频宽的Wi-Fi Channel里的信号可能会和10个Bluetooth BR/EDR的Channel里的信号出现互相干扰的情况。
Wi-Fi设备通常工作在固定的某个Channel上，工作在同一个Channel上的设备采用竞争的方式来使用该Channel。某个Wi-Fi Channel里的Wi-Fi信号可能是断断续续的，也可能是一直被挤占的。
Bluetooth采用的是跳频技术，按照约定好的随机序列从一个Channel以每秒1600跳的频率到另一个Channel。Bluetooth设备在固定的时间里(625us)在一个Channel收发数据，接着跳到另一个Channel，这里可能会用到所有的Bluetooth Channel。
显然，从上面Wi-Fi和Bluetooth的技术实现来看，相邻的Wi-Fi和Bluetooth设备有可能会出现信号重叠情况，也就是说可能会出现干扰。
由于Bluetooth使用跳频技术，它的信号并不会长时间停留在某个Wi-Fi Channel内，因此这里的相互影响并不会持续很久。
另外，Bluetooth还提供AFH (Adaptive Frequency Hopping，自适应跳频)技术，当某些Bluetooth Channel在一定时间内受到的干扰比较严重时，它可能会把这些Channel剔出跳频序列。
在简单的环境里，比如只有Wi-Fi和Bluetooth设备，并且所有的Wi-Fi设备都工作在同一个Channel上，则Bluetooth设备只有很小的概率会被Wi-Fi信号影响。
在复杂的环境里，比如存在大量的Wi-Fi设备，并且Wi-Fi设备分别工作在不同的Channel上，覆盖了整个2.4G频段，则对于Bluetooth设备来说，无论跳频到哪个Channel上，都有可能受到Wi-Fi信号的干扰。

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