PTA是什么？BT-WIFI共存【经验】支持3线PTA的Bluetooth SDK，解决蓝牙与WIFI共存难题

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我是靠谱客的博主敏感老虎，最近开发中收集的这篇文章主要介绍PTA是什么？BT-WIFI共存【经验】支持3线PTA的Bluetooth SDK，解决蓝牙与WIFI共存难题，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

蓝牙和WIFI共存设计

　　蓝牙和802.11b/g/n都可能工作在2.4GISM，可能互相干扰。干扰的典型应用之一是VOIP，用手机的WLAN打VOIP电话，用蓝牙耳机来通话。互相干扰的后果是用户能感觉到通话质量的下降。
　　设计上有些方法能够减少相互干扰，尽量维持蓝牙和wifi的throughput，使得用户的使用体验不受影响。方法主要是AFH和分时。

　　是否存在相互干扰和相互干扰是否严重受以下条件影响：
　　1．共用天线还是单独用自己天线
　　2．干扰是噪音还是阻塞
　　3．蓝牙通信频率是否落在wifi带内
　　4．蓝牙和wifi是接收还是发射
　　5．蓝牙和wifi的具体应用的通信特点

　　共用天线还是单独用自己天线
　　如果蓝牙和wifi使用单独的天线，蓝牙天线和wifi天线之间的隔离大小会影响干扰的程度。如果认为有一定的隔离度，蓝牙和wifi是可以同时发射或者接收的。
　　如果蓝牙和wifi共用天线，蓝牙和wifi不可以同时工作。（如果不考虑相互干扰，可以同时接收。）

　　干扰是噪音还是阻塞
　　干扰分为两种。一种是噪音，主要发生在频率冲突时；另一种是大信号阻塞，和频率是否冲突没有关系，和具体射频设计及天线间隔离有关系。

　　蓝牙通信频率是否落在wifi带内
　　如果蓝牙通信频率落在wifi频带内，噪音干扰和阻塞干扰都会有。如果蓝牙通信频率落在wifi频带外，只有阻塞干扰。
　　AFH是针对噪音干扰最好的方法，蓝牙和wifi的性能都能维持100％。唯一问题是无法解决阻塞干扰。

　　蓝牙和wifi是接收还是发射
　　假设蓝牙和wifi使用自己单独的天线，蓝牙和wifi是能够同时发射和同时接收的。如果一个发射，一个接收，在频率冲突时会有相互干扰。另外，同时发射可能会对另一侧设备带来干扰。

　　蓝牙和wifi的具体应用的通信特点
　　共存时相互干扰是否严重还和具体应用时通信特点有关。比如数据量是否大，是否是数据流，是否是timecritical的。所以有的设计是host可以根据不同应用配置不同的优先级，以达到最好的tradeoff。
　　
　　主要设计方法简单介绍:
　　AFH
　　AFH是解决噪音干扰的最好方法。通过在跳频频率中避开wifi的频带，既可以避免频率冲突带来的干扰，也丝毫不损失蓝牙和wifi的性能。另外，AFH不只针对wifi干扰，道理上其它干扰源也可以避开。
　　AFH功能包括两个方面，一是channel的好坏区分；二是使用新的channellist跳频。
　　Channel的好坏区分有三种来源，一是自己通过scanRSSI或者检查PER等方式自己区分channel；二是通过另侧设备的区分信息，如master取slave的区分结果，或slave依照master的区分结果；三是依靠host通过HCI命令set_AFH_host_channel_classification传下来。
　　蓝牙和wifi共存设计中，host通过HCI命令告诉蓝牙哪些channel不可用是很有效的。如果蓝牙自己区分，应该既自己检查channel，也需要读另侧设备的区分信息，因为两者如果距离稍远，可能看见的badchannel是不同的。

　　分时（TDM，PTA）
　　分时是利用蓝牙和wifi间的握手信号，使蓝牙和wifi分时在2.4G工作，这样可以避免噪音干扰和阻塞干扰。问题是会降低蓝牙和wifi的throughput。所以这个机制应该只在AFH不能提供良好效果时使用。
　　802.15.2中有规定仲裁方式和信号（PTA，packettrafficarbitration）的框架，很多蓝牙芯片厂商也有自己专有的握手信号定义。道理上来讲我们的设计还需要了解主流wifi芯片的握手信号定义。
　　这些握手信号都差不多。简单说明如下：

　　2－wire
　　Wifi给蓝牙信号wl_active，表示wifi有通信，如果这个信号asserted，蓝牙应该只接收/发射highpriority的包，其它包delay。
　　蓝牙给wifi信号bt_priority，表示蓝牙要发highpriority的包，wifi必须停止当前通信。
　　可以看出，这两根信号分别是保护wifi和蓝牙通信的。所以assert的多与少会影响2.4G带宽在两者间的分配。
　　从蓝牙芯片设计的角度，蓝牙芯片必须支持对于包优先级的区分和delay包的处理。一般来说，定时同步，inquiry，page，SCO等是高优先级，传送数据的包则是普通优先级。如果处理得细致和灵活，很多参数是需要可以配置和可调的，因为可能需要host根据具体应用来配置。
　　如果蓝牙芯片知道wifi的频带，bt_priority也可以只在频率冲突时拉起。

　　3－wire
　　三线方案和两线方案相似。多加一根蓝牙输出的bt_active，这样和bt_priority一起可以表示两种优先级的蓝牙通信。

　　4－wire
　　四线方案和三线方案相似，再多加一根蓝牙输出的bt_freq，指示蓝牙通信是否和wifi频带冲突。

　　PTA
　　802.15.2中没有规定PTA具体的硬件接口和仲裁判定，是依赖实现的。也有类似上述的2/3/4线方案。但PTA的基本思想是蓝牙和wifi提交申请给PTAcontroller，（一般PTAcontroller集成在wifi中），由PTAcontroller来许可。所以PTA中的相关信号都是指将要的操作，不同于上面的是指已经发生的操作。

　　WCS
　　WCS是intel的wirelesscoexistencesystem缩写，是intelwifi的握手定义，两根线，ch_data和ch_clk/bt_priority，完成握手和频带信号传递功能。具体时序定义没有看到，要签intel的NDA才有，估计笔记本上用得较多。
　　只要把握分时和优先级的tradeoff原则，握手接口和分时机制还可以有很多变化和配置，以求对用户最好的使用体验。
　　RDA5868+,RDA5870都支持蓝牙WIFI共存分时设计,在原理图连接时,连接如下:

　　RDA5870：
　　Pin37：WL_ACTIVE
　　Pin27：BT_PRIORITY

　　RDA5868＋：
　　Pin28：WL_ACTIVE
　　Pin27：BT_PRIORITY

转自： https://blog.csdn.net/weixin_30666943/article/details/96159526

【经验】支持3线PTA的Bluetooth SDK，解决蓝牙与WIFI共存难题

当前我们设计的产品功能越来越复杂，在设计蓝牙产品时不可避免的要与WIFI一同使用，由于蓝牙与WIFI都是2.4GHz的频段，如何解决同频干扰是我们不得不面对的一个难题。

Silicon Labs提供的Bluetooth SDK从V2.6.0版本开始引入了3线的PTA，可以解决蓝牙与WIFI共存的难题。PTA是Packet Traffic Arbitration的缩写，这是IEEE 802.15.2(2003)引入的一种协议，只是作为推荐使用，并不是一个标准。PTA机制是基于两个无线网络的业务负载动态地协调它们的工作状态。

在IEEE的说明中PTA的连接可以采用1，2，3，4线方式，Bluetooth SDK 2.6.0支持的是WI-FI设备中常用的3线PTA方式，3线PTA的信号定义如下：

GRANT
REQUEST
PRIORITY

三个信号的功能如下：

GRANT：Wi-Fi设备在不忙时给出GRANT有效信号，蓝牙设备收到这个信号后可以进行无线的发送或接收。

REQUEST：蓝牙设备也可以主动发出这个信号请求2.4GHz频段，Wi-Fi设备在内部控制蓝牙与Wi-Fi的优先级，并且在发生冲突时，设备可以选择允许蓝牙或Wi-Fi使用2.4GHz频段。

PRIORITY：这个信号允许蓝牙表示正在接收或发送的是高优先级或低优先级消息。Wi-Fi设备将这个外部优先级请求与内部Wi-Fi优先级进行比较，并决定允许蓝牙或Wi-Fi哪一个使用这个频段。

有了这样一个机制，可以很好保证蓝牙与Wi-Fi共存的问题。同时在软件上Bluetooth SDK中有提供共存接口（coex）函数，通过这些函数可以方便的实蓝牙与Wi-Fi的共存。详细的函数说明可以参考Bluetooth SDK的说明文档。

Bluetooth SDK适用于Silicon Labs EFR32BG与EFR32MG系列的无线蓝牙SOC产品，EFR32BG支持蓝牙功能，EFR32MG即支持蓝牙功能还支持ZIGBEE功能。这两个系列的芯片内部集成ARM Cortex-M4微控制器及2.4GHz射频。BLE 射频兼容BT5.0和支持Bluetooth Mesh功能，集成BALUN和PA，接收灵敏度可以达到-103.3dBm,可编程输出功率最大可以达到+19dBm,外围匹配电路最少只需要两个器件，设计简单，可以实现较远的通讯距离，芯片内部集成有AES256、ECC等硬件的加密引擎，同时芯片还集成有USART、I2C、I2S、SPI等数字外设及ADC、DAC、LESENSE（低功耗传感器接口）等丰富的模拟外设。EFR32BG，EFR32MG系列适合用于IoT、智能门锁等产品的设计。