干擾是任何無線技術提供可靠數據通信時所遇到的最大挑戰之一。由于藍牙、Wi-Fi和802.15.4等無線技術設備共享一個傳輸介質，如果一個正在傳輸的數據包與另一個正在傳輸的數據包在完全相同的時間和相同的通道上發生沖突，數據包就有可能損壞或丟失。

為了克服干擾并找到一條避免數據包沖突的清晰傳輸路徑，藍牙技術使用一種被稱為自適應跳頻（AFH，adaptive frequency hopping）的跳頻擴頻（FHSS，frequency-hopping spread spectrum）形式。藍牙將頻段劃分為較小的通道（如低功耗藍牙為40個通道），并在傳輸數據包時在這些通道之間快速跳轉。為了進一步降低干擾概率，藍牙會調整其跳轉順序。在發送數據包時，嘈雜和繁忙的通道會被隨時追蹤并避開。

近日，藍牙技術聯盟（Bluetooth SIG）的開發者關系經理Martin Woolley發布了一篇專題文章：理解藍牙技術的可靠性。在這篇深入剖析藍牙可靠性的文章中，Woolley解釋了藍牙技術如何利用自適應跳頻降低沖突概率并減少不可避免的丟包。

下文摘自Woolley此篇文章。

自適應跳頻 （AFH）

無線電通信的主要挑戰之一是沖突（collisions），在繁忙的無線電環境中，沖突問題尤為嚴重。之前我們探討了沖突，并解釋了當兩臺或以上設備在重疊時間段內在同一無線電通道上傳輸數據時，就會發生沖突。如果不同的無線電技術（如藍牙和Wi-Fi）同時使用一個無線電頻譜，就會相互干擾。

藍牙技術通過使用擴頻技術（spread spectrum）來降低沖突的風險。當兩個設備連接時，需要一種稱為自適應跳頻（adaptive frequency hopping）的特定技術。

在每個連接事件中，一對連接設備可以使用它們的無線電以精確的時間間隔交換數據包。但除此之外，在每次連接事件開始時，都會發生跳頻，使用通道選擇算法（channel selection algorithm）從可用通道集合中確定一個無線電通道。然后，所連接的每個設備將切換到選定的通道。隨著時間的推移和一系列連接事件的發生，通信將通過頻繁變化的一系列不同通道進行，這些通道分布在2.4 GHz頻段上，從而大大降低了發生沖突的概率。

在低功耗藍牙使用的40個通道中，有37個通道（稱為通用通道，general purpose channels）可在連接通信時使用。

跳頻對互聯設備之間的通信可靠性做出了很大的貢獻，而藍牙則更進一步提高了通信可靠性。

在特定環境中，一些藍牙無線電通道可能無法正常工作，這可能是因為它們受到了干擾的影響，而其他通道能夠可靠地工作。隨著環境中無線通信設備的增加和刪除，可靠的通道和不可靠的通道可能會逐漸改變。

連接的主設備產生一個通道圖（channel map），該圖將每個工作良好的通道分類為“已使用”或“未使用”。可使用鏈路層程序將通道圖與第二臺設備共享，以便它們能夠共享關于哪些通道將被使用和哪些通道將不被使用的信息。

設備使用特定實施技術監測每個通道的運行情況。當確定一個或多個之前工作的通道不再適用時，通道圖就會被更新。反之，如果發現之前運行狀況不佳的通道現在運行良好，該通道狀態也會在通道圖中更新。之后，通道地圖更新將與第二個設備共享。通過這種方式，藍牙可以確保它只使用已知的好通道，避開有問題的通道，并保持通道圖的更新，使其始終反映正在使用的最佳通道子集。這就是藍牙自適應跳頻系統的自適應能力。

圖10 - 自適應跳頻在各通道上分配通信量

圖10顯示了測試過程中兩個連接設備使用藍牙通道的方式以及將無線電使用分配到ISM 2.4 GHz頻譜中的高效方式。在圖表的底部，可以看到以MHz為單位的通道指數和頻率。通道指數（channel index）是間接引用一個無線電通道的方式。
編輯：hfy