無線網路的快速成長，為將資訊傳送到使用者指尖的方式帶來革命性改變，這樣巨大的改變，產生許多連制定標準的組織都始料未及的應用方式和使用情境...
無線網路的快速成長，為將資訊傳送到使用者指尖的方式帶來革命性改變，這樣巨大的改變，產生許多連制定標準的組織都始料未及的應用方式和使用情境，因此，某些使用情境(特別是和掌上型裝置相關的應用)必然已開始為系統設計工程師帶來嚴峻的挑戰。
無線通訊的二種最普及化標準－IEEE 802.11b/g無線區域網路(WLAN)和藍芽(Bluetooth)，絕對有必要攜手合作，因為越來越多的設計將兩者建構在同一台掌上型裝置之中。不過，這二種普及化科技的結合，即將成為一大難題，其原因來自以下4個彼此相關的實際狀況(圖1)：
‧IEEE802.11b/g和Bluetooth使用相同的2.4GHz ISM頻帶(雖然二者採用不同的存取機制)。
‧制定標準的組織當初並未完全預期WLAN和Bluetooth二者發生爭用相同頻譜的所有可能使用方式。因此雙方各自的組織並沒有在他們的標準內，針對干擾問題建立涵蓋完整、強韌，且能夠和諧相處的機制。
‧當Bluetooth和WLAN收發器同時使用而形成繁重頻寬利用率，很容易讓建置在這二種標準的錯誤修正機制(為了管理典型干擾情形而設計的機制)超荷失效。
‧同機並存的結果，在基本的頻譜存取問題外又增加接收器鈍化(Desensitized)問題。
要讓Bluetooth和WLAN二者並存作業是一件說比做容易的事，不過這可以透過對干擾情形的仔細分析發展出解決方案。然而，專家們很快就發現，若要設計一個完整而有效的方案，二者之間必須存在一種可以相互通訊的方法。
由於這二種標準並未建立任何可供交換訊號狀態資訊的機制，所以必須尋求其他方法才能達成將二者干擾減至最低的目標。儘管業界已發展出一些毋須要求這二種裝置相互通訊的技術，例如Bluetooth的適應性跳頻技術(Adaptive Frequency Hopping，AFH)。不過，若要針對最嚴重問題而開發出最有效且完整方案，則可以交由半導體廠商負責，因為半導體廠商可以將資訊交換能力建置在Bluetooth和WLAN晶片組的設計內。
這些探討所導出的一個重要結論是，在欠缺一個標準協定的情形下，唯有IC廠商能提供完備的方案。不過，在我們深入討論多面向的干擾問題之前，比較重要的是先了解使用場合與環境，其中大部分是我們未曾預期的。
需要在同一台掌上型裝置同時擁有WLAN和Bluetooth功能的主要理由，很單純的是因為這二種科技各針對不同的應用而設計。Bluetooth最常用於連接無線耳機、將資料檔案傳送到支援Bluetooth的輸出裝置(例如印表機、電視等)，以及和PC進行資料交換/同步化。
建立WLAN標準的主要動力則來自非常不同的環境－聯網辦公室(Networked Office)。除了使用於個人或企業網路之外，WLAN也因為可以透過設置在諸如咖啡店、飯店大廳和機場的Hot Spots，高速便捷連接Internet而加速普及中。
兩種標準的成功促使設計行動電話、PDA和可攜式消費性電子裝置，且希望提供上述完整功能性(包括短距離Peer-to-peer對等連接和網路連接性)的系統製造商，必須在設計上結合Bluetooth和WLAN。
其他WLAN/Bluetooth使用場合並不難以預測，包括在WLAN之上支援Voice over Internet Protocol(VoIP)，同時透過Bluetooth連接耳機，以及將一個WLAN網路切換到一個Bluetooth網路，和擁有混合設定的環境等。
Bluetooth和WLAN之間的相互干擾，最可能發生的場合是當二種裝置在同一個地理區域嘗試收發訊號，而不論訊號發射器是否位於相同的掌上型裝置。
Bluetooth採用跳頻做為其存取機制。Bluetooth訊號發射器是在79個1MHz寬的頻道之間跳躍，每秒1,600個躍程(Hop)。另一方面，802.11b/g採用傾聽後對話(Listen-before-talk)的載波感測多重存取(Carrier Sensing Multiple Access)機制，使用三個特定、非重疊、22MHz寬的頻道。因此，27.8%的機率(22除以79)會發生於Bluetooth試圖在一個WLAN頻道內傳送訊號。根據WLAN訊號的相對強度，其結果可能是Bluetooth訊號，或者Bluetooth和WLAN二種訊號都發生錯誤，而接收端將無法解讀資料。
如果Cell網路的流量夠低，那問題就可以仰賴既有的標準修正。二種系統的標準都定義了錯誤修正協定，基本上會要求系統退回資料並重新傳送。然而，如果流量大則重傳的結果將只會導致問題更嚴重，因為那會產生更多流量，有效的資料傳輸產能也因此大幅下降。
要為同機並存問題找出有效的解決方案並不會太困難，即使是繁重傳輸狀態。一旦Bluetooth辨別(根據其所遭遇的干擾) WLAN正在使用特定的22MHz ISM頻帶，它就可以避開那個特定頻帶，這項技術稱為適應性跳頻，而藍芽特殊利益組織(Bluetooth SIG)已延伸其標準，在Bluetooth Version 1.2支援AFH。
隨著越來越多製造商將WLAN和Bluetooth整合到同一台行動電話或PDA，讓二者的收發器緊密相鄰的結果，使得另一個問題也逐漸浮現。由於低雜訊接收放大器在訊號鏈內是位於頻道濾波器的前方，因此它必須處理來自整個ISM頻譜帶的所有內送訊號(Incoming Signals)。換句話說，接收器對於所有內送訊號(不論頻道為何)都極為敏感。
同機並存干擾的發生是因為二個收發器相距太近，從一個裝置發射的訊號，會導致另一裝置的低雜訊放大器(LNA)飽和而使其接收器變成鈍化，在一段短期間內，它將無法成功的接收一個合法訊號，該訊號可能會比其他發射器的訊號弱1,000萬倍以上。因此，設計上的必然結果就是要建立一種方法，避免發生一個系統發射訊號而另一系統接收訊號的情形。
另一個重要的問題是如果二個系統同時發射訊號，則設定上的非線性(Non-linearities)可能造成二個發射訊號交叉調變，其所產生的突波可能導致整個裝置無法通過FCC認證。
IEEE 802.15.2的建議措施提供四種機制可以用來避免同時傳輸問題，不過該規範並沒有要求必須採用任何一種，這些機制可分為協同作業和非協同作業︰
‧協同作業機制：要求Bluetooth和WLAN在存取傳輸媒介時進行資訊交換。Packet Traffic Arbitration(PTA)、Alternating Wireless Medium Access(AWMA)和Deterministic Spectral Excision (DSE)都是IEEE 802.25.2建議的協同作業機制。
‧非協同作業機制要求Bluetooth或WLAN採取獨立的方法以避免干擾。先前討論的適應性跳頻(AFH)就是一種非協同作業機制。Bluetooth本身採取所有規避動作，但單憑一方的作為並無法解決收發器鈍化問題。
AWMA是一種簡單的程序，將訊號收發的時間區隔，劃分成一個Bluetooth時間區隔和一個WLAN時間區隔，雖然概念上很簡單，不過這個機制有顯著的缺點，亦即它要求所有使用中的AP基地台進行現場升級。
DSE是將Bluetooth視為22MHz頻寬802.11b/g訊號的一個窄頻干擾，它屬於一種抑制性的技術，在Bluetooth訊號頻率的地方將一個Null值放入802.11b/g接收器。由於Bluetooth的每一個封包傳輸都會跳到一個新的頻率，因此802.11b/g接收器需要知道其跳頻樣式(Pattern)以及Bluetooth發射器的時序，這項額外的訊號處理顯著增加既有WLAN接收器的複雜性，而未能解決同機並存問題。
PTA建置一個控制管理器(Control Supervisor)，其功能類似介於WLAN和Bluetooth MACs之間的分時交通控制器。控制管理電路確保每一個MAC協定都採用協商機制(Handshake Mechanism)，在實際的資料傳送之前進行傳輸授權程序，它提供一種動態的演算法執行交通排程，而裝置需要知道時間－頻率碰撞。PTA在建置上不會遭遇上述AWMA和DSE的類似問題。
飛利浦半導體的同機並存方案主要是透過PTA建置，該方案要求介於Bluetooth和802.11b/g晶片之間的實體連接，以及軟體修正，不過，由於問題是由並存於相同掌上型裝置的發射器所造成，因此並不需要變更已佈署的設備。
WLAN晶片需要額外的專用邏輯，以狀態機(State Machine)形式建置，因為從接獲通知收到或送出一個訊框(Frame)，到WLAN收發器實際上傳出或收到一個訊框之間僅相隔數個微秒(Microseconds)。換句話說，單憑軟體並無法達到夠快的回應。
為了涵蓋所有可能的收發情形，包括片段化訊框、訊框脈衝，以及Bluetooth的雙重角色(Master/Slave)模式，在Bluetooth和WLAN晶片之間總共要設定四個訊號路徑。圖2顯示晶片組態和控制訊號RXIND(WLAN接收指示器)、WL(WLAN仲裁訊號)、BT(Bluetooth仲裁訊號)，以及PRI(Bluetooth優先性指示器為非常重要之通訊交通專用)。
BT和WL是基本仲裁訊號，它們依照下述方式簡化仲裁程序：如果Bluetooth想要傳輸訊號，它將提高BT訊號，向WLAN晶片指示它的意圖，一旦Bluetooth提高訊號並判定WLAN並無存取傳輸媒介的意思，那麼它就取得頻帶的所有權；相對而言，當WLAN要存取傳輸媒介時，就會提高WL訊號並確認Bluetooth在當時沒有存取的意圖。
一旦其中一個或另一個系統取得傳輸媒介所有權，其他晶片即須要透過一種請求方法要求轉移所有權，這是藉由提高訊號(BT或WL)為之，並等候直到其他系統降低訊號。圖3的時序圖顯示一個典型仲裁程序的BT、WL和RXIND訊號︰
‧Bluetooth和WLAN在傳輸之前預約傳輸媒介，以避免雙方同時傳輸。
‧WLAN可以在等待(Backoff)期間保留傳輸媒介。
為了針對前述WLAN在「意圖」和「實際」傳輸之間的極短時間區隔做出高時效的回應，增加下述用途的硬體：當WLAN意圖傳送一個訊框時，它會編程(Program)狀態機以提高WL訊號，包括可以在Backoff程序的開始、Backoff期間或在WLAN正準備傳輸訊框之前執行這項動作，這個方法為方案提供最大的彈性，而不需要軟體的直接介入。
一旦WLAN訊框傳輸後，WL將維持高訊號，直到收到一個確認(Acknowledgment，ACK)訊框或ACK等候逾時為止。若無其他訊框等候傳輸，WLAN將釋放WL訊號。為了處理諸如片段化訊框、脈衝訊框或其他應立即送出額外訊框的情形，WL線可以藉由編程讓它維持高訊號，這可能導致Bluetooth被延長關閉一段時間，為排除此一可能性，訊框的數量(要求WL維持高訊號的訊框)是可以編程的。
預測WLAN何時傳送訊號很困難，而更困難的是預測何時即將接收訊框，再者，我們也無法預知訊框是要傳給同機並存組態的WLAN裝置，或者網路上的其他節點。以下提供二種機制，以協助這項訊號仲裁：第一種機制是運用RXIND訊號，當偵測到一個WLAN前導訊號時即將RXIND設為高訊號，以指示正在進行訊號接收，Bluetooth必須尊重這個訊號；第二個機制用以判別訊框是否要送到掌上型裝置的同機並存節點，換句話說，亦即判別它是一個準備送到同機並存裝置之MAC位址的Unicast訊框，或者是一個以所有MAC位址為對象的廣播訊框。
完成這項辨識程序後，WL即自動設為高訊號，如果接收到的訊框必須送出一個接收確認框，WL訊號將自動延長，直到ACK訊框結束，若收到的是一個片段化訊框或脈衝訊框，WL將維持高訊號直到訊框交換程序結束。另一方面，若收到的是一個廣播訊框，或者，如果訊框包含錯誤，則WL訊號將解除。
雖然WLAN方面需要透過專用邏輯和修正的軟體，以解決同機並存的干擾問題，不過Bluetooth部分則只需進行軟體升級。除了上述訊號之外，剩下的PRI訊號(為重要封包設定優先性的指示器)是接受Bluetooth的控制，並且是位於訊號優先性的最頂端。另外，可採用一些設計以支援Bluetooth節點的雙重角色功能。
如果同機並存的Bluetooth是一個Master，它會在嘗試傳送封包之前先檢查RXIND訊號，如果RXIND沒有設成高訊號，它將主張(Assert)BT訊號，如果RXIND設成高訊號，則Bluetooth將等候一個躍程(Hop)，如果RXIND訊號被主張則重複同樣的程序，直到它能主張BT訊號。這些程序所產生的延遲，讓WLAN裝置可以在收到MAC位址時提高WL訊號，以保護可能的訊框接收。同時，如果WLAN訊框是要送往不同的WLAN裝置，則Bluetooth就可以使用傳輸媒介。
如果同機並存的Bluetooth是一個Slave，則必須解決類似WLAN訊框接收問題。Bluetooth裝置並不知道是否將會收到一個訊框，為了保護可能的訊框傳輸，同機並存的Bluetooth裝置會在RX傳輸槽(RX Slot)之前主張BT訊號線，如果偵測不到封包，它將立即釋放BT訊號線，若偵測到封包，則維持對BT訊號線的主張，以保護其餘的封包以及為傳輸槽保留波段。
PRI訊號主要用於指示非常重要的Bluetooth封包，一如其名，賦予那些封包高優先狀態。這些封包需要擁有一段特定時間內的傳輸確保，例如語音和耳機的連接，如果這些封包未能確實高時效的接收和處理，就會造成語音失真，當PRI訊號設成高時，WLAN將停止任何進行中的傳輸。
另一個可將PRI設成高的情形是，當Bluetooth使用其查詢模式以判斷是否附近有其他的Bluetooth裝置。雖然Bluetooth節點將持續嘗試連接，不過該協定指定了一個時限(Time-out)程序，讓節點在經過一段特定時間後停止嘗試連接。
因此，設定Bluetooth高優先性的理由是為了避免使用者知道附近有其他Bluetooth裝置，但卻無法與其建立連接，在高優先性的Bluetooth主張之下，WLAN被要求必須停止任何進行中的傳輸，因為Bluetooth在某些情形下(例如WLAN節點之間的長資料串流傳輸)可能發生Time-out。
Bluetooth和WLAN科技是為了二種不同的應用而開發，Bluetooth提供一種快速的方法讓系統(例如手機和印表機)能與PC或掌上型裝置連接，而WLAN則提供一種區域網路的無線方案，它們使用相同的頻譜，以提供各自不同的高價值應用，因此，它們不可避免的將會被運用於非常鄰近的地方，甚至整合到同一台掌上型裝置或可攜式資料終端機。
標準制定組織從未曾料想到這二種無線科技在一個同機並存的環境中所面對的干擾問題，在一個高流量的環境內，一般的錯誤修正技術常會無法發揮作用。
前述提供的解決方案可讓在同一個可攜式裝置下並存的WLAN和Bluetooth晶片之間相互通訊。藉由供應Bluetooth和WLAN晶片，能夠建置有效且高效率的並存方案，除了獨立的干擾迴避機制(非協同作業)外，並運用晶片對晶片通訊技術(協同作業)。