3. WiFi技术概述

在射频共存与去敏设计中，WiFi 并不是一个单一信号，而是一整套随时间不断演进的协议族。理解 802.11 的演进脉络、物理层与 MAC 层的工作方式，以及信道绑定、发射功率和速率控制之间的耦合关系，是后续分析 BLE 被 WiFi 干扰、以及设计去敏方案的基础。

一、802.11 协议族演进：从 2 Mbps 到 9.6 Gbps

802.11 协议族的核心演进逻辑可以概括为三条主线：更宽的频带、更高阶的调制、以及更密集的空间复用。1997 年的原始 802.11 仅支持 1/2 Mbps，工作在 2.4 GHz；1999 年的 802.11b 引入 CCK 调制，把速率提升到 11 Mbps，这也是早期 WiFi 与蓝牙共存矛盾最尖锐的时代。同年 802.11a 转向 5 GHz 并采用 OFDM，速率达到 54 Mbps，但成本高、生态弱。

2003 年的 802.11g 把 OFDM 带回 2.4 GHz，实现 54 Mbps，真正推动了 WiFi 普及。2009 年的 802.11n（WiFi 4）引入 MIMO 和 40 MHz 信道绑定，速率跃升至 600 Mbps。2013 年的 802.11ac（WiFi 5）只工作在 5 GHz，引入 80/160 MHz 绑定与更高阶 QAM，速率进入 Gbps 级。2019 年的 802.11ax（WiFi 6）重点不再是峰值速率，而是 OFDMA、MU-MIMO、TWT 等效率机制，显著改善密集场景。2024 年后的 802.11be（WiFi 7）进一步引入 320 MHz、4096-QAM 和多链路操作（MLO）。

二、物理层与 MAC 层机制

物理层（PHY）负责把比特流映射为射频信号。以 OFDM 为例，20 MHz 信道被划分为 64 个子载波，其中 48 个用于数据、4 个用于导频，其余为保护带和直流。每个子载波可独立承载 QPSK、16-QAM、64-QAM 甚至 1024-QAM，调制阶数越高，单位符号携带比特越多，但对信噪比要求也越高。这正是速率控制与去敏设计的物理根源：速率越高，接收灵敏度门限越苛刻。

MAC 层采用 CSMA/CA（载波侦听多路访问/冲突避免）。发送前先监听信道，若空闲则等待一个 DIFS 间隔后进入随机退避；若检测到信道忙，则推迟发送。接收方正确收到数据后，等待 SIFS 再回 ACK。这个“数据—SIFS—ACK”的短交互对时序极其敏感，一旦被 BLE 突发打断，就会触发重传，表现为吞吐下降和时延抖动。

三、信道绑定：带宽换速率的双刃剑

信道绑定把相邻的 20 MHz 信道合并为 40/80/160/320 MHz。绑定后子载波数量成倍增加，速率显著提升，但代价是占用更宽的频谱、更高的底噪积分、以及更低的发射功率谱密度（受法规限制）。在 2.4 GHz 频段，只有 3 个互不重叠的 20 MHz 信道（1/6/11），40 MHz 绑定几乎必然与相邻信道重叠，因此 2.4 GHz 上通常建议保持 20 MHz。

从共存角度看，信道绑定会直接改变干扰的“形状”：一个 80 MHz 的 WiFi 信号可能同时覆盖 BLE 的多个广播信道（37/38/39）。如果 BLE 自适应跳频表没有及时剔除被占用的信道，就会出现连接事件丢失。

四、发射功率与速率控制：去敏设计的调节旋钮

发射功率受各国法规约束。2.4 GHz 通常限制在 20 dBm（100 mW）EIRP，5 GHz 因频段不同在 14～30 dBm 之间。关键规律是：当信道带宽翻倍时，总功率不变，但功率谱密度下降 3 dB。这意味着 80 MHz 信号在任意 20 MHz 子带内的能量，比 20 MHz 信号低约 6 dB，对窄带 BLE 的干扰反而可能更“温和”，但占用时间更长。

速率控制算法（如 Minstrel、AARF、SampleRate）根据 ACK 成功率、RSSI 和重传次数动态选择 MCS。当干扰导致 PER 上升时，算法会主动降速，用更鲁棒的调制换取链路稳定。对 BLE 而言，这既是坏消息也是好消息：坏消息是降速后 WiFi 占用信道时间变长，碰撞概率上升；好消息是降速后 WiFi 接收灵敏度门限放宽，BLE 对 WiFi 的去敏影响相对减小。

五、典型场景与常见误区

场景：某智能音箱同时运行 WiFi 2.4 GHz 和 BLE。WiFi 使用 40 MHz 绑定在信道 6，BLE 连接事件周期 15 ms。实测发现 BLE 丢包率随 WiFi 吞吐升高而上升。排查后把 WiFi 改为 20 MHz 并锁定信道 1，BLE 丢包率从 8% 降到 1.2%。这说明信道绑定是共存问题的首要调节对象。

常见误区一：认为“WiFi 速率越高干扰越大”。实际上高速率信号发射时间更短，占空比更低，对 BLE 的碰撞概率可能反而更小。误区二：只看 RSSI 不看 PER。RSSI 高不代表链路健康，强干扰下的高 RSSI 往往伴随高 PER。误区三：忽略 TWT。WiFi 6 的 TWT 让设备协商唤醒时间，若 BLE 能避开这些窗口，共存效果会明显改善。

# 典型 2.4 GHz 共存参数检查清单
wifi_band=2.4G
wifi_channel=1          # 避开 BLE 广播信道 37/38/39 密集区
wifi_bw=20MHz           # 关闭 40MHz 绑定
wifi_txpower=17dBm      # 按法规与场景折中
ble_conn_interval=15ms
ble_hop_channels=剔除 WiFi 主信道
coex_gpio=WiFi/BLE 硬件共存引脚使能

总结来看，802.11 的演进不断在速率、带宽和效率之间做权衡，而物理层调制、MAC 层 CSMA/CA、信道绑定、发射功率与速率控制这五个要素，共同决定了 WiFi 对 BLE 的干扰形态。掌握它们之间的参数关系，才能在后续去敏设计中做出正确的取舍。