0.前言

蓝牙 2.4GHz 信道划分：BLE 架构与物理层
图片素材来自免费商用图库（pixabay），非本站项目实拍。

          信道也称作通道(Channel)、频段，是以无线信号（电磁波）作为传输载体的数据信号传送通道。无线网络（路由器、AP热点、电脑无线网卡）可在多个信道上运行。在无线信号覆盖范围内的各种无线网络设备应该尽量使用不同的信道，以避免信号之间的干扰。

1.蓝牙2.4GHz无线信道频率划分

   1.1 BLE4.0 的体系结构

   蓝牙低功耗包含三个部分:控制器、主机和应用程序。

1.2 物理层(Physical Layer)

●调制方式: GFSK， 高斯频移键控。

（1）工作在2.4GHz ISM频段。频率范围: 2.400-2.4835 GHz

（2）ISM频段: (Industrial Scientific Medical Band)主要是开放给工业、科学和医用3个主要机构使用的频段。

（3）ISM频段属于无许可(Free License)频段。2.4G ISM频段是唯一一个在所有国家都无需授权的频段，只需要遵守-定的发射功率即可。我们熟知的无线局域网、蓝牙、ZigBee等无线网络，均可工作在2.4GHz ISM频段上。

（4）2.4G被划分为40个RF信道(f=2402+k*2 MHz, k=0, … ,39)， 信道间隔2MHz，其中:

●广播信道:3个，固定。

●数据信道: 37个，自适应跳频。

●无线速率: 1Mbps、 2Mbps.

 

      广播信道：37 、38、39，对应的中心频率是2402MHz，2426MHz，2480MHz。广播信道之间至少相差24MHz。每次广播，都会在3个信道上将广播数据发送一次，这能有效地避免干扰，即使一个信道存在干扰，另外的信道也可以很好地工作，而三个信道同时被干扰的情况极少。

为什么广播信道是3个，而不是更多？

          广播信道越多，各个信道同时受到干扰的几率越小，抗干扰性越强。但是广播信道越多，发射数据占用的时间就越长，功耗也就越高。所以，在综合考虑抗干扰性和功耗的情况下，SIG将广播设定为3个。

2.WiFi 2.4GHz无线信道频率划分

           目前主流的2.4GHz无线WIFI网络设备不管是802.11b/g还是802.11b/g/n 一般都支持13个信道。它们的中心频率虽然不同，但是因为都占据一定的频率范围，所以会有一些相互重叠的情况。

 

2.4GHz（=2400MHz）频带的信道划分。实际一共有14个信道（下面的图中画出了第14信道），但第14信道一般不用。

 

         每个信道的有效宽度是 20MHz，另外还有2MHz的强制隔离频带（类似于公路上的隔离带）。即，对于中心频率为 2412 MHz 的1信道，其频率范围为 2401~2423MHz

      除 1、6、11 三个一组互不干扰的信道外，还有 2、7、12；3、8、13；4、9、14 三组互不干扰的信道。

3.WiFi 5GHz无线信道频率划分

            IEEE 802.11a规范为UNII1频段指定了四个信道，为UNII2频段指定了四个信道，并且UNII3波段的四个通道。这些信道间隔为20兆赫，被认为是非干扰的；

             然而，它们在频谱上确实有轻微的重叠。可以在相邻的小区覆盖，但如果可能，建议将相邻小区信道至少分隔1个信道。

下图显示了802.11a频段的信道方案。

 

 

下表列出了北美的5GHzWiFi频率分配情况。

 

4.总结

     本文对蓝牙、WiFi的信道做了一次整理归纳。在无线信号覆盖范围内的各种无线网络设备应该尽量使用不同的信道，以避免信号之间的干扰。

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   关于SmartRadio技术以后再讲。

      另外，关于无线通信的技术，CISCO 的网站上有一份非常详细的介绍（英文）

 

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一、2.4GHz 与 5GHz/6GHz 频段的工程取舍

无线局域网真正可稳定使用的 2.4GHz 信道只有 1、6、11 三条互不重叠（非重叠）信道——每条 802.11 信道占用约 22MHz 带宽，而 2.4GHz 总可用带宽仅 83.5MHz，相邻信道频域重叠会直接引发邻频干扰。在办公、酒店、公寓等 AP 密集场景，手动把相邻 AP 错开到 1/6/11 比”自动信道”更能避免同频踩踏。5GHz 频段信道多、干扰少、速率高，但穿墙衰减大；6GHz（Wi-Fi 6E/7）进一步打开连续频谱，适合高密场馆。工程上低密度家用优先走 5GHz，高密度公共区域再用 2.4GHz 做覆盖补充。

二、干扰定位的实测方法

  • 同频干扰：多个 AP 用同一信道，CSMA/CA 退避加剧，表现为 ping 抖动、吞吐腰斩。用 WiFi Analyzer、InSSIDer 或 AC 自带频谱图看同信道 AP 数量。
  • 邻频干扰：信道 1 与 2、6 与 7 相邻重叠，必须严格按 1/6/11 规划。
  • 非 Wi-Fi 干扰：蓝牙、Zigbee、无绳电话、微波炉、无线图传都可能污染空口。普通 Wi-Fi 嗅探看不到非 802.11 能量，需频谱仪或支持频谱扫描的 AP。
  • 多径干扰：信号经墙体多次反射叠加引起深衰落，典型症状就是”信号满格却卡顿”，可通过调整 AP 位置、降低发射功率、启用波束成形缓解。

三、商用场景的信道与功率规划

酒店/宿舍按楼层错开信道组；仓库/车间用 5GHz 定向天线做回传；会议室投屏卡顿多为 2.4G 拥堵，建议给投屏终端单独开 5G SSID。AP 发射功率并非越大越好——过大会造成跨区同频、过小留覆盖空洞，需结合场强仿真（Ekahau、AirMagnet）做 AP 点位与功率联合优化。Wi-Fi 6 的 OFDMA、MU-MIMO、TWT 从调度层面提升多用户效率，但前提是物理层干扰已先控制住。

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