波仔
📚 第三章 数据链路
📄 一句话概括

蓝牙不抢信道，它跳着走：每秒换 1600 次频率，每次只停 625 微秒。 这样即使几个频点被占，也只丢一点点——这是它和 WiFi 共存的办法。

📝 本节和前面几节的关系

3.4.6 讲的是「干扰」，这一节讲一种「主动躲干扰」的技术。 它和 WiFi 用同一个频段，却能共存，靠的就是跳频。

一、跳频是怎么工作的

两个数字决定一切：

参数 数值 含义
信道数 79 个（每个 1 MHz） 跳频的候选池
跳频速率 1600 跳／秒 每跳 625 微秒
时隙 625 微秒 一个时隙发一个包

1600 跳／秒换算成时间就是 625 微秒：1000000 除以 1600 等于 625。 所以「一个时隙」和「一跳」是同一个长度。 蓝牙的包就被设计成「整数个时隙」——1 个、3 个、5 个。 为什么这样设计能抗干扰：WiFi 占着某几个频点，但它在时间上是连续的。 蓝牙每一跳换一个频点，撞上的概率是「被占频点数除以 79」。 所以「20 个频点被占」时，撞上的概率只有四分之一， 而且撞了只丢 625 微秒的数据，下一个时隙换个频点就好了。

二、包越长效率越高

但长包有风险：

包类型 占时隙 载荷 有效速率
DH1 1 27 字节 345.6 kbps
DH3 3 183 字节 780.8 kbps
DH5 5 339 字节 867.8 kbps

第一行最慢、第三行最快：因为「每次跳频切换」有固定开销，包越长摊得越薄。 DH5 一次占 5 个时隙（3125 微秒），能装 339 字节， 有效速率接近 900 kbps，接近 1 Mbps 的线速。 但长包的风险是「一旦撞上，损失也大」：DH1 撞了只丢 625 微秒，DH5 撞了丢 5 倍。 所以链路质量差时，蓝牙会自动退到短包——这和 WiFi「信号差就降速率」是同一个思路。 第三列那个 339 字节不是随便定的：5 个时隙共 3125 微秒，1 Mbps 下最多 390 字节， 扣掉包头、校验、切换间隔，剩 339。 所以「蓝牙 5 个时隙」这个设计是被「时隙长度 × 速率」卡死的。

三、和 WiFi 怎么共存

两种机制，一个被动一个主动：

| 机制 | 做法 | 效果 | |---|---| | 跳频 | 换频点躲开 | 撞上的概率降到「被占比例」 | | 自适应跳频（AFH） | 先测出哪些频点被占，把它们从池子里去掉 | 几乎不撞 |

第一行是被动的：它不检测，只靠「随机跳」，撞了重传。 所以早期蓝牙和 WiFi 一起用，音质会断断续续。 第二行是主动的（蓝牙 1.2 之后）：它会定期评估每个频点的质量，把差的那几个标记为「不用」。 于是「79 个频点里去掉 20 个」，剩下的照样跳。 这就是「4.0 之后蓝牙和 WiFi 互相干扰缓解很多」的原因。 但还是有两种干扰躲不掉：一是「两个蓝牙设备抢同一个频点」（蓝牙之间不协调）； 二是「USB 3.0 的辐射」—— USB 3.0 的数据线会辐射 2.4 GHz 附近的噪声，这个蓝牙测不掉、也躲不开。 所以「插上移动硬盘，蓝牙鼠标就卡」是真实现象， 解决办法是把接收器插到远离 USB 3.0 口的那个口上。

四、动手 Demo：蓝牙每秒跳 1600 次，跳给谁看

先算「每跳多少微秒」，再算三种包的「有效速率」。 注意 DH5 的 867.8 kbps 已经接近 1 Mbps 线速。

hop = 1600
print('每跳 %.0f 微秒' % (1e6 / hop))

for name, slots, pay in (('DH1', 1, 27), ('DH3', 3, 183), ('DH5', 5, 339)):
    kbps = pay * 8 / (slots * 0.625)
    print('%-4s 占 %d 时隙 载荷 %3d 字节 有效 %.1f kbps'
          % (name, slots, pay, kbps))

实跑输出：

--------------------------------------------------------------------
蓝牙每秒跳 1600 次，跳给谁看
--------------------------------------------------------------------
**蓝牙和 WiFi 都在 2.4 GHz，但它不「抢信道」，它「跳着走」。**
**每秒换 1600 次频率，每次只停 625 微秒**——这样即使某几个频点被占，也只丢一点点。

**1600 跳／秒，换算成每跳的时间：1000000 除以 1600 等于 625 微秒。**

  包类型     占几个时隙     载荷字节     有效速率 kbps
  -----------------------------------------------------
  DH1        1              27           345.6
  DH3        3              183          780.8
  DH5        5              339          867.8

**第一行最慢、第三行最快**：**包越长，摊在每次「跳频切换」上的开销就越小。**
**DH5 一次占 5 个时隙（3125 微秒），能装 339 字节**，
**所以有效速率能到八百多 kbps，接近 1 Mbps 的线速。**
**跳频的真正作用是「抗干扰」**：**79 个信道里，就算有 20 个被 WiFi 占着，剩下 59 个照样能跳。**
**代价是「每次切换都要重新同步」，所以它不能像 WiFi 那样连续高速传。**
**这也是蓝牙和 WiFi 能共存的原理**：
**它们不是「分时」，是「分频」**——**蓝牙主动避开 WiFi 占用的频点（这叫自适应跳频）。**
**所以「蓝牙和 WiFi 互相干扰」这件事，在 4.0 之后已经缓解很多**，
**真正互相干扰的是「两个蓝牙设备抢同一个频点」和「USB 3.0 的辐射」。**

1000000 除以 1600 正好 625 微秒：这个数不是凑的，是「1 秒除以 1600」算出来的。 蓝牙的所有时间参数都是 625 微秒的整数倍——时隙、包长、连接间隔，全是。 DH1 只有 345.6 kbps，DH5 有 867.8：差 2.5 倍，全靠「摊薄切换开销」。 注意这里的算法是「载荷 ÷ 占用的时隙时间」， 假设另一个方向完全空闲——实际双向通信时，两个方向交替用时隙，速率要再减半。 这解释了一个日常现象：「蓝牙耳机音质不如有线」不只是编码问题， 还因为「双向通信时隙要对半分」。 耳机要一边收音频、一边发控制，真正能用来传音频的时隙只有一半。

30 秒实验

  1. 算一下：如果双向通信各占一半时隙，DH5 的有效速率变成多少？
  2. 想一下：为什么「USB 3.0 干扰蓝牙」这件事，AFH 躲不掉？
  3. 查一下你的蓝牙耳机支持哪些编码（SBC／AAC／aptX），看它们各要多少带宽。

常见误区

  1. 以为蓝牙和 WiFi 是「分时」。 是分频（跳频），蓝牙主动换频点躲开。
  2. 以为「包越长越好」。 撞上时损失也大，所以链路差时蓝牙会退回短包。
  3. 以为 AFH 能躲开所有干扰。 躲不掉「两个蓝牙互撞」和「USB 3.0 辐射」， 因为那些干扰它测不出来。
自测三问（点开对答案） 1. 蓝牙每秒跳多少次？每跳多长时间？ —— **1600 次，每跳 625 微秒。** 时隙长度就是跳频周期。 2. 为什么 DH5 比 DH1 快那么多？ —— **因为「每次跳频切换」有固定开销**，包越长摊得越薄。DH5 一次占 5 个时隙、装 339 字节。 3. 蓝牙和 WiFi 怎么共存？ —— **跳频 + 自适应跳频（AFH）**：先测出被占的频点，把它们从池子里去掉。

下一节看 WiMAX：它想做「无线版的宽带接入」，结果没成。

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