1. CSN
  2. Всі випуски
  3. Випуск 7, Номер 2, 2025
  4. Вплив інтерференції від Bluetooth Low Energy та технології MU-MIMO на продуктивність мережі Wi-Fi

Вплив інтерференції від Bluetooth Low Energy та технології MU-MIMO на продуктивність мережі Wi-Fi

CSN.
2025;
Випуск 7, Номер 2
: сс. 26 - 35
https://doi.org/10.23939/csn2025.02.026
Автори:
  1. М. І. Волошин
  2. М. В. Олексів
1
Національний університет «Львівська політехніка», кафедра електронних обчислювальних машин, Україна
2
Національний університет «Львівська політехніка», кафедра електронних обчислювальних машин, Україна

Досліджено взаємний вплив технологій Bluetooth Low Energy (BLE) та Wi-Fi 5 у діапазоні 2,4 ГГц та оцінено ефективність технології MU-MIMO за умов такої взаємодії. Проведено експериментальне вимірювання ключових показників продуктивності мережі. Встановлено, що активність BLE негативно впливає на параметри Wi-Fi, призводячи до зниження середньої пропускної здатності TCP в діапазоні від 0,08% до 11,90% та збільшення середньої затримки Ping до 21,43%, залежно від конфігурації каналу. Проаналізовано залежність рівня інтерференції від вибору каналу (1, 6, 11) та його ширини (20/40 МГц). Показано, що технологія MU-MIMO в умовах тестування з одним клієнтом не продемонструвала суттєвого покращення продуктивності чи завадостійкості. Виявлено, що фактори тестового середовища, зокрема відстань до маршрутизатора, можуть значно обмежувати базову продуктивність мережі (до 11–12 Мбіт/с).

2,4 ГГц
BLE
Bluetooth Low Energy
ширина каналу
співіснування
FTMS
інтерференція
MU-MIMO
завадостійкість
продуктивність
Ping
TCP
Wi-Fi
Zwift
  1. Polak, L., & Milos, J. (2020). Performance analysis of LoRa in the 2.4 GHz ISM band: Coexistence issues with Wi-Fi. Telecommunication Systems, 74(3), 299–309. DOI: https://doi.org/10.1007/s11235-020-00658-w.
  2. Woolley, M. (2025). Bluetooth® Core 5.4 – Technical Overview. Bluetooth SIG. URL: https://www.bluetooth.com/bluetooth-resources/bluetooth-5-4-technical-overview/.
  3. Pang, B., Vankeirsbilck, J., Hallez, H., & Boydens, J. (2023). Experimental validation of common assumptions in Bluetooth Low Energy interference studies. 2023 IEEE 22nd International Conference on Trust, Security and Privacy in Computing and Communications (TrustCom), 2495–2502. DOI: https://doi.org/10.1109/TrustCom60117.2023.00350.
  4. Dadwal, J., & Sharma, B. (2016). Bluetooth SIG oversees development of the specification and prediction of program that protects Bluetooth pin. International Journal of Advances in Scientific Research, 2(2), 59–60. DOI: https://doi.org/10.7439/ijasr.v2i2.2753.
  5. IEEE. (2022). IEEE Standard for Information Technology–Telecommunications and Information Exchange between Systems - Local and Metropolitan Area Networks–Specific Requirements - Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications - Corrigendum 1 – Correct IEEE 802.11ay Assignment of Protected Announce Support bit (IEEE Std 802.11-2020/Cor 1-2022). DOI: https://doi.org/10.1109/IEEESTD.2022.9999411.
  6. He, S., Zhang, B., Luo, J., & Qu, M. (2021). Research on coexistence and mutual interference of Wi-Fi and Bluetooth. 2021 International Conference on Microwave and Millimeter Wave Technology (ICMMT), 1–3. DOI: https://doi.org/10.1109/ICMMT52847.2021.9617988.
  7. Wagh, S., & Kharote, A. A. P. (2015). Performance evaluation of IEEE 802.15.4 protocol under coexistence of WiFi 802.11b. Procedia Computer Science, 57, 745–751. DOI: https://doi.org/10.1016/j.procs.2015.07.467.
  8. Wang, X., Quek, T. Q. S., Sheng, M., & Li, J. (2017). On the coexistence of Wi-Fi and LTE-U in unlicensed spectrum. 2017 IEEE International Conference on Communications (ICC). DOI: https://doi.org/10.1109/ICC.2017.7997277.
  9. Khorov, E., Kiryanov, A., Lyakhov, A., & Bianchi, G. (2019). A tutorial on IEEE 802.11ax high efficiency WLANs. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 21(1), 197–216. DOI: https://doi.org/10.1109/ COMST.2018.2871099.
  10. Migliore, M. D. (2014). Some electromagnetic limitations on the number of users in MU-MIMO communication systems. IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, 13, 181–184. DOI: https://doi.org/10.1109/LAWP.2014.2300700.
  11. Yan, Y., Yang, P., Xiong, J., & Li, X.-Y. (2022). OpenCarrier: Breaking the user limit for uplink MU-MIMO transmissions with coordinated APs. ACM Transactions on Sensor Networks, 18(1), 1–21. DOI: https://doi.org/10.1145/3488382.
  12. Pang, B., Claeys, T., T’Jonck, K., Hallez, H., & Boydens, J. (2022). Bluetooth Low Energy reliability and throughput under Wi-Fi interference. 2022 XXXI International Scientific Conference Electronics (ET), 1–4. DOI: https://doi.org/10.1109/ET55967.2022.9920206.
  13. Kurve, A. (2010). Multi-user MIMO systems: The future in the making. Potentials, IEEE, 28(5), 37–42. DOI: https://doi.org/10.1109/MPOT.2009.934896.
  14. Shepard, C., Ding, J., Guerra, R. E., & Zhong, L. (2016). Understanding real many-antenna MU-MIMO channels. 50th Asilomar Conference on Signals, Systems and Computers, 461–467. DOI: https://doi.org/10.1109/ACSSC.2016.7869082.
  15. Sports and Fitness Working Group. (2017). Fitness Machine Service 1.0. Bluetooth SIG. DOI: https://www.bluetooth.com/specifications/specs/fitness-machine-service-1-0/.
  16. Silva, P., & Alves, N. (2014). IPERF tool: Generation and evaluation of TCP and UDP data traffic. Notas técnicas, 4, 1–13. DOI: https://doi.org/10.7437/NT2236-7640/2014.02.003.
  17. Zieliński, B. (2023). Assessment of iPerf as a tool for LAN throughput prediction. International Journal of Electronics and Telecommunications, 69, 523–528. DOI: https://doi.org/10.24425/ijet.2023.146501.
  18. Horn, B. (2024). Round-trip time ranging to Wi-Fi access points beats GNSS localization. Applied Sciences, 14(17), 7805. DOI: https://doi.org/10.3390/app14177805.
  19. Martínez, G., Hernández, J. A., Reviriego, P., & Reinheimer, P. (2024). Round trip time (RTT) delay in the internet: Analysis and trends. IEEE Network, 38(2), 280–285. DOI: https://doi.org/10.1109/MNET.2023.3323008.