藍牙無線接入系統(tǒng)

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1、藍牙無線接入系統(tǒng)～教育資源庫個人通信是人類通信的最高目標(biāo)，它利用各種可能的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)人與人之間任何時間、任何地點、任何種類的通信。在近距離通信中，藍牙（Bluetooth）無線接入技術(shù)使無線單元間的通信變得十分容易，將計算機技術(shù)與通信技術(shù)更緊密地結(jié)合在一起，人們可隨時隨地進行信息的交換與傳輸。除此之外，藍牙技術(shù)還可為數(shù)字網(wǎng)絡(luò)和外設(shè)提供通用接口，以組建遠離固定網(wǎng)絡(luò)的個人特別連接設(shè)備群。1.無線頻段的選擇和抗干擾　　藍牙技術(shù)采用2400~2483.5MHz的ISM（工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué)）頻段，這是因為該頻段內(nèi)沒有其它系統(tǒng)的信號

2、干擾，同時頻段向公眾開放，無須特許；頻段在全球范圍內(nèi)有效。世界各國、各地區(qū)的相關(guān)法規(guī)不同，一般只規(guī)定信號的傳輸范圍和最大傳輸功率。對于一個在全球范圍內(nèi)運營的系統(tǒng)，其選用的頻段必須同時滿足所有規(guī)定，使任何用戶都可接入，因此必須將所需要素最小化。在滿足規(guī)則的情況下，可自由接入無線頻段，此時，抗干擾問題便變得非常重要。因為2.45GHz　ISM頻段為開放頻段，使用其中的任何頻段都會遇到不可預(yù)測的干擾源（如某些家用電器、無繩和汽車開門器等），此外，對外部和其它藍牙用戶的干擾源也應(yīng)作充分估計?！　】垢蓴_方法分為避免干擾和抑制干擾。避

3、免干擾可通過降低各通信單元的信號發(fā)射電平來達到；抑制干擾則通過編碼或直接序列擴頻來實現(xiàn)。然而，在不同的無線環(huán)境下，專用系統(tǒng)的干擾和有用信號的動態(tài)范圍變化極大。在超過50dB的遠近比和不同環(huán)境功率差異的情況下，要達到1Mb/s以上速率，僅靠編碼和處理增益是不夠的。相反，由于信號在頻率（或時間）沒有干擾時（或干擾低時）發(fā)送，故避免干擾更容易一些。若采用時間避免干擾法，當(dāng)遇到時域脈沖干擾時，發(fā)送的信號將會中止。大部分無線系統(tǒng)是帶限的，而在2145GHz頻段上，系統(tǒng)帶寬為80MHz，可找到一段無明顯干擾的頻譜，同時利用頻域濾波器對

4、無線頻帶其余頻譜進行抑制，以達到理想效果。因此，以頻域避免干擾法更為可行。2.多址接入體系和調(diào)制方式　　選擇專用系統(tǒng)多址接入體系，是因為在ISM頻段內(nèi)尚無統(tǒng)一的規(guī)定。頻分多址（FDMA）的優(yōu)勢在于信道的正交性僅依賴發(fā)射端晶振的準(zhǔn)確性，結(jié)合自適應(yīng)或動態(tài)信道分配結(jié)構(gòu)，可免除干擾，但單一的FDMA無法滿足ISM頻段內(nèi)的擴頻需求。時分多址（TDMA）的信道正交化需要嚴格的時鐘同步，在多用戶專用系統(tǒng)連接中，保持共同的定時參考十分困難。碼分多址（CDMA）可實現(xiàn)擴頻，應(yīng)用于非對稱系統(tǒng)，可使專用系統(tǒng)達到最佳性能。直接序列（DS）CDMA

5、因遠近效應(yīng)，需要一致的功率控制或額外的增益，與TDMA相同，其信道正交化也需共同的定時參考，隨著使用數(shù)目的增加，將需要更高的芯片速度、更寬的帶寬（抗干擾）和更多的電路消耗。跳頻（FH）CDMA結(jié)合了專用無線系統(tǒng)中的各種優(yōu)點，信號可擴頻至很寬的范圍，因而使窄帶干擾的影響變得很小。跳頻載波為正交，通過濾波，鄰近跳頻干擾可得到有效抑制，而對窄帶和用戶間干擾造成的通信中斷，可依賴高層協(xié)議來解決。在ISM頻段上，F(xiàn)H系統(tǒng)的信號帶寬限制在1MHz以內(nèi)。為了提高系統(tǒng)的魯棒性，選擇二進制調(diào)制結(jié)構(gòu)。由于受帶寬限制，其數(shù)據(jù)速率低于1Mb/s。

6、為了支持突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸，最佳的方式是采用非相干解調(diào)檢測。藍牙技術(shù)采用高斯型頻移鍵控（GFSK）調(diào)制，調(diào)制系數(shù)為0.3。邏輯1發(fā)送正頻偏，邏輯0發(fā)送負頻偏。解調(diào)可通過帶限FM鑒頻器完成。3.媒體接入控制（MAC）　　藍牙系統(tǒng)可實現(xiàn)同一區(qū)域內(nèi)大量的非對稱通信。與其它專用系統(tǒng)實行一定范圍內(nèi)的單元共享同一信道不同，藍牙系統(tǒng)設(shè)計為允許大量獨立信道存在，每一信道僅為有限的用戶服務(wù)。從調(diào)制方式可看出，在ISM頻段上，一條FH信道所支持的比特率為1Mb/s。理論上，79條載波頻譜支持79Mb/s，由于跳頻序列非正交化，理論容量79Mb/s不

7、可能達到，但可遠遠超過1Mb/s。　　一個FH藍牙信道與一微微網(wǎng)相連。微微網(wǎng)信道由一主單元標(biāo)識（提供跳頻序列）和系統(tǒng)時鐘（提供跳頻相位）定義，其它為從單元。每一藍牙無線系統(tǒng)有一本地時鐘，沒有通常的定時參考。當(dāng)一微微網(wǎng)建立后，從單元進行時鐘補償，使之與主單元同步，微微網(wǎng)釋放后，補償亦取消，但可存儲起來以便再用。不同信道有不同的主單元，因而存在不同的跳頻序列和相位。一條普通信道的單元數(shù)量為8（1主7從），可保證單元間有效尋址和大容量通信。藍牙系統(tǒng)建立在對等通信基礎(chǔ)上，主從任務(wù)僅在微微網(wǎng)生存期內(nèi)有效，當(dāng)微微網(wǎng)取消后，主從任務(wù)隨即

8、取消。每一單元皆可為主/從單元，可定義建立微微網(wǎng)的單元為主單元。除定義微微網(wǎng)外，主單元還控制微微網(wǎng)的信息流量，并管理接入。接入為非自由競爭，625μs的駐留時間僅允許發(fā)送一個數(shù)據(jù)包?；诟偁幍慕尤敕绞叫栎^多開銷，效率較低。在藍牙系統(tǒng)中，實行主單元集中控制，通信僅存在于主單元與一個或多個從單元之間。