Bluetooth跳频网络Piconet间干扰分析研究
蓝牙(B1uetooth)无线通信技术为各种通信设备和计算机外设提供了短距离、低代价、低功耗的无线解决方案。蓝牙网络是一种多信道模式的拓扑网络。蓝牙装置彼此之间能够在通信范围内建立点对点连接,也可共享信道而形成微微网(Piconet),还可以同时加入多个Piconet,连成散射网 (scatternet)。每个Piconet都使用独立的跳频序列,Piconet内部设备的跳频序列是正交的,不会产生干扰。但不同Pieonet问会因频率重叠而产生跳频碰撞(Hopping collision)干扰,导致传送信息包的遗失,进而降低网络的吞吐量。而这种碰撞会随着Piconet数量的增加而增加。Piconet中设备可分为主设备(Master)和从设备(Slave)。Master在偶数的时隙(Slot)开始传送信息包给Slave,而Slave则在奇数时隙回传信息包给Master。每个Piconet最多由8个活动设备(Actlve devlce)组成。在任一时段,只能有一个设备作为Master,其余的设备当作SIave。Master与S1dve之间的角色能够彼此互换。 Bluetooth跳频碰撞是
1 蓝牙跳频原理与碰撞分析
1.1 频率选择原理
Bluetooth 有五种型态的跳频序列(Hopping sequence),包括:寻呼跳频序列(Page hopping sequence)、寻呼响应序列(Page response sequence)、询问序列(Inquiry sequence)、询问响应序列(Inqmry response sequence)和信道跳频序列(Channel hopping sequenee)。其中前四项主要用于Bluetooth设备间如何建立联机的阶段,而信道跳频序列则是用于Bluettmth设备间联机后的操作状态。
跳频选择原理的框图如图l所示。该选择过程由二个程序来完成:首先选择一个序列,再将该序列对应(Mapping)到跳频索引。而Master的蓝牙设备地址(BD_ADDR)用于决定跳频序列,Master的CLK用于决定跳频序列的相位(Phase),再将序列的跳频序号对应到79-hops寄存器的通道。在联机的操作状态下,跳频选择的原理具体过程是:先决定目前跳频的区段,每个区段中有32个连续的信道,而以不同的信道为此区段的起始信道,共可分为79个跳频系统区段;将该区段中的32个信道重新安排,形成一个跳频的序列。每32个Master时隙后,会跳到下一个区段,而连续两个区段间则位移 16个信道,也就是前一个区段之后16个信道与下一个区段之前16个信道是重叠的。而在同一时隙内,Master与Slave传送所使用的区段则位移32 个信道,亦即Master与Slave传送所使用的区段是没有重叠的。重复如此的位移,经过79次的位移,亦即经过79
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