藍牙所采用的自適應調(diào)頻技術
藍牙工作于2.4~2.48GHz ISM頻段,由于該頻段頻譜異常擁擠(11b/g,微波爐,無繩電話等),并且BlueTooth采用低功耗(-6~+4dBm)。因此為了避免頻率的相互沖突,藍牙采用了AFH(AdaptiveFrequency Hopping),LBT(Listen Before Talk),功率控制等抗干擾措施。
AFH的實現(xiàn)過程為設備識別、信道分類、分類信息交換、自適應跳頻。
1,設備識別:藍牙設備之間進行互聯(lián)之前,首先根據(jù)鏈路管理協(xié)議(LMP:Link ManagerProtocol)交換雙方之間的信息,確定雙方是否均支持AFH模式,LMP信息中包含了雙方應使用的最小信道數(shù)。此步驟由主機進行詢問,從機回答。
2,信道分類:首先按照PLRs(Packet LossRatios)的門限制、有效載荷的CRC,HEC,FEC誤差參數(shù)對每一個信道進行評估。從設備測量CRC時,也會自動檢測此包的CRC,已決定此包的正誤。然后主從設備分別按照LMP的格式形成一份分類表,之后主從設備的跳頻會根據(jù)此分類表進行。
3,信道信息交換:主從設備會通過LMP命令通知網(wǎng)絡中的所有成員,交換AFH的信息,信道被分為好信道,壞信道,未用信道。主從設備之間聯(lián)系以確定那些信道可用,那些不可用。
4,執(zhí)行AFH:先進性調(diào)頻編輯,以選擇合適的調(diào)頻頻率。由于環(huán)境中會存在突發(fā)干擾,所以調(diào)頻的分類表需要進行周期性跟新,并且及時進行相互交流。
AFH的結構:藍牙結構中在頻率同步器和調(diào)頻序列發(fā)生器中加入一個分組映射器(即自適應頻率選擇器)。分組映射器結構如圖所示。
他從所需分組中選擇一個信道,通過PN映射設備,從原始跳頻序列中選擇信道映射到分組序列中。每個信道表按升序列舉分組信道的內(nèi)容。在分組映射后,平均移位信號使信道的利用得到均衡。這些移位信號是一系列的計數(shù)器,每一個計數(shù)器表示一個分組,第j個分組在{0,1,2,…,Nj-1}范圍內(nèi)周期計數(shù),Nj是第j個分組中的信道數(shù)。被選擇分組的計數(shù)器對下一個值進行計數(shù),并把他作為移位信號的值輸出。
藍牙中,信道被動態(tài)地分成2類信道:好信道NG和壞信道NB=79-NG,定義Nmin為藍牙設備通信所需的最少頻率數(shù)。根據(jù)Nmin,NG和NB的關系,可以分為H,L兩種模式:3.1 L模式
適用于Nmin小于NG的情形,此時跳頻頻點全部在好的信道中選擇,如圖5所示。當跳頻發(fā)生器產(chǎn)生的是好信道,則不重新映射。當跳頻序列中信道不好時,則重新從好信道庫中選擇一個好的信道。L模式主要工作在FCC規(guī)定的低功率狀態(tài)。3.2 H模式

適用于Nmin大于NG的情形,此時如果頻率選擇器輸出為壞信道,重新選擇代替壞信道的頻點中,有可能在曾經(jīng)被判斷為壞信道的序列中選擇跳頻序列。H模式在有壞跳的情況下,最大限度地支持通信要求??梢酝瑫r支持SCO(面向同步的連接)和ACL(異步連接)連接模式
在器頻率選擇其中,如果輸出的是好信道就直接使用,如果是壞信道,則在好的信道中重新選擇頻率。
注:
LMP:是在藍牙協(xié)議棧中的一個數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。LMP執(zhí)行鏈路設置、認證、鏈路配置和其它協(xié)議。它發(fā)現(xiàn)其它遠程鏈路管理器(LM)和與它們通過鏈路管理協(xié)議(LMP)進行通信。為了執(zhí)行它們的服務提供商角色,LM使用潛在的鏈路控制器 r(LC)服務。
藍牙規(guī)范采用新技術衍生出又一個要求,它們必須和業(yè)已通過的規(guī)范是后向兼容的。這就是說,如果最新的1.2版藍牙規(guī)范包含了AFH,它絕不能破壞與其它藍牙設備和可發(fā)現(xiàn)性和連接性,包括那些按照早期規(guī)范構建的設備。此外,BLM(基帶鏈路管理)、HCI(主控制器接口)和GAP(通用接入?yún)f(xié)議)也需作相應的變更,以保持后向兼用性。這些變更在規(guī)范中應以變更要求詳細地加以說明。規(guī)范變更要求幾經(jīng)討論,最后獲得通過形成原型。在原型期間,不能出賣任何產(chǎn)品。當然可對按規(guī)范制造原型進行廣泛的測試,以保證互操作性。AFH已有十幾種實施方案,全都能正常地工作。
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