蓝牙的跳频技术
相關背景
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(Adaptive Frequency Hopping),LBT(Listen Before Talk),功率控制等抗干擾措施。
為什么要采用跳頻技術
藍牙協議被設計為同時允許最多八個藍牙設備互連,因此協議需要解決的一個重要問題就是:如何處理同在有效傳輸范圍內的這些藍牙設備之間的相互干擾?
這一問題的解決催生了藍牙協議最具獨創性的通信方式調節性跳頻技術。它定義了79個獨立且可隨機選擇的有效通信頻率,每個藍牙設備都能使用其中任何一個頻率,且能有規律地隨時跳往另一個頻率,按協議規范,這樣的頻率跳轉每秒鐘會發生1600次,因此不太可能出現兩個發射器使用相同頻率的情況,即使在特定頻率下有任何干擾,其持續時間也僅不到千分之一秒,因此該技術同時還將外界干擾對藍牙設備間通訊的影響降低到最小,大大提高了藍牙的抗干擾、抗衰落能力。
跳頻技術
跳頻技術是把頻帶分成若干個跳頻信道(hop channel),在一次連接中,無線電收發器按一定的碼序列(即一定的規律,技術上叫做“偽隨機碼”,就是“假”的隨機碼)不斷地從一個信道“跳”到另一個信道,只有收發雙方是按這個規律進行通信的,而其他的干擾不可能按同樣的規律進行干擾。與其它工作在相同頻段的系統相比,藍牙跳頻更快,數據包更短,這使藍牙比其它系統都更穩定。
藍牙主設備決定跳頻序列,從設備依照該序列以每秒1600跳的頻率進行跳頻。雙方需要周期進行同步,以保證在可容許的誤差內同時跳到相同的頻率。跳頻是藍牙使用的關鍵技術之一。藍牙在建鏈時(包括尋呼和查詢)調頻速率提高為3,200跳每秒。使用這樣高的跳頻速率,藍牙系統具有足夠高的抗干擾能力。
重要參數及概念
1、跳頻信道數:79個,每個信道帶寬為1MHz
2、Connection 模式:1600 hops/s (625us)
Page 和 inquiry :3200 hops/s
3、跳頻序列:是對79個跳頻信道進行偽隨機排序
4、由主設備的BD_ADDR和主設備的時鐘依據特定算法來確定
5、同一微微網(piconet)采用相同跳頻序列。
總結
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