藍牙跳頻技術解決方案

Bluetooth無線傳輸系統是一種自組網絡系統，網絡中不存在固定的基站或者網絡中心來建立連接并維持網絡同步。網絡中各個設備地位是平等的,網絡連接不需要管理員或用戶的干預,可由各Bluetooth設備自動完成。

傳統的自組網絡一般是在一定范圍內建立一個包含所有成員的網絡,而Bluetooth可以在同一范圍內同時建立幾個甚至幾十個相互之間沒有任何同步和聯系的網絡（在Bluetooth中稱之為微微網,即Piconet）。這些Piconet彼此之間不可避免地會相互干擾。另外,藍牙使用的頻段是2.4 GHz的ISM(即工業、科學、醫學)頻段（2400～2 483.5 MHz）,是全球通用的免費頻段,該頻段中的各個部分都有可能遇到不可預測的干擾源（如微波爐、某些照明設備等）,其它使用該頻段的無線電系統（如802.11無線局域網等）也會引入比較嚴重的干擾,再加上不同Bluetooth微微網之間的相互干擾,Bluetooth的無線傳輸環境可以說相當惡劣。

避開干擾的一個方法是通過某種自適應算法找到ISM頻段中未被嚴重干擾的部分,另一個就是采用擴頻技術。Bluetooth技術采用的是跳頻擴頻技術,即FH-CDMA。在Bluetooth中,ISM頻段被劃分為79個帶寬1 MHz的頻道,載頻間距1 MHz,彼此之間正交。跳頻系統載頻受偽隨機碼控制,不斷隨機跳變,可以看成載波按一定規律變化的多頻頻移鍵控（MFSK）。

從總體上總體上看,信號被擴展到一個很寬的頻帶,但在任一時刻只有一小段頻段被使用,這樣ISM頻段的大部分干擾都可以用這種方法躲避。Bluetooth的各微微網的跳頻序列彼此之間不正交,會產生短時干擾。

Bluetooth之所以不采用正交跳頻序列,一方面是因為美國聯邦通信委員會（FCC）不允許在ISM頻段采用正交跳頻序列,另一方面是各Piconet之間彼此沒有聯系,因而不可能同步。Bluetooth信道采用的是跳頻/時分復用方案,信道分為若干個625μs時隙,每一個時隙對應不同的頻率。

正常的跳頻速率為1600跳/秒,每一個時隙可以傳送一個單時隙數據包。傳送3時隙和5時隙數據包時,跳頻序列不變（即每時隙對應的載頻與單時隙包相同）,但在傳送一個數據包的過程中載頻不變,都使用和第一個時隙相對應的頻道。

Bluetooth技術規范共定義了10種跳頻選擇方案,其中5種對應于79跳系統。跳頻算法的主要指標如下：跳頻序列由Bluetooth設備標志（主設備Bluetooth地址低位部分28 bit）決定,每個時隙的載頻由該時隙的相位（即時隙號）決定。Bluetooth設備標志共28位,可以區分228個跳頻序列,數量非常巨大。時隙號（相位）是27位的主設備CLK,一個完整的跳頻序列持續的時間為227×625μｓ≈23 h。跳頻序列中任意32個連續載頻覆蓋的范圍至少達64 MHz,每個頻率的訪問機會都是相同的。

可見Bluetooth跳頻序列數量巨大,而且每個序列都有較好的隨機性。

更為重要的是,任意時刻的載頻完全由Bluetooth設備標志和時鐘決定,可以用組合邏輯電路實現,不需要進行存儲,因此跳頻序列實現簡單。當Bluetooth設備標志和時鐘切主要用途是對抗多徑衰落。由于多徑衰落的存在，使得同一個幀由于路徑不同，到達用戶端的時延有先有后。在相關的頻域上的會造成子載波之間的相互干擾，影響性能。

另外，由于有了循環前綴，使得IFFT FFT操作把原來的線性卷積變成循環卷積，大大簡化了相應的信號處理復雜度。不知道這么解釋可以么？

2.比較詳細的過程是：

OFDM信號發送器的原理是：用戶信號以串行的方式輸入發送器，速率為R碼字/秒。這些碼字先被送入一個串行－并行變換器中，使串行輸入的信號以并行的方式輸出到條線路上。這M條線路上的任何一條上的數據傳輸速率則為R/M碼字/秒。

該OFDM碼隨后被送入一個進行快速傅立葉逆變換的模塊，進行快速傅立葉逆變換?？焖俑盗⑷~逆變換矩陣可以把頻域離散的數據轉化為時域離散的數據。

由此，用戶的原始輸入數據就被OFDM按照頻域數據進行了矩陣處理。計算出快速傅立葉逆變換樣值之后，一個循環前綴被加到了樣值前，形成一個循環拓展的OFDM信息碼字。添加循環前綴技術利用的是離散線性系統原理中的一個概念。

我們知道，在連續時間域，兩個時域信號的卷積就等于這兩個信號頻域形式的乘積。但是，這在離散時域的情況下一般是不成立的，除非使用無矩陣限大的樣值點N或者至少一個卷積信號是周期性的（在該情況下，信號可以被圓周卷積)。

因為我們只能使用有限的樣值點N，所以只能利用循環前綴使OFDM信息碼在我們感興趣的時間區內呈現周期性。循環拓展信息碼的樣值再次通過一個并行－串行轉換器模塊。然后按照串行的方式通過信道（經過適當的濾波和調制）。在傳輸過程中，信道的沖擊響應對時域信號造成了干擾。

由于循環前綴使所傳輸的OFDM信號表現出周期性，這種卷積就成了一種圓周卷積。根據離散時間線性系統原理，這種圓周卷積就相當于OFDM信號的頻率響應和信道頻率響應的乘積。矩陣接收器完成與發送器相反的操作。接收器收到的信號是時域信號。

由于無線信道的影響發生了一定的變化，接收到的信號經過一個串行－并行的轉換器，并且把循環前綴清除掉。清除循環前綴并沒有刪掉任何信息。循環前綴中的信息是冗余的。使用循環前綴是為了保證前面提到的卷積特性的成立。對于噪聲干擾，要求在低信噪比或高誤碼率的信道條件下能實現跳頻系統的正確同步。

對此，需考慮以下各點換時,跳頻序列立即切換, 不同跳頻序列間的切換極為方便且迅速。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的谈谈蓝牙跳频技术解决方案的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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