蓝牙与802.11b干扰(EMI)问题的解决

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  <strong>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 摘要</strong> <p>　　本文提出一种自适应包选择延迟发送方法，解决蓝牙与802&#46;11b的干扰问题。这种方法属于非协作共存技术范畴，其原理为：蓝牙单元根据信道质量的不同，选择不同长度的分组和发送时间，以躲避冲突，避免同频干扰。仿真结果说明，此机制使蓝牙与802&#46;11b的丢包率降低到接近零，使802&#46;11b数据包网络通过率提高了近30%。</p><p>　　<strong>1、引言</strong></p><p>　　目前，已研究提出的克服蓝牙与802&#46;11b干扰，实现共存的机制，根据两系统是否能够交换信息而分为合作方式(collaborative coexistence)与非合作方式(noncollaborative coexistence)两类，其中包括：法规和标准、使用方式、技术方法等方面。就技术方法而言，现在较受关注的有两种，都属于非合作共存方式，一种是自适应跳频(AFH：Adaptive Frequency Hopping)[1，2]，此方法受到法规、接收灵敏度等限制，且只适用于未来使用新标准后生产的蓝牙设备，仍然无法解决目前蓝牙设备和802&#46;11b 之间的干扰问题；另一种方法在假定可以通过其他技术检测干扰规律基础上，通过流量调度，“减少因使用相同频率同时发送分组而引起的碰撞”(OLA： OverLap Avoidance)，降低同频干扰[3]，取得较好效果，成为比较典型的方法。这种方法属于MAC层技术，而MAC层技术包含硬件和软件，解决干扰问题代价相对较小。本文提出自适应包选择延迟发送机制。此机制属于OLA方法，但与以往提出的躲避分组碰撞的方法有区别。此机制解决蓝牙ACL链路与 802&#46;11b的干扰问题更有效，且易于实现。</p><p>　　<strong>2、自适应包选择延迟发送方法</strong></p><p>　　蓝牙标准为了满足不同的应用需要，定义了不同类型信息包。信息包包括话音包和数据包。其中数据包长度分为一个时隙、三个时隙和五个时隙三种类型。一般来讲，如果蓝牙自适应层能够基于应用的需要和无线信道情况，选择不同类型数据包进行传输，则可以达到最佳传输效果。目前已经研究了根据不同应用选择不同类型的包[4]。此外，也研究了根据无线信道的状况(主要基于误码率或者丢包率等评估手段)选择不同类型的包[5，6]，信道传输质量较差时选择短包传输，以减小信道同频干扰对信息传输的影响，信道传输质量较好时，选择长包传输，以提高传输效率，增加网络的吞吐量。但是，这种通过选择不同长度类型传输分组克服相互干扰方法，没有从根本上解决引起干扰的碰撞问题，效果不明显。这种包选择机制并不能完全消除干扰。因此，本文提出自适应包选择延迟发送方法。蓝牙单元在一段时间内对信道进行评估，然后根据信道质量好坏自适应地选择发送时间和包的大小，从而最大程度地避免了碰撞，理论上能够消除干扰影响。该方法适用于ACL链路(就是说蓝牙主从单元之间没有语音的传输)。自适应包选择延迟发送方法主要由两部分功能块组成：(1)信道评估，(2)自适应包选择延迟发送机制。</p><p>　　2&#46;1　信道评估</p><p>　　以往的研究工作[7]表明，对于很多减小干扰影响的机制来说，信道评估都是必不可少的一部分(比如说自适应跳频)。我们将根据蓝牙发送单元的丢包率对信道进行评估。发送单元的丢包率在接收单元端计算，并且与跳频点有关。因此，定义跳频点相关的丢包率Fi-packet loss(其中0≤i≤78)计算公式为：</p><p align="center"><img alt="图像 “/upimg/allimg/20061028/1454450&#46;jpg” 因其本身有错无法显示。" src="http://meshmea&#46;net/upimg/allimg/20061028/1454450&#46;jpg" /></p><p align="center">(1)</p><p>　　其中，Fi-number of lost packet为一段时间内(channel-state-update-ininterval)在该跳频点上传输信息时丢掉的包数，Fi-number of received packet为成功接收的包数。设定丢包率门限值为gpacket loss gate。当丢包率大于门限时，认为信道是不良信道，否则，认定为良好信道，由此可以得出信道状态表如下：</p><p align="center">表1　主单元信道状态</p><p align="center"><img alt="图像 “/upimg/allimg/20061028/1454451&#46;jpg” 因其本身有错无法显示。" src="http://meshmea&#46;net/upimg/allimg/20061028/1454451&#46;jpg" /></p><p align="center">表2　从单元信道状态</p><p align="center"><img alt="图像 “/upimg/allimg/20061028/1454452&#46;jpg” 因其本身有错无法显示。" src="http://meshmea&#46;net/upimg/allimg/20061028/1454452&#46;jpg" /></p><p>　　其中Mast-F0～Mast-F78表示蓝牙主单元信道，Mast-State[0]～Mast-State[78]表示主单元信道对应状态； Slave-F0～Slave-F78表示蓝牙从单元信道，Slave-State[0]～Slave-State[78]表示从单元信道对应状态。</p>

redshaw

看来要解决的问题还是挺多的。