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藍牙與802.11b干擾問題的解決

云知道

作者：吳彥奇; 朱剛
本文提出一種自適應包選擇延遲發送方法，解決藍牙與802.11b的干擾問題 。
這種方法屬于非協作共存技術范疇，其原理為：藍牙單元根據信道質量的不同，選擇不同長度的分組和發送時間，以躲避沖突，避免同頻干擾 。仿真結果說明，此機制使藍牙與802.11b的丟包率降低到接近零，使802.11b數據包網絡通過率提高了近30% 。
要害詞自適應包選擇延遲發送藍牙802.11b干擾共存機制
1、引言
目前，已研究提出的克服藍牙與802.11b干擾，實現共存的機制，根據兩系統是否能夠交換信息而分為合作方式（collaborativecoexistence）與非合作方式（noncollaborativecoexistence）兩類，其中包括：法規和標準、使用方式、技術方法等方面 。就技術方法而言，現在較受關注的有兩種，都屬于非合作共存方式，一種是自適應跳頻（AFH：AdaptiveFrequency Hopping）[1，2]，此方法受到法規、接收靈敏度等限制，且只適用于未來使用新標準后生產的藍牙設備，仍然無法解決目前藍牙設備和802.11b之間的干擾問題；另一種方法在假定可以通過其他技術檢測干擾規律基礎上，通過流量調度，“減少因使用相同頻率同時發送分組而引起的碰撞”（OLA：OverLap Avoidance），降低同頻干擾[3]，取得較好效果，成為比較典型的方法 。這種方法屬于MAC層技術，而MAC層技術包含硬件和軟件，解決干擾問題代價相對較小 。本文提出自適應包選擇延遲發送機制 。此機制屬于OLA方法，但與以往提出的躲避分組碰撞的方法有區別 。此機制解決藍牙ACL鏈路與802.11b的干擾問題更有效，且易于實現 。
2、自適應包選擇延遲發送方法
藍牙標準為了滿足不同的應用需要，定義了不同類型信息包 。信息包包括話音包和數據包 。其中數據包長度分為一個時隙、三個時隙和五個時隙三種類型 。一般來講，假如藍牙自適應層能夠基于應用的需要和無線信道情況，選擇不同類型數據包進行傳輸，則可以達到最佳傳輸效果 。目前已經研究了根據不同應用選擇不同類型的包[4] 。此外，也研究了根據無線信道的狀況（主要基于誤碼率或者丟包率等評估手段）選擇不同類型的包[5，6]，信道傳輸質量較差時選擇短包傳輸，以減小信道同頻干擾對信息傳輸的影響，信道傳輸質量較好時，選擇長包傳輸，以提高傳輸效率，增加網絡的吞吐量 。但是，這種通過選擇不同長度類型傳輸分組克服相互干擾方法，沒有從根本上解決引起干擾的碰撞問題，效果不明顯 。這種包選擇機制并不能完全消除干擾 。因此，本文提出自適應包選擇延遲發送方法 。藍牙單元在一段時間內對信道進行評估，然后根據信道質量好壞自適應地選擇發送時間和包的大小，從而最大程度地避免了碰撞，理論上能夠消除干擾影響 。該方法適用于ACL鏈路（就是說藍牙主從單元之間沒有語音的傳輸） 。自適應包選擇延遲發送方法主要由兩部分功能塊組成：（1）信道評估，（2）自適應包選擇延遲發送機制 。
2.1信道評估
【藍牙與802.11b干擾問題的解決】 以往的研究工作[7]表明，對于很多減小干擾影響的機制來說，信道評估都是必不可少的一部分（比如說自適應跳頻） 。我們將根據藍牙發送單元的丟包率對信道進行評估 。發送單元的丟包率在接收單元端計算，并且與跳頻點有關 。因此，定義跳頻點相關的丟包率Fi-packetloss（其中0≤i≤78）計算公式為：
其中，Fi-numberoflostpacket為一段時間內（channel-state-update-ininterval）在該跳頻點上傳輸信息時丟掉的包數，Fi-number of received packet為成功接收的包數 。設定丟包率門限值為gpacket loss gate 。當丟包率大于門限時，認為信道是不良信道，否則，認定為良好信道，由此可以得出信道狀態表如下：

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