Abstract The article introdUCes the concept and the background of Bluetooth wireless Access system and its basic technology for the private system. Factors to be necessarily considered at the design stage are also discussed.
KeyWords wireless personal area network Bluetooth technology wireless access piconet
個人通信是人類通信的最高目標(biāo)，它利用各種可能的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)人與人之間任何時間、任何地點(diǎn)、任何種類的通信 。在近距離通信中，藍(lán)牙（Bluetooth）無線接入技術(shù)使無線單元間的通信變得十分輕易，將計算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)更緊密地結(jié)合在一起，人們可隨時隨地進(jìn)行信息的交換與傳輸 。除此之外，藍(lán)牙技術(shù)還可為數(shù)字網(wǎng)絡(luò)和外設(shè)提供通用接口，以組建遠(yuǎn)離固定網(wǎng)絡(luò)的個人非凡連接設(shè)備群 。
1. 無線頻段的選擇和抗干擾
藍(lán)牙技術(shù)采用2400~2483.5MHz的ISM（工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué)）頻段，這是因為該頻段內(nèi)沒有其它系統(tǒng)的信號干擾，同時頻段向公眾開放，無須特許；頻段在全球范圍內(nèi)有效 。世界各國、各地區(qū)的相關(guān)法規(guī)不同，一般只規(guī)定信號的傳輸范圍和最大傳輸功率 。對于一個在全球范圍內(nèi)運(yùn)營的系統(tǒng)，其選用的頻段必須同時滿足所有規(guī)定，使任何用戶都可接入，因此必須將所需要素最小化 。在滿足規(guī)則的情況下，可自由接入無線頻段，此時，抗干擾問題便變得非常重要 。因為2.45GHz ISM頻段為開放頻段，使用其中的任何頻段都會碰到不可猜測的干擾源（如某些家用電器、無繩電話和汽車開門器等），此外，對外部和其它藍(lán)牙用戶的干擾源也應(yīng)作充分估計 。
抗干擾方法分為避免干擾和抑制干擾 。避免干擾可通過降低各通信單元的信號發(fā)射電平來達(dá)到；抑制干擾則通過編碼或直接序列擴(kuò)頻來實現(xiàn) 。然而，在不同的無線環(huán)境下，專用系統(tǒng)的干擾和有用信號的動態(tài)范圍變化極大 。在超過50dB的遠(yuǎn)近比和不同環(huán)境功率差異的情況下，要達(dá)到1Mb/s以上速率，僅靠編碼和處理增益是不夠的 。相反，由于信號在頻率（或時間）沒有干擾時（或干擾低時）發(fā)送，故避免干擾更輕易一些 。若采用時間避免干擾法，當(dāng)碰到時域脈沖干擾時，發(fā)送的信號將會中止 。大部分無線系統(tǒng)是帶限的，而在2145GHz頻段上，系統(tǒng)帶寬為80MHz，可找到一段無明顯干擾的頻譜，同時利用頻域濾波器對無線頻帶其余頻譜進(jìn)行抑制，以達(dá)到理想效果 。因此，以頻域避免干擾法更為可行 。
2. 多址接入體系和調(diào)制方式
選擇專用系統(tǒng)多址接入體系，是因為在ISM頻段內(nèi)尚無統(tǒng)一的規(guī)定 。頻分多址（FDMA）的優(yōu)勢在于信道的正交性僅依靠發(fā)射端晶振的準(zhǔn)確性，結(jié)合自適應(yīng)或動態(tài)信道分配結(jié)構(gòu)，可免除干擾，但單一的FDMA無法滿足ISM頻段內(nèi)的擴(kuò)頻需求 。時分多址（TDMA）的信道正交化需要嚴(yán)格的時鐘同步，在多用戶專用系統(tǒng)連接中，保持共同的定時參考十分困難 。碼分多址（CDMA）可實現(xiàn)擴(kuò)頻，應(yīng)用于非對稱系統(tǒng)，可使專用系統(tǒng)達(dá)到最佳性能 。直接序列（DS）CDMA因遠(yuǎn)近效應(yīng)，需要一致的功率控制或額外的增益，與TDMA相同，其信道正交化也需共同的定時參考，隨著使用數(shù)目的增加，將需要更高的芯片速度、更寬的帶寬（抗干擾）和更多的電路消耗 。跳頻（FH）CDMA結(jié)合了專用無線系統(tǒng)中的各種優(yōu)點(diǎn)，信號可擴(kuò)頻至很寬的范圍，因而使窄帶干擾的影響變得很小 。跳頻載波為正交，通過濾波，鄰近跳頻干擾可得到有效抑制，而對窄帶和用戶間干擾造成的通信中斷，可依靠高層協(xié)議來解決 。在ISM頻段上，F(xiàn)H系統(tǒng)的信號帶寬限制在1MHz以內(nèi) 。為了提高系統(tǒng)的魯棒性，選擇二進(jìn)制調(diào)制結(jié)構(gòu) 。由于受帶寬限制，其數(shù)據(jù)速率低于1Mb/s 。為了支持突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸，最佳的方式是采用非相干解調(diào)檢測 。藍(lán)牙技術(shù)采用高斯型頻移鍵控（GFSK）調(diào)制，調(diào)制系數(shù)為0.3 。邏輯“1”發(fā)送正頻偏，邏輯“0”發(fā)送負(fù)頻偏 。解調(diào)可通過帶限FM鑒頻器完成 。
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