避开干扰的一个方法是通过某种自适应算法找到ISM频段中未被严重干扰的部分,另一个就是采用扩频技术。Bluetooth技术采用的是跳频扩频技术,即FH-CDMA。在Bluetooth中,ISM频段被划分为79个带宽1 MHz的频道,载频间距1 MHz,彼此之间正交。跳频系统载频受伪随机码控制,不断随机跳变,可以看成载波按一定规律变化的多频频移键控(MFSK)。从总体上总体上看,信号被扩展到一个很宽的频带,但在任一时刻只有一小段频段被使用,这样ISM频段的大部分干扰都可以用这种方法躲避。Bluetooth的各微微网的跳频序列彼此之间不正交,会产生短时干扰。Bluetooth之所以不采用正交跳频序列,一方面是因为美国联邦通信委员会(FCC)不允许在ISM频段采用正交跳频序列,另一方面是各Piconet之间彼此没有联系,因而不可能同步。Bluetooth的跳频系统发送端如下图所示。
Bluetooth信道采用的是跳频/时分复用方案,信道分为若干个625 μs时隙,每一个时隙对应不同的频率。正常的跳频速率为1 600跳/秒,每一个时隙可以传送一个单时隙数据包。传送3时隙和5时隙数据包时,跳频序列不变(即每时隙对应的载频与单时隙包相同),但在传送一个数据包的过程中载频不变,都使用和个时隙相对应的频道。
Bluetooth技术规范共定义了10种跳频选择方案,其中5种对应于79跳系统。 跳频算法的主要指标如下:跳频序列由Bluetooth设备标志(主设备Bluetooth地址低位部分28 bit)决定,每个时隙的载频由该时隙的相位(即时隙号)决定。Bluetooth设备标志共28位,可以区分228个跳频序列,数量非常巨大。时隙号(相位)是27位的主设备CLK,一个完整的跳频序列持续的时间为227×625μs≈23 h。跳频序列中任意32个连续载频覆盖的范围至少达64 MHz,每个频率的访问机会都是相同的。可见Bluetooth跳频序列数量巨大,而且每个序列都有较好的随机性。更为重要的是,任意时刻的载频完全由Bluetooth设备标志和时钟决定,可以用组合逻辑电路实现,不需要进行存储,因此跳频序列实现简单。当Bluetooth设备标志和时钟切换时,跳频序列立即切换,不同跳频序列间的切换极为方便且迅速。
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