Teave

Bluetooth-raadio liides, modulatsioon ja kanalid

Bluetooth-raadio liides, modulatsioon ja kanalid

Bluetooth-raadio liides pakub traadita ühenduse sirgjoonelist, kuid väga tõhusat vormi.

Juhtmevaba Bluetooth-liides oli loodud selleks, et tagada usaldusväärne jõudlus ka teiste samu sagedusi kasutavate seadmete häirete korral.

Kuna muud tehnoloogiad, sealhulgas WiFi ja paljud muud samu sagedusi kasutavad seadmed, on vaja usaldusväärset toimimist ja selle tagamiseks on loodud Bluetooth-raadio liides.

Bluetoothi ​​raadioliidese põhitõed

Bluetooth-raadio liides kasutab selle usaldusväärseks toimimiseks mitmeid tehnikaid ja signaalivorminguid. Ta kasutab sagedusi 2,4 GHz ISM-sagedusribas ja kasutab tehnikat, mida nimetatakse sagedushüppeks, kus signaal liigub regulaarselt ühelt sageduselt teisele.

Paljude teiste ISM-sagedusribas olevate kasutajatega, alates mikrolaineahjudest kuni Wi-Fi-ni, võimaldab hüppekandja bluetooth-seadmete poolt häireid vältida. Bluetoothi ​​edastus jääb kindlaksmääratud sagedusel vaid lühikeseks ajaks ja kui esineb mingeid häireid, saadetakse andmed hiljem uuesti, kui signaal on muutunud teiseks kanaliks, mis on tõenäoliselt vaba muudest häirivatest signaalidest.

Standard kasutab hüppe kiirust 1600 hüppeid sekundis ja süsteem hüppab üle kõigi saadaolevate sageduste, kasutades eelnevalt kindlaksmääratud pseudojuhuslikku hüppejada, mis põhineb võrgu põhisõlme Bluetooth-aadressil.

Bluetoothi ​​standardi väljatöötamise ajal otsustati kasutada pigem sagedushüppesüsteemi kui otsese järjestuse hajuspektri lähenemist, kuna see suudab töötada suuremas dünaamilises vahemikus. Kui kasutataks otsese järjestusega hajuspektri tehnikat, blokeeriksid teised vastuvõtjale lähemal olevad saatjad nõutava ülekande, kui see on kaugemal ja nõrgem

Bluetooth-raadio liides kasutab ka modulatsioonitehnikat nimega Gaussian Frequency Shift Keying, GFSK. See modulatsioonivorm on spektraalselt efektiivne ja võimaldab kasutada ka tõhusaid raadiovõimendeid, säästes seeläbi aku kasutusaega.

Bluetoothi ​​modulatsioon

Algselt valiti Bluetoothi ​​jaoks versioonis 1 Gaussi sageduse nihkega sisestamine (GFSK), kuid suurema andmeedastuskiiruse nõudega võeti Bluetooth 2 jaoks kasutusele kaks faasinihete sisestamise vormi, et pakkuda paremat andmeedastuskiirust, EDR-i.

Gaussi sageduse nihke sisestamine: Kui GFSK-d kasutatakse valitud Bluetooth-modulatsiooni vormis, nihutatakse kanduri sagedus modulatsiooni kandmiseks. Binaarset esindab positiivne sageduse hälve ja binaarset nulli negatiivne sageduse hälve. Seejärel filtreeritakse moduleeritud signaal Gaussi reaktsioonikõveraga filtriga, et külgribad ei ulatuks põhikandja mõlemale küljele liiga kaugele. Seda tehes saavutab Bluetoothi ​​modulatsioon ribalaiuse 1 MHz koos rangete filtrinõuetega, et vältida teiste kanalite häirimist. Õige toimimise jaoks on BT tase seatud väärtusele 0,5 ja modulatsiooni indeks peab olema vahemikus 0,28 kuni 0,35.

Faasinihke sisestamine: Faasinihke sisestamine on Bluetoothi ​​modulatsiooni vorm, mida kasutatakse Bluetooth 2 EDR-i (täiustatud andmeedastuskiirus) abil saavutatava suurema andmeedastuskiiruse võimaldamiseks. Kasutatakse kahte PSK vormi:

  • π / 4 DQPSK: See on faasinihkega sisestamise vorm, mida nimetatakse diferentsiaalse faasinihkega sisestamiseks π / 4. See võimaldab saavutada algandmete kiiruse 2 Mbps.
  • 8DPSK: See Bluetoothi ​​modulatsiooni vorm on kaheksa punkti või 8-aariline faasinihete sisestamine. Seda kasutatakse siis, kui ühenduse tingimused on head ja see võimaldab saavutada toorandmeside kiirust kuni 3 Mbps.

Bluetoothi ​​modulatsiooni täiustatud andmeedastuskiirus on rakendatud lisavõimalusena, nii et süsteem oleks tagurpidi ühilduv.

Bluetoothi ​​modulatsiooniskeemid ja üldine formaat ei võimalda suuremat andmeedastuskiirust. Bluetooth 3 puhul ei saavutata suuremat andmeedastuskiirust Bluetoothi ​​modulatsiooni vormingu muutmisega, vaid töötades koostöös IEEE 802.11g füüsilise kihiga. Nii on võimalik saavutada kuni 25 Mbps andmeedastuskiirus.

Bluetoothi ​​võimsustasemed

Bluetoothi ​​saatja võimsus on üsna madal, kuigi eeldatavast kasutusest ja vajalikust vahemikust sõltub kolm erinevat väljundklassi.

1. võimsusklass on mõeldud kuni 100 m pikkuste seadmete jaoks kaugsuhtluseks ja selle maksimaalne väljundvõimsus on 20 dBm.

Järgmine on 2. võimsusklass, mida kasutatakse tavaliste vahemikuga seadmete jaoks, mille tööulatus on kuni umbes 10 m, maksimaalse väljundvõimsusega 6 dBm.

Lõpuks on lähitoimeseadmete jaoks olemas 3. võimsusklass. 3. klassi Bluetooth toetab sidet ainult kuni umbes 10 cm kaugusel ja selle maksimaalne väljundvõimsus on 0 dBm.

Toite juhtimine on Bluetoothi ​​1. klassi jaoks kohustuslik, kuid teiste jaoks valikuline, kuigi selle kasutamine on soovitatav aku säästmiseks. Sobiva võimsuspiiri saab valida vastavalt RSSI, vastuvõetud tugevuse signaali indikaatori näidule.


Bluetoothi ​​toite klasside kokkuvõte
KlassMaksimaalne võimsus
dBm
Võimsuse juhtimise võimalus
120Kohustuslik
24Valikuline
30Valikuline

Bluetoothi ​​võimsustaseme valik ja RSSI

Aku säästmiseks tuleks valida madalaim edastatud energiatase, mis vastab usaldusväärsele ühendusele. Eeldades, et võimsuse taseme juhtimine on saadaval, valitakse võimsuse tase vastavalt RSSI näidule. Kui RSSI indikaator langeb alla antud taseme, saab Bluetoothi ​​võimsustaset tõsta, et viia RSSI tase aktsepteeritud tasemele.

Mis tahes RSSI näitaja väärtus on meelevaldne, kuna seda kasutatakse lihtsalt signaali taseme ja seega edastatava võimsuse taseme suurendamise või vähendamise näitamiseks.

Bluetoothi ​​spetsifikatsioon määratleb maksimaalse bittivea määra 0,1% ja see võrdub vastuvõtu tundlikkuse miinimumnõudega -70dBm. Need tundlikkuse näitajad toovad siis kaasa erinevate võimsustasemete jaoks saavutatavad vahemaad, kuigi tänapäevased vastuvõtjad on üldiselt tundlikumad kui need, mida kasutati spetsifikatsiooni käivitamisel selle käivitamisel.

Bluetooth-raadio liides töötati välja elastse liidese loomiseks, mis oleks võimeline töötama spektraalselt tõhusalt koos teiste 2,4 GHz ISM-i või litsentsivaba riba rakendustega. Raadioliides on loodud ka selleks, et signaale edastavad ahelad saaksid tõhusalt töötada, võimaldades seeläbi pikka aku kasutusaega.

Juhtmevaba ja juhtmega ühenduvuse teemad:
Mobiilside põhitõed: 2G GSM3G UMTS4G LTE5GWiFiIEEE 802.15.4DECT juhtmeta telefonidNFC - lähiväljasideNetworking fundamentals
Naaske juhtmeta ja traadiga ühenduvuse juurde


Vaata videot: Top 10: Best Bluetooth Fm Transmitters for Cars of 2018. 10 Best Bluetooth Car Adapters (Juuni 2021).