IEEE 802.11b与 蓝牙共存的一种解决方案

2007-03-09 19:03:27来源: 互联网
作者Email: hongtao_cao@yahoo.com.cn, hongtao_cao@163.com 摘要:本文首先介绍了在通信技术迅猛发展的当今时代,将802.11b和蓝牙集成在同一系统上会更加方便人们的日常工作,然后分析了802.11b和蓝牙共存的技术难点,提出了一种实际应用中解决方案。并通过分析得到了这个方案优势,对实际的工程应用具有一定指导意义。 关键词:蓝牙;无线局域网;IEEE802.11b;共存 1 绪论 随着信息技术的迅猛发展,我们日常生活的空间早已经被各式各样的无线通信设备所覆盖。一类是应用在英特网延伸出来的无线局域网WLAN上的802.11b;一类是应用在移动电话、便携式电脑、个人数码助理和其他一些新型的移动设备所构成的无线个人局域网WPAN上的蓝牙技术。为了让WLAN与WPAN更好的融合,更大发挥的无线技术力量。比如:在一部拥有蓝牙和802.11b两种通信技术的设备上,你在使用蓝牙技术与其他人交谈的同时,又可以通过802.11b提供的网络功能获取网上的E-mail。 下面是几种无线局域技术标准的对比:   802.11b 802.11bb Bluetooth 频率 2.4GHz 2.4GHz 2.4GHz 带宽 1-2Mbps 1、2、5.5、11Mbps 1Mbps 距离 100m 10-100m 100m 业务 数据 数据 图像 语音 数据 表1 IEEE 802.11b与蓝牙的对比 从上图中我们不难看出,现在流行的无线局域技术标准802.11b和蓝牙Bluetooth都工作在ISM频段2.4GHz,因此要将两种技术嵌入同一系统时不需要各自单独的射频RF部分;另外,由于现代的集成电路工业的高速发展,802.11b和蓝牙Bluetooth的芯片都具有尺寸小、功耗低、便于系统集成等优点。同时,也正是因为蓝牙和802.11b都工作在2.4GHz频段上,所以如果没有恰当的措施,它们之间的干扰就难以避免。 两种通信技术的系统集成已经渐渐成为了人们所关注的焦点。我们也就在此过程中遇到的蓝牙与802.11b共存问题作进一步的探讨。 ⒉ 共存的实现 我们通常会在功能实现的时候发现:由于无线媒质自身的限制,如果没有一种有效的干扰去除方法,这两种无线通信技术就很难同时集成在一个系统上的。这种情况下就要求在IEEE802.11b与蓝牙共存的解决方案中必须具备排除干扰的能力。我们可以通过下面介绍的关键性技术来达到这样的目的——把IEEE 802.11b处理器与蓝牙芯片集成在一起。 2.1 共存接口总线 总线的概念对我们并不陌生,在很多应用中也都使用过。我们可以使用这个技术在802.11b处理器与Bluetooth 芯片之间构架一座桥梁——共存接口总线,之所以加上接口儿子是因为它还起到与系统外部连接的作用。下面就是这个共存方案的结构: 很明显,共存接口总线的功能主要在于协调802.11b处理器和蓝牙芯片的工作状态。在发送信号时首先确定接收到主机过来的信息是属于802.11b的数据还是蓝牙的数据,然后进行相应数据发送及协调处理。这主要是为了保证系统的射频单元不会在同一时刻收到来自两部分模块的发送信号,从而可以有效的保证发送时的干扰去除。 我们这里分别介绍802.11b模块和蓝牙模块的结构示意。 带宽分配时的多路技术 多路技术通信,可以分为时分多路和频分多路。时分多路是指各路信号在同一信道上占用不同时隙进行通信。因为蓝牙和802.11b集成在同一系统,所以可以通过系统内部的调整单元采用统计方法来解决频段冲突和时隙的保留,用简单的内部命令就可以协调保留它们各自的传输和接收时隙。当802.11b与蓝牙在试图进行有频率资源冲突的连接时,可以通过软件方式在系统内部制定一些竞争的简单规则。 2.3 智能跳频 我们知道蓝牙采用的是跳频传输,它在同一时刻仅占用1M带宽,并以1600Hz的速度改变中心频率,1M带宽外的信号衰减大于20dB。而802.11b采用的是DSSS传输,一般中心频率间隔为5MHz,但由于其信号的20dB衰减有16MHz宽,所以在同一位置的802.11b设备为了避免干扰通常使用1、6和11号信道运行。因此,如果主动设计蓝牙的跳频顺序来避开频段内已知被802.11占用的频段,就可以很大程度上的改善蓝牙和802.11b的性能。 2.4 传输功率控制 在使用ISM频段等共享资源时,不是用超出实际需要的资源是非常重要的。如果在频带中的传输功率过大,那么就会对其他的频段造成干扰,整体系统的容量就会下降。我们把蓝牙与802.11集成在一起,加强它们各自的动态功率控制非常重要。同时,由于传输时的功率受限,区域内给设备的共存情况也会得到较大的改善。 3.技术的发展 我们可以想象,一位拥有同时具备蓝牙和802.11技术的笔记本电脑的拥护,他不仅可以在802.11的环境下与高速的本地网关或接入点通信,同时还可以通过蓝牙技术与手机、PDA或其他的设备通信。正是由于蓝牙与IEEE 802.11共存的重要性,蓝牙SIG与IEEE802.11工作组都在积极地寻求更好的共存改善方法。 4. 总结 可以看出,这里提到的方案并不同于某些IEEE 802.11b与蓝牙共存的解决方案:它并没有分配固定的带宽给802.11b或是蓝牙的,而是利用它们空闲的时间来完成充分利用带宽这一功能;这是因为这个方法是从MAC层入手来解决问题的。这就意味着,两种通信模式可以完全利用2.4GHz的ISM带宽,不过前提分时复用。通过上面的两个重要手段,可以有效地避免IEEE 802.11b与Bluetooth之间的干扰、数据包的冲突,而且这种方案还保证了较高的信息吞吐速率。

关键字:蓝牙  共存  解决  解决方案

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