现代通信

现代通信关键技术南湖学院轻纺N093学号:200945989319裘敢为摘要：新版蓝牙规范提高了多任务处理和多种蓝牙设备同时运行的能力，带宽的提升使得新版本的蓝牙设备可以传输更大的文件。更低的电力消耗使得新版的蓝牙设备可以达到当前蓝牙设备2倍的运行时间，同时2.0+EDR版本兼容所有旧版规范。新版蓝牙规范提高了多任务处理和多种蓝牙设备同时运行的能力，带宽的提升使得新版本的蓝牙设备可以传输更大的文件。更低的电力消耗使得新版的蓝牙设备可以达到当前蓝牙设备2倍的运行时间，同时2.0+EDR版本兼容所有旧版规范。关键词：蓝牙SCO链路BCH编码传输速率声信道一．概述：蓝牙，对于手机乃至整个IT业而言已经不仅仅是一项简单的技术，而是一种概念。当蓝牙联盟信誓旦旦地对未来前景作着美好的憧憬时，整个业界都为之震动。抛开传统连线的束缚，彻底地享受无拘无束的乐趣，蓝牙给予我们的承诺足以让人精神振奋。在今年3月由研究机构MillwardBrown在消费者中的知名度调查显示，平均81%的消费者知道蓝牙，高于上年度的73%。1999年SIG就已经成立，但也就是在最近两三年间，作为短程无线个人通讯的蓝牙才真正从籍籍无名走向众所周知。蓝牙系统中有两种物理链路：异步无连接链路ACL和员步面向连接链路SCo。ACL链主要用于对时间要求不敏感的数据传输，如文件传输；SCO链路主要用于对时间要求相高的数据通信，如语音。一般的数据传输都是应用ACL链路，ACL分组都采用循环冗余校验(CRC)和自动重传请求(ARQ)机制来提高数据传输的可靠性。ACI‘分组的表示形式为D(MlH：(U3[5)，分组特性见表1。D代表数据分组；M代表使用使用2／3比例FEC的中等速率分组；H代表不使用纠错编码的高速率分组；1、3、5分布表示该分组占用的时隙数目。2Gillbert—E11iott无线信道模型GmbeIt—E11ion信道(以后简称为GE信道)是一阶、离散时间、静态马尔可夫链，其具有两个状态：Good状态和肋状态，其中PA为信道从Good状态转变到Bad状态的概率，Ph为信道从Bad状态转变到Good状态的概率，Pb和PB分别表示信道保持在Bad状态和Good状态的概率，P。才P“＝1，Pbb十Pbg＝1，Pbb和Pbg反映了信道的突发错误水平。和Bad状态时的概率，当采用矩阵表示时，Pk＝[Pk(G)，Pk(B)]设T为信道的传输矩阵。不又征计析监才2．UJhUKlEUhl云迈卜监才致扼惰颧阳1生能时，探讨的是一对主从蓝牙设备链接的情况，分析主对从单向的最大数据传输速率，即只有主设备向从设备发数据，从设备只是返回确认信息，若某分组发送后没有收到发送成功的确认信息(ACK)，则ARQ机制将重复发送该分组，直到发送成功为止。分析假设在一个数据分组发送过程中信道的状态变化概率是恒定值，并且CRC校验总足能够检测出数据裁荷传送过程中出现的错误。蓝牙1．2协议中，ACL链路总共定义了7种数据分组格式：DMl、DHl、DM3、DH3DM5、DH5和AUXl。其中AUxl分组类型跟DHl4F常相似，只是AUxl分组没有CRC校验码。其余的6种分组形式都具有CRC校验码以及自动重传请求(舰Q)来进行错误控制。DH类型分组的载荷不受任何纠错编码机制保护，而DM类型分组的载荷由于采用了2／3比例的FELC纠错编码机制[5I，所以在有干扰的信道条件下比DH分组有更好数据传输性能。类似DM分组类型，我们在2．04EDR规范中加入BCH编码的新分组也采用y3比例前向纠错机制。BCH码是一类最重要的循环码，能纠正多个随机错话由于它具有纠错能力强、构造方便、编码简单、译码也较4实现等一系列优点因而被广泛采用。比如：实时音频和视：通信，分组数据通信，移动和个人通信，无线通信等。BC码的生成多项式如下形式：8N＝ICMLml(x)，Pn；N…Pn2f—lN：这里f为纠错个数，mf树为素多项式，LCM为取最小公1式。其最小码距为d三2什1，它能纠正z个错误。BCH码的1长M＝2m—1(称为本原BCH码)或M＝2m—1的因子(称为非；原BCH码)。关于BCH码的生成多项式己编写成相应的；形成，在工程上使用只需查阅即可。根据查表可知与(15，10)汉明码编码效率较接近的为本原BCH码(63，39)，可5正4个错误，其生成多项式的系数为166623567。采用BCH编码的新分组，经过编码以后的最大数据包的长度跟对应的DH分组的数据包长度是一样的，为了便于区分，新增经过BCH编码的数据分组分别标示为2—BCHl、2—BCH3、2—BCH5、3—BCHl、3—BCH3和3。BCH5。以2—BCHl分组为例，其最大数据载荷的长度等同于2。DHl分组，由于新的采用BCH编码的分组载荷部分使用2／3比例纠错编码机制。蓝牙数据传输吞吐量是位错误率的函数，位错误率是信噪比的函数。所以要研究增加了采用BCH编码的数据分组格式后蓝牙数据传输的抗干扰性能，首先需要对三种调制方式在不同信噪比下的位错误率进行分析。本文对下蓝牙数据传输性能分析的信道模型是加性高斯白噪声(A1阳N)信道。蓝牙1．2规范的所有数据分组都采用GFSK调制方式，蓝牙2．04EDR新规范增加的2—DH、3—DH数据分组以及本文提出的增加2—BCH、3—BCH数据分组的接入码与分组头采用的也是GFSK调制方式。2—DH数据分组的载荷部分使用的是以—DQPSK调制方式，本文提出的2—BCH数据分组的载荷部分也使用这种调制方式。3—DH数据分组的载荷部分使用的是8DPSK调制方式，本文提出的3—BCH数据分组的载荷也使用这种调制方式。新的蓝牙规范，主要新特性有：近一步促同多台设备的协同工作能力、提高QoS(服务质量)、改善整体的安全性、进一步降低功耗。其中在协同性方面，将使一台蓝牙设备可以连接的其他蓝牙设备数量从原来的8个增加到256个，在QoS方面，主要是针对不同性质的设备设定不同的优先响应级别，提高对鼠标、耳机等设备传输数据的实时性：安全性方面，通过提高验证字符串的长度、并增强对密码的隐蔽性来改进。复合通道控制协议MCCP(MultipleChannelControlProtoc01)为自定义的用于MCM设备的底层控制协议，用来在配置有多通信通道方式的设备MCM之间进行通信协商、数据传输以及辅助控制。其中，多种通信通道包括Ethernet、Wi—Fi(8021lx)，UWB、ZigBee、WiMax、CDMA、GPRS等。MCCP主要功能描述。MCCP协议属于蓝牙通信协议，其在多个MCM设备之间起着通信协商的作用，通过在蓝牙协议栈中加入MCCP协议，MCM设各上已有的通信通道将可以作为辅助数据传输通道选择性地被调用来接手蓝牙的数据传输工作，在此期间MCM设备上辅助数据传输通道的选择、建立、撤销以及状态监控将通过蓝牙信道来完成。具体设计的MCCP的主要功能如下：①报告McM设备的特殊标志以声明为MCM设备，无此特殊标志则认为是非眦M设备。在McM特殊标志中给出McM及MCCP版本号。②报告MCM的基本配置。包括ARM类型、嵌入式系统类型等、其它硬件配置说明。③报告MCM所配置的其它通信通道。从子码中可以出其它通信通道的标志。④协商MCM之间选用何种通信通道。当两台MCM都用某种同样的通信道，如WI．an，则可以选择WLan作为数据传输通道。当两台McM都只有蓝牙通道时，则只能使用蓝牙作为数据传输通道。⑤当选定某通信通道传输数据时，进行通信协商，并完成必要的初始化工作。⑥控制通过某通信通道进行数据传输。开始、暂停、结束和强行中止数据传输，并监控传输状态。⑦中止某通信通道，并释放相关资源。⑧错误报告。向对方报告本设备出现的错误。⑨加密协商。特殊标志(2个字节)：标志本数据为blCCP协议数据，第一字节和第二字节分别为：二进制10101010(HPOxM)。(2)隔离标志(1个字节)：内容为二进制OlOl0101(RpOx55)。(3)版本号(1个字节)：4位高字节为整数版本号，低位4字节为小数点版本号。(4)保留1(1个字节)。(5)主功能号(1个字节)：该字节给出了主功能号，对应MCCP协议的相应功能。(6)子功能号(1个字节)：该字节给出r子功能号，对出MCCP协议主功能下面的了功能。(7)功能序列标志(1个字节)：该字节标志了本协议包是请求包还是回应包。如果低四位非零，则为请求包；如果高Pq位非零，说明为回应包。低四位和高四位不能同时为零，也不能同时非零。对于非零数值所对应的具体含义，暂时保留。(8)数据长度(2个字节)：标志后面数据区中数据的长度。(9)数据区(O--1024)：发送的数据。对应某主功能号和子功能号，可能要发送附带数据，该区域存储的即为附带数据。(10)包总长度(2个字节)。(11)保留2(2个字节)。(12)校验和(4)：校验和值。McM设备启动过程描述。MCM设备启动后，首先启动操作系统，然后启动MCM控制主进程，完成相关初始化工作，记录MCM设各相关配置，检测所拥有的通信通道类型，启动蓝牙设备，注册蓝牙服务，扫描和发现其它MCM设备。配列后MCM设备之间相互发送主功能号为l的数据包相互确认是否为MCM设备。确认通过后，进行相关的MCCP协议通信。验证片比较的结果，其等中心位移3组没有明显的差异。说明全放疗流程中定位模拟，设计，摆位精确度高，患者短时间内能很好的控制下肢移动。放疗前与结束时的比较结果A组与B组等中心重复性明显优于C组。说明放疗中患者不能长时间控制体位，放疗精度的降低主要是由于放疗中的移动引起。而使用”T”形脚掌固定架或体模同定能明显的控制下肢的旋转等运动，从而提高放疗的精确度。使用体模或是“T”形脚掌固定架均能}瞰j：的控制患者F肢移动，但是使用体模的患者出现明显的I级皮肤反应时间早．使用”T”形脚掌固定架的患者出现时间晚。而我们观察到使用体模的患者色素沉着较未使用的患者更深。说明体模能增加皮肤剂量，使皮肤反应出现时间提前。但是所有患者在放疗结束后均出现I级皮肤反应。故综合看患者的皮肤反应3组无显著有意义的区别。1.1/1.2版本的蓝牙产品，本身基本是可以支持立体声音效的传输要求，但只能够作（单工）方式工作，所以说属于不成熟的产品。蓝牙2.0版本是1.2版的改良提升版，传输率约在1.8M/s-2.1M/s，可以有（双工）的工作方式。即一面作语音通讯，同时亦可以传输文件，虽然在性能上有不少提升，但是和以前的版本一样，不能很好地支持蓝牙立体声传输。蓝牙2.0+A2DP芯片则彻底解决了立体声传输的问题，让大部分人的手机都能成为一个优秀的MP3播放器。最新版的Bluetooth2.1+EDR总体上没有什么改动，只是在配对流程及功耗上有许进步，并成为了目前新款手机的标准配置。既然蓝牙也可以支持立体声传输了，那它和FM调频技术、2.4G无线射频技术相比又有什么区别呢？蓝牙技术能否应付得了未来复杂的市场求呢？今天我们就和大家一起讨论一下。SIG组织于1999年7月26日推出了蓝牙技术规范1.0版本。蓝牙技术的系统结构分为三大部分：底层硬件模块、中间协议层和高层应用。底层硬件部分包括无线跳频（RF）、基带（BB）和链路管理（LM）。无线跳频层通过2.4GHz无需授权的ISM频段的微波，实现数据位流的过滤和传输，本层协议主要定义了蓝牙收发器在此频带正常工作所需要满足的条件。基带负责跳频以及蓝牙数据和信息帧的传输。链路管理负责连接、建立和拆除链路并进行安全控制。中间协议层包括逻辑链路控制和适应协议、服务发现协议、串口仿真协议和电话通信协议。逻辑链路控制和适应协议具有完成数据拆装、控制服务质量和复用协议的功能，该层协议是其它各层协议实现的基础。服务发现协议层为上层应用程序提供一种机制来发现网络中可用的服务及其特性。串口仿真协议层具有仿真9针RS232串口的功能。电话通信协议层则提供蓝牙设备间话音和数据的呼叫控制指令。主机控制接口层（HCI）是蓝牙协议中软硬件之间的接口，它提供了一个调用基带、链路管理、状态和控制寄存器等硬件的统一命令