IEEE 802.11b与蓝牙共存的一种解决方案

2022-06-29 09:14:23| 收藏本文下载本文作者：KILT

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篇1：IEEE 802.11b与蓝牙共存的一种解决方案

IEEE 802.11b与蓝牙共存的一种解决方案

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

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。

篇2：IEEE 802.11b与蓝牙共存的一种解决方案

IEEE 802.11b与蓝牙共存的一种解决方案

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

带宽

[1] [2] [3] [4]

篇3：使用自适应跳频提高蓝牙与802.11的共存性

使用自适应跳频提高蓝牙与802.11的共存性

摘要：蓝牙是一种低费用、低功率的无线连接技术，运行在2.4GHz非授权的共享ISM频段。蓝牙技术现在所面临的最大挑战是，解决它与其它运行在该共享频段内设备的共存问题。这些设备包括无绳电话、微记和无线局域网，如802.11b。本文描述解决该问题的一种非协作性共存技术和自适应跳频技术（AFH）。

关键词：蓝牙自适应跳频共存性

蓝牙是运行在2.4GHz非授权ISM频段上的短距离无线技术，可用作线缆替代技术或一种先进的个人局域网技术。由于对ISM频段的接入没有限制，蓝牙设备将受到很重要的干扰。干扰源可能是微波炉、无绳电话等，也可能来自无线局域网，如802.11b。在蓝牙规范1.1版本中，采用79跳的伪随机跳频邻列来克服衰落和其它一些干扰，但是这种跳频机制没有考虑当前ISM频谱占用的情况。自适应跳频（AFH）机制正是根据目前共享频率而产生的干扰所提出的较好的共存机制。它通过改变蓝牙跳频机制，减少跳频数来避免冲突。

1自适应跳频技术基本原理

自适当跳频是一种避免固定频率干扰的方法。对蓝牙而言，AFH可以划分为以下四个部分：

信道分类――一个信道一个信道地检测干扰源的方法（每个信道1MHz）；

链路管理协议――向蓝牙网络中其它成员协调并分布AFH信息（通过LMP命令完成）；

跳频序列改变――通过有选择性地减少跳频信道数来避免干扰；

信道维持――周期性地重新评估信道的方法。

信道分类是通过检测干扰网络下蓝牙跳频信道的质量，把信道分为“好”信道或“坏”信道；可采用RSSI测量、连续分组错误、分组错误平均数等几种不同的检测方法。不管采用何种分类技术，都是通过衡量信道质量（1MHz信道上）来评估每个信道是“好”是“坏”，然后微网运用链路管理协议来协调和分布信道信息。网络内任何设备的信道测量无论发生在何处，主设备都将分布信道更新信息。根据信道分类，主设备通过发送链路管理协议命令来通知从设备已经从信道表中加入或取消了哪些频率。这就意味着，一个微网要使用自适应跳频，主设备必须具有AFH功能。

一旦确定了一组“好”信道，每个设备就需要更改它们的跳变设置，以避免使用“坏”信道（更改跳频序列）。该跳频更改需要在任何通信设备保持同步（包括时间和频率）。

由于避免了“坏”信道的使用，蓝牙微网将使用一个较小的频率集，FCC规定最少必须使用15个信道。这样就需要周期性地进行信道分类、管理和更新的过程（信道维持），以便更改跳频序列。由于干扰环境可能会改变，信道维持的规律性也需要同睡眠和功率耗费模式进行协调。

根据以上自适应跳频技术原理，图1给出了蓝牙自适应跳频序列产生流程。

信道“好”时，不需重新映射信道；当信道为“坏”时，需要一个“好”信道。当“坏”信道被选出，跳频内核从“好”信道集合中选一个信道来代替它。对于未能替代，而又必须使用的“坏”信道，仍将存在于自适应跳频序列中。这种频率替代方法可以在相同的微网内提高AHF设备与非AFH设备兼容性。

2两种跳频机制的对比

为了说明起来更明确，我们以一个蓝牙微网和一个802.11b网络为例，对蓝牙79跳频机制和AFH机制进行讨论和对比。

图2描述了未采用AFH机制时，蓝牙与802.11在ISM频段的频率占用情况。其中蓝牙仍采用79跳频序列，802.11占用ISM频段中的约22MHz固定带宽频率。

蓝牙是以每秒钟切换1600次载波的频率跳跃方式的频谱扩散技术来收发电波信号的，每个载波的.带宽为1MHz。在现行规范中，使用时在79个不同载波之间进行切换。IEEE802.11b使用的频率信道的带宽约为22MHz，而且前提是采用固定信道。

图2和图3

显然，图2中的两种技术将会发生频率重叠，如果运用两种技术的设备相距较近，会产生冲突干扰。因为802.11b采用固定的频率，而蓝牙进行跳频选择，可对蓝牙设备采用一定的频率避免机制，将蓝牙的频率跳变范围限制在相当于IEEE802.11b的一个频带22MHz带宽之内。

图3所示，蓝牙微网中的设备对每个1MHz信道进行评估，信道被分为“好”或“坏”，并且信道的信息被分布给微网内的所有设备。由于802.11bWLAN的存在，“坏”信道主要包含在被802.11b系统占用的22MHz信道。

图3描述了当一个“坏”信道被确定时，为避免使用被802.11b占用的“坏”信道，跳频内核从“好”信道集合中选出一个“好”信道进行替代。其它“坏”信道也用同样的方法进行替代，从而使蓝牙设备避开

使用被802.11b占用的信道。

蓝牙AFH机制有利于降低快速增长的ISM频带拥塞。AFH尤其适用于减弱像802.11b这样的固定频率的设备产生的干扰。通过避免已占用频谱来提高蓝牙链路传输的吞吐量以及可靠性；同时，因为蓝牙设备不在已用频带跳频，也提高了802.11的数据传输吞吐量和语音质量。由于蓝牙系统和802.11系统的冲突减少了，两个系统的重传次数也会相应减少，当然在ISM频带内的干扰也少了。这样，蓝牙设备和802.11等其它共享ISM频段的设备就可以通过简单AFH机制实现共存。

3小结

AFH是一种对蓝牙和IEEE802.11b使用的频率进行分离的技术。在AFH中，蓝牙的频率跳变范围避开了IEEE802.11b的频带。这样就可以在不对IEEE802.11b使用的22MHz工造成影响的情况下，完成蓝牙的数据收发。由于这种方法不会降低无线LAN与蓝牙的数据传输速度，而且不必对IEEE802.11b进行任何处理，因此实用性很高。当然，随着干扰源的增加，更多的“坏”信道将会从自适应跳频序列中取消，“好”信道数也越少。FCC规定蓝牙自适应跳频信道数不能少于15，如果可用的“好”信道数少于15，蓝牙系统就不得不使用一些“坏”信道。因此，当干扰过多时，AFH机制也不能完全避免系统吞吐量和可靠性的降低。

篇4：岩性密度与电法测井组合仪器机械结构的一种解决方案

岩性密度与电法测井组合仪器机械结构的一种解决方案

“快速测井平台”的技术瓶颈之一,是设法将带推靠器的仪器测井项目合并,从而达到减少带推靠仪器数量,缩短仪器长度的机械总体布局要求.岩性密度与带极板的电法测井仪组合,是较为常见的组合方式.文章论述了解决该结构的机械总体设计和结构设计方案,即“极板与密度探头分列两侧,共用一个推靠器”,研制出新型的“双推靠力”组合测井仪器,有效地突破了这一技术瓶颈.经大庆油田现场5口井的测井试验所提供的数据表明,不仅适应薄层解释的'要求,还能为薄层开发提供更为准确的地质参数.该组合是目前同种类仪器组合和应用的一种有效地解决方案.

作者：刘策徐曼张海高标 Liu Ce Xu Man Zhang Hai Gao Biao 作者单位：刘策,徐曼,Liu Ce,Xu Man(中国石油集团测井有限公司测井仪器厂,陕西,西安,710061)

张海,高标,Zhang Hai,Gao Biao(大庆石油管理局钻探集团测井公司,黑龙江,大庆)

刊名：石油仪器英文刊名：PETROLEUM INSTRUMENTS 年，卷(期)：2009 23(5) 分类号：P631.8+3 关键词：快速测井平台岩性密度测井仪高分辨率井壁侧向极板薄层电阻率极板微球聚焦极板双推靠力

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