Bluetooth: Архитектура — Радио — Bluetooth и все, что с ним связано

Bluetooth: Архитектура — Радио


Определение

Для передачи данных по радиоканалу используется 2 режима модуляции несущей частоты:
— Основной режим (Basic Rate) – использует бинарную частотную модуляцию и позволяет минимизировать аппаратную сложность трансивера;
— Дополнительный режим (Enhanced Data Rate) — использует т.н. фазовую манипуляцию, один из видов фазовой модуляции, при которой фаза несущей частоты меняется скачкообразно (PSK). Данный режим имеет 2 варианта модуляции:
— π/4-DQPSK — квадратурная фазовая манипуляция, использующая 2 4-х точечных созвездия;
— 8DPSK — квадратурная фазовая манипуляция с двойной поляризацией.

Символьный битрейт для всех типов модуляции равен 1 мегасимволу в секунду, но из-за разной модуляции несущей частоты, скорость передачи данных составляет:
— 1 Мбит/с, в режиме “Basic Rate”
— 2 Мбит/с, в режиме “Enhanced Data Rate”, используя π/4-DQPSK
— 3 Мбит/с, в режиме “Enhanced Data Rate”, используя 8DPSK

Диапазон частот и каналов

Технология Bluetooth работает на частоте 2.4 Ггц в диапазоне 2400 — 2483.5 МГц.
Для передачи информации используется 79 частотных каналов, пронумерованных от 0 до 78 с промежутком в 1 МГц, начиная с частоты 2402 МГц.

В целях соблюдения ограничений на использование частот в разных странах, применяется контроль выхода частоты за пределы диапазона:
— на минимальной частоте контроль выхода за край составляет 2 МГц
— на максимальной частоте контроль выхода за край составляет 3,5 МГц

Характеристики передатчика

[table id=1 /]

* Минимальная выходная мощность при максимально установленной.
**
dBm — значение мощности в децибелах.
*** Минимальный предел мощности Pmin<-30dBm предпочтителен, но не обязателен и может выбираться в соответствие с потребностями конкретного приложения.

Устройства класса 1 поддерживают систему управления питанием. Система ограничивает мощность, если последняя превышает +4dBm. Управление мощностью ниже 4 dBm является необязательным условием и может быть использована для оптимизации энергопотребления и уменьшения уровня помех.
Устройства с возможностью управления мощностью оптимизирует выходную мощность при помощи команд протокола управления связью (LMP). Это достигается путем измерения уровня мощности принимаемого сигнала (RSSI) и обратного уведомления, в случае, если мощность передачи должна быть увеличена или уменьшена.

Характеристика модуляции
Модуляция сигнала происходит по принципу GFSK (частотная битовая манипуляция с использованием фильтра Гаусса) с разносом частоты равному 0,5 скорости манипуляции (еще одна ссылка).

Ложная радио-эмиссия (паразитное излучение)
Ложная радио-эмиссия образуется на этапе перестройки частоты, когда передача идет по одному частотному каналу, а прием по другому. Это происходит в случае, когда синтезатор частот может изменить частотный канал между приемом и передачей, а потом возвращается к исходному передающему каналу.

Допустимое отклонение частоты
Допустимое отклонение от центра несущей частоты должно находиться в пределах ±75 КГц

Повышенная скорость передачи данных (Enhanced Data Rate)
Ключевой характеристикой данного режима является то, что схема модуляции меняется в пакете. Код доступа и заголовка пакета передаются с основной скоростью 1 Мбит/с по схеме GFSK, а последующие данные передаются, используя схемы модуляции PSK, определенные в принципах EDR. т.е. π/4-DQPSK или 8DPSK.

Характеристика EDR (Enhanced Data Rate) модуляции
При передаче кода доступа и заголовка пакета используется GFSK модуляция обязательного режима (Basic Rate) . При передаче остальных данных используется PSK модуляция со скоростью передачи данных 2Мбит/с или 3 Мбит/с.

Характеристики приемника

Уровень чувствительности
Фактический уровень чувствительности определяется как уровень входного сигнала, для которого общее количество ошибок (BER — Bit Error Rate ) не превышает 0,1%. Приемник должен соответствовать требованию чувствительности -70 dBm или лучше при работе с любым передатчиком Bluetooth, удовлетворяющим требованиям на передатчик системы Bluetooth.

Прием при наличии сигналов помех
Параметры приемника при помехе в соседнем канале, отстоящем на 1 МГц и на 2 МГц, измеряются при уровне принимаемого сигнала, превышающем базовый Уровень чувствительности на 10 дБ. Во всех остальных случаях уровень принимаемого сигнала должен превышать базовый уровень чувствительности на 3 дБ.

Прием вне рабочей полосы частот
Параметры приема при внеполосной помехе измеряются при уровне входного сиг нала, превышающем уровень чувствительности на 3 дБ. BER не должен превышать 0,1%.

Интермодуляционная характеристика
Интермодуляция приемника определяется величиной BER = 0.1%, которая должна достигаться при следующих условиях:
— сигнал принимается на частоте f() с уровнем, на 6 дБ превышающем базовый уровень чувствительности;
— смодулированная несущая передается на частоте f1, с уровнем -39 dBm
— Bluetooth-модулированный сигнал передается на частоте f2 с уровнем -39 dBm

Enhanced Data Rate

Уровень чувствительности режима EDR
Фактический уровень чувствительности должен быть определен как уровень входного сигнала, при котором коэффициент ошибок (BER) не превышает 0,01%. Для вариантов модуляции π/4-DQPSK и 8DPSK приемник должен соответствовать требованию чувствительности -70 dBm или лучше при работе с любым передатчиком Bluetooth, удовлетворяющим требованиям на передатчик системы Bluetooth.

Прием при наличии сигналов помех режима EDR
Параметры приемника при помехе в соседнем канале, отстоящем на 1 МГц и на 2 МГц, измеряются при уровне принимаемого сигнала, превышающем базовый Уровень чувствительности на 10 дБ. Во всех остальных случаях уровень принимаемого сигнала должен превышать базовый уровень чувствительности на 3 дБ

Ссылка на оригинал

Have any Question or Comment?

Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

Май 2021
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
 12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31