蓝牙系统中关键技术的研究和实现

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由于蓝牙技术具有低成本、低功耗、小尺寸及易于组网等特性,因此自其问世以来,一直受到人们的广泛关注。同时也使得蓝牙接口从原先简单的电子设备间有线连接的替代方案逐渐成为一种无线建网的解决方案。然而蓝牙与同样用于无线组网方案的802.11b同处在2.4GHz的公共频带,如何尽可能地将干扰减至最小程度,是蓝牙系统的一个关键技术;同时,蓝牙中并没有对QoS进行有效地支持,如何利用蓝牙主设备的信息来提供QoS支持,从而提高系统吞吐量,是蓝牙系统的又一关键技术。作者在现有的基础上,同时对蓝牙系统进行理论的研究和实际系统的开发,建立了更符合实际情况的蓝牙干扰模型并提出了改进型DRR算法用以进行QoS支持,同时在蓝牙无线接入以太网项目中,进行基于蓝牙的FTP应用程序的开发。 本文的主要部分就是基于上述内容展开的。 第一章介绍了蓝牙技术的特点及其现阶段的发展情况,并将蓝牙与其它无线技术在带宽和覆盖范围作出比较,同时指出蓝牙系统的主要应用场合。 第二章从干扰性能、QoS支持以及蓝牙应用的角度对整个蓝牙协议栈作出分析,阐述了与这些关键技术相关的理论和实现方法。本章f是全文的理论基础和出发点。 第三章介绍了蓝牙干扰问题与当前的研究情况,并提出了更为接近真实情况的蓝牙干扰模型,考虑了信道衰减、室内路径衰减以及AWGN噪声,通过量化的方法对蓝牙干扰性能作出分析,得出了802.11b对蓝牙设备的干扰范围。之后,说明利用自适应跳频的方法可以对其性能作出改善,并推导出该方法下的吞吐量公式,最后用仿真结果说明性能改善的情况。 第四章介绍了蓝牙QoS问题与其相关的情况。通过对蓝牙基本QoS模型的分析,说明该模型的关键是蓝牙基带层的轮询算法。之后,提出了用于基带层的改进型DRR算法,该算法使得微网各同等蓝牙从设备能够公平的分配系统带宽,同时能对瞬时的高优先级数据服务提供相应带宽,从而保证蓝牙QoS性能,最后通过仿真得到对蓝牙性能的改善。 第五章介绍了本项目及其进展情况,主要从实现的角度对蓝牙协议栈的软件设计方法作出分析,最后用一个具体的BlueFTP程序说明高层服务使用蓝牙链路来实现基本功能的主要方法。 最后的结束语中,对作者在本文中所作贡献进行了总结,并指出了仍有待进一步研究的若干问题。
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