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蓝牙与802.11b干扰问题的解决

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作者：吴彦奇; 朱刚
本文提出一种自适应包选择延迟发送方法，解决蓝牙与802.11b的干扰问题 。
这种方法属于非协作共存技术范畴，其原理为：蓝牙单元根据信道质量的不同，选择不同长度的分组和发送时间，以躲避冲突，避免同频干扰 。仿真结果说明，此机制使蓝牙与802.11b的丢包率降低到接近零，使802.11b数据包网络通过率提高了近30% 。
要害词自适应包选择延迟发送蓝牙802.11b干扰共存机制
1、引言
目前，已研究提出的克服蓝牙与802.11b干扰，实现共存的机制，根据两系统是否能够交换信息而分为合作方式（collaborativecoexistence）与非合作方式（noncollaborativecoexistence）两类，其中包括：法规和标准、使用方式、技术方法等方面 。就技术方法而言，现在较受关注的有两种，都属于非合作共存方式，一种是自适应跳频（AFH：AdaptiveFrequency Hopping）[1，2]，此方法受到法规、接收灵敏度等限制，且只适用于未来使用新标准后生产的蓝牙设备，仍然无法解决目前蓝牙设备和802.11b之间的干扰问题；另一种方法在假定可以通过其他技术检测干扰规律基础上，通过流量调度，“减少因使用相同频率同时发送分组而引起的碰撞”（OLA：OverLap Avoidance），降低同频干扰[3]，取得较好效果，成为比较典型的方法 。这种方法属于MAC层技术，而MAC层技术包含硬件和软件，解决干扰问题代价相对较小 。本文提出自适应包选择延迟发送机制 。此机制属于OLA方法，但与以往提出的躲避分组碰撞的方法有区别 。此机制解决蓝牙ACL链路与802.11b的干扰问题更有效，且易于实现 。
2、自适应包选择延迟发送方法
蓝牙标准为了满足不同的应用需要，定义了不同类型信息包 。信息包包括话音包和数据包 。其中数据包长度分为一个时隙、三个时隙和五个时隙三种类型 。一般来讲，假如蓝牙自适应层能够基于应用的需要和无线信道情况，选择不同类型数据包进行传输，则可以达到最佳传输效果 。目前已经研究了根据不同应用选择不同类型的包[4] 。此外，也研究了根据无线信道的状况（主要基于误码率或者丢包率等评估手段）选择不同类型的包[5，6]，信道传输质量较差时选择短包传输，以减小信道同频干扰对信息传输的影响，信道传输质量较好时，选择长包传输，以提高传输效率，增加网络的吞吐量 。但是，这种通过选择不同长度类型传输分组克服相互干扰方法，没有从根本上解决引起干扰的碰撞问题，效果不明显 。这种包选择机制并不能完全消除干扰 。因此，本文提出自适应包选择延迟发送方法 。蓝牙单元在一段时间内对信道进行评估，然后根据信道质量好坏自适应地选择发送时间和包的大小，从而最大程度地避免了碰撞，理论上能够消除干扰影响 。该方法适用于ACL链路（就是说蓝牙主从单元之间没有语音的传输） 。自适应包选择延迟发送方法主要由两部分功能块组成：（1）信道评估，（2）自适应包选择延迟发送机制 。
2.1信道评估
【蓝牙与802.11b干扰问题的解决】 以往的研究工作[7]表明，对于很多减小干扰影响的机制来说，信道评估都是必不可少的一部分（比如说自适应跳频） 。我们将根据蓝牙发送单元的丢包率对信道进行评估 。发送单元的丢包率在接收单元端计算，并且与跳频点有关 。因此，定义跳频点相关的丢包率Fi-packetloss（其中0≤i≤78）计算公式为：
其中，Fi-numberoflostpacket为一段时间内（channel-state-update-ininterval）在该跳频点上传输信息时丢掉的包数，Fi-number of received packet为成功接收的包数 。设定丢包率门限值为gpacket loss gate 。当丢包率大于门限时，认为信道是不良信道，否则，认定为良好信道，由此可以得出信道状态表如下：

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