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蓝牙的发展:无线系统设计的挑战

时间:04-03 来源:电子产品世界 点击:

3%,用户不可能察觉到这个细微的变化。

要增强TDM的效果,就需要具备有关802.11b/g无线设备活动的准确信息。为此,CSR公司定义了WLAN_Active硬件信号,以保证当无线设备运行时,b/g信号得到保护。当需要保护蓝牙信号不因802.11b/g干扰而衰退时,CSR公司开发出了BT_Priority,这是一种可选的信号,它可以指出何时正在发送或接收重要的蓝牙数据包。这种信号可用于保护采用HV3数据包的SCO音频,这种格式在单声道耳机随选随播音频数据时最为常见。Wi-Fi干扰可能阻止耳机与电话连接,还可能造成音频质量下降,因为部分SCO数据包的传输被终止,并且不重新传输。

  根据信道质量确定数据速率(CQDDR)

这个方案针对的是极端的范围和干扰问题,其建立的基础包括跳频、数据包标题和有效载荷的检错码、以及数据包确认收悉或再传输。有两种格式的数据包,即DH和DM,分别利用高带宽和中带宽。DH数据包可以传输更多的数据,但是如果部分数据包遭到破坏,整个数据包必须重新传输以恢复数据。DM数据包包含前向纠错(FER)码,占有效载荷的三分之一:每10比特的数据就增加5比特的前向纠错码,每15比特的数据/FEC数据块中可以纠正2比特的错误。这种数据包格式可能降低最大的数据速率,但比不包含纠错功能的DH数据包更强大。它允许接收设备与传输设备进行协调,按照环境干扰情况来确定采用何种数据包格式。例如,如果某个设备确定正在接收的数据存在诸多错误,它就会通知传输设备以DM数据包的方式传输数据。如果链路恢复畅通了,它就会允许传输设备回转到DH数据包。见图4。

CQDDR只是蓝牙链路的一个可选项,并不包括在蓝牙技术规范内。因此,对于配置BlueCore的设备发送数据给没有配置CQDDR的设备的情况,CSR公司发明出了一种算法来评估链路的表现,并且按照确认收悉的数据包(ACKs)和没有确认收悉的数据包(NACKs)之间的比率来修改数据包的类型。但是,对于从一个没有配置CQDDR的设备接受信息的情况,如果数据包受损,则BlueCore无法提供应对措施。

  扩展型同步定向连接信道(eSCO)

eSCO是允许受损语音数据进行再传输的检错语音信道。每一个数据包都有一个CRC(循环冗余校验),这样接收设备就可以检查数据包是否正确接收。在接收过程中存在错误和丢失的数据包将得到否认。再传输窗口允许未经确认的数据包进行再传输。

1.1版SCO只能使用单槽数据包。扩展型SCO允许对同步语音或数据使用三槽数据包。这意味着扩展型SCO可以达到100kbps以上的连接速度,而1.1版的连接速度为固定的64kbps。这是因为在使用单槽数据包时链路容量丢失,而当无线设备改变频率时数据包之间产生间隙。

在每个eSCO传输过程中,主设备传输一个eSCO数据包,从设备会按照SCO常规进行响应(即使没有接收到主设备的数据包,从设备也可以进行响应)。eSCO与SCO的不同之处在于SCO存在一个再传输窗口。在这个窗口中,可以对未经确认的数据包进行再传输,直至确认收悉。eSCO传输的间隔是可以调整的。1.1版SCO有三种数据包间隔可供选择,传输速度都是64kb/s。扩展型SCO的数据包长度和间隔在链路的两个方向都是可以调整的,因此可以实现不对称传输。

尽管eSCO信道不主动处理或避免干扰,受损数据包的再传输仍保证了其音频质量受到其它无线设备的影响相对较小。

  功耗对于蓝牙技术的重要性

功耗是一个关键性的问题,在无线开发的竞争方面有着特别重要的作用。作为一种短程无线功耗是一个关键性的问题,在无线开发的竞争方面有着特别重要的作用。作为一种短程无线链路技术,蓝牙的功耗可以降到最低水平,特别是在电脑外围设备这样的应用中,蓝牙设备的范围实际上不足50cm。

蓝牙较低的功耗水平使其成为移动电话和PDA这样的小型手持设备首选的无线连接技术, 这些设备依赖于电池电量,消费者也看重其电池寿命。

  低功耗模式与内部时钟

在蓝牙堆栈的范围内,最大的功耗水平源自于无线单元的活动,在仅以蓝牙堆栈数字单元要求的10mA电流水平传输和接收数据时,无线单元的活动却需要50mA的电流。因此,减少蓝牙无线单元的活动对于降低整体的功耗水平最为有效。此外,灵活使用低功耗模式也可以进一步降低蓝牙设备的功耗水平。

  BlueCore芯片内的硬件时钟可以将数字单元与无线单元隔离,这样可以关闭无线单元,从而将芯片送入浅度或深度睡眠模式。

在浅度睡眠模式下,时钟频率从16MHz、10mA降低到0.125MHz、2mA(图6)。

在深度睡眠模式下,除了1kHz自激弛张振荡器之外,时钟的主晶体和所有其它部分都停止工作(图7)。

要进入深度睡眠模式,BlueCore需要有2

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