基于信道轉(zhuǎn)換的藍(lán)牙微微網(wǎng)之間同頻干擾抑制方法

錢志鴻 郭雨齊 侯金鳳 王義君

①(吉林大學(xué)通信工程學(xué)院 長(zhǎng)春 130012)

②(中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所 北京 100190)

1 前言

藍(lán)牙是一種工作在全球統(tǒng)一開放的 2.4 GHz ISM頻段(Industrial Scientific Medical band)的短距離無(wú)線通信技術(shù)[1]，容易受到同頻段內(nèi)其他設(shè)備的干擾。由于藍(lán)牙微微網(wǎng)之間是互相獨(dú)立的，因此在微微網(wǎng)比較密集的室內(nèi)環(huán)境，幾個(gè)相鄰微微網(wǎng)同時(shí)使用相同頻點(diǎn)的概率就會(huì)加大，從而產(chǎn)生同頻干擾，嚴(yán)重影響藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)的性能[2]。

目前，多個(gè)藍(lán)牙微微網(wǎng)之間的同頻干擾問(wèn)題是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。Zurbes等人[3]最早分析了藍(lán)牙微微網(wǎng)采用一時(shí)隙分組傳輸時(shí)的同頻干擾問(wèn)題；文獻(xiàn)[4,5]將1,3,5時(shí)隙3種類型數(shù)據(jù)分組按不同比例混合進(jìn)行了分析；文獻(xiàn)[6]考慮了藍(lán)牙基帶分組的傳輸環(huán)境。除了對(duì)同頻干擾情況下藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)性能的分析以外，一些減少微微網(wǎng)間同頻干擾的方法也被提出：文獻(xiàn)[7]提出了時(shí)間同步的方法，文獻(xiàn)[8]提出了沖突解決增強(qiáng)型接收機(jī)，文獻(xiàn)[9]提出了雙信道傳輸(DCT)方法。

以上文獻(xiàn)都針對(duì)不同因素對(duì)藍(lán)牙微微網(wǎng)間的同頻干擾問(wèn)題進(jìn)行了研究，但是在同頻干擾情況下，對(duì)藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)性能的分析還存在以下需要解決的問(wèn)題：以往文獻(xiàn)是在假設(shè)微微網(wǎng)之間同頻就會(huì)產(chǎn)生干擾的前提下進(jìn)行的分析，沒有分析微微網(wǎng)在同頻情況下的載干比；以往文獻(xiàn)分析的分組錯(cuò)誤率實(shí)際上是藍(lán)牙微微網(wǎng)間同頻的概率，并且沒有考慮返回分組是否發(fā)送成功；現(xiàn)有的同頻干擾抑制方法也是基于同頻就會(huì)產(chǎn)生干擾的假設(shè)而分析的。為了更好地抑制藍(lán)牙微微網(wǎng)之間的同頻干擾問(wèn)題，本文提出了基于信道轉(zhuǎn)換的同頻干擾抑制方法。為了使分析更加完善，該方法根據(jù)載干比值判斷微微網(wǎng)是否受到同頻干擾，并且分析了多個(gè)藍(lán)牙微微網(wǎng)之間的同頻概率，在同頻概率分析過(guò)程中考慮了返回分組、跳頻保護(hù)間隔、3種時(shí)隙數(shù)據(jù)分組共存等多種情況。利用同頻概率進(jìn)一步分析了分組錯(cuò)誤率及網(wǎng)絡(luò)吞吐量。

2 藍(lán)牙干擾模型

藍(lán)牙DM(Data Medium rate),DH(Data-High rate)分組均采用高斯頻移鍵控(GFSK)調(diào)制方式，此調(diào)制方式下的比特錯(cuò)誤率為

其中Q1(a,b)是馬庫(kù)姆Q函數(shù)，Ik(x)是k階修正貝塞爾函數(shù)，γ為比特信噪比，ρ表示信號(hào)的相關(guān)性，調(diào)制指數(shù)h=0.32[10]。

假設(shè)藍(lán)牙設(shè)備間采用非對(duì)稱傳輸方式，并且信道質(zhì)量保持不變，則分組錯(cuò)誤率為[10]

式中A,B,C,D,E分別表示引起分組傳輸出錯(cuò)的5種事件：發(fā)送分組的接入碼同步錯(cuò)誤；發(fā)送分組的分組頭經(jīng) 1/3比例前向糾錯(cuò)(FEC)檢測(cè)出錯(cuò)；由于循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)校驗(yàn)錯(cuò)誤，發(fā)送分組載荷出錯(cuò)；返回分組的接入碼同步錯(cuò)誤；返回分組的分組頭錯(cuò)誤。表示這5種出錯(cuò)事件不發(fā)生的概率，相應(yīng)公式見文獻(xiàn)[10]。

3 基于信道轉(zhuǎn)換的同頻干擾抑制方法

藍(lán)牙系統(tǒng)有兩種鏈路：異步無(wú)連接鏈路(ACL)和同步面向連接鏈路(SCO)[11]，本文討論ACL鏈路。在藍(lán)牙微微網(wǎng)的主設(shè)備向從設(shè)備傳輸 ACL數(shù)據(jù)分組時(shí)，從設(shè)備會(huì)向主設(shè)備發(fā)送返回分組。返回分組包含接入碼和分組頭，沒有有效載荷。返回分組分為兩種類型：ACK(ACKnowledgement)和NAK(Negative AcKnowledgement)。當(dāng)從設(shè)備成功接收來(lái)自主設(shè)備的數(shù)據(jù)分組時(shí)，向主設(shè)備發(fā)送ACK；當(dāng)從設(shè)備對(duì)來(lái)自主設(shè)備的數(shù)據(jù)分組接收失敗時(shí)，向主設(shè)備發(fā)送 NAK。如果主設(shè)備接收到來(lái)自從設(shè)備的NAK或者由于干擾等原因致使返回分組接收失敗，那么主設(shè)備就要重傳前一發(fā)送時(shí)隙發(fā)送的數(shù)據(jù)分組，并且重傳時(shí)所用的信道與主設(shè)備前一發(fā)送時(shí)隙使用的信道相同。

由于ACL數(shù)據(jù)分組分為3種時(shí)隙類型，因此存在這樣的情況：當(dāng)參考網(wǎng)重傳時(shí)，與其同頻的干擾網(wǎng)在同頻干擾發(fā)生時(shí)的數(shù)據(jù)分組還未傳輸完畢，以至于兩個(gè)網(wǎng)仍然同頻，存在相互干擾的可能，使數(shù)據(jù)分組無(wú)法正確傳輸，從而造成參考網(wǎng)吞吐量的再次下降。針對(duì)此問(wèn)題，本文采用信道轉(zhuǎn)換的方法來(lái)減小重傳時(shí)參考網(wǎng)與干擾網(wǎng)之間的同頻概率，即當(dāng)接收到 NAK或者未接收到返回分組時(shí)，主設(shè)備會(huì)在跳頻序列中選擇新的跳頻頻點(diǎn)作為重傳的信道。

本文所分析的網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景為室內(nèi)環(huán)境，室內(nèi)信號(hào)的衰減相對(duì)較小，因此可以用最小頻移鍵控(MSK)調(diào)制方式代替 GFSK對(duì)藍(lán)牙信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。MSK調(diào)制方式的比特錯(cuò)誤率為[12]

下面對(duì)采用基于信道轉(zhuǎn)換的同頻干擾抑制方法前后，微微網(wǎng)間的同頻概率及微微網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行分析。

4 采用干擾抑制方法微微網(wǎng)之間的同頻概率及網(wǎng)絡(luò)性能分析

在分析藍(lán)牙微微網(wǎng)之間的同頻概率之前，首先做如下假設(shè)：

(1)假設(shè)有N個(gè)微微網(wǎng)同時(shí)存在，設(shè)參考網(wǎng)為X，干擾網(wǎng)為 Y,N-1個(gè)潛在干擾網(wǎng)隨機(jī)分布在以參考網(wǎng)為圓心，以10 m為半徑的圓形區(qū)域內(nèi)。

(2)將發(fā)送分組、返回分組及空包(即沒有數(shù)據(jù)發(fā)送的時(shí)隙)的每個(gè)時(shí)隙用13個(gè)分隔符(B1～B13)隔開，如圖1所示。

圖1 時(shí)隙分隔符

(3)λ1,λ3,λ5分別表示傳輸數(shù)據(jù)時(shí)1,3,5時(shí)隙發(fā)送分組每個(gè)時(shí)隙出現(xiàn)的概率，由于一個(gè)發(fā)送分組后面必會(huì)跟隨一個(gè)返回分組，所以1,3,5返回分組每個(gè)時(shí)隙出現(xiàn)的概率分別與1,3,5時(shí)隙發(fā)送分組每個(gè)時(shí)隙出現(xiàn)的概率相對(duì)應(yīng)。λ0表示空包出現(xiàn)的概率，并且2λ1+4λ3+6λ5+λ0=1。假設(shè)λ1+λ3+λ5+λ0=λ。各個(gè)時(shí)隙出現(xiàn)的概率如下：

(4)ACL數(shù)據(jù)分組的接入碼和分組頭統(tǒng)稱為包頭，假設(shè)包頭、有效載荷及跳頻保護(hù)間隔占整個(gè)時(shí)隙的比例分別為h,l,d。

4.1 干擾抑制前兩個(gè)微微網(wǎng)之間的同頻概率分析

結(jié)合圖2，下面將分別分析X發(fā)送分組的第1個(gè)時(shí)隙及X發(fā)送分組第1個(gè)時(shí)隙后面的時(shí)隙與Y不同頻的概率ftik(j),ltik(j)，其中，i=1,3,5分別表示參考網(wǎng)X發(fā)送的3種類型數(shù)據(jù)分組：1時(shí)隙分組、3時(shí)隙分組、5時(shí)隙分組；k=1,2,3,4分別表示圖2中的第1,2,3,4段。

圖2 發(fā)送分組分段圖

那么得X發(fā)送分組與Y不同頻的概率為(i)，X發(fā)送分組與Y同頻的概率為pt(i)，如式(5)所示。

(1)X發(fā)送分組第1時(shí)隙與Y不同頻的概率 結(jié)合圖2，分析Y的某個(gè)分隔符Bj分別在4個(gè)段內(nèi)時(shí)，X發(fā)送分組的第1時(shí)隙與Y不同頻的概率ftik(j)。當(dāng)Bj在X發(fā)送分組的第1段時(shí)(k=1)，若j=3,4(或者6～9)，此時(shí)X發(fā)送分組的第1時(shí)隙在Bj處與Bj前面經(jīng)歷的Y分組是同一分組：3時(shí)隙數(shù)據(jù)分組(5時(shí)隙數(shù)據(jù)分組)，則有fti1(j)=P0,P0代表78/79；若j=10,Y在Bj處與Bj前面均沒有數(shù)據(jù)與X重合，則有fti1(10)=1；當(dāng)j為其他值時(shí)，Y在Bj前面沒有數(shù)據(jù)與X發(fā)送分組的第1時(shí)隙重合，則有fti1(j)=P0。Bj在X發(fā)送分組的其他各段時(shí)，ftik(j)的分析過(guò)程與前面類似，也需要考慮保護(hù)間隔的長(zhǎng)度、Y返回分組包頭的長(zhǎng)度。綜上，當(dāng)Bj在段k內(nèi)時(shí)，ftik(j)可以表示如下：

(2)X發(fā)送分組第1時(shí)隙后面的時(shí)隙與Y不同頻的概率 當(dāng)X為1時(shí)隙發(fā)送分組時(shí)，X當(dāng)前所傳的數(shù)據(jù)分組只經(jīng)歷了 Y當(dāng)前所傳的數(shù)據(jù)分組，因此lt1k(j)=1；當(dāng)X為3時(shí)隙發(fā)送分組時(shí)，X當(dāng)前所傳的數(shù)據(jù)分組至多要經(jīng)歷Y的3個(gè)數(shù)據(jù)分組，lt3k(j)如式(11)、式(12)所示；當(dāng)X為5時(shí)隙發(fā)送分組時(shí)，X當(dāng)前所傳的數(shù)據(jù)分組至多要經(jīng)歷 Y的 5個(gè)數(shù)據(jù)分組，5時(shí)隙分組與1,3時(shí)隙分組分析過(guò)程相同，在此不列出。

4.1.2 X返回分組與Y同頻的概率在分析X返回分組與Y之間的同頻概率時(shí)，同樣也需將X返回分組進(jìn)行分段。X返回分組的分段圖如圖3所示。由于返回分組只有一個(gè)時(shí)隙，所以只需分別分析當(dāng) Y的某個(gè)分隔符Bj通過(guò)X返回分組的4段時(shí)，X返回分組與Y不同頻的概率frik(j)。計(jì)算frik(j)的方法與計(jì)算ftik(j)的方法相同，此處不再贅述。

那么得X返回分組與Y不同頻的概率pr(i)及與Y同頻的概率pr(i)為

圖3 返回分組分段圖

4.2 干擾抑制后兩個(gè)微微網(wǎng)之間的同頻概率分析

4.2.1 X重傳分組與Y同頻的概率將參考網(wǎng)X重傳分組的第1個(gè)時(shí)隙分成圖2所示的4段，分析潛在干擾網(wǎng)Y的某個(gè)分隔符Bj分別在X的4段內(nèi)時(shí)，X重傳分組與Y不同頻的概率Ftik(j)。由于重傳是由同頻干擾造成的，且藍(lán)牙跳頻序列中每個(gè)頻點(diǎn)的使用率幾乎相同，不可能存在同一頻點(diǎn)在很短時(shí)間間隔內(nèi)出現(xiàn)多次的情況，所以在計(jì)算X與Y不同頻的概率時(shí)，P0表示 77/78。與信道轉(zhuǎn)換前相比，X與Y同頻的情況明顯降低，例如，當(dāng)X傳輸1時(shí)隙分組，且Bj在X的第1段內(nèi)時(shí)，若j=4,7,…,9，則與X前一次傳輸時(shí)產(chǎn)生同頻干擾的Y所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分組還未傳完，此時(shí)Y使用的頻率為X信道轉(zhuǎn)換前所使用的頻率，因此Ft11(j)=1。Ftik(j)具體分析過(guò)程與未加干擾抑制方法時(shí)對(duì)ftik(j)及Ft11(j)的分析過(guò)程相似，此處不再贅述。由此得出X重傳分組與Y不同頻的概率Ftik(j)，由于公式過(guò)多，且與ftik(j)公式形式相似，因此公式不列出。

（三）缺乏責(zé)任感。做作業(yè)沒有明確的意識(shí)，不能正確的解讀文本材料。對(duì)作業(yè)練習(xí)等應(yīng)付了事。不重視考試，缺乏競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)。抱著我反正不會(huì)做，可有可無(wú)的態(tài)度參加考試，考后更不注意總結(jié)反思。久而久之，造成誤差積累，使學(xué)習(xí)更加困難，喪失學(xué)習(xí)信心。

設(shè)X重傳分組第1時(shí)隙后面的時(shí)隙與Y不同頻的概率為L(zhǎng)tik(j)，則有Ltik(j)=ltik(j)。將式(5)中的ftik(j)和ltik(j)分別用Ftik(j)和Ltik(j)代替，即可得 X重傳分組與 Y不同頻的概率(i)及與 Y同頻的概率(i)。

4.2.2 X返回分組與Y同頻的概率將X的返回分組分成如圖3所示的4段，由此可分析Y的某個(gè)分隔符Bj在X返回分組的4個(gè)段內(nèi)時(shí)，X各段與Y不同頻的概率Frik(j)，其分析過(guò)程與4.2.1節(jié)相似，因此不贅述。由此將式(13)中的frik(j)改為Frik(j)即可得X的返回分組與Y不同頻的概率(i)及與Y同頻的概率(i)。

以上為兩個(gè)微微網(wǎng)共存的情況。當(dāng)微微網(wǎng)數(shù)量為N時(shí)，干擾抑制前參考網(wǎng)發(fā)送分組與N-1個(gè)潛在干擾網(wǎng)同頻的概率如式(14)所示。

將式(14)中的pt(i)替換為pr(i),(i)和(i)即可得到干擾抑制前參考網(wǎng)返回分組、干擾抑制后參考網(wǎng)發(fā)送分組及返回分組與N-1個(gè)潛在干擾網(wǎng)同頻的概率prn(i),(i)和(i)。

4.3 網(wǎng)絡(luò)性能分析

4.3.1 載干比藍(lán)牙協(xié)議規(guī)定藍(lán)牙微微網(wǎng)之間同頻時(shí)載干比門限值為11 dB，當(dāng)載干比低于11 dB時(shí)，網(wǎng)絡(luò)性能就會(huì)受到同頻干擾的影響。設(shè)PT為藍(lán)牙發(fā)送信號(hào)功率，PR為參考網(wǎng)接收信號(hào)功率：

式中Lpath為藍(lán)牙室內(nèi)環(huán)境的路徑傳輸損耗，由文獻(xiàn)[13]可以求得；D為參考網(wǎng)的主設(shè)備與從設(shè)備之間的距離。由于參考網(wǎng)在傳輸發(fā)送分組與返回分組時(shí)微微網(wǎng)之間的同頻概率不同，因此參考網(wǎng)在傳輸發(fā)送分組與返回分組時(shí)干擾信號(hào)功率也有所不同。某一時(shí)刻參考網(wǎng)在傳輸某種時(shí)隙發(fā)送分組的干擾信號(hào)功率為PIt(i)，用prn(i)代替ptn(i)即可得傳輸返回分組時(shí)的干擾信號(hào)功率PIr(i)。

式中i=1,3,5代表3種時(shí)隙分組，rj為第j個(gè)干擾網(wǎng)發(fā)射設(shè)備和參考網(wǎng)接收設(shè)備之間的距離。綜上可得參考網(wǎng)接收端接收的干擾信號(hào)功率PI和載干比C/I。

4.3.2 分組錯(cuò)誤率分析設(shè)藍(lán)牙DM分組和DH分組的前向非對(duì)稱速率及后向非對(duì)稱速率為Rt(i)和Rr(i),i=1,3,5分別代表1,3,5時(shí)隙分組。當(dāng)傳輸發(fā)送分組時(shí)，參考網(wǎng)接收到的參考信號(hào)1 bit的平均能量為Ebt(i)=PR/Rt(i)，干擾信號(hào)1 bit的平均能量為EIbt(i)=PIt(i)/，則比特信噪比為γti=Ebt(i)/ (EIbt(i)+N0)；當(dāng)傳輸返回分組時(shí)，參考網(wǎng)接收參考信號(hào)1 bit的平均能量為Ebr(i)=PR/Rr(i)，干擾信號(hào)1 bit的平均能量為EIbr(i)=PIr(i)/，比特信噪比為γri=Ebr(i)/ (EIbr(i)+N0)。N0為噪聲的功率譜密度，為非對(duì)稱平均速率，如式(19)所示。

將γfi,γri代入式(1)，式(2)即可得到干擾抑制前DM及DH類型分組的分組錯(cuò)誤率pi及傳輸成功概率pci。相應(yīng)可得到干擾抑制后DM及DH類型分組的分組錯(cuò)誤率及傳輸成功概率。

4.3.3 網(wǎng)絡(luò)吞吐量分析根據(jù)分組錯(cuò)誤率可進(jìn)一步得參考網(wǎng)的吞吐量。參考網(wǎng)的吞吐量是參考網(wǎng)分別傳輸1,3,5時(shí)隙分組時(shí)的吞吐量之和，干擾抑制前參考網(wǎng)吞吐量如式(20)所示。式中NC為重傳次數(shù)，NCmax為最大重傳次數(shù)，R1,R3,R5分別為1,3,5時(shí)隙分組的用戶凈荷量。對(duì)于 DH分組：R1=216,R3=1464,R5=2712；對(duì)于 DM 分組：R1=136,

采用基于信道轉(zhuǎn)換的同頻干擾抑制方法后，由于參考網(wǎng)與潛在干擾網(wǎng)的同頻概率在第1次傳輸與第2次重傳時(shí)不同，因此參考網(wǎng)的吞吐量計(jì)算與加入干擾抑制方法前有所不同。其計(jì)算公式為

5 網(wǎng)絡(luò)性能仿真與分析

在Matlab環(huán)境，對(duì)采用干擾抑制方法前后，載干比、分組錯(cuò)誤率和參考網(wǎng)吞吐量做了大量仿真實(shí)驗(yàn)。仿真中網(wǎng)絡(luò)數(shù)量N取2～100，步長(zhǎng)為1；參考網(wǎng)主從設(shè)備之間的距離D為0.1～10 m，步長(zhǎng)為0.1 m；潛在干擾網(wǎng)在10 m的圓形區(qū)域內(nèi)隨機(jī)地分布，即參考網(wǎng)接收設(shè)備與干擾網(wǎng)發(fā)射設(shè)備之間的距離取隨機(jī)值。

5.1 載干比仿真

圖4為微微網(wǎng)載干比的仿真，圖4(a)，圖4(b)分別對(duì)干擾抑制前、后進(jìn)行仿真。由圖4可見，隨著D值及N值的增大，載干比逐漸減小。圖中灰色平面的載干比值為11 dB。

由圖4(a)可見，載干比最大值為46.568 dB、最小值為-9.907 dB。當(dāng)D大于6 m時(shí)，參考網(wǎng)的載干比均在11 dB以下，此時(shí)無(wú)論共存微微網(wǎng)數(shù)量多少，微微網(wǎng)之間只要同頻就會(huì)產(chǎn)生干擾。微微網(wǎng)之間相互干擾的區(qū)域非常大。由圖4(b)可見，載干比最大值和最小值比干擾抑制前分別提高了7.501 dB,2.242 dB，并且微微網(wǎng)之間相互干擾的區(qū)域明顯減少。當(dāng)D小于1.2 m時(shí)，參考網(wǎng)的載干比均在11 dB以上；在N=2或3時(shí)，無(wú)論D在10 m以內(nèi)取何值，參考網(wǎng)的載干比均在11 dB以上，同時(shí)在3＜N≤10時(shí)，參考網(wǎng)不受同頻干擾的主從設(shè)備之間最大距離與未加干擾抑制方法前有明顯增加。

圖4 藍(lán)牙微微網(wǎng)的載干比

由于干擾抑制前，當(dāng)D大于6 m時(shí)，載干比均小于 11 dB。為了更好地反映藍(lán)牙微微網(wǎng)受同頻干擾影響的程度以及信道轉(zhuǎn)換的干擾抑制方法的效果，下面在對(duì)分組錯(cuò)誤率及參考網(wǎng)吞吐量仿真時(shí)取主從設(shè)備之間的距離D=6 m。

5.2 分組傳輸錯(cuò)誤率仿真與分析

圖5為采用干擾抑制方法前后分組錯(cuò)誤率隨微微網(wǎng)數(shù)量變化的曲線。由圖5可見：相同時(shí)隙的DH類型分組的分組錯(cuò)誤率高于DM類型分組；圖5(a)是對(duì)干擾抑制前進(jìn)行的仿真，在N小于20時(shí)，3,5時(shí)隙分組的分組錯(cuò)誤率都已上升為 1；圖5(b)是對(duì)干擾抑制后進(jìn)行的仿真，與圖5(a)相比，干擾抑制后3時(shí)隙與5時(shí)隙分組錯(cuò)誤率得到了很好的抑制；1時(shí)隙分組的分組錯(cuò)誤率相對(duì)3,5時(shí)隙分組較小，這是因?yàn)?時(shí)隙分組較短，與干擾網(wǎng)數(shù)據(jù)分組同頻的概率較小。與干擾抑制前相比，藍(lán)牙微微網(wǎng)1時(shí)隙分組傳輸成功率明顯增加。

圖5 通信量70%時(shí)的分組錯(cuò)誤率

圖6 參考網(wǎng)傳輸DM分組時(shí)的吞吐量

圖7 參考網(wǎng)傳輸DH分組時(shí)的吞吐量

5.3 參考網(wǎng)吞吐量仿真與分析

圖6和圖7分別為微微網(wǎng)傳輸DM類型分組和DH類型分組時(shí)，參考網(wǎng)吞吐量隨微微網(wǎng)數(shù)量變化時(shí)的仿真，兩組圖都對(duì)1,3,5時(shí)隙分組按各種不同比例混合傳輸?shù)那闆r進(jìn)行了大量仿真。兩組圖中，圖6(a)，圖7(a)和圖6(b)，圖7(b)分別對(duì)干擾抑制前、后進(jìn)行了仿真。

由圖6(a)可見，對(duì)于干擾抑制前的DM類型分組，當(dāng)2 ≤N≤ 2 5時(shí)，“0%DM1,20%DM3,50%DM5”混合傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)吞吐量最大；而N＞25時(shí)，“50%DM1,10%DM3,10%DM5”混合傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)吞吐量最大。由圖6(b)可見，對(duì)于干擾抑制后的DM類型分組，“0%DM1,20%DM3,50%DM5”混合傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)吞吐量最大值的區(qū)間擴(kuò)大了，從干擾抑制前的2 ≤N≤ 2 5擴(kuò)大到2 ≤N≤ 7 3，并且當(dāng)N≤60時(shí)，干擾抑制后DM分組整體的網(wǎng)絡(luò)吞吐量比干擾抑制前有明顯提高。這主要是因?yàn)楦蓴_抑制后 DM各種時(shí)隙分組的傳輸錯(cuò)誤率均有所下降，尤其是3,5時(shí)隙，它們所含的有效載荷數(shù)較大，所以在N≤60范圍內(nèi)吞吐量提高非常明顯。DH類型分組與 DM類型分組情況相似，在此不再贅述。

由圖6和圖7可得干擾抑制前后參考網(wǎng)吞吐量的最大值，如圖8所示。在干擾抑制前，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)量大于20時(shí)，參考網(wǎng)在各種比例混合的傳輸方式下的吞吐量都在100 kbit/s以下，可知參考網(wǎng)吞吐量受同頻干擾的影響很嚴(yán)重。干擾抑制后，參考網(wǎng)吞吐量得到了很大程度的改善，尤其在14 ≤N≤57區(qū)間內(nèi)，微微網(wǎng)吞吐量最大可增加260 kbps。

圖8 干擾抑制前后參考網(wǎng)吞吐量最大值對(duì)比

6 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)多個(gè)藍(lán)牙微微網(wǎng)之間的同頻干擾問(wèn)題，提出了基于信道轉(zhuǎn)換的同頻干擾抑制方法。該方法在藍(lán)牙微微網(wǎng)重傳時(shí)進(jìn)行信道轉(zhuǎn)換，并采用MSK調(diào)制方式代替GFSK調(diào)制方式；為了使對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的分析更加完善，該方法根據(jù)載干比值判斷微微網(wǎng)是否受到同頻干擾，并且分析了多個(gè)藍(lán)牙微微網(wǎng)之間的同頻概率。通過(guò)大量仿真實(shí)驗(yàn)證明，本文提出的基于信道轉(zhuǎn)換的同頻干擾抑制方法能夠有效地減小分組錯(cuò)誤率、提高參考網(wǎng)的載干比和吞吐量，使主從設(shè)備間不受同頻干擾的最大傳輸距離有所增加，很大程度上減少了同頻干擾的范圍。

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