基于蜂窝网辅助的低功耗蓝牙微微网之间干扰抑制技术研究

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蓝牙是一种能够提供个人手机、电脑以及其它设备之间无线连接的短距离、低成本与低能耗的通信技术。目前,随着蓝牙标准化历程的不断完善,低能耗蓝牙(BTLE)技术得到了迅速的发展与应用。与此同时,使用该技术的设备也逐渐增多,同一区域内多个BTLE微微网(piconet)同时存在的场景增多,如机场、校园、超市等。尽管每个BTLE piconet都采用自适应跳频技术来克服干扰,但由于缺乏集中的管理器来统一管理这些BTLE piconet,多个piconet由于同时跳到同一信道造成的piconet之间的分组冲突也非常严重。因此,研究合理的BTLE piconet之间干扰抑制方案具有十分重要的意义。本文首先对蓝牙的组网结构、协议原理及自适应跳频技术进行了介绍,并重点对蓝牙中piconet之间干扰问题进行了深入的分析。针对这个问题,本文首先引出蜂窝网与BTLE网络融合的架构,并提出两个基于蜂窝网辅助的BTLE piconet之间干扰抑制方案:(1).在蜂窝网与BTLE融合的场景下,通过蜂窝基站(BS)集中式的对某个区域中所有BTLE piconet的跳频序列进行计算与比较,计算BTLE系统的信道冲突概率,并获得冲突概率较大的信道标号;通过在计算的过程中将这些信道从某些piconet的可用信道列表里排除从而减少其对整个系统的影响;BS反复的执行以上的计算过程直到系统冲突概率降低到一定的程度。在实现阶段,BS将预测的坏信道通过UE通知相应的piconet。(2).在融合的场景下,通过蜂窝网的基站(BS)集中式的对某个区域中BTLE piconet的跳频序列进行计算与比较,计算系统的信道冲突概率,并获得对系统影响较大的一些piconet标号;通过在计算的过程中将这些piconet的跳频序列进行转换从而将BTLE系统的冲突概率降低到一定程度;BS反复地执行以上的计算过程直到系统冲突概率降低到一定的程度。在实现阶段,BS将被转换的piconet的序列转换功能通过UE通知相应的piconet。(3).本文使用MATLAB仿真器对所提出的坏信道预测方案及跳频序列转换方案进行仿真验证,并分别对仿真结果进行分析与比较。
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