[蓝牙系列] 经典/低功耗蓝牙跳频协议详解（1）--经典蓝牙跳频算法与方案

Question

如题所述

Answer 1

深入探索蓝牙跳频：经典与低功耗协议详解

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跳频是蓝牙通信中的关键技术，它在经典蓝牙(FHSS)与低功耗蓝牙(LE)中发挥着关键作用。让我们一起了解它的核心概念、必要性、速度以及信道选择策略。

1. 跳频：原理与应用

蓝牙使用扩频技术，经典蓝牙的主瓣宽度小于1MHz，低功耗蓝牙在2MHz以内。如图1所示，蓝牙信号在2.4GHz ISM频段工作，通过跳频技术，即使在拥挤的频谱环境中，也能确保数据传输的可靠性。经典蓝牙有79个信道，低功耗蓝牙则为40个，通过频繁切换信道来避免干扰。

2. 跳频的必要性

在2.4GHz频段，众多设备共享同一频谱，因此蓝牙设备必须通过跳频来防止与其他设备的碰撞。跳频不仅保证了通信的稳定性，还能增强数据的安全性，防止被窃听。

3. 跳频频率与策略

蓝牙设备采用时分复用，每个625us时隙对应一个信道。正常情况下每秒跳频1600次，但在数据包超过一个时隙时，跳频频率会降低。经典蓝牙在连接时会达到每秒3200跳频。

4. 信道选择算法详解

4.1 经典蓝牙跳频

经典蓝牙的跳频机制如图5所示，AFH_channel_map定义了可用信道。RF channel index是信道选择的关键参数，而Selction box的复杂算法确保了信道的均衡分布。分组规则见图7，每组32个频点，跨度64MHz，防止集中于某一频段。

通过Hop selection of basic hop system模块，生成可用频点fk，并根据Mapping Table中的k'映射到fk'，确保信道选择的合理性。

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