טכנולוגיית Bluetooth היא אחת תקני התקשורת האלחוטיים הנפוצים ביותר בעולם, משובצת במיליארדי מכשירים החל מסמארטפונים וטלפונים אלחוטיים לחיישנים ביתיים חכמים וכלי רפואי, שכן מספר המכשירים המחוברים גדל, ה-2.4 GHz ISM הפך יותר ויותר לדחוס עם אותות מרשתות Wi-Fi, טלפונים אלחוטיים, תנורי מיקרוגל צפופים, ומכשירי Bluetooth אחרים.

המונחים: Bluetooth Frequency Hopping

תדירות ההוגות המקורית (FHSS) Prosp Spread Spectrum (FHSS)

Bluetooth השתמש בתדירות ההוידוי מאז הקמתה.המפרט המקורי של Bluetooth (Bluetooth 1.x) מועסקת ב- FLT:0)Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) , טכניקה שמחלקת את רצועת 2.4 GHz ל-79 ערוצים ספציפיים, אך מכשיר Bluetooth היה תקף בין הערוצים הללו ברצף פסאודודום שנקבע על ידי המכשיר האמיתי של ה-Fhops ו- 1,600 שניות בלבד, לא היה רק להפרעה אחת בלבד.

הצורך בהסתגלות

כמו הלהקה 2.4 GHz הפך צפוף יותר ויותר - במיוחד עם אימוץ נרחב של Wi-Fi (שמשתמשים ערוצים רחבים יותר של 20, 40 או 80 MHz) - תדירות קבועה הצנרת החלה לסבול. ערוץ Wi-Fi הכובש את אותו טווח התדר כמו כמה ערוצי Bluetooth יכול לגרום לאובדן חפיסת חתך מתמשך על הערוצים האלה.בסביבות עם מספר נקודות גישה Wi-Fi, טלפונים אלחוטיים, או מכשירים שכנים Bluetooth, איכות Bluetooth S יכול לגרום לירידה משמעותית של ערוץ Bluetooth (Fed) או פרופילים מיוחדים, החל מ-S, או פרופילים, החל מ-line, החל מ-D.

כיצד תדירות הסתגלות

לאחר שינתה את הדרך בה Bluetooth בוחרת את הערוצים המפוצצים שלה במקום דפוס פסאודו-random קבוע, המערכת מסווגת באופן דינמי ערוצים ומינתה את הרצף הזיוף כדי להימנע מאלה שמפריעים מאוד.תהליך זה הוא מתמשך ושקוף למשתמש.

ערוץ (Good, Bad, Unknown)

בקר Bluetooth, בדרך כלל שבב במכשיר, עוקב בקביעות אחר חוזק האות המתקבל וקצב שגיאות החבילה על כל ערוץ.

  • (ב) ערוצים טובים: ⁇ FLT:1 , התערבות נמוכה ושיעור שגיאות נמוך.אלה משמשים באופן פעיל ברצף ההיגוי.
  • (FLT:0) ערוצים:0 (Bad ערוצים: FLT:1), התערבות גבוהה, שיעור שגיאות גבוה, או ידוע להיות כבוש על ידי מערכת אלחוטית סגורה (כמו קישור Wi-Fi).
  • (ב) ,0) ערוצים לא ידועים: 1 ערוצים אשר איכותם לא הוערכה לאחרונה.

הסיווג אינו סטטי; הבקר מתמלא בקביעות את הערוצים, לעתים קרובות כל שנייה או יותר לעתים קרובות אם התנאים משתנים.

חג המולד

ברגע שמפת התעלה נקבעת (מפת סיביות של 79 ביטים המציינים את הערוצים בהם משתמשים), מכשיר המאסטר Bluetooth משתמש במפה זו יחד עם בחירת ה-Freel הסטנדרטי (מבוסס על השעון שלה וכתובת Bluetooth) כדי ליצור רצף מתפתל הכולל רק ערוצים טובים.אם, לדוגמה, עשרה ערוצים מסווגים כרע, 69 הערוצים הנותרים מהווים את הבריכה שממנו מתוארים תדרי הבזק יעילים, אך ורק ב-1,600 ערוצים, אך ורק בדרגה אחת, אך ורק בדרגה מוגבלת.

מקור: Bluetooth Controller

כל לוגיקה AFH שוכן בחומרה של בקר Bluetooth (השכבות הנמוכות של ערימה Bluetooth) הבקר מבצע הערכת ערוצים, מנהל את מפת הערוץ, ומטפל בסינכרון בין המאסטר והתקני העבד.המכשיר העבד מקבל את מפת הערוץ הנוכחית מהאדון במהלך ההתקנה ובכל פעם שהמפה מעודכנת.שני המכשירים חייבים להסכים על המפה כדי להזדחן.

פרטים טכניים

Bluetooth Classic לעומת BLE

Bluetooth Classic (BR/EDR) משתמשת ב-79 ערוצים של 1 MHz כל אחת. Bluetooth Low Energy (BLE) משתמשת 40 ערוצים של 2 MHz כל אחד, שהיא תוכנית תקשור שונה.BLE הציגה את צורתו של AFH מההתחלה (כחול 4.0) ב- 2 ערוצים של 2 מ"מHz" (ב- 2 ערוצים משותפים) ו-3 ערוצי פרסום.

ערוצים ממפת ערוצים ו-Re-synSyncization

כאשר המכשיר המאסטר מזהה שינוי באיכות ערוץ (למשל, ערוץ טוב בעבר הופך רועש בשל שידור Wi-Fi), הוא מעדכן את מפת הערוץ הפנימית ושולח חבילת עדכון מפת ערוצים לעבד.העבד חייב להכיר את העדכון; אם העדכון אבד, המאסטר חוזר על פני השטח (כלומר, לעתים קרובות לתקן את התקני קישור קבוע) לאחר תיקון של שלוש ערוצים קבועים (בדרך כלל נדרש).

מערכת יחסים עם Wi-Fi Coקיום

במכשירים ניידים מודרניים, Bluetooth ו-Wi-Fi לעתים קרובות חולקים את אותה אנטנה ועיגולי בסיס. Wi-Fi CodoFLT:1 הוא טכנולוגיה משלימה ל- AFH, בעוד AFH מונע ערוצים Wi-Fi המבוססים על מדידות ארוכות טווח, מנגנוני דו-קיום מספקים בוררות בזמן אמת בין ערכות Wi-Fi (למשל, שימוש בתדירות גבוהה יותר של ערוץ H.

יתרונות מרכזיים בסביבת Dense

שיפור הכדאיות

היתרון הברורה ביותר של AFH הוא צמצום דרמטי ב טיפות חיבור ו טיפות אודיו. בסביבה טיפוסית משרדי עם נקודות גישה מרובות Wi-Fi, מכשירים Bluetooth ללא AFH יכול לחוות שיעורי אובדן החבילה מעל 20% על כמה ערוצים.עם AFH, הערוצים האלה נמנעים, ואת שיעור אובדן החבילה על הערוצים הטובים שנותרו הוא בדרך כלל מתחת ל-1%.

המונחים: Throughput

על ידי הימנעות מהתערבות, AFH מפחית את הצורך ב-Retransmissions. ב- Bluetooth Classic, אם החבילה אבדה עקב התערבות, יש לתקן אותה ב-H הבא, להגדיל את הגמישות ולהקטין את היעילות באמצעותput. AFH מורידה את שיעור השגיאה, ומאפשר נתונים גבוהים יותר באמצעות ערכת מידע.לדוגמה, ב- Bluetooth + HS (מהירות גבוהה), אשר יכול להגיע עד 24bps באמצעות 801, מסייע גם בהפרעות.

צמצום ה-Latency

עבור יישומים בזמן אמת כמו הזרמת אודיו, מהירויות נמוכות הוא חיוני. AFH ממזער את מספר ההפוגות, שמירה על זמן עגול קצר-פעמי אודיו נמוך. Bluetooth קודים כגון AptX Low Latency ו LC3 תועלת מממשק האוויר היציב המסופק על ידי AFH. בסביבות צפופות, ההבדל בין חיבורי AFH-enable ו- non-AFH יכול להיות מ מילימטרים, אשר הוא ידוע, או שיחות וידאו.

כוח יעילות

פחות רנסנסרים פירושה שהרדיו מבלה פחות זמן פעיל, והמכשיר יכול לבלות יותר זמן במדינות שינה.למרות שתהליך הערכת הערוץ עצמו צורך כמות קטנה של כוח, ההשפעה נטו היא בדרך כלל חיובית.עבור חיישני IoT המופעלים על ידי סוללות באמצעות BLE, AFH יכול להאריך את חיי הסוללה על ידי צמצום מספר אירועי החיבור הכושלים והחיבור מחדש.

יישומים אמיתיים

בית חכם ואינטרנט

בתים חכמים ידועים לשמצה עבור ספקטרום טבלאות. בית טיפוסי יכול להיות נתב Wi-Fi, רמקולים חכמים מרובים, נורות אור Bluetooth, מנעולים הדלת וחיישנים הפועלים ב-2.4 GHz. AFH מאפשר למכשירים אלה ל coexist מבלי להפריע אחד עם השני. לדוגמה, תרמוסטט Bluetooth יכול לשלוח באופן אמין את הקריאות אפילו אם המצלמה הקרובה הוא סטרימינג וידאו, ללא הפרעה להורדת נתונים, ייתכן, לאחר ה-H עשויה להחמיץ.

אודיו ( True Wireless Earbuds)

סטריאוטיפ אלחוטי אמיתי (TWS) אוזניים להשתמש Bluetooth כדי לתקשר עם הטלפון ולעתים קרובות בין שני אוזנינים. באזורים צפופים כמו תחבורה ציבורית או חדר כושר, הפרעה יכולה לגרום למגום אודיו או טיפות. AFH הוא קריטי לשמירה על קישור אודיו יציב. אוזן TWSbuds רבים להשתמש BLE עבור הקישור האוזן השמאלית ימין, מינוף של AFH כדי למנוע התערבות אחרים Bluetooth או יישומים מתקדמים.

שירותי בריאות ומכשירים רפואיים

מכשירים רפואיים כגון צגים גלוקוז רציף (CGMs), הדופק oximeters, ו- inhalers חכמים מסתמכים על Bluetooth כדי להעביר נתונים רגישים לבריאות. בבתי חולים, שבו רשתות Wi-Fi הן ארוזות בצפיפות וציוד רפואי אלחוטי אחר פועל בקרבת מקום, AFH מבטיח משלוח נתונים אמין. . Regulatory גופים כמו ה- FDA דורש ביצועים אלחוטיים חזקים עבור מכשירים כאלה.

אוטומציה תעשייתית

במפעלים, Bluetooth משמש למעקב אחר נכסים, ניטור חיישן ואפילו שליטה במכונות.ספקטרום 2.4 GHz בהגדרות תעשייתיות הוא לעתים קרובות מלא בהתערבות של ציוד השקוע, מנועים ומערכות אלחוטיות אחרות. AFH מאפשר למכשירים Bluetooth להימנע באופן דינמי מקורות אלה של התערבות לסירוגין, שמירה על קישורים אמינים עבור נתונים קריטיים.

גבולות ואתגרים

2.4 GHz Spectrum Communityestion

למרות AFH, הלהקה 2.4 GHz עדיין משאב משותף.אם יותר מדי ערוצים הופכים לסווגם כמו רע, מספר הערוצים הזמינים מתכווץ, צמצום רוחב הפס האפקטיבי ולהגדיל את ההסתברות של התנגשות בין מכשירים Bluetooth עשוי להיות בלתי אפשרי גם עם AFH, במיוחד אם מפיץ רחב כמו 80 MHz Wi-Fi תופס את רוב הלהקה.

תאימות עם מכשירים ישנים

AFH דורש גם את מכשירי המאסטר והעבד לתמוך בו.המכשירים Bluetooth ישנים יותר, אשר רק יישם FHSS קבוע לא יגיבו לעדכונים של מפת ערוצים של AFH. כאשר מכשיר כזה מתחבר למאסטר בעל יכולת יכולת יכולת יכולת של AFH, המאסטר חייב ליפול בחזרה לרצף ההיגוי הבסיסי, לאבד את היתרון של הימנעות ההתערבות. Bluetooth SIG ממליץ בחום כי כל המכשירים החדשים תמיכה ב- AFH, אך המורשת נשארת בתחום.

שיקולים רגולטוריים

בחלק מהמדינות יש הקצאות תדר שונות בתוך הלהקה 2.4 GHz.לדוגמה, יפן וספרד היו במקור מגבלות על ערוצים מסוימים לשימושים אחרים.מכשירי Bluetooth חייבים לכבד תקנות מקומיות, אשר יכולות להשפיע על פעולת AFH. בפועל, מחסניות Bluetooth מודרניות משלבות מפת ערוצים רגולטורית המגדירה את הערוצים המותרים.

עתיד AFH ו- Bluetooth Evolution

(הטכנולוגיה של Bluetooth ממשיכה להתפתח. Bluetooth 5.0 הציגה את LE Audio ואת LC3 Codec, בעוד Bluetooth ו-5.3 תכונות נוספות כמו LE Power Control ו- Enhanced Attribute Protocol.com נשאר תכונה הליבה של הספקטרום, ועקרונותיו מורחבים.לדוגמה, ALT2Fware, לעומת זאת, הופכת ל- 0Channel SoundingFLT 1 (מ- 60) לשימוש בשלב מבוסס-of, כלומר, לדוגמה, לדוגמה, לדוגמה, לדוגמה, לדוגמה, ל-HDR1, לאחר התאמה אישית, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, LTFLT2, לעומת זאת, היא גם כן, LT5, לעומת זאת, לעומת זאת, היא יעילה יותר ויותר, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לאחר LT5, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, אם כן, היא יעילה יותר ויותר, אם כן, לאחר ש-HD: 0Channel Revision: 0Channel SoundFLTFLT5, היא מאפשרת התאמה של שיטות למידה של שיטות למידה של שיטות למידה של שיטות טיפול בתבניות לפני LT2, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת,

מסקנה

Frequency Hopping היא טכנולוגיה בסיסית אשר אפשרה ל- Bluetooth לשגשג בנוף אלחוטי יותר ויותר מכווץ. על ידי גילוי דינמי והימנעות מתדרים להפריע, AFH מספק את האמינות, באמצעות לוח, עצלות ויעילות כוח כי משתמשים מצפים ממכשירים אלחוטיים מודרניים.מיום אודיו אלחוטיים זרם לנתוני רפואה קריטיים, AFH פועל בשקט ברקע, ומבטיח כי חיבורי Bluetooth נשארים יציבים גם כאשר גלי האוויר הם חזקים יותר ויותר.