| （毕业论文 页数：59 字数：30857）摘 要 ：随着个人计算机和因特网在家庭中的迅速普及，以及信息家电智能化程度的提高，家庭网络，特别是简单、灵活与可靠的家庭网络日益受到人们的关注。作为一种开放性的短距离无线通信技术，蓝牙技术将是家庭网络低速率数据传输的最佳解决方案。 蓝牙工作在全球通用的2.4GHz ISM（工业，科学，医学）频段，由于该频段对所有无线电子系统都开放，Bluetooth设备会受到相当严重的干扰。为此Bluetooth采用了快速跳频技术，以确保最大限度的削减来自其他设备的射频干扰。文章首先介绍了蓝牙跳频系统中跳频序列的产生算法，接着以此算法为基础，以躲避干扰为目的，从提高系统抗干扰能力的角度出发，提出了一种改进的自适应跳频方案来进一步改善系统的性能，最后基于C语言和MATLAB工具对原跳频系统和改进后系统分别进行了系统仿真和性能分析，并对两个系统性能进行了比较。仿真和分析比较结果表明，本文提出的改进方案大大提高了系统的抗干扰能力。 论文还研究了基于蓝牙技术无线家庭网络的实现，阐述了如何通过蓝牙网关来实现对家庭蓝牙信息家电的远程监控，以及家庭内的个人PC机和笔记本电脑等如何通过蓝牙网关访问Internet。本文详细介绍了蓝牙网关的实现，文章从实现蓝牙网关所需的蓝牙应用模型――局域网接入应用模型着手，论述了如何从软件上完成蓝牙协议和基于主机蓝牙上层应用程序的开发，直至最终实现局域网接入应用模型。 关键词：蓝牙，家庭网络，蓝牙网关，局域网接入，跳频算法，自适应。 Abstract With the rapid popularization of PC and Internet in the home, and improvement of the intelligentized degree of information household appliances, HomeNet, especially simple, flexible and robust HomeNet is getting more and more attention. As a short-range wireless communication technology, Bluetooth is one of the best solution to low-rate wireless HomeNet connection. Working at the opening 2.4GHz ISM band which is free to be accessed, Bluetooth devices will be easily interfered with by other systems. To induce the RF interference from other systems by the greatest degree, Bluetooth uses the fast frequency hopping technology. The hop selection algorithm is introduced in this paper. And to improve the performance of anti-interference, an improved adaptive frequency hopping scheme is suggested on the basis of original algorithm. To compare the anti-interference performance between the original and improved system, system emulation and performance analysis is implemented by using C language and Matlab. The result of emulation and analysis shows that the improved scheme put forward by the paper greatly enhances the system’s anti-interference performance. The other part of this paper discusses the research and realization of the Bluetooth-based HomeNet, including how to realize long-distance control to the information household appliances through Internet, and how the PC or portable computer in the HomeNet accesses Internet through Bluetooth gateway. The realization of Bluetooth gateway is emphasized. Commencing on the Bluetooth application profile – LAN Access Profile, the paper discusses until the implement of Bluetooth protocols and high layer Bluetooth application programming to the final realization of LAN Access Profile in detail. Keywords: Bluetooth, HomeNet, Bluetooth gateway, LAN Access, hopping algorithm, adaptive. 目 录 摘 要 I Abstract II 第一章 前言 1 1.1 引言 1 1.2 家庭网络连接技术 1 1.2.1 有线家庭网络连接技术 1 1.2.2 无线家庭网络连接技术 2 1.3 基于蓝牙技术的无线家庭网络 3 1.4 本论文研究的主要内容 3 第二章 蓝牙有关协议 5 2.1 蓝牙协议体系及应用模型 5 2.2 蓝牙协议和PPP协议 7 2.2.1 蓝牙协议 7 2.2.2 PPP协议 15 2.3 小结 17 第三章 蓝牙跳频算法的分析与改进 18 3.1 蓝牙系统对跳频伪随机序列的要求 18 3.2 蓝牙系统跳频序列算法 18 3.3 系统改进方案 20 3.4 系统仿真及性能分析 22 3.4.1 跳频序列均匀特性分析 22 3.4.2 系统抗干扰性能分析 23 3.5 小结 28 第四章 蓝牙家庭网络的设计和实现 29 4.1 家庭网络的远程控制方案 29 4.2 蓝牙PC机的Internet接入 30 4.2.1 实现蓝牙网关所需应用模型——局域网接入 31 4.2.2 LAP（蓝牙网关）的实现设计 33 4.2.3 蓝牙软件开发环境 35 4.2.4 蓝牙协议的实现 37 4.2.5 蓝牙RFCOMM连接的软件实现 39 4.2.6 蓝牙局域网接入应用规范的最终实现 44 4.3 小结 45 结束语 46 参考文献 47 作者攻读学位期间公开发表的文章 50 致 谢 51 第一章 前言 1.1 引言 网络技术正以前所未有的速度渗入普通家庭，无处不在的网，无处不在的计算（Everything connecting, Everything computing ）成为当今计算机技术的潮流，同时也带来了家居环境的变革，PC、PDA以及数字相机、蜂窝电话、数字电视开始涌入家庭；具有信息访问功能的微波炉、冰箱及空调等各种数字化消费电子产品也将出现在人们的视野。Internet带来了无限的信息流通、快速便利的信息交换以及远端信息存取控制等好处，浩瀚的网络信息使人们把Internet访问、电子邮件、个人商务以及网上购物等作为购买电脑的主要目的。为了在家中更方便地获取信息、通信或娱乐，人们开始将所有这些信息家电（Internet Information Appliance）连接成无线或有线的网络；通信、计算机与消费电子（3C的结合）的进一步融合，必将带来数字化、智能化、网络化的信息家电的更快发展。家庭网络开始在生活中扮演越来越重要的角色，一场由家庭网络引发的新的革命悄然兴起。 家庭网络是指将个人电脑、信息家电、三表（水表、电度表、煤气表）、照明系统及安全报警系统连接在一起而构成的网络。它在家庭内部能够实现各信息家电联网，对外部能够接入智能小区网络和Internet。人们所关注的最后一公里的问题，实际上仅仅解决了一半，家庭网络才是宽带连接最后一百码需要完成的任务。 1.2 家庭网络连接技术 家庭网络的连接技术有四类，它们分别是：传统局域网络、电话线网络、电力线网络和家庭无线网络。也可将其划分为有线和无线两大类。 1.2.1 有线家庭网络连接技术 传统局域网连接建立在IEEE802.3标准的基础上，使用以太网的形式，通过双绞线或同轴电缆传输信号，速度从10Mbps到100Mbps不等，具有较高可靠性，广泛地应用于商业企业中。但是成本太高，安装维护困难，家庭网络中很少采用这种方案。 基于电话线的家庭网络具有廉价、简单、成熟的特点，发展最为迅速。其遵循的协议是HomePNA（Home Phoneline Networking Alliance）标准。HomePNA2.0版本已经于1999年下半年发布，其速率是10Mbps。HomePNA规范与现存Internet访问技术兼容，如V.90、ADSL或Cable Modem。 电源线网络的最大好处是用户无须为组建家庭网络重新布线投资，居室内随处可见的电源插座都可以用来连接任何一台信息电器设备，可以节约大量的人力、物力和财力。随着HomePlug标准的建立，电源线网络将有统一的技术规范进一步消除来自电力系统的低频噪音干扰，将有着十分诱人的发展前景。 |
蓝牙跳频算法的改进与蓝牙家庭网络的研究
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