Исследование модели Bluetooth Voice с пакете Simulink
Stuart McGarnity, перевод Цуканов А. В.
Источник: http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/2283?controller=file_infos&download=true
1 Технические требование Bluetooth
Стандарт Bluetooth дает технические требования для голоса и передачи данных по радио-каналу с максимальной способностью 1 Мбит/с. Мы будем рассматривать проект физического уровня в Simulink.
Bluetooth передает сигнал низкой мощности (1 мВт). Поэтому он разработан для использования малой дальности, меньше чем 100 метров. Схема модуляции, используемая в Bluetooth, является Гауссовской Частотной манипуляцией (обобщенная частотная манипуляция). Frequency Hopping также используется, чтобы избежать сталкиваться с другой передачей устройств в диапазоне. Даже если передачи Bluetooth будут иногда сталкиваться с теми от другого устройства, это может быть допущено или восстановлено от с соответствующими кодирующими схемами. Время передачи разделено на 625 мкс щели, с новой частотой перелета, используемой для каждой щели. Хотя скорость передачи данных составляет только 1 Мбит/с, намного большая ширина полосы потребностей на 79 МГц, которые будут моделированы к точно, моделируют частоту, прыгающую через эффекты.
Здесь рассматривается передача голоса, например между мобильным телефоном и головным телефоном. В частности мы будем смотреть на тип пакета HV3, который не выполняет непосредственного исправления ошибок (упреждающая коррекция ошибок) на полезной нагрузке. Во время коммуникации устройства Bluetooth могут быть master или slave. Master - устройство, которое начинает связь с одним или более ведомыми устройствами. Рис. 1 показывает линию связи между главным передатчиком и ведомым приемником для телефонных связей.
Рисунок 1: Линия связи между передатчиком и приемником для телефонных связей
Рисунок 2 показывает более детальную блок-схему передатчика только, включая кодирование речи, беление, контроль ошибок заголовка, упреждающая коррекция ошибок, развитие, модуляция, частота прыгающая, и подсистема RF.
Рисунок 2: технические требования Передатчика.
В Bluetooth телефонная связь известна как Синхронное с установлением соединения (SCO) тип коммуникации и передает только каждый шестой ноль. Этот период времени, равный 3.75 миллисекундам, обозначен TSCO. Возвращение slave к ведущему тракту, передает на следующем провале как показано на рисунке 3. До трех одновременных речевых сигналов могут быть поддержан этот путь.
Рисунок 3: Временная диаграмма трех одновременных речевых сигналов
2 Модели Simulink
Такая система связи может быть построена из блоков, найденных в Simulink, особая часть области Blockset, и Communication библиотеки Blockset. Custom block могут быть построены из других примитивных блоков или определены с C Code если нужно. Один способ построить такую связь в Simulink состоит в том, чтобы начаться с канала и удаться, добавляя модуляцию, упреждающую коррекцию ошибок, и т.д. проверяя в каждой стадии. Также полезно проектировать составляющих пар отдельно, например речевое кодирующее устройство и декодер могут быть построены и проверены в их собственной модели и затем вставлены в связь, как только они были проверены
Рисунок 4 показывает, что высокопоставленный из полного Bluetooth высказывает модель Simulink. Это включает главный передатчик, радио-канал, 802.11b interferer, ведомый приемник плюс счетчики ошибок, и контрольно-измерительная аппаратура. Здесь только главный уровень показывают. Иерархические особенности моделирования Simulink's позволяют большим сложным проектам управляться и построенными из модулей в подсистемы. Открытие этих подсистем показывает дальнейшие уровни деталей.
Рисунок 4: модель Simulink телефонной связи Bluetooth.
Модель делает широкое употребление фрейма базируемым, обрабатывая в Simulink, который может размножить большие фреймы отсчетов в каждом шаге выполнения, учитывая намного более быстрое моделирование цифровых систем. Например, 10 фильтров FIR сигнала могут обработать сигнал на 1 МГц в в реальном времени на Pentium на 800 МГц. В этой специфической модели используется главная типовая норма 100 МГц. Фрейм базировался, обработка также учитывает легкое моделирование основанных на блоке операций как непосредственное исправление ошибок и проверки при помощи циклического кода (CRC), которые воздействуют на конечные фреймы длины данных. Фрейм widths в этой модели был показан рядом с сигналами, выбирая выбор ‘Signal Dimensions’ из меню формата. Много различных типовых скоростей в модели, которая, включая два речевых скоростей, норму щели Bluetooth и 1/6 норму щели, может визуализироваться, выбирая выбор 'Sample-time colors' из меню формата, как показано на рисунке 5. Желтый обозначает блок, у которого есть многократные типовые скорости такой как в блоке Downsample.
Рисунок 5: выбор ‘Типовых разовых Цветов выдвигает на первый план различные образцовые типовые скорости
Выводы
Тестирование системы и полупроводника проектируется рано в процессе проекта, таким образом может существенно увеличить шанс расположения и исправления недостатков проекта, в то время как они недороги, чтобы исправить. Это уменьшает риск недостатков проекта, появляющихся поздно, когда они дороги исправить и могут серьезно задержать поставку продукта. Наличие ясных технических требований архитектуры также неоценимо в помощи коммуникации и уменьшении недоразумений среди проектных участников команды.
© 2009 ДонНТУ Цуканов Андрей Владимирович