蓝牙局域网接入实验报告

蓝牙通信系统综合实验
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指导教师：
日期：2011.5.11
第3章局域网接入
3.1实验目的：
（1）了解计算机通过PPP拨号接入LAN以及Internet的原理；(2) 了解IP地址、物理地址的概念，了解ARP，基本IP路由的工作原理；
(3) 了解无线局域网的基本知识；
3.2实验设备与软件环境：
每两台PC为一组。

硬件：PC机两台，蓝牙串口模块两块（SEMIT TTP 6603),串口电缆两根。

软件：Windows 2000 Professional操作系统，TTP局域网接入实验软件。

3.3实验内容
3.3.1用串口电缆进行有线接入
两台PC机一组，一台作为服务器，一台作为客户端，通过直接电缆连接，在windows 2000环境下，进行局域网接入实验；
1）用串口电缆连接两计算机
2）服务器端和客户端分别配置传入的连接和直接连接
3）配置串口参数，如波特率流控参数等
4）在所连接的串口上配置虚拟调制解调器
5）配置网络参数，如PPP鉴权，TCP/IP设置
6）通过windows直接电缆连接，进行各种网络应用
7）观察并分析有线终端设备接入Internet的过程中通信协议的主要工作过程。

利用操作系统提供的命令验证地址解析协议ARP和路由选择的工作过程，理解终端接入局域网时网络层路由的作用。

3.3.2 蓝牙无线接入
以蓝牙为无线平台，在win2000下进行局域网无线接入实验。

1）连接蓝牙硬件，安装相应驱动，理解相关驱动程序在接入试验中的作用；
2）配置虚拟调制解调器，PPP网络配置等相关参数；
3）通过辅助程序，配置蓝牙连接，进行各种网络应用；
4）观察并分析有线终端设备接入internet的过程中通信协议的主要工作过程。

利用操作系统提供的命令验证地址解析协议ARP和路由选择的工作过程，理解终端接入局域网时网络层路由的作用。

3.4实验数据
3.4.1用串口电缆进行有线接入
1）在AP上运行ipconfig/all，记录以太网接口和PPP接口的物理地址，如图1。

2）测试TCP/IP协议，使用ping IP命令，该IP是局域网上正在工作的另台计算机的IP地址，如图2。

3) 测试NETBEUI协议，查看共享文件，如图3。

图1 ipconfig/all
图2 ping
图3 测试NETBEUI协议3.4.2用蓝牙平台实现无线接入
1）蓝牙客户端界面，如图4
2）执行arp -a命令，显示结果为No arp enteries found如图5：
图5 arp
3）运行route print命令，显示本机路由表，如图6
图6 服务器AP端路由表
3.5思考题
1、充当AP的计算机上执行route print命令后，输出结果各项含义？
答：执行“Route Print”命令之后屏幕显示的内容，路由表分为五列。

第一列是网络目的地址，列出了路由器连接的所有的网段。

第二列是网络掩码列，提供这个网段本身的子网掩码，而不是连接到这个网段的网卡的子网掩码。

这基本上能够让路由器确定目的网络的地址类。

第三列是网关。

一旦路由器确定它要把这个数据包转发到哪一个目的网络，路由器就要查看网关列表。

网关表告诉路由器这个数据包应该转发到哪一个IP 地址才能达到目的网络。

第四列接口列告诉路由器哪一个网卡连接到了合适的目的网络。

从技术上说，接口列仅告诉路由器分配给网卡的IP地址。

那个网卡把路由器连接到目的网络。

然而，路由器很聪明，知道这个地址绑定到哪一个物理网卡。

最后一列是测量。

许多时候，路由器有很多方法发送一个数据包。

在这种情况下，以最短的(或者最可靠的)路径发送数据包是有意义的。

测量就在这里发挥作用了。

Windows一般不查看测量列，除非通向一个目的地有很多路径。

如果有多个路径，Windows将查看测量列以确定最短的路径。

2、在局域网上另一台主机的arp缓存里AP以太网口、AP PPP网络接口、客户PPP网络接口的IP对应的MAC地址为什么是一样的？说明该台主机想客户端发送IP报的流程。

答：因为PPP协议可以承载TCP/IP协议，因此AP在建立传入的连接时，AP的以太网接口和PPP网络接口为同一MAC地址，对于客户端，客户端采用直接连接到AP，即PPP接口对应为AP的MAC，因此三个mac地址都一样。

发送ip数据报流程：1）AP在本地ARP缓存中查看是否有客户端主机的ip 地址，如果有则查出对应物理地址，然后将此物理地址填入MAC帧首部。

如果没有就发送ARP广播，客户端收到该广播后就会把自己的MAC地址写到ARP 响应分组中发给AP。

当AP收到响应分组后，就可以形成待发送帧的完整以太网帧头。

最后，协议栈将IP包封装到以太网帧中进行传送。

第5章局域网接入
5.1实验预习要求：
（1）了解线性PCM编码、A律PCM编码和CVSD编码的基本原理；
(2) 了解语音编码质量的一般要求
5.2实验设备与软件环境：
每两台PC为一组。

硬件：PC机两台，蓝牙串口模块两块（SEMIT TTP 6603),串口电缆两根。

软件：Windows 2000 Professional操作系统，TTP语音传输实验软件。

5.3实验内容
1）脉冲编码调制（线性、A律PCM）
2）连续可变斜率增量（CVSD）调制原理
3）随即错误和突发错误的观察分析
4）蓝牙设备的ACL链路和SCO链路分析
5）蓝牙设备的身份切换
6）蓝牙设备的内部通话与数据传输的工作过程
5.4实验数据
5.4.1语音编码
1）观察三种编码方式的编码值、波形，突发码字、错误图样。

图1 PCM，幅度4，频率0.3，误码率1%，错误图样1000000001
图2 A-PCM ，幅度4，频率0.3，误码率1%，错误图样1000000001
图3 CVSD 幅度4，频率0.3，误码率1%，错误图样1000000001
图4量化编码
2）同一种语音编码方式在不同采样频率和相同随即错误与突发错误参数下的波形
图6PCM，幅度4，频率1，误码率1%，错误图样1000000001
图 7 A-PCM ，幅度4，频率1，误码率1%，错误图样1000000001
5.4.2记录蓝牙建立与断开语音链路的过程
图9 语音连接先建立ACL，后建立SCO
图10 断开SCO
图11 断开ACL
5.5 思考题
1、实际应用中通常采用非均匀量化，而不是均匀量化，为何？
均匀量化时，当信号较小时信号量化噪声功率比也就很小，这样弱信号的量化信噪比就难以达到给定的要求。

而非均匀量化根据信号的不同区间确定量化间隔，改善了小信号的量化信噪比。

2、思考解码后的波形失真程度与哪些因素有关
首先，采样频率的波形抖动会引起采样值出现偏差，影响到解码过程的波形失真。

第二，传输过程中信号的时延导致解码波形出现变化；第三，系统的外部干扰，例如射频/电磁干扰，震动，电源，存储介质不稳定引起的干扰等等，都会使波形产生不同程度的失真。

3、蓝牙系统如何分配ACL链路与SCO链路所占用的时隙
蓝牙系统为SCO分配固定时隙，ACL可以使用任意时隙，但一旦有SCO，ACL 就会让出SCO占用的固定时隙。

对于SCO没有占用的时隙，主设备可以与任何从设备建立ACL链路，包括已经处于SCO链路的设备。

4、随机错误和突发错误的异同是什么？怎样将突发错误转移成速记错误
随机错误的特点是码元间的错误互相独立，即每个码元的错误概率与它前后码元的错误与否是无关的。

突发错误则不然，一个码元的错误往往影响前后码元的错误概率。

或者说，一个码元产生错误，则后面几个码元都可能发生错误。

因此，在数字通信中，要利用信道编码对整个通信系统进行差错控制。

5、试定性的比较PCM和CVSD的性能
在相同的信号幅度，抽样频率，误码率以及突发错误图样下，比较发现：PCM 编码方式下，当误码率较低时，基本能够还原出和原始信号接近的译码波形，若误码率很高时，就出现严重失真。

同时，PCM对突发错误反应敏感，当出现突发错误时，译码波形会产生严重失真。

对于CVSD，它的性能优于PCM，它的误码率即时达到%4，话音质量也可以接受，并且抽样间隔小，每个抽样点编码仅一位，对突发错误有很好的抵抗性，译码波形失真小。