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文檔簡介

藍牙技術的特點藍牙是一種近距離無線通信技術規范,用來描述和規定各種電子產品相互之間是如何用短距離無線電系統進行連接的。藍牙實現無線連接無需基站,它的核心是一塊大小約9mm×9mm的芯片,這個芯片能實現語音和數據在短距離上的穩定無縫無線連接。這種連接是開放式的,再加上芯片體積十分小,因此能夠方便的嵌入設備中,應用于各種需要在網絡上傳輸數據和語音的設備。

如圖所示。圖的左端為天線和濾波器,右端為單芯片的植入藍牙的電子元件(采用標準的BGA封裝方式)。可以很方便地應用于電子產品中,有很強的移植性,可隨時隨地應用于多種通信場合。(a)(b)Oneofthefirstmodules(Ericsson)藍牙技術具有電路交換和分組交換兩種數據傳輸類型,能夠同時支持語音業務和數據業務的傳輸。基于目前PSTN網絡的語音業務的實現是通過電路交換;而基于互聯網絡的數據傳輸為分組交換數據業務主設備是組網連接主動發起連接請求的藍牙設備,幾個藍牙設備連接成一個皮網(Piconet)時,其中只有一個主設備,其余的均為從設備。藍牙工作在2.4G的ISM頻段,全球大多數國家ISM頻段的范圍是2.4G-2.4835GHz藍牙技術通信距離為10M,可根據需要擴展至100M,以滿足不同設備的需要。藍牙采用了跳頻方式來擴展頻譜,抵抗力來自這些設備的干擾。提供了認證和加密的功能,以保證鏈路級的安全。藍牙設備在通信連接狀態下,有四種工作模式:激活模式,呼吸模式,保持模式和休眠模式,激活模式是正常的工作狀態,另外三種模式是為了節能所規定的低功耗模式。藍牙技術工作在全球共用的ISM頻段,即2.4GHz頻段。ISM頻段是指用于工業、科學和醫學的全球共用頻段,可以免費使用而不用申請無線電頻率許可。藍牙的基本出發點是可使其設備能夠在全球范圍內應用于任意的小范圍通信。任一藍牙設備,都可根據IEEE802標準得到一個唯一的48bit的地址,它是一個公開的地址碼,可以通過人工或自動進行查詢。由于ISM頻段為對所有無線電系統都開放的頻段,為了避免與工作在該頻段的其他系統(如Wi-Fi、ZigBee)或設備(微波爐)產生相互干擾,藍牙系統通過性能良好的算法(如快速跳頻)保證藍牙鏈路的穩定性。藍牙技術具有電路交換和分組交換兩種數據傳輸類型,能夠同時支持語音業務和數據業務的傳輸。基于目前PSTN網絡的語音業務的實現是通過電路交換;而基于互聯網絡的數據傳輸為分組交換數據業務主設備是組網連接主動發起連接請求的藍牙設備,幾個藍牙設備連接成一個皮網(Piconet)時,其中只有一個主設備,其余的均為從設備。藍牙工作在2.4G的ISM頻段,全球大多數國家ISM頻段的范圍是2.4G-2.4835GHz藍牙技術通信距離為10M,可根據需要擴展至100M,以滿足不同設備的需要。藍牙采用了跳頻方式來擴展頻譜,抵抗力來自這些設備的干擾。提供了認證和加密的功能,以保證鏈路級的安全。藍牙設備在通信連接狀態下,有四種工作模式:激活模式,呼吸模式,保持模式和休眠模式,激活模式是正常的工作狀態,另外三種模式是為了節能所規定的低功耗模式。無連接的多個藍牙設備相互靠近時,若有一個設備主動向其他設備發起連接,它們就形成了一個微微網(Piconet)。微微網中標志了終端的四種狀態,主“M”、從“S”、備用“SB”、暫停/掛起“P”。主動發起連接的設備稱為微微網的主設備(Master),對主設備的連接請求進行響應的設備稱為從設備(Slave)。一個微微網只有一個主設備,一個主設備最多可以同時與7個從設備同時進行通信。(1)主設備與從設備微微網的最簡單組成形式就是兩個藍牙設備的點對點連接。微微網是實現藍牙無線通信的最基本方式,微微網不需要類似于蜂窩網基站和無線局域網接入點之類的基礎網絡設施(對等網絡)。在藍牙拓撲中,允許“S”型終端存在于多個微微網中。在微微網中,“M”終端可同時處理7個甚至更多個活動的從設備。終端如不能接入網絡,則轉為“SB”狀態,等待一段時間后再進入微微網。無通信可處于暫停/掛起狀態即“P”狀態,以低功率連接。(2)微微網與散射網微微網結構及實例主設備單元負責提供時鐘同步信號和跳頻序列,從設備單元一般是受控同步的設備單元,接收主設備單元的控制。散射網(ScatterNet)是多個微微網在時空上相互重疊組成的比微微網覆蓋范圍更大的藍牙網絡,如圖3-5所示。雖然每個微微網只有一個主設備,但是從設備可以基于時分復用(TimeMultiplexing)機制加入不同的微微網,而且一個微微網的主設備可以成為另一個微微網的從設備。每個微微網都有自己的跳頻序列,它們之間并不跳頻同步,這樣就避免了同頻干擾。藍牙技術具有電路交換和分組交換兩種數據傳輸類型,能夠同時支持語音業務和數據業務的傳輸。基于目前PSTN網絡的語音業務的實現是通過電路交換;而基于互聯網絡的數據傳輸為分組交換數據業務主設備是組網連接主動發起連接請求的藍牙設備,幾個藍牙設備連接成一個皮網(Piconet)時,其中只有一個主設備,其余的均為從設備。藍牙工作在2.4G的ISM頻段,全球大多數國家ISM頻段的范圍是2.4G-2.4835GHz藍牙技術通信距離為10M,可根據需要擴展至100M,以滿足不同設備的需要。藍牙采用了跳頻方式來擴展頻譜,抵抗來自其它設備的干擾。提供了認證和加密的功能,以保證鏈路級的安全。藍牙設備在通信連接狀態下,有四種工作模式:激活模式,呼吸模式,保持模式和休眠模式,激活模式是正常的工作狀態,另外三種模式是為了節能所規定的低功耗模式。(1)跳頻技術跳頻技術是把頻帶分成若干個跳頻信道(hopchannel),在一次連接中,無線電收發器按一定的碼序列(即一定的規律,技術上叫做“偽隨機碼”,就是“假”的隨機碼)不斷地從一個信道“跳”到另一個信道,只有收發雙方是按這個規律進行通信的,而其他的干擾不可能按同樣的規律進行干擾。跳頻的瞬時帶寬是很窄的,但通過擴展頻譜技術使這個窄帶寬成百倍地擴展成寬頻帶,使干擾可能的影響變成很小。(2)國際上藍牙的頻率分配藍牙利用波段中的2.4GHz波段。在大多數國家,此帶寬足以定義79個1MHz的物理信道。藍牙鏈路建立后發送數據時藍牙接收和發送裝置按照一定的偽隨機編碼序列快速地進行信道跳轉,每秒鐘頻率改變1600次,每個頻率持續625μs。但在建鏈時(包括尋呼和查詢)則提高為3,200跳每秒。使用這樣高的跳頻速率,藍牙系統具有足夠高的抗干擾能力。此外藍牙協議提供了認證和加密(128bitkey)功能,以保證鏈路級的安全。藍牙系統認證與加密服務由物理層提供,適合于硬件實現,密鑰由高層軟件管理。(3)藍牙系統的跳頻知識點回顧1、全球范圍適用:工作在()的ISM頻段,全球大多數國家ISM頻段的范圍是2.4G-2.4835GHz2、同時傳輸語音和數據:藍牙技術具有()和()兩種數據傳輸類型,能夠同時支持語音業務和數據業務的傳輸。其中PSTN網絡的語音業務的實現是通過();而基于互聯網絡的數據傳輸為()數據業務3、近距離通信:藍牙技術通信距離為(),可根據需要擴展至100M,以滿足不同設備的需要4、很好的抗干擾能力和安全性:藍牙采用了()方式來擴展頻譜,抵抗力來自其它設備的干擾。藍牙鏈路建立后發送數據時藍牙接收和發送裝置按照一定的偽隨機編碼序列快速地進行信道跳轉,每秒鐘頻率改變()次,每個頻率持續625μs。藍牙技術的特點:5、可建立臨時對等連接:由采用藍牙技術的設備以特定方式組成的網路稱為()。微微網的建立是由兩臺設備的連接開始,主動發起連接的設備稱為()(Master),其時鐘和跳頻序列用于同步其他設備;對主設備的連接請求進行響應的設備稱為()(Slave)。一個微微網只有()個主設備,一個主設備最多可以同時與()個從設備同時進行通信。微微網中標志了終端的四種狀態,()“M”、()“S”、()“SB”、()“P”。散射網(ScatterNet)是多個微微網在時空上相互重疊組成的比微微網覆蓋范圍更大的藍牙網絡,雖然每個微微網只有一個主設備,但是從設備可以基于時分復用(TimeMultiplexing)機制加入不同的微微網,而且一個微微網的主設備可以成為另一個微微網的從設備。每個微微網都有自己的跳頻序列,它們之間并不跳頻同步,這樣就避免了同頻干擾。藍牙技術具有電路交換和分組交換兩種數據傳輸類型,能夠同時支持語音業務和數據業務的傳輸。基于目前PSTN網絡的語音業務的實現是通過電路交換;而基于互聯網絡的數據傳輸為分組交換數據業務主設備是組網連接主動發起連接請求的藍牙設備,幾個藍牙設備連接成一個皮網(Piconet)時,其中只有一個主設備,其余的均為從設備。藍牙工作在2.4G的ISM頻段,全球大多數國家ISM頻段的范圍是2.4G-2.4835GHz藍牙技術通信距離為10M,可根據需要擴展至100M,以滿足不同設備的需要。藍牙采用了跳頻方式來擴展頻譜,抵抗力來自這些設備的干擾。提供了認證和加密的功能,以保證鏈路級的安全。藍牙設備在通信連接狀態下,有四種工作模式:激活模式,呼吸模式,保持模式和休眠模式,激活模式是正常的工作狀態,另外三種模式是為了節能所規定的低功耗模式。藍牙支持64kb/s的實時語音傳輸和各種速率的數據傳輸。語音編碼采用脈沖編碼調制(PCM)或連續可變斜率增量調制(CVSD)。語音和數據可單獨或同時傳輸。當僅傳輸語音時,藍牙設備最多可同時支持3路全雙工的話音通信;當語音和數據同時傳輸或僅傳輸數據時,支持433.9kb/s的對稱全雙工通信,或723.2kb/s、57.6kb/s的非對稱雙工通信,后者特別適合無線訪問Internet。藍牙技術具有電路交換和分組交換兩種數據傳輸類型,能夠同時支持語音業務和數據業務的傳輸。基于目前PSTN網絡的語音業務的實現是通過電路交換;而基于互聯網絡的數據傳輸為分組交換數據業務主設備是組網連接主動發起連接請求的藍牙設備,幾個藍牙設備連接成一個皮網(Piconet)時,其中只有一個主設備,其余的均為從設備。藍牙工作在2.4G的ISM頻段,全球大多數國家ISM頻段的范圍是2.4G-2.4835GHz藍牙技術通信距離為10M,可根據需要擴展至100M,以滿足不同設備的需要。藍牙采用了跳頻方式來擴展頻譜,抵抗力來自這些設備的干擾。提供了認證和加密的功能,以保證鏈路級的安全。藍牙設備在通信連接狀態下,有四種工作模式:激活模式,呼吸模式,保持模式和休眠模式,激活模式是正常的工作狀態,另外三種模式是為了節能所規定的低功耗模式。不同等級的發射功率和傳輸距離ClassMaximumpermittedpowerRange

(m)(mW)(dBm)Class110020~100Class22.54~10Class310~1藍牙設備由于定位于短距離通信,射頻功率很低。藍牙設備在通信連接狀態下,有四種工作模式:激活(Active)模式、呼吸(Sniff)模式、保持(Hold)模式和休眠(Park)模式。激活(Active)模式是正常的工作狀態,另外三種模式是為了節能所規定的低功耗模式。呼吸(Sniff)模式下的從設備周期性被激活;保持(Hold)模式下的從設備停止監聽來自主設備的數據分組,但保持其激活成員地址;休眠(Park)模式下的主從設備間仍保持同步,但從設備不需要保留其激活成員地址。這三種模式中,呼吸模式的功耗最高,對于主設備的響應最快;休眠模式的功耗最低,但是對于主設備的響應最慢。藍牙設備的功耗能夠根據使用模式自動調節,藍牙設備的正常工作功率為1mW,發射距離為10m,最大發射距離可達100m,基本可以滿足常見的短距離無線通信需要。當傳輸數據量減少或

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