藍牙技術及其系統(tǒng)特征

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藍牙是一種低成本大容量的短距離無線通信規(guī)范。其名字來源于一段傳奇故事。公元10世紀,北歐諸侯爭霸,丹麥國王挺身而出,在他的不懈努力下,血腥的戰(zhàn)爭被制止了,各方都坐到了談判桌前。通過溝通,諸侯們冰釋前嫌,成為朋友。由于丹麥國王酷愛吃藍梅,以至于牙齒都被染成了藍色,人稱藍牙國王,所以,藍牙也就成了溝通的代名詞。當新的無線通信規(guī)范出臺時,人們又用藍牙來為它命名。
 
        1995年,愛立信公司最先提出藍牙概念。藍牙規(guī)范采用微波頻段工作,傳輸速率每秒1M字節(jié),最大傳輸距離10米,通過增加發(fā)射功率可達到100米。藍牙技術是全球開放的,在全球范圍內具有很好的兼容性,全世界可以通過低成本的無形藍牙網連成一體。

藍牙技術是一種無線數據與語音通信的開放性全球規(guī)范,其實質內容是為固定設備或移動設備之間的通信環(huán)境建立通用的近距無線接口,將通信技術與計算機技術進一步結合起來,使各種設備在沒有電線或電纜相互連接的情況下,能在近距離范圍內實現相互通信或操作。其傳輸頻段為全球公眾通用的2.4GHz ISM頻段,提供1Mbps的傳輸速率和10m的傳輸距離。

藍牙技術不僅僅運用于電腦,像移動電話、數字相機、攝像機、打印機、傳真機、家電等許許多多電子設備都可以采用藍牙技術,實現無線連通,而不必拖一條尾巴(連接線)。隨著藍牙技術的普及,家庭裝修時不再為電器的布線而煩惱;使用家電時,不必為一大堆遙控器而頭疼,一部手機或是一把汽車鑰匙就能一切搞定;出門在外,公司的工作安排和家里親人的畫面可以隨時隨地獲得;打卡、繳費不用排隊,從繳費點附近經過,不必進門就可以輕松完成……藍牙技術的廣泛應用將使我們的生活無比輕松。

基本特征
  
        藍牙系統(tǒng)結構的基本特征可從下述諸方面獲得理解:(1)網絡拓撲;(2)交換模式;(3)節(jié)能模式;(4)抗干擾性能;(5)鑒權、加密;(6)話音編碼;(7)軟件結構。   

藍牙的軟件體系是一個獨立的操作系統(tǒng),不與任何操作系統(tǒng)捆綁;適用于幾種不同商用操作系統(tǒng)的藍牙規(guī)范正在完善中。藍牙協(xié)議體系中設計協(xié)議和協(xié)議棧的主要原則為盡可能利用現有各種高層協(xié)議,保證現有協(xié)議與藍牙技術融合及各種應用之間的互通性,充分利用兼容藍牙技術規(guī)范的軟硬件系統(tǒng)和藍牙技術規(guī)范的開放性,便于普遍開發(fā)新的應用。   

藍牙軟件結構標準包括Core(核心)和Profile(應用協(xié)議棧)兩大部分。Core為藍牙協(xié)議核心,主要定義藍牙的技術細節(jié),Profile定義相應的實現協(xié)議棧,這樣就為全球的兼容性奠定了基礎。   

藍牙標準主要定義的是底層協(xié)議,也定義了一些高層協(xié)議和相關接口。具體協(xié)議分為4層:核心協(xié)議(藍牙連接管理協(xié)議LMP、藍牙邏輯鏈路控制與適配協(xié)議L2CAP、服務檢測協(xié)議SDP)、藍牙電纜替代協(xié)議RFCOMM、電話傳送控制協(xié)議TCB BIN/AT、與Internet應用相關的一些高層協(xié)議(PPP、UDP/TCP/IP、OBEX/vCard/vCal、IrMC、E-mail、WAP和WAE等)。   

對藍牙系統(tǒng)結構基本系統(tǒng)參數及指標要求可歸納如下:  
 
工作頻段:ISM頻段2.402GHz-2.480GHz;   
雙工方式:TDD;   
業(yè)務類別:同時支持電路交換及分組交換業(yè)務;   
數據標稱速率:1Mbit/s;   
異步信道速率:非對稱連接723.2kbit/s/57.6kbit/s;   
對稱連接:433.9kbit/s(全雙工模式);   
同步信道速率:64kbit/s(3個全雙工信道);   
信道間隔:1MHz;   
信道數:79;   
發(fā)射功率及覆蓋:0dBm(1mW),1-10m覆蓋,20dBm(100mW),擴展至1O0m覆蓋;   
跳頻頻點數:79個頻點/MHz(2408+k(MHz),k=0,1,2……78);   
跳頻速率:1600次/s;   
工作模式:Active/Sniff/Hold/Park;   
數據連接方式:面向連接業(yè)務SCO(話音,電路交換、預留時隙)、無連接業(yè)務ACL(分組數據、分組交換、輪詢);   
糾錯方式:1/3FEC(3bit重復碼),2/3FEC(截短Hamming碼),CRC-16,ARQ;
鑒權:反應邏輯算術方式;   
密鑰:以8bits為單位增減,最長128bits;   
安全機制:鏈路級,認證基于共享鏈路密鑰詢問/響應機制,認證和加密密鑰生成基于SAFER+算法;   
話音編碼方式:CVSD或對數PCM;   
網絡拓撲結構:Ad hoc(無中心自組織)結構,Piconet及Scatternet。

 

   來源:阿里互聯電子網
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