在日常生活中,我們對(duì)藍(lán)牙并不陌生,通過(guò)配對(duì)連接后可以在移動(dòng)設(shè)備、耳機(jī)、音響等相關(guān)外設(shè)之間進(jìn)行無(wú)線信息交換,藍(lán)牙做到了簡(jiǎn)化移動(dòng)通信終端設(shè)備之間的通信,也能夠簡(jiǎn)化設(shè)備與因特網(wǎng)Internet之間的通信,從而數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效。
藍(lán)牙是一種尖端的開(kāi)放式無(wú)線通訊標(biāo)準(zhǔn),能夠在短距離范圍內(nèi)無(wú)線連接桌上型電腦與筆記本電腦、便攜設(shè)備、PDA、移動(dòng)電話、拍照手機(jī)、打印機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、耳麥、鍵盤(pán)甚至是電腦鼠標(biāo)。它采用分散式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及快跳頻和短包技術(shù),支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)及點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信。
藍(lán)牙技術(shù)出現(xiàn)的背景
早在1994年,瑞典的愛(ài)立信公司便已經(jīng)著手藍(lán)牙技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)工作,意在通過(guò)一種短程無(wú)線鏈路,實(shí)現(xiàn)無(wú)線電話用PC機(jī)、耳機(jī)及臺(tái)式設(shè)備等之間的互聯(lián)。1998年, 愛(ài)立信、諾基亞、INTEL、東芝和和IBM共同組建特別興趣小組。在此之后,3COM、朗訊、微軟和摩托羅拉也相繼加盟藍(lán)牙計(jì)劃。它們的共同目標(biāo)是開(kāi)發(fā)一種全球通用的小范圍無(wú)線通信技術(shù),即藍(lán)牙。
藍(lán)牙技術(shù)是針對(duì)目前近距的便攜式器件之間的紅外線鏈路(簡(jiǎn)稱IRDA)而提出的。應(yīng)用紅外線收發(fā)器鏈接雖然能免去電線或電纜的連接,但是使用起來(lái)有許多不便,不僅距離只限于1~2m,而且必須在視線上直接對(duì)準(zhǔn),中間不能有任何阻擋,同時(shí)只限于在兩個(gè)設(shè)備之間進(jìn)行鏈接,不能同時(shí)鏈接更多的設(shè)備。"藍(lán)牙"技術(shù)的目的是使特定的移動(dòng)電話、便攜式電腦以及各種便攜式通信設(shè)備的主機(jī)之間在近距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫的資源共享。
藍(lán)牙是一個(gè)開(kāi)放性的無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn),它將取代目前多種電纜連接方案,通過(guò)統(tǒng)一的短程無(wú)線鏈路,在各信息設(shè)備之間可以穿過(guò)墻壁或公文包,實(shí)現(xiàn)方便快捷、靈活安全、低成本小功耗的話音和數(shù)據(jù)通信。它推動(dòng)和擴(kuò)大了無(wú)線通信的應(yīng)用范圍,使網(wǎng)絡(luò)中的各種數(shù)據(jù)和語(yǔ)音設(shè)備能互連互通,從而實(shí)現(xiàn)個(gè)人區(qū)域內(nèi)的快速靈活的數(shù)據(jù)和語(yǔ)音通信。
藍(lán)牙的主要技術(shù)特點(diǎn)
工作頻段
2.4GHz的工科醫(yī)(ISM)頻段,無(wú)需申請(qǐng)?jiān)S可證。大多數(shù)國(guó)家使用79個(gè)頻點(diǎn),載頻為(2402+k)MHz(k=0,1, 2…78),載頻間隔1MHz。采用TDD時(shí)分雙工方式。
傳輸速率
1Mb/s(V2.0以上版本)
調(diào)試方式
BT=0.5的GFSK調(diào)制,調(diào)制指數(shù)為0.28-0.35。
采用跳頻技術(shù)
跳頻速率為1600跳/秒,在建鏈時(shí)(包括尋呼和查詢)提高為3200跳/秒。藍(lán)牙通過(guò)快跳頻和短分組技術(shù)減少同頻干擾,保證傳輸?shù)目煽啃浴?/p>
語(yǔ)音調(diào)制方式
連續(xù)可變斜率增量調(diào)制(CVSD,ContinuousVariable Slope DeltaModulation),抗衰落性強(qiáng),即使誤碼率達(dá)到4%,話音質(zhì)量也可接受。
支持電路交換和分組交換業(yè)務(wù)
藍(lán)牙支持實(shí)時(shí)的同步定向聯(lián)接(SCO鏈路)和非實(shí)時(shí)的異步不定向聯(lián)接(ACL鏈路),前者主要傳送語(yǔ)音等實(shí)時(shí)性強(qiáng)的信息,后者以數(shù)據(jù)包為主。語(yǔ)音和數(shù)據(jù)可以單獨(dú)或同時(shí)傳輸。藍(lán)牙支持一個(gè)異步數(shù)據(jù)通道,或三個(gè)并發(fā)的同步話音通道,或同時(shí)傳送異步數(shù)據(jù)和同步話音的通道。每個(gè)話音通道支持64kbps的同步話音;異步通道支持723.2/57.6kbps的非對(duì)稱雙工通信或433.9kbps的對(duì)稱全雙工通信。
支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)及點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信
藍(lán)牙設(shè)備按特定方式可組成兩種網(wǎng)絡(luò):微微網(wǎng)(Piconet)和分布式網(wǎng)絡(luò)(Scatternet),其中微微網(wǎng)的建立由兩臺(tái)設(shè)備的連接開(kāi)始,最多可由八臺(tái)設(shè)備組成。在一個(gè)微微網(wǎng)中,只有一臺(tái)為主設(shè)備(Master),其它均為從設(shè)備(Slave),不同的主從設(shè)備對(duì)可以采用不同的鏈接方式,在一次通信中,鏈接方式也可以任意改變。幾個(gè)相互獨(dú)立的微微網(wǎng)以特定方式鏈接在一起便構(gòu)成了分布式網(wǎng)絡(luò)。所有的藍(lán)牙設(shè)備都是對(duì)等的,所以在藍(lán)牙中沒(méi)有基站的概念。
工作距離
藍(lán)牙設(shè)備分為三個(gè)功率等級(jí),分別是:100mW(20dBm)、2.5mW(4dBm)和1mW(0dBm),相應(yīng)的有效工作范圍為:100米、10米和1米。
藍(lán)牙中的主要技術(shù)
藍(lán)牙技術(shù)是一種無(wú)線數(shù)據(jù)與語(yǔ)音通信的開(kāi)放性全球規(guī)范,它以低成本的近距離無(wú)線連接為基礎(chǔ),為固定與移動(dòng)設(shè)備通信環(huán)境建立一個(gè)特別連接的短程無(wú)線電技術(shù)。其實(shí)質(zhì)內(nèi)容是要建立通用的無(wú)線電空中接口及其控制軟件的公開(kāi)標(biāo)準(zhǔn),使通信和計(jì)算機(jī)進(jìn)一步結(jié)合,使不同廠家生產(chǎn)的便攜式設(shè)備在沒(méi)有電線或電纜相互連接的情況下,能在近距離范圍內(nèi)具有互用、互操作的性能。
“藍(lán)牙”技術(shù)的作用是簡(jiǎn)化小型網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(如移動(dòng)PC、掌上電腦、手機(jī))之間以及這些設(shè)備與Internet之間的通信,免除在無(wú)繩電話或移動(dòng)電話、調(diào)制解調(diào)器、頭套式送/受話器、PDA、計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、幻燈機(jī)、局域網(wǎng)等之間加裝電線、電纜和連接器。此外,藍(lán)牙無(wú)線技術(shù)還為已存在的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)和外設(shè)提供通用接口以組建一個(gè)遠(yuǎn)離固定網(wǎng)絡(luò)的個(gè)人特別連接設(shè)備群。
藍(lán)牙的載頻選用在全球都可用的2.45GHz工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)(ISM)頻帶,其收發(fā)信機(jī)采用跳頻擴(kuò)譜(FrequencyHopping SpreadSpectrum)技術(shù),在2.45GHz ISM頻帶上以1600跳/s的速率進(jìn)行跳頻。依據(jù)各國(guó)的具體情況,以2.45GHz為中心頻率,最多可以得到79個(gè)1MHz帶寬的信道。在發(fā)射帶寬為1MHz時(shí),其有效數(shù)據(jù)速率為721kbit/s,并采用低功率時(shí)分復(fù)用方式發(fā)射,適合30英尺(約10m)范圍內(nèi)的通信。數(shù)據(jù)包在某個(gè)載頻上的某個(gè)時(shí)隙內(nèi)傳遞,不同類型的數(shù)據(jù)(包括鏈路管理和控制消息)占用不同信道,并通過(guò)查詢和尋呼過(guò)程來(lái)同步跳頻頻率和不同藍(lán)牙設(shè)備的時(shí)鐘。除采用跳頻擴(kuò)譜的低功率傳輸外,藍(lán)牙還采用鑒權(quán)和加密等措施來(lái)提高通信的安全性。
藍(lán)牙支持點(diǎn)到點(diǎn)和點(diǎn)到多點(diǎn)的連接,可采用無(wú)線方式將若干藍(lán)牙設(shè)備連成一個(gè)微微網(wǎng),多個(gè)微微網(wǎng)又可互連成特殊分散網(wǎng),形成靈活的多重微微網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),從而實(shí)現(xiàn)各類設(shè)備之間的快速通信。它能在一個(gè)微微網(wǎng)內(nèi)尋址8?jìng)€(gè)設(shè)備(實(shí)際上互聯(lián)的設(shè)備數(shù)量是沒(méi)有限制的,只不過(guò)在同一時(shí)刻只能激活8?jìng)€(gè),其中1個(gè)為主7個(gè)為從)。
藍(lán)牙技術(shù)涉及一系列軟硬件技術(shù)、方法和理論,包括無(wú)線通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù),軟件工程、軟件可靠性理論,協(xié)議的正確性驗(yàn)證、形式化描述和一致性與互聯(lián)測(cè)試技術(shù),嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),跨平臺(tái)開(kāi)發(fā)和用戶界面圖形化技術(shù),軟硬件接口技術(shù),高集成、低功耗芯片技術(shù)等。
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