Bluetooth(藍(lán)牙)技術(shù)課件

Bluetooth（藍(lán)牙）技術(shù)

Bluetooth技術(shù)??

1

Bluetooth技術(shù)概述??

2

Bluetooth協(xié)議體系結(jié)構(gòu)??

3

Bluetooth應(yīng)用及產(chǎn)品1 Bluetooth技術(shù)概述Bluetooth簡(jiǎn)介1998年5月愛(ài)立信、IBM、Intel、Nokia和東芝五家公司于聯(lián)合成立了Bluetooth（藍(lán)牙）特別興趣小組（Special

Interest

Group，SIG），并制訂了短距離無(wú)線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)—藍(lán)牙技術(shù)。Bluetooth利用短距離、低成本的無(wú)線連接替代了電纜連接，從而為現(xiàn)存的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和小型的外圍設(shè)備提供了統(tǒng)一的連接。??

Bluetooth能夠有效地簡(jiǎn)化--多種通信終端(PDA/智能手機(jī))

-

Internet使數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效，為無(wú)線通信拓寬道路。??

Bluetooth是實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音和數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸?shù)拈_(kāi)放性規(guī)

范

，

藍(lán)

牙收

發(fā)

器

的一般有效通信范圍為10米，強(qiáng)的可以達(dá)到100米左右。“藍(lán)牙”這個(gè)名字的來(lái)歷頗具傳奇色彩。公元10世紀(jì)的北歐正值動(dòng)蕩年代，各國(guó)之間戰(zhàn)爭(zhēng)頻繁，丹麥國(guó)王哈拉德(Harald)二世挺身而出，到處疾呼和平。經(jīng)過(guò)他的不懈努力，戰(zhàn)爭(zhēng)終于停止，各方領(lǐng)袖坐到了談判桌前，至此，四分五裂的挪威和丹麥得以統(tǒng)一。Bluetooth命名由來(lái)??

Bluetooth首先由Ericsson提出.HaraldBlatand

是10世紀(jì)的丹麥國(guó)王.在當(dāng)時(shí)北歐的動(dòng)蕩年代，他統(tǒng)一了瑞典、丹麥和挪威的一部分。由于喜歡吃blueberry，牙齒成藍(lán)色

Bluetooth??

取他的名字用意在強(qiáng)調(diào)這些北歐國(guó)家(丹麥瑞典挪威芬蘭)對(duì)于通信產(chǎn)業(yè)的貢獻(xiàn).??

SIG也有意在統(tǒng)一無(wú)線局域網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)。在行業(yè)協(xié)會(huì)籌備階段,往往需要一個(gè)極具有表現(xiàn)力的名字來(lái)命名高新技術(shù)。Blatand國(guó)王將現(xiàn)在的挪威，瑞典和丹麥統(tǒng)一起來(lái)；就如同這項(xiàng)即將面世的技術(shù)，技術(shù)將被定義為允許不同工業(yè)領(lǐng)域之間的協(xié)調(diào)工作。古北歐字母“H”和“B”各種通信設(shè)備、電器設(shè)備之間的“無(wú)線溝通”，是技術(shù)層面上的跨平臺(tái)的“大統(tǒng)一、大聯(lián)合消除cable1 Bluetooth技術(shù)概述Bluetooth的特點(diǎn)（1）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)??藍(lán)牙技術(shù)支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的話音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，采用一種靈活的無(wú)基站的組網(wǎng)方式。??一個(gè)藍(lán)牙設(shè)備可同時(shí)與多個(gè)藍(lán)牙設(shè)備相連，在有效通信范圍內(nèi)所有設(shè)備的地位都是平等的，具有相同的權(quán)限。??首先提出通信要求的設(shè)備稱為主設(shè)備（master），被動(dòng)進(jìn)行通信的設(shè)備稱為從設(shè)備（slave）。1 Bluetooth技術(shù)概述Bluetooth的特點(diǎn)（1）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)??

利用時(shí)分多址（TDMA，Time

Division

Multi-access

），一個(gè)master最多可以同時(shí)與7個(gè)slave進(jìn)行通信。??

一個(gè)master與一個(gè)以上的slave構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)成為主從網(wǎng)絡(luò)（piconet），又稱微微網(wǎng)。??

兩個(gè)以上的piconet之間存在著設(shè)備間的通信則構(gòu)成了散射網(wǎng)（scatternet）。多個(gè)藍(lán)牙設(shè)備組成的微微網(wǎng)PiconetBluetooth的特點(diǎn)1 Bluetooth技術(shù)概述多個(gè)微微網(wǎng)組成的散射網(wǎng)scatternetBluetooth的特點(diǎn)1 Bluetooth技術(shù)概述微微網(wǎng)（皮網(wǎng)）MasterSlaveSlaveSlaveSlaveSlaveSlaveSlave一個(gè)微微網(wǎng)可由8個(gè)藍(lán)牙設(shè)備組成。在同一個(gè)微微網(wǎng)中，主設(shè)備為所有的設(shè)備提供時(shí)鐘和跳頻同步序列。在同一個(gè)微微網(wǎng)中，所有的設(shè)備有同樣的跳頻序列。分散網(wǎng)MasterSlaveSlaveSlaveSlaveSlaveSlaveSlaveMaster兩個(gè)或更多的微微網(wǎng)在重疊的區(qū)域可以建立特殊的呼叫。微微網(wǎng)的應(yīng)用（一拖七）建立通信的過(guò)程Standby(缺省)Inquiry(查詢)(unknown

address)Page(尋呼)(known

address)Connection.Active

power(活動(dòng))Sniff(呼吸)Hold(保持)Park(休眠)Standby

–

等待加入一個(gè)微微網(wǎng)。Inquiry

–

邀請(qǐng)周圍的無(wú)線連接。Page

–

連接一個(gè)明確的無(wú)線鏈路。Connected

–

加入一個(gè)皮網(wǎng)(主設(shè)備或者從設(shè)備)藍(lán)牙系統(tǒng)—四個(gè)功能單元組成??

天線單元??

鏈路控制（固件）單元??

鏈路管理（軟件）單元??

藍(lán)牙軟件（協(xié)議棧）單元1.

無(wú)線單元藍(lán)牙是以無(wú)線LAN的IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)為基礎(chǔ)的，使用2.45GHz

ISM

（工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)）全球通自由波段。藍(lán)牙天線屬于微帶天線，空中接口是建立在天線電平為0dBm基礎(chǔ)上的，遵從FCC（美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)）有關(guān)0dBm電平的ISM頻段的標(biāo)準(zhǔn)。藍(lán)牙設(shè)備的最大發(fā)射功率分3個(gè)等級(jí)，100mW（20dBm），2.5mW（4dBm），1mW（0dBm)。當(dāng)采用擴(kuò)頻技術(shù)時(shí)，其發(fā)射功率可增加到100mW。頻譜擴(kuò)展功能是通過(guò)起始頻率為2.402GHz、終止頻率為

2.480GHz、間隔為1MHz的79個(gè)跳頻頻點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其最大的跳頻速率為1660跳/s。系統(tǒng)設(shè)計(jì)通信距離為10cm～10m，如增大發(fā)射功率，其距離可長(zhǎng)達(dá)100m。藍(lán)牙適配器5

m

m10

mm天線濾波器藍(lán)牙芯片9×9

m

m9

m

m18

mm鏈路控制器（Link

controller）??鏈路控制器（LC）的單元包括3個(gè)集成芯片：連接控制器、基帶處理器以及射頻傳輸/接收器，此外，還使用了單獨(dú)調(diào)諧元件。??鏈路控制器負(fù)責(zé)處理基帶協(xié)議和其他一些底層常規(guī)協(xié)議。鏈路管理（Link

management）??

鏈路管理（LM）軟件模塊實(shí)現(xiàn)鏈路的建立、認(rèn)證及鏈路硬件配置等。??

鏈路管理器可發(fā)現(xiàn)其他鏈路管理器，并通過(guò)鏈路管理協(xié)議（LMP）建立通信聯(lián)系。??

LM提供的服務(wù)有：發(fā)送和接收數(shù)據(jù)、請(qǐng)求名稱、鏈路地址查詢、建立連接、鑒權(quán)、鏈路模式協(xié)商和建立、決定幀的類型等。1

跳頻技術(shù)??

2．4

GHz頻段中還有802．11b，HomeRF及微波

爐、無(wú)繩電話等電子設(shè)備，為了與這些設(shè)備兼容，藍(lán)牙采用了AFH（Adaptive

Frequency

Hopping），LBT（Listen

Before

Talk）、功率控制等一系列獨(dú)特的措施克服干擾，避免沖突。Bluetooth關(guān)鍵技術(shù)補(bǔ)充知識(shí)—跳頻通信FH：Frequency

Hopping跳頻（FH，F(xiàn)requency

Hopping）在無(wú)線傳輸中，射頻頻率按照某種特定算法發(fā)生的重復(fù)變化.指在接收或發(fā)送一分組數(shù)據(jù)后，即跳至另一頻點(diǎn)。對(duì)于單時(shí)隙包，藍(lán)牙的跳頻速率為1600跳/秒。對(duì)于多時(shí)隙包，藍(lán)牙的跳頻速率有所下降，但在建立鏈路時(shí)則提高為3200跳/秒。發(fā)展史：（1）是擴(kuò)頻通信的一個(gè)分支，突出優(yōu)點(diǎn)是抗干擾性強(qiáng)，因而很適用于軍事領(lǐng)域。（2）70年代末第一部跳頻電臺(tái)問(wèn)世，就預(yù)示著其發(fā)展勢(shì)頭銳不可擋。到了８０年代，世界各國(guó)軍隊(duì)普遍裝備跳頻電臺(tái)。通信的安全性而言，跳頻短波通信比衛(wèi)星通信更為可靠。這是因?yàn)樘峁┬l(wèi)星服務(wù)的機(jī)構(gòu)對(duì)其所屬國(guó)承擔(dān)了戰(zhàn)略責(zé)任，必須受到該國(guó)政府的控制。而跳頻短波通信是完全自主的，因而也是最可信賴的。90年代，在軍用跳頻通信領(lǐng)域已相當(dāng)成熟的同時(shí)，跳頻通信的應(yīng)用又拓寬到民用領(lǐng)域。跳頻在GSM中應(yīng)用??技術(shù)最初用于軍事傳輸系統(tǒng)，目的是保證安全性和防止擁塞,有效地提高系統(tǒng)質(zhì)量,提高頻率利用率.??用在GSM上,主要是用來(lái)解決容量以及通話質(zhì)量問(wèn)題.??

使用跳頻的背景:??

網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)容，導(dǎo)致頻率的復(fù)用愈來(lái)愈密，頻率規(guī)劃愈來(lái)愈難，來(lái)自網(wǎng)內(nèi)的干擾愈來(lái)愈多??

頻率復(fù)用度的提高，使本網(wǎng)受網(wǎng)外頻點(diǎn)干擾影響的機(jī)率愈來(lái)愈大??

保持頻點(diǎn)的相對(duì)整潔、干凈??

使用跳頻可以降低頻率的沖撞機(jī)率??

使用跳頻可以提高網(wǎng)絡(luò)的容量??

使用跳頻可以改善通話質(zhì)量??跳頻解決容量需求??蜂窩系統(tǒng)的原則是不斷的頻率復(fù)用,以最少的頻譜得到最大的容量??頻率復(fù)用的緊密帶來(lái)同頻干擾、鄰頻率干擾跳頻是指某次通話所使用載波頻率在一定范圍內(nèi)，按某種規(guī)律跳變。每個(gè)小區(qū)信道組的跳頻功能都能單獨(dú)激活或關(guān)閉。跳頻……B1

||

f1BURSTBn

||

fn

Bn-1

||

fn-1信息通過(guò)不斷跳躍改變的頻率來(lái)傳輸

多徑衰落產(chǎn)生于散射的環(huán)境

是移動(dòng)通信特有的現(xiàn)象

降低傳輸質(zhì)量，是影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的關(guān)鍵因素

是任何移動(dòng)通信系統(tǒng)都面臨的挑戰(zhàn)多徑衰落（Multipath）2012-12-1234FrequencySignalf1Timef2f3Low

correlationHigh

correlationClosefrequenciesexhibit

similarfading對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的影響多徑衰落的頻率響應(yīng)跳頻的理論依據(jù)？平滑快衰落環(huán)境跳頻的頻率分集信號(hào)衰落的谷點(diǎn)在不同的頻率出現(xiàn)在不同的位置采用跳頻，每個(gè)突發(fā)脈沖的調(diào)制頻率不同，如果某一頻點(diǎn)發(fā)生了頻率選擇性衰落，則手機(jī)接收的信號(hào)位于谷點(diǎn)的時(shí)間不會(huì)超過(guò)一個(gè)burst周期??抑制衰落的有效手段：頻率分集F1Non

HoppingHoppingF1Spread

corrupted

burstsF2Corrupted

Bursts平滑、均化干擾跳頻的干擾分集B4f4B3f3B2f2B1f1f4f3f2f1在GSM系統(tǒng)中，小區(qū)中每個(gè)頻點(diǎn)所受的干擾強(qiáng)度和分布是不一樣的，同一路通話的突發(fā)脈沖的載頻的變化，降低了信號(hào)

所受的干擾？？？，通話受到的電波干擾被平均否則，移動(dòng)臺(tái)一直工作在固定的頻點(diǎn)上，則整個(gè)通話過(guò)程的每一個(gè)突發(fā)脈沖可能都會(huì)受到固定不變的強(qiáng)干擾。FH把干擾分散到了攜帶突發(fā)脈沖的不同載頻上，這種效果被稱為“均化干擾”或“干擾分集”蜂窩網(wǎng)絡(luò)是頻率復(fù)用的，同頻干擾是存在，跳頻使信號(hào)所受的是不連續(xù)的干擾，而非連續(xù)干擾，電波環(huán)境得到了改善。對(duì)于每一個(gè)突發(fā)脈沖所受的干擾是變化的，這一點(diǎn)有利于通話質(zhì)量的提高，否則，整個(gè)通話會(huì)受到很大干擾干擾分散到了攜帶突發(fā)脈沖的不同的載頻上。2012-12-1239非跳頻網(wǎng)絡(luò)中的干擾情形空間上干擾集中在同頻的扇區(qū)時(shí)間上干擾無(wú)時(shí)不在用戶受到持續(xù)的干擾解決手段－加大同頻基站的距離代價(jià)－頻率復(fù)用率降低f1f1Interference

areas2012-12-1240空間上干擾分布在各個(gè)扇區(qū)時(shí)間上?干擾無(wú)時(shí)不在用戶僅受到臨時(shí)的干擾f1

f2

f3f4f1

f2

f3f4f1

f2

f3f4f1

f2

f3f4跳頻網(wǎng)絡(luò)中的干擾情形2012-12-1241f1

f2

f3f4f1

f2

f3

f4f1

f2

f3f4f1

f2

f3f4跳頻網(wǎng)絡(luò)中的干擾情形干擾在時(shí)域和空間的分布－干擾分集減少每個(gè)用戶受到干擾的機(jī)率充分發(fā)揮信道編碼和交織技術(shù)平均話音質(zhì)量得以提高使AGR得以使用GSM系統(tǒng)的跳頻示意圖采用每幀改變頻率的方法，即每隔4.615ms改變載波頻率，亦即跳頻速率為1/4.615

ms=217

跳/秒。Bluetooth工作頻段2.4GHz

ISM頻段ISM頻段：Industry

Science

and

Medical

Band

（工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)）。??

信道數(shù)：79個(gè)（0-78）范圍：2.402GHz-2.480GHz信道間隔：1MHzGeographyRegulatory

RangeRF

ChannelEurope/USA/Japan2400~2483.5

MHzf

=

2402+k

MHz,

k=0,

…,

78France2446.5~2483.5

MHzf

=

2454+k

MHz,

k=0,

…,

22??

數(shù)據(jù)速率：①1MBit/s

gross②分組交換或電路交換模式③異步數(shù)據(jù)和同步語(yǔ)音??

功率：①Class1:+20dBm(withPA)②Class2:+4dBm（-6-+4dBm）③Class3:0dBm跳頻圖案跳頻通信時(shí)，收發(fā)雙方必須采用同一種跳頻圖案。三個(gè)條件：跳頻頻率相同；跳頻序列相同；跳頻的時(shí)鐘相同（允許存在一定的誤差）FH圖案選擇隨機(jī)性：參與FH的每個(gè)頻率出現(xiàn)概率大致相同—抗干擾能力強(qiáng)密鑰量大：FH圖案數(shù)目足夠多正交性好：FH圖案出現(xiàn)頻率重疊的機(jī)會(huì)盡量小，有利于組網(wǎng)和多用戶4、跳頻2.4022.480freqmasterslavetime??

2.鏈路控制（LC，固件）單元??鏈路控制單元鏈路控制單元（即基帶）描述了硬件——基帶鏈路控制器的數(shù)字信號(hào)處理規(guī)范。??基帶鏈路控制器負(fù)責(zé)處理基帶協(xié)議和其它一些低層常規(guī)協(xié)議。??

但是，要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)差錯(cuò)傳輸，F(xiàn)EC就必然要生成一些不必要的開(kāi)銷比特而降低數(shù)據(jù)的傳送效率。這是因?yàn)閿?shù)據(jù)包對(duì)于是否使用FEC是彈性定義的。報(bào)頭總有占1/3比例的FEC碼起保護(hù)作用，其中包含了有用的鏈路信息。在目前藍(lán)牙產(chǎn)品中，人們使用了3個(gè)IC分別作為連接控制器、基帶處理器以及射頻傳輸／接收器，此外還使用了30～50個(gè)單獨(dú)調(diào)諧元件?；鶐ф溌房刂破髫?fù)責(zé)處理基帶協(xié)議和其它一些低層常規(guī)協(xié)議。它有3種糾錯(cuò)方案：1/3比例前向糾錯(cuò)（FEC）碼、2/3比例前向糾錯(cuò)碼和數(shù)據(jù)的自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)（ARQ）方案。采用FEC（前向糾錯(cuò)）方案的目的是為了減少數(shù)據(jù)重發(fā)的次數(shù)，降低數(shù)據(jù)傳輸負(fù)載。??3.鏈路管理（軟件）單元??鏈路管理（LM）軟件模塊攜帶了鏈路的數(shù)據(jù)設(shè)置、鑒權(quán)、鏈路硬件配置和其它一些協(xié)議。LM能夠發(fā)現(xiàn)其它遠(yuǎn)端LM并通過(guò)LMP（鏈路管理協(xié)議）與之通信。LM模塊提供如下服務(wù)：發(fā)送和接收數(shù)據(jù)；請(qǐng)求名稱；鏈路地址查詢；建立連接；鑒權(quán)；鏈路模式協(xié)商和建立；決定幀的類型。此外，還控制設(shè)備的工作狀態(tài)即呼吸（Sniff）、保持（Hold）和休眠（Park）三種模式。將設(shè)備設(shè)為呼吸模式，Master（主機(jī)）只能有規(guī)律地在特定的時(shí)隙發(fā)送數(shù)據(jù)??

Slave降低了從Pioconet“收聽(tīng)”消息的速率，“呼吸”間隔可以依應(yīng)用要求做適當(dāng)調(diào)整；??

Hold模式，Master可把Slave置為Hold模式，在這種模式下，只有一個(gè)內(nèi)部計(jì)數(shù)器在工作。Slave也可主動(dòng)要求置為Hold模式。一旦處于Hold模式的單元被激活，則數(shù)據(jù)傳遞也立即重新開(kāi)始。??Hold模式一般被用于連接好幾個(gè)Piconet的情況下或者耗能低的設(shè)備，如溫度傳感器。??在Park模式下，設(shè)備依然與Piconet同步但沒(méi)有數(shù)據(jù)傳送。??

工作在Park模式下的設(shè)備放棄了MAC地址，偶爾收聽(tīng)Master的消息并恢復(fù)同步、檢查廣播消息??

藍(lán)牙基帶技術(shù)支持兩種連接類型：??

同步定向連接（SCO，Synchronous

Connection

Oriented）類型，主要用于傳送話音；??

異步無(wú)連接（ACL，Asynchronous

Connectionless）類型，主要用于傳送數(shù)據(jù)包。??

藍(lán)牙基帶部分在物理層為用戶提供保護(hù)

和信息保密機(jī)制。鑒權(quán)基于“請(qǐng)求——響應(yīng)

”運(yùn)算法則??鑒權(quán)是藍(lán)牙系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分，它允許用戶為個(gè)人的藍(lán)牙設(shè)備建立一個(gè)信任域，比如只允許主人自己的筆記本電腦通過(guò)主人自己的移動(dòng)電話通信。??加密被用來(lái)保護(hù)連接的個(gè)人信息。密鑰由程序的高層來(lái)管理。網(wǎng)絡(luò)傳送協(xié)議和應(yīng)用程序可以為用戶提供一個(gè)較強(qiáng)的安全機(jī)制。??

4.軟件（協(xié)議棧）單元??

藍(lán)牙的軟件（協(xié)議棧）單元是一個(gè)獨(dú)立

的操作系統(tǒng)，不與任何操作系統(tǒng)捆綁。??

必須符合已經(jīng)制定好的藍(lán)牙規(guī)范。??藍(lán)牙規(guī)范是為個(gè)人區(qū)域內(nèi)的無(wú)線通信而制定的協(xié)議，它包括兩部分：??第一部分為核心（Core）部分，用以規(guī)定諸如射頻、基帶、連接管理、業(yè)務(wù)搜尋（servicediscovery）、傳輸層以及與不同通信協(xié)議間的互用、互操作性等組件；??

第二部分為協(xié)議子集（Profile）部分，用以規(guī)定不同藍(lán)牙應(yīng)用（也稱使用模式）所需的協(xié)議和過(guò)程。??

藍(lán)牙規(guī)范的協(xié)議棧仍采用分層結(jié)構(gòu)，分別完成數(shù)據(jù)流的過(guò)濾和傳輸、跳頻和數(shù)據(jù)幀傳輸、連接的建立和釋放、鏈路的控制、數(shù)據(jù)的拆裝、業(yè)務(wù)質(zhì)量（QoS）、協(xié)議的復(fù)用和分用等功能。在設(shè)計(jì)協(xié)議棧，特別是高層協(xié)議時(shí)的原則就是最大限度地重用現(xiàn)存的協(xié)議，而且其高層應(yīng)用協(xié)議（協(xié)議棧的垂直層）都使用公共的數(shù)據(jù)鏈路和物理層。??

藍(lán)牙協(xié)議可以分為4層，即核心協(xié)議層、電纜替代協(xié)議層、電話控制協(xié)議層和采納的其它協(xié)議層。??在藍(lán)牙協(xié)議棧中，還有一個(gè)主機(jī)控制接口（HCI）和音頻（Audio）接口。HCI是到基帶控制器、鏈路管理器以及訪問(wèn)硬件狀態(tài)和控制寄存器的命令接口。利用音頻接口，可以在一個(gè)或多個(gè)藍(lán)牙設(shè)備之間傳遞音頻數(shù)據(jù)，該接口與基帶直接相連。Bluetooth的特點(diǎn)（5）TDMA結(jié)構(gòu)??

TDMA（Time

Division

Multiple

Access），時(shí)分多址。1 Bluetooth技術(shù)概述??TDMA是把時(shí)間分割成周期性的幀(Frame)；??每一個(gè)幀再分割成若干個(gè)時(shí)隙向基站發(fā)送信號(hào)，在滿足定時(shí)和同步的條件下，基站可以分別在各時(shí)隙中接收到各移動(dòng)終端的信號(hào)而不混擾。??同時(shí)，基站發(fā)向多個(gè)移動(dòng)終端的信號(hào)都按順序安排在給定的時(shí)隙中傳輸；??各移動(dòng)終端只要在相應(yīng)的時(shí)隙內(nèi)接收，就能在合路的信號(hào)中把發(fā)給它的信號(hào)區(qū)分并接收下來(lái)。1 Bluetooth技術(shù)概述Bluetooth的特點(diǎn)（5）TDMA結(jié)構(gòu)??藍(lán)牙的數(shù)據(jù)傳輸率為1Mbit/s，采用數(shù)據(jù)包的形式按時(shí)隙傳送，每時(shí)隙0.625μ

s。??藍(lán)牙系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)的同步定向聯(lián)接和非實(shí)時(shí)的異步不定向聯(lián)接，分別為SCO（Synchronous

Connection

Oriented

Link）鏈路和ACL（Asynchronous

Connectionless

Link）鏈路。??前者主要傳送話音等實(shí)時(shí)性強(qiáng)的信息，后者則以數(shù)據(jù)為主。1 Bluetooth技術(shù)概述FH/TDD

Channel625

sttmasterslavef(2k)f(2k+1)f(2k+2)指標(biāo)類型系統(tǒng)參數(shù)工作頻段ISM頻段，2.402～2.480GHz雙工方式全雙工，TDD時(shí)分雙工業(yè)務(wù)類型支持電路交換和分組交換業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)速率異步信道速率同步信道速率1Mbit/s非對(duì)稱連接為721kbit/s、57.6kbit/s，對(duì)稱連接為432.6kbit/s，2.0+EDR規(guī)范支持更高的速率64kbit/s，2.0+EDR規(guī)范支持更高的速率功率美國(guó)FCC要求小于0dBm（1mW），其他國(guó)家可擴(kuò)展為100mW跳頻頻率數(shù)79個(gè)頻點(diǎn)/MHz跳頻速率1600跳/秒工作模式PARK/HOLD/SNIFF數(shù)據(jù)連接方式面向連接業(yè)務(wù)（SCO），無(wú)連接業(yè)務(wù)（ACL）糾錯(cuò)方式1/3

FEC、2/3FEC、ARQ等信道加密采用0位、40位和60位密鑰發(fā)射距離一般可達(dá)10cm～10m，增加功率的情況下可達(dá)100m藍(lán)牙規(guī)范公布的主要技術(shù)指標(biāo)和系統(tǒng)參數(shù)藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展V1.1(1991年)V2.1(2004年)V1.2V2.2V4.0(2010年)V3.0(2009年)藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展V1.1(1998年):為最早期版本，傳輸率約在748~810kb/s，因是早期設(shè)計(jì)，容易受到同頻率之產(chǎn)品所干擾下影響通訊質(zhì)量。V1.2:748~810kb/s

的傳輸率，增加了(改善Software)抗干擾跳頻功能。

V2.1(2004年):改善了裝置配對(duì)流程，短距離的配對(duì)方面，具備了在兩個(gè)支持藍(lán)牙的手機(jī)之間互相進(jìn)行配對(duì)與通訊傳輸?shù)腘FC（Near

Field

CoMMunication）機(jī)制。具備更佳的省電效果。V3.0(2009年):核心是“Generic

Alternate

MAC/PHY”(AMP)，這是一種全新的交替射頻技術(shù)，允許藍(lán)牙協(xié)議棧針對(duì)任一任務(wù)動(dòng)態(tài)地選擇正確射頻。傳輸速率更高，功耗更低。V4.0(2010年):包括三個(gè)子規(guī)范，即傳統(tǒng)藍(lán)牙技術(shù)、高速藍(lán)牙和新的藍(lán)牙低功耗技術(shù)。藍(lán)牙4.0的改進(jìn)之處主要體現(xiàn)在三個(gè)方面，電池續(xù)航時(shí)間、節(jié)能和設(shè)備種類上。有效傳輸距離也有所提升，為60M。BLUETOOTH設(shè)備舉例PDA,筆記本，手機(jī)…Bluetooth

USB

AdaptorBluetooth

耳機(jī)Bluetooth

PC

cardBluetooth

USB

Switch??市面上的藍(lán)牙產(chǎn)品主要包括藍(lán)牙耳機(jī)、藍(lán)牙適配器、車載藍(lán)牙多媒體系統(tǒng)、車載藍(lán)牙電話、藍(lán)牙鍵盤和鼠標(biāo)、藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)、藍(lán)牙無(wú)線條碼掃描槍等。??藍(lán)牙技術(shù)可以用來(lái)連接其他的無(wú)線設(shè)備、下載照片、進(jìn)行多人游戲，甚至可以進(jìn)行自動(dòng)存取款、訂票。??藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用涉及到居家、工作、娛樂(lè)等方面，為我們的生活帶來(lái)極大的便利，使得物物聯(lián)網(wǎng)的概念成為現(xiàn)實(shí)。3

Bluetooth的應(yīng)用及產(chǎn)品??

2010年7月，藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟（Bluetooth

SIG）宣布正式采納藍(lán)牙4.0核心規(guī)范，并啟動(dòng)對(duì)應(yīng)的認(rèn)證計(jì)劃。??

藍(lán)牙4.0的標(biāo)志性特色是2009年底宣布的低功耗藍(lán)牙無(wú)線技術(shù)規(guī)范，該技術(shù)擁有極低的運(yùn)行和待機(jī)功耗，使用一粒紐扣電池可連續(xù)工作數(shù)年之久，同時(shí)還擁有低成本、跨廠商互操作性、3ms低延遲、100m以上超長(zhǎng)距離、AES-128加密等特色。??

可用于計(jì)步器、心律監(jiān)視器、智能儀表等領(lǐng)域。3

Bluetooth的應(yīng)用及產(chǎn)品藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用 家庭和辦公室自動(dòng)化、家庭娛樂(lè)、電子商務(wù)、工業(yè)控制、智能化建筑物等。數(shù)字照相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等。無(wú)線鍵盤、鼠標(biāo)等。 以便攜式計(jì)算機(jī)和掌上計(jì)算機(jī)為代表。各種電話系統(tǒng)藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)用面多前景廣闊數(shù)字手機(jī)、家庭及辦公室電話、小型PBX等電話系統(tǒng)等。無(wú)線電纜無(wú)線辦公包數(shù)字

電子設(shè)備電子商務(wù)電子付帳系統(tǒng)，賓館接待處的電子登記服務(wù)等。辦公自動(dòng)化家庭娛樂(lè)等總結(jié)--Bluetooth很好的抗干擾能力和安全性可建立臨時(shí)對(duì)等連接全球范圍適用同時(shí)傳輸語(yǔ)音數(shù)據(jù)近距離通信功耗低體積小藍(lán)牙技術(shù)特點(diǎn) 工作在2.4GHz的ISM頻段，全球大多數(shù)國(guó)家ISM頻段的范圍是2.4-2.4835GHz。 藍(lán)牙采用電路交換和分組交換技術(shù)，支持異步數(shù)據(jù)信道、三路語(yǔ)音信道以及異步數(shù)據(jù)與同步語(yǔ)音同時(shí)傳輸?shù)男诺馈?主設(shè)備是組網(wǎng)連接主動(dòng)發(fā)起連接請(qǐng)求的藍(lán)牙設(shè)備，幾個(gè)藍(lán)牙設(shè)備連接成一個(gè)皮網(wǎng)（Piconet）時(shí)，其中只有一個(gè)主設(shè)備，其余的均為從設(shè)備。FH方式來(lái)擴(kuò)展頻譜，抵抗來(lái)自這些設(shè)備的干擾。提供了認(rèn)證和加密功能，以保證鏈路級(jí)的安全。Connection下，有四種：激活（Active）模式，呼吸（Sniff）模式保持（Hold）模式，休眠（Park）模式，

Active模式是正常的工作狀態(tài)，另外三種模式是為了節(jié)能所規(guī)定的低功耗模式。 通信距離為10m,可根據(jù)需要擴(kuò)展至

100m，以滿足不同設(shè)備的需要。藍(lán)牙系統(tǒng)的組成系統(tǒng)組成描述了鏈路控制器，實(shí)現(xiàn)了基帶協(xié)議和其他的底層連接規(guī)程-媒體接入控制(MAC)-差錯(cuò)控制-認(rèn)證與加密鏈路管理器（LM）軟件實(shí)現(xiàn)鏈路的建立認(rèn)證及鏈路配置等-通過(guò)連接管理協(xié)議（LMP）建立通信聯(lián)系。-LM

利用鏈路控制器（LC）提供的服務(wù)實(shí)現(xiàn)上述功能。天線發(fā)射功率符合FCC關(guān)于ISM

波段的要求。-發(fā)射功率：100mW-跳頻速率：1600

跳/秒藍(lán)牙規(guī)范是為個(gè)人區(qū)域內(nèi)的無(wú)線通信制定的協(xié)議，它包括兩部分：核心（Core）部分和協(xié)議子集（Profile）部分。協(xié)議棧仍采用分層結(jié)構(gòu)，分別完成數(shù)據(jù)流的過(guò)濾和傳輸,跳頻和數(shù)據(jù)幀傳輸,連接的建立和釋放,鏈路的控制,數(shù)據(jù)的拆裝等功能。藍(lán)牙系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)-1射頻特性工作在2.45GHz頻段收發(fā)機(jī)配置符合IEEE

802標(biāo)準(zhǔn)48位地址數(shù)據(jù)頻率為1Mb／s使用擴(kuò)頻和跳頻技術(shù)，噪音環(huán)境也能工作工作范圍約10m，可加至100m藍(lán)牙系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)-2在1.0B版本的標(biāo)準(zhǔn)中，藍(lán)牙的基帶符號(hào)速率為1Mb/s，采用數(shù)據(jù)包的形式按時(shí)隙傳送，每時(shí)隙0.625ms