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w第五无线通信系统之其他
蓝牙标准的发展 * 青农大理信学院通信教研室李爱涛 * V1.1:为最早期版本,传输率约在748~810kb/s,容易受到同频率之产品所干扰下影响通讯质量。 V1.2:748~810kb/s的传输率,增加了抗干扰跳频功能。 V2.1:改善了装置配对流程,短距离的配对方面,具备了在两个支持蓝牙的手机之间互相进行配对与通讯传输的NFC(Near Field Communication)机制。具备更佳的省电效果。 V3.0:核心是“Generic Alternate MAC/PHY”(AMP),这是一种全新的交替射频技术,允许蓝牙协议栈针对任一任务动态地选择正确射频。传输速率更高,功耗更低。 V4.0:包括三个子规范,即传统蓝牙技术、高速蓝牙和新的蓝牙低功耗技术。蓝牙 4.0的改进之处主要体现在三个方面,电池续航时间、节能和设备种类。有效传输距离也有所提升,为60M。 4.2 蓝牙技术的特点 * 青农大理信学院通信教研室李爱涛 * 全球范围适用:蓝牙工作在2.4GHz的ISM频段,无需向各国的无线电资源管理部门申请许可证。 同时可传输语音和数据:蓝牙采用电路交换和分组交换技术,支持异步数据信道、三路语音信道以及异步数据与同步语音同时传输的信道。 每个语音信道数据速率为64kbit/s,语音信号编码采用脉冲编码调制(PCM)或连续可变斜率增量调制(CVSD)方法。 当采用非对称信道传输数据时,速率最高为721kbit/s,反向为57.6kbit/s;当采用对称信道传输数据时,速率最高为342.6kbit/s。 蓝牙有两种链路类型:异步无连接(ACL)链路和同步面向连接(SCO)链路。 蓝牙技术的特点 * 青农大理信学院通信教研室李爱涛 * 可以建立临时性的对等连接:根据蓝牙设备在网络中的角色,可分为主设备(Master)与从设备(Slave)。主设备是组网连接主动发起连接请求的蓝牙设备,几个蓝牙设备连接成一个皮网(Piconet)时,其中只有一个主设备,其余的均为从设备。皮网是蓝牙最基本的一种网络形式,最简单的皮网是一个主设备和一个从设备组成的点对点的通信连接。 具有很好的抗干扰能力:工作在ISM频段的无线电设备有很多种,如家用微波炉、无线局域网(WLAN)、Home RF等产品,为了很好地抵抗来自这些设备的干扰,蓝牙采用了跳频扩频,将2.402~2.48GHz频段分成79个频点,相邻频点间隔1MHz。蓝牙设备在某个频点发送数据之后,再跳到另一个频点发送,而频点的排列顺序则是伪随机的,每秒钟频率改变1600次,每个频率持续625μs。 蓝牙技术的特点 * 青农大理信学院通信教研室李爱涛 * 蓝牙模块体积很小、便于集成:由于个人移动设备的体积较小,嵌入其内部的蓝牙模块体积就应该更小,如爱立信公司的蓝牙模块ROK101008的外形尺寸仅为32.8mm×16.8mm×2.95mm。 功耗低:蓝牙设备在通信连(Connection)状态下,有四种工作模式:激活(Active)模式、呼吸(Sniff)模式、保持(Hold)模式、休眠(Park)模式,Active模式是正常的工作状态,另外三种模式是为了节能所规定的低功耗模式。 开放的接口标准:为了推广蓝牙技术的使用,将蓝牙的技术标准全部公开,全世界范围内的任何单位和个人都可以进行蓝牙产品的开发,只要最终通过蓝牙产品兼容性测试,就可以推向市场。 成本低:随着市场需求的扩大,各个供应商纷纷推出自己的蓝牙芯片和模块,蓝牙产品价格飞速下降。 4.3 蓝牙系统组成 天线单元--无线射频单元 主要规定硬件设备的功能,它负责射频处理和基频调制的功能。 蓝牙的天线部分体积十分小巧、重量轻,属于微带天线。 蓝牙空中接口是建立在天线电平为0dB的基础上的。空中接口遵循FCC有关电平为0dB的ISM频段的标准。 发射功率达到100mW以上。 链路控制(硬件)单元 主要完成底层通信协议(如物理层、MAC层)的功能。 目前蓝牙产品的链路控制硬件单元包括3个集成芯片:连接控制器、基带处理器以及射频传输/接收器,此外还使用了3-5 个单独调谐元件。 * 青农大理信学院通信教研室李爱涛 * 链路管理(软件)单元 主要负责基带连接的设定及管理,基带数据的分段及重组、多路复用和Qos等功能。 链路管理(LM)单元携带了链路的数据设置、鉴权、链路硬件配置和其它一些协议。LM能够发现其他远端LM并通过LMP(链路管理协议)与之通信。 LM单元提供如下服务:发送和接收数据、请求名称、链路地址查询、建立连接、鉴权、链路模式协商和建立、决定帧的类型等。 * 青农大理信学院通信教研室李爱涛 * 软件单元 蓝牙的软件是一个独立的操作系统,不与任何操作系统捆绑,它符合已经制定好的蓝牙规范。 蓝牙规范包括两部分:第一部分为核心部分,用以规定
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