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\蓝牙技术及其应用 ! "" ! 《国外电子元器件》#$$#年第 "期 #$$#年 "月 !综述 % 引言 %&&’年 (月,爱立信、诺基亚、东芝、)*+和英特 尔等五家著名厂商在联合开展短程无线通信技术的 标准化活动时提出了蓝牙技术(*,-./00/1),其宗旨是 提供一种短距离、低成本的无线传输应用技术。这 五家厂商还成立了蓝牙特别兴趣组,以使蓝牙技术 能够成为未来的无线通信标准。在这五家厂商中, )2/.,公司负责半导体芯片和传输软件的开发,爱立 信负责无线射频和移动电话软件的开发,)*+和东 芝负责笔记本电脑接...

\蓝牙技术及其应用
! "" ! 《国外电子元器件》#$$#年第 "期 #$$#年 "月 !综述 % 引言 %&&’年 (月,爱立信、诺基亚、东芝、)*+和英特 尔等五家著名厂商在联合开展短程无线通信技术的 标准化活动时提出了蓝牙技术(*,-./00/1),其宗旨是 提供一种短距离、低成本的无线传输应用技术。这 五家厂商还成立了蓝牙特别兴趣组,以使蓝牙技术 能够成为未来的无线通信标准。在这五家厂商中, )2/.,公司负责半导体芯片和传输软件的开发,爱立 信负责无线射频和移动电话软件的开发,)*+和东 芝负责笔记本电脑接口规格的开发。%&&&年 3月, *,-./00/1 4)5公布了正式技术 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 的第 %版。下半 年,微软、摩托罗拉、三康、朗讯与蓝牙特别小组的五 家公司共同发起成立了蓝牙技术推广组织,从而在 全球范围内掀起了一股“蓝牙”热潮,使蓝牙技术呈 现出极其广阔的市场前景。 # 蓝牙技术 #6 %蓝牙技术概述 蓝牙技术(*,-./00/1)是一种使用电波的、近距离 的无线数据通信技术,它是为有线电缆的无线化而 开发的。它的传输速度为 %+789,传输距离为 %$米 左右。利用“蓝牙”技术能够有效地简化掌上电脑、 笔记本电脑和移动电话手机等移动通信终端设备之 间的通信,也能够成功地简化以上这些设备与 )2/.:; 2./之间的通信,从而使这些现代通信设备与因特网 之间的数据传输变得更加迅速高效,并为无线通信 拓宽道路。因此,蓝牙技术使得现代一些轻易携带 的移动通信设备和电脑设备不必借助电缆就能联 网,并且能够实现无线上因特网,其实际应用范围还 可以拓展到各种家电产品、消费电子产品和汽车等 信息家电,从而组成一个巨大的无线通信网络。 蓝牙系统由以下功能单元组成:无线单元、链路 控制单元、链路管理单元、相关软件。 蓝牙工作在 全球通用的 #6 <5=> )4+(即工业、科学、医学)频段, 其数据传输速率为 %+7 ? 9,该技术采用时分双工传 输 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 来实现全双工传输。 #6 # 蓝牙技术的特点 在国际开放的 #6 <5=>频段中,用户使用设备 不需要向专门管理机构申请频率的使用权限。同 时,对这种频段使用的规定,世界各国都比较接近。 此外,蓝牙技术还具有如下特点: (%)传输距离短 目前蓝牙技术工作距离是 %$米以内,经过增加 射频功率后可达到 %$$米。该工作范围使得蓝牙技 术可以保证较高的数据传输速率,同时可降低与其 它电子产品和无线电技术的干扰。 (#)采用跳频扩频技术 将 #6 <5=> 到 #6 <’@(5=> 之间划分出 3& 个频 点,采用快速跳频,根据由主机和从机所构成的所谓 微微网(8AB02./)主单元确定的跳频次数为每秒钟 %"$$次。跳频技术的采用使得蓝牙的无线链路自身 具备了更高的安全性和抗干扰能力。 蓝牙空中接口是建立在天线电平为 $C*D基础 上的,空中接口遵循 EFF(美国联邦通信委员会)有 关电平为 $C*D的 )4+频段的标准。如果全球电平 达到 %$$DG以上,还可以使用扩展频谱功能来增加 一些补充业务。频谱扩展功能是通过起始频率为 #6 <$#5=>、终止频率为 #6 <’$5=>、间隔为 %+=>的 3& 个跳频频点来实现的。出于对某些本地规定的考 蓝牙技术及其应用 山东大学信息科学与工程学院 刘雪峰 单宝杰 !"#$%&&%’ ()* +%, -.."/0(%/&) HA- I-.J.2K 41L2 *L0MA. 摘要:对蓝牙技术进行了分析和研究,对其应用范围及前景进行了讨论,最后论述了目前应用中需 要解决的几个问题。 关键词:蓝牙; 无线通信 分类号:NO&# 文献标识码:* 文章编号:%$$" ! "&33(#$$#)$" ! $$"" ! $@ ! "# ! 虑,日本、法国和西班牙都缩减了带宽。最大的跳频 速率为 $""%跳 &秒。 ’ ()采用时分复用多路访问技术 蓝牙的基带符号速率为 $*+ & ,,它采用数据包 的形式按时隙传送,每时隙 %- "./0,,不排除将来采 用更高的符号速率。每个蓝牙设备均在自己的时隙 中发送数据,这在一定程度上有效地避免了无线通 信中的“碰撞”和“隐藏终端”等问题。 ’ 1)网络技术 几个 2345678可以被连接在一起,并依靠跳频顺序 识别每个 2345678。同一 2345678的所有用户都与这个跳 频顺序同步,其拓扑结构可以被描述为“多 2345678”结 构。在一个由 $%个独立的全负载 2345678组成的“多 2345678”结构中,全双工数据速率可超过 "*+ &,。 ’ /)语音支持 语音信道采用连续可变斜率增量调制(9:;<)语 音编码方案,且从不重发语音数据包。9:;<编码擅长 处理丢失和被损坏的语音采样,即使错误率达到1=, 经过 9:;<编码处理的语音同样可以被识别。 ’ ")纠错技术 蓝牙技术采用的是 >?9(前向纠错)方案,其目 的是为了减少数据重发的次数,降低数据传输负 载。但是,要实现数据的无差错传输,>?9就必然要 生成一些不必要的开销比特而降低数据的传送效 率。这是因为,数据包对于是否使用 >?9是弹性定 义的。报头总有占 $ & (比例的 >?9码起保护作用,其 中包含了有用的链路信息。 在无编号的 @AB方案中,一个时隙中传送的数据 必须在下一个时隙得到确认。只有数据在接收端通过 了报头错误检测和循环冗余检测后认为无错,才向发 送端返回确认消息,否则将返回一个错误消息。 .- ( 蓝牙鉴权和保密 蓝牙基带部分可以在物理层为用户提供保护和 信息保密机制。鉴权是蓝牙系统中的关键部分,它 允许用户为个人的蓝牙设备建立一个信任域,比如 只允许主人自己的笔记本电脑通过主人自己的移动 电话通信。 加密被用来保护连接中的个人信息。密钥由程 序的高层来管理。网络传送协议和应用程序可以为 用户提供一个较强的安全机制。 .- 1 蓝牙技术的标准化 蓝牙技术的标准化工作大致可分三个阶段。第 一阶段是从 $CC#年开始的,在这个准备阶段,爱立 信等三家倡议企业私下进行着谈判并建立业务的模 式。第二阶段是从 $CCD年 /月开始的,此阶段制定 了蓝牙技术规范的第一版本,并于 $CCC年 #月公 布。然后是第三阶段,这一阶段的任务是进行对应 机器的格式认证作业。 在第一版本的技术规范中规定了数据传输速度 为 $*+2,(名义值),传输距离为 $%米左右(在发射 功率为 $0E时),使用频率为 .- 1FGH。在该频带内 设定了 CC个带宽为 $*GH的信道,采用 $秒钟内可 以切换 $"%%次信道的跳频(IJ7KL764M N52236O)技 术。数据传输中的最大电流为 (%0@ ,待机时可降到 %- (0@以下。另外,还预定在 .%%$年以后将数据传 输速度提高到 $%*+2,,以适应图像传输的需要。 如上所述,在相互连接性的认证作业方面,不仅 要进行物理层的认证,而且还要对不同制造厂商的 机器之间的相互连接进行认证。前者的试验已从 $CCC年第 1季度开始,其对象是 A>收发信机 P;Q。 后者的试验尚待“BLRS3I34R8356 TJ5OJR0”的制定,该大 纲的技术参数已于 .%%%年中期完成。不过,USL78558N ;QF已经确定了被称为“USR6V36O”的机制。设备制造 厂商先按大纲规定的顺序进行试验,然后交由认定 机构来认定。一旦机器通过认定,即授予通过蓝牙 技术认定的标志。如果没贴这种标志就销售安装蓝 牙技术功能的设备,USL78558N ;QF就要对该制造厂商 加以处罚,并要求它支付一笔大数目的专利费。 ( 蓝牙技术的应用 蓝牙规范接口可以直接集成到笔记本电脑或者 通过 T9卡或 W;U接口进行连接。 可以通过蓝牙蜂 窝电话连接远端网络;利用蓝牙蜂窝电话做扬声器; 在蓝牙笔记本电脑、手持机和移动电话间进行商用 卡交易;在蓝牙笔记本电脑、手持机和移动电话间进 行时间同步等等。蓝牙是一个独立的技术规范,不 依赖于任何其他的技术规范。 (- $ 个人局域网 蓝牙规范接口可以直接集成到蜂窝电话中或通 过附加设备进行连接。电话的使用模型包括:通过 蓝牙无线耳机实现电话的免提功能;与笔记本电脑 和手持机的无电缆连接;与其它蓝牙电话、笔记本电 脑和手持机的商用卡交易;与信任的蓝牙笔记本电 脑或手持机自动同步地址簿等。因此,将蓝牙技术 蓝牙技术及其应用 ! "# ! 《国外电子元器件》$%%$年第 "期 $%%$年 "月 产品应用于笔记本电脑、手持机和移动电话、家庭及 办公室电话等电话系统中,可实现真正意义上的个 人通信。这种“个人局域网”以移动电话为信息网 关,从而使各种便携式设备间可方便地交换信息。 &’ $ 家庭无线联网 现代家庭各种电器设备种类繁多,蓝牙技术使 这类信息传输设备除电源外不再用其它连线,其中 包括冰箱、洗衣机、彩电、微波炉等家用电器均可采 用无线传输。蓝牙技术将创造一个全新的无线智能 家庭生活环境。 &’ & 移动办公室 通过使用统一标准的蓝牙技术,笔记本电脑、移动电 话可以随时、随地接入打印机、数码相机、记录仪、摄影机 等办公设备,使人们拥有一个可移动的办公室。 &’ ( )*+,-*,+接入服务 蓝牙标准定义了计算机互联网、./0和 1/0 等网络的接口协议,它允许使用单一的蓝牙标准来 建立与众多国际标准的连接。内置蓝牙芯片的设备 可以进行互联网的高速连接。 &’ 2 电子商务应用 蓝牙标准的安全保密特性将大大扩展现有电子 商务系统的功能,利用蓝牙技术可以在很多消费环 境中构成电子付费系统。 &’ " 其他 蓝牙设备的其它使用模型包括人机接口设备、 数据及语音接入点等。 各大公司纷纷推出具有蓝牙功能的产品,而这 些产品无需通过电缆即可方便地接入公司或校园的 局域网中进行资源访问,并能够将每一位网络使用 者使用的电子邮件、网络间的文件传输等功能紧密 连接在一起。今后,还将推出广域网及个人信息网 的无线通讯方案,这将使用户可以通过使用笔记本 电脑达到随时随地无限移动的效果。 ( 蓝牙技术应用中需解决的问题 尽管受到不同行业的众多制造厂商的关注,但 蓝牙技术的应用还存在着几个必须解决的问题。 首先是蓝牙技术模块的价格问题。该模块是由 基地 .3)、45收发通信 .3)及 56789 ::;4<=等构成, >6?,+@@+9 3)A将它的目标价格定为 2美元。为了从目 前的 $% B &%美元降低到 2美元,必须通过半导体技 术的进步、蓝牙技术对应机器的产量效益等一系列 措施来实现。因此需要一定的时间。 其次是可利用频带的问题。为了便于半导体制 造厂商开发世界通用的蓝牙技术模块,各国也必须 采用与欧美一致的频段,即 $(%% B $(#&’ 2=CD(跳跃 数为 EF)。例如,日本曾经采用的频段是 $(EG B $(FE=CD(跳跃数为 $&),但日本邮政省已经重新规 定:于 GFFF年 G%月开始采用 $(%% B $(#&’ 2=CD。即 使如此,在 $’ (ACD频带,还存在其它通信方式的干 扰问题。这是因为,):::#%$’ GG及 C@H, 45等无线 通信方式也同样使用 $’ (ACD。这样,如果几种无线 通信方式同时进行数据的收发通信,则很可能会频 繁地发生包的冲突及混信。 第三是映像的实时传输问题。由于蓝牙技术不 具备实时传输影像所需的频段确保机制,故在传输 影像的时候有可能降低像质。尽管已有几家公司向 >6?,+@@+9 3)A提出了解决方案,但目前仍未落实。 最后,相互连接性也是一个很迫切的问题。如上 所述,蓝牙技术目前正在制定机器的认证大纲及相互 连接性试验顺序。可以认为,这是蓝牙技术标准化工作 的最重要部分,其成败将决定蓝牙技术的前途。 2 结束语 蓝牙技术是一种新技术,它的问世无疑给移动通 信的进一步发展带来新的动力。与此同时,也会开创一 些新的、目前还不知道的应用。显然,为了更具生命力, 它必须在解决自身问题的过程中不断进步。但应该相 信 I在不久的将来,所有家庭和办公设备都将是无线连 接,随之而来的将是生活和工作的日益简单和高效。 参考文献 G’ 张孟顺 ’ 蓝牙技术及在我国的应用前景(上、下)’ 电信技术 ’ $%%G年第 &’ (期 $’ 汤清华 ’蓝牙技术应用前景 ’通信世界 ’ $%%%’ G$ &’ 1J66 17K, L1J-,6,88 *,+ M@-H7+8 N-7OJ*P M@- O@66J8J@* ’ :: QJH,8,5, N,$#,$%%%’ G,GE#,G#% (’ 蓬田宏树,吉田一三 L>6?,+@@+9,ケ タイ·;R在 席卷 L0)SS:):.:RQ4<0)R3GFFF,G$,G&T*@LE2FU: G&F B G"& 2’ 蓬田宏树 L 姿现す >6?,+@@+9,携带机器间在无线 でフはぐ L0)SS:) :.:RQ4< 0)R3,GFFFI E,G$ T*@ LE(EU:(E ! 2( 收稿日期:$%%$ ! %& ! $# 咨询编号:!"!#""
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