淺談藍(lán)牙技術(shù)及其應(yīng)用
一。藍(lán)牙技術(shù)的概念
藍(lán)牙是一個(gè)開(kāi)放性的。短距離無(wú)線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它可以用于在較小的范圍內(nèi)通過(guò)無(wú)線連接的方式實(shí)現(xiàn)固定設(shè)備以及移動(dòng)設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)互連，可以在各種數(shù)字設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)靈活。安全。低成本。小功耗的話音和數(shù)據(jù)通信。藍(lán)牙技術(shù)可以方便地嵌入到單一的CMOS芯片中，因此它特別適用于小型的移動(dòng)通信設(shè)備。
二。藍(lán)牙中的關(guān)鍵技術(shù)
1.跳頻技術(shù)
藍(lán)牙的載頻選用全球通用的2.45GHz ISM頻段，由于2.45GHz的頻段是對(duì)所有無(wú)線電系統(tǒng)都開(kāi)放的頻段，因此使用其中的任何一個(gè)頻段都有可能遇到不可預(yù)測(cè)的干擾源。采用跳頻擴(kuò)譜技術(shù)是避免干擾的一項(xiàng)有效措施。
2.微微網(wǎng)和分散網(wǎng)
當(dāng)兩個(gè)藍(lán)牙設(shè)備成功建立鏈路后，一個(gè)微微網(wǎng)便形成了，兩者之間的通信通過(guò)無(wú)線電波在信道中隨機(jī)跳轉(zhuǎn)而完成。藍(lán)牙給每個(gè)微微網(wǎng)提供特定的跳轉(zhuǎn)模式，因此它允許大量的微微網(wǎng)同時(shí)存在，同一區(qū)域內(nèi)多個(gè)微微網(wǎng)的互聯(lián)形成了分散網(wǎng)。不同的微微網(wǎng)信道有不同的主單元，因而存在不同的跳轉(zhuǎn)模式。
3.安全性
藍(lán)牙技術(shù)的無(wú)線傳輸特性使它非常容易受到攻擊，因此安全機(jī)制在藍(lán)牙技術(shù)中顯得尤為重要。雖然藍(lán)牙系統(tǒng)所采用的跳頻技術(shù)已經(jīng)提供了一定的安全保障，但是藍(lán)牙系統(tǒng)仍然需要鏈路層和應(yīng)用層的安全管理。
4.糾錯(cuò)技術(shù)
藍(lán)牙系統(tǒng)的糾錯(cuò)機(jī)制分為FEC和包重發(fā)。為了減少?gòu)?fù)雜性，使開(kāi)銷和無(wú)效重發(fā)為最小，藍(lán)牙執(zhí)行快ARQ結(jié)構(gòu)。ARQ結(jié)構(gòu)分為：停止等待ARQ.向后N個(gè)ARQ.重復(fù)選擇ARQ和混合結(jié)構(gòu)。
三。藍(lán)牙系統(tǒng)組成
藍(lán)牙系統(tǒng)一般由天線單元。鏈路控制(固件)單元。鏈路管理(軟件)單元和藍(lán)牙軟件(協(xié)議棧)單元四個(gè)功能單元組成。
1.天線單元
藍(lán)牙的天線部分體積十分小巧。重量輕，屬于微帶天線。
2.鏈路控制(硬件)單元
目前藍(lán)牙產(chǎn)品的鏈路控制硬件單元包括3個(gè)集成芯片：連接控制器�；鶐幚砥饕约吧漕l傳輸/接收器，此外還使用了3－5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。
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)其他遠(yuǎn)端LM并通過(guò)LMP(鏈路管理協(xié)議)與之通信。
4.軟件(協(xié)議棧)單元
藍(lán)牙的軟件(協(xié)議棧)是一個(gè)獨(dú)立的操作系統(tǒng)，不與任何操作系統(tǒng)捆綁，它符合已經(jīng)制定好的藍(lán)牙規(guī)范。藍(lán)牙系統(tǒng)的通信協(xié)議大部分可用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，加載到Flash RAM中即可進(jìn)行工作。
四。藍(lán)牙系統(tǒng)的應(yīng)用
藍(lán)牙技術(shù)能夠在短時(shí)間內(nèi)在世界范圍內(nèi)成為了標(biāo)準(zhǔn)，其主要原因在于它不僅可以讓許多種智能設(shè)備無(wú)線互連，可以傳輸文件。支持語(yǔ)音通信，可以建立數(shù)據(jù)鏈路等，它還有更多地作用。
1．藍(lán)牙可以為局域設(shè)備提供互連
在一個(gè)piconet中，藍(lán)牙能夠?qū)?個(gè)接收器進(jìn)行同步互連。使用藍(lán)牙技術(shù)通信的設(shè)備可以發(fā)送和接收1Mbit/s的數(shù)據(jù)。但是實(shí)際上當(dāng)允許多個(gè)應(yīng)用設(shè)備進(jìn)行同步通信時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸率會(huì)在某種程度上降低。目前不在piconet中的藍(lán)牙設(shè)備，將持續(xù)聽(tīng)從其他藍(lán)牙設(shè)備的動(dòng)向，當(dāng)它們足夠接近成為piconet的一部分時(shí)，它們將確定自己，如果需要，其他的設(shè)備可以與其通信。
2．支持多媒體終端
3G終端將提供接口接入許多不同格式的信息和通信，例如WEB瀏覽。電子郵件傳輸和接收。視頻和語(yǔ)音，使它們成為真正的多媒體終端。語(yǔ)音仍是通信的主要形式，在藍(lán)牙規(guī)范中已經(jīng)意識(shí)到這一點(diǎn)，并對(duì)此提供特別支持，支持64Kbit/s的高質(zhì)量演說(shuō)信道。隨著支持分組包數(shù)據(jù)和演說(shuō)的能力不斷提高(如果需要可以同時(shí)進(jìn)行),藍(lán)牙可以為這些多媒體應(yīng)用提供完全的局域支持。藍(lán)牙收發(fā)器可以支持多個(gè)數(shù)據(jù)連接并可同時(shí)達(dá)到3個(gè)語(yǔ)音連接，為3個(gè)手持無(wú)繩多媒體/互聯(lián)系統(tǒng)提供完全的功能性。
3．家庭網(wǎng)絡(luò)
在一個(gè)典型的家庭中，有各種形式的娛樂(lè)設(shè)備(電視/VCR. Hi-Fi),不同來(lái)源的主題信息(報(bào)紙。雜志。電視報(bào))和特別是在廚房中的功能性設(shè)備(烤爐。微波爐。冰箱/冰柜。中央暖氣系統(tǒng))。雖然這些項(xiàng)目組目前沒(méi)有辦法相互連接，可以設(shè)想將其與藍(lán)牙設(shè)備組成寬松的連接，不管這些設(shè)備在那里，它的控制和接入將成為用戶的核心。設(shè)想一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)便簽簿，與PDA(或智能電話)類似，但是使用藍(lán)牙收發(fā)器和輕觸屏幕。它輕巧便捷，帶有高級(jí)像素驅(qū)動(dòng)菜單，很容易使用。無(wú)線紅外遙控的應(yīng)用將成為過(guò)去，你的PDA將控制所有的娛樂(lè)設(shè)備。
4．3G可能支持的應(yīng)用
以下的例子說(shuō)明3G和藍(lán)牙技術(shù)如何合作，為一系列廣泛的應(yīng)用提供局域互聯(lián)和廣泛的區(qū)域連接。這些不很確定，而且絕不詳盡，但是目的在于展示互補(bǔ)的標(biāo)準(zhǔn)可以提供更高層次的服務(wù)。購(gòu)物中心的自動(dòng)售貨機(jī)，在一個(gè)限定范圍內(nèi)的所有的自動(dòng)售貨機(jī)都可以通過(guò)藍(lán)牙接入系統(tǒng)與中心的售貨機(jī)管理設(shè)備相連，相反這樣也可以使用3G接入系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)或者提供貨物。少數(shù)問(wèn)題可以直接通過(guò)藍(lán)牙發(fā)報(bào)機(jī)傳遞給購(gòu)物中心的技術(shù)人員。從中心管理機(jī)構(gòu)發(fā)出價(jià)格變化的信息，通過(guò)局域廣播給所有的藍(lán)牙自動(dòng)售貨機(jī)。投送到PC機(jī)3G終端的電子郵件將能夠同時(shí)處理幾個(gè)信道(例如語(yǔ)音。傳真和數(shù)據(jù)，每一個(gè)都需要不同的信道特征和速度)。隨著終端滲透的預(yù)言不斷升高(在幾年之內(nèi)人口中的每個(gè)超過(guò)12歲的成員),為了接收移動(dòng)中的電子郵件，PC機(jī)本身不必成為3G終端。藍(lán)牙/3G終端可以以數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞酵ㄟ^(guò)藍(lán)牙技術(shù)接收電子郵件并轉(zhuǎn)發(fā)到PC機(jī)(假設(shè)它在附近范圍內(nèi))。當(dāng)完成接收任務(wù)后，PC機(jī)可以通過(guò)藍(lán)牙通知用戶并發(fā)送短消息給移動(dòng)終端，它有電子郵件，如果事情緊急，這個(gè)消息也可以繼續(xù)發(fā)送。這個(gè)思想使3G終端成為許多應(yīng)用設(shè)備的局域，它們通過(guò)藍(lán)牙技術(shù)形成互聯(lián)。例如，如果，在等火車或飛機(jī)時(shí)收到了這樣的電子郵件，用戶可以通過(guò)藍(lán)牙服務(wù)亭讀取(服務(wù)于商業(yè)旅行者的新的商業(yè)企業(yè))。這樣他可以使PC運(yùn)行打印感興趣的電子郵件(可以將PC留在行李箱中，使用3G/藍(lán)牙終端控制它),將費(fèi)用記在帳上或信用卡上，或電子錢包中。
許多人相信移動(dòng)電話將成為電子商務(wù)世界中的首選便攜設(shè)備。但是，目前需要一個(gè)分離的智能卡保存電子現(xiàn)金，然而為了讓它被銷售點(diǎn)終端識(shí)別，沒(méi)有人想要從電話中去除SIM。當(dāng)然當(dāng)SIM(現(xiàn)在它成為多功能智能卡)放在電話中時(shí)，藍(lán)牙將使其得到識(shí)讀。
5．應(yīng)用的`關(guān)鍵在于成本控制
藍(lán)牙促進(jìn)者的目標(biāo)是使不同制造商的設(shè)備之間可以進(jìn)行相互通信，所以在這個(gè)設(shè)計(jì)中最主要的限制就是成本問(wèn)題�？紤]到目前在移動(dòng)手機(jī)和PC中使用的紅外接口，可以設(shè)想說(shuō)服設(shè)備制造商使用這個(gè)接口，應(yīng)用的成本必須足夠低。其目標(biāo)價(jià)格為5美元。一個(gè)精密的無(wú)線接口可以提供更大的靈活性，這樣就會(huì)比紅外線接口更為復(fù)雜，價(jià)格也會(huì)昂貴�？雌饋�(lái)如果所有的家庭最終選擇藍(lán)牙設(shè)備，使產(chǎn)量達(dá)到很高的數(shù)目，每個(gè)器件10美元的目標(biāo)價(jià)格比較現(xiàn)實(shí)。但是隨著最近在科技方面的衰退，連通性問(wèn)題的繼續(xù)，藍(lán)牙芯片的價(jià)格已經(jīng)漲到大約30美元，但是德州儀器在2001年2月倫敦會(huì)議中宣布任何人如果進(jìn)行大規(guī)模定購(gòu)達(dá)到100萬(wàn)件，將會(huì)得到5美元的價(jià)格。
隨著藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展，一個(gè)藍(lán)牙解決方案只要5～10美元，非常價(jià)廉物美。在技術(shù)領(lǐng)域，藍(lán)牙的硬件正在進(jìn)一步集成，直到所有的處理器功能與無(wú)線硬件可以集成在一個(gè)集成電路里為止。硬件廠商正朝這個(gè)方向努力。未來(lái)的新產(chǎn)品可以是帶著已集成的軟件部件的藍(lán)牙硬件平臺(tái)并且可以移植到通用的操作系統(tǒng)之上。這種集成趨勢(shì)會(huì)更加降低藍(lán)牙產(chǎn)品的成本，開(kāi)發(fā)人員可以把所有的精力放在產(chǎn)品應(yīng)淺談藍(lán)牙技術(shù)及其應(yīng)用用開(kāi)發(fā)上，從而縮短產(chǎn)品上市的時(shí)間
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