论坛数据统计           欢迎到【弱电论坛】来学习和讨论问题!

★电工电气产品供求、电气展会、人才、电气技术文章、图库、电气技术论坛等相关内容,请跳转至【电气之家网】--- 可直接使用本站会员名和密码登陆!(首次使用需要激活账户)
标王 热搜: 网络监控  弱电  楼宇对讲  机房及机柜内部的理线方法  CAD  门禁  综合布线  ar800-hn  工资  面板 
 
 
当前位置: 首页 » 技术 » 电脑技术 » 网络技术 » 正文

蓝牙技术及其系统原理(2)

放大字体  缩小字体 发布日期:2011-04-29  来源:互联网  作者:manage  浏览次数:336
核心提示:2.2链路控制(固件)单元 在目前蓝芽产品中,人们使用了3个IC分别作为联接控制器、基带处理器以及射频传输/接收器,此外还使用了30~50个单独调谐元件。 基带链路控制器负责处理基带协议和其它一些低层常规协议。 基带控制器有3种纠错方案:1/3比例前向纠错(FEC)
 
 
2.2链路控制(固件)单元

在目前蓝芽产品中,人们使用了3个IC分别作为联接控制器、基带处理器以及射频传输/接收器,此外还使用了30~50个单独调谐元件。

基带链路控制器负责处理基带协议和其它一些低层常规协议。

基带控制器有3种纠错方案:1/3比例前向纠错(FEC)码;2/3比例前向纠错码;数据的自动请求重发方案。

采用FEC(前向纠错)方案的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,FEC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FEC是弹性定义的。报头总有占1/3比例的FEC码起保护作用,其中包含了有用的链路信息。

在无编号的ARQ方案中,在一个时隙中传送的数据必须在下一个时隙得到收到的确认。只有数据在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端发回确认消息,否则返回一个错误消息。比如蓝芽的话音信道采用Continuous Variable Slope Delta Modulation(简称 CVSD,即连续可变斜率增量调制技术)语音编码方案,获得高质量传输的音频编码。CVSD编码擅长处理丢失和被损坏的语音采样,即使比特错误率达到4%,CVSD编码的语音还是可听的。

而Cambridge Consultants的分公司Cambridge Silicon Radio就提出了他们的看法。这个公司的入门产品是一个单芯片传输器和联接控制器。公司称之为BlueCore和BlueStack。这是一个完整的蓝芽,不需要外部的SAW滤波器、陶瓷电容或感应器,产品集成度非常高,使用了 0.18µm或0.15µm技术,能够在几乎不增加成本的情况下把基带电路加到芯片中。

2.3链路管理(软件)单元

链路管理(LM)软件模块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 能够发现其它远端LM并通过LMP(链路管理协议)与之通信。LM模块提供如下服务:

(1)发送和接收数据。

(2)请求名称。

(3)链路地址查询。

(4)建立连接。

(5)鉴权。

(6)链路模式协商和建立。

(7)决定帧的类型。

(8)将设备设为sniff模式。master只能有规律地在特定的时隙发送数据。

(9)将设备设为hold模式。工作在hold模式的设备为了节能在一个较长的周期内停止接收数据,平均每4s激活一次链路,这由LM定义,LC(链路控制器)具体操作。

(10)当设备不需要传送或接收数据但仍需保持同步时将设备设为暂停模式。处于暂停模式的设备周期性地激活并跟踪同步,同时检查page消息。

(11)建立网络连接。在piconet内的连接被建立之前,所有的设备都处于standby(待命)状态。在这种模式下,未连接单元每隔1.28s周期性地“监听”信息。每当一个设备被激活,它就监听规划给该单元的32个跳频频点。跳频频点的数目因地理区域的不同而异,32这个数字适用于除日本、法国和西班牙之外的大多数国家。作为master的设备首先初始化连接程序,如果地址已知,则通过寻呼(page)消息建立连接,如果地址未知,则通过一个后接page消息的inquiry(查询)消息建立连接。在最初的寻呼状态,master单元将在分配给被寻呼单元的16个跳频频点上发送一串16个相同的page消息。如果没有应答,master则按照激活次序在剩余16个频点上继续寻呼 。 Slave 收到从master发来的消息的最大延迟时间为激活周期的2倍(2.56s),平均延迟时间是激活周期的一半(0.6s)。Inquiry消息主要用来寻找蓝芽设备,如共享打印机、传真机和其它一些地址未知的类似设备。Inquiry消息和page消息很想像,但是inquiry消息需要一个额外的数据串周期来收集所有的响应。

如果piconet中已经处于连接的设备在较长一段时间内没有数据传输,蓝芽还支持节能工作模式。master可以把slave置为hold(保持)模式,在这种模式下,只有一个内部计数器在工作。 slave也可以主动要求被置为hold模式。一旦处于hold模式的单元被激活,则数据传递也立即重新开始。Hold模式一般被用于连接好几个piconet的情况下或者耗能低的设备,如温度传感器。除 hold模式外,蓝芽还支持另外两种节能工作模式:sniff(呼吸)模式和park(暂停)模式。在sniff 模式下,slave降低了从piconet“收听”消息的速率,“呼吸”间隔可以依应用要求做适当调整。在park模式下,设备依然与piconet同步但没有数据传送。工作在park模式下的设备放弃了 MAC地址,偶尔收听master的消息并恢复同步、检查广播消息。如果我们把这几种工作模式按照节能效率以升序排一下队,那么依次是:呼吸模式、保持模式和暂停模式。

(12)连接类型和数据包类型。连接类型定义了哪种类型的数据包能在特别连接中使用。蓝芽基带技术支持两种连接类型:同步定向连接(Synchronous Connection Oriented,简称 SCO)类型,主要用于传送语音;异步无连接(Asynchronous Connectionless,简称ACL)类型,主要用于传送数据包。

同一个piconet中不同的主从对可以使用不同的连接类型,而且在一个阶段内还可以任意改变连接类型。每个连接类型最多可以支持16种不同类型的数据包,其中包括4个控制分组,这一点对 SCO和ACL来说都是相同的。两种连接类型都使用TDD(时分双工传输方案)实现全双工传输。

SCO连接为对称连接,利用保留时隙传送数据包。连接建立后,master和slave可以不被选中就发送SCO数据包。SCO数据包既可以传送话音,也可以传送数据,但在传送数据时,只用于重发被损坏的那部分数据。

ACL链路就是定向发送数据包,它既支持对称连接,也支持不对称连接。master负责控制链路带宽,并决定piconet中的每个slave可以占用多少带宽和连接的对称性。slave只有被选中时才能传送数据。ACL链路也支持接收master发给piconet中所有slave的广播消息。

(13)鉴权和保密。蓝芽基带部分在物理层为用户提供保护和信息保密机制。

鉴权基于“请求一响应”运算法则。鉴权是蓝芽系统中的关键部分,它允许用户为个人的蓝芽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。

3.4软件(协议)单元

Bluetooth 基带协议结合电路开关和分组交换机,适用于语音和数据传输。每个声道支持 64kb/s同步链接。而异步信道支持任一方向上高达721 kb/s和回程方向57.6kb/s的非对称链接,也可以支持43.2 kb/s的对称链接。因此,它可以足够快地应付蜂窝系统上的非常大的数据比率。一般地说,他的链接范围为100mm~10m;如果增加传输功率的话,其链接范围可以扩展到100m。 Bluetooth软件构架规范要求与Bluetooth相顺从的设备支持基本水平的互操作性。这种顺从水平由不同的应用来决定。

蓝芽设备需要支持一些基本互操作特性要求。对某些设备,这种要求涉及到无线模块、空中协议及应用层协议和对象交换格式。Bluetooth1.0标准由两个文件组成:一个叫Foundation Core , 它规定的是设计标准;另一个是Foundation Profile,它规定的是相互操作性准则。但对另外一些设备,比如耳机,这种要求就简单得多。蓝芽设备必须能够彼此识别并装载与之相应的软件以支持设备更高层次的性能。

蓝芽对不同级别的设备(如PC、手持机、移动电话、耳机等)有不同的要求,例如,你无法期望一个蓝芽耳机提供地址簿。但是移动电话、手持机、笔记本电脑就需要有更多的特性。软件(协议)结构需有如下功能:设置及故障诊断工具;能自动识别其他设备;取代电缆连接;与外设通信;音频通信与呼叫控制;商用卡的交易与号簿网络协议。

蓝芽的软件(协议)单元是一个独立的操作系统,不与任何操作系统捆绑。适用于几种不同商用操作系统的蓝芽规范正在完善中。

近年来,移动通信发展迅速,便携式计算机如掌上电脑(LAPTOP)、笔记本电脑(NOTEBOOK)手持式电脑(HPC)以及PDA等也迅速发展,还有因特网的迅速发展,使人们对电话通信以外的各种数据信息传递的需求日益增长。

蓝芽技术把各种便携式电脑与蜂窝电话用无线电连接起来,使计算机与通信更加密切结合起来,使人们能随时随地进行数据信息的交换与传输。因此,计算机行业、移动通信行业都对蓝芽技术很重视,认为将对未来的无线移动数据通信业务有巨大的促进作用,预计在最近几年内无线数据通信业务将迅速增长。蓝芽技术被认为是无线数据通信最为重大的进展之一。

 

 
 
 
[ 技术搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 关闭窗口 ]

 
0条 [查看全部]  相关评论

 
点击排行
 
 
 
弱电基础 | 常用软件 | 信息发布规则 | 积分规则 | VIP会员注册 | 广告投放 | 弱电培训 | 联系我们 | 版权声明 | 帮助中心 | 网站地图 | 排名推广 | 京ICP备11008917号-3 | RSS订阅
★本站手机app客户端已上线! 点击下载