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)牙是一個開放性的。短距離無線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它可以用于在較小的范圍內(nèi)通過無線連接的方式實現(xiàn)固定設(shè)備以及移動設(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的頻段是對所有無線電系統(tǒng)都開放的頻段，因此使用其中的任何一個頻段都有可能遇到不可預(yù)測的干擾源。采用跳頻擴(kuò)譜技術(shù)是避免干擾的一項有效措施。
2.微微網(wǎng)和分散網(wǎng)
當(dāng)兩個藍(lán)牙設(shè)備成功建立鏈路后，一個微微網(wǎng)便形成了，兩者之間的通信通過無線電波在信道中隨機(jī)跳轉(zhuǎn)而完成。藍(lán)牙給每個微微網(wǎng)提供特定的跳轉(zhuǎn)模式，因此它允許大量的微微網(wǎng)同時存在，同一區(qū)域內(nèi)多個微微網(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.糾錯技術(shù)
藍(lán)牙系統(tǒng)的糾錯機(jī)制分為FEC和包重發(fā)。為了減少復(fù)雜性，使開銷和無效重發(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3－5個單獨調(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)是一個獨立的操作系統(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實現(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)備無線互連，可以傳輸文件。支持語音通信，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piconet中，藍(lán)牙能夠?qū)?個接收器進(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)。但是實際上當(dāng)允許多個應(yīng)用設(shè)備進(jìn)行同步通信時，數(shù)據(jù)傳輸率會在某種程度上降低。目前不在piconet中的藍(lán)牙設(shè)備，將持續(xù)聽從其他藍(lán)牙設(shè)備的動向，當(dāng)它們足夠接近成為piconet的一部分時，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。視頻和語音，使它們成為真正的多媒體終端。語音仍是通信的主要形式，在藍(lán)牙規(guī)范中已經(jīng)意識到這一點，并對此提供特別支持，支持64Kbit/s的高質(zhì)量演說信道。隨著支持分組包數(shù)據(jù)和演說的能力不斷提高(如果需要可以同時進(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)器可以支持多個數(shù)據(jù)連接并可同時達(dá)到3個語音連接，為3個手持無繩多媒體/互聯(lián)系統(tǒng)提供完全的功能性。
3．家庭網(wǎng)絡(luò)
在一個典型的家庭中，有各種形式的娛樂設(shè)備(電視/VCR. Hi-Fi),不同來源的主題信息(報紙。雜志。電視報)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))。雖然這些項目組目前沒有辦法相互連接，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)想一個簡單的數(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，帶有高級像素驅(qū)動菜單，很容易使用。無線紅外遙控的應(yīng)用將成為過去，你的PDA將控制所有的娛樂設(shè)備。
4．3G可能支持的應(yīng)用
以下的例子說明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)。購物中心的自動售貨機(jī)，在一個限定范圍內(nèi)的所有的自動售貨機(jī)都可以通過藍(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)問題可以直接通過藍(lán)牙發(fā)報機(jī)傳遞給購物中心的技術(shù)人員。從中心管理機(jī)構(gòu)發(fā)出價格變化的信息，通過局域廣播給所有的藍(lán)牙自動售貨機(jī)。投送到PC機(jī)3G終端的電子郵件將能夠同時處理幾個信道(例如語音。傳真和數(shù)據(jù)，每一個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)人口中的每個超過12歲的成員),為了接收移動中的電子郵件，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^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)可以通過藍(lán)牙通知用戶并發(fā)送短消息給移動終端，它有電子郵件，如果事情緊急，這個消息也可以繼續(xù)發(fā)送。這個思想使3G終端成為許多應(yīng)用設(shè)備的局域，它們通過藍(lán)牙技術(shù)形成互聯(lián)。例如，如果，在等火車或飛機(jī)時收到了這樣的電子郵件，用戶可以通過藍(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),將費用記在帳上或信用卡上，或電子錢包中。
許多人相信移動電話將成為電子商務(wù)世界中的首選便攜設(shè)備。但是，目前需要一個分離的智能卡保存電子現(xiàn)金，然而為了讓它被銷售點終端識別，沒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，藍(lán)牙將使其得到識讀。
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，所以在這個設(shè)計中最主要的限制就是成本問題�？紤]到目前在移動手機(jī)和PC中使用的紅外接口，可以設(shè)想說服設(shè)備制造商使用這個接口，應(yīng)用的成本必須足夠低。其目標(biāo)價格為5美元。一個精密的無線接口可以提供更大的靈活性，這樣就會比紅外線接口更為復(fù)雜，價格也會昂貴�？雌饋砣绻械募彝プ罱K選擇藍(lán)牙設(shè)備，使產(chǎn)量達(dá)到很高的數(shù)目，每個器件10美元的目標(biāo)價格比較現(xiàn)實。但是隨著最近在科技方面的衰退，連通性問題的繼續(xù)，藍(lán)牙芯片的價格已經(jīng)漲到大約30美元，但是德州儀器在2001年2月倫敦會議中宣布任何人如果進(jìn)行大規(guī)模定購達(dá)到100萬件，將會得到5美元的價格。
隨著藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展，一個藍(lán)牙解決方案只要5～10美元，非常價廉物美。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線硬件可以集成在一個集成電路里為止。硬件廠商正朝這個方向努力。未來的新產(chǎn)品可以是帶著已集成的軟件部件的藍(lán)牙硬件平臺并且可以移植到通用的操作系統(tǒng)之上。這種集成趨勢會更加降低藍(lán)牙產(chǎn)品的成本，開發(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)用用開發(fā)上，從而縮短產(chǎn)品上市的時間
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