具互聯網接入功能的藍牙網關解決方案

2019-11-03 09:27:16

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供稿：網友

　　無線接入是當前通信領域的一大熱點。針對目前市場上幾種主流的上網方式，即PSTN、ISDN、ADSL，本文給出了它們與藍牙技術相結合，形成藍牙網關的解決方案。

　　藍牙技術是一種短距離無線通信技術，作為電纜的替代，它能夠方便地實現個人區域網(PAN)。最近一年來，藍牙技術得到了長足的發展，包括藍牙網關在內的各種藍牙產品相繼出現。但是，現在市場上的藍牙網關都只是實現了數據的接入。因此我們已根據幾種現有的互聯網接入模式，開發出藍牙系列網關，各網關均實現語音與數據同傳，即通過藍牙技術實現語音與數據的無線接入。

藍牙PSTN接入點

1．概述

　　在本項目中我們在現有市場上最新式的網絡電話機上集成了藍牙技術，使之成為“三合一電話”使用的載體，即藍牙的PSTN無線接入點。它使得手機用戶通過固定電話網絡實現信號連接，既而讓廣大的手機用戶同時成為固定電話網的用戶。對手機用戶來說，在解決移動電話網信號問題的同時，又可以降低手機用戶的通信費用；對于固定電話運營商來說，則意味著巨大的話費收益。本方案的創新點有以下幾點：

　　A．實現了藍牙規范的CTP(Cordless Telelphony PRofile)應用協議棧，使得藍牙手機能夠通過藍牙PSTN接入點，作為無繩電話進入固定電話網。

　　B．實現了藍牙規范的內部電話系統(Intercom Profile)應用協議棧，使得藍牙PSTN無線接入點能夠與網絡中的各個藍牙手機進行內部電話通信。

　　C．結合藍牙的數據傳輸功能與網絡電話的網絡功能，使得計算機可以通過藍牙的PSTN無線接入點無線上網。

　　D．充分考慮產品的通用性與兼容性，該藍牙PSTN無線接入點不僅能夠與各種符合藍牙技術標準的藍牙手機、藍牙適配器互通，還能夠與現有產品－藍牙耳機實現互通。

　　2.解決方案藍牙PSTN無線接入點的空中無線接口為藍牙，有線接口有：RJ11和RJ45。其硬件系統如圖2所示，它主要由藍牙模塊、微處理器、Modem、LCD電路、鍵盤電路等組成。

　　藍牙模塊主要實現藍牙HCI層以下協議，并且提供了符合藍牙規范的空中接口。微處理器中集成了藍牙CTP應用協議棧、內部電話應用協議棧以及管理程序，并且有外擴的RAM和ROM，用于處理漢字字庫。Modem模塊主要完成AT命令的解釋和處理、數字信號的調制與解調以及其他數字信號處理的工作。LCD電路采用128×64點陣的圖形液晶模塊。鍵盤電路由實現電話功能的數字鍵及一些特殊的功能鍵構成。微處理器與LCD電路、鍵盤電路的接口通過擴展的并口芯片8255的端口來實現。RS232電路實現TTL電平和RS232電平的相互轉換。摘機檢測電路檢測摘機和掛機狀態。振鈴檢測電路檢測振鈴信號。

　　當手機通過固定電話使用外線時，它的信令與語音分別通過藍牙模塊的串口與PCM接口傳送到藍牙PSTN無線接入點。經過接入點中微處理器的協議轉換，實現通過固定電話網與外界通信的目的。

　　要使得手機能夠通過藍牙PSTN接入點，作為無繩電話進入固定電話網，勢必要用到藍牙規范中關于CTP應用協議棧。該協議棧包括以下協議：藍牙基帶協議、鏈路管理協議(LMP)、邏輯鏈路控制與適應層協議(L2CAP)、服務發現協議(SDP)、電話控制協議(TCS-Binary)和通用接入應用協議棧(GAP)。

　　另外，我們還專門編寫一個管理程序的模塊，以便對整個系統進行管理，該管理模塊包括以下部分：

A.對不同應用環境下的鈴聲管理。

B.通過對不同用戶的密鑰管理來進行身份認證，以防止未經授權的終端盜用該接入點的資源。

C.實現用戶通信的私密性，即只要某個終端接聽后，其余終端就自動與其切斷。

D.充分考慮產品的通用性與兼容性，不僅能與各種符合藍牙技術標準的藍牙手機互通，還考慮到了與現有產品－藍牙耳機的互通性。

藍牙ISDN接入點

1.概述

　　在本項目中我們把ISDN中的NT1和TA與藍牙模塊集成在一起，做成一個智能化的無線ISDN接入點，即藍牙的ISDN無線接入點，它的創新點有以下幾點：

　　A. 實現了藍牙規范的CTP(Cordless Telelphony Profile)應用協議棧，使得藍牙手機能夠通過藍牙ISDN接入點，作為無繩電話進入固定電話網。

　　B. 實現了藍牙規范的內部電話系統 (Intercom Profile) 應用協議棧，使得藍牙ISDN無線接入點能夠與網絡中的各個藍牙手機進行內部電話通信。

　　C. 結合藍牙的數據傳輸功能與ISDN B通道的網絡功能，使得計算機可以通過藍牙的ISDN無線接入點無線上網。

　　D. 將ISDN的NT1和TA集合在一起，實現了智能化的無線ISDN接入點，最大程度地方便了終端用戶。

　　E. 充分考慮產品的通用性與兼容性，該藍牙ISDN無線接入點不僅能夠與各種符合藍牙技術標準的藍牙手機、藍牙適配器互通，還能夠與現有產品－藍牙耳機實現互通。

2. 解決方案

　　藍牙ISDN接入點的空中無線接口為藍牙，有線接口有：RJ11、ISDN的S/T接口、USB數據接口。

　　S口收發器能夠提供CCITT關于ISDN S/T參考點的I.430建議要求的功能，支持192kbps的4線平衡傳輸方式的全雙工數據收發。U口收發器能夠實現在一對雙絞線上進行高速全雙工數據收發，從而提供U接口上的ISDN基本速率接入。

　　微處理器主要完成控制和協調各模塊的工作，處理D信道信令和收發、B信道數據收發、外部中斷申請，并且通過各種接口與藍牙模塊進行通信。

　　SLIC模塊主要提供語音信號的數模、模數轉換、A律/u律壓縮PCM編解碼等功能，并具備產生和控制各種信號音的功能。

　　藍牙模塊主要實現藍牙功能，并且提供了符合藍牙規范的空中接口。它集成了各種需要的藍牙協議(包括CTP應用協議棧、內部電話應用協議棧)以及管理程序。

藍牙ADSL接入點

1. 概述

　　本項目中，我們在現有的ADSL設備上集成藍牙技術，為了簡化整個系統的組成，我們把分離器也集合進網關內部，再通過藍牙技術，實現數據與語音的無線接入，即藍牙的ADSL無線接入點，它的創新點有以下幾點：

　　A. 實現了藍牙規范的CTP(Cordless Telelphony Profile)應用協議棧，使得藍牙手機能夠通過藍牙ADSL接入點，作為無繩電話進入固定電話網。

　　B. 實現了藍牙規范的內部電話系統 (Intercom Profile) 應用協議棧，使得藍牙ADSL無線接入點能夠與網絡中的各個藍牙手機進行內部電話通信。

　　C. 結合藍牙的數據傳輸功能與ADSL的寬帶接入功能，使得計算機可以通過藍牙的ADSL無線接入點無線上網。

　　D. 將現有的ADSL設備和分離器都集成在藍牙ADSL接入點中，從而簡化整個系統的結構。

　　E. 充分考慮產品的通用性與兼容性，該藍牙ADSL無線接入點不僅能夠與各種符合藍牙技術標準的藍牙手機、藍牙適配器互通，還能夠與現有產品－藍牙耳機實現互通。

2. 解決方案

　　與目前市場上的ADSL產品不同的是：該藍牙ADSL接入點集合了ADSL與外部分離器，并且利用藍牙技術中語音與數據能夠同傳的特性，實現了語音與數據的無線寬帶接入。藍牙ADSL接入點主要由以下幾個部分組成：線路驅動、模數/數模轉換及編解碼器、語音及數字信號處理器、微處理器以及藍牙模塊。該接入點的空中無線接口為藍牙，有線接口有：RJ11、RJ45、USB數據接口。

　　微處理器主要完成控制和協調各模塊的工作，并且處理各種信令、設置各種外部中斷申請，并且通過各種接口與藍牙模塊進行通信。

　　語音處理與控制模塊主要提供語音信號的A律/u律壓縮PCM編解碼等功能，并具備產生和控制各種信號音的功能。數字信號處理模塊主要實現上下行數據格式的協議轉換。

　　藍牙模塊主要實現藍牙功能，并且提供了符合藍牙規范的空中接口。它集成了各種需要的藍牙協議(包括CTP應用協議棧、內部電話應用協議棧)以及管理程序。

　　下面簡單介紹一下經過該接入點的信號流程。

A. 發送過程

　　藍牙模塊首先接收藍牙手機或各種藍牙適配器的語音或數據信號，經過微處理器后，分別由語音或數據處理器進行信號處理，在分別編碼后，再合成為一個信號, 之后，經過數模轉換器轉換為模擬信號，然后執行功率控制, 接著送至線路驅動器，最后經由電話線傳送到局端。

B. 接收操作

　　從電話線上接收的信號經過線路側處理和自動增益控制后,由模數轉換器將模擬信號轉變為數字信號，該信號解碼后分離為語音/數據信號。分別送至語音處理模塊和數據處理模塊，進行信號處理，之后由微處理器傳送到藍牙模塊，通過藍牙的空中接口傳輸到藍牙收集或各種藍牙適配器中。

本文小結

　　本文介紹的藍牙系列網關包括藍牙PSTN接入點、藍牙ISDN接入點和藍牙ADSL接入點。它涵蓋了當前各種主流的Internet的接入方式，將它們與藍牙技術結合，并且利用藍牙技術中語音與數據能夠同傳的特性，實現了語音與數據的無線寬帶接入。

----《移動通信在線》