相識(shí)藍(lán)牙技術(shù)

2019-11-03 09:39:25

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供稿：網(wǎng)友

愛(ài)立信公司David Blankenbeckler 　　前言

　　藍(lán)牙技術(shù), 以十世紀(jì)丹麥國(guó)王Harold 的外號(hào)"藍(lán)牙"而命名，目前是無(wú)線開(kāi)發(fā)商的熱點(diǎn)話題。

　　藍(lán)牙技術(shù)使低帶寬無(wú)線連接變得簡(jiǎn)單易行，從而可以輕松融入到您的日常生活中。藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)簡(jiǎn)單例子便是更新手機(jī)的電話號(hào)碼簿。今天，您可能還需要人工輸入所有人的姓名和電話號(hào)碼，或者在電話和電腦之間采用線纜或IR鏈接，啟動(dòng)應(yīng)用來(lái)同步你的聯(lián)絡(luò)信息。采用藍(lán)牙技術(shù)，這些都可以在電話進(jìn)入與電腦通信的范圍內(nèi)時(shí)自動(dòng)完成，而無(wú)需用戶的干預(yù)。當(dāng)然，它的功能還在不斷擴(kuò)展，包括可以自動(dòng)進(jìn)行日歷、工作表、備忘錄、電子郵箱等等的同步和更新。這僅僅是這項(xiàng)新技術(shù)眾多激動(dòng)人心的應(yīng)用的一個(gè)方面。想像一下，當(dāng)您走進(jìn)商店時(shí)，所有商品名稱都會(huì)自動(dòng)列在您的手機(jī)或掌上電腦(PDA)上，有了藍(lán)牙，就可以實(shí)現(xiàn)這一切。

　　藍(lán)牙規(guī)范是一個(gè)開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)，由"藍(lán)牙特殊興趣集團(tuán)"(SIG)管理。藍(lán)牙 SIG由五個(gè)創(chuàng)始公司及1999年底加入的四個(gè)新成員公司領(lǐng)導(dǎo)，這九個(gè)公司組成了藍(lán)牙SIG的PRomoter Group:

創(chuàng)始公司	新成員
愛(ài)立信	3Com
IBM	朗訊科技
Intel	微軟
諾基亞	摩托羅拉
東芝

　　除此以外，藍(lán)牙SIG 還有1200多個(gè)公司成員。業(yè)界如此廣泛地參與應(yīng)該可以保證藍(lán)牙成為廣泛采用的技術(shù)。第一批藍(lán)牙產(chǎn)品已于今年面市。愛(ài)立信的第一個(gè)藍(lán)牙產(chǎn)品是藍(lán)牙耳機(jī)和手機(jī)，已于去年在歐洲問(wèn)世，今年在香港上市。
　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
　　藍(lán)牙通信的頻率為2.4GHz，這是一個(gè)未授權(quán)的ISM頻帶。收發(fā)信號(hào)機(jī)利用跳頻減少干擾和信號(hào)衰減。典型藍(lán)牙設(shè)備的范圍為10米。通信信道可以支持?jǐn)?shù)據(jù)(異步)和話音(同步)通信，總帶寬為每秒1Mb。支持的信道配置如下所示：

配置	最大數(shù)據(jù)速率(上行)	最大數(shù)據(jù)速率(下行)
三個(gè)同步話音信道	每秒64kb×3	每秒64kb×3信道
對(duì)稱數(shù)據(jù)	每秒433.9kb	每秒433.9kb
不對(duì)稱數(shù)據(jù)	每秒723.2kb或每秒57.6kb或	每秒57.6kb 每秒723.2kb

　　通過(guò)預(yù)留固定間隔的插槽實(shí)現(xiàn)電路交換，來(lái)提供同步話音信道。同步鏈路是指同步面向連接鏈路(SCO)。異步數(shù)據(jù)信道采用分組交換技術(shù)、且利用輪詢接入方案來(lái)提供。異步鏈路是指異步無(wú)連接鏈路(ACL)。同時(shí)還定義了組合數(shù)據(jù)和話音的同步面向連接包(SCO packet)。在每個(gè)方向上，這可以提供速率為每秒64Kb的話音業(yè)務(wù)和每秒64Kb的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
　　微網(wǎng)簡(jiǎn)介(Piconet)
　　一個(gè)藍(lán)牙設(shè)備可以與一個(gè)或多個(gè)其它藍(lán)牙設(shè)備通過(guò)不同方式進(jìn)行交互。最簡(jiǎn)單的情形是只有兩個(gè)設(shè)備時(shí)，稱為點(diǎn)到點(diǎn)通信。一個(gè)設(shè)備作為主設(shè)備，另一個(gè)設(shè)備作為輔設(shè)備。這種專門(mén)的網(wǎng)絡(luò)即稱為微網(wǎng)。事實(shí)上，微網(wǎng)是任何帶一個(gè)主設(shè)備和一個(gè)或多個(gè)輔設(shè)備的藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)。圖1示意出了一個(gè)微網(wǎng)。當(dāng)有多個(gè)輔設(shè)備時(shí)，通信拓?fù)浼礊辄c(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)。在這種情況下，微網(wǎng)中的所有設(shè)備共享信道(及帶寬)。一個(gè)微網(wǎng)可以有七個(gè)激活的輔設(shè)備。每個(gè)激活的輔設(shè)備都有一個(gè)分配的3比特激活成員地址 (AM_ADDR)。

新加入的輔設(shè)備也可與主設(shè)備保持同步，但是沒(méi)有激活成員地址，因而這些輔設(shè)備未被激活，稱為待命(parked)設(shè)備。當(dāng)激活和待命設(shè)備同時(shí)存在時(shí)，所有信道均由主設(shè)備調(diào)控。一個(gè)待命設(shè)備有一個(gè)8位數(shù)的待命成員地址 (PM_ADDR), 這樣待命設(shè)備的數(shù)量限制在256個(gè)。一個(gè)待命設(shè)備能與主設(shè)備時(shí)鐘保持同步，而且可以快速激活，在微網(wǎng)中通信。
分散網(wǎng)簡(jiǎn)介(Scatternet)
你可能想知道如果兩個(gè)微網(wǎng)在同一覆蓋區(qū)域內(nèi)時(shí)會(huì)發(fā)生什么。例如，你可能有一個(gè)包含手機(jī)和電腦的微網(wǎng)，而隔壁的人有一個(gè)包含手機(jī)、耳機(jī)和名片掃描器的微網(wǎng)，如圖2所示：

　　由于兩個(gè)微網(wǎng)離得很近，它們的覆蓋區(qū)會(huì)重疊。這種情況在藍(lán)牙規(guī)范中有規(guī)定，稱為scatternet。事實(shí)上，一個(gè)微網(wǎng)中的輔設(shè)備可以加入到另一個(gè)微網(wǎng)中，作為主設(shè)備或輔設(shè)備，這通過(guò)時(shí)分復(fù)用技術(shù)來(lái)完成。在一個(gè)scatternet中，兩個(gè)(或多個(gè))微網(wǎng)在時(shí)間或頻率上均不同步。每個(gè)微網(wǎng)都在自己的跳頻信道內(nèi)運(yùn)行，而多個(gè)微網(wǎng)中的任何設(shè)備通過(guò)時(shí)分復(fù)用技術(shù)可在適當(dāng)時(shí)間加入。回到剛才舉的這個(gè)例子，你可能想設(shè)置您鄰居的名片掃描器，也將掃描的信息傳輸?shù)侥愕碾娔X上，這樣你可以獲得他的業(yè)務(wù)聯(lián)絡(luò)信息。當(dāng)然，這需要雙方均同意這種使用方式。這也將我們帶到另一個(gè)話題，藍(lán)牙的安全性。
　　鑒權(quán)和私密性
　　雖然鑒權(quán)和私密性可以在軟件協(xié)議層解決，但是藍(lán)牙物理層也提供這些功能。用戶可以規(guī)定某個(gè)連接是單向的、雙向還是無(wú)需鑒權(quán)的。鑒權(quán)通過(guò)采用問(wèn)詢/回應(yīng)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)支持40或64位的密碼。密碼管理在軟件層完成。這些安全機(jī)制和相關(guān)軟件允許用戶可以設(shè)置自己的設(shè)備只能互相通信。所有藍(lán)牙設(shè)備都以相同方式在這種物理層確保安全性。當(dāng)然，對(duì)于高度機(jī)密的應(yīng)用，建議您在網(wǎng)絡(luò)傳輸或應(yīng)用層采用更先進(jìn)的運(yùn)算法則。
　　硬件要求
　　藍(lán)牙硬件可以分為兩個(gè)主要功能，無(wú)線模塊和鏈路模塊。現(xiàn)在，一個(gè)包含無(wú)線和鏈路子系統(tǒng)的完整藍(lán)牙硬件模塊的成本在25～30美元之間。但是業(yè)內(nèi)大多數(shù)人認(rèn)為在未來(lái)的幾年內(nèi)會(huì)降至5美元。
　　藍(lán)牙設(shè)備在2.4GHz的工業(yè)科研醫(yī)藥(ISM, Industrial Scientific Medicine)頻帶內(nèi)運(yùn)行，在大多數(shù)國(guó)家這是個(gè)無(wú)需許可的頻段，包括從2400MHz到2483.5 MHz的頻率范圍。

[摘自：網(wǎng)絡(luò)世界]

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