无线通信系统与技术-第10章蓝牙技术课件.ppt

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1、第10章蓝牙技术•蓝牙（Bluetooth）是一种短距离无线数据和语音传输的全球性开放式技术规范，工作在2.4GHzISM开放频段。•它以低成本的近距离无线连接为基础，为固定或移动通信设备之间提供通信链路，使得近距离内各种信息设备能够提供资源共享。•尽管蓝牙技术的设计初衷是将智能移动电话与笔记本电脑、掌上电脑以及各种数字信息的外部设备用无线方式连接起来，进而形成一种个人网络，使得在其可达到的范围之内各种信息化的移动便携设备都能无缝地共享资源。•但实际上它的应用潜力已经远远大于最初蓝牙技术开发者的想象，其与众不同的优越特性，引起了人们越来越

2、多的兴趣，随着蓝牙技术的发展和越来越多的厂商关注蓝牙，确立蓝牙技术发展的最终目的是要建立一个全球统一的无线连接标准。•使得不同厂家生产的数字信息设备在近距离内不用电缆就可以很方便地连接起来，实现相互操作与数据共享，目前基于蓝牙技术的产品正在不断面市，而蓝牙技术本身也在不断地完善。•本章对蓝牙技术进行简介。概述10.1蓝牙设备组成与蓝牙网络结构10.2蓝牙协议10.3蓝牙无线电规范10.4蓝牙基带规范10.5蓝牙链路管理规范10.6蓝牙逻辑链路控制和自适应协议规范10.7蓝牙系统的实现10.8蓝牙技术的应用10.9本章小结10.1010.1

3、概述10.1.1蓝牙技术的起源与演进10.1.2蓝牙技术的特点①蓝牙技术的开放性。②蓝牙技术的通用性。③短距离。④无线“即连即用”。⑤抗干扰能力强。⑥支持语音和数据通信。⑦组网灵活。⑧软件的层次结构。⑨蓝牙模块体积很小、便于集成。成本低。10.2蓝牙设备组成与蓝牙网络结构10.2.1蓝牙设备的组成图10-1蓝牙设备的组成结构1．无线射频单元•蓝牙无线射频单元是一个蓝牙无线收发器，它是任何蓝牙设备的核心，包含中频振荡器、中频滤波器、调制解调器、压控振荡器、频率合成器以及天线控制开关等电路，完成基带数据分组的跳频扩频与解扩功能。2．基带和链路

4、控制器（LC，LinkController）单元•基带和链路控制单元完成的蓝牙基带层协议功能主要包括以下几个方面：①建立物理连接（包括跳频序列产生和同步、对接收bit流进行符号定时提取的恢复）；②数据分组打包/解包；③提供2种不同的物理链路类型、5种逻辑链路和多种分组类型；④差错控制；⑤鉴权和加密。3．蓝牙链路管理（LM，LinkManager）单元•完成的主要功能如下：①设备号请求；②链路地址查询；③链路模式协商和建立；④链路连接建立和关闭；⑤鉴权；⑥决定帧的类型；⑦设备功耗模式设置（监听模式、保持模式或者休眠模式）。4．主机控制接口单

5、元（HCI，HostControllerInterface）•为了使不同厂商生产的蓝牙模块和主机都能够互相通信，蓝牙协议栈定义了一个蓝牙模块和主机之间的标准接口，称为主机控制接口（HCI）。5．蓝牙主机•蓝牙的高层协议栈通常设计成一个软件部分，运行在主机设备上，所以有时又称为主机栈（HostStack）。10.2.2蓝牙网络结构•蓝牙既可以“点到点”也可以“点到多点”进行无线连接。图10-2蓝牙网络拓扑结构1．蓝牙微微网•蓝牙中的基本联网单元是微微网（Piconet），它由一台主设备和1～7台活跃的从设备组成。2．蓝牙散射网•在同一个区域

6、内可能有多个微微网，一个微微网中的主设备单元同时也可以从属于另外的微微网，作为另一个微微网中的从设备单元，作为2个或2个以上微微网成员的蓝牙单元就成了网桥节点。10.3蓝牙协议10.3.1蓝牙标准文档构成10.3.2蓝牙协议体系结构图10-3蓝牙的协议栈•第1类是核心协议（CoreProtoco1），是由蓝牙SIG专门对蓝牙而开发的核心专用标准协议，形成由下列成分组成的5层栈。①无线电（Radio）：规范蓝牙无线层的基本技术参数，确定包括频率、跳频的使用、调制模式和传输功率在内的空中接口细节。②基带（BB，BaseBand）：规范媒体访问

7、控制（MAC）和物理层的过程，确定微微网中的连接建立、寻址、分组格式、编/解码、加/解密、计时和功率控制。③链路管理器协议（LMP，LinkManagerProtocol）：规范在蓝牙设备链路的建立、拆除及链路的安全控制。④逻辑链路控制和自适应协议（L2CAP，LogicalLinkControlandAdaptationProtocol）：是一个为高层传输和应用层协议屏蔽基带协议细节的适配协议，使高层协议不必了解无线层和基带层信号的具体形式。⑤服务发现协议（SDP，ServiceDiscoveryProtocol）：主要由两大部分组成：

8、服务信息记录数据库和发现/浏览服务功能。•第2类也是蓝牙SIG开发的协议，但它们是基于现有的协议开发而来的，包括串口仿真协议（RFCOMM）和电话控制协议（TCS，TelephonyContr