蓝牙技术及其原理综述.doc

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1、蓝牙技术及其原理综述蓝牙技术及具原理综述Internet和移动通信的迅速发展，使人们对电脑以外的各利「数据源和网络服务的需求口益增长。蓝牙作为-•个全球开放性无线应用标准，通过把网络小的数据和语咅设备用无线链路连接起來，使人们能够随时随地实现个人区域内语咅和数据信息的交换与传输，从而实现快速灵活的通信。一、蓝牙出现的背景早在1994年，瑞典的Ericsson公司便已经着手蓝牙技术的研究开发工作，意在通过一种短程无线链路，实现无线电话用PC机、耳机及台式设备等之间的互联。1998年2月，Ericsson、Nokia、InteHTos

2、hiba和IBM共同组建特别兴趣小组。在此之后，3Com、Lucent^Microsoft和Motoro1a也相继加盟蓝牙计划。它们的共同日标是开发一种全球通用的小范

3、韦I无线通信技术，即蓝牙。它是针对1=1前近距的便携式器件之间的红外线链路（infraredlink，简称I「DA）而提出的。应川红外线收发器链接虽然能免去电线或电缆的连接，但是使用起來佇许多不便，不仅距离只限于1〜2m,而且必须在视线上直接对准，屮间不能有任何阻扌当，同时只限于在两个设备Z间进行链接，不能同吋链接更多的设备。〃蓝牙〃技术的口的是使特定的移动电话、便

4、携武电脑以及各种便携式通信设备的主机之间在近距离内实现无缝的资源共享。蓝牙是一个开放性的无线通信标准，它将取代tl前多种电缆连接方案，通过统一的短程无线链路，在各侍息设备之间可以穿过墙準或公文包，实现方便快捷、灵活安全、低成木小功耗的话咅和数据通信。它推动和扩人了无线通信的应用范I韦I，使网络屮的各种数据和语音设备能互连互通，从而实现个人区域内的快速灵活的数据和语音通信。二、蓝牙屮的主要技术蓝牙技术是-种无线数据与语音通信的开放性全球规范，它以低成木的近距离无线连接为基础，为固定与移动设备通信环境建立-•个特别连接的短程无线电技术

5、。其实质内容是要建立通用的无线电空屮接口（radioairinierface）及其控制软件的公开标准，使通信和计算机进一步结合，使不同厂家生产的便携式设备在没有电线或电缆相互连接的情况下，能在近距离范I韦I内具有互用、互操作的性能（interoperabi1ity）o蓝牙技术的作用是简化小型网络设备（如移动PC、掌上电脑、手机）Z间以及这些设备与Internet之间的通信，免除在无绳电话或移动电话、调制解调器、头套武送/受话器、PDA、计算机、打印机、幻灯机、局域网等之间加装电线、电缆和连接器。此外，蓝牙无线技术还为C存在的数字网

6、络和外设提供通用接口以组建一个远离固定网络的个人特别连接设备群。蓝牙的载频选用在全球都可用的2.45GHz工业、科学、医学（ISM）频带，其收发信机采用跳频扩谱（FrequencyHoppingSpreadSpectrum）技术，在2.45GHzISM频带上以1600跳/s的速率进行跳频。依据各国的具体情况，以2.45GHz为屮心频率，最多可以得到79个1MHz带宽的信道。在发射带宽为1MHz时，其有效数据速率为721kbit/s,并采用低功率时分复用方式发射，适合3（J英尺（约10m）范围内的通信。数据包在某个载频上的某个时隙内

7、传递，不同类型的数据（包括链路管理和控制消息）占用不同信道，并通过杳询（inquiry）和寻呼（paging）过程來同步跳频频率和不同蓝牙设备的时钟。除采用跳频扩谱的低功率传输外，蓝牙还采用鉴权和加密等措施來提高通信的安全性。蓝牙支持点到点和点到多点的连接，可采用无线方式将若T•蓝牙设备连成一个微微网（Piconet）,多个微微网又可互连成特殊分散网，形成灵活的多重微微网的拓扑结构，从而实现各类设备之间的快速通信。它能在一个微微网内寻址8个设备（实际上互联的设备数量是没有限制的，只不过在同一时刻只能激活8个，其中1个为主7个为从）

8、。蓝牙技术涉及一系列软硬件技术、方法和理论，包括无线通信与网络技术，软件工程、软件可靠性理论，协议的正确性验证、形武化描述和一致性与互联测试技术，嵌入式实时操作系统（EmbeddedRTOS）,跨平台开发和川户界面图形化技术，软硬件接口技术（如RS232,UART,USB等），高集成、低功耗芯片技术等。三、蓝牙系统组成蓝牙系统一般由天线单元、链路控制（固件）单元、链路管理（软件）单元和蓝牙软件（协议栈）单元四个功能单元组成。蓝牙要求其天线部分体积十分小巧、重量轻，因此，蓝牙天线属于微带天线。蓝牙空小接口是建立在天线电平为0dB的基

9、础上的。空中接口遵循FederalcommunicalionCommission（简称FCC,即美国联邦通信委员会）有关电平为0dB的ISM频段的标准。如果全球电平达到100mw以上，可以使用扩展频谱功能來增加一些补充业务。频谱扩展功能是通过起始频