蓝牙是一种支持设备短距离通信(一般是10m之内)的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。蓝牙的标准是IEEE802.15,工作在2.4GHz 频带,带宽为1Mb/s。 “蓝牙”(Bluetooth)原是一位在10世纪统一丹麦的国王,他将当时的瑞典、芬兰与丹麦统一起来。用他的名字来命名这种新的技术标准,含有将四分五裂的局面统一起来的意思。蓝牙技术使用高速跳频(FH,Frequency Hopping)和时分多址(TDMA,Time DivesionMuli—access)等先进技术,在近距离内最廉价地将几台数字化设备(各种移动设备、固定通信设备、计算机及其终端设备、各种数字数据系统,如数字照相机、数字摄像机等,甚至各种家用电器、自动化设备)呈网状链接起来。蓝牙技术将是网络中各种外围设备接口的统一桥梁,它消除了设备之间的连线,取而代之以无线连接。 蓝牙是一种短距的无线通讯技术,电子装置彼此可以透过蓝牙而连接起来,省去了传统的电线。透过芯片上的无线接收器,配有蓝牙技术的电子产品能够在十公尺的距离内彼此相通,传输速度可以达到每秒钟1兆字节。以往红外线接口的传输技术需要电子装置在视线之内的距离,而现在有了蓝牙技术,这样的麻烦也可以免除了。 蓝牙的发展 蓝牙的支持者很多,从最初只有五家企业发起的蓝牙特别兴趣小组(SIG)发展到现在已拥有了近3000个企业成员。根据计划,蓝牙从实验室进入市场经过三个阶段: 第一阶段是蓝牙产品作为附件应用于移动性较大的高端产品中。如移动电话耳机、笔记本电脑插卡或PC卡等,或应用于特殊要求或特殊场合,这种场合只要求性能和功能,而对价格不太敏感,这一阶段的时间大约在2001年底到2002年底。 第二阶段是蓝牙产品嵌入中高档产品中,如PDA、移动电话、PC、笔记本电脑等。蓝牙的价格会进一步下降,估计其芯片价格在10美元左右,而有关的测试和认证工作也将初步完善。这一时间段是2002年~2005年。 第三阶段是2005年以后,蓝牙进入家用电器、数码相机及其他各种电子产品中,蓝牙网络随处可见,蓝牙应用开始普及,蓝牙产品的价格在2美元~5美元之间,每人都可能拥有2-3个蓝牙产品。 就目前而言,蓝牙产品的市场化正处于第二阶段的起步期。预计到2006年底,蓝牙将会有超过10亿的无线用户,其中包括5亿多使用无线互联网访问服务的用户。第三代移动通信技术将为蓝牙互联提供更大的市场,蓝牙互联技术允许手机、便携设备、个人电脑、笔记本电脑和第三方的接入设备互相连接在一起。安装蓝牙模块的设备将从2001年的不足100万台增加到2006年的16亿台。 蓝牙技术的主要市场将是低端无线联网领域,提供简单方便的无线联网技术是业内最初研发“蓝牙”标准的初衷。 蓝牙系统的基本特征 蓝牙系统结构的基本特征可从下述诸方面获得理解:(1)网络拓扑;(2)交换模式;(3)节能模式;(4)抗干扰性能;(5)鉴权、加密;(6)话音编码;(7)软件结构。 蓝牙的软件体系是一个独立的操作系统,不与任何操作系统捆绑;适用于几种不同商用操作系统的蓝牙规范正在完善中。蓝牙协议体系中设计协议和协议栈的主要原则为尽可能利用现有各种高层协议,保证现有协议与蓝牙技术融合及各种应用之间的互通性,充分利用兼容蓝牙技术规范的软硬件系统和蓝牙技术规范的开放性,便于普遍开发新的应用。 蓝牙软件结构标准包括Core(核心)和Profile(应用协议栈)两大部分。Core为蓝牙协议核心,主要定义蓝牙的技术细节,Profile定义相应的实现协议栈,这样即可为全球兼容性奠定基础。 蓝牙标准主要定义的是底层协议,也定义了一些高层协议和相关接口。具体协议分为4层:核心协议(蓝牙连接管理协议LMP、蓝牙逻辑链路控制与适配协议L2CAP、服务检测协议SDP)、蓝牙电缆替代协议RFCOMM、电话传送控制协议TCB BIN/AT、与Internet应用相关的一些高层协议(PPP、UDP/TCP/IP、OBEX/vCard/vCal、IrMC、E—mail、WAP和WAE等)。 对蓝牙系统结构基本系统参数及指标要求可归纳如下 工作频段:ISM频段2.402GHz—2.480GHz; 双工方式:TDD; 业务类别:同时支持电路交换及分组交换业务; 数据标称速率:1Mbit/s; 异步信道速率:非对称连接723.2kbit/s/57.6kbit/s; 对称连接:433.9kbit/s(全双工模式); 同步信道速率:64kbit/s(3个全双工信道); 信道间隔:1MHz; 信道数:79; 发射功率及覆盖:0dBm(1mW),1—10m覆盖,20dBm(100mW),扩展至1O0m覆盖; 跳频频点数:79个频点/MHz(2408+k(MHz),k=0,1,2……78); 跳频速率:1600次/s; 工作模式:Active/Sniff/Hold/Park; 数据连接方式:面向连接业务SCO(话音,电路交换、预留时隙)、无连接业务ACL(分组数据、分组交换、轮询); 纠错方式:1/3FEC(3bit重复码),2/3FEC(截短Hamming码),CRC—16,ARQ; 鉴权:反应逻辑算术方式; 密钥:以8bits为单位增减,最长128bits; 安全机制:链路级,认证基于共享链路密钥询问/响应机制,认证和加密密钥生成基于SAFER+算法; 话音编码方式:CVSD或对数PCM; 网络拓扑结构:Ad hoc(无中心自组织)结构,Piconet及Scatternet;
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