相识蓝牙技术

2019-11-03 09:39:25

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供稿：网友

爱立信公司David Blankenbeckler 　　前言

　　蓝牙技术, 以十世纪丹麦国王Harold 的外号"蓝牙"而命名，目前是无线开发商的热点话题。

　　蓝牙技术使低带宽无线连接变得简单易行，从而可以轻松融入到您的日常生活中。蓝牙技术应用的一个简单例子便是更新手机的电话号码簿。今天，您可能还需要人工输入所有人的姓名和电话号码，或者在电话和电脑之间采用线缆或IR链接，启动应用来同步你的联络信息。采用蓝牙技术，这些都可以在电话进入与电脑通信的范围内时自动完成，而无需用户的干预。当然，它的功能还在不断扩展，包括可以自动进行日历、工作表、备忘录、电子邮箱等等的同步和更新。这仅仅是这项新技术众多激动人心的应用的一个方面。想像一下，当您走进商店时，所有商品名称都会自动列在您的手机或掌上电脑(PDA)上，有了蓝牙，就可以实现这一切。

　　蓝牙规范是一个开放的标准，由"蓝牙特殊兴趣集团"(SIG)管理。蓝牙 SIG由五个创始公司及1999年底加入的四个新成员公司领导，这九个公司组成了蓝牙SIG的PRomoter Group:

创始公司	新成员
爱立信	3Com
IBM	朗讯科技
Intel	微软
诺基亚	摩托罗拉
东芝

　　除此以外，蓝牙SIG 还有1200多个公司成员。业界如此广泛地参与应该可以保证蓝牙成为广泛采用的技术。第一批蓝牙产品已于今年面市。爱立信的第一个蓝牙产品是蓝牙耳机和手机，已于去年在欧洲问世，今年在香港上市。
　　系统结构
　　蓝牙通信的频率为2.4GHz，这是一个未授权的ISM频带。收发信号机利用跳频减少干扰和信号衰减。典型蓝牙设备的范围为10米。通信信道可以支持数据(异步)和话音(同步)通信，总带宽为每秒1Mb。支持的信道配置如下所示：

配置	最大数据速率(上行)	最大数据速率(下行)
三个同步话音信道	每秒64kb×3	每秒64kb×3信道
对称数据	每秒433.9kb	每秒433.9kb
不对称数据	每秒723.2kb或每秒57.6kb或	每秒57.6kb 每秒723.2kb

　　通过预留固定间隔的插槽实现电路交换，来提供同步话音信道。同步链路是指同步面向连接链路(SCO)。异步数据信道采用分组交换技术、且利用轮询接入方案来提供。异步链路是指异步无连接链路(ACL)。同时还定义了组合数据和话音的同步面向连接包(SCO packet)。在每个方向上，这可以提供速率为每秒64Kb的话音业务和每秒64Kb的数据业务。
　　微网简介(Piconet)
　　一个蓝牙设备可以与一个或多个其它蓝牙设备通过不同方式进行交互。最简单的情形是只有两个设备时，称为点到点通信。一个设备作为主设备，另一个设备作为辅设备。这种专门的网络即称为微网。事实上，微网是任何带一个主设备和一个或多个辅设备的蓝牙网络。图1示意出了一个微网。当有多个辅设备时，通信拓扑即为点到多点结构。在这种情况下，微网中的所有设备共享信道(及带宽)。一个微网可以有七个激活的辅设备。每个激活的辅设备都有一个分配的3比特激活成员地址 (AM_ADDR)。

新加入的辅设备也可与主设备保持同步，但是没有激活成员地址，因而这些辅设备未被激活，称为待命(parked)设备。当激活和待命设备同时存在时，所有信道均由主设备调控。一个待命设备有一个8位数的待命成员地址 (PM_ADDR), 这样待命设备的数量限制在256个。一个待命设备能与主设备时钟保持同步，而且可以快速激活，在微网中通信。
分散网简介(Scatternet)
你可能想知道如果两个微网在同一覆盖区域内时会发生什么。例如，你可能有一个包含手机和电脑的微网，而隔壁的人有一个包含手机、耳机和名片扫描器的微网，如图2所示：

　　由于两个微网离得很近，它们的覆盖区会重叠。这种情况在蓝牙规范中有规定，称为scatternet。事实上，一个微网中的辅设备可以加入到另一个微网中，作为主设备或辅设备，这通过时分复用技术来完成。在一个scatternet中，两个(或多个)微网在时间或频率上均不同步。每个微网都在自己的跳频信道内运行，而多个微网中的任何设备通过时分复用技术可在适当时间加入。回到刚才举的这个例子，你可能想设置您邻居的名片扫描器，也将扫描的信息传输到你的电脑上，这样你可以获得他的业务联络信息。当然，这需要双方均同意这种使用方式。这也将我们带到另一个话题，蓝牙的安全性。
　　鉴权和私密性
　　虽然鉴权和私密性可以在软件协议层解决，但是蓝牙物理层也提供这些功能。用户可以规定某个连接是单向的、双向还是无需鉴权的。鉴权通过采用问询/回应系统来实现，该系统支持40或64位的密码。密码管理在软件层完成。这些安全机制和相关软件允许用户可以设置自己的设备只能互相通信。所有蓝牙设备都以相同方式在这种物理层确保安全性。当然，对于高度机密的应用，建议您在网络传输或应用层采用更先进的运算法则。
　　硬件要求
　　蓝牙硬件可以分为两个主要功能，无线模块和链路模块。现在，一个包含无线和链路子系统的完整蓝牙硬件模块的成本在25～30美元之间。但是业内大多数人认为在未来的几年内会降至5美元。
　　蓝牙设备在2.4GHz的工业科研医药(ISM, Industrial Scientific Medicine)频带内运行，在大多数国家这是个无需许可的频段，包括从2400MHz到2483.5 MHz的频率范围。

[摘自：网络世界]

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