蓝牙技术论文

蓝牙技术论文内容摘要：

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 ： 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 6 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 2020 年底到 2020 年底。 第二阶段 ： 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 2020年～ 2020年。 第三阶段 ： 2020 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 23个蓝牙产品。 就目前而言，蓝牙产品的市场化正处于第三阶段的起步期。 2020 年底，蓝牙有超过 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 2020年的不足 100万台 增加到 2020年的 16亿台。 图 2 蓝牙协议结构 蓝牙技术的特点 蓝牙是一种短距无线通信的技术规范，它最初的目标是取代现有的掌上电脑、移动电话等各种数字设备上的有线电缆连接。 在制定蓝牙规范之初，就建立了统一全球的目标，向全球公开发布，工作频段为全球统一开放的 、科学和医学（ Industrial, Scientific and Medical, ISM）频段。 从目前的应用来看，由于蓝牙体积小、功率低，其应用已不局限于计算机外设，几乎可以被集成到任何数字设备之中，特别是那些对数据传输速 率要求不高的移动设备和便携设备。 蓝牙技术的特点可归纳为如下几点： 全球范围适用 蓝牙工作在 的 ISM 频段，全球大多数国家 ISM 频段的范围是~，使用该频段无需向各国的无线电资源管理部门申请许可证。 同时可传输语音和数据 蓝牙采用电路交换和分组交换技术，支持异步数据信道、三路语音信道以及异步数据与同步语音同时传输的信道。 每个语音信道数据速率为 64kbit/s，语音信号编码采用脉冲编码调制 (PCM)或连续可变斜率增量调制 (CVSD)方法。 当采用非对称信道传输数据时，速率 最高为 721kbit/s，反向为 ；当采用对称信道 7 传输数据时，速率最高为。 蓝牙有 两种链路类型：异步无连接(Asynchronous ConnectionLess ， ACL) 链路和同步面向连接 (Synchronous ConnectionOriented， SCO)链路。 可以建立临时性的对等连接 (Adhoc Connection) 根据蓝牙设备在网络中的角色，可分为主设备（ Master）与从设备（ Slave）。 主设备是组网连接主动发起连接请求的蓝牙设备，几个蓝牙 设备连接成一个皮网（ Pico）时，其中只有一个主设备，其余的均为从设备。 皮网是蓝牙最基本的一种网络形式，最简单的皮网是一个主设备和一个从设备组成的点对点的通信连接。 通过时分复用技术，一个蓝牙设备便可以同时与几个不同的皮网保持同步，具体来说，就是该设备按照一定的时间顺序参与不同的皮网，即某一时刻参与某一皮网，而下一时刻参与另一个皮网。 具有很好的抗干扰能力 工作在 ISM频段的无线电设备有很多种，如家用微波炉、无线局域网（ Wireless LocalArea Network， WLAN）和 HomeRF等 产品，为了很好地抵抗来自这些设备的干扰，蓝牙采用了跳频（ Frequency Hopping）方式来扩展频谱（ Spread Spectrum），将 ～ 79个频点，相邻频点间隔 1MHz。 蓝牙设备在某个频点发送数据之后，再跳到另一个频点发送，而频点的排列顺序则是伪随机的，每秒钟频率改变 1600次，每个频率持续 625μｓ。 蓝牙模块体积很小、便于集成 由于个人移动设备的体积较小，嵌入其内部的蓝牙模块体积就应该更小，如爱立信公司的蓝牙模块 ROK101008的外形尺寸仅为。 低功耗 蓝牙设备在通信连接（ Connection）状态下，有四种工作模式 —— 激活（ Active）模式、呼吸（ Sniff）模式、保持（ Hold）模式和休眠（ Park）模式。 Active 模式是正常的工作状态，另外三种模式是为了节能所规定的低功耗 模式。 开放的接口标准 SIG为了推广蓝牙技术的使用，将蓝牙的技术标准全部公开，全世界范围内的任何单位和个人都可以进行蓝牙产品的开发，只要最终通过 SIG 的蓝牙产品兼容性测试，就可以推向市场。 成本低 随着市场需求的扩大，各个供应 商纷纷推出自己的蓝牙芯片和模块，蓝牙产品价格飞速下降。 图 3 蓝牙系统结构 8 第 3章 蓝牙技术的主要应用 蓝牙技术 在外围设备的应用 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。 蓝牙技术是做为一种 “电缆替代 ”的技术提出来的，发展到今天已经演化成了一种个人信息网络的技术。 它将内嵌蓝牙芯片的设备互联起来，提供话音和数据的接入服务，实现信息的自动交换和处理。 蓝牙主要针对三大类的应用：话音／数据的接入、外围设备互联和个人局域网。 话音／数据的接入是将 一台计算设备通过安全的无线链路连接到一个通信设备，完成与广域通信网络的互联。 外围设备互联是指将各种外设通过蓝牙链路连接到主机。 个人局域网的主要应用是个人网络和信息的共享和交换。 蓝牙技术已获得了两千余家企业的响应，从而拥有了巨大的开发和生产能力。 蓝牙已拥有了很高的知名度，消费者对这一技术也很有兴趣。 在 2020 年，爱立信公司和 ARM 公司达成协议，前者将有权使用后者生产的Arm 7 RISC 芯片集。 作为瑞典通信领域巨头，爱立信公司打算把这种芯片应用于未来的蓝牙 PAN 技术。 爱立信微电子领域专管 Data集 成电路（ IC）领域的总经理 Johan Tingsb先生指出，蓝牙和面向家庭的快速网络接入已经变成他们公司的首要应用。 他说：“ARM 的处理技术将为芯片的低功率系统技术提供一个高效率的并且有明确标准的平台。 ”实际上，取得 ARM 的生产许可证将会极大缩短下一代通信产品投放市场的时间。 就在爱立信和 ARM合作之前不久， Cahners InStat公司提出的一份报告预测说：随着用户逐渐认识到蓝牙 PAN 技术的强大功能和灵活性，蓝牙将会大大普及。 那份题为 “Bluetooth 2020:To Enable the Star Trek Generation”的报告预测，到 2020年全世界支持蓝牙技术的设备数量将会超过 10亿。 从芯片这边来看，芯片价格持续下降。 英国 CSR生产的主要蓝牙芯片产品，目前售价约为 7 美元～ 8 美元 /颗，随着公司陆续推出新产品，预计秋季时将降价至 5美元、而年底时降至 3美元左右。 芯片越来越小巧。 蓝牙的技术界面是专用半导体集成电路芯片，用于嵌入电子器件内。 而与用户直接见面的产品界面则是各种时尚电子产品。 因此，蓝牙技术要嵌入到电子器件内就要考虑蓝牙的芯片尺寸，它必须具有小巧、廉价、结构紧凑和功能强大的特点 才能放进蜂窝电话中。 向单芯片方向发展。 目前已经有所突破，法国 Alcatel Microelectronics 等公司在ISSCC2020上发表了用于蓝牙的单芯片 LSI， CSR公司也推出了嵌入电池中的单芯片蓝牙 IC BlueCore01。 产品具有兼容性。 目前的产品一致性测试都已经没问题，但是无法互通，蓝牙只有成为无线通信的“世界语”才有意义。 SIG已召集制造商开了两次会议来测试各自蓝牙产品基础组件间的兼容情况，测试中发现的不兼容情况正在解决之中。 与其它技术的共存。 蓝牙只是 WLAN 中重要的技术，有其局限性， WLAN 网的实现需要几种技术的结合。 众多操作系统支持蓝牙。 微软公司于 2020年上市的 Windows操作系统 —— Whistler也支持蓝牙。 以 IBM为首的众多计算机厂商正在努力达成协议，为 PC 平台制定蓝牙标准，以解决不同设备之间的兼容性。 干扰问题的解决。 美国 Mobilian公司推出了兼具无线 LAN 和 Bluetooth 功能的芯片组。 这个由两个芯片构成的芯 9 片组具备无线 LAN 的标准方式 的无线收发功能和蓝牙功能。 由于 和蓝牙的载波频带都使用 ，当同时收发这两种规格的数据时，有可能引起数据包冲突等电波干扰，一直无法同时应用。 Mobilian公司此次开发的芯片组中，通过采用消除电波干扰的方法，实现了两种规格数据通信的同时进行。 最后支持漫游功能。 蓝牙技术可以在微网络或扩大网之间切换，但每次切换都必须断开与当前 PAN 的连接。 为解决此问题， Commil 技术公司设计了一种系统，即使在蓝牙模式不同入口点之间漫游，仍可以维持连续的、不中断的数据和声音交流。 这种蓝牙网络技术提供很好的连接，其中一个连接是从一个蓝牙入口点出发，在运作中保证不断开。 增加消费者 的认知度。 作为一种近距离的无线通信技术，蓝牙技术并不是唯一的。 但是与其他相应的无线通信技术比较起来，蓝牙技术的优势就在于它的全球统一的、开放的技术标准，技术先进与成本低廉的折衷统一考虑，以及世界蓝牙组织 SIG知识产权共享的巨大诱惑力。 在蓝牙技术联盟中国。