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1、第10章藍(lán)牙技術(shù),? 藍(lán)牙(Bluetooth)是一種短距離無(wú)線數(shù)據(jù)和語(yǔ)音傳輸?shù)娜蛐蚤_(kāi)放式技術(shù)規(guī)范,工作在2.4GHz ISM開(kāi)放頻段。? 它以低成本的近距離無(wú)線連接為基礎(chǔ),為固定或移動(dòng)通信設(shè)備之間提供通信鏈路,使得近距離內(nèi)各種信息設(shè)備能夠提供資源共享。,? 盡管藍(lán)牙技術(shù)的設(shè)計(jì)初衷是將智能移動(dòng)電話與筆記本電腦、掌上電腦以及各種數(shù)字信息的外部設(shè)備用無(wú)線方式連接起來(lái),進(jìn)而形成一種個(gè)人網(wǎng)絡(luò),使得在其可達(dá)到的范圍之內(nèi)各種信息化的移動(dòng)便攜
2、設(shè)備都能無(wú)縫地共享資源。,? 但實(shí)際上它的應(yīng)用潛力已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于最初藍(lán)牙技術(shù)開(kāi)發(fā)者的想象,其與眾不同的優(yōu)越特性,引起了人們?cè)絹?lái)越多的興趣,隨著藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展和越來(lái)越多的廠商關(guān)注藍(lán)牙,確立藍(lán)牙技術(shù)發(fā)展的最終目的是要建立一個(gè)全球統(tǒng)一的無(wú)線連接標(biāo)準(zhǔn)。,? 使得不同廠家生產(chǎn)的數(shù)字信息設(shè)備在近距離內(nèi)不用電纜就可以很方便地連接起來(lái),實(shí)現(xiàn)相互操作與數(shù)據(jù)共享,目前基于藍(lán)牙技術(shù)的產(chǎn)品正在不斷面市,而藍(lán)牙技術(shù)本身也在不斷地完善。? 本章對(duì)藍(lán)牙技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)介
3、。,10.1 概述,10.1.1 藍(lán)牙技術(shù)的起源與演進(jìn),10.1.2 藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn),① 藍(lán)牙技術(shù)的開(kāi)放性。 ② 藍(lán)牙技術(shù)的通用性。 ③ 短距離。 ④ 無(wú)線“即連即用”。 ⑤ 抗干擾能力強(qiáng)。,⑥ 支持語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通信。 ⑦ 組網(wǎng)靈活。 ⑧ 軟件的層次結(jié)構(gòu)。 ⑨ 藍(lán)牙模塊體積很小、便于集成。 成本低。,10.2 藍(lán)牙設(shè)備組成與藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),10.2.1 藍(lán)牙設(shè)備的組成,圖10-1 藍(lán)牙設(shè)備的組成結(jié)構(gòu),
4、1.無(wú)線射頻單元,? 藍(lán)牙無(wú)線射頻單元是一個(gè)藍(lán)牙無(wú)線收發(fā)器,它是任何藍(lán)牙設(shè)備的核心,包含中頻振蕩器、中頻濾波器、調(diào)制解調(diào)器、壓控振蕩器、頻率合成器以及天線控制開(kāi)關(guān)等電路,完成基帶數(shù)據(jù)分組的跳頻擴(kuò)頻與解擴(kuò)功能。,2.基帶和鏈路控制器(LC,Link Controller)單元,? 基帶和鏈路控制單元完成的藍(lán)牙基帶層協(xié)議功能主要包括以下幾個(gè)方面:① 建立物理連接(包括跳頻序列產(chǎn)生和同步、對(duì)接收bit流進(jìn)行符號(hào)定時(shí)提取的恢復(fù));② 數(shù)據(jù)分
5、組打包/解包;,③ 提供2種不同的物理鏈路類(lèi)型、5種邏輯鏈路和多種分組類(lèi)型;④ 差錯(cuò)控制;⑤ 鑒權(quán)和加密。,3.藍(lán)牙鏈路管理(LM,Link Manager)單元,? 完成的主要功能如下:① 設(shè)備號(hào)請(qǐng)求;② 鏈路地址查詢(xún);③ 鏈路模式協(xié)商和建立;④ 鏈路連接建立和關(guān)閉;,⑤ 鑒權(quán);⑥ 決定幀的類(lèi)型;⑦ 設(shè)備功耗模式設(shè)置(監(jiān)聽(tīng)模式、保持模式或者休眠模式)。,4.主機(jī)控制接口單元(HCI,Host Controller In
6、terface),? 為了使不同廠商生產(chǎn)的藍(lán)牙模塊和主機(jī)都能夠互相通信,藍(lán)牙協(xié)議棧定義了一個(gè)藍(lán)牙模塊和主機(jī)之間的標(biāo)準(zhǔn)接口,稱(chēng)為主機(jī)控制接口(HCI)。,5.藍(lán)牙主機(jī),? 藍(lán)牙的高層協(xié)議棧通常設(shè)計(jì)成一個(gè)軟件部分,運(yùn)行在主機(jī)設(shè)備上,所以有時(shí)又稱(chēng)為主機(jī)棧(Host Stack)。,10.2.2 藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),? 藍(lán)牙既可以“點(diǎn)到點(diǎn)”也可以“點(diǎn)到多點(diǎn)”進(jìn)行無(wú)線連接。,圖10-2 藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),1.藍(lán)牙微微網(wǎng),? 藍(lán)牙中的基本聯(lián)網(wǎng)單元是微
7、微網(wǎng)(Piconet),它由一臺(tái)主設(shè)備和1~7臺(tái)活躍的從設(shè)備組成。,2.藍(lán)牙散射網(wǎng),? 在同一個(gè)區(qū)域內(nèi)可能有多個(gè)微微網(wǎng),一個(gè)微微網(wǎng)中的主設(shè)備單元同時(shí)也可以從屬于另外的微微網(wǎng),作為另一個(gè)微微網(wǎng)中的從設(shè)備單元,作為2個(gè)或2個(gè)以上微微網(wǎng)成員的藍(lán)牙單元就成了網(wǎng)橋節(jié)點(diǎn)。,10.3 藍(lán)牙協(xié)議,10.3.1 藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)文檔構(gòu)成10.3.2 藍(lán)牙協(xié)議體系結(jié)構(gòu),圖10-3 藍(lán)牙的協(xié)議棧,? 第1類(lèi)是核心協(xié)議(Core Protoco1),是由藍(lán)牙
8、SIG專(zhuān)門(mén)對(duì)藍(lán)牙而開(kāi)發(fā)的核心專(zhuān)用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,形成由下列成分組成的5層棧。,① 無(wú)線電(Radio):規(guī)范藍(lán)牙無(wú)線層的基本技術(shù)參數(shù),確定包括頻率、跳頻的使用、調(diào)制模式和傳輸功率在內(nèi)的空中接口細(xì)節(jié)。,② 基帶(BB,BaseBand):規(guī)范媒體訪問(wèn)控制(MAC)和物理層的過(guò)程,確定微微網(wǎng)中的連接建立、尋址、分組格式、編/解碼、加/解密、計(jì)時(shí)和功率控制。③ 鏈路管理器協(xié)議(LMP,Link Manager Protocol):規(guī)范在藍(lán)牙設(shè)備鏈
9、路的建立、拆除及鏈路的安全控制。,④ 邏輯鏈路控制和自適應(yīng)協(xié)議(L2CAP,Logical Link Control and Adaptation Protocol):是一個(gè)為高層傳輸和應(yīng)用層協(xié)議屏蔽基帶協(xié)議細(xì)節(jié)的適配協(xié)議,使高層協(xié)議不必了解無(wú)線層和基帶層信號(hào)的具體形式。,⑤ 服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議(SDP,Service Discovery Protocol):主要由兩大部分組成:服務(wù)信息記錄數(shù)據(jù)庫(kù)和發(fā)現(xiàn)/瀏覽服務(wù)功能。,? 第2類(lèi)也是藍(lán)牙SI
10、G開(kāi)發(fā)的協(xié)議,但它們是基于現(xiàn)有的協(xié)議開(kāi)發(fā)而來(lái)的,包括串口仿真協(xié)議(RFCOMM)和電話控制協(xié)議(TCS,Telephony Control protocol Specification)。,① RFCOMM是藍(lán)牙規(guī)范中的電纜替代協(xié)議(Cable Replacement Protoco1),是一個(gè)簡(jiǎn)單的串口仿真協(xié)議,提供了基于L2CAP之上的虛擬串口。,② 電話控制協(xié)議二進(jìn)制的通話控制規(guī)范(TCS-BIN,Telephony Contro
11、l Specification—Binary)是面向比特的協(xié)議,它定義了藍(lán)牙設(shè)備間建立語(yǔ)音和數(shù)據(jù)呼叫的控制信令,定義了處理藍(lán)牙TCS設(shè)備群的移動(dòng)管理進(jìn)程。,第3類(lèi)是接納協(xié)議(Adopted Protocols),是在由其他標(biāo)準(zhǔn)制定組織發(fā)布的規(guī)范中定義的,并被納入總體的藍(lán)牙結(jié)構(gòu)。,? 藍(lán)牙戰(zhàn)略是僅僅發(fā)明必需的協(xié)議,盡量使用現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)。 ? 接納協(xié)議包括以下內(nèi)容。,① PPP:點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議是在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路上傳輸IP數(shù)據(jù)報(bào)的因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。
12、② TCP/UDP/IP是TCP/IP協(xié)議簇的基礎(chǔ)協(xié)議。,③ OBEX:對(duì)象交換協(xié)議是為了交換對(duì)象,由紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)(IrDA,1nfrared Data Association)開(kāi)發(fā)的會(huì)話層協(xié)議。 ④ WAE/WAP:藍(lán)牙將無(wú)線應(yīng)用環(huán)境和無(wú)線應(yīng)用協(xié)議包含到它的結(jié)構(gòu)中。,10.3.3 藍(lán)牙應(yīng)用模型,? 圖10-4給出了最高優(yōu)先級(jí)的應(yīng)用模型,包括如下內(nèi)容。① 文件傳輸(File Transfer):文件傳輸應(yīng)用模型支持目錄、文件、文
13、檔、圖像和流媒體格式的傳輸。,圖10-4 藍(lán)牙的應(yīng)用模型,② 撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)(Dial-up Networking):使用此應(yīng)用模型,一臺(tái)帶有藍(lán)牙功能的PC可以通過(guò)裝有藍(lán)牙芯片的調(diào)制解調(diào)器或手機(jī)以無(wú)線方式接入撥號(hào)網(wǎng)絡(luò),提供撥號(hào)連網(wǎng)和傳真的功能,對(duì)于撥號(hào)連網(wǎng),AT命令用于控制移動(dòng)電話或Modem。,③ 局域網(wǎng)接入(LAN Access):此應(yīng)用模式使得微微網(wǎng)上的設(shè)備可以接入LAN。 ④ 同步(Synchronization):同步操作應(yīng)用模
14、型提供了手機(jī)、電腦、個(gè)人數(shù)字處理(PDA)等設(shè)備間個(gè)人信息管理(PIM,Personal Information Management)信息的同步,如商務(wù)卡、電話簿、日程、消息和通知等。,⑤ 三合一電話(Three in One Phone):實(shí)現(xiàn)此應(yīng)用模型的電話手機(jī)可以作為一臺(tái)連接到語(yǔ)音基站的無(wú)繩電話,作為一部與其他電話相連的內(nèi)部通信設(shè)備和作為一部蜂窩電話。,⑥ 頭戴式設(shè)備(Headset):可以作為音頻輸入輸出接口和遠(yuǎn)端設(shè)備連接起來(lái)
15、,這種應(yīng)用可以保證人們?cè)谕ㄔ挼臅r(shí)候自由活動(dòng)。,10.4 藍(lán)牙無(wú)線電規(guī)范,? 藍(lán)牙無(wú)線電規(guī)范藍(lán)牙設(shè)備的最大發(fā)射功率定義了三個(gè)等級(jí)。,1類(lèi):最大范圍的輸出為100mW(+20dBm),最小為1mW(0dBm)。 2類(lèi):最大輸出為24mW(+4dBm),最小為0.25mW(?6dBm)。 3類(lèi):最小發(fā)射功率。,10.5 藍(lán)牙基帶規(guī)范,10.5.1 物理信道,圖10-5 跳頻的時(shí)分復(fù)用,圖10-6 多時(shí)隙分組的例子,10.5.
16、2 時(shí)鐘與編址,(1)本地時(shí)鐘(CLKN)(2)主時(shí)鐘(CLK)(3)預(yù)計(jì)時(shí)鐘(CLKE),? 藍(lán)牙基帶協(xié)議規(guī)定,藍(lán)牙設(shè)備在同一微微網(wǎng)有4種類(lèi)型的地址。,(1)藍(lán)牙設(shè)備地址(BD_ADDR)(2)活動(dòng)成員地址(AD_ADDR)(3)休眠成員地址(PM_ADDR)(4)訪問(wèn)請(qǐng)求地址(AR_ADDR),10.5.3 物理鏈路,? 根據(jù)對(duì)傳輸業(yè)務(wù)特性要求的不同,主從設(shè)備之間能建立兩類(lèi)鏈路。① 面向同步連接(SCO,Synch
17、ronous Connection Oriented):在涉及主設(shè)備和單獨(dú)從設(shè)備的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接時(shí)分配固定的帶寬。,② 異步無(wú)連接(ACL,Asynchronous Connectionless):主設(shè)備與微微網(wǎng)中所有從設(shè)備間的一條點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的鏈路。,10.5.4 邏輯信道,? 根據(jù)在SCO和ACL物理鏈路上傳遞的不同信息,藍(lán)牙規(guī)范定義了5種類(lèi)型的邏輯信道,它們是為傳輸不同類(lèi)型的通信負(fù)荷而設(shè)計(jì)的。,① 鏈路控制(LC,Link Contro
18、l):用于鏈路接口管理分組的通信流,LC信道被映射到分組首部,此信道傳送像ARQ、流控制和負(fù)荷特征等低級(jí)鏈路控制信息。? 除了ID分組之外,LC信道在所有分組中傳遞,因?yàn)镮D分組無(wú)分組首部。,② 鏈路管理(LM,Link Manager):在參與站點(diǎn)之間傳輸鏈路管理信息。 ? 此邏輯信道支持LMP通信,并能在SCO或ACL鏈路上傳送。,③ 用戶(hù)異步(UA,User Asynchronous);傳送異步的用戶(hù)數(shù)據(jù)。 ? 正常情
19、況下此信道在ACL鏈路上傳送,但可能在SCO鏈路上的DV分組中傳送。,④ 用戶(hù)等時(shí)(UI,User Isochronous);傳送等時(shí)的用戶(hù)數(shù)據(jù)。 ? 此信道正常情況下在ACL鏈路上傳送,但可能在SCO鏈路的DV分組中傳送。,? 在基帶級(jí),U1信道的處理方式與UA信道相同。 ? 計(jì)時(shí)提供的等時(shí)屬性由更高層提供。,⑤ 用戶(hù)同步(US,User Synchronous):傳送同步的用戶(hù)數(shù)據(jù)。 ? 此信道在SCO鏈路上傳送。,10
20、.5.5 分組,① 接入碼(Access Code):用于計(jì)時(shí)同步、偏移量補(bǔ)償、尋呼和詢(xún)問(wèn)。② 首部(Header):用于標(biāo)識(shí)分組類(lèi)型及攜帶協(xié)議控制信息。③ 負(fù)荷(Payload):如果有,在大多數(shù)情況下,它包含用戶(hù)語(yǔ)音或數(shù)據(jù)和負(fù)荷首部。,圖10-7 藍(lán)牙的基帶格式,1.接入碼,? 存在3種類(lèi)型的接入碼:① 信道接入碼(CAC,Channel Access Code):標(biāo)識(shí)微微網(wǎng)(對(duì)微微網(wǎng)是唯一的)。,② 設(shè)備接入碼(DAC,
21、Device Access Code):用于尋呼及接下來(lái)的響應(yīng)。③ 詢(xún)問(wèn)接入碼(IAC,Inquiry Access Code):用于詢(xún)問(wèn)。,2.分組首部,① 微微網(wǎng)激活成員地址(AM_ADDR):回憶一下最多可容納7個(gè)活躍的從設(shè)備的微微網(wǎng)。 ② 類(lèi)型(Type):標(biāo)識(shí)分組的類(lèi)型(見(jiàn)表10-4),為SCO和ACL鏈路共有的控制分組預(yù)留了4個(gè)類(lèi)型碼。,③ 流(Flow):僅為ACL通信提供1位的流控制機(jī)制。 ? 當(dāng)收到流:0的分組
22、時(shí),收到分組的站點(diǎn)必須臨時(shí)停止此鏈路上ACL分組的傳輸;當(dāng)收到流:1的分組時(shí),傳輸可以重新開(kāi)始。,④ ARQN:為一個(gè)由CRC保護(hù)的ACL通信提供1位確認(rèn)機(jī)制。 ⑤ SEQN:提供1位序列的計(jì)數(shù)模式。 ⑥ 首部差錯(cuò)控制(HEC,Header Error Control):8位的檢錯(cuò)碼,用于保護(hù)分組的首部。,3.負(fù)載格式,① 負(fù)載首部(Payload Header):為單時(shí)隙分組定義了8位的首部,為多時(shí)隙分組定義了16位的首部。②
23、負(fù)載主體(Payload Body):包含用戶(hù)信息。③ CRC:除了AUXI分組以外,在所有的數(shù)據(jù)負(fù)載上使用16位的CRC碼。,? 當(dāng)存在負(fù)載首部時(shí),它由3個(gè)域組成,如圖10-7(d)所示。,① L_CH:標(biāo)識(shí)邏輯信道。 ? 選項(xiàng)是LMP報(bào)文(11);未分片的L2CAP報(bào)文或分片的初始L2CAP報(bào)文(10);其余后續(xù)分片的L2CAP報(bào)文(01);或其他(00)。,② 流(Flow):用于在L2CAP層控制流。 ? 這與在ACL
24、通信中,分組首部的流字段中提供的開(kāi)/關(guān)機(jī)制相同。,③ 長(zhǎng)度(Length):負(fù)載中數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù),不包括負(fù)載首部和CRC。,10.5.6 差錯(cuò)控制,? 在基帶層,藍(lán)牙使用3種糾錯(cuò)模式以應(yīng)付無(wú)線鏈路中可能出現(xiàn)的傳輸錯(cuò)誤。① 1/3比例的前向糾錯(cuò)(FEC,F(xiàn)orward Error Correction)用于18位的分組首部及HVl分組中的語(yǔ)音字段。,② 2/3比例的FEC被用于所有的DM分組、DV分組的數(shù)據(jù)字段、FHS分組和HV2分組
25、。 ③ 自動(dòng)重發(fā)請(qǐng)求(ARQ,Automatic Repeat reQuest)模式用于DM和DH分組及DV分組的數(shù)據(jù)字段。,10.5.7 鏈接控制,① 維持(Standby):默認(rèn)狀態(tài),這是低功率狀態(tài),只有本地時(shí)鐘在工作;② 連接(Connection):設(shè)備作為主站或從站連到微微網(wǎng)。,圖10-8 藍(lán)牙鏈接控制器狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖,? 為從一個(gè)狀態(tài)移至另一個(gè)狀態(tài),可使用藍(lán)牙鏈路管理器發(fā)出的命令或鏈路控制器中的內(nèi)部信號(hào),這些子狀態(tài)如下。
26、,① 尋呼(Page):設(shè)備發(fā)起尋呼。 ? 主站使用尋呼激活從站,并與從站相連。,? 在不同跳的信道上,主站通過(guò)發(fā)射從站的設(shè)備按入碼(DAC,Device Access Code)來(lái)發(fā)送尋呼消息。,② 尋呼掃描(Page Scan):設(shè)備監(jiān)聽(tīng)自身帶DAC的尋呼。,③ 主站響應(yīng)(Master Response):作為主站運(yùn)行的設(shè)備收到從站發(fā)出的尋呼響應(yīng)。 ? 設(shè)備現(xiàn)在可以進(jìn)入連接狀態(tài),或返回尋呼狀態(tài)以尋呼其他從站。,④ 從站響應(yīng)(
27、Slave Response):作為從站運(yùn)行的設(shè)備響應(yīng)主站發(fā)來(lái)的尋呼。 ? 如果連接成功地建立,設(shè)備進(jìn)入連接狀態(tài);否則,它返回尋呼掃描狀態(tài)。,⑤ 查詢(xún)(Inquiry):設(shè)備發(fā)布。 ? 查詢(xún),查找范圍內(nèi)的設(shè)備標(biāo)識(shí)。,⑥ 查詢(xún)掃描(Inquiry Scan);設(shè)備監(jiān)聽(tīng)查詢(xún)。⑦ 查詢(xún)響應(yīng)(Inquiry Response):已發(fā)布查詢(xún)的設(shè)備收到查詢(xún)響應(yīng)。,1.查詢(xún)過(guò)程2.尋呼過(guò)程3.連接狀態(tài),? 一旦從站處于連接狀態(tài),它便處于
28、以下4個(gè)操作模式之一。① 活躍(Active):通過(guò)監(jiān)聽(tīng)、發(fā)送和接收分組,從站積極參與微微網(wǎng)。,② 偵測(cè)(Sniff):并不是每次收到時(shí)隙(每隔一個(gè)時(shí)隙)時(shí),從站都會(huì)監(jiān)聽(tīng),從站只監(jiān)聽(tīng)對(duì)應(yīng)其報(bào)文的特定時(shí)隙。,③ 保持(Hold):此模式中的設(shè)備支持ACL分組,并且,進(jìn)入降低的功率狀態(tài)。 ④ 置停(Park);當(dāng)從站無(wú)需參與微微網(wǎng),但仍被保留為微微網(wǎng)的一部分時(shí),它能進(jìn)入到置停模式,這是不活躍的低功率模式。,10.6 藍(lán)牙鏈路管理規(guī)范
29、,圖10-9 LMP_PDU的格式,10.7 藍(lán)牙邏輯鏈路控制和自適應(yīng)協(xié)議規(guī)范,① 無(wú)連接服務(wù)(Connectionless Service):這是可靠的數(shù)據(jù)報(bào)格式的服務(wù)。,② 連接模式服務(wù)(Connection-Mode Service):此服務(wù)類(lèi)似于HDLC提供的服務(wù)。 ? 在兩用戶(hù)交換數(shù)據(jù)時(shí),建立一條邏輯連接,并提供流控制和差錯(cuò)控制。,10.7.1 L2CAP信道,? L2CAP提供3種類(lèi)型的邏輯信道。① 無(wú)連接(C
30、onnectionless):支持無(wú)連接服務(wù)。 ② 面向連接(Connection Oriented):支持面向連接的服務(wù)。 ③ 信令(Signaling):提供L2CAP實(shí)體間信令報(bào)文的交換。,10.7.2 L2CAP分組,① 長(zhǎng)度(Length):信息負(fù)荷加PSM域的長(zhǎng)度,用字節(jié)表示。② 信道標(biāo)識(shí)(CID,Channel ID):值為2,表示大連接信道。,③ 協(xié)議/服務(wù)多路復(fù)用器(PSM,Protocol/Service M
31、ultiplexer):標(biāo)識(shí)高層收到分組的負(fù)載。,④ 信息負(fù)荷(1nformation Payload):高層用戶(hù)數(shù)據(jù)。 ? 此域的長(zhǎng)度可高達(dá)65533(216?3)個(gè)字節(jié)。,圖10-10 L2CAP的格式,? 信令分組的負(fù)荷由一個(gè)或多個(gè)LMAP命令組成,其中每條命令由4個(gè)域組成。① 碼(Code):標(biāo)識(shí)命令的類(lèi)型。,② 標(biāo)識(shí)符(Identifier):用于匹配請(qǐng)求和回應(yīng)。 ? 請(qǐng)求的設(shè)備設(shè)置此域,而回應(yīng)的設(shè)備在它的回應(yīng)中
32、使用相同的值。 ? 每條初始命令使用不同的標(biāo)識(shí)符。,③ 長(zhǎng)度(Length):此命令指示數(shù)據(jù)域的長(zhǎng)度,用字節(jié)表示。④ 數(shù)據(jù)(Data):如果有需要時(shí),與此命令相關(guān)的附加數(shù)據(jù)。,10.7.3 信令命令,? 拒絕對(duì)命令作響應(yīng)可發(fā)送命令拒絕命令(Command Reject Command)。 ? 連接命令(Connection Command)用于建立一條新的邏輯連接。,? 可選的域包括參數(shù)列表,它們的值是可協(xié)商的,每個(gè)參數(shù)由3
33、個(gè)域定義。,① 類(lèi)型(1B)(Type):此字節(jié)中7個(gè)最不重要的位標(biāo)識(shí)選項(xiàng)。 ? 如果最重要的位被設(shè)為0,選項(xiàng)是強(qiáng)制的,如果接收站沒(méi)認(rèn)出選項(xiàng),它必須拒絕配置請(qǐng)求;如果最重要的位被設(shè)為1,選項(xiàng)是可選的,并且可被接收站點(diǎn)忽略。,② 長(zhǎng)度(1B)(Length):可選負(fù)荷的長(zhǎng)度。 ? 長(zhǎng)度為0表示無(wú)負(fù)荷。,③ 選項(xiàng)負(fù)荷(Option Payload),關(guān)于此選項(xiàng)的更多信息。,?下列的參數(shù)是可協(xié)商的。① 丟棄超時(shí)選項(xiàng)(Flush T
34、imeout Option):作為ARQ機(jī)制一部分的基帶規(guī)范中,在多次嘗試重傳失敗后,負(fù)荷將被丟棄。,② 服務(wù)質(zhì)量(QoS,Quality of Service):標(biāo)識(shí)此信道上本地設(shè)備通信(發(fā)出的通信)的通信流規(guī)范。,? 取消連接命令(Disconnection Command)用于結(jié)束邏輯信道。? 回送命令(Echo Command)用于向遠(yuǎn)程L2CAP實(shí)體請(qǐng)求回應(yīng),這些命令一般用于檢查鏈路或使用可選的數(shù)據(jù)域傳遞特定廠家的信息。,
35、? 信息命令(Information Command)用于向遠(yuǎn)程L2CAP實(shí)體請(qǐng)求特定實(shí)現(xiàn)的信息。,10.7.4 服務(wù)質(zhì)量,? 流規(guī)范由下列參數(shù)組成:① 服務(wù)類(lèi)型;② 令牌速率(bit/s);③ 令牌桶的大小(B);④ 帶寬峰值(bit/s);⑤ 等待時(shí)間(μs);⑥ 時(shí)延變化(μs)。,10.8 藍(lán)牙系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn),10.8.1 藍(lán)牙模塊,? 按照藍(lán)牙芯片的發(fā)展過(guò)程,可以把藍(lán)牙芯片分成兩種基本類(lèi)型:藍(lán)牙芯片組和藍(lán)牙單芯片
36、。,① 藍(lán)牙芯片組:即把藍(lán)牙的RF收發(fā)器、藍(lán)牙基帶控制器和存儲(chǔ)器(如閃存)等分別設(shè)計(jì)在多個(gè)獨(dú)立的芯片中,所以稱(chēng)為芯片組。,② 藍(lán)牙單芯片:隨著設(shè)備小型化的需要以及微電子技術(shù)的進(jìn)步,人們需要一種能夠集成藍(lán)牙低層各部分功能(至少應(yīng)包括RF收發(fā)器、基帶控制器和LM)的單芯片解決方案,這樣可以有效縮小藍(lán)牙芯片的體積,便于集成到一些小型化的設(shè)備中,如手機(jī)、PDA和耳機(jī)中。,圖10-11 典型的藍(lán)牙單芯片的結(jié)構(gòu)示意圖,1.射頻收發(fā)器,? 射頻收發(fā)
37、器(RF收發(fā)器)是藍(lán)牙設(shè)備的核心,任何藍(lán)牙設(shè)備都要有RF收發(fā)器。,? RF收發(fā)器的主要功能包括:① 調(diào)制/解調(diào):即將基帶控制器送來(lái)的低頻信號(hào)調(diào)制為2.4GHz的高頻信號(hào),將接收到的高頻信號(hào)重新解調(diào)為基帶控制器所需的低頻信號(hào);,② 發(fā)送和接收:發(fā)送操作包括載波的產(chǎn)生、載波調(diào)制、功率控制及自動(dòng)增益控制(AGC),接收操作包括將頻率調(diào)諧至正確的載波頻率及信號(hào)強(qiáng)度控制等;③ 幀定時(shí)恢復(fù);④ 跳頻功能。,? RF收發(fā)器主要包括壓控振蕩器(V
38、CO)、低噪聲放大器(LNA)、混頻器、射頻濾波器、合成器(Synthesizer)和接收信號(hào)強(qiáng)度指示器等。,2.藍(lán)牙基帶控制器,? 藍(lán)牙基帶控制器也是藍(lán)牙模塊中的關(guān)鍵部件。,3.微處理器,? 微處理器一般采用ARM或ARC處理器,它用于處理RF信號(hào)、控制和協(xié)調(diào)各部分器件的工作。,4.閃存和SRAM,? 藍(lán)牙協(xié)議棧的低層協(xié)議,如基帶和LM層的具體處理過(guò)程都以固件的形式存放在閃存(Flash存儲(chǔ)器)中,閃存中還包括一些API,用于對(duì)藍(lán)牙芯
39、片進(jìn)行配置。,10.8.2 藍(lán)牙系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式,? 藍(lán)牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)定義了模塊與主機(jī)相連接的接口可以為USB、UART或RS232,當(dāng)藍(lán)牙模塊以上任何一種接口與主機(jī)相連接時(shí),主機(jī)控制器接口(HCI)上層的通信協(xié)議由主機(jī)負(fù)責(zé)處理,HCI接口下層的通信協(xié)議則由模塊內(nèi)的基帶層芯片與RF芯片負(fù)責(zé),如圖10-12 所示。,圖10-12 藍(lán)牙模塊以HCI接口與主機(jī)相連接,圖10-13 藍(lán)牙模塊直接內(nèi)嵌在主機(jī)的硬件內(nèi),10.8.3 藍(lán)牙產(chǎn)品的
40、開(kāi)發(fā)步驟,① 選擇應(yīng)用場(chǎng)合。 ② 確定適當(dāng)?shù)膽?yīng)用模型。 ③ 根據(jù)模型要求,確定所需的藍(lán)牙協(xié)議模塊。 ④ 根據(jù)應(yīng)用的情況,采用合適的硬件方案來(lái)實(shí)現(xiàn)研制的藍(lán)牙產(chǎn)品。⑤ 進(jìn)行產(chǎn)品認(rèn)證,確保其互通性和兼容性。,10.9 藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用,10.10 本章小結(jié),? 本章介紹藍(lán)牙技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí),首先介紹了藍(lán)牙技術(shù)的起源與演進(jìn)和藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn),其次給出了藍(lán)牙系統(tǒng)組成與藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),接著說(shuō)明了藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)文檔構(gòu)成、藍(lán)牙協(xié)議體系結(jié)構(gòu)和藍(lán)牙應(yīng)用模型。
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