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蓝牙的原理

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作者:时间:2006-12-11来源:综合电子论坛

(Bluetooth)是一项短途无线电连接系统,它可以将不同的电子器材连系起来。原理就好像收音机一样,装有的电子器材,可以接收外来的讯息,从而进行特定的指令。不过,不但可以接收,也都可以“传送”,因此装有蓝牙的电子器材,能够互相沟通。

现在,大部分的电脑配件,如打印机、荧幕等,都要接驳上电线,才可以互传讯息,但蓝牙透过其短途的接收系统,便可以使这些配件在没有驳线下,仍然能够传送指令,做到真正“无线”的世界。

举例来说,一部手提电话如果没有接上电话线,便不能“上网” 接收电子邮件,但在蓝牙的帮助下,用户只要透过手提电话接收电子邮件,然后再传送到手提电脑,便可以做到“无线”上网。

不过蓝牙的使用仍有不够全面的地方,由于它的射程短,暂时只能够应用在室内范围,所以要享受无线带来的方便,也只可以在室内进行。

1。蓝牙的工作频段:
蓝牙工作于2.4GHz的全球通用ISM(工业,科学,医学)频段, 以保证蓝牙在全世界范围内的运用. 蓝牙系统的天线发射功率符合FCC关于ISM波段的要求0dBm。系统的最大跳频速率为1600跳/秒,在2.402GHz到2.480GHz之间,采用79个1MHz带宽的频点。系统设计的通信距离为10米(0db),如果增加发射功率(20db),这一距离也可以达到100米.以时分方式进行全双工通信(TDD),传输速率设计为1MHz。采用前向纠错(FEC)编码技术,减少远距离传输时的随机噪声影响。话音采用抗衰落能力很强的连续可变斜率调制(CVSD)编码方式以提高话音质量,采用频率调制方式,降低设备的复杂性。

2。蓝牙硬件的模块的组成:
蓝牙主要包括两个模块:无线射频单元(RF),基带(BB)和链路管理(LM)单元
正是因为蓝牙采用了全世界通用的频段,来自外界的干扰信号是不可避免的,蓝牙采用了快速确认和跳频方案,把频带分成若干的调频信道(Hop Channel),在一次连接中蓝牙收发信机按一定的规律发送伪随即码,不断地从一个信道转换到另一个信道,只有收发信机都按照这个规律进行通信,排除其他的干扰信号源。
BB负责跳频和蓝芽数据及信息帧的传输。LM负责连接的建立和拆除。它们实现的功能包括:对同步定向连接(SCO)和异步无连接(ACL)连接方式的支持;差错控制,可以采用多种检纠错方式,其中包括前向纠错编码(FEC);物理层的认证与加密;链路管理 。
蓝牙的BB协议是电路交换和分组交换的结合, 在SCO连接中在信道的时隙中可以传输同步数据包,每个数据包以不同的频率传送,每一个话音通道支持64kbps的同步话音。同时蓝牙支持异步数据信道,及3个同时进行的同步话音信道,一个信道还可以同时传送异步数据和同步话音。ACL连接在异步数据信道上支持一端723.2 kb/s和反响57.6kb/s的不对称连接, 和双向433.9Kb/s的对称连接。


 

3。纠错技术:
在BB中有三种纠错方案:
a. 1/3比例前向纠错(FEC)
b. 2/3比例的前向纠错
c. 数据的自动请求重发(ARQ)
前向纠错是为了减少数据重发的次数, 降低传输数据量. 在自动请求重发的机制中在时隙中传送的数据必须在下一个时隙得到确认, 在数据的收端通过了报头错误检测和CRC校验之后才向发端回确认的消息, 否则返回一个错误消息.


 

4。加密和鉴权
蓝牙基带部分在物理层为用户提供加密,鉴权基于“请求-响应”运算法则, 个人的蓝牙设备可建立信任域,只有建立在统一信任域的蓝牙设备才能互相通信。
1895年意大利的马克尼利用电火花产生电磁波,先后在9M,975M和3000M的地方地方收到电磁信号,从此开辟了无线通信的新纪元,通过电磁波的辐射和传播,经过空间传达信息,无线通信从早期的电报传送发展到现在传播电话,传真,数据,图象等等。无线通信在初期使用的频率较低,频率范围窄,主要运用长波和中波,随着技术的进步,使用的频率范围逐渐扩大,现在的无线通信的频率从超长波到亚毫米波段,直至光波。
频段 频率 名称 波长
极低频(ELF) 3-30Hz 极长波 100-10Mm
超低频(SLF) 30-300Hz 超长波 10-1Mm
特低频(ULF) 300-3000Hz 特长波 1000-100km
甚低频(VLF) 3-30kHz 甚低频 100-10km



关键词: 蓝牙

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