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蓝牙 无线单元篇
中国通信网 时间:2009-08-12 信息来源:

  功能模块--蓝牙系统中的功能模块有无线单元、链路控制单元、链路管理单元和软件功能。

  无线单元--Piconet网通过蓝牙技术在特定环境下的设备连接之集合。Piconet是两个设备的连接,如便携机和蜂窝电话。最多可拓展为8个连接设备,所有设备都是对等的,并且遵循相同的操作方式。建立连接后,设备单元分主、从方式工作,直至Piconet连接完毕。

  多个独立的、非同步的Piconet网组成一个独立的Scatternet网络。

  主工作单元是指在Piconet中,其设备的时钟和跳频信号用来作其它设备的同步,称主工作单元。次工作单元是指在Piconet中的非主工作单元。MAC地址3位地址码,用来区分Piconet网中的不同设备。分组单元指在Piconet中的同步设备,但没有MAC地址。

  试探和保持模式连接Piconet网中的同步设备,但进入节电模式后,设备处于非激活状态,即基本睡眠状态。

  蓝牙技术支持点到点和点到多点的连接,几个Piconet网可以相互连接,每个Piconet网可通过不同的频率和跳频序列来区别,在同一Piconet网中的用户对同一跳频序列是同步的。

  对于多个Piconet的网络,在10个满负荷、独立的Piconet网络结构中,全双工速率不会超过6Mb/s。这是因为系统需考虑同步,基于0dBm发射功率的基站发射,在数据输出过程中将减少10%载荷。

  语音信道采用CVSD(Continuous Variable Slope Delta Modulation)调制,不会重发话音分组,由于CVSD对抗掉话和话音变形性能较强,即使位错误率达到4%,CVSD编码的语音质量仍很好。

  蓝牙无线接口是基于常规的0dBm无线发射功率,接口符合FCC的ISM频带功率不大于0dBm的规定。在全世界范围内,功率可增至100mW,以便能满足不同的应用。在1MHz内可有79跳,频率范围从2.402~2.480GHz。由于各国的无线管理机构不同,在日本、法国、西班牙,该频段相对较窄,这可以通过蓝牙技术的内部软件开关来实现。最大的跳频率达1600跳/秒,正常的无线链路范围为0.1~10m,若增强发射功率,通信距离可增加到100m。

  基带描述了设备的数字信号处理部分,即蓝牙链路控制器,它完成基带协议和其它低级的链路规程。

  在建立Piconet网络内设备连接之前,所有设备处于备用模式。在此期间,一个未连接单元每隔1.28秒周期侦听消息,每当设备唤醒,它经过特定单元的32个跳频周期序列,跳频的频数与不同的地理区域有关,跳频周期32是大多数国家的标准(日本、西班牙、法国除外)。

  连接过程可以由任一设备触发,随后此单元即成为主用,在主设备地址已知的情况下,连接由PAGE消息实现,如在地址未知情况下,先有一个INQUIRY消息,然后是PAGE消息。

  在PAGE消息开始时,主用设备发送16个相同的PAGE消息,但位于不同的跳频上,用来呼叫设备。如被叫没有反应,则在Wakeup模式重发用来唤醒设备的16个消息序列。主设备到备用设备的最长时延不超过两倍的Wakeup周期(2.56秒),平均时延是半个Wakeup周期(0.64秒)。

  INQUIRY消息通常用来寻找蓝牙设备,包括共用打印机、传真机和类似的其它小型设备。INQUIRY消息和PAGE消息是类似的,但需附加一周期序列,收集所有的反馈信息。

  在没有数据传输的情况下,省电模式用来保持Piconet的设备连接,主控单元可以将被控单元置于HOLD模式(从工作单元本身也需置于HOLD模式),此时单元只有内部时钟在运行。从HOLD模式转变后,数据传输立即得以恢复,HOLD模式通常用于几个Piconet之间的设备连接或是管理像温度感应计等低功率设备时使用。

  还有两个更省功率的模式,即SNIFF和PARK模式。在前一模式下,设备在较低的频率下监听设备,减少工作周期,且可以根据具体应用情况编程。在后一个模式下,设备仍和Piconet同步,但不参与业务。分组设备放弃其MAC地址,并偶而侦听通信情况,以便接收广播信息,同时可判断主设备是否有重新同步的要求。

  如果按功率的增强方式将各种工作模式排列,SNIFF模式具有最高的任务周期,HOLD模式次之,PARK最低。省电序列则反之。

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