物聯(lián)網(wǎng)與短距離無(wú)線通信技術(shù)[董健]第二章-展示頁(yè)
2025-02-27 12:12本頁(yè)面
【正文】 第二部分為協(xié)議子集 （ Profile） 部分 ， 用以規(guī)定不同藍(lán)牙應(yīng)用 （ 也稱使用模式 ） 所需的協(xié)議和過(guò)程 。 藍(lán)牙系統(tǒng)組成 22 4. 軟件 （ 協(xié)議棧 ） 單元 藍(lán)牙的軟件 （ 協(xié)議棧 ） 單元是一個(gè)獨(dú)立的操作系統(tǒng) ， 不與任何操作系統(tǒng)捆綁 。 密鑰由程序的高層來(lái)管理 。 藍(lán)牙系統(tǒng)組成 21 鑒權(quán)是藍(lán)牙系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分 ， 它允許用戶為個(gè)人的藍(lán)牙設(shè)備建立一個(gè)信任域 ， 比如只允許主人自己的筆記本電腦通過(guò)主人自己的移動(dòng)電話通信 。藍(lán)牙基帶部分在物理層為用戶提供保護(hù)和信息保密機(jī)制。工作在 Park模式下的設(shè)備放棄了 MAC地址，偶爾收聽(tīng) Master使用。 Hold模式一般被用于連接好幾個(gè) Pico的情況下或者耗能低的設(shè)備 ， 如溫度傳感器 。 Slave也可主動(dòng)要求置為 Hold模式 。 此外 ， 還控制設(shè)備的工作狀態(tài)即呼吸（ Sniff） 、 保持 （ Hold） 和休眠 （ Park） 三種模式 。 LM能夠發(fā)現(xiàn)其它遠(yuǎn)端 LM并通過(guò) LMP（ 鏈路管理協(xié)議 ） 與之通信 。 報(bào)頭總有占 1/3比例的 FEC碼起保護(hù)作用 ， 其中包含了有用的鏈路信息 。 藍(lán)牙系統(tǒng)組成 17 但是 ， 要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)差錯(cuò)傳輸 ， FEC就必然要生成一些不必要的開(kāi)銷比特而降低數(shù)據(jù)的傳送效率 。 它有 3種糾錯(cuò)方案： 1/3比例前向糾錯(cuò) （ FEC） 碼 、 2/3比例前向糾錯(cuò)碼和數(shù)據(jù)的自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā) （ ARQ） 方案 。 16 2. 鏈路控制 （ 固件 ） 單元 在目前藍(lán)牙產(chǎn)品中 ， 人們使用了 3個(gè) IC分別作為連接控制器 、 基帶處理器以及射頻傳輸／接收器 ， 此外還使用了 30～ 50個(gè)單獨(dú)調(diào)諧元件 。 藍(lán)牙空中接口是建立在天線電平為 0dB的基礎(chǔ)上的 。 藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn) 15 藍(lán)牙系統(tǒng)組成 藍(lán)牙系統(tǒng)一般由天線單元、鏈路控制（固件）單元、鏈路管理（軟件）單元和藍(lán)牙軟件（協(xié)議棧）單元四個(gè)功能單元組成。 因此 ， 為了滿足這些不同的安全需求 ， 藍(lán)牙協(xié)議定義了三種安全模式 。 除此之外 ， 跳頻技術(shù)的保密性和藍(lán)牙有限的傳輸范圍也使竊聽(tīng)變得困難 。 如果用戶有更高級(jí)別的保密要求 ， 可以使用更高級(jí) 、 更有效的傳輸層和應(yīng)用層安全機(jī)制 。 藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn) 14 同其它無(wú)線信號(hào)一樣 ， 藍(lán)牙信號(hào)很容易被截取 ， 因此藍(lán)牙協(xié)議提供了認(rèn)證和加密功能 ， 以保證鏈路級(jí)的安全 。 藍(lán)牙產(chǎn)品輸出功率很小 (只有 1mW)， 僅是微波爐使用功率的百萬(wàn)分之一 ， 是移動(dòng)電話的一小部分 藍(lán)牙技術(shù)通信距離為 10m， 如果需要的話 ， 還可以選用放大器使其擴(kuò)展到 100m。 從技術(shù)角度來(lái)看 ， 藍(lán)牙芯片集成了無(wú)線 、 基帶和鏈路管理層功能 ，而鏈路管理功能實(shí)際上既可以通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn) ， 也可以通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn) ， 如果由軟件實(shí)現(xiàn)鏈路管理層功能 ， 那么芯片被簡(jiǎn)化 ， 價(jià)格也將變得合理 。 藍(lán)牙的最終目標(biāo)是集成于單價(jià)為 5美元的 CMOS芯片 。 它試圖以相同成本和安全性完成一般電纜的功能 ， 從而使移動(dòng)用戶擺脫電纜束縛 ，這就決定了藍(lán)牙技術(shù)具備以下技術(shù)特性 。其實(shí)質(zhì)內(nèi)容是要建立通用的無(wú)線電空中接口（ Radio Air Interface）及其控制軟件的公開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)，使通信和計(jì)算機(jī)進(jìn)一步結(jié)合，使不同廠家生產(chǎn)的便攜式設(shè)備在沒(méi)有電線或電纜相互連接的情況下，能夠在近距離范圍內(nèi)具有互用、互操作的性能（ Interoperability）。 “ 藍(lán)牙 ” 技術(shù)的目的是使特定的移動(dòng)電話 、 便攜式電腦以及各種便攜式通信設(shè)備的主機(jī)之間在近距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫的資源共享 。 它將取代目前多種電纜連接方案 ， 通過(guò)統(tǒng)一的短程無(wú)線鏈路 ， 在各信息設(shè)備之間可以穿過(guò)墻壁或公文包 ， 實(shí)現(xiàn)方便快捷 、 靈活安全 、 低成本小功耗的話音和數(shù)據(jù)通信 。 “藍(lán)牙”的由來(lái) 6 藍(lán)牙技術(shù)概述 藍(lán)牙是一個(gè)開(kāi)放性的無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn) ， 設(shè)計(jì)者的初衷是用隱形的連接線代替線纜 。這么多的精英公司集中在一項(xiàng)技術(shù)的大旗下，在商業(yè)史上是史無(wú)前例的，一項(xiàng)公開(kāi)的全球統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范得到了工業(yè)界如此廣泛的關(guān)注和支持，也是以往所罕見(jiàn)的。 蓋茨專程到拉斯維加斯一間只有 11名員工的小公司訪問(wèn)，只因這家公司已研制成功一種含藍(lán)牙技術(shù)的胸卡，隨后，微軟便宣布加入 SIG。之后，藍(lán)牙引起了越來(lái)越多企業(yè)的關(guān)注。 他們共同的目標(biāo)是建立一個(gè)全球性的小范圍無(wú)線通信技術(shù)，并將此技術(shù)命名為“藍(lán)牙”，來(lái)表達(dá)要將這種全新的無(wú)線傳輸技術(shù)在全球推廣，并實(shí)現(xiàn)全球通用的雄心。瑞典的愛(ài)立信公司于 1994年成立了一個(gè)專項(xiàng)科研小組，對(duì)移動(dòng)電話及其附件的低能耗、低費(fèi)用無(wú)線連接的可能性進(jìn)行研究，他們的最初目的在于建立無(wú)線電話與PC卡、耳機(jī)及桌面設(shè)備等產(chǎn)品的連接。但是隨著研究的深入，科研人員越來(lái)越感到這項(xiàng)技術(shù)所獨(dú)具的個(gè)性和巨大的商業(yè)潛力，同時(shí)也意識(shí)到憑借一家企業(yè)的實(shí)力根本無(wú)法繼續(xù)研究，于是，愛(ài)立信將其公諸于世，并極力說(shuō)服其他企業(yè)加入到它的研究中來(lái)。 3 1000年后的今天，世界范圍內(nèi)電子設(shè)備技術(shù)高速發(fā)展。經(jīng)過(guò)他的不懈努力，戰(zhàn)爭(zhēng)終于停止，各方領(lǐng)袖坐到了談判桌前，至此，四分五裂的挪威和丹麥得以統(tǒng)一。第二章 藍(lán)牙技術(shù) 2023/3/12 1 本章內(nèi)容 ? 藍(lán)牙技術(shù)概述
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