无线通信系统与技术蓝牙技术 ppt课件

• 但实际上它的应用潜力已经远远大于最
初蓝牙技术开发者的想象，其与众不同的 优越特性，引起了人们越来越多的兴趣， 随着蓝牙技术的发展和越来越多的厂商关 注蓝牙，确立蓝牙技术发展的最终目的是 要建立一个全球统一的无线连接标准。
• 使得不同厂家生产的数字信息设备在近
距离内不用电缆就可以很方便地连接起来， 实现相互操作与数据共享，目前基于蓝牙 技术的产品正在不断面市，而蓝牙技术本 身也在不断地完善。
• 第2类也是蓝牙SIG开发的协议，但它们
是基于现有的协议开发而来的，包括串口 仿真协议（RFCOMM）和电话控制协议 （TCS，Telephony Control protocol Specification）。
① RFCOMM是蓝牙规范中的电缆替代协 议（Cable Replacement Protoco1），是一 个简单的串口仿真协议，提供了基于 L2CAP之上的虚拟串口。
• 完成的主要功能如下：
① 设备号请求； ② 链路地址查询； ③ 链路模式协商和建立； ④ 链路连接建立和关闭；
⑤ 鉴权； ⑥ 决定帧的类型； ⑦ 设备功耗模式设置（监听模式、保持模 式或者休眠模式）。
4．主机控制接口单元（HCI，Host Controller Interface）
• 为了使不同厂商生产的蓝牙模块和主机
图10-2 蓝牙网络拓扑结构
1．蓝牙微微网
• 蓝牙中的基本联网单元是微微网
（Piconet），它由一台主设备和1～7台活 跃的从设备组成。
2．蓝牙散射网
• 在同一个区域内可能有多个微微网，一
个微微网中的主设备单元同时也可以从属 于另外的微微网，作为另一个微微网中的 从设备单元，作为2个或2个以上微微网成 员的蓝牙单元就成了网桥节点。
10.1.2 蓝牙技术的特点
① 蓝牙技术的开放性。 ② 蓝牙技术的通用性。 ③ 短距离。 ④ 无线“即连即用”。 ⑤ 抗干扰能力强。
⑥ 支持语音和数据通信。 ⑦ 组网灵活。 ⑧ 软件的层次结构。 ⑨ 蓝牙模块体积很小、便于集成。
成本低。
10.2 蓝牙设备组成与蓝牙网络结构 10.2.1 蓝牙设备的组成
② 电话控制协议二进制的通话控制规范
（TCS-BIN，Telephony Control Specification—Binary）是面向比特的协议， 它定义了蓝牙设备间建立语音和数据呼叫 的控制信令，定义了处理蓝牙TCS设备群 的移动管理进程。
第3类是接纳协议（Adopted Protocols）， 是在由其他标准制定组织发布的规范中定 义的，并被纳入总体的蓝牙结构。
10.3 蓝牙协议
10.3.1 蓝牙标准文档构成 10.3.2 蓝牙协议体系结构
图10-3 蓝牙的协议栈
• 第1类是核心协议（Core Protoco1），是
由蓝牙SIG专门对蓝牙而开发的核心专用标 准协议，形成由下列成分组成的5层栈。
① 无线电（Radio）：规范蓝牙无线层的 基本技术参数，确定包括频率、跳频的使 用、调制模式和传输功率在内的空中接口 细节。
② 基带（BB，BaseBand）：规范媒体访 问控制（MAC）和物理层的过程，确定微 微网中的连接建立、寻址、分组格式、编/ 解码、加/解密、计时和功率控制。
③ 链路管理器协议（LMP，Link Manager Protocol）：规范在蓝牙设备链 路的建立、拆除及链路的安全控制。
④ 逻辑链路控制和自适应协议（L2CAP，
• 蓝牙战略是仅仅发明必需的协议，尽量
使用现有的标准。
• 接纳协议包括以下内容。
第10章
• 蓝牙（Bluetooth）是一种短距离无线数据
和语音传输的全球性开放式技术规范，工作 在2.4GHz ISM开放频段。
• 它以低成本的近距离无线连接为基础，为
固定或移动通信设备之间提供通信链路，使 得近距离内各种信息设备能够提供资源共享。
• 尽管蓝牙技术的设计初衷是将智能移动
电话与笔记本电脑、掌上电脑以及各种数 字信息的外部设备用无线方式连接起来， 进而形成一种个人网络，使得在其可达到 的范围之内各种信息化的移动便携设备都 能无缝地共享资源。
Logical Link Control and Adaptation Protocol）：是一个为高层传输和应用层协 议屏蔽基带协议细节的适配协议，使高层 协议不必了解无线层和基带层信号的具体 形式。
⑤ 服务发现协议（SDP，Service Discovery Protocol）：主要由两大部分组 成：服务信息记录数据库和发现/浏览服务 功能。
• 基带和链路控制单元完成的蓝牙基带层协议
功能主要包括以下几个方面： ① 建立物理连接（包括跳频序列产生和同步、 对接收bit流进行符号定时提取的恢复）； ② 数据分组打包/解包；
③ 提供2种不同的物理Leabharlann Baidu路类型、5种逻辑 链路和多种分组类型；
④ 差错控制；
⑤ 鉴权和加密。
3．蓝牙链路管理（LM，Link Manager）单元
图10-1 蓝牙设备的组成结构
1．无线射频单元
• 蓝牙无线射频单元是一个蓝牙无线收发
器，它是任何蓝牙设备的核心，包含中频 振荡器、中频滤波器、调制解调器、压控 振荡器、频率合成器以及天线控制开关等 电路，完成基带数据分组的跳频扩频与解 扩功能。
2．基带和链路控制器（LC，Link Controller）单元
都能够互相通信，蓝牙协议栈定义了一个 蓝牙模块和主机之间的标准接口，称为主 机控制接口（HCI）。
5．蓝牙主机
• 蓝牙的高层协议栈通常设计成一个软件
部分，运行在主机设备上，所以有时又称 为主机栈（Host Stack）。
10.2.2 蓝牙网络结构
• 蓝牙既可以“点到点”也可以“点到多
点”进行无线连接。
• 本章对蓝牙技术进行简介。
10.1
概述
10.2 蓝牙设备组成与蓝牙网络结构
10.3
蓝牙协议
10.4
蓝牙无线电规范
10.5
蓝牙基带规范
10.6
蓝牙链路管理规范
10.7 蓝牙逻辑链路控制和自适应协议规范
10.8 10.9 10.10
蓝牙系统的实现 蓝牙技术的应用
本章小结
10.1 概述 10.1.1 蓝牙技术的起源与演进