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蓝牙profile


免提配置文件 (HFP) HFP 描述了网关设备如何用于供免提设备拨打和接听呼叫。 应用方案 常用方案如汽车中的汽车套件。汽车套件可连接至您的手机,并用于拨打和接听呼叫。更普 遍的应用如把无线耳机连接至手机以用于拨打和接听呼叫。 示例产品 此处列示了一些可能采用 HFP 的设备类型示例: 汽车 汽车套件 GPS 系统 耳机 手机 PDA 技术信息 HFP 定义了两种角色:音频网关 (AG) 和免提单元 (HF): 音频网关 (AG) – 即作为音频网关的设备,可用于输入和输出,通常为手机。 免提单元 (HF) – 即作为音频网关的远程音频输入和输出机制的设备。它还提供了一些远 程控制方法。 基带(Baseband)、LMP 和 L2CAP 是 OSI 第 1 层和第 2 层蓝牙协议。RFCOMM 是蓝牙 串行端口仿真实体。SDP 是蓝牙服务发现协议。 (Hands Free control)免提控制是负责免提设备特定控制信号传输的实体;此信令基于 AT 命 令。 虽然没有显示在模型中(左边) ,但此配置文件假定免提控制可以访问一些较低层程序(如, 建立同步连接) 。
HFP(Hands-free Profile):让蓝牙设备可以控制电话,如接听、挂断、拒接、语音拨号等,拒接、语音拨 号要视蓝牙耳机及电话是否支援。

A2DP 能够让两个同样支持蓝牙音效传输的装置互相连接,无论是 1.1 或 1.2 版,都能输出如 CD 音质(16 bits,44.1 kHz)般的音乐。 假如有一方没有支持 A2DP 的话,这时音效就只能输出 Handsfree Profile(8 bits,8 kHz) ,就算耳机是采 用双耳筒的设计,也只能有一般电话的单声道音质,与真正的立体声相去甚远。 A2DP 的应用一:蓝牙立体声耳机 + 手机 蓝牙立体声耳机+手机, 除了具有一般的语音通话功能外, 最大的特点是可以直接通过蓝牙立体声耳机听手 机中所播放的音乐。而市面上内置 A2DP 模式的手机, 目前有 HP h6315(6365)及 Motorola E680i 两款智能手机, 搭配蓝牙立体声耳机后 (例 如:I.Tech.Clip.S,I.Tech.Clip.S35 等) ,都可以直接聆听手机中的音乐! 等 NOKIA S60 手 除了手机内置 A2DP 之外, 采用 Symbain Series 60 操作系统的手机,如 Nokia 7610、6670、3230、6680、6630、N-Gage、QD 等

机及 Panasonic X700、X800...等,知名蓝牙厂商 iTec 特别附赠 BluePlayer 程序(目前有三个版本,1、 对应 6630、6680 等,2、对应 QD、N-Gage ,3、对应其他 S60 界面的手机) ,可以使 Series 60 手机支持 A2DP 模式,同样享受音乐的“无线”快感。

A2DP 的应用二:蓝牙立体声耳机+个人电脑 随著蓝牙设备的普及,越来越多个人及笔记本电脑,也开始内置蓝牙装置。而电脑端上的蓝牙应用,可以 说是类型最多的,无论是打印机、

鼠标键盘的连接,甚至是 PDA 和手机的同步,都可以透过蓝牙装置进行。目前在个人电脑上最 Hot 的应用 就属用蓝牙耳机讲 Skype,只要将电脑安装

上蓝芽接收器,并安装驱动程式后,就可以进行蓝芽的配对使用,解决有线装置线路繁乱的困扰。

蓝牙立体声耳机推出后,除了可以用来进行 Skype 通话外,还可以用耳机来听电脑中的音乐,无论电 脑中的蓝牙接收器规格是 1.1 版本或是 1.2

版,只要更新到支持 A2DP 模式的驱动程序后 (WIDCOMM 需要 4.0 版本以上才支持,IVT 需要 1.4 版 本以上), 就可以支持蓝牙耳机提供的立体声音

效输出,让使用者能体验“声”临其境的感觉,也不用担心喇叭会干扰到其他人。

A2DP 的应用三:蓝牙立体声耳机+音乐播放器 如果你的手机没有支持蓝牙 A2DP,但是你又想利用蓝牙耳机听取音乐,也有厂商推出了适用于 3.5 mm 耳机插头的 HiFi 蓝牙传输装置(Blue Con35)。 只要有 3.5 mm 耳机接头的音乐播放装置, iPod、 如 MP3 Player、家用音响或是收音机,都可以直接转换为蓝牙无线传输的装置,使用起来也

不必经过繁复的设定,只要开启发送端及蓝牙立体声耳机的电源后,就会自行配对,让你直接感受无线应 用的神奇

A2DP 全名是 Advenced Audio Distribution Profile 蓝牙音频传输模型协定。A2DP 规定 了使用蓝牙非同步传输信道方式, 传输高质量音乐文件数据的协议堆栈软件和使用方法, 基 于该协议就能通过以蓝牙方式传输高品质的音乐了。 这个技术可以利用立体声蓝牙耳机来收 听手机中的音乐了。 所谓的蓝牙其实包括很多版本以及小的功能规范子集 其中一个叫做 A2DP(Advance Audio Distribution Profile) 的,是专门为使用蓝牙传 送立体声音乐而制定的 只要两个蓝牙设备均支持这种规范,那么即可以实现无线传送立体声音乐 目前支持 A2DP 的蓝牙耳机主要有 moto 的 HT820,以及 i.Tech 出的一系列蓝牙耳机

而内置 A2DP 功能的蓝牙手机:NOKIA 8800 是全球第一部带有 A2DP 功能的篮牙手机,说 白了,就是带有 A2DP 功能的手机,才能用篮牙耳机支持立体声播放音乐.还有 Moto 的 E680i 以及 HP 的一款 PPC 手机 6515,其他型号可以见最后的表格! 其实手机要支持 A2DP 说白了只要程序增加一个功能即可 这对于智能手机是没有问题的 所以现在 S60 系列的手机均可以安装一个由 i.Tech 提供的播放软件 然后配合 i.Tech 的蓝牙耳机即可实现无线的立体声音乐功能 具体使用方法大家可以到网上搜索 对于非智能手机, 因为扩展性的限制, 只能等待厂家发布新的刷机软件的方式才有可能 实现,没有智能手机这么方便(如从 e680 刷成 e680i)。 现在只有 i.Tech 这个厂家提供了 s60 平台的解决方案, 而且因为商业原因限制必须使用 他们自己品牌的蓝牙耳机。

认识 A2DP 在了解蓝牙的技术规格后,如果你想通过蓝牙装置收听高品质的立体声音乐,那你一定要认识 A2DP (Advance Audio Distribution Profile )这个名词。A2DP 能够让两个同样支持蓝牙音效传输的装置互相连接,无论是 1.1 或 1.2 版,都能输出如 CD 音质(16 bits,44.1 kHz)般的音乐。 假如有一方没有支持 A2DP 的话,这时音效就只能输出 Handsfree Profile(8 bits,8 kHz),就算耳机 是采用双耳筒的设计,也只能有一般电话 的单声道音质,与真正的立体声相去甚远。 A2DP 的应用一:蓝牙立体声耳机 + 手机 蓝牙立体声耳机+手机,除了具有一般的语音通话功能外,最大的特点是可以直接通过蓝牙立体声耳机 听手机中所播放的音乐。而市面上内置 A2DP 模式的手机,目前有 HP h6315(6365)及 Motorola E680i 两款智能手机,搭配蓝牙立体声耳机后(例 如:I.Tech.Clip.S,I.Tech.Clip.S35 等 ),都可以直接聆听手机中的音乐! 除了手机内置 A2DP 之外,采用 Symbain Series 60 操作系统的手机,如 Nokia 7610、6670、3230、 6680、6630、N-Gage、QD 等等 NOKIA S60 手

机及 Panasonic X700、X800...等,知名蓝牙厂商 iTec 特别附赠 BluePlayer 程序(目前有三个版本,1、 对应 6630、6680 等,2、对应 QD、N-Gage ,3、对应其他 S60 界面的手机),可以使 Series 60 手机支持 A2DP 模式,同样享受音乐的“无线”快感。

A2DP 的应用二:蓝牙立体声耳机+个人电脑 随著蓝牙设备的普及,越来越多个人及笔记本电脑,也开始内置蓝牙装置。而电脑端上的蓝牙应用, 可以说是类型最多的,无论是打印机、 鼠标键盘的连接,甚至是 PDA 和手机的同步,都可以透过蓝牙装置进行。目前在个人电脑上最 Hot 的应用 就属用蓝牙耳机讲 Skype,只要将电脑安装 上蓝芽接收器,并安装驱动程式后,就可以进行蓝芽的配对使用,解决有线装置线路繁乱的困扰。 蓝牙立体声耳机推出后,除了可以用来进行 Skype 通话外,还可以用耳机来听电脑中的音乐,无论电 脑中的蓝牙接收器规格是 1.1 版本或是 1.2 版,只要更新到支持 A2DP 模式的驱动程序后 (WIDCOMM 需要 4.0 版本以上才支持,IVT 需要 1.4 版本以 上), 就可以支持蓝牙耳机提供的立体声音 效输出,让使用者能体验“声”临其境的感觉,也不用担心喇叭会干扰到其他人。 A2DP 的应用三:蓝牙立体声耳机+音乐播放器 如果你的手机没有支持蓝牙 A2DP,但是你又想利用蓝牙耳机听取音乐,也有厂商推出了适用于 3.5 mm 耳机插头的 HiFi 蓝牙传输装置(Blue Con35)。 只要有 3.5 mm 耳机接头的音乐播放装置, iPod、 Player、 如 MP3 家用音响或是收音机,都可以直接转换为蓝牙无线传输的装置,使用起来也 不必经过繁复的设定,只要开启发送端及蓝牙立体声耳机的电源后,就会自行配对,让你直接感受无线应 用的神奇

AVRCP(Audio/Video Remote Control Profile),也就是音频/视频远程控制配置文 件。 AVRCP 设计用于提供控制 TV、Hi-Fi 设备等的标准接口。此配置文件用于许可 单个远程控制设备 (或其它设备) 控制所有用户可以接入的 A/V 设备。 它可以与 A2DP 或 VDP 配合使用。 AVRCP 定义了如何控制流媒体的特征。包括暂停、停止、启动重 放、音量控制 及其它类型的远程控制操作。AVRCP 定义了两个角色,即控制器和目标设备。控制 器通常为远程控制设备,而目标设备为特征可以更改的设备。在 AVRCP 中,控制

器将检测到的用户操作翻译为 A/V 控制信号,然后再将其传输至远程 Bluetooth 设 备。对于“随身听”类型的媒体播放器,控制设备可以是允许跳过音轨的耳机,而目标 设备则是实际的播放器。常规红外遥控器的可用功能可以在此协议中实现。 AVRCP 协议规定了 AV/C 数字接口命令集(AV/C 命令集,由 1394 行业协会 定义)的应用范围,实现了简化实施和易操作性。此协议为控制消息采用了 AV/C 设 备模式和命令格式,这些消息可以通过音频/视频控制传输协议 (AVCTP) 传输。 A2DP 和 AVRCP 比较常见,A2DP 负责将音乐(Stereo)编码并透过蓝芽传送. AVRCP 负责对相关设备透过蓝芽来作某些遥控功能. 如果你的耳机说明书上写着:支持 AVRCP,表示你可以使用耳机上的按键,摇控手 机里的音乐、视讯档案的播放和暂停,以及音量的大小。支持 AVRCP 的耳机通常 也支持 A2DP, 可以接收立体音质的音乐, 对重视音乐享受的人来说是最方便的功能。 要执行蓝芽听立体声的手机条件如下. a)蓝芽立体声耳机 (要内部支持 Stereo 播放,内部加入了 A2DP 程序) b)手机内部是必须有支持 A2DP 或其它类似的程序,例如 MSI BuePlayer 软件等. c)部份手机已经内置有"A2DP"程序.例如 Motorola E680i/ V3x/SamSung D608/Nokia 8800 等.是可以实时用到蓝芽 Sereo 听音乐的乐趣. d)没有内置"A2DP"程序的手机,只要是 Symbian S60 OS 的手机都是可以外加支持蓝 芽 Stereo 播放功能的软件.便可以达到同样目标.而 Symbian UIQ OS 手机亦同样可以, 但因 UIQ OS 手机的普遍程度不及 S60 系列,故支持的软件只开发到 70%(同样是 MSI BluePlayer 软件).此软件版本在播歌时会出现不太稳定的情况 . 另外.PDA/PDA 手机 Windowns OS 亦有类同的软件支持,但效果不及上述 OS 版本 的程序, 最成功暂时是支持 O2mini 的'WM BluePlayer v4.1.1 版本"但未对外发表.可 惜只是支持 O2 mini. O2IIs/i 也不支持的.而 PDA/PDA 手机则有 "PDA2K_Broadcom_BTUpdate'软件支持.但蓝芽 Stereo 耳机最好能外加入相同的配 置软件码,是会用得更稳定的效果. 要执行"AVRCP"遥控功能的手机/设备条件如下 a)手机.必须是内置有 Media Player 或类似的音乐播放器功能. b)该手机是否内置有"AVRCP"程序功能. c)播放器功能设置是否允许透过蓝芽来进行播放工作.有些手机因性能问题而会出现 不稳定的情况. 当然你所使用的蓝芽立体声耳机是附有"AVRCP"功能来.
AVRCP 不单是可以对手机内的音乐播放器有遥控功能,还可对一些已加入了

"AVRCP'软件的电子设备来进行遥控功能.包括.开/关/暂停/前/后/音量大小/重复等功 能其实是可以增加更多的设定,但在目前用于手机上的功能,多只是使用开/关/暂停/前 /后/音量大小数项.因为使用了太多的功能,是会占用了蓝芽内部的 OS 资源,相对是会 影响播放的稳定性与及大家都关心的音乐播放质素是否 Hi-Fi 来.

串行端口配置文件 (SPP)
SPP 定义了如何设置虚拟串行端口 及如何连接两个蓝牙设备。

应用方案
方案之一如下所述:将两台设备(例 如 PC 或膝上型计算机)作为虚拟串 行端口,然后通过蓝牙技术连接两台设备。

示例产品
此处列示了一些可能采用 SPP 的设备类型示例:

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PC 膝上型电脑

技术信息
SPP 定义了两个角色,设备 A 和设备 B。

? ?

设备 A——即主动建立至另一设备的连接的设备(发起方)。 设备 B——即等待另一设备主动建立连接的设备(接收方)。

基带、 LMP 和 L2CAP 是 OSI 第 1 层和第 2 层蓝

牙 协议。RFCOMM 是 GSM TS 07.10 的蓝牙适配
协议,为串行端口仿真提供传输协议。SDP 是蓝牙服 务发现协议。 左图所示的端口仿真层是模拟串行端口的实体,或为 应用程序提供 API。 两端的应用程序通常为有意并能够越过串行电缆进行 通信的遗留应用程序(在此情况下为仿真)。但是遗 留应用程序无法辨认设置仿真串行电缆的蓝牙程序, 这就是为何它们需要两端的蓝牙 识别辅助应用程序 帮助的原因。(这些问题在此配置文件中不会明确注 释;此处的主要问题是蓝牙互操作性。)

藍牙立體聲音訊傳輸協議(A2DP)

藍牙立體聲音訊傳輸協議(Advance Audio Distribution Profile), 可播放立體聲。
[編輯] 基本圖像規範

基本圖像規範(Basic Imaging Profile)在裝置之間傳送圖像。可 再細分成下列的組成: Image Push Image Pull Advanced Image Printing Automatic Archive Remote Camera Remote Display
[編輯] 基本列印規範

基本列印規範(Basic Printing Profile)可將文件、電子郵件傳至 印表機列印。
[編輯] 無線電話規範(CTP)

無線電話規範(Cordless Telephony Profile),藍牙無線電話之間 溝通的規範。
[編輯] 網內通訊規範

網內通訊規範 (Intercom Profile)是另類的 TCS Telephone Control , ( protocol Specification)基底規範[1],二個 Bluetooth 通訊設備間 溝通的規範。

[編輯] 撥號網路規範

Baseband、LMP、L2CAP、SDP、RFCOMM 協定所需要的傳輸需求。
[編輯] 傳真規範

傳真規範(Fax Profile)能傳輸傳真的資料。
[編輯] 人機界面規範

人機界面規範(Human Interface Device Profile)可支援滑鼠、鍵 盤功能。
[編輯] 藍芽耳機規範

頭戴式通話器規範 (Headset Profile)將聲音傳送到藍芽耳機設備。
[編輯] 序列埠規範

序列埠規範 (Serial Port Profile) 用來取代有線的 RS-232 Cable 。
[編輯] SIM 卡存取規範

SIM 卡存取規範(SIM Access Profile),可存取手機內的 SIM 卡。
[編輯] 同步規範

同步規範(Synchronization Profile),建立在 serial port profile、generic access profile 與 generic access profile 之 上。
[編輯] 檔案傳輸規範

檔案傳輸規範(File Transfer Profile),Bluetooth 利用 OBEX 通 訊協定傳送檔案。
[編輯] 泛用存取規範

泛用存取規範(Generic Access Profile)用來建立連線。
[編輯] 泛用物件交換規範

泛用物件交換規範(Generic Object Exchange Profile)使用 OBEX 進行物件交換。
[編輯] 物件交換規範

物件交換規範(Object Push Profile),Bluetooth 利用 OBEX 通 訊協定在兩個設備間交換資料。
[編輯] 個人區域網路規範

個人區域網路規範(Personal Area Networking Profile)可支援藍 牙網路第三層協定。
[編輯] 電話簿存取規範

電話簿存取規範(Phone Book Access Profile)可在裝置之間互換 電話簿。
[編輯] 影像分享規範

影像分享規範 (Video Distribution Profile) 可用來分享影像功能。 使用 H.263 編碼法。

何为蓝牙技术 蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范,以低成本的近距离无线连接为基础,为固定 与移动设备通信环境建立一个特别连接的短程无线电技术。 蓝牙使用内制在 9× 平方毫米微芯片上的短程射频链接,工作在 2.4GHz ISM(工业、科学、医学)频 9 段。该频段全球开放,意味着从理论上说,采用这些无线联网技术的设备在全球任何地点都可以正常使用。 它的一般连接范围是 10 米,通过扩展可以达到 100 米;不限制在直线范围内,甚至设备不在同一间房内也 能相互链接;以点对多点的方式链接多个设备,最多可达 7 个,形成一个个人领域的网络。

蓝牙技术定义了计算机和通信设备之间如何进行通信,也定义了如何将某一个应用映射成硬件以便和 蓝牙技术相融合。用蓝牙技术可制造蓝牙芯片、移动电话使用的无线耳机,组建个人局域网。它不仅可以 应用于手机、电脑、PDA、数字相机这些热门电子产品,甚至可以影响到玩具、家用电器、普通电话、汽 车等传统产品。 蓝牙协议体系结构 蓝牙技术的一个主要目的就是使符合该规范的各种设备能够互通,这就要求本地设备和远端设备使用 相同的协议。不同的应用,其使用的协议栈可能不同,但是,它们都必须使用蓝牙技术中的物理层和数据 链路层 。当然,不是任何应用都必须使用所有全部协议,可以只采用部分协议,例如语音通信(Audio) 时,就只需经过基带协议。 蓝牙协议体系可以分为 4 层: 核心协议 Baseband,LMP,L2CAP,SDP 电缆替代协议 RFCOMM 电话控制协议 TCS Binary,AT Commands 选用协议 PPP,UDP/TCP/IP,OBEX,WAP,vCard/vCal, IrMC,WAE 1. 基带协议(Baseband) 基带协议和连接管理协议负责在多个蓝牙设备间建立物理射频 RF Radio Frequency) ( 连接组成一个 Pico 网。 这一层控制蓝牙设备的同步和跳频序列, 并管理蓝牙中定义的两个不同的连接类型: 同步面向连接 SCO 和异步非连接 ACL。 2. 连接管理协议 LMP(Link Manager Protocol) LMP 负责蓝牙连接的建立和释放、控制,数据包的控制以及电源模式的管理、消耗,蓝牙设备的状态 等。最后,LMP 还要负责认证、加密的密码问题。 3. 主控制器接口 HCI(Host Controller Interface) HCI 提供了一个接入蓝牙硬件的统一接口方法。它包括一个到基带控制器和连接管理器以及进入硬件 状态的命令接口,另外还包括控制和事件寄存器。 4. 逻辑连接控制和适配协议 L2CAP(Logical Link Control and Adaptation Protocol) L2CAP 在基带层之上, 是基带与高层协议间的接口, 处理更高层协议的复用、 大数据包的拆分和重组、 传送以及服务质量信息等问题。 L2CAP 与 LMP 并行工作。 它们的区别在于当数据不经过 LMP 时, L2CAP 则 将采用多路技术、分割和重组技术、群提取技术等为上层提供数据服务。虽然基带协议提供了 SCO 和 ACL 两种连接类型,但是 L2CAP 只支持 ACL,并允许高层协议以 64K 字节的速度收发数据分组。 5. 串口仿真协议 RFCOMM RFCOMM 是基于 ETSI 的 TS07. 10 规范的串口仿真协议,支持蓝牙设备之间点对点的通信。作为线缆 替代协议,它在基带上仿真 RS-232 的控制和数据信号,为使用串行线传送机制的上层协议(如 OBEX)提 供服务。 6. 服务发现协议 SDP(Service Discovery Protocol) SDP 工作于 L2CAP 层之上, 用于发现一定范围内的蓝牙设备上的服务。 服务发现协议是蓝牙技术框架 中非常重要的一个部分,是所有用户模式的基础。使用 SDP,可以查询到设备信息和服务类型,此后蓝牙 设备之间的连接才能建立。 7. 电话控制协议 包括电话控制协议二进制(TCS BIN)和 AT 命令集电话控制协议(AT Commands) 。TCS BIN 是面向 比特的协议,定义了蓝牙设备建立语音和数据呼叫所需的控制信令,定义了处理蓝牙 TCS 设备群的移动管 理进程。AT Commands 是电话控制命令,用于控制移动电话和调制解调器等,由 SIG 在 ITU-TQ.931 基 础上开发而成。 8. 被采纳的其他协议

PPP 是 IETF 制订的互联网通信的基本协议。点对点协议 PPP 工作于 RFCOMM 之上,用于实现点至 点的连接。UDP/TCP/IP 也是 IETF 制订的互联网通信的基本协议。在蓝牙设备中使用这些协议,是为了与 互联网连接的设备进行通信。OBEX 是 IrOBEX 的简写,是由红外数据协会(IrDA)制订的会话层协议, 采用客户-服务器模式提供与 HTTP 相同的基本功能。电子名片交换格式 vCard 和电子日历交换格式 vCal 都是互联网邮件协会开发的开放性规范。无线应用协议 WAP 是无线应用协议论坛制订的,融合了各种广 域无线网络技术,其目的是将互联网内容和电话传送的业务传送到数字蜂窝电话或者其他无线终端。选用 WAP,可以充分利用无线应用环境(WAE)开发的高层应用软件。 蓝牙硬件设计方案 目前蓝牙产品硬件都采用了两块芯片构成的一个芯片组,一块是射频芯片,一块是基带控制芯片。 朗讯公司的 W7020 和 W7400,飞利浦的 UAA3558 和 PCD87750 等,就是这样两块芯片再加上外加的 Flash、天线和电源芯片构成一个蓝牙模块,用于各种蓝牙产品中。 CSR(Cambridge Silicon Radio)公司提供的 BlueCoreTM 01,在一片 8× 平方毫米 CMOS 芯片上集成 8 了射频单元和基带控制器,只要和内含蓝牙软件栈的 Flash 配合,即可向数据和语音设备提供全兼容的蓝 牙接口。 MITEL 公司提供的 MT1020 基带控制器和 PHILSAR 公司提供的 PH2401 无线收发器,两者配合可构 成完整的低功耗的蓝牙模块,提供高至 HCI 层的功能。

蓝牙的问题 蓝牙工作在 2.4GHz ISM(工业、科学、医学)频段。因为 ISM 频段是免费的公用频段,所以已经有 一些通信协议和电子产品采用了这一频段,典型的如 802.11b 和微波炉等,因此对蓝牙特别设计了快速确 认和跳频方案以确保连接的稳定和数据保密。随着蓝牙技术的应用与推广,蓝牙与其他设备的共存问题必 须加以详细的研究和解决。这一问题正受到前所未有的重视,IEEE 成立了专门小组,负责建立相互干扰的 模型,并提出共存机制。相应的蓝牙标准组织也成立了共存问题研究小组。 由于蓝牙工作的 ISM 频段是对全球开放的频段,它的安全性也引起了广泛的注意。为了保证通信的安 全,蓝牙在链路层和应用层提供了安全机制。在链路层,蓝牙使用 4 个参数,即蓝牙设备地址 BD_ADDR, 认证私钥,加密私钥和随机码 RAND 来保证通信安全。它包括密钥的管理、信息的加密和设备的认证三个 方面。链路级安全机制的目的在于提供适当级别的安全保护。如果用户有更高级别的保密要求,可采用更 有效的传输层和应用层安全机制。

具体说来,“蓝牙”是一种短距离的无线连接技术标准的代称,蓝牙的实 质内容就是要建立通用的无线电空中接口及其控制软件的公开标准。 蓝牙”计划主要面向网络中各类数据及语音设备,如 PC 机、笔记本 电脑、打印机、传真机、数码相机、移动电话、家电设备等,使用无线微 波的方式将它们连成一个微微网,

多个微微网之间也可以互连,从而方便快速地实现各类设备之间的通信。 蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术, 支持点对点及点对 多点通信,工作在全球通用的 2.4GHz ISM(即工业、科学、医学)频段。 其数据速率为 1Mbps。采用时分 双工传输方案实现全双工传输。 蓝牙 1.0 标准由两个文件组成。 一个是核心部分 (FoundationCore) , 它规定的是设计标准。另一个叫协议子集部分(FoundationProfile), 它规定的是运作性准则。 蓝牙协议可以分为 4 层,即核心协议层、电缆替代协议层、电话控 制协议层和采纳的其它协议层。由于篇幅的限制,这里只向读者介绍核心 协议。 蓝牙的核心协议包括基带(baseband)、链路管理(LMP)、逻辑链 路控制与适应协议(SDP)等四部分。 链路管理(LMP)负责蓝牙组件间连接的建立。通过连接的发起、交 换、核实,进行身份鉴权和加密等安全方面的任务;通过协商确定基带数 据分组大小;它还控制无线单元 的电源模式和工作周期,以及微微网内蓝牙组件的连接状态。 逻辑链路控制与适应协议(L2CAP)位于基带协议层之上,属于数据 链路层, 是一个为高层传输和应用层协议屏蔽基带协议的适配协议。其完 成数据的拆装、基带与高协议间的适配,并通过协议复用、分用及重组操 作为高层提供数据业务和分类提取, 它允许高层协议和应用接收或发送长 过 64K 字节的 L2CAP 数据包。 业务搜寻协议(SDP)是极其重要的部分,它是所使用模式的基础。 通过 SDH,可以查询设备信息、业务及业务特征,并在查询之后建立两个 或多个蓝牙设备间的连接。SDP 支持 3 种查询方式:按业务类别搜寻、按业务属性搜寻和业务浏览 (browsing)。 蓝牙作为一个全球公开的无线应用标准, 通过把各种语音和数据设备 用无线链路连接起来, 使人们能随时随地进行数据信息的交换与传输。无 疑,它将在人们的日常生活和工 作中扮演重要的角色,其市场潜力巨大,正成为 21 世纪的投资热点。 蓝牙技术教程---蓝牙技术概要
数字通讯频道时间:2006-09-05 编辑:admin 点击:

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蓝牙技术主要面向网络中各类数据及语音设备(如 PC、拨号网络、笔 记本电脑、打印机、数码相机、移动电话和高品质耳机等),通过无线方 式将它们连成一个微微网(Piconet), 多个微微网之间也可以互连形成分布式网络(Scatternet) ,从而方便、 快速地实现各类设备之间的通信。 它是实现语音和数据无线传输的开放性 规范, 是一种低成本、短距离的无线 连接技术。其无线收发器是很小的一块芯片,大约有 9mm×9mm,可方便 地嵌入到便携式设备中,从而增加设备的通信选择性。 蓝牙技术实现了 设备的无连接工作,提供了接入数 据网的功能,并且具有外围设备接口,可以组成一个特定的小网。 蓝牙技术的特点包括:采用跳频技术,抗信号衰落;采用快跳频和短分 组技术,减少同频干扰,保证传输的可靠 性;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; 使用 2.4GHz 的 ISM 频段,无需申请许可证;采用 FM 调制方式,降低设 备的复杂性。该技术的传输速率设计 为 1MHz,以时分方式进行全双工通信,其基带协议是电路交换和分组交 换的组合。一个跳频频率发送一个同步分组,每个分组占用一个时隙,也 可扩展到 5 个时隙。蓝牙技术支 持一个异步数据通道,或 3 个并发的同步话音通道,或一个同时传送异 步数据和同步话音的通道。每一个话音通道支持 64kbps 的同步话音;异 步通道支持最大速率 721kbps、反向 应答速率为 57.6kbps 的非对称连接,或者是 432.6kbps 的对称连接。 蓝牙系统的基本术语 * 微微网(Piconet):是由采用蓝牙技术的设备以特定方式组成的 网络。 微微网的建立是由两台设备(如便携式电脑和蜂窝电话)的连接 开始,最多由 8 台设备构成。所有的 蓝牙设备都是对等的,以同样的方式工作。然而,当一个微微网建立时, 只有一台为主设备, 其他均为从设备,而且在一个微微网存在期间将一直 维持这一状况。 * 分布式网络(Scatternet):是由多个独立、非同步的微微网形成 的。 * 主设备(Master unit):在微微网中,如果某台设备的时钟和跳频 序列用于同步其他设备,则称它为主设备。 * 从设备(Slave unit):非主设备的设备均为从设备。 * MAC 地址(MAC address):用 3 比特表示的地址,用于区分微微网 中的设备。 * 休眠设备(Parked units):在微微网中只参与同步,但没有 MAC 地址的设备。

* 监听及保持方式(Sniff and Hold mode):指微微网中从设备的 两种低功耗工作方式。 一、 网络拓扑结构 蓝牙系统支持点对点以及点对多点通信。几个相互独立、以特定方式 连接在一起的微微网构成分布式网络,各微微网由不同的跳频序列来区 分。在同一微微网中,所有的用户 均用同一跳频序列同步。 二、 话音 话音采用连续可变斜率调制(CVSD)编码方式, 其分组不重传。 CVSD 方 式抗衰落性强,即使在误比特率达到 4%时,其话音质量也可接受。 三、 功能单元 蓝牙系统的功能单元包括以下几个部分: 1.无线射频单元 蓝牙系统的天线发射功率符合 FCC 关于 ISM 波段的要求。由于采用 扩频技术,发射功率可增加到 100mW。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。系统的设计通信距离为 0.1 米到 10 米, 如果增加发射功率,这一距离也可以达到 100 米。 2.连接控制单元 连接控制单元 (即基带)描述了数字信号处理的硬件部分--链路控制 器,它实现了基带协议和其他的底层连接规程。 1 网络建立

在微微网建立之前,所有设备都处于就绪(STANDBY)状态。在该状态 下,未连接的设备每隔 1.28 秒监听一次消息,设备一旦被唤醒,就在预 先设定的 32 个跳频频率上监听信 息。跳频数目因地区而异,但 32 个跳频频率为绝大多数国家所采用。 连接进程由主设备初始化。如果一个设备的地址已知,就采用页信息 (Page message) 建立连接;如果地址未知,就采用紧随页信息的查询信 息(Inquiry message)建立连接。查询信 息主要用来查询地址未知的设备(如公用打印机、传真机等),它与页信息 类似,但需要附加一个周期来收集所有的应答。在初始页状态(PAGE state),主设备在 16 个跳频频率上发

送一串相同的页信息给从设备,如果没有收到应答,主设备就在另外的 16 个跳频频率上发送页信息。主设备到从设备的最大时延为两个唤醒周 期(2.56 秒),平均时延为半个唤醒周 期(0.64 秒)。 在微微网中, 无数据传输的设备转入节能工作状态。主设备可将从设 备设置为保持方式(HOLD mode),此时,只有内部定时器工作;从设备也 可以要求转入保持方式。设备由 保持方式转出后, 可以立即恢复数据传输。连接几个微微网或管理低功耗 器件(如温度传感器)时,常使用保持方式。监听方式(SNIFF mode)和休 眠方式(PARK mode)是另外两 种低功耗工作方式。在监听方式下,从设备监听网络的时间间隔增大,其 间隔大小视应用情况由编程确定;在休眠方式下,设备放弃了 MAC 地址, 仅偶尔监听网络同步信息和检 查广播信息。 各节能方式依电源效率高低排列为:休眠方式→保持方式→ 监听方式。 蓝牙基带技术支持两种连接方式: * 面向连接(SCO)方式:主要用于话音传输; * 无连接(ACL)方式:主要用于分组数据传输。 在同一微微网中, 不同的主从设备可以采用不同的连接方式,在一次 通信中,连接方式可以任意改变。每一连接方式可支持 16 种不同的分组 类型,其中控制分组有 4 种,是 SCO 和 ACL 通用的分组,两种连接方式均采用时分双工(TDD)通信。SCO 为 对称连接,支持限时话音传送,主从设备无需轮询即可发送数据。SCO 的 分组既可以是话音又可以是数 据,当发生中断时,只有数据部分需要重传。ACL 是面向分组的连接,它 支持对称和非对称两种传输流量,也支持广播信息。在 ACL 方式下,主 设备控制链路带宽,负责从设备带 宽的分配;从设备依轮询发送数据。 2 差错控制 基带控制器采用 3 种检纠错方式: * 1/3 前向纠错编码(FEC); * 2/3 前向纠错编码;

* 自动请求重传(ARQ)。 采用 FEC 编码方式的目的在于减少数据重发次数,但在无差错环境, FEC 方式产生的无用检验位降低了数据吞吐量,因此,业务数据是否采用 FEC,还将视需要而定。分组报 头含有重要的连接信息和纠错信息,始终采用 1/3 FEC 方式进行保护性 传输。 无编号 ARQ 方式应用于在数据发送后的下一时隙就给出确认的数据 传输,返回 ACK 意味着头信息校 验及循环冗余校验都正确,否则,将返回 NACK。 3 认证与加密 认证与加密服务由物理层提供。认证采用口令--应答方式,在连接过 程中,可能需要一次或两次认证,或者无需认证。认证对任何一个蓝牙系 统都是重要的组成部分,它允许 用户自行添加可信任的蓝牙设备,例如,只有用户自己的笔记本电脑才可 以通过用户自己的手机进行通信。蓝牙系统采用流密码加密技术,适于硬 件实现,密钥长度可以是 0、40 或 64 位,密钥由高层软件管理。蓝牙安全机制的目的在于提供适当级别 的保护, 如果用户有更高级别的保密要求,可以使用有效的传输层和应用 层安全机制。 3.链路管理 链路管理器(LM)软件实现链路的建立、认证及链路配置等。链路管理 器可发现其他的链路管理器,并通过连接管理协议(LMP)建立通信联系, LM 利用链路控制器(LC)提供的服 务实现上述功能。 LC 的服务项目包括:接收和发送数据、设备号请求、 链路地址查询、建立连接、认证、协商并建立连接方式、确定分组的帧类 型、设置监听方式、设置保持方式以及设置休眠方式等。 4.软件结构 蓝牙设备应具有互操作性。对于某些设备,从无线电兼容模块和空中 接口,直到应用层协议和对象交换格式,都要实现互操作性;对另外一些 设备(如头戴式设备等)的要求 则宽松得多。 蓝牙计划的目标就是要确保任何带有蓝牙标记的设备都能进 行互操作。 软件的互操作性始于链路级协议的多路传输、设备和服务的发 现,以及分组的分段和重组。蓝

牙设备必须能够彼此识别, 并通过安装合适的软件识别出彼此支持的高层 功能。互操作性要求采用相同的应用层协议栈。不同类型的蓝牙设备(如 PC、手持设备、头戴设备、蜂窝 电话等) 对兼容性有不同的要求, 用户不能奢望头戴式设备内含有地址簿。 蓝牙的兼容性是指它具有无线电兼容性, 有话音收发能力及发现其他蓝牙 设备的能力,更多的功能则要 由手机、手持设备及笔记本电脑来完成。为实现这些功能,蓝牙软件构架 将利用现有的规范,如 OBEX、vCard/vCalendar、HID(人性化接口设备) 及 TCP/IP 等,而不是再去开发 新的规范。设备的兼容性要求能够适应蓝牙规范和现有的协议。 蓝牙系统的软件结构将实现以下功能:配置及诊断、蓝牙设备的发现、电 缆仿真、与外围设备的通信、音频通信及呼叫控制,以及交换名片和电话 号码等。

蓝牙技术教程---无线接入系统
数字通讯频道时间:2006-09-05 编辑:admin 点击:

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个人通信是人类通信的最高目标,它利用各种可能的网络技术,实现人 与人之间任何时间、任何地点。任何种类的通信。在近距离通信中,蓝牙 (Bluetooth)无线接入技术使 无线单元间的通信变得十分容易, 将计算机技术与通信技术更紧密地结合 在一起,人们可随时随地进行信息的交换与传输。除此之外,蓝牙技术还 可为数字网络和外设提供通用接 口,以组建远离固定网络的个人特别连接设备群。 1 无线频段的选择和抗干扰 蓝牙技术采用 2400~2483.5MHz 的 ISM(工业、科学和医学)频段, 这是因为:(1)该频段内没有其它系统的信号干扰,同时频段向公众开 放,无须特许;(2)频段在全球范 围内有效。世界各国、各地区的相关法规不同,一般只规定信号的传输范 围和最大传输功率。 对于一个在全球范围内运营的系统,其选用的频段必 须同时满足所有规定,使任何用 户都可接入,因此必须将所需要素最小化。在满足规则的情况下,可自由 接入无线频段,此时,抗干扰问题便变得非常重要。因为 2.45GHZ ISM 频 段为开放频段,使用其中的任何 频段都会遇到不可预测的干扰源(如某些家用电器、无绳电话和汽车开门 器等),此外,对外部和其它蓝牙用户的干扰源也应作充分估计。

抗干扰方法分为避免干扰和抑制干扰。 避免干扰可通过降低各通信单 元的信号发射电平来达到;抑制干扰则通过编码或直接序列扩频来实现。 然而,在不同的无线环境下,专 用系统的干扰和有用信号的动态范围变化极大。在超过 50dB 的远近比和 不同环境功率差异的情况下,要达到 1Mb/s 以上速率,仅靠编码和处理 增益是不够的。相反,由于信号可 在频率(或时间)没有干扰时(或干扰低时)发送,故避免干扰更容易一 些。若采用时间避免干扰法,当遇到时域脉冲干扰时,发送的信号将会中 止。大部分无线系统是带限的, 而在 2.45GHZ 频段上, 系统带宽为 80MHz, 可找到一段无明显干扰的频谱, 同时利用频域滤波器对无线频带其余频谱进行抑制,以达到理想效果。因 此,以频域避免干扰法更为 可行。 2 多址接入体系和调制方式 选择专用系统多址接入体系,是因为在 ISM 频段内尚无统一的规定。 频分多址(FDMA)的优势在于信道的正交性仅依赖发射端晶振的准确性, 结合自适应或动态信道分配结构, 可免除干扰, 但单一的 FDMA 无法满足 ISM 频段内的扩频需求。时分多址 (TDMA)的信道正交化需要严格的时钟同步,在多用户专用系统连接中, 保持共同的定时参考十分困 难。码分多址(CDMA)可实现扩频,应用于非对称系统,可使专用系统达 到最佳性能。 直接序列(DS)CDMA 因远近效应,需要一致的功率控制或额外的增益, 与 TDMA 相同, 其信道正交化也需共同的定时参考, 随着使用数目的增加, 将需要更高的芯片速度、更宽 的带宽(抗干扰)和更多的电路消耗。跳频(FH)CDMA 结合了专用无线 系统中的各种优点, 信号可扩频至很宽的范围,因而使窄带干扰的影响变 得很小。跳频载波为正交,通过 滤波, 邻近跳频干扰可得到有效抑制,而对窄带和用户间干扰造成的通信 中断,可依赖高层协议来解决。在 ISM 频段上,FH 系统的信号带宽限制 在 1MHZ 以内。为了提高系统的 鲁棒性,选择二进制调制结构。由于受带宽限制,其数据速率低于 1Mb/ s。为了支持突发数据传输,最佳的方式是采用非相干解调检测。蓝牙技 术采用高斯型频移键控(GFSK) 调制,调制系数为 0.3。逻辑“1”发送正频偏,逻辑“0”发送负频偏。 解调可通过带限 FM 鉴频器完成。 3 媒体接入控制(MAC)

蓝牙系统可实现同一区域内大量的非对称通信。 与其它专用系统实行 一定范围内的单元共享同一信道不同, 蓝牙系统设计为允许大量独立信道 存在,每一信道仅为有限的用户 服务。从调制方式可看出,在 ISM 频段上,一条 FH 信道所支持的比特率 为 1Wb/S。理论上,79 条载波频谱支持 79Mb/S,由于跳频序列非正交 化,理论容量 79Mb/s 不可能达到,但可远远超过 1Mb/S。 一个 FH 蓝牙信道与一微微网相连。微微网信道由一主单元标识(提 供跳频序列)和系统时钟(提供跳频相位)定义,其它为从单元。每一蓝 牙无线系统有一本地时钟,没有 通常的定时参考。当一微微网建立后,从单元进行时钟补偿,使之与主单 元同步,微微网释放后,补偿亦取消,但可存储起来以便再用。不同信道 有不同的主单元,因而存在不同 的跳频序列和相位。一条普通信道的单元数量为 8(1 主 7 从),可保证 单元间有效寻址和大容量通信。蓝牙系统建立在对等通信基础上,主从任 务仅在微微网生存期内有效,当微 微网取消后,主从任务随即取消。每一单元皆可为主/从单元,可定义建 立微微网的单元为主单元。除定义微微网外,主单元还控制微微网的信息 流量,并管理接入。接入为非自 由竞争,625ps 的驻留时间仅允许发送一个数据包。基于竞争的接入方式 需较多开销,效率较低。在蓝牙系统中,实行主单元集中控制,通信仅存 在于主单元与一个或多个从单元 之间。主从单元间通信时,时隙交替使用。在进行主单元传输时,主单元 确定一个欲通信的从单元地址,为了防止信道中从单元发送冲突,采用轮 流检测技术,即对每个从到主时 隙, 由主单元决定允许哪个从单元进行发送。这一判定是以前一时隙发送 的信息为基础实施的,且仅有恰为前一主到从被选中的从地址可进行发 送。若主单元向一具体从单元发送 了信息,则此从单元被检测,可发送信息。若主单元末发送信息,它将发 送一检测包来标明从单元的检测情况。 主单元的信息流体系包含上行和下 行链路,目前已有考虑从单元特 征的智能体系算法。 主单元控制可有效阻止微微网中的单元冲突。当互相 独立的微微网单元使用同一跳频时,可能发生干扰。系统利用 ALOHA 技 术,当信息传送时,不检测载波

是否空载(无侦听),若信息接收不正确,将进行 重发(仅有数据)。 由于驻留期短,FH 系统不宜采用避免冲突结构,对每一跳频,会遇到不 同的竞争单元,后退(backoff)机制 效率不高。 4 基于包的通信

蓝牙系统采用基于包的传输:将信息流分片(组)打包,在每一时隙 内只发送一个数据包。所有数据包格式均相同:开始为一接入码,接下来 是包头,最后是负载。 接入码具有伪随机性质,在某些接人操作中,可使用直接序列编码。 接人码包括微微网主单元标志,在该信道上,所有包交换都使用该主单元 标志进行标识,只有接入码与接 入微微网主单元的接入码相匹配时,才能被接收,从而防止一个微微网的 数据包被恰好加载到相同跳频载波的另一微微网单元所接收。在接入端, 接入码与一滑动相关器内要求的 编码匹配,相关器提供直接序列处理增益。包头包含:从地址连接控制信 息 3bit,以区分微微网中的从单元;用于标明是否需要自动查询方式 (ARQ)的响应/非响应 1bit;包编 码类型 4bit,定义 16 种不同负载类型;头差错检测编码(HEC)8bit, 采用循环冗余检测编码(CRC)检查头错误。为了限制开销,数据包头只 用 18bit,包头采用 1/3 率前向纠 错编码(FEC)进一步保护。 蓝牙系统定义了 4 种控制包:(1)ID 控制包,仅包含接入码,用 于信令;(2)空(NULL)包,仅有接入码和包头,必须在包头传送连接 信息时使用;(3)检测(POLL)包,与空包 相似,用于主单元迫使从单元返回一响应;(4)FHS 包,即 FH 同步包, 用于在单元间交换实时时钟和标志信息 (包括两单元跳频同步所需的所有 信息地其余 12 种编码类型用于定 义包的同步或异步业务。 在时隙信道中, 定义了同步和异步连接。 目前, 异步连接对有无/3 率 FEC 编码方式 的负载都支持,还可进行单时隙、3 时隙、5 时隙的数据包。异步连接最 大用户速率为 723.2kb/s,这时,反向连接速率可达到 57.6kb/s。通过 交换包长度和依赖于连接条件的 FEC 编

码,自适应连接可用于异步链,依赖有效的用户数据,负载长度可变。然 而,最大长度受限于 RX 和 TX 之间最少交换时间(为 200Ps)。对于同 步连接,仅定义了单时隙数据包传 输,负载长度固定,可以有 1/3 率、2/3 率或无 FEC。同步连接支持全 双工,用户速率双向均为 64kb/s。 5 以物理连接类型建立连接

蓝牙技术支持同步业务 (如话音信息) 和异步业务 (如突发数据流) , 定义了两种物理连接类型:同步面向连接的连接(SCO)和异步无连接的 连接(ACL)。SCO 为主单元与从单元的点对点连接,通过在常规时间间 隔内预留双工时隙建立起来。 ACL 是微微网中主单元到所有从单元的点到 多点连接,可使用 SCO 连接末用的所有空余时隙,由主单元安排 ACL 连 接的流量。微微网的时隙结构允许有效地混合利用异步和同步连接。 专用系统设计中的关键问题是, 如何在单元间找到对方, 并建立连接。 在蓝牙系统中,建立连接分为扫描、呼叫和查询 3 步。在空闲模式下, 一单元保持休眠状态,以节省能量,但为了允许建立连接,该单元必须经 常侦听是否有其它单元欲建立连接。在实际的专用系统中,没有通用的控 制信道(一个单元为侦听呼叫信息而锁定),这在常规蜂窝无线系统中是 很普遍的。而在蓝牙系统中,一单元为侦听其标志而周期性被唤醒,当一 蓝牙单元被唤醒时, 便开始扫描,打开与从自身标志得到的接人码相匹配 的滑动相关器。扫描窗稍微超过 10ms,每次单元被唤醒,扫描不同的跳 频(规则要求不允许设固定的唤醒频率,可免除干扰)。蓝牙的唤醒跳频 序列的数量仅为 32 跳,循环使用,覆盖整个 80MHz 带宽中的 64MHz。序 列是伪随机的,在每一蓝牙设备中都是唯一的。序列从单元标志中得到, 序列的相位由单元中的自行时钟决定。在空载模式下,要注意功率消耗和 响应时间的折中选择: 增加休眠时间可降低功耗,但会延长接入时间,由于不知道空闲单元在哪 一频率上何时被唤醒, 想要连接的单元必须解决时频不定问题。无线单元 大部分时间处于空闲模式,这种不确定的任务应由呼叫单元来完成。假定 呼叫单元知道欲连接单元的标志, 也知道唤醒序列产生用于呼叫信息的接 入码,在不同频率上,每 1.25ms 呼叫单元重复发送接入码,对于一次响 应,需发送和监听两次接入码。 将连续接入码发送到不同唤醒序列所选择的跳频上。在 10ms 周期 内,访问 16 个不同跳频载波,为唤醒序列的一半。在空闲单元的休眠期 内,呼叫单元在 16 个频率上循环发送接入码,空闲单元被唤醒后,将收 到接入码, 并开始建立连接。 然而, 因为呼叫单元不知道空闲单元的相位, 32 个跳频唤醒序列中的其余 16 个频率也可能被唤醒。若呼叫单元在相 应的休眠期内收不到空闲单元的响应, 它将会在其余的一半跳频序列载波 上重复发送接入码。因此,最大的接入码延迟为休眠时间的两倍。当空闲 单元收到呼叫信息后, 会返回一个提示呼叫单元的信息,即从空闲单元标

志中得到的接入码。然后,呼叫单元发送一个 FHS 数据包给空闲单元, 包含呼叫单元 的全部信息(标志和时钟)。呼叫单元和空闲单元用该信 息建立微微网,此时呼叫单元用其标志和时钟定义 FH 信道为主单元,而 空闲单元成为从单元。 上述呼叫过程建立在呼叫单元完全不知道空闲单元时钟信息的假设 上。如果两单元间建立过联系,呼叫单元会对空闲单元时钟有一估计。当 单元连接时, 将交换时钟信息, 存储各自自由运行本地时钟间的补偿时间。 这种补偿仅在建立连接时准确,当连接释放后,由于时钟漂移,补偿信息 变得不可靠。补偿的可靠性与最后一次连接后的时间长度成反比。 建立连接时,接收标志用于决定呼叫信息和唤醒序列。若不知道该信息, 欲进行连接的单元可发布一查询消息,让接收方返回其地址和时钟信息。 在查询过程中,查询者可决哪个单元在需要的范围内,特性如何。查询信 息也为一接入码,但从预留标志(查询地址)得到。空闲单元根据 32 跳 的查询序列侦听查询信息,收到查询信息的单元返回 FHS 包。对于返回的 FHS 包,采用一随机阻止机制,防止多个接收端同时发送。 在呼叫和查询过程中,使用了 32 跳载波。对于纯跳频系统,最少要 使用 75 跳载波。 然而, 在呼叫和查询过程中, 仅有一个接入码用于信令。 接入码用作直接序列编码,得到由直接序列编码处理增益结合 32 跳频序 列的处理增益,可满足混合 DS/FH 系统规定所要求的处理增益。因此, 在呼叫和查询过程中,蓝牙系统是混合 DS/FH 系统;而在连接时,为纯 FH 系统。 6 纠错

蓝牙系统的纠错机制分为 FEC 和包重发。FEC 支持 1/3 率和 2/3 率 FEC 码。1/3 率仅用 3bit 重复编码,大部分在接收端判决,既可用 于数据包头, 也可用于 SCO 连接的包负载。 2/3 率码使用一种缩短的汉 明码,误码捕捉用于解码,它既可用于 SCO 连接的同步包负载,也可用 于 ACL 连接的异步包负载。使用 FEC 码,编/解码过程变得简单迅速, 这对 RX 和 TX 间的有限处理时间非常重要。 在 ACL 连接中,可用 ARQ 结构。在这种结构中,若接收方没有响应, 则发端将包重发。 每一负载包含有一 CRC, 用来检测误码。 ARQ 结构分为: 停止等待 ARQ、向后 N 个 ARQ、重复选择 ARQ 和混合结构。为了减少复 杂性,使开销和无效重发为最小,蓝牙执行快 ARQ 结构:发送端在 TX 时 隙重发包,在 RX 时隙提示包接收情况。若加入 2/3 率 FEC 码,将得到 Ⅰ类混合 ARQ 结构的结果。ACK/NACK 信息加载在返回包的包头里,在 RX/TX 的结构交换时间里,判定接收包是否正确。在返回包的包头里, 生成 ACK/NACK 域,同时,接收包包头的 ACK/NACK 域可表明前面的负 载是否正确接收,决定是否需要重发或发送下一个包。由于处理时间短, 当包接收时,解码选择在空闲时间进行,并要简化 FEC 编码结构,以加 快处理速度。快速 ARQ 结构与停止等待 ARQ 结构相似,但时延最小,实

际上没有由 ARQ 结构引起的附加时延。该结构比向后 N 个 ARQ 更有效, 并与 重复选择 ARQ 效率相同,但由于只有失效的包被重发,可减少开销。在 快速 ARQ 结构中, 仅有 lbit 序列号就够了(为了滤除在 ACK/NACK 域中 的错误而正确接收两次数据包)。 7 功率管理

在蓝牙系统的设计中,需要特别注意减少电流消耗。在空闲模式下, 在 T 从 1.28~3.84s 区间内,单元仅扫描 10ms,有效循环低于 1%。在 一个 PAXIL 下,有效循环可减少更多,PARK 模式仅在微微网建立之后使 用,从单元可停下工作,即以非常低的有效循环来侦听信道。从单元仅需 侦听接入码和包头来重新使时钟同步,决定是否可重新进入休眠状态。 因为在时间和频率上都已确定(不工作的从单元被锁定到主单元,与无线 和蜂窝电话被锁定到基站类似),所以可达到非常低的有效循环。在连接 中,另一非功耗模式是 SNIFF 模式,在这种模式下,从单元不是每一主 一从时隙内部扫描,因此扫描之间有较大的间隔。 在连接状态下,数据仅在有效时发送,使电流消耗最小,且可防止干 扰。若仅有连接控制信息要传送(ACK/NACK),则将发送一没有负载的 空包。 因为 NACK 为省缺设置, NACK 的空包不一定要发送。 在长静育期内, 主单元隔一定时间在信道上重发一个数据包, 使所有从单元对其时钟重新 同步,对时间漂移进行补偿。在连续的 TX/RX 操作中,一单元开始扫描 始于 RX 时隙的接入码,若未找到该接入码的某窗口,则该单元返回休眠 状态,直到下一个 TX 时隙(对主单元)或 RX 时隙(对从单元);若接 入码被接收 (即接收信号与要求的接入码匹配) 包头被解码。 3bit 从 , 若 单元地址与接收到的不匹配,进一步的接收将停止,包头用于表示包的类 型和包的持 续时间,由此,非接收方可决定休眠时间。 8 微微网间通信 蓝牙系统可优化到在同一区域中有数十个微微网运行, 而没有明显的 性能下降(在同一区域的多个微微网称为分散网)。蓝牙时隙连接采用基 于包的通信,使不同微微网可互联。 欲连接单元可加入到不同微微网中, 但因无线信号只能调制到单一跳频载 波上, 任一时刻单元只能在一微微网中通信。 通过调整微微网信道参数 (即 主单元标志和主单元时钟),单元可从一微微网跳到另一微微网中,并可 改变任务。例如,某一时刻在一微微网中的主单元,另一时刻在另一微微 网中为从单元。主单元参数标示了微微网的 FH 信道,因此一单元不可能 在不同的微微网中都为主单元。 跳频选择机制应设计成允许微微网间可相 互通信,通过改变标志和时钟输入 到选择机制,新微微网可立即选择新 的跳频。为了使不同微微网间的跳额可行,数据流体系中设有保护时间, 以防止不同微微网的时隙差异。在蓝牙系统中,引入了 HOLD 模式,允许 一单元临时离开一微微网而访问另一微微网(HOLD 也可在离开后无新的 微微网访问期间作为一附加低功率模式)。

bluetooth profile2008-06-23 10:10 Bluetooth 的一个很重要特性, 就是所有的 Bluetooth 产品都无须实现全部的 Bluetooth 规范。为了更容易的保持 Bluetooth 设备之间的兼容, Bluetooth 规范中定义了 Profile。Profile 定义了设备如何实现一种连接或者应用,你可以把 Profile 理解为连接层或者应用层协议。 比如,如果一家公司希望它们的 Bluetooth 芯片支援所有的 Bluetooth 耳机,那么它 只要支持 HeadSet Profile 即可,而无须考虑该芯片与其它 Bluetooth 设备的通讯与兼容性问 题。如果你想购买 Bluetooth 产品,你应该了解你的应用需要哪些 Profile 来完成,并且确保 你购买的 Bluetooth 产品支持这些 Profile。 在所有的 Profile 中, 有四种是基本的 Profile, 这些 Profile 会被其它的 Profile 使用。 它们是: GAP Profile: Generic Access Profile,该 Profile 保证不同的 Bluetooth 产品可以互相 发现对方并建立连接。 SDAP Profile: Service Discovery Application Profile,通过该 Profile,一个 Bluetooth 设备可以找到其它 Bluetooth 设备提供的服务,以及查询相关的信息。 SPP Profile: Serial Port Profile,模拟串口通讯 GOEP Profile: Generic Object Exchange Profile,通用对象交换。这个 Profile 的名字 有些费解,它定义的是数据的传输,包括同步,文件传输,或者推送其它的数据。你可以把 它理解为内容无关的传输层协议,可以被任何应用用来传输自己定义的数据对象。 另外,Bluetooth 还定义了 9 种应用(usage)Profile。 CTP Profile: Cordless Telephone Profile,无绳电话。 IP Profile: Intercom Profile,这是在两个设备之间建立语音连接,换句话说,把两个 昂贵的兰牙设备变成廉价的对讲机。 HS Profile: HeadSet Profile,用于连接耳机。 DNP Profile: Dial-up Networking Profile,用于为 PC 提供拨号网络功能。 FP Profile: Fax Profile,传真功能。 LAP Profile: LAN Access Profile,使用 PPP 协议建立局域网。 OPP Profile: Object Push Profile,用于设备之间传输数据对象。 FTP Profile: File Transfer Profile,用于文件传输。 SP Profile: Synchronization Profile,用于不同的 Bluetooth 设备同步,保持数据的一 致性。 存档,团体: alt.cellular.bluetooth ( 更多信息? ) Bluetooth is defined as a series of profiles. Profiles are described as usage scenarios for devices including the communication speed, voice support, etc. For example there are profiles for Voice for remote headsets data emulating a serial connection as well as network connection and there are other connections as well.蓝牙是指一系列的概况。概况描述使用场景的设备包括通信速度, 语音支持等,例如有概况语音远程耳机,数据仿效一个串行连接以及网络连接,并有其他的 连接。 A profile has to be set in advance for the device to communicate with other device with the same profile. 配置文件都必须事先设定的设备与其他设备相同的配置文件。 For Example,例

如, two computer must have a "LAN" profile in both devices so that both can 两个计算机必须有一 个“局域网”的个人资料,以便在这两个设备都可以 communicate to establish a network.建立沟通网络。 Before purchase a Bluetooth device 在购买 之前蓝芽装置 user must know what they need to do with the device or he/she may purchase a 用户必须知道, 他 们现在需要做的设备或他/她可能会购买 Bluetooth device without connectivity to newer or some existing Bluetooth 蓝牙设备没有连接到 一些新的或现有的蓝牙 device.So far each vendor has to define how they plan on using Bluetooth and device.So 远远每个 供应商已经确定他们是如何计划使用蓝牙和 what Profiles will be supported.什么配置文件将得到支持。 Each device that you wish to communicate 每个设备要沟通 with needs to use support a profile that is compatible with a profile on 与需要使用支持的配置文 件兼容简介 your master device.您的主设备。 Having said that:-虽然这样说: The Headset Profile 耳机简介 ============= ============= The Headset Profile (called the "Ultimate Headset" in the spec) covers the 耳机简介(所谓的“终 极耳机”的规格)涵盖了 usage case associated with a Bluetooth wireless audio headset in conjunction 使用情况相关的蓝 牙无线音频耳机结合 with a Bluetooth mobile telephone or a Bluetooth portable computer.与蓝牙移动电话或蓝牙便携 式计算机。 The 那个 wireless headset's basic operation is like that of its ubiquitous wired 无线耳机的基本操作就是这 样的无处不在有线 equivalents.现金等价物。 The headset consists of a microphone and a speaker, which allow 耳机 包括一个麦克风和扬声器,使 it to serve as the audio source and sink for voice and/or audio traffic.它作为音频源和汇的语音和 /或音频流量。 This voice traffic is carried over the cellular link of the mobile phone, or 这是进行语音传输的蜂 窝连接的移动电话或 is used for audio traffic associated with the computer.用于音频交通与计算机。 The Headset Profile is relatively simple.耳机配置文件是相当简单的。 It defines the following four 它定义了以下四个 procedures:程序: Incoming call (audio connection)来电(音频连接) Outgoing call (audio connection)呼出(音频连接) Call transfer (audio)呼叫转移(音频) Volume control 音量控制

Of these, volume control is optional and the remaining three define how 这些,音量控制是可选 的,剩下的三个定义 audio is routed between the headset and the other device, as well as how the 音频路由之间的耳机 以及其他设备,以及如何 audio traffic is generated, transferred, and received.音频交通生成,传输和接收。 Like all profiles, the Headset Profile includes information about the 像所有的个人资料,包括耳 机简介资讯 protocol stack used to accomplish the associated usage case, how particular 协议栈来完成相关的 使用情况,特别是如何 layers of the protocol stack are to be configured and used, and which of the 层协议栈的配置和使 用,其中的 other profiles are relevant to this one.其他配置文件与此有关的一个。 Above obtained from:上述索取: http://www-106.ibm.com/developerwo [...] blue3.html http://www-106.ibm.com/developerwo [...] blue3.html The Cordless Telephony profile (I assume this is the handsfree profile)无绳电话的个人资料(我 认为这是手机的个人资料) ===================== ===================== The Cordless Telephony profile defines the protocols and procedures that can 无绳电话配置文件 定义的规则和程序,可以 be used by the '3-in-1 phone' use case.使用的 3 合 1 手机的使用情况。 In this use case, cellular phones 在这种情况下使用,手机 can make calls via the base station, make direct intercom calls, and can 可以通过拨打电话基站, 直接对讲电话,并能 access supplementary services provided by the external network.获得补充所提供服务的外部网 络。 It is also 这也是 possible to apply "Cordless Telephony" profile to non-cellular devices such 可能适用 “无绳电话” 档案,以非移动设备,例如 as PCs.作为个人电脑。 Key Features:主要特点: a..答: 。 Gateway and Terminal configurations are supported 网关和终端配置支持 b..湾。 Initiates intercom calls 启动对讲通话 c..角。 Routes outgoing calls to the terminals 航线即将离任的呼叫终端 d.. 4 。 Support for in-band tones 支持带声调 e..大肠杆菌。 Support for post-dialing 支持后拨号 f..楼。 Requires full TCS 需要充分塔塔咨询服务公司 Above obtained from:上述索取: http://www.thales-ess.com/intellec [...] per_protoc http://www.thales-ess.com/intellec per_protoc ol_stack.shtml ol_stack.shtml

[...]

---- ---I think this will add some insight to everyones questions concerning either 我认为, 这将增加一些 见识,不是每个人都有关的问题 a handsfree or headset device and in knowning which one of the 2 to buy.免提或耳机设备和 knowning 其中一个 2 购买。 Reply to Anonymous 回复无名氏 Anonymous 04-26-2004 at 03:11:18 PM 无名氏 2004 年 4 月 26 日在下午三时 11 分 18 秒 Show message 查看邮件 -0+-0+ Archived from groups: alt.cellular.bluetooth ( More info? )存档,团体: alt.cellular.bluetooth ( 更多信息? ) > Having said that:- “虽然这样说: > The Headset Profile “耳机简介 > ============= “ ============= > The Headset Profile (called the "Ultimate Headset" in the spec) covers the “耳机配置文件 (所 谓的”终极耳机“的规格)涵盖了 > usage case associated with a Bluetooth wireless audio headset in “使用情况与蓝牙无线音频 耳机 conjunction 结合 > with a Bluetooth mobile telephone or a Bluetooth portable computer. “与蓝牙移动电话或蓝牙 便携式计算机。 Actually the Ultimate Headset is the useage case, not the profile.其实耳机是终极的使用情况, 而 不是个人资料。 But the 但是, rest of the description is accurate.其余的描述是准确的。

> The Cordless Telephony profile (I assume this is the handsfree profile) “无绳电话的个人资料 (我认为这是手机的个人资料) > ===================== “ ===================== No, there is a handsfree profile.不,是一个免提的个人资料。 Handsfree allows some remote control of the audio gateway device (cellular 一些手机可以远程 控制的音频网关设备(蜂窝 phone typically), Headset doesn't.电话一般) ,耳机没有。 Handsfree is a superset of headset. 手机是一个超耳机。 Reply to Anonymous 回复无名氏 Anonymous 04-26-2004 at 08:32:15 AM 无名氏 2004 年 4 月 26 日在上午 08 时 32 分 15 秒 Show message 查看邮件 -0+-0+

Archived from groups: alt.cellular.bluetooth ( More info? )存档,团体: alt.cellular.bluetooth ( 更多信息? ) > The Cordless Telephony profile (I assume this is the handsfree profile) “无绳电话的个人资料 (我认为这是手机的个人资料) > ===================== “ ===================== > The Cordless Telephony profile defines the protocols and procedures that can “无绳电话配置 文件定义的规则和程序,可以 >“ I am afraid that CTP is not HFP.我担心的 CTP 不是聚合物。 HFP can be thought of as an extended version of HSP, and was intended 六氟丙烯可以被看作是 一个扩展版本的热休克蛋白,并打算 for use only in Bluetooth Car Kits.只有在使用蓝牙车载工具。 Nokia decided to produce some phones that only had HFP and so most 诺基亚决定产生一些手 机,只有六氟丙烯等最 headsets also need to implement HFP,


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