2023學(xué)年完整公開課版藍牙

《寬帶接入技術(shù)》課程藍牙課程團隊：李瀅瀅成敏娟葉禮兵王蘇南王永學(xué)目錄藍牙01藍牙應(yīng)用場景02總結(jié)和思考03一、藍牙藍牙技術(shù)的典型應(yīng)用是在無線個人網(wǎng)絡(luò)（WPAN），IEEE802.15標(biāo)準(zhǔn)就是為WPAN開發(fā)的，目前已發(fā)展成為短距離個人無線網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)。工作頻段：2.4G傳輸距離：10cm～10m左右傳輸速率：<1Mbps二、藍牙協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.15是一個關(guān)于無線個人網(wǎng)絡(luò)（WPAN）的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它以藍牙技術(shù)作為WPAN的基礎(chǔ)，采納了大部分重要的藍牙規(guī)范，由IEEE802.15工作組負(fù)責(zé)制定，目前由以下4個分標(biāo)準(zhǔn)組成：①IEEE802.15.1②IEEE802.15.2③IEEE802.15.3④IEEE802.15.4三、藍牙系統(tǒng)結(jié)構(gòu)藍牙系統(tǒng)一般由天線單元、鏈路控制(固件)單元、鏈路管理(軟件)單元和藍牙軟件(協(xié)議棧)單元四個功能單元組成三、藍牙系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1)天線單元藍牙要求其天線部分體積十分小巧、重量輕，因此，藍牙天線屬于微帶天線。藍牙空中接口是建立在天線電平為0dB的基礎(chǔ)上的?？罩薪涌谧裱璅CC(即美國聯(lián)邦通信委員會)有關(guān)電平為0dB的ISM頻段的標(biāo)準(zhǔn)。如果全球電平達到100MW以上，可以使用擴展頻譜功能來增加一些補充業(yè)務(wù)。頻譜擴展功能是通過起始頻率為2.402GHz，終止頻率為2.48GHz，間隔為1MHz的79個跳頻頻點來實現(xiàn)的。出于某些本地規(guī)定的考慮，日本、法國和西班牙都縮減了帶寬，最大的跳頻速率為1660跳/s，理想的連接范圍為100mm～10m，但是通過增大發(fā)送電平可以將距離延長至100m。三、藍牙系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2)鏈路控制(固件)單元鏈路控制固件單元主要包括連接控制器、基帶處理器以及射頻傳輸/接收器，此外還有單獨調(diào)諧元件?；鶐ф溌房刂破髫?fù)責(zé)處理基帶協(xié)議和其它一些低層常規(guī)協(xié)議，它有三種糾錯方案：1/3比例前向糾錯(FEC)碼、2/3比例前向糾錯碼和數(shù)據(jù)的自動請求重發(fā)方案。采用FEC(前向糾錯)方案的目的是為了減少數(shù)據(jù)重發(fā)的次數(shù)，降低數(shù)據(jù)傳輸負(fù)載。但是，要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無差錯傳輸，F(xiàn)EC就必然要生成一些不必要的開銷比特而降低數(shù)據(jù)的傳送效率。三、藍牙系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3)鏈路管理(軟件)單元鏈路管理(LM)軟件模塊攜帶了鏈路的數(shù)據(jù)設(shè)置、鑒權(quán)、鏈路硬件配置和其他一些協(xié)議。LM能夠發(fā)現(xiàn)其他遠(yuǎn)端LM并通過LMP(鏈路管理協(xié)議)與之通信。LM模塊提供如下服務(wù)：發(fā)送和接收數(shù)據(jù)、請求名稱、鏈路地址查詢、建立連接、鑒權(quán)、鏈路模式協(xié)商和建立、決定幀的類型等。三、藍牙系統(tǒng)結(jié)構(gòu)4)軟件(協(xié)議棧)單元藍牙的軟件(協(xié)議棧)單元是一個獨立的操作系統(tǒng)，不與任何操作系統(tǒng)捆綁，它符合已經(jīng)制定好的藍牙規(guī)范。藍牙規(guī)范包括兩部分：第一部分為核心部分，用以規(guī)定諸如射頻、基帶、連接管理、業(yè)務(wù)發(fā)現(xiàn)、傳輸層以及與不同通信協(xié)議間的互用、互操作性等組件；第二部分為應(yīng)用規(guī)范(Profile)部分，用以規(guī)定不同藍牙應(yīng)用所需的協(xié)議和過程。分別完成數(shù)據(jù)流的過濾和傳輸、跳頻和數(shù)據(jù)幀傳輸、連接的建立和釋放、鏈路的控制、數(shù)據(jù)的拆裝、業(yè)務(wù)質(zhì)量(QoS)、協(xié)議的復(fù)用和分用等功能。四、藍牙的應(yīng)用藍牙系統(tǒng)和PAN的概念相輔相成，事實上，藍牙系統(tǒng)已經(jīng)是PAN的一個雛形。在2010年發(fā)布的藍牙4.0版的標(biāo)準(zhǔn)中，定義了包括使用WAP協(xié)議連接互聯(lián)網(wǎng)的多種應(yīng)用軟件。它能夠使蜂窩電話系統(tǒng)、無繩通信系統(tǒng)、無線局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)增添新功能，使各類計算機、傳真機、打印機設(shè)備增添無線傳輸和組網(wǎng)功能，在家庭和辦公、家庭娛樂等場合開辟了廣闊的應(yīng)用。五、總結(jié)與思考通過這次的學(xué)習(xí)，我們了解了藍牙的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用場合。重點需要掌握的是藍牙技術(shù)的所