蓝牙技术介绍

1、蓝牙技术介绍蓝牙技术介绍XYQ2008-03-26初视蓝牙打开耳机在手机上选择“添加蓝牙设备”选项。您的手机与耳机将自动搜寻对方并进行连接无线技术比较无线技术比较蓝牙无线技术 超宽带 (UWB) 获得认证的无线 USB Wi-Fi (Wireless Fidelity、IEEE 802.11) WiMAX（全球微波接入互操作性和 IEEE 802.16） WiBro（无线宽带） 红外线 (IrDA) 射频识别 (RFID) 近距离无线通信 (NFC) 近磁场通信 HiperLAN HIPERMAN 802.20 Zigbee (IEEE 802.15.4) Bluetooth 无线技术无线技术

2、Bluetooth 无线技术适用于语音和数据应用。 Bluetooth 无线技术运行于无需申请许可证的 2.4 GHz 波段 Bluetooth 无线技术操作范围可达 10 米或 100 米，具体取决于 Bluetooth 设备的类别。装备 EDR 时的数据率峰值是 3 Mbps Bluetooth 无线技术能够穿透实心物体 Bluetooth 技术是全方向有效的，且不要求将连接设备放置在可见范围内。 安全性一直且永远是 Bluetooth 规格开发中最重要的一环。Bluetooth 规格允许 3 种安全模式。 Bluetooth 芯片的成本低于 3 美元无线技术比较无线技术比较超宽带超宽带

3、(UWB)UWB 是具革命性的无线数字数据传输技术，以极低的功率通过频段的宽频谱传输数据。它可以极高的速率传输数据（适合无线局域网应用） 迄今为止，UWB 仅在美国获得管制批准。由于没有统一的标准协议和缺乏全球各国管制批准，UWB 产品进入市场的脚步缓慢。 理想情况下，UWB 无线技术功耗小、价格低廉、高速、可使用广范围内的无线电频谱、可穿透障碍物（例如门）传输数据和具有广泛的应用范围（例如防御、工业、家庭等）。 当前有两种相互竞争的 UWB 标准。UWB 论坛推广的标准基于直接序列 (DS-UWB)。而无线媒体联盟 (WiMedia Alliance) 则推广另一种基于多频带正交频分复用 (

4、OFDM) 的标准。 两种标准都允许在 2 米范围内达到约 0-500 Mbps 的数据率，在 10 米范围内则能达到约 110 Mbps。 Bluetooth SIG 在 2005 年 5 月公布了其与这两个 UWB 团体合作的意愿 ，以开发能够使用 UWB 无线电的高速率 Bluetooth 规格无线技术比较无线技术比较获得认证的无线获得认证的无线 USB 速度：按照计划，无线 USB 在 2 米范围内传输速度可达 480，而在 10 米范围内则为 110 Mbps。无线 USB 集线器最多可运行 127 个无线 USB 设备 无线 USB 将基于并通过无线媒体联盟推广的 UWB 无线电运

5、行。 允许在设备和无线 USB 集线器之间建立点到点连接 Intel 于 2004 年 2 月建立了无线 USB 推广小组 USB Implementers Forum, Inc. (USB-IF) 测试并认证基于“获得认证的无线 USB”的无线设备无线技术比较无线技术比较Wi-Fi (IEEE 802.11)Bluetooth 技术的实施成本是 Wi-Fi 的三分之一 Bluetooth 技术的功耗是 Wi-Fi 的五分之一 Wi-Fi 联盟 (Wi-Fi Alliance) 测试并认证基于 802.11 的无线设备 802.11a：使用 OFDM，运行于 5 GHz 波段，最高数据率为 5

6、4 Mbps 802.11b：运行于 2.4 GHz 波段，最高数据率为 11 Mbps 并使用 DSSS。802.11b 是最初的 Wi-Fi 标准 802.11g：运行于 2.4 GHz 波段，使用 OFDM，最高数据率为 54 Mbps。它与 802.11b 反向兼容 802.11e：此标准可提高服务质量 802.11h：此标准是 802.11a 在欧洲地区的补充，提供频谱和功率控制。在此标准下，802.11a 规格增加了动态频率选择 (FS) 和传输功率控制 (TPC) 802.11i：此标准适用于对安全要求较高的场合。它包括高级加密标准 (AES)。此标准并非完全的反向兼容，某些用户

7、可能需要升级他们的硬件。完整的 802.11i 支持也称为 WPA2 802.11k：正在开发，这一修订标准增强了对 802.11 网络无线电资源的管理功能 802.11n：此标准预期运行于 5 GHz 波段，最大数据率将超过 100 Mbps（某些协议正尝试达到 500 Mbps）。802.11n 在处理无线多媒体应用方面将比其它 802.11 标准更优秀 802.11p：此标准将运行于分配给汽车行业的 5.9 GHz 频谱。此标准将是在北美地区的专用短程通信 (DSRC) 的基础。DSRC 将能实现汽车与汽车和汽车与路侧基础设施之间的通信 802.11r：这一修订标准将提高用户在接入点或基

8、站之间漫游的能力。开发此标准的任务小组于 2004 年春/夏成立 802.11s：正在开发，这一修订标准将允许在 802.11 网络中使用网状网。开发此标准的任务小组于 2004 年春/夏成立无线技术比较无线技术比较WiMAX（全球微波接入互操作性和（全球微波接入互操作性和 IEEE 802.16）WiMax 是一项无线城域网 (MAN) 技术。 WiMax 覆盖范围达 50 千米，数据率为 70 Mbps。一般单元的范围较小 最初的 802.16 标准运行于 10-66 GHz 波段且要求可见环境 近期完成的 802.16a 标准运行于 2 至 11 GHz 波段之间，不需处于可见范围 在欧

9、洲地区的管制批准延迟，是因为在 2.8 GHz 和 3.4 GHz 波段频谱的使用上出现问题 支持速度在 20 至 100 公里/小时之间的车辆运动。802.16e 标准适用于便携移动应用 IEEE 802.16a 和 ETSI HIPERMAN（高性能无线电城域网）共享相同的 PHY 和 MAC。802.16 从一开始就以兼容欧洲标准为前提进行设计 本技术为了与 DSL 和线缆调制解调器接入竞争而创建，适用于乡村等存在布线困难的地区无线技术比较无线技术比较WiBro（无线宽带）（无线宽带）可移动 Internet 服务 (WiBro) 通过 PSS（个人用户站），在固定或移动的环境中，提供随

10、时随地的高数据率无线互联网接入。 主要适用于使用 TTA 规格的韩国。 2300-2400 MHz、TDD、OFDMA、信道带宽 10 MHz 等等 系统将支持驾驶速度达 60 公里/小时的移动用户 吞吐量（每用户） 最大：下载 / 上载 = 3 / 1 Mbps；最小： 下载 / 上载 = 512 / 128 Kbps 将于 2006 年第一季度推出红外线红外线 (IrDA)IrDA 用于为通常使用电缆进行连接的设备提供无线连接功能。IrDA 是一项点到点、窄角度（30 锥形范围）的专门数据传输标准，专为在 0 至 1 米的距离之间操作而设，速度为 9600 bps 至 16 Mbps Ir

11、DA 无法穿透实心物体，与其它无线技术相比，其数据交换应用较少 IrDA 主要应用于付款系统、远程控制应用或两台 PDA 之间的同步操作无线技术比较无线技术比较射频识别射频识别 (RFID)针对各种应用，有超过 140 种不同的 RFID ISO 标准 使用 RFID，读取机设备可为一段距离外的被动或无动力的标记提供动力。接收机（必须位于数英尺之外）从“标记”中提取信息，然后在数据库中查找更多信息。也有其它一些标记是自供动力、“主动”的标记，可从远距离读取 RFID 可运行于低频（小于 100 MHz）、高频（超过 100 MHz）和特高频 UHF（868 至 954 MHz）波段 用途包括跟

12、踪运输途中和零售店货架上的产品存货近距离无线通信近距离无线通信 (NFC)NFC 论坛致力于 NFC 的开发和推广。NFC 论坛的 12 位发起成员包括万事达卡国际组织、微软、摩托罗拉、NEC、诺基亚、松下、飞利浦、瑞萨科技、三星电子、索尼、德州仪器和 Visa 国际组织 能力：在 13.56 Mhz 频率范围内，0 至 20 厘米距离时的速率为 212 kbps NFC 标准基于 RFID 技术 NFC 的建议应用包括售票、付款和游戏。 支持被动通信模式，帮助节省电池电量无线技术比较无线技术比较近磁场通信近磁场通信由 Aura Communications 公司开发并许可的专利无线技术。 范

13、围：1.5 至 2 米；功率：约 100 纳瓦；频率：10 至 15 MHz。在 4 至 6 英尺直径的有效范围内建立弱磁泡并于其中工作 目前此技术仅应用于无线耳机。由于它未集成于任何耳机中，因此必须配备适配器 迄今仅在美国 使用HiperLAN速度：HiperLAN 2 = 54 Mbps，范围达 50 至 100 米 目前仍未形成杀手级应用无线技术比较无线技术比较HIPERMAN固定的无线接入标准，由欧洲电信标准协会（European Telecommunications Standards Institute，简称 ETSI）开发 运行于 2 GHz 至 11 GHz 之间的频谱波段，兼

14、容/可与 IEEE 802.16a-2003 标准互操作802.20被视为移动无线宽带无线接入。 最大数据率将达 1 Mbps，运行于低于 3.5 GHz 的许可波段 支持速度高达 250 公里/小时的车辆移动无线技术比较无线技术比较ZigBee (IEEE 802.15.4)ZigBee 联盟（ZigBee Alliance）的九家创始公司包括飞利浦、Honeywell、三菱电机、摩托罗拉、三星、BM Group、Chipcon、Freescale and Ember；拥有超过 70 位成员 在 10-100 米范围内，2.4 GHz 波段时速率为 250 Kbits，915 Mhz 波段时

15、速率为 40 Kpbs，868 Mhz 波段时速率为 20 Kpbs 其目标是成为工业领域中的远程控制无线标准 ZigBee 技术以控制应用行业为目标，该行业不要求太高的数据率，但必须拥有低功耗、低成本和使用方便（远程控制、家庭自动化等）等优点。 该规格于 2004 年 12 月正式采用 该规格在开发初期并未太过重视安全性。目前，其安全性分为 3 个等级 ZigBee 和 Bluetooth 的芯片成本都非常低。蓝牙技术特性蓝牙技术特性成本低 功耗低，体积小 近距离通讯安全性互操作性能够传输语音与数据 采用跳频技术，工作于ISM频段网络特性蓝牙技术应用与产品蓝牙技术应用与产品以上是蓝牙官方网站

16、对蓝牙产品的分类蓝牙技术应用与产品蓝牙技术应用与产品蓝牙技术指标和系统参数蓝牙技术指标和系统参数工作频段ISM频段，2.402-2.480GHz双工方式全双工，TDD时分双工业务类型支持电路交换和分组交换业务数据速率1Mbit/S非同步信道速率非对称连接723.2/57.6kbit/s，对称连接433.9kbit/s同步信道速率64kbit/s功率美国FCC要求0 dbm(1mW)，其他国家可扩展为100mW跳频频率数79个频点/MHz跳频速率1600跳/S工作模式PARK(休眠)/HOLD(保持)/SNIFF(呼吸)数据连接方式面向连接业务SCO，无连接业务ACL纠错方式1/3FEC，2/3

17、FEC，ARQ语音编码方式非线形PCM和连续可变斜率增量调制CVSD发射距离一般可达10cm-10m，增加功率情况下可达100m蓝牙系统功能框图蓝牙系统功能框图2.4GHz蓝牙无线单元蓝牙链路控制单元蓝牙链路管理及主机接口单元主机蓝牙的核心系统结构蓝牙的核心系统结构通过2.4G的ISM频段的微波，实现数据位流的过滤和传输负责跳频和蓝牙数据及信息帧的传输负责连接的建立和拆除以及链路的安全和控制HCI是蓝牙协议中软件和硬件的接口逻辑链路控制和适配协议，负责数据传送。话音业务数据业务蓝牙协议体系蓝牙协议体系l核心协议核心协议 ：BaseBand(基带) LMP（Link Manager Protoc

18、ol链路管理协议） L2CAP（Logical Link Control And Adaptation Protocol 逻辑链路控制和适配协议） SDP（Service Discovery Protocol服务发现协议）l电缆替代协议电缆替代协议：RFCOMM l电话控制协议电话控制协议：TCS-Binary、AT命令集l选用协议选用协议：PPP（点对点协议，位于RFCOMM上层，完成点对点的连接） TCP/UDP/IP（互联网协议） OBEX（红外数据协会制定的会话层协议，Object Exchange Protocol） WAP（无线应用协议，由无线应用协议论坛制定） vCard（电子名

19、片交换格式）vCal（电子日历及日程交换格式），为开放标 准，没有定义传输机制，只定义了数据传输格式。蓝牙技术规范蓝牙技术规范先看一下蓝牙官方网站内容先看一下蓝牙官方网站内容：( Specifications）主要是IC本身的物理结构即内部电路及底层蓝牙核心协议的规范(就是硬件与软件结合时用的一种标准)二、应用规范（二、应用规范（Profile Specifications）是指蓝牙应用服务的,如我们平时说的A2DP,即蓝牙立体声服务,HFP (handsfree),即蓝牙免提服务,HSP(headset),即蓝牙耳机服务,SPP(serial port)即蓝牙串口服务。三、协议规范（三、协议

20、规范（Protocol Specifications）主要是指在蓝牙技术基础上完成某种功能的规范。比如RFCOMM(电缆替代协议)、PPP(点对点协议)、OBEX(Object Exchange，对象交换协议) 、Bluetooth Network Encapsulation Protocol (蓝牙网络封装协议)等。四、传输规范（四、传输规范（Transport Specifications）HCI SD TRANSPORT、HCI UART TRANSPORT、HCI USB TRANSPORT。五、测试规范（五、测试规范（Qualification）Bluetooth Qualifica

21、tion Program 蓝牙技术规范版本蓝牙技术规范版本一般所指的蓝牙版本为核心规范的版本，蓝牙一般所指的蓝牙版本为核心规范的版本，蓝牙SIG共发布了以下几个版本：共发布了以下几个版本：1、Bluetooth 1.0 （1999.07.26）Bluetooth 1.0定义了蓝牙的基本功能。Bluetooth 1.0技术的设备将能够提供高达680-720Kbit/s的数据交换速率。2、 Bluetooth 1.1（2001.02.22）由于没有考虑到设备互操作性的问题，Bluetooth 1.0规范在标准方面有所欠缺。 Bluetooth 1.1规范对这一问题进行了解决，Bluetooth 1

22、.1技术规范要求会话中的每一台设备都需要确认其在主设备/辐设备关系中所扮演的角色。此外，Bluetooth 1.1规范也修正了互不兼容的数据格式会引发Bluetooth 1.0设备之间的互操作性问题的这个问题，允许辐设备主动与主设备进行通信并告知主设备有关包尺寸方面的信息。 数据传输速率：748-810Kbps 3、 Bluetooth 1.2（2003.11.05）主要是解决蓝牙和WIFI(802.11b)的干扰问题，增加了AFH可调式跳频技术 ，防止802.11b对蓝牙的干扰。并且加强了语言识别能力，并向下兼容1.1的设备 。数据传输速率：748-810Kbps 4、 Bluetooth

23、2.0 EDR （2004.11.10）数据传输速度可达当前速率的3倍（在某些情况下可高达10倍），1.8-2.1Mbps 。通过减少工作负载循环(duty cycle)降低能源消耗。带宽的增加简化了多连接模式。可与以往的蓝牙规范兼容。进一步改善了BER（Bit Error Rate，位误差率）的表现。5、 Bluetooth 2.1EDR （2007.07.26）改进了设备之间配对的方法增加了其安全性能进一步优化了节能技术，新标准加入了“Sniff Subrating”技术，该技术能使电池续航能力延长最多5倍。蓝牙技术规范版本蓝牙技术规范版本蓝牙发展动向蓝牙发展动向蓝牙技术联盟宣布选择WiM

24、edia联盟（WiMedia Alliance）的超宽带技术作为蓝牙技术的高速解决方案。在推出应用于多数蓝牙设备中的超宽带技术之前，两大联盟将继续携手研发蓝牙与超宽带技术的兼容性。同时蓝牙技术联盟将充分利用IEEE 802.11目前已在许多对速度要求比较苛刻的设备中得到普及的一种技术。蓝牙技术联盟将低耗电Wibree无线技术纳入旗下，着手开发超低耗的蓝牙标准ULP 蓝牙技术。第一个规格版本预期在2008年推出，其应用产品也将于2009年上半年问世。包括CSR在内的多家厂商已经宣布一起测试业内首款ULP蓝牙芯片，并将于2008年在市场推出。TI也在ULP蓝牙规范发布不久， 宣布将利用在 ZigB

25、ee、低功耗 RF 以及移动连接等领域的专业技术，开发针ULP芯片和解决方案。蓝牙的最大应用还是在手机市场，受手机普及的推动，蓝牙芯片的出货量一直在增长，单价随之滑落，iPhone采用CSR 的蓝牙芯片，成本只有1.90美元，但低成本的优势同样反作用推动蓝牙的渗透，有不少ULC（超低成本）手机芯片供应商已经宣称，未来蓝牙、FM等功能将是ULC手机的标配。蓝牙主流芯片商蓝牙主流芯片商英国的英国的CSRBC03: Bluetooth V1.2 spcification. Kalimba DSP open platform Co-processor. 8Mbit internal falsh. Echo cancell