藍牙技術(shù)介紹

1、藍牙技術(shù)介紹藍牙技術(shù)介紹XYQ2008-03-26初視藍牙打開耳機在手機上選擇“添加藍牙設(shè)備”選項。您的手機與耳機將自動搜尋對方并進行連接無線技術(shù)比較無線技術(shù)比較藍牙無線技術(shù) 超寬帶 (UWB) 獲得認(rèn)證的無線 USB Wi-Fi (Wireless Fidelity、IEEE 802.11) WiMAX（全球微波接入互操作性和 IEEE 802.16） WiBro（無線寬帶） 紅外線 (IrDA) 射頻識別 (RFID) 近距離無線通信 (NFC) 近磁場通信 HiperLAN HIPERMAN 802.20 Zigbee (IEEE 802.15.4) Bluetooth 無線技術(shù)無線技術(shù)

2、Bluetooth 無線技術(shù)適用于語音和數(shù)據(jù)應(yīng)用。 Bluetooth 無線技術(shù)運行于無需申請許可證的 2.4 GHz 波段 Bluetooth 無線技術(shù)操作范圍可達 10 米或 100 米，具體取決于 Bluetooth 設(shè)備的類別。裝備 EDR 時的數(shù)據(jù)率峰值是 3 Mbps Bluetooth 無線技術(shù)能夠穿透實心物體 Bluetooth 技術(shù)是全方向有效的，且不要求將連接設(shè)備放置在可見范圍內(nèi)。 安全性一直且永遠是 Bluetooth 規(guī)格開發(fā)中最重要的一環(huán)。Bluetooth 規(guī)格允許 3 種安全模式。 Bluetooth 芯片的成本低于 3 美元無線技術(shù)比較無線技術(shù)比較超寬帶超寬帶

3、(UWB)UWB 是具革命性的無線數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸技術(shù)，以極低的功率通過頻段的寬頻譜傳輸數(shù)據(jù)。它可以極高的速率傳輸數(shù)據(jù)（適合無線局域網(wǎng)應(yīng)用） 迄今為止，UWB 僅在美國獲得管制批準(zhǔn)。由于沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和缺乏全球各國管制批準(zhǔn)，UWB 產(chǎn)品進入市場的腳步緩慢。 理想情況下，UWB 無線技術(shù)功耗小、價格低廉、高速、可使用廣范圍內(nèi)的無線電頻譜、可穿透障礙物（例如門）傳輸數(shù)據(jù)和具有廣泛的應(yīng)用范圍（例如防御、工業(yè)、家庭等）。 當(dāng)前有兩種相互競爭的 UWB 標(biāo)準(zhǔn)。UWB 論壇推廣的標(biāo)準(zhǔn)基于直接序列 (DS-UWB)。而無線媒體聯(lián)盟 (WiMedia Alliance) 則推廣另一種基于多頻帶正交頻分復(fù)用 (

4、OFDM) 的標(biāo)準(zhǔn)。 兩種標(biāo)準(zhǔn)都允許在 2 米范圍內(nèi)達到約 0-500 Mbps 的數(shù)據(jù)率，在 10 米范圍內(nèi)則能達到約 110 Mbps。 Bluetooth SIG 在 2005 年 5 月公布了其與這兩個 UWB 團體合作的意愿 ，以開發(fā)能夠使用 UWB 無線電的高速率 Bluetooth 規(guī)格無線技術(shù)比較無線技術(shù)比較獲得認(rèn)證的無線獲得認(rèn)證的無線 USB 速度：按照計劃，無線 USB 在 2 米范圍內(nèi)傳輸速度可達 480，而在 10 米范圍內(nèi)則為 110 Mbps。無線 USB 集線器最多可運行 127 個無線 USB 設(shè)備 無線 USB 將基于并通過無線媒體聯(lián)盟推廣的 UWB 無線電運

5、行。 允許在設(shè)備和無線 USB 集線器之間建立點到點連接 Intel 于 2004 年 2 月建立了無線 USB 推廣小組 USB Implementers Forum, Inc. (USB-IF) 測試并認(rèn)證基于“獲得認(rèn)證的無線 USB”的無線設(shè)備無線技術(shù)比較無線技術(shù)比較Wi-Fi (IEEE 802.11)Bluetooth 技術(shù)的實施成本是 Wi-Fi 的三分之一 Bluetooth 技術(shù)的功耗是 Wi-Fi 的五分之一 Wi-Fi 聯(lián)盟 (Wi-Fi Alliance) 測試并認(rèn)證基于 802.11 的無線設(shè)備 802.11a：使用 OFDM，運行于 5 GHz 波段，最高數(shù)據(jù)率為 5

6、4 Mbps 802.11b：運行于 2.4 GHz 波段，最高數(shù)據(jù)率為 11 Mbps 并使用 DSSS。802.11b 是最初的 Wi-Fi 標(biāo)準(zhǔn) 802.11g：運行于 2.4 GHz 波段，使用 OFDM，最高數(shù)據(jù)率為 54 Mbps。它與 802.11b 反向兼容 802.11e：此標(biāo)準(zhǔn)可提高服務(wù)質(zhì)量 802.11h：此標(biāo)準(zhǔn)是 802.11a 在歐洲地區(qū)的補充，提供頻譜和功率控制。在此標(biāo)準(zhǔn)下，802.11a 規(guī)格增加了動態(tài)頻率選擇 (FS) 和傳輸功率控制 (TPC) 802.11i：此標(biāo)準(zhǔn)適用于對安全要求較高的場合。它包括高級加密標(biāo)準(zhǔn) (AES)。此標(biāo)準(zhǔn)并非完全的反向兼容，某些用戶

7、可能需要升級他們的硬件。完整的 802.11i 支持也稱為 WPA2 802.11k：正在開發(fā)，這一修訂標(biāo)準(zhǔn)增強了對 802.11 網(wǎng)絡(luò)無線電資源的管理功能 802.11n：此標(biāo)準(zhǔn)預(yù)期運行于 5 GHz 波段，最大數(shù)據(jù)率將超過 100 Mbps（某些協(xié)議正嘗試達到 500 Mbps）。802.11n 在處理無線多媒體應(yīng)用方面將比其它 802.11 標(biāo)準(zhǔn)更優(yōu)秀 802.11p：此標(biāo)準(zhǔn)將運行于分配給汽車行業(yè)的 5.9 GHz 頻譜。此標(biāo)準(zhǔn)將是在北美地區(qū)的專用短程通信 (DSRC) 的基礎(chǔ)。DSRC 將能實現(xiàn)汽車與汽車和汽車與路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施之間的通信 802.11r：這一修訂標(biāo)準(zhǔn)將提高用戶在接入點或基

8、站之間漫游的能力。開發(fā)此標(biāo)準(zhǔn)的任務(wù)小組于 2004 年春/夏成立 802.11s：正在開發(fā)，這一修訂標(biāo)準(zhǔn)將允許在 802.11 網(wǎng)絡(luò)中使用網(wǎng)狀網(wǎng)。開發(fā)此標(biāo)準(zhǔn)的任務(wù)小組于 2004 年春/夏成立無線技術(shù)比較無線技術(shù)比較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 是一項無線城域網(wǎng) (MAN) 技術(shù)。 WiMax 覆蓋范圍達 50 千米，數(shù)據(jù)率為 70 Mbps。一般單元的范圍較小 最初的 802.16 標(biāo)準(zhǔn)運行于 10-66 GHz 波段且要求可見環(huán)境 近期完成的 802.16a 標(biāo)準(zhǔn)運行于 2 至 11 GHz 波段之間，不需處于可見范圍 在歐

9、洲地區(qū)的管制批準(zhǔn)延遲，是因為在 2.8 GHz 和 3.4 GHz 波段頻譜的使用上出現(xiàn)問題 支持速度在 20 至 100 公里/小時之間的車輛運動。802.16e 標(biāo)準(zhǔn)適用于便攜移動應(yīng)用 IEEE 802.16a 和 ETSI HIPERMAN（高性能無線電城域網(wǎng)）共享相同的 PHY 和 MAC。802.16 從一開始就以兼容歐洲標(biāo)準(zhǔn)為前提進行設(shè)計 本技術(shù)為了與 DSL 和線纜調(diào)制解調(diào)器接入競爭而創(chuàng)建，適用于鄉(xiāng)村等存在布線困難的地區(qū)無線技術(shù)比較無線技術(shù)比較WiBro（無線寬帶）（無線寬帶）可移動 Internet 服務(wù) (WiBro) 通過 PSS（個人用戶站），在固定或移動的環(huán)境中，提供隨

10、時隨地的高數(shù)據(jù)率無線互聯(lián)網(wǎng)接入。 主要適用于使用 TTA 規(guī)格的韓國。 2300-2400 MHz、TDD、OFDMA、信道帶寬 10 MHz 等等 系統(tǒng)將支持駕駛速度達 60 公里/小時的移動用戶 吞吐量（每用戶） 最大：下載 / 上載 = 3 / 1 Mbps；最小： 下載 / 上載 = 512 / 128 Kbps 將于 2006 年第一季度推出紅外線紅外線 (IrDA)IrDA 用于為通常使用電纜進行連接的設(shè)備提供無線連接功能。IrDA 是一項點到點、窄角度（30 錐形范圍）的專門數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)，專為在 0 至 1 米的距離之間操作而設(shè)，速度為 9600 bps 至 16 Mbps Ir

11、DA 無法穿透實心物體，與其它無線技術(shù)相比，其數(shù)據(jù)交換應(yīng)用較少 IrDA 主要應(yīng)用于付款系統(tǒng)、遠程控制應(yīng)用或兩臺 PDA 之間的同步操作無線技術(shù)比較無線技術(shù)比較射頻識別射頻識別 (RFID)針對各種應(yīng)用，有超過 140 種不同的 RFID ISO 標(biāo)準(zhǔn) 使用 RFID，讀取機設(shè)備可為一段距離外的被動或無動力的標(biāo)記提供動力。接收機（必須位于數(shù)英尺之外）從“標(biāo)記”中提取信息，然后在數(shù)據(jù)庫中查找更多信息。也有其它一些標(biāo)記是自供動力、“主動”的標(biāo)記，可從遠距離讀取 RFID 可運行于低頻（小于 100 MHz）、高頻（超過 100 MHz）和特高頻 UHF（868 至 954 MHz）波段 用途包括跟

12、蹤運輸途中和零售店貨架上的產(chǎn)品存貨近距離無線通信近距離無線通信 (NFC)NFC 論壇致力于 NFC 的開發(fā)和推廣。NFC 論壇的 12 位發(fā)起成員包括萬事達卡國際組織、微軟、摩托羅拉、NEC、諾基亞、松下、飛利浦、瑞薩科技、三星電子、索尼、德州儀器和 Visa 國際組織 能力：在 13.56 Mhz 頻率范圍內(nèi)，0 至 20 厘米距離時的速率為 212 kbps NFC 標(biāo)準(zhǔn)基于 RFID 技術(shù) NFC 的建議應(yīng)用包括售票、付款和游戲。 支持被動通信模式，幫助節(jié)省電池電量無線技術(shù)比較無線技術(shù)比較近磁場通信近磁場通信由 Aura Communications 公司開發(fā)并許可的專利無線技術(shù)。 范

13、圍：1.5 至 2 米；功率：約 100 納瓦；頻率：10 至 15 MHz。在 4 至 6 英尺直徑的有效范圍內(nèi)建立弱磁泡并于其中工作 目前此技術(shù)僅應(yīng)用于無線耳機。由于它未集成于任何耳機中，因此必須配備適配器 迄今僅在美國 使用HiperLAN速度：HiperLAN 2 = 54 Mbps，范圍達 50 至 100 米 目前仍未形成殺手級應(yīng)用無線技術(shù)比較無線技術(shù)比較HIPERMAN固定的無線接入標(biāo)準(zhǔn)，由歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（European Telecommunications Standards Institute，簡稱 ETSI）開發(fā) 運行于 2 GHz 至 11 GHz 之間的頻譜波段，兼

14、容/可與 IEEE 802.16a-2003 標(biāo)準(zhǔn)互操作802.20被視為移動無線寬帶無線接入。 最大數(shù)據(jù)率將達 1 Mbps，運行于低于 3.5 GHz 的許可波段 支持速度高達 250 公里/小時的車輛移動無線技術(shù)比較無線技術(shù)比較ZigBee (IEEE 802.15.4)ZigBee 聯(lián)盟（ZigBee Alliance）的九家創(chuàng)始公司包括飛利浦、Honeywell、三菱電機、摩托羅拉、三星、BM Group、Chipcon、Freescale and Ember；擁有超過 70 位成員 在 10-100 米范圍內(nèi)，2.4 GHz 波段時速率為 250 Kbits，915 Mhz 波段時

15、速率為 40 Kpbs，868 Mhz 波段時速率為 20 Kpbs 其目標(biāo)是成為工業(yè)領(lǐng)域中的遠程控制無線標(biāo)準(zhǔn) ZigBee 技術(shù)以控制應(yīng)用行業(yè)為目標(biāo)，該行業(yè)不要求太高的數(shù)據(jù)率，但必須擁有低功耗、低成本和使用方便（遠程控制、家庭自動化等）等優(yōu)點。 該規(guī)格于 2004 年 12 月正式采用 該規(guī)格在開發(fā)初期并未太過重視安全性。目前，其安全性分為 3 個等級 ZigBee 和 Bluetooth 的芯片成本都非常低。藍牙技術(shù)特性藍牙技術(shù)特性成本低 功耗低，體積小 近距離通訊安全性互操作性能夠傳輸語音與數(shù)據(jù) 采用跳頻技術(shù)，工作于ISM頻段網(wǎng)絡(luò)特性藍牙技術(shù)應(yīng)用與產(chǎn)品藍牙技術(shù)應(yīng)用與產(chǎn)品以上是藍牙官方網(wǎng)站

16、對藍牙產(chǎn)品的分類藍牙技術(shù)應(yīng)用與產(chǎn)品藍牙技術(shù)應(yīng)用與產(chǎn)品藍牙技術(shù)指標(biāo)和系統(tǒng)參數(shù)藍牙技術(shù)指標(biāo)和系統(tǒng)參數(shù)工作頻段ISM頻段，2.402-2.480GHz雙工方式全雙工，TDD時分雙工業(yè)務(wù)類型支持電路交換和分組交換業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)速率1Mbit/S非同步信道速率非對稱連接723.2/57.6kbit/s，對稱連接433.9kbit/s同步信道速率64kbit/s功率美國FCC要求0 dbm(1mW)，其他國家可擴展為100mW跳頻頻率數(shù)79個頻點/MHz跳頻速率1600跳/S工作模式PARK(休眠)/HOLD(保持)/SNIFF(呼吸)數(shù)據(jù)連接方式面向連接業(yè)務(wù)SCO，無連接業(yè)務(wù)ACL糾錯方式1/3FEC，2/3

17、FEC，ARQ語音編碼方式非線形PCM和連續(xù)可變斜率增量調(diào)制CVSD發(fā)射距離一般可達10cm-10m，增加功率情況下可達100m藍牙系統(tǒng)功能框圖藍牙系統(tǒng)功能框圖2.4GHz藍牙無線單元藍牙鏈路控制單元藍牙鏈路管理及主機接口單元主機藍牙的核心系統(tǒng)結(jié)構(gòu)藍牙的核心系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通過2.4G的ISM頻段的微波，實現(xiàn)數(shù)據(jù)位流的過濾和傳輸負責(zé)跳頻和藍牙數(shù)據(jù)及信息幀的傳輸負責(zé)連接的建立和拆除以及鏈路的安全和控制HCI是藍牙協(xié)議中軟件和硬件的接口邏輯鏈路控制和適配協(xié)議，負責(zé)數(shù)據(jù)傳送。話音業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)藍牙協(xié)議體系藍牙協(xié)議體系l核心協(xié)議核心協(xié)議 ：BaseBand(基帶) LMP（Link Manager Protoc

18、ol鏈路管理協(xié)議） L2CAP（Logical Link Control And Adaptation Protocol 邏輯鏈路控制和適配協(xié)議） SDP（Service Discovery Protocol服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議）l電纜替代協(xié)議電纜替代協(xié)議：RFCOMM l電話控制協(xié)議電話控制協(xié)議：TCS-Binary、AT命令集l選用協(xié)議選用協(xié)議：PPP（點對點協(xié)議，位于RFCOMM上層，完成點對點的連接） TCP/UDP/IP（互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議） OBEX（紅外數(shù)據(jù)協(xié)會制定的會話層協(xié)議，Object Exchange Protocol） WAP（無線應(yīng)用協(xié)議，由無線應(yīng)用協(xié)議論壇制定） vCard（電子名

19、片交換格式）vCal（電子日歷及日程交換格式），為開放標(biāo) 準(zhǔn)，沒有定義傳輸機制，只定義了數(shù)據(jù)傳輸格式。藍牙技術(shù)規(guī)范藍牙技術(shù)規(guī)范先看一下藍牙官方網(wǎng)站內(nèi)容先看一下藍牙官方網(wǎng)站內(nèi)容：( Specifications）主要是IC本身的物理結(jié)構(gòu)即內(nèi)部電路及底層藍牙核心協(xié)議的規(guī)范(就是硬件與軟件結(jié)合時用的一種標(biāo)準(zhǔn))二、應(yīng)用規(guī)范（二、應(yīng)用規(guī)范（Profile Specifications）是指藍牙應(yīng)用服務(wù)的,如我們平時說的A2DP,即藍牙立體聲服務(wù),HFP (handsfree),即藍牙免提服務(wù),HSP(headset),即藍牙耳機服務(wù),SPP(serial port)即藍牙串口服務(wù)。三、協(xié)議規(guī)范（三、協(xié)議

20、規(guī)范（Protocol Specifications）主要是指在藍牙技術(shù)基礎(chǔ)上完成某種功能的規(guī)范。比如RFCOMM(電纜替代協(xié)議)、PPP(點對點協(xié)議)、OBEX(Object Exchange，對象交換協(xié)議) 、Bluetooth Network Encapsulation Protocol (藍牙網(wǎng)絡(luò)封裝協(xié)議)等。四、傳輸規(guī)范（四、傳輸規(guī)范（Transport Specifications）HCI SD TRANSPORT、HCI UART TRANSPORT、HCI USB TRANSPORT。五、測試規(guī)范（五、測試規(guī)范（Qualification）Bluetooth Qualifica

21、tion Program 藍牙技術(shù)規(guī)范版本藍牙技術(shù)規(guī)范版本一般所指的藍牙版本為核心規(guī)范的版本，藍牙一般所指的藍牙版本為核心規(guī)范的版本，藍牙SIG共發(fā)布了以下幾個版本：共發(fā)布了以下幾個版本：1、Bluetooth 1.0 （1999.07.26）Bluetooth 1.0定義了藍牙的基本功能。Bluetooth 1.0技術(shù)的設(shè)備將能夠提供高達680-720Kbit/s的數(shù)據(jù)交換速率。2、 Bluetooth 1.1（2001.02.22）由于沒有考慮到設(shè)備互操作性的問題，Bluetooth 1.0規(guī)范在標(biāo)準(zhǔn)方面有所欠缺。 Bluetooth 1.1規(guī)范對這一問題進行了解決，Bluetooth 1

22、.1技術(shù)規(guī)范要求會話中的每一臺設(shè)備都需要確認(rèn)其在主設(shè)備/輻設(shè)備關(guān)系中所扮演的角色。此外，Bluetooth 1.1規(guī)范也修正了互不兼容的數(shù)據(jù)格式會引發(fā)Bluetooth 1.0設(shè)備之間的互操作性問題的這個問題，允許輻設(shè)備主動與主設(shè)備進行通信并告知主設(shè)備有關(guān)包尺寸方面的信息。 數(shù)據(jù)傳輸速率：748-810Kbps 3、 Bluetooth 1.2（2003.11.05）主要是解決藍牙和WIFI(802.11b)的干擾問題，增加了AFH可調(diào)式跳頻技術(shù) ，防止802.11b對藍牙的干擾。并且加強了語言識別能力，并向下兼容1.1的設(shè)備 。數(shù)據(jù)傳輸速率：748-810Kbps 4、 Bluetooth

23、2.0 EDR （2004.11.10）數(shù)據(jù)傳輸速度可達當(dāng)前速率的3倍（在某些情況下可高達10倍），1.8-2.1Mbps 。通過減少工作負載循環(huán)(duty cycle)降低能源消耗。帶寬的增加簡化了多連接模式?？膳c以往的藍牙規(guī)范兼容。進一步改善了BER（Bit Error Rate，位誤差率）的表現(xiàn)。5、 Bluetooth 2.1EDR （2007.07.26）改進了設(shè)備之間配對的方法增加了其安全性能進一步優(yōu)化了節(jié)能技術(shù)，新標(biāo)準(zhǔn)加入了“Sniff Subrating”技術(shù)，該技術(shù)能使電池續(xù)航能力延長最多5倍。藍牙技術(shù)規(guī)范版本藍牙技術(shù)規(guī)范版本藍牙發(fā)展動向藍牙發(fā)展動向藍牙技術(shù)聯(lián)盟宣布選擇WiM

24、edia聯(lián)盟（WiMedia Alliance）的超寬帶技術(shù)作為藍牙技術(shù)的高速解決方案。在推出應(yīng)用于多數(shù)藍牙設(shè)備中的超寬帶技術(shù)之前，兩大聯(lián)盟將繼續(xù)攜手研發(fā)藍牙與超寬帶技術(shù)的兼容性。同時藍牙技術(shù)聯(lián)盟將充分利用IEEE 802.11目前已在許多對速度要求比較苛刻的設(shè)備中得到普及的一種技術(shù)。藍牙技術(shù)聯(lián)盟將低耗電Wibree無線技術(shù)納入旗下，著手開發(fā)超低耗的藍牙標(biāo)準(zhǔn)ULP 藍牙技術(shù)。第一個規(guī)格版本預(yù)期在2008年推出，其應(yīng)用產(chǎn)品也將于2009年上半年問世。包括CSR在內(nèi)的多家廠商已經(jīng)宣布一起測試業(yè)內(nèi)首款ULP藍牙芯片，并將于2008年在市場推出。TI也在ULP藍牙規(guī)范發(fā)布不久， 宣布將利用在 ZigBee、低功耗 RF 以及移動連接等領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)，開發(fā)針ULP芯片和解決方案。藍牙的最大應(yīng)用還是在手機市場，受手機普及的推動，藍牙芯片的出貨量一直在增長，單價隨之滑落，iPhone采用CSR 的藍牙芯片，成本只有1.90美元，但低成本的優(yōu)勢同樣反作用推動藍牙的滲透，有不少ULC（超低成本）手機芯片供應(yīng)商已經(jīng)宣稱，未來藍牙、FM等功能將是ULC手機的標(biāo)配。藍牙主流芯片商藍牙主流芯片商英國的英國的CSRBC03: Bluetooth V1.2 spcification. Kalimba DSP open platform Co-processor. 8Mbit internal falsh. E