第四章蓝牙技术素材.ppt

蓝牙地址 为了识别众多的蓝牙设备，像对待存储器的存储单元一样，每个蓝牙设备都分配了一个48位的地址，简称蓝牙地址（BD＿ADDR），48位蓝牙地址能寻址的蓝牙设备应当有248=256T个（1T=240），但事实上再大的散射网也用不完如此大的蓝牙设备空间。使用中把蓝牙地址分成了三段：低24位地址段LAP；未定义8位地址段NAP；高16位地址段UAP。 UAP和LAP合在一起形成了蓝牙寻址空间240。NAP和UAP合在一起形成了24位地址，用作生产厂商的唯一标识码，由蓝牙权威部门分配给不同的厂商。LAP在各厂商内部分配。 图 4-4 蓝牙地址分段表 4种基本类型的设备地址 数据包头部 负载部分 EDR数据包结构 EDR是蓝牙特别兴趣小组(SIG)开发的一种协议，能使蓝牙无线连接的带宽提高到3Mbps，v2.0+EDR蓝牙的主要改进，在于它使数据传输速率较传统的蓝牙速率提高了三倍（3Mbps：1Mbps）。这就意味着无线单元运行的时间只有原来的三分之一，因此功耗也只有原来的三分之一。因此可以实现更快速的连接，并可同时支持多条蓝牙链路，以及实现新的更高带宽的应用，比如音频流。 数据速率得以提高的部分原因在于数据包传输方式的根本改变。 基本数据包和EDR数据包比较图 蓝牙EDR数据包仍然采用GFSK来调制接入码和数据包头，而对有效载荷采用下列两种调制方式之一：一种是强制性的，提供两倍数据速率，并且可以容忍大量的噪音；另外一种是选择性的，可以提供三倍的数据速率。 两倍数据速率采用p/4差分四相移相键控（p/4-DQPSK）。 三倍数据速率采用8-DPSK。8-DPSK类似于p/4-DQPSK，但允许差分移动至八个可能相位中的任何一个。相邻相位之间较小的相差和±π相位跃变的利用，意味着8-DPSK更易受到干扰，但它允许每个符号有三个比特的数据进行编码。 蓝牙状态 蓝牙控制器主要运行在以下两个状态：待命（Standby）和连接（Connection）。微微网内总共有7种子状态可用于增加从单元或者实现连接。这些状态是 寻呼（page） 寻呼扫描（pagescan） 查询（inquiry） 查询扫描（inquiryscan） 主单元响应（masterresponse） 从单元响应（slaveresponse） 查询响应（inquiryresponse）。 蓝牙连接状态 连接（Connection）状态开始于主单元发送POLL数据包，通过这个数据包主单元即可检查从单元是否已经交换到了主单元的时序和跳频信道。从单元即可以任何类型的数据包响应。 连接状态的蓝牙设备可以处于以下4种状态之下：激活（Active）、保持（Hold）、休眠（Sniff）和监听（Park）模式。蓝牙技术中一个显著的技术难点就是如何实现这些状态之间的迁移，特别是从监听到活动（或者反之）更是相当有难度。这些模式在以下简要说明： 蓝牙状态转换 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(PAGEstate)，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。 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(HOLDmode)，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(SNIFFmode)和休眠方式（PARKmode）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。 蓝牙关键技术 1．无线频段的选择和抗干扰 2．多址接入体系和调制方式 3．媒体接入控制（MAC） 4．基于包的通信 5．以物理连接类型建立连接 6．纠错 7．功率管理 8．微微网间通信 1．无线频段的选择和抗干扰 2400～2483.5Hz 抗干扰方法：避免干扰、抑制干扰。 频域避免干扰的方法更为有效。 2．多址接入体系