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前途無量的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)——藍(lán)牙

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你是否正為辦公室中錯綜復(fù)雜的線纜和各種各樣的接線方式而發(fā)愁？你是否正為耳機的線太短而煩惱？你是否正為如何方便地控制紛繁復(fù)雜的數(shù)據(jù)語音設(shè)備而絞盡腦汁？隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異的迅速發(fā)展 ， 人們已經(jīng)無法抵制網(wǎng)絡(luò)對傳統(tǒng)生活與工作方式的影響與滲透 。如何減免繁雜的連線過程 ， 實現(xiàn)快速方便地數(shù)據(jù)與語音通信 ， 已成為當(dāng)前人們最關(guān)心的問題之一 ， 也是網(wǎng)絡(luò)通信發(fā)展最迅速的領(lǐng)域之一 。為什么不能去掉這些煩人的線纜 ， 通過其它方式通信呢？
解決這些問題的答案就是無線通信 ， 其優(yōu)勢在于隨時隨地、隨心所欲的通信 。事實上 ， 好多年以前 ， 標(biāo)準(zhǔn)化組織就已經(jīng)提出了一些無線通信的標(biāo)準(zhǔn) ， 但是由于協(xié)議的復(fù)雜性、應(yīng)用的局限性以及器件的能力等原因 ， 一直沒有得到廣泛接受 。但是隨著計算機網(wǎng)絡(luò)和移動電話技術(shù)的迅猛發(fā)展 ， 人們越來越感覺到發(fā)展一定范圍內(nèi)的無線數(shù)據(jù)與語音通信的迫切需要 。于是在1998年 ， 愛立信、IBM、Intel、諾基亞和東芝等公司聯(lián)合推出了一項最新的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù) ， 即藍(lán)牙(Bluetooth)技術(shù) 。隨后這五家公司組建了一個非凡愛好組織(SIG：Special Interest Group)來負(fù)責(zé)開發(fā)此技術(shù)及協(xié)議 ， 如今已有1800多家公司加入 。1999年7月份藍(lán)牙SIG推出了藍(lán)牙協(xié)議的1.0版 ， 將其推向應(yīng)用階段 。
藍(lán)牙技術(shù)概況
藍(lán)牙技術(shù)在推出時就瞄準(zhǔn)了無線局域網(wǎng)的通信 ， 在10米到100米的空間內(nèi)所有支持該技術(shù)的移動或非移動設(shè)備可以方便地建立網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系、進行音頻通信或直接通過手機進行Internet沖浪 。其應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛 ， 可以應(yīng)用于局域網(wǎng)絡(luò)中各類數(shù)據(jù)及語音設(shè)備 ， 如PC、撥號網(wǎng)絡(luò)、筆記本電腦、打印機、傳真機、數(shù)碼相機、移動電話和高品質(zhì)耳機等 ， 使用無線的方式將它們連成一個微微網(wǎng)(Piconet) ， 多個Piconet之間也可以互連形成Scatternet ， 從而方便快速地實現(xiàn)各類設(shè)備之間隨時隨地的通信 。
藍(lán)牙技術(shù)的協(xié)議結(jié)構(gòu)如圖1所示 。整個協(xié)議體系結(jié)構(gòu)分三大部分：底層硬件模塊、中間協(xié)議層和高層應(yīng)用 。
底層硬件部分包括無線跳頻(Radio Frequency ， RF)、基帶(Baseband ， BB)和鏈路治理(Link Manager ， LM) 。RF層通過2.4GHz 無需授權(quán)的ISM頻段的微波 ， 實現(xiàn)數(shù)據(jù)位流的過濾和傳輸 ， 本層協(xié)議主要定義了藍(lán)牙收發(fā)器在此頻帶正常工作所需滿足的要求 。BB負(fù)責(zé)跳頻和藍(lán)牙數(shù)據(jù)及信息幀的傳輸 。LM負(fù)責(zé)連接的建立和拆除以及鏈路安全和控制 。
藍(lán)牙技術(shù)結(jié)合了電路交換與分組交換的特點 ， 不僅可以進 觳絞?萃ㄐ牛?箍梢災(zāi)С侄啻?個同時進行的同步話音信道 ， 還可以用一個信道同時傳送異步數(shù)據(jù)和同步話音 。每個話音信道支持64kb/s同步話音鏈路 。異步信道可以支持一端最大速率為721kb/s ， 而另一端速率為57.6kb/s的不對稱連接 ， 也可以支持43.2kb/s的對稱連接 。
中間協(xié)議層包括邏輯鏈路控制和適應(yīng)協(xié)議(Logical Link Control and Adaptation Protocol ， L2CAP)、服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議(Service Discovery Protocol ， SDP)、串口仿真協(xié)議RFCOMM和電話通信協(xié)議(Telephony Control Protocol ， TCS) 。L2CAP完成數(shù)據(jù)的拆裝、服務(wù)質(zhì)量和協(xié)議復(fù)用等功能 ， 是其他上層協(xié)議實現(xiàn)的基礎(chǔ) 。SDP為上層應(yīng)用程序提供一種機制來發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中可用的服務(wù)及其特性 。RFCOMM基于ETSI標(biāo)準(zhǔn)TS07.10在L2CAP上仿真9針RS232串口的功能 。TCS提供藍(lán)牙設(shè)備間話音和數(shù)據(jù)的呼叫控制信令 。
在BB和LM上與L2CAP之間還有一個主機控制接口層(Host Controller Interface ， HCI) 。HCI是藍(lán)牙協(xié)議中軟硬件之間的接口 ， 它提供了一個調(diào)用下層BB、LM、狀態(tài)和控制寄存器等硬件的統(tǒng)一命令接口 。藍(lán)牙設(shè)備之間通信時的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖2所示 。HCI協(xié)議以上的協(xié)議軟件實體運行在主機上 ， 而HCI以下的功能由藍(lán)牙設(shè)備來完成 ， 二者之間通過一個對兩端透明的傳輸層進行交互 。隨著對Bluetooth研究的深入 ， 人們提出了Single－Chip 結(jié)構(gòu) ， 即Bluetooth Host 與Bluetooth Module合二為一 ， 在單芯片上實現(xiàn)Bluetooth ， 從而省去了HCI接口部分 。

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