无线通信 - 蓝牙

蓝牙无线技术是一种短距离通信技术,旨在取代连接便携式设备的电缆并保持高水平的安全性。蓝牙技术基于Ad-hoc 技术,也称为Ad-hoc Pico 网络,这是一种覆盖范围非常有限的局域网。

蓝牙的历史

WLAN 技术使设备能够通过无线运营商提供商连接到基于基础设施的服务。个人设备需要在没有既定基础设施的情况下以无线通信,这导致了个人局域网 (PAN)的出现。

  • 爱立信于 1994 年启动的蓝牙项目定义了 PAN 标准,以便使用低功耗和低成本的无线接口实现移动电话之间的通信。

  • 1988 年 5 月,IBM、英特尔、诺基亚和东芝等公司加入爱立信,成立了蓝牙特别兴趣小组 (SIG),其目标是为 PAN 制定事实上的标准。

  • IEEE 已批准了一项基于蓝牙的标准,即用于无线个人局域网 (WPAN) 的 IEEE 802.15.1。IEEE 标准涵盖 MAC 和物理层应用。

蓝牙规范详细说明了整个协议栈。蓝牙采用射频 (RF) 进行通信。它利用频率调制ISM频段产生无线电波。

蓝牙

由于其特殊功能,蓝牙的使用量已大大增加。

  • 蓝牙为各种设备提供统一的结构,以便彼此连接和通信。

  • 蓝牙技术已获得全球认可,几乎世界上任何地方的任何蓝牙设备都可以与蓝牙设备连接。

  • 蓝牙技术的低功耗和高达十米的范围为多种使用模式铺平了道路。

  • 蓝牙通过建立笔记本电脑的临时网络提供交互式会议。

  • 蓝牙使用模式包括无线电脑、对讲机、无绳电话和移动电话。

微微网和散射网

支持蓝牙的电子设备通过称为微微网的短距离设备进行无线通信。蓝牙设备存在于小型临时配置中,能够充当主设备或从设备,规范允许主设备从设备切换其角色。点对点配置,一个主设备和一个从设备,是最简单的配置。

当两个以上的蓝牙设备相互通信时,这称为微微网。微微网最多可以包含七个从设备,它们围绕一个主设备聚集在一起。初始化微微网建立的设备成为主设备

主设备负责通过将网络划分为网络成员之间的一系列时隙来进行传输控制,这是如下所示的时分复用方案的一部分。

Piconet

微微网的特点如下 −

  • 在微微网中,各种设备的定时和各个设备的跳频序列由时钟和主设备的唯一48 位地址决定。

  • 每个设备可以同时与单个微微网中的最多七个其他设备通信。

  • 每个设备可以与多个微微网通信同时。

  • 随着蓝牙设备进入和离开微微网,微微网会动态自动建立。

  • 从设备之间没有直接连接,所有连接本质上都是主设备到从设备或从设备到主设备的。

  • 一旦主设备轮询了从设备,就允许从设备进行传输。

  • 传输在主设备发出轮询数据包后立即在从设备到主设备的时隙中开始。

  • 一个设备可以是两个或多个微微网的成员,通过调整由第二个微微网的主设备指示的传输机制时间和跳频序列,从一个微微网跳转到另一个微微网。

  • 它可以是一个微微网中的从设备,而另一个微微网中的主设备。但是,它不能在多个微微网中担任主设备。

  • 位于相邻微微网中的设备提供了支持内部微微网连接的桥梁,允许链接的微微网组合形成物理上可扩展的通信基础设施,称为散射网

频谱

蓝牙技术在 2.4 至 2.485 GHZ 的未授权工业、科学和医疗 (ISM) 频段运行,使用扩频跳频全双工信号,标称速率为 1600 跳/秒。 2.4 GHZ ISM 频段在大多数国家/地区可用且无需许可。

范围

蓝牙操作范围取决于设备 3 类无线电的范围可达 1 米或 3 英尺 2 类无线电最常用于移动设备,范围为 10 米或 30 英尺 1 类无线电主要用于工业用例,范围为 100 米或 300 英尺。

数据速率

蓝牙 1.2 版支持 1Mbps 数据速率,2.0 版支持 3Mbps 数据速率以及错误数据速率。