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1、通信新技术 第一章第一章蓝牙简介蓝牙简介1.1“蓝牙蓝牙”的由来的由来1.2蓝牙技术概述蓝牙技术概述1.3蓝牙技术的特点蓝牙技术的特点1.4蓝牙系统组成蓝牙系统组成1.5蓝牙技术与无线局域网蓝牙技术与无线局域网1.6蓝牙技术的应用蓝牙技术的应用1.7蓝牙产品的现状及所面临的问题蓝牙产品的现状及所面临的问题通信新技术 1.1“蓝牙蓝牙”的由来的由来 “蓝蓝牙牙”这这个个名名字字的的来来历历颇颇具具传传奇奇色色彩彩。公公元元1010世世纪纪的的北北欧欧正正值值动动荡荡年年代代，各各国国之之间间战战争争频频繁繁，丹丹麦麦国国王王哈哈拉拉德德二二世世挺挺身身而而出出，到到处处疾疾呼呼和和平平。经经过过
2、他他的的不不懈懈努努力力，战战争争终终于于停停止止，各各方方领领袖袖坐坐到到了了谈谈判判桌桌前前，至至此此，四四分分五五裂裂的的挪挪威威和和丹麦得以统一。丹麦得以统一。 “丹麦、国王丹麦、国王”通信新技术 关关于于这这位位国国王王的的名名字字有有两两种种说说法法：一一种种说说法法是是他他的的全全名名是是HaraldHarald BlatandBlatand，BlatandBlatand在在英英语语中中意意思思为为“蓝蓝牙牙”（BluetoothBluetooth）；还还有有一一种种说说法法是是这这位位英英雄雄的的丹丹麦麦国国王王酷酷爱爱吃吃蓝蓝梅梅，以以致致于于牙牙齿齿都都被被染染成成了了蓝
3、蓝色色，因因此此“蓝牙蓝牙”（BluetoothBluetooth）成了他的绰号。成了他的绰号。图1-1 蓝牙标志 通信新技术 蓝牙这个标志的设计：它取自 Harald Bluetooth 名字中的H和B 。“H和和B ”通信新技术 瑞典的爱立信公司瑞典的爱立信公司 Ericsson，1876年成立于瑞典的斯德哥尔摩 于于19941994年年成成立立了了一一个个专专项项科科研研小小组组，他他们们的的最最初初目目的的在在于于建建立立无无线线电电话话与与PCPC机机、耳耳机机及及桌桌面面设设备备等等产产品品的的连连接接。 随随着着研研究究的的深深入入，科科研研人人员员越越来来越越感感到到这这项项技
4、技术术所所独独具具的的个个性性和和巨巨大大的的商商业业潜潜力力，同同时时也也意意识识到到凭凭借借一一家家企企业业的的实实力力根根本本无无法法继继续续研研究究，于于是是，爱爱立立信信将将其其公公诸诸于于世世，并并极极力说服其他企业加入到它的研究中来。力说服其他企业加入到它的研究中来。 “强强联合强强联合”“低功耗低功耗”“短距离短距离”“电缆替代电缆替代”通信新技术 他他们们共共同同的的目目标标是是建建立立一一个个全全球球性性的的小小范范围围无无线线通通信信技技术术，并并将将此此技技术术命命名名为为“蓝蓝牙牙”，来来表表达达要要将将这这种种全全新新的的无无线传输技术在全球推广，并实现全球通用的
5、雄心。线传输技术在全球推广，并实现全球通用的雄心。 19981998年年2 2月，瑞典爱立信（月，瑞典爱立信（ERICSSONERICSSON）、）、芬兰诺基亚芬兰诺基亚（NOKIANOKIA）、）、日本东芝（日本东芝（TOSHIBATOSHIBA）、）、美国美国IBMIBM和英特尔和英特尔（IntelIntel）公司五家著名厂商，组成了一个特殊利益集团（有公司五家著名厂商，组成了一个特殊利益集团（有的书译为特别兴趣小组）的书译为特别兴趣小组）SIGSIG（Special Interest GroupSpecial Interest Group）。）。之后，蓝牙引起了越来越多企业的关注。之后，
6、蓝牙引起了越来越多企业的关注。“SIG（SpecialInterestGroup）”通信新技术 目前，包括索尼、惠普、戴尔在内的目前，包括索尼、惠普、戴尔在内的2500多家公司都签多家公司都签署了相关协议加入该组织，共享这一先进技术，而且数目还署了相关协议加入该组织，共享这一先进技术，而且数目还在不断的增长，从而在全球范围内掀起了一股蓝牙热潮。这在不断的增长，从而在全球范围内掀起了一股蓝牙热潮。这么多的精英公司集中在一项技术的大旗下，在商业史上是史么多的精英公司集中在一项技术的大旗下，在商业史上是史无前例的，一项公开的全球统一的技术规范得到了工业界如无前例的，一项公开的全球统一的技术规范得到了
7、工业界如此广泛的关注和支持，也是以往所罕见的。这说明基于此项此广泛的关注和支持，也是以往所罕见的。这说明基于此项技术的产品具有广阔的应用前景和巨大的潜在市场。技术的产品具有广阔的应用前景和巨大的潜在市场。通信新技术 1.2蓝牙技术概述蓝牙技术概述1、工作频段、工作频段蓝牙技术使用全球通行的、无需申请即可使用的蓝牙技术使用全球通行的、无需申请即可使用的2.45GHzISM（工业（工业Industry、科学、科学Science、医学、医学Medicine）频）频段。段。2、信道数量、信道数量若以若以2.45GHz为中心频率，在这个频段上最多可设立为中心频率，在这个频段上最多可设立79个带个带宽为宽
8、为1MHz的信道。的信道。3、扩频方式、扩频方式其收发信机采用其收发信机采用跳频跳频扩谱扩谱（FrequencyHoppingSpreadSpectrum）技术）技术通信新技术 4、调频频率、调频频率在在2.45GHzISM频段上以频段上以1600跳跳/秒秒的速率进行跳频通信。的速率进行跳频通信。5、传输速率、传输速率在发射带宽为在发射带宽为1MHz时，其有效数据速率为时，其有效数据速率为721kb/s，最高数最高数据速度可达据速度可达1Mb/s。（以上为蓝牙。（以上为蓝牙1.2数据，蓝牙数据，蓝牙2.0与蓝牙与蓝牙2.0+EDR是一样，传输速率：理论速度是是一样，传输速率：理论速度是3MB/
9、S实际是实际是2.1MB/S）。）。注：注：蓝牙3.0-高速蓝牙（30mA24Mbps）。蓝牙蓝牙4.0-低低功耗蓝牙（功耗蓝牙（15mA1Mbps）6、传输距离、传输距离由于采用低功率时分复用方式工作（发射），其有效传输距由于采用低功率时分复用方式工作（发射），其有效传输距离大约为离大约为10m，加上功率放大器时，传输距离可扩大到，加上功率放大器时，传输距离可扩大到100m。1.2蓝牙技术概述蓝牙技术概述通信新技术 7、蓝牙的组网、蓝牙的组网蓝牙支持点到点和点到多点的连接，可采用无线方式将蓝牙支持点到点和点到多点的连接，可采用无线方式将若干蓝牙设备连成一个若干蓝牙设备连成一个微微网（微微网（
10、Piconet），），多个微微网又可多个微微网又可互连成特殊分散网，形成灵活的多重微微网的拓扑结构，从互连成特殊分散网，形成灵活的多重微微网的拓扑结构，从而实现各类设备之间的快速通信。它能在而实现各类设备之间的快速通信。它能在一个微微网内寻址一个微微网内寻址8个设备，其中个设备，其中1个为主设备，个为主设备，7个为从设备。个为从设备。1.2蓝牙技术概述蓝牙技术概述【一个蓝牙网络由一个主设备和一个或多个从属设备组成，它一个蓝牙网络由一个主设备和一个或多个从属设备组成，它们都与这设备的时间和跳频模式同步（以主设备的时钟和们都与这设备的时间和跳频模式同步（以主设备的时钟和蓝牙蓝牙设备的地址为准）。每
11、个独立的同步蓝牙网络就被称为一个微设备的地址为准）。每个独立的同步蓝牙网络就被称为一个微微网（微网（piconet）。）。】通信新技术 1.3蓝牙技术的特点蓝牙技术的特点解决最后一米的连线问题解决最后一米的连线问题 将无线进行到底！将无线进行到底！通信新技术 1.1.成本低成本低 为为了了能能够够替替代代一一般般电电缆缆，它它必必须须具具备备和和一一般般电电缆缆差差不不多多的的价价格格，这这样样才才能能被被广广大大普普通通消消费费者者所所接接受受，也也才才能能使使这这项项技技术术普普及及开开来来。蓝蓝牙牙的的最最终终目目标标是是集集成成于于单单价价为为5 5美美元元的的CMOSCMOS芯芯片片
12、。目目前前，蓝蓝牙牙芯芯片片价价格格降降不不下下来来，既既有有经经济济原原因因，也也有有技技术术原原因因。从从技技术术角角度度来来看看，蓝蓝牙牙芯芯片片集集成成了了无无线线、基基带带和和链链路路管管理理层层功功能能，而而链链路路管管理理功功能能实实际际上上既既可可以以通通过过硬硬件件实实现现，也也可可以以通通过过软软件件实实现现，如如果果由由软软件件实实现现链链路路管管理理层层功功能能，那那么芯片被简化，价格也将变得合理。么芯片被简化，价格也将变得合理。关键问题是市场普及率，产量决定成本。关键问题是市场普及率，产量决定成本。通信新技术 2.2.功耗低、体积小功耗低、体积小 蓝蓝牙牙技技术术本本
13、来来目目的的就就是是用用于于互互连连小小型型移移动动设设备备及及其其外外设设，它它的的市市场场目目标标是是移移动动笔笔记记本本电电脑脑、移移动动电电话话、小小型型的的PDAPDA以以及及它它们们的的外外设设，因因此此蓝蓝牙牙芯芯片片必必须须具具有有功功耗耗低低、体体积积小小的的特特点点，以以便便于于集集成成到到小小型型便便携携设设备备中中去去。蓝蓝牙牙产产品品输输出出功功率率很很小小( (只只有有1mW1mW) )，仅仅是是微微波波炉炉使使用用功功率率的的百百万万分分之一，是移动电话的一小部分。之一，是移动电话的一小部分。3.3.近距离通信近距离通信 蓝蓝牙牙技技术术通通信信距距离离为为10m
14、10m，如如果果需需要要的的话话，还还可可以以选选用用放放大大器器使使其其扩扩展展到到100m100m。这这已已经经足足够够在在办办公公室室内内任任意意摆摆放外围设备，而不用再担心电缆长度是否够用。放外围设备，而不用再担心电缆长度是否够用。通信新技术 4.4.安全性安全性 同同其其它它无无线线信信号号一一样样，蓝蓝牙牙信信号号很很容容易易被被截截取取，因因此此蓝蓝牙牙协协议议提提供供了了认认证证和和加加密密功功能能，以以保保证证链链路路级级的的安安全全。蓝蓝牙牙系系统统认认证证与与加加密密服服务务由由物物理理层层提提供供，采采用用流流密密码码加加密密技技术术，适适合合于于硬硬件件实实现现，密密
15、钥钥由由高高层层软软件件管管理理。如如果果用用户户有有更更高高级级别别的的保保密密要要求求，可可以以使使用用更更高高级级、更更有有效效的的传传输输层层和和应应用用层层安安全全机机制制。认认证证可可以以有有效效防防止止电电子子欺欺骗骗以以及及不不期期望望的的访访问问，而而加加密密则则保保护护链链路路隐隐私私。除除此此之之外外，跳跳频频技技术术的的保保密密性性和和蓝蓝牙牙有有限的传输范围也使窃听变得困难。限的传输范围也使窃听变得困难。通信新技术 1.4蓝牙系统组成蓝牙系统组成蓝蓝牙牙系系统统一一般般由由天天线线单单元元、链链路路控控制制（固固件件）单单元元、链链路路管管理理（软软件件）单单元元和和
16、蓝蓝牙牙软软件件（协协议议栈栈）单单元四个功能单元组成。元四个功能单元组成。1.天线单元天线单元蓝蓝牙牙要要求求其其天天线线部部分分体体积积十十分分小小巧巧、重重量量轻轻，因因此此，蓝蓝牙牙天天线线属属于于微微带带天天线线。蓝蓝牙牙空空中中接接口口是是建建立立在在天天线线电电平平为为0dB的的基基础础上上的的。空空中中接接口口遵遵循循FCC【美美国国联邦通讯委员会联邦通讯委员会】有关电平为有关电平为0dB的的ISM频段的标准。频段的标准。通信新技术 1、dBmdBm是一个表征功率绝对值的量，计算公式为：10lgP（功率值/1mw）。例1如果发射功率P为1mw，折算为dBm后为0dBm。例2对于
17、40W的功率，按dBm单位进行折算后的值应为：10lg（40W/1mw)=10lg（40000）=10lg4+10lg10+10lg1000=46dBm。通信新技术 2、dBw与dBm一样，dBw是一个表示功率绝对值的单位（也可以认为是以1W功率为基准的一个比值），计算公式为：10log（功率值/1w）。dBw与dBm之间的换算关系为：0dBw=10log1W=10log1000mw=30dBm。例如果功率P为1w，折算为dBw后为0dBw。通信新技术 3、dBdB是一个表征相对值的值，纯粹的比值，只表示两个量的相对大小关系，没有单位，当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB时，按下面计算公
18、式：10log（甲功率/乙功率），如果采用两者的电压比计算，要用20log（甲电压/乙电压）。例甲功率比乙功率大一倍，那么10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。也就是说，甲的功率比乙的功率大3dB。反之，如果甲的功率是乙的功率的一半，则甲的功率比乙的功率小3dB。通信新技术 4、dBi和dBddBi和dBd是表示天线功率增益的量，两者都是一个相对值，但参考基准不一样。dBi的参考基准为全方向性天线，dBd的参考基准为偶极子，所以两者略有不同。一般认为，表示同一个增益，用dBi表示出来比用dBd表示出来要大2.15。例对于一面增益为16dBd的天线，其增益折算成单位为dBi时，则为18
19、.15dBi（一般忽略小数位，为18dBi）。例0dBd=2.15dBi。通信新技术 5、dBcdBc也是一个表示功率相对值的单位，与dB的计算方法完全一样。一般来说，dBc是相对于载波（Carrier）功率而言，在许多情况下，用来度量与载波功率的相对值，如用来度量干扰（同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等）以及耦合、杂散等的相对量值。在采用dBc的地方，原则上也可以使用dB替代。通信新技术 总之，dB，dBi,dBd,dBc是两个量之间的比值，表示两个量间的相对大小，而dBm、dBw则是表示功率绝对大小的值。在dB，dBm，dBw计算中，要注意基本概念，用一个dBm（或dBw）减另外一个
20、dBm（dBw）时，得到的结果是dB，如：30dBm-0dBm=30dB。通信新技术 2.链路控制（固件）单元链路控制（固件）单元在在目目前前蓝蓝牙牙产产品品中中，人人们们使使用用了了3个个IC分分别别作作为为连连接接控控制制器器、基基带带处处理理器器以以及及射射频频传传输输接接收收器器，此此外外还还使使用用了了3050个个单单独独调调谐谐元元件件。基基带带链链路路控控制制器器负负责责处处理理基基带带协协议议和和其其它它一一些些低低层层常常规规协协议议。它它有有3种种纠纠错方案错方案：1/3比例前向纠错（比例前向纠错（FEC）码；）码；2/3比例前向纠错码；比例前向纠错码；数据的自动请求重发（
21、数据的自动请求重发（ARQ）方案。方案。通信新技术 其中，其中，FECFEC（前向纠错）的目的（前向纠错）的目的是为了减少数据载荷重发的次是为了减少数据载荷重发的次数，使用数，使用FECFEC码，检错、纠错以及编解码的过程变得简单迅速，码，检错、纠错以及编解码的过程变得简单迅速，这对这对RXRX和和TXTX间的有限处理时间非常重要。但是，间的有限处理时间非常重要。但是，要实现要实现数据的无差错传输，数据的无差错传输，FEC就必然要生成一些不必要的开销比就必然要生成一些不必要的开销比特而降低数据的传送效率特而降低数据的传送效率。这是因为数据包对于是否使用。这是因为数据包对于是否使用FEC是弹性定
22、义的。报头总有占是弹性定义的。报头总有占1/3比例的比例的FEC码起保护作用，码起保护作用，其中包含了有用的链路信息。其中包含了有用的链路信息。通信新技术 3.链路管理（软件）单元链路管理（软件）单元链链路路管管理理（LM）软软件件模模块块携携带带了了链链路路的的数数据据设设置置、鉴鉴权权、链链路路硬硬件件配配置置和和其其它它一一些些协协议议。LM能能够够发发现现其其它它远远端端LM并并通通过过LMP（链链路路管管理理协协议议）与与之之通通信信。LM模模块块提提供供如如下下服服务务：发发送送和和接接收收数数据据；请请求求名名称称；链链路路地地址址查查询询；建建立立连连接接；鉴鉴权权；链链路路模
23、模式式协协商商和和建建立立；决决定定帧帧的的类类型型。此此外外，还还控控制制设设备备的的工工作作状状态态即即呼呼吸吸（Sniff）、保保持（持（Hold）和休眠（和休眠（Park）三种模三种模式。式。通信新技术 将将设设备备设设为为呼呼吸吸（Sniff）模模式式，Master（主主机机）只只能能有有规规律律地地在在特特定定的的时时隙隙发发送送数数据据， Slave降降低低了了从从Piconet“收收听听”消消息息的的速速率率，“呼呼吸吸”间间隔隔可可以以依依应应用用要要求求做适当调整；做适当调整；将设备设为保持（将设备设为保持（Hold）模式，）模式，Master可把可把Slave置为置为Ho
24、ld模式，在这种模式下，只有一个内部计数器在工作。模式，在这种模式下，只有一个内部计数器在工作。Slave也可主动要求置为也可主动要求置为Hold模式。模式。工作在工作在hold模式的设备模式的设备为了节能在一个较长的周期内停止接收数据，平均每激活为了节能在一个较长的周期内停止接收数据，平均每激活一次链路，这由一次链路，这由LM定义，定义，LC（链路控制器）具体操作。（链路控制器）具体操作。在休眠（在休眠（Park）模式下，）模式下，当设备不需要传送或接收数当设备不需要传送或接收数据但仍需保持同步时将设备设为暂停模式。处于暂停模式据但仍需保持同步时将设备设为暂停模式。处于暂停模式的设备周期性地
25、激活并跟踪同步，同时检查的设备周期性地激活并跟踪同步，同时检查page（寻呼）消息。消息。通信新技术 连接类型定义了哪种类型的数据包能在特别连接中使连接类型定义了哪种类型的数据包能在特别连接中使用。用。蓝牙基带技术支持两种连接类型蓝牙基带技术支持两种连接类型：同步定向连接：同步定向连接（SCO，SynchronousConnectionOriented）类型，主要类型，主要用于传送话音；异步无连接（用于传送话音；异步无连接（ACL，AsynchronousConnectionless）类型，主要用于传送数据包。蓝牙基带部类型，主要用于传送数据包。蓝牙基带部分在物理层为用户提供保护和信息保密机制
26、。分在物理层为用户提供保护和信息保密机制。通信新技术 鉴鉴权权基基于于“请请求求响响应应”运运算算法法则则。鉴鉴权权是是蓝蓝牙牙系系统统中中的的关关键键部部分分，它它允允许许用用户户为为个个人人的的蓝蓝牙牙设设备备建建立立一一个个信信任任域域，比比如如只只允允许许主主人人自自己己的的笔笔记记本本电电脑脑通过主人自己的移动电话通信通过主人自己的移动电话通信。加加密密被被用用来来保保护护连连接接的的个个人人信信息息。密密钥钥由由程程序序的的高高层层来来管管理理。网网络络传传送送协协议议和和应应用用程程序序可可以以为为用用户户提提供供一个较强的安全机制。一个较强的安全机制。鉴权与加密鉴权与加密通信新
27、技术 4.软件（协议栈）单元软件（协议栈）单元蓝蓝牙牙的的软软件件（协协议议栈栈）单单元元是是一一个个独独立立的的操操作作系系统统，不不与与任任何何操操作作系系统统捆捆绑绑。它它必必须须符符合合已已经经制制定定好好的的蓝蓝牙牙规规范范。蓝蓝牙牙规规范范是是为为个个人人区区域域内内的的无无线线通通信信而而制定的协议，它包括两部分：制定的协议，它包括两部分：第第一一部部分分为为核核心心（Core）部部分分，用用以以规规定定诸诸如如射射频频、基基带带、连连接接管管理理、业业务务搜搜寻寻（servicediscovery）、传传输输层以及与不同通信协议间的互用、互操作性等组件；层以及与不同通信协议间的
28、互用、互操作性等组件；第第二二部部分分为为协协议议子子集集（Profile）部部分分，用用以以规规定定不不同同蓝蓝牙牙应用（也称使用模式）所需的协议和过程。应用（也称使用模式）所需的协议和过程。通信新技术 蓝蓝牙牙协协议议可可以以分分为为4层层，即即核核心心协协议议层层、电电缆缆替替代代协协议议层层、电电话话控控制制协协议议层层和和采采纳纳的的其其它它协协议议层层。在在蓝蓝牙牙协协议议栈栈中中，还还有有一一个个主主机机控控制制接接口口（HCI）和和音音频频（Audio）接接口口。HCI是是到到基基带带控控制制器器、链链路路管管理理器器以以及及访访问问硬硬件件状状态态和和控控制制寄寄存存器器的的
29、命命令令接接口口。利利用用音音频频接接口口，可可以以在在一一个个或或多多个个蓝蓝牙牙设设备备之之间间传传递递音音频频数数据据，该接口与基带直接相连。该接口与基带直接相连。通信新技术 通通过过蓝蓝牙牙技技术术可可以以把把各各种种便便携携式式计计算算机机设设备备与与蜂蜂窝窝移移动动电电话话用用无无线线链链路路连连接接起起来来，使使计计算算机机与与通通信信密密切切结结合合，从从而而使使人人们们能能够够随随时时随随地地进进行行数数据据信信息息的的交交换换与与传传输输。因因此此蓝蓝牙牙技技术术虽虽然然出出现现不不久久，但但已已受受到到许许多行业的关注。多行业的关注。曾曾经经的的预预测测：据据国国际际开开
30、发发中中心心（IDC）预预测测，到到2004年年，蓝蓝牙牙在在美美国国将将被被嵌嵌入入到到102万万台台设设备备内内，在在全全世世界界将将被被嵌嵌入入到到449万万台台设设备备内内；到到2006年年内内，其其市市场场规规模模将达到将达到7亿美元。一个全新的无线通信时代已经开始。亿美元。一个全新的无线通信时代已经开始。通信新技术 1.5蓝牙技术与无线局域网蓝牙技术与无线局域网IEEE802.11标标准准主主要要用用于于办办公公室室局局域域网网和和校校园园网网中中用用户户与与用用户户终终端端的的无无线线数数据据存存储储接接入入业业务务，其其最最高高速速率率为为2Mb/s。为为了了满满足足人人们们对
31、对传传输输距距离离和和传传输输速速率率的的要要求求，IEEE小小组组又又推推出出了了IEEE802.11a和和IEEE802.11b。多个标准。多个标准。802.11n可 以 将 WLAN的 传 输 速 率 由 目 前 802.11a及802.11g提 供 的 54Mbps， 提 供 到 300Mbps甚 至 高 达600Mbps通信新技术 从形式上看，蓝牙和采用从形式上看，蓝牙和采用IEEE802.11的无线局域的无线局域网络（网络（WLAN）很相似，它们的共同之处在于：很相似，它们的共同之处在于：(1)工作在工作在2.4GHz频段上；频段上；(2)支支持持移移动动联联网网，用用户户可可以以
32、灵灵活活地地移移动动计计算算设设备备的位置，保持持续的网络连接；的位置，保持持续的网络连接；(3)不需要使用物理线路，安装非常简便；不需要使用物理线路，安装非常简便；(4)因因为为无无线线网网络络所所使使用用的的高高频频率率无无线线电电波波可可以以穿穿透透墙墙壁壁或或玻玻璃璃窗窗，所所以以网网络络设设备备可可以以在在有有效效范范围围内内任任意放置；意放置；通信新技术 (5)多层安全防护措施可以充分确保用户隐私；多层安全防护措施可以充分确保用户隐私；(6)改改动动网网络络结结构构或或布布局局时时，不不需需要要对对网网络络进进行行重重新设置。新设置。但它们之间是有区别的。主要表现在以下几点：但它们
33、之间是有区别的。主要表现在以下几点：首先蓝牙的覆盖范围小首先蓝牙的覆盖范围小，性能相对较低，通过应，性能相对较低，通过应用通信协定与其它设备相连；无线局域网络的用通信协定与其它设备相连；无线局域网络的IEEE802.11b标准的传输速率最高为标准的传输速率最高为11Mb/s，范围为范围为50m，可涵盖整层楼和整个办公室，它通过一个底层可涵盖整层楼和整个办公室，它通过一个底层的传输协定来连接。的传输协定来连接。通信新技术 其其次次，蓝蓝牙牙通通信信模模块块与与802.11相相比比，耗耗电电低低，成成本本便便宜宜，通通信信时时的的操操作作也也简简单单。由由配配有有蓝蓝牙牙的的设设备备搜搜索索出出位
34、位于于半半径径10m内内的的另另外外一一台台配配备备蓝蓝牙牙的的设设备备，双双方方认认证证后后就就可可通通信信。1台台配配备备蓝蓝牙牙的的设设备备可可与与7台台蓝蓝牙牙设设备备同同时时进进行行通通信信。与与无无线线LAN不不同同，对对方方可可为为手手机机、数数码码相相机机等等多多种种设设备备。蓝蓝牙牙技技术术也也为为已已有有的的数数字字网网络络和和外外设设提提供供通通用用接接口口以以组组建建一一个个远远离离固固定定网网络络的的个个人人特别连接设备群。特别连接设备群。通信新技术 总总的的来来讲讲，IEEE802.11比比较较适适合合于于办办公公室室中中的的企企业业无无线线网网络络，而而蓝蓝牙牙技
35、技术术则则可可以以应应用用于于任任何何可可以以用用无无线线方方式式替替代代线线缆缆的的场场合合。目目前前这这些些技技术术还还处处于于并并存存状状态态，从从长长远远看看，随随着着产产品品与与市市场场的的不不断断发发展展，它它们们将将走向融合。走向融合。通信新技术 1.6蓝牙技术的应用蓝牙技术的应用如如前前所所述述，蓝蓝牙牙技技术术的的初初衷衷是是无无线线互互连连小小型型移移动动设设备备及及其其外外设设，使使它它们们之之间间的的连连接接变变得得简简单单、容容易易。它它的的市市场场目目标标是是移移动动笔笔记记本本电电脑脑、移移动动电电话话、小小型型的的PDA及其外设。及其外设。因因此此，蓝蓝牙牙最最
36、普普通通的的应应用用是是替替代代PC机机与与打打印印机机、鼠鼠标标、扫扫描描仪仪、投投影影仪仪等等外外设设的的连连接接电电缆缆，以以及及无无线线互互连连PDA、移移动动电电话话以以及及PC机机等等。尤尤其其是是笔笔记记本本电电脑脑与与数数字字移移动动电电话话利利用用蓝蓝牙牙技技术术的的互互相相连连接接，大大大大扩扩展展了了其其各自的应用领域。各自的应用领域。通信新技术 1.对讲机对讲机未未来来采采用用蓝蓝牙牙技技术术的的移移动动电电话话将将是是“三三合合一一”，即即集集移移动动电电话话、无无绳绳电电话话、对对讲讲机机三三种种功功能能于于一一身身。两两个个蓝蓝牙牙设设备备之之间间在在近近距距离离
37、内内可可以以建建立立直直接接语语音音通通路路，比比如如两两个个蜂蜂窝窝电电话话用用户户之之间间，通通过过蓝蓝牙牙连连接接可可以以直直接接进进行行对对话，这样移动电话就可以当对讲机用。话，这样移动电话就可以当对讲机用。通信新技术 2.无绳电话无绳电话内内置置蓝蓝牙牙芯芯片片的的移移动动电电话话，在在室室内内可可以以用用做做无无绳绳电电话话，通通过过无无绳绳电电话话基基站站接接入入PSTN进进行行语语音音传传输输，从从而而不不必必支支付付昂昂贵贵的的移移动动通通话话费费用用，当当然然在在室室外外或或途途中中仍作为移动电话使用仍作为移动电话使用。这这种种应应用用模模式式定定义义了了两两种种设设备备角
38、角色色：网网关关和和终终端端。网网关关作作为为外外部部网网络络的的终终点点，处处理理所所有有接接入入此此网网络络的的通通信信。对对于于外外部部呼呼叫叫，网网关关是是处处理理所所有有到到达达或或来来自自于于外外部部网网络络的的呼呼叫叫建建立立请请求求中中心心。充充当当网网关关角角色色的的可可以以是是PSTN或或ISDN家家庭庭基基站站、GSM基基站站、卫卫星星基基站站或或H.323基站。基站。通信新技术 3.头戴式耳机头戴式耳机采采用用蓝蓝牙牙技技术术的的头头戴戴式式耳耳机机作作为为移移动动电电话话、个个人人计计算算机机等等的的语语音音输输入入、输输出出接接口口，能能够够在在保保持持私私人人通通
39、话话的的同同时时，使使用用户户摆摆脱脱电电缆缆束束缚缚而而有有更更大大活活动动自自由由。这这种种头头戴戴式式耳耳机机必必须须能能够够发发送送AT命命令令并并能能够够接接收收相相应应编码信号，使用户不用手动就能完成摘、挂机等操作。编码信号，使用户不用手动就能完成摘、挂机等操作。通信新技术 4.拨号网络拨号网络采采用用蓝蓝牙牙技技术术的的移移动动电电话话、Modem等等设设备备，能能够够用用做做“Internet网网桥桥”。例例如如，这这种种移移动动电电话话可可作作为为无无线线Modem供供计计算算机机访访问问拨拨号号网网络络服服务务器器使使用用，或或者者计计算算机机通通过过这这种种移移动动电电话
40、话或或Modem接接收收数数据据。此此时时，移移动动电电话话与与Modem充充当当网网关关角角色色，提提供供到到公公共共网网络络的的接接入入，而而台台式式计计算算机机或或笔笔记记本本电电脑脑则则作作为为数数据据终终端端，使用网关所提供的服务。使用网关所提供的服务。通信新技术 5.传真传真采采用用蓝蓝牙牙无无线线技技术术的的移移动动电电话话或或Modem，可可以以用用做做计计算算机机传传真真Modem，以以发发送送和和接接收收传传真真信信息息，此此时时它它们们被被称称为为“广广域域网网数数据据接接人人点点”。与与拨拨号号网网络络应应用用模模式式相相同同，通通常常移移动动电电话话或或Modem作作
41、为为网网关关，笔笔记记本本电电脑脑或或台台式式机机作作为为数数据据终终端端，网网关关提提供供传传真真服服务务，数数据据终终端端使使用用这这种种服服务务，两两者者之之间间没没有有固固定定的的主主从从关关系系，但一般建立链路都由数据终端发起。但一般建立链路都由数据终端发起。通信新技术 当当数数据据终终端端需需要要使使用用某某个个网网关关提提供供的的服服务务但但又又不不知知道道此此网网关关地地址址时时，需需要要通通过过服服务务发发现现过过程程获获得得该该网网关地址。关地址。同同样样，网网关关与与数数据据终终端端之之间间通通过过虚虚拟拟串串口口传传输输用用户户数数据据、控控制制信信号号和和AT命命令令
42、。传传真真呼呼叫叫清清除除之之后后，信信道和物理链路也被释放。道和物理链路也被释放。通信新技术 6.局域网接入局域网接入在在这这种种应应用用模模式式下下，多多个个数数据据终终端端使使用用同同一一个个局局域域网网接接人人点点（LAP），以以无无线线接接入入方方式式访访问问局局域域网网，一一旦旦连连接接成成功功，数数据据终终端端将将能能够够访访问问局局域域网网所所提提供供的的一一切切服服务务，就就好好像像是是通通过过拨拨号号网网络络连连接接到到该该局局域域网网一一样样。两两个个蓝蓝牙牙设设备备之之间间也也可可以以直直接接通通信信，类类似似于于用用一一根电缆把两个根电缆把两个PC机连接起来。机连接起
43、来。通信新技术 7.文件传输文件传输蓝蓝牙牙设设备备之之间间可可以以传传送送数数据据对对象象，这这些些设设备备可可以以是是个个人人计计算算机机、智智能能电电话话或或者者是是PDA，数数据据对对象象可可以以是是各各种种文文件件，比比如如Excel文文件件、PowerPoint文文件件、声声音音文文件件、图图像像文文件件等等。用用户户可可以以浏浏览览远远端端设设备备上上文文件件夹夹内内容容，可可以以新新建建或或删删除除文文件件夹夹。整整个个文文件件夹夹、目目录录或或流媒体格式都可以在设备间传送。流媒体格式都可以在设备间传送。通信新技术 这这种种应应用用模模式式定定义义了了两两种种设设备备角角色色，
44、即即客客户户与与服服务务器器。客客户户可可以以从从服服务务器器下下载载或或向向服服务务器器上上传传文文件件，服服务务器器是是使使用用OBEX文文件件夹夹列列表表格格式式的的远远端端蓝蓝牙牙设设备备，它它支支持持目目标标交交换换服服务务以以及及文文件件夹夹浏浏览览功功能能。在在服服务务器器端端，可可以以设设置置客客户户有有无无修修改改、创创建建文文件件夹夹文文件件的的权权限。限。通信新技术 8.目标上传目标上传使使用用目目标标上上传传功功能能的的设设备备主主要要是是笔笔记记本本电电脑脑、PDA和和移移动动电电话话。一一个个蓝蓝牙牙设设备备可可以以将将目目标标上上传传至至另另一一个个蓝蓝牙牙设设备
45、备收收件件箱箱，其其中中“目目标标”可可以以是是商商业业卡卡或或者者是是某某种种委委任任（Appointment）等等，同同样样，一一个个蓝蓝牙牙设设备备也也可可以以从从另另一一个个蓝蓝牙牙设设备备下下载载商商业业卡卡。两两个个蓝蓝牙牙设设备备之之间间可可以以相相互交换商业卡，此时往往先进行上传再进行下载。互交换商业卡，此时往往先进行上传再进行下载。这这种种应应用用模模式式定定义义了了两两种种设设备备角角色色：上上传传服服务务器器和和上上传传客客户户。上上传传服服务务器器提提供供目目标标交交换换服服务务，上上传传客客户户向向上传服务器上传，或从上传服务器下载目标。上传服务器上传，或从上传服务器
46、下载目标。通信新技术 9.数据同步数据同步蓝蓝牙牙设设备备非非常常巧巧妙妙的的一一种种功功能能是是发发送送信信息息到到关关掉掉的的或或者者工工作作在在休休眠眠模模式式下下的的另另一一个个蓝蓝牙牙设设备备。比比如如，当当蜂蜂窝窝电电话话接接收收到到一一条条消消息息时时，它它可可以以把把这这条条消消息息发发送送到到笔笔记记本本电电脑脑，即即使使后后者者被被放放在在包包中中且且没没有有开开机机。当当然然，蓝蓝牙牙技技术术可可以以进进行行不不同同设设备备间间数数据据同同步步，以以保保证证用用户户在在任任何何时时间间、选选择择任任何何设设备备都都能能得得到到最最新新的的信信息。息。通信新技术 与与前前面
47、面一一样样，使使用用此此功功能能的的设设备备也也主主要要是是笔笔记记本本电电脑脑、PDA和和移移动动电电话话。使使用用蓝蓝牙牙技技术术，不不同同设设备备之之间间 可可 以以 保保 持持 (PIM， PersonalInformationManagement）信信息息同同步步。这这些些信信息息通通常常包包括括电电话话本本、日日历历、消消息息以以及及备备忘忘录录等等，它它们们使使用用共共同同的的协协议议和和格格式式进进行行传传送送。此此外外，当当移移动动电电话话或或者者PDA靠靠近近笔笔记记本本电脑时，将自动与笔记本电脑进行同步。电脑时，将自动与笔记本电脑进行同步。通信新技术 以以上上为为蓝蓝牙牙
48、技技术术的的几几种种主主要要应应用用模模式式，随随着着越越来来越越多多的的制制造造商商接接受受蓝蓝牙牙技技术术并并生生产产出出越越来来越越多多的的支支持持蓝蓝牙牙的的产产品品，新新的的、无无法法预预料料的的蓝蓝牙牙应应用用方方式式将将会会涌涌现现出出来来。试试想想一一些些日日常常生生活活例例子子：当当你你进进入入公公共共汽汽车车的的时时候候，你你的的移移动动电电话话将将自自动动地地为为你你付付车车费费；或或者者你你可可以以自自动动接接收收有有关关你你孩孩子子放放学学后后平平安安到到家家的的文文字字信信息息；当当你你在在候候机机室室无无聊聊等等待待之之时时，你你可可以以通通过过移移动动电电话话得
49、得到一些免费的能够给自己增添少许乐趣的服务；到一些免费的能够给自己增添少许乐趣的服务；通信新技术 在在飞飞机机上上你你还还可可以以跟跟朋朋友友一一起起玩玩电电子子游游戏戏，或或者者在在自自己己的的笔笔记记本本上上写写Email，下下飞飞机机后后马马上上开开启启移移动动电电话话，Email将将会会自自动动地地被被发发出出去去；你你甚甚至至可可以以用用移移动动电电话话来来控控制制汽汽车车车车门门开开关关以以及及报报警警设设施施，或或者者当当你你开开车车的时候可以不用动手操作就可以接听电话。的时候可以不用动手操作就可以接听电话。总总之之，蓝蓝牙牙技技术术的的应应用用被被认认为为非非常常广广泛泛而而且
50、且极极具具潜潜力力。它它可可以以应应用用于于无无线线设设备备（如如PDA、手手机机、智智能能电电话话、无无绳绳电电话话）、图图像像处处理理设设备备（照照相相机机、打打印印机机、扫扫描描仪仪）、安安全全产产品品（智智能能卡卡、身身份份识识别别、票票据据管管理理、安全检查）、安全检查）、通信新技术 消消费费娱娱乐乐（耳耳机机、MP3、游游戏戏）汽汽车车产产品品（GPS、ABS、动动力力系系统统、安安全全气气袋袋）、家家用用电电器器（电电视视机机、电电冰冰箱箱、电电烤烤箱箱、微微波波炉炉、音音响响、录录像像机机）、医医疗疗健健身、建筑、玩具等领域。身、建筑、玩具等领域。与与其其它它技技术术一一起起（
51、比比如如WAP等等）蓝蓝牙牙将将会会给给人人们们日日常常生生活活带带来来深深远远的的影影响响，可可以以说说蓝蓝牙牙技技术术是是推推动动移移动信息时代到来的关键技术之一。动信息时代到来的关键技术之一。通信新技术 1.7蓝牙产品的现状及所面临的问题蓝牙产品的现状及所面临的问题1.8.1蓝牙产品现状蓝牙产品现状蓝蓝牙牙技技术术现现在在已已经经应应用用到到手手机机、通通用用串串行行总总线线架架构构（USB）、打打印印机机、数数码码相相机机、设设备备访访问问终终端端和和其其它许多产品中，向实用化迈出了坚实的步伐。它许多产品中，向实用化迈出了坚实的步伐。通信新技术 掌上电脑和一些电子设备制造商，包括掌上电
52、脑和一些电子设备制造商，包括CompaqComputer，IBM，Palm，Sony和和Toshiba，都用蓝牙技都用蓝牙技术开发了自己的产品。术开发了自己的产品。Toshiba率先推出用于笔记本电脑率先推出用于笔记本电脑的蓝牙的蓝牙PC卡、内置蓝牙通信模块的个人电脑卡、内置蓝牙通信模块的个人电脑PC卡、以蓝卡、以蓝牙方式无线上网的调制解调器、支持蓝牙的小型存储器牙方式无线上网的调制解调器、支持蓝牙的小型存储器“蓝牙微型服务器蓝牙微型服务器”、无线耳机及液晶电视、数码相机、无线耳机及液晶电视、数码相机等产品。等产品。IBM率先在美国推出率先在美国推出IBM蓝牙蓝牙PC卡，卡，在在IBMThin
53、kPad之间实现了短距离无线连接。之间实现了短距离无线连接。通信新技术 1.8.2蓝牙技术面临的问题蓝牙技术面临的问题目目前前蓝蓝牙牙的的应应用用还还不不够够广广泛泛和和普普及及，价价格格是是一一方方面面，缺缺乏乏同同一一标标准准也也延延缓缓了了这这种种技技术术的的应应用用。除除技技术术因素外，还有多方面原因。因素外，还有多方面原因。在在技技术术方方面面：使使用用蓝蓝牙牙技技术术的的产产品品，由由于于历历史史和和技技术术的的原原因因，各各自自采采用用的的CPU、操操作作系系统统、通通信信协协议议可可能能差差别别很很大大。协协议议在在基基于于某某一一特特定定的的操操作作系系统统（如如Window
54、s），开开发发出出来来后后用用于于某某一一专专用用设设备备（如如PDA、移移动动电电话话）时时，由由于于这这些些设设备备使使用用的的操操作作系系统统不不是是开开发发时时基基于于的的操操作作系系统统，必必须须做做操操作作系系统统移移植植，经经过过移移植的协议栈应当保持原有的稳定性和效率。植的协议栈应当保持原有的稳定性和效率。通信新技术 互互操操作作性性是是蓝蓝牙牙产产品品的的重重要要特特性性。理理论论上上只只要要通通过过了了产产品品的的一一致致性性和和互互连连性性测测试试，互互操操作作性性问问题题就就可可以以得得到到解解决决。目目前前蓝蓝牙牙协协议议许许多多互互连连测测试试规规范范尚尚未未推推出
55、出，即即使使推推出出了了，其其测测试试的的完完备备性性有有个个过过程程。国国际际SIG对对蓝蓝牙牙互互操操作作非非常常重重视视，因因为为它它涉涉及及产产品品的的进进一一步步应应用用，各各大大公公司司不不断断沟沟通通、测测试试、实实验验，目目的的是是使使其其产产品相互可操作。品相互可操作。通信新技术 分分析析制制约约蓝蓝牙牙技技术术发发展展的的因因素素，蓝蓝牙牙芯芯片片价价格格是是一一个个大大问问题题。从从技技术术角角度度看看，芯芯片片集集成成了了无无线线、基基带带和和链链路路管管理理层层的的功功能能。最最关关键键的的问问题题是是还还没没有有足足够够激激动人心的应用软件来使用户跨越价格的心理线。
56、动人心的应用软件来使用户跨越价格的心理线。另另外外，蓝蓝牙牙模模块块生生产产存存在在两两个个技技术术问问题题：一一是是决决定定模模块块小小型型化化的的安安装装技技术术；二二是是包包含含天天线线在在内内的的最最佳佳设设计计。关关于于天天线线的的设设计计及及装装于于何何处处也也是是个个大大问问题题。如如果果设设备备框框体体和和内内部部构构造造的的不不同同，天天线线的的特特性性将将有有巨巨大大变变化。化。通信新技术 再再有有，全全面面测测试试难难也也制制约约了了蓝蓝牙牙产产品品的的推推广广。对对通通信信产产品品，完完成成一一致致性性测测试试、互互连连测测试试和和性性能能测测试试至至关关重重要要。但但
57、目目前前蓝蓝牙牙特特殊殊兴兴趣趣小小组组推推出出的的测测试试规规范范中中，对对状状态态转转移移和和数数据据输输出出的的覆覆盖盖率率都都非非常常小小，即即便便按按这这些些规规范范完完成成了了软软硬硬件件的的测测试试，也也难难确确保保蓝蓝牙牙产产品品的的正正确性。确性。最最关关键键一一点点是是另另一一项项类类似似的的通通讯讯协协议议的的崛崛起起硬硬生生生生地地从从蓝蓝牙牙口口中中抢抢走走了了大大量量的的客客户户，那那就就是是无无线线局局域域网网络络标标准准802.11b协协议议，它它使使PC在在对对等等的的基基础础上上互互联联（或或用集线器和用集线器和Internet网关相联）。网关相联）。通信新
58、技术 802.11b和和802.11a只只是是其其中中的的两两个个扩扩展展标标准准，802.11a工工作作在在5GHz频频段段，传传输输速速率率高高达达54Mb/s，而而802.11b在在2.4GHz频频段段，适适合合家家居居环环境境。802.11b标标准准引引起起业业界界的的关关注注，是是因因为为802.11b是是较较成成熟熟的的已已有有统统一一标标准的无线技术。准的无线技术。无无线线局局域域网网使使用用无无执执照照频频段段，可可使使用用户户连连接接到到因因特特网网，它它已已经经进进入入美美国国的的办办公公室室、饭饭店店、咖咖啡啡厅厅和和候候机机室室等等。膝膝上上型型电电脑脑用用户户只只需需
59、插插进进一一张张PCMCIA卡卡或或USB卡卡，便便可可通通过过无无线线局局域域网网连连到到因因特特网网而而无无需需寻寻找找免费的电话插口。免费的电话插口。通信新技术 除除技技术术因因素素之之外外，还还有有个个安安全全问问题题（包包括括信信息息和和生生态态安安全全）。信信息息安安全全问问题题更更多多地地是是在在软软件件协协议议栈栈中中加加以以强强调调。OEM商商希希望望知知道道说说明明特特殊殊应应用用（如如商商务务、国国防防等等）中中的的安安全全要要求求，以以便便由由软软件件工工程程师师去去解解决决它它。生生态态安安全全问问题题是是指指当当蓝蓝牙牙设设备备靠靠近近人人体体时时是是否否带带来来危
60、危害害，但但到到目目前前为为止止研研究究一一直直不不能能证证明明是是否否真真有有危危害害。蓝蓝牙牙使使用用和和微微波波炉炉一一样样的的频频率率范范围围，是是否否会会带带来来不不良良的后果，目前也尚无定论。的后果，目前也尚无定论。通信新技术 从从目目前前的的情情况况看看，对对蓝蓝牙牙前前景景我我们们很很难难作作出出判判断断，不不过过，计计算算机机行行业业、移移动动通通信信行行业业和和家家电电行行业业都都十十分分青青睐睐蓝蓝牙牙技技术术，认认为为蓝蓝牙牙技技术术将将对对未未来来的的无无线线移移动动数数据据通通信信业业务务产产生生巨巨大大的的促促进进作作用用。蓝蓝牙牙技技术术持持续续发发展展的的最最
61、终终形形态态脱脱离离了了以以手手机机为为核核心心的的发发展展构构架架，在在各各类类PC周周边边产产品品之之间间以以蓝蓝牙牙技技术术传传输输资资料料的的应应用用正正在在同同步步进行，而不是围绕在手机的架构下打转。进行，而不是围绕在手机的架构下打转。通信新技术 蓝蓝牙牙技技术术已已被被公公认认为为是是无无线线数数据据通通信信最最为为重重大大的的进进展展之之一一。当当然然，蓝蓝牙牙仍仍然然是是一一项项发发展展中中的的技技术术，其其应应用用目目前前正正处处于于起起步步阶阶段段，要要真真正正达达到到大大规规模模进进入入商商用用市市场场并并在在用用户户中中普普及及，还还有有大大量量应应用用技技术术细细节节
62、需需要要解解决决。但但是毫无疑问，蓝牙的发展必将产生深刻的影响！是毫无疑问，蓝牙的发展必将产生深刻的影响！通信新技术 无线需求无线需求1、传输速率高、传输速率高2、传输距离远、传输距离远3、穿透力强、穿透力强4、功耗低、功耗低通信新技术 闪联：闪联：即信息设备资源共享协同服务标准，中国自主知识产权的产业标准。2003年7月17日，经信息产业部科技司批准，由联想、TCL、康佳、海信、长城5家企业发起、7家单位共同参与的“信息设备资源共享协同服务”标准工作组正式成立(简称IGRS标准工作组，又称“闪联”)，以共同制定IGRS协议规范。其作用，是用于身边家电、数码产品之间的无线连接。不过目前看商用的
63、还比较少。Wi-Fi是无线局域网，包括802.11a/b/g/n等标准。买个无线路由器就能组建个Wi-Fi网络了。功耗大、距离大、速率大。开发适合大数据量传输。开发较复杂、应用广泛。通信新技术 Bluetooth主要用在点对点的通信上，10m距离，2M左右的速度。距离近、速率中等、功耗较低、开发复杂、成本低ZigBee是低速率（250kbps），低功耗（电池供电号称能用半年以上），网络节点多的一种技术。主要用于智能家居，工业控制，传感器网络。距离近、速率低、功耗较低、开发简单、成本低。RFID，更短距离的无线技术，常用于识别。比如集装箱货物等。距离近（最近10cm）、速率低、功耗低、开发简单、成本低。
