無線藍芽技術 (Bluetooth)

B90901143 電機四 盧彥廷

大綱 起源與特色 應用層面 核心技術 與其他無線網路比較

藍芽的起源 一種無線通訊協定 歐洲中世紀丹麥國王名字 象徵與各規格技術互相協調溝通

藍芽的特色 同時傳送語音與數據

聲音的 Circuit switch, 資料的 Packet switch

操作在世界共通的頻段 2.4GHz

低功率與低成本模組 1 個 chip 10 U.S. 1mW 可傳送範圍 10m 最大傳輸速率 1M( 有效傳輸速率 721Kb/s)

藍芽的特色 優點 :

價格便宜 操作容易 功率較低

缺點 : 距離較短 速率較慢

藍芽的特色 支援多個藍芽設備互相連接

Piconet, Scatternet

Piconet

Scatternet

Master

Slave

Master

Slave

Slave

藍芽的特色 支援多個藍芽設備互相連接

1 個 Master, 7 個 Slave, 255 個 Park

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藍芽的應用

藍芽 USB 接收器

藍芽耳機

藍芽印表機接收器

藍芽 Hi Fi 連線組

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整體架構

Radio 階層協定 制定在 ISM 通用頻段上

2.4000GHz~2.4835 的整個 83.5MHz 共 79 個頻道 , 每個頻道間隔 1MHz

發射功率 100mW, 2.5mW, 1mW

調變方式與技術 數位調變

數位調變 抗干擾能力強 支援多工 (Multiplex) 訊息傳輸 可進行編碼加密及壓縮 Bluetooth 使用 GFSK

f1 為 0

f2 為 1

Baseband 階層協定 設備位址

BD_ADDR LAP UAP NAP

Non-significantAddress Part 16 bits

UpperAddress Part 8 bits

Lower Address Part 24 bits

MSB LSB

LAPUAPNAP

AM_ADDR 3bit

PM_ADDR 8bit

跳頻 輸入跳頻序列 跳頻速率每秒 1600 次

Channel 1

Channel 6

Channel 15

Channel 45 減少干擾 防止監聽

錯誤控制 1/3FEC(Forward Error Correction)

資料位元重複三次 2/3FEC(Forward Error Correction)

十個資料位元轉成十五個 ARQ(Automatic Repeat Request)

ACK, NAK

高層通訊協定 L2CAP

聯絡 Baseband

RFCOMM 支援 RS232

TCS Binary 傳統電話

AT-command 行動電話

OBEX 紅外線

安全保護機制 安全保護機制分三種模式

1: Non-secure 2: Service level enforced security 3: Link level enforced security

開始重要訊息

Service level Link level

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與其他無線技術比較 Bluetooth vs HomeRF

由 HomeRF Working Group 在 1998 年提出

資訊家電標準 HomeRF 藍芽

傳輸速率 1Mbit/s for 2FSK2Mbit/s for 4FSK

1/Mbit/s

通道數目 同時支援 6 個 同時支援 3 個

傳輸距離 50m 10m

節點數目 128 8

無線通訊標準應用場合 802.11b 適用於辦公室內區域網路環境 HomeRF 應用於各種家電連結 Bluetooth 廣泛適用無線代替有線傳輸

三種技術整體比較

Bluetooth 802.11b HomeRF

市場定位 短距個人通訊 高階區域網路 家庭網路 利用頻率 2.4GHz 2.4GHz 2.4GHz

傳送速度 723kbps 11/5.5/2/1Mbps

0.8/1.6Mbps

傳送距離 10/100M 100M 50M 語音的傳遞 yes no yes

參考資料 無線藍芽技術 禹帆編著 Communication System Haykin 4th

Ed http://www.aiptek.com.tw/chinese

/product/bluetooth/bluetooth.htm 天瀚產品介紹