蓝芽系统基本知识篇课件

蓝芽技术的产生v这个技术名称来源于公元900年左右古代丹麦统治者“Harald Bluetooth”的名字，这位君王在位期间统治了丹麦和挪威的大部分地区。v蓝牙技术大约在20世纪90年代晚期发端于爱立信公司，目前该技术处于蓝牙特别兴趣小组SIG(Special Interest Group)的领导之下，该机构由爱立信、诺基亚、IBM、东芝、Intel、3Com、摩托罗拉、朗讯和微软等大公司所组成。1蓝芽主要射频特性v工作频段和载频：工作频段和载频：蓝芽设备工作在2.4GHz的ISM（Industrial,Science and Medicine）频段，在北美和欧洲（法国和西班牙除外）为24002483.5MHz，使用79个频道，载频为2402+k MHz（k=0,1,，78）；法国和西班牙使用23个频道，载频分别为2454+kMHz和 2449+k MHz（k=0,1,，22），但已有提案改为统一的79个频道，西班牙很快将有结果；日本原使用23个频道，但自1999年10月开始已改为统一的79个频道，原来的23个频道所使用的2471-2497MHz频段作为选用。v频道间隔：频道间隔：无论是79个频道还是23个频道，频道间隔均为1MHz，采用时分双工（TDD，Time Division Duplex）方式。v调制方式调制方式:调制方式为BT=0.5的GFSK，调制指数为0.280.35。v最大发射功率：分为三个等级：Class 1:4dBm-20dBm;Class2:-6dBm-4dBm;Class3:0dBm。v有效通信距离：有效通信距离：10cm-10m(只有在只有在Class 1才能达到才能达到100m)。2蓝芽中的跳频技术蓝芽中的跳频技术v对应于单时隙包，蓝芽的跳频速率为1600跳，对应于多时隙包，跳频速率有所降低；但在建链时（包括寻呼和查询）则提高为3,200跳每秒。v六种跳频序列：寻呼跳频序列，寻呼回应序列，查询序列，查询回应序列，基本信道跳频序列和适合信道跳频序列。v跳频序列受控於蓝芽 48-bit设备地址码（BD_ADDR）中的28-bit和27-bit的时钟。3BD_ADDR（Bluetooth Device Address）根据IEEE802标准，由IEEE Registration Authority分配得到的48bit蓝芽设备地址。分为LAP（Lower Address Part），UAP(Upper Address Part),NAP(Non-significant Address Part)三部分，如图所示：注意：LAP可以取任何值除了0X9E8B000X9E8B3F,因为这些值是被预留给查询用的，其中0X9E8B33是GIAC(General Inquiry Access Code),其他为DIAC(Dedicated Inquiry Access Code).4SCO链路和ACL链路v蓝芽系统支持实时的同步定向联接和非实时的异步不定向联接，分别成为SCO链路（Synchronous Connection-Oriented Link）和ACL链路（Asynchronous Connection-Less Link），前者主要传送话音等实时性强的信息，在规定的时隙传输，后者则以数据为主，可在任意时隙传输。但当ACL传输占用SCO的预留时隙时，一旦系统需要SCO传输，ACL则自动让出这些时隙以保证SCO的实时性。v蓝芽支持64kb/s的实时语音传输和各种速率的数据传输，语音编码采用对数PCM或连续可变斜率增量调制（CVSD，Continuos Variable Slope Delta Modulation）。语音和数据可单独或同时传输。当仅传输语音时，蓝芽设备最多可同时支持3路全双工的话音通信；当语音和数据同时传输或仅传输数据时，支持433.9kb/s 的对称全双工通信，或723.2kb/s、57.6kb/s的非对称双工通信。5包的基本结构及分类每个包都由三部分组成:其中ACCESS CODE来自于设备BD_ADDR中的LAP部分，由三部分构成：preamble,sync word和trailer(可选)。有四种类型：CAC,DAC,GIAC,DIAC.主要用于同步和确认等。Header包含了微微网地址和包信息；payload负载了用户声音或数据信息。包被分成3大类：链路控制包、ACL包和SCO包。6链路控制包7ACL包8SCO包9蓝芽协议体系v蓝芽软件协议的最终目标是实现各种设备间的交互操作性。10协议说明列表11链路控制单元和链路管理v蓝芽链路控制单元，也既link controller,决定了设备的状态，负责建立网络连接，如功率、纠错和加密等。v链路管理软件协同链路控制单元工作，两者之间的通信是通过Link Manager建立的。v具体功能参见下表“链路控制及链路管理功能摘要”。12链路控制及链路管理功能摘要:13蓝芽系统框图14蓝芽设备的组网及其工作状态 v示意图：15vBluetooth根据网路的概念提供点对点和点对多点的无线链接。在任意一个有效通信范围内，所有设备的地位都是平等的。首先提出通信要求的设备称为主设备（Master），被动进行通信的设备称为从设备（Slave）。利用TDMA，一个Master最多可同时与7个Slave进行通信并和多个Slave（最多可超过200个）保持同步但不通信。一个Master和一个以上的Slave构成的网路称为Bluetooth的主从网路（Piconet）。若两个以上的Piconet之间存在著设备间的通信，则构成了Bluetooth的分散网路（Scatternet）。Piconet和Scatternet的示意图如上图所示。基于TDMA原理和Bluetooth设备的平等性，任一Bluetooth设备在Piconet和Scatternet中，既可作Master，又可作Slave，还可同时既是Master又是Slave。因此，在Bluetooth中没有基站的概念。另外，所有设备都是可移动的。这些设备可以处在以下几个状态情况下：active（活动）、park（暂停）、hold（保持）和sniff（呼吸）。16测试仪器连接框图v如图：v此时，E1852作为master,蓝芽 DUT作为Slave.17蓝芽测试发射测试v测试项目及测试条件：18注释：注释：v1：如果不能选择loopback模式，则可以用TX中的Transmit mode.v2：如果被测设备不支持DH5类型的包，可以选用它所能支持的最长的包（包的有效载荷也最长）；v3：在最初的测试标准中，要求用DH1包完成这项测试，然而在实际的对一些DUT的测试中发现包的类型对实际的测试是有一定的影响的，因此现在也要求选用DUT所支持的最长的包的类型来进行测试。19测试结果标准值v列表如下：20发射过程中的包：2122蓝芽测试收发机测试v测试项目及测试条件：23测试结果标准值列表如下：24蓝芽测试接收测试v测试项目及测试条件25测试结果标准值v列表如下：v1、Sensitivity-single(multi-)slot packets 262、C/I performace273、Blocking performance284、Intermodulation Performance295、Max Input Level3031