利用蓝牙技术实现家庭无线网络系统

互联网 | 编辑: 杨雪姣 2008-02-22 09:35:00转载 一键看全文

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(1)无线射频(RF)单元。蓝牙模块的射频单元功率也符合FCC关于ISM波段的要求,因此,在使用中都会遇到不可预测的干扰源。蓝牙模块特别设计了快速确认和跳频扩谱技术以确保链路稳定。在2.4GHzISM频带上以伪随机方式,按1600次/s的速率,在总计79个频率上进行跳转(以2.4GHz为中心频率,最多可以得到79个1MHz带宽的信道),这样可以有效地防止信号干扰和减弱。与其他工作在相同频段的系统相比,蓝牙跳频更快,数据包更短,这使蓝牙比其他系统都更稳定。此外系统还采用了时分双工(TDD)方案被用来实现全双工传输。FEC(前向纠错)的使用抑制了长距离链路的随机噪声。

(2)基带(baseband,BB)和链路管理(linkmanager,LM)单元。BB负责跳频和蓝牙数据及信息帧的传输;LM负责连接的建立和拆除。它们实现的功能包括:对SCO和ACL连接方式的支持;差错控制,可以采用多种检纠错方式,其中包括前向纠错编码(FEC);物理层的认证与加密;链路管理。数字语音处理电路包括语音编译码器和语音接口电路两部分。语音编译码器采用CVSD编码方式。CVSD(ContinuousVariableSlope Delta Modulation)即连续可变斜率增量调制。它是一种自适应增量调制技术,它不重发语音数据包也能够获得高质量传输的音频编码。CVSD编码擅长处理丢失和被损坏的语音采样,即使比特错误率达到4%,CVSD编码的语音还是可听的。语音接口电路包括标准音频输入和输出以及必要的音频放大部分。系统的接口部分设置了RS232、USB、UART、I2C接口以及电话线接口,另外主设备还有以太网接口和ADSL插孔。其中RS232、USB和UART与计算机、智能耳机、PDA以及智能家电设备相连,完成信息的交换。主设备中的RS232串口还用于现场参数设置和程序的升级。嵌入式Modem是系统与外部通信网络(Internet网和公共电话网)的物理接口。嵌入式Modem采用了简单、灵活的实现方式,以减小系统的复杂性和降低一般家庭用户对Modem基本操作技能的依赖性;嵌入式Modem需要完成Modem的基本功能,负责将家庭无线网络接入到外部通信网络中。根据Modem的发展现状,系统的Modem采用了ADSL高速Modem标准。通过以太网接口可以直接接到LAN(局域网)中。系统可以经过内部高速数据通道和嵌入式Modem连接到DSL上,经过ADSL Modem的信号分离器,其输出通过接到家庭电话线(或通过ISDN接入方式)来登陆到Internet上,这样就可以享受ISP服务商提供的各种信息和服务。辅助电路包括液晶显示电路、键盘控制电路和电源管理电路。

2软件协议栈

系统的软件(协议栈)单元是一个独立的操作部分,不与任何操作系统捆绑。它符合已经制定好的蓝牙规范。系统的协议栈采用分层结构,分别完成数据流的过滤和传输、跳频和数据帧传输、连接的建立和释放、链路的控制、数据的拆装、业务质量、协议的复用和分用等功能。主从设备的协议栈略有不同,如图4、图5所示,但大致都分为3个层次:底层协议、中间协议和高层协议。

(1)底层协议。该层包括基带BB和链路管理(LM)。这部分协议已经固化在Bluetooth模块之中。底层协议对应用而言是十分透明的,负责在蓝牙单元之间建立物理射频链路,构成微微网。LM还要完成像鉴权和加密等安全方面的任务,包括生成和交换加密键、链路检查、基带数据包大小的控制、蓝牙无线设备的电源模式和时钟周期、微微网内蓝牙单元的连接状态等。

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