蓝牙协议体系结构及工作原理
蓝牙协议体系结构及工作原理
对于蓝牙，小伙伴们都已经熟的不能再熟了，真可谓是已经熟透了呀。尤其是在WiFi还没有这么普遍的几年以前，上网下载东西不是这么地方便，那时候一旦一个小伙伴有了什么音频、视频、文档、图像等的珍惜资源时，大家都是通过蓝牙来进行资源共享的。用专业术语来讲，蓝牙其实是一个开放性的无线通信标准，通过使用隐形的连接线代替电缆来完成保持联系、不靠电缆、拒绝插头的目标，虽然目前它的魅力不足WIFI。蓝牙简介蓝牙是一种支持设备短距离通信（一般是10m之内）的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。蓝牙的标准是IEEE802.15，工作在2.4GHz 频带，带宽为1Mb/s。
蓝牙（Bluetooth）原是一位在10世纪统一丹麦的国王，他将当时的瑞典、芬兰与丹麦统一起来。用他的名字来命名这种新的技术标准，含有将四分五裂的局面统一起来的意思。蓝牙技术使用高速跳频（FH，Frequency Hopping）和时分多址（TDMA，TIme DivesionMuliaccess）等先进技术，在近距离内最廉价地将几台数字化设备（各种移动设备、固定通信设备、计算机及其终端设备、各种数字数据系统，如数字照相机、数字摄像机等，甚至各种家用电器、自动化设备）呈网状链接起来。蓝牙技术将是网络中各种外围设备接口的统一桥梁，它消除了设备之间的连线，取而代之以无线连接。
蓝牙协议栈蓝牙技术是一种无线数据与数字通信的开放性规范。它以低成本、近距离无线连接为基础，为固定与移动设备建立了一种完整的通信方式和技术。
蓝牙技术的实质是建立通用无线接口及其控制软件的标准，使移动通信与计算机网络之间能实现无缝连接，由此，为不同厂家生产的便携式设备提供了近距离（10m~100m）范围内的互操作通道。
协议层次蓝牙协议是通信协议的一种，为了把复杂问题简单化，任何通信协议都具有层次性，特点如下：
从下到上分层，通过层层封装，每一层只需要关心特定的、独立的功能，易于实现和维护；在通信实体内部，下层向上层提供服务，上层是下层的用户；
蓝牙技术原理
蓝牙技术原理 蓝牙无线技术是一种短距离通信系统，旨在取代连接便携设备和/或固定电子设备的缆线。蓝牙无线技术的主要特点在于功能强大、耗电量低、成本低廉。核心规格的许多功能均为可选功能，以实现产品多样性。蓝牙核心系统包括射频收发器、基带及协议堆栈。该系统可以提供设备连接服务，并支持在这些设备之间交换各种类别的数据。操作概览蓝牙射频（物理层）在无需申请许可证的2.4GHz ISM 波段运行。系统采用了跳频收发器来防止干扰和衰落，并提供多个FHSS （跳频扩频）载波。射频操作采用了成形的二进制频率调制，降低了收发器复杂性。符率为每秒1 兆符(Msps)，支持每秒1 兆位(Mbps) 的比特率；对于增强的数据率，可支持2 或3Mb/s 的总空气比特率。这些模式分别称为“基本速率”和“增强数据率”。在一般操作情况下，同步至共用时钟及跳频图的一组设备将共享一个物理无线电信道。提供同步基准的设备称为主设备。所有其它设备称为从设备。以此方式同步的一组设备形成了一个微微网(piconet)。这就是蓝牙无线技术通信的基本形式。微微网中的设备使用特定跳频图，该图由蓝牙规格地址中的特定字段和主设备时钟依据特定算法来确定。基本跳频图是对ISM 波段中的79 个频率进行
伪随机排序。跳频图可以调整以排除干扰设备使用的一部分频率。自适应跳频技术改善了蓝牙技术与静态（非跳频）ISM 系统的共存状态（当两者共存时）。物理信道被复分为称作时隙的时间单位。数据以时隙中数据包的形式在启用蓝牙的设备之间传送。如果条件允许，可以将多个连续时隙分配给一个数据包。跳频发生在传输或接收数据包时。蓝牙技术通过使用时分双工(TDD) 方案提供全双工传输效果。物理信道上方有一个链路、信道及相关控制协议层。物理信道以上的信道及链路层级为物理信道、物理链路、逻辑传输、逻辑链路及L2CAP 信道。在物理信道内，任意两个传输设备之间可以形成物理链路，并且可双向传输数据包。在微微网物理信道中，对哪些设备可以形成物理链路有一些限制。每个从设备和主设备间有一个物理链路。微微网中的从设备之间不会直接形成物理链路。物理链路可作为一个或多个逻辑链路的传输层，支持单播同步、异步和等时通信量及广播通信量。逻辑链路上的通信量可通过占有资源管理器中的调度功能分配的时隙分化到物理链路上。除用户数据外，逻辑链路还负载了基带和物理层的控制协议。即链路管理协议(LMP)。微微网中的活动设备具有默认的面向异步连接的逻辑传输，用于传输LMP 协议信令。由于历史原因，这被称作为ACL 逻辑传输。每次有设备加入微微网时都会创建默认的ACL 逻辑传输。可在需要时创建附加逻辑传输以传输
蓝牙技术原理
蓝牙技术原理 1.蓝牙技术原理--简介 所谓蓝牙技术，实际上是一种短距离无线通信技术，利用“蓝牙”技术，能够有效地简化掌上电脑、笔记本电脑和移动电话手机等移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化以上这些设备与Internet之间的通信，从而使这些现代通信设备与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。说得通俗一点，就是蓝牙技术使得现代一些轻易携带的移动通信设备和电脑设备，不必借助电缆就能联网，并且能够实现无线上因特网。 2.蓝牙技术原理--主从关系 蓝牙技术规定每一对设备之间进行蓝牙通讯时，必须一个为主角色，另一为从角色，才能进行通信，通信时，必须由主端进行查找，发起配对，建链成功后，双方即可收发数据。理论上，一个蓝牙主端设备，可同时与7个蓝牙从端设备进行通讯。一个具备蓝牙通讯功能的设备，可以在两个角色间切换，平时工作在从模式，等待其它主设备来连接，需要时，转换为主模式，向其它设备发起呼叫。一个蓝牙设备以主模式发起呼叫时，需要知道对方的蓝牙地址，配对密码等信息，配对完成后，可直接发起呼叫。 3.蓝牙技术原理--呼叫过程 蓝牙主端设备发起呼叫，首先是查找，找出周围处于可被查找的蓝牙设备。主端设备找到从端蓝牙设备后，与从端蓝牙设备进行配对，此时需要输入从端设备的PIN码，也有设备不需要输入PIN码。配对完成后，从端蓝牙设备会记录主端设备的信任信息，此时主端即可向从端设备发起呼叫，已配对的设备在下次呼叫时，不再需要重新配对。已配对的设备，做为从端的蓝牙耳机也可以发起建链请求，但做数据通讯的蓝牙模块一般不发起呼叫。链路建立成功后，主从两端之间即可进行双向的数据或语音通讯。在通信状态下，主端和从端设备都可以发起断链，断开蓝牙链路。 4.蓝牙技术原理--数据传输 蓝牙数据传输应用中，一对一串口数据通讯是最常见的应用之一，蓝牙设备在出厂前即提前设好两个蓝牙设备之间的配对信息，主端预存有从端设备的PIN码、地址等，两端设备加电即自动建链，透明串口传输，无需外围电路干预。一对一应用中从端设备可以设为两种类型，一是静默状态，即只能与指定的主端通信，不被别的蓝牙设备查找;二是开发状态，既可被指定主端查找，也可以被别的蓝牙设备查找建链.
计算机网络体系结构与协议
第二章计算机网络体系结构与协议 【打算课时】 4课时（教材第二、三章） 2.1网络通信协议 2.1.1 协议（protocol）教材P29 网络传送是个专门复杂的过程，为了实现计算机之间可靠地交换数据，许多工作要协调（如发送信号的数据格式，通信协调与出错处理，信号编码与电平参数，传输速度匹配等）。 假定一个与网络相连的设备正向另一个与网络相连的设备发送数据，由于各个厂家有其各自的实现方法，这些设备可能不完全兼容，它们相互之间不可能识不和通信。解决方法之一是在同一个网络中全部使用某一厂家
的专有技术和设备，在网络互连的今天已不可行。另一种方法确实是制定一套实现互连的规范（标准），即所谓“协议”。该标准同意每个厂家以不同的方式完成互连产品的开发、设计与制造，当按同一协议制造的设备连入同一网络时，它们完全兼容，仿佛是由同一厂家生产的一样。 【协议】网络上不同计算机之间为了协调互相通信而使用的技术规范，即通信技术标准（也是软硬件厂商开发网络产品的标准） 协议由语义、语法和时序三部分组成。语义规定通信双方彼此“讲什么”（含义），语法规定“如何讲”（格式），时序关系则规定了信息交流的次序（顺序）。 P29 实际上，生活中任何由两个人或两个团体一起完成的事件，都必须有“协议”（例：讲话/赛跑） 廖鸿鹏《NT Server 4.0建站指南》：“当一个中国人碰上一个日本
人时，假如中国人讲他的中文，日本人讲他的日文，那么可能两个 人确实是讲到天黑，都可不能有什么结果……网络上各节点之间若 需要传送数据时，也要有一个共通的语言，这确实是通信协议”。 理论上只要有一套协议即可，但由于网络技术在不断进展，应用领域在不断拓宽，加上历史的缘故（７０年代各大计算机公司在网络领域“诸侯割据”，纷纷推出自己的网络通信协议，既为网络技术的进展作出了贡献，亦造成协议品种杂多的局面），因此目前一套统一可用的网络协议。 正如理论上人类只要一种语言就能够相互沟通，但实际上却有许许多多的语言存在一样。 学习网络的重要任务之一确实是了解各种常用的通信协议。关于网络开发/集成工程师，则需要深入理解甚至精通工程中所涉及到的各种协议。 用于一般网络用户，则只需明白访问网络资源你的系统或机器上需要配备何种协议，而无须明白这些协议的具体含义。 封闭的协议——协议内容（规范）不对公众公布
蓝牙技术原理及应用
蓝牙技术的原理及应用 学院：****姓名：**** 班级：*** 学号：**** 产生背景 随着经济的发展，人们对随时随地提供信息服务的移动计算机和宽带无线通信的需求越来迫切。以人为本、个性化、智能化的移动计算机，以其方便、快捷的无线接人、无线互联的新产品，已经逐渐融入到人们的日常生活和工作中。随之而来的便携式终端和无线通信相关的新技术层出不穷，其中短距离的无线通讯技术更是百花齐放、目不暇接。蓝牙技术就是在这种背景下产生的。 蓝牙技术的起源 1998年5月，爱立信、IBM、Intel、Nokia和东芝五家公司联合成立T蓝牙特别利益集团(Bluetoothspeeial Interest Group—BSIG)，并制订了近距离无线通信技术标准—蓝牙技术。旨在利用微波取代传统网络中错综复杂的电缆，使家庭或办公场所的移动电话、便携式计算机、打印机、复印机、键盘、耳机及其它手持设备实现无线互连互通。它的命名借用了一千多年前一位丹麦皇帝哈拉德·布鲁斯(Harald Bluetooth)的名字。 所谓蓝牙技术，实际上是一种短距离无线电技术，它以低成本的近距离无线连接为基础,为固定和移动设备通信环境建立一个特别连接的短程无线电技术。利用“蓝牙”技术，能够有效地简化掌上电脑、笔记本电脑和移动电话等移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化以上这些设备与因特网之间的通信，从而使这些现代通信设备与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽了道路。它具有无线性、开放性、低功耗等特点。因此，蓝牙技术已经引起了全球通信业界和广泛用户的密切关注。 蓝牙技术的特点 蓝牙技术具有许多优越的技术性能,主要有蓝牙特性、TDMA结构、使用跳频技术、蓝牙设备的组网、软件的层次结构等，下面详细介绍其特点。 蓝牙设备的工作频段选在全球通用的2.4GHz的ISM(工业、科学、医学)频段，这样用户不必经过申请便可以在2400～2500MHz范围内选用适当的蓝牙无线电收发器频段。频道采用23个或79个，频道间隔均为1MHz，采用时分双工
网络体系结构与网络协议.
网络体系结构与网络协议 《易经》说:“天地万物 , 阴阳五行 , 相生相克 , 周而复始 , 皆有规律可循”。为了使世间各种事情有条不紊、规律的朝着人们所期待的方向行进, 我们总是喜欢发现规律、总结规律、创造规定、利用规律。如此一来,当前人在考虑计算机网络的通信与资源交互时,必然要创造出统一遵守的计算机通信与资源交互的规定,以方便人们使用计算机进行有条不紊的大规模的数据、资源交换。 如此,人们就制定了大量的标准,这些标准规定了计算机网络通信与数据交换所需的共同遵守的条规, 这些标准就是协议。大量的各种各样的协议共同构成了一套完整的体系。由于大量的协议体系过于复杂, 于是人为的将这套协议体系划分为几个层次, 这样一来, 大量的协议就容易分门别类的化整为零, 将协议一层一层的实现。由计算机互联通信所需的功能,,划分成定义明确的层次,规定了同层次进程通信的协议和相邻层之间的接口服务 (接口可理解为下层与上层交互的门户,下层通过接口向上层提供特定的服务。这些层、同层进程通信的协议及相邻层接口统称为网络体系结构。 在学习网络体系结构和协议时,不免要和 RFC 打交道。 RFC 是 tcp/ip协议族 的标准文档,里面写有 4000多个协议的定义。在那么多的协议中, tcp 、 ip 协议可以说是互联网最基本的两个通信协议, tcp/ip的五层分层原理应用十分常见。这五层,从上往下依次是:应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。它们之间的通信服务类型可分为面向连接服务和无连接服务, 混合上确认机制, 共有四种服务类型。分别是面向连接确认服务、无连接确认服务、面向连接不确认服务和无连接不确认服务。根据通信要求, 权衡效率与可靠性后, 可选择合适的通信服务类型。 在最高层应用层里,有 FTP 协议、 Telnet 协议、 HTTP 协议、 DNS 协议等等。在传输层中,有著名的 TCP 和 UDP 协议。 在下层网络层里面,有 IP 协议、 ICMP 协议、 IGMP 协议、 ARP 协议、 RARP 等协议。
蓝牙技术与原理概述
英特网和移动通信的迅速发展，使人们对电脑以外的各种数据源和网络服务的需求日益增长。蓝牙作为一个全球开放性无线应用标准，通过把网络中的数据和语音设备用无线链路连接起来，使人们能够随时随地实现个人区域内语音和数据信息的交换与传输，从而实现快速灵活的通信。 一、蓝牙出现的背景 早在1994年，瑞典的爱立信公司便已经着手蓝牙技术的研究开发工作，意在通过一种短程无线链路，实现无线电话用ＰＣ、耳机及台式设备等之间的互联。1998年2月，爱立信、诺基亚、因特尔、东芝和IBM共同组建特别兴趣小组。在此之后，3COM、朗讯、微软和摩托罗拉也相继加盟蓝牙计划。它们的共同目标是开发一种全球通用的小范围无线通信技术，即蓝牙。它是针对目前近距的便携式器件之间的红外线链路（IrDA）而提出的。应用红外线收发器链接虽然能免去电线或电缆的连接，但是使用起来有许多不便，不仅距离只限于１～２ｍ，而且必须在视线上直接对准，中间不能有任何阻挡，同时只限于在两个设备之间进行链接，不能同时链接更多的设备。“蓝牙”技术的目的是使特定的移动电话、便携式电脑以及各种便携式通信设备的主机之间在近距离内实现无缝的资源共享。 蓝牙是一个开放性的无线通信标准，它将取代目前多种电缆连接方案，通过统一的短程无线链路，在各信息设备之间可以穿过墙壁或公文包，实现方便快捷、灵活安全、低成本小功耗的话音和数据通信。它推动和扩大了无线通信的应用范围，使网络中的各种数据和语音设备能互连互通，从而实现个人区域内的快速灵活的数据和语音通信。 二、蓝牙中的主要技术 蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，它以低成本的近距离无线连接为基础，为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接的短程无线电技术。其实质内容是要建立通用的无线电空中接口（Radio Air Interface）及其控制软件的公开标准，使通信和计算机进一步结合，使不同厂家生产的便携式设备在没有电线或电缆相互连接的情况下，能在近距离范围内具有互用、互操作的性能（Iteroperability）。 “蓝牙”技术的作用是简化小型网络设备（如移动PC、掌上电脑、手机）之间以及这些设备与Internet之间的通信，免除在无绳电话或移动电话、调制解调器、头套式送／受话器、PDA、计算机、打印机、幻灯机、局域网等之间加装电线、电缆和连接器。此外，蓝牙无线技术还为已存在的数字网络和外设提供通用接口以组建一个远离固定网络的个人特别连接设备群。 蓝牙的载频选用在全球都可用的2.45GHz工科医学（ISM）频带，其收发信机采用跳频扩谱（Frequency Hopping Spread Spectrum）技术，在2.45GHz ISM频带上以1600跳／ｓ的速率进行跳频。依据各国的具体情况，以2.45GHz为中心频率，最多可以得到79个１MHz 带宽的信道。在发射带宽为1MHz时，其有效数据速率为721kb/s，并采用低功率时分复用方式发射，适合３０英尺（约10m）范围内的通信。数据包在某个载频上的某个时隙内传递，不同类型的数据（包括链路管理和控制消息）占用不同信道，并通过查询（Inquiry）和寻呼（Paging）过程来同步跳频频率和不同蓝牙设备的时钟。除采用跳频扩谱的低功率传输外，蓝牙还采用鉴权和加密等措施来提高通信的安全性。 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微微网（Piconet），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８个设备（实际上互联的设备数量是没有限制的，只不过在同一时刻只能激活８个，其中１个为主７个为从）。 蓝牙技术涉及一系列软硬件技术、方法和理论，包括无线通信与网络技术，软件工程、
蓝牙技原理及其应用
蓝牙技术的原理及其应用 符鹤1 周忠华2 彭智朝2 1 空军驻长沙地区军事代表室 长沙 410081； 2 中南大学信息学院 长沙 410083 摘 要：本文介绍了蓝牙技术，阐述了其技术特点、系统组成和应用，最后讨论了蓝牙技术在应用中的一些问题和发展前景。 关键词：蓝牙技术 系统组成 应用 Principle and Application of Bluetooth Technology FU He ZHOU Zhonghua PENG Zhichao2 1 Changsha’s Military Delegation of Air Force of PLA, Changsha, 410083; 2 School of Information Science and Engineering, Central South University, Changsha,410083 Abstract:This article discusses the technological characters、Systematic components and application of Bluetooth.At last,we put forward its problem and propensity. Keywords: Bluetooth technology; systematic components; application 1 引 言 随着通信网络的发达，各种通信电缆五花八门，不但办公室中电缆无处不在，家用设备的发展也使居室成了电缆的世界。人们在觉得它们必不可少的同时，又伤透了脑筋，如电缆使用不便，连线频出故障，各种电缆之间无法通用。电缆成为现代通信中的美中不足。为了取消连线，以较低成本实现各设备间的无线通信，诞生了蓝牙 (Bluetooth）技术。 2 什么是蓝牙技术 爱立信、IBM、Intel、Nokia和东芝五家公司于1998年5月联合成立了蓝牙特别利益集团(Bluetooth Special Interest Group-BSIG)，并制订了近距离无线通信技术标准—— 蓝牙技术。它的命名借用了一千多年前一位丹麦皇帝Harald Bluetooth的名字。所谓蓝牙(Bluetooth)技术，实际上是一种短距离无线电技术，利用“蓝牙”技术，能够有效地简 化掌上电脑、笔记本电脑和移动电话等移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化以上这些设备与因特网之间的通信，从而使这些现代通信设备与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽了道路。它具有无线性、开放性、低功耗等特点。因此，目前“蓝牙”刚刚露出一点儿芽尖，却已经引起了全球通信业界和广大用户的密切关注。 7
网络协议体系结构：优点和缺点
第10章网络协议体系结构：优点和缺点 2 0世纪早期，社会学家G e o r ge Herbert Mead研究了语言对人类的影响，最终得出结论：人类的理解力之所以能够活跃起来，主要是因为我们有语言。语言帮助我们发现周围环境的内涵并搞清它的意义。网络协议对网络起类似的作用，它为完全不同的系统提供共同的用于通信的环境。L A N协议使得网络通信电缆上传递的简单的电子信号变得有意义。没有协议，网络通信是不可能存在的。为了让两个工作站能够充分地进行通信，他们必须使用相同的协议，就像两个人如果使用相同的语言，才能够更好地进行交流。使用协议也能够使网络设备能够更多地了解它们所在的网络环境，并且从大量的网络电缆、连接器以及其他连接设备中了解它们的意义。如果你对于协议如何使得网络有意义方面有疑问的话，则可以想一想当你的工作站上的一个关键的协议被删除时，对你的通信能力所产生的影响就会知道了。你将注意到你的工作站不能再像以前那样进行通信了，它甚至看不见使用已被删除的协议的其他设备了。 阅读完本章并完成练习后，您将能够： ? 解释在小型和大型L A N中使用的关键协议。 ? 判断在一个给定的L A N中使用哪一个协议，以及在同一个L A N中实现多个协议。 ? 在一个工作站上安装L A N协议。 ? 解释关键的WA N协议。 ? 判断哪一个WA N协议会与一个L A N上使用的协议兼容。 L A N协议就像一个本地语言或方言，它们使得你不需要做任何努力就可以在相互连接的设备之间进行交换。WA N协议就像一个国际语言，它使得通信能够跨越一个L A N的边界到处旅游，使得一个远程工作站或L A N能够与另一个L A N进行通信。本章研究最常用的L A N和WA N协议，说明每一个协议的优点和缺点。一些协议，包括T C P/I P和AT M，在前面的章节已经讨论过了，在这里只概括一下。其他协议对于你而言都是新的，如N e t B E U I，它是用在小型L A N上的，还有点到点协议，它是一个WA N协议，通常被个人用来连接到他们的公司或者学术L A N上。 10.1 LAN协议 一个局域网可以单独传输多个网络协议，或者组合两个、三个或多个协议。网络设备，例如路由器，通常建立起来后能够自动配置自己，这是通过辨认不同的协议完成的(根据该路由器使用的操作系统)。例如，一个以太网L A N可能为一个大型机计算机提供一个协议，而为N o v e l l服务器提供一个不同的协议，又为Windows NT服务器提供另外一个协议(见图1 0-1)。可能建立一个桥式路由器为自己自动识别并配置它自己，这样它传递一些协议并作为其他设备的一个桥梁。在一个网络上拥有多个L A N协议的优点是这样一个网络可以在同一个L A N上完成许多不同的功能，如使得I n t e r n e t访问成为可能，以及访问大型机计算机及服务器。缺点是一些协议是以广播的方式进行操作的，这意味着它们经常发送包，以便识别网络上的设备，
计算机网络体系结构与协议
计算机网络体系结 构与协议 1
第二章计算机网络体系结构与协议 【计划课时】 4课时(教材第二、三章) 2.1网络通信协议 2.1.1 协议(protocol) 教材P29 网络传送是个很复杂的过程,为了实现计算机之间可靠地交换数据,许多工作要协调(如发送信号的数据格式,通信协调与出错处理,信号编码与电平参数,传输速度匹配等)。 假定一个与网络相连的设备正向另一个与网络相连的设备发送数据,由于各个厂家有其各自的实现方法,这些设备可能不完全兼容,它们相互之间不可能识别和通信。解决方法之一是在同一个网络中全部使用某一厂家的专有技术和设备,在网络互连的今天已不可行。另一种方法就是制定一套实现互连的规范(标准),即所谓”协议”。该标准允许每个厂家以不同的方式完成互连产品的开发、设计与制造,当按同一协议制造的设备连入同一网络时,它们完全兼容,仿佛是由同一厂家生产的一样。 【协议】网络上不同计算机之间为了协调互相通信而使用的技术规范,即通信技术标准(也是软硬件厂商开发网络产品的标准) 协议由语义、语法和时序三部分组成。语义规定通信双方彼此”讲什么”(含义),语法规定”如何讲”(格式),时序关系则规定了信息交流的次序(顺序)。 P29
实际上,生活中任何由两个人或两个团体一起完成的事件,都必须有”协议”(例:讲话/赛跑) 廖鸿鹏
罗德与施瓦茨培训资料之蓝牙技术原理与测试
蓝牙技术原理与测试
摘要： 本文前部分详细讲述了蓝牙的射频、基带和协议的关键技术。内容涵盖蓝牙调制方 式、数据包的构成、跳频序列、网络拓扑结构、核心协议以及纠错编码机制。后半部 分核心为蓝牙规范的 23 个测试项目。作者对此做了系统规类，对每个测试项从测试目 的、测试设置、测试方法到测试结果进行阐述。文末还对蓝牙的音频测试和生产线测 试做了简单介绍。
罗德与施瓦茨中国有限公司培训中心 1 2 3 4 引言............................................................................................................................... - 1 概述............................................................................................................................... - 1 蓝牙应用举例............................................................................................................... - 1 蓝牙关键技术............................................................................................................... - 2 4.1 蓝牙网络拓扑结构............................................................................................... - 2 4.1.1 微微网........................................................................................................... - 2 4.1.2 散射网........................................................................................................... - 2 4.2 协议体系............................................................................................................... - 3 4.2.1 物理硬件部分............................................................................................... - 3 4.2.2 核心协议....................................................................................................... - 4 4.2.3 高层协议....................................................................................................... - 4 4.3 蓝牙调制方式....................................................................................................... - 5 4.3.1 GFSK............................................................................................................. - 5 4.3.2 π/4-DQPSK 和 8DPSK ................................................................................. - 6 4.4 频率范围和信道................................................................................................... - 7 4.5 跳频序列和跳频机制........................................................................................... - 7 4.5.1 跳频周期....................................................................................................... - 7 4.5.2 自适应跳频技术........................................................................................... - 7 4.6 蓝牙数据包........................................................................................................... - 8 4.6.1 蓝牙链路 SCO 和 ACL ................................................................................ - 8 4.6.2 蓝牙前导接入码........................................................................................... - 9 4.6.3 蓝牙数据包结构........................................................................................... - 9 4.6.3.1 蓝牙单时隙、多时隙结构....................................................................... - 9 4.6.3.2 V1.2 标准数据包结构 ............................................................................ - 10 4.6.3.3 EDR 数据包结构 .................................................................................... - 11 4.7 蓝牙编址............................................................................................................. - 12 4.7.1 蓝牙地址..................................................................................................... - 12 4.7.2 从节点地址................................................................................................. - 13 4.8 蓝牙状态............................................................................................................. - 13 4.8.1 蓝牙待命状态............................................................................................. - 14 连接状态..................................................................................................... - 14 4.8.2 4.8.3 蓝牙状态转换............................................................................................. - 15 4.9 蓝牙纠错机制..................................................................................................... - 16 4.10 蓝牙技术特征总结............................................................................................. - 17 4.10.1 蓝牙技术的优势......................................................................................... - 17 4.10.2 蓝牙的劣势................................................................................................. - 17 4.10.3 蓝牙的技术性能参数(V1.2) ...................................................................... - 17 5 蓝牙射频测试............................................................................................................. - 18 5.1 R&S 蓝牙综测仪介绍 ........................................................................................ - 18 5.2 R&S 蓝牙射频解决方案 .................................................................................... - 19 5.3 蓝牙测试模式..................................................................................................... - 20 5.4 单台仪表能完成测试的项目概述..................................................................... - 20 5.4.1 V1.2 发射机测试 ........................................................................................ - 21 5.4.1.1 TRM/CA/01/C(输出功率 5.1.3) ............................................................. - 22 5.4.1.2 TRM/CA/03/C(功率控制 5.1.5) ............................................................. - 24 5.4.1.3 TRM/CA/04/C(发射输出频谱–频率范围 5.1.6) ................................... - 25 I 唐彦波 I
网络体系结构与网络协议
网络体系结构与网络协议 《易经》说：“天地万物,阴阳五行,相生相克,周而复始,皆有规律可循”。为了使世间各种事情有条不紊、规律的朝着人们所期待的方向行进，我们总是喜欢发现规律、总结规律、创造规定、利用规律。如此一来，当前人在考虑计算机网络的通信与资源交互时，必然要创造出统一遵守的计算机通信与资源交互的规定，以方便人们使用计算机进行有条不紊的大规模的数据、资源交换。 如此，人们就制定了大量的标准，这些标准规定了计算机网络通信与数据交换所需的共同遵守的条规，这些标准就是协议。大量的各种各样的协议共同构成了一套完整的体系。由于大量的协议体系过于复杂，于是人为的将这套协议体系划分为几个层次，这样一来，大量的协议就容易分门别类的化整为零，将协议一层一层的实现。由计算机互联通信所需的功能，，划分成定义明确的层次，规定了同层次进程通信的协议和相邻层之间的接口服务（接口可理解为下层与上层交互的门户，下层通过接口向上层提供特定的服务）。这些层、同层进程通信的协议及相邻层接口统称为网络体系结构。 在学习网络体系结构和协议时，不免要和RFC打交道。RFC是tcp/ip协议族的标准文档，里面写有4000多个协议的定义。在那么多的协议中，tcp、ip协议可以说是互联网最基本的两个通信协议，tcp/ip的五层分层原理应用十分常见。这五层，从上往下依次是：应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。它们之间的通信服务类型可分为面向连接服务和无连接服务，混合上确认机制，共有四种服务类型。分别是面向连接确认服务、无连接确认服务、面向连接不确认服务和无连接不确认服务。根据通信要求，权衡效率与可靠性后，可选择合适的通信服务类型。 在最高层应用层里，有FTP协议、Telnet协议、HTTP协议、DNS协议等等。在传输层中，有著名的TCP和UDP协议。 在下层网络层里面，有IP协议、ICMP协议、IGMP协议、ARP协议、RARP 等协议。 在数据链路层，这个层次为待传送的数据加入一个以太网协议头，并进行CRC 编码，为最后的数据传输做准备。PPP协议、Ethernet协议、HDLC（高级链路控制协议）等协议在这一层。 最低层物理层，属于硬件层次。负责网络的传输，这个层次的定义包括网线的制式，网卡的定义等等。所以有些书并不把这个层次放在tcp/ip协议族里面，因为它几乎和tcp/ip协议的编写者没有任何的关系。 发送协议的主机从上自下将数据按照协议封装，而接收数据的主机则按照协议从得到的数据包解开，最后拿到需要的数据。 为了便于理解网络体系结构层次与协议，以下从最底层开始向最高层依次作出说明。 物理层确保原始的数据可在各种物理媒体上传输，主要为数据端设备提供传送数据通路、传输数据。这一层的媒介有：光纤、电缆、信道、路由器、中继器、交换机、网卡（也工作在数据链路层）甚至插头和双绞线等，都属于物理层的媒介。传输时数据单位为比特。物理层的设计解决了所有物理接口特性不一致的问题。 数据链路层有三个目的：1为IP模块发送和接收IP数据报；2为ARP模块发送ARP请求和接收ARP应答；3为RARP发送RARP请求和接收RARP应答。
蓝牙耳机的工作原理
蓝牙及蓝牙耳机工作原理 1.蓝牙技术的特点 1.1蓝牙协议体系结构 整个蓝牙协议体系结构可分为底层硬件模块、中间协议层和高端应用层三大部分。 链路管理层（LMP）、基带层（BBP）和蓝牙无线电信道构成蓝牙的底层模块。 BBP层负责跳频和蓝牙数据及信息帧的传输。LMP层负责连接的建立和拆除以及链路的安全和控制，它们为上层软件模块提供了不同的访问入口，但是两个模块接口之间的消息和数据传递必须通过蓝牙主机控制器接口的解释才能进行。 也就是说，中间协议层包括逻辑链路控制与适配协议（L2CAP）、服务发现协议（SDP）、串口仿真协议（RFCOMM）和电话控制协议规范（TCS）。L2CAP完成数据拆装、服务质量控制、协议复用和组提取等功能，是其他上层协议实现的基础，因此也是蓝牙协议栈的核心部分。SDP为上层应用程序提供一种机制来发现网络中可用的服务及其特性。 在蓝牙协议栈的最上部是高端应用层，它对应于各种应用模型的剖面，是剖面的一部分。 目前定义了13种剖面。 1.2蓝牙底层模块 蓝牙的底层模块是蓝牙技术的核心，是任何蓝牙设备都必须包括的部分。 蓝牙工作在2.4GHz的ISM频段。采用了蓝牙结构的设备能够提供高达720kbit/s的数据交换速率。 蓝牙支持电路交换和分组交换两种技术，分别定义了两种链路类型，即面向连接的同步链路（SCO）和面向无连接的异步链路（ACL）。 为了在很低的功率状态下也能使蓝牙设备处于连接状态，蓝牙规定了三种节能状态，即停等（Park）状态、保持（Hold）状态和呼吸（Sniff）状态。这几种工作模式按照节能效率以升序排依次是：Sniff模式、Hold模式、Park模式。 蓝牙采用三种纠错方案：1/3前向纠错（FEC）、2/3前向纠错和自动重发（ARQ）。前向纠错的目的是减少重发的可能性，但同时也增加了额外开销。然而在一个合理的无错误率环境中，多余的投标会减少输出，故分组定义本身也保持灵活的方式，因此，在软件中可定义是否采用FEC。 一般而言，在信道的噪声干扰比较大时，蓝牙系统会使用前向纠错方案，以保证通信质量：对于SCO 链路，使用1/3前向纠错（FEC）；对于ACL链路，使用2/3前向纠错。在无编号的自动请求重发方案中，一个时隙传送的数据必须在下一个时隙得到收到的确认。只有数据在收端通过了报头错误检测和循环冗余校验（CRC）后认为无错时，才向发端发回确认消息，否则返回一个错误消息。 蓝牙系统的移动性和开放性使得安全问题变得及其重要。虽然蓝牙系统所采用的调频技术就已经提供了一定的安全保障，但是蓝牙系统仍然需要链路层和应用层的安全管理。在链路层中，蓝牙系统提供了认证、加密和密匙管理等功能。每个用户都有一个个人标识码（PIN），它会被译成128bit的链路密匙（Link Key）来进行单双向认证。一旦认证完毕，链路就会以不同长度的密码（Encryphon Key）来加密（此密码已shit为单位增减，最大的长度为128bit）链路层安全机制提供了大量的认证方案和一个灵活的加密方案（即允许协商密码的长度）。当来自不同国家的设备互相通信时，这种机制是及其重要的，因为某些国家会指定最大密码长度。蓝牙系统会选取微微网中各个设备的最小的最大允许密码长度。例如，美国允许128bit 的密码长度，而西班牙仅允许48bit，这样当两国的设备互通时，将选择48bit来加密。蓝牙系统也支持高层协议栈的不同应用体内的特殊的安全机制。例如两台计算机在进行商业卡信息交流时，一台计算机就只能访问另一台计算机的该项业务，而无权访问其他业务。蓝牙安全机制依赖PIN在设备间建立信任关系，一旦这种关系建立起来了，这些PIN就可以存储在设备中以便将来更快捷地连接。 1.3软件模块 L2CAP是数据链路层的一部分，位于基带协议之上。L2CAP向上层提供面向连接的和无连接的数据服务，