现代通信技术前沿论文-

1、-. z现代通信技术前沿学期作业学生： 学 号：学院：计算机与信息工程学院专业年级：题 目： 浅谈蓝牙技术及其开展前景 容完整，有摘要，正文，参考文献(30%)格式符合要求，字号、字体，图表(30%)有新意，非copy原文，他人的论文，有自己的总结和设计、分析(40%)成绩指导教师：2021.12浅谈蓝牙技术及其开展前景摘要：蓝牙是一种支持设备短距离通信的无线电技术，近年来已经成为研究的热点问题并获得了广泛的应用。本文从蓝牙技术的起源和特点讲起，详细介绍了蓝牙系统的组成、蓝牙技术的信息平安机制和蓝牙技术的组网方案，最后对蓝牙技术的开展做了展望。关键词：蓝牙系统组成技术1、引言就目前科技开展的趋

2、势而言，新科技成为数字电子产品提升本身性能和实力的最正确帮手，而电子消费产品的未来前景也会向着两个重要的指标方向开展。其一就是运用能将无线、可携带式设备以及局域网络演变成为网络体延伸的这类开放的蓝牙技术；而将存规格统一、加密及轻量化这三者结合为一体的应用就是另一个指标开展方向。“蓝牙方案已经不仅仅是少量媒体关注的对象，四大信息媒体都参加了追踪报道，可以说，“蓝牙方案已经由不得你是否中意，它早已铺天盖地的出现在生活中，如春笋般蓬勃开展。虽然说大家都听说有这么一个具有无限开展前景的方案正在如火如荼且声势浩大的进展着，今后如何真正了解这个方案始末和意图、并对今后新应用有思考，才是最重要的。bluet

3、ooth技术是近几年出现的，广受业界关注的近距无线连接技术。它是一种无线数据与语音通信的开放性全球规，它以低本钱的短距离无线连接为根底，可为固定的或移动的终端设备提供廉价的接入效劳。 蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规，其实质容是为固定设备或移动设备之间的通信环境建立通用的近距无线接口，将通信技术与计算机技术进一步结合起来，使各种设备在没有电线或电缆相互连接的情况下，能在近距离围实现相互通信或操作。其传输频段为全球公众通用的2.4GHzISM频段，提供1Mbps的传输速率和10m的传输距离。 蓝牙系统既可以实现点对点连接也可以实现一点对多点连接,在一点对多点连接的情况下，信道由几个

4、蓝牙单元分享,两个或者多个分享同一信道的单元构成了所谓的微微网，一个微微网中存在1个主单元和最多可达7台的活动从单元,多个相互覆盖的微微网形成了所谓的分布网.2蓝牙技术概况2.1蓝牙的起源蓝牙的名字来源于10世纪丹麦国王HaraldBlatand，因为他十分喜欢吃蓝梅，所以牙齿每天都带着蓝色。蓝牙将当时的瑞典、芬兰与丹麦都统一了起来。1999年12月1日，蓝牙特殊利益集团BluetoothSIG发布了蓝牙技术最新标准1.0B版。开展至今，加盟的公司已超过2000多家。一项公开的全球统一的技术规能得到 工业 界如此广泛的关注和支持是前所未有的。当然，这主要得益于蓝牙技术本身所具有的广阔应用前景和

5、诱人的商机。2.2蓝牙技术的特点蓝牙技术使用高速跳频和时分多址等先进技术，在近距离最廉价地将几台数字化设备呈网状起来。蓝牙是一个开放性的、短距离无线通信技术标准。它可以用来在较短距离取代目前多种线缆连接方案，穿透墙壁等障碍，通过统一的短距离无线链路，在各种数字设备之间实现灵活、平安、低本钱、小功耗的话音和数据通信。蓝牙作为一种新兴的短距离无线通信技术已经在各个领域得到广泛应用，它提供低本钱、低功耗、近距离的无线通信，构成固定与移动设备通信环境中的个人当前文档中没有源。网络，使得近距离各种信息设备能够实现无缝资源共享。2.3蓝牙技术的缺乏在IT界蓝牙可以说已经是风风火火,但至今没有一个成熟的产品

6、,则终究是什么原因制约了蓝牙产品的推出呢?2.3.2芯片大小与价格难下调蓝牙芯片的大小对耳机、微型摄像机等更精细的产品仍大,市面上蓝牙芯片的最低价是8美元，例如，对生产本钱不过50美元的手机就是较难承受的。2.3.3蓝牙模块难生产2.3.4全面测试难完成2.3.5技术并非最先进2.3.6抗干扰能力不是很强2.3.7生态平安可疑生态平安问题是指当蓝牙设备靠近人体时是否带来危害蓝牙的问题主要是由于蓝牙使用和微波炉一样的频率围要知道微波炉加热水是靠使水分子共振完成的，这说明水分子的共振频率也在蓝牙采用的频率围，则当蓝牙设备如耳机，离人体很近时，是否引起人体如大脑的水分子共振.2.3.8传输距离短2.

7、3.9互操作性不统一2.3.10协议移植不稳定蓝牙技术对硬件环境-操作系统和通信协议等存在一定的依赖性。因此，业专家认为，蓝牙的市场前景取决于蓝牙价格和基于蓝牙的应用是否能到达一定的规模。2.4无线通信技术在我国的开展阶段无线通信技术是一门新兴的技术，它有着旺盛的生命力和巨大的市场价值，无论是在人们的日常生活、人际交流、商贸合作、国际本文由论文联盟.LWLm.收集整理谈判、业务洽谈等方面都发挥着越来越重要的作用。它在我国的开展大致经历了五个阶段：首先是二十世纪二十年代到二十世纪五十年代，这个时期无线通信技术主要应用在军事领域，短波频率刚刚出现，电子管技术还刚刚起步，一直到上个世纪五十年代末期，

8、波动频率是150兆赫兹的单工汽车公用移动系统才逐渐产生并形成雏形。第二时期是二十世纪五十年代到六十年代。这一时期半导体技术逐渐被人们开掘并掌握，波动频段已经开展到450兆赫兹，而且人们还很好地解决了公共网和移动的继续问题，为移动的进一步推广奠定了良好的根底。第三时期是二十世纪七十年代到八十年代，在这个阶段取得的进展一方面包括蜂窝系统概念的引进，另一方面波动频率到达了800兆赫兹。第四时期指的是二十世纪八十年代初期到二十世纪九十年代中期，这个时期第二代通信技术迅速崛起并获得了突飞猛进，并且应运而生地出现了各种通信系统和多样的通信业务。最后一个时期也是最近一个时期是指二十世纪九十年代中期一直到现在

9、这个阶段。这个时期随着通信技术的开展和多媒体业务需求量的增加，以移动和移动电脑、移动多媒体为标志的第三代无线通信技术横空出世，有效地解决了快节奏生活环境中人们的工作所需和生活所求。3蓝牙系统的参数指标及组成3.1蓝牙系统构造根本系统参数及指标工作频段：ISM频段2.402GHz2.480GHz双工方式：TDD业务类别：同时支持电路交换及分组交换业务数据标称速率：1Mbit/s异步信道速率：非对称连接723.2kbit/s57.6kbit/s对称连接：433.9kbit/s(全双工模式)同步信道速率：64kbit/s(3个全双工信道)信道间隔：1MHz信道数：79发射功率及覆盖：0dBm(1mW

10、)，110m覆盖，20dBm(100mW)，扩展至100m覆盖跳频频点数：79个频点/MHz(2408+k(MHz)，k=0，1，278)；跳频速率：1600次/s工作模式：Active/Sniff/Hold/Park数据连接方式：面向连接业务SCO(话音，电路交换、预留时隙)、无连接业务ACL(分组数据、分组交换、轮询)纠错方式：1/3FEC(3bit重复码)，2/3FEC(截短Hamming码)，CRC16，ARQ鉴权：反响逻辑算术方式密钥：以8bits为单位增减，最长128bits平安机制：链路级，认证基于共享链路密钥询问/响应机制，认证和加密密钥生成基于SAFER+算法话音编码方式：C

11、VSD或对数PCM网络拓扑构造：Adhoc(无中心自组织)构造，Piconet及Scatternet3.2蓝牙系统的组成蓝牙系统由无线单元、链路控制单元、链路管理和软件构造和协议体系组成。3.2.1无线单元蓝牙天线属于微带天线，空中接口是建立在天线电平为0dBm根底上的，遵从美国联邦通信委员会有关0dBm电平的ISM频段的标准。3.2.2链路控制单元链路控制单元即基带描述了硬件基带链路控制器的数字信号处理规。3.2.3链路管理器链路管理器(LM)软件模块设计了链路的数据设置、鉴权、链路硬件配置和其它一些协议。3.2.4软件构造和协议体系蓝牙设备应具有互操作性，即任何蓝牙设备之间都应能够实现互通

12、互连，这包括硬件和软件。设计协议和协议栈的主要原则是尽可能地利用现有各种高层协议，保证现有协议与蓝牙技术的融合以及各种应用之间的互通性；充分利用兼容蓝牙技术规的软硬件系统和蓝牙技术规的开放性，便于开发新的应用。具体的协议按SIG的需要分为4层：核心协、RFM电缆替代协议、TCS控制协议以及与Internet相关的高层协议3.3蓝牙技术的协议标准SIG所公布的蓝牙规(SpecificationoftheBluetoothSystem)就是蓝牙无线通信协议标准，它规定了蓝牙应用产品应遵循的标准和需要到达的要求。蓝牙规包括核心协议(Core)与应用框架(Profiles)两个文件。协议规局部定义了蓝

13、牙的各层通信协议，应用框架指出了如何采用这些协议实现具体的应用产品。蓝牙协议规遵循开放系统互连参考模型(OpenSystemInterconnetion/ReferencedModel,OSI/RM)，从低到高地定义了蓝牙协议堆栈的各个层次。按照蓝牙协议的逻辑功能，协议堆栈由下至上分为3个局部：传输协议、中介协议和应用协议。其功能简介如下23：3.3.1、传输协议传输协议负责蓝牙设备间相互确认对方的位置，以及建立和管理蓝牙设备间的物理和逻辑链路。这一局部又进一步分为低层传输协议和高层传输协议。低层传输协议侧重于语音与数据无线传输的物理实现以及蓝牙设备的物理和逻辑链路。低层传输协议包括蓝牙的射频

14、(Radio)局部、基带与链路管理协议(Baseband&LinkManagerProtocol,LMP)。高层传输协议包括逻辑链路控制的物理实现以及蓝牙设备间的连接于组网。高层传输协议包括逻辑链路控制与适配协议(LogicalLinkControlandAdaptationProtocol,L2CAP)和主机控制器接口(HostControllerInterface,HCI)。这局部为高层应用程序屏蔽了诸如跳频序列选择等低层传输操作，并为高层应用传输提供了更加有效和更有利于实现的数据分组格式。3.3.2、中介协议中介协议为高层应用协议或程序在蓝牙逻辑链路上工作提供了必要的支持，为应用曾提供了

15、各种不同的标准接口。这局部协议包括以下几局部。(1).串口仿真协议(RFM)：基于欧洲电信标准化协会(EuropeanTelemunicationStandardizationInstitute,ETSI)的TS07.10标准制定。该协议用于模拟串行接口环境，使得基于串口的传统应用仅作少量的修改或者不做任何修改可以直接在该层上运行。(2).效劳发现协议(ServiceDidcoveryProtocol，SDP)：为实现蓝牙设备之间相互查询及对方提供的效劳。(3).IrDA(InfraredDataAssociation)互操作协议:蓝牙规采用了IrDA的对象交换协议(OBE*)，使得传统的基于

16、红外技术的对象(如电子名片(vCard)和电子日历(vCal)等)交换应用同样可以运行在蓝牙无线接口之上。(4).网络协议：该局部协议包括点对点协议(PointtoPointProtocol,PPP)、网际协议(InternetProtocol,IP)、传输控制协议(TransferControlProtocol,TCP)和用户数据报协议(UserDatagramProtocol,UDP)等，用于实现蓝牙设备的拨号上网，或通过网络接入点Internet和本地局域网。(5).控制协议:该协议包括TCS、AT指令集和音频。控制协议性能(TelephoneControlProtocolSpecifi

17、cation，TCS)是基于国际电信联盟电信标准化部门(InternationalTelemunicationUnion-Telemunication，ITU-T)的Q.931标准制定的，用于支持功能；蓝牙直接在基带上处理音频信号(主要指数字语音信号)，采用SCO链路传输语音，可以实现头戴式耳机和无绳等的应用。33.3、应用协议应用协议是指那些位于蓝牙协议堆栈之上的应用软件和其中所涉及的协议，包括开发驱动各种诸如拨号上网和通信等功能的蓝牙应用程序。蓝牙规提供了传输层及中介层定义和应用框架，在传输层及中介层之上，不同的蓝牙设备必须采用统一符合蓝牙规的形式；而在应用层上，完全由开发人员自主实现。事

18、实上，许多传统的应用都可以几乎不用修改就在蓝牙协议堆栈之上运行，如基于串口和OBE*协议的应用。通常蓝牙技术应用程序接口(ApplicationProgrammingInterface，API)函数的开发由开发工具的设计人员来完成，这样有利于蓝牙技术与各类应用的严密结合。4蓝牙的信息平安机制由于蓝牙通信标准是以无线电波作为媒介，第三方可能轻易截获信息，所以蓝牙技术必须采取一定的平安保护机制，尤其在 电子 交易应用时。为了提供使用的平安性和信息的可信度，系统必须在应用层和链路层提供平安措施。随机数发生器在蓝牙标准中有重要应用，例如在生成认证密钥和加密密钥中以及查询-应答方案中等。蓝牙单元密钥长度

19、不能由单元制造者预置，不能由用户设置。蓝牙基带标准规定不接收由高层软件给出的加密密钥以防止使用者完全控制密钥长度。包括密钥类型、密钥生成与初始化。5蓝牙技术组网方案给出了一种无线办公网络具体应用的原理图。蓝牙网关通过RJ45插头与局域网接入接口相连；图中的个人电脑及各种设备均需安装有蓝牙通用模块或蓝牙网卡，以使其蓝牙化。蓝牙网关与各终端的最大直线不能大于100m，且一个蓝牙网关最多可连接7个带通用外界模块的设备。组网方案中，主要部件功能如下：5.1蓝牙网关采用时分多址技术，支持异步数据，支持点对点、点对多点的蓝牙数据通信，具有同时与有线网络和蓝牙设备通信的接口及能力；在平安的根底上实现蓝牙地址

20、与IP地址间的地址解释；实现IP网际协议以及TCP传输控制协议，从而能够完成蓝牙协议与TCP/IP的协议转换；在底层协议栈的根底上，通过实行特定的蓝牙路由机制解决匹克网间的路由问题，以最终解决蓝牙不同匹克网间不同单元的通信问题。5.2网络适配器安装在网络部的PC机、笔记本电脑上，使设备蓝牙化。为了使得办公室部的打印机、投影仪、扫描仪等办公设备具有蓝牙功能，选用金欧公司的通用蓝牙模块，该通用蓝牙模块具有串口、USB和并口可供选择。6蓝牙技术的应用展望蓝牙技术在设备中得到了空前广泛的应用，蓝牙技术低功耗、小体积以及低本钱的芯片解决方案使得其可以应用于手机等通讯设备上。蓝牙技术可以解决许多长期使人们

21、困惑的问题，就是因为其具有1-2Mbps、10-100公尺的无线通讯能力，这就使得可以将蓝牙应用于通讯中的无线，简单说就是直接利用蓝牙的高速数据传输率来传输语音、图像甚至是视频。就象通信技术领域非常关心“最后一公里传输手段一样，蓝牙技术在解决电子设备现场应用的“最后100米上将发挥不可替代的作用。蓝牙技术也在一步步改进提升，从最早期的1.1到如今的4.0核心规，4.0实际上就是一个将传统蓝牙、低功耗蓝牙以及高速蓝牙技术三种规格合而为一的蓝牙技术。目前，随着蓝牙技术的普遍应用，蓝牙技术的开展空间还将不断扩大。除此之外，利用蓝牙技术建立无线的LAN环境和小族群通讯环境。对于小企业、事业单位、学校等

22、环境来说，蓝牙技术不仅可以免去敷设实质线路的本钱，也防止了后续线路维护的困扰。我们平时经常看到蓝牙技术在笔记本电脑，手提电脑和蜂窝式方面的应用。由于用蓝牙技术可以组成个人局域网，它还能应用到其他许多方面。例如瑞典律勒欧科技大学EiS实验室就开发出无线个人局域网，对曲棍球运发动进展实时检测，培养曲棍球运发动。蓝牙技术还可以用在遥控汽车上。Sigmatech介绍了一种用具有蓝牙功能的操作杆来无线控制汽车，输入指令从操纵杆传送到 计算 机，由其产生控制信号发送给汽车。这一平台还可以在 工业 应用中使用。由于市场需求，越来越多的蓝牙硅片即将投入生产。旅馆、邮局、高尔夫球场、飞机场、零售商场、会议中心和

23、商业领域都在采用蓝牙技术。BluetoothSiG现已拥有2400家会员公司，预计2021 年蓝牙芯片将达14亿片，应用机器近7亿台。畅游在蓝牙技术的梦想中，你会发现蓝牙技术无所不能。稍稍关注一下网络高科技市场，就会发现蓝牙技术从诞生的那一天起，就一直被人们寄予了极高的期望。相信随着科技的进一步开展，蓝牙技术必将获得更加广泛的应用。7、蓝牙技术的应用前景的新思考一电磁波对人体*的伤害已得到证实，而低功率的蓝牙则具备优势，对人体无伤害。配有蓝牙模块的各类电子装置，将成为“人机交互的替代首选。例如普通移动携带着高功率的电磁波对人体*有伤害，我们采用精小蓝牙耳机，使手机远离大脑，也防止了手持引起的手

24、和脖子酸痛等现象。二蓝牙技术突破了红外线技术中的“线要求而到达“面，甚至到达三维立体覆盖。不再有红外线两个传输端口的位置和方向约束，因此应用场合会更多，更能适应复杂环境要求。蓝牙的数据传送可以以每秒钟高达1MB的速度也快于红外线传送，并可在较大围实现低功耗的设备自动识别和连接。由于有了这些特性，在工业自动化控制中，处于三维空间不同方位的运动中的产品的识别、统计等信息采集和处理工作，就会比红外线更加实用。三蓝牙技术在电子传感器的信息传输方面，也具备十分广泛的应用前景。物联网时代的到来，将设备、人、信息、传输、计算机等对象溶为一个有机整体。首先是感知局部，温度、湿度、压力、气体等各类传感电子元件将即时数据采集完成后，以往都通过布设的线缆将数据传输到处理单元，蓝牙技术在这个环节上，具有不可争议的优势。正适合蓝牙短距离、较快速度、无方向位限制等特色的发挥。四小围的设备间视频传输，当前在许多现场都可以看到采用的方法是“走出去再走进来的公网方式，不仅占用公共珍贵资源，而且时间延迟大，响应速度慢。蓝牙技术此时应该能够发挥最好的作用。1Mbps的传输速率，完全可以满足应用需求。从音频到视频的扩展完全可以在众多的应用领域得到实现，还包括动画、图片等多种媒体也同样轻松实现传输。五“智能家居是物联网的重大应用意向。只要在家中安装一个蓝牙收发基地台，便可以使家中的计算机、 论文联盟.LWl