- •Раздел 1. Введение 6
- •Раздел 2. Технические требования 30
- •Раздел 5. Заключение 184
- •Раздел 1
- •1.7. Видео по Bluetooth
- •1.14. Infrared
- •1.15. Infrared и Bluetooth
- •1.16. Отличия в скорости
- •1.17. Проводная и беспроводная сеть
- •1.20. Сети HomeRf
- •1.22. Внедрение технологии
- •1.23. Проблемы Bluetooth
- •1.24. Программа квалификации Bluetooth
- •1.25. Рынок для Bluetooth
- •Раздел 2
- •2.2. Ядро
- •2.2.1. Радио
- •2.2.2. Baseband
- •2.2.3. Протокол управления связью
- •2.2.4. L2cap
- •2.2.5. Протокол обнаружения услуг
- •2.2.6. Rfcomm
- •2.2.7. Взаимодействие с IrDa
- •2.2.8. Протокол управления телефонией
- •2.2.9. Требования к взаимодействию для использования Bluetooth в качестве wap Bearer
- •2.2.11. Транспортный уровень hci usb
- •2.2.12. Транспортный уровень hci rs232
- •2.2.13. Транспортный уровень hci uart
- •2.2.14. Тестирование
- •2.2.15. Требования на соответствие стандартам
- •2.3.2. Tcp/udp/ip
- •2.3.3. Овех
- •2.3.4. Wap
- •VCalendar
- •2.4. Профили
- •2.4.1. Профиль общего доступа
- •2.4.2. Профиль последовательного порта
- •2.4.3. Профиль приложения обнаружения услуг
- •2.4.5. Профиль внутренней связи
- •2.4.6. Профиль беспроводной телефонии
- •2.4.8. Профиль коммутируемого выхода в сеть
- •2.4.9. Профиль факса
- •2.4.10. Профиль доступа к локальной сети
- •2.4.11- Профиль передачи файлов
- •2.4.12. Профиль помещения объекта в стек
- •2.4.13. Профиль синхронизации
- •Раздел 3
- •3.1. Обзор технологии и архитектуры построения Bluetooth систем
- •3.2. Архитектура аппаратного модуля
- •3.4.1. Модуль Bluetooth rok 101 007
- •3.4.2. Радио модуль рва 313 02
- •Раздел 3
- •3.5. Bluetooth модули компании Mitsumi
- •3.7. Антенны для устройств Bluetooth
- •3.10. Электромагнитная совместимость сетей Bluetooth и других технологий
- •Раздел 4
- •4.1. Мобильный офис
- •4.2. Организация презентаций
- •4.8. Bluetooth в медицине
- •4.9. Bluetooth в доме
- •4.12. Ограничение использования мобильных телефонов
- •4.13. Мобильная электронная коммерция
- •Раздел 5
- •XDsl, isdn точки доступа. Беспроводные модемы. Беспроводная телефония.
- •Inventel
- •Isdn ism
- •Iso itu jtag l2cap
Раздел 3
ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ
3.1. Обзор технологии и архитектуры построения Bluetooth систем
Технология Bluetooth задумывалась как технология, замещающая кабельное соединение всевозможных устройств передачи данных и голоса. По существу, она является аналогией технологии беспроводных локальных сетей (WLAN). Ключевыми особенностями, учитываемыми при разработке технологии Bluetooth, являются [20]:
надежность;
невысокая сложность реализации;
низкое потребление;
низкая цена;
работа в условиях помеховой обстановки.
Широкое применение этой технологии связи и перечисленные выше особенности накладывают отпечаток при практической реализации устройств.
Спецификацией предусматривается, что для построения Bluetooth-системы необходимы:
антенна;
приемопередатчик;
baseband-контроллер (контроллер связи) и микроконтроллер (MCU) для ис полнения программного обеспечения LC;
управляющее устройство.
На рис. 3.1 представлена структура устройства Bluetooth.На данный момент существует несколько вариантов построения Bluetooth-чипов: некоторые производители предлагают либо только Bluetooth baseband-микросхемы (в большинстве своем включающие микроконтроллер), либо только приемопередатчики. Другие производители предлагают частично или полностью интегрированное в один чип решение, которое включает baseband-контроллер, приемопередатчик, микроконтроллер и внешнюю или интегрированную flash-память. Обзор модулей Bluetooth от различных фирм изготовителей приведен в разделе 3.5.
Следует отметить, что при разработке аппаратного решения Bluetooth-системы, т.е. микросхемы или набора микросхем, включающих какое-либо микроконтрол-
лерное ядро, необходима полноценная разработка программного обеспечения для этого ядра, либо применение распространенного микроконтроллерного ядра с возможностью использования программного обеспечения, реализующего стек Bluetooth, от третьих фирм (чаще всего стек протоколов Bluetooth написан на ANSI и Java языках, и, поэтому, является платформонезависимым). Существуют также решения, при которых функции baseband-контроллера и верхних уровней реализуются полностью программным способом на специализированном микропроцессоре.
Также следует отметить, что на аппаратном уровне, т.е. на уровне chipset'oB, разделения на базовое/клиентское оборудование не существует. Построение архитектуры база/клиент осуществляется на более высоких уровнях программного обеспечения и реализуется, как было показано в разделе 2, через соответствующий «профиль».
Стек протоколов Bluetooth и их взаимодействие приведены на рис. 2.2 (раздел 2).
Все протоколы условно можно разделить на группы, приведенные в таблице 3.1 [15J.
Ключевыми являются уровни Radio, Baseband, LMP, L2CAP, SDP.
Уровень Bluetooth Radio является самым нижним. Он определяет требования к приемопередатчику, которые подробно рассмотрены в разделе 2.
Baseband уровень является физическим уровнем технологии Bluetooth. Он управляет физическими каналами и соединениями, выполняет коррекцию ошибок, скремблирование, выбор частоты передачи и приема (формирование последовательности перестройки частоты), шифрование. Baseband-уровень расположен над уровнем Bluetooth Radio в стеке Bluetooth. Baseband-протокол реализуется как контроллер связи, который взаимодействует с протоколом LMP для инициализации канала передачи данных и управления мощностью. Baseband-уровень также управляет синхронными и асинхронными соединениями, выполняет процедуру поиска устройств Bluetooth в радиусе действия и вхождения с ними в связь.
Схема построения Bluetooth-устройства приведена на рис. 3.1 [15].
Таблица 3.1
Группа протоколов |
Протоколы в стеке |
Корневые протоколы |
Radio, Baseband, LMP, L2CAP, SDP |
Протокол замены кабеля |
RFCOMM |
Протокол управления телефонией |
TCS Binary, АТ-команды |
Заимствованные протоколы |
PPP, UDP/TCP/IP, OBEX, WAP, vCard, vCal, IrMC, WAE |
Модуль Bluetooth применяет схему дуплексной передачи с временным разделением. Временное окно (слот) составляет 625 мксек. Обмен информацией между устройствами происходит посредством пакетов. Каждый пакет передается на своей частоте и может занимать 1, 3 или 5 временных слотов. Два и более (до 7) устройств образуют пикосеть, в которой все устройства синхронно изменяют частоту передачи и приема.
Рис. 3.1. Различные функциональные блоки Bluetooth-устройства
физический канал представляет собой псевдослучайную последовательность перестройки частоты по 79 или 23 радиоканалам, шириной 1 МГц. Последовательность перестройки частоты уникальна для каждой пикосети и определяется адресом и часами мастера. Мастер — это выделенное устройство в пикосети,), которое управляет трафиком. Остальные устройства являются подчиненными. Временные слоты нумеруются в соответствии с внутренним счетчиком мастера, образующего пикосеть.
Рис. 3.2. Реализация нижних уровней протокола Bluetooth
Мастер и подчиненные устройства передают поочередно. Мастер должен начать передачу и потом передавать только в четных слотах (начиная с нулевого), а подчиненные устройства только в нечетных.
Спецификацией определен интерфейс хост-контроллера (HCI), который осуществляется посредством USB, RS-232, UART (и других) протоколов передачи данных, между хост-процессором, на котором программно реализуются верхние уровни протокола Bluetooth, и аппаратным модулем (устройством, платой, чипом), на котором программно-аппаратным способом реализуются нижние уровни протокола Bluetooth (рис. 3.2).
Программно-аппаратное обеспечение HCI реализует HCI-команды для Bluetooth устройства посредством baseband-команд, LM-команд, регистров состояния, контрольных регистров и регистров событий.