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哈尔滨工程大学 硕士学位
论文蓝牙开发平台测试程序和应用组件的开发 级别：硕士 专业：计算机软件与理论 指导教师：丛延奇 20050201 啥尔滨工程大学硕士学谴
论文 Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈｈａｓｈｏｌｄｅｖｅｒｙｃｏｍｅｒｏｆｓｏｃｉｅｔｙｒｅｓｏｒｔｉｎｇｏｖｅｒ ｗｈｅｌｍｉｎｇｔｒｅｎｄｓｉｎｃｅＥｒｉｃｓｓｏｎｐｒｏｐｏｓｅｄｔｈｅｎｅｗｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ—毋ｌｕｅｔｏｏｔｈｉｎ１９９４．Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｔｏｇｅｔｈｅｒｐｅｒｆｅｃｔｌｙ，ａｎｄｒｅｓｏｒｔｉｎｇｉｔｓｔｒａｉｔ－－ｓｍａｌｌｖｏｌｕｍｅ，ｌｏｗｃｏｎｓｕｍｅ，ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｌｙｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇｉｎａｌｍｏｓｔａｎｙｄｉｇｉｔａｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｉｔｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｌｅａｒｎｉｎｇ，ｗｏｒｋｉｎｇ，ａｎｄｌｉｖｉｎｇｏｆｍ鲫ｙｐｅｏｐｌｅ． Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｄｕｓｔｒｙａｎｄｈｉｇｈ－ｎｅｗ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｏｎｅｏｆｅｍｐｈａｓｅｓｏｆｅｃｏｎｏｍｙｗｏｒｋｉｎ０１１１”ｃｏｕｎｔｒｙｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ｗｈｉｃｈｉｓａｌｓｏｔｈｅｐａｔｈｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｏｎｒｃｏｕｎｔｒｙａｎｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄｃｏｕｎｔｒｙ．Ａｓａｎｅｗａｓｐｅｃｔｏｆｅｌｅｃｔｒｏｎａｎｄｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｉｎｄｕｓｔｒｙ，ｔｈｅｆｕｔｕｒｅｏｆＢｌｕｅｔｏｏｔｈｉｓｖｅｒｙｂｅａｕｔｉｆｕｌ．Ｉｎ０１１１”ｃｏｕｎｔｒｙ，ＢｌｕｅｔｏｏｔｈｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＷａｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｌａｔｅｌｙ，ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｄｅｍａｎｄｆｏｒＢｌｕｅｔｏｏｔｈｉｓｖｅｒｙｌａｒｇｅ．Ｓｏ，ｉｔｉｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｄｅｖｅｌｏｐｔｈｅＢｌｕｅｔｏｏｔｈｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｋｉｔｆｏｒｏｕｒｃｏｕｎｔｒｙ，ＴｈｅａｉｄｏｆｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｓｔｏｇｉｖｅａｔｌｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｓｏｆｔｗａｒｅｏｆｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｋｉｔｔｏｔｈｅｐｅｏｐｌｅｗｈｏｎｅｅｄｔｏｕｎｄｅｒｓｔａｎｄａｎｄｔｏｒｅｓｅａｒｃｈＢｌｕｅｔｏｏｔｈ，ａｎｄｔｏｍａｋｅｔｈｅｓｅｐｅｏｐｌｅｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｔｈｅｃｈａｒｍｏｆＢｌｕｅｔｏｏｔｈ． Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅＢｌｕｅｔｏｏｔｈｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｇｅｎｅｒａｌｌｙｉｎｔｒ ｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄｔｈｅｅｍｐｈａｓｉｓｉＳｐｕｔｏｎｔｈｅｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｏ．ＨｏｓｔＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＩｎｔｅｒｆａｃｅ（ＨＣＩ）．ＢａｓｉｎｇｏｎＨＣＩ，ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｙｓｔｅｍｏｆｐｏｉｍｔｏｐｏｉｎｔｓｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ，ａｎｄｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｔｏｉｎｉｔｉａｔｅＢｌｕｅｔｏｏｔｈｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｓｅａｒｃｈｏｔｈｅｒｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｂｕｉｌｄｃｏＩｔｎｅｅｔｉｏｎ，ｔｒａｎｓｆｅｒｄａｔａ，ａｎｄｓｈｕｔｄｏｗｎｔｈｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｕｓｉｎｇＨＣｌｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｄｕｒｉｎｇｔｈｉｓｐｅｒｉｏｄ，ｔｈｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅａｎｄｍｅｔｈｏｄｏｆＢｌｕｅｔｏｏｔｈｇｒｏｕｐｗａｒｅｗａｓａｌｓｏｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄｔｈｅＢｌｕｅｔｏｏｔｈｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｔｏ咖ｓｆｅｒｄａｔａＷａＳｄｅｍｏｎｓｔｒ ＴｈｅｗｏｒｋｔｏｔｒａｎｓｆｅｒｄａｔａｕｓｉｎｇＨＣＩｔｗｏＢａｔｅｄ． ｌｕｅｔｏｏｔｈｍｏｄｕｌｅｓｈａｓｂｅｅｎｄｏｎｅｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ，ａｎｄｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅ删ｒｅｓｕｌｔｉｓｖｅｒｙｇｏｏｄ． 哈尔滨工程大学硕士学位
论文Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ；ＢｌｕｅｔｏｏｔｈＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＫｉｔ；ＨＣＩ；ＰｏｉｎｔｔｏＰｏｉｎｔｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏ ｎ 哈尔滨工程大学 学位
论文原创性声明 本人郑重声明：本
论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。
有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。
除文中已注明引用的内容外，本
论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表豁作品成果。
对本文酶研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
作者（签字）：刮建韵 目期：汐哆年９－月≯弓日 哈尔滨工程大学硕士学位
论文 第１章绪论 现代生活中，每个人的信息设备都越来越多，为了提高工作效率及充分利用设备资源，周围的连线逐渐增多，人们不得不希望用无线技术来解决这些连线问题，同时人们对计算机的运算能力和存储空间得到一定满足的时候，又在迫求设备的小型化和便携性能。
蓝牙产品正是人们这种需求和追求的结果。
蓝牙技术是一种短距离无线数据与语音通信的开放性全球规范。
它具有成本低、功耗小、尺寸小、占用
免费频段、通信距离短等特点ｔ１Ｉ。
它使用跳频技术使处于个人操作空间的设备形成一个无线个人区域网络，真正实现设备之间可移动的、自动的互联。
１．１课题的选题背景及原因 本课题是２００３年黑龙江省科技攻关项目“蓝牙技术软硬件开发平台的研究与实现”的一部分。
１．１．１选题背景 １９９４年，爱立信移动通信公司开始研究在移动电话及其附件之间实现低功耗、低成本无线接口的可行性。
随着项目的进展，爱立信公司意识到短距无线通信的应用前景无限广阔，并将这项新的无线通信技术命名为蓝牙（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）。
同时爱立信也意识到要使这项技术最终获得成功，必须得到业界其他公司的支持与应用。
１９９８年５月，爱立信联合诺基亚、英特尔、ｆＢＭ和东芝这４家公司一起成立了蓝牙特殊利益集团（ｓＩＧ），负责蓝牙技术标准的制订、产品测试，并协调各国蓝牙的具体使用Ｉｚ〕。
蓝牙从提出到实践都在贯彻一个重要的思想，这就是规范统一性和实现一致性。
为了实现这个目标，ＳＩＧ做了两件事情，一是在全世界公开蓝牙规范，二是使用蓝牙认证程序。
每个采纳这个协议并提供蓝牙产品的公司都必须签定一个协议．保证其开发的产品与蓝牙规范一致，其产品上市之前也必须通过ＳＩＧ的严格认证和测试。
这样即使不同的厂家开发的产品的具体实现细 哈尔滨工程人学硕士学位
论文节可能不同，但能够保证互操作性。
应该说，蓝牙的论证和测试是保证蓝牙产品符合蓝牙规范的最有力的保障ｍ。
１．１．２选题原因 蓝牙测试平台是对蓝牙应用系统进行开发的工具。
而测试蓝牙应用系统是否符合蓝牙技术规范在蓝牙应用开发中变得尤其重要。
蓝牙测试包括蓝牙指令组中各种ＨＣＩ指令的测试、由蓝牙丌发平台生成的蓝牙协议栈的测试、蓝牙应用组件的测试等等。
蓝牙认证设置的目的在于保护蓝牙无线互连技术的一致性，同时尽可能降低对产品开发商的要求，所以对蓝牙设备进行测试成为产品走向市场必不可少的一步。
具体的测试原因还有以下几方面：（１）保证优秀的最终用户体验；（２）保证最优功能：（３）校准元器件和子系统：（４）性能检验；（５）使用环境；（６）筛查材料瑕疵和流程错误；（７）质量保证。
１．２蓝牙开发平台国内外研究动态１．２．１国外研究动态 自１９９４年爱立信提出蓝牙技术以来，这项低功耗、低成本的无线连接技术已经获得了巨大的发展。
从整体发展来看，蓝牙技术从提出到现在大约经历了３个阶段。
１．蓝牙技术的提出 １９９４年，爱立信的工程师苦恼于日益增多的连接线缆，提出了使用无线通信技术来代替线缆连接的思想。
并将这种技术命名为“Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ”蓝牙。
（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ原为欧洲中世纪丹麦国王哈拉德二世的名字，他为统一四分五裂的瑞典、芬兰、丹麦立下了不朽的功劳。
）爱立信公司用他的名字来命名这一新的技术标准，显然含有将计算机行业、通信行业、家电行业等各自为战的局面统一起来的含义。
２．蓝牙技术的发展 哈尔演工程大学硕士学位
论文 １９９８年５月，爱立信联合诺基耍、东芝、ＩＢＭ和荚特容这４家公蠲一起成立了篮牙特殊利益集团。
ｓＩＧ加大了对蓝牙的投资力度，他们主要致力于蓝雾秘议的礤究裁订、产品溅试，荠协调各鋈簸牙静其体使蘑。
３Ｃｏｒｎ、靛讯、微软和摩托罗拙很快加盟ＳＩＧ，他们与五个公词一同成为九个倡导发越者。
Ｓ１Ｇ罄黻予全球靛发震与应矮，将蓬矛按本标准完全公开，１９９９年７冀ＳＩＧ公布了篮牙１．０规范版，１９９９年１２月公布了菔牙１．０ｂ版，２００１年４月公布了ｌ。
ｌ版本蓝雾攘范，毽在菱牙袭范｛．２藏零纛已经嚣毽。
逮弦恚羞蘸矛技术已经初具雏膨。
此后，支持簸牙协议的企业也日益增多。
３．蓝牙技术的逐渐成熟 截止目前，蓝牙特殊利益小组的成员已经超过了２５００家，几乎覆盖了全球各行各业，包括通信厂商、网络厂商、外设厂商、芯片厂商、软件厂商等，甚至消费类电器厂商和汽车制造商都加入了ＳＩＧ。
蓝牙技术的飞速发展，从来没有哪个无线通信标准联盟的成长能达到这个速度。
从２０００年初，蓝牙芯片发售以来，包括爱立信、剑桥硅无线电、摩托罗拉等在内的多家公司都已经开始制造和发售蓝牙芯片或模块，产品的体积越来越小，价格越来越低。
目前已经有５００多种蓝牙产品获得了ＳＩＧ的认证并被推向市场１ａｑ。
１．２．２国内研究动态 国内对蓝牙技术的研究起步较晚，高校、科研单位、企业在１９９９年以后才对蓝牙技术进行了较多的关注和跟踪。
就中国当前信息技术产品的普及情况来看，蓝牙技术是比较适合的。
因为在美国等一些发达国家，家庭
计算机的普及率很高，因而其家庭联网的主要对象将是以计算机和外设为主。
而我国则仍具有巨大的家用电器市场，移动电话用户的增长也非常迅速。
便携式信息终端是真正面向个人的网络终端，拥有的市场前景非常广阔。
除了信息家电，开发适合我国国情的蓝牙技术产品也是十分有意义的。
目前，国内研究蓝牙技术的机构并不多，且主要是进行蓝牙技术上层应用的开发。
具体有以下几个方面的研究与开发： 哈尔滨工程大学硕士学位
论文 １．蓝牙彼术研究分桥 熏点分拆簸矛有关技术标塔和通壤协议、莛牙模块的组成秘接口技术，开发自己的应用接口，并不断跟踪国外有关蓝牙技术和产品的发展信息。
２．穰焉蘸矛开发应薅产赫。
３．以蓝磐设计中心为基敲与国外篮牙芯片模块厂爨建立强内代联业务。
４．开发蓝牙芯片 在发展蓝牙应用的基础上，考虑开发设计自主
版权的蓝牙芯片和模块，以逐步取代国外的蓝牙模块。
虽然，由于蓝牙技术的发展速度一直未达到预计的要求而使一些业内人士对蓝牙技术产生了怀疑，但是作为一种前景光明的连接技术，蓝牙仍以惊人的速度向前发展【ｓＩ。
毫无疑问，蓝牙技术已成为近年来应用最快的无线通信技术，其席卷全球之势不可阻挡，它必将在不久的将来渗透到生活的各个方面。
１．３课题的内容及其主要工作１．３．１课题的内容 本课题主要研究蓝牙开发平台的
软件部分，使用ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ、Ｖｉｓｕａｌｃ ＋＋实现Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００环境下的蓝牙测试
程序、演示程序和蓝牙应用组件。
具体研究蓝牙数据传输、数据分组、蓝牙指令组、主机控制器接口（ＨＣＩ）、以及蓝牙测试方法和技术。
爱立信是蓝牙技术的发起公司，也是最早的蓝牙芯片供应商之一，因此其蓝牙芯片产品和蓝牙模块产品具有很强的代表性和影响力。
本
论文就利用爱立信ＲＯＫ１０１００７模块进行开发研究。
爱立信公司出品的蓝牙芯片ＲＯＫ１０１００７是一款适合于短距离通信的无 ４ 哈尔演工程大学硕士学位
论文线／基带模块，该蓝牙模块集成度意，功耗小，完全兼容蓝牙终毒义麓菠Ｖ１．１，可嵌入任何需要蓝牙功能的设锯中。
该模块包括基带控制器、无线收发器和阕存等部辞，硪提供裔至ＨＣＩ藩的功熊。
鼗舞，该穰块还提供有ＵＳＢ、ＵＡＲＴ和ＰＣＭ接口，因而能方便地与主机进行通信，另外，该模块还同时支持蓝牙语音移数器僚瓣，且冀输窭凌率畿满鬣蓝茅２缀揉俸瀚要求酬。
萁凌帮结稳框图如图１．１所示。
图１．１ＲＯＫｌ０１００７内部结构图１１３．２课题的主要工作 １．蓝牙测试程序 所有的产品在进入市场之前，必须通过一系列由ＢｌｕｅｔｏｏｔｈＱｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎＢｏｄｙ（ＢＱＢ）指定的测试，而更严格的测试则需要由ＢｌｕｅｔｏｏｔｈＱｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎＴｅｓｔＦａｃｉｌｉｔｙ（ＢＱＴＦ）来执行。
这是厂家验证自己的产品已经符合蓝牙规范的必经之途，同时这样才能保证全世界所使用的蓝牙产品都具有统一的规格。
但是由于测试工具的局限性，使得认证工作变成了蓝牙应用的瓶颈，如 哈尔滨工程大学硕士学位
论文果产品因故未能通过测试，则必须修改
设计，再次重新排队等候蓝牙验证规范的测试。
这不仅意味着高昂的测试费用，而且会影响产品面市时间，延误商机ｍ。
为了解决这个
问题，本项目开发为客户应用提供验证工具，可以让用户产品做正式蓝牙认证测试中的一部分，这些可以帮助用户迅速而方便的通过蓝牙认证。
这种解决
方案的优点主要是：（１）可以让用户的产品做正式蓝牙认证中的测试；（２）节省ＢＱＴＦ／ＢＱＢ认证的时间和金钱。
在本课题的研究工作中测试主要是针对于测试ＨＣＩ指令和测试数据两部分。
２．ＰＣ机通过单片机测试蓝牙模块 ＰＣ机发送一个带有校验的指令给单片机，单片机通过处理这个指令，发送给蓝牙一个真正的ＨＣＩ指令，蓝牙接收指令后返回的事件再通过单片机发送给ＰＣ机。
３．两蓝牙模块间的数据传输 利用基于ＰＣ机的蓝牙主机控制器接１２１程序，实现在两个蓝牙模块之间的数据交换。
４．
演示功能 演示蓝牙开发平台、蓝牙测试和蓝牙技术的使用方法。
５．开发蓝牙应用组件 利用ＶＢ语言开发蓝牙应用组件。
６ 哈尔滨工程大学硕士学位
论文 第２章蓝牙技术简介及其原理２．１蓝牙技术概况 蓝牙技术是一个开放性的、短距离无线
通信技术标准，是基于ＷＰＡＮ （ＷｉｒｅｌｅｓｓＰｅｒｓｏｎａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）的一种无线网络连接技术。
它建 立一个通用的无线电空中接口以及控制软件的公开标准，使无线通信技术和计算机技术紧密结合，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在近距离范围内具有互用、互操作的性能，代替固定与移动通讯设备之间的电缆。
在各种数字设备之间实现灵活、安全、低成本、小功耗的语音和数据通信〔。
ｏｌ。
２．２蓝牙技术指标 蓝牙技术基于时分复用与跳频扩谱原理，将电路交换与分组交换相结合，适用于语音传输和数据传输，既支持对称的实时同步链接，也支持不对称的非实时异步链接。
２．２．１系统参数 蓝牙技术目前主要是以满足联邦通信委员会（ＦＣＣ）的要求为目标。
对于在其它国家的应用，需要做一些适应性调整。
蓝牙１．０版规范已公布的主要技术指标和系统参数如表２．１所示。
有两点需要注意：一是表中所列的性能指标是对蓝牙系统的最低要求，实际完成的蓝牙设备的指标大多数都优于这些数值；二是有个别参数，蓝牙规范中并没有给予特别的规定，但在具体制作蓝牙设备、实现蓝牙功能时却是不能不考虑的。
２．２．２射频特性 １．运行频段 蓝牙运行的频段为２．４ＧＨｚ的ＩＳＭ频段，在绝大多数国家无需申请许可 ７ 哈尔滨工程大学硕士学位
论文 表２．１蓝牙技术指标和
系统参数
工作频段ＩＳＭ频段，２．４０２～２．４８０ＧＨｚ 双工方式全双工，时分双工 业务类型支持电路交换和分组交换业务 数据传输速率１Ｍｂｉｆｆｓ 非对称连接时７２１／５７．６ｋｂｉｆｆｓ，对称连接时 非同步信道传输速率 ４３２．６ｋｂｉｔ／ ｓ 同步信道传输速率６４ｋｂｉｔ／ｓ 美国ＦＣＣ要求＜０ｄＢｍ（１ｍＷ），可扩展为２０ｄＢｍ 发射功率 （１００ｍＷ），但需增加功率控制 发射距离一般为１０ｃｍ～１０ｍ，增加功率情况下可达１００ｍ 跳频频道数．７９个，每个频道带宽１ＭＨｚ 跳频速率１６００次／ｓ 工作模式活动，侦听，休眠 数据连接方式同步面向连接ＳＣＯ业务，异步无连接ＡＣＬ业务 纠错方式１／３ＦＥＣ，２／３ＦＥＣ，ＡＲＱ 鉴权采用质询～响应方式 语音编码方式ＰＣＭ，ＣＶＳＤ证。
但实际的频率范围和频段划分在个别国家与园际通行标准有所不同，这主要是法国、西班牙和日本三个国家，如表２．２所示。
不过，在ＳＩＧ组织的协调下，这三个国家均已做出决定，改变原来的标准，向国际标准靠拢。
如日本原来的频率范围为２．４４６５～２．４８３５ＧＨｚ，涵盖了２３个ＲＦ频道，但自１９９９年１０月开始已改为统一的７９个频道，原来的２３个频道所使用的频段作为选用。
法国也正在开放全部的ＩＳＭ频带１１１〕。
哈尔滨’ｒ程大学硕士学位
论文 麓牙运行瀚频道突度为ＩＭＨｚ（－２０Ｄｂ）或２２０ｋＨｚ（－３ｄＢ）。
考虑疑蓝牙的数据传输速率的理论值为１Ｍｂｉｔ／ｓ，１ＭＨｚ带宽的潜力已经被最大限度地挖掘出来。
表２．２蓝牙使用的频段 国家频率范围ＲＦ频道频道数 欧洲和美国２．４００，－２．４８３５ＧＨｚｆ＝（２４０２＋ｋ）ＭＨｚＫ＝０，１， ·一，７８法国（原标准）乙４７ｌ～２．４９７ＧＨｚｆ＝－（２４７３＋ｋ）ＭＨｚＫ＝０，１，…，２２西班牙（原标准）２．４４５－－２．４７５ＧＨｚｆ＝（２４４９十ｋ、ＭＨｚＫ＝０，１，·”，２２日本（原标准）２．４４６５－－２．４８３５ＧＨｚｆ＝－（２４５４＋ｋ）ＭＨｚＫ＝０，１，·”，２２ ２．发射功率 蓝牙系统的天线发射功率按标准值０ｄＢｍ设计，增加功率后可到２０ｄＢｍ。
这个指标实际上来源于ＦＣＣ有关条例的限制。
ＦＣＣ规定，不采用扩谱技术的无线通信设备的最大功率不能超过０ｄＢｍ，采用扩谱后可增加到２０ｄＢｍ。
表２．３蓝牙的输出功率等级及传输距离输出功率等级一类（Ｃｌａｓｓｌ）二类（Ｃｌａｓｓ２）三类（Ｃｌａｓｓ３） ２．５ｍＷ最大输出功率１００ｍＷ（２０ｄＢｍ）１ｍＷ（０ｄＢｍ） （４ｄＢｍ） ０．２５ｍＷ最小输出功率ｌｍＷ（０ｄＢｍ） （．６ｄＢｍ）输出功率范围一３０—也ＯｄＢｍ－３０－－，＋４ｄＢｍ．３０—ＯｄＢｍ 传输距离１００ｍ或更大１０ｍｌｍ ＋４ｄＢｍ－一＋２０ｄＢｍ（必有）一３０＾斗４ｄＢｍ．３０卅ｄＢｍ（可功率控制要求 一３０，－一－４ｄＢｍ（可选）（可选）选） 哈尔滨Ｊ二程大学硕士学位
论文 蓝牙发射视按最大发翁功率静不两分为三个等级，鄹ｌＯＯｍＷ（２０ｄＢｍ）、２．５ｍＷ（４ｄＢｍ）和ｌｍＷ（０ｄＢｍ），具体数据如表２．３所列。
对于一类设备（２０ｄＢｍ），必须具有自动功率控制能力，自＆将其发射功率控制到４ｄＢｍ以下或更小。
对予其他设鍪，是褥设置功率调整功能，不能强制性要求。
不同的发射功率对皮于不同的传输距离，如图２．１所示。
图２．１蓝牙的传输距离与发射功率等级 新一代上市的蓝牙设备大多数采用输出功率最小的第三类等级。
实际的功率控制过程是这样的：接收机随时监测它自身带的接收信号强度指示器 （ＲＳＳＩ），如果发现ＲＳＳＩ值高于标准值，则发一个链路管理控制指令给发射机，要示发射机降低功率到允许值；如果发现ＲＳＳＩ值偏低，则要求发射机增加功率。
蓝牙规范要求发射功率的控制精度为２～８ｄＢ步进，ＲＳＳＩ的指示精度为±４ｄＢ，在．６０ｄＢ处测量，最小操作范围为２０±６ｄＢ，起点为一６０ｄＢ。
１０ 哈尔演工程大学硕士学位
论文 ＩＩ〕ｌＩＩ ３．传输特性 ●传输躐离 蓝带的传输距离采用标准功率时为１０ｅｒａ～１０ｍ，增加功率后可达１００ ｍ。
翔栗运载蓝牙数据秘纛线宅渡程传输避程中逞爨了莱黧障碍（魏Ａ貔鸯俸或者家具），蓝牙传输的有效距离将有所缩短，最严重时可能减少到上述距离的一半。
魏采蓝牙没各稳簋之溺鹣距离避逶，褥鹰茸能爵致接竣撬翡键黢或阻塞，所以蓝牙设备之间的无线传输距离的最小值被限制在１０ｅｒａ。
●最大数据传输速率 蓝牙的最大数据传输速率在理论上每信道为１Ｍｂｉｔｌｓ。
由于实际使用时不同的协议层需要有一定的数据传输消耗（如分组报头和握手信息要占据大约２０％的容量），所以传输速率的实际有效值为每信道７２１ｋｂｉｔ／ｓ，可传输语音或数据。
第二代标准可望达到２Ｍｂｉｔ／ｓ。
●传输通道数与互连设备数 蓝牙的最大语音通道为每个微微网３个，最大数据通道为每个微微网７个。
蓝牙可支持的设备数为每个微微网８台，每个覆盖面积８个微微网。
每个微微网有一台主设备和最多７台从设备。
主设备单元在偶数时段发射信号，从设备单元在奇数时段发射信号。
在一个微微网中，最多可容纳７台从设备参与工作，但在休眠模式下，可容纳更多的蓝牙设备。
处于休眠状态下的从设备不参与信道工作，但保持与主设备同步，并随时由主设备控制转回信道工作。
●跳频速率与数据分组 蓝牙的跳频速率为１６００次／ｓ，跳频频点与蓝牙的ＲＦ频道数相同，每个频点的带宽为１ＭＨｚ，时长为６２５ｐｓ。
在寻呼和查询状态下，跳频速率加倍，即为３２００次／ｓ。
每个数据分组晟多可占用５个时隙，每个数据分组中的数据最多为 １１ 哈尔躐丁程大学硕士学位
论文７４５ｂｉｔｆ“｝２ｌ。
２ｔ３蓝牙豹技术要塞 蓝牙技术实际上是从无线局域网的８０２．１１技术演变而来的，但做丁适当的篱绽黟浓缩。
２．３．１蓝牙网络的构成 １．主设备与从设备 蓝牙根据网络的概念提供点对点和点对多点的无线连接。
在任意一个有效通信范围内，所有设备的地位都是平等的，但首先提出通信要求的设备必须为主设备，而被动进行通信的设备则为从设备。
通过时分多址（ＴＤＭＡ）方式，１台主设备最多同时可与７台从设备进行通信，并可和更多从设备（最多可达２５６个）保持同步但不通信状态。
所有的通信都是在１台主设备和ｌ台从设备间进行，而２台从设备想进行通信的唯一途径就是通过主设备。
蓝牙设备的主从身份仅在网络连接过程中有效，一旦连接关系取消，则主从身份也随之取消。
２．微微网与散射网 一台主设备和一台以上的从设备构成的网络称为蓝牙的主从网络，常称之为微微网（Ｐｉｃｏｎｅｔ），微微网中最多可以有２５６个蓝牙单元设备连接起来，但其中只有～个主节点和７个从节点处于工作状态，而其它节点则处于空闲状态。
而由多个相互重叠的微微网组成的网络则称为散射网（Ｓｃａｔｔｅｒｎｅｔ），每个散射网最多可以有１０个微微网或者连接８０台机器。
基于ＴＤＭＡ原理和蓝牙设备的平等性，任一蓝牙设备在微微网和散射网中，既可作主设备，又可作从设备，还可以同时既是一个微微网的主设备，又是另一个微微网的从设备。
每个微微网有它的跳频信道，微微网间不需要时间或频率同步。
通过时分双工ＴＤＤ（发射和接收在同一个频段内进行，但在不同的时间段传送）技术，１台采用蓝牙技术的设备可以同时与几个不同的微微网保持同步，从而使该设备按照一定的顺序参与不同的微微网，即某 哈尔滨工程人学硕士学位
论文一时刻参与菜一微微阏，而下一时刻参与勇一个微徽阏∞，。
３．Ａｄ—ｈｏｅ网络 蓝牙所建立的网络称为Ａｄ．ｈｏｃ网络。
蓝牙设备单元在规定的范围内和规定的数量限制下，可以自动建立相互之间的联系，而不需要一个接入点或者服务器。
凡是嵌入蓝牙技术的设备一旦搜寻到另一台蓝牙设备，马上就可以建立连接并传输数据。
由于这种网络是由某些蓝牙设备临时构造的
网络，所以Ａｄ．ｈｏｃ网络也称“临时网”，又由于在这种网络中，每一台设备在物理上都是完全相同的，因此又称之为“对等网”。
目前商用的远距离无线通信网络一般都是基于蜂窝无线体系，在有线骨干网的基础上使用基站提供本地网的蜂窝覆盖。
这种网络连接的拓朴结构不是固定的，而是随着所连接设备的移动而改变，特别适合于构造个人区域网、互动会议和多人游戏等场合。
传统的Ａｄ．ｈｏｅ网络连接也是与蓝牙系统的Ａｄ－ｈｏｃ的网络连接有所不 同的。
传统的Ａｄ．ｈｏｃ网络连接只构成近距离不同设备之间的单一网络，而蓝牙系统的Ａｄ．ｈｏｃ网络连接可以使不同的Ａｄ．ｈｏｅ网络在同一区域内相互重叠，同时工作。
如图２．２示出了三种无线网络系统的拓朴结构。
ａ）蜂窝无线体系ｂ）传统Ａｄ－ｈｏｃ网络ｃ）蓝牙Ａｄ．ｈｏｃ网络 图２．２三种无线系统的拓扑结构２．３．２建立网络连接 蓝牙系统有三种主要状态，即待机（Ｓｔａｎｄｂｙ）状态、连接（Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ） １３ 哈尔溅Ｔ程大学硕士学位
论文状态和节能（ＬｏｗＰｏｗｅｒ）状态。
然蔼在觚待祝袄态向连接状态转交瓣过程中，还有七个子状态，这就是寻呼（Ｐａｇｅ）、寻呼扫描（Ｐａｇｅｓｃａｎ）、焱询 （Ｉｎｑｕｉｒｙ）、套游扫播（Ｉｎｑｕｉｒｙｓｃａｎ）、变响应（Ｍａｓｔｅｒｒｅｓｐｏ ｎｓｅ）、觚晌应（Ｓｌａｖｅｒｅｓｐｏｎｓｅ）和
查询响应（Ｉｎｑｕｉｒｙｒｅｓｐｏｎｓｅ）。
如图２．３显示了蓝牙设备从待机状态转交连接状态熬过渡过程。
１．待机状态 在微微网内的连接被建立之前，所有的设备都处于“待机”状态。
“待机”状态是蓝牙设备的默认低功耗状态。
在这个状态下，设备不传送任何信息，无线电收发器被关闭，只有设备的自身时钟在运行，设备既不能去发现别的设备，也不能被其它设备所发现。
图２，３蓝牙设备的各种.
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2013-10-20
