蓝牙通信技术及应用分解
1.选题背景及意义: (2)
2.蓝牙通信技术及蓝牙系统介绍: (2)
2.1蓝牙技术简介: (2)
2.2蓝牙协议(HCI)介绍: (3)
2.3蓝牙系统结构简介: (5)
2.4 MT1020A基带控制器和PH2401无线收发器介绍: (5)
2.4.1 MT1020A基带控制器的结构与原理 (5)
2.4.2 PH2401无线收发器与嵌入式控制内核功能介绍: (7)
3.蓝牙适配器介绍: (8)
4.蓝牙技术指标和系统参数 (8)
5.蓝牙通信安全的技术实施 (9)
5.1ＤＨ方案 (9)
5.2ＲＳＡ方案 (9)
6.蓝牙技术的应用 (10)
7.蓝牙技术的展望 (11)
结束语： (12)
参考文献 (13)
越来越多数字电子产品借着新科技提升本身的性能和实力。以目前发展的趋势来看,未来消费性电子产品将有两个重要的发展指标,一是使用蓝牙技术这类开放技术,以无线,局域网络,可携带式设备成为网络体的延伸。另一项则是内存规格的统一,加密以及轻量化应用。
无论您喜不喜欢,“蓝牙计划”这个名词几乎已到了无孔不入的境界,不论是商业财经台还是一般大众电视台,都不只一次以上报导这个计划的进展与新闻,话虽如此,但却很少人了解此计划的原意与来龙去脉,只知道有这样一个计划正如火如荼地进行,且声势浩大、似乎充满无限希望。可预见的,未来与蓝牙计划相关的新闻只会更多,因为计划正一步步实现中。
蓝牙(Bluetooth) 简单讲就是一种电信、计算机的无线传输技术。单从字面上很难了解蓝牙是个怎么样的技术,他不像“GSM”一样可以望文生义。简单的说蓝牙是一种无线网络与消费性电子产品之通讯技术,透过无线传输和基频模块构成,其快速响应和跳频系统的特性使无线传输更佳稳定。可以应用在各种电子产品如:笔记型计算机、行动电话、数字相机和其它相类似电子产品等。
正文
1.选题背景及意义:
随着微电子技术、通信技术和计算机技术的发展，计算机发展已经进入移动时代。以掌上电脑（PDA）为代表的移动式计算系统已日益普及。特别是工业高度发展的今天，对工业现场的通信与数据实时处理要求越来越高。在环境恶劣与布线不便的工业场所，设备间无线通讯与PDA辅助处理成了工业现场的最佳选择。蓝牙是一种低成本、高可靠性的无线传输技术，蓝牙通信是实现PDA与工业接入点通信的首要环节。蓝牙技术是用微波无线通信技术取代数据电缆来完成点对点或点对多点短距离通信的一种新型无线通信技术。而蓝牙芯片则是蓝牙技术的基础和关键。
2.蓝牙通信技术及蓝牙系统介绍:
2.1蓝牙技术简介:
蓝牙是一种支持设备短距离通信（一般10m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。利用“蓝牙”技术，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化设备与因特网Internet之间的通信，从而数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术，支持点对点及点对多点通信，工作在全球通用的 2.4GHz ISM（即工业、科学、医学）频段。其数据速率为1Mbps。采用时分双工传输方案实现全双工传输。截止2009年4月，蓝牙共有五个版本 V1.1/1.2/2.0/2.1/3.0。以通讯距离来在不同版本可再分为 Class A(1)/Class B(2)。
2.2蓝牙协议(HCI)介绍:
蓝牙SIG 开发了蓝牙协议规范, 已发布版本包括1.0,1.0b,1.1 和2.0。蓝牙协议规范允许开发人员开发基于可互操作的无线模块和数据通信协议的交互式服务和应用, 目的是使符合该规范的各种应用之间能够实现互操作。蓝牙协议栈体系结构如图所示。
蓝牙1.0 标准由两个文件组成。一个是核心部分（FoundationCore），它规定的是设计标准。另一个叫协议子集部分（FoundationProfile），它规定的是运作性准则。蓝牙协议可以分为 4 层，即核心协议层、电缆替代协议层、电话控制协议层和采纳的其它协议层。由于篇幅的限制，本文只介绍核心协议。蓝牙的核心协议包括基带（baseband）、链路管理（LMP）、逻辑链路控制与适应协议（SDP）四部分。
基带层：蓝牙采用跳频扩频技术，每秒1600 跳，从时间域看即每个时隙长度是625μs，即每个时隙从79 个信道中选择一个。蓝牙既支持电路型数据，也支持分组型数据；既支持点对点连接，也支持点对多点连接。在一个微微网络（Pieconet）中，一个单元作为主节点，其他作为从节点，最多可以有7 个从节点；但是允许有更多从节点与主节点保持在Park 状态。从节点对信道的接入由主节点控制。微微网络在覆盖上可以有重叠：每个网络有各自的跳频方案，一个网络的主节点可以同时作为另一个网络的从节点；一个从节点可以属于多个网络。主节点向从节点发送数据只能占用偶时隙，反之从节点只能在奇时隙才能向主节点发送数据。一个分组（Packet，实际上更习惯的说法是帧，因为在基带层其地位类似于OSI的第2 层、部分涉及物理层，分组的确切用法在第3 层，但是蓝牙基带层规范中采用Packet术语）的传送最多可以占用5 个时隙，在一个分组的传送期内，维持初始时隙所占用的信道而不再跳频。
链路管理（LMP）负责蓝牙组件间连接的建立。通过连接的发起、交换、核实，进行身份鉴权和加密等安全方面的任务；通过协商确定基带数据分组大小；它还控制无线单元的电源模式和工作周期，以及微微网内蓝牙组件的连接状态。
逻辑链路控制与适应协议（L2CAP）位于基带协议层之上，属于数据链路层，是一个为高层传输和应用层协议屏蔽基带协议的适配协议。其完成数据的拆装、基带与高协议间的适配，并通过协议复用、分用及重组操作为高层提供数据业务和分类提取，它允许高层协议和应用接收或发送长过64K 字节的L2CAP 数据包。
业务搜寻协议（SDP）是极其重要的部分，它是所使用模式的基础。通过SDH，可以查询设备信息、业务及业务特征，并在查询之后建立两个或多个蓝牙设备间的连接。SDP支持3 种查询方式：按业务类别搜寻、按业务属性搜寻和业务浏览（browsing）。
2.3蓝牙系统结构简介:
MT1020基带控制器和PH2401无线收发器分别由MITEL公司和PHILSAR公司提供,两者配合可构成完整的低功耗的蓝牙模块,提供高至HCI（主机控制接口）层的功能。它们在蓝牙系统中的位置如图所示。
MT1020基带控制器负责蓝牙基带部分的功能,完成基带以及链路的管理,包括对SCO（同步）和ACL（异步）连接方式的支持、差错控制、物理层的认证与加密、链路管理等;PH2401实现数据的无线接收和发送;虚线以上部分由用户根据不同的应用需求来实现，分为用户主机端和用户PDA端。特别值得一提的是,在该蓝牙模块解决方案中,即将推出的改进型基带控制器MT1020B可提供20K的用户ROM,使用户可以利用其内嵌的低功耗、高性能的32位ARM7TDMI内核,从而简化用户设计,实现最低楞耗、最高集成度的蓝牙产品。
2.4 MT1020A基带控制器和PH2401无线收发器介绍:
工业现场接入点通过传感器将信号传入MT1020A中再经PH2401无线收发器将信号发射给上位机处理，本章主要介绍基带控制器与无线收发器的结构与原理。
2.4.1 MT1020A基带控制器的结构与原理
MT1020A是MITEL公司推出的低成本、微功耗蓝牙基带控制器芯片。它和其它的无线收发器一起可以构成一个完整的低功耗小于蓝牙技术系统。MT1020A采
用CMOS工艺制作,是低功耗无线通信应用系统中理想的蓝牙基带微处理器件。它的引脚排列如图所示：
MT1020A采用11×11球形焊珠阵列121脚SSBGA封装形式。图3为其引脚排列图。
MT1020由嵌入式微处理器和蓝牙基带外设组成,如图4示。在该芯片中,系统内部时钟可以低至5MHz、内核供电电压为2V、硬件解码、支持DMA传输,所有这些使得该芯片具有超低功耗。
MT1020A的基带外围电路主要由主机接口、总线接口、蓝牙链路控制器、12kB 缓冲RAM、队列管理器、音频编解码器以及音频和其它通信接口电路功能块组成。该部分可用最小的软硬件开销完成各种重要的蓝牙系统操作。
基带外围电路中的总线接口主要用于完成微处理器与基带外围电路之间的各种通信,而外围电路内部各部分之间的数据传输则使用外围电路中的BT总线来完成。键路控制器用来完成与外部无线收发器之间的通信,以实现数据发送时的装配、加同步字、帧头和CRC校验以及数字接收时的解码和检错等。缓冲RAM 是专门存储蓝牙数据包和变量的存储器,容量为12kB。队列管理器可实现缓冲
RAM与链路控制器以及主机接口与音频或其它通信接口之间的DMA传输。音频解码器是一个全双工的解码器,内含麦克风放大器和耳机驱动器,其中的数字转换器可进行线性PCM、A律PCM、μ律PCM和CVSD间的相互转换。
2.4.2 PH2401无线收发器与嵌入式控制内核功能介绍:
PH2401单片无线收发器用砷化镓工艺制造,具有高集成度、超低功耗、体积小等优点,专门优化用于2.4GHz无线个人系统,完全兼容蓝牙规范“Bluetoooth V1.0”。它工作于 2.4GHz的ISM频段,以每秒1600次的速度在79个频道（2.402GHz-2.408GHz）上快速跳频,最大位传输速率可达1Mbit/s。PH2401采用调制指数为0.3的高斯频移键控制（GFSK）调制方式,信道带宽为1MHz,频偏在140kHz-175kHz之间,满足蓝牙2级和3级操作, 送功率可在-10dBm-+2dBm 之间编程设定,发射范围为10-100m。接收器由RF-IF下变频器、自动增益控制(AGC)、滤波器、双通道模/数转换器及调制器组成。基带控制器通过串行总线与PH2401接口。通过对其内部寄存器的读写实现跳频、调谐等其它控制。工业现场，MT1020A和PH2401所组成的蓝牙系统框图如图所示：
蓝牙系统的具体接线：本文用该芯片的串行异步收发器1，也就是E3（U1txd）：UART1——数据发送端，和F3（U1rxd）：UART1——数据接收端与工业现场接入点的传感器信号或控制仪表相连;用蓝牙外围电路的无线接口J6（Ri_spi_misod）：（无线电串行接口数据输入）L6（Ri_spi_misod）：（无线电串行接口数据输出）与PH1024无线收发器相连;用C11（Gpio<0>）：通用I/O 口， D9（Gpio<1>）：通用I/O口， D10（Gpio<2>）：通用I/O口， E8（Gpio_<3>）：通用I/O口或芯片USB唤醒输出引脚，这四个通用I/O端口连接一个液晶显示屏，以显示接收到的数据。其它再具体的接线本文限于篇幅不再赘述。
3.蓝牙适配器介绍:
蓝牙USB 适配器采用CSR BlueCore 04,可去市场购买，价格大概在三十到四十元左右，用时先向PC机里面装相应的驱动程序，再将USB适配器插入PC 机的USB接口中即可与MT1020A端和PDA端进行通信。
至此工业现场通信的三方通信硬件平台的搭建已基本完成，三方通信框图如图所示：
蓝牙适配器图片
4.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，TDD时分双工
业务类型支持电路交换和分组交换业务
数据速率 1Mb/s
非同步信道速率非对称连接721/57.6kb/s，对称连接432.6kb/s
同步信道速率 64Kb/s
功率美国FCC要求＜0dbm(1mW)，其他国家可扩展为100mW
跳频频率数 79个频点/MHz
跳频速率 1600次/s
工作模式 PARK/HOLD/SNIFF
数据连接方式面向连接业务SCO，无连接业务ACL
纠错方式 1/3FEC，2/3FEC，ARQ
鉴权采用反应逻辑算术
信道加密采用0位、40位、60位密钥
语音编码方式连续可变斜率调制CVSD
发射距离一般可达10~10cm，增加功率情况下可达100m
5.蓝牙通信安全的技术实施
5.1ＤＨ方案
使用ＤＨ算法建立双方加密信息所用的密钥，其工作流程如下。
在第一次通信中，当通信状态已经确立后，发送方通过无线跳频信号传送Ａ给接收方。
Ａ＝ｇ＾ｘｍｏｄｐ
接收方在收到Ａ之后，发送Ｂ给发送方。
Ｂ＝ｇ＾ｙｍｏｄｐ
然后，发送方和接收方做以下计算：
ｋｅｙ＝ｇ＾ｘｙｍｏｄｐ
由于双方都具有了ｋｅｙ，当双方作进一步通信时，它们可以对发送文件或数据Ｍ作加密。
Ｃ＝ｋｅｙＭ
接收方可以使用同样的ｋｅｙ得到明文。
Ｍ＝ｋｅｙＣ
ＤＨ方案有它的缺点，即主要是对用户没有作身份认证。
5.2ＲＳＡ方案
ＲＳＡ方案可以有效地解决用户的身份认证和密钥的确立，其工作流程如下。
Ａ和Ｂ是蓝牙无线通信的使用者，Ａ和Ｂ在同一个ＣＡ（电子证书机构）拿到自己的电子证书，其中包括自己的公钥和有效等。它们也拥有ＣＡ的证书。
Ａ和Ｂ通信时：
第一步，Ａ将自己的证书送给Ｂ，Ｂ验证Ａ的证书。
第二步，确认Ａ的证书后，Ｂ将自己的证书送给Ａ。
第三步，Ａ确认Ｂ的证书后，用Ｂ的公钥加密。一个用于数据加密的对称密钥，它的运算如下：
Ｃ＝（ｋｅｙ）ＰＢｍｏｄＮ
其中Ｎ＝ｐ．ｑ，ｐ和ｑ是两个大的素数，Ｎ是模，ＰＢ是公钥。
第四步，Ｂ收到Ｃ之后，做以下运算：
ｋｅｙ＝ＣＲＢｍｏｄＮ
ＲＢ是Ｂ的密钥。
第五步，在第四步结束后，双方都拥有ｋｅｙ，双方的通信就可以用ｋｅｙ来加密Ｃ＝（Ｍ）ｋｅｙ，由于只有Ａ和Ｂ知道ｋｅｙ，所以加密后的Ｃ只有Ａ和Ｂ可以解密。
该协议栈和安全管理系统可以建立在任何基于ＲＦＣＯＭＭ的蓝牙设备上。它的目标是建立一套安全的蓝牙通信机制。
在鉴别和认证的过程中，以前的一些蓝牙设备可以实现设备的鉴别。该例子可以实现对用户身份的鉴别，它还有以下其他优点。
1.不仅可以对设备认证，还可以对用户的身份认证，防止冒用和伪造设备。在Ｌ２ＣＡＰ或ＲＦＣＯＭＭ中调用函数ＭＤＨ（ｅｌｅｍｅｎｔ，Ｒｏｏｔ，ｍｏｄｎｌｎ，ＶＡＲ１，ＶＡＲ２，ＶＡＲ）建立两方共享的密钥和实现对用户的认证。
2.加密可靠和安全，加密方法灵活。加密功能可以由ＥＸＢＸ、ＲＦＣＯＭＭ或Ｌ２ＣＡＰ调用安全管理系统的ＥＡ（Ｄａｔｅ、Ｋｅｙ、ＶＡＲ１）实现，由ＣＡ（Ｄａｔｅ、Ｋｅｙ、ＶＡＲ１）实现解密。
3.数据的完整性。系统可以检测干扰和传输信号的改变。在任何一级协议中，通过调用ＭＡＣ（Ｄａｔａ、Ｋｅｙ、ＶＡＲ１、ＶＡＲ２）可以发现无线信号所受到的干扰和改变。
6.蓝牙技术的应用
居家:通过使用Bluetooth 技术产品，人们可以免除居家办公电缆缠绕的苦恼。鼠标、键盘、打印机、膝上型计算机、耳机和场声器等均可以在PC 环境中无线使用，这不但增加了办公区域的美感，还为室内装饰提供了更多创意和自由（设想，将打印机放在壁橱里）。此外，通过在移动设备和家用PC 之间同步联系人和日历信息，用户可以随时随地存取最新的信息。
工作：Bluetooth 技术的用途不仅限于解决办公室环境的杂乱情况。启用
Bluetooth的设备能够创建自己的即时网络，让用户能够共享演示稿或其它文件，不受兼容性或电子邮件访问的限制。Bluetooth设备能方便地召开小组会议，通过无线网络与其它办公室进行对话，并将干擦白板上的构思传送到计算机。
娱乐：玩游戏、听音乐、结交新朋、与朋友共享照片–越来越多的消费者希望能够方便即时地享受各种娱乐活动，而又不想再忍受电线的束缚。Bluetooth 无线技术是唯一一种能够真正实现无线娱乐的技术。内置了Bluetooth技术的游戏设备，让您能够在任何地方与朋友展开游戏竞技–在地下通道、在飞机场或在起居室中。由于不需任何电线，玩家能够轻松地发现对方–甚至可以匿名查找–然后开始令人愉快的游戏。
7.蓝牙技术的展望
蓝牙技术正在引起越来越广泛的重视，在工业和家庭方面的应用也越来越多。它的安全性随着它的应用将被使用者重视，设计和规划蓝牙的安全已成为刻不容缓的任务。
蓝牙技术已经成为全球电信和电子技术发展的焦点。新开发的应用蓝牙技术的产品也层出不穷。蓝牙技术正在被广泛地应用于计算机网络、手机、ＰＤＡ和其他领域。
蓝牙芯片是蓝牙设备的基础。西方国家已生产了基于不同技术（ＣＭＯＳ、绝缘体硅片等）的蓝牙芯片。蓝牙芯片的价格已在下降，在近两年内将达到人们普遍可以接受的水平。一个基于蓝牙技术的移动网络终端可以由蓝牙芯片及所嵌入的硬件设备、蓝牙的核心协议栈、蓝牙的支持协议栈和应用层协议４部分组成。西方国家的公司有的在芯片上开发ＬＭＰ（链接管理协议），有的将ＬＭＰ固化在芯片之中。
国际标准规定了３种蓝牙设备的安全模式：模式１，现有的大多数基于蓝牙的设备，不采用信息安全管理和不执行安全保护及处理；模式２，蓝牙设备采用信息安全管理并执行安全保护和处理，这种安全机制建立在Ｌ２ＣＡＰ中和它之上的协议中；模式３，蓝牙设备采用信息安全管理和执行安全保护及处理，这种安全机制建立在芯片中和ＬＭＰ（链接管理协议）。
鉴于蓝牙芯片的现状，采用模式３将需要对现有的蓝牙芯片进行重新设计并且要增加和增强芯片的功能，不利于降低芯片价格。西方蓝牙技术的生产商都在
考虑采用模式２。
模式２的安全机制允许在不同的协议上增强安全性。Ｌ２ＣＡＰ可以增强蓝牙安全性，ＲＦＣＯＭＭ可以增强蓝牙设备拨号上网的安全性，ＯＢＥＸ可以增强传输和同步的安全性。
蓝牙的安全机制支持鉴别和加密。鉴别和认证可以是双向的，密钥的建立是通过双向的链接来实现的。鉴别和加密可以在物理链接中实现（例如，基带级），也可以通过上层的协议来实现。
结束语：
蓝牙技术是一种低功耗的无线通信技术，其目标是取代现有的 PC 机、打印机、传真机、移动电话等设备上的连接电缆，将人们从杂乱的电缆连线中解放出来，业界对此技术寄予了很高的期望。自从爱立信公司最先提出这一技术后，其发展十分迅速，可以说蓝牙技术现在正成为通信业的一个热点。蓝牙技术能够迅速发展，其优势在于它是全球统一的、开放性的技术标准，技术先进性与成本低廉统一折衷考虑。它可以将各种小型个人信息终端无线互连，形成个人化的移动信息网络，这是符合人与人之间近距离通信要求的，因而具有广阔的发展前景。蓝牙技术正在引起越来越广泛的重视，在工业和家庭方面的应用也越来越多。它的安全性随着它的应用将被使用者重视，设计和规划蓝牙的安全已成为刻不容缓的任务。本文的目的旨在抛砖引玉，引发业内专家的讨论和参考，将蓝牙技术开发得更完善和更实用。蓝牙通信技术一定会飞速发展,但仍然有一些应用的细节问题需要解决,如相邻设备之间为防止信息误传和被截取,必须要用户提前设置对应频段等,严重影响蓝牙技术产品面市的速度。但相信随着一个不断完善的发展过程,蓝牙技术会为我们的未来家居和办公带来不仅仅是方便一点的革命。
参考文献
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移动通信技术1G~4G发展史
第1章移动通信现状问题与基本解决方法 1.1移动通信1G—4G简述 现在，人们普遍认为1897年是人类移动通信的元年。这一年意大利人.马可尼在相距18海里的固定站与拖船之间完成了一项无线电通信实验，实现了在英吉利海峡行驶的船只之间保持持续的通信，从而标志着移动通信的诞生，也由此揭开了世界移动通信辉煌发展的序幕错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。。 现代意义上的移动通信系统起源于20世纪20年代，距今已有90余年的历史。本文主要简述移动通信技术从1G到4G的发展。移动通信大发展的原因，除了用户需求的迅猛增加这一主要推动力外，还有技术进展所提供的条件，如微电子技术的发展、移动通信小区制的形成、大规模集成电路的发展、计算机技术的发展、通信网络技术的发展、通信调制编码技术的发展等。1.1.1第一代移动通信系统（1G） 20世纪70年代中期至80年代中期是第一代蜂窝网络移动通信系统发展阶段。第一代蜂窝网络移动通信系统（1G）是基于模拟传输的，其特点是业务量小、质量差、交全性差、没有加密和速度低。1G主要基于蜂窝结构组网，直接使用模拟语音调制技术，传输速率约s错误!未找到引用源。。 1978年底，美国贝尔实验室成功研制了先进移动电话系统（Advanced Mobile Phone System, AMPS），建成了蜂窝状移动通信网，这是第一种真正意义上的具有随时随地通信的大容量的蜂窝状移动通信系统。蜂窝状移动通信系统是基于带宽或干扰受限，它通过小区分裂，有效地控制干扰，在相隔一定距离的基站，重复使用相同的频率，从而实现频率复用，大大提高了频谱的利用率，有效地提高了系统的容量错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。。
无线通信技术应用及发展
无线通信技术应用及发展 无线通信技术热点领域 近几年来，全球通信技术的发展日新月异，尤其是近两三年来，无线通信技术的发展速度与应用领域已经超过了固定通信技术，呈现出如火如荼的发展态势。其中最具代表性的有蜂窝移动通信、宽带无线接入，也包括集群通信、卫星通信，以及手机视频业务与技术。 蜂窝移动通信从上世纪80年代出现到现在，已经发展到了第三代移动通信技术，目前业界正在研究面向未来第四代移动通信的技术;宽带无线接入也在全球不断升温，近几年来我国的宽带无线用户数增长势头强劲。宽带无线接入研究重点主要包括无线城域网（WMAN）、无线局域网(WLAN)和无线个域网(WPAN)技术;模拟集群通信的应用开始得比较早，但随着技术的发展，数字集群通信技术越来越赢得大家的关注;卫星通信以其特殊的技术特性，已经成为无线通信技术中不可忽视的一个领域;手机视频广播作为一种新的无线业务与技术，正在成为目前最热门的无线应用之一。 无线通信技术演进路线 2.1 无线技术与业务发展趋势
无线技术与业务有以下几个发展趋势: （1）网络覆盖的无缝化，即用户在任何时间、任何地点都能实现网络的接入。 （2）宽带化是未来通信发展的一个必然趋势，窄带的、低速的网络会逐渐被宽带网络所取代。 （3）融合趋势明显加快，包括:技术融合、网络融合、业务融合。 （4）数据速率越来越高，频谱带宽越来越宽，频段越来越高，覆盖距离越来越短。 （5）终端智能化越来越高，为各种新业务的提供创造了条件和实现手段。 （6）从两个方向相向发展—— ①移动网增加数据业务:1xEV-DO、HSDPA等技术的出现使移动网的数据速率逐渐增加，在原来的移动网上叠加，覆盖可以连续;另外，WiMAX的出现加速了新的3G增强型技术的发展;
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
光纤通信技术发展历程、特点及现状
光纤通信技术发展历程、特点及现状
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学号：20085044013 本科学年论文 学院物理电子工程学院 专业电子科学与技术 年级2008级 姓名王震 论文题目光纤通信技术发展历程、特点及现状 指导教师张新伟职称讲师 成绩
2012年1月10日 目录 摘要 (1) Abstract (1) 绪论 (1) 1光纤通信发展历程 (1) 1.1 世界光纤通信发展史 (1) 1.2 中国光纤通信发展史 (2) 2 光纤通信技术的特点 (3) 2.1 频带极宽，通信容量大 (3) 2.2 损耗低，中继距离长 (3) 2.3 抗电磁干扰能力强 (3) 2.4 无串音干扰，保密性好 (3) 3 不断发展的光纤通信技术 (3) 3.1 SDH系统 (3) 3.2 不断增加的信道容量 (3) 3.3 光纤传输距离 (4) 3.4 向城域网发展 (4) 3.5 互联网发展需求与下一代全光网络发展趋势 (4) 4 结束语 (4) 参考文献 (4)
光纤通信技术发展历程、特点及现状 摘要：光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。光纤通信是以其传输频带宽、通信容量大、中继距离长、损耗低特点，并具有抗电磁干扰能力强，保密性好的优势，光纤通信不仅可以应用在通信的主干线路中，还可以应用在电力通信控制系统中，进行工业监测、控制，而且在军事领域的用途也越来越为广泛。光纤通信技术正朝着超大容量、超长距离传输和交换、全光网络方向发展。 关键词：光纤通信；发展历程；特点；发展现状 绪论 光纤通信技术已成为现代通信的主要通信方式，在现代信息网中起着非常重要的作用，随着信息技术的发展，大容量光纤通信网络的建设，光电子技术将起到越来越重要的作用。光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命。有专家预测，21世纪将是“光子世纪”，十年内，光子产业可能会全面取代传统电子工业，成为本世纪最大的产业。光纤通信又进入了一个蓬勃发展的新时期，而这一次发展将涉及信息产业的各个领域，其范围更广，技术更新，难度更大，动力更强，无疑将对21世纪信息产业的发展和社会进步产生巨大影响。 1 光纤通信发展历程 1.1 世界光纤通信发展史 光纤的发明，引起了通信技术的一场革命，是构成21世纪即将到来的信息社会的一大要素。 1966年出生在中国上海的英籍华人高锟，发表论文《光频介质纤维表面波导》，提出用石英玻璃纤维（光纤）传送光信号来进行通信，可实现长距离、大容量通信。于1970年损失为20db/km的光纤研制出来了。据说康宁公司花费3000万美元，得到30米光纤样品，认为非常值得。这一突破，引起整个通信界的震动，世界发达国家开始投入巨大力量研究光纤通信。1976年，美国贝尔实验室在亚特
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
现代通信技术的历史
现代通信技术的历史 所谓通信，最简单的理解，也是最基本的理解，就是人与人沟通的方法。无论是现在的电话，还是网络，解决的最基本的问题，实际还是人与人的沟通。现代通信技术，就是随着科技的不断发展，如何采用最新的技术来不断优化通信的各种方式，让人与人的沟通变得更为便捷，有效。这是一门系统的学科，目前炙手可热的3G就是其中的重要课题。 通信技术和通信产业20世纪80年代以来发展最快的领域之一。不论是在国际还是在国内都是如此。这是人类进入信息社会的重要标志之一。 通信就是互通信息。从这个意义上来说，通信在远古的时代就已存在。人之间的对话是通信，用手势表达情绪也可算是通信。以后用烽火传递战事情况是通信，快马与驿站传送文件当然也可是通信。现代的通信一般是指电信，国际上称为远程通信。 纵观同新的发展分为以下三个阶段：第一阶段是语言和文字通信阶段。在这一阶段，通信方式简单，内容单一。第二阶段是电通信阶段。1937年，莫尔斯发明电报机，并设计莫尔斯电报码。1876年，贝尔发明电话机。这样，利用电磁波不仅可以传输文字，还可以传输语音，由此大大加快了通信的发展进程。1895年，马可尼发明无线电设备，从而开创了无线电通信发展的道路。第三阶段是电子信息通信阶段。从总体上看，通信技术实际上就是通信系统和通信网的技术。通信系统是指点对点通所需的全部设施，而通信网是由许多通信系统组成的多点之间能相互通信的全部设施。 而现代的主要通信技术有数字通信技术，程控交换技术，信息传输技术，通信网络技术，数据通信与数据网，ISDN与ATM技术，宽带IP技术，接入网与接入技术。 数字通信即传输数字信号的通信，，是通过信源发出的模拟信号经过数字终端的心愿编码成为数字信号，终端发出的数字信号，经过信道编码变成适合与信道传输的数字信号，然后由调制解调器把信号调制到系统所使用的数字信道上，在传输到对段，经过相反的变换最终传送到信宿。数字通信以其抗干扰能力强，便于存储，处理和交换等特点，已经成为现代通信网中的最主要的通信技术基础，广泛应用于现代通信网的各种通信系统。 程控交换技术即是指人们用专门的电子计算机根据需要把预先编好的程序存入计算机后完成通信中的各种交换。程控交换最初是由电话交换技术发展而来，由当初电话交换的人工转接，自动转接和电子转接发展到现在的程控转接技术，到后来，由于通信业务范围的不断扩大，交换的技术已经不仅仅用于电话交换，还能实现传真，数据，图像通信等交换。程控数字交换机处理速度快，体积小，容量大，灵活性强，服务功能多，便于改变交换机功能，便于建设智能网，向用户提供更多，更方便的电话服务。随着电信业务从以话音为主向以数据为主转移，交换技术也相应地从传统的电路交换技术逐步转向给予分株的数据交换和宽带交换，以及适应下一代网络基于IP的业务综合特点的软交换方向发展。 信息传输技术主要包括光纤通信，数字微波通信，卫星通信，移动通信以及图像通信。 光纤是以光波为载频，以光导纤维为传输介质的一种通信方式，其主要特点是频带宽，比常用微波频率高104~105倍；损耗低，中继距离长；具有抗电磁干扰能力；线经细，重量轻；还有耐腐蚀，不怕高温等优点。 数字微波中继通信是指利用波长为1m~1mm范围内的电磁波通过中继站传输信号的一种通信方式。其主要特点为信号可以"再生"；便于数字程控交换机的连接；便于采用大规模集成电路；保密性好；数字微波系统占用频带较宽等的优点，因此，虽然数字微波通信只有二十多年的历史，却与光纤通信，卫星通信一起被国际公认为最有发展前途的三大传输手段。 卫星通信简单而言就是地球上的无线电通信展之间利用人在地球卫星作中继站而进行的通信。其主要特点是：通信距离远，而投资费用和通信距离无关；工作频带宽，通信容量大，适用于多种业务的传输；通信线路稳定可靠；通信质量高等优点。
光纤通信技术的发展与应用
光纤通信技术的发展与应用 一、光纤通信的应用背景 通信产业是伴随着人类社会的发展而发展的。追溯光通信的发展起源，早在三千多年前，我国就利用烽火台火光传递信息，这是一种视觉光通信。随后，在1880年贝尔发明了光电话，但是它们所传输的信息容量小，距离短，可靠性低，设备笨重，究其原因是由于采用太阳光等普通光源。之后伴随着激光的发现，1966年英籍华人高锟博士发表了一篇划时代性的论文，他提出利用带有包层材料的石英玻璃光学纤维，能作为通信媒质。从此，开创了光纤通信领域的研究工作。 二、光纤通信的技术原理 光纤即光导纤维，光纤通信是指利用光波作为载波，以光纤作为传输介质将要传输的信号从一处传至另一处的通信方式。其中，光纤由纤芯、包层和涂层组成。纤芯是一种玻璃材质，以微米为单位，一般几或几十微米，比发丝还细。由多根光纤组成组成的称之为光缆。中间层称为包层，根据纤芯和包层的折射率不同从而实现光信号传输过程中在纤芯内的全反射，实现信号的传输。涂层就是保护层，可以增加光纤的韧性以保护光纤。
光纤通信系统的基本组成部分有光发信机、光纤线路、光收信机、中继器及无源器件组成。光发信机的作用是将要传输的信号变成可以在光纤上传输的光信号，然后通过光纤线路实现信号的远距离传输，光纤线路在终端把信号耦合到收信端的光检测器上，通过光收信端把变化后的光信号再转换为电信号，并通过光放大器将这微弱的电信号放大到足够的电平，最终送达到接收端的电端完成信号的输送。中继器在这一过程中的作用是补偿光信号在光纤传输过程中受到的衰减，并对波形失真的脉冲进行校正。无源器件的作用则是完成光纤之间、光纤与光端机之间的连接及耦合。其原理图如图1所示： 通过信号的这一传输过程可以看出，信号在传输过程中其形式主要实现了两次转换，第一次即把电信号变成可在光纤中传输的光信号，第二次即把光信号在接收端还原成电信号。此外，在发信端还需首先把要传输的信号如语音信号变成可传输的电信号。 三、光纤通信的特点 1.抗干扰能力强。光纤的主要构成材料是石英，石英属绝缘材料的范畴，绝缘性好，有很强的抗腐蚀性。而且在实际应用过程中它受电流的影响非常小，因此抗电磁干扰的能力很强，可以不受外部环境的影响，也不受人为架设的电缆等的干扰。这一特性相比于普通无线
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.
蓝牙技术的8个特点
蓝牙是一种短距无线通信的技术规范，它最初的目标是取代现有的掌上电脑、移动电话等各种数字设备上的有线电缆连接。在制定蓝牙规范之初，就建立了统一全球的目标，向全球公开发布，工作频段为全球统一开放的2.4GHz工业、科学和医学（Industrial, Scientific and Medical, ISM）频段。从目前的应用来看，由于蓝牙体积小、功率低，其应用已不局限于计算机外设，几乎可以被集成到任何数字设备之中，特别是那些对数据传输速率要求不高的移动设备和便携设备。蓝牙技术的特点可归纳为如下几点： （1）全球范围适用：蓝牙工作在2.4GHz的ISM频段，全球大多数国家ISM频段的范围是2.4~2.4835GHz，使用该频段无需向各国的无线电资源管理部门申请许可证。 （2）同时可传输语音和数据：蓝牙采用电路交换和分组交换技术，支持异步数据信道、三路语音信道以及异步数据与同步语音同时传输的信道。每个语音信道数据速率为64kbit/s，语音信号编码采用脉冲编码调制（PCM）或连续可变斜率增量调制（CVSD）方法。当采用非对称信道传输数据时，速率最高为721kbit/s，反向为57.6kbit/s；当采用对称信道传输数据时，速率最高为342.6kbit/s。蓝牙有两种链路类型：异步无连接（Asynchronous Connection-Less，ACL）链路和同步面向连接（Synchronous Connection-Oriented，SCO）链路。 （3）可以建立临时性的对等连接（Ad-hoc Connection)：根据蓝牙设备在网络中的角色，可分为主设备（Master）与从设备（Slave）。主设备是组网连接主动发起连接请求的蓝牙设备，几个蓝牙设备连接成一个皮网（Piconet）时，其中只有一个主设备，其余的均为从设备。皮网是蓝牙最基本的一种网络形式，最简单的皮网是一个主设备和一个从设备组成的点对点的通信连接。 通过时分复用技术，一个蓝牙设备便可以同时与几个不同的皮网保持同步，具体来说，就是该设备按照一定的时间顺序参与不同的皮网，即某一时刻参与某一皮网，而下一时刻参与另一个皮网。 （4）具有很好的抗干扰能力：工作在ISM频段的无线电设备有很多种，如家用微波炉、无线局域网（Wireless Local Area Network，WLAN）和HomeRF等产品，为了很好地抵抗来自这些设备的干扰，蓝牙采用了跳频（Frequency Hopping）方式来扩展频谱（Spread Spectrum），将2.402～2.48GHz频段分成79个频点，相邻频点间隔1MHz。蓝牙设备在某个频点发送数据之后，再跳到另一个频点发送，而频点的排列顺序则是伪随机的，每秒钟频率改变1600次，每个频率持续625μｓ。 （5）蓝牙模块体积很小、便于集成：由于个人移动设备的体积较小，嵌入其内部的蓝牙模块体积就应该更小，如爱立信公司的蓝牙模块ROK101008的外形尺寸仅为32.8mm×16.8mm×2.95mm。 （6）低功耗：蓝牙设备在通信连接（Connection）状态下，有四种工作模式——激活（Active）模式、呼吸（Sniff）模式、保持（Hold）模式和休眠（Park）模式。Active 模式是正常的工作状态，另外三种模式是为了节能所规定的低功耗模式。 （7）开放的接口标准：SIG为了推广蓝牙技术的使用，将蓝牙的技术标准全部公开，
浅析5G移动通信技术的发展前景及应用
浅析5G移动通信技术的发展前景及应用 摘要在移动通信技术飞速发展，并且已经广泛地运用到大众的日常生活中的今天，移动通信技术为人们的生活带来了诸多便利。随着人们对互联网和移动终端的需求愈发强烈，特别是物联网的发展，对网络通信速度有着更高的要求，这些产业需求无疑是推动5G网络发展的重要动力。但是目前，5G移动通信技术依然是探索性阶段，本文将针对性阐述5G移动通信技术研究过程中的一些关键性技术，展望移动通信技术的未来发展，以期促进5G移动通信技术的发展。 关键词5G移动通信技术；发展方向；关键技术 前言 随着移动通信技术被广泛运用到大众的生活，大众对于移动通信技术也提出了更高的要求。移動通信技术在保证自身功能日趋完善的同时，也要满足用户日益复杂、多样的需求。5G技术正是在这样的前提下诞生的，并且具备高功能性和高效能，为客户提供更加丰富多样的应用体验。有科学家指出，5G技术目前还处于研究阶段，在未来的几年里，4G还将保持移动通信行业的主导地位，并依旧在持续高速发展。但5G 移动通信技术很有可能在2020 年正式进入市场，并逐渐被广大用户接受和认可。本文将以5G移动通信技术为依托，探究与5G 相关的关键性技术和其未来的发展趋势。 1 5G移动通信技术的未来发展前景 5G，是第五代移动通信技术的简称。相比于4G技术，5G将是移动通信技术革命性的转变。5G技术专为互联网而生，且相比于4G技术，它将拥有更大的容量，更快的响应速度，更多的设备支持，更短的时间消耗，更低的功耗要求[1]。从用户体验来看，在5G技术支持下，下载一部高清电影只需要几秒钟的时间。换言之，5G的出现就是要为用户提供更高效、更快捷、更方便、更全面的优质服务。该技术可以通过智能手机、可穿戴通信设备和智能物联网设备等移动设备终端实现更广泛的连续覆盖。相比于4G技术只能满足智能手机的技术需求的局限，5G移动通信技术将为未来物联网的发展提供超大的带宽，它的容量将会是目前广泛应用的4G技术的1000倍，真正实现“万物皆可联”的梦想，这为智能家居生活，智能办公需求等提供前所未有的发展空间。是21世纪最具革命性的技术变革。 2 5G移动通信技术中的关键性技术应用 5G移动通信正朝着网络多元化、宽带化、综合化、智能化的方向发展。它将从前“人与人”的沟通，转变为”人与物”、“物与物”的沟通。将为人们在获取信息、感知信息、参与信息制造和控制信息的能力上带来革命性的飞跃。5G技术的研发不会孤立进行，开发过程中也将吸收4G的优秀技术特性，如wifi局域网和蜂窝网，将会形成一个更智能、更广泛的网络新体系。随着各种智能新产品
空间光通信技术简介
空间光通信技术简介 空间光通信又称为激光无线通信或无线光通信。根据用途又可分为卫星光通信和大气光通信两大类。自从60年代激光器问世开始，人们就开研究激光通信，这时的研究也主要集中在地面大气的传输中,但因各种困难未能进入实际应用。低损耗光纤波导和实用化半导体激光器的诞生为激光通信的实际应用打开了大门，目前光纤通信已经遍布世界各国的各个城市。由于对无线通信的需求的增长，再有卫星激光通信的快速发展，自从9０年代开始,人们又开始重新对地面无线光通信感兴趣，进行了大量的研究,并且开发出可以实用的商业化产品。 一、开展空间光通信研究的意义及应用前景 1.作为卫星光通信链路地面模拟系统的技术组成部分 卫星光通信链路系统在上卫星前必须有地面模拟演示系统，以保障电子系统、光学系统、机械自动化控制系统等各子系统的良好工作。在链路捕捉完成以后，与以太网相连的无线光通信系统借助于光链路的桥梁,源源不断地输送以太网上的信息,这是考验光链路稳定性能的重要指标。 2.为低轨道卫星与地面站间的卫星光通信打下良好的技术基础 低轨道卫星与地面站的通信会受到天气的影响，选择干旱少雨地区建立地面站在相当程度上缓解了这一矛盾,再通过地面站之间的光纤网可以把卫星上信息送到所需地点,这从技术上牵涉到空间光通信网与光纤网连接问题,这方面问题已经基本得到解决。 3.空间光通信具有巨大的潜在市场和商业价值 ●可以克服一些通常容易碰到的自然因素障碍 当河流、湖泊、港湾、马路、立交桥和其它自然因素阻碍铺设光纤时，无线光通信系统可跨越宽阔的河谷,繁华的街道，将两岸或者岛屿与陆地连接起来。 ●提供大容量多媒体宽带网接入 用无线光通信系统作为接入解决方案,不需耗资、耗时地铺设光纤就能满足对办公大楼或商业集中区大容量接入的需要。 ●可为大企业、大机关提供内部大容量宽带网 无线光通信系统能在企业、机关范围内为建筑物与建筑物之间的大容量连接提供一种开放空间传送的解决方案。 ●为公安、军队等重要部门提供高速宽带保密通信。 ●支持灾难抢救的应急系统 无线光通信系统可为灾难抢救提供一种大容量的临时通信解决方案 ●为一时性大规模的重要活动提供临时的大规模通信系统 例如,奥运会和其他体育运动会、音乐会、大型会议以及贸易展览会等专门活动往往需要大容量宽带媒体覆盖。无线光通信系统能提供一种迅速、经济而有效的解决方案，不受原有通信系统的带宽限制,也不用再去办理光纤铺设许可证。 二、空间光通信的优势 1.组网机动灵活 无线光通信设备将来可广泛适用于数据网（Etｈｅrnｅt,Tｏken Rｉｎg，Fast Ｅｔherｎet，FDDI,ATM,ＳTＭ-ｘ等)、电话网、微蜂窝及微微蜂窝(E1／T1—E3/T３,ＯC-3等)、多媒体（图像)通信等领域。可以把这些网上信息加载在光波上,在空气中直接传输出去,这种简便的通信方式对于频率拥挤的环境是非常理想的，例如:城市、大型公司、大学、政府机构、办公楼群等。 2.克服天气对激光传输的影响,实现全天候通信
蓝牙无线通信技术在工程中的应用与实现
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/f42022579.html, 蓝牙无线通信技术在工程中的应用与实现 作者：张斯楷汤泰青 来源：《山东工业技术》2017年第09期 摘要：随着我国信息技术的不断发展，蓝牙无线通讯技术也迅速的崛起。它是一种支持 设备与设备短距离通讯的无线技术、可在众多无线设备中进行无线信息交换。除了这些大众耳熟能详的蓝牙设备以外，还有一些发展迅速、通常用于工程建筑上的蓝牙无线技术。蓝牙通讯技术与计算机的互相结合，蓝牙无线通讯能在工程建筑中实现短距离配备通信，从而降低了无线通讯的复杂性。蓝牙无线信息技术未来发展的领域还会更加的广泛，未来不论是工业还是工程建筑业，都占据着不可替代的地位。 关键词：蓝牙通讯技术；重要性；应用 DOI：10.16640/https://www.360docs.net/doc/f42022579.html,ki.37-1222/t.2017.09.144 1 蓝牙通讯技术的现状分析 蓝牙无线通讯技术打破了传统垄断，需要的是革命性突破。蓝牙让很多原本有更多，更优秀的依附硬件的无线配件得到更好的延伸。当前，很多短距离的移动设备虽然可以免去电源之间的互相连接，但在应用的过程中任然有很大的局限性。但是蓝牙通讯技术可以在局限的空间内完成局域网的链接，对于学习、工作、生活都赋予一定的帮助。科技的不断发展也注定蓝牙通信技术要时时进步，在不同的领域做出突出的成绩。 1.1 蓝牙通讯技术的特点 蓝牙无线通讯技术之所以被广泛的用于工程建筑方面，它的显著优点就是消耗能源少、投资成本低、安全性能好等。其主要功能就是使得这些设备在没有电缆联网的情况下建立小范围内个人数字设备无线网，在应用过程中具有灵活随意性。就蓝牙本身来说，蓝牙本身体积较小、同等平台消耗的率比较低，总体来说它的应用已经不仅仅局限于计算机的应用当中，工程建筑等诸多领域已经逐渐的引用蓝牙通信技术，在数据的传播与集成方面都具有很大的优势。 1.2 蓝牙通讯技术的重要性 随着经济的快速发展，无形中加快了信息化发展的脚步，在各个领域中蓝牙通信技术也被广泛的使用，它让人们的工作效率更高、生活质量更好。对于现在的人们来说，就像离不开互联网一样在方方面面都离不开蓝牙通行技术。因此，为了使蓝牙通信技术更好的服务人们的生活，作用于工程应用中，研究蓝牙无线通信技术的发展趋势是非常重要的，所以我们也会更加重视蓝牙通信技术的发展，而且在未来蓝牙通信技术的应用会无处不在，其发展前景也是极其可观的。
通信工程介绍概况
通信工程介绍概况 通信工程（也作电信工程，旧称远距离通信工程、弱电工程）是电子工程的一个重要分支，电子信息类子专业，同时也是其中一个基础学科。该学科关注的是通信过程中的信息传输和信号处理的原理和应用。本专业学习通信技术、通信系统和通信网等方面的知识，能在通信领域中从事研究、设计、制造、运营及在国民经济各部门和国防工业中从事开发、应用通信技术与设备。 该学科是信息科学技术发展迅速并极具活力的一个领域，尤其是数字移动通信、光纤通信、Internet网络通信使人们在传递信息和获得信息方面达到了前所未有的便捷程度。通信工程具有极广阔的发展前景，也是人才严重短缺的专业之一。本专业学习通信技术、通信系统和通信网等方面的知识，能在通信领域中从事研究、设计、制造、运营及在国民经济各部门和国防工业中从事开发、应用通信技术与设备。通信工程研究的是以电磁波、声波或光波的形式把信息通过电脉冲，从发送端（信源）传输到一个或多个接受端（信宿）。接受端能否正确辨认信息，取决于传输中的损耗高低。信号处理是通信工程中一个重要环节，其包括过滤，编码和解码等。毕业后可从事无线通信、电视、大规模集成电路、智能仪器及应用电子技术领域的研究，设计和通信工程的研究、设计、技术引进和技术开发工作。 研究内容 通信工程专业主要为研究信号的产生、信息的传输、交换和处理，以及在计算机通信、数字通信、卫星通信、光纤通信、蜂窝通信、个人通信、平流层通信、多媒体技术、信息高速公路、数字程控交换等方面的理论和工程应用问题。随着19世纪美国人发明电报之日起，现代通信技术就已经产生。为了适应日益发展的技术需要，通信工程专业成为了美国大学教育中的一门学科，并随着现代技术水平的不断提高而得到迅速发展。 专业发展 通信工程专业代码：0810，分为两个学科，一个是偏向于传输的“通信与信息系统（081001）”，另一个是偏向于编解码的“信号与信息处理（081002）”。其中“通信与信息系统（081001）”的前身是电机系，北京交通大学是中国通信与信息系统研究的发祥地；“信号与信息处理（081002）”的前身是信息论系，西安电子科技大学是中国信号与信息处理的发源地。 未来展望
浅谈通信技术发展史
浅谈通信技术发展史 在学习《现代通信技术》这么课程学期过半后，了解并掌握了一些与通信相关的知识，加以课程之余自己通过查阅书籍和使用网络工具，将通信史这一知识方面整理成以下文字，用以自我提高以及与大家共同进步。 人类进行通信的历史悠久。历史上最早的通信手段和现在一样是“无线”的，如利用以火光传递信息的烽火台，通常大家认为这是最早传递消息的方式了。事实上不是，在我国和非洲古代，击鼓传信是最早最方便的办法，非洲人用圆木特制的大鼓可传声至三四公里远，再通过“鼓声接力”和专门的“击鼓语言”，可在很短的时间内把消息准确地传到50公里以外的另一个部落。其实，不论是击鼓、烽火、旗语，还是今天的移动通信，要实现消息的远距离传送，都需要中继站的层层传递，消息才能到达目的地。不过，由于那时人类还没有发现电，所以要想畅通快速地实现远距离传递消息只有等待了…… 19世纪中叶以后，随着电报、电话的发明，电磁波的发现，人类通信领域产生了根本性的巨大变革，实现了利用金属导线来传递信息，甚至通过电磁波来进行无线通信，使神话中的“顺风耳”、“千里眼”变成了现实。从此，人类的信息传递可以脱离常规的视听觉方式，用电信号作为新的载体，同此带来了一系列技术革新，开始了人类通信的新时代。 1837年，美国人塞缪乐·莫乐斯成功地研制出世界上第一台电磁式电报机。他利用自己设计的电码，可将信息转换成一串或长或短的电脉冲传向目的地，再转换为原来的信息。 1864年，英国物理学家麦克斯韦建立了一套电磁理论，预言了电磁波的存在，说明了电磁波与光具有相同的性质，两者都是以光速传播的。1875年，苏格兰青年亚历山大·贝尔发明了世界上第一台电话机。1878年在相距300公里的波士顿和纽约之间进行了首次长途电话实验，并获得了成功，后来就成立了著名的贝尔电话公司。1888年，德国青年物理学家海因里斯·赫兹用电波环进行了一系列实验，发现了电磁波的存在，他用实验证明了麦克斯韦的电磁理论，导致了无线电的诞生和电子技术的发展。 电磁波的发现产生了巨大影响。不到6年的时间，俄国的波波夫、意大利的马可尼分别发明了无线电报，实现了信息的无线电传播，其他的无线电技术也如雨后春笋般涌现出来。 电磁波的发现也促使图像传播技术迅速发展起来。实现了电子扫描方式的电视发送和传输，制造出第一台符合实用要求的电视摄像机。经过人们的不断探索和改进，一些国家相继建立了超短波转播站，电视迅速普及开来。 图像传真也是一项重要的通信。1980年后，传真技术向综合处理终端设备过渡，除承担通信任务外，它还具备图像处理和数据处理的能力，成为综合性处理终端。静电复印机、磁性录音机、雷达、激光器等等都是信息技术史上的重要发明。 随着电子技术的高速发展，军事、科研迫切需要解决的计算工具也大大改进。微电子技术极大地推动了电子计算机的更新换代，使电子计算机显示了前所未有的信息处理功能，成为现代高新科技的重要标志。 随着国民经济和社会发展的信息化，人们要通信息化开创新的工作方式、管
Bluetooth通信技术
Bluetooth通信技术 1.概念 蓝牙(Bluetooth?):是一种无线技术标准，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换(使用2.4~2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波)。蓝牙技术最初由电信巨头爱立信公司于1994年创制，当时是作为RS232数据线的替代方案。蓝牙可连接多个设备，克服了数据同步的难题。 如今蓝牙由蓝牙技术联盟(Bluetooth Special Interest Group，简称SIG)管理。蓝牙技术联盟在全球拥有超过25,000家成员公司，它们分布在电信、计算机、网络、和消费电子等多重领域。IEEE将蓝牙技术列为IEEE 802.15.1，但如今已不再维持该标准。蓝牙技术联盟负责监督蓝牙规范的开发，管理认证项目，并维护商标权益。制造商的设备必须符合蓝牙技术联盟的标准才能以"蓝牙设备"的名义进入市场。蓝牙技术拥有一套专利网络，可发放给符合标准的设备。蓝牙技术是实现语音和数据传输的开发式规范,是一种低成本,短距离的无线链路。除替代功能外(用无线链路替代电缆连接)还提供接入数据网功能、接口功能和组网功能。 2.系统组成 蓝牙系统由无线单元、链路控制器、链路管理器和提供到主机端接口功能的支持单元组成,如图1所示 图1蓝牙系统组成 1.无线单元——蓝牙微波收发信机 蓝牙无线单元是一个微波跳频扩频通信系统,数据和话音信息分组在指定时隙,指定跳频频率发送和接收。跳频序列由主设备设备地址决定,采用寻呼和查询方式建立信道连接。蓝牙微波收发信机的主要性能要求如下: 1蓝牙系统工作在2.4GHz ISM频段。虽全球适用,但实际配置和占用频带宽度因国家不同而不同。北美和欧洲大多数国家可用带宽为83.5 MHz,在此带宽内配置间隔为1 MHz的79个RF信道(79跳系统);在日本、法国、西班牙可用带宽较小,只配置间隔为1 MHz的23个RF信道(23跳系统)。
蓝牙、红外和一般的无线通信技术各自的特点和相互比较
目前使用较广泛的近距无线通信技术是蓝牙(Bluetooth)，无线局域网802.11(Wi-Fi)和红外数据传输(IrD A)。同时还有一些具有发展潜力的近距无线技术标准，它们分别是：Zigbee、超宽频(Ultra WideBand)、短距通信(NFC)、WiMedia、GPS、DECT、无线1394和专用无线系统等。它们都有其立足的特点，或基于传输速度、距离、耗电量的特殊要求;或着眼于功能的扩充性;或符合某些单一应用的特别要求;或建立竞争技术的差异化等。但是没有一种技术可以完美到足以满足所有的需求。 蓝牙技术 bluetooth)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范，它以低成本的短距离无线连接为基础，可为固定的或移动的终端设备提供廉价的接入服务。 蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，其实质内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，能在近距离范围内实现相互通信或操作。其传输频段为全球公众通用的2.4GHz ISM频段，提供1Mbps的传输速率和10m的传输距离。 蓝牙技术诞生于1994年，Ericsson当时决定开发一种低功耗、低成本的无线接口，以建立手机及其附件间的通信。该技术还陆续获得PC行业业界巨头的支持。1998年，蓝牙技术协议由Ericsson、IBM、I ntel、NOKIA、Toshiba等5家公司达成一致。 蓝牙协议的标准版本为802.15.1，由蓝牙小组(SIG)负责开发。802.15.1的最初标准基于蓝牙1.1实现，后者已构建到现行很多蓝牙设备中。新版802.15.1a基本等同于蓝牙1.2标准，具备一定的QoS特性，并完整保持后向兼容性。 但蓝牙技术遭遇了最大的障碍是过于昂贵。突出表现在芯片大小和价格难以下调、抗干扰能力不强、传输距离太短、信息安全问题等等。这就使得许多用户不愿意花大价钱来购买这种无线设备。因此，业内专家认为，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达到一定的规模。 Wi-Fi技术 Wi-Fi(Wireless Fidelity,无线高保真)也是一种无线通信协议，正式名称是IEEE802.11b，与蓝牙一样，同属于短距离无线通信技术。Wi-Fi速率最高可达11Mb/s。虽然在数据安全性方面比蓝牙技术要差一些，但在电波的覆盖范围方面却略胜一筹，可达100 m左右。 Wi-Fi是以太网的一种无线扩展，理论上只要用户位于一个接入点四周的一定区域内，就能以最高约1 1Mb/s的速度接入Web。但实际上，如果有多个用户同时通过一个点接入，带宽被多个用户分享，Wi-Fi的连接速度一般将只有几百kb/s的信号不受墙壁阻隔，但在建筑物内的有效传输距离小于户外。 WLAN未来最具潜力的应用将主要在SOHO、家庭无线网络以及不便安装电缆的建筑物或场所。目前这一技术的用户主要来自机场、酒店、商场等公共热点场所。Wi-Fi技术可将Wi-Fi与基于XML或Java的Web 服务融合起来，可以大幅度减少企业的成本。例如企业选择在每一层楼或每一个部门配备802.11b的接入点，而不是采用电缆线把整幢建筑物连接起来。这样一来，可以节省大量铺设电缆所需花费的资金。 最初的IEEE802.11规范是在1997年提出的，称为802.11b，主要目的是提供WLAN接入，也是目前W
蓝牙技术应用
基于蓝牙芯片的无线通信模块设计与开发 秦琳媛 1 引言 蓝牙技术是一个开放性的、短距离无线通信技术标准，它工作在全球通用的2.4GHZ ISM 频段，采用跳频扩频技术，可以用于近距离通过无线连接的方式实现固定设备以及移动设备之间的网络互连，在各种数字设备之间实现灵活、安全、低成本、小功耗的数据和语音通信，实现全方位的数据传输。 工业现场环境恶劣，有些地方工作人员甚至难以接近，特别是一些工业环境禁止使用电缆（如超净或真空封闭的房间）或者很难使用电缆来传送数据（如高速旋转的设备、高空设备、不适于布线的强腐蚀恶劣环境），这时采用蓝牙等无线通信技术代替电缆来实现现场设备与监控网络间的数据传输就能有效解决上述问题。为此本文针对工业现场设备、接入点、手操器等设计蓝牙无线通信模块，该模块具有体积小、完全嵌入蓝牙协议、性能可靠和组网灵活等特点。验证了蓝牙技术应用于工业控制系统的可行性。 3 蓝牙模块的硬件设计 蓝牙模块的硬件结构框图如图 1 所示，包括BlueCore2-External （BC212015）蓝牙芯片、 SST39VF800 FLASH 芯片、FB2520 带通滤波器+平衡不平衡变换器、LTCC 陶瓷天线等。电源由配套主设备引入，经过电源模块电平转换，为蓝牙主芯片、存储器、带通滤波器和平衡不平衡转换器等提供所需的+3.3V 和+1.8V 电源。下面将对各个模块分别介绍。 3.1 BlueCore2 芯片介绍 蓝牙模块采用了 BlueCore2-External（BC212015）芯片，BlueCore2 是英国CSR 公司推出的一款工作在2.4GHZ 的ISM(工业、科学、医学)频段集成基