Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Архипкин В.Я. Bluetooth. Технические требования. Практическая реализация. Приложения.doc
Скачиваний:
651
Добавлен:
02.05.2014
Размер:
7.92 Mб
Скачать

3.2. Архитектура аппаратного модуля

Аппаратный модуль Bluetooth (рис.3.3) состоит из аналоговой части — Bluetooth Radio, и цифровой части — хост-контроллера. Хост-контроллер содержит аппарат­ный блок цифровой обработки — baseband-контроллер (который еще называется контроллером связи), процессорное ядро (CPU) и интерфейс передачи данных.

Рис. 3.3. Аппаратная архитектура Bluetooth

Верхние уровни Bluetooth

Протокол L2CAP реализует передачу и преобразование данных от верхних уров­ней к baseband-уровню. Информационная часть пакетов формируется только из данных, передаваемых от уровня L2CAP. Уровень L2CAP определен только для ACL-связи.

Протокол обнаружения услуг предназначен для поиска определенного класса устройств, предоставляющих какую-либо услугу.

Протокол RFCOMM является эмулятором последовательного порта и основан на спецификации ETSI 07.10. Он эмулирует сигналы RS-232 через baseband-уро­вень Bluetooth для предоставления услуги последовательного порта стандартным протоколам передачи данных.

Протоколы TCS Binary и АТ-команды предназначены для использования в уст­ройствах передачи голосовых данных и данных, передаваемых по голосовому кана­лу (факс, модем). Протокол TCS Binary основан на рекомендации ITU-T Q.931 (применительно к симметричному каналу, Annex D в рекомендации Q.931). АТ-ко­манды основаны на рекомендации V.250 ITU-T и рекомендации ETSI 300 916 (GSM 07.07).

3.3. Особенности построения модулей Bluetooth

Как было сказано выше, современные решения построения чипов или набора мик­росхем для Bluetooth подразделяются на два вида: радио и baseband интегрированы на одном кристалле, или в виде двух микросхем (радио и baseband на разных крис­таллах). Радиочипы для системы Bluetooth фирмы-разработчики проектируют, ис­ходя из дешевизны, малого потребления и малых габаритов микросхемы.

Для приемника очень популярной является архитектура построения квадратур­ного смесителя с квазинулевой промежуточной частотой (1—3 МГц) или с нулевой промежуточной частотой. Это позволяет избежать применения внешних керамиче­ских фильтров как на входе приемника, так и при фильтрации соседнего канала на промежуточной частоте. После квадратурных перемножителей производится фильтрация сигнала (в цифровом или аналоговом виде) и его демодуляция. Архи­тектура с нулевой ПЧ требует применения более линейных квадратурных пере­множителей и схем компенсации смещения постоянной составляющей, что увели­чивает потребляемый ток. Архитектура с квазинулевой ПЧ лишена данных недо­статков, но в тоже время имеет свои ограничения [21].

В передатчике используют архитектуру нескольких видов:

  • модуляция проводится на несущей частоте при использовании двух квадра­ турных перемножителей после цифрового формирования модулирующего инфор­ мационного сигнала;

  • модуляция проводится подачей информационного сигнала после гауссовского фильтра (аналогового или цифрового) на генератор управляемый напряжением (ГУН) петли фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ).

Baseband чипы, как правило строятся на ARM-иодобных процессорных ядрах, взаимодействующих с периферийными интерфейсами посредством подсоединения к внутренней системной шине.

Цель построения Bluetooth систем, определяемая рабочей группой Bluetooth SIG, — цена полностью интегрированного решения должна быть менее $5 [19]'.

3.4. Элементная база Bluetooth™ (v1.1) фирмы Ericsson

Краткие характеристики спецификации Bluetooth vl.l:

  • Технология Bluetooth применяется для замены кабелей, организации беспро­ водных персональных сетей (WPAN), построения ретрансляторов для голосовых и информационных каналов;

  • Bluetooth устройства работают в нелицензируемом ISM (2.4 — 2.5 ГГц) диапа­ зоне частот (рабочие каналы = 2.402 — 2.480 ГГц);

  • Количество каналов = 79;

  • Ширина канала = 1 МГц;

  • Рабочая частота в каждом из 79 каналов задается по методу FHSS TDD;

  • Длительность временного слота = 625 мксек;

  • Битовая скорость в канале = 1 Мбит/сек;

  • Два режима работы в пикосети мастер-устройство и подчиненное устройство;

  • Возможность организации рассредоточенной сети scatternet (работа устройст­ ва в нескольких пикосетях);

  • Наличие асинхронных (ACL)- для передачи данных, и синхронных (SCO)- для передачи голоса, каналов;

  • 1, 3, 5-ти слотовые пакеты;

  • Поддержка энергосберегающих режимов работы: SNIFF, PARK, HOLD;

  • Разделение устройств по излучаемой мощности на три класса:

  • класс 1 - от 1 мВт (0 дБм) до 100 мВт (20 дБм),

  • класс 2 - от 0,25 мВт (-6 дБм) до 2,5 мВт (4 дБм),

  • класс 3 — до 1 мВт (0 дБм).