3.10. Электромагнитная совместимость сетей Bluetooth и других технологий

Сети Bluetooth и сети стандарта 802.1 lb работают в общей полосе частот, шириной 83.5МГЦ (2.41Гц - 2.4835ГГц).

Из-за того, что 802.11b и Bluetooth по разному используют частотный спектр, они могут создавать друг другу значительную интерференцию [28]. В 802.1 lb при­меняется технология расширения спектра с помощью прямой последовательности, а технология Bluetooth использует метод расширения спектра с помощью скачко­образной перестройки частоты.

Устройство 802.1 lb занимает в течение текущей передачи данных только четвер­тую часть отведенной полосы. После того как передача закончена, полоса свободна для других устройств в сети, а также для других пользователей. Другими словами, 802.1 lb использует канал на основе множественного доступа с временным разделе­нием. 802.11b определяет 11 доступных каналов с центральными частотами, разне­сенными на 5МГц. Эти каналы частично накладываются друг на друга (рис. 3.28).

Для избежания интерференции между расположенными рядом сетями 801.1 lb, отдельные локальные сети обычно работают на каналах 1, 6 и 11. Таким образом, три сети 802.11b, расположенные рядом, не будут перекрываться по частоте и не будут создавать друг другу интерференции [28].

В отличие от сетей стандарты 802.1 lb, частота канала Bluetooth не зафиксирова­на, т.к. используется скачкообразная перестройка частоты. Как говорилось ранее, устройства Bluetooth меняют частоту по закону псевдослучайной последователь­ности, используя 79 каналов, шириной 1 МГц каждый (рис.3.29). Таким образом, устройство Bluetooth занимает всю полосу, но в определенный момент времени -только малую ее часть. Скачкообразная перестройка частоты происходит 1600 раз в секунду.

Обычно устройства 802.11b либо включены в настольный или портативный ком­пьютер, либо работают как точки доступа к проводной базовой сети Ethernet и Web. Устройства 802.11b имеют уровни мощности передачи порядка 100 мВт. При этом уровне мощности 802.11b может поддерживать скорость передачи данных 11Мбит/сек на расстояния до 100 метров.

В отличие от 802.11b, Bluetooth является персональной сетью и предназначен для беспроводной связи на малых расстояниях.

Bluetooth поддерживает меньшую скорость передачи данных (1 Мбит/сек), уро­вень передаваемой мощности равен 1 мВт. В тоже время, у Bluetooth есть опция с увеличением мощности передачи до 100 мВт. Эта опция может использоваться в приложениях, где требуется дальность действия до 100 метров.

Эти типы устройств определены в радио спецификации Bluetooth как «устрой­ства класса 1».

Рис. 3.28. Распределение частотных каналов во времени для устройств стандарта 802.11b

Совместное использование спектра устройствами 802.1 lb и Bluetooth показыва­ет, что две технологии могут создавать друг другу помехи, в зависимости от их вза­имного расположения. Учитывая, что Bluetooth PAN занимают весь ISM диапазон, сигналы двух или более Bluetooth PAN, находящиеся в непосредственной близости друг от друга, будут иногда перекрываться, что может привести к потере пакетов данных.

РиС. 3.29. Распределение частотных каналов во времени для устройств Bluetooth

Для уменьшения возможных проблем с электромагнитной совместимостью при работе в ISM диапазоне, предлагается несколько алгоритмов адаптации [4, 29, 30].

управление мощностью передачи

Этот метод заключается в регулировке мощности передающих устройств, работаю­щих в ISM диапазоне. Например, если устройство Bluetooth может определить ми­нимальный уровень мощности, который необходим для передачи пакетов с прием­лемым для приема коэффициентом ошибочных битов (BER), то это позволит уменьшить мощность передатчика. Превышение этого минимального уровня мощ­ности только увеличивает вероятность создания помех другим устройствам, рабо­тающим в этой области, в том числе и устройствам Bluetooth, 802.1 lb и беспровод­ным телефонам.

Стандарт Bluetooth предусматривает низкий уровень чувствительности прием­ника (-70 дБм). Большинство производителей фактически достигают лучшего уровня чувствительности (-80 дБм). Наиболее чувствительные приемники позво­лят снизить уровень передаваемой мощности, не уменьшая требуемого отношения сигнал/шум. Это улучшит характеристики совместимости системы, т.к. устройства будут создавать друг другу меньше взаимных помех.

Адаптивный выбор типа пакета

Тип передаваемого пакета Bluetooth также может влиять на характеристики совме­стимости. Пакеты Bluetooth несут различную полезную информацию, в зависимос­ти от количества слотов, отведенных под пакет.

Уменьшение длины пакета, например, до однослотового, уменьшит уязвимость пакета при интерференции, а это увеличит вероятность правильного приема.

Исследования показали, что использование более коротких пакетов Bluetooth может увеличить пропускную способность при наличии интерференции. Однако, с уменьшением длины пакетов, возрастает их количество, соответственно, возраста­ют затраты на обработку заголовков и время простоя между скачками частоты, ко­торое требуется синтезатору для переключения прием/передача. При слишком большом количестве пакетов наступит момент, когда уменьшение типа пакета не улучшает пропускную способность.

Для достижения совместимости 802.11b и Bluetooth, специальными научными группами, такими как исследовательская группа IEEE 802.15.2 и Bluetooth SIG, выдвигается много предложений, рекомендаций и проектов.

Адаптивная перестройка частоты

Из-за неограниченного доступа к ISM диапазону, устройства Bluetooth подверга­ются высокому уровню интерференции от других приборов, работающих в этом же Диапазоне, таких как микроволновые печи, беспроводные телефоны и т.д. Кроме того, источниками интерференции могут быть беспроводные локальные сети, рабо­тающие по стандарту 802.1 lb. Для борьбы с замираниями и интерференцией в тех­нологии Bluetooth используется метод скачкообразной перестройки частоты (Frequency Hopping — FH). Как говорилось ранее, в этом методе псевдослучайным образом выбираются 79 доступных частотных каналов, шириной 1МГц. В снеци-

фикации Bluetooth 1.1 процесс выбора частоты происходит без учета помеховой обстановки. Адаптивная перестройка частоты (Adaptive Frequency Hopping — AFH) предполагает активное изменение алгоритма перестройки частоты с учетом анализа спектра, и таким образом, позволяет предотвращать интерференцию. Дан­ный метод будет предусмотрен в спецификации Bluetooth 1.2 как наиболее пер­спективный и простой для реализации.

На рис. 3.30 изображена схема работы устройства Bluetooth в ISM диапазоне.

Устройство Bluetooth меняет частоту 1600 раз в секунду, псевдослучайным об­разом выбирая для работы канал шириной 1 МГц. Выбор канала происходит неза­висимо от наличия других активных устройств, занимающих ISM диапазон. Если рассматривать работу устройства Bluetooth, то оно использует весь ISM диапазон, но в конкретный момент времени — лишь малую его часть. Это позволяет устрой­ству Bluetooth уменьшать эффект замирания, а так же интерференцию.

а со

Рис. 3.30. Использование спектра устройством Bluetooth. Расширение спектр скачкообразной перестройкой частоты (FHSS)

Рис. 3.31. Работа беспроводной LAN 802.1 lb. Расширение спектра с помощью прямой последовательности

На рис. 3.31 представлена схема работы беспроводной локальной сети 802.1 lb. Очевидно, что сети, работа которых изображена на рис. 3.30 и рис. 3.31, будут ча­стично перекрывать частоты и мешать работе друг друга, если они работают в не-

посредственной близости друг от друга. Так как сети 802.1 lb работают на фиксиро­ванной частоте, а сети Bluetooth использует скачкообразную перестройку частоты, очевидно, что есть смысл реализовывать схемы исключения занятых частотных ка­налов именно в сетях Bluetooth.

Требуется найти метод определения интерференции, который использовался бы устройствами Bluetooth для: изменения алгоритма перестройки частоты для избе­жания интерференции; оповещения других членов пикосети об изменении после­довательности перестройки частоты; периодической переоценки состояния кана­лов.

Адаптивная перестройка частоты, это способ уменьшения интерференции. AFH для Bluetooth может быть определена четырьмя основными методами:

• Классификация канала — метод определения источника интерференции путем проверки КАЖДОГО канала.

• Управление связью — координация и распределение AFH-данных членам пи­ косети Bluetooth (производится с помощью специальных LMP-команд).

• Модификация последовательности перестройки частоты — исключение воз­ действия источника интерференции с помощью выборочного уменьшения количе­ ства каналов, по которым производится перестройка частоты.

• Поддержка канала — метод периодической переоценки каналов. Классификация канала включает обнаружение сети, создающей интерференцию.

Для этого существуют различные методы, такие как RSSI-измерения, оценка коли­чества ошибочных пакетов и др. У каждого метода есть свои преимущества и недо­статки. Например, RSSI позволяет устройству пассивно оценивать каждый канал и проводить оценку за один тайм-слот, длиной 625 миллисекунд. Методы, требую­щие доставки пакета, позволяют оценить возможность посылать пакеты по линии связи point-to-point, однако, эти методы могут быть слишком медленны, их работа зависит от типа передаваемого пакета.

При оценке качества канала, каждый канал классифицируется как «хороший» (т.е. свободный), или «плохой» (т.е. занятый). В этом случае в пикосети использу­ется управление связью для координации и распределения данных о состоянии ка­налов. Несмотря на то, что оценка качества канала может производиться каждым устройством в сети, мастер-устройство работает как главный «распределитель» по­следней информации о состоянии каналов. Мастер-устройство выполняет это, по­сылая специальные команды протокола управления связью (LMP) устройствам, определяя, какие частоты были добавлены или исключены из списка доступных каналов. Таким образом, для того, чтобы устройства в пикосети использовали AFH, необходимо, чтобы мастер-устройство использовало AFH.

Как только набор свободных для использования каналов определен, каждое уст­ройство получает соответствующие данные и должно изменить последователь­ность перестройки частоты, для того чтобы избежать использования занятых кана­лов. Эта модификация должна быть синхронизирована (по времени и частоте) Между всеми устройствами, которые входят в пикосеть.

Когда пикосеть Bluetooth использует меньшее количество частотных каналов необходимо периодически проводить классификацию каналов, управление связьт и модификацию последовательности перестройки частоты (т.е. поддержку канала) Этот процесс должен происходить достаточно регулярно для того, чтобы отслежи­вать изменения в состоянии каналов. В том случае, если мобильное устройство окажется в непосредственной близости с пикосетью Bluetooth (либо если устрой­ство увеличит излучаемую мощность), оно будет создавать интерференцию. Регу­лярная поддержка канала должна быть сбалансирована со «спящим» и «маломощ­ным» режимами работы различных устройств, для координирования и синхрони­зации AFH-данных.

Ниже рассмотрен пример иллюстрирующий ситуацию, в которой пикосеть Bluetooth работает в непосредственной близости с системой 802.lib. В этом случае определяется качество канала и эта информация распространяется между всеми устройствами в пикосети. Ширина полосы частот, занимаемая системой 802.lib, будет составлять 22 МГц. При этом, как показано на рис.3.32, устройства Bluetooth не будут использовать занятую полосу частот.

Рис. 3.32. Сосуществование Bluetooth и одной системы 802.11b с использованием AFH

Рис. 3.33. Блок-схема AFH-выбора частоты

На рис. 3.32 изображен случай, когда с помощью метода AFH удается избежать использования выбранных «плохих» каналов. На рисунке 3.33 представлено дере­во решений для AFH-модуля Bluetooth.

Такой метод улучшает обратную совместимость с устройствами, не использую­щими AFH, но работающими в этой же пикосети.

Использование адаптивной перестройки частоты в технологии Bluetooth помо­гает справиться с перегрузками ISM диапазона, в котором работает все большее ко­личество устройств. Метод AFH специально направлен на уменьшение интерфе­ренции от устройств, работающих на фиксированных частотах, таких как 802.11b, микроволновых печей и т.д. Исключение использования занятого спектра позволя­ет Bluetooth достигать большей пропускной способности и улучшать качество ус-

.,vr(QoS).

Преимущества AFH распространяются не только на Bluetooth системы. Систе­ма, работающая на частотах, которые не использует AFH-система Bluetooth, так­же будет иметь большую пропускную способность (например, 802.11b), или луч­шее качество передаваемого голоса (например, беспроводной телефон). Это на­зывается «принципом добрососедства», когда устройство Bluetooth, которое мо­жет создавать интерференцию другим устройствам, не использует занятые час­тотные каналы.

Адаптивная перестройка частоты делает возможным сосуществование Bluetooth-систем с другими системами, также использующими ISM диапазон, по­тому что каждая система избегает использования занятой части спектра. Из-за то­го, что уменьшится число конфликтов, уменьшатся задержки (времена ожидания), т.к. сократится количество повторных передач. Уменьшение количества повторных передач повлечет за собой уменьшение излучаемой мощности.

По мере того, как количество источников интерференции в пространстве увели­чивается, из AFH-последовательности перестройки частоты исключается все боль­шее количество каналов. Без использования AFH, характеристики Bluetooth-сис­темы будут постепенно ухудшаться. Применение AFH-системы имеют целью иметь устойчивую связь до момента работы минимального числа каналов. Если Bluetooth-система, работающая на минимальном количестве каналов (15 в соответ­ствии с FCC, или 20 в соответствии с ETSI), продолжает испытывать интерферен­цию, пропускная способность и надежность начнут уменьшаться из-за того, что должны использоваться заведомо «плохие» частотные каналы.

Чем больше количество частотных каналов, которые использует AFH-система, тем больше эта система создает интерференции. Минимальное количество кана­лов, которое должна использовать FHSS-система обычно определяется органами государственного регулирования, которые контролируют использование частот­ного спектра. Федеральная комиссия по связи установила минимальное количе­ство каналов, равное 75, а в 2002 году был создан документ «Замечание к предпо­лагаемым правилам использования» (Notice of Proposed Rule-Making — NPRM), предлагающий уменьшение минимального количества каналов до 15. Предложе­ние NPRM актуально и вероятно не встретит возражений. Европейский институт стандартов по телекоммуникациям уже разрешает FHSS-системам уменьшать ко-личество частотных каналов до 20. В использовании разумных методов избежа-

ния коллизий, таких как адаптивная перестройка частоты, заинтересованы не только распорядительные органы, но и производители, а также конечные пользо­ватели.

По понятным причинам, предпочтительнее, чтобы в пикосети Bluetooth работа­ли устройства, поддерживающие AFH. Это вполне достижимо, т.к. мастер-устрой­ство всегда может определить, какие устройства поддерживают AFH, а какие нет. Таким образом, мастер-устройство может работать как в обычном режиме, так и в AFH-режиме.

Возможность AFH улучшать работу устройств Bluetooth при наличии интерфе­ренции, делает этот метод привлекательным. Возможность метода AFH улучшать работу различных устройств очень важна для компаний или пользователей, кото­рые используют РАЗЛИЧНЫЕ беспроводные сети в непосредственной близости друг от друга. Увеличение надежности, уменьшение задержек и возможность сосу­ществования с другими сетями делает метод AFH очень привлекательным для ис­пользования в системах Bluetooth [30].

3.11. Пути снижения себестоимости проектируемых устройств Bluetooth

Существует несколько технических и коммерческих условий, которые следует учи­тывать при проектировании Bluetooth-систем. Основными факторами успешного проектирования устройств являются: простое управление, низкая стоимость, ма­лые габаритные размеры и низкое потребление мощности [31].

Технические требования Bluetooth удовлетворяют критерию простого управле­ния.

Остальные критерии могут быть удовлетворены компаниями, производящими полупроводниковые электронные компоненты Bluetooth. Говоря о стоимости, надо иметь в виду, что она складывается из стоимости системы, ее разработки и произ­водства.

Стоимость системы зависит от количества интегральных схем в сборке чипа и количества и типа требуемых внешних компонентов. Очевидно, что здесь решаю­щими являются схемы с очень высокой степенью интеграции (Very Large Scale Integration — VLSI), а именно содержащие память, фильтры и т.д. и изготавливае­мые на подложках большого диаметра.

Оптимизация программного обеспечения, используемого в системе, позволяет уменьшить необходимый объем памяти и как следствие уменьшить стоимость Bluetooth устройства. Для производства малого и среднего количества модулей Bluetooth, собственная (внутрифирменная) разработка этих модулей слишком до­рога, поэтому рекомендуется использовать законченные решения от сторонних производителей. Стоимость производства может быть уменьшена за счет малого времени производственного цикла. Кроме того, для уменьшения стоимости произ­водства общее количество компонентов в любом изделии Bluetooth должно быть сведено к минимуму.

Для достижения малых размеров устройств Bluetooth, требуемых, например, для голосовых приложений или для использования в беспроводном телефоне, необхо­димы малогабаритные VLSI-схемы и компактные корпуса чипов. При производст­ве RF модулей преимущественно должна быть использована технология низкотем­пературной совместно обожженной керамики (Low Temperature Cofired Ceramic — LTCC), т.к. она позволяет хорошо интегрировать пассивные элементы. При произ­водстве схем Bluetooth должны использоваться технологии полупроводниковых процессов с малым током потребления, такие как комплементарная металло-ок-сидная полупроводниковая (Complementary Metal Oxide Semiconductor — CMOS) и биполярная CMOS технология (BiCMOS). Все это наряду с эффективно спроек­тированным чипом, программной оптимизацией и оптимизированным управлени­ем мощностью позволяет снизить себестоимость устройств.

Рис. 3.34. Эволюция решения radio/controller неизбежно приводит к разработке одночипового решения, совмещающего функции RF и Baseband

В качестве примера тесных рабочих взаимоотношений между поставщиками ус­тройств и производителями оборудования Bluetooth можно привести опыт сотруд­ничества фирмы Philips Semiconductors и Ericsson Inc., создавших партнерство для разработки блока чипов Bluetooth. Как участник этого партнерства, компания Philips предоставила свою платформу специализированных интегральных схем (Application Specific Integrated Circuit — ASIC), свою технологию процессов CMOS и QuBIC, и опыт массового производства чипов для систем цифровой евро­пейской беспроводной связи (DECT). (Стандарт DECT подобен Bluetooth в отно­шении требований к компонентам радио и baseband-обработки.) Как производи­тель оборудования и соучредитель Bluetooth SIG, компания Ericsson сделала вклад в обеспечение взаимодействия в виде своего ядра «Golden Bluetooth Core», наряду с программным обеспечением и проведением производственных испытаний.

На рис. 3.34 изображен процесс эволюции проектирования Bluetooth от перво­начальной ASIC до последнего VLSI решения на двух чипах.

Первоначальное проектирование включало baseband-процессор VWS26002 и RF-приемопередатчик UAA3558. Разработка baseband-процессора Bluetooth с ин­тегральным процессором ARM (компания Advanced RISC Machines — производи­тель микропроцессоров (http://www.arm.com)) началась еще в 1999 году и привела к созданию baseband-процессора модели VWS26002, подходящего для работы в ре­жиме point-to-point.

Модель приемопередатчика UAA3558 построена по схеме с низкой промежуточ­ной частотой (Low Intermediate Frequency — LIF), и благодаря этому она экономи­чески эффективна и хорошо интегрирована.

Одним из последних решений является высоко интегрированное построение уст­ройства на двух чипах с baseband-контроллером модели PCD87750 (с кодовым на­званием «Blueberry») и приемопередатчиком UAA3558. Baseband-контроллер PCD87750 (рис. 3.35) содержит мощный 32-х битный микропроцессор ARM7/TDMI, процессор Ericsson Bluetooth Core (ЕВС), 384-х килобайтную много­кратно программируемую память (MultiTime-Programmable — МТР) вместе со SRAM емкостью 64 кбит (для использования с программным обеспечением Ericsson) или 32 кбит (для оптимизированного программного обеспечения Philips). Для поддержки максимально большого диапазона приложений были интегрирова­ны несколько интерфейсов: последовательно-параллельные интерфейсы (Serial Parallel Interface — SPI), импульсно-кодовая модуляция (РСМ), универсальная по­следовательная шина (USB), интерфейс универсального асинхронного приемопере­датчика (UART) и двадцать один ввод/вывод общего назначения (General Purpose Input Output — GPIO) вместе с аналого-цифровым преобразователем (Analog-to-Digital Converter — ADC) для передачи речи. Чип спроектирован для производства с технологическими нормами 0,25-микрон CMOS-технологии с напряжением пита­ния +2,7 VDC и поставляется в компактном корпусе LFBGA81, размером 9x9 мм.

Приемопередатчик модели UAA3558 включает в себя все требуемые функции передатчика и приемника, включая генератор, управляемый напряжением (Voltage Controlled Oscillator — VCO) и схемы синтезатора частоты. Благодаря своей LIF архитектуре, все фильтры могут быть интегрированы и не надо будет использовать дорогие дополнительные фильтры на поверхностных акустических волнах (Surface Acoustic Wave — SAW) или керамические фильтры.

Требуется менее 40 внешних компонентов, вместе с конденсаторами и резисто­рами. Это составляет примерно половину от количества компонентов, требуемых для построения Bluetooth радио стандартного супергетеродина.

Чувствительность приемника UAA3558 достигает —90 дБм и, следовательно, на 20 дБм лучше, чем соответствующий параметр, указанный в технических требова­ниях Bluetooth. Baseband-контроллер управляется быстродействующей трехпро-водной последовательной шиной. Принимая во внимание потери на соединение между блоком и антенной, уровень сигнала RF выхода составляет +4 дБм для до-

Рис.3.35. Baseband-контроллер содержит ядро мощного микропроцессора и встроенную память

стижения мощности передатчика 0 дБм. Для увеличения зоны действия системы Bluetooth при необходимости может быть подключен дополнительный усилитель мощности. Схема приемопередатчика UAA3558 спроектирована для BiCMOS про­цесса, который требует технологических норм минимум 0,5 микрон. Приемопере­датчик может поставляться в корпусах LQFP32 или VQFN32. Оба корпуса имеют размеры 5x5 мм. Конструирование изделий с использованием этой интегральной схемы оказывается сравнительно простым и при производстве не требуется ника­кой настройки. На рис.3.36 изображена экспериментальная плата приемопередат­чика Bluetooth с дополнительным усилителем мощности для увеличения дальнос­ти действия системы.

Чтобы еще больше упростить RF части системы Bluetooth, существует модель полного радиомодуля BGB100 «TrueBlue». Модуль, габариты которого 12 х 12 х 12 мм, содержит ИС приемопередатчика.иАА3558 и все вспомогательные элемен­ты схемы на подложке LTCC. Не требуется никаких дополнительных внешних компонентов, а антенна и baseband-контроллер могут быть подключены прямо к Модулю. Модуль позволяет получить мощность 0 дБм на соггласованную нагрузку

50 Ом. Для обеспечения электромагнитной совместимости (Electromagnetic-Compatibility — EMC) модуль приемопередатчика помещается в экран.

Рис. 3.36. Схема приемопередатчика UAA3558

Увеличить дальности действия системы Bluetooth с 10 метров до 100 метров, можно путем добавления выходного усилителя мощности (Power Amplifier — PA). Для этой цели подходят два Тх-усилителя от Philips Semiconductors. Модель UAA3591 обеспечивает высокий КПД и таким образом, имеет малое потребление тока. Эта модель позволяет получить +23 дБм мощности на выходе, которая после учета всех потерь обеспечивает приблизительно +20 дБм выходной мощности в антенне. Этот усилитель размещается в корпусе MLF16, имеющем габариты 4 х 4 мм. Другим простым, но менее эффективным решением, является 2,4 ГГц-й уси­литель типа BGA2450. Он позволяет получить выходную мощность около +20дБм с КПД равным 30% и поставляется в корпусе SOT-457 с габаритами 3x3 мм.

Программное обеспечение Bluetooth для этого блока чипов имеет модульную структуру. Philips Semiconductors предоставляет нижние уровни интерфейса хост-контроллера, которые включают программное обеспечение Ericsson и собственную оптимизированную версию. Прикладное программное обеспечение, выполняемое по техническим условиям заказчика, производят партнеры по программному обес­печению, такие как S3, Inventel, Widcomm и AVE.

Еще большее распространение рынка интерфейсов Bluetooth потребует дальней­шего снижения цен. Этого можно достигнуть путем создания одночипового реше­ния, которое означает, что Радио Bluetooth должно быть интегрировано в RF CMOS технологию. С применением 0.13 микронной технологии CMOS, эта цель коммерчески может быть осуществима, хотя на практике придется решать слож­нейшую задачу внутричиповой интерференции между RF и baseband сигналами. Решение этой проблемы потребует нескольких циклов разработки. Как промежу­точное решение может рассматриваться многочиповый модуль в котором RF и baseband-чип расположены в общем корпусе [32, 33].

Необходимо иметь в виду, что разработка одночипового решения возможна только при тесном сотрудничестве технологов с разработчиками и производителя­ми оборудования.

3.12. Реализация Bluetooth в России

Как показали исследования, проведенные в рамках 7-го Бизнес Форума «Мобиль­ные системы 2002», в России к технологии Bluetooth проявляется огромный инте­рес. Наиболее перспективными являются те области промышленности и народного хозяйства, где требуется сбор и обработка большого количества одновременно из­меряемых параметров, например, нефтепромыслы, металлургические заводы, жи-лищно-коммунальное хозяйство, медицина, специальные приложения.

Причина этого в совокупности достоинств новой технологии, главные из кото­рых являются:

• сравнительно небольшой радиус действия, при малой мощности передатчика и низкой потребляемой мощности;

• высокая устойчивость к интермодуляционным помехам и отсутствие влияния устройств Bluetooth на обычную бытовую электронику;

• низкая стоимость — менее 30 долларов за устройство с последующей тенден­ цией к снижению до 10 долларов и ниже.

Развитие технологии Bluetooth в России идет по трем направлениям [20]:

• Дистрибьюция элементной базы от известных фирм производителей.

• Инженерная интеграция, заключающаяся в создании конкретных технических систем на основе модулей Bluetooth.

• Разработка элементной базы Bluetooth.

В России основными дистрибьюторами компонентов Bluetooth являются ряд компаний, находящихся в Москве и С.-Петербурге. Компании-дистрибьюторы реа­лизуют в основном элементную базу от известных фирм Ericsson и Philips. Инже­нерная интеграция, вызвавшая большой интерес, сдерживается на современном этапе недостаточным информационным обеспечением и «сыростью» технических решений (особенно для радиоблока).

Разработка элементной базы для Bluetooth ведется в направлении создания как одночиповых модулей (baseband-контроллер + приемопередатчик), так и раздель­ных блоков. Примером тому служат baseband-контроллер PCD87751(52) и при­емопередатчик UAA3558(59) от фирмы Philips или совмещенный модуль ROK 101 008 от фирмы Ericsson.

Использование той или иной концепции построения вызывает много дискуссий, Которые основаны как на технических аспектах, так и пользовательских, и на взгляд авторов, должны определяться кругом решаемых задач.

Для проектирования модулей Bluetooth необходима развитая технологическая база, включающая в себя современный САПР, проектно-технологическую базу данных (Design Kit) фирмы изготовителя, состоящую из набора программных средств, библиотеки стандартных элементов и т.д.

В настоящее время элементы baseband-контроллеров Bluetooth в основном раз­рабатываются и изготавливаются на базе ARM-подобных процессоров (ARM7 TDM1) по субмикроиной технологии с проектными нормами 0.13 мкм или 0.18 мкм. В России таких технологий нет. В тоже время, проведя тщательный ана-

лиз спецификации Bluetooth, в компании Kedah Electronics Engineering (KEE) спроектирован baseband-модуль, для реализации которого достаточно 0.5 микрон­ных технологических норм. Реализация такого модуля возможна на отечественном предприятии электронной промышленности — заводе «Ангстрем».

Используя отечественные схемотехнические решения и дешевую отечественную технологию можно изготавливать конкурентоспособный по цене baseband-модуль Bluetooth в самое ближайшее время.

Изготовление радио модуля Bluetooth потребует не хуже чем 0.25 мкм техноло­гических норм и для современной России представляется проблемной задачей [20 34].

В России специалистами фирмы Kedah Electronics Engineering (KEE) заверше­ны тестовые испытания baseband-модуля отечественной разработки. На базе этого модуля разработана телефонная трубка, в которой реализован профиль беспровод­ной телефонии и профиль передачи файлов (рис. 3.37). В этих изделиях примене­ны радио модули от фирм Ericsson и Philips.

Рис.3 .37. Беспроводные телефонные трубки Bluetooth компании Kedah Electronics Engineering

Полученные в России результаты по разработке baseband-модуля Bluetooth поз­воляют сделать заключение, что при объединении усилий разработчиков и фирм изготовителей, современная Россия в короткие сроки может быть интегрирована в процесс разработки и создания конкурентно способных модулей Bluetooth [34].