聊聊蓝牙与IEEE 802.15协议

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蓝牙:是设计用于连接具有不同功能的设备的无线局域网技术。

蓝牙局域网,是一种自组织网络,也就是说这个网络是自发组成的,这些设备互相找到对方,并形成一个称为微微网的网络。蓝牙局域网甚至能连接到因特网上,只要其中某一个电器具有此功能。

现在蓝牙是指,使用802.15协议实现的,这个协议定义了一个无线个人局域网(PAN),它可以在一个房间工作。

1、体系结构:

蓝牙定义了两种类型的网络:微微网,分散网

(1)微微网

一个微微网最多有8个站,其中一个站称为主站,其它站称为从站。所有的从站的时钟与跳频都与主机一致。微微网只能有一个主站,主站与从站之间的通信可以是一对一也可以是一对多的。虽然一个微微网有最多7个子站,但是还可以有8个处于禁用状态的站。

(2)分散网

多个微微网可以组成一个分散网。一个薇薇网的从站,可能是另一个微微网的主站,它可以接收由第一个微微网的主站发送的报文(作为一个从站),然后以主站的身份将这些报文传递给第二个微微网上的从站。也就是说,一个站可以是多个微微网的成员。

(3)蓝牙设备

一个蓝牙设备可以是一个内置的短距离无线电波发射器。目前数据率是1Mpbs,带宽为2.4Ghz。这也意味着在IEEE802.11无线局域网和蓝牙局域网之间有可能会互相干扰。

(4)帧格式

带基层的帧可能是以下三种类型之一:1个时隙,3个时隙,5个时隙。一个时隙是625us。不过一个时隙的帧在交换过程中需要有259us用于跳频及控制机制。这也就意味着一个时隙的帧只能有366us,加之1Mhz的带宽,及1bit/hz的条件,一个时隙的帧的大小就是366位。

一个三个时隙的帧占用了3个时隙。不过由于有259us用于跳频,因此帧的长度是:625*3-259=1616位。使用三个时隙的设备在三个时隙商都保持着相同的跳频,(在相同的载波频率上)。哪怕只使用了一个跳频数也会浪费掉三个调频数。这就是说每个帧的跳频数就等于该帧第一个时隙的跳频数。一个五个时隙的帧同样有259us用于跳频意味着此时帧的长度是:625*5-239=2866位。

接入码(72位) 首部(54位) 数据(0-N位)

首部:

地址(3位) 类型(4位) F(1位) A(1位) S(1位) HEC(8位)

这18位反复出现3次

其中每个字段描述如下:

接入码:这个72位的字段一般包含的是同步位和主站的标识符,以此来区别不同微微网中的帧。

首部:这个54位的字段中反复出现着一个18位的固定样式。这个样式由子字段构成:

a.地址:这个三位的地址子字段可以定义最多7个从站,如果这个地址为0,就说明是主站向所有从站发出的广播通信。

b.类型:这个4位的类型子字段定义了上层数据的类型。我们将在后面讨论,这些类型。

c.F:这个一位子字段用于流控制。当置为一时表示这个设备无法接受更多的帧(缓存已满)

d.A:这个一位的子字段用于确认。蓝牙使用的是停止等待ARQ,且只需要1位就足够用于确认了。

e.S:这个1位的子字段包含的是一个序列号。蓝牙使用的是停止等待ARQ,且只需要1位的序列号就足够了。

f.HEC:这个8位的手部纠错子字段是一个检验和用于检测首部中18位为一小节的差错。

首部中有三个完全相同的18位长的段。接收方会逐位比较这三段,如果三次重复完全一致,该位就会被接受。如不同,则少数服从多数。这是一种前纠错方法。之所以需要这种刷国内差错控制机制是因为此种通信是通过空气传播的,本身就非常复杂。

数据:这个子字段的长度是从0位到2740位都可以。它包含的是来自上层的数据或控制信息。

a 发送站在检测到媒体空闲会发送一个rts的帧,在这个报文中,发送方定义了它需要使用媒体的时间。

b 接收站通过发送一个称为cts的帧,来确认此请求(向所有站广播)

d 接收站对接收到的数据进行确认。

转自:药剂学徒

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