超低功耗

前言

標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙所能提供的5種核心價(jià)值包括：低成本、低功耗、短距離、全球標(biāo)準(zhǔn)化以及可靠性。在這些核心價(jià)值經(jīng)歷了時(shí)間考驗(yàn)并有所發(fā)展之后，就出現(xiàn)了Wibree技術(shù)。2007年6月，Wibree技術(shù)被納入藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟（Special Interest Group，SIG），并更名為超低功耗（Ultra Low Power，ULP）藍(lán)牙。這一新的低功耗無(wú)線技術(shù)可用于小型設(shè)備之間的簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)傳輸，僅需一枚鈕扣電池便可運(yùn)行10年。這意味著該技術(shù)能夠提供一種全新的藍(lán)牙連接，可滿足各種細(xì)分產(chǎn)品的需求，如手表、訓(xùn)練鞋、醫(yī)療傳感器等，市場(chǎng)將會(huì)非常龐大。目前的短距離無(wú)線通信技術(shù)有很多，如ZigBee、wi-Fi等。2.4GHz短距離無(wú)線通信市場(chǎng)已經(jīng)相當(dāng)擁擠，但是還缺少一個(gè)為基于鈕扣電池供電的小型低功耗應(yīng)用而設(shè)計(jì)的開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)，以推動(dòng)數(shù)據(jù)流相對(duì)較低的簡(jiǎn)單無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，其基本要求就是低成本、低功耗、簡(jiǎn)單易用。而無(wú)論是wi-Fi，還是藍(lán)牙，都離這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)有一定的距離。藍(lán)牙可以在不充電的情況下工作幾周，根本無(wú)法工作幾個(gè)月，更不用說(shuō)幾年。而wi-Fi的功耗卻更高。wi-Fi是為快速傳輸大量數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的，它無(wú)法滿足相當(dāng)一部分實(shí)用性無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在電池壽命、外形尺寸以及系統(tǒng)成本上的要求。至于ZigBee，雖然這種技術(shù)具有一定的功耗與成本優(yōu)勢(shì)，不過(guò)它瞄準(zhǔn)的一向都是比PAN更大型的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Net.work，WSN）。同時(shí)，由于ULP藍(lán)牙技術(shù)本身比較簡(jiǎn)單，其與標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙的融合也不會(huì)增加成本。可以預(yù)計(jì)基于該技術(shù)的各種蓄勢(shì)待發(fā)的應(yīng)用使得它有一個(gè)廣闊的發(fā)展前景。ULP藍(lán)牙技術(shù)的研究在國(guó)外、國(guó)內(nèi)都處于起步的階段，無(wú)論專(zhuān)業(yè)著作還是研究論文和研究成果都非常少。因此，作者參考國(guó)外有關(guān)ULP藍(lán)牙技術(shù)的最新文獻(xiàn)資料和技術(shù)規(guī)范，編寫(xiě)了本書(shū)，為需要和準(zhǔn)備進(jìn)行ULP藍(lán)牙技術(shù)研究和開(kāi)發(fā)的廣大讀者提供一個(gè)接觸和深入掌握ULP藍(lán)牙技術(shù)的參考工具。本書(shū)的目的

內(nèi)容概要

本書(shū)對(duì)超低功耗藍(lán)牙技術(shù)原理，重點(diǎn)是其協(xié)議體系結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了全面和詳細(xì)的闡述，具體包括物理層協(xié)議、鏈路層協(xié)議、主控制器接口、主機(jī)規(guī)范以及安全服務(wù)規(guī)范等內(nèi)容，并對(duì)其應(yīng)用前景做了具體的分析。本書(shū)共分為八章。第一章為短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介，介紹了常見(jiàn)的幾種短距離無(wú)線通信技術(shù)，并對(duì)它們的性能進(jìn)行了比較。第二章對(duì)超低功耗（ULP）藍(lán)牙技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了概述。第三章介紹了超低功耗（ULP）藍(lán)牙技術(shù)物理層規(guī)范及功能。第四章介紹了ULP藍(lán)牙鏈路層規(guī)范。第五章對(duì)ULP藍(lán)牙主機(jī)控制接口層規(guī)范及其功能進(jìn)行了介紹。第六章介紹了ULP藍(lán)牙主機(jī)規(guī)范。第七章介紹了ULP藍(lán)牙的安全規(guī)范。第八章在ULP藍(lán)牙發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上對(duì)其應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

書(shū)籍目錄

第1章　短距離無(wú)線通信技術(shù)簡(jiǎn)介  1.1　無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)概述    1.1.1  無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)    1.1.2　無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的種類(lèi)  1.2　短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展  1.3　典型的短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)    1.3.1　藍(lán)牙    1.3.2　ZigBee    1.3.3  Wi—Fi      1.3.4　IrDA技術(shù)    1.3.5  NFC    1.3.6  UWB    1.4　短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用第2章　ULP藍(lán)牙系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)概述  2.1　引言  2.2　ULP藍(lán)牙技術(shù)的價(jià)值  2.3　ULP藍(lán)牙技術(shù)及其前景  2.4　體系結(jié)構(gòu)  2.5　拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)  2.6　工作狀態(tài)和工作角色  2.7　設(shè)備分類(lèi)第3章物理層規(guī)范  3.1　頻帶和信道分配  3.2　發(fā)射機(jī)特性　　3.2.1　輸出功率水平    3.2.2　調(diào)制特性    3.2.3　寄生輻射    3.2.4　射頻容限  3.3　接收機(jī)特性    3.3.1  實(shí)際的靈敏度水平    3.3.2　干擾性能    3.3.3  帶外阻塞    3.3.4　互調(diào)特性    3.3.5　最大有效電平    3.3.6　參考信號(hào)定義第4章　鏈路層規(guī)范  4.1　空中接口協(xié)議    4.1.1　ULP藍(lán)牙的地址    4.1.2  多址方案    4.1.3　幀間距    4.1.4　設(shè)備發(fā)現(xiàn)    4.1.5　鏈路層的連接配置    4.1.6　鏈路層連接過(guò)程    4.1.7　確認(rèn)方案    4.1.8　定時(shí)要求  4.2　空中接口包的格式    4.2.1　位順序    4.2.2　廣播信道PDU    4.2.3　數(shù)據(jù)信道PDU一  4.3　比特流的處理    4.3.1  CRC多項(xiàng)式    4.3.2　數(shù)據(jù)白化　　……第5章　主機(jī)接口規(guī)范第6章　主機(jī)規(guī)范第7章　安全服務(wù)規(guī)范第8章　ULP藍(lán)牙應(yīng)用前景附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：隨著網(wǎng)絡(luò)及通信技術(shù)的飛速發(fā)展，無(wú)線通信在人們的生活中扮演著越來(lái)越重要的角色。短距離無(wú)線通信技術(shù)正在成為關(guān)注的焦點(diǎn)，也意味著個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的日漸成熟。短距離無(wú)線通信技術(shù)包括藍(lán)牙、802.11（wi-Fi）、ZigBee、超寬帶（UltraWideBand）、近距離無(wú)線通信（NFC）等，它們都有其立足的特點(diǎn)，或基于傳輸速度、距離、耗電量的特殊要求，或著眼于功能的擴(kuò)充性，或符合某些單一應(yīng)用的特別要求等，對(duì)現(xiàn)有的無(wú)線長(zhǎng)距離通信技術(shù)（如GSM／GPRS、3G、衛(wèi)星通信技術(shù)等）是一個(gè)良好的補(bǔ)充。本章將從無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)講起，對(duì)相關(guān)的短距離無(wú)線通信技術(shù)做一個(gè)概括性的介紹，包括各種無(wú)線局域網(wǎng)（WirelessLocalAreaNetwork，WLAN）標(biāo)準(zhǔn)、藍(lán)牙無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)、移動(dòng)AdHoc網(wǎng)絡(luò)、UWB技術(shù)的基本背景和主要特點(diǎn)，使讀者對(duì)短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有一個(gè)全貌性的了解。1.1 無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)概述信息革命到今天，人們?cè)絹?lái)越離不開(kāi)通信網(wǎng)絡(luò)，無(wú)論是信息共享、合作伙伴交流，還是移動(dòng)用戶辦公，都有網(wǎng)絡(luò)價(jià)值的體現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)滲透到個(gè)人、企業(yè)以及運(yùn)營(yíng)商?，F(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已經(jīng)發(fā)展到無(wú)所不在，任何時(shí)間、任何地點(diǎn)都可以輕松上網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)無(wú)所不在其實(shí)并不簡(jiǎn)單，光靠光纖、銅纜是不夠的，畢竟在許多場(chǎng)合不適合鋪設(shè)線纜。因此，需要一種新的解決方案使得網(wǎng)絡(luò)的無(wú)所不在能夠得以實(shí)現(xiàn)，這種解決方案就是無(wú)線通信技術(shù)。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)由于無(wú)需借助電纜和光纜即可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間的通信，因此，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于無(wú)法鋪設(shè)線纜、不便鋪設(shè)線纜或需要頻繁移動(dòng)的場(chǎng)合。利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)這一特點(diǎn)，也可以使用戶迅速建立Internet連接。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)不僅可以用于連接局域網(wǎng)，而且還可以直接連接到Internet，用戶甚至可以借助Internet及其他公用通信網(wǎng)絡(luò)建立自己的虛擬專(zhuān)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)之間的互連。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可以提供的帶寬高達(dá)11Mb／S，比ADSI.還快，無(wú)疑是Inter.net寬帶接入的又一理想選擇。

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《超低功耗(ULP)藍(lán)牙技術(shù)規(guī)范解析》是由國(guó)防工業(yè)出版社出版的。

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