基于蓝牙的无线通信芯片关键技术分析 张志宇(中国移动通信集团广东有限公司湛江分公司，广东湛江524043) 【摘 要】随着信息技术不断发展，无线通信技术脱颖而出，为人们的生活带来了诸多的便利。无线通信技术的性能改造在我国的信息产业发 展中具有重要的意义。蓝牙作为一种短距离的无线通信技术，能够实现手持与固定设备之间的数据信息传输。为人们随时随地进行网络互连和 通讯带来 巨大的便利，推动数字化网络信息时代 的发展。本文以蓝牙技术为载体，分析无线通信芯片的关键技术。 【关键词】蓝牙；无线通信芯片；关键技术；分析 【中图分类号】TN402 【文献标识码】A 【文章编号】1006—4222(2016)15—0116—02 刖 茜 蓝牙设备 中．只能有一个主设备和7个待激活的从设备 。剩下 科技信息时代 ，发展无线通信技术是其必然趋势 ，蓝牙则 的设备都处于休眠状态 中。微微 网属于一种个人 区域 网，包含 主节点和从节点．其 中主节点主要是负责时钟 同步信号和跳 无线通信技术 中的一种成本低 ，功耗小的先进技术。无线通信 频序列，而从节点受控制于主节点。在一个微微 网中，一个蓝 设备之 间可以通过蓝牙实现信 息传输 ，蓝牙技术能够支持 点 牙设备 只能最为一 个微微 网的主设备 ．而微微 网的从设 备则 对单点、点对多点的数据连接方式。在本文 中对蓝牙基带的组 不同，能够随时根据用户需求分 时复用的加入到另一个微微 网技术进行分析 ，从微微 网和离散 网两个角度分析蓝牙基带， 并分析基于蓝牙的无线通信芯片关键技术。 网中来。这些蓝牙设备之间主从关系的转换 ，能够形成一种星 1蓝牙基带的组网技术 型结构 ．而微微 网中的主节点就是其 中心目。 而散射 网与微微 网不同，在各微微 网中包含有各 自的主 无线通信设备之 间可以通过 蓝牙实现 信息传输 ．蓝牙技 节点和调频序列，当多个微微 网覆盖 了相 同的区域信道 时 ，一 术能够支持点对单点、点对多点的数据连接方式，在这两种连 个节点能够通过时间同步复用的方式直接参与两个或者是两 接方式 中．能够产生基于蓝牙技术的两种的网络拓扑结构 ，分 个以上的微微 网。节点为了加入 比较合适的信道 ，需要使用正 别为微微 网和散射 网。在这两种的拓扑 网络下 ，能够使得蓝牙 确的主节点设备地 址 ．以及 适 当的时钟补偿来获取正确的状 信息传输更加 的灵活[1】^ 态信息。这种实现 不同微微 网之间相互连接的一组微微 网就 在微微 网中，最多能够包含 256个蓝牙设备，但是在这些 通信 系统 的阻碍 ：在应用过程中由于数字通信 系统的技术性、 务校 园提供坚实的技术保障。 同步性要求强大的网络支持才能实现 ．但部分校 园网无法支 在数字化通信的推广过程 中，为 了广大学生、老师、工作 持数字通信系统的正常运行。 人员能利用数字化的校 园网络进行学习和工作 ，可以在校 园 从数字通信系统的应用来说，在运行过程 中，需要 的技术 内印发简单 易懂使用小册子 ．帮助学生 了解数字通信及其使 对工作人员的要求较高．非专业 的工作人员只能执行较为简 用方法：对于老师和其他工作人员可采取小规模知识讲座 的 单的工作指令 ．在专业技术和系统维护方面能力较低 ，不能及 方式。帮助快速 了解并学会使用数字化 网络及其相关应用；将 时解决其在运行过程中出现的问题，但专业人员的数量非常 教学活动、学生活动与数字化终端结合在一起 ，提高使用范围。 少。从使用者即校 园内的学生、老师、工作人员等来说 ，对数字 4 结束语 通信系统的了解程度不深 。应用频率低。数字通信在校 园安全 数字通信在校 园网络 中的广泛应用 ，完善 了安全监控和 监控和通信覆盖方面应用较好 ．但对学生学习和生活并没有 通信服务．面对应用 中存在的问题要及 时解 决。推广过程 中要 产生太多改变 ，没有实现学校数字化目。大部分的学生还是沿 更加贴近学生的学习与生活，让数字化通信为学校的学校建 用以前的学习和生活模式 ，不能熟练地操作数字化系统及相 设和学生生活带来更加有价值的改变。 关应 用。 3．2解决数字通信系统在应用中存在问题的解决方法 参考文献 在引用建立数字通信系统时，应与传统的通信系统做好 【1]-g雷红．校园无线网络的设计与规划 D【】．上海交通大学，2014． 接洽 ．明确数字通信系统信号好、抗干扰性强等优点，明确使 2【】谭爱国．基于校园网的多点视频会议系统方案规划与实施[D1．武汉 用者的选择范围。通过技术整合较快的实现通信模式的转变， 理 工大学．2014． 达到通信系统的统一 。在建立数字通信系统 的同时升级校 园 [3]卢 阳．数字通信系统的应用方法分析J【J．电子技术与软件工程 ，2015，25 网络 ．保证校 园网络可以为数字通信系统 的运行提供 网络支 (3)：50-51． 持．为应用数字通信 系统的工作和生活正常进行。 [4】仲 伟．高校数字化校园网络设计与规划 D【]．中国海洋大学，2012． 在建立数字通信系统的同时着重培养一批服务于数字通 收稿 日期：2016—7—26 信系统和校 园网络 的专业工作人员，在 系统运行 出现故障时 能迅速的发现并解决问题 ，在最短时间内恢复正常，为系统服 斓障 是 离散 网 蓝 牙软件设计任 务主要 包含 上层协议栈 软件 和蓝牙固体 2基于蓝牙的无线通信芯片关键技术——标 两部分，其中前者与蓝牙SOC系统设计没有直接的关系，在 准蓝牙SOC系统结构设计 本文 中不需要进行描述，而蓝牙固体部分是蓝牙软件设计 中 的重点内容 。在蓝牙软件 固体 中，可以分为有操作的系统固件 2．1蓝牙 SOC芯片内部单元 和无操作的系统固件 ，其 中蓝牙固件属于无操作的系统固件。 在对蓝牙系统设计 时．首先需要明确其核心技术．蓝牙 蓝牙 固件 能够遵循蓝牙主机和 固件之 间的相互交互关系．对 SOC硬件 开发技术就是蓝 牙 系统设计的核 心技术 ．该技 术能 LMP层协议 与硬件之 间进行交互 当蓝牙主机通过上层协议 够实现蓝牙通信系统的底层数据处理和系统链路的控制 对 栈上 HCI固件发送 HCI指令 。此时的HCI接受到指令时 ．能 蓝牙SOC芯片 内部单元进行介绍 ．其 内部单元 中包含很多 内 够有效辨别指令 ．判断该指令是否需要与链路管理层之间进 容，每一项 内容都是芯片中的重点。例如，韭牙基带 IP，该单元 行协商，当需要与链路管理层之间进行协商时，需要对 HCI命 是蓝牙芯片中的核心部分，其功能比较突出，能够完成蓝牙基 令进行解析 ，将其转换为LM层命令 。当系统硬件接收到数据 带链路控制 ，对数据流进行科学的分配与处理 。该环节的功能 包之后 ，也会判断是否来 自于的 LM层信 息．当判 断是 LM层 是其他单元所不能实现的功能 信息时，固件就会对其进行解析 ，并且将其转换为HCI层 ．向 频射端 口，在该端 口的设计 中，能够对频射芯片进行实时 蓝 牙主机提 交指令I6] 控制 ，对设备之 间的数据通信进行及 时的处理 ；语音接t2。在 3结 论 该接 口单元 中。能够语音进行简单的处理 ．对外部语音编码进 综上所述 ，在本文中对基于蓝牙的无线通信芯片关键技 行控制 ，从而实现数据交换 ；中断控制、时钟和频率控制单元 ． 术进行研 究 ，侧重研 究标准蓝牙SOC系统结构设计 ．蓝牙 在进行 中断控制时，需要对时钟和频率等进行综合 的控制 ：内 SOC硬件 开发技术就是蓝 牙系统设计 的核心技术 ．该技术能 部存储器 ，该单元主要是为 了完成单元之间的数据交换 ．在 够实现蓝牙通信 系统的底层数据处理和系统链路 的控制 ：同 UART接 口处与外部进行数据之间的交换 ．微处理器．该单元 时对蓝牙频射芯片进行科学的选型 ，分析频射芯片的工作原 的功能比较 全面 ．对芯 片进行 总体的控制 ．对云行 固件 的协议 理 。本文研究时间比较短，在理论架构上还存在着一些不足 ． 进行 审核 ，帮助功能单元实现的协议 中的链路管理 。蓝牙SOC 希望相关的研究能够促进蓝牙无线通信芯片技术的发展 芯片的外部硬件也比较重要 ，其 中含有 2．4GHz蓝牙频射芯片、 PCM，CVSD编解码芯片、外部存储器以及蓝牙主机等部件 目。 参考文献 2．2 射频芯片选型 [1]李振荣．基于蓝牙的无线通信芯片关键技术研 究[D]．西安 电子科技 在进行蓝牙的频射芯片选型时．需要 对蓝牙射频芯片进 大 学．2010． 行 FPGA验证 ．在本文 中以北欧集成 电路公司的某 2．4GH射 [2]徐 飞．蓝牙数据传输增强技术研究及其基带芯片设计实JL[D]．西安 频芯片nRF2401来取代射频芯片进行 FPG 验证 该芯片的 电子科技大学 。2013． 功能如下。在对其功能进行介绍之后 。才能够进行射频芯片的 [3】牛玉峰．蓝牙数据传输性能增强及芯片化实现技术研究[D]．西安 电 选型 。 子科技大学。2012． (1)跳频 以及信道 ：该芯片能够在 ISM频段 中的工作 ．实 [4]徐加伟．基于低功耗蓝牙无线通讯技术的交通数据检测方法研究[D]． 现无线通信 中的点对点和 点对 多点跳频。该信道 中含有 125 哈尔滨工业大学 ．2013． 个跳频 点 ，使 得载频之 间的间隔为 1MHz．同时对 于信道 的切 [5]孙炎森．基于蓝牙标准的点到多．董音视频传输技术的研究与设计D【]． 换 时间需要在 2001．zst41 北京工业大学．2009． (2)传输

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