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通过MP3深度解析蓝牙技术

晨怡热管 2008/2/5 13:40:44
MP3鼎盛时代,除了音质和功能,在使用便利性方面,人们也开始有更高层次的需求,那就是数据的无线传输。从手机蓝牙技术的普及,我们可以得到一些启示,MP3蓝牙时代的来临亦是大势所趋。在MP3领域,一些有远见的厂家如国外的三星、国内的蓝魔等已经纷纷开始发力,率先将蓝牙技术引入到MP3播放器中来。试想一下,听歌的过程可以挣脱线材缠绕的烦恼,让音乐随身而动。与不同设备间可以通过蓝牙,进行功能的融合,比如手机来电时,可以自动由MP3播放切换到电话的接听。一场无线的蓝牙革命,已经进入倒计时阶段。

  蓝牙在随身听领域掀起的浪潮需要更多用户去体验,蓝牙所倡导的无线生活,也需要更多的厂家生产更多物美价廉的产品去推动。在蓝牙技术即将在随身听领域普及的前夕,敬爱的读者,您对蓝牙技术是否有足够的了解呢?如果您还不清楚什么是蓝牙技术,还不知道蓝牙到底能为我们未来的生活带来多大的便利,那么就请跟随笔者的笔触,去深入体验一番蓝牙的探秘之旅。

  蓝牙形成的历史背景

  “蓝牙”(Bluetooth)这个名字来源于中世纪丹麦一位雄图大略的国王赫拉尔德·布鲁图斯(HeraldBluetooth),他的姓氏译成汉语即为"蓝牙"。据史书记载,布鲁图斯国王在位期间统一了丹麦和挪威,使之成为当时欧洲北部一个有影响的统一王国。由此可见蓝牙包含了“统一”的含义,寓意要统一无线局域网通讯标准。

  三星一直都非常热衷于将蓝牙技术引入MP3播放器当中

  1998年5月,爱立信、诺基亚、东芝、IBM和英特尔公司等五家著名厂商,在联合开展短程无线通信技术的标准化活动时提出了蓝牙技术,其宗旨是提供一种短距离、低成本的无线传输应用技术。这五家厂商还成立了蓝牙特别兴趣组织(SIG),来负责该技术的开发和技术协议的制定,以使蓝牙技术能够成为未来的无线通信标准。1999年下半年,著名的业界巨头微软、摩托罗拉、三康、朗讯与蓝牙特别小组的五家公司共同发起成立了蓝牙技术推广组织,从而在全球范围内掀起了一股“蓝牙”热潮。全球产业巨头的联手推动,使蓝牙技术呈现出极其广阔的市场前景,并预示着21世纪初将迎来波澜壮阔的全球无线通信浪潮。

放飞无线音乐梦想蓝牙MP3技术深度解析

  国产蓝牙2.0 MP3之一 蓝魔V150

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  国产蓝牙2.0 MP3之二 TMSON D808

  蓝牙技术解析

  所谓蓝牙( Bluetooth )技术,实际上是一种短距离无线通信技术,利用“蓝牙”技术,能够有效地简化掌上电脑、笔记本电脑、手机等移动终端设备之间的通信,也能够成功地简化以上这些设备与Internet之间的通信,从而使这些现代终端设备与因特网之间的数据传输变得更加高效便捷,为生活带来更多的便利。SIG组织于1999年 7月26日推出了蓝牙技术规范1.0版本,可以实现10米内设备之间的无线互联,传输速度大概为1MB/秒,利用2.4GHz的ISM(工业、科学、医学)频带,在其上设立79个带宽为1MHz的信道,用每秒钟切换1600次的频率、滚齿方式的频谱扩散技术来实现电波的收发。

  蓝牙技术的系统结构分为三大部分:底层硬件模块、中间协议层和高层应用,每一个部分的功能和作用分别如下:

  底层硬件部分:

  包括无线跳频(RF)、基带(BB)和链路管理(LM)。无线跳频层通过2.4GHz无需授权的ISM频段的微波,实现数据位流的过滤和传输,本层协议主要定义了蓝牙收发器在此频带正常工作所需要满足的条件。基带负责跳频以及蓝牙数据和信息帧的传输。链路管理负责连接、建立和拆除链路并进行安全控制。

  中间协议层:

  包括逻辑链路控制和适应协议、服务发现协议、串口仿真协议和电话通信协议。逻辑链路控制和适应协议具有完成数据拆装、控制服务质量和复用协议的功能,该层协议是其它各层协议实现的基础。服务发现协议层为上层应用程序提供一种机制来发现网络中可用的服务及其特性。串口仿真协议层具有仿真9针 RS232串口的功能。电话通信协议层则提供蓝牙设备间话音和数据的呼叫控制指令。

  主机控制接口层(HCI)是蓝牙协议中软硬件之间的接口,它提供了一个调用基带、链路管理、状态和控制寄存器等硬件的统一命令接口。蓝牙设备之间进行通信时,HCI以上的协议软件实体在主机上运行,而HCI以下的功能由蓝牙设备来完成,二者之间通过一个对两端透明的传输层进行交互。

  高层应用:各种高层应用框架是蓝牙协议栈的最上部。其中较典型的有拨号网络、耳机、局域网访问、文件传输等,它们分别对应一种应用模式。各种应用程序可以通过各自对应的应用模式实现无线通信。拨号网络应用可通过仿真串口访问微微网(Piconet),数据设备也可由此接入传统的局域网;用户可以通过协议栈中的Audio(音频)层在手机和耳塞中实现音频流的无线传输;多台PC或笔记本电脑之间不需要任何连线,就能快速、灵活地进行文件传输和共享信息,多台设备也可由此实现同步操作。

  放飞无线音乐梦想蓝牙MP3技术深度解析(2)

  基于Sigmatel 36xx 和BlueCoreTM04-ROM 的完整解决方案

  就整体而言,蓝牙技术就是一套完整的通信协议体系,蓝牙协会所发表的蓝牙技术标准内的(核心规范)文件中,从最底层的无线电波信号,中间层的信号处理方式,到最高层各种应用程序采用的通信协议,都有详尽的定义,几乎所有通信及信息领域相关设备都可以安装蓝牙模块。

 放飞无线音乐梦想蓝牙MP3技术深度解析(2)

  国产MP3的加入,预示着蓝牙技术即将进入普及?!

  简而言之,蓝牙技术就是采用低能耗无线电通信技术来实现语音、数据和视频传输,从而将网络中的各种设备,如PC机、笔记本电脑、打印机、传真机、数码相机、移动电话、家电设备等,使用无线微波的方式将它们连成一个微微网,多个微微网之间也可以互连,从而方便快速地实现各类设备之间的通信。

  

放飞无线音乐梦想蓝牙MP3技术深度解析(2)

  手机中蓝牙技术的应用已相对成熟

  蓝牙技术的优点

  蓝牙作为一种短距离的无线通讯技术,最大的优点就是电子装置彼此可以透过蓝牙而连接起来,省去了传统的电线。透过芯片上的无线接收器,配有蓝牙技术的电子产品能够在十米的距离内彼此相通,传输速度可以达到每秒钟1MB。比起以往的红外线接口的传输技术需要电子装置在视线之内的距离,蓝牙技术只要在有效范围内,可以穿透不同的物质,不限角度进行设备间的互联,方便性大大增强。而比起WIFI无线功能,蓝牙虽然速度上略有不及,但却要更省电,更节省资源更环保,以及对人体有害的电磁辐射的危害也要更小。

  蓝牙设备运行在全世界通用的ISM2.4GHz(工业、科学、医学)频带上,用户不必经过申请和缴纳任何频段使用费用就可使用。然而在 2.4GHz频段中还有802.11b,HomeRF及微波炉、无绳电话等电子设备公用相同的频段,理论上干扰现象在所难免。为了防止与其他设备之间相互干扰,蓝牙技术还采用频率跳跃(Frequency Hopping)术来消除干扰和降低电波衰减。

  蓝牙技术早先的通讯范围订立在10米之内,但随着技术的发展,蓝牙的通讯距离甚至可以达到100米。蓝牙的通讯距离跟输出等级有关,目前大致分三个等级,不同的等级传输距离不同。分别为:Class 1(20~100米)、Class 2(10~30米)、Class 3(2~10米)。两个设备之间的最大通讯距离,则取决于输出等级位数最高的那一个,比如一台机器是Class 1,一台是Class3,则两设备的最远通讯距离只能相当于Class3的标准,为2-10米。

  蓝牙2.0版本的新特性

  随着用户的增加,有了量之后成本自然得到降低,而技术上也从早期的v1.0到v1.1、v1.2到v2.0,技术上有了不小的突破。新版蓝牙规范提高了多任务处理和多种蓝牙设备同时运行的能力,带宽的提升使得新版本的蓝牙设备可以达到以前传输速度的三倍以上,方便传输更大的文件。通过减少工作负载循环达到更低的电力消耗,使得新版的蓝牙设备可以达到当前蓝牙设备2倍的运行时间,同时2.0+EDR版本兼容所有旧版规范。

  

放飞无线音乐梦想蓝牙MP3技术深度解析(3)

  三星新款蓝牙MP3 YP-S5

  新版本的蓝牙2.0凭着更高的传输速率,更长的运行时间,无疑更适合被运用到MP3播放器当中。一方面,3倍于就版本的传输速率可以满足传输 CD般纯净的大容量音频文件,在音源上首先保证了音质的完美。另一方面,更低的电力消耗则可以明显延长耳机的续航和待机时间,具有非常大的实用意义。

  总结:

  值得庆幸的是,随着蓝牙技术的日益走向成熟,相关芯片和配件等的成本也越来越低廉,MP3等随身听领域开始出现了蓝牙应用的萌芽。国际巨头三星发力在今年开始在多款新机型中配备蓝牙功能。国产厂家蓝魔也推出了新款蓝牙MP3 V150,其他一些国内厂家如初露头角的TMSON也有揭竿而起的势头。国内外厂商大踏步向蓝牙迈进,似乎国内MP3市场,蓝牙普及的春风不远了。

责任编辑: banye 参与评论