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Bluetooth. Ein Standard für die drahtlose Kommunikation im Nahbereich. 2001 Kai Grießhammer, Markus Tornau, Derk Wesemann Seminarbeitrag zur Vorlesung Funksysteme an der FH Lippe. Geschichte und Entwicklung. - PowerPoint PPT Presentation
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BluetoothBluetooth
Ein Standard für die drahtlose Kommunikation im Nahbereich
2001 Kai Grießhammer, Markus Tornau, Derk Wesemann
Seminarbeitrag zur Vorlesung Funksysteme an der FH Lippe
Geschichte und EntwicklungGeschichte und Entwicklung
Bluetooth ist eine Technologie zur Verbindung von mobilen Geräten untereinander und mit dem PC
Wesentliches Ziel ist der Ersatz bestehender Kabelverbindungen sowie oftmals damit verbundene Inkompatibilität
Fachhochschule Lippe
Geschichte und EntwicklungGeschichte und Entwicklung
Die Idee zu Bluetooth entstand im Jahre 1984 bei der Firma Ericsson
Im Jahre 1998 gründete Ericsson zusammen mit IBM, Intel, Nokia und Toshiba die sog. Bluetooth-Special-Interest-Group, kurz S.I.G.
Im Juli 1999 wurde die Spezifikation 1.0 vorgestellt
Fachhochschule Lippe
Technische Technische SpezifikationenSpezifikationen
Bluetooth arbeitet im ISM-Band bei 2,4 GHz
In USA und Europa: 2,400 – 2,4835 GHz
In Frankreich: 2,4465 – 2,4835 GHz
Klasse 1..........................100 mW (20dBm)
Bluetooth-Sender werden in 3 Leistungsklassen unterschieden:
Klasse 2...........................2,4 mW ( 4dBm)
Klasse 3..............................1 mW ( 0dBm)
Fachhochschule Lippe
Technische Technische SpezifikationenSpezifikationen
Als Modulationsart wird GFSK verwendet ( = Gauss Frequency Key Shifting )
Der binäre Wert „1“ ist einer positiven, der „0“-Wert einer negativen Frequenzabweichung zugeordnet
Der Nulldurchgangsfehler bei einem Symbol sollte weniger als 1/8 der Symbollänge betragen
Fachhochschule Lippe
Technische Technische SpezifikationenSpezifikationen
Fachhochschule Lippe
FrequenztoleranzenFrequenztoleranzen
Die Mittenfrequenz des Trägersignals hat eine maximale Toleranz von +/- 75 kHz
Der zulässige Frequenzdrift während der Übertragung eines Datenpaketes ist abhängig von der Anzahl der Frequenzsprünge während der Übertragung
Ein Frequenzsprung..........................+/- 25 kHz
Zwei oder mehr Frequenzsprünge......+/- 40 kHz
Maximale Driftrate............................400 Hz/µs
Fachhochschule Lippe
Technische Technische SpezifikationenSpezifikationen
Anforderungen für einen Bluetooth-Empfänger:Empfindlichkeit besser als –70dBm, bezogen auf die
jeweilige Leistungsklasse des Senders
Benötigte Signal-Interferenzabstände:
Bitfehlerrate <0,1 %
Fachhochschule Lippe
FrequenzsprungverhaltenFrequenzsprungverhalten
Sendefrequenz 2,402 bis 2,480 GHz, somit entstehen 79 Frequenzstufen mit jeweils 1MHz Abstand (in Frankreich nur 22 Frequenzstufen)
Max. 1600 Frequenzsprünge pro Sekunde, jeder Zeitschlitz ist 625µs lang
Pro Sprung wird ein Datenpaket mit 1 Mbit/s übertragen
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FrequenzsprungverhaltenFrequenzsprungverhalten
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Technische Technische SpezifikationenSpezifikationen
Optionale Komponente: RSSI
( Reciever Strenght Signal Indicator )
Der RSSI vergleicht die Eingangssignalleistung mit zwei Leistungspegeln, die die optimale Empfangssignalleistung definieren und gibt bei verlassen dieses Bereiches ein entsprechendes Signal an den Sender, um dessen Leistung zu erhöhen oder zu verringern
Fachhochschule Lippe
SystemarchitekturSystemarchitektur
Bis zu 8 Kommunikationsgeräte bilden ein sog. Piconet
Bis zu 10 Piconets bilden ein sog. Scatternet
Es können sowohl Punkt-zu-Punkt-Verbindungen als auch Multipunkt-Verbindungen aufgebaut werden
Fachhochschule Lippe
SystemarchitekturSystemarchitektur
Fachhochschule Lippe
SystemarchitekturSystemarchitektur
Jedes Bluetooth-Gerät besteht HF-Sender/Empfänger sowie einem Prozessor mit Rechnerschnittstelle
Bluetooth unterstützt einen asynchronen Kanal sowie drei synchrone Kanäle zur Übertragung
Für den Vollduplex-Betrieb wird Time-Division-Duplex (TDD) verwendet
Fachhochschule Lippe
Asynchrone ÜbertragungAsynchrone Übertragung
Zur Verfügung stehen Maximal 7 Kanäle pro Piconet
Übertragungsgeschwindigkeit
432,6 kBit/s in beide Richtungen (symmetrisch)
oder721 kBit/s und 57,6 kBit/s für die Rückrichtung (asymmetrisch)
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Synchrone ÜbertragungSynchrone Übertragung
Pro Piconet stehen 3 Kanäle zur Verfügung mit jeweils 64 kBit/s
Hauptanwendung dieser Übertragungsart: Freisprecheinrichtungen
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Synchrone ÜbertragungSynchrone Übertragung
Fachhochschule Lippe
Software und ProtokolleSoftware und Protokolle
Basisband-Protokoll
Steuert Timing und Struktur der einzelnen Datenpakete, Audio- und Videodaten könne direkt verarbeitet werden
Link Manager
Erkennt Geräte im Empfangsbereich und verwaltet die einzelnen Zustände der Verbindungen
Fachhochschule Lippe
Software und ProtokolleSoftware und Protokolle
RFCOMM
Simuliert für angeschlossene Komponenten eine RS 232-Schnittstelle
TCP/IP
Notwendig, um Bluetooth-Komponenten in vorhandene LAN einzugliedern
Fachhochschule Lippe
Hardware-RealisierungHardware-Realisierung
Fachhochschule Lippe
Bluetooth-fähige Bluetooth-fähige EndgeräteEndgeräte
3080
210
470
780
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
2002 2003 2004 2005 2006
J ahr
Mill
ione
n
Quelle: Funkschau
Fachhochschule Lippe
Weltmarkt für Bluetooth-GeräteWeltmarkt für Bluetooth-Geräte
1,296,2
237,5
518,4
850,7
1014,21122,6
0
200
400
600
800
1000
1200
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
J ahr
Stü
ck (M
illio
nen)
Quelle: Funkschau
Fachhochschule Lippe
InvestitionsbereitschaftInvestitionsbereitschaft
32,8
44,4
20 18,2
67,2
56,6
80 81,8
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Pro
zent
Antwort "J a"Antwort "Nein"
Weltweit Europa Asien USA
Quelle: Funkschau
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Vor- und NachteileVor- und Nachteile
Vorteile :
Vereinfachung der PC-Peripherie-Anbindung
Problemlose Kurzstrecken-Kommunikation für mobile Anwendungen
Nachteile :
Zur Zeit hoher Kostenaufwand
Kanalkapazität max. 1 Mbit/s
Viele Vorankündigungen, aber dennoch bis jetzt wenig Endgeräte
Fachhochschule Lippe
LiteraturverzeichnisLiteraturverzeichnis
www.bluetooth.comCore specification of the bluetooth system – Technische Dokumentation
www.ars2000.comDeutschsprachige Dokumentation der Firma ARS Software GmbH
C‘T Heft 9-2001Marktübersicht und Gerätetests
Funkschau
Statistiken und Diagramme
Fachhochschule Lippe
Wir bedanken uns bei ...Wir bedanken uns bei ...
Sony-Ericsson für eine wirklich allumfassende Bluetooth-Dokumentation – auf Englisch und 1084 Seiten lang ...
der Bibliothek der FH für die Geduld ihrer Mitarbeiter/-innen
Jacob‘s, Onko, Dallmayr & co. Für das erfolgreiche Unterdrücken der Ich-schlaf-gleich-ein-Phasen
...und natürlich allen Zuhörern !Fachhochschule Lippe
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