藍牙在現(xiàn)代生活中具有諸多應用，但究其根本，藍牙的作用在于傳輸信號。對于藍牙，我們?nèi)粘＝佑|較多的便是藍牙耳機。那么，藍牙耳機的原理是什么呢?本文中，小編將對藍牙耳機的原理予以探討。如果你對藍牙耳機及其原理具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

藍牙作為一種新的短距離無線通信技術在當今社會的使用是越來越高了，其中最為常見的就是藍牙耳機。在藍牙Head Set 模型中首先需要明確兩個角色: 一個是A G(A udio Gateway) , 它充當音頻網(wǎng)關, 既可以作為音頻輸入也可以作為音頻輸出; 另一個是HS (Head Set) , 即藍牙耳機, 它是一個作為藍牙遠端音頻輸入與輸出的設備, 并且提供了一些遠端控制方式。

一、藍牙系統(tǒng)的功能模塊

藍牙系統(tǒng)的基本功能模塊如下圖所示。它的功能模塊包括天線單元、鏈路控制器、鏈路管理、軟件功能。

1.無線技術規(guī)范

藍牙天線屬于微帶天線, 藍牙無線接口是基于常規(guī)無線發(fā)射功率0 dBm 設計的, 符合美國聯(lián)通訊委員會(FCC) 的ISM 頻段的規(guī)定。擴展頻譜技術的應用使得功率可增至100 dBm, 可滿足不同國家的需要。在日本、西班牙、法國, 由于當?shù)匾?guī)定的頻段相對較窄, 可用內(nèi)部軟件轉(zhuǎn)換實現(xiàn)。

2.基帶技術規(guī)范

基帶描述了設備的數(shù)字信號處理部分, 即藍牙鏈路控制器, 它完成基帶協(xié)議和其它底層的鏈路規(guī)程。主要包括以下幾個方面:

(1) 網(wǎng)絡連接的建立

(2) 鏈路類型和分組類型

鏈路類型決定了哪種分組模式能在特定的鏈路上使用, 藍牙基帶技術支持2 種鏈路類型: 即同步面向連接類型SCO (主要用于語音) 和異步非連接類型ACL (主要用于分組數(shù)據(jù))。

(3) 糾錯

基帶控制器采用3 種糾錯方式: 1?3 速率前向糾錯編碼(FEC) , 2?3 速率前向糾錯編碼(FEC) , 對數(shù)據(jù)的自動請求重傳(ACL )。

(4) 鑒權和加密

藍牙基帶部分在物理層為用戶提供保護和信息保密機制。鑒權基于“請求響應”運算法則。鑒權是藍牙系統(tǒng)中的關鍵部分, 它允許用戶為個人的藍牙設備建立一個信任域, 比如只允許主人自己的筆記本電腦通過主人自己的移動電話通信。加密被用來保護連接的個人信息。密鑰由程序的高層來管理。網(wǎng)絡傳送協(xié)議和應用程序可以為用戶提供一個較強的安全機制。

二、Head Set 應用模型的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)

藍牙的協(xié)議棧采用分層結(jié)構(gòu), 如下圖所示。

各層功能簡要介紹如下:

基帶(baseband) 是藍牙的物理層, 主要負責物理信道的編解碼, 底層的定時控制, 以及在單個數(shù)據(jù)包傳送期間的鏈路管理等業(yè)務, 在原始的荷載數(shù)據(jù)上增加地址域和控制域, 并進行錯誤檢測或糾正。

LC (L ink Cont ro l) 層負責在一批數(shù)據(jù)包傳送期間, 響應上層LM 命令(如執(zhí)行建立數(shù)據(jù)包的傳輸鏈路, 維持鏈路等功能的LM 命令)。

LM (L inkM anager) 層是藍牙協(xié)議棧的鏈路管理層協(xié)議, 它負責將上層HC I 命令翻譯成基帶能接受的操作, 建立ACL (數(shù)據(jù)) 和SCO (語音) 鏈接, 以及使藍牙設備進入節(jié)能狀態(tài)的工作模式等。

M E (M anagement Ent ity) 為管理實體, 它的功能是發(fā)現(xiàn)遠端設備并且與它們建立連接, 為需要管理藍牙微微網(wǎng)的應用層和其它系統(tǒng)層提供接口A P I。

SE (SecurityM anager) 和M E 一起工作允許應用程序?qū)﹁b權和加密進行設置, 真正的鑒權和加密是由硬件來實現(xiàn)的。

邏輯鏈路控制協(xié)議(L 2CA P) 采用了信道的概念在藍牙設備不同應用之間建立不同的路徑, 但它只支持ACL鏈路。主要功能是為高層應用層提供協(xié)議復用, 允許它們共享低層數(shù)據(jù)鏈路。并對超過低層支持的大數(shù)據(jù)包進行分組和重組操作, 同時提供了對上層服務的質(zhì)量管理。

業(yè)務搜尋協(xié)議(SDP) 是極其重要的部分, 它提供了一種SDP 客戶向SDP 服務器查詢關于服務信息的方式。服務器維護一個服務記錄列表, 服務記錄列表描述與該服務器有關的服務特征?？蛻舳丝梢酝ㄟ^發(fā)送一個SDP 請求從服務器記錄中索取服務信息, 業(yè)務及業(yè)務特征, 并在查詢之后建立兩個或多個藍牙設備間的連接。

RFCOMM 提供串口仿真, 藍牙的低層負責提供無線的連接方式, 但在此之前已經(jīng)存在很多傳統(tǒng)的應用都是基于有線方式開發(fā)的, 藍牙如果不能解決對傳統(tǒng)協(xié)議的適配問題, 就很難成為一個廣泛應用的標準。為此, 藍牙制定了像RFCOMM 的適配協(xié)議來實現(xiàn)對傳統(tǒng)應用的支持。

Head Set 控制層: 主要是實現(xiàn)Head Set 的P rofile 定義的功能, 例如對音頻網(wǎng)關的M IC (麥克風) 的音量控制,對SPK (揚聲器) 的音量控制, SCO 鏈接的建立與釋放,以及音頻轉(zhuǎn)移等。

音頻端口應用層: 是一些針對應用的功能, 耳機應用層必須實現(xiàn)的應用特征有:

(1) 接到A G 的呼叫時能建立音頻鏈接, 通話結(jié)束后能斷開音頻鏈接。

(2) 能發(fā)起對遠方的呼叫, 通話結(jié)束后同樣能斷開音頻鏈接。

(3) 音頻鏈接轉(zhuǎn)移。

(4) 對遠端A G 的音量控制。

以上便是此次小編帶來的“藍牙”相關內(nèi)容，通過本文，希望大家對藍牙耳機的相關原理具備清晰的認識。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!