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Page 1: Presentación Bluetooth

• Generalidades• Orígenes• Usos y Aplicaciones• Versiones

Contenido

• Estructura• Arquitectura de Radio• Modulación• Arquitectura Banda Base y

Trasporte de Datos

• Futuro de Bluetooth• Ultra Wide Band• Ultra Low power

Patricio FerreiraRodrigo Zerpa

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El SIG (grupo de interés especial) de Bluetooth

Nace en el año 1998 en Washington como una Organización sin ánimo de lucro, fundada por Ericsson, IBM, Intel, Toshiba y Nokia.

A fines de 1999 se unieron a este grupo 3Com, Lucent, Microsoft y Motorola, siendo conformada al dia de hoy por mas de 9000 empresas de Telecomunicaciones y afines.

Tiene personal dedicado al desarrollo e investigación en Hong Kong, Suecia y Estados Unidos .

En el año 2002 la IEEE aprueba la especificación 802.15.1 en conformidad con la tecnología inalámbrica Bluetooth.

Generalidades

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Es una especificación industrial para Redes Inalámbricas de Área Personal (WPANs) que posibilita la transmisión de voz y datos entre diferentes dispositivos mediante un enlace por radiofrecuencia.

Los objetivos que se pretenden conseguir con esta norma son:

• Facilitar las comunicaciones entre equipos móviles y fijos.

• Eliminar cables y conectores entre éstos.

• Ofrecer la posibilidad de crear pequeñas redes inalámbricas y facilitar la sincronización de datos entre equipos personales.

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Versiones (saltos mas significativos)

Bluetooth v.1.0 (1998): Se desarrolla la primer interfaz de bajo costo y consumo, capaz de interconectar distintos dispositivos mediante señales de RF.

Bluetooth v.1.2 (2003): Provee una solución inalámbrica complementaria para co-existir con Wi-Fi en el mismo espectro. Se mejora la performance de transmisión y cifrado.

Bluetooth v.2.0 (2004): La característica principal de esta nueva versión es el aumento de su velocidad de transmisión de 1 Mbps a 3 Mbps

Bluetooth v.2.1 (2007): Simplifica los pasos para crear la conexión entre dispositivos, además el consumo de potencia es 5 veces menor.

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EstructuraArquitectura de Radio

Espectro

Los dispositivos Bluetooth funcionan en la banda de 2,4 GHz, una de las bandas de radio ISM (industrial, científica y médica) que no requieren licencia.

Así mismo, usan un transmisor de salto de frecuencia para contrarrestar las interferencias y la pérdida de intensidad.

Sistemas de modulación

Transferencia básica: (Gaussian Frequency Shift Keying)

Transferencia de datos mejorada (EDR): π/4-DQPSK (2Mbps) y

8DPSK (2Mbps)

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Modulación

Gaussian Frequency Shift Keying (GFSK)

• Se utiliza un banco con M conmutadores.

• Esto provoca tener una señal Discontinua al menos que se ajuste suAmplitud la Frecuencia y la Fase se hayan ajustado.

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Modulación

Se utiliza un filtro gaussiano

Para el caso de bluetooth usamos el caso particular de modulación llamado Sunde. Consideramos:

M=2

D=Tb=1/rb

N=1

Entonces fd= rb/2

Potencia

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Espectro de potencia:

Phase-shift keying (PSK)

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8DPSK

M = 8, N = 0, r=rb/4

π/4-DQPSK

M = 4, N = 1, r=rb/2

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Banda de frecuencias y organización de Canales

La banda de frecuencias abarca 2400 - 2483,5 MHz

.

De acuerdo al diagrama, se definen 79 canales de RF organizados por números, de 0 a 78, con un espacio de 1 MHz entre ellos, empezando por 2402 MHz.

Características del transmisor

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El EDR nos posibilita enviar parte del paquete a una velocidad de 1 Mbps (cabecera, código de acceso), siendo esta modulada en GFSK y el resto (cola, sincronización y carga útil) a 2Mbps o 3Mbps.

Características del receptor

Se define el nivel de sensibilidad real como el nivel de entrada para el cual se satisface un porcentaje de error de bit (BER) del 0,1% ; en caso de usar EDR el (BER) será 0,01%. Para cualquier transmisor Bluetooth, la sensibilidad del receptor será de –70 dBm o inferior

Se mide la interferencia co-canal y canales adyacentes para 1Mhz y 2Mhz, 10dB sobre el nivel de sensibilidad de referencia. Para el resto de los canales deberá tener 3dB por encima del nivel de sensibilidad de referencia.Igual criterio se emplea para el uso de EDR (Enhanced Data Rate).

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Arquitectura Banda Base

Piconet: se compone de dos o más dispositivos que ocupan el mismo canal físico, por lo que están sincronizados con un mismo reloj y secuencia de salto.

En una piconet, es posible cambiar de frecuencia mediante un salto en los canales físicos básicos y adaptados con el fin de reducir los efectos de las interferencias y para el cumplimiento de las normativas.

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Canal Físico: Los canales físicos se definen mediante una secuencia de saltos pseudo aleatorios en los canales RF, la sincronización de los paquetes (slots) y un código de acceso. Todos los canales físicos se subdividen en slots de tiempo cuya longitud depende del canal físico.

En la tecnología Bluetooth, se definen cuatro canales físicos, cada uno de ellos optimizado para un fin distinto.

• Canal físico básico de la piconet• Canal físico adaptado a la piconet• Canal físico de detección de paginación• Canal físico de búsqueda

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Enlace Físico: Este tipo de enlace se asocia a tan sólo un canal físico. Sin embargo, un canal físico puede admitir más de un enlace. Este conecta un dispositivo maestro con un esclavo punto a punto.

• Control de energía

• Supervisión de enlaces

• Cifrado

• Cambio de velocidad de transmisión dictado por la calidad del canal

• Control de paquetes en múltiples slots

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Paquetes:• Formato estándar de paquetes del modo de transferencia básica.

• Formato estándar de paquetes para la transferencia de datos mejorada.

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Acces Code: En el sistema Bluetooth, todas las transmisiones que se realizan a través del canal físico se inician con un código de acceso. Se definen tres códigos diferentes:

• código de acceso del dispositivo (DAC)

• código de acceso del canal (CAC)

• código de acceso de consulta (IAC)

Header: Contiene la información relacionada con los enlaces físicos, así como también contiene el campo LT_ADDR para que cada dispositivo receptor pueda determinar si el paquete le está destinado.

A cada dispositivo Bluetooth se le asigna una dirección de dispositivo única de 48-bit (BD_ADDR) proporcionada por la autoridad reguladora de IEEE.

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Bluetooth

posee una es un estándar de permite

Radiofrecuencia Comunicación inalámbrica Transmisión de datos/voz

la cual es con alcance de capaz de trasmitir entre diferentes

1 metro

10 o 100 metros

1Mbps

2 o 3 Mbps

DispositivosSegura Global

Sin licencia de Corto RangoCelular

Handset

PDA Notebook

Bluetooth USB

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3.0

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Bibliografia:

• Sitio oficial Bluetooth.com (http://bluetooth.com/bluetooth/ )

• Sistemas de comunicación A. Bruce Carlson