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Übersicht über den Betriebsablauf FunkDie Bluetooth-Hochfrequenz (physische Schicht) wird auf einem nicht lizenzierten ISM-Band bei 2,4 GHz betrieben. Das System enthält einen Frequenzsprung-Transceiver, um Interferenzen und Empfangsstörungen zu vermeiden, und bietet viele FHSS-Träger. Im obligatorischen Modus Basisrate kommt eine binäre Frequenzmodulation zum Einsatz, um die Transceiver-Komplexität zu vermindern. Die Symbolrate beträgt 1 Megasymbol pro Sekunde (Ms/s) und unterstützt die Bitrate von 1 Megabit pro Sekunde (Mbit/s) oder (mit verbesserter Datenrate) eine Brutto-Funkbitrate von 2 oder 3 Mbit/s. Diese Modi werden als Basisrate und verbesserte Datenrate bezeichnet. Funkkanal
Während des normalen Betriebs wird ein physischer Funkkanal von mehreren Geräten gleichzeitig verwendet, die über eine gemeinsame Uhr und ein Frequenzsprungmuster synchronisiert sind.
Das Piconetz umfasst Master- und Slave-Geräte
Ein Gerät (der Master) bestimmt die Synchronisierungsreferenz. Alle anderen Geräte werden als Slaves bezeichnet. Eine Gruppe von Geräten, die auf diese Weise synchronisiert sind, bildet ein Piconetz. Dies ist die fundamentale Form der Kommunikation für die Bluetooth Wireless-Technologie. Frequenzsprungverfahren und adaptives Frequenzsprungverfahren (Adaptive Frequency Hopping, AFH)
Geräte in einem Piconetz verwenden ein bestimmtes Frequenzsprungmuster, das algorithmisch durch bestimmte Felder in der Bluetooth-Spezifikationsadresse und der Uhr des Masters bestimmt wird. Das grundlegende Frequenzmuster ist eine pseudozufällige Reihenfolge der 79 Frequenzen des ISM-Bandes. Das Sprungmuster kann angepasst werden, um einen Teil der Frequenzen auszuschließen, die durch störende Geräte verwendet werden. Die anpassbare Sprungtechnik verbessert die Koexistenz der Bluetooth-Technologie mit statischen ISM-Systemen (ohne Sprung), die sich in der Nähe befinden. Zeitschlitze und Pakete – Vollduplex-Übertragung
Der physische Kanal ist in Zeiteinheiten, so genannte Zeitschlitze, unterteilt. Daten werden zwischen Bluetooth-fähigen Geräten innerhalb dieser Zeitschlitze in Paketen übertragen. Wenn möglich, werden einem einzelnen Paket mehrere aufeinander folgende Zeitschlitze zugewiesen. Frequenzsprünge finden zwischen der Übertragung oder dem Empfang von Paketen statt. Die Bluetooth-Technologie bietet den Effekt einer Vollduplex-Übertragung durch die Verwendung eines Zeitmultiplex (Time-Division Duplex, TDD). Managementprotokolle für Verbindungen und KanäleSteuerschichten Über dem physischen Kanal befindet sich eine Schicht aus Verbindungen und Kanälen und zugehörigen Steuerprotokollen. Die Hierarchie der Kanäle und Verbindungen vom physischen Kanal aufwärts sieht wie folgt aus: physischer Kanal, physische Verbindung, logische Übertragung, logische Verbindung und L2CAP-Kanal. Physische Verbindungen Innerhalb eines physischen Kanals wird eine physische Verbindung zwischen zwei Geräten aufgebaut, die Pakete zwischen ihnen in beiden Richtungen überträgt. Im physischen Kanal eines Piconetzes gelten Einschränkungen dazu, welche Geräte eine physische Verbindung herstellen können. Es gibt eine physische Verbindung zwischen jedem Slave und dem Master. Zwischen den Slaves in einem Piconetz wird dagegen keine direkte physische Verbindung hergestellt. Logische Verbindungen Die physische Verbindung dient als Transportmittel für eine oder mehrere logische Verbindungen, die synchronen, asynchronen oder isochronen Punkt-zu-Punkt-Verkehr sowie Broadcast-Verkehr unterstützen. Datenverkehr in logischen Verbindungen wird in der physischen Verbindung gebündelt, indem die von der Planungsfunktion im Ressourcenmanager zugewiesenen Zeitschlitze belegt werden. Verbindungsmanagerprotokoll (Link Manager Protocol, LMP)
Ein Steuerprotokoll für das Basisband und die physischen Schichten wird zusätzlich zu den Benutzerdaten über die logischen Verbindungen übertragen. Dies ist das Verbindungsmanagerprotokoll (Link Manager Protocol, LMP). Geräte, die in einem Piconetz aktiv sind, weisen standardmäßig eine asynchrone verbindungsorientierte logische Übertragung für die -Protokollsignale auf. Aus historischen Gründen wird dies als logische ACL-Übertragung bezeichnet. Die standardmäßige logische ACL-Übertragung wird immer dann erzeugt, wenn ein Gerät zu einem Piconetz hinzukommt. Zusätzliche logische Übertragungen können erstellt werden, um synchrone Datenströme zu übertragen, falls dies erforderlich ist. Die Link-Manager-Funktion verwendet LMP, um den Betrieb der Geräte im Piconetz zu steuern und Dienste zur Verwaltung der unteren Architekturschicht (Funk- und Basisbandschicht) bereitzustellen. Das LMP-Protokoll wird nur auf der standardmäßigen logischen ACL-Übertragung und der standardmäßigen logischen Broadcast-Übertragung übertragen. L2CAP Oberhalb der Basisbandschicht bietet die L2CAP-Schicht eine kanalbasierte Abstraktion für Anwendungen und Dienste. Sie führt die Segmentierung und Zusammenführung der Anwendungsdaten sowie die Bündelung und Auflösung mehrerer Kanäle über eine gemeinsam genutzte logische Verbindung durch. L2CAP hat einen Protokollsteuerungskanal, der über die standardmäßige logische ACL-Übertragung übertragen wird. Anwendungsdaten, die an das L2CAP-Protokoll übergeben werden, können auf einer beliebigen logischen Verbindung übertragen werden, die das L2CAP-Protokoll unterstützt.
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