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1、藍牙CTP應用模型 藍牙應用模型定義了如何采用一套基本協議標準實現互操作，它代表了具體的應用。藍牙CTP應用模型包含了BaseBand， LMP，L2CAP，SDP，TCS-B以及GAP。BaseBand確保藍牙微微網內各藍牙設備單元之間由射頻構成的物理連接；LMP（Link Manager Protocol）負責藍牙各設備的建立；L2CAP（Logical Link Control and Adaptation Protocol）完成數據的拆裝、服務質量和協議復用等功能，是其他上層協議實現的基礎；SDP（Service Discovery Protocol）為上層應用程序提供一種機制來發現網絡中可用的服務及其特性；TCS（Telephony Control Protocol Specification）提供藍牙設備間話音和數據的呼叫控制信令；GAP（Generic Access Profile）定義了藍牙設備如何發現對方并建立連接，保證藍牙單元可以通過藍牙交換信息發現各單元支持何種應用。 圖1展示了CTP應用模型所涉及的藍牙協議。 圖1CTP模型 圖1中，A-G接口功能如下： （1）CC（Call Control）使用此接口提供何時連接（或斷開連接）語音通道的信息，進行語音同步控制，連接或切斷內部語音路徑。 （2）CL（Connectionless）接口用于發送和接受TCS-Binary廣播消息：利用點對多點信令發送SETUP消息給L2CAP，以便在無連接信道上傳輸；L2CAP使用此接口通知TCS，在無連接信道上收到SETUP信息。 （3）CO（Connection）接口利用點對點信令發送TCS消息給L2CAP，以便在面向連接的信道上傳輸。 （4）CC使用此接口控制LM（Link Manager），以便建立或釋放SCO鏈路。 （5）初始化和處理密鑰時，GM（Group Management）使用此接口控制LM。 （6）此接口不在CTP模型范圍內。 （7）GM使用此接口控制LC（Link Control）和BaseBand，實現查詢、尋呼、查詢掃描和尋呼掃描。 藍牙支持SCO（Synchronous Connection-Oriented）鏈路，eSCO（Extendend Synchronous Connection Oriended）鏈路，ACL（Asynchronous Connection-Oriended）鏈路。SCO支持對稱連接和點對點連接，在規定的時隙傳送語音等實時性強的信息；eSCO鏈路為標準SCO的擴展，支持對稱，非對稱連接和點對點連接，支持更多的分組類型的融合，以及更靈活的分組數據和時隙的選擇；ACL鏈路則以數據為主，可在任意時隙傳輸。當ACL傳輸占用SCO的預留時隙時，一旦系統需要SCO傳輸，ACL則自動讓出這些時隙以保證SCO的實時性。 藍牙射頻和基帶部分通過發送和接受數據包，在終端設備和AP（Access Point，接入點）之間建立了一條無線通道。藍牙終端首先用SDP發現AP提供無繩電話服務，然后請求使用該服務。AP對請求服務的終端設備進行身份驗證，以決定是否接受該請求。在通過身份驗證后，藍牙終端通過CC接口建立SCO或eSCO路徑，通過CTP無線接入相應的網絡，獲取所需要的信息。 2、PSTN接入解決方案 藍牙PSTN接入點由BC04（Bluecore 04）和ASIC（Application Specific Integrated Circuit）兩個核心芯片和周邊設備組成，其中BC04作為主角色或控制器角色，ASIC作為從角色，兩者通過PCM和UART連接，分別用來傳送數據流和控制流。相應的藍牙協議棧和應用程序存儲在FLASH和EEPROM中。系統結構如圖2所示。 圖2PSTN AP系統結構圖 其中，BC04支持最大4個活動連接（包括耳機），同時支持兩路SCO語音，所以語音通過PCM和ASIC PCM相接可以有多路被送到模擬端，從而實現3方通話。ASIC部分實現PCM語音數據與模擬語音信號的相互轉換，通過發送和接收PSTN信令，負責對人機界面的控制。它通過GPIO（General Purpose Input/Output）控制LED和KEY的輸入和輸出，當需要通知BC04時，通過UART端口發送AT指令。AFE（Analog Front End）由分立元件組成，包括發送通路和接收通路，并實現接收通路的自動增益控制，使得到達ASIC的語音信號能夠達到一定的電平和信噪比要求。FUI（Firmware Upgrade Interface）實現對ASIC的調試和升級。 藍牙PSTN接入點，通過與PSTN線路相連，為用戶提供無線數據語音接入。AFE接收來自PSTN線路的語音信號，通過模/數轉換和ASIC的處理，最后轉換為CVSD（Continuously Variable Slope Delta modulation）數據，由藍牙模塊的空中接口發送出去；藍牙模塊的空中接口接收到CVSD數據，將其轉換為u律的PCM信號發給ASIC，經過ASIC處理和數模轉換，最后發送至PSTN線路。 PSTN接入點，通過在100 m的范圍內，建立藍牙無線微微網（Piconet），為具有藍牙功能的語音終端設備，如手機、耳機，提供無線的電話呼入/呼出功能；在語音終端設備與接入點之間，可以進行無線語音呼叫；實現了藍牙SIG規范的CTP應用模型，使得藍牙手機能夠通過藍牙PSTN接入點，作為無繩電話進入固定電話網。 如圖3所示，使用藍牙CTP MS（mobile station）和PSTN AP，通過本地交換機與固網相連。其中，MS為雙模終端，可以根據不同網絡的資費差異預先設置采用何種網絡接打電話。在藍牙覆蓋范圍內，根據設置，CTP MS可以自動選擇使用固網或移動網，而呼入路由的選擇策略依賴于用戶是否通過藍牙AP進行過注冊。注冊過的用戶將可以撥打到固定電話號碼；反之，將直接撥打到移動電話號碼。CTP MS經過AP注冊后，當有打給該手機的電話時，可以做到藍牙接入點和藍牙手機同時振鈴。 圖3PSTN AP網絡結構圖 室內環境下，即藍牙覆蓋范圍內，藍牙CTP MS與AP建立連接并向蜂窩網絡注冊呼叫轉移，將蜂窩電話呼叫轉移到AP所連接的PSTN線路上。當AP檢測到來自PSTN的呼叫，AP發送信號到CTP MS，并建立路徑，然后用戶可以通過AP與另外一端通話。而當CTP MS沒有連接到AP上時，AP能夠自動向移動網絡注冊呼叫轉移功能，將呼叫轉移到附近的藍牙網關上，從而將PSTN電話轉移到預先設定的蜂窩網絡號碼上，這樣可以避免漏接PSTN電話。 室外環境下，即脫離藍牙網絡覆蓋范圍，CTP MS可以通過蜂窩網絡接打電話。當CTP MS從室外進入到藍牙網絡覆蓋區，不需要人工干預，MS可以自動通過AP進行注冊，并將蜂窩網絡的電話轉移到藍牙語音網關所連接的線路上，撥打PSTN網絡電話。 3、VoIP接入解決方案 SIP（Session Initiation Protocol）是專門為IP電話，尤其是結合Internet設計的信令協議，可以建立，修改或者中止多媒體會話或者呼叫，因此廣泛地應用于VoIP中。 如圖4所示，使用藍牙CTP手機和具有CTP功能的VoIP接入點，即CTP-SIP AP，通過寬帶網絡與VoIP網絡相連。這里的VoIP網絡支持SIP協議，VoIP接入點支持藍牙CTP和SIP協議，MS則不需要具備SIP功能。CTP-SIP AP有兩個10/100 M速率的RJ45以太網接口，其中一個用于連接PC機或LAN，另外一個用于連接DSL路由器或WAN。我們還可以用一個CTP-SIP網關代替AP和DSL/cable modem，實現兩者功能的融合。同時網關需支持藍牙CTP、SIP、TCS Binary協議，并且具有調制解調和路由功能。 圖4VoIP AP網絡結構圖 在藍牙覆蓋范圍內，AP首先通過SIP服務器進行注冊，然后藍牙CTP手機根據設置，可以選擇使用蜂窩網絡或VoIP網絡。所以CTP手機既可以作為IP電話使用，又可以作為一個普通的手機使用蜂窩網絡。每個AP可以注冊多個MS，同時在AP上又對應的為每個MS分配了各自的VoIP應用模型。當撥打電話時，AP根據VoIP號碼，建立一條到MS的路徑，從而實現撥打IP電話。 在藍牙覆蓋范圍外，CTP手機直接撥打蜂窩電話。為保證CTP移動用戶的無縫接入，可以采用在AP中增加緩沖區的辦法減少包的丟失率，這種方案的具體實現如下：當藍牙用戶移動位置時，如果藍牙用戶的接收信號強度（RSSI）小于某個門限值時，它將發出查詢命令，查找是否有更近的AP存在，同時它也向原先的AP發出聲明，告之它將切換到新的AP。藍牙用戶移動到新的AP的注冊請求沒有被當前AP確認前，當前AP將通信對端發送來的數據包存儲在緩沖區里。在注冊請求確認后，當前AP通過新AP給藍牙用戶發出確認消息，同時刷新通信對端的轉交地址，使通信對端獲得藍牙用戶的新的轉交地址，將以后的數據包發送到新的AP中，再轉發給藍牙用戶。藍牙用戶收到注冊確認消息后，解除其在舊AP中的登記，并且通知它新的轉交地址，使它釋放緩沖區的數據包到新AP中，再轉發給藍牙用戶，這樣就避免了切換時的數據丟失。 4、結束語 上述兩種應用解決方案，針對發達國家完善的IP網絡和發展中國家的PSTN電信網絡，充分利用已有的網絡資源，通過很少的投入，實現了固網和移動網的融合。 將藍牙技術眾多的應用模型融合到一起，簡化整個系統結構，從而使得CTP在FMC接入網中的應用更加廣泛，功能更加完善。因此我們可以樂觀地說藍牙CTP解決方案在FMC接入網中的應用將會贏得越來越多運營商的青睞。 |
