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 (陳小姐)為什麼要有這個科技呢(Bluetooth)?我想,目前行動電話在市面上已經非常熱門了,在當初Ericsson要做Bluetooth時考慮到市場上的需求,它要是個我們隨時隨地都會用到的東西,沒有所謂時間的問題、地理的問題,還有所謂市場的擴充,這個東西以後會提升手提電腦、手機的功能和其購買能力,而且行動電話從前的類比到digital,然後到現在所謂的WAP,更以後就是行動電話無線的網際網路,它本身的功能及硬體上的設備,行動電話的功能是愈做愈fancy,一大堆功能都在手機上,朝著這個方向,所以會有Bluetooth這個產品的出現。

  我們是說現在市場上有這許多電訊或資訊的產品,那我們要選擇什麼東西呢? 讓我們看中間這張圖,會發覺有太多的線要連結在一起了,比如說現在你使用一台電腦,電腦上面有一個手機,當有application可以使手機跟電腦做連結時,就要透過cable線;或是買一個PDAPDA本身可以跟電腦上的outlook收發信,一樣要用cable線連線,或者用紅外線,這些都會造成比較不方便的地方,所以,這就是用到Bluetooth的原因,至於怎麼去接,剛剛與教授們討論到一個設備在一個office裡面與電腦上設備做連線通常會給使用者很大的困擾,還有剛剛說到在這許多設備裡要選擇哪一個?要把這全部合在一個device裡面或是分開來使用是最方便的?怎麼去挑才是一個理想的組合?如果把全部合在一個device上面,這東西可能是蠻重的,在攜帶上可能很不方便,如果是分成很多個,是不是也要帶著許多設備出去?所以,這是(看圖)我們覺得最理想的組合,這將是一個個人的資訊管理,有一個掌上型電腦,再配上一個行動電話,和一個notebook,這樣子就是我們目前最需要的information,也都可以去access

  我們來看Bluetooth它的定義功能在哪裡?像現在市場上以後會用在Bluetooth上的就是我們規劃的這些,PC、手機、PDAkeyboardmouse、照相機、printer、跟audio有關的設備、像耳機,如果大家上網去看就可以知道Ericsson目前在今年Q3的時候,無線耳機會出來,還有audioreceiver,就像耳機本身有個接收訊號的功能,在application上面就看各人如何去做發展,像車子的power可以把它lock起來,也可以利用Bluetooth,無線的,可以在遠處就解開這個lock

  為什麼要用無線的,現在看到這個表格,比較無線和有線的差別在哪?Bluetooth在目前一般可以同時接上七個device,就是有一台notebook可以同時和keyboard、手機、printer做連線,可以到七台,如果用有線的方式,當然每一條cable線只能接上一個device;因為radio的關係,所以它可以穿過衣服、牆壁而不受到干擾,如果用有線的當然線就會受到限制了。在速度上,後知道無線的速度是720 kbps,有線的是當線愈長時,就有可能漏掉一些訊號,即一個packet;在power上,它用的是0.1瓦的,有線用的是0.05瓦,等一下施先生會介紹,他那邊有bluetoothIC樣品,等會會讓各位同學看一下。至於cost,現在它的每一個chip定價在美金$5左右,cable線則視其長短來定價;無線的range平常在10m以內。10公尺的距離是蠻長的了,所以手機和notebook做同步時不需緊靠在一起。等一下會談到的紅外線就有限制了。所以可以看出bluetooth的好處。

  現在來談紅外線,我想現在紅外線被使用的頻率也是很高的,但是在使用上限制的距離是一公尺,還有30度角的限制,如果超過這些限制就可能收不到訊號。而bluetooth的有效距離是10米。紅外線如剛剛說的有方向性,距離不能太遠,bluetooth是無方向性的360度怎麼收都可以。剛也說了,bluetooth是一對七,而紅外線只能一對一。

  當初bluetooth被提出的proposal是它是跨越產業的科技,以無線為基礎,開放性的規格,所以個人可以去發展他的application。而且是低電量的耗損,很經濟,保密性也很高。

  為什麼會叫做bluetooth?當初我們在聽到這個故事的時候會覺得很好笑,這是從國外得到的informationbluetooth是一個人的名字,他是丹麥的國王。在西元97年到98年間,在一塊石頭上面,有一台電腦有一個手機,他們找到這塊石頭,他們認為這是一個無線的結合。所以就產生今天的bluetooth,這是bluetooth的願景,後看到這個圖中間有一台電腦,旁邊有mouse、耳機,或是一個local  LAN的一個接頭,事實都可以同時做一些資料的傳輸;而不需要接任何的線,至於在技術上如何做?等會由施先生做介紹。

  Errisson是在1997開始研發這個晶片。1998年二月找了NokiaToshibaIntel成立這個group。為什麼找這些?因為他們都是各個產業的龍頭,希望在present time能得到這些龍頭的背書。後來就聲明有這樣一個聯盟,我們在今年2000年第三季的時候會有新產品出來。目前已經超過240個參入這個group,我想應該不只,因為資料比較舊了,所以現在應該幾手所有大廠都加入這樣一個組織了。

  它的頻率呢?因為是用radio的,所以要採用一個可以全世界通用的。不可能在這個國家用這個頻率,而在別個國家用那個頻率。就會造成像目前GSMAMS或者像美國的DMS,因為頻率不合,所以到國外去就必須換手機,所以在這邊就挑了一個頻率2.4 gHz,以便全世界通用。

  現在看看它的應用,事實上,這邊一個circle裡面在做資料傳輸,後稱這樣一個圓是piconet,看一下它的應用,檔案傳輸的範例,兩台電腦只要靠過來,兩個talk一下,做handshaking就可以傳資料了,不需要再做一些連結。還有就是透過電話;像我們知道的手機有support紅外線,notebook也有支援紅外線,就可以download資料,就像手機可以透過WAP  download一些資料,但是紅外線有它的距離限制;使用者指令可以重覆,像電腦、PDA、手機同時要對Homebook裡面的資料取得,是可以同時間傳送的,不像cable線,它可以同時間進行的,還有名信片,舉個例子,有台照相機,裡面裝有bluetooth的晶片。現在拍完以後馬上透過bluetooth傳給手機,手機再透過任何一個linkPSDN,也就是家裡的電話線,或者透過GSM的連線都可以直接傳到電腦上,而電腦可能在國外或任何地方都可以。

  這就我們今年的產品,bluetooth製作的耳機,我將耳機放在手上,手機放在皮包裡,電話來時只要按一下就可以接聽了。不用找手機找了老半天,或是有時在把手機拿出來時電話早已經斷了,這就非常方便,家用也是一個非常好的應用,意思是說手機在外頭接收,手機在家就是一個家用電話,所以在家打的就是local電話只要花一塊就好,但是在走出bluetooth這個範圍,或是device的範圍之外,它馬上變成GSM也就是無線的,目前這些產品在年底都會出來。

這是比較簡單的報告,得會請施先生介紹技術方面的。

(先生)各位同學大家好,我是全科科技FAE,我目前是負責審bluetoothproject,先說明一下全科科技和Ericsson的關係,本公司是通訊IC的代理商,我們代理Ericssoncomponent已經有大概8~9年的時間,bluetooth是我們從98年就開始推廣的一個solution,在之前,我們公司在推這個project也是蠻柔難的,98年我辦過一場研討會,到處邀請一些公司來參加,那些公司都不知bluetooth是什麼東西,大家都沒聽過也不想來也沒興趣,到了99年的4月份,全科和Ericsson一起辦了一個seminar之後,bluetooth在台灣造成了一個非常轟動的情況,很多的廠家就開始詢問到底市面上有哪些bluetoothsolution,它們的technique又怎麼樣?今天非常謝謝連教授給我們這個機會來介紹bluetooth的技術。

  那我今天的議程會分為幾項;首先會介紹為什麼我們會需要bluetooth?那bluetooth是什麼東西?誰是bluetooth?這第一項議程跟剛剛陳小姐講得有點類似。我只稍微提過一下,接下來我會針對bluetoothprotocol的部分稍微做一個簡介;接下來會看到它的應用是怎麼一個情況?再來是Ericsson所能提供的solution,最後我會留點時間給同學發問。

  我們為什麼需要bluetooth?首先,我們的生活型態改變了,身邊的mobile device愈來愈多,我們經常會看到許多電腦,像我今天使用的這台電腦,它後面連接了許多cable線,但這些cable線在我們搬電腦時需要拆開再重裝,造成很不方便的情形;我們要解決這種狀況,就會想這些cable線可不可能變成wireless的型式?keyboardwirelessmousewireless,這樣的話對我們會比較方便,同時,也會在市場上造成一些改變。

  接下來這張投影片陳小姐大概介紹了,我想bluetooth強調的是wireless的情況,這邊是跟cable線做比較的數據,我們也可以看到,bluetooth目前的data rate1 mbit ps,那我們實際傳輸的速率在720 kbit ps,傳輸功率方面,bluetooth這邊定了3個等級class 1,2,3,class 1是100 m瓦,也就是20dbm左右,那還有一個是4dbm大概25 m瓦左右,最小的是0dbm,大概是1m瓦,0 dbm的傳輸距離是10m,這種距離在這間會議室裡最遠的2個角落的接收情況都是很好的。

  至於未來價格的target是在$5左右,但是這個目標是在single chip的情況下,因為bluetooth所強調的是一個mobilesize,重量要非常小的,所以我帶來了2個sample,大家可以看看。這是Ericsson所提供的bluetoothmodulesize非常小,重量非常輕,薄薄的一片而已,可以放到任何的device上面去。(問:為何最多會連結到七個device而已?答:它會形成一個piconet的東西,在piconet裡有一master和一個slave,那研在建立link的時候,masterassign這個slave一個active member address,那這個address是由3個bits所組成,所以只能連上七個devices

  目前在市面上可以看到大家在競爭的一個是bluetooth,一個是820.1,一個是SWAPshared wireless access protocol),跟HomeRF是一樣的東西,再來就是IrDA,有不少顧客跟我問到,像這些東西的適用領域在哪邊?從這張圖可以很明顯看到,他們的操作都在2.4 gHz的範圍,而所採用的技術不一定。Bluetooth是採用跳頻(FHSS)的方式;802.1 LANDSSS,也有FHSS的方式,HomeRF主要是FHSS的方式,但是HomeRF採用跳頻的摙率比較低,它只有50 hops/s,(Hoping愈快,擦撞的機率愈小,且跳頻和direct sequence是不一樣的,DSSS在這個頻段上今天傳1mb的資料,會把它擴展成3mb的頻寬然後再傳),bluetoothvoice channel可以提供到3個voice channel,它還提供GFSKcoding方式,HomeRF也有提供voice channel,目前來比較的話,bluetooth的價格還是偏高,但長期目標的$5是比HomeRF的$25便宜了許多。

這三張陳小姐介紹過了,

我想這邊多一個修正,那這位國王就是,因為剛陳小姐講那個我們之前也被騙過,其實不是這樣,這個國王統治了丹麥,他在940年到981年統一了丹麥和挪威,因為這位國王以前非常喜歡吃藍莓(blueberry),而且那時沒有牙刷,他就把牙刷推廣給他的人民,人們為了紀念他就把他封為bluetooth二世,就把bluetooth扯在一起,那個時代是個封建的時代,那人們都不敢把他心裡所喜歡的說出來,那個國王那時就講說他很喜歡藍莓而且他也很喜歡刷牙,所以bluetooh這個東西在命名的時候,這國王在歐洲是很受歡迎的東西,而且預期未來人們會很喜歡這個東西,所以就把這個人像呢拿去修改,右手邊拿一個pc,左手邊拿一個行動電話,所以sig認為說以後這個東西也能推廣得像每個人都很喜歡吃藍莓,和每個人都很喜歡刷牙這樣,所以這個故事的來源大概就是這樣

底下我們簡單介紹一下bluetooth的一些基本關念,今天我們不會講的很深入,如果有什麼問題的話可以提出來,這是整個bluetooth protocol specs,包含了RF的部份,還有base band, link manager ,那當然包含了pc end的部份,這是最基本的部份,那待會會稍為介紹一下這三個部份,那我想各位比較熟悉的可能是在tcp/ip這方面,那基本上目前所提供的solution都包含了這幾個部份 base bandlink manager,那國內有幾個廠家在發展的話就是拿現成的solution去發展他的application,那像這一層tcp/ipL2 這一層的話,原廠會提供source code,那這邊的話簡單介紹一下Radio的部份,那這個部份呢我想各位可能比較陌生點,它是在做傳送和接收的工作,它在做頻率的modify跟把control bit to synchronize的動作,那還有做一些濾波,把一些雜訊濾掉,和調變的工作,那link control它是做packethandling的工作,然後去產生你的frequency hard bit sequence,那link manager的話就是在做一些連結的部份,linkhandle的部份,那radio的部份,目前是採用frequency hopping 的方式,他的頻段是採用2.4GB不用charge的頻段,不像GSM 900/1800需要License,在跳頻的方面分為79channel23channel23channel主要用於法國和西班牙,那其它都是用79channel,那他採用的調變方式是gf scape的方式,就是告知頻率近況的方式,那告知頻率的band width0.5左右,modulation大概在0.280.35,傳輸功率大概從0~20dbm,那到20dbm的話,它就必須要做一個powercontrol,以解決nearbar的問題,那receiver transmit的話是用來評估他的performance,他的performance-70dbm,百分之一左右,那今天我們的device和一個device之間到底要做一個link,在bluetooth這邊定了兩個名詞,一個叫piconet 一個叫scan net,那當然一個device和另一個device要作link之後形成一個piconet,那一個piconet 之間可以有很多的device可以同時連接7device,在pico net 形成之後呢一定有一個master,一個slave,由master來管理所有的slaveassign所有的slave在哪時可以傳遞資料。那在每個pico net裡面,它都有自已的clock,自已的hoppingfrequcncy,那變成說你這個slave的話必須同時和各個同步。

那接下來這張所講的,每個device他有個bluetoothaddress,那建立link的時候,每個masterassign slave一個active member address,因為它是3bit所以它在同一個時間裡面有7個可以連接的slave device,那它的mode的話它會assign 8bit address,那由於容量的考慮,最多可以有200device。那這就是master slave傳送的情況,就是說今天不論是規定他一個slot的長度是625micro second,也就是1/1600,那兩個slot就是一個frame,在master要傳資料給slave的時候,master一定是在偶數的slot來傳資料給slave,當slave接到master所傳來的資料之後,slave才能把資料傳給master,也就是只在奇數傳送,那每個slot都使用不同的跳頻的頻率來傳送,譬如說我今天這個slotmaster要傳送給slave就用這個頻率,當下個slot要傳送資料就用另外的頻率,這樣避免去受到干擾,也可以避免去干擾別人,假設今天有個daming存在這個地方,當你送資料過去的時候會相互碰撞,這時候他馬上跳到另外一個hopping去,所以這完全利用了展頻技術裡的抑制干擾的情況。那這是跳頻和direct sequence的差異就是說,今天我在這個頻段展頻的話direct sequence的話,這個頻段都用相同的頻率,但是跳頻的話在不同的時間點用不同的頻率來傳送,在security的方面,除非你知道這個人使用什麼方式跳頻才能把所傳送的資料解出來,不然是很難去解出來,那master在這個slot78channel在傳,等下個slave要傳給他,又換到下一個channel來傳,我們可以看到他跳躍的形式,

上圖所代表的意思呢,就是說它所跳耀的方式是由類似一個suso random的方式來產生的,一種隨機虛擬的方式來產生,所以看起來好像是一堆雜訊,可是它在一定的範圍裡面,它會有一個反重覆的情況的產生,那在實際的同道上呢,master fruter是用來決定hopping squence,那master solt來做一個象位的偏移,在一個picle net裡面呢,所有的device呢,都會跟master產生同樣的hopping squence,然後跟它做一個同步,這樣你才有辦法來傳資料,每個device的話都有自己的一個頻率,那由master cloct產生來做一個象位的偏移之後,來跟你的hopping squence來做一個conclusion的方式來產生一個hopping squence,那packet方面的話,它完整的一個packet包含一個access callpacket head還有panel形式,access call的話就是你可以用來辨認說你存放用來辨認說這個packet是由誰送出來的,那當然裡面放了一些address這些東西,那head的話,它包含error check的一些assignbit,那在bluetooth裡面的話,它總共規定了五種形態,三種形態,的packet,就是說,你這個packet的話,它可以佔一個time slot,或者三個time slot,或者五個time slot,它分為這種三種packet,那在錯誤更正方面的話,它總共提供了兩種形式,一個for wold error protect的方式,還有auto retrans的形式,這邊的話,fec方面的話,它總共分為兩種方式,一個三分之一ray,一個三分之二ray,那三分之一ray就是一個bit我把它重覆變成三個bit,三分之一的方式,那三分之二的話它用hamin call的方式去產生,那當傳送的過程中有錯誤發生的情況產生的話要怎麼辦呢,那它有定一個bitackaak的形式來判斷說我今天送過去的資料,對方有沒有收到,做一個判斷ㄅ。

fist linktype方式這邊的話,它定義了兩種link,一個是scolink,一個是scl linkacolink呢,它是適合作一個point to point的方式,它適合作語音的傳送,而且它是在一個固定的區間裡面保留的方式來做這樣的傳送,這就是所謂的serket swich的方式,那另外一個是非同步的情況,這適合做data link方面,aclsco兩個之間最大的差別就是說sco link的話,它永遠不會重覆的去傳送,就是說你語音的話,不允許有重送的情況發生,那acl的話,當你傳送的資料發生錯誤的話,你還可以重新再傳送,那bluetooth這邊總共有三個voice channel來使用。那我們可以看到這是一個master跟三個slavemessage傳送的一個情況,還有固定在一個區間內,master就傳一個scopacket過來給slave 1,那在acl方面的話,它可以在任意時間裡面它想傳的話,它就把資料傳過來給slave 2,然後,當master把資料傳過來之後,那slave還可以把資料傳回去給master,不管說slave有沒有資料傳給master,它都會回一個messagemaster,告訴它說我今天資料傳送是否成功。

       那一個packet它可以佔三個solt,那在這個packet,比如說我今天這個packet在這三個solt傳送的時候,它所採用的頻率都是固定的,不會因為說它因為它使用了三個packet三個solt在傳送而用到三個不同的頻率,好這張圖表的話就在說明說,你auto retrans 的情況,就是說當master傳送資料給它的時候,在傳送比如說master傳送這個messageslave 1的時候,中間發生可能受到干擾它接收的情況不良,但是slave 1也有message要傳給master的時候,它可以在它要傳送的message前面放一個nak,它就告訴說master你剛剛傳送的資料我沒有收到,請重傳,那master去讀取到這個bit的時候,它在下一個solt就會把B這個資料重新再傳給slave 1,那在當master傳送一個message給第二個device的時候,第二個device傳送一個messagemaster,在這傳送的過程中,ok,它發生了錯誤,那但是master在下一個solt它要把資料送給第一個device,它可以等到下一個solt的時候,它再送一個不確認的訊號給第二個device,跟它講說你哪一個message傳不好請再重送一次,所以它可以做這樣一個retrans動作。