蓝牙解码耳放编译器哪个好

踌京 知Y工程硕士专业学位论文》题目:手机蓝牙自动化测试系统的设计与实现学 姓 班 号:06G0131 名: 级:迕室 Q墨圆适堡专业领域:电王量信息工程导师:矍洼2009年11月1日
溉包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得北京邮电大学或其他本人签名:j乐露同期:j≥、)五关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定,即: 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许学位论文被查阅和借 阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后遵守此规定)保密论文注释:本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论文注释:本学位论文不属于保密范围,适用本授权书。 本人签名: 导师签名:逝:重日期:l厶l乙同期:
北京邮电大学硕十学位论文摘要手机蓝牙自动化测试系统的设计与实现摘要 蓝牙(Bluetooth)是手机中一个常用的功能模块,同时它也是索 尼爱立信以及母公司爱立信的一个前沿和领先的领域。蓝牙功能测试 从底层和用户的角度来保证手机在研发阶段的蓝牙功能稳定以及人 性化,而更有效和准确的测试有助予提高测试质量,提高产品的价值 和稳定性,因此本论文探讨了手机蓝牙自动化测试系统的设计、开发、 调试与实现。我们利用公司开发的协议分析控制工具结合现有的手机 自动化执行工具,设计了一个自动化测试系统,来管理、执行和分析 蓝牙功能测试用例。截至目前,系统运行正常,大大提高了测试的准 确性,也有利于新人学习和掌握,节省了大量的人力。同时,给其他功能组也提供了参考,例如Streaming、Messaging、Video Telephony等部门,也在纷纷启动了自动化测试的调研和论证,因此蓝牙自动化 测试系统的诞生,是对企业甚至是行业起到了积极的推动和示范作用。本人在这个自动化系统设计的项目中,作为OSE平台中国分支 的蓝牙软件测试主管和测试工程师,主要职责是规范和整理测试用例,编写AutoMMI自动化测试脚本,模拟和执行测试用例来检验系 统的稳定性和准确性。论文首先介绍蓝牙基础理论知识,进而引出蓝牙手机测试的概况和原理,然后阐述手机蓝牙自动化测试系统的设计初衷和计划,最后进行实际操作,调试,校验并且进行展望。 关键词:蓝牙测试自动化ROSAAutoMM
北京邮电大学硕士学位论文AbstractDESIGN ANDIMPLEⅣ匝NT OF BLUETOOTHAUToMATION TEST SYSTEM ON MOBILEAB STRACTBluetooth is the most popular function in mobile phone,and it is the advanced technology of Sony Ericsson and its master company—Ericsson. Bluetooth function lOW level and endtestiSto ensurethe stability and performance fromexactuserlevel.More effective andtesting.moretovaluable and stable products have.Therefore this Paper is Bluetooth automationtesttalk aboutsystemtoon amobile.W.e used protocol analysissystem,which can manage,executeastool and MMI control tooldesignand analyze the function of Bluetooth.So far the system works expected,and it improve the veracity very much.It also by new comerSO canbe handledthat wesavemore effort and resource.At the same time,asit’S the reference for other departments,suchStreaming,Messagingand Video Telephony.They have started to investigate the automation system.So the Bluetooth automation whole mobile industry. As Bluetooth function test team lcad and engineer in China OSE platform,my responsibility is exact,designto ensure testsystem iS the example for thethetest cases arestandard andAutoMMItestscripts,simulate andexecute test cases.Inthis paper,1 will introduce the basic knowledge of Bluetooth firstly.And the idea and strategy of automation design will be included then.At last 1 will do some trial to test this system and solve some problems. Of course,the time and needtoresourceiS 1imited.there’ll be some functionextend and enhance,including stability and expansibility.Andourmis iS the target and goalin KEYfuture works.WORDS:bluetoothtestingautomationROSAAutoMM
北京邮电大学硕+学位论文第一章绪论………………….…1.1 1.2 1.3项目背景……………… 项目的现状.……………论文研究目标及章节内容安排第二章蓝牙技术…………………2.1 2.2蓝牙的起源……………. 蓝牙技术的介绍..………. 2.2.1无线通信……….. 2.2.2射频无线通信……. 2.2.3红外无线通信….…2.2.4蓝牙射频通信的解决方2.3蓝牙应用模式………….. 2.3.1无连线计算机……. 2.3.2最终耳机……………….………….…………………..8 2.3.3三合一电话……………………………..………………8 2.3.4交互式会议…………..………..…………….…………9 2.3.5 Internet网桥……….…………………………………..9 2.3.6语音膝上电脑…………………..…………….………..102.3.7自动同步………………………………………………”2.3.8速递名信片…………………………………………….12 2.3.9组发组网………………………………………………122.42.3.10隐式计算………………………………………………12 蓝牙核心规范…….………………………………….……….13 2.4.1蓝牙协议栈…….……………………………………...13 2.4.2传输组的低层协议……..……………………….……….17 2.4.3传输层的高层协议…………………………………..…..202.4.4 2.4.5RFCOMM和SDP中间件协议………….………………………21IrDA互操作性中间件协议………………………….………22 2.4.6音频和电话控制………………………………………...242.5蓝牙协议子集……..………………………………………….25 2.5.1通用规范………………….……….………….………26 2.5.2电话规范……….……………………….………….…282.5.3串口和目标交换规范………………………….………….302.5.4网络规范………………………………………………31 2.6本章小结……………….……….…………………………..33 北京邮电火学硕十学位论文目录第三章蓝牙测试的理论及方法…………………………...…….….….…..343.1蓝牙测试的理论基础和方法论………………….…………….…..34 蓝牙设备认证测试………………...…………….………35 3.1.2蓝牙协议一致性测试………..…………..…….……......373.1.13.1.3蓝牙软件测试……....…..………...……….....………413.2 3.3 3.4手机上蓝牙测试的测试内容……………………….....………….42 蓝牙测试的用例和工具……………………….…..…..………..44 关于测试方法的探讨….……………………………….……….483.5本章小节……………………...….……………………..….49 第四章蓝牙测试中存在的问题及分析……..……………...…….……….….504.1 4.2项目中遇到的蓝牙测试的问题…..…………….………………….50 问题的论证、分析和研究.…………….…………………………514.2.1 4.2.2如何提高蓝牙软件测试效率.……………………………….51 如何提高蓝牙软件测试的准确性…………………………….524.2.3如何让蓝牙测试更容易掌握.….……………..…………….52 4.3本章小结….………………………………………..…...….53 第五章解决方案及测试验证…………………….…..….…………………545.1关于测试方法论证….….…………….………………………..545.1.1测试工具一ROSA…………………….……..…….......545.25.1.2测试工具一AutoMMl…………....…………….………..58 测试试验及结果分析.………………………….……………….63 5.2.1准备…………………………….…………...…..….63 5.2.2执行…………………...…………….….…………..695.2.3结果分析………….….………….……………………71 5.3本章小结...……………………….…………………………76 结论与展望……..…………………………..………….…….…...….77 参考文献....…..…..……….….…………..…………......…….…..78 致谢………...…....…….……………………….….。….…….……79 北京邮电人学硕十学位论文正文第一章绪论1.1项目背景信息时代最大的特点便是更加方便快速地进行信息传播,正是基于这一点技 术人员也在努力开发更加出色的信息数据传输方式。蓝牙,对于手机乃至整个IT 业而言已经不仅仅是一项简单的技术,而是一种概念。当蓝牙联盟信誓旦旦地对 未来前景作着美好的憧憬时,整个业界都为之震动。抛开传统连线的束缚,彻底 地享受无拘无束的乐趣,蓝牙给予我们的承诺足以让人精神振奋。所谓蓝牙 (Bluetooth)技术,实际上是一种短距离无线电技术,利用“蓝牙”技术,能够有效 地简化掌上电脑、笔记本电脑和移动电话手机等移动通信终端设备之间的通信, 也能够成功地简化以上这些设备与因特网Intemet之间的通信,从而使这些现代 通信设备与囚特网之间的数据传输变得更加迅速高效,为无线通信拓宽道路。 索尼爱立信作为手机行业的一个技术领先的企业,非常注重前沿技术的开发 也探索。而母公司爱立信,一直是靠技术领先而立足于电信业的巨头。蓝牙就是 爱立信公司的发明。在当今,蓝牙作为手机上一个很基本的功能,几乎存在于所 有手机上,它的应用也越来越广泛。我作为一个从事手机行业的索尼爱立信公司 的普通工程师,职责就是保证蓝牙模块的软件功能尽可能完善,以此给用户带来 更好的使用体验。 一直摆在我们面前,也是我们一直想去解决的一个问题就是:如何能让测试 更准确更有效率。无疑,自动化测试是一个出口。 自动化是当今IT行业中比较流行的一个词,各个公司也在不断探索和研究 有效且兼容性高的自动化测试系统。爱立信在手机行业的常年积累和强大的研发 实力,给我们提供了深厚的技术理论基础,并也已经有了比较成型的自动化测试 软件。基于此,论文尝试在蓝牙测试系统中引入自动化,设计开发蓝牙自动化测 试系统,以便更有效准确地实施蓝牙功能和协议测试。 从2007年8月开始,索尼爱立信开始着手研究蓝牙自动化测试的系统开发。 本篇论文也以一个测试工程师的角度纪录了这一过程。1.2项目的现状在这个自动化测试系统开发设计之前,蓝牙的软件测试都是基于手动执行l 北京邮电人学硕{:学位论文正义的,并结合Sniffer工具进行空口的log抓取和分析,手动总结测试结果和测试报告。包括在自动化系统设计和丌发过程中,并行的,也要手动去完成当前的项目 任务,直到该系统足以承担测试任务。1.3论文研究目标及章节内容安排在目前蓝牙测试中,大部分基于手动测试,配合着Log的抓获和分析工具。 虽然这样能灵活地执行测试且可以着重获得你想要的信息以便分析问题的根源, 但这样有以下几个缺点:1)执行效率低一手动测试难免会需要大量的人力投入其中; 2)准确率难以保证一手动测试对工程师的理论知识和工作经验有着比较高的要求,而这些工程师更愿意去做更有价值的工作,而不是单单执行测 试用例,如果启用经验少的测试人员,质量就难以保证了;3)测试管理不规范一包括测试用例和测试结果的管理不能规范化。如果能有一个自动化测试工具,让它自己去执行测试用例,节省出大量的入 力物力可以进行别的工作,这对企业提高工作效率是非常有帮助的。另外,通过 完善的协议分析和比对,让系统自动判断结果,也会更准确和客观。还有就是批 量的执行测试用例,最后导出的测试结果可以按照软件版本来进行版本控制和管 理,以便以后使用。 这也是本论文的研究目标以及方向。 目前,公司有了可以控制手机的自动化工具,但是协议分析工具仍然缺乏, 需要丌发;而且如何让自动化执行工具与协议分析工具结合起来;测试用例如何 重组以适应测试系统;提高测试系统的扩展洼。基于此,本论文重点研究了系统 的组建构成和如何快速有效地执行自动化测试,章节安排如下: 第1章概括性的描述项目的背景、现状和要实现的目标以及研究内容。 第2章 第3章 第4章 第5章 重点叙述了跟工作相关的蓝牙技术的基本概念。 阐述了蓝牙测试的内容,重点描述了软件测试的思路及概念。 针对目前所存在的影响测试的问题进行论证和分析。 为了解决上一章所存在的问题,本章做了有效的解决方案,并经过试验调试,从而能够达到解决问题的目的。 第6章 虽然初步解决了工作中存在的问题,但是一个系统的完善还是需要长时问的积累和实践,因此,我们对未来,有所展望。2 北京邮电大学硕+学位论文证文第二章蓝牙技术本章从介绍蓝牙无线通信的背景知识开始,依次介绍了蓝牙技术的起源和历 史,无线通信的基础知识,包括2.4GHz频段及红外通信中的扩频射频通信技术。 同时介绍蓝牙通信技术的基本原理,包括主从角色、基带模式、通信的拓扑结构 和应用模式。然后对蓝牙技术的核心规范和协议子集进行了介绍。2.1蓝牙的起源Bluetooth这个术语是指为了在世界任何一个地方,实现短距离无线语音和 数据通信而制定的一个开放的技术规范。这一简明扼要的说明,包含以下几点理 解蓝牙技术的重要内容:?开放的规范:蓝牙特别兴趣小组(SIG)为蓝牙无线通信技术制定了一个 公开使用的、免除许可证的规范。为促进人们广泛地接受这项技术,为 蓝牙技术制定一个真正开放的规范是SIG成立以来的基本目标。?短距离无线通信:在计算和通信设备中有很多短距离数字通信的例子, 目前这些通信大部分都是通过缆线来实现的。这些缆线通过各式各样的 连接器与各式各样的设备相连接,这些连接器要在形状、尺寸及引脚数 目上相匹配,种类繁多的线缆是用户感到很麻烦。有了蓝牙技术以后, 这些设备问的通信就不必通过连线来实现了,只需通过一个简单的空中 接口(air-interface),借助无线电波接受和发送数据。设计者追求的目标 之一是极低的传输功耗,以使该技术能够很好地适用于那些使用电池作 为电源的小型编写个人设备,譬如论文要着重探讨的手机。?语音和数据传输:在计算和通信环境之间传统的分界线变得越来越不明 显。语音也经常以数字的格式进行存储和转发,数据也可以通过语音设 备(如手机)进行传输,如信息的存取的浏览。通过语音识别,语音还 可以控制计算机;通过语音合成,计算机可以输出音频和视频信号。有 一些无线通信技术是专门用来传输语音的,而另一些则是专门用来处理 数据业务的。蓝牙无线通信技术同时支持语音和数据传输,这样就使得 各种支持语音或者数据的设备,或者是两者都支持的设备件间能够互相 通信,是统一各类短距离通信的理想选择。?在世界任何地方都能进行通信:在世界上的许多地方,电信业受到了严 北京邮l乜人学硕十学位论文萨义格的限制。如电话系统,必须遵守政府的规定。而电话标准又因困家的 不同而不同。与此相似,很多类型的无线通信都受到限制。通常,射频 频谱的使用需要有许可证,传输功率受到了严格的限制。然而,还有一 部分射频频谱的使用不需要许可证,主要应用于工业、科学和医疗领域 (ISM)。蓝牙无线通信正是选用这一在世界范围内不需要中清许可证的 频段。因此不管用户在什么地方,具有蓝牙功能的设备都无需做任何修改。蓝牙短距离无线技术是替代当今各种流行的通信设备上短距离电缆的最理 想的选择。蓝牙规范明确定义了用无线传输替代串行电缆的方法,如与调制解调 器、数字相机以及个人数字助理设备相连接的电缆。这项技术还可以替代其他类 型的连线,如与计算机外围设备(包括打印机、扫描仪、键盘、鼠标等)相关的 连线。除了简单的替代连线之外,固定和移动设备中的这种无线连接还能够丌发 出许多其他新奇的新用途。 蓝牙无线通信技术是由瑞典电信设备制造商Telefonaktiebolaget LMEricsson(也就是现今的爱立信公司)的工程师们构想出来的。1998年初,处于计算和 电信行业前沿的一些公司组成了蓝牙特别兴趣小组(SIG),其目的就是丌发制 定这种丌放的规范。SIG的创始公司是:爱立信、英特尔公司、IBM、诺基亚和 东芝,这些公司组成了SIG最初的核心小组。SIG与1998年5月公开宣布成立, 专门致力于制定软、硬件的开放的规范,以实现各种没备跨平台的牛H互操作。2.2蓝牙技术的介绍通信的形式是多种多样的,如语音交流、图像传递、书信来往和电子传输等 等。在电子通信领域中,模拟通信和数字通信是现代社会普遍接受的两种常用形 式。无线通信的形式是多种多样的,在这罩仪仪描述那些与蓝牙技术背景相关的 内容,而不是对无线技术进行全面的概述。 无线通信2.2.1无线电广播和电视广播就是无线通信的两个很常见的例子,类似的例子还有 卫星通信、无绳电话和蜂窝电话、遥控电视、车库门开启遥控装置和车门遥控锁 等。上面所提到的多数应用实例是利用无线电波实现通信,红外波段或不可见光 波段的使用也是比较普遍的。蓝牙无线通信使用无线射频(Radio4Frequency,RF) 北京邮电人学硕士学位论文正文技术,是通过无线电波实现空中传输。为了防止各种设备使用同一频段的干扰, 为此蓝牙技术特别设计了快速确认和跳频方案以确保链路稳定。跳频技术是把频 带分成若干个跳频信道,在一次连接中,无线电收发器按一定的码序列不断地从 一个信道跳到另一个信道,只有收发双方都按这个规律通信,而其它的干扰源不 可能按同样的规律进行干扰。跳频的瞬时带宽很窄,但通过扩展频谱技术就可将 这个窄带通信扩展成宽频带,使可能干扰的影响变得很小,与其他工作在相同频 段的系统相比,蓝牙跳频更快,数据包更短,这使蓝牙技术系统比其它系统更稳定。2.2.2射频无线通信RF技术使用调频产生一定频谱宽度的无线电波,对信息进行编码,接收机 通过调整到相应的频率进行接收。例如,调频广播工作在88MHZ和108MHz频 谱范围内,而某些无线电话工作在900MHz;蓝牙无线通信和其他的一些技术工 作在2.4GHz。由于可以使用的频谱资源非常有限,所以大多数国家都对射频空 问的使用进行了规划。但是,根据许多国家商议,在世界上的任何地方,2.4GHz 频段可以没有许可证。SIG和其他组织,如IEEE802.1 1标准化组织,正在与一些国家的频段管理当局商讨将2.4GHz频谱作为不需要许可证的频段以及寻求将 其用于无线通信的批准过程。总的目的是,在遵循工作规划的条件下,这个频段 可以在世界范围内不需要许可证。 2.4GHz频段的射频通信 使用这个频段的每一项技术都必须在频游的限制下做出没计选择,使其选择 的技术能够为特定的应用或领域提供最佳的服务。蓝牙无线通信的设计目标是在 极低的发射功率下实现最大的频带利用率,并使RF干扰和干扰产生的影响最小。 扩频的射频通信 正如上面所提到的,2.4GHz频段不需要许可证,而使用扩频技术的原因很 大程度上是为了进一步降低干扰。蓝牙无线通信使用每秒1600跳的跳频方式。 在给定了一个国家的跳频模式之后,时钟输入(clock input)决定了使用当 前跳频序列中的哪一个频率序列通过地址输入(address input)来确定。 2.2.3红外无线通信射频技术不是无线通信的唯一方式。红外技术常用在一些像笔记本电脑、个 人数字助理和电子遥控之类的设备中。红外无线通信利用红色可见光之外的不可 见光波段。 北京邮电人学硕十学位论文正义特别需要注意的是,红外数据协会(Infrared DataAssociation,IrDA)制定了 一个标准红外通信方法。这种方法通常用在移动电话、笔记本电脑和掌上电脑中。 IrDA技术和蓝牙技术有一定关系,因为IrDA也是被设计用于短距离、低功率、 无许可证的通信。与蓝牙规范一样,IrDA也定义了物理层和实现互操作通信的 软件协议栈。 尽管在IrDA和蓝牙无线通信在诸如数据传输和信号路径(红外通信一般需 要可视路径,而射频通信能够穿透多种物体)有一些差异,但是它们之间的相似 性还是使SIG和IrDA在丌发规范时能够进行合作。由于IrDA和蓝牙无线通信 的应用范围相重叠,蓝牙规范使用了IrDA的互操作协议层,其中包含了IrDA 定义的一些协议。这样,就加强了无线应用的互操作性,不再受通信传输技术的影响。2.2.4蓝牙射频通信的解决方案主从角色在基带层次上,如果两个设备建立了蓝牙连接,一个设备扮演着主控(master) 角色,另一个设备扮演着从属(slave)角色。规范允许蓝牙无线设备扮演每一种角 色,一个设备既可以作为一个通信链接的主控设备又可以作为另一个链接的从属 设备。主控角色并不意味着具有特别的权利,而是浣它控制着设备之间的FHSS 通信同步。主控设备决定跳频式样(根据蓝牙的设备地址)和跳频序列的相位(根 据它自己的时钟)。与给定的主控设备进行通信的所有从属设备随主控设备一起 跳变。主控设备通常又发起通信的设备承担。 一个给定的主控设备最多可以与7个活动的(active)和255个休眠的(parked) 从属设备通信。与单一主控设备通信的所有从属设备就组成了规范中所说的微微 网(piconet)。在一个微微网中只有一个主控设备。 在蓝牙的下层通信中需要这种主从关系,但是设备之间的操作通常都是对等 的。在一个设备和另一个设备之问建立了点对点的链接之后,每个设备所扮演的 角色(不论是主控设备还是从属设备)通常是不重要的,并且与高层协议及设备 的使用者无关。在某些应用中,制定一个设备承担特殊的角色可能有一些好处, 甚至是必需的;但是在大多数情况下,不必为每个设备指定角色。在一些应用中, 设备角色的互换不会对工作造成任何影响。在这里所理解主从关系对下层通信是 十分重要的,而理解设备之间通常都是对等操作也同样重要。图2一l给出了一个 微微网中的主从角色。6 北京邮电人学硕十学位论文正文图2一l一个微微网中的主从角色基带模式和节能特性 如上所述,一个微微网可以包括最多7个活动的从属设备和更多的休眠从属 设备。蓝牙规范包含了对休眠基带模式的定义以及对其他被称为呼吸(Snifr)和 保持(Hold)模式的定义。借助多种基带模式,无线设备能够进入低功率状态以 利用节能。这些低功率模式事实上是三种不同的进入和退出低功率状念的方法, 每种模式针对一个特定的蓝牙连接(而不是整个设备)。基带状态可以分为连接 状态和待机状态,在连接状态中有四种模式(活跃、呼吸、保持和休眠)。当基 带处于连接状态时,可使用四种基带模式中的任意一种,没有链接时,基带处于 待机(Standby)状态,不同于连接状态模式。2.3蓝牙应用模式当前,人们对蓝牙无线通信技术的关注大多放在其规范上。这些规范实际上 源于一组应用模式(有时也成为应用情况或应用实例)。在提出规范之前,蓝牙 的官方网站介绍过一些应用模式,今天的技术发展已经使这些应用成为可能。 协议子集(profile)正式规定了蓝牙应用模式(Bluetoothusagemodel),将在下一节介绍。本节将概括性地描述应用模式。这旱所描述的应用模式仅仅是蓝7 北京邮电人学硕十学位论文正义牙无线通信技术最初能够实现的一些实例。毫无疑问,随着时间的推移和这项技 术的更新用途的不断出现,SIG会定义出更多的新应用核心的协议子集。 2.3.1无连线计算机从本质上说,蓝牙无线通信就是代替低速率的短距离连线。许多计算机外围 设备的缆线都能用无线连接代替,键盘、鼠标、游戏操纵杆、喇叭、打印机、扫 描仪和其他一些类似的设备都可以采用蓝牙无线通信。还有一些,如个人数字助 理问的连线、与数字摄像机之问的电缆以及与网络进行连接的导线等等,也可以 用无线连接代替。 2.3.2最终耳机在蓝牙无线通信中,凡是支持语音功能的应用都推崇这种应用模式。电话耳 机在固定电话和移动电话通信中得到了广泛的应用。在呼叫中心(求助台、集中 预订办公室等)环境下,可以使用耳机进行通话以解放人们的双手来操纵计算机。 在移动通信的某些场合中,比如在驾车或者提着物品步行时,也需要使用耳机来 解放双手。蓝牙无线通信取消了耳机和话机之间的连线。例如,可以使用电话的 键盘发起呼叫,而用耳机的麦克JxL和喇叭完成语音通话。 使用最终耳机的一个优点是它支持移动性。耳机的使用者可以在能保持连接 的范围内自由移动,而不必和音频设备绑在一起。另一个优点是可以将同一个耳 机用于多种设备。因为规范提供了一个标准的接口,多用于电话通信的耳机也同 样可以用来与固定的语音接入点(voiceaCCeSSpoint),如无绳电话基站进行通信,另外耳机也可以完成与计算机的音频交互。 2.3.3三合一电话今天,人们通常要使J}{jI多部电话:办公室中一部电话,家中一部或多部电话 (一些是有线电话,一些是无绳电话),一部移动(蜂窝)电话,还有公用电话 等等。然而采用了蓝牙无线通信,就能够用一部电话代替所有其他电话。这种三 合一电话应用模式允许一部移动电话既可以作为标准的蜂窝电话,也可以用作无 绳电话与语音接入点(无绳电话基站)进行连接,还可以用作内部通话设备或称 为“步话机(walkie.talkie)”,与另一个临近的设备直接进行通话。 北京邮电大学硕+学位论文正文2.3.4交互式会议对于任何类型的数据网,包括简单的点对点连接,最基本和最有用的应用就 是交换文件和其他的数据对象。用蓝牙无线通信能够实现类似的文件和对象传 输。在交互式会议室罩,名片和文件能在与会者之间自由的交换。不仅在两台计 算机之间能够互传文件,而且在任意两台使用了蓝牙技术的设备之间也能够互传 对象。无线文件传送的主要优点在于它所提供的方便性。 Intemet网桥2.3.5用蓝牙通信做无线网桥(bridge),有两种类似但本质截然不同的建立与 Intemet、校园网和企业网连接的方式。第一种方式是通过电话线使用一个无线 数据的调制解调器来拨号上网;第二种方式是通过数据接入点经局域网(LAN) 直接上网。 2.3.5.1拨号上网Intemet网桥应用与今天许多人访问Intemet的方法相同。一种传统的方法是 经过电话线用调制解调器拨号先连到Intemet的服务提供者(IntemetServiceProvider,ISP)处,再将计算机与Internet互联。蓝牙通信所做的工作就是在没有 任何缆线的情况下,实现这个应用模式的全部功能。 如图2.2所示,就是一个Intemet网桥的应用实例。燕窝同手税-■甜¨硝0◎图2—2 Internet网桥应片jj实例:无线拨号上网9 北京邮电人学硕f:学位论文正义2.3.5.2直接网络接入在企业、校园或其他类似的地方,通过局域网直接上网则比较常见。从局域 网接入通常需要有一个与Intemet相连的网关,以达到不必建立拨号连接就能从局域网访I、廿J Intemet的目的。借助于数据接入点,通过蓝牙无线通信可以直接访问网络。一个数据接入点可以与多个设备建立无线连接,同时又与局域网相连, 这种无线连接方式与有线环境中实现的连接功能完全相同,见图2.3。眇一岭口 U图2—3蓝牙Internet网桥应朋实例:借助数据接入点直接进行局域网接入2.3.6语音膝上电脑这种应用模式是将膝上电脑(或笔记本电脑)的麦克风和喇叭作为移动电话 中语音对话的音频输入、输出设备,如图2—4。10 日图2—4蓝牙语音膝上电脑虑蚪J模式2.3.7自动同步自动同步是利用邻近组网增加新的功能,使现有的任务更易完成。这个应用 模式中的“自助”功能借助于邻近组网。目前,同步操作几乎都是一种主动的过 程,这包括连接串行电脑和点击按钮,或者将两个红外线设备彼此指向对方,然 后再开始操作。然而,如果使用了蓝牙无线通信,在一定的范围内的两个设备就 可以实现自动的同步。如图2.5所示。、、 北京邮电人学硕十学位论文 图2-5蓝牙自动同步虑JH模式证义2.3.8速递名信片这个模式的最基本想法是,是具有数字摄像功能的设备能够向其他的一些设 备无线发送电子照片,然后再通过Email发给接收者,这样就生成了一种数字“明 信片”,见图2-6。臼时州、、、口图2—6速递明信片■殷工⑨hoc)2.3.9组发组网这种应用模式被认为是交互式会议(文件传送)应用的扩展。自组织(ad网络是那些自然形成的网络,正是蓝牙无线通信彳‘使这些应用成为可能。交互式 会议应用模式说明了某些对象,如电子名片或文件足如何在会议室进行交换的。 一旦在与会者之间建立起一种自组织网络,还可引入其他类型的应用,其中典型 的应用就是大家共同参与的合作式应用,诸如实时地观看演示文稿、大家一起编 辑修改演示文稿以及在与会者之间及时地发布信息等。 2.3.10隐式计算隐式计算包含这样一类应用:一些表面上没有使用的设备,实际上正在承担 着一些工作。前面讨论过的自动同步可以看成是隐式计算的一个例子。在这种应12 北京邮电人学硕十学位论文J下文用模式中,一个隐藏在衣袋里或钱包罩的PDA,不需要人为的干预,就可以自 动的与其他的设备进行同步。2.4蓝牙核心规范本小节介绍一下蓝牙核心规范的简单内容:蓝牙协议栈的内容,各层之间的 关系,蓝牙的无线层、基带层、链路控制器和链路管理器层,路基链路控制和适 配协议(L2CAP)层以及主机控制器接口(HCI),RFCOMM层和服务发现协议 (SDP)层,红外数据协会(IrDA)标准有关的应用互操作性协议,以及电话控 制和音频协议。 2.4.1蓝牙协议栈蓝牙规范的核心部分是协议栈。这个防议栈允许多个设备进行相互定位、连 接和交换数据,并能实现互操作和交互式应用。 2.4.1.1协议栈的组成部分协议栈的各种单元(协议、层、应用等等)在逻辑上被分为三组:应用组、 中间件协议组和传输协议组。 传输协议组:这个协议组包含的协议主要用于使蓝牙设备能够确认彼此的相 互位置,并且能创建、配置和管理物理以及逻辑链路,以便使高层协议和应用经 过这些链路利用传输协议来传输数据。这个协议组包括无线、基带、链路管理器、 逻辑链路控制和自适应协议以及主机控制器接口协议。 中间件协议组:为了在蓝牙链路上运行已有的和新出现的应用,这个协议组 由另外的一些传送协议构成。它不仅包括第三方和业内的一些标准协议,而且还 包括SIG特别为蓝牙无线通信而制定的一些协议。前者包括与intemet有关的协 议(PPP、IP和TCP等)、无线应用协议和IrDA及类似组织所采用的对象交换 协议,等等。后者包括三个专为蓝牙通信而制定的协议,以使种类繁多的另外一 些应用能够在蓝牙链路上运行。其中被称为RFCOMM的串行仿真端口协议(serial port emulatorprotoc01),能使一些传统的串口应用在蓝牙传输协议上无缝地运行。另一个基于分组的电话控制信令协议为电话的操作提供了高级控制功 能,比如为无绳手机和基站提供了分组管理和移动性支持。最后,服务发现协议(service discovery protoc01)使设备能够相互查询对方所支持的服务,并且能够13 北京邮电人学硕十学位沦文正文获知如何访问这些设备的信息。 应用组:这个协议组包含使用蓝牙链路的实际应用。这些应用可以是一些不 了解蓝牙传输方式的传统应用,比如凋制解凋器和拨号上网或者一个浏览网页的 客户端,也可以是一些了解蓝牙无线通信的应用,如那些用电话控制协议来控制 电话设备的应用。 下边来讨论一下传输协议组和中间件协议组中的关键协议它们之间的关系。 2.4.1.2传输协议组传输协议不仅支持数据通信的异步传输,同时还支持能达到电信级质量的(64Kbps)语音通信的同步(或周期性)传输。为了保持音频应用中所期望的高服务质量,音频业务被赋予了较高的优先级,不经过任何中间件协议层,直接 从音频应用通到基带层上,然后以小组的形式直接在蓝牙的空中接口上传输。 下图2.7给出了传输协议组的协议栈:二i。j?‘。≈。’{jtp!:警‘%移蓼雾懋豁震嬲烈懋黝{爱一:,,爹黔警尹蟛鍪笔9碧缓笏绉笏秀鬻嗲芬弼警学缮4锄警擎:黟z≯甥笏§ig雾缓;;斑弼缀:≤,, ,,|jj?i:;:i。ij:?一泌臻。。僦?~Ⅵ;,。!‰’i%”妒一。p形%+勰:巾闻锋协议组’2,{ir一-配。#t£!,t,ji?fj赢b;鬏撼 e:挖麟图2—7传输协议组的协议栈L2CAP层来自数据应用的业务首先被传递到逻辑链路控制和适配协议(LogicalControl and AdaptationLinkProtocol,L2CAP)层。L2CAP层为应用和更高层的协议屏蔽了下层传输协议的细节。这样,高层就不必了解发生在无线和基带层的频率跳 变,也不需要知道在蓝牙空中接口上传输的特殊分组格式。 链路管理器层 每个设备的链路管理器通过链路管理器协议(Link Manager Protocol,LMP) 与蓝牙空中接口协商能够得到的性能。14 基带和无线层 基带层决定和展示了蓝牙的空中接口。同时,它还定义了设备之间相互查找 的过程以及建立连接的方式。而只有采用了相互匹配的无线发射机和接收机,或 者说是无线电收发信机之后空中的分组传输才有意义。蓝牙无线设计包括了一些 参数的设计,通过调整这些参数可以在短距离的无线通信中最佳地使用蓝也协议 栈。 HCI层 无线、基带和链路管理器可以封装在一起,形成一个蓝牙模块。而把这个模 块附着在一个主机设备上,该设备就能具有蓝牙无线通信的功能。在这种配置中, 主机还要包含L2CAP层和协议栈中更高层的有关部分。模块与主机之间的物理 接口被称为主机传送E(host transport),类似于通用串行总线(USB)、RS.232端 口或一个UART。为了使不同开发商的蓝牙模块能够互通,规范定义了一个通用 接口,一边可以访问模块中协议栈的下层协议,这个连接主机和模块的接口是一 个独立的特殊物理接口。主机控制接口(HCI)允许包括应用在内的高层协议通 过一个信号标准接口访问基带层、链路管理器层和其他的硬件寄存器。 2.4.1.3中间件协议组图2.8描述的是中间件协议组。中问件协议利用下层的传输协议,为应用层 通信提供标准接口。中间件层的每一层都定义了一个标准协议,这些协议允许应 用能够利用一个更高级的抽象,而不必直接与下层的传输协议打交道。中l’日J件协议包括:RFCOMM,一个串行端口的抽象。 服务发现协议(Service 定所需服务的位置。 一套IrDA互操作协议,它们来自于IrDA标准,能实现IrDA各种应用的互 操作。 电话控制协议(Telephony 的电话呼叫。Control DiscoveryProtoc01.SDP),用于描述可用的服务和确Protocol,TCS),用来控制音频或数字业务 北京邮L乜人学硕+学位论文正义图2-8中间件协议组的协议栈2.4.1.4应用组在这里所提到的中间件协议(尤其是IrDA互操作协议,如IrOBEX或IrMC) 可能被认为是一些应用级的协议,但是这并不是应用组的确切含义。这罩所说的 应用组是指那些位于SIG协议栈之上的软件。这些软件是由设备制造商、独立 的软件销售商或者其他为使蓝牙设备具有某些对用户有利的功能而实现协议栈 的丌发人员提供的。图2-9描述了这罩定义的应用软件,给出了蓝牙应用软件的 几种可能的形式结构。 当一项技术和一个平台结合在一起并产生对新的API的需要时,这些API 通常最好是由这个平台的专家来丌发,而不是由这项技术的专家来,f:发。正式基 于这样的原因,SIG没有规定Linux API、WindowsAPI、SymbianAPI或其他的API,而是在协议子集中定义了必要的功能,从而使这些平台的专家能够在相应 的平台上丌发出适合于蓝牙应用的API。16 北京邮电入学硕‘}:学位论文j下文咎孵獬鳓燃?黟…47桫渖阁件协议组貔!幺饶…纸“力;。茹缀÷‘’俨。。僻?移薯簪妒由吐豫争传输协议缀jj‰‰缸?‰。i獭i如∞m象 a:传统心用 b:簸牙特有的威图2-9应用组的一般示意图2.4.2传输组的低层协议本节讨论一下蓝牙系统的低层功能(包括空中传松协议和信息处理),这些 功能通常在蓝牙的硬件/固件模块中实现,如图2.10所示。图2.10蓝牙模块的高级功能组件 如图2.10所示,一个蓝牙设备代表一个完整的物理实体(比如一台笔记本 电脑、一部数字电话、一个信息装置等等),它还包括集成在该设备中使用蓝牙 无线技术进行通信的各种应用。在这罩假定一个设备只与一个传输协议组的实现 和空中接口有关。然而,L2CAP层能同时支持多个高层协议,如RFCOMM、SDP 等的复用,因此也支持多个中间件协议栈和应用。 接下来将阐述一下蓝牙无线层、链路控制器和其控制的基带功能,如微微网17 北京邮电人学硕十学位论文正义的创建和媒体接入协议,以及配置和管理设备间的链路的链路管理器。 2.4.2.1蓝牙无线层蓝牙系统工作的2.4GHz ISM频带基本上是一个在全球范围内都可以使用的 无线频段。 规范的无线部分主要包括一些列用于蓝牙无线电收发信机设计的规范,如带 内和带外的散射发射、频率精度、同道和邻道干扰、带外阻塞(out.of-band blocking)、互调特性等等。无线设计规范的选择根据相应的要求进行,目的是要 开发出符合世界各国2.4GHz ISM频带规划的高质量、低成本的无线电收发信机。 2.4.2.2链路控制器和基带无线层主要是处理空中数据的接收和发送。除了无线层之外,还需要考虑的 问题包括什么样的数据、什么时候发送数据、等待什么数据、什么时候等待数据 以及使用哪一个载波频率和哪个级别的发射功率等等,这些都是蓝牙链路控制器 要解决的问题。蓝牙控制器执行基带通信协议和相关的处理过程。 蓝牙基带的主要功能包括了微微网和设备控制功能(如链接的创建、调频序 列的选择和同步)、操作方式(如功率控制和安全操作)以及媒体访问功能(如 轮询、分组类型、分组处理和链路类型)。 微微网 那些使用蓝牙无线技术互相通信的设备必须是某个微微网的一部分。简单地 说,一个微微网包含一个共享的通信通道,微微网的成员通过这个信道进行通信。 为了成为某个微微网的成员,蓝牙设备需要知道如何重新创建调频序列,调频序 列决定了微微网,并且定义了应该访问这个序列中的哪些频率以及访问的时间。 再有,为了参与微微网的通信,设备需要知道微微网上的表达规则以及读写信息 分组的格式,所有这些操作都与下面的两个基本要素有关:蓝牙设备地址和蓝牙 设备时钟(或内时钟)。蓝爿:基带巾的任何处理都与这两个要素密切相关,其中 有两个基带过程值得注意,我们称之为基本过程,它们是这样的过程:产生跳频 序列和产生接入码。 蓝牙设备地址 蓝牙设备地址(BD ADDR)是一个蓝牙设备最稳定的实体。BD ADDR是 一个48比特长的地址,它以电子的方式“记录”在每个设备上,在全球的所有 蓝牙设备中,每个设备的BD ADDR都是唯一的。为了保证唯一性,有一个地 址管理机构分配BDADDR。BDADDR是一个IEEE 48比特地址,类似于IEEE 北京邮电火学硕士学位论文正文802.xx局域网设备的媒体接入控制(MediumAccess Control,MAC)地址。 蓝牙时钟 每一个蓝牙设备都有一个独立运行的28比特的蓝牙时钟(内时钟)。蓝牙时 钟从不进行调节,也不会被停止,它每秒计时3200次,每次312.5 u s,时钟频 率为3.2 KHz。注意这个频率是标准跳频速率一每秒1600跳一的两倍。该时钟 的精度为±20 ppm。在低功率模式中,如待机、保持和休眠等模式中,可以通过 使用一个精度降为+250 ppm的低功率振荡器来驱动该时钟以达到低功耗的目 的。蓝牙时钟以一天为周期,它的基本作用是确定一个设备何时能发送和监听一 次传输、何时不能发送或监听传输、在哪一个频率上发送和监听以及发送和监听 哪一种类型的信息分组。 跳频序列 对于相互间进行通信的设备,必须在同一时间内以相同的频率尽心发送和接 收。频率选择模块(FSM)包含了在不同的操作条件下选择一个使用频率的处理 过程。 接入码 接入码是一个68或72比特段,它在通过蓝牙空中接口发送BB—PDU之前预 先写到每个BB—PDU中。接入码用于多种目的,包括识别微微网、与到来的比特 流同步、辅助建立适当的直流偏置等等。 连接状态 当初与连接状态时,设备可以在主控设备的控制下交换数据,主控设备规定 了哪个设备进行传输以及何时进行传输。为保持与微微网的同步,每个从属设备 都在自己的内时钟上增加了一个偏移量,以标明自己的时钟与主控设备时钟之间 的区别。这样,主控设备的时钟就成为微微网中计时事件的校准器。此外,主控 设备的LAP用于接入码的生成。 查询状态 设备查询的目的是收集附近其他设备的信息,主要是获取它们的基本要素: BD—ADDR和时钟值。查询状态由“潜在”的主从设备产生的几种子状态组成,包 括有潜在的主控设备产生的查询子状态以及由潜在的从属设备产生的查询扫描 和查询响应子状态。在查询子状态中,主控设备发出查询分组,由处于查询扫描 子状态的从属设备接收,然后从属设备进入查询响应子状态,并确定何时将它们 的基本要素发送给主控设备。 寻呼状态 设备寻呼的目的是要求特定的被呼叫设备加入到发出寻呼的主控设备所在 的微微网中。进行寻呼的设备发送寻呼分组时用到了被呼设备的即一ADDR和时钟19 北京邮电人学硕十学位论文正义估计值。寻呼状态由潜在的主控设备和从属设备产生的几个子状态组成。其中包 括:主控设备产生的寻呼子状态、主控设备响应子状态以及从属设备产生的寻呼 扫描子状态、从属设备响应子状态。 2.4.2.3链路管理器和链路管理器协议在进行通信的设备中,链路管理器实体(或者说简单链路管理器)相互交换 报文,以控制设备间的蓝牙链路。链路管理器之间的通信协议称为链路管理器协议(Link Manager Protocol,LMP)。在通信链路管理器之间交换的报文记为LM澄jDU。 链路管理器事务主要包括安全性管理(设备鉴权和链路加密)、功率管理和 被管理的功率状态(呼吸模式、保持模式和休眠模式)、自主带宽通信(SCO链 路和ACL链路的服务质量)和链路控制器管理(寻呼方案、主从角色交换、时 钟和计时器信息、信息交换以及连接建立与链路拆除)。 2.4.3传输层的高层协议因为需要有一个适配层在协议栈的各层之间往返传送较大的高层PDU和较 小的低层PDU。这个适配层被称为L2CAP。图2.1 l蓝牙参考实现中传输协议组的布局从上图的参考实现可知,L2CAP层是主机中的一个软件组件。为了让L2CAP 层、更高层的协议和应用能以一种标准方式向任何厂商提供的蓝牙设备传送和接 收控制信息和应用数据,SIG丌发了一个允许主机和蓝牙没备以互操作的方式进 行通信的协议,及主机控制器接口(HCI)和一系列辅助的HCI传输协议。这些 传输协议的机制使HCI数据能在各种不同的物理连接接口上传输,比如USB端 口、RS232端口等等。 图2.11是图2.10的细化,它给出了传输协议在一个蓝牙设备的参考实现中 北京邮电大学硕+学位论文正文所处的位置。注意这里将图2.10中的链路管理器和主机I/O模块分成了两个逻 辑组件,但它们仍运行在同一个固件平台上。主机控制器与主机、蓝牙模块的硬 件和固件之间都要进行互操作,以在它们之问传输数据。在主机端,HCI层执行 HCI通信协议以向蓝牙模块(通过主机控制器)和主机本身传送和接收数据。L2CAP层2.4.3.1L2CAP层的基本任务是为较高的协议层屏蔽低层传输协议的特性。这样, 许多已经开发的高层传输协议和应用可以几乎不用修改就能在蓝牙链路上运行。 L2CAP层本身只关心异步信息(ACL分组)的传输。它的数据分组被称为L2CAPPDU,由ACLBB PDU传送。L2CAP层支持高层协议的多路复用,弥补了较低传输层中这种功能的缺乏。 此外,它还使较大的高层数据分组和较小的基带数据分组之间的分割和重组变得 容易。 另外,L2CAP层支持服务质量(QoS)信息的交换,他通过对期望QoS的 支持来帮助实现传输资源的控制。最后,L2CAP层还向高层提供组抽象,以使 将高层协议地址组映射到微微网时不必向高层提供微微网的概念。 L2CAP假设下层传输设备(即低层传输协议)能在全双工通信信道上有序的发送L2CAP PDU。L2CAP本身不提供任何安全机制来保证它的PDU传输的可靠性,而是依靠基带层的重传来向高层提供足够可靠的通信信道。 2.4.3.2主机控制器接口蓝牙传输协议可以用一种集成的方式实现,全部集中在同一台主机上,该主 机运行使用了传输协议的应用程序。另一方面,它们也可以独立与主机实现。这 时,单独的蓝牙模块将作为附加的附件或者插卡,通过主机上的一些物理接口(如 USB接口或者RS.232串口)连接到主机上。在分开实现时,蓝牙模块还包含一 个主机控制器(host controller)单元,用来解释从主机接收到的信息并将其正确 地发送到模块中合适的组件中去,这有些像链路管理器或者链路控制器。 RFCOMM和SDP中间件协议2.4-4RFCOMM和SDP协议都直接位于前面说过的L2CAP协议层之上,并使用 L2CAP层的连接实现其各自功能。在协议栈中,这两个协议为更上一层的协议 栈(如应用或其他中间件协议)提供了协议数据单元(PDu)的结构,使协议栈21 北京邮L乜人学硕十学位论文J下文中的更高层能够使用经过高级抽象的逻辑数据单元进行工作,而不必采用传输协 议所使用的那种分组格式。虽然RFCOMM协议在很大程度上借鉴了现有的标 准,但是RFCOMM和SDP协议都是专为蓝牙无线通信而丌发的。高层中间件 协议以及为入网应用、IrDA互操作应用和电话应用服务的协议都要使用 RFCOMM协议。这些应用可以直接。了图RFCOMM通信,也可以与它们各自的 中问件协议通信,再由其中间件协议与RFCOMM通信。而服务发现协议是所有 蓝牙协议子集的基础,因此大多数的应用也会与SDP层进行通信。 RFCOMM协议2.4.4.1RFCOMM使用L2CAP实现两个设备之间的逻辑串行链路的链接。需要特 别指出的是,一个面向连接的L2CAP信道能将两个设备中的RFCOMM实体连 接起来。在一个给定的时间内,两个设备之问只允许有一个RFCOMM连接,但 是这个链接可以被复用,所以设备问可以存在多个逻辑串行链路:第一个 RFCOMM的客户端在L2CAP上建立RFCOMM链接;已有连接上的其他用户能 够利用RFCOMM的复用能力,在已有的链路上建立新的信道;最后关闭 RFCOMM串行链路的用户将结束RFCOMM链接(因此也结束了低层的L2CAP 连接)。每个复用链路用一个数字来标识,这个数字被称作数据链路练级标识符(DI,CI)。2.4.4.2服务发现协议服务发现协议是一个过程,通过这个过程可以确定网络中设备和服务的位 置,并且可以收集与它们有关的信息,最终达到利用网络中其他服务的目的。在 像LAN这样的传统网络中,服务可能是有网络管理员静态配置和管理的。在这 样的环境中,管理员或终端用户必须完成设备的配置,以使网络的成员能够使用 其他网络用户提供的服务。 SDP使用了客户端(查找服务的实体)和服务器(提供服务的实体)的概念。 任何一个设备在一个特定的时刻总扮演其中的一个角色,有时作为服务的客户 端,有时作为服务的提供者(服务器)。 IrDA互操作性中间件协议2.4.5IrDA互操作性协议并不意味着蓝牙无线通信设备可以与IrDA设备直接通 信,而是说这些协议可以让公共的应用使用这两种无线通信格式中的任意一种。 北京邮l乜大学硕十学位论文正义IrDA互操作性中间件包括红外数据协会(IrDA)已经采纳的协议,称为IrOBEX (或简称OBEX),与这个协议相关的数据对象格式以及同步的红外移动通信 (IrMC)方法。 IrDA互操作性协议位于其他中问件协议之上。需要特别指出的是,在这个 标准中OBEX运行在RFCOMM之上,还可以选择使OBEX运行在TCP/1P之上。 与RFCOMM和SDP协议一样,OBEX会话协议也采用协议数据单元(PDU) 的结构,允许协议栈的高层用逻辑数据单元的格式进行工作,而这种逻辑数据单 元格式比传输协议采用的分组格式具有更高层次的抽象,甚至也超过了 RFCOMM协议采用的分组格式。更为重要的是,使用OBEX的主要目的就是为 了促进与IrDA应用的互操作性,因此在IrDA无线通信中利用了OBEX协议的 应用特别适合在蓝牙链路中。 IrDA和蓝牙无线通信的比较2.4.5.1IrDA是以红外线作为通信媒质的特定应用,而蓝牙技术以无线电波作为通 信媒质的特定应用。 虽然两种技术都采用无线传输,但是采用的电磁波频段不同,因此具有完全 不用的信号传播特性。 IrDA互操作性协议2.4.5.2IrDA技术的一个最广泛的应用就是交换文件或其他对象。这包括在两个设 备之间交换电子名片以及传输文件和其他的数据对象,所有这些都是用一种特别 的、没有导线的方式完成。在这些应用模式中,一些设备,尤其是移动电话、笔 记本电脑、掌上电脑和其他的某些设备使用或预计使用蓝牙技术。 在蓝也无线通信中提出IrDA互操作性的原因在于,可以使相同的应用既能 运行在IrDA上也能运行在蓝牙链路上,实现这个目的的最直接的办法就是在两 种环境中使用相同的会话协议。由于IrDA协议已经存在,其中的一些协议也适 合于蓝牙的应用,所以SIG采用了OBEX和IrMC协议,这些协议在蓝牙协议栈 中的位置与其在IrDA协议栈中的位置相呼应。与RFCOMM不同,IrDA互操作 性规范不包括任何子集、修改信息、适应范围以及OBEX的声明,只是提到了 一些在使用协议栈时的特殊考虑。 北京邮l乜人学硕十学位论文正义2.4.6音频和电话控制支持语音,或者更广泛的说足支持音频,是蓝牙无线通信的一个显著特征。 因为蓝牙技术同时支持语音和数据,所以可以很好地把计算和通信两个领域联系 起来,而这两个领域中的企业都在积极地支持蓝牙技术也证明了这一点。几个协 议自己给出了及使用计算设备又使用电话设备的应用实例。在此,会涉及到协议 栈中几个能实现电话和语音(音频)通信的单元。电话控制协议主要是由TCS.BIN 层实现的,耳机带原本就可以承载音频信号。TC¥协议2.4.6.1TCS.BIN用于电话的呼叫控制方面,包括呼叫的建立和终止,还有许多可 以用于电话呼叫的其他控制功能。TCS既能控制语音呼叫又能控制数据呼叫。当 呼叫是语音呼叫时,有协议栈的音频部分携带它的内容:如果是数据呼叫则由协 议栈的传输层(有可能还包括其他的中间件层)来携带数据内容。不管包括内容 是语音还是数字,都可以使用TCS—BIN提供的呼叫功能控制;不论是使用拨号 上网协议子集的数据呼叫还是使用无绳电话以及内部通信协议子集的语音电话, TCS.BIN都能支持。 除了规范中所规定的TCS补充服务(包括主叫识别信息和双音多频[DTMF】 音调产生)之外,TCS定义了三种主要功能:呼叫控制、组管理和无连接TCS。 2.4.6.2蓝牙音频的发展在SIG内部实际上并没有音频工作组。音频从一开始就已经成为蓝牙无线 通信的基本内同,并且一直被归在协议栈的基本设计中。音频(语音或其它音频) 有基带层的SCO链路承载。回顾一下SIG历史,几乎是在SIG正式宣布成立的 同时这些基本的SCO链路就已经被定义了(支持多语音信道的多SCO链接的附 加部分是在1998年中期被引入的)。 蓝牙音频的这种演变反映了他在协议栈中的位置,它并不是一个单独的协议 层而是这项技术的基础部分。从本质上讲,音频被归入了基带层。由于对协议栈 中的音频有一些特殊的考虑,我们把他作为一个独立的题目来讨论。 2.4.6.3蓝牙音频的分析 北京邮电大学硕士学位论文正文虽然蓝牙无线通信需要的音频不仅仅是语音,但是音频为语音进行了优化设 计。声音在一段时间内是连续的,因此是等时的,或者说是时问受限的。蓝牙音 频通信业务的传输速率是64Kbps,这完全能满足普通语音交谈的要求。虽然不 排斥其他的音频媒体(如音乐)在蓝牙音频链路上的传输,但是这些音频通信业 务不是蓝牙音频通信设计的基础,很明显蓝牙音频以语音通信业务为中心。 对于蓝牙音频规定了两种类型的编码方案。第一种是脉冲编码调制(PCM), 使用两种对数压缩中的一种。采用这两种压缩方法的PCN语音非常普遍,广泛 地用于一般的音频系统中,包括在短声音剪辑中。第二种编码方案是连续可变斜 率增量调制(CVSD)。典型的语音交谈比一般的音频(如音乐)有更容易预测 的连续性,这一特点是斜率增量预测更有效。一般来说,CVSD对通信误差有更 好的容错性,因此对蓝牙音频通信来说,CVSD是更有生命力且更有效(因此也 更然人喜欢使用)的方法;我们再次注意到CVSD对于因而不是对其他的音频 形式是一种最优的方法。 2.4.6.4音频和电话控制的使用现在有几种电话应用。TCS—BIN主要是为了支持这些应用,这包括无绳电 话和内部通信,以实现基于电话的蓝牙协议子集。从技术分,只有两个协议子集 被看作是电话协议子集,主要是因为他们使用了TCS.BIN。2.5蓝牙协议子集蓝牙的协议子集规范按照应用情况一般可以分为四个部分: 1.通用规范(GenericProfiles) Profile)通用访问规范(GAP:GenericAccess 服务发现应用规范(SDAP:Service2.电话规范(Telephony Profiles)Discovery Application Profile)无绳电话规范(CTP:Cordless 对讲规范(IntP:Intercom 耳机规范(HSP:HeadsetTelephony Profile)Profile) Profile) and Exchange Profiles)3.串行和目标交换规范(Serial 串口规范(SPP:SerialPort Profile) Class ofProfile) Exchange Profile)目标交换类规范(Object Exchange?通用目标交换规范(GOEP:Generic Object2S 北京邮电人学硕十学位论文正义?目标推出规范(OPP:Object ?文件传输规范(FTP:FilePush Profile)Transfer Profile) Profile)?同步规范(SP:Synchronization 4.网络规范(NetworkingProfiles)局域网接入规范(LAP:LANAccess Profile) Networking Profile)拨号网络规范(DUNP:Dial.up 传真规范(FaxP"Fax 2.5.1通用规范Profile)不同的蓝牙应用模型中有两个通用规范:通用访问规范和服务发现应用规 范。这些规范都可以被看作是传输规范。传输规范定义了一个公共基础,从而使 蓝牙应用规范能够在其基础上建立起来。 2.5.1.1通用访问规范通用范文规范是所有其他规范的基础,它描述了在两个蓝牙设备之间建立通 信所必需的基本操作,包括设备发现、建立连接、配置以及安全方面的考虑。这个规范的主要目的是描述低层蓝牙协议栈一链路控制和链路管理协议一的使用。 此规范还定义了高层蓝牙协议栈一L2CAP,RFCOMM和0BEX_一运行时采用的安全程序。 另外,此规范还定义了从用户界面获得参数的通用格式。GAP描述了设备 在等待状态和连接状态的运行方式,这就保证了在蓝牙设备中随时可以建立链路 和信道。 如果蓝牙设备不遵循其他蓝牙规范,至少也要遵循GAP,从而保证所有蓝 牙设备之间的基本互通性和共存性,而不考虑他们的应用类型。设备遵循其他蓝 牙规范时,也可以用GAP中所描述的通用程序的适配功能,但是在通用程序层 它门必须与GAP兼容。如果设备同时根据多个规范运行,则GAP所描述的机制 就控制其他所有的规范。图2.12描述了通用访问规范与其他蓝牙规范和应用模 型的关系。 北京邮电大学硕士学位论文讵文图2.12通用访问规范与其他蓝牙规范和应用模型的关系 总体说,GAP描述了一个设备允许自己发现、被发现,以及与其他设备之 间建立信任联结和蓝牙链路等操作的连通性模式。这些操作模式是用户(或应用) 可设置的设备策略,它们指定了设备应当如何与其他设备一起工作。 2.5.1.2服务发现规范GAP做出了一个简短扼要结论,及服务发现过程是用来寻求远端设备支持 的服务,该过程遵循SDAP中的服务发现准则。接下来将讨论服务发现应用规范 (SDAP)。SDAP描述了服务发现所必需的基本操作,该操作是在通信连接建立 后不久执行的。SDAP直接对应于服务发现协议(SDP)。 不同于大多数其他的规范,SDAP描述了标准的服务发现应用模型并且还定 义了服务原语的抽象,这些服务原语的抽象在某些方面类似于应用编程接口 (API)。尽管SDAP处理的事SDP中层协议,涉及了一些前面描述过的“不可 见的”操作,但是它的主要目标还是在应用方面。他是唯一一个在标题中有“应 用”字样的规范,并且是唯一一个提供了类似API的原语的规范。 概括地说,SDAP描述了服务发现应用的函数特性。更重要的是,SDAP描 述了SDP层必须使用蓝牙传输协议来承载SDP业务的方式。SDAP的这一方面 也奠定了在其他规范中执行服务发现的基础。27 北京邮电人学硕十学位论文J下义2.5.2电话规范在此描述的三个规范的共有组成部分是语音通话部分,从技术角度来看,这 三个协议分别来源于不同的协议族。无绳电话和对见规范是二元电话控制协议族 的一部分,而耳机规范源于串口规范,然而从终端用户的角度来看,这三个应用 规范最显著的共同点是它们都通过蓝牙无线链路实现了电话级的语音传输。 无绳电话规范和对讲规范都是三合一电话规范的一部分。三合一电话可以完 成如下功能:普通的蜂窝移动电话功能、对讲功能和通过一个无绳基站或者语音 接入点完成无绳电话的功能。标准的蜂窝移动电话的操作是用一个广域无线电的 耳机,并使用GSM,CDMA,CDPD等协议进行编址。蓝牙技术不支持标准蜂窝 移动电话的功能。 规范中对于三合一电话应用的余下的两个方面的应用模型,都用到TCS.BIN 协议。无绳电话规范和对讲规范分别对应同一应用中分丌的两部分。当然这两种 应用规范可以结合,从而共同应用于三合一电话中,也可以独立应用,其中无绳 电话规范比对讲规范更复杂,设计内容更多。所以在某些应用中,针对要完成的 功能,可以只实现对讲规范。 和以上两个规范相比,耳机规范更简单易懂。主要是因为基于蓝牙技术的耳 机大都是成本低廉、结构简单的附属设备。目前定义的耳机规范只需完成话音的 传输和部分简单控制命令的传输,SIG选择了AT命令集作为耳机规范中控制部 分的协议。AT命令集工作在RFCOMM所定义的虚拟串口之上,所以耳机规范 中还需要包括一个实现RFCOMM的协议。 综上所述,虽然上面的三个协议分属于蓝牙协议栈中的两个不同协议族,但 它们的共同之处就是通过蓝牙芯片所提供的空中接口完成语音的传送和接收。因 为电话规范主要是针对移动电话和其他电话设备如耳机和话音接入点等提出,它 们的主要作用就是传输语音,所以将它们集中在一起讨论。 2.5.2.1无绳电话规范无绳电话规范定义了三合一电话巾的无绳电话功能部分,这样CTP也就定 义了普通的无绳电话功能。CTP不仅允许蜂窝电话使用蓝牙技术以实现短距离无 线语音通信,还可以对不使用蓝牙无线通信而仅作为无线电话的耳机编址。当然 这些电话不再是蜂窝移动电话,而只是一个利用本地基站的无线耳机。CTP还包 括使用蓝牙无线通的电脑,利用麦克风和电脑的扬声器,用过支持TCS—BIN协 议和语音的传输管理来实现无线电话。无绳电话解决方案中对电话控制协议的要 求较高。首先,无绳电话解决方案中引入了终端(terminal)设备和网管(gateway)28 北京邮电大学硕士学位论文正文设备的概念,以及这些设备扩展功能的要求,例如,组的管理。其次,无绳电话 还引入了合理复杂度—称为“控制功能”的需求。例如,基站需要语音控制信令 以完成和远端手持设备的信息交换,使手持设备能够接收振机功能、来电显示功 能、快速拨号功能等等,也应该在蓝牙无绳电话兼容。所有以上的需求,是CTP 规范选择了TCS.BIN作为其主要的协议。 2.5.2.2对讲规范对讲规范(IntP)是另一个以TCS.Bin协议为基础的应用规范,它定义了三 合一电话的另一功能一对讲功能。这一功能是很好理解的,就是和另一个人在两 个设备之间直接通话。在IntP中,两个支持TCS.BIN协议的设备通过蓝牙空中 接口可以方便地通话,两个蜂窝移动电话可以实现这样的功能,更一般的情况, 其他支持TCS.BIN协议并可以传送语音的设备都可以加入对讲应用。 蓝牙技术有多种方式传输语音,IntP选择用TCS.BIN作为其解决方案,所 以对讲功能也是一种电话类的操作。数据流在SCO链路上传输,控制信号由 TCS.BIN协议完成,当然信令也可以由其他协议实现,但因为CTP由TCS.BIN 实现,而CTP和IntP都是三合一规范的一部分,所以IntP也选择了TCS.BIN。 另外,TCS.BIN协议所提供的组管理功能也使得对话的建立变得简单了,通过 TCS.BIN协议建立起来的无线用户组,语音微微网中的每一个设备都呵以知道 其他设备的存在,另外,它们都和主设备进行了鉴权,可以彼此信任,所以设备 完成对讲的功能很方便。任何一个设备都可以呼叫其他设备要求建立链路,这就 意味着一些设备可以暂时离开本语音微网而建立他们自己的小网,当然,它们重 新加入到原网来也很容易,因为TCS.BIN有组管理功能。 2.5.2.3耳机规范虽然耳机规范(HSP)和CTP以及IntP没有什么直接的联系,它源于串口 规范,和TCS.BIN协议也无关,但考虑到耳机也主要用于传输和控制语音,所 以也将它归于电话应用规范组中。 在CTP讨论中,曾指出一个实现无绳电话功能的客户机设备可能是耳机, 但那里所致的高级耳机要能实现TCS.BIN协议,它要比用HSP实现的耳机复杂。 利用HSP实现的耳机根本无需实现TCS.BIN协议,它所要完成的简单的电话控 制功能用AT命令集就可以了,所以用HSP实现的耳机主要作为语音附属设备。 如果耳机要实现更多功能,必然需要复杂的软件支持,这会造成它的重量的增加、 体积的增大、成本的增高。这也是HSP建立在串口规范之上,而没有使用TCS.BIN 北京邮电人学硕十学位论文正文协议的原因,因为后者实现起来比较复杂,另外简单的耳机也不需要TCS。BIN 的一些功能。耳机应用是个特定的应用,这种应用一般嵌入在一种耳机设备中, 在计算机或手机应用中,会有一个耳机附属设备,它可以完成传输话音和音量控 制的功能。 串口和目标交换规范2.5.3串行规范族由串口规范(SPP)和对象交换类规范组成。其中,对象交换类 规范包括对象交换规范(GEOP)、对象存储规范(OPP)、文件传输规范(FTP) 和同步规范(SP)。 SPP和RFCOMMM协议是相对应的,所以它被广泛用于各种电缆替代解决 方案中。因为许多1.0版的应用中都要用到RFCOMM,所以SPP也是应用最广 泛的规范。对象交换规范族可以在计算机和电话设备中实现。任何符合红外数据 联盟标准的设备可以应用的场合,蓝牙设备也可以使用。蓝牙技术为诸如笔记本 电脑等设备提供了交换数据的便捷方式。诸如电子名片交换应用一类的对象交换 应用也可以在个人数字助理(PDA)、移动电话和笔记本电脑上实现,条件是已 经存在一个电子地址簿。 正如前面描述的那样,串口规范是许多规范的根本。在此的五个规范中,有 两个抽象模型,即处于“父”地位的规范,其他规范继承自它们,两个“父”规 范一个是SPP。另一个是GOEP,GOEP又继承自SPP。而对象存储、文件传输 和同步规范(SP)都源于GOEP抽象模型,模型强调了三个规范的共性操作。 这组规范对应红外数据联盟协议栈的互操作层。 2.5.3.1串口规范SPP建立在GAP基础上,因为前面已经提到GAP如何建立其他许多规范所 需要的链路,从这一点来说,SPP与GAP相似,可以帮助建造其他规范。在图 2.7中描述了蓝牙规范结构和互依赖关系。如果一个规范直接或间接的参考或应 用另一个规范,则它就依赖于那个协议。 SPP为串行通信双方定义了对等的设备角色,所以它没规定主或从设备角 色,也没规定参与通信的设备必须是DTE或DCE设备。设备足对等的,所以 SPP只叫它们“A设备’’或“B设备”,唯一的差别是哪个设备发起建立了这个 串行通信链路,而实际上这个区别并不重要。 作为一个抽象模型应用规范,SPP一般会间接而不是直接被应用。蓝牙适配 层软件可能会利用SPP为需要串口通信的应用建立虚串口连接,应用并不需要 北京邮电大学硕1:学位论文正文知道串口是一个仿真的无线串口,只要无线串口足够准确。 所以,若应用是要实现一些类似耳机或拨号网络的功能,他们只是利用SPP。 另外,如果一些平台的中间件想要利用蓝牙技术的RFCOMM通信,它们要把本 平台上的一些应用程序接口转换成SPP中相应的功能接口。 2.5.3.2目标交换类规范通用对象交换规范为使用对象交换(OBEX)能力的硬哟娜舰范提供了通用 互操作性,并且针对应用规范定义了低层协议(例:基带和LMP)互操作性的 要求,这些要求是通过规定一些特性和过程来确定的。GOEP定义了蓝牙设备所 支持的对象交换应用模型,包括文件传输规范、对象存储规范和同步规范,使用 这些模型的通用设备包括使用蓝牙无线功能的笔记本电脑、PDA移动电话等。 OBEX提供的对象交换服务与用在www上的HTTP类似,不过OBEX针 对许多不具备HTTP服务所需要的足够资源的准备工作,并且其目标设备的应用 模型也与WEB不同。OBEX的主要应用是“Push”或“Pull"应用,允许在动 态的坏境中可移动设备快速通信。OBEX对快速“连接—传输一断开”情况做限制。它还允许传输发生持续一段时间,甚至在空闲时保持连接。这表明OBEX可以用来执行像数据库传输和 同步这类复杂的任务,还可以提供友好的应用和提供交叉平台的互操作性;可以 压缩、灵活、扩展、减小小设备中的资源紧张状况,并且很容易的将数据映射到 互联网数据传输协议中。 2.5.4网络规范网络规范包括局域网接入规范、拨号网络规范和传真规范。这三种规范主要 目的都是接入到广域网中进行数据通信,都包括串口规范的内容,而拨号网络规 范和传真规范还包括电话规范的成分,显然拨号网络规范和局域网接入规范都使 数据通信更加便利,而传真规范和数据网络的关系更密切些。 网络接入模式区分为两类:一类是广域网的接入问题,用调制解调器、卫星 或蜂窝网中的移动电话来实现;另一类是局域网的接入问题,直接用接入点来实 现。虽然从用户的角度来看,这两种接入是相似的,但从技术角度来看,它们实 现起来差别却很大。所以,互联网桥应用规范最终被一分为二,即分成拨号网络 规范和局域网接入规范。 这三个规范都是要利用蓝牙技术来替代电缆,已完成早已被人们熟知的网络 接入、拨号上网或传真业务。他们着重讨论数据业务而不是语音业务,更多关心 北京邮电人学硕}学位论文正义的是计算机而不是电话,所以,这三个规范在计算机上应用特别常见。当然,有 些应用也和电话有关,例如在传真和拨号网络应用中要用移动电话作为调制解调器。2.5.4.1局域网接入规范局域网接入规范(LAP)是网络规范家族中的第二个规范,也定义了一种互 联网桥应用模式。和拨号网络规范一样也是通过建立在蓝牙无线链路之上的网络 协议使计算机连接到网络上。在LAP中数据接入点用于和网络的连接,其地位 和拨号上网中的电话或调制解调器相同。 LAP和DUNP一样,也是建立在SPP之上,目的也是取代电缆,只不过它 主要是描述接入局域网而不是广域网的方法。在1.0版本的规范中,LAP只定义 了一种通过数据接入点接入局域网的方法,虽然LAP中指出,可以开发出同时 允许几个蓝牙客户机接入的数据接入点,最常见的应用还是一台计算机接入局域 网模式。LAP的一个特殊例子是在两个设备之问进行点对点通信。 2.5.4.2拨号网络规范拨号网络规范(DUNP)涉及计算机和电话设备。事实上,拨号网络是一个 计算机和通信相重叠的区域。在电话设备接入电话网络的情况下,通过它所提供 的链路计算设备可以使用这个连接来接入数据网络。与典型的有线情况相比,利 用蓝牙无线通信可以替代两种电缆:一种是在电脑和电话间的,另一种是电话和 电话间的(假设使用DUNP中的蜂窝移动电话)。而电话之间可以构成移动网, 这样便构成了一个全无线的拨号网络。 DUNP中用嵌入了蓝牙技术的移动电话作为数据调制解调器,计算机利用电 话的调制解调器功能连同网络拨号软件一起,到达与电话网络相连接的接入点。 因为提供了无线接入方式,计算机用户不会意{:}{到不存在物理连接线。在执行拨 号网络过程巾,DUNP使用了具备调制解调器功能的移动电话,而不是物理调制 解调器。在调制解凋器对客户提供无线蓝牙链路情况下,会假设它与一个有线电 话线连接。在这方面,因为调制解调器对许多后端网络提供了一个特殊类型的无 线接入,所以它类似一个语音或数据接入点(与无绳电话规范和局域网接入规范 LAN类似)。32 北京邮L乜人学硕十学位论文币文2.5.4.3传真规范传真规范(FaxP)可以认为是DUNP的一个特殊例子。在许多方面,传真 和普通的数据传输是相似的,都是通过电话线,利用调制解调器在两点之间传输 数据和命令。然而,用于数据传输的Modem和利用与传真的Modem是有区别 的。由于基于蓝牙链路的传真应用还有些特殊之处,所以将其单独考虑。 传真协议定义了被设备用来实现所谓“数据接入点,广域网”使用模型的传 真部分协议与进程。使用蓝牙无线技术的蜂窝电话或者调制解调器,可以被计算 机用来作为无线传真调制解调器,发送或接收传真信息。2.6本章小结本章概括描述了5个部分:蓝牙的起源、蓝牙技术的理论基础、蓝牙应用模 式、核心规范和蓝牙协议子集。 其中各种蓝牙协议子集都是依赖于或者说基于蓝牙核心规范来实现的,而从 用户的角度来看,蓝牙应用模式是终端用户直接接触和使用的模式。 北京邮电人学硕十学位论文正义第三章蓝牙测试的理论及方法蓝牙技术应用在于机上,通过不同的功能和途径是用户得到更便利的体验。 为了使产品有更好的用户体验,就需要保证蓝牙功能的稳定性和功能的讵确性, 这也就需要蓝牙的测试来保障。本章会基于行业概况和公司具体情况,详细阐述 蓝牙测试的理论及方法。3.1蓝牙测试的理论基础和方法论蓝牙测试大致分为三种,蓝牙设备认证测试、协议一致性测试和软件测试。 设备认证测试是由公司的硬件部门人员负责,协议一致性测试由认证部门负责, 而我是软件部门的,负责软件测试部分,目前,除了软件测试外,其他两项测试 都有比较专业和完善的测试设备来执行,所以软件测试急需、也应该有自己的测 试工具来完善整个测试链,本论文也着重解决软件测试的自动化系统的设计。 这三种测试的组织和安排如下: 设备认证测试专协议一致性测试专软件测试 因为是不同部门负责,各个测试之间会有很多来往和交涉,因此准确又通用 的测试理念也是必需的,还好,SIG给了我们一个规范的标准。 同时这三科t测试也同时享有同一个缺陷(defect)管理数据库,只要是关于蓝 牙的缺陷,会经过专家组的讨论,分析它的根本产生原因(Root Cause),随后分 配给相应部门去解决。 …~\:::一:,:/ned…“up““” etagitsevn:eergasiD/协eta渤cil su晰If。‘fi r、嘲哪ed卜_慧怒::,恼 三士|雠。。llnVest.gat.ng iuA∞sssisging/rlOt rpted Integrate’I●‘¨j 莹Duplicated呻ctedAssigned一1.J 1彳IrliFailIntegrated卜PassCh liI咖Cl‘ 瞎eVerified)thAt引…1、StateActions state’L ‘,d嘲aNotity’anyModify?any state except Closed Clone—can beruni13 Closed stale图3-1缺陷管理流程上图3-1是整个缺陷管理的逻辑流程图,它涵盖了一个defect的生命周期的 所有可能的状态,跟踪defect也是我们工作中很重要的一个环节。 3.1.1蓝牙设备认证测试蓝牙组织成员为证明自己的产品达到了蓝牙组织加入协定的要求,符合蓝牙 规范,必须通过蓝牙认证。蓝牙认证设置的目的在于保护蓝牙无线互连技术的一 致性,同时尽可能降低对产品开发商的要求。 任何一个生产或销售蓝牙设备的公司必须首先签署蓝牙协定以成为蓝牙组 织成员,然后证明自己的产品符合蓝牙系统规范(包括一致性要求)。在成功通 过蓝牙认证之后,产品方案被列入合格产品目录。产品必须完全通过蓝牙认证, 否则不享有蓝牙组织协定所赋予的权利。 蓝牙设备测试规范包括一系列为验证蓝牙设备而设计的测试。蓝牙设备应对 蓝牙设备测试规范中所有的蓝牙设备测试案例逐一进行验证。35 北京邮电人学硕+学位论文J下义所谓测试案例是与被测试协议的一个特定特征相关的一个特定测试单元。每 个测试案例都有一个特定的测试Ft的,运行后都对所得到的测试结果进行判断。 例如为测试传输层和建链(Connection establishment)而设计一个测试案例,其 测试目的为“测试传输层建链”,执行这个测试案例可能得到的结果为成功、失败 或者不确定。 测试案例一般由三部分组成:初始化部分(Preamble)、测试体(Test Body)和重置部分(Postamble)。在蓝牙设备认证测试中,射频(Radio Frequency)、蓝牙协议一致性、profile 一致性和profile互联测试所使用的方法是不同的:?射频测试案例可以混合使用标准测试设备和特殊蓝牙测试设备来执行。 如果有一个可用的参考测试系统,蓝牙协议一致性的测试案例可以使用 它来执行。否则一致性测试只能通过其他方法进行。组织成员自由选择 合适的测试设备来运行所需的测试。如图3.2所示。王UT RF Tester隔霹。 隔鬻。?Air Interface.; — 一RF Testinfl,●一El 3-2蓝牙射频测试为加强低层互联的可靠性,首先应进行蓝牙协议互联测试。使用设计好 的测试产品(一般称为蓝牙设备)来进行测试。?Profile一致性测试用来决定蓝牙产品是否符合篮牙规范。如图3.3所示。 北京邮电大学硕十学位论文正义ocol TesterIUT图3.3蓝牙协议测试 ?Profile互联测试帮助确定支持同一Profile的产品是否如预料那样支持互 联。当设备特别是不同厂家设备之间进行实际通信的时候,互联测试有 可能发现原先不太明显的问题。如图3—4所示。HumanInteraction(MMProfile TesterA.r Interface;;--.It--;● ●:Profile Testing图3-4蓝牙profile测试 3.1.2蓝牙协议一致性测试协议一致性测试和协议校验的目标是很容易混淆的。协议一致性测试用于检 查给定的一种协议的实现实体是否与协议的内在动工规范要求相一致。协议校验 用来检查协议规范本身在逻辑上是否可靠的。如果协议规范存在设计错误,绝对 符合规范要求的协议实现虽然存在同样的逻辑错误,但能够通过一致性测试;如37 北京邮电人学硕士学位论文证文果它不存在同样的错误,就无法通过一致性测试。只有实现实体和规范要求不一 致时一致性测试才会失败。相反,协议的可靠性验证应该检测出设计上的错误。 给定一个例如有限状态机形式的参考协议规范和一个未知的实现实体。对所 有实际应用来说,协议实现实体相当于一个具有有限输入输出的黑箱。我们只能 通过提供一系列的输入信号(消息),观察输出的结果信号来验证它。处于验证 下的实现实体,通常称为被校验对象(IUT),只有当所有观察到的输出与形式 规范所描述相一致时方可通过校验。一组用于按这种方法验证协议实现的输入序 列集称为一致性测试案例包。 这里有两个主要的问题需要解决: (1)找到一种通用有效的方法为一种给定的协议实现实体生成一个一致性测 试案例包。(2)找到一种方法把测试安全应用在协议实现实体上进行测试。 第二个问题看起来比较简单。IUT可以是协议栈结构中单独的一层,具有与 相邻层问的两个接口。为了测试它,需要一个高层测试仪和一个低层测试仪和一 些系统方法来同步它们之间的流程。当IUT和测试仪在物理上相互隔离时也存 在复杂的影响因素。测试仪可能只能通过远程网络连接来访问IUT,并且无法绝 对可靠的提供输入以及从IUT获得输出。 通信系统设计要保持一定的标准以满足规范要求,才能通过一致性测试。 在OSI系统模型定义后几年中,ISO(国际标准化组织)开始着手制定一致性测试的方法和框架。一个专门委员会接手了标准化中最困难的任务之一,发 展出ISO用于定义一致性测试框架和方法的一系列标准,以及一种描述抽象测 试集的语言。 提倡的一种解决方法是为每一种协议或协议集发展一种抽象的测试集,并使 之标准化。发展商要以一系列称为PICS或PIXTT文档的形式说明自己产品的实 现途径。一致性测试中心(也称为测试实验室)负责被测对象的一致性验证。中 心首先选出刊登特定对象的测试案例,给测试案例赋值,最后得到抽象测试集的 一个物理实现。目前,一致性测试是世界范围内最为广泛的软件测试活动。 3.1.2.1蓝牙设备(Blue Unit)测试结构在蓝牙设备测试中,采用的基准设备(BU)是Ericsson提供的模块。被测 对象(IUT)是Sony Ericsson的模块

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