Esquema de Múltiplo Acesso e Controle de Acesso ao Meio

A proposta do Bluetooth é permitir um número elevado de conexões dentro da mesma área, sem a necessidade de um coordenador. Diferente de outras soluções ad hoc onde os dispositivos compartilham o mesmo canal, no Bluetooth existe um grande número de canais independentes e não-sincronizados, cada qual servindo somente um número limitado de participantes.

O esquema de controle de acesso ao meio deve levar em consideração a falta de coordenação entre os dispositivos trabalhando na banda ISM. CDMA (Code Division Multiple Access) é o esquema de acesso ao meio adotado no Bluetooth. CDMA com saltos em freqüência (FH-CDMA) combina um número de propriedades que a torna a melhor opção para sistemas de radio ad hoc. De uma forma geral, o sinal pode ser espalhado sobre uma grande faixa de freqüência, mas apenas uma pequena faixa de freqüência é ocupada. As portadoras dos saltos são ortogonais e a interferência entre canais pode ser suprimida através de filtragem.

FIG3: canal FH/TDD aplicado ao Bluetooth

O Bluetooth é baseado em FH-CDMA. Na banda ISM de 2.45 GHz um grupo de 79 saltos foi definido com um espaçamento de 1 MHz (23 saltos na Franca e na Espanha com o mesmo espaçamento de 1MHz). Cada salto tem duração de 625 micro-segundos, ou seja, 1600 saltos por segundo. Um grande número de seqüências pseudo-randômicas de saltos foi definido. As seqüências a serem utilizadas são determinadas por uma das unidades que controla os saltos em freqüência, chamada de mestre. Todo o controle de tráfego dentro da piconet é realizado pelo dispositivo mestre. Todos os outros participantes do canal são chamados de escravos. Para evitar a colisão devido a múltiplas transmissões de dispositivos escravos, o dispositivo mestre utiliza a técnica de polling. Deste modo, somente o dispositivo indicado no intervalo mestre-para-escravo pode transmitir no intervalo escravo-para-mestre seguinte. Para simplificar implementação, comunicação fullduplex foi alcançada através da implementação de TDD (Time-Division Duplex). Isso significa que uma unidade alterna entre transmissão e recepção. A figura FIG3 ilustra o canal FH/TDD aplicado ao Bluetooth.

Estabelecimento de conexão

Como os dispositivos Bluetooth “acham” uns aos outros e estabelecem conexões sobre um canal CDMA? É importante que os dispositivos não precisem de comandos manuais para estabelecer conexões. As unidades de rede Bluetooth devem ser capazes de descobrir o endereço de outras unidades nas proximidades sem a necessidade de intervenção do usuário. Deve então existir algum mecanismo para estabelecer esta conexão. Assim, procedimentos chamados inquiry, paging e scan foram definidos para garantir esses requisitos.

scan - Para economizar energia, os dispositivos que estiverem ociosos podem "dormir". Contudo, periodicamente devem acordar para verificar se existe algum outro dispositivo tentando estabelecer uma conexão. Cada vez que o dispositivo acorda, ele verifica uma portadora diferente. A janela de varredura utilizada é de aproximadamente 10 ms.

page - O page é utilizado pelo dispositivo que deseja estabelecer uma conexão. Neste caso, são transmitidos dois pedidos de conexão seguidos em diferentes portadoras, a cada 1,25 ms. O dispositivo paging transmite duas vezes um pedido de conexão e escuta duas vezes para verificar se há alguma resposta.

Inquiry - Mensagens de inquiry são difundidas por um dispositivo que deseja determinar quais outros dispositivos estão em sua área de alcance e suas características. Ao receber uma mensagem desse tipo, um dispositivo deve retornar um pacote do tipo FHS (Frequency Hopping-Synchronization) contendo além de sua identidade, infromações para o sincronismo entre os dispositivos. Os dispositivos que respondem a uma mensagem de inquiry utilizam uma temporização aleatória para enviar a resposta. O objetivo é evitar possíveis colisões quando mais de um dispositivo responder ao pedido.