蓝牙技术原理

蓝牙技术原理

蓝牙无线技术是一种短距离通信系统，旨在取代连接便携设备和/或固定电子设备的缆线。蓝牙无线技术的主要特点在于功能强大、耗电量低、成本低廉。核心规格的许多功能均为可选功能，以实现产品多样性。蓝牙核心系统包括射频收发器、基带及协议堆栈。该系统可以提供设备连接服务，并支持在这些设备之间交换各种类别的数据。操作概览蓝牙射频（物理层）在无需申请许可证的2.4GHz ISM 波段运行。系统采用了跳频收发器来防止干扰和衰落，并提供多个FHSS （跳频扩频）载波。射频操作采用了成形的二进制频率调制，降低了收发器复杂性。符率为每秒1 兆符(Msps)，支持每秒1 兆位(Mbps) 的比特率；对于增强的数据率，可支持2 或3Mb/s 的总空气比特率。这些模式分别称为“基本速率”和“增强数据率”。在一般操作情况下，同步至共用时钟及跳频图的一组设备将共享一个物理无线电信道。提供同步基准的设备称为主设备。所有其它设备称为从设备。以此方式同步的一组设备形成了一个微微网(piconet)。这就是蓝牙无线技术通信的基本形式。微微网中的设备使用特定跳频图，该图由蓝牙规格地址中的特定字段和主设备时钟依据特定算法来确定。基本跳频图是对ISM 波段中的79 个频率进行

伪随机排序。跳频图可以调整以排除干扰设备使用的一部分频率。自适应跳频技术改善了蓝牙技术与静态（非跳频）ISM 系统的共存状态（当两者共存时）。物理信道被复分为称作时隙的时间单位。数据以时隙中数据包的形式在启用蓝牙的设备之间传送。如果条件允许，可以将多个连续时隙分配给一个数据包。跳频发生在传输或接收数据包时。蓝牙技术通过使用时分双工(TDD) 方案提供全双工传输效果。物理信道上方有一个链路、信道及相关控制协议层。物理信道以上的信道及链路层级为物理信道、物理链路、逻辑传输、逻辑链路及L2CAP 信道。在物理信道内，任意两个传输设备之间可以形成物理链路，并且可双向传输数据包。在微微网物理信道中，对哪些设备可以形成物理链路有一些限制。每个从设备和主设备间有一个物理链路。微微网中的从设备之间不会直接形成物理链路。物理链路可作为一个或多个逻辑链路的传输层，支持单播同步、异步和等时通信量及广播通信量。逻辑链路上的通信量可通过占有资源管理器中的调度功能分配的时隙分化到物理链路上。除用户数据外，逻辑链路还负载了基带和物理层的控制协议。即链路管理协议(LMP)。微微网中的活动设备具有默认的面向异步连接的逻辑传输，用于传输LMP 协议信令。由于历史原因，这被称作为ACL 逻辑传输。每次有设备加入微微网时都会创建默认的ACL 逻辑传输。可在需要时创建附加逻辑传输以传输

同步数据流。链路管理功能采用LMP 控制微微网中的设备的操作，并提供服务来管理架构中的较低层（无线电层和基带层）。LMP 协议只可以负载在默认的ACL 逻辑传输及默认的广播逻辑传输上。在基带层以上，L2CAP 层为应用和服务提供了基于信道的提取。它可以执行应用数据的分割和重组，并通过一个共享逻辑链路执行多个信道的复用或解复用。L2CAP 有一个协议控制信道，负载于默认的ACL 逻辑传输中。提交至L2CAP 协议的应用数据可以负载于支持L2CAP 协议的任意逻辑链路上。

ISM频段（I ndustrial S cientific M edical Band），中文意思分别是工业的(Industrial)、科学的(Scientific)和医学的(Medical)，因此顾名思义ISM频段就是各国挪出某一段频段主要开放给工业，科学和医学机构使用。应用这些频段无需许可证或费用，只需要遵守一定的发射功率（一般低于1W），并且不要对其它频段造成干扰即可。ISM频段在各国的规定并不统一。如在美国有三个频段902-928 MHz、2400-2484.5 MHz及5725-5850 MHz，而在欧洲900MHz的频段则有部份用于GSM通信。而2.4G Hz为各国共同的ISM频段。因此无线局域网（IEEE 802.11b/IEEE 802.11g），蓝牙，ZigBee等无线网络，均可工作在2.4GHz频段上。

ITU-R指定的ISM频段如下：

频率范围中心频率可用性

6.765–6.795 MHz 6.780 MHz

13.553–13.567 MHz 13.560 MHz

26.957–27.283 MHz 27.120 MHz

40.66–40.70 MHz 40.68 MHz

433.05–434.79 MHz 433.92 MHz 仅限ITU Region 1 902–928 MHz 915 MHz 仅限ITU Region 2 2.400–2.500 GHz 2.450 GHz

5.725–5.875 GHz 5.800 GHz

24–24.25 GHz 24.125 GHz

61–61.5 GHz 61.25 GHz

122–123 GHz 122.5 GHz

244–246 GHz 245 GHz

谱和卫星轨道资源正当权益，增强我国在国际无线电频率协调和规则制订领域的话语权，都将产生深远影响。

什么是蓝牙?

2011-06-20 本文行家：_张_巍_

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记得以前买手机的时候比较注意是否支持红外传输，后来改成了蓝牙，那么究竟什么是蓝牙呢?

蓝牙标识

“蓝牙”的形成背景是这样的：1998年5月，爱立信、诺基亚、东芝、IBM和英特尔公司等五家著名厂商，在联合开展短程无线通信技术的标准化活动时提出了蓝牙技术，其宗旨是提供一种短距离、低成本的无线传输应用技术。这五家厂商还成立了蓝牙特别兴趣组，以使蓝牙技术能够成为未来的无线通信标准。芯片霸主Intel公司负责半导体芯片和传输软件的开发，爱立信负责无线射频和移动电话软件的开发，IBM和东芝负责笔记本电脑接口规格的开发。1999年下半年，著名的业界巨头微软、摩托罗拉、三康、朗讯与蓝牙特别小组的五家公司共同发起成立了蓝牙技术推广组织，从而在全球范围内掀起了一股“蓝牙”热潮。全球业界即将开发一大批蓝牙技术的应用产品，使蓝牙技术呈现出极其广阔的市场前景，并预示着21世纪初将迎来波澜壮阔的全球无线通信浪潮。

蓝牙以公元10世纪统一丹麦和瑞典的一位斯堪的纳维亚国王的名字命名。它孕育着颇为神奇的前景：对手机而言，与耳机之间不再需要连线；在个人计算机，主机与键盘、显示器和打印机之间可以摆脱纷乱的连线；在更大范围内，电冰箱、微波炉和其它家用电器可以与计算机网络的连接，实现智能化操作。

蓝牙产品采用的是跳频技术，能够抗信号衰落；采用快跳频和短分组技术，能够有效地减少同频干扰，提高通信的安全性；采用前向纠错编码技术，以便在远距离通信时减少随机噪声的干扰；采用2.4GHz的ISM (即工业、科学、医学)频段，以省去申请专用许可证的麻烦；采用FM调制方式，使设备变得更为简单可靠；“蓝牙”技术产品一个跳频频率发送一个同步分组，每组一个分组占用一个时隙，也可以增至5个时隙；“蓝牙”技术支持一个异步数据通道，或者3个并发的同步语音通道，或者一个同时传送异步数据和同步语音的通道。“蓝牙”的每一个话音通道支持64Kbps的同步话音，异步通道支持的最大速率为721Kbps、反向应答速率为57.6Kbps的非对称连接，或者432.6Kbps的对称连接。