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2.4GHz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

ITU-Radiocommunicationssector--国际电信联盟无线电通信组

国际电联2007年无线电通信全会(RA-07)于10月19日在日内瓦落幕。来自103个国家的政府通信主管部门、9个区域性国际电信组织以及20多个电联无线电通信部门成员的500余名代表出席全会。我国代表团取得重要成果并有6位专家进入ITU-R研究组管理层。

国际电联无线电通信全会是ITU-R的重要组成部分，每3～4年召开一次。其主要职责是为世界无线电通信大会的工作提供必要的技术基础并响应大会提出的各项要求；审议和完善该部门特别是研究组的工作方法和程序；制订研究组未来工作计划；审议批准建议书。本次全会审议了上届全会研究工作成果，确定了新研究组的结构，制定了下届全会之前研究期的工作计划，修订了部分ITU-R决议，选举出了新的研究组、词汇协调委员会等。

以信息产业部无线电管理局副局长谢飞波为团长的中国代表团参加了本次全会。代表团努力工作，圆满完成了各项任务并取得重要成果。我国推荐的专家都顺利当选ITU-R词汇协调委员会、研究组的领导职务：谢飞波当选词汇协调委员会副主席；周兴国(部无线电管理局频率规划处调研员)当选第1研究组(频谱管理)副主席；朱洪波(南京邮电大学通信与信息工程学院院长)当选第3研究组(电波传播)副主席；高晓阳(中国卫星通信集团公司主任工程师)当选第4研究组(卫星业务)副主席；孙立新(华为技术有限公司无线标准部部长)当选