蓝牙基础技术培训教材
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称频率fTX的差小于75kHz。
9、载波频率漂移
初始状态同（3），EUT分别工作在低、中、高三个
频点，回送调制信号为10101010的 DH1/DH3/DH5分组。
测试仪先根据4个前导码计算载波频率f0，然后每 10
比特净荷测试一次频率，其与初始载频的差为瞬时
频率漂移。最后测试仪将跳频打开，重新测试所有
23dBm 和20dBm，并且满足以下要求：如果EUT的功率等级为1，
平 均功率> 0dBm；如果EUT的功率等级为2，-6dBm<平均
功率
2、功率密度
初始状态同（1），测试仪通过扫频，在2400MHz 频
带范围内找到对应最大功率的频点，然后以此频点 进行时域扫描（扫描时间为1分钟），测出最大值，
要求小于20dBm/100kHz。
3、功率控制
初始状态为环回，非跳频。EUT分别工作在低、中 、
高三个频点，回送调制信号为PN9的DH1分组。测 试
仪通过LMP信令控制EUT输出功率，并测试功率控 制
步长的范围，规范要求在2dB和8dB之间。
4、频率范围
初始状态同（3），测试仪对EUT回送的净荷为PN9 的
4 家公司一起成立了蓝牙特殊利益集团（Special Interest Group，SIG），负责蓝牙技术标准的制定、产品测试，并
协
调各国蓝牙的具体使用。
蓝牙技术的特点
蓝牙是一种短距无线通信的技术规范，它最初的目标是取代 现有的掌上电脑、移动电话等各种数字设备上的有线电缆连 接。在制定蓝牙规范之初，就建立了统一全球的目标，向全 球公开发布，工作频段为全球统一开放的2.4GHz工业、科
蓝牙基础技术培训教材
第一章、蓝牙简介
概述
“蓝牙”是一种开放的技术规范，它可在世界上的任何地方 实
现短距离的无线语音和数据通信。蓝牙技术的发展：1994年 ，
爱立信移动通信公司开始研究在移动电话及其附件之间实现 低功耗、低成本无线接口的可行性。随着项目的进展，爱立 信公司意识到短距无线通信（Short Distance Wireless Communication）的应用前景无限广阔。
8
HEC
6、DH1/3/5 分组结构
625 ms f(k)
f(k+1)
f(k+2)
f(k+3)
f(k+4)
f(k+5)
f(k)
f(k+3)
f(k+4)
f(k+5)
f(k)
f(k+5)
7、微微网（皮网）
Slave
Slave
Slave Slave
Slave
Master
Slave
Slave
一个微微网可由8个蓝牙设备组成。
slave
625 ms
f(2k+2) t
t
4、跳频
2.402
master slave
freq 2.480
time
5、包的格式
72b
54b
接入码 包头
0-2745b 内容
接入码
34
BCH
24
LAP
6
BRK
4
PREAMBLE
LSB
64
SYNC WORD
4
TRAILER
MSB
包头
3
AM_ADDR
ຫໍສະໝຸດ Baidu
4
是一
1、输出功率
测试仪对初始状态设置如下：链路为跳频，EUT置为环回 （Loop back）。测试仪发射净荷为PN9，分组类型为所支
持 的最大长度的分组，EUT对测试仪发出的分组解码，并使用 相同的分组类型以其最大输出功率将净荷回送给测试仪。测 试仪在低、中、高三个频点，对整个突发范围内测量峰值功 率和平均功率。规范要求峰值功率和平均功率各小于
TYPE
1
FLOW
1
ARQN
1
SEQN
parameter
information
AM_ADDR slave active member address
TYPE
payload type
FLOW ARQN
LC flow control ACK/NAK
SEQN
retransmit ordering
HEC
header error check
1、2.4GHz ISM 频段
ISM频段：Industry Science and Medical Band （工业、科学、医学 ）。
信道数：79 个 （0-78）
范围：2.402GHz - 2.480GHz 信道间隔：1MHz
2、调制方式
GFSK（载波向上频移157kHz表示“1”，向下频移
学 和医学（Industrial, Scientific and Medical, ISM）频段。 从目前的应用来看，由于蓝牙体积小、功率低，其应用已不 局限于计算机外设，几乎可以被集成到任何数字设备之中， 特别是那些对数据传输速率要求不高的移动设备和便携设备
。
蓝牙技术的特点可归纳为如下几点：
（1）全球范围适用：蓝牙工作在2.4GHz的 ISM频段， 全球大多数国家ISM频段的范围是2.4-2.4835GHz，使 用该频段无需向各国的无线电资源管理部门申请许可证 。
爱立信将这项新的无线通信技术命名为蓝牙（Bluetooth） 。
Bluetooth 取自10世纪丹麦国王Harald Bluetooth 的名字 。
爱立信意识到要使这项技术最终获得成功，必须得到业界其 他公司的支持与应用。1998年5月，爱立信联合诺基亚 （Nokia）、英特尔（Intel）、IBM 、东芝（Toshiba）这
157kHz表 示“0”，速率是1Mbit/s）
BT=0.5（0.5是将数据滤波器的-3dB带宽设定在500kHz
， 可以限制射频占用的频谱）
调制指数=0.28-0.35 采用跳频技术1600H/s，T=625μs 采用时分复用多路访问技术(TDD) 语音信道采用连续可变斜率增量调制（CVSD）
的峰值和均值，分别记为Df1max 和Df1avg。测试 仪
以所支持的最大分组长度发送净荷为10101010的 分
组，并对EUT回送的分组计算频率偏移的峰值和均 值，
分别记为Df2max 和Df2avg，要求满足以下条件： 至
8、初始载波容限
EUT为环回状态，回送净荷为PN9的DH1给测试仪 。
测试仪先将链路置为非跳频，EUT分别工作在低、 中、高三个频点，然后测试仪再将链路置为跳频。 测试仪根据4个前导码计算载波频率f0，要求与标
32.8mm×16.8mm×2.95mm。
（6）低功耗：蓝牙设备在通信连接（Connection）状态下 ，
有四种工作模式： 激活（Active）模式 呼吸（Sniff）模式 保持（Hold）模式 休眠（Park）模式 Active 模式是正常的工作状态，另外三种模式是为了节能
所规定的低功耗模式。
频点， 相邻频点间隔1MHz。蓝牙设备在某个频点发送数据之后，
再 跳到另一个频点发送，而频点的排列顺序则是伪随机的，每
秒钟频率改变1600次，每个频率持续625μｓ。
（5）蓝牙模块体积很小、便于集成：由于个人移动设备的体 积较小，嵌入其内部的蓝牙模块体积就应该更小，如爱立信 公司的蓝牙模块ROK101008的外形尺寸仅为
频点，回送调制信号为PN9的DH1分组。测试仪扫 频
找到对应最大功率的频点，并且找到其左右两侧对 应功率下降20dB时的fL和fH，20dB带宽Df = | fH
- fL |，要求Df小于1MHz。
6、相邻信道功率
初始状态同（3）, EUT工作频点分别为第3信道、 第39信道和第75信道，回送净荷为PN9的DH1分
组。 测试仪扫描整个蓝牙频段，测试各个信道的功率。 要求相邻第2道的泄漏功率小于-20dBm，相邻第3
道
及其以上的泄漏功率小于-40dBm。
7、调制特性
初始状态同（3）, EUT分别工作在低、中、高三个
频点。测试仪以所支持的最大分组长度发送净荷为
11110000的分组，并对EUT回送的分组计算频率偏 移
频点下的瞬时频率漂移。瞬时频率漂移之间的差定
义为漂移速率。对于DH1分组，要求每次的瞬时漂 移
小于25kHz，对于DH3、DH5分组，要求载波瞬时 漂移
二、收信机测试
对于收信机测试来说，所有指标的测试都是基于误 比特率的统计，并且至少要统计1600000个比特。 众所周知，在误帧率较大的情况下统计误比特率没 有任何意义，因此，为了准确测试收信机的性能， 测试仪必须能测试由以下6种情况导致的FER：
数据速率：
①1MBit/s gross ②分组交换或电路交换模式 ③异步数据和同步语音
功率：
① Class 1:+20dBm (with PA) ② Class 2:+4dBm（-6-+4dBm） ③ Class 3:0dBm
3、FH/TDD Channel
f(2k)
f(2k+1)
master
在同一个微微网中，主设备为所有的 设备提供时钟和跳频同步序列。
在同一个微微网中，所有的设备有同 样的跳频序列。
8、分散网
两个或更多的微微网在重叠的区 域可以建立特殊的呼叫。
Slave
Slave
Master
Slave
Slave
Slave
Master
Slave Slave
9、微微网的应用（一拖七）
10、建立通信
.Active power(活动)
• Sniff(呼吸) • Hold(保持) • Park(休眠)
第三章、蓝牙的技术指标
一、发信机测试
目前的蓝牙无线测试规范的版本为0.91版本，它定义了蓝牙 无线测试指标及其测试方法。蓝牙无线测试配置包括一台测 试仪和被测设备（EUT,Equipment Under Test），其中测
DH1分组扫频测量。当EUT工作在最低频点时，测 试
仪找到功率密度下降为-80dBm/Hz时的频点fL；当 EUT工作在最高频点时，测试仪找到功率密度下降 为-80dBm/Hz时的频点fH。对于79信道的系统，
要求
fL、fH位于2.4～2.4835GHz范围内。
5、20dB带宽
初始状态同（3），EUT分别工作在低、中、高三 个
向连接（SCO）链路。
（3）可以建立临时性的对等连接：根据蓝牙设备在网络中的 角色，可分为主设备（Master）与从设备（Slave）。主 设备是组网连接主动发起连接请求的蓝牙设备，几个蓝牙 设备连接成一个皮网（Piconet）时，其中只有一个主设 备，其余的均为从设备。皮网是蓝牙最基本的一种网络形 式，最简单的皮网是一个主设备和一个从设备组成的点对
CRC 误差、不正确的净荷长度、同步字出错、HEC出错
、 EUT给MT8850A回送NACK分组、在预期的时隙
Standby(缺省)
Inquiry(查询)
(unknown address)
Page(寻呼)
(known address)
Connection
• Standby – 等待加入一个微微网。 • Inquiry – 邀请周围的无线连接。 • Page – 连接一个明确的无线链路。 • Connected – 加入一个皮网(主设备或 者从设备)
（7）开放的接口标准：SIG为了推广蓝牙技术的使用，将蓝 牙的技术标准全部公开，全世界范围内的任何单位和个人 都可以进行蓝牙产品的开发，只要最终通过SIG的蓝牙产 品兼容性测试，就可以推向市场。
（8）成本低：随着市场需求的扩大，各个供应商纷纷推出 自己的蓝牙芯片和模块，蓝牙产品价格飞速下降。
第二章、蓝牙的基础知识
（2）同时可传输语音和数据：蓝牙采用电路交换和分组交 换技术，支持异步数据信道、三路语音信道以及异步数据 与同步语音同时传输的信道。每个语音信道数据速率为 64kbit/s，语音信号编码采用脉冲编码调制（PCM）或连 续可变斜率增量调制（CVSD）方法。当采用非对称信道 传输数据时，速率最高为721kbit/s，反向为57.6kbit/s； 当采用对称信道传输数据时，速率最高为342.6kbit/s。 蓝牙有两种链路类型：异步无连接（ACL）链路和同步面
试 仪作为主单元，EUT作为从单元。两者之间可以通过射频电 缆相连也可以通过天线经空中传输相连。测试仪发送LMP指 令，激活EUT进入测试模式，并对测试仪与EUT之间的蓝牙
链 路的一些参数进行配置。如测试方式是环回还是发送方式， 是否需要进行跳频，分组是单时隙分组还是多时隙分组，分 组的净菏是PN9，还是00001111、01010101。测试模式
点的通信连接。
（4）具有很好的抗干扰能力：工作在ISM频段的无线电设
备有很多种，如家用微波炉、无线局域网（WLAN）Home RF
等产品，为了很好地抵抗来自这些设备的干扰，蓝牙采用了 跳频（Frequency Hopping）方式来扩展频谱 （Spread Spectrum），将2.402～2.48GHz频段分成79个
9、载波频率漂移
初始状态同（3），EUT分别工作在低、中、高三个
频点，回送调制信号为10101010的 DH1/DH3/DH5分组。
测试仪先根据4个前导码计算载波频率f0，然后每 10
比特净荷测试一次频率，其与初始载频的差为瞬时
频率漂移。最后测试仪将跳频打开，重新测试所有
23dBm 和20dBm，并且满足以下要求：如果EUT的功率等级为1，
平 均功率> 0dBm；如果EUT的功率等级为2，-6dBm<平均
功率
2、功率密度
初始状态同（1），测试仪通过扫频，在2400MHz 频
带范围内找到对应最大功率的频点，然后以此频点 进行时域扫描（扫描时间为1分钟），测出最大值，
要求小于20dBm/100kHz。
3、功率控制
初始状态为环回，非跳频。EUT分别工作在低、中 、
高三个频点，回送调制信号为PN9的DH1分组。测 试
仪通过LMP信令控制EUT输出功率，并测试功率控 制
步长的范围，规范要求在2dB和8dB之间。
4、频率范围
初始状态同（3），测试仪对EUT回送的净荷为PN9 的
4 家公司一起成立了蓝牙特殊利益集团（Special Interest Group，SIG），负责蓝牙技术标准的制定、产品测试，并
协
调各国蓝牙的具体使用。
蓝牙技术的特点
蓝牙是一种短距无线通信的技术规范，它最初的目标是取代 现有的掌上电脑、移动电话等各种数字设备上的有线电缆连 接。在制定蓝牙规范之初，就建立了统一全球的目标，向全 球公开发布，工作频段为全球统一开放的2.4GHz工业、科
蓝牙基础技术培训教材
第一章、蓝牙简介
概述
“蓝牙”是一种开放的技术规范，它可在世界上的任何地方 实
现短距离的无线语音和数据通信。蓝牙技术的发展：1994年 ，
爱立信移动通信公司开始研究在移动电话及其附件之间实现 低功耗、低成本无线接口的可行性。随着项目的进展，爱立 信公司意识到短距无线通信（Short Distance Wireless Communication）的应用前景无限广阔。
8
HEC
6、DH1/3/5 分组结构
625 ms f(k)
f(k+1)
f(k+2)
f(k+3)
f(k+4)
f(k+5)
f(k)
f(k+3)
f(k+4)
f(k+5)
f(k)
f(k+5)
7、微微网（皮网）
Slave
Slave
Slave Slave
Slave
Master
Slave
Slave
一个微微网可由8个蓝牙设备组成。
slave
625 ms
f(2k+2) t
t
4、跳频
2.402
master slave
freq 2.480
time
5、包的格式
72b
54b
接入码 包头
0-2745b 内容
接入码
34
BCH
24
LAP
6
BRK
4
PREAMBLE
LSB
64
SYNC WORD
4
TRAILER
MSB
包头
3
AM_ADDR
ຫໍສະໝຸດ Baidu
4
是一
1、输出功率
测试仪对初始状态设置如下：链路为跳频，EUT置为环回 （Loop back）。测试仪发射净荷为PN9，分组类型为所支
持 的最大长度的分组，EUT对测试仪发出的分组解码，并使用 相同的分组类型以其最大输出功率将净荷回送给测试仪。测 试仪在低、中、高三个频点，对整个突发范围内测量峰值功 率和平均功率。规范要求峰值功率和平均功率各小于
TYPE
1
FLOW
1
ARQN
1
SEQN
parameter
information
AM_ADDR slave active member address
TYPE
payload type
FLOW ARQN
LC flow control ACK/NAK
SEQN
retransmit ordering
HEC
header error check
1、2.4GHz ISM 频段
ISM频段：Industry Science and Medical Band （工业、科学、医学 ）。
信道数：79 个 （0-78）
范围：2.402GHz - 2.480GHz 信道间隔：1MHz
2、调制方式
GFSK（载波向上频移157kHz表示“1”，向下频移
学 和医学（Industrial, Scientific and Medical, ISM）频段。 从目前的应用来看，由于蓝牙体积小、功率低，其应用已不 局限于计算机外设，几乎可以被集成到任何数字设备之中， 特别是那些对数据传输速率要求不高的移动设备和便携设备
。
蓝牙技术的特点可归纳为如下几点：
（1）全球范围适用：蓝牙工作在2.4GHz的 ISM频段， 全球大多数国家ISM频段的范围是2.4-2.4835GHz，使 用该频段无需向各国的无线电资源管理部门申请许可证 。
爱立信将这项新的无线通信技术命名为蓝牙（Bluetooth） 。
Bluetooth 取自10世纪丹麦国王Harald Bluetooth 的名字 。
爱立信意识到要使这项技术最终获得成功，必须得到业界其 他公司的支持与应用。1998年5月，爱立信联合诺基亚 （Nokia）、英特尔（Intel）、IBM 、东芝（Toshiba）这
157kHz表 示“0”，速率是1Mbit/s）
BT=0.5（0.5是将数据滤波器的-3dB带宽设定在500kHz
， 可以限制射频占用的频谱）
调制指数=0.28-0.35 采用跳频技术1600H/s，T=625μs 采用时分复用多路访问技术(TDD) 语音信道采用连续可变斜率增量调制（CVSD）
的峰值和均值，分别记为Df1max 和Df1avg。测试 仪
以所支持的最大分组长度发送净荷为10101010的 分
组，并对EUT回送的分组计算频率偏移的峰值和均 值，
分别记为Df2max 和Df2avg，要求满足以下条件： 至
8、初始载波容限
EUT为环回状态，回送净荷为PN9的DH1给测试仪 。
测试仪先将链路置为非跳频，EUT分别工作在低、 中、高三个频点，然后测试仪再将链路置为跳频。 测试仪根据4个前导码计算载波频率f0，要求与标
32.8mm×16.8mm×2.95mm。
（6）低功耗：蓝牙设备在通信连接（Connection）状态下 ，
有四种工作模式： 激活（Active）模式 呼吸（Sniff）模式 保持（Hold）模式 休眠（Park）模式 Active 模式是正常的工作状态，另外三种模式是为了节能
所规定的低功耗模式。
频点， 相邻频点间隔1MHz。蓝牙设备在某个频点发送数据之后，
再 跳到另一个频点发送，而频点的排列顺序则是伪随机的，每
秒钟频率改变1600次，每个频率持续625μｓ。
（5）蓝牙模块体积很小、便于集成：由于个人移动设备的体 积较小，嵌入其内部的蓝牙模块体积就应该更小，如爱立信 公司的蓝牙模块ROK101008的外形尺寸仅为
频点，回送调制信号为PN9的DH1分组。测试仪扫 频
找到对应最大功率的频点，并且找到其左右两侧对 应功率下降20dB时的fL和fH，20dB带宽Df = | fH
- fL |，要求Df小于1MHz。
6、相邻信道功率
初始状态同（3）, EUT工作频点分别为第3信道、 第39信道和第75信道，回送净荷为PN9的DH1分
组。 测试仪扫描整个蓝牙频段，测试各个信道的功率。 要求相邻第2道的泄漏功率小于-20dBm，相邻第3
道
及其以上的泄漏功率小于-40dBm。
7、调制特性
初始状态同（3）, EUT分别工作在低、中、高三个
频点。测试仪以所支持的最大分组长度发送净荷为
11110000的分组，并对EUT回送的分组计算频率偏 移
频点下的瞬时频率漂移。瞬时频率漂移之间的差定
义为漂移速率。对于DH1分组，要求每次的瞬时漂 移
小于25kHz，对于DH3、DH5分组，要求载波瞬时 漂移
二、收信机测试
对于收信机测试来说，所有指标的测试都是基于误 比特率的统计，并且至少要统计1600000个比特。 众所周知，在误帧率较大的情况下统计误比特率没 有任何意义，因此，为了准确测试收信机的性能， 测试仪必须能测试由以下6种情况导致的FER：
数据速率：
①1MBit/s gross ②分组交换或电路交换模式 ③异步数据和同步语音
功率：
① Class 1:+20dBm (with PA) ② Class 2:+4dBm（-6-+4dBm） ③ Class 3:0dBm
3、FH/TDD Channel
f(2k)
f(2k+1)
master
在同一个微微网中，主设备为所有的 设备提供时钟和跳频同步序列。
在同一个微微网中，所有的设备有同 样的跳频序列。
8、分散网
两个或更多的微微网在重叠的区 域可以建立特殊的呼叫。
Slave
Slave
Master
Slave
Slave
Slave
Master
Slave Slave
9、微微网的应用（一拖七）
10、建立通信
.Active power(活动)
• Sniff(呼吸) • Hold(保持) • Park(休眠)
第三章、蓝牙的技术指标
一、发信机测试
目前的蓝牙无线测试规范的版本为0.91版本，它定义了蓝牙 无线测试指标及其测试方法。蓝牙无线测试配置包括一台测 试仪和被测设备（EUT,Equipment Under Test），其中测
DH1分组扫频测量。当EUT工作在最低频点时，测 试
仪找到功率密度下降为-80dBm/Hz时的频点fL；当 EUT工作在最高频点时，测试仪找到功率密度下降 为-80dBm/Hz时的频点fH。对于79信道的系统，
要求
fL、fH位于2.4～2.4835GHz范围内。
5、20dB带宽
初始状态同（3），EUT分别工作在低、中、高三 个
向连接（SCO）链路。
（3）可以建立临时性的对等连接：根据蓝牙设备在网络中的 角色，可分为主设备（Master）与从设备（Slave）。主 设备是组网连接主动发起连接请求的蓝牙设备，几个蓝牙 设备连接成一个皮网（Piconet）时，其中只有一个主设 备，其余的均为从设备。皮网是蓝牙最基本的一种网络形 式，最简单的皮网是一个主设备和一个从设备组成的点对
CRC 误差、不正确的净荷长度、同步字出错、HEC出错
、 EUT给MT8850A回送NACK分组、在预期的时隙
Standby(缺省)
Inquiry(查询)
(unknown address)
Page(寻呼)
(known address)
Connection
• Standby – 等待加入一个微微网。 • Inquiry – 邀请周围的无线连接。 • Page – 连接一个明确的无线链路。 • Connected – 加入一个皮网(主设备或 者从设备)
（7）开放的接口标准：SIG为了推广蓝牙技术的使用，将蓝 牙的技术标准全部公开，全世界范围内的任何单位和个人 都可以进行蓝牙产品的开发，只要最终通过SIG的蓝牙产 品兼容性测试，就可以推向市场。
（8）成本低：随着市场需求的扩大，各个供应商纷纷推出 自己的蓝牙芯片和模块，蓝牙产品价格飞速下降。
第二章、蓝牙的基础知识
（2）同时可传输语音和数据：蓝牙采用电路交换和分组交 换技术，支持异步数据信道、三路语音信道以及异步数据 与同步语音同时传输的信道。每个语音信道数据速率为 64kbit/s，语音信号编码采用脉冲编码调制（PCM）或连 续可变斜率增量调制（CVSD）方法。当采用非对称信道 传输数据时，速率最高为721kbit/s，反向为57.6kbit/s； 当采用对称信道传输数据时，速率最高为342.6kbit/s。 蓝牙有两种链路类型：异步无连接（ACL）链路和同步面
试 仪作为主单元，EUT作为从单元。两者之间可以通过射频电 缆相连也可以通过天线经空中传输相连。测试仪发送LMP指 令，激活EUT进入测试模式，并对测试仪与EUT之间的蓝牙
链 路的一些参数进行配置。如测试方式是环回还是发送方式， 是否需要进行跳频，分组是单时隙分组还是多时隙分组，分 组的净菏是PN9，还是00001111、01010101。测试模式
点的通信连接。
（4）具有很好的抗干扰能力：工作在ISM频段的无线电设
备有很多种，如家用微波炉、无线局域网（WLAN）Home RF
等产品，为了很好地抵抗来自这些设备的干扰，蓝牙采用了 跳频（Frequency Hopping）方式来扩展频谱 （Spread Spectrum），将2.402～2.48GHz频段分成79个