蓝牙技术基础知识

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
（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
9、微微网的应用（一拖七）
10、建立通信
• Standby – 等待加入一个微微网。
Standby(缺省)
• 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)
Inquiry(查询)
(unknown address)
CK 西可通信技术设备（河源）有限公司
蓝牙基础技术培训
编写:工程部 2006-06-09
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。
1、输出功率
测试仪对初始状态设臵如下：链路为跳频，EUT臵为环回 （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 <4dBm；如果EUT的功率等级为3，平
GFSK（载波向上频移157kHz表示“1”，向下频移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）
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 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
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。
Slave Slave
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 Slave Master Slave
Slave
Master Slave Slave
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)
master t
f(2k+1)
5、20dB带宽
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。
AM_ADDR
TYPE
FLOW
ARQN
SEQN
HEC
parameter AM_ADDR TYPE FLOW ARQN SEQN HEC
information
slave active member address payload type LC flow control
ACK/NAK
retransmit ordering header error check
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
一个微微网可由8个蓝牙设备组成。
Slave Slave Master Slave
f(2k+2)
slave t 625 ms
4、跳频
freq 2.402 2.480
master slave
time
5、包的格式
72b 54b 0-2745b
接入码
包头
内容
接入码
34 24 6
BCH
LAP
BRK
4
64
4
PREAMBLE
LSB
SYNC WORD
TRAILER
MSB
包头
3 4 1 1 1 8
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 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 少99.9%的Df1max满足 140kHz< Df1max <175kHz； 至少99.9%的Df2max>115kHz；Df2avg /Df1avg >0.8。
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：
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点的 通信连接。
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 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。
Page(寻呼)
(known address)
.Active power(活动)
• Sniff(呼吸) • Hold(保持)
Connection
• 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。蓝牙无线测试配臵包括一台测 试仪和被测设备（EUT,Equipment Under Test），其中测试 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臵。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。测试模式是一 个特殊的状态，出于安全的考虑，EUT必须首先设为 “Enalle” 状态，然后才能空中激活进入测试模式。