蓝牙技术发展与展望

引言1

随着无线电技术及通信技术的发展，在电子信息传递方面，已逐渐地由无线传输取代有线传输。但到目前为止，不管我们怎样竭尽全力，也还是掩

盖不住计算机等其他信息机器和各种设备在家庭和办公室等短距离之间的许多电线（缆）连接。如果想要在掌上电脑、笔记本电脑和台式机之间快速而可靠地交换数据，那就会有许多与之相连的电缆。在无线电通信史上，科学家曾研制和发明红外之类的光连接某些设备的通信，也取得了一定的成绩，但是红外信号首先要求设备之间必须是有无障碍的直线信道，其次，两设备的通信距离要足够近，一般在左右。由此可见，短距离的红外之类的光1m 通信，还是不能大范围的推广。[1]如果有一种经济、方便、可靠、容易使用，比红外的通信距离长而又不要求直视信道的无线解决方案，那又该多好。通信专家试图按上述要求研制了众多解决方案，而唯有蓝牙无线技术有足够希望可以赢得计算机和通信市场厂商的广泛支持。

蓝牙技术的提出及其优点

2 年，总部设在瑞典的跨国电信公司——爱1994立信（移动通信公司开始在移动电话及其Ericsson)附件之间实现低功耗、低成本的无线接口的可行性。目的是找到一种能够除掉移动电话和卡、PC 耳机、台式电脑及其它设备之间的电缆连接方法。随着研究的进展，该公司发现日益明朗化的是短距领域内的研究引起了、、、IBM Intel Nokia Toshiba 公司的注意，经过磋商，这家公司于年月联519982合推出蓝牙计划并于月成立了蓝牙特别兴趣集团5（小组）。其原名“(SIG:sepecial Interest Group)”源自一位世纪统一丹麦和挪威的国王Bluetooth 10名字，由此可见倡导者意欲一统全球短距离通信的勃勃雄心。年月集团创始成员又增加了家199912 4美国公司：微软、朗讯、摩托罗拉和。这些3Com 企业的进入使蓝牙技术的应用范围进一步扩大，由这家公司组成的通过建立一个蓝牙论坛来推进9SIG 蓝牙技术标准并提供互操作性测试工具。

截止年月底仅仅年时间，蓝牙的成200143SIG 员已达家，这些企业来自各行各业，如汽车、2491航空、媒体、消费类电子、信息和电信等。其中包括诸如德州仪器、菲利普、、康柏、西门AMD 子、、戴尔、惠普、三星等许多世界知名的计TDK 算机、通信及消费类电子产品厂商。[4]一项公开的全球统一的技术规范得到工业界如此广泛而迅速的关注和响应是以往所罕见的，其发展势头异常迅猛，当然这是由于蓝牙技术的下列性质及优点决定的。[2]

蓝牙的无线性

2.1 蓝牙技术是一种用于、移动电话及其他便PC 携设备之间的低成本通信技术，是一种无线通信和无线网络的全球技术规范。蓝牙技术最初是以取消连接各种电器之间的连线为目的，主要面向网络中的各种数据及语音设备，如、拨号网络、笔记PC 本电脑、、打印机、数码相机、移动电话等。

PDA 蓝牙技术发展与展望

刘 勍，温志贤

（天水师范学院物理系，甘肃天水）

741001摘要： 从蓝牙技术产生的背景出发，阐述了蓝牙的工作机理及蓝牙技术的优越性，介绍了蓝牙产品、用途及蓝牙前景，并探讨性地指出蓝牙面临的问题。

关键词：蓝牙；蓝牙技术；蓝牙产品

中图分类号：文献标识码：文章编号：

TN99 B 1371-1351(2003)05-0056-03

蓝牙通过无线方式将它们连成一个围绕个人的网

络，省去了许多接线的烦恼使各种设备间实现无缝的资源共享。

蓝牙技术的开放性

2.2

开放性赋予蓝牙强大的生命力，从它诞生之日起，蓝牙就是一个由厂商们自己发起的技术协议，

完全公开而并非某一厂商独有和保密。只要是SIG

成员，都有权无偿使用蓝牙新技术，而且根据蓝牙技术标准，任何厂商均可生产蓝牙产品。

蓝牙产品的互操作和兼容性

2.3

蓝牙产品在满足蓝牙规范的前提下，必须提交通过认证程序的认证，通过认证后，产品可以SIG

打上蓝牙商标，向用户表明该产品具有预期的互操

作性，才能走向市场，也就保证了即使是不同公司的蓝牙产品，也可实现数据共享，达到完全兼容的目的。

蓝牙通信的可靠安全性

2.4

蓝牙设备间通信遵从蓝牙协议的蓝牙无线链路

采用跳频扩频技术来减少干扰和衰落的影响，避免

信号被现场截获。扩频技术的运用使蓝牙发射机发射的信号功率在更宽的频带上扩展，信号不易受到电磁噪声或其他干扰信号的影响，从而更加稳定。再加上跳频技术无线传输可以更有效地防止窃听，附以前向纠错等措施，保证了链路的稳定和传输的可靠。

对人身安全影响不大

2.5

随着无线技术的深入人心，辐射成了消费者非

常关心的问题。由世界卫生组织、等专家组

IEEE

成的小组表示，检测中并未发现蓝牙产品的辐射对人体有影响。因其输出功率仅为，是微波炉

1mW

使用功率的百万分之一，仅仅是移动电话功率的一

小部分，而且这些输出中只有一小部分被人体吸收。蓝牙设备既不会干扰、损坏公共或私人的通信网络设备，也不会危害使用蓝牙设备的用户或进入蓝牙有效通信范围的人们。

蓝牙是如何工作的

3

蓝牙设备（蓝牙单元）中镶嵌有×

9mm 9mm

的蓝牙微芯片（该芯片中集成所有的蓝牙技术和软件），使用短程射频链接。该协议能使包括蜂窝电话、掌上电脑、笔记本电脑以及其他手持设备进行信息交换 [3]，还可以与家用电器、汽车、办公设备等连接起来。从而各种蓝牙设备间形成蓝牙网络结构（微网），其中执行寻呼并建立链接的设备默认为该微网的主设备，而与主设备同步响应的为从设备。蓝牙使用（工业、科学、医学）

2.4MHz ISM

全球通用自由频段，数据传输速率为，采用

1Mb/s

时分双工传输方案并遵从蓝牙宽带协议体系，结合电路交换和分组交换适用于语言和数据的传输，每个声道支持同步（语言）链接。而异步信道64Kb/s

支持任一方向上高达和回程方向的

721Kb/s576Kb/s 非对称链接，具有非常大的数据比率。一般来说，它的链接范围为到，如果增加传输功率，

10cm10m

可扩展到。另外蓝牙软件构架规范要求与蓝100m

牙相顺从的设备支持基本水平的互操作性。这种顺从水平由不同的应用来决定。

在蓝牙设备间的通信中，首先由蓝牙主设备利用其专门的发射结构，使用短程射频链接，在业务发现协议（发现链接的设备或主机的功能的应用规范）的规范下，通过召唤体系结构（一种业务发现标准），查询到需链接从设备信息和服务类型，之后，蓝牙设备间的链接才能建立，形成蓝牙微网。其次，蓝牙设备间可进行语言及数据的传输。如果传输语言信息，则采用电路交换形式，进行同步时分双工（）的全双工传输。为了保证链路的稳TDD

定和通信的安全可靠，无线电收发器按一定的码序列（即一定的规律，技术上叫“伪随机码”，就是“假”随机码），不断地从一个信道“跳”到另一个信道，只有收发双方是按这个规律同步进行的，而其他干扰不可能按同样规律进行干扰（跳频技术），其跳频速度为跳秒，跳跃信道多达

1600/ 79条。[1]由于跳频瞬时带宽很窄，则可通过扩频技术使这个带宽成百倍地扩展成宽频带，使干扰可能减少；如果设备间传输的是数据信息，则可建立分组交换的传输结构，对传输数据进行包括错误控制和重传机制的蓝牙数据分组，运用异步通信手段，通过多条共享通道进行传输。

此外，通过蓝牙技术标准的业务发现协议，及前向纠错方案可大大扩展联网的功能，能有效地解决与其他无线网络共存的问题，其中个人生活使用的所有设备都可以相互通信并协同工作，而技术上的安全措施（授权——同意某一指定的蓝牙设备

1.

类别特性

接类型扩频（跳频）

频谱频段

2.4GHz ISM

送功率1mW

速率，使用跳频

1Mbit/s

信范围可达10m

持设备数每个微最多可包含个

(piconet)8

语言信道最多个

3

数据安全性鉴权：密钥；加密：密钥可选

128bit8-12bit

地址地址

48bit MAC

57