藍牙的主要技術及特點

在日常生活中，我們對藍牙并不陌生，通過配對連接后可以在移動設備、耳機、音響等相關外設之間進行無線信息交換，藍牙做到了簡化移動通信終端設備之間的通信，也能夠簡化設備與因特網Internet之間的通信，從而數據傳輸變得更加迅速高效。

藍牙是一種尖端的開放式無線通訊標準，能夠在短距離范圍內無線連接桌上型電腦與筆記本電腦、便攜設備、PDA、移動電話、拍照手機、打印機、數碼相機、耳麥、鍵盤甚至是電腦鼠標。它采用分散式網絡結構以及快跳頻和短包技術，支持點對點及點對多點通信。

藍牙技術出現的背景

早在1994年，瑞典的愛立信公司便已經著手藍牙技術的研究開發工作，意在通過一種短程無線鏈路，實現無線電話用PC機、耳機及臺式設備等之間的互聯。1998年， 愛立信、諾基亞、INTEL、東芝和和IBM共同組建特別興趣小組。在此之后，3COM、朗訊、微軟和摩托羅拉也相繼加盟藍牙計劃。它們的共同目標是開發一種全球通用的小范圍無線通信技術，即藍牙。

藍牙技術是針對目前近距的便攜式器件之間的紅外線鏈路（簡稱IRDA）而提出的。應用紅外線收發器鏈接雖然能免去電線或電纜的連接，但是使用起來有許多不便，不僅距離只限于１～２ｍ，而且必須在視線上直接對準，中間不能有任何阻擋，同時只限于在兩個設備之間進行鏈接，不能同時鏈接更多的設備。"藍牙"技術的目的是使特定的移動電話、便攜式電腦以及各種便攜式通信設備的主機之間在近距離內實現無縫的資源共享。

藍牙是一個開放性的無線通信標準，它將取代目前多種電纜連接方案，通過統一的短程無線鏈路，在各信息設備之間可以穿過墻壁或公文包，實現方便快捷、靈活安全、低成本小功耗的話音和數據通信。它推動和擴大了無線通信的應用范圍，使網絡中的各種數據和語音設備能互連互通，從而實現個人區域內的快速靈活的數據和語音通信。

藍牙的主要技術特點

工作頻段

2.4GHz的工科醫（ISM）頻段，無需申請許可證。大多數國家使用79個頻點，載頻為(2402+k)MHz（k=0，1, 2…78），載頻間隔1MHz。采用TDD時分雙工方式。

傳輸速率

1Mb/s（V2.0以上版本）

調試方式

BT=0.5的GFSK調制，調制指數為0.28-0.35。

采用跳頻技術

跳頻速率為1600跳/秒，在建鏈時（包括尋呼和查詢）提高為3200跳/秒。藍牙通過快跳頻和短分組技術減少同頻干擾，保證傳輸的可靠性。

語音調制方式

連續可變斜率增量調制（CVSD，ContinuousVariable Slope DeltaModulation），抗衰落性強，即使誤碼率達到4%，話音質量也可接受。

支持電路交換和分組交換業務

藍牙支持實時的同步定向聯接（SCO鏈路）和非實時的異步不定向聯接（ACL鏈路），前者主要傳送語音等實時性強的信息，后者以數據包為主。語音和數據可以單獨或同時傳輸。藍牙支持一個異步數據通道，或三個并發的同步話音通道，或同時傳送異步數據和同步話音的通道。每個話音通道支持64kbps的同步話音；異步通道支持723.2/57.6kbps的非對稱雙工通信或433.9kbps的對稱全雙工通信。

支持點對點及點對多點通信

藍牙設備按特定方式可組成兩種網絡：微微網(Piconet)和分布式網絡(Scatternet)，其中微微網的建立由兩臺設備的連接開始，最多可由八臺設備組成。在一個微微網中，只有一臺為主設備（Master），其它均為從設備（Slave），不同的主從設備對可以采用不同的鏈接方式，在一次通信中，鏈接方式也可以任意改變。幾個相互獨立的微微網以特定方式鏈接在一起便構成了分布式網絡。所有的藍牙設備都是對等的，所以在藍牙中沒有基站的概念。

工作距離

藍牙設備分為三個功率等級，分別是：100mW（20dBm）、2.5mW（4dBm）和1mW（0dBm），相應的有效工作范圍為：100米、10米和1米。

藍牙中的主要技術

藍牙技術是一種無線數據與語音通信的開放性全球規范，它以低成本的近距離無線連接為基礎，為固定與移動設備通信環境建立一個特別連接的短程無線電技術。其實質內容是要建立通用的無線電空中接口及其控制軟件的公開標準，使通信和計算機進一步結合，使不同廠家生產的便攜式設備在沒有電線或電纜相互連接的情況下，能在近距離范圍內具有互用、互操作的性能。

“藍牙”技術的作用是簡化小型網絡設備（如移動ＰＣ、掌上電腦、手機）之間以及這些設備與Ｉｎｔｅｒｎｅｔ之間的通信，免除在無繩電話或移動電話、調制解調器、頭套式送／受話器、ＰＤＡ、計算機、打印機、幻燈機、局域網等之間加裝電線、電纜和連接器。此外，藍牙無線技術還為已存在的數字網絡和外設提供通用接口以組建一個遠離固定網絡的個人特別連接設備群。

藍牙的載頻選用在全球都可用的２.４５ＧＨｚ工業、科學、醫學（ＩＳＭ）頻帶，其收發信機采用跳頻擴譜（ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＨｏｐｐｉｎｇ ＳｐｒｅａｄＳｐｅｃｔｒｕｍ）技術，在２.４５ＧＨｚ ＩＳＭ頻帶上以１６００跳／ｓ的速率進行跳頻。依據各國的具體情況，以２．４５ＧＨｚ為中心頻率，最多可以得到７９個１ＭＨｚ帶寬的信道。在發射帶寬為１ＭＨｚ時，其有效數據速率為７２１ｋｂｉｔ／ｓ，并采用低功率時分復用方式發射，適合３０英尺（約１０ｍ）范圍內的通信。數據包在某個載頻上的某個時隙內傳遞，不同類型的數據（包括鏈路管理和控制消息）占用不同信道，并通過查詢和尋呼過程來同步跳頻頻率和不同藍牙設備的時鐘。除采用跳頻擴譜的低功率傳輸外，藍牙還采用鑒權和加密等措施來提高通信的安全性。

藍牙支持點到點和點到多點的連接，可采用無線方式將若干藍牙設備連成一個微微網，多個微微網又可互連成特殊分散網，形成靈活的多重微微網的拓撲結構，從而實現各類設備之間的快速通信。它能在一個微微網內尋址８個設備（實際上互聯的設備數量是沒有限制的，只不過在同一時刻只能激活８個，其中１個為主７個為從）。

藍牙技術涉及一系列軟硬件技術、方法和理論，包括無線通信與網絡技術，軟件工程、軟件可靠性理論，協議的正確性驗證、形式化描述和一致性與互聯測試技術，嵌入式實時操作系統，跨平臺開發和用戶界面圖形化技術，軟硬件接口技術，高集成、低功耗芯片技術等。