蓝牙无线通信

(一):蓝牙概述

一、名称由来

        蓝牙这个名称来自于第十世纪的一位丹麦国王哈拉尔蓝牙王,哈拉尔蓝牙王Blatand 在英文里的意思可以被解释为 Bluetooth( 蓝牙 )因为国王喜欢吃蓝莓,牙龈每天都是蓝色的所以叫蓝牙。

蓝牙王.png


在行业协会筹备阶段,需要一个极具有表现力的名字来命名这项高新技术。行业组织人员,在经过一夜关于欧洲历史和未来无线技术发展的讨论后,有些人认为用Blatand国王的名字命名再合适不过了。Blatand国王将挪威,瑞典和丹麦统一起来;他的口齿伶俐,善于交际,就如同这项即将面世的技术,技术将被定义为允许不同工业领域之间的协调工作,保持着各个系统领域之间的良好交流,例如计算机,手机和汽车行业之间的工作。

 

二、发展历史

1994年爱立信公司研发;

1997年爱立信联系其他设备生产商;

1998年二月,诺基亚、苹果、三星组成的一个特殊兴趣小组SIG(Special Interest Group)

19985月,爱立信、诺基亚、东芝、IBM和英特尔公司等五家著名厂商,联合开发;

1999年下半年,微软、摩托罗拉、三星、朗讯等主流设备商广泛推广蓝牙技术应用;

20061013日,Bluetooth SIG(蓝牙技术联盟)发展到200多家联盟成员公司以及约6000家应用成员企业。


三、版本信息 

蓝牙共有六个版本V1.1/1.2/2.0/2.1/3.0/4.0  版本信息下载连接:
1
V1.1版本
       
传输率约在748~810kb/s,因是早期设计,容易受到同频率之产品所干扰下影响通讯质量。
2
V1.2版本
       
同样是只有748~810kb/s 的传输率,但在加上了(改善 Software)抗干扰跳频功能。
3
V2.0+EDR版本
       
1.2 的改良提升版,传输率约在1.8M/s~2.1M/s,开始支持双工模式——即一面作语音通讯,同时亦可以传输档案/高质素图片,2.0 版本当然也支持 Stereo 运作。
       
应用最为广泛的是Bluetooth2.0+EDR标准,该标准在2004年已经推出,支持Bluetooth 2.0+EDR标准的产品也于2006年大量出现。虽然Bluetooth 2.0+EDR标准在技术上作了大量的改进,但从1.X标准延续下来的配置流程复杂和设备功耗较大的问题依然存在。
4
V2.1版本
       
更佳的省电效果:蓝牙2.1版加入了SniffSubrating的功能,透过设定在2个装置之间互相确认讯号的发送间隔来达到节省功耗的目的。
5
V3.0+HS版本
        2009421日,蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)
正式颁布了新一代标准规范"Bluetooth Core Specification Version 3.0 High Speed"(蓝牙核心规范3.0 ),蓝牙3.0的核心是"GenericAlternate MAC/PHY"(AMP),这是一种全新的交替射频技术,允许蓝牙协议栈针对任一任务动态地选择正确射频。最初被期望用于新规范的技术包括802.11以及UMB,但是新规范中取消了UMB的应用。
6
V4.0 版本
       
蓝牙4.0包括三个子规范,即传统蓝牙技术、高速蓝牙和新的蓝牙低功耗技术。蓝牙 4.0的改进之处主要体现在三个方面,电池续航时间、节能和设备种类上。拥有低成本,跨厂商互操作性,3毫秒低延迟、100米以上超长距离、AES-128加密等诸多特色此外,蓝牙4.0的有效传输距离也有所提升。3.0版本的蓝牙的有效传输距离为10( 32英尺),而蓝牙4.0的有效传输距离最高可达到100(328英尺)


四、蓝牙的技术特点

简单地说,蓝牙是一种短程宽带无线电技术,是实现语音和数据无线传输的全球开放性标准。它使用跳频扩谱(FHSS)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)等先进技术,在小范围内建立多种通信与信息系统之间的信息传输。
  

1Bluetooth的主要技术特点:
    

1)、工作频段:2.4GHz的(ISM)频段,无需申请许可证。大多数国家使用79个频点,载频为(2400+k)MHzk=01, 2…78),2400–2483.5MHz(包括防护频带),载频间隔1MHz。采用TDD时分双工方式。
    

2)、传输速率:1Mb/sV2.0以上版本吗)
    

3)、调试方式:BT=0.5GFSK调制,调制指数为0.28-0.35
    

4)、采用跳频技术:跳频速率为1600/秒,在建链时(包括寻呼和查询)提高为3200/秒。蓝牙通过快跳频和短分组技术减少同频干扰,保证传输的可靠性。
    

5)、语音调制方式:连续可变斜率增量调制(CVSDContinuousVariable Slope Delta Modulation),抗衰落性强,即使误码率达到4%,话音质量也可接受。
    

6)、支持电路交换和分组交换业务:蓝牙支持实时的同步定向联接(SCO链路)和非实时的异步不定向联接(ACL链路),前者主要传送语音等实时性强的信息,后者以数据包为主。语音和数据可以单独或同时传输。蓝牙支持一个异步数据通道,或三个并发的同步话音通道,或同时传送异步数据和同步话音的通道。每个话音通道支持64kbps的同步话音;异步通道支持723.2/57.6kbps的非对称双工通信或433.9kbps的对称全双工通信。
    

7)、支持点对点及点对多点通信:蓝牙设备按特定方式可组成两种网络:微微网(Piconet)和分布式网络(Scatternet),其中微微网的建立由两台设备的连接开始,最多可由八台设备组成。在一个微微网中,只有一台为主设备(Master),其它均为从设备(Slave),不同的主从设备对可以采用不同的链接方式,在一次通信中,链接方式也可以任意改变。几个相互独立的微微网以特定方式链接在一起便构成了分布式网络。所有的蓝牙设备都是对等的,所以在蓝牙中没有基站的概念。

 

8)、工作距离:蓝牙设备分为三个功率等级,分别是:100mW20dBm)、2.5mW4dBm)和1mW0dBm),相应的有效工作范围为:100米、10米和1米。


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