藍牙頻段

一、藍牙技術的概念

藍牙(Bluetooth)是由東芝、愛立信、IBM、Intel和諾基亞于1998年5月共同提出的近距離無線

數字通信的技術標準。

其目標是實現最高數據傳輸速度1Mb／s(有效傳輸速度為721kb／s)、最大傳輸距離為10米，

用戶不必經過申請便可利用2．4GHz的ISM(工業、科學、醫學)頻帶，在其上設立79個帶寬為

1MHz的信道，用重慶森林臺詞 每秒鐘切換1600次的頻率、滾齒方式的頻譜擴散技術來實現電波的收發。

二、藍牙技術的特點

藍牙是一種短距無線通信的技術規范，它最初的目標是取代現有的掌上電腦、移動電話等各種數

字設備上的有線電纜連接。在制定藍牙規范之初，就建立了統一全球的目標，向全球公開發布，

工作頻段為全球統一開放的2.4GHz工業、科學和醫學（Industrial,ScientificandMedical,ISM）

頻段。

從目前的應用來看，由于藍牙體積小、功率低，其應用已不局限于計算機外設，幾乎可以被集成

到任何數字設備之中，特別是那些對數據傳輸速率要求不高的移動設備和便攜設備。藍牙技術的

特點可歸納為如下幾點：

（1）全球范圍適用：藍牙工作在2.4GHz的ISM頻段，全球大多數國家ISM頻段的范圍是

2.4~2.4835GHz，使用該頻段無需向各國的無線電資源管理部門申請許可證。

（2）同時可傳輸語音和數據：藍牙采用電路交換和分組交換技術，支持異步數據信道、三路語

音信道以及異步數據與同步語音同時傳輸的信道。每個語音信道數據速率為64kbit/s，語音信號

編碼采用脈沖編碼調制（PCM）或連續可變斜率增涼拌豆皮 量調制（CVSD）方法。

當采用非對稱信道傳輸數據時，速率最高為721kbit/s，反向為57.6kbit/s；當采用對稱信道傳輸

數據時，速率最高為342.6kbit/s。藍牙有兩種鏈路類型：異步無連接（Asynchronous

Connection-Less，ACL）鏈路和同步面向連接（SynchronousConnection-Oriented，SCO）鏈

路。

（3）可以建立臨時性的對等連接（Ad-hocConnection）：根據藍牙設備在網絡中的角色，可

分為主設備（Master）與從設備（Slave）。主設備是組網連接主動發起連接請求的藍牙設備，

幾個藍牙設備連接成一個微微網（Piconet）時，其中只有一個主設備，其余的均為從設備。微

微網是藍牙最基本的一種網絡形式，最簡單的微微網是一個主設備和一個從設備組成的點對點的

通信連接。

通過時分復用技術，一個藍牙設備便可以同時與幾個不同的微微網保持同步，具體來說，就是該

設備按照一定的時間順序參與不同的微微網，即某一時刻參與某一微微網，而下一時刻參與另一

個微微網。

（4）具有很好的抗干擾能力：工作在ISM頻段的無線電設備有很多種，如家用微波爐、無線局

域網（WirelessLocalAreaNetwork，WLAN）和HomeRF等產品，為了很好地抵抗來自這些

設備的干擾，藍牙采用了跳頻（FrequencyHopping）方式來擴展頻譜（SpreadSpectrum），

將2.402～2.48GHz頻段分成79個頻點，相鄰頻點間隔1MHz。藍牙設備在某個頻點發送數據

之后，再跳到另一個頻點發送，而頻點的排列順序則是偽隨機的，每秒鐘頻率改變1600次，每

個頻率持續625ｓ。

（5）藍牙模塊體積很小、便于集成：由于個人移動設備的體積較小，嵌入其內部的藍牙模塊體

積就應該更小。

（6）新手怎樣學理財 低功耗：藍牙設備在通信連接（Connection）狀態下，有四種工作模式——激活（Active）

模式、呼吸（Sniff）模式、保持（Hold）模式和休眠（Park）模式。Active模式是正常的工作

狀態，另外三種模式是為了節能所規定的低功耗模式。

（7）開放的接口標準：SIG為了推廣藍牙技術的使用，將藍牙的技術標準全部公開，全世界范

圍內的任何單位和個人都可以進行藍牙產品的開發，只要最終通過SIG的藍牙產品兼容性測試，

就可以推向市場。

8）成本低：隨著市場需求的擴大，各個供應商紛紛推出自己的藍牙芯片和模塊，藍牙產品價格

飛速下降。

（8）成本低：隨著市場需求的擴大，各個供應商紛紛推出自己的藍牙芯片和模塊，藍牙產品價

格飛

速下降。

三、藍牙中的關鍵技術

1.跳頻技術

藍牙的載頻選用全球通用的2.4GHzISM頻段，由于2.4GHz的頻段是對所有無線電系統都開放

的頻段，因此使用其中的任何一個頻段都有可能遇到不可預測的干擾源。采用跳頻擴譜技術是避

免干擾的一項有效措施。跳頻技術是把頻帶分成若干個跳頻信道，在一次連接中，無線電收發器

按一定的碼序列不斷地從一個信道跳到另一個信道，只有收發雙方是按這個規律進行通信的，而

其他的干擾不可能按同樣的規律進行干擾。

依據各國的具體情況，以2.45GHz為中心頻率，從2.402GHz開始，到2.480GHz結束，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721kb/s，并采

用低功率時分復用方式發射。藍牙技術理想的連接范圍為10厘米—10郭沫若的代表作 米，但是通過增大發射功

率可以將距離延長至100米。跳頻擴譜技術是藍牙使用的關鍵技術之一。對應于單時隙分組，

藍牙的跳頻速率為1600跳/秒；對應于時隙包，跳頻速率有所降低；但在建立鏈路時則提高為

3200跳/秒。使用這樣高的跳頻速率，藍牙系統具有足夠高的抗干擾能力。它香附的功效與作用點 采用以多級蝶形運

算為核心的映射方案，與其他方案相比，具有硬件設備簡單、性能優越、便于79/23頻段兩種系

統的兼容以及各種狀態的跳頻序列使用統一的電路來實現等特點。與其他工作在相同頻段的系統

相比，藍牙跳頻更快，數據包更短，因此更穩定。

t（微微網）和scatternet（分散網/擴散網）

當兩個藍牙設備成功建立鏈路后，一個piconet便形成了，兩者之間的通信通過無線電paidu 波在信道

中隨機跳轉而完成。藍牙給每個piconet提供特定的跳轉模式，因此它允許大量的piconet同時

存在，同一區域內多個piconet的互聯形成了scatternet。

piconet信道由一主單元標識（提供跳頻序列）和系統時鐘（提供跳頻相位）來定義，其它為從

單元。每一藍牙無線系統有一本地時鐘，沒有通常的定時參考。當一piconet建立后，從單元進

行時鐘補償，使之與主單元同步，piconet釋放后，補償亦取消，但可存儲起來以便再用。一條

普通的piconet信道的單元數量為8（1主7從），可保證單元間有效尋址和大容量通信。實際

上，一個piconet中互聯設備的數量是沒有限制的，只不過在同一時刻只能激活8個，其中1個

為主，7個為從。藍牙系統建立在對等通信基礎上，主從任務僅在piconet生存期內有效，當piconet

取消后，主從任務隨即取消。每一單元皆可為主/從單元，可定義建立piconet的單元為主單元。

除定義piconet外，主單元還控制piconet的信息流量，并管理接入。藍牙給每個piconet提供

特定的跳轉模式，因此它允許大量的piconet同時存在，同一區域內多個piconet的互聯形成了

分散網。不同的piconet信道有不同的主單元，因而存在不同的跳轉模式。

藍牙系統可優化到在同一區域中有數十個piconet運行，而沒有明顯的性能下降。藍牙時隙連接

采用基于包的通信，使不同piconet可互聯。欲連接單元可加入到不同piconet中，但因無線信

號只能調制到單一跳頻載波上，任一時刻單元只能在一piconet中通信。通過調整pico安全生產總結報告 net信道

參數（即主單元標志和主單元時鐘），單元可從一piconet跳到另一piconet中，并可改變任務。

例如某一時刻在piconet中的主單元，另一時刻在另一piconet中為從單元。由于主單元參數標

示了piconet信道的跳轉模式，因此一單元不可能在不同的piconet中都為主單元。跳頻選擇機

制應設計成允許piconet間可相互通信，通過改變標志和時鐘輸入到選擇機制，新piconet可立

即選擇新的跳頻。為了使不同piconet間的跳頻可行，數據流體系中沒有保護時間，以防止不同

piconet的時隙差異。在藍牙系統中，引入了保留（HOLD）模式，允許一單元暫時離開一piconet

而訪問另一piconet。

3.時分多址（TDMA）的調制技術