蓝牙技术简介 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/24 7:42:23星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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。

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:

(1)全球范围适用:蓝牙工作在2.4GHz的 ISM频段,全球大多数国家ISM频段的范围是2.4-2.4835GHz,使用该频段无需向各国的无线电资源管理部门申请许可证。

(2)同时可传输语音和数据:蓝牙采用电路交换和分组交换技术,支持异步数据信道、三路语音信道以及异步数据与同步语音同时传输的信道。每个语音信道数据速率为64kbit/s,语音信号编码采用脉冲编码调制(PCM)或连续可变斜率增量调制(CVSD)方法。当采用非对称信道传输数据时,速率最高为721kbit/s,反向为57.6kbit/s;当采用对称信道传输数据时,速率最高为342.6kbit/s。蓝牙有两种链路类型:异步无连接(ACL)链路和同步面向连接(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。

(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

- 1 -

Active 模式是正常的工作状态,另外三种模式是为了节能所规定的低功耗模式。

(7)开放的接口标准:SIG为了推广蓝牙技术的使用,将蓝牙的技术标准全部公开,全世界范围内的任何单位和个人都可以进行蓝牙产品的开发,只要最终通过SIG的蓝牙产品兼容性测试,就可以推向市场。

(8)成本低:随着市场需求的扩大,各个供应商纷纷推出自己的蓝牙芯片和模块,蓝牙产品价格飞速下降。

第二章、蓝牙的基础知识 1、2.4GHz ISM 频段

? 信道数:79 个 (0-78)

GeographyRegulatory RangeRF ChannelEurope/USA/Japan2400~2483.5 MHzf = 2402+k MHz, k=0, …, 78France2446.5~2483.5 MHzf = 2454+k MHz, k=0, …, 22

范围:2.402GHz - 2.480GHz

信道间隔:1MHz 2、调制方式

* 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) * 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 -

② Class 2:+4dBm(-6-+4dBm) ③ Class 3:0dBm 3、FH/TDD Channel

4、跳频

5、包的格式

接入码

- 3 -