藍(lán)牙技術(shù)淺析

鮑曉娟,曹樹偉

（1.赤峰學(xué)院 遠(yuǎn)程教育學(xué)院；2.赤峰學(xué)院 物理與電子信息工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

1 藍(lán)牙技術(shù)的產(chǎn)生

1.1 藍(lán)牙的起源

“藍(lán)牙”這個(gè)名稱來源于第10世紀(jì)一位丹麥國王世紀(jì)的丹麥國王哈拉爾德 (Harald Gormsson)的外號.出身海盜家庭的哈拉爾德統(tǒng)一了北歐四分五裂的國家，成為維京王國的國王.而國王哈拉爾德(Harald Blatand)喜歡吃藍(lán)莓，牙齒每天都是藍(lán)色的所以獲得“藍(lán)牙”的綽號.在行業(yè)協(xié)會(huì)籌備階段，需要一個(gè)極具有表現(xiàn)力的名字來命名這項(xiàng)高新技術(shù)，行業(yè)組織人員經(jīng)過對未來無線技術(shù)發(fā)展以及歐洲歷史的討論后，認(rèn)為用Blatand國王的名字給這項(xiàng)新技術(shù)命名再合適不過了.因?yàn)锽latand國王將挪威、瑞典和丹麥統(tǒng)一起來.他的口齒伶俐,善于交際,就如同這項(xiàng)即將面世的新技術(shù)，保持著各個(gè)系統(tǒng)領(lǐng)域之間的良好交流.

1.2 藍(lán)牙的概念

1.2.1 概念

藍(lán)牙是一種支持設(shè)備短距離通信（一般10m內(nèi)）的無線電技術(shù).利用藍(lán)牙技術(shù)能在多個(gè)設(shè)備之間進(jìn)行無線信息交換，能夠有效地簡化移動(dòng)通信終端設(shè)備之間的通信，也能夠成功地簡化設(shè)備與因特網(wǎng)之間的通信，從而數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效，為無線通信拓寬道路.

1.2.2 藍(lán)牙技術(shù)的內(nèi)容

藍(lán)牙技術(shù)產(chǎn)采用時(shí)分雙工傳輸方案實(shí)現(xiàn)全雙工傳輸，采用低能耗無線電通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)和視頻傳輸?shù)?，其傳輸速率最高為每?Mb/s，以時(shí)分方式進(jìn)行全雙工通信，通信距離為10米左右，配置功率放大器可以使通信距離進(jìn)一步增加.藍(lán)牙產(chǎn)品采用的是跳頻技術(shù)，能夠抗信號衰落；采用快跳頻和短分組技術(shù)，能夠有效地減少同頻干擾，提高通信的安全性；采用前向糾錯(cuò)編碼技術(shù)，以便在遠(yuǎn)距離通信時(shí)減少隨機(jī)噪聲的干擾；采用2.4GHz的ISM (即工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué))頻段，以省去申請專用許可證的麻煩；采用FM調(diào)制方式，使設(shè)備變得更為簡單可靠；藍(lán)牙技術(shù)產(chǎn)品一個(gè)跳頻頻率發(fā)送一個(gè)同步分組，每組一個(gè)分組占用一個(gè)時(shí)隙，也可以增至5個(gè)時(shí)隙；藍(lán)牙技術(shù)支持一個(gè)異步數(shù)據(jù)通道，或者3個(gè)并發(fā)的同步語音通道，或者一個(gè)同時(shí)傳送異步數(shù)據(jù)和同步語音的通道.藍(lán)牙的每一個(gè)話音通道支持64Kbps的同步話音，異步通道支持的最大速率為721Kbps、反向應(yīng)答速率為57.6Kbps的非對稱連接，或者432.6Kbps的對稱連接.

1.2.3 軟件結(jié)構(gòu)

藍(lán)牙設(shè)備應(yīng)具有互操作性，對于某些設(shè)備，從無線電兼容模塊和空中接口，直到應(yīng)用層協(xié)議和對象交換格式，都要實(shí)現(xiàn)互操作性；對另外一些設(shè)備（如頭戴式設(shè)備等）的要求則寬松得多.藍(lán)牙計(jì)劃的目標(biāo)就是要確保任何帶有藍(lán)牙標(biāo)記的設(shè)備都能進(jìn)行互換性操作.軟件的互操作性始于鏈路級協(xié)議的多路傳輸、設(shè)備和服務(wù)的發(fā)現(xiàn)，以及分組的分段和重組.藍(lán)牙設(shè)備必須能夠彼此識別，并通過安裝合適的軟件識別出彼此支持的高層功能.互操作性要求采用相同的應(yīng)用層協(xié)議棧.不同類型的藍(lán)牙設(shè)備對兼容性有不同的要求，用戶不能奢望頭戴式設(shè)備內(nèi)含有地址簿.藍(lán)牙的兼容性是指它具有無線電兼容性，有語音收發(fā)能力及發(fā)現(xiàn)其它藍(lán)牙設(shè)備的能力，更多的功能則要由手機(jī)、手持設(shè)備及筆記本電腦來完成.為實(shí)現(xiàn)這些功能，藍(lán)牙軟件構(gòu)架將利用現(xiàn)有的規(guī)范，如OBEX、HID（人性化接口設(shè)備）、vCard/vCalendar及TCP/IP等，而不是再去開發(fā)新的規(guī)范.設(shè)備的兼容性要求能夠適應(yīng)藍(lán)牙規(guī)范和現(xiàn)有的協(xié)議.

1.3 藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn)

藍(lán)牙是一種短距無線通信的技術(shù)規(guī)范，它最初的目標(biāo)是取代現(xiàn)有的掌上電腦、移動(dòng)電話等各種數(shù)字設(shè)備上的有線電纜連接.在制定藍(lán)牙規(guī)范之初，就建立了統(tǒng)一全球的目標(biāo)，向全球公開發(fā)布，工作頻段為全球統(tǒng)一開放的2.4GHz工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué)（Industrial,Scientific and Medical,ISM）頻段.藍(lán)牙技術(shù)產(chǎn)品與因特網(wǎng)Internet之間的通信，使得家庭和辦公室的設(shè)備不需要電纜也能夠?qū)崿F(xiàn)互通互聯(lián)，大大提高辦公和通信效率.因此，藍(lán)牙將成為無線通信領(lǐng)域的新寵，將為廣大用戶提供極大的方便而受到青睞.從目前的應(yīng)用來看，由于藍(lán)牙體積小、功率低，其應(yīng)用已不局限于計(jì)算機(jī)外設(shè)，幾乎可以被集成到任何數(shù)字設(shè)備之中，特別是那些對數(shù)據(jù)傳輸速率要求不高的移動(dòng)設(shè)備和便攜設(shè)備.

藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn)可歸納為如下幾點(diǎn)：

1.3.1 全球范圍適用

工作在2.4GHz的ISM頻段，全球大多數(shù)國家ISM頻段的范圍是2.4-2.4835GHz.

1.3.2 可建立臨時(shí)對等連接

主設(shè)備是組網(wǎng)連接主動(dòng)發(fā)起連接請求的藍(lán)牙設(shè)備，幾個(gè)藍(lán)牙設(shè)備連接成一個(gè)皮網(wǎng)時(shí)，其中只有一個(gè)主設(shè)備，其余的均為從設(shè)備.

1.3.3 抗干擾能力強(qiáng)

藍(lán)牙采用了跳頻方式來擴(kuò)展頻譜，抵抗來自這些設(shè)備的干擾.

隨著韓劇在中國的流行，劇中經(jīng)常出現(xiàn)的部隊(duì)鍋在中國也變得耳熟能詳，不少城市更是如雨后春筍般冒出了一家家主打韓式部隊(duì)鍋的餐廳。

1.3.4 安全性

提供了認(rèn)證和加密功能，以保證鏈路級的安全.

1.3.5 語音數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸

藍(lán)牙采用電路交換和分組交換技術(shù)，支持異步數(shù)據(jù)信道、三路語音信道以及異步數(shù)據(jù)與同步語音同時(shí)傳輸?shù)男诺?

1.3.6 近距離通信

藍(lán)牙技術(shù)通信距離為10m,可根據(jù)需要擴(kuò)展至100m，以滿足不同設(shè)備的需要.

藍(lán)牙設(shè)備在通信連狀態(tài)下，有四種工作模式：激活模式，呼吸模式保持（Hold）模式，休眠模式.模式是正常的工作狀態(tài)，另外三種模式是為了節(jié)能所規(guī)定的低功耗模式.另外，藍(lán)牙設(shè)備體積小方便攜帶.

1.3.8 開放的接口標(biāo)準(zhǔn)

SIG為了推廣藍(lán)牙技術(shù)的使用，將藍(lán)牙的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)全部公開，全世界范圍內(nèi)的任何單位和個(gè)人都可以進(jìn)行藍(lán)牙產(chǎn)品的開發(fā)，只要最終通過SIG的藍(lán)牙產(chǎn)品兼容性測試，就可以推向市場.

1.3.9 成本低

隨著市場需求的擴(kuò)大，各個(gè)供應(yīng)商紛紛推出自己的藍(lán)牙芯片和模塊，藍(lán)牙產(chǎn)品價(jià)格也在下降，藍(lán)牙設(shè)備在慢慢得到普及.

2 藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用

在電子設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)非常普及的今天，由于藍(lán)牙技術(shù)有著其他技術(shù)無法比擬的優(yōu)越性，所以其應(yīng)用范圍非常廣泛，在很多領(lǐng)域都能發(fā)揮其獨(dú)特的優(yōu)勢.主要應(yīng)用在以下幾個(gè)領(lǐng)域，如圖所示：

藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用圖

3 藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展前景

作為一種短距離無線通信技術(shù)，藍(lán)牙可以將通信、個(gè)人電腦、網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)、自動(dòng)化和家用電器等等通過語音或數(shù)據(jù)聯(lián)接在一起，距離可以達(dá)到10米，甚至100米.藍(lán)牙技術(shù)的優(yōu)勢就在于它使用戶從紛繁復(fù)雜的連線中解放出來，商家和客戶可以更簡單靈活的實(shí)現(xiàn)同步通信，同時(shí)也更有利于在同事、朋友或辦公網(wǎng)絡(luò)中建立更快速便捷的聯(lián)絡(luò).

近年來藍(lán)牙技術(shù)發(fā)展很快，藍(lán)牙技術(shù)的優(yōu)越性使得多種藍(lán)牙設(shè)備在市場上得到了普及發(fā)展前景良好.但是藍(lán)牙技術(shù)在醫(yī)療電子、工業(yè)控制和家電自動(dòng)化這些領(lǐng)域的研究及應(yīng)用還不夠成熟，有待進(jìn)一步開發(fā).一項(xiàng)新技術(shù)的出現(xiàn)，人們對它的期望值往往很高，但是任何新技術(shù)的發(fā)展都需要一個(gè)過程，藍(lán)牙技術(shù)也不例外.不過相信通過軟件開發(fā)人員的不斷努力，藍(lán)牙技術(shù)未來的發(fā)展是不可估量的.

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