2024年5月2日发(作者：)

蓝牙技术

一、蓝牙技术简介：

所谓“蓝牙”（Bluetooth）技术，实际上是一种短距离无线通信技术，是由世界著名的5 家

大公司———爱立信（Ericsson）、诺基亚（Nokia）、东芝（Toshiba）、IBM 和Intel 公司，

于1998 年5 月联合宣布的一种开放性无线通信规范。它以低成本的近距离无线连接为基

础，为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接的短程无线电技术。其实质内容是建立通

用的无线电空中接口，使计算机和通信进一步结合，让不同厂家生产的便携式设备在没有电

线或电缆相互连接的情况下，能在近距离范围内具有相互操作的一种技术。

利用“蓝牙”技术，能够有效地简化掌上电脑、笔记本电脑和手机等移动通信终端设备之

间的通信，也能够成功地简化以上这些设备与Internet之间的通信，从而使这些现代通信设

备与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。“蓝牙”技术使得现

代一些可携带的移动通信设备和电脑设备不必借助电缆就能联网，并且能够实现无线上网，

其实际应用范围还可以拓展到各种家电产品、消费电子产品和汽车等信息家电，组成一个巨

大的无线通信网络。下图为基于蓝牙技术的无线局域网的系统模型：

二、蓝牙技术的特点：

(1) 全球范围适用。“蓝牙”工作在2.4GHz 的ISM（即工业、科学、医学）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) 可同时传输语音和数据。“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。

(3) 可以建立临时性的对等连接（Ad-hoc Connection)。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”设备连接成一个微微网（Piconet）时，其中只有一个主设备，其余的均

为从设备。微微网是“蓝牙”最基本的一种网络形式，最简单的微网是一个主设备和一个从

设备组成的点对点的通信连接。通过时分复用技术，一个蓝牙设备便可以同时与几个不同的

微微网保持同步。

(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，为了抵抗这些设备

的干扰，“蓝牙”采用了跳频方式来扩展频谱，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。

(5) “蓝牙”模块体积很小、便于集成。

(6) 低功耗。“蓝牙”设备在通信连接状态下，有四种工作模式———激活模式、呼吸模

式、保持模式和休眠模式。激活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。

(8) 成本低。

三、蓝牙系统的组成：

“蓝牙”系统一般由以下4 个功能单元组成：天线单元、链路控制（硬件）单元、链路

管理（软件）单元、蓝牙软件（协议）单元。

天线单元：

“蓝牙”要求其天线部分体积十分小巧、重量轻。由于“蓝牙”工作在全球通用的2.4GHz

的ISM频段。为了使其具有较高的抗干扰能力，“蓝牙”特别设计了快速确认和跳频方案以

确保链路稳定。跳频技术是把频带分成若干个跳频信道，在一次连接中，无线电收发器按一

定的码序列（伪随机码）不断地从一个信道“跳”到另一个信道，只有收发双方是按这个规

律进行通信的，而其它的干扰不可能按同样的规律进行干扰；跳频的瞬时带宽是很窄的，但

通过扩展频谱技术使这个窄带成百倍地扩展成宽频带，使干扰可能造成的影响变得很小。和

其它工作在相同频段的系统相比，蓝牙跳频更快，数据包更短，这使蓝牙比其它系统都更稳

定。使用FEC（Forward Error Correction，前向纠错）技术可以抑制长距离链路产生的随机

噪音。

链路控制（硬件）单元：

（1）射频模块。将基带模块的数据包通过无线电信号以一定的功率和跳频频率发送出去,

实现蓝牙设备的无线连接。

（2）基带模块。即蓝牙的物理层, 负责管理物理信道和链路, 采用查询和寻呼方式, 使跳

频时钟及跳频频率同步, 为数据分组提供对称连接( SCO) 和非对称连接( ASL) ,并完成数据

包的定义、前向纠错、循环冗余校验、逻辑通道选择、信号噪化、鉴权、加密、编码和解码

等功能。它采用混合电路交换和分组交换方式, 既适合语音传送, 也适合一般的数据传送。

链路管理（软件）单元：

链路管理（LM）软件模块携带了链路的数据设置、鉴权、链路硬件配置和其它一些协议。

LM 能够发现其它远端LM 并通过LMP（链路管理协议）与之通信。

软件(协议)单元：

“蓝牙”基带协议结合电路开关和分组交换机，适用于语音和数据传输。每个声道支持

64 kbps 同步（语音）链接。而异步信道支持任一方向上高达721kbps 和回程方向57.6kbps

的非对称链接，也可以支持43.2kbps 的对称连接。因此，它可以足够快地应付蜂窝系统上

的非常大的数据比率。一般来说，它的链接范围为100mm～10m；如果增加传输功率的话，

其链接范围可以扩展到100m。“蓝牙”软件构架规范要求与“蓝牙”相顺从的设备支持基本

水平的互操作性。软件（协议）结构需有如下功能：

设置及故障诊断工具；

能自动识别其它设备；

取代电缆连接；

与外设通信；

音频通信与呼叫控制；

商用卡的交易与号簿网络协议。

四、蓝牙技术在汽车上的应用：