浅析蓝牙技术

摘要：利用“蓝牙”技术，能够有效地简化掌上电脑、笔记本电脑和移动电话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。

关键词：蓝牙技术

中图分类号： C35 文献标识码： A

一、蓝牙技术的简介

所谓蓝牙（Bluetooth）技术，实际上是一种短距离无线通信技术。

说得通俗一点，就是蓝牙技术使得现代一些轻易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因特网，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。

“蓝牙”这名称来自10世纪的丹麦国王哈拉尔德(Harald Gormsson)的外号。出身海盗家庭的哈拉尔德统一了北欧四分五裂的国家，成为维京王国的国王。由于他喜欢吃蓝莓，牙齿常常被染成蓝色，而获得“蓝牙”的绰号，当时蓝莓因为颜色怪异的缘故被认为是不适合食用的东西，因此这位爱尝新的国王也成为创新与勇于尝试的象征。1998年，爱立信公司希望无线通信技术能统一标准而取名“蓝牙”。

二、蓝牙技术的形成背景

蓝牙技术最初由爱立信创制。

蓝牙技术始于爱立信公司的1994方案，它是研究在移动电话和其他配件间进行低功耗、低成本无线通信连接的方法。发明者希望为设备间的通讯创造一组统一规则(标准化协议)，以解决用户间互不兼容的移动电子设备。1997年前爱立信公司此概念接触了移动设备制造商，讨论其项目合作发展，结果获得支持。1998年项目正式启动。

1998年5月，爱立信、诺基亚、东芝、IBM和英特尔公司等五家著名厂商，

在联合开展短程无线通信技术的标准化活动时提出了蓝牙技术，其宗旨是提供一种短距离、低成本的无线传输应用技术。这五家厂商还成立了蓝牙特别兴趣组，以使蓝牙技术能够成为未来的无线通信标准。芯片霸主Intel公司负责半导体芯片和传输软件的开发，爱立信负责无线射频和移动电话软件的开发，IBM和东芝负责笔记本电脑接口规格的开发。

1999年下半年，著名的业界巨头微软、摩托罗拉、三康、朗讯与蓝牙特别小组的五家公司共同发起成立了蓝牙技术推广组织，从而在全球范围内掀起了一股“蓝牙”热潮。全球业界即将开发一大批蓝牙技术的应用产品，使蓝牙技术呈现出极其广阔的市场前景，并预示着21世纪初将迎来波澜壮阔的全球无线通信浪潮。

三、蓝牙协议堆栈

蓝牙协议堆栈依照其功能可分四层：

内核协议层（HCI、LMP、L2CAP、SDP） 线缆替换协议层（RFCOMM） 电话控制协议层（TCS-BIN） 选用协议层（PPP、TCP、IP、UDP、OBEX、IrMC、WAP、WAE） 现今市面上贩售的商品，大多是1.2或2.0版本的制式，是一个使用低耗电量的无线电设备，利用一颗低价芯片，完成短距离（1至100米）的讯号发射与接收。

蓝牙技术规范1.0 版本作了如下规定.

① 蓝牙工作在全球通用2.4GHz ISM(Industrial ,Scientific and Medical)免付费、免申请无线电频段.

② 采用快速确认和跳频技术,以确保链路稳定.

③ 采用二进制调频(FM)技术跳频收发器,抑制干扰和防止衰落.

④ 采用前向纠错(FEC)技术,抑制长距离链路随机噪声.

⑤ 数据传输速率为1Mb/s .

⑥ 采用时分双工传输,其基带协议是电路交换和分组交换结合.

⑦ 一个跳频频率发送一个同步分组,每个分组占用一个时隙,也可扩展到5个时隙.

⑧ 支持一个异步数据通道,或3个并发同步语音通道,或一个同时传送异步数据和同步语音通道.每一个语音通道支持64Kbps 同步话音.异步通道支持最大速率为721Kbps 、反向应答速率为57.6Kbps 非对称连接,或者是432.6bps 对称连接.

目前,工作在2.4GHz 频段上无线局域网技术中,除了蓝牙技术外,还有IEEE802.11、HomeRF 和红外技术.总来说,IEEE802.11 比较适合于办公室无线网络,HomeRF 适用于家庭中移动数据、语音设备等与主机之间通信,而蓝牙技术则可以应用于任何允许无线方式替代线缆场合.

在实际应用中,蓝牙技术应用一般采用嵌入式技术.在应用系统中嵌入蓝牙协议栈,可为系统提供一个透明无线网络通信层.

四、蓝牙技术的发展动态

蓝牙用于在不同的设备之间进行无线连接，例如连接计算机和设备，如：打印机、键盘等，又或让个人数码助理（PDA）与其它附近的PDA或计算机进行通信。目前市面上具备蓝牙技术的手机选择非常丰富，可以连接到计算机、PDA甚至连接到免提听筒。

事实上，根据已订立的标准，蓝牙可以支持功能更强的长距离通讯，用以构成无线局域网。每个Bluetooth设备可同时维护7个连接。可以将每个设备配置为不断向附近的设备声明其存在以便建立连接。另外也可以对二个设备之间的连接进行密码保护，以防止被其他设备接收。

蓝牙的标准是IEEE 802.15.1，蓝牙协议工作在无需许可的ISM(Industrial Scientific Medical)频段的2.45GHz。最高速度可达723.1kb/s。为了避免干扰可能使用2.45GHz的其它协议, 蓝牙协议将该频段划分成79频道，(带宽为1MHZ)每秒的频道转换可达1600次。拿蓝牙与WiFi相比是不适当的，因为WiFi是一个更加快速的协议，覆盖范围更大。虽然两者使用相同的频率范围，但是WiFi需要更加昂贵的硬件。蓝牙设计被用来在不同的设备之间创建无线连接，而WiFi是个无线局域网协议。两者的目的是不同的。

五、蓝牙技术存在的缺点

早期

早期的1.0和1.0B版本存在多个问题，多家厂商指出他们的产品互不兼容。同时，在两个设备“握手”(handshaking)的过程中，蓝牙硬件的地址（BD_ADDR）会被传送出去，在协议的层面上不能做到匿名，造成泄漏数据的危险，令一些用户怯步。

干扰

Bluetooth在2.4GHz的电波干扰问题一直为大家所诟病，特别和无线局域网间的互相干扰问题。有干扰发生时，就以重新传送封包的方法来解决干扰。

结束语

蓝牙技术不仅仅运用于电脑，像移动电话、数字相机、摄像机、打印机、传真机、家电等许许多多电子设备都可以采用蓝牙技术，实现无线连通，而不必拖一条尾巴（连接线）。随着蓝牙技术的普及，家庭装修时不再为电器的布线而烦恼；使用家电时，不必为一大堆遥控器而头疼，一部手机或是一把汽车钥匙就能一切搞定；出门在外，公司的工作安排和家里亲人的画面可以随时随地获得；打卡、缴费不用排队，从缴费点附近经过，不必进门就可以轻松完成……蓝牙技术的广泛应用将使我们的生活无比轻松。

参考文献

[1]井雅，徐晓东，吕志虎. 蓝牙协议模型及应用.现代通信技术，2001.3。

[2]萧玮，杨涛. 蓝牙核心技术. 电信科学，2001.1。

[3]Nathan J.Muller Bluetooth Demystified（影印本）.人民邮电出版社。

[4]金纯，许光辰，孙睿. 蓝牙技术. 电子工业出版社。