關于現代藍牙技術

在現代企業的辦公局域網絡中，個人電腦要登錄單位內部的局域網以及Internet，訪問網上資源，個人電腦之間要進行文件、資料和設備的共享。這樣一來PC機與各種外設之間，PC機與各種共享設備之間，以及PC機與局域網插口之間，就存在許許多多的連線，給移動辦公及調度管理帶來了極大的不便。藍牙技術發展的初衷是為了用一種統一的無線通信技術來取代各種數字化設備之間相互連接的電纜。利用藍牙技術組建企業內部通信網，構建Internet 網絡平臺，不僅可以改善人們的辦公環境，而且可以提高企業的現代化管理水平，加快現代企業的辦公自動化進程。

一、“藍牙”的由來和概述

“藍牙”這個名字的來歷有個頗具傳奇色彩的故事。傳說在公元10世紀的北歐正值動蕩年代，各國之間戰爭頻繁，丹麥國王哈拉德二世挺身而出，到處疾呼和平。經過他的不懈努力，戰爭終于停止，各方領袖坐到了談判桌前，至此，四分五裂的挪威和丹麥得以統一。有關于這位國王的名字有種說法是他的全名是Harald Blatand，Blatand在英語中意思為“藍牙”（Bluetooth）。然而在藍牙行業協會籌備階段，需要一個極具有表現力的名字來命名這項高新技術。行業組織人員，在經過一夜關于歐洲歷史和未來無限技術發展的討論后，有些人認為用Blatand國王的名字命名再合適不過了。Blatand國王將現在的挪威，瑞典和丹麥統一起來；就如同這項即將面世的技術，此技術將被定義為允許不同工業領域之間的協調工作，于是藍牙的名字就這么定下來了。

藍牙技術現在已經取代目前多種電纜連接方案，通過統一的短程無線鏈路，在各信息設備之間可以穿過墻壁或公文包，實現方便快捷、靈活安全、低成本小功耗的話音和數據通信。作為一種無線數據與語音通信的開放性全球規范，藍牙技術以低成本的近距離無線連接為基礎，為固定與移動設備通信環境建立一個特別連接，完成數據信息的短程無線傳輸。其實質內容是要建立通用的無線電空中接口及其控制軟件的公開標準，使通信和計算機進一步結合，使不同廠家生產的便攜式設備在沒有電線或電纜相互連接的情況下，能夠在近距離范圍內具有互用、互操作的性能。總之“藍牙”的名字，并被人們所熟知，即將引領了一個藍牙時代的到來。

二、藍牙技術的特點

1、藍牙芯片

藍牙技術實際上是一種無線數據與語音通信的開放性技術規范，它以低成本的近距離無線連接為基礎，為固定式和移動式電子設備之間建立一個特別的通信連接。其程序寫在一個9mm×9mm的微芯片中。左端為天線和濾波器，右端為單芯片的植入藍牙的電子元件（采用標準的BGA封裝方式）。可以很方便地應用于電子產品中，有很強的移植性，可隨時隨地應用于多種通信場合，如WAP、GSM、DECT等，引入身份識別后可靈活漫游。例如，引入到移動電話和筆記本電腦，就可建立無線通信。打印機、PDA、桌上型電腦、傳真機、鍵盤、游戲操縱桿以及所有其它的數字設備都可成為藍牙系統的一部分。

2、藍牙技術應用頻帶

藍牙技術還為已存在的數字網絡和外設提供通用接口以組建一個遠離固定網絡的個人特別連接設備群。藍牙的載頻選用在全球都可用的2.45GHz工科醫學（ISM）頻帶，其收發信機采用跳頻擴譜（Frequency Hopping Spread Spectrum）技術，在2.45GHz ISM頻帶上以1600跳/s的速率進行跳頻。依據各國的具體情況，以2.45GHz為中心頻率，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，適合30英尺（約10m）范圍內的通信性。其理想的連接范圍為10cm到10m，通過增大發送電平可以將距離延長至100m。

3、藍牙技術組成微微網

藍牙技術連接在一起的所有設備被認為是一個微微網（Piconet），它能在一個微微網（Piconet）內尋址8個設備， 其中1個為主設備，7個為從設備。在一個Piconet中，所有設備都是級別相同的單元，具有相同的權限。多個微微網又可互連成特殊分散網，形成靈活的多重微微網的拓撲結構，從而實現各類設備之間的快速通信。因為藍牙是一種低功耗的無線技術，當檢測到距離小于10m時，接收設備可動態調節功率。當業務量減小或停止時，藍牙設備可以進入低功率工作模式。功耗低，對人體危害小。

藍牙以無線LAN的IEEE802.11標準技術為基礎。應用“Plonkandplay”的概念，即任一藍牙設備一旦搜尋到另一個藍牙設備，馬上就可以建立聯系，而無需用戶進行任何設置，因此可以解釋成“即連即用”。同時也可以根據不同國家的需要，做一些適應性調整，如調整發射功率和頻帶等。BLUETOOTH1.0規范已公布的主要技術指標和系統參數如下表

BLUETOOTH1.0技術指標和系統參數

工作頻段ISM 頻段 2.402—2.480GHz

雙工方式雙全工TDD時分雙工

業務類型支持電路交換和分組交換業務

數據速率1Mb/s

非同步信道速率非對稱連接721kb/s / 57.6（kb/s），對稱連接432.6kb/s

同步信道速率q64kb/s

功率美國FCC要求小于0d Bm（1mW），其他國家可擴展到100mW

跳頻頻率數79個頻點/1MHz

跳頻速率1600次/秒

工作模式PARK/HOLD/SNIFF

數據連接方式面向連接業務SCO，無連接業務ACL

糾錯方式1/3FEC，2/3EFC，ARQ

鑒權采用反映邏輯算術

信道加密采用0位、40位、60位密鑰

語音編碼方式連續可變斜率調制CVSD

發射距離一般可達10CM到10M，增加功率情況可達100M

4、藍牙技術具有很好的抗干擾能力

在我們日常的生產生活中，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，藍牙采用了跳頻方式來擴展頻譜，將2.402～2.480GHz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625μs。

一項新技術的出現，人們對它抱的期望值往往很高，往往短期內不能令人滿意，這是因為任何新技術的發展都需要有一個過程，藍牙技術也不例外。技術標準統一，知識產權共享的優勢是非常明顯的，相信通過業界的共同努力，它未來的發展是不可限量的，從長遠來看可能會超出人們的想象。隨著藍牙技術應用的不斷擴展，你是否能夠想象，有一天，用戶一旦進入一個范圍內，一系列的設備即會實現同步。即使用戶的個人電腦放在手提箱內，用戶也可以通過電話收電子郵件，通過移動電話屏幕閱讀郵件標題，而不會有到處找連接線、開機、耗機等待等等諸如此類的一系列煩惱。當你走近收銀臺時，手機會發出一個信號，證明你的信用卡或現金卡上有足夠的余額。這樣，你不必掏出錢包便可自動為所購物品付款。然后收銀臺會向你的手機發回一個信號，更新你的現金卡余額。免去了收銀臺前漫長的等待，你可以瀟灑的與收銀臺擦肩而過。

參考文獻：

[1] 嚴紫建、劉元安. 2001.《bluetooth 藍牙技術》. 北京郵電大學出版社

[2] 王建鋒. 2003.《藍牙技術的應用及發展前景》. 鄭州航空工業管理學院學報