蓝牙的技术内容


  蓝牙技术被设计为工作在全球通用的2.4GHz ISM频段。蓝牙的数据速率为1Mb/s。ISM频带是对所有无线电系统都开放的频带,因此使用其中的某个频段都会遇到不可预测的干扰源。为此,蓝牙特别设计了快速确认和跳频方案以确保线路稳定。跳频技术是把频带分成若干个跳频信道(hop channel),在一次连接中,无线电收发器按一定的码序列(即一定的规律,技术上叫做“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,而其他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宽成百倍地扩展成宽频带,使干扰可能的影响变成很小。与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。FEC(Forward Error Correction,前向纠错)的使用抑制了长距离线路的随机噪音。应用了二进制调频(FM)技术的跳频收发器可被用来抑制干扰和防止衰落。

  蓝牙基带协议是电路交换与分组交换的结合。在被保留的时隙中可以传输同步数据包,每个数据包以不同的频率发送。一个数据包名义上占用一个时隙,但实际上可以被扩展到占用5个时隙。蓝牙可以支持异步数据信道、多达3个的同时进行的同步话音信道,还可以用一个信道同时传送异步数据和同步话音。每个话音信道支持64kb/s同步话音线路。异步信道可以支持一端最大速率为721kb/s而另一端速率为57.6kb/s的不对称连接,也可以支持43.2kb/s的对称连接。

  分布式网络

  蓝牙系统由以下功能单元组成:

  * 无线单元

  * 链路控制(硬件)单元

  * 链路管理(软件)单元

  * 软件(协议栈)功能单元

  蓝牙规定了两种功率水平。较低的功率可以覆盖较小的私人区域,如一个房间;而较高的功率可以覆盖一个中等的区域,如整个家庭。软件控制和识别代码被集成到每一个微芯片中,以确保只有这些单元的主人之间才能进行通讯。

  蓝牙技术的基本技术概要有:

  * 每一个小型、高性能、集成的无线电收发机都有IEEE 802标准所规定的一个唯一的48比特位地址

  * 工作在开放的2.45GHz ISM自由频段,即使在波段的位置和宽度上存在细微的差异,在全球也都可以自由使用

  * 10米是最适于移动通信市场和商业用户的通信范围

  * 总速率为1Mbit/s,计划下一代产品将达到2Mbit/s

  * 点到点连接允许的最大数据传输速率为721kbit/s(3个语音通道)

  * 在无线电噪声环境里,利用基于每秒1600跳频表的分组交换协议可以提高系统性能。以1Mhz带宽79跳来利用这个完整的可用频谱。这类似于IEEE 802.11标准

  * 低电能的消耗。在备用模式下仅需0.3mA,这能延长那些使用电池供电设备的寿命。数据传送时电流的最大消耗为30mA。而当暂停工作或低速传送数据时电流消耗将会更低

  蓝牙系统采用一种灵活的无基站的组网方式,使得一个蓝牙设备可同时与7个其它的蓝牙设备相连接。蓝牙系统采用拓扑结构的网络,有微微网(piconet)和分布式网络(Scatternet)两种形式:

  微微网(piconet)是通过蓝牙技术连接起来的一种微型网络,一个微微网可以只是两台相连的设备,比如一台便携式电脑和一部移动电话,也可以是8台连在一起的设备。在一个微微网中,所有设备的级别是相同的,具有相同的权限。在微微网初建时,定义其中的一个蓝牙设备为主设备(Master),其余设备则为从设备(Slave)。

  分布式网络则是由多个独立的非同步的微微网组成的。它靠跳频顺序识别每个微微网。同一个微微网中的所有用户都与这个跳频顺序同步。一个分布网络,在带有10个全负载的独立的微微网的情况下,全双工的数据速率超过6Mbit/s。