深圳华硕售后点:蓝牙设备到底是怎样的概念？有什么先进之处？

蓝牙是一种支持设备短距离通信（一般是10m之内）的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。蓝牙的标准是IEEE802.15，工作在2.4GHz 频带，带宽为1Mb/s。
　　“蓝牙”（Bluetooth）原是一位在10世纪统一丹麦的国王，他将当时的瑞典、芬兰与丹麦统一起来。用他的名字来命名这种新的技术标准，含有将四分五裂的局面统一起来的意思。蓝牙技术使用高速跳频（FH，Frequency Hopping）和时分多址（TDMA，Time DivesionMuli—access）等先进技术，在近距离内最廉价地将几台数字化设备（各种移动设备、固定通信设备、计算机及其终端设备、各种数字数据系统，如数字照相机、数字摄像机等，甚至各种家用电器、自动化设备）呈网状链接起来。蓝牙技术将是网络中各种外围设备接口的统一桥梁，它消除了设备之间的连线，取而代之以无线连接。
　　蓝牙是一种短距的无线通讯技术，电子装置彼此可以透过蓝牙而连接起来，省去了传统的电线。透过芯片上的无线接收器，配有蓝牙技术的电子产品能够在十公尺的距离内彼此相通，传输速度可以达到每秒钟1兆字节。以往红外线接口的传输技术需要电子装置在视线之内的距离，而现在有了蓝牙技术，这样的麻烦也可以免除了。
　　蓝牙耳机：蓝牙耳机是一种基于蓝牙技术的一种小型设备，只需要把这种轻巧的设备藏在耳机边而不需要直接使用通讯设备（手机、电脑等）就可以实现自由通话。
　　蓝牙手机的特点
　　优点：在10米范围内，只需戴上蓝牙耳机，在汽车上或办公室里就可无线接听电话。
　　“蓝牙”技术的另一大优势是它应用了全球统一的频率设定，这就消除了“国界”的障碍。
　　缺点：目前蓝牙手机存在着一定的安全问题，由于蓝牙手机中有些在发售时就没有开启蓝牙安全功能，导致其它蓝牙设备可以对它们进行随意访问。这一漏洞的危险性之大是可想而知的。它不单单使受害者负担巨额的电话费用并且被盗去用户的私人信息（如电话簿中内容等），更严重的是，它会被一些黑客利用，他们可以冒充受害的身份进行违法活动，给受害者造成不可预料的后果。

蓝牙技术是一种支持点对点或点对多点的话音、数据业务的短距离无线通信技术。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。蓝牙系统的网络结构为拓扑结构，有两种形式：
微微网（piconet）和分布式网络（Scatternet）。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，定义其中一个蓝牙设备为主设备，其余设备则为从设备。

分布式网络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。同一微微网所有用户都与这个跳频顺序同步。一个分布网络中，在带有10个全负载的独立的微微网的情况下，全双工数据速率超过6Mbit/s。

2．蓝牙系统组成

蓝牙系统由无线单元、链路控制单元、链路管理：

（1）无线单元

蓝牙是以无线LAN的IEEE802.11标准技术为基础的，使用2.45GHz ISM全球通自由波段。蓝牙天线属于微带天线，空中接口是建立在天线电平为0dBm基础上的，遵从FCC（美国联邦通信委员会）有关0dBm电平的ISM频段的标准。当采用扩频技术时，其发射功率可增加到100mW。频谱扩展功能是通过起始频率为2.402GHz、终止频率为2.480GHz、间隔为1MHz的79个跳频频点来实现的。其最大的跳频速率为1660跳/s。系统设计通信距离为10cm～10m，如增大发射功率，其距离可长达100m。

（2）链路控制单元

链路控制单元（即基带）描述了硬件——基带链路控制器的数字信号处理规范。基带链路控制器负责处理基带协议和其它一些低层常规协议。

A．建立物理链路

微微网内的蓝牙设备之间的连接被建立之前，所有的蓝牙设备都处于待命(standby)状态。此时，未连接的蓝牙设备每隔1.28s就周期性地“监听”信息。每当一个蓝牙设备被激活，它就将监听划给该单元的32个跳频频点。跳频频点的数目因地理区域的不同而异（32这个数字只适用于使用2.400～2.4835GHz波段的国家）。作为主蓝牙设备首先初始化连接程序，如果地址已知，则通过寻呼(page)消息建立连接；如果地址未知，则通过一个后接寻呼消息的查询(inquiry)消息建立连接。在最初的寻呼状态，主单元将在分配给被寻呼单元的16个跳频频点上发送一串16个相同的寻呼消息。如果没有应答，主单元则按照激活次序在剩余16个频点上继续寻呼。从单元收到从主单元发来的消息的最大延迟时间为激活周期的2倍(2.56s)，平均延迟时间是激活周期的一半(0.6s)。查询消息主要用来寻找蓝牙设备。查询消息和寻呼消息很相像，但是查询消息需要一个额外的数据串周期来收集所有的响应。

如果微微网中已经处于连接的设备在较长一段时间内没有数据传输，蓝牙还支持节能工作模式。主设备可以把从设备置为保持（hold）模式，在保持模式下，只有一个内部计数器在工作。从设备也可以主动要求被置为保持模式。一旦处于保持模式的单元被激活，则数据传递也立即重新开始。保持模式一般被用于连接好几个微微网的情况下或者耗能低的设备。另外。蓝牙还支持呼吸（sniff）模式和暂停（park）模式。在呼吸模式下，从设备降低了从微微网“收听”消息的速率，“呼吸”间隔可以依应用要求作适当调整。在暂停模式下，设备依然与微微网同步但没有数据传送。工作在暂停模式下的设备放弃了MAC地址，偶尔收听主设备的消息并恢复同步、检查广播消息。这几种工作模式按照节能效率以升序排队依次是：呼吸模式、保持模式和暂停模式。

蓝牙基带技术支持两种连接类型：同步定向连接(SCO)类型和异步无连接(ACL)类型。前者主要用于同步话音传送，后者主要用于分组数据传送。

同一个微微网中不同的主从对可以使用不同的连接类型，而且在一个阶段内还可以任意改变连接类型。每个连接类型最多可以支持16种不同类型的数据包，其中包括4个控制分组，这一点对SCO和ACL来说都是相同的。两种连接类型都使用时分双工(TDD)实现全双工传输。

SCO连接为对称连接，利用保留时隙传送数据包。连接建立后，主设备和从设备可以不被选中就发送SCO数据包。SCO数据包既可以传送话音，也可以传送数据，但在传送数据时，只用于重发被损坏的那部分的数据。

ACL链路就是定向发送数据包，它既支持对称连接，也支持不对称连接。主设备负责控制链路带宽，并决定微微网中的每个从设备可以占用多少带宽和连接的对称性。从设备只有被选中时才能传送数据。ACL链路也支持接收主设备发给微微网中所有从设备的广播消息。

B．差错控制

基带控制器有3种纠错方式。1/3比例前向纠错(1/3FEC)码，用于分组头；2/3比例前向纠错(2/3FEC)码，用于部分分组；数据的自动请求重发方式（ARQ），用于带有CRC（循环冗余校验）的数据分组。差错控制用于提高分组传送的安全性和可靠性。

C．验证和加密

蓝牙基带部分在物理层为用户提供保护和信息加密机制。验证基于“请求-响应”运算法则，采用口令/应答方式，在连接进程中进行，它是蓝牙系统中的重要组成部分。它允许用户为个人的蓝牙设备建立一个信任域，比如只允许主人自己的笔记本电脑通过主人自己的移动电话通信。

加密采用流密码技术，适用于硬件实现。它被用来保护连接中的个人信息。密钥由程序的高层来管理。网络传送协议和应用程序可以为用户提供一个较强的安全机制。

（3）链路管理器

链路管理器(LM)软件模块设计了链路的数据设置、鉴权、链路硬件配置和其它一些协议。链路管理器能够发现其它蓝牙设备的链路管理器，并通过链路管理协议(LMP)建立通信联系。链路管理器提供的服务项目包括：发送和接收数据、设备号请求（LM能够有效地查询和报告名称或者长度最大可达16位的设备ID）、链路地址查询、建立连接、验证、协商并建立连接方式、确定分组类型、设置保持方式及休眠方式。

（4）软件结构和协议体系

A．软件结构

蓝牙设备应具有互操作性，即任何蓝牙设备之间都应能够实现互通互连，这包括硬件和软件。对于某些设备，从无线电兼容模块和空中接口，直到应用层协议和对象交换格式，都要实现互操作性；而另外一些简单的设备（如耳机）的要求则宽松得多。蓝牙计划的目标就是要确保任何带有蓝牙标记的设备都能进行互换性操作。软件的互操作性始于链路级协议的多路传输、设备和服务的发现，以及分组的分段和重组。蓝牙设备必须能够彼此识别，并通过安装合适的软件识别出彼此支持的高层功能。互操作性要求采用相同的应用层协议栈。不同类型的蓝牙设备对兼容性有不同的要求（如用户不能奢望头戴式设备内含有地址簿）。蓝牙的兼容性是指它具有无线电兼容性，有语音收发能力及发现其它蓝牙设备的能力，更多的功能则要由手机、手持设备及笔记本电脑来完成。为实现这些功能，蓝牙软件构架必须利用现有的规范，而不是再去开发新的规范。设备的兼容性要求能够适应蓝牙规范和现有的协议。

软件结构的功能有：配置及故障诊断工具、自动识别其它蓝牙设备、电缆仿真、与外网设备的通信、音频通信与呼叫控制和商用卡的交易与号簿网络协议。

蓝牙的软件体系是一个独立的操作系统，不与任何操作系统捆绑。适用于几种不同商用操作系统的蓝牙规范正在完善中。蓝牙规范接口可以直接集成到蜂窝电话、笔记本电脑等设备中，也可以通过PC卡或USB接口附加设备连接。

B．协议体系

设计协议和协议栈的主要原则是尽可能地利用现有各种高层协议，保证现有协议与蓝牙技术的融合以及各种应用之间的互通性；充分利用兼容蓝牙技术规范的软硬件系统和蓝牙技术规范的开放性，便于开发新的应用。蓝牙标准包括Core和Profiles两大部分。Core是蓝牙的核心，主要定义蓝牙的技术细节；Profiles部分定义了在蓝牙的各种应用中的协议栈组成，并定义了相应的实现协议栈。这样就为全球兼容性打下了基础。

蓝牙标准主要定义的是底层协议，也定义了一些高层协议和相关接口。具体的协议按SIG的需要分为4层：

◆核心协议

它是蓝牙协议的关键部分。包括基带部分协议和其它低层链路功能的基带/链路控制期协议；用于链路的建立、安全和控制的链路管理器协议LMP；描述主机控制器接口的HCI协议；支持高层协议复用、帧的组装和拆分的逻辑链路控制和分配协议L2CAP；发现蓝牙设备提供服务的SDP协议等。

◆RFCOMM电缆替代协议

它是一种仿真协议，在蓝牙基带协议上仿真RS-232控制和数据信号，为上层协议提供服务。

◆TCS电话控制协议

它是面向比特的协议，定义蓝牙设备间建立数据和话音呼叫的控制信令和处理蓝牙TCS设备群的移动管理进程；AT-Command控制命令集是定义在多用户模式下控制移动电话、调制解调器和用于仿真的命令集。

◆与Internet相关的高层协议

它定义了与Internet相关的PPP、UDP、TCP/IP协议及无线应用协议WAP。两个蓝牙设备必须具有相同的协议组成才能进行相互的通信。

谓蓝牙(Bluetooth)技术，实际上是一种短距离无线电技术，

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因特网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。

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”技术属于一种短距离、

低成本的无线连接技术，是一种能够实现语音和数据无线传输

的开放性方案，因此，目前无线通信的“蓝牙”刚刚露出一点儿芽尖，

却已经引起了全球通信业界和广大用户的密切关注。

二、蓝牙的由来

蓝牙以公元10世纪统一丹麦和瑞典的一位纳维亚国王的名字命名

它孕育着颇为神奇的前景：对手机而言，与耳机之间不再需要连线

在个人计算机，主机与键盘、显示器和打印机之间可以摆脱

纷乱的连线；在更大范围内，电冰箱、微波炉和其它家用电器

可以与计算机网络的连接，实现智能化操作。

发明蓝牙技术的是瑞典电信巨人爱立信公司。

由于这种技术具有十分可喜的应用前景，

1998年5月，五家世界顶级通信/计算机公司：

爱立信、诺基亚、东芝、IBM和英特尔经过磋商，

联合成立了蓝牙共同利益集团(Bluetooth SIG),

目的是加速其开发、推广和应用。

此项无线通信技术公布后，便迅速得到了包括

摩托罗拉、3Com、朗讯、康柏、西门子等一大批公司的

一致拥护，至今加盟蓝牙SIG的公司已达到2000多个，

其中包括许多世界最著名的计算机、通信以及消费电子

产品领域的企业，甚至还有汽车与照相机的制造商和生产厂家。

一项公开的技术规范能够得到工业界如此广泛的关注和支持，

这说明基于此项蓝牙技术的产品将具有广阔的应用前景和

巨大的潜在市场。蓝牙共同利益集团现已改称蓝牙推广集团。

三、蓝牙的技术内容

蓝牙技术产品是采用低能耗无线电通信技术来实现语音、

数据和视频传输的，其传输速率最高为每秒1Mb/s，

以时分方式进行全双工通信，通信距离为10米左右，

配置功率放大器可以使通信距离进一步增加。

蓝牙产品采用的是跳频技术，能够抗信号衰落；

采用快跳频和短分组技术，能够有效地减少同频干扰，

提高通信的安全性；采用前向纠错编码技术，

以便在远距离通信时减少随机噪声的干扰；

采用2.4GHz的ISM (即工业、科学、医学)频段，

以省去申请专用许可证的麻烦；采用FM调制方式，

使设备变得更为简单可靠；“蓝牙”技术产品一个跳频频率

发送一个同步分组，每组一个分组占用一个时隙，

也可以增至5个时隙；“蓝牙”技术支持一个异步数据通道，

或者3个并发的同步语音通道，或者一个同时传送异步数据和

同步语音的通道。“蓝牙”的每一个话音通道支持64Kbps的同步话音，

异步通道支持的最大速率为721Kbps、

反向应答速率为57.6Kbps的非对称连接，或者432.6Kbps的对称连接。

蓝牙技术产品与因特网Internet之间的通信，

使得家庭和办公室的设备不需要电缆也能够实现互通互联，

大大提高办公和通信效率。因此，

“蓝牙”将成为无线通信领域的新宠，

将为广大用户提供极大的方便而受到青睐。

四、蓝牙技术指标和系统参数

1 蓝牙技术参数

工作频段 ISM频段，2.402~2.480GHz

双工方式 全双工，TDD时分双工

业务类型 支持电路交换和分组交换业务

数据速率 1Mb/s

非同步信道速率 非对称连接721/57.6kb/s，对称连接432.6kb/s

同步信道速率 64Kb/s

功率 美国FCC要求＜0dbm(1mW)，其他国家可扩展为100mW

跳频频率数 79个频点/MHz

跳频速率 1600次/s

工作模式 PARK/HOLD/SNIFF

数据连接方式 面向连接业务SCO，无连接业务ACL

纠错方式 1/3FEC，2/3FEC，ARQ

鉴权 采用反应逻辑算术

信道加密 采用0位、40位、60位密钥

语音编码方式 连续可变斜率调制CVSD

发射距离 一般可达10~10cm，增加功率情况下可达100m

五、蓝牙技术中的名词术语

微微网(Piconet)是由采用蓝牙技术的设备

以特定方式组成的网络。微微网的建立是由两台设备

(如便携式电脑和蜂窝电话)的连接开始，最多由8台设备构成。

所有的蓝牙设备都是对等的，以同样的方式工作。

然而，当一个微微网建立时，只有一台为主设备，

其他均为从设备，而且在一个微微网存在期间将一直维持这一状况。

分布式网络(Scatternet)是由多个独立、非同步的微微网形成的。

主设备(Master unit)是指在微微网中，

如果某台设备的时钟和跳频序列用于同步其他设备，

则称它为主设备。从设备(Slave unit)是指非主设备的设备均为从设备。

MAC地址(MAC address)是用3比特表示的地址，

用于区分微微网中的设备。休眠设备(Parked units)在

微微网中只参与同步，但没有MAC地址的设备。

监听及保持方式(Sniff and Hold mode)

指微微网中从设备的两种低功耗工作方式。

就是一种无线传输技术。先进的地方再于，传输不需要电线，而且速度快。
目前主要用在手机上比较多一些。比如蓝牙耳机，你可以将手机放在离你十米这内的地方，把耳机带在耳朵上就可以了，来电话按下耳机上的接听键就可以接听了。
还有就是用来手机与手机数据通讯，手机与电脑数据通讯。