摘 要 本文概要介紹了藍(lán)牙" title="藍(lán)牙">藍(lán)牙的由來及藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展。文中詳細(xì)討論了藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn)、協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用規(guī)范及安全問題。
1 概述
“藍(lán)牙”是一種開放的技術(shù)規(guī)范，它可在世界上的任何地方實(shí)現(xiàn)短距離的無線語音和數(shù)據(jù)通信。藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展：1994年，愛立信移動通信公司開始研究在移動電話及其附件之間實(shí)現(xiàn)低功耗、低成本無線接口的可行性。隨著項(xiàng)目的進(jìn)展，愛立信公司意識到短距無線通信（Short Distance Wireless Communication）的應(yīng)用前景無限廣闊。愛立信將這項(xiàng)新的無線通信技術(shù)命名為藍(lán)牙（Bluetooth）。Bluetooth 取自10世紀(jì)丹麥國王 Harald Bluetooth 的名字。愛立信意識到要使這項(xiàng)技術(shù)最終獲得成功，必須得到業(yè)界其他公司的支持與應(yīng)用。1998年5月，愛立信聯(lián)合諾基亞（Nokia）、英特爾（Intel）、IBM 、東芝（Toshiba）這4家公司一起成立了藍(lán)牙特殊利益集團(tuán)（Special Interest Group，SIG），負(fù)責(zé)藍(lán)牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定、產(chǎn)品測試，并協(xié)調(diào)各國藍(lán)牙的具體使用。3Com、朗訊（Lucent）、微軟（Microsoft）和摩托羅拉（Motorola）很快加盟SIG，與SIG的5個(gè)創(chuàng)始公司一同成為SIG的9個(gè)倡導(dǎo)發(fā)起者。自藍(lán)牙規(guī)范1.0版推出后，藍(lán)牙技術(shù)的推廣與應(yīng)用得到了迅猛發(fā)展。截至目前，SIG的成員已經(jīng)超過了2 500家，幾乎覆蓋了全球各行各業(yè)，包括通信廠商、網(wǎng)絡(luò)廠商、外設(shè)廠商、芯片廠商、軟件廠商等，甚至消費(fèi)類電器廠商和汽車制造商加入了SIG。
2 藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn)
藍(lán)牙是一種短距無線通信的技術(shù)規(guī)范，它最初的目標(biāo)是取代現(xiàn)有的掌上電腦、移動電話等各種數(shù)字設(shè)備上的有線電纜連接。在制定藍(lán)牙規(guī)范之初，就建立了統(tǒng)一全球的目標(biāo)，向全球公開發(fā)布，工作頻段為全球統(tǒng)一開放的2.4GHz工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué)（Industrial, Scientific and Medical, ISM）頻段。從目前的應(yīng)用來看，由于藍(lán)牙體積小、功率低，其應(yīng)用已不局限于計(jì)算機(jī)外設(shè)，幾乎可以被集成到任何數(shù)字設(shè)備之中，特別是那些對數(shù)據(jù)傳輸速率要求不高的移動設(shè)備和便攜設(shè)備。藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn)可歸納為如下幾點(diǎn)：
（1）全球范圍適用：藍(lán)牙工作在2.4GHz的 ISM頻段，全球大多數(shù)國家ISM頻段的范圍是2.4~2.4835GHz，使用該頻段無需向各國的無線電資源管理部門申請?jiān)S可證。
（2）同時(shí)可傳輸語音和數(shù)據(jù)：藍(lán)牙采用電路交換和分組交換技術(shù)，支持異步數(shù)據(jù)信道、三路語音信道以及異步數(shù)據(jù)與同步語音同時(shí)傳輸?shù)男诺馈Ｃ總€(gè)語音信道數(shù)據(jù)速率為64kbit/s，語音信號編碼采用脈沖編碼調(diào)制（PCM）或連續(xù)可變斜率增量調(diào)制（CVSD）方法。當(dāng)采用非對稱信道傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，速率最高為721kbit/s，反向?yàn)?7.6kbit/s；當(dāng)采用對稱信道傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，速率最高為342.6kbit/s。藍(lán)牙有兩種鏈路類型：異步無連接（Asynchronous Connection-Less，ACL）鏈路和同步面向連接（Synchronous Connection-Oriented，SCO）鏈路。
（3）可以建立臨時(shí)性的對等連接（Ad-hoc Connection)：根據(jù)藍(lán)牙設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的角色，可分為主設(shè)備（Master）與從設(shè)備（Slave）。主設(shè)備是組網(wǎng)連接主動發(fā)起連接請求的藍(lán)牙設(shè)備，幾個(gè)藍(lán)牙設(shè)備連接成一個(gè)皮網(wǎng)（Piconet）時(shí)，其中只有一個(gè)主設(shè)備，其余的均為從設(shè)備。皮網(wǎng)是藍(lán)牙最基本的一種網(wǎng)絡(luò)形式，最簡單的皮網(wǎng)是一個(gè)主設(shè)備和一個(gè)從設(shè)備組成的點(diǎn)對點(diǎn)的通信連接。
通過時(shí)分復(fù)用技術(shù)，一個(gè)藍(lán)牙設(shè)備便可以同時(shí)與幾個(gè)不同的皮網(wǎng)保持同步，具體來說，就是該設(shè)備按照一定的時(shí)間順序參與不同的皮網(wǎng)，即某一時(shí)刻參與某一皮網(wǎng)，而下一時(shí)刻參與另一個(gè)皮網(wǎng)。
（4）具有很好的抗干擾能力：工作在ISM頻段的無線電設(shè)備有很多種，如家用微波爐、無線局域網(wǎng)（Wireless Local Area Network，WLAN）和HomeRF等產(chǎn)品，為了很好地抵抗來自這些設(shè)備的干擾，藍(lán)牙采用了跳頻（Frequency Hopping）方式來擴(kuò)展頻譜（Spread Spectrum），將2.402～2.48GHz頻段分成79個(gè)頻點(diǎn)，相鄰頻點(diǎn)間隔1MHz。藍(lán)牙設(shè)備在某個(gè)頻點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)之后，再跳到另一個(gè)頻點(diǎn)發(fā)送，而頻點(diǎn)的排列順序則是偽隨機(jī)的，每秒鐘頻率改變1600次，每個(gè)頻率持續(xù)625μｓ。
（5）藍(lán)牙模塊體積很小、便于集成：由于個(gè)人移動設(shè)備的體積較小，嵌入其內(nèi)部的藍(lán)牙模塊體積就應(yīng)該更小，如愛立信公司的藍(lán)牙模塊ROK101008的外形尺寸僅為32.8mm×16.8mm×2.95mm。
（6）低功耗：藍(lán)牙設(shè)備在通信連接（Connection）狀態(tài)下，有四種工作模式——激活（Active）模式、呼吸（Sniff）模式、保持（Hold）模式和休眠（Park）模式。Active 模式是正常的工作狀態(tài)，另外三種模式是為了節(jié)能所規(guī)定的低功耗模式。
（7）開放的接口標(biāo)準(zhǔn)：SIG為了推廣藍(lán)牙技術(shù)的使用，將藍(lán)牙的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)全部公開，全世界范圍內(nèi)的任何單位和個(gè)人都可以進(jìn)行藍(lán)牙產(chǎn)品的開發(fā)，只要最終通過SIG的藍(lán)牙產(chǎn)品兼容性測試，就可以推向市場。
（8）成本低：隨著市場需求的擴(kuò)大，各個(gè)供應(yīng)商紛紛推出自己的藍(lán)牙芯片和模塊，藍(lán)牙產(chǎn)品價(jià)格飛速下降。
3 藍(lán)牙技術(shù)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)
