蓝牙技术基础知识学习

### 蓝牙技术基础知识学习 蓝牙技术作为一种短距离无线通信技术，自1994年由爱立信公司研发以来，已经经历了多个版本的发展和完善。本文将详细介绍蓝牙技术的发展历程、不同版本之间的差异、主要技术特点及其涉及的协议框架。 #### 一、蓝牙技术发展历史与管理组织 1. **历史** - **1994年**：爱立信公司开始研发蓝牙技术。 - **1997年**：爱立信公司与其它设备生产商合作。 - **1998年**：诺基亚、苹果、三星等公司组成蓝牙技术特别兴趣小组(SIG)。 - **1998年5月**：爱立信、诺基亚、东芝、IBM和英特尔共同推动蓝牙技术发展。 - **1999年**：微软、摩托罗拉、三星、朗讯等公司广泛推广蓝牙技术。 - **2006年10月13日**：蓝牙技术联盟(SIG)成员公司超过200家，应用成员企业约6000家。 2. **管理组织**：蓝牙技术联盟(SIG) #### 二、蓝牙技术版本变迁 1. **V1.1** - 传输率：748~810Kb/s - 单工工作方式，带宽频率响应指标较差，易受同频率通信产品干扰。 2. **V1.2** - 在V1.1基础上增加了跳频功能，提高了抗干扰能力。 3. **V2.0+EDR** - 传输率：1.8M/s~2.1M/s - 支持双工通信，可用于语音通话和数据传输，支持立体声。 - 配置流程较为复杂，功耗较高。 4. **V2.1** - 解决了配置流程复杂和功耗高的问题。 - 通过自动使用数字密码进行配对和连接简化了流程。 - 加入了sniffSubrating功能，通过增加设备间确认信号的发送间隔来节省功耗。 5. **V3.0+HS** - 传输率：最高24Mbps - 引入了“Generic Alternate MAC/PHY”技术，允许蓝牙协议栈根据任务需求动态选择正确的射频。 - 集成了“802.11 PAL”，通过802.11 Wi-Fi实现高速数据传输。 6. **V4.0** - 包含三个子规范：传统蓝牙技术、高速技术、低功耗技术(BLE)。 - 功耗较之前版本降低90%，传输距离更远，可达约100米。 - 成本较低。 7. **V4.1** - 改进了通讯功能，支持多设备同时连接。 - 支持通过IPv6连接网络。 - 简化设备间的连接过程。 - 与4G网络兼容。 - 使用AES加密技术提供更安全的连接。 8. **V4.2** - 2014年的标准，提升了数据传输速率和隐私保护水平。 - 直接通过IPv6和6LoWPAN接入互联网。 - 数据传输速率提高2.5倍。 9. **V5.0** - 发布于2016年6月。 - 提供更快的传输速度(2Mbps)和更远的有效距离(300米)。 - 增加了导航功能，可以作为室内导航信标或定位设备。 - 追求更低的功耗和更高的性能。 - 支持无损音频传输(24bit/192KHz)。 #### 三、蓝牙技术的主要特点 蓝牙技术是一种用于数据和语音交换的全球开放式标准，其主要技术特点包括： 1. **工作频段**：2.4GHz频段，无需申请许可。主要使用79个频点，每个载频1MHz。采用TDD时分双工方式。 2. **调制方式**：BT=0.35的GFSK调制，调制指数在0.28至0.35之间。 3. **跳频**：一般为1600跳/秒，在建链时可达3200跳/秒。蓝牙通过快速跳频和短分组技术减少干扰。 4. **语音调制**：采用连续可变斜率增量调制(CVSD)，即使误码率达到4%，语音质量也不受影响。 5. **支持电路交换和分组交换业务**：蓝牙支持实时同步定向连接(SCO链路)和非实时的异步不定向连接(ACL链路)。SCO链路主要用于实时语音传输，ACL链路则用于非实时的数据传输。 6. **支持点对点及点对多点通信**：蓝牙设备可以组成微微网(Piconet)和分布式网络(Scatternet)。微微网是由最多八个蓝牙设备组成的临时网络，而分布式网络是由多个微微网组成的更大网络结构。 ### 结论 随着技术的不断进步，蓝牙技术不仅在传输速率、传输距离等方面取得了显著进展，还在低功耗、安全性、多设备连接等方面进行了优化和改进。这些技术进步使得蓝牙技术在日常生活中的应用越来越广泛，成为现代电子设备不可或缺的一部分。