蓝牙蓝牙无线通信技术与其运用

摘要：蓝牙无线通信技术是一种耗能低、成本低、可靠安全的无线接入方式，能够实现小范围内个人数字设备无线个域网的建立。本文将对基于射频技术和基带技术的蓝牙无线通信技术进行浅要的介绍和说明，并对蓝牙无线通信技术的相关实际应用进行浅要的分析。
关键词：蓝牙技术 无线通信技术 应用分析
蓝牙技术源于1994年爱立信移动公司的一个研究发展项目，其创立的最初就是为低功耗、低成本无线接口的可行性开展的可行性研究，随着项目的进展，蓝牙无线通信技术的功能范围逐渐被扩展开来，并制定了全球统一的标准，工作频段设计在全球统一开发的2.4GHz的I频段。从蓝牙通信技术发展到现在来看基于 蓝牙通信技术体积小、功耗低以及几乎可以被集成到任何数字设备中的特点，其被广泛的运用到数字设备的各个领域。由此看来蓝牙技术有着非常广阔的 应用前景，但是相比于国际蓝牙技术的发展，我国的蓝牙通信技术尚处于初步阶段，需要不断的对蓝牙技术进行研究和开发，进行有实际应用意义的蓝牙通信技术研究，可以大幅度的提高我国蓝牙无线通信技术和组网技术，同时也对开拓数字设备市场，提升蓝牙无线通信技术的经济性和实用性都有着积极的意义。

1、蓝牙技术简述

1.1 蓝牙技术的发展

随着1994年蓝牙技术问世到现在，蓝牙技术实现了其低耗能、低成本的无线接口可行性的研究目的，并形成了广阔的应用前景和市场前景。1998年，由蓝牙设计方爱立信公司和英特尔、诺基亚、TOSHIBA以及IBM等五家公司成立了蓝牙特殊利益小组，主要负责蓝牙标准技术的制定、协调各地区蓝牙的具体使用以及产品测试和开发等，称为SIG。之后，朗讯、3Com以及摩托罗拉公司加盟SIG，形成了蓝牙倡议小组，并着眼于全球的发展和应用公布了蓝牙的技术标准，1999年7月 ，SIG正式公布了第一个蓝牙规范版本1.0版。自从蓝牙规范版本推出之后，蓝牙技术便得到了飞速的发展，SIG的成员已经扩展到了2500多家，其中包含了各个领域的企业，有通信商、网络商、外设厂商、芯片厂商、软件厂商、消费电器厂商和汽车制造企业等等，几乎覆盖了全球各行业。随着蓝牙芯片或模块的制造和发售，蓝牙技术迅速得到普及，其产品体积越来越小，售价越来越低，随着蓝牙技术的不断进步，届时已经有多达500多种不同类型的蓝牙产品获得了SIG的认证并投入市场，这些产品覆盖了数字移动设备、个人数据处理、耳机、打印设备、数码相机、输入设备以及无线网络接入等各个领域。综合多家市场研究机构的权威数据表明，截止到目前为止，全球采用蓝牙技术的设备已经远远超过了4亿台，由此可见，作为发展速度最快的无线通信技术蓝牙技术的发展将会普及到我们日常生活的各个领域。

1.2 蓝牙技术的特点

蓝牙技术属于一种短距离无线通信技术，其研究的最初目的是为了实现替代计算机外设以及数字移动设备的有线电缆连接。从蓝牙技术设计成熟并发展运用至今，其小体积和低耗能的突出表现成为了对数据传输速率不高的数字设备和计算机设备的优先选择。针对蓝牙技术的应用范围来看，其主要的特点主要表现在以下几个方面。
（1）适应范围广
蓝牙通信技术的工作频段选择在全球统一开发的2.4GHz医学、工业和科学I频段，而全球范围内的大部分国家I频段范围是在2.4到2.4835GHz之间，所以在该频段的范围内使用蓝牙技术，不需要得到相关地区无线电资源部门的特别认可，由此确定了蓝牙技术适用范围广的特点。
（2）可同时传输语音和数据
蓝牙采用的是分组交换和电力交换技术，支持异步数据信道、三路语音信道或者语音和异步数据同时传输的信道。同时蓝牙定义了两种链路类型：面向同步链接链路SCO以及异步无连接链路ACL，其中异步无链接链路A

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CL支持对称或非对称、分组交换和多点链接，其主要用于数据的传输，而面向同步链接链路SCO支持对称、电路交换和点点之间的链接，主要用于语音传输。所以，蓝牙技术科同时实现语音和数据的传输。
（3）能实现临时性对等链接
蓝牙设备在建立对等链接的时候，可以作为主设备（当主动发起链接请求时），也可作为从设备（相应对等设备发起的链接请求时）。当蓝牙设备形成一个微微网络时，只存在一个主设备，其余均为从设备。微微网是蓝牙最基本的网络，是由一个主设备和一个从设备或多个从设备组成的点点之间的链接通信组成的。
（4）抗干扰能力强
有很多家用电器和局域网、无线设备等会在I频段工作，但是蓝牙能够很好的抵抗这些设备的频段干扰，原因是蓝牙设备采用了跳频的工作方式来扩展频谱，把2.402到2.48GHz的频段分割成79个频点，相邻频点之间间隔1MHz，数据分组在任意频点发出之后继续跳到另一个频点发送，并且频点的选择顺序没有规律性，频率改变为1600次/s每个频率只持续625μs，所以其具有良好的抗扰能力。
（5）体积小，功耗小
鉴于数字移动设备的体积较小，所以蓝牙模块的体积便设计得更小、更便于集成到 数字移动设备中去，而且蓝牙设备在工作状态中只有激活（Active）模式是正常的工作状态，其他三种工作模式呼吸模式（Sniff）、保持模式（Hold）、休眠模式（Park）均设计为低耗能模式。
（6）开放接口标准，成本低廉
为了更好的推广蓝牙技术，SIG公开了蓝牙的所有技术标准，任何形式的企业只要通过SIG的蓝牙产品兼容测试就能将自己的产品推向市场，使得蓝牙的大量应用程序得到推广。而且随着蓝牙技术的普及，蓝牙产品的得到了大幅度的下降，使得蓝牙产品的成本大大降低。

2、蓝牙无线通信技术的应用

蓝牙技术在研究的最初就以广泛的应用领域为其市场定位，同时也是蓝牙技术被迅速推广，引起广泛关注的原因，蓝牙技术实现了各类数字移动设备包括计算机外设在内的设备与设备之间的无线连接和数据传输，不但取代了原有的有线连接的范围限制，同时也大幅度的使相关数字设备的功能得到扩充，使原有的数字设备之间的连网信息交换共享成为可能。随着蓝牙模块体积的小型化和的低廉化，蓝牙技术已经被集成到多种数字移动设备上，也形成了许多应用模型，在这里我们会对蓝牙无线通信技术的应用进行浅要的介绍。
蓝牙技术实现了以计算机为连接中心的无线连接，键盘、鼠标等计算机相关的外设设备可以通过蓝牙与计算机实现无线连接，另外，多台计算机可以共享一台打印机或者共享其他资源，PDA、数码相机已经数字移动电话可以实现与计算机的数据通信，与多台计算机形成无线域网等。同时，蓝牙技术支持扩展了无线语音通信功能，例如车载免提系统和无线耳机的应用。
蓝牙技术对网络功能的实现，包括网络接入点和拨号上网两种类型，拨号上网可以让便携式计算机通过移动电话接入internet，蓝牙无线网络接入还可以作为PSTN的接入点使用，也实现了家庭使用家用电器的无线组网和网络控制，方便了家庭上网。此外蓝牙技术还被广泛的运用到其他方面，例如集成蓝牙技术的小部件诸如手表、钢笔、车锁以及USB适配器等等。
3、总结
总之，随着时代的进步和发展，蓝牙通信技术的功能和应用也得到了广泛的拓展和进步，相信随着蓝牙技术规范的进一步完善和推广，蓝牙无线通信技术会得到飞速的发展，同时利用蓝牙设备组网的互联交换和信息共享也会在技术上变得更加成熟，更加稳定。
参考文献
胡广书《数字信号处理-理论、算法与实现》，清华大学出版社，1997.
樊吕信等《通信原理（第三版）》，国防工业出版，2001.
[3]马建仓等《蓝牙核心技术及应用》，科学出版社，2003.