藍牙技術原理

藍牙無線技術是壹種短距離通信系統，旨在取代連接便攜設備和/或固定電子設備的纜線。藍牙無線技術的主要特點在於功能強大、耗電量低、成本低廉。核心規格的許多功能均為可選功能，以實現產品多樣性。藍牙核心系統包括射頻收發器、基帶及協議堆棧。該系統可以提供設備連接服務，並支持在這些設備之間交換各種類別的數據。操作概覽藍牙射頻（物理層）在無需申請許可證的 2.4GHz ISM 波段運行。系統采用了跳頻收發器來防止幹擾和衰落，並提供多個 FHSS（跳頻擴頻）載波。射頻操作采用了成形的二進制頻率調制，降低了收發器復雜性。符率為每秒 1 兆符 (Msps)，支持每秒 1 兆位 (Mbps) 的比特率；對於增強的數據率，可支持 2 或 3Mb/s 的總空氣比特率。這些模式分別稱為“基本速率”和“增強數據率”。在壹般操作情況下，同步至***用時鐘及跳頻圖的壹組設備將***享壹個物理無線電信道。提供同步基準的設備稱為主設備。所有其它設備稱為從設備。以此方式同步的壹組設備形成了壹個微微網 (piconet)。這就是 藍牙無線技術通信的基本形式。微微網中的設備使用特定跳頻圖，該圖由 藍牙規格地址中的特定字段和主設備時鐘依據特定算法來確定。基本跳頻圖是對 ISM 波段中的 79 個頻率進行偽隨機排序。跳頻圖可以調整以排除幹擾設備使用的壹部分頻率。自適應跳頻技術改善了 藍牙技術與靜態（非跳頻）ISM 系統的***存狀態（當兩者***存時）。物理信道被復分為稱作時隙的時間單位。數據以時隙中數據包的形式在啟用 藍牙的設備之間傳送。如果條件允許，可以將多個連續時隙分配給壹個數據包。跳頻發生在傳輸或接收數據包時。藍牙技術通過使用時分雙工 (TDD) 方案提供全雙工傳輸效果。物理信道上方有壹個鏈路、信道及相關控制協議層。物理信道以上的信道及鏈路層級為物理信道、物理鏈路、邏輯傳輸、邏輯鏈路及 L2CAP 信道。 在物理信道內，任意兩個傳輸設備之間可以形成物理鏈路，並且可雙向傳輸數據包。在微微網物理信道中，對哪些設備可以形成物理鏈路有壹些限制。每個從設備和主設備間有壹個物理鏈路。微微網中的從設備之間不會直接形成物理鏈路。物理鏈路可作為壹個或多個邏輯鏈路的傳輸層，支持單播同步、異步和等時通信量及廣播通信量。邏輯鏈路上的通信量可通過占有資源管理器中的調度功能分配的時隙分化到物理鏈路上。除用戶數據外，邏輯鏈路還負載了基帶和物理層的控制協議。即鏈路管理協議 (LMP)。微微網中的活動設備具有默認的面向異步連接的邏輯傳輸，用於傳輸 LMP 協議信令。由於歷史原因，這被稱作為 ACL 邏輯傳輸。每次有設備加入微微網時都會創建默認的 ACL 邏輯傳輸。可在需要時創建附加邏輯傳輸以傳輸同步數據流。鏈路管理功能采用 LMP 控制微微網中的設備的操作，並提供服務來管理架構中的較低層（無線電層和基帶層）。LMP 協議只可以負載在默認的 ACL 邏輯傳輸及默認的廣播邏輯傳輸上。在基帶層以上，L2CAP 層為應用和服務提供了基於信道的提取。它可以執行應用數據的分割和重組，並通過壹個***享邏輯鏈路執行多個信道的復用或解復用。L2CAP 有壹個協議控制信道，負載於默認的 ACL 邏輯傳輸中。提交至 L2CAP 協議的應用數據可以負載於支持 L2CAP 協議的任意邏輯鏈路上。