藍(lán)牙（bluetooth）技術(shù)的工作原理

 Bluetooth 技術(shù)的工作原理Bluetooth 無(wú)線技術(shù)是一種短距離通信系統(tǒng)，旨在取代連接便攜設(shè)備和/或固定電子設(shè)備的纜線。Bluetooth 無(wú)線技術(shù)的主要特點(diǎn)在于功能強(qiáng)大、耗電量低、成本低廉。核心規(guī)格的許多功能均為可選功能，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品多樣性。

Bluetooth 核心系統(tǒng)包括射頻收發(fā)器、基帶及協(xié)議堆棧。該系統(tǒng)可以提供設(shè)備連接服務(wù)，并支持在這些設(shè)備之間交換各種類別的數(shù)據(jù)。

Bluetooth 射頻(物理層)在無(wú)需申請(qǐng)?jiān)S可證的 2.4GHz ISM 波段運(yùn)行。系統(tǒng)采用了跳頻收發(fā)器來(lái)防止干擾和衰落，并提供多個(gè) FHSS(跳頻擴(kuò)頻)載波。射頻操作采用了成形的二進(jìn)制頻率調(diào)制，降低了收發(fā)器復(fù)雜性。符率為每秒 1 兆符 (Msps)，支持每秒 1 兆位 (Mbps) 的比特率;對(duì)于增強(qiáng)的數(shù)據(jù)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(qiáng)數(shù)據(jù)率”。

在一般操作情況下，同步至共用時(shí)鐘及跳頻圖的一組設(shè)備將共享一個(gè)物理無(wú)線電信道。提供同步基準(zhǔn)的設(shè)備稱為主設(shè)備。所有其它設(shè)備稱為從設(shè)備。以此方式同步的一組設(shè)備形成了一個(gè)微微網(wǎng) (piconet)。這就是 Bluetooth 無(wú)線技術(shù)通信的基本形式。

微微網(wǎng)中的設(shè)備使用特定跳頻圖，該圖由 Bluetooth 規(guī)格地址中的特定字段和主設(shè)備時(shí)鐘依據(jù)特定算法來(lái)確定?；咎l圖是對(duì) ISM 波段中的 79 個(gè)頻率進(jìn)行偽隨機(jī)排序。跳頻圖可以調(diào)整以排除干擾設(shè)備使用的一部分頻率。自適應(yīng)跳頻技術(shù)改善了 Bluetooth 技術(shù)與靜態(tài)(非跳頻)ISM 系統(tǒng)的共存狀態(tài)(當(dāng)兩者共存時(shí))。

物理信道被復(fù)分為稱作時(shí)隙的時(shí)間單位。數(shù)據(jù)以時(shí)隙中數(shù)據(jù)包的形式在啟用 Bluetooth 的設(shè)備之間傳送。如果條件允許，可以將多個(gè)連續(xù)時(shí)隙分配給一個(gè)數(shù)據(jù)包。跳頻發(fā)生在傳輸或接收數(shù)據(jù)包時(shí)。Bluetooth 技術(shù)通過(guò)使用時(shí)分雙工 (TDD) 方案提供全雙工傳輸效果。

物理信道上方有一個(gè)鏈路、信道及相關(guān)控制協(xié)議層。物理信道以上的信道及鏈路層級(jí)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(nèi)，任意兩個(gè)傳輸設(shè)備之間可以形成物理鏈路，并且可雙向傳輸數(shù)據(jù)包。在微微網(wǎng)物理信道中，對(duì)哪些設(shè)備可以形成物理鏈路有一些限制。每個(gè)從設(shè)備和主設(shè)備間有一個(gè)物理鏈路。微微網(wǎng)中的從設(shè)備之間不會(huì)直接形成物理鏈路。

物理鏈路可作為一個(gè)或多個(gè)邏輯鏈路的傳輸層，支持單播同步、異步和等時(shí)通信量及廣播通信量。邏輯鏈路上的通信量可通過(guò)占有資源管理器中的調(diào)度功能分配的時(shí)隙分化到物理鏈路上。

除用戶數(shù)據(jù)外，邏輯鏈路還負(fù)載了基帶和物理層的控制協(xié)議。即鏈路管理協(xié)議 (LMP)。微微網(wǎng)中的活動(dòng)設(shè)備具有默認(rèn)的面向異步連接的邏輯傳輸，用于傳輸 LMP 協(xié)議信令。由于歷史原因，這被稱作為 ACL 邏輯傳輸。每次有設(shè)備加入微微網(wǎng)時(shí)都會(huì)創(chuàng)建默認(rèn)的 ACL 邏輯傳輸。可在需要時(shí)創(chuàng)建附加邏輯傳輸以傳輸同步數(shù)據(jù)流。

鏈路管理功能采用 LMP 控制微微網(wǎng)中的設(shè)備的操作，并提供服務(wù)來(lái)管理架構(gòu)中的較低層(無(wú)線電層和基帶層)。LMP 協(xié)議只可以負(fù)載在默認(rèn)的 ACL 邏輯傳輸及默認(rèn)的廣播邏輯傳輸上。

在基帶層以上，L2CAP 層為應(yīng)用和服務(wù)提供了基于信道的提取。它可以執(zhí)行應(yīng)用數(shù)據(jù)的分割和重組，并通過(guò)一個(gè)共享邏輯鏈路執(zhí)行多個(gè)信道的復(fù)用或解復(fù)用。L2CAP 有一個(gè)協(xié)議控制信道，負(fù)載于默認(rèn)的 ACL 邏輯傳輸中。提交至 L2CAP 協(xié)議的應(yīng)用數(shù)據(jù)可以負(fù)載于支持 L2CAP 協(xié)議的任意邏輯鏈路上。