蓝牙的跳频技术

相关背景

蓝牙工作于2.4~2.48GHz ISM 频段，由于该频段频谱异常拥挤（11b/g，微波炉，无绳电话等），并且BlueTooth采用低功耗（-6~+4dBm）。因此为了避免频率的相互冲突，蓝牙采用了AFH（Adaptive Frequency Hopping）,LBT（Listen Before Talk）,功率控制等抗干扰措施。

为什么要采用跳频技术

蓝牙协议被设计为同时允许最多八个蓝牙设备互连，因此协议需要解决的一个重要问题就是：如何处理同在有效传输范围内的这些蓝牙设备之间的相互干扰？
这一问题的解决催生了蓝牙协议最具独创性的通信方式调节性跳频技术。它定义了79个独立且可随机选择的有效通信频率，每个蓝牙设备都能使用其中任何一个频率，且能有规律地随时跳往另一个频率，按协议规范，这样的频率跳转每秒钟会发生1600次，因此不太可能出现两个发射器使用相同频率的情况，即使在特定频率下有任何干扰，其持续时间也仅不到千分之一秒，因此该技术同时还将外界干扰对蓝牙设备间通讯的影响降低到最小，大大提高了蓝牙的抗干扰、抗衰落能力。

跳频技术

跳频技术是把频带分成若干个跳频信道（hop channel），在一次连接中，无线电收发器按一定的码序列（即一定的规律，技术上叫做“伪随机码”，就是“假”的随机码）不断地从一个信道“跳”到另一个信道，只有收发双方是按这个规律进行通信的，而其他的干扰不可能按同样的规律进行干扰。与其它工作在相同频段的系统相比，蓝牙跳频更快，数据包更短，这使蓝牙比其它系统都更稳定。

蓝牙主设备决定跳频序列，从设备依照该序列以每秒1600跳的频率进行跳频。双方需要周期进行同步，以保证在可容许的误差内同时跳到相同的频率。跳频是蓝牙使用的关键技术之一。蓝牙在建链时(包括寻呼和查询)调频速率提高为3,200跳每秒。使用这样高的跳频速率，蓝牙系统具有足够高的抗干扰能力。

重要参数及概念

1、跳频信道数：79个，每个信道带宽为1MHz
2、Connection 模式：1600 hops/s (625us)
Page 和 inquiry ：3200 hops/s
3、跳频序列：是对79个跳频信道进行伪随机排序
4、由主设备的BD_ADDR和主设备的时钟依据特定算法来确定
5、同一微微网（piconet）采用相同跳频序列。